KR101645416B1 - System and method for interferecne cancellation in multicell multiuser environment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 시스템 및 그 방법을 개시한다. 즉, 업링크 환경인 IMAC(Interfering Multiple access channel)과 다운링크 환경인 IBC(Interfering Broadcasting Channel)에서 내부 셀(Intra-Cell) 및 외부 셀(Inter-Cell) 간 간섭문제를 동시에 해결하기 위하여 간섭정렬(Interference Alignment) 기법을 적용한다. 또한, 상기 기법을 적용하기에 앞서 간섭정렬을 위한 조건식을 이용하여 자기구성화를 수행하고, 그 후 간섭정렬 알고리즘을 통해 간섭에 대한 자기최적화를 수행함으로써, 내부 셀 및 외부 셀 간섭문제를 동시에 해결하여 셀 가장자리에 있는 사용자의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention discloses an interference cancellation system and method in a multi-cell multi-user environment. That is, in order to simultaneously solve the interference problem between the intra-cell and the inter-cell in the uplink environment IMAC (interfering multiple access channel) and the downlink environment IBC (interfering broadcasting channel) (Interference Alignment) technique. Also, prior to applying the above technique, self-configuration is performed using the conditional formula for interference alignment, and then self-optimization of the interference is performed through the interference alignment algorithm to solve the inner cell and outer cell interference problem simultaneously Thereby improving the reception performance of the user at the edge of the cell.
Description
본 발명은 이동통신망의 다중셀 환경에서 간섭을 제거하기 위한 방안에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다중 셀 다중 사용자 환경(multicell multiuser)에서 분산된 노드들 간 SON(Self-Organizing Network)을 형성하여 외부 셀(Inter-Cell) 간섭 및 내부 셀(Intra-Cell) 간섭을 동시에 감소시키는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
통신 커버리지를 셀로 분할하는 개념 정립 단계인 셀룰러 이동통신 초기 단계에서부터 최근 차세대 4G시스템 도입이 가시화 되고 있는 현 단계까지 간섭 문제는 여러가지 기술적인 문제 중 가장 중요한 이슈로 대두되고 있다.From the early stages of cellular mobile communication, which is the conceptual step of dividing communication coverage into cells, to the current stage of the introduction of next generation 4G systems, interference problems are emerging as the most important issue among various technical problems.
기존의 전통적인 셀룰러 시스템에서는 이러한 간섭문제를 중앙 집중적인 제어에 의해 관리해 왔지만 펨토 셀 및 차세대 4G 시스템이 도입됨에 따라 이동통신 시스템의 네트워크 구조가 다계층 구조로 변화되고 시스템에서 관리해야 할 개체의 수가 기하급수적으로 증가하게 되어 중앙집중적인 관리가 원천적으로 불가능 해지는 환경이 되었다.Conventional cellular systems have managed this interference problem with centralized control, but as the femtocell and next generation 4G systems are introduced, the network structure of the mobile communication system changes into a multi-layer structure, and the number of objects to be managed by the system And it became an environment in which centralized management became impossible at the source.
이와 관련하여, 기존의 간섭문제에 대한 연구는 주로 하나의 셀에 다중사용자(singlecell multiuser)가 존재하는 환경에서 셀 내부 간섭(multiuser interference)에 대한 연구이거나 다중 셀 단일사용자 (mulitcell singleuser) 환경에서 셀 외부 간섭문제에 대한 연구에 집중되어 왔다.In this regard, studies on existing interference problems are mainly based on multiuser interference in an environment where a single cell multiuser is present in one cell, or in a multi-cell single user environment, Has been focused on research on external interference problems.
최근에는 다중 셀 단일사용자 환경에서 셀 외부 간섭 문제를 해결하기 위한 간섭정렬 기법이 제안되었고, 분산적인 간섭정렬 알고리즘과 간섭정렬을 위한 조건식이 제안되었다.Recently, an interference alignment technique has been proposed to solve the external interference problem in a multi - cell single user environment. Distributed interference alignment algorithms and conditional formulas for interference alignment have been proposed.
그러나, 실제적인 셀룰러 시스템 환경인 다중 셀 다중 사용자 환경(multicell multiuser)에서 내부 셀 및 외부 셀 간섭문제를 동시에 고려할 경우, 기존 환경에서 사용한 간섭정렬 조건식과 간섭정렬 알고리즘을 그대로 적용할 수 없다는 문제가 있다.However, when the internal cell and the external cell interference problem are simultaneously considered in a multi-cell multiuser system, which is a practical cellular system environment, there is a problem that the interference alignment condition formula and the interference sorting algorithm used in the existing environment can not be applied as they are .
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상술한 바와 같이 다중 셀 다중 사용자 시스템의 업링크 환경인 IMAC(Interfering Multiple access channel)과 다운링크 환경인 IBC(Interfering Broadcasting Channel)에서 발생하는 내부 셀(Intra-Cell) 및 외부 셀(Inter-Cell) 간섭 문제를 SON(Self-Organizing Network)의 자기구성화 및 자기최적화 과정을 통해 동시에 해결하기 위한 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an intra-cell (IMC) scheme, which is generated in an interfering multiple access channel (IMAC) ) And a method for inter-cell interference in a multi-cell multi-user environment for simultaneously solving the problem of inter-cell interference through self-organizing and self-optimizing processes of SON (Self-Organizing Network) .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따라 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 시스템이 제공되며: 이 시스템은, 다수의 셀 영역에 각각 위치하며, 각각이 위치한 셀 영역 상에서 인접한 기지국과 데이터를 송수신하는 사용자단말기; 및 다수의 상기 사용자단말기가 위치하는 각각의 셀 영역에서 기 설정된 제1조건식을 만족하는 지정된 파라미터에 대한 설정을 통해 인접한 기지국과의 네트워크를 형성하여 채널정보를 교환하고, 상기 채널정보를 기반으로 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대한 간섭을 감소시키기 위해 기 설정된 제2조건식을 만족하는 지정된 파라미터를 산출하여 사용자단말기에 피드백하는 기지국을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an interference cancellation system in a multi-cell multi-user environment, the system including: a plurality of base stations, each located in a plurality of cell areas, A user terminal for transmitting and receiving data; And exchanges channel information with a neighboring base station through a setup for a designated parameter satisfying a predetermined first conditional formula in each cell region in which the plurality of user terminals are located, And a base station for calculating a predetermined parameter satisfying a predetermined second conditional formula to reduce interference to each of a plurality of cell regions and user terminals on the network and feeding back the calculated parameters to the user terminal.
본 발명의 다른 일면에 따라 셀 영역에 위치한 다수의 사용자단말기와 데이터를 송수신하는 기지국이 제공되며: 이 기지국은, 다수의 사용자단말기가 위치하는 셀 영역에서 기 설정된 제1조건식을 만족하는 지정된 파라미터에 대한 설정을 통해 인접한 기지국과의 네트워크를 형성하여 채널정보를 교환하는 자기구성화부; 및 상기 채널정보를 기반으로 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대한 간섭을 감소시키기 위해 기 설정된 제2조건식을 만족하는 지정된 파라미터를 산출하여 사용자단말기에 피드백하는 자기최적화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a base station that transmits and receives data to and from a plurality of user terminals located in a cell region, the base station comprising: a base station configured to transmit a predetermined parameter satisfying a predetermined first conditional formula A self configuring unit for establishing a network with neighboring base stations and exchanging channel information through setting of the channel configuration; And a self-optimizing unit for calculating a predetermined parameter satisfying a predetermined second conditional formula to reduce interference to each of a plurality of cell areas and a user terminal on the network based on the channel information, .
바람직하게는, 상기 자기구성화부는, 상기 다수의 사용자단말기가 위치하는 각각의 셀 영역의 업링크환경(IMAC,Interfering Multiple access channel) 및 다운링크환경(IBC, Interfering Broadcasting Channel)에서 기 설정된 상기 제1조건식을 만족하는 상기 지정된 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the self-configuring unit is configured to select one of the plurality of user terminals in an interfering multiple access channel (IMAC) and an interfering broadcast channel (IBC) 1 < / RTI > conditional expression is set.
바람직하게는, 상기 자기구성화부는, 간섭정렬 가능 여부를 판단하기 위해 기 설정된 상기 제1조건식을 만족하는 송신단 안테나수, 수신단 안테나수, 및 데이터스트림을 포함하는 상기 지정된 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the self-configuring unit is configured to set the designated parameter including the number of transmitting-end antennas, the number of receiving-end antennas, and the data stream satisfying the first conditional formula predetermined to determine whether interference can be aligned do.
바람직하게는, 상기 자기최적화부는, 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대한 업링크환경(IMAC,Interfering Multiple access channel) 및 다운링크환경(IBC, Interfering Broadcasting Channel)에서 상기 제2조건식을 만족하는 상기 지정된 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the self-optimizing unit optimizes the second conditional expression in an interfering multiple access channel (IMAC) and an interfering broadcasting channel (IBC) for a plurality of cell regions and user terminals on the network, And calculates the specified parameter satisfying the condition.
바람직하게는, 상기 자기최적화부는, 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대해 설정값을 만족하는 임시 파라미터를 선택하고, 상기 선택된 임시 파라미터를 상기 제2조건식을 만족할 때까지 갱신하여 상기 지정된 파라미터로 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the self-optimizing unit selects a temporary parameter satisfying a set value for each of a plurality of cell regions and a user terminal on the network, updates the selected temporary parameter until the second conditional expression is satisfied, And a parameter is calculated.
바람직하게는, 상기 자기최적화부는, 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대해 셀 내부 간섭 및 셀 외부 간섭을 동시에 정렬하기 위한 프리코딩 행렬 및 간섭정렬을 위한 공간 정보를 포함하는 상기 기 설정된 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the self-optimizing unit includes a precoding matrix for simultaneously aligning intra-cell interference and inter-cell interference for a plurality of cell regions and user terminals on the network, and spatial information for interference alignment, And the parameter is calculated.
본 발명의 또 다른 일면에 따라 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 방법이 제공되며: 이 방법은, 다수의 사용자단말기가 위치하는 셀 영역에서 기 설정된 제1조건식을 만족하는 지정된 파라미터를 설정하여 인접한 기지국과의 네트워크를 형성하는 네트워크형성단계; 상기 형성된 네트워크상에서 채널정보를 수신하는 채널정보수신단계; 상기 수신된 채널정보를 기반으로 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대한 간섭을 감소시키기 위해 기 설정된 제2조건식을 만족하는 지정된 파라미터를 산출하는 파라미터산출단계; 및 상기 산출된 파라미터를 사용자단말기에 피드백하는 정보피드백단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an interference cancellation method in a multi-cell multi-user environment, comprising: setting a designated parameter satisfying a predetermined first conditional formula in a cell region in which a plurality of user terminals are located, A network forming step of forming a network with a base station; A channel information receiving step of receiving channel information on the formed network; A parameter calculating step of calculating a designated parameter satisfying a predetermined second conditional expression to reduce interference to a plurality of cell areas and user terminals on the network based on the received channel information; And an information feedback step of feeding back the calculated parameters to the user terminal.
바람직하게는, 상기 네트워크형성단계는, 다수의 상기 사용자단말기가 위치하는 각각의 셀 영역의 업링크환경(IMAC,Interfering Multiple access channel) 및 다운링크환경(IBC, Interfering Broadcasting Channel)에서 기 설정된 상기 제1조건식을 만족하는 상기 지정된 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 한다.Advantageously, the network forming step comprises the steps of: setting a predetermined number of cells in an interfering multiple access channel (IMAC) and an interfering broadcast channel (IBC) of each cell area in which a plurality of user terminals are located, 1 < / RTI > conditional expression is set.
바람직하게는, 상기 네트워크형성단계는, 간섭정렬 가능 여부를 판단하기 위해 기 설정된 상기 제1조건식을 만족하는 송신단 안테나수, 수신단 안테나수, 및 데이터스트림을 포함하는 상기 지정된 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the network forming step sets the designated parameter including the number of transmitting-end antennas, the number of receiving-end antennas, and the data stream satisfying the predetermined first conditional expression to determine whether or not the interference can be aligned. do.
바람직하게는, 상기 파라미터산출단계는, 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대한 업링크환경(IMAC,Interfering Multiple access channel) 및 다운링크환경(IBC, Interfering Broadcasting Channel)에서 상기 제2조건식을 만족하는 상기 지정된 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the parameter calculation step may include calculating a second conditional expression (i) in an interfering multiple access channel (IMAC) and an interfering broadcasting channel (IBC) for each of a plurality of cell regions and a user terminal on the network, Of the specified parameter.
바람직하게는, 상기 파라미터산출단계는, 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대해 설정값을 만족하는 임시 파라미터를 선택하는 파라미터선택단계; 및 상기 선택된 임시 파라미터를 상기 제2조건식을 만족할 때까지 갱신하여 상기 지정된 파라미터로 산출하는 파라미터갱신단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the parameter calculating step may include: a parameter selecting step of selecting a temporary parameter satisfying a set value for each of a plurality of cell areas and a user terminal on the network; And a parameter updating step of updating the selected temporary parameter until the second conditional expression is satisfied and calculating the temporary parameter as the designated parameter.
바람직하게는, 상기 파라미터산출단계는, 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대해 셀 내부 간섭 및 셀 외부 간섭을 동시에 정렬하기 위한 프리코딩 행렬 및 간섭정렬을 위한 공간 정보를 포함하는 상기 기 설정된 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the parameter calculation step may include a precoding matrix for simultaneously aligning intra-cell interference and inter-cell interference for each of a plurality of cell regions and user terminals on the network, and spatial information for interference alignment, And the set parameter is calculated.
본원 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 시스템 및 그 방법에 따르면, 다중 셀 다중 사용자 시스템의 IMAC(Interfering Multiple access channel) 환경과 IBC(Interfering Broadcasting Channel) 환경에서 간섭정렬(Interference Alignment)의 가능 여부를 판단해 주는 간섭정렬 조건식을 제공함으로써 분산된 노드들이 자기구성화 과정을 수행할 수 있다. 또한 간섭정렬 알고리즘을 통해 간섭에 대한 자기최적화 과정을 수행함으로써 내부 셀 및 외부 셀 간섭문제를 동시에 해결하여 셀 가장자리에 있는 사용자의 수신 성능을 향상시키는 효과가 있다.According to the interference cancellation system and the method thereof in the multi-cell multi-user environment according to the present invention, interference cancellation can be performed in an IMAC (Interfering Multiple Access Channel) environment and an IBC (Interfering Broadcast Channel) The distributed nodes can perform the self-organizing process by providing the interference alignment condition expression that determines whether or not the node can be made available. Also, by performing the self-optimization process on the interference through the interference sorting algorithm, it is possible to simultaneously solve the internal cell and the external cell interference problem, thereby improving the reception performance of the user at the edge of the cell.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 다중 사용자 시스템의 다운링크환경(IBC, Interfering Broadcasting Channel)을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 다중 사용자 시스템의 업링크환경(IMAC,Interfering Multiple access channel)을 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 [수학식 4]를 해석한 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 개략적인 구성도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 자기구성 및 자기최적화 동작에 대한 실 적용예를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 시스템의 개략적인 구성도.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an interference cancellation system in a multi-cell multi-user environment according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a configuration diagram illustrating a downlink environment (IBC) of a multi-cell multi-user system according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram illustrating an interfering multiple access channel (IMAC) of a multi-cell multi-user system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a configuration diagram of an analysis of Equation (4) according to an embodiment of the present invention;
5 is a schematic configuration diagram of a base station according to an embodiment of the present invention;
6 to 8 are diagrams for explaining an actual application example of a self-configuration and a self-optimization operation of a base station according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic configuration diagram of an interference cancellation system in a multi-cell multi-user environment according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 시스템의 개략적인 구성도를 도시한다. FIG. 1 is a schematic block diagram of an interference cancellation system in a multi-cell multi-user environment according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 시스템은, 다수의 셀 영역에 각각 위치하여 각각이 위치한 셀 영역 상에서 인접한 기지국과 데이터를 송수신하는 사용자단말기(100) 및 상기와 같이 사용자단말기(100)가 위치하는 다중 셀 다중 사용자 환경(multicell multiuser)에서 기 설정된 조건식을 토대로 외부 셀(Inter-Cell) 간섭 및 내부 셀(Intra-Cell) 간섭을 동시에 감소시키는 각각의 기지국(200)을 포함하는 구성을 갖는다. 여기서, 상기 다중 셀 다중 사용자 환경(multicell multiuser)은 마크로 셀(macro cell)과 펨토 셀(femto cell)이 공존하는 다중 셀 기반에서 각각의 셀에 복수의 사용자단말기(100)가 위치하는 환경을 지칭하는 것으로, 이와 같은 다중 셀 다중 사용자 환경에서는 마크로 셀간의 간섭, 펨토 셀간의 간섭, 그리고 마크로 셀과 펨토 셀 간의 간섭에 해당하는 외부 셀(Inter-Cell) 간섭 그리고, 마크로 셀 내부 간섭과 펨토 셀 내부 간섭에 해당하는 내부 셀(Intra-Cell) 간섭이 존재할 수 있다.As shown in FIG. 1, the system includes a
나아가, 이와 같은 다중 셀 다중 사용자 환경은 다운링크환경(IBC, Interfering Broadcasting Channel) 및 업링크환경(IMAC,Interfering Multiple access channel)으로 구분될 수 있다.Further, such a multi-cell multi-user environment can be divided into an interfering broadcasting channel (IBC) and an interfering multiple access channel (IMAC).
우선, 도 2를 참조하여 다운링크환경(IBC, Interfering Broadcasting Channel)을 살펴보면 다음과 같다.First, referring to FIG. 2, an interfering broadcast channel (IBC) will be described below.
도 2의 경우 개의 셀이 존재하고 각 셀마다 개의 사용자단말기(100)가 있는 IBC 시스템을 도시하고 있다. 상황에 따라 각 셀은 마크로 셀이나 펨토 셀 혹은 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 각 셀마다 가 동일하다고 가정함으로 각 셀의 사용자단말기(100)를 로 나타낸다.2 Cells exist and each cell Lt; RTI ID = 0.0 > IBC < / RTI > Depending on the situation, each cell may be composed of a macrocell, a femtocell or a combination thereof. In the present invention, for convenience of explanation, Are assumed to be the same, the
이와 관련하여, 번째 셀의 번째 사용자단말기(100)의 수신신호를 일반적인 수식으로 나타내면 아래의 [수학식 1]과 같다.In this regard, Th cell The reception signal of the i < th >
[수학식 1][Equation 1]
이 시스템에서 송신단인 기지국(200)의 안테나수와 수신단인 사용자단말기(100)의 안테나수는 각각 와 로 나타낸다. [수학식 1]에서 는 t번째 기지국(200)과 g번째 셀의 k번째 사용자단말기(100) 사이의 채널 매트릭스를 나타내고, 는 g번째 셀의 k번째 사용자단말기(100)를 위해 사용되는 프리코딩 행렬을 나타내며, 는 g번째 기지국(200)이 g번째 셀의 k번째 사용자단말기(100)로 전송하는 전송신호 벡터를 나타낸다. 여기서 는 각 송신단에서 접속한 사용자단말기(100)에게 전송하고자 하는 데이터스트림수이다. 그리고 는 g번째 셀의 k번째 사용자단말기(100)에 해당하는 크기의 백색 가우시안 잡음 벡터를 나타내며, N(0,1)과 같은 분포를 따른다.In this system, the number of antennas of the
다음, 도 3을 참조하여 업링크환경(IMAC,Interfering Multiple access channel)을 살펴보면 다음과 같다.Next, referring to FIG. 3, an uplink environment (IMAC) will be described as follows.
도 3의 경우, 개의 셀이 존재하고 각 셀마다 개의 사용자단말기(100)가 있는 IMAC 시스템을 도시하고 있다.3, Cells exist and each cell Lt; RTI ID = 0.0 > 100 < / RTI >
이와 관련하여, g번째 기지국(200)이 자신의 셀 안의 t번째 사용자단말기(100)로부터 수신한 신호를 아래의 [수학식2]와 같이 일반적으로 표현할 수 있다.In this regard, the signal received from the t-
[수학식 2]&Quot; (2) "
이 시스템에서는 송신단인 사용자단말기(100)의 안테나수와 수신단인 기지국(200)의 안테나수는 각각 와 로 나타낸다. [수학식 2]에서 는 t번째 셀의 l번째 사용자단말기(100)와 g번째 기지국(200) 사이의 채널 매트릭스를 나타내고, 는 g번째 셀의 k번째 사용자단말기(100)가 사용하는 프리코딩 행렬을 나타내며 는 g번째 셀의 k번째 사용자단말기(100)가 전송하는 전송신호 벡터를 나타낸다. 여기서, 는 사용자단말기(100)가 기지국(200)으로 전송하고자 하는 데이터스트림수이다. 는 g번째 기지국(200)에서 발생하는 크기의 백색 가우시안 잡음 벡터를 나타내며, N(0,1)과 같은 분포를 따른다.In this system, the number of antennas of the
상기 기지국(200)은 상술한 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭정렬을 통해 간섭을 위해 기 설정된 조건식을 만족하는 지정된 파라미터에 대한 설정을 수행하여 인접한 기지국과의 네트워크를 형성하여 채널정보를 교환하기 위한 자기구성화 즉, 자기설정(Self-Configuration)을 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국(200)은 다중 셀 다중 사용자 환경에서 간섭정렬 알고리즘을 통해 간섭을 제거하기 위해서 먼저 다중 셀 다중 사용자 시스템이 간섭정렬을 위한 조건을 만족하는지 알아보아야 한다. 따라서, 상기 다중 셀 다중 사용자 시스템을 이차 선형 방정식 시스템으로 간주하고 시스템의 방정식과 미지수 수를 비교함으로써 상기 시스템의 해가 존재하는지, 즉 간섭정렬 알고리즘을 통해 간섭을 제거할 수 있는지를 확인한다. 이러한 간섭정렬을 위한 조건식은 간섭정렬을 위해 인접한 노드들 사이에 네트워크를 형성할 수 있게 한다.The
즉, 다중 셀 다중 사용자 IBC 환경에서 아래의 [수학식 3]과 [수학식 4]를 만족하는 프리코딩 행렬와 수신단필터 행렬이 존재한다면 셀 내부 간섭 및 셀간의 간섭정렬이 가능하다. That is, in a multi-cell multi-user IBC environment, a precoding matrix satisfying the following equations (3) and (4) And a receiver filter matrix It is possible to arrange intra-cell interference and inter-cell interference.
[수학식 3]&Quot; (3) "
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, 모든 채널 행렬의 성분은 i.i.d(independent and identically distributed)라고 가정한다. 또한, [수학식 3]은 간섭 성분들로 내부 셀 및 외부 셀 간섭들이다. 이러한 간섭성분은 [수학식 3]의 조건에 의해 모두 사라지고 [수학식 4]를 만족하는 자기신호 성분의 랭크(rank)가 데이터 스트림수 가 되게 하는 ,가 있다면 간섭정렬이 가능하다. 따라서 [수학식 3]과 [수학식 4]를 동시에 고려하여 다중 셀 다중 사용자 환경에서 상기 두 식을 만족하는 해 (,)가 있을 조건을 구해야 한다.Here, it is assumed that the components of all channel matrices are iid (independent and identically distributed). Also, Equation (3) is interference between the inner cell and the outer cell. These interference components are all eliminated by the condition of Equation (3), and the rank of the magnetic signal components satisfying Equation (4) becomes the number of data streams To become , Interference alignment is possible. Therefore, considering both [Equation 3] and [Equation 4], a solution satisfying the above two equations in a multi- , ) Should be sought.
한편, [수학식 3]과 [수학식 4]를 동시에 고려하여 생성되는 방정식의 수와 미지수의 수를 계산하기 위해서 상기 [수학식 3]과 [수학식 4]를 아래의 [수학식 5]와 같이 표현한다.In order to calculate the number of equations and the number of unknowns generated by simultaneously considering Equations (3) and (4), Equations (3) and (4) .
[수학식 5]&Quot; (5) "
상기 [수학식 5]에서 는 각각 프리코딩 행렬 와 수신단 필터행렬 의 열벡터이다. 이와 관련하여 상기 [수학식 5]를 통해 필요한 방정식의 수는 하기 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다.In the above equation (5) Respectively, And a receiver filter matrix . In this regard, the number of necessary equations through Equation (5) can be expressed as Equation (6) below.
[수학식 6]&Quot; (6) "
한편, [수학식 5]에서 와 은 각각 [수학식 3]과 [수학식 4]를 만족하는 행렬 와 의 열수를 나타낸다.On the other hand, in Equation (5) Wow Are matrices satisfying the equations (3) and (4), respectively, Wow .
다음으로, [수학식 3]과 [수학식 4]를 만족하는 미지수의 수를 알아본다. 하나의 행렬 와 에서 필요한 최소한의 미지수 수는 각각 와 이다. 따라서 전체적으로 필요한 미지수의 수는 아래의 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다.Next, the number of unknowns that satisfy the equations (3) and (4) will be examined. One matrix Wow The minimum number of unknowns required in Wow to be. Therefore, the number of unknowns required as a whole can be expressed by Equation (7) below.
[수학식 7]&Quot; (7) "
상기 [수학식 7]에서 는 전송단 안테나수로서 IBC환경에서는 로, IMAC 환경에서는 로 나타낼 수 있다. 또한, 는 수신단 안테나수를 의미하며, IBC환경에서는 로, IMAC 환경에서는 로 나타낼 수 있다. 다중 셀 다중 사용자 시스템에서 간섭정렬을 위한 해가 존재하려면 상기 시스템에서 구한 미지수의 수가 방정식의 수보다 많거나 같아야 한다. 이와 관련하여 아래의 [수학식 8]은 IBC 시스템에서 간섭정렬을 위한 해가 존재할 조건식이다.In Equation (7) Is the number of transmitting-end antennas. In the IBC environment In the IMAC environment, . Also, Denotes the number of antennas at the receiving end, and in the IBC environment In the IMAC environment, . The number of unknowns in the system must be greater than or equal to the number of equations in order to have a solution for interference alignment in a multi-cell multi-user system. Equation (8) below is a conditional expression in which there is a solution for interference alignment in the IBC system.
[수학식 8]&Quot; (8) "
한편, 업링크 환경인 IMAC 시스템에서도 상기 [수학식 8]과 같은 조건식이 간섭정렬을 위해 동일 하게 사용될 수 있다. 따라서 다중 셀 다중 사용자 시스템의 IBC나 IMAC 환경에서 간섭정렬을 통해 간섭을 제거하기 위해서는 인접한 노드들이 상기 [수학식 8]과 같은 조건식을 만족하도록 네트워크를 형성하여야 한다.In the IMAC system, which is an uplink environment, the same conditional expression as in Equation (8) can be used for interference alignment. Therefore, in order to remove interference through interference sorting in an IBC or IMAC environment of a multi-cell multi-user system, adjacent nodes must form a network satisfying the conditional expression (8).
상기 시스템에서 전송단 안테나수와 수신단 안테나수가 각각 M과 N개로 동일하고, 전송하고자 하는 데이터스트림수도 D개로 동일한 경우 시스템의 해가 있을 조건은 하기 [수학식 9]와 같다.In the above system, if the number of transmission-end antennas and the number of reception-end antennas are equal to M and N, respectively, and the number of data streams to be transmitted is equal to D, the condition for the system harm is expressed by Equation (9).
[수학식 9]&Quot; (9) "
아울러, 기지국(200)은 상술한 바와 같이 다중 셀 다중 사용자 환경에 대한 자기구성화가 완료될 경우, 형성된 네트워크로부터 수신되는 채널정보를 기반으로 기 설정된 조건식을 만족하는 지정된 파라미터를 산출함으로써, 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기(100) 각각에 대한 간섭을 감소시키기 위한 자기최적화(Self-Optimization)를 수행한다. 보다 구체적으로, 기지국(200)은 G개의 셀이 있고 각 셀마다 단일 사용자단말기(100,K=1)가 있는 간섭 채널 환경에서 셀간 간섭을 위해 제안된 기법인 반복 간섭정렬 알고리즘을 G개의 셀이 있고 각 셀마다 K명의 사용자가 존재하는 다중 셀 다중 사용자 환경에 확장 적용한다. 다시 말해, 기지국(200)은 다중 셀 다중 사용자 환경의 셀 내부 간섭과 셀간 간섭을 동시에 정렬하기 위한 프리코딩 행렬 와 간섭을 위한 간섭공간 을 반복적인 알고리즘을 통해 찾는다. 여기서, 업링크 환경인 IMAC과 다운링크 환경인 IBC에서 적용되는 간섭정렬 알고리즘은 동일하다.In addition, when the self-configuration for the multi-cell multi-user environment is completed as described above, the
한편, 아래의 [수학식 10]은 간섭정렬을 위한 목적함수를 일반적으로 표현한 것이다.Equation (10) below is a general expression of an objective function for interference alignment.
[수학식 10]&Quot; (10) "
이와 관련하여, [수학식 1]과 [수학식 2]에서 살펴본 바와 같이 업링크에서 고려되는 간섭채널과 다운링크에서 고려되는 간섭채널이 서로 구분되어야 하기 때문에, IBC 환경에서는 [수학식 10]의 에서 는로 는 로 설정하여 가 되고, IMAC환경에서 의 는로 는 로 설정하여 가 된다. 여기서 는 g번째 셀의 k번째 사용자단말기(100)를 위한 간섭정렬 부공간인 에 대한 직교정규한(orthonormal)한 기저를 나타내며, 는 g번째 셀의 k번째 사용자단말기(100) 입장에서 간섭이 되는 채널을 나타낸다. 이때, 간섭이 되는 채널은 셀 내부 간섭과 셀간의 간섭 모두를 포함한 것이다. 따라서 [수학식 10]이 의미하는 바는 간섭성분 을 간섭 공간에 정사영시킨 성분과 성분과의 차이를 최소화하는 것이다. 다시 말해, 간섭정렬의 에러를 최소화하는 와를 산출함으로써, 이를 통해 도 4에 도시한 바와 같이 간섭성분들을 간섭을 위한 공간인 로 정렬시킨다.In this regard, as shown in Equations (1) and (2), since the interference channel considered in the uplink and the interference channel considered in the downlink should be distinguished from each other, in The in The By setting , And in the IMAC environment of The in The By setting . here Is the interference alignment subspace for the k < th >
이하에서는, 도 5를 참조하여, 기지국(200)의 보다 구체적인 구성을 설명하도록 한다. 즉, 기지국(200)은 다중 셀 다중 사용자 환경에 대한 자기설정(Self-Configuration)을 수행하는 자기구성화부(210) 및 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기(100) 각각에 대한 간섭을 감소시키는 자기최적화(Self-Optimization)를 수행하는 자기최적화부(220)를 포함하는 구성을 갖는다.Hereinafter, a more specific configuration of the
상기 자기구성화부(210)는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭정렬을 통해 간섭을 위해 기 설정된 조건식을 만족하는 지정된 파라미터에 대한 설정을 수행하여 인접한 기지국과의 네트워크를 형성하여 채널정보를 교환하기 위한 자기구성화 즉, 자기설정(Self-Configuration)을 수행한다. 보다 구체적으로, 자기구성화부(210)는 상술한 [수학식 8]의 간섭정렬 조건식을 통해 송신단, 수신단 안테나수 및 데이터스트림수 등의 파라미터를 설정한다.The
[수학식 8]&Quot; (8) "
이를 통해 자기구성화부(210)는 인접한 기지국과의 네트워크를 형성하고, 형성된 네트워크의 기지국들 간 채널정보를 서로 교환함으로써 자기구성화를 수행한다.The self configurator 210 forms a network with neighboring base stations and performs self configuration by exchanging channel information between the base stations of the formed network.
상기 자기최적화부(220)는 다중 셀 다중 사용자 환경에 대한 자기구성화가 완료될 경우, 형성된 네트워크로부터 수신되는 채널정보를 기반으로 기 설정된 조건식을 만족하는 지정된 파라미터를 산출함으로써, 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기(100) 각각에 대한 간섭을 감소시키기 위한 자기최적화(Self-Optimization)를 수행한다. 보다 구체적으로, 자기최적화부(220)는 다운링크와 업링크 환경에서 모든 기지국이 자기 최적화 과정을 수행한다고 가정하고, 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭을 제거한다. 즉, 자기최적화부(220)는 (identity matrix)를 만족하는 임의의 프리코딩 행렬 를 모든 셀 t와 사용자 l에 대해서 선택한다. 또한, 자기최적화부(220)는 아래의 [수학식 11]을 통해 모든 셀 g와 사용자 k에 대한 를 계산한다.When the self-configuration for the multi-cell multi-user environment is completed, the
[수학식 11]&Quot; (11) "
여기서, 는 행렬 H의 가장 큰 개의 고유값(eigenvalue)에 해당하는 고유벡터(eigenvectors)를 나타내고 는 행렬 H의 가장 큰 개의 고유값(eigenvalue)에 해당하는 고유벡터(eigenvectors)를 나타낸다.here, Is the largest of the matrix H Eigenvectors corresponding to the eigenvalues of eigenvectors Is the largest of the matrix H Eigenvectors corresponding to the eigenvalues of eigenvectors.
이를 토대로, 자기최적화부(220)는 아래의 [수학식 12]를 통해 모든 t,l에 대해 을 계산한다. On the basis of this, the self-optimizing
[수학식 12]&Quot; (12) "
한편, 자기최적화부(220)는 와 를 구하는 과정을 상술한 [수학식 10]의 목적함수가 수렴할 때까지 반복하고, 상기 목적함수가 수렴되면 아래의 [수학식 13]을 통해 로부터 수신단에서 사용되는 필터 행렬 를 산출함으로써, 산출된 프리코딩 행렬을 피트백을 통해 사용자단말기(100)에 전달한다.On the other hand, the self-optimizing
[수학식 10]&Quot; (10) "
[수학식 13]&Quot; (13) "
여기서, 는 간섭을 정렬시킬 공간인 에 직교한 부공간을 나타낸다.here, Is the space to align the interference And a subspace orthogonal to the subspace.
참고로, 도 6 내지 8을 참조하여 상술한 기지국(200)의 자기구성 및 자기최적화 동작에 대한 실 적용예를 설명하기로 한다.For reference, an actual application example of the self-configuration and self-optimizing operation of the
도 6은 마크로셀과 펨토셀이 공존하는 다중 셀 IBC 시스템에서 자기구성 및 자기최적화를 통한 SON(Self-Organizing Network) 기능의 실시예를 도시하고 있다.FIG. 6 illustrates an embodiment of a SON (Self-Organizing Network) function through self-configuration and self-optimization in a multi-cell IBC system in which a macrocell and a femtocell coexist.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 다중 셀 IBC 시스템은 하나의 마크로 셀과 인접한 2개의 펨토셀이 SON을 형성하며, 이때 마크로셀과 펨토 셀에는 각각 2명의 사용자가 있다고 가정한다. 이때, 각 펨토 기지국은 인접한 펨토 셀의 사용자와 마크로셀의 사용자에게 간섭을 주고 마크로 기지국은 인접한 펨토셀 사용자들에게 간섭을 준다. 또한 각각의 셀 내부 간섭이 존재한다.That is, as shown in FIG. 6, in the multi-cell IBC system, it is assumed that one macrocell and two adjacent femtocells form an SON, and that there are two users in the macrocell and the femtocell, respectively. At this time, each femto base station interferes with a user of a neighboring femtocell and a macrocell user, and the macro base station interferes with neighboring femtocell users. There is also interference within each cell.
도 7은 상기 도 6의 실시예와 같은 환경에서 간섭정렬 알고리즘을 적용했을 때의 성능그래프를 도시하고 있다. 여기서, 그래프의 가로축은 전송파워를 나타내며, 세로축은 합 전송률을 나타낸다. 또한 합 전송률의 기울기는 degree of freedom(DoF)를 나타낸다.FIG. 7 shows a performance graph when an interference sorting algorithm is applied in the same environment as the FIG. 6 embodiment. Here, the horizontal axis of the graph represents transmission power, and the vertical axis represents a sum rate. Also, the slope of the sum rate represents degree of freedom (DoF).
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 인접한 3개의 셀이 존재하고 각 셀마다 수신 안테나 개수가 2개인 2명의 사용자가 있는 환경에서 기지국이 전송하고자 하는 데이터스트림수가 1일 때 간섭정렬 조건식을 이용하여 간섭정렬이 가능한 전송안테나수(M)를 상술한 [수학식 9]로부터 하기 [수학식 14]과 같이 나타낼 수 있다.In other words, as shown in FIG. 7, when there are three adjacent cells and two users have two receiving antennas for each cell, when the number of data streams to be transmitted by the base station is one, interference interference The number M of transmit antennas that can be aligned can be expressed as shown in the following Equation (14) from Equation (9).
[수학식 9]&Quot; (9) "
[수학식 14]&Quot; (14) "
이때, 송신 안테나수가 상기 [수학식 14]를 만족하는 경우, 즉 각 기지국이 6개의 송신 안테나를 사용하는 경우 합 전송률의 기울기가 정확한 DoF 6을 나타내는 반면, 5개의 송신 안테나를 사용한 경우 현저하게 낮은 DoF를 보임으로써 간섭정렬이 제대로 수행되지 못함을 확인할 수 있다. In this case, when the number of transmission antennas satisfies the above formula (14), that is, when each base station uses six transmission antennas, the slope of the sum rate indicates the
도 8은 셀의 수가 2이고 각 셀마다 수신 안테나 개수가 2개인 2명의 사용자가 존재하는 환경에서의 성능그래프를 도시하고 있다. 여기서, 기지국이 전송하고자 하는 데이터스트림수가 1일 때 간섭정렬식을 이용하여 구한 송신 안테나수는 4 이상이다.FIG. 8 shows a performance graph in an environment in which there are two users having two cells and two receiving antennas for each cell. Here, when the number of data streams to be transmitted by the base station is 1, the number of transmission antennas obtained by using the interference alignment equation is 4 or more.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 송신 안테나가 3일 때는 현저하게 낮은 DoF를 보이는 반면, 송신 안테나가 4일 때의 경우 합 전송률의 기울기가 요구되는 DoF 4와 동일하게 됨을 확인함으로써 간섭정렬이 제대로 수행되었음을 알 수 있다.That is, as shown in FIG. 8, when the transmission antenna is 3, a significantly lower DoF is obtained. On the other hand, when the transmission antenna is 4, the inclination of the sum rate is equal to the required
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 시스템에 따르면, 업링크 환경인 IMAC(Interfering Multiple access channel)과 다운링크 환경인 IBC(Interfering Broadcasting Channel)에서 내부 셀(Intra-Cell) 및 외부 셀(Inter-Cell) 간 간섭문제를 동시에 해결하기 위하여 간섭정렬(Interference Alignment) 기법을 적용한다. 또한, 상기 기법을 적용하기에 앞서 간섭정렬을 위한 조건식을 이용하여 자기구성화를 수행하고, 그 후 간섭정렬 알고리즘을 통해 간섭에 대한 자기최적화를 수행함으로써, 내부 셀 및 외부 셀 간섭문제를 동시에 해결하여 셀 가장자리에 있는 사용자의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the interference cancellation system in the multi-cell multi-user environment according to the present invention, in the interfering multiple access channel (IMAC), which is an uplink environment and the Interfering Broadcasting Channel (IBC) (Interference Alignment) technique to simultaneously solve the interference problem between the cell and the cell. Also, prior to applying the above technique, self-configuration is performed using the conditional formula for interference alignment, and then self-optimization of the interference is performed through the interference alignment algorithm to solve the inner cell and outer cell interference problem simultaneously Thereby improving the reception performance of the user at the edge of the cell.
이하에서는, 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 방법을 설명하기로 한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 전술한 도 1 내지 도 8에 도시된 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an interference cancellation method in a multi-cell multi-user environment according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, for convenience of description, the components shown in FIGS. 1 to 8 will be described with reference to corresponding reference numerals.
먼저, 기지국(200)은 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭정렬을 통해 간섭을 위해 기 설정된 조건식을 만족하는 지정된 파라미터에 대한 설정을 수행하여 인접한 기지국과의 네트워크를 형성한다(S110). 바람직하게는, 자기구성화부(210)가 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭정렬을 통해 간섭을 위해 기 설정된 조건식을 만족하는 지정된 파라미터에 대한 설정을 수행하여 인접한 기지국과의 네트워크를 형성한다. 보다 구체적으로, 자기구성화부(210)는 상술한 [수학식 8]의 간섭정렬 조건식을 통해 송신단, 수신단 안테나수 및 데이터스트림수 등의 파라미터를 설정한다.First, the
[수학식 8]&Quot; (8) "
그리고 나서, 기지국(200)은 채널정보를 교환한다(S120). 바람직하게는, 자기구성화부(210)가 형성된 네트워크의 기지국들 간 채널정보를 서로 교환함으로써 자기구성화를 수행한다.Then, the
그런 다음, 기지국(200)이 자기최적화를 위한 임의의 파라미터를 선택한다(S130-S140). 바람직하게는, 자기최적화부(220)가 (identity matrix)를 만족하는 임의의 프리코딩 행렬 를 모든 셀 t와 사용자 l에 대해서 선택한다. 또한, 자기최적화부(220)는 아래의 [수학식 11]을 통해 모든 셀 g와 사용자 k에 대한 를 계산한다.Then, the
[수학식 11]&Quot; (11) "
여기서, 는 행렬 H의 가장 큰 개의 고유값(eigenvalue)에 해당하는 고유벡터(eigenvectors)를 나타내고 는 행렬 H의 가장 큰 개의 고유값(eigenvalue)에 해당하는 고유벡터(eigenvectors)를 나타낸다.here, Is the largest of the matrix H Eigenvectors corresponding to the eigenvalues of eigenvectors Is the largest of the matrix H Eigenvectors corresponding to the eigenvalues of eigenvectors.
다음으로, 기지국(200)이 자기최적화를 위한 지정된 파라미터를 산출하고, 목적함수의 수렴상태를 확인한다(S150-S170). 바람직하게는, 자기최적화부(220)가 아래의 [수학식 12]를 통해 모든 t,l에 대해 을 계산하고, 이후 와 를 구하는 과정(S140,S150)을 [수학식 10]의 목적함수가 수렴할 때까지 반복한다.Next, the
[수학식 12]&Quot; (12) "
[수학식 10]&Quot; (10) "
이후, 기지국(100)이 산출된 파라미터를 최적화하여 사용자에게 피드백한다(S180-S190). 바람직하게는, 자기최적화부(220)는 목적함수가 수렴될 경우, 아래의 [수학식 13]을 통해 로부터 수신단에서 사용되는 필터 행렬 를 산출함으로써, 산출된 프리코딩 행렬을 피트백을 통해 사용자단말기(100)에 전달한다.Then, the
[수학식 13]&Quot; (13) "
여기서, 는 간섭을 정렬시킬 공간인 에 직교한 부공간을 나타낸다.here, Is the space to align the interference And a subspace orthogonal to the subspace.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 방법에 따르면, 업링크 환경인 IMAC(Interfering Multiple access channel)과 다운링크 환경인 IBC(Interfering Broadcasting Channel)에서 내부 셀(Intra-Cell) 및 외부 셀(Inter-Cell) 간 간섭문제를 동시에 해결하기 위하여 간섭정렬(Interference Alignment) 기법을 적용한다. 또한, 상기 기법을 적용하기에 앞서 간섭정렬을 위한 조건식을 이용하여 자기구성화를 수행하고, 그 후 간섭정렬 알고리즘을 통해 간섭에 대한 자기최적화를 수행함으로써, 내부 셀 및 외부 셀 간섭문제를 동시에 해결하여 셀 가장자리에 있는 사용자의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the interference cancellation method in the multi-cell multi-user environment according to the present invention, in the interfering multiple access channel (IMAC) as the uplink environment and the interfering broadcasting channel (IBC) (Interference Alignment) technique to simultaneously solve the interference problem between the cell and the cell. Also, prior to applying the above technique, self-configuration is performed using the conditional formula for interference alignment, and then self-optimization of the interference is performed through the interference alignment algorithm to solve the inner cell and outer cell interference problem simultaneously Thereby improving the reception performance of the user at the edge of the cell.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
본 발명에 따른 다중 셀 환경에서의 간섭 제거 시스템 및 그 방법은 다중 셀 다중 사용자 환경(multicell multiuser)에서 분산된 노드들 간 SON(Self-Organizing Network)을 형성하여 외부 셀(Inter-Cell) 간섭 및 내부 셀(Intra-Cell) 간섭을 동시에 감소시킨다는 점에서 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.The interference cancellation system and method in a multi-cell environment according to the present invention can form an SON (Self-Organizing Network) between distributed nodes in a multi-cell multiuser environment, It is possible to reduce the intra-cell interference simultaneously. Therefore, the present invention overcomes the limitations of the prior art, It is an invention that is industrially usable.
100: 사용자단말기
200: 기지국
210: 자기구성화부 220:자기최적화부100: User terminal
200: base station
210: self configuring unit 220: self optimizing unit
Claims (13)
상기 채널정보를 기반으로 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대한 간섭을 감소시키기 위해 기 설정된 제2조건식을 만족하는 지정된 파라미터를 산출하여 사용자단말기에 피드백하는 자기최적화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.(BS) through a setting for a designated parameter satisfying a first conditional formula set in an uplink environment (IMAC) and an interfering broadcasting channel (IBC) of a cell area in which a plurality of user terminals are located, A self configurator for exchanging channel information by forming a network with the base station; And
And a self-optimizing unit for calculating a predetermined parameter satisfying a predetermined second conditional expression to reduce interference to each of a plurality of cell areas and user terminals on the network based on the channel information, .
상기 자기구성화부는,
간섭정렬 가능 여부를 판단하기 위해 기 설정된 상기 제1조건식을 만족하는 송신단 안테나수, 수신단 안테나수, 및 데이터스트림수를 포함하는 상기 지정된 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 하는 기지국.3. The method of claim 2,
The self-
And sets the designated parameter including the number of transmitting-end antennas, the number of receiving-end antennas, and the number of data streams satisfying the first conditional formula set in advance to determine whether interference can be aligned.
상기 자기최적화부는,
상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대한 업링크환경(IMAC,Interfering Multiple access channel) 및 다운링크환경(IBC, Interfering Broadcasting Channel)에서 상기 제2조건식을 만족하는 상기 지정된 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 기지국.3. The method of claim 2,
Wherein the self-
Calculating the designated parameter satisfying the second conditional expression in an uplink environment (IMAC) and a downlink environment (IBC) for a plurality of cell areas and user terminals on the network Characterized in that the base station.
상기 자기최적화부는,
상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대해 설정값을 만족하는 임시 파라미터를 선택하고, 상기 선택된 임시 파라미터를 상기 제2조건식을 만족할 때까지 갱신하여 상기 지정된 파라미터로 산출하는 것을 특징으로 하는 기지국.6. The method of claim 5,
Wherein the self-
Selects a temporary parameter satisfying a set value for each of a plurality of cell regions and a user terminal on the network and updates the selected temporary parameter until the second conditional expression is satisfied to calculate the selected parameter as the designated parameter .
상기 자기최적화부는,
상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대해 셀 내부 간섭 및 셀 외부 간섭을 동시에 정렬하기 위한 프리코딩 행렬 및 간섭정렬을 위한 공간 정보를 포함하는 상기 기 설정된 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 기지국.The method according to claim 6,
Wherein the self-
For each of a plurality of cell regions and a user terminal on the network, a pre-coding matrix for simultaneously aligning intra-cell interference and extrinsic interference, and spatial parameters for interference alignment. .
상기 형성된 네트워크상에서 채널정보를 수신하는 채널정보수신단계;
상기 수신된 채널정보를 기반으로 상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대한 간섭을 감소시키기 위해 기 설정된 제2조건식을 만족하는 지정된 파라미터를 산출하는 파라미터산출단계; 및
상기 산출된 파라미터를 사용자단말기에 피드백하는 정보피드백단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 방법.A predetermined parameter satisfying a first conditional formula set in a cell area in which a plurality of user terminals are located and an interfering multiple access channel (IMAC) and an interfering broadcasting channel (IBC) A network forming step of forming a network;
A channel information receiving step of receiving channel information on the formed network;
A parameter calculating step of calculating a designated parameter satisfying a predetermined second conditional expression to reduce interference to a plurality of cell areas and user terminals on the network based on the received channel information; And
And an information feedback step of feeding back the calculated parameters to the user terminal.
상기 네트워크형성단계는,
간섭정렬 가능 여부를 판단하기 위해 기 설정된 상기 제1조건식을 만족하는 송신단 안테나수, 수신단 안테나수, 및 데이터스트림수를 포함하는 상기 지정된 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the network forming step comprises:
The number of transmitting end antennas, the number of receiving end antennas, and the number of data streams satisfying the first conditional formula set in advance in order to determine whether or not the interference can be aligned. Removal method.
상기 파라미터산출단계는,
상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대한 업링크환경(IMAC,Interfering Multiple access channel) 및 다운링크환경(IBC, Interfering Broadcasting Channel)에서 상기 제2조건식을 만족하는 상기 지정된 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the parameter calculating step comprises:
Calculating the designated parameter satisfying the second conditional expression in an uplink environment (IMAC) and a downlink environment (IBC) for a plurality of cell areas and user terminals on the network A method for eliminating interference in a multi-cell multi-user environment.
상기 파라미터산출단계는,
상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대해 설정값을 만족하는 임시 파라미터를 선택하는 파라미터선택단계; 및
상기 선택된 임시 파라미터를 상기 제2조건식을 만족할 때까지 갱신하여 상기 지정된 파라미터로 산출하는 파라미터갱신단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the parameter calculating step comprises:
A parameter selection step of selecting a temporary parameter satisfying a set value for each of a plurality of cell areas and user terminals on the network; And
And a parameter updating step of updating the selected temporary parameter until the second conditional expression is satisfied and calculating the updated parameter as the designated parameter.
상기 파라미터산출단계는,
상기 네트워크상의 다수의 셀 영역 및 사용자단말기 각각에 대해 셀 내부 간섭 및 셀 외부 간섭을 동시에 정렬하기 위한 프리코딩 행렬 및 간섭정렬을 위한 공간 정보를 포함하는 상기 기 설정된 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 간섭 제거 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the parameter calculating step comprises:
For each of a plurality of cell regions and user terminals on the network, a pre-coding matrix for simultaneously aligning intra-cell interference and extrinsic interference, and spatial parameters for interference alignment. A method for interference cancellation in a multi - user cell environment.
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