KR100936119B1

KR100936119B1 - 기지국과, 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택시스템 및 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택방법

Info

Publication number: KR100936119B1
Application number: KR1020070108539A
Authority: KR
Inventors: 김승회; 김정철; 오성근; 김재우; 김기태
Original assignee: 에스케이 텔레콤주식회사; 아주대학교산학협력단
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2010-01-12
Also published as: KR20090042666A

Abstract

기지국과, 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템 및 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법이 개시되어 있다. 본 발명은, 복수개의 단말기; 및 소정의 신호품질기준을 기 저장하고, 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하여 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹으로 그룹핑하고, 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하고, 상기 복수개의 공유채널 중 최고이득을 갖는 선택채널을 통해 상기 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 기지국을 포함한다.

다중 사용자, 신호 품질, 기지국, 그룹

Description

기지국과, 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템 및 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법{A BASE STATION AND PARTIAL RESOURCE SELECTION SYSTEM THROUGH MULTI-USER RESOURCE SHARING AND PARTIAL RESOURCE SELECTION METHOD THROUGH MULTI-USER RESOURCE SHARING}

본 발명은 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국과, 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템 및 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법에 관한 것이다.

현재, 이동통신시스템(Mobile Telecommunication System)이 급속히 발전해 나가고, 또한 상기 이동통신시스템에 기반하는 서비스를 위한 데이터량이 급속하게 증가함에 따라 보다 고속으로 데이터를 전송하기 위한 3세대 이동 통신 시스템이 개발되었다. 이런 3세대 이동 통신 시스템은 기지국간 비동기방식인 W-CDMA(광대역 코드분할 다중접속)를 북미는 기지국간 동기방식인 CDMA-2000(다중반송파 코드분할 다중접속) 방식을 무선 접속 규격으로 표준화하고 있으며, 상기의 이동통신시스템은 통상적으로 한 기지국을 통해 여러 개의 단말기(MS: Mobile Station)가 교신하 는 형태로 구성된다. 그런데, 이동통신 시스템에서 고속 데이터 전송 시 무선 채널 상에서 발생하는 페이딩(Fading) 현상에 의해 수신 신호의 위상이 왜곡된다. 상기 페이딩은 수신 신호의 진폭을 수 dB에서 수십 dB까지 감소시키므로, 상기 페이딩 현상에 의해 왜곡된 수신 신호의 위상은 데이터 복조 시 보상을 수행하지 않을 경우, 송신측에서 전송한 송신데이터의 정보 오류원인이 되어 이동통신 서비스의 품질을 저하시키게 되는 원인이 된다. 그러므로 이동통신시스템에서 고속 데이터를 서비스 품질 저하 없이 전송하기 위해서는 페이딩을 극복해야만 하고, 이런 페이딩을 극복하기 위해서 여러 가지 방법의 다이버시티(Diversity) 기법이 사용된다.

이러한 다이버시티 기법은, 기지국이 안테나를 복수 개로 구비하고 단말기는 여러 개의 공유채널을 통해 상기 기지국의 복수 개의 안테나로 신호를 송/수신함으로써, 안테나를 통해 전송된 신호가 페이딩 현상으로 인해 그 신호 크기가 감소할 경우, 나머지 다른 안테나를 통해 전송된 신호를 수신하는 기법이다. 이에, 다이버시티 기법을 적용함으로 페이딩 현상을 어느 정도 극복할 수 있다.

하지만, 이러한 다이버시티 기법을 적용하더라도, 한 기지국과 통신하는 여러 개의 단말기 중 주변의 환경적 요소, 특히 셀-경계 지역에 위치하기 때문에 송신하는 신호의 품질이 떨어지는 단말기가 발생하는 경우, 이를 해결할 수 있는 방법이 없다. 이에, 상기의 문제를 해결하기 위해 종래의 CSM(Collaborative Spatial Multiplexing)기술을 적용하는 방법을 생각해 볼 수 있으나, CSM기술을 적용하더라도 송신하는 신호의 품질이 특정 기준 이하로 떨어지는 단말기가 발생하는 경우, 단말기의 수신 신호 전력 저하 및 사용자간 간섭 증가로 인해 근본적인 문제를 해 결할 수는 없다

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 다이버시티 환경에서 여러 개의 공유채널을 이용할 수 있는 단말기들 중 신호품질이 나쁜 하위단말기와 신호품질이 좋은 상위단말기를 그룹핑하고, 그룹 내의 하위단말기는 자신에게 가장 효율적인 하나의 공유채널만을 통해 최대전력의 신호를 송신하도록 하고 그룹 내의 상위단말기는 상대적으로 낮은 전력의 신호를 공유채널 전체로 송신하도록 함으로써, 하위단말기는 기지국으로 신호품질이 개선된 신호를 송신할 수 있고 상위단말기는 다중 경로를 통한 채널 다이버시티 이득을 극대화 할 수 있는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템 및 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명은 복수개의 단말기와, 소정의 신호품질기준을 기 저장하고, 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하여 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹으로 그룹핑하고, 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하고, 상기 복수개의 공유채널 중 최고이득을 갖는 선택채널을 통해 상기 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 기지국을 포함하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명은 기지국이 소정의 신호품질기준을 기 저장하는 단계; 복수개의 단말기로부터 수신되는 신호에 기초하여 상기 기지국이 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 단계; 판단결과, 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹으로 그룹핑하는 단계; 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하는 단계; 및 상기 복수개의 공유채널 중 최고 이득을 갖는 선택채널을 선택하여 상기 선택채널을 통해 상기 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 단계를 포함하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템은, 복수개의 단말기; 및 소정의 신호품질기준을 기 저장하고, 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하여 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹으로 그룹핑하고, 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하고, 상기 복수개의 공유채널 중 최고이득을 갖는 선택채널을 통해 상기 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 기지국을 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법은, 기지국이 소정의 신호품질기준을 기 저장하는 단계; 복수개의 단말기로부터 수신되는 신호에 기초하여 상기 기지국이 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 단계; 판단결과, 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹으로 그룹핑하는 단계; 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하는 단계; 및 상기 복수개의 공유채널 중 최고 이득을 갖는 선택채널을 선택하여 상기 선택채널을 통해 상기 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 단계를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 관점에 따른 기지국은, 적어도 하나의 안테나와; 소정의 신호품질기준을 기 저장하고, 외부의 복수 개의 단말기로부터 수신되는 신호의 신호품질을 판단하는 신호품질 판단모듈; 상기 신호품질판단모듈의 판단결과에 기초하여, 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹을 그룹핑하는 스케쥴러; 상기 각 공유채널별 상기 하위단말기의 채널이득 중 최고이득을 갖는 공유채널을 선택채널로써 선택하는 선택채널 선택모듈; 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하고, 선택된 상기 선택채널을 통해 상기 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송 신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 제어모듈를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템 및 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법에 의하면, 한 기지국과 통신하는 여러 개의 단말기 중 주변의 환경적 요소, 특히 셀-경계 지역에 위치하기 때문에 송신하는 신호의 품질이 떨어지는 하위단말기가 발생하는 경우, 하위단말기는 자신에게 가장 효율적인 하나의 공유채널만을 통해 최대전력의 신호를 송신하여 기지국으로 신호품질이 개선된 신호를 송신할 수 있도록 하고, 상위단말기는 상대적으로 낮은 전력의 신호를 공유채널 전체로 송신하여 다중 경로를 통한 채널 다이버시티 이득을 극대화함으로써, 다이버시티 환경에서 상위단말기 및 하위단.말기의 신호품질 문제를 효과적으로 개설하는 효과를 갖는다

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템은 도1에 도시된 바와 같이, 기지국(20)과, 기지국(20)과 신호를 송/수신하는 복수 개의 단말기를 포함한다.

기지국(20)은, 복수 개의 단말기로부터 수신되는 신호의 품질을 판단하기 위한 소정의 신호품질기준을 기 저장하고, 복수 개의 단말기 각각의 신호품질을 판단한다. 이에, 기지국(20)은 복수 개의 단말기들 중 신호품질기준 이상인 품질이 좋 은 신호를 송신하는 적어도 하나의 상위단말기와 신호품질기준 이하인 품질이 좋지 않은 신호를 송신하는 적어도 하나의 하위단말기를 묶어 그룹핑한다. 그리고, 기지국(20)은 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 골고루 송신하도록 상위단말기를 제어하고, 복수개의 공유채널 중 최고 이득을 갖는 선택채널을 통해 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 하위단말기를 제어한다. 여기서 제2송신전력은 최대 송신전력인 것이 바람직하다.

이하에서, 도2를 참조하여 본 발명에 따른 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템에서 기지국(20)의 구성 및 기지국(20)과 복수개의 단말기 간에 그룹핑을 위한 신호 흐름을 설명하도록 한다.

도2에 도시된 바와 같이, 기지국(20)은, 적어도 하나의 안테나(10)와; 소정의 신호품질기준을 기 저장하고, 외부의 복수 개의 단말기로부터 수신되는 신호의 신호품질을 판단하는 신호품질 판단모듈(21); 상기 신호품질판단모듈의 판단결과에 기초하여, 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹을 그룹핑하는 스케쥴러(22); 상기 각 공유채널별 상기 하위단말기의 채널이득 중 최고이득을 갖는 공유채널을 선택채널로써 선택하는 선택채널 선택모듈(23); 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하고, 선택된 상기 선택채널을 통해 상기 제1송신전력보다 큰 소정의 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 제어모듈(24)을 포함한다.

신호품질 판단모듈(21)은, 하향링크 파일럿 신호를 주기적으로 복수 개의 단 말기로 송신한다. 이에, 기지국(20)은 복수 개의 단말기로부터 파일럿 신호에 대응하여 회신되는 소정의 신호를 신호품질기준과 비교하여, 복수 개의 단말기 중 신호품질기준 이하인 하위 단말기 및 신호품질기준 이상인 상위 단말기를 구별할 수 있다. 즉, 기지국(20)은 신호품질기준에 기초하여 품질이 좋은 신호를 송신하는 상위단말기와 품질이 좋지 않은 신호를 송신하는 하위단말기를 판단한다.

여기서, 신호품질을 결정하는 하나의 측정예로서, 하향링크 파일럿 신호에 의해 복수 개의 단말기로부터 기지국(20)으로 회신되는 SNR(Signal to Noise Ratio)에 기초하여, 신호품질 판단모듈(21)이 복수 개의 단말기의 신호품질을 판단하는 것이 바람직하다. 이때, 신호품질 판단모듈(21)에 기 저장된 신호품질기준은 신호품질을 판단하기 위한 SNR기준값일 것이다. 일반적으로 SNR이 크면 신호품질이 좋고, SNR이 낮으면 신호품질이 나쁘다. 또한, 신호품질 판단모듈(21)은 회신되는 SINR(Signal to Interference Plus Noise Ratio)에 기초하여 각 단말기의 신호품질을 판단하는 것도 가능하며, 이때 신호품질 판단모듈(21)은 신호품질기준으로 SINR기준값을 포함할 것이다.

이처럼, 기지국(20)은 하향링크 파일럿 신호를 주기적으로 복수 개의 단말기로 송신하고, 이에 대응하여 회신되는 각 단말기의 SNR에 기초하여 복수 개의 단말기 중 하위단말기 및 상위단말기를 구별한다.

그리고, 기지국(20)은 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 하나의 그룹으로 그룹핑하는 스케쥴러(22)를 포함한다. 여기서, 스케쥴러(22)는, 적어도 하나의 상위단말기와 적어도 하나의 하위단말기를 그룹핑함에 있어서, 그룹핑된 하위단말기가 선택채널 즉 하나의 공유채널로만 최대 송신전력의 신호를 송신함에 따른 영향을 받지 않는 상위단말기 즉, 신호품질기준을 충분히 상회하는 상위단말기를 함께 그룹에 배치한다. 즉, 스케쥴러(22)는 신호품질기준보다 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 신호품질기준보다 크게 상회하는 적어도 하나의 상위단말기와 하나의 그룹으로 그룹핑하고, 하나의 그룹 내에 하위단말기의 수가 많을수록 신호품질기준을 보다 더 크게 상회하는 적어도 하나의 상위단말기를 함께 그룹에 배치하는 것이 바람직하다.

기지국(20)은, 이처럼 적어도 하나의 상위단말기와 적어도 하나의 하위단말기를 묶어 그룹핑하고, 제어모듈(24)은 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상위단말기를 제어하고, 복수개의 공유채널 중 최고 이득을 갖는 선택채널을 통해 최대 송신전력으로 신호를 송신하도록 하위단말기를 제어하기 위한 그룹핑 제어신호를 각 상위단말기 및 하위단말기로 송신한다.

여기서 공유채널의 개수는 하나의 그룹으로 묶인 단말기의 개수(M)와 동일하다. 그리고, 제1송신전력은

송신전력인 것이 바람직하다.

즉, 기지국(20)의 제어모듈(24)은 공유채널 M개 모두를 통해

송신전력 크기를 갖는 송신 신호를 반복/송신하도록 상위단말기를 제어한다. 이에, 상위단말기는 각 공유채널(F1,F2…FM) 전체를 통해 동일한

송신전력의 크기를 갖는 송신 신호를 송신하게 된다. 이때 신호크기의 제곱값이 신호의 전력크기에 해당하므로, 상위단말기는 송신하는 송신 신호(S)에

을 곱한 신호(S)

을 송신하게 된다.

여기서, 기지국(20)의 선택채널 선택모듈(23)이 하위단말기를 위해 선택채널을 선택하는 방법을 설명하도록 한다.

기지국(20)은 도2에서 알 수 있듯이, 복수 개의 안테나(10)를 구비한다. 여기서, 안테나(10)의 개수는 N개라고 한다.

선택채널 선택모듈(23)은, 그룹으로 묶인 단말기의 개수(M) 및 안테나의 개수(N)에 따라 형성되는 M×N MIMO(Multiple Input Multiple Output)에 기초하여, 각 공유채널(F1,F2…FM)에 대응하는 하위단말기의 채널이득(h)의 크기를 비교하여 가장 큰 채널이득(h)에 대응하는 공유채널을 선택채널로 선택한다.

여기서, M×N MIMO에 의한 채널이득행렬(H)은 다음과 같다.

H =

여기서, h는 채널이득을 의미하며, 예를 들어

를 설명하면 (1)은 신호를 송신하는 공유채널(F1)을 의미하고 12에서 2는 그룹 내에서 신호를 송신하는 단 말기(U2), 1은 신호를 수신하는 기지국(20)의 안테나(A1)를 의미한다. 즉

는, 제1공유채널(F1)을 통한 단말기(U2) 및 기지국(20) 제1안테나(A1)간의 채널이득이다.

여기서, 도3을 참조하여, 단말기 M개(U1,U2…UM)를 하나의 그룹으로 그룹핑하고 이들 중 단말기(U1)가 신호품질이 좋지 않은 하위단말기인 일 실시예를 들어 선택채널을 선택하는 방법과 각 단말기(U1,U2…UM)의 송신전력을 설명하도록 한다.

선택채널 선택모듈(23)은, 단말기의 개수(M) 및 안테나의 개수(N)에 따라 형성되는 M×N MIMO에 기초하여, 그룹 내의 단말기 M개(U1,U2…UM) 중 신호품질이 좋지 않은 하위단말기(U1)의 각 공유채널(F1,F2…FM)별 채널이득(h) 즉,

과,

과, …

을 각각 비교한다. 이에, 선택채널 선택모듈(23)은 크기가 가장 큰 채널이득(h)을 구한다. 여기서, 제1공유채널(F1)에 대응하는

이 가장 크다고 가정한다.

선택채널 선택모듈(23)은, 비교결과 제1공유채널(F1)에 대응하는

이 가장 크다고 판단하고, 하위단말기(U1)의 선택채널로서 제1공유채널(F1)을 선택한다. 이에, 도3에 도시된 바와 같이, 기지국(20)의 제어모듈(24)은 각 공유채널(F1,F2…FM) 중 제1공유채널(F1)을 통해서만 최대 송신전력을 갖는 신호(S1)를 송신하도록 하위단말기(U1)를 제어한다. 그리고, 제어모듈(24)은 전체 공유채널(F1,F2…FM) 모두를 통해

송신전력 크기를 갖는 신호(S2…SM)를 송신하도록 상위단말기(U2…UM)를 제어한다.

이에, 본 발명에 따른 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템에서는, 여러 개의 공유채널을 이용할 수 있는 단말기들 중 신호품질이 나쁜 하위단말기와 신호품질이 좋은 상위단말기를 그룹핑하고, 하위단말기는 자신에게 가장 효율적인 하나의 공유채널만을 통해 최대전력의 신호를 송신하도록 하고 상위단말기는 상대적으로 낮은 전력의 신호를 공유채널 전체로 송신하도록 함으로써, 하위단말기는 기지국으로 신호품질이 개선된 신호를 송신할 수 있고 상위단말기는 다중 경로를 통한 채널 다이버시티 이득을 극대화 할 수 있다.

이하에서는, 도4a, 도4b 및 도 4c을 참조하여 2개의 단말기(U1,U2)가 한 그룹(1)으로 그룹핑되고, U1이 상위단말기이고 U2가 하위단말기며, 기지국(20)이 2개의 안테나(A1,A2)를 갖는 것을 실시예로 하여, 본 발명을 설명하도록 한다.

도4a는 2×2 MIMO를 보이기 위한 채널환경을 보여주고 있다. 여기서 (a)는 공유채널(F1)에서의 채널이득을 보여주고, (b)는 공유채널(F2)에서의 채널이득을 보여준다. (a)에서 알 수 있듯이, 단말기(U1)가 공유채널(F1)을 통해 안테나(A1)로 송신하는 채널이득

, 단말기(U1)가 공유채널(F1)을 통해 안테나(A2)로 송신하는 채널이득

, 단말기(U2)가 공유채널(F1)을 통해 안테나(A1)로 송신하는 채널이득

, 단말기(U2)가 공유채널(F1)을 통해 안테나(A2)로 송신하는 채널이득

을 기 지국(20)이 알 수 있다. 이와 같이 기지국(20)은 (b)의

도 알 수 있다. 이에, 기지국(20)은 이처럼 얻어지는 아래의 채널이득행렬(H)을 이용하여 선택채널을 선택한다.

H =

선택채널 선택모듈(23)은, 그룹 내의 단말기 2개(U1,U2) 중 하위단말기(U2)의 각 공유채널(F1,F2)별 채널이득(h) 즉,

과,

을 비교한다. 이에, 선택채널 선택모듈(23)은 크기가 가장 큰 채널이득(h)을 구한다. 여기서, 제1공유채널(F1)에 대응하는

이 크다고 가정하면, 선택채널 선택모듈(23)은 제1공유채널(F1)을 하위단말기(U2)의 선택채널로 선택한다.

이에, 기지국(20)의 제어모듈(24)은 도4b와 같이 각 공유채널(F1,F2) 중 제1공유채널(F1)을 통해서만 최대 송신전력을 갖는 신호(S2)를 송신하도록 하위단말기(U2)를 제어한다. 그리고, 제어모듈(24)은 전체 공유채널(F1,F2) 모두를 통해

송신전력 크기 즉, 1/2송신전력 크기를 갖는 신호(S1)를 송신하도록 상위단말기(U1)를 제어한다.

한편, 제2공유채널(F2)에 대응하는

이 크다고 가정하면, 선택채널 선택모듈(23)은 제2공유채널(F2)을 하위단말기(U2)의 선택채널로 선택한다.

이에, 제어모듈(24)은 도4c과 같이 각 공유채널(F1,F2) 중 제2공유채널(F2)을 통해서만 최대 송신전력을 갖는 신호(S2)를 송신하도록 하위단말기(U2)를 제어한다. 그리고, 제어모듈(24)은 전체 공유채널(F1,F2) 모두를 통해 송신전력 크기 즉, 송신전력 크기를 갖는 신호(S1)를 송신하도록 상위단말기(U1)를 제어한다.

이하에서는, 도5a 및 도5b를 참조하여 4개의 단말기(U1,U2,U3,U4)가 한 그룹(2)으로 그룹핑되고, U1,U2,U3이 상위단말기이고 U4가 하위단말기며, 기지국(20)이 2개의 안테나(A1,A2)를 갖는 것을 실시예로 하여, 본 발명을 설명하도록 한다.

도5a은 4×2 MIMO를 보이기 위한 채널환경을 보여주고 있다. 여기서 도5a은 공유채널(F1)에서의 채널이득을 보여주고 있으며, 타 공유채널(F2,F3,F4)에서의 채널이득은 생략하였다. 단말기(U1)가 공유채널(F1)을 통해 안테나(A1)로 송신하는 채널이득

등을 기지국(20)이 알 수 있으므로, 기지국(20)은 다음과 같은 채널이득행렬(H)을 얻는다.

H =

선택채널 선택모듈(23)은, 그룹 내의 단말기 4개(U1,U2,U3,U4) 중 하위단말기(U4)의 각 공유채널(F1,F2,F3,F4)별 채널이득(h) 즉,

,

을 비교한다. 이에, 기선택채널 선택모듈(23)은 크기가 가장 큰 채널이득(h)을 구한다. 여기서, 제1공유채널(F4)에 대응하는

이 크다고 가정하면, 선택채널 선택모듈(23)은 제4공유채널(F4)을 하위단말기(U4)의 선택채널로 선택한다.

이에, 기지국(20)의 제어모듈(24)은 도5b와 같이 각 공유채널(F1,F2,F3,F4) 중 제4공유채널(F4)을 통해서만 최대 송신전력을 갖는 신호(S4)를 송신하도록 하위단말기(U4)를 제어한다. 그리고, 제어모듈(24)은 전체 공유채널(F1,F2,F3,F4) 모두를 통해

송신전력 즉 1/4송신전력 크기를 갖는 신호(S1,S2,S3)를 송신하도록 상위단말기(U1,U2,U3)를 제어한다.

이에, 하위단말기는 자신에게 가장 효율적인 하나의 공유채널만을 통해 최대 전력의 신호를 송신하여 기지국으로 신호품질이 개선된 신호를 송신할 수 있도록 하고, 상위단말기는 상대적으로 낮은 전력의 신호를 공유채널 전체로 송신하여 다중 경로를 통한 채널 다이버시티 이득을 극대화 할 수 있다.

이에, 본 발명에 따르는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템은, 한 기지국과 통신하는 여러 개의 단말기 중 주변의 환경적 요소, 특히 셀-경계 지역에 위치하기 때문에 송신하는 신호의 품질이 떨어지는 하위단말기가 발생하는 경우, 하위단말기의 신호품질이 개선하면서 상위단말기의 채널 다이버시티 이득도 극대화시킴으로써, 신호품질 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.

여기서, 기지국(20)은 복수 개의 단말기로부터 수신하는 신호에 기초하여 단말기가 송신한 송신 신호를 검출하여 그 송신 신호를 해당 목적지(타 단말기 또는 타 기지국)로 전달해야 한다. 그러기 위해서 기지국(20)은 복수 개의 단말기가 송신하는 송신 신호를 수신 신호로부터 각각 검출해야 한다.

이에, 본 발명의 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템에서 기지국(20)은, 그룹핑된 상위단말기 및 하위단말기로부터 수신되는 수신신호(r)와 상위단말기 및 상기 하위단말기의 채널이득(h)을 알고 있기 때문에, 수신신호(r)와 상위단말기 및 상기 하위단말기의 채널이득(h)에 기초하여 상위단말기 및 하위단말기가 송신한 송신 신호(s)를 검출하기 위한 아래의 수식(1)과 같은 매트릭스모델을 얻을 수 있다.

수식(1)

이러한 매트릭스모델은, 일반적으로 단말기의 송신신호(s)를 검출하기 위한 수식인, 기지국측 수신신호(r)=채널이득(h)단말기측 송신신호(s)+노이즈(n)에 기초한 것이다.

여기서, 제어모듈(24)은 채널이득행렬(H)에서 각 공유채널과 하위단말기 간의 채널이득(h)들 중 선택채널에 대응하는 채널이득(h)을 제외한 나머지를 “0”으로 설정하고, 단말기송신신호행렬(R)의 상위단말기가 송신하는 신호(s)에

을 곱하도록 설정하는 매트릭스모델을 통해 상위단말기 및 하위단말기의 송신 신호(s)를 검출한다.

여기서, 도3의 실시를 예로 하여 기지국(20)이 송신 신호(S1,S2…SM)를 검출하기 위한 매트릭스모델을 설명하면 다음과 같다.

기지국(20)의 제어모듈(24)은 단말기 M개(U1,U2…UM)로부터 수신한 각 공유채널(F1,F2…FM)별 수신 신호(

)을 알고 채널이득행렬(H)을 알고 있다. 여기서, 하위단말기(U1)의 선택채널은 제1공유채널(F1)이다.

이에, 제어모듈(24)은 다음의 수식(2)과 같은 매트릭스모델을 얻는다.

수식(2)

즉, 수식(2)은, 채널이득행렬(H)에서 각 공유채널과 하위단말기(U1) 간의 채널이득(h)들 중 선택채널인 제1공유채널(F1)에 대응하는

을 제외한 나머지를 “0”으로 설정하고, 단말기송신신호행렬(S)의 상위단말기(U2,U3,…UM)가 송신하는 송신 신호(S2…SM)에

을 곱하도록 설정한 것이다.

이에, 제어모듈(24)은 수식(2)에 기초하여 신호품질이 좋은 상위단말기(U2,U3,…UM)의 송신 신호(S2…SM)부터 차례로 검출하고, 마지막으로 하위단말기(U1)의 송신 신호(S1)를 검출한다. 이때, 본 발명의 수식(2)에 기초하여 제어모듈(24)이 각 송신 신호를 검출하는 것은, 종래의 다양한 검출 방식 중 하나를 채택할 수 있으며, 일반적으로 Optimal odering을 이용하는 V-BLAST기법을 사용하는 것 이 바람직하다.

여기서, 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도4b의 실시를 예로 하여 기지국(20)이 송신 신호(S1,S2)를 검출하기 위한 매트릭스모델을 설명하도록 한다.

제어모듈(24)은 단말기 2개(U1,U2)로부터 수신한 각 공유채널(F1,F2)별 수신 신호(

)을 알고 채널이득행렬(H)을 알고 있다. 여기서, 하위단말기(U2)의 선택채널은 제1공유채널(F1)이다.

수식(3)

즉, 수식(3)은, 채널이득행렬(H)에서 각 공유채널과 하위단말기(U2) 간의 채널이득(h)들 중 선택채널인 제1공유채널(F1)에 대응하는

을 제외한 나머지를 “0”으로 설정하고, 단말기송신신호행렬(S)의 상위단말기(U1)가 송신하는 송신 신호(S1)에

을 곱하도록 설정한 것이다.

이에, 제어모듈(24)은 수식(3)에 기초하여 신호품질이 좋은 상위단말기(U1)의 송신 신호(S1)를 먼저 검출하고, 마지막으로 하위단말기(U2)의 송신 신호(S2)를 검출한다.

이하에서는, 도6을 참조하여, 전술한 바와 같은 본 발명의 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템의 제어흐름을 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 기지국(20)은 우선 복수 개의 단말기로부터 수신되는 신호의 품질을 판단하기 위한 소정의 신호품질기준을 기 저장하고 있다(S10). 그리고, 기지국(20)은 복수개의 단말기로부터 수신되는 신호에 기초하여 단말기 각각의 신호품질을 판단한다. 이러한 신호품질 판단 단계는, 이하 S20, S30단계를 통해 자세하게 설명하도록 한다.

신호품질을 판단하는 단계는, 기지국(20)이 하향링크 파일럿신호를 주기적으로 복수개의 단말기로 송신하는 단계(20)와, 복수개의 단말기로부터 회신되는 각 단말기의 SNR(Signal to Noise Ratio)를 수신하고 이에 기초하여 복수 개의 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 단계(S30)를 포함한다. 이때, 기지국(20)에 기 저장된 신호품질기준은 신호품질을 판단하기 위한 SNR기준값인 것이 바람직하다.

기지국(20)은 신호품질 판단결과에 기초하여, 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기(예 : (U2…UM))와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기(예 : (U1))를 하나의 그룹으로 그룹핑한다(S40).

그리고, 기지국(20)은 그룹 내의 단말기 개수(M) 및 기지국(20)에 구비된 안테나의 개수(N)에 따라 형성되는 M×N MIMO(Multiple Input Multiple Output)에 기초하여, M개의 각 공유채널(F1,F2…FM)에 대응하는 하위단말기(U1)의 채널이득(h)의 크기를 비교하여 가장 큰 채널이득(h)에 대응하는 공유채널을 선택채널로 선택 한다(S50). 즉, 기지국(20)은 다음과 같은 채널이득행렬(H)을 이용하여 하위단말기(U1)의 가장 큰 채널이득(h)에 대응하는 공유채널을 선택채널로 선택한다.

H =

그리고, 기지국(20)은, 전체 공유채널(F1,F2…FM) 모두를 통해

송신전력 크기를 갖는 신호(S2…SM)를 송신하도록 상위단말기(U2…UM)를 제어하고, 각 공유채널(F1,F2…FM) 중 선택채널(예 : 제1공유채널(F1))을 통해서만 최대 송신전력을 갖는 신호(S1)를 송신하도록 하위단말기(U1)를 제어한다(S60). 그리고, 기지국(20)은 각 단말기(U1,U2…UM)가 송신하는 송신 신호(S1,S2…SM)를 검출하기 위해, 전술한 수식(1)과 같은 매트릭스모델의 채널이득행렬(H)에서 각 공유채널(F1,F2…FM)과 하위단말기(U1) 간의 채널이득(h)들 중 선택채널(예 : 제1공유채널(F1))에 대응하는 채널이득(h)을 제외한 나머지를 “0”으로 설정하고, 단말기송신신호행렬(S)의 상위단말기(U2…UM)가 송신하는 신호(S2…SM)에

을 곱하도록 설정하는 매트릭스모델을 통해 상위단말기 및 하위단말기의 송신 신호(S1,S2…SM)를 검출한 다(S70).

이에, 본 발명에 따르는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법은, 한 기지국과 통신하는 여러 개의 단말기 중 주변의 환경적 요소, 특히 셀-경계 지역에 위치하기 때문에 송신하는 신호의 품질이 떨어지는 하위단말기가 발생하는 경우, 하위단말기는 자신에게 가장 효율적인 하나의 공유채널만을 통해 최대전력의 신호를 송신하여 기지국으로 신호품질이 개선된 신호를 송신할 수 있도록 하고, 상위단말기는 상대적으로 낮은 전력의 신호를 공유채널 전체로 송신하여 다중 경로를 통한 채널 다이버시티 이득을 극대화 할 수 있다. 이에, 본 발명에 따르면 하위단말기의 신호품질 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.

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.

여러 개의 공유채널을 이용할 수 있는 단말기들 중 신호품질이 나쁜 하위단말기와 신호품질이 좋은 상위단말기를 그룹핑하고, 하위단말기는 자신에게 가장 효율적인 하나의 공유채널만을 통해 최대전력의 신호를 송신하도록 하고 상위단말기는 상대적으로 낮은 전력의 신호를 공유채널 전체로 송신하도록 하여 하위단말기의 신호품질을 효과적으로 개선하고 상위단말기의 채널 다이버시티 이득을 극대화함으 로써, 본 발명에 따른 기지국과, 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템 및 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법을 적용할 경우, 신호품칠 개선, 기지국의 설치, 엔지니어링 및 운용에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용 가능성이 있는 발명이다.

도 1은 일반적인 기지국과 복수개의 단말기를 나타내는 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템에서 기지국과 복수개의 단말기 간에 그룹핑을 위한 신호 흐름을 보여주는 개략적인 구성도이다.

도 3은 본 발명의 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템의 제1실시예에 따라서 M개의 단말기가 송신하는 신호를 송신전력 및 공유채널 별로 보여주는 그래프이다.

도 4a은 본 발명의 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템에서 2×2 MIMO를 보이기 위한 채널환경 예시도이다.

도 4b는 본 발명의 제2실시예에 따라서 2개의 단말기가 송신하는 신호를 송신전력 및 공유채널(F1,F2) 별로 보여주는 그래프이다.

도 4c은 본 발명의 제3실시예에 따라서 2개의 단말기가 송신하는 신호를 송신전력 및 공유채널(F1,F2) 별로 보여주는 그래프이다.

도 5a은 본 발명의 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템에서 4×2 MIMO를 보이기 위한 채널환경 예시도이다.

도 5b는 본 발명의 제4실시예에 따라서 4개의 단말기가 송신하는 신호를 송신전력 및 공유채널(F1,F2,F3,F4) 별로 보여주는 그래프이다.

도 6은 본 발명에 따른 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법의 제어흐름을 보여주는 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 2 : 단말기 그룹

10 : 기지국 안테나

20 : 기지국

21 : 신호품질판단모듈

22 : 스케쥴러

23 : 선택채널선택모듈

24 : 제어모듈

M : 공유채널 수, 그룹 내의 단말기 수

F1, F2 … FM : 각각의 공유채널

S1, S2 … SM : 각 단말기가 송신하는 신호

Claims

복수개의 단말기; 및

소정의 신호품질기준을 기 저장하고, 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하여 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹으로 그룹핑하고, 복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하고, 상기 복수개의 공유채널 중 최고이득을 갖는 선택채널을 통해 상기 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제2송신전력은,

최대 송신전력인 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 기지국은,

하향링크 파일럿신호에 의해 상기 복수개의 단말기로부터 회신되는 상기 각 단말기의 SNR(Signal to Noise Ratio)에 기초하여 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스 템.
제 3 항에 있어서, 상기 신호품질기준은,

신호품질을 판단하기 위한 SNR기준값인 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 기지국은,

하향링크 파일럿신호에 의해 상기 복수개의 단말기로부터 회신되는 상기 각 단말기의 SINR(Signal to Interference Plus Noise Ratio)에 기초하여 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 신호품질기준은,

신호품질을 판단하기 위한 SINR기준값인 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제1송신전력은,

상기 그룹핑된 상기 단말기의 개수(M)에 기초하는
송신전력인 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 기지국은,

적어도 하나의 안테나를 구비하고, 상기 단말기의 개수(M) 및 상기 안테나의 개수(N)에 따라 형성되는 M×N MIMO(Multiple Input Multiple Output)에 기초하여, 상기 각 공유채널에 대응하는 상기 하위단말기의 채널이득(h)의 크기를 비교하여 가장 큰 채널이득(h)에 대응하는 공유채널을 상기 선택채널로 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 기지국은,

그룹핑된 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기로부터 수신되는 신호(r)와 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기의 채널이득(h)에 기초하여 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기가 송신한 신호(s)를 검출하기 위한 수식에서, 채널이득행렬(H)의 상기 각 공유채널과 상기 하위단말기 간의 채널이득(h)들 중 상기 선택채널에 대응하는 채널이득(h)을 제외한 나머지를 “0”으로 설정하고, 단말기송신신호행렬(R)의 상기 상위단말기가 송신하는 신호(s)에 을 곱하도록 설정하여, 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기의 송신 신호(s)를 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 시스템.

수식

여기서,
은, 공유채널(FM)을 통해 단말기(UM)으로부터 수신한 수신신호,
는, 공유채널(FM)을 통한 단말기(UM) 및 기지국(20) 안테나(AN)간의 채널이득,
는, 단말기(UM)가 송신하는 송신신호,
은, 공유채널(FM)을 통한 안테나(AN)로의 신호 수신 시 노이즈임.
기지국이 소정의 신호품질기준을 기 저장하는 단계;

복수개의 단말기로부터 수신되는 신호에 기초하여 상기 기지국이 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 단계;

판단결과, 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹으로 그룹핑하는 단계;

복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하는 단계; 및

상기 복수개의 공유채널 중 최고 이득을 갖는 선택채널을 선택하여 상기 선택채널을 통해 상기 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 제2송신전력은,

최대 송신전력인 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.
제 11 항에 있어서, 신호품질을 판단하는 단계는,

하향링크 파일럿신호를 상기 복수개의 단말기로 송신하는 단계와,

상기 복수개의 단말기로부터 회신되는 상기 각 단말기의 SNR(Signal to Noise Ratio)에 기초하여 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 신호품질기준은,

신호품질을 판단하기 위한 SNR기준값인 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.
제 11 항에 있어서, 신호품질을 판단하는 단계는,

하향링크 파일럿신호를 상기 복수개의 단말기로 송신하는 단계와,

상기 복수개의 단말기로부터 회신되는 상기 각 단말기의 SINR(Signal to Interference Plus Noise Ratio)에 기초하여 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 신호품질기준은,

신호품질을 판단하기 위한 SINR기준값인 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 제1송신전력은,

상기 그룹핑된 상기 단말기의 개수(M)에 기초하는
송신전력인 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 선택채널을 선택하는 단계는,

상기 기지국이 구비한 적어도 하나의 안테나의 개수(N) 및 상기 단말기의 개수(M)에 따라 형성되는 M×N MIMO(Multiple Input Multiple Output)에 기초하여, 상기 각 공유채널에 대응하는 상기 하위단말기의 채널이득(h)의 크기를 비교하는 단계와,

비교결과, 가장 큰 채널이득(h)에 대응하는 공유채널을 상기 선택채널로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.
제 17 항에 있어서,

그룹핑된 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기로부터 수신되는 신호(r)와 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기의 채널이득(h)에 기초하여 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기가 송신한 신호(s)를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 송신한 신호(s)를 검출하는 단계는,

상기 상위단말기 및 상기 하위단말기가 송신한 신호(s)를 검출하기 위한 수식에서 채널이득행렬(H)의 상기 각 공유채널과 상기 하위단말기 간의 채널이득(h)들 중 상기 선택채널에 대응하는 채널이득(h)을 제외한 나머지를 “0”으로 설정하는 단계와,

단말기송신신호행렬(R)의 상기 상위단말기가 송신하는 신호(s)에
을 곱하도록 설정하는 단계와,

이에 따라, 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기의 송신 신호(s)를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 사용자 자원공유를 통한 부분 자원 선택 방법.

수식

여기서,
은, 공유채널(FM)을 통해 단말기(UM)으로부터 수신한 수신신호,
는, 공유채널(FM)을 통한 단말기(UM) 및 기지국(20) 안테나(AN)간의 채널이득,
는, 단말기(UM)가 송신하는 송신신호,
은, 공유채널(FM)을 통한 안테나(AN)로의 신호 수신 시 노이즈임.
적어도 하나의 안테나와;

소정의 신호품질기준을 기 저장하고, 외부의 복수개의 단말기로부터 수신되는 신호의 신호품질을 판단하는 신호품질 판단모듈;

상기 신호품질판단모듈의 판단결과에 기초하여, 상기 신호품질기준 이상인 적어도 하나의 상위단말기와 상기 신호품질기준 이하인 적어도 하나의 하위단말기를 포함하는 그룹을 그룹핑하는 스케쥴러;

복수개의 공유채널 각각에 대응하는 상기 하위단말기의 채널이득 중 최고이득을 갖는 공유채널을 선택채널로써 선택하는 선택채널 선택모듈;

복수개의 공유채널을 통해 소정의 제1송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 상위단말기를 제어하고, 선택된 상기 선택채널을 통해 상기 제1송신전력을 초과하는 제2송신전력으로 신호를 송신하도록 상기 하위단말기를 제어하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 20 항에 있어서, 상기 제2송신전력은,

최대 송신전력인 것을 특징으로 하는 기지국.
제 21 항에 있어서, 상기 신호품질 판단모듈은,

하향링크 파일럿신호에 의해 상기 복수개의 단말기로부터 회신되는 상기 각 단말기의 SNR(Signal to Noise Ratio)에 기초하여 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 22 항에 있어서, 상기 신호품질기준은,

신호품질을 판단하기 위한 SNR기준값인 것을 특징으로 하는 기지국.
제 21 항에 있어서, 상기 신호품질 판단모듈은,

하향링크 파일럿신호에 의해 상기 복수개의 단말기로부터 회신되는 상기 각 단말기의 SINR(Signal to Interference Plus Noise Ratio)에 기초하여 상기 단말기 각각의 신호품질을 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 24 항에 있어서, 상기 신호품질기준은,

신호품질을 판단하기 위한 SINR기준값인 것을 특징으로 하는 기지국.
제 20 항에 있어서, 상기 제1송신전력은,

상기 그룹핑된 상기 단말기의 개수(M)에 기초하는
송신전력인 것을 특징으로 하는 기지국.
제 20 항에 있어서, 상기 선택채널 선택모듈은,

상기 단말기의 개수(M) 및 상기 안테나의 개수(N)에 따라 형성되는 M×N MIMO(Multiple Input Multiple Output)에 기초하여, 상기 각 공유채널에 대응하는 상기 하위단말기의 채널이득(h)의 크기를 비교하여 가장 큰 채널이득(h)에 대응하는 공유채널을 상기 선택채널로 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제 27 항에 있어서, 상기 제어모듈은,

그룹핑된 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기로부터 수신되는 신호(r)와 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기의 채널이득(h)에 기초하여 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기가 송신한 신호(s)를 검출하기 위한 수식에서, 채널이득행렬(H)의 상기 각 공유채널과 상기 하위단말기 간의 채널이득(h)들 중 상기 선택채널에 대응하는 채널이득(h)을 제외한 나머지를 “0”으로 설정하고, 단말기송신신호행렬(R)의 상기 상위단말기가 송신하는 신호(s)에
을 곱하도록 설정하여, 상기 상위단말기 및 상기 하위단말기의 송신 신호(s)를 검출하는 것을 특징으로 하는 기지국.

수식

여기서,
은, 공유채널(FM)을 통해 단말기(UM)로부터 수신한 수신신호,
는, 공유채널(FM)을 통한 단말기(UM) 및 기지국(20) 안테나(AN)간의 채널이득,
는, 단말기(UM)가 송신하는 송신신호,
은, 공유채널(FM)을 통한 안테나(AN)로의 신호 수신 시 노이즈임.