KR100690329B1 - 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법 - Google Patents

분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100690329B1
KR100690329B1 KR1020050043886A KR20050043886A KR100690329B1 KR 100690329 B1 KR100690329 B1 KR 100690329B1 KR 1020050043886 A KR1020050043886 A KR 1020050043886A KR 20050043886 A KR20050043886 A KR 20050043886A KR 100690329 B1 KR100690329 B1 KR 100690329B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base station
mobile terminal
transmission
equation
signal
Prior art date
Application number
KR1020050043886A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060121621A (ko
Inventor
김지우
이재학
최완
앤드류스 제프리
Original Assignee
주식회사 쏠리테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 쏠리테크 filed Critical 주식회사 쏠리테크
Priority to KR1020050043886A priority Critical patent/KR100690329B1/ko
Publication of KR20060121621A publication Critical patent/KR20060121621A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100690329B1 publication Critical patent/KR100690329B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/12—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on transmission quality or channel quality
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/22—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing using selective relaying for reaching a BTS [Base Transceiver Station] or an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/047—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations

Abstract

본 발명은 무선통신 중계기와 다중안테나 개념을 결합하여 확장 발전시킨 것으로, 다중안테나 시스템과 비교하여 적은 안테나 공간을 차지하며 통신 용량과 전송률을 증가시킬 수 있는 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법에 관한 것이다.
특히, 휴대단말기와 기지국(원격안테나 모듈을 포함)과의 무선통신 방법에 있어서, 상기 기지국은 휴대단말기로 파일럿신호를 전송하는 제 1 단계와, 상기 휴대단말기는 기지국으로부터 파일럿신호를 수신하여 수신상태에 따른 채널정보를 생성하는 제 2 단계와, 상기 휴대단말기는 파일럿신호를 바탕으로 생성한 채널정보를 기지국으로 전송하는 제 3 단계와, 상기 기지국은 기지국제어기로 휴대단말기의 채널정보를 바탕으로 전송 방식 및 서비스 기지국의 선정을 요청하는 제 4 단계와, 상기 기지국제어기는 미리 설정된 기지국선정알고리즘을 이용하여 채널상태에 따른 휴대단말기의 매크로 셀, 전송방식 및 기지국을 계산하여 선정하는 제 5 단계, 및 상기에서 선정된 기지국으로 해당 휴대단말기의 기지국 정보를 전송하여 알리는 제 6 단계,를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법{RADIO COMMUNICATING METHOD USING DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEMS}
도 1은 본 발명에 의한 분산안테나 시스템을 이용한 통신 시스템의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 휴대단말기와 기지국(원격안테나 모듈을 포함)으로 이루어진 원격안테나 시스템의 작동과정을 나타낸 플로우챠트이다.
도 4 내지 도 12는 도 1의 시스템을 이용한 전송 방식과 기존기술의 신호 대 간섭-잡음비, 통화단절확률, 채널용량, 심볼오율 등의 요소를 대비한 실험 결과 그래프이다.
본 발명은 무선통신 방법에 관한 것으로, 특히 무선통신 중계기와 다중안테나 개념을 결합하여 확장 발전시킨 것으로, 다중안테나 시스템과 비교하여 적은 안테나 공간을 차지하며 통신 용량과 전송률을 증가시킬 수 있는 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법에 관한 것이다.
최근 무선통신 서비스는 기존의 음성 및 일반 텍스트 데이터를 서비스하는 것에서 멀티미디어 데이터와 같은 큰 용량의 데이터를 송수신할 수 있는 고속의 무선통신 서비스로 전환되고 있다. 이처럼 미래 무선통신 시스템에서 고속 데이터 전송에 대한 지원은 중요해질 것이다.
현재 통신 용량과 전송률 증가를 위해 다중안테나(MIMO; Multi-Input Multi-Output) 시스템 등이 많이 연구되고 있고, 기존에는 기지국의 셀 영역 확장을 위해 중계기를 사용하였다.
또한, 본 발명과 관련하여 특허출원된 유사 선행기술로는 다수(출원번호: 10-2003-0030886, 출원번호: 10-2002-0064009, 출원번호: 10-2002-0051881, 출원번호: 10-2002-0065183 등)가 있으나, 이와 같은 선행기술들은 모두 다중안테나 시스템에 관한 내용으로 분산안테나 시스템에 대한 내용을 포함하고 있지 않다.
본 발명의 목적은 무선통신 중계기와 다중안테나 개념을 결합하여 확장 발전시킨 것으로, 다중안테나 시스템과 비교하여 적은 안테나 공간을 차지함과 아울러 통신 용량과 전송률을 보다 증가시킬 수 있는 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단말기의 수신 상태에 따라 신호전송 방법을 가변적으로 선택함으로써, 서비스 셀 전체에 걸쳐 균등한 서비스 품질을 유지할 수 있는 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, 휴대단말기와 기지국(원격안테나 모듈을 포함)과의 무선통신 방법에 있어서: 상기 기지국은 휴대단말기로 파일럿신호를 전송하는 제 1 단계; 상기 휴대단말기는 기지국으로부터 파일럿신호를 수신하여 수신상태에 따른 채널정보를 생성하는 제 2 단계; 상기 휴대단말기는 파일럿신호를 바탕으로 생성한 채널정보를 기지국으로 전송하는 제 3 단계; 상기 기지국은 기지국제어기로 휴대단말기의 채널정보를 바탕으로 전송 방식 및 서비스 기지국의 선정을 요청하는 제 4 단계; 상기 기지국제어기는 기지국선정알고리즘으로 채널상태에 따른 휴대단말기의 매크로 셀, 전송방식 및 기지국을 계산하여 선정하는 제 5 단계; 및 상기에서 선정된 기지국으로 해당 휴대단말기의 기지국 정보를 전송하여 알리는 제 6 단계;를 구비한 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 제 5 단계는, 기지국제어기는 기지국선정알고리즘에 의해 매크로 셀을 선정하는 단계; 상기 매크로 셀을 선정한 후 파일럿신호의 응답인 채널정보를 바탕으로 채널상태를 분석하여 일괄전송, 단일선택전송 또는 이중선택전송 방식을 판단하는 단계; 상기에서 채널상태가 열악할 경우 일괄전송(blanket transmission) 방식을 선택하되 매크로 셀 내의 모든 기지국 및 원격안테나 모듈들을 결정하여 전송하는 단계; 상기 채널상태가 아주 양호할 경우 단일선택전송(single transmission) 방식을 선택하되 기지국과 원격안테나 모듈 중 가장 좋은 채널 하나만을 선택하여 전송하는 단계; 및 상기 채널상태가 다소 양호할 경우 이 중선택전송(dual transmission) 방식을 선택하되 복수의 원격안테나 모듈 중 어느 하나와 기지국을 선택하여 전송하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 살펴보고자 한다.
도 1은 본 발명에서 제안하는 분산안테나 시스템을 이용한 통신 시스템의 구조를 나타낸 것으로서, 기지국이 관리하는 매크로 셀들과, 상기 매크로 셀 내에서 각 원격안테나가 관리하는 마이크로 셀들로 이루어져 있다.
기존의 기지국이 서비스하는 영역인 매크로 셀은 본 발명에서 작은 출력을 갖고 서비스하는 기지국(Base Station) 영역과, 여러 개의 원격안테나 모듈(Remote Antenna Module)이 서비스하는 마이크로 셀로 이루어져 있다.
상기 원격안테나 모듈은 매크로 셀내의 기지국과 같은 신호를 전송할 수도 있으며, 다른 신호도 전송이 가능하다.
또한, 상기 기지국과 원격안테나는 동일한 기능을 갖고 있는 데, 명칭을 다르게 사용한 이유는 핸드오프를 할 때 서비스 기지국과 타깃 기지국의 구분을 쉽게 하기 위한 것이다.
상기 휴대단말기와 기지국(원격안테나 모듈을 포함)으로 이루어진 원격안테나 시스템의 작동과정을 도 2 및 도 3을 참조하여 살펴보면 아래와 같다.
먼저, 도 2에서와 같이 상기 기지국은 휴대단말기로 파일럿신호를 전송하면, 상기 휴대단말기는 기지국으로부터 파일럿신호를 수신하여 채널정보를 생성한다. 상기 파일럿신호란 이동통신 시스템에서 무선채널 구간(Air Interface)의 상태 추정(Estimation)과 휴대단말기 동기 획득(synchronization acquisition)을 위해 휴대단말기와 기지국 간에 약속된 신호로서, 전송된 파일럿 패턴과 수신된 신호의 패턴을 신호처리 과정을 거쳐 무선채널 구간에서의 감쇄 등을 휴대단말기에서 알 수 있으며, 이에 따라 이 정보가 기지국으로 전송되면 기지국제어기는 채널상태에 따라 신호의 전송 방법 등을 결정하게 된다.
상기 휴대단말기는 파일럿신호를 바탕으로 생성한 채널정보를 기지국으로 전송하고, 기지국은 기지국제어기로 휴대단말기의 채널정보를 바탕으로 전송 및 서비스 기지국의 선정을 요청하게 된다.
상기 기지국제어기는 기지국선정알고리즘으로 채널상태에 따른 휴대단말기의 매크로 셀, 전송방식 및 기지국을 계산하여 선정하게 되는데, 기지국제어기는 기지국선정알고리즘에 의해 휴대단말기가 속한 매크로 셀 및 마이크로 셀을 계산, 선정하여 서비스 기지국으로 통보하고, 상기 선정된 기지국은 휴대단말기로 선정된 기지국 정보를 전송하여 알리게 된다.
한편, 상기 기지국제어기가 기지국을 선정하는 단계는, 도 3과 같이, 먼저 기지국선정알고리즘에 의해 매크로 셀(j)을 선정하고, 상기 매크로 셀을 선정한 후 파일럿신호의 응답인 채널정보를 바탕으로 채널상태를 분석하여 일괄전송 또는 단일선택전송 또는 이중선택전송 방식 등을 판단하게 된다.
상기에서 채널상태가 열악할 경우 일괄전송(blanket transmission) 방식을 선택하게 되며, 전송할 기지국 및 원격안테나 모듈들을 결정하게 된다.
상기 채널상태가 아주 양호할 경우 단일선택전송(single transmission) 방식을 선택하게 되며, 기지국과 원격안테나 모듈 중 가장 좋은 신호(채널) 하나만을 선택 결정하게 된다.
상기 채널상태가 다소 양호할 경우 일괄 또는 단일선택전송이 아니라 이중선택전송(dual transmission) 방식을 선택하게 되며, 원격안테나 모듈 중 어느 하나와 기지국을 선택 결정하게 된다.
이와 같이 기지국과 원격안테나 모듈을 선정한 후 이를 해당 서비스 기지국으로 전송하게 된다.
즉, 상기 기지국선정알고리즘에서, i는 전송하는 기지국과 원격안테나 모듈의 아이디(ID)로서, 파일럿신호에 대한 응답인 채널정보를 바탕으로 신호를 전송할 기지국(i＝0) 및/또는 원격안테나 모듈(i＝1, ..., 6)을 결정한다.
예컨대, i＝{0, 1, ..., 6}이라면 기지국(0)과 원격안테나(1, 2, ..., 6)가 모두 동일 신호를 전송하는 것이다.
i＝{m}이라면 기지국(0)과 원격안테나 모듈(1, 2, ..., 6) 중 가장 좋은 신호 하나만을 선택(m,
Figure 112005027331386-pat00001
를 만족하는)하여 전송하는 것이고, i＝{0, m}이면 기지국(0)을 기본적으로 포함하고 그 외에 원격안테나 모듈(1, 2, ..., 6) 중 하나(m,
Figure 112005027331386-pat00002
를 만족하는)를 더 선택하여 전송하는 것이다.
따라서, 채널의 상태가 좋으면 i＝{m}이 될 것이고, 채널의 상태가 나쁘면 i ＝{0, 1, ..., 6}을 선택하게 된다.
아울러, 도 3과 같이 기지국제어기의 서비스 기지국선정알고리즘에 의해 마이크로 셀을 선정할 때 아래와 같은 방식으로 선정하게 된다.
첫째, 거시적 다중 입력 단순 출력(MISO; Multi-Input Single-Output)의 벡터 채널은 다음 수학식 1과 같이 주어진다.
Figure 112005027331386-pat00003
여기서,
Figure 112005027331386-pat00004
: j-번째 매크로 셀내의 i-번째 마이크로 셀의 숏텀 페이딩(short term fading)이고, 채널의 특성은 평균이 0이고, 표준편차가 1인 I.I.D.(Independent and Identically distributed) 복소 가우시안 랜덤 변수임.
그리고,
Figure 112005027331386-pat00005
: j-번째 매크로 셀내의 i-번째 마이크로 셀이 겪는 전파 손실(Path loss)과 새도우 페이딩(shadow fading)이다.
그리고, j-번째 매크로 셀내의 i-번째 안테나 모듈에서 전송하고자하는 신호를
Figure 112005027331386-pat00006
라고 할 때, 전송하고자 하는 신호의 벡터는 수학식 2와 같다.
Figure 112005027331386-pat00007
단,
Figure 112005027331386-pat00008
이고, Pi ( j)는 j-번째 매크로 셀 내의 i-번째 마이크로 셀의 출력 전력임.
이와 같은 상태에서 각 휴대단말기에서 수신된 신호는 다음 수학식 3과 같다.
즉, 상기 일괄전송시에 각 휴대단말기에서 수신되는 신호는 아래 수학식 3과 같이 기지국과 모든 분산안테나 모듈에서 송출되는 다른 매크로 셀에서 송출된 간섭신호 그리고 노이즈(AWGN)의 합으로 표시된다.
Figure 112005027331386-pat00009
단, n은 분산
Figure 112005027331386-pat00010
의 특성을 갖는 AWGN(Additive White Gaussian Noise; 부가 화이트 가우시안 노이즈)이다.
상기 간섭신호의 수가 충분히 많기 때문에 중심극한정리(CLT; Central Limit Theorem)에 의해 간섭신호와 잡음은 분산특성이
Figure 112005027331386-pat00011
인 복소 가우시안 랜덤 변수 z로 가정이 가능하다.
둘째, 단일선택전송(Single transmission selection)일 경우, 휴대단말기에 서 수신되는 신호는 다음 수학식 4와 같다. 즉, 단일선택전송일 경우, 휴대단말기에서 수신되는 신호는 아래 수학식 4와 같이 기지국과 분산안테나 모듈 중 가장 좋은 신호 한개와 분산특성이
Figure 112005027331386-pat00012
인 램덤변수 z1인 노이즈 성분으로 표현된다.
Figure 112005027331386-pat00013
단,
Figure 112005027331386-pat00014
이고,
Figure 112005027331386-pat00015
은 분산특성이
Figure 112005027331386-pat00016
을 갖는 복수 가우시안 랜덤 변수이다.
마지막으로, 이중선택전송(dual transmission selection)일 경우, 휴대단말기에서 수신되는 신호는 다음 수학식 5와 같다. 즉, 이중선택전송일 경우, 휴대단말기에서 수신되는 신호는 다음 수학식 5와 같이 기지국 신호와 분산안테나 모듈 중 가장 좋은 신호의 두가지 신호와 분산특성이
Figure 112005027331386-pat00017
인 랜덤변수 z2인 노이즈 성분으로 표현된다.
Figure 112005027331386-pat00018
단,
Figure 112005027331386-pat00019
이고,
Figure 112005027331386-pat00020
은 분산특성이
Figure 112005027331386-pat00021
을 갖는 복수 가우시안 랜덤 변수이다.
이와 같은 분산안테나의 시스템 구조는 전력 사용에 있어 종래 기술에 비해 장점을 갖는다. 예컨대, 여섯개의 마이크로 셀과 하나의 기지국 영역을 갖는 매크로 셀을 예로 들면 하나의 기지국으로 동일 영역을 서비스할 때보다 전력효율 측면에서 대략 4.51배의 이득이 있다.
다음으로, 신호대 간섭-잡음비(SINR; Signal to Interference plus Noise Ratio) 측면에서 볼 때도 종래의 무선 통신 시스템과 비교하여 장점을 갖는다.
매크로 셀내의 임의의 위치에서 단말기가 수신하는 신호의 평균 신호대 간섭-잡음비는 다음 수학식 6과 같다.
Figure 112005027331386-pat00022
공정한 비교를 위해 기지국의 출력은 0.4P, 원격안테나 시스템에서는 0.1P의 출력을 송출한다.
도 4는 도 1의 시스템에서 컴퓨터 시뮬레이션으로 구한 단말기 위치에 따른 SINR이다. 거리는 매크로 셀의 반경 R에 따른 상대적 위치로 정규화한 것이다.
현재 서비스되는 시스템의 형상(기존의 방식)과 비교하여 일괄전송, 단일선택전송 및 이중선택전송 방식의 신호대 간섭-잡음비(SINR)가 정규거리 0.5 이상에서 우수하게 나타났는데, 대략 0.5 내지 0.9 사이에서 우수하게 나타났으며, 0.62 정도에서 신호대 간섭-잡음비이 가장 우수한 것으로 나타났고, 전체적으로 볼 때 기존의 방식에 비해 신호대 간섭-잡음비는 단일선택전송 방식이 가장 우수한 것으로 나타났다.
그리고, 도 5는 도 1의 시스템에서 경로 손실(Path loss)에 따른 평균신호대 간섭-잡음비이다.
서비스의 품질(QoS; Quality of Service)을 결정하는 통화중단 확률(Outage Probability)은 다음 수학식 7과 같이 주어진다.
Figure 112005027331386-pat00023
상기
Figure 112005027331386-pat00024
은 원하는 서비스 품질을 보장하기 위해 요구되는 신호대 간섭-잡음비이다.
도 6은
Figure 112005027331386-pat00025
인 경우에 대해서, 정규화된 거리에 따른 통화중단 확률을 나타낸다.
그래프에서 보듯이 정규거리 0.4 이하에서는 일괄전송과 단일선택전송 방식 이 기존의 방식보다 다소 통화중단 가능성이 높지만, 대략 0.4 이상에서는 본 발명에 의한 세가지 방식 모두의 통화중단 확률이 급격하게 줄어듦을 알 수 있다.
특히, 정규거리 0.6 부근에서 통화중단 확률이 낮아 가장 우수함을 알 수 있고, 전체적으로 이중선택전송 방식이 통화중단 확률이 가장 낮아 우수한 것으로 나타났다.
이와 같은 분산안테나 시스템 환경에서 전송방식에 따른 심볼오율 확률은 다음과 같다.
공정한 비교를 위해 매크로 셀내의 기지국과 원격의 분산안테나는 동일한 출력을 송출한다.
1) 모든 분산안테나에서 같은 신호 송출(Blanket transmission scheme)
Figure 112005027331386-pat00026
2) 단일전송 방식 사용(Single transmission scheme)
Figure 112005027331386-pat00027
3) 기존의 셀룰러 시스템
Figure 112005027331386-pat00028
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 일괄전송 및 단일선택전송 방식과 기존의 전송방식을 경로손실(path loss) 값에 따라 그린 것이다.
도 7에서 경로손실이 3.0일 때, 정규거리 0.3 이하에서는 본 발명에 의한 일괄전송 및 단일선택전송 방식과 기존의 방식의 심볼오율이 다소 유사하지만, 정규거리 0.4 내지 0.9 사이에서 본 발명에 의한 방식이 심볼오율이 급격하게 감소되어 상당히 우수함을 알 수 있다.
도 8(경로손실 4.0)에서도, 정규거리 0.3 이하에서는 본 발명에 의한 일괄전송 및 단일선택전송 방식과 기존의 방식의 심볼오율이 다소 유사하지만, 정규거리 0.4 내지 0.9 사이에서 본 발명에 의한 방식이 심볼오율이 급격하게 감소되어 상당히 우수함을 알 수 있다.
도 9 및 도 10은 채널의 정보를 수신기에서만 알고 있을 때 에르고딕 용량(Ergodic capacity)을 나타낸다.
도 9의 에르고딕 용량은, 정규거리 0.4 이하에서는 본 발명에 의한 일괄전송 및 단일선택전송 방식과 기존의 방식의 용량과 다소 유사하지만, 정규거리 0.4 내지 0.9 사이에서 본 발명에 의한 방식이 에르고딕 용량이 급격히 상승되어 상당히 우수함을 알 수 있다.
도 10에서도, 경로손실의 전 구간에서 본 발명에 의한 방식이 에르고딕 용량이 다소 높아 우수함을 알 수 있다.
도 11 및 도 12는 송신기 쪽에서 채널의 정보를 알고 있을 때, 에르고딕 용 량을 나타낸 것이다.
도 11의 에르고딕 용량은, 정규거리 0.4 이하에서는 본 발명에 의한 일괄전송 및 단일선택전송 방식과 기존의 방식의 용량과 다소 유사하지만, 정규거리 0.4 내지 0.9 사이에서 본 발명에 의한 방식이 에르고딕 용량이 다소 상승되어 우수함을 알 수 있다.
도 12에서도, 경로손실의 전 구간에서 본 발명에 의한 방식이 에르고딕 용량이 다소 높아 우수함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 셀룰러 통신에 있어서 간섭의 영향을 줄일 수 있는 방법을 제안한 것으로, 유도된 수학식은 기존의 시스템과 비교하여 전력효율, 잡음에 개선에 효과가 있다는 것을 알려준다.
따라서, 섹터화를 무시할 때, 일반적으로 단말기는 해당 기지국을 통해서 신호를 전송받지만 나머지 기지국의 신호는 잡음을 높이는 기능으로 작용하게 되는 데, 본 발명에서 제안하는 기지국과 원격안테나 모듈을 사용하면 유효한 기지국 또는 원격안테나 모듈을 선정하여 셀 전체적인 잡음을 낮추어 망전체의 용량을 증대시킬 수가 있는 것이다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
따라서, 본 발명에서는 무선 통신 중계기의 개념을 다중안테나 개념과 결합하여 확장, 발전시킨 것으로서, 다중안테나 시스템과 비교하여 적은 안테나 공간을 차지하며 통신 용량과 전송률 증가를 이룰 수 있고, 또한 기존의 방식과 비교하여 상대적으로 적은 출력의 증폭기의 사용이 가능하여 경제적인 시스템 및 유지 보수가 가능하며, 휴대단말기의 수신상태에 따라 신호를 가변적으로 전송함으로서 서비스 셀 전체에 걸쳐 균등한 품질의 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 기존 셀룰러 시스템의 구조에 비해 전력 효율이 우수하며, 기존 셀룰러 시스템의 구조에 비해 기지국에서 멀리 떨어진 곳에서 신호 대 간섭-잡음비의 향상, 통화단절확률의 감소, 채널용량의 증가, 심볼오율의 감소 등의 이득이 있으며, 결과적으로 보다 경제적인 망 구성이 가능하고, 셀 전체적으로 균등한 품질의 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 휴대단말기와 기지국(원격안테나 모듈을 포함)과의 무선통신 방법에 있어서:
    상기 기지국은 휴대단말기로 파일럿신호를 전송하는 제 1 단계;
    상기 휴대단말기는 기지국으로부터 파일럿신호를 수신하여 수신상태에 따른 채널정보를 생성하는 제 2 단계;
    상기 휴대단말기는 파일럿신호를 바탕으로 생성한 채널정보를 기지국으로 전송하는 제 3 단계;
    상기 기지국은 기지국제어기로 휴대단말기의 채널정보를 바탕으로 전송 방식 및 서비스 기지국의 선정을 요청하는 제 4 단계;
    상기 기지국제어기는 미리 설정된 기지국선정알고리즘을 이용하여 채널상태에 따른 휴대단말기의 매크로 셀, 전송방식 및 기지국을 계산하여 선정하는 제 5 단계; 및
    상기에서 선정된 기지국으로 해당 휴대단말기의 기지국 정보를 전송하여 알리는 제 6 단계;를 구비하되,
    상기 제 5 단계는,
    기지국제어기는 기지국선정알고리즘에 의해 매크로 셀을 선정하는 단계;
    상기 매크로 셀을 선정한 후 파일럿신호의 응답인 채널정보를 바탕으로 채널상태를 분석하여 일괄전송, 단일선택전송 또는 이중선택전송 방식을 판단하는 단계;
    상기에서 채널상태가 열악할 경우 일괄전송(blanket transmission) 방식을 선택하되 매크로 셀 내의 모든 기지국 및 원격안테나 모듈들을 결정하여 전송하는 단계;
    상기 채널상태가 아주 양호할 경우 단일선택전송(single transmission) 방식을 선택하되 기지국과 원격안테나 모듈 중 가장 좋은 채널 하나만을 선택하여 전송하는 단계; 및
    상기 채널상태가 다소 양호할 경우 이중선택전송(dual transmission) 방식을 선택하되 복수의 원격안테나 모듈 중 어느 하나와 기지국을 선택하여 전송하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    거시적 다중 입력 단순 출력(MISO; Multi-Input Single-Output)의 벡터 채널은 다음 수학식 8과 같이 주어지고, j-번째 매크로 셀내의 i-번째 안테나 모듈에서 전송하고자 하는 신호를
    Figure 112006509018081-pat00029
    라고 할 때 전송하고자 하는 신호의 벡터는 수학식 9와 같이 주어지는 것을 특징으로 하는 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법.
    [수학식 8]
    Figure 112006509018081-pat00030
    단,
    Figure 112006509018081-pat00031
    : j-번째 매크로 셀내의 i-번째 마이크로 셀의 숏텀 페이딩(short term fading)이고, 채널의 특성은 평균이 0이고, 표준편차가 1인 I.I.D. 복소 가우시안 랜덤 변수임.
    그리고,
    Figure 112006509018081-pat00032
    : j-번째 매크로 셀내의 i-번째 마이크로 셀이 겪는 전파 손실(Path loss)과 새도우 페이딩(shadow fading)임.
    [수학식 9]
    Figure 112006509018081-pat00033
    단,
    Figure 112006509018081-pat00034
    이고,
    Figure 112006509018081-pat00060
    는 j-번째 매크로 셀 내의 i-번째 마이크로 셀의 출력 전력임.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 일괄전송시에 각 휴대단말기에서 수신되는 신호는 아래 수학식 10과 같이 기지국과 모든 분산안테나 모듈에서 송출되는 다른 매크로 셀에서 송출된 간섭신호 그리고 노이즈(AWGN)의 합으로 표현되는 것을 특징으로 하는 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법.
    [수학식 10]
    Figure 112006509018081-pat00035
    단, n은 분산
    Figure 112006509018081-pat00036
    의 특성을 갖는 AWGN(Additive White Gaussian Noise; 부가 화이트 가우시안 노이즈)이고, 상기 간섭신호와 노이즈는 중심극한정리에 의해 분산특성이
    Figure 112006509018081-pat00037
    인 램덤변수 z로 표시됨.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 단일선택전송일 경우, 휴대단말기에서 수신되는 신호는 아래 수학식 11과 같이 기지국과 분산안테나 모듈 중 가장 좋은 신호 한개와 분산특성이
    Figure 112006509018081-pat00038
    인 램덤변수 z1인 노이즈 성분으로 표현되는 것을 특징으로 하는 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법.
    [수학식 11]
    Figure 112006509018081-pat00039
    단,
    Figure 112006509018081-pat00040
    이고,
    Figure 112006509018081-pat00041
    은 분산특성이
    Figure 112006509018081-pat00042
    을 갖는 복수 가우시안 랜덤 변수임.
  6. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 이중선택전송일 경우, 휴대단말기에서 수신되는 신호는 다음 수학식 12와 같이 기지국 신호와 분산안테나 모듈 중 가장 좋은 신호의 두가지 신호와 분산특성이
    Figure 112006509018081-pat00043
    인 랜덤변수 z2인 노이즈 성분으로 표현되는 것을 특징으로 하는 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법.
    [수학식 12]
    Figure 112006509018081-pat00044
    단,
    Figure 112006509018081-pat00045
    이고,
    Figure 112006509018081-pat00046
    은 분산특성이
    Figure 112006509018081-pat00047
    을 갖는 복수 가우시안 랜덤 변수임.
KR1020050043886A 2005-05-24 2005-05-24 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법 KR100690329B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050043886A KR100690329B1 (ko) 2005-05-24 2005-05-24 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050043886A KR100690329B1 (ko) 2005-05-24 2005-05-24 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060121621A KR20060121621A (ko) 2006-11-29
KR100690329B1 true KR100690329B1 (ko) 2007-03-09

Family

ID=37707327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050043886A KR100690329B1 (ko) 2005-05-24 2005-05-24 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100690329B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100852419B1 (ko) * 2006-12-07 2008-08-14 한국전자통신연구원 공간 분할 다중 접속 방식을 이용한 중계 방법 및 시스템
KR100904295B1 (ko) 2007-08-07 2009-06-25 한국전자통신연구원 공간 분할 다중 접속을 위한 기지국과 중계기의 연결방법과 이에 따른 중계 방법
KR101412796B1 (ko) * 2008-01-11 2014-07-01 삼성전자주식회사 무선 가시광 통신 시스템에서 데이터 전송 장치 및 방법
CN102545989B (zh) * 2010-12-17 2015-04-15 华为技术有限公司 用于分布式天线系统的通信方法、装置和系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040079661A (ko) * 2003-03-08 2004-09-16 삼성전자주식회사 광대역 무선 접속 통신 시스템의 기지국에서 핸드오버장치 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040079661A (ko) * 2003-03-08 2004-09-16 삼성전자주식회사 광대역 무선 접속 통신 시스템의 기지국에서 핸드오버장치 및 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1020040079661 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060121621A (ko) 2006-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1650883B1 (en) Method for transmission scheme selection based on the number of antennas and the data rate
KR100957314B1 (ko) 셀룰라 무선 이동 통신 시스템에서 역방향 트래픽 로드 제어 시스템 및 방법
US10135516B2 (en) Method and device for operating beam mode in wireless communication system
EP1330050B1 (en) A method and device for downlink feedback multiple antenna transmit in wireless communication system
EP1777837B1 (en) MIMO communication system using SDMA mode
EP2341731B1 (en) Cooperative type conversion technique of multi-sector cooperative communication
Chayawan et al. On the outage probability of optimum combining and maximal ratio combining schemes in an interference-limited Rice fading channel
KR20140113642A (ko) 밀리미터파 광대역 통신에서 신뢰도 향상 방법 및 장치
CN101689908B (zh) 在多重输入多重输出无线局域网络环境下选择天线和传输数据的方法
KR20140148270A (ko) 대규모 다중 안테나 무선통신 시스템에서 에너지 효율적인 신호 전송 방법 및 장치
JP5602652B2 (ja) 通信装置および通信方法
US7940690B2 (en) Apparatus and method for determining transmission mode in wireless communication system
Mahmoud Mohamed Joint users selection and beamforming in downlink millimetre‐wave NOMA based on users positioning
KR100690329B1 (ko) 분산안테나 시스템을 이용한 무선 통신 방법
Jiang et al. Self-organizing relay stations in relay based cellular networks
Chen et al. A novel JT-CoMP scheme in 5G fractal small cell networks
KR101564462B1 (ko) 분산 안테나 시스템에서 선택적 신호 처리 장치 및 방법
KR101698898B1 (ko) 이동통신 서비스를 위한 핸드오버 방법
Ibrahim et al. Millimeter wave-based fronthaul network for cell-free massive MIMO
US9609654B1 (en) Beam steering techniques applied to cellular systems
Uekumasu et al. An access strategy for downlink and uplink decoupling in multi-channel wireless networks
Yoshimoto et al. Area coverage of a multi-link MIMO system with water filling power allocation strategy
KR101155505B1 (ko) 유기적 토폴로지 기반의 이동 통신 시스템 및 통신 방법
KR101971682B1 (ko) 무선 단말기의 수신 안테나 선택 방법
CN109479222B (zh) 确定第一和第二节点之间的关系

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130304

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140225

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150210

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160205

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170203

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190227

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 14