KR101199439B1 - Adaptive beam tracking method and pilot duration or channel feedback duration adaptation for coordinated beamforming system - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 여러 사용자가 존재하는 다중입력 다중출력(Multi Input Multi Output : MIMO) 시변 간섭채널(Time varying interference channel) 환경에서 협력 빔 형성(Coordinated beamforming) 기법을 위한 적응적 빔 형성 기법에 대한 송신 알고리즘 및 단말의 속도에 따른 파일럿 듀레이션 적용(pilot duration adaptation) 기법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 채널이 변할 때마다 SVD 기법을 이용하여 매번 빔 형성 행렬을 다시 계산해 주어야 하므로 매우 큰 복잡도를 필요로 했던 종래기술의 문제점을 해결하여, 행렬의 곱셈만으로도 채널의 변화를 따라가는 적응적 빔 형성 기법이 제공됨으로써 실제 차세대 이동통신 시스템의 송신단을 구성하는 데에 핵심기술로 사용될 수 있고, 또한, 단말 그룹의 속도정보에 따라서 기지국에서 파일럿 듀레이션(pilot duration) 또는 채널 피드백 듀레이션(channel feedback duration)을 적절히 결정해 주는 기법이 제공됨으로써 주어진 자원을 가지고 최대의 시스템 성능을 낼 수 있다. The present invention relates to an adaptive beamforming scheme for a coordinated beamforming technique in a multi-input multiple output (MIMO) time varying interference channel environment in which multiple users exist. The present invention relates to a technique for pilot duration adaptation according to an algorithm and a speed of a terminal, and according to the present invention, since the beamforming matrix needs to be recalculated each time using a SVD technique whenever a channel is changed, very large complexity is required. In order to solve the problems of the related art, an adaptive beamforming technique that follows a channel change only by multiplying a matrix can be used as a core technology for configuring a transmitting end of an actual next generation mobile communication system. Pilot duration or channel feedback duration at the base station depending on the velocity information Sean provides the technique that determines the appropriate (channel feedback duration) whereby it can be maximum system performance with the given resources.
Description
본 발명은, 무선통신 환경에서의 빔 형성(beam forming) 기법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 여러 사용자가 존재하는 다중입력 다중출력(Multi Input Multi Output : MIMO) 시변 간섭채널(Time varying interference channel) 환경에서 협력 빔 형성(Coordinated beamforming) 기법을 위한 적응적 빔 형성 기법에 대한 송신 알고리즘 및 단말의 속도에 따른 파일럿 듀레이션(pilot duration adaptation) 또는 채널 피드백 듀레이션(channel feedback duration) 적용 기법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
최근, 급격한 무선 통신기술의 발달과 서비스의 제공으로 인해, 개인의 단말을 이용한 고속의 무선통신 서비스에 대한 수요가 크게 증가하고 있다. Recently, due to the rapid development of wireless communication technology and the provision of services, the demand for high-speed wireless communication service using a personal terminal has been greatly increased.
또한, 이러한 고속 무선통신 서비스에 대한 수요에 따라, 사용자에게 보다 고속의 무선통신 서비스를 제공해 주기 위한 차세대 무선통신 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. In addition, according to the demand for such a high-speed wireless communication service, research on the next generation wireless communication system for providing a high-speed wireless communication service to the user is actively conducted.
아울러, 이러한 차세대 무선통신 환경에서는, 주어진 통신자원을 보다 효율적으로 사용하기 위해 종래에 비하여 셀 크기가 점차 감소하는 추세이며, 이로 인해 인접하는 셀 사이의 중첩영역이 증가하여 인접 셀 영역에서는 잡음(noise)보다 셀간 간섭이 심해지는 간섭제한(interference limited) 환경이 된다. In addition, in such a next-generation wireless communication environment, the cell size is gradually decreased as compared with the conventional method in order to use a given communication resource more efficiently. As a result, the overlapping area between adjacent cells increases, thereby making noise in the adjacent cell area. It becomes an interference limited environment in which inter-cell interference is more severe than).
이러한 간섭제한 환경에 있어서, 인접 셀 영역에 있는 무선통신 사용자들은, 자신이 속한 기지국(BS)으로부터 전송되는 신호뿐만 아니라, 인접 셀의 기지국으로부터 전송되어 오는 신호에 의해 큰 간섭을 겪게 된다. In such an interference limiting environment, wireless communication users in the neighboring cell region are subjected to great interference not only by the signal transmitted from the base station (BS) to which they belong, but also by the signal transmitted from the base station of the neighboring cell.
따라서 이러한 간섭을 제거하기 위해, 종래에는 주파수분할 접속이나 시분할 접속 등과 같은 간섭회피 기술을 사용하거나, 또는, 코드분할 접속시스템 등과 같은 간섭완화 기술이 널리 사용되고 있다. Therefore, in order to eliminate such interference, conventionally, an interference avoiding technique such as frequency division connection or time division connection or the like, or an interference mitigation technique such as a code division access system is widely used.
그러나 상기한 바와 같은 기존에 알려져 있는 간섭회피 또는 간섭완화 기술로는, 그 한계가 분명하여 미래의 통신시스템이 요구하는 높은 무선채널 용량을 얻을 수 없다는 문제가 있다. However, with the known interference avoidance or interference mitigation techniques as described above, there is a problem that the limitation is so clear that the high radio channel capacity required by the communication system of the future cannot be obtained.
또한, 최근에는, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 송신단에서 빔 형성 행렬을 설계하여 미리 다른 수신단으로 가는 간섭을 없애주는 협력 빔 형성 시스템 기술이 주목받고 있다. In addition, recently, in order to solve such a problem, attention has been paid to a cooperative beamforming system technology for designing a beamforming matrix at a transmitter to eliminate interference to other receivers in advance.
또, 최근 스마트폰 등의 보급으로 인해 GPS가 탑재된 단말이 늘어남에 따라, 협력 빔 형성 서비스를 제공받는 사용자들의 속도에 따라 파일럿 듀레이션(pilot duration)을 적응적으로 변경하는 기법이 제안되어 주목받기 시작하고 있다. In addition, as the number of terminals equipped with GPS increases due to the recent spread of smart phones, a technique for adaptively changing the pilot duration according to the speed of users who receive the cooperative beamforming service has been proposed. Getting started.
즉, 상기 방식은, 인접 기지국 사이에 채널(channel) 정보를 공유할 수 있는 차세대 무선통신 시스템 등에 사용되어 적은 복잡도로 인접 셀 사용자들의 용량 증가와 더불어 전체 시스템 용량에 큰 도움을 줄 수 있는 기술이다. That is, the method is used in the next generation wireless communication system that can share channel information between neighboring base stations and the like can greatly increase the capacity of the neighbor cell users with a small complexity and greatly help the overall system capacity. .
그러나 상기한 기술도, 예를 들면, 한 프레임 내에서 채널이 지속적으로 변할 경우, 이러한 협력 빔 형성 기법을 사용하기 위해서는 각각의 송신단이 새로운 채널정보를 가지고 그에 맞는 새로운 빔 형성 행렬을 매번 설계해 주어야 하므로, 복잡도가 높아진다는 단점이 있는 것이었다. However, even in the above-described technique, for example, when a channel is continuously changed in a frame, in order to use the cooperative beamforming technique, each transmitter has to design a new beamforming matrix each time with new channel information. Therefore, there was a disadvantage that the complexity increases.
따라서 상기한 바와 같은 종래의 협력 빔 형성 시스템의 빔 형성 기법의 단점을 보완하여, 기존 기법보다 훨씬 적은 복잡도를 가지고도 성능 열화는 거의 없도록 할 수 있는 적응적 빔 형성 기법(Adaptive beam tracking method)에 대한 알고리즘을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다. Therefore, to compensate for the disadvantages of the conventional beamforming method of the conventional cooperative beamforming system, the adaptive beamforming method (Adaptive beam tracking method) that can be reduced to almost no performance degradation even with a much lower complexity than the conventional method It is desirable to provide an algorithm for the present invention, but an apparatus or method for satisfying all such requirements has not been provided.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 다중 안테나를 가지는 시변 채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 복잡도를 최소화하는 적응적 빔 형성 방법을 제안하고자 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to solving the problems of the prior art as described above. Accordingly, an object of the present invention is to propose an adaptive beamforming method for minimizing complexity for a cooperative beamforming system in a time varying channel environment having multiple antennas. It is.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 최근 스마트폰 등의 보급으로 인해 GPS가 탑재된 단말이 늘어남에 따라, 협력 빔 형성 서비스를 제공받는 사용자들의 속도에 따라 파일럿 듀레이션(pilot duration) 또는 채널 피드백 듀레이션(feedback duration)을 적응적으로 변경하는 방법을 제공하고자 하는 것이다. In addition, another object of the present invention, according to the recent increase in the number of terminals equipped with GPS due to the spread of smart phones, etc., pilot duration (pilot duration) or channel feedback duration ( It is intended to provide a method for adaptively changing a feedback duration.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 여러 사용자가 존재하는 다중입력 다중출력(Multi Input Multi Output : MIMO) 시변 간섭채널(Time varying interference channel) 환경에서 협력 빔 형성(Coordinated beamforming) 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법(adaptive beam tracking method)에 있어서, 각각의 사용자에 대하여 협력 빔 형성 조건을 SVD(singular value decomposition)를 통하여 구하는 단계와, 상기 단계에서 구해진 빔 형성 행렬을 이용하여 시간 n일 때의 채널을 구하는 단계와, 상기 채널의 변화량에 대응하는 빔 형성 행렬의 변화량을 구하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법이 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, coordinated beamforming in a multi input multi output (MIMO) time varying interference channel environment in which multiple users exist. An adaptive beam tracking method for a system, comprising: obtaining cooperative beamforming conditions for each user through SVD (singular value decomposition), and using the beamforming matrix obtained in the above step. Obtaining a channel when n, and obtaining a change amount of the beam forming matrix corresponding to the change amount of the channel, adaptive beamforming method for a cooperative beamforming system in a time-varying interference channel environment Is provided.
여기서, 상기 협력 빔 형성 조건을 구하는 단계는, 사용자가 K명이고, 각 사용자가 Nt, Nr개의 송, 수신 안테나를 가지는 경우 n번째 시간의 협력 빔 형성 조건을 이하의 [수학식 1]을 이용하여 구하는 단계와,
Here, in the obtaining of the cooperative beamforming condition, when there are K users and each user has N t , N r transmit and receive antennas, the cooperative beamforming conditions of the nth time may be determined by
[수학식 1] [Equation 1]
(여기서, 행렬 Hi ,k(n)는 k번째 송신단에서 i번째 수신단까지의 MIMO 행렬로써 Nr-Nt의 차원을 가진다.) (Where matrix H i , k (n) is a MIMO matrix from k th transmitter to i th receiver with dimensions N r -N t ).
행렬 HK(n)의 영공간(Null space)을 스팬(span) 하는 행렬로써, 상기 [수학식 1]을 만족하는 VK(n)을 이하의 [수학식 2]와 같은 SVD(singular value decomposition)를 통하여 구하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Matrix H K (n) of the null space (Null space) the span (span) matrix as the
[수학식 2] &Quot; (2) "
(여기서, Uk(n)은 (K-1)Nr-(K-1)Nr의 차원(dimension)을 가지는 좌특이 행렬(left singular matrix), Σk(n)은 리치 스캐터링(rich scattering) 환경에서 (K-1)Nr개의 0이 아닌 특이값을 주대각 성분으로 가지는 (K-1)Nr-(K-1)Nr 차원의 대각행렬(diagonal matrix), Ak(n)은 우특이 행렬(right singular matrix)의 일부로 리치 스캐터링(rich scattering) 환경에서 Nt-(K-1)Nr차원을 가지며, BK(n)은 VK(n)의 직교 베이스(orthonormal basis)를 형성하는 행렬로 리치 스캐터링 환경에서 Nt-(Nt-(K-1))Nr의 차원을 가진다.) Where U k (n) is a left singular matrix with dimensions of (K-1) N r- (K-1) N r , and Σ k (n) is rich scattering ( Diagonal matrix of dimension (K-1) Nr- (K-1) Nr with (K-1) N r nonzero singular values as main diagonal components in a rich scattering environment, A k (n ) Is part of the right singular matrix and has the dimension N t- (K-1) N r in rich scattering environment, and B K (n) is the orthogonal base of V K (n) in a matrix to form the orthonormal basis) N t in a rich scattering environment having a dimension of a) N r) - ((K -1 N t).
또한, 상기 시간 n일 때의 채널을 구하는 단계는, L을 프레임의 길이라 하고, L 주기마다, 즉, n = iL (i=0, 1, ... )일 때 상기 협력 빔 형성 조건을 구하는 단계에서 구해진 빔 형성 행렬을 VK(iL)이라 하며, 또한, n = iL+1부터 n = (i+1)L-1일 때, 채널의 변화량을 △HK(n)이라 하면, 이하의 [수학식 3]을 이용하여 시간 n일 때의 채널을 구하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In the obtaining of the channel at the time n, L is the length of the frame, and the cooperative beamforming condition is defined every L periods, that is, when n = iL (i = 0, 1, ...). The beamforming matrix obtained in the obtaining step is called V K (iL), and when n = iL + 1 to n = (i + 1) L-1, the change amount of the channel is ΔH K (n). Using
[수학식 3] &Quot; (3) "
아울러, 상기 채널의 변화량에 대응하는 빔 형성 행렬의 변화량을 구하는 단계는, 이하의 [수학식 4]를 이용하여 채널의 변화량 △HK(n)에 대응하는 빔 형성 행렬의 변화량 △VK(iL)에 해당하는 부분을 구하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, finding an amount of change in the beam forming matrix corresponding to the amount of change in the channel is less than the [equation 4] to the amount of change in the beam forming matrix corresponding to the amount of change △ H K (n) of channels △ V K ( iL) is characterized in that it is configured to obtain the part.
[수학식 4] &Quot; (4) "
또한, 상기 방법은, 송신단에서 협력 빔 형성 기법을 위한 적응적 빔 행렬의 차수가 1인 경우, 이하의 [수학식 5]를 이용하여 각 시간에서의 상기 VK(n)을 업데이트 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the method is configured to update the V K (n) at each time using the following
[수학식 5] [Equation 5]
더욱이, 상기 방법은, 송신단에서 협력 빔 형성 기법을 위한 적응적 빔 행렬의 차수가 m인 경우, K번째 송신단의 빔 형성 행렬은 이하의 [수학식 6]과 같고,
Furthermore, in the above method, when the order of the adaptive beam matrix for the cooperative beamforming technique is m at the transmitting end, the beamforming matrix of the Kth transmitting end is expressed by
[수학식 6] &Quot; (6) "
또한, VK ,M(n)을 m차의 섭동(perturbation) 성분이라 할 때, 이하의 [수학식 7]을 이용하여 각 시간에서의 상기 VK(n)을 업데이트 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, when V K , M (n) is the perturbation component of the mth order, it is configured to update the V K (n) at each
[수학식 7] [Equation 7]
아울러, 상기 방법은, 적응적 빔 형성 서비스를 제공받는 단말 그룹의 속도정보에 따라서 파일럿 듀레이션(pilot duration)을 결정하는 단계를 더 포함하도록 구성된 것을 특징으로 한다. The method may further include determining a pilot duration according to the speed information of the terminal group provided with the adaptive beamforming service.
여기서, 상기 속도정보에 따라서 파일럿 듀레이션(pilot duration) 또는 채널 피드백 듀레이션(channel feedback duration)을 결정하는 단계는, 시간이 지남에 따라 속도가 빠른 사용자 쪽의 성능저하가 더 커지게 되는 것을 방지하기 위해, 주어진 시스템 환경에서 사용자마다 미리 정해진 성능 목표를 만족할 수 있도록 미리 정해진 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 선택하도록 구성되며, 그것에 의해, 단말의 속도에 따른 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 기지국이 미리 정해진 정보에 따라 적응적으로 선택할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. Here, the step of determining a pilot duration or a channel feedback duration according to the speed information may be performed in order to prevent the performance degradation of a user who is faster from becoming larger over time. And selecting a predetermined pilot duration or channel feedback duration so as to satisfy a predetermined performance goal for each user in a given system environment, whereby the base station assigns the pilot duration or channel feedback duration according to the speed of the terminal to the predetermined information. It is characterized in that it is configured to be adaptively selected according to.
더욱이, 상기 방법은, 적응적 빔 형성 서비스를 제공받는 단말 그룹의 SNR에 따라서 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션(channel feedback dration)을 결정하는 단계를 더 포함하도록 구성된 것을 특징으로 한다. Furthermore, the method may further comprise determining a pilot duration or a channel feedback duration according to the SNR of the terminal group receiving the adaptive beamforming service.
여기서, 상기 SNR에 따라서 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 결정하는 단계는, 시간이 지남에 따라 속도가 빠른 사용자 쪽의 성능저하가 더 커지게 되는 것을 방지하기 위해, 주어진 시스템 환경에서 사용자마다 미리 정해진 성능 목표를 만족할 수 있도록 미리 정해진 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 선택하도록 구성되며, 그것에 의해, 단말의 SNR에 따른 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 기지국이 미리 정해진 정보에 따라 적응적으로 선택할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. The determining of the pilot duration or the channel feedback duration according to the SNR may be performed by a predetermined performance for each user in a given system environment in order to prevent the performance degradation of a faster user from becoming larger over time. And configured to select a predetermined pilot duration or channel feedback duration to satisfy the target, whereby the base station can adaptively select a pilot duration or channel feedback duration according to the SNR of the terminal according to predetermined information. It is done.
또한, 본 발명에 따르면, 여러 사용자가 존재하는 다중입력 다중출력(MIMO) 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 서비스를 수행하는 통신시스템에 있어서, 기지국과, 상기 기지국과 통신을 행하는 복수의 단말장치를 포함하여 구성되며, 상기 시스템은, 상기에 기재된 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 통신시스템이 제공된다. In addition, according to the present invention, in a communication system for performing a cooperative beamforming service in a multiple input multiple output (MIMO) time varying interference channel environment having multiple users, a base station and a plurality of terminal devices communicating with the base station are provided. And a system configured to perform an adaptive beamforming method for a cooperating beamforming system in a time varying interference channel environment as described above.
더욱이, 본 발명에 따르면, 여러 사용자가 존재하는 다중입력 다중출력(MIMO) 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 통신방법에 있어서, 기지국에서 각 단말에 협력 빔 형성 서비스를 수행할 것이라는 메시지(message)를 전송하는 단계와, 상기 메시지를 수신한 단말들이 자신들의 속도정보를 기지국에 피드백하는 단계와, 피드백된 정보를 수신한 상기 기지국이 각 단말의 속도정보와 SNR 정보를 종합하여 최적의 파일럿 주기(pilot period) 또는 채널 피드백 주기(channel feedback period)를 설정하는 단계와, 설정을 마치고 나면, 상기 기지국이 최종적으로 결정된 프레임 정보를 각 단말에 전송하고 데이터 전송(data transmission)을 시작하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 통신방법이 제공된다. Furthermore, according to the present invention, in a communication method for a cooperative beamforming system in a multiple input multiple output (MIMO) time varying interference channel environment having multiple users, a message that a base station will perform a cooperative beamforming service to each terminal ( transmitting a message), the terminals receiving the message feed back their speed information to the base station, and the base station receiving the feedback information combines the speed information and the SNR information of each terminal to obtain an optimal pilot. Setting a pilot period or a channel feedback period, and after the setting is completed, the base station transmits finally determined frame information to each terminal and starts data transmission. There is provided a communication method comprising a configuration.
여기서, 상기 파일럿 주기 또는 채널 피드백 주기를 설정하는 단계는, 상기에 기재된 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 한다. The setting of the pilot period or the channel feedback period may be configured to perform an adaptive beamforming method for a cooperating beamforming system in the time varying interference channel environment described above.
또한, 본 발명에 따르면, 여러 사용자가 존재하는 다중입력 다중출력(MIMO) 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 서비스를 수행하는 통신시스템에 있어서, 기지국과, 상기 기지국과 통신을 행하는 복수의 단말장치를 포함하여 구성되며, 상기 시스템은, 상기에 기재된 통신방법을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 통신시스템이 제공된다. In addition, according to the present invention, in a communication system for performing a cooperative beamforming service in a multiple input multiple output (MIMO) time varying interference channel environment having multiple users, a base station and a plurality of terminal devices communicating with the base station are provided. It is configured to include, the system is provided with a communication system, characterized in that configured to perform the communication method described above.
여기서, 상기 협력 빔 형성 서비스는, 상기에 기재된 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법을 이용하는 것을 특징으로 한다. Here, the cooperative beamforming service is characterized by using an adaptive beamforming method for the cooperative beamforming system in the time varying interference channel environment described above.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 여러 사용자가 존재하는 MIMO 시변 간섭 채널 환경에서 협력 빔 형성 기법을 위한 빔 형성 행렬을 구하는 데에 있어서, 적은 복잡도를 이용하여 빔 형성 행렬을 적응적으로 업데이트하는 방법을 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, in obtaining a beamforming matrix for a cooperative beamforming technique in a multi-MOMI time varying interference channel environment, adaptively updating the beamforming matrix using a small complexity It may provide a method.
즉, 본 발명에 따르면, MIMO 무선채널이 여러 사용자들의 간섭에 의해 제한되는 경우, 자신이 원하는 수신신호를 제외한 다른 사용자의 송신단으로부터 오는 신호성분을 없애줌으로써, 시스템의 용량을 최대화할 수 있고, 이를 통하여 높은 성능향상을 이룰 수 있다. That is, according to the present invention, when the MIMO radio channel is limited by interference of various users, the capacity of the system can be maximized by eliminating signal components coming from the transmitting end of the user except for the desired reception signal. Through this, high performance can be achieved.
더 상세하게는, 종래의 방식은 채널이 변할 때마다 SVD 기법을 이용하여 매번 빔 형성 행렬을 다시 계산해 주어야 하므로 원하는 빔 형성 행렬을 구하기 위해서 매우 큰 복잡도를 필요로 하지만, 본 발명에 따르면, 행렬의 곱셈만으로도 채널의 변화를 따라가는 적응적 빔 형성 기법이 제공되며, 따라서 실제 차세대 이동통신 시스템의 송신단을 구성하기 위한 핵심기술로 사용될 수 있다. More specifically, the conventional method requires very large complexity in order to obtain the desired beamforming matrix because the beamforming matrix must be recalculated each time using the SVD technique whenever the channel changes, but according to the present invention, The multiplication alone provides an adaptive beamforming technique that follows a channel change, and thus can be used as a core technology for constructing a transmitter of an actual next generation mobile communication system.
또한, 본 발명에 따르면, 적응적 빔 형성 기법을 실제 시스템에 적용하기 위하여 서비스를 제공받는 단말 그룹의 속도정보에 따라 기지국에서 파일럿 듀레이션(pilot duration) 또는 채널 피드백 듀레이션(channel feedback duration)을 적절히 결정해 주는 적응적 빔 형성 기법을 제공함으로써, 주어진 통신자원을 가지고 최대의 시스템 성능을 이끌어낼 수 있다. In addition, according to the present invention, in order to apply the adaptive beamforming technique to the actual system, the pilot duration or the channel feedback duration is appropriately determined at the base station according to the speed information of the terminal group receiving the service. By providing an adaptive beamforming technique, it is possible to derive maximum system performance with a given communication resource.
도 1은 송신단에 Nt개의 안테나를 가지고 수신단에 Nr개의 안테나를 가지는 K명의 사용자가 혼재해 있는 상황으로 협력 빔 형성 기법을 적용할 수 있는 신호모델을 나타내는 도면이다.
도 2는 협력 빔 형성 기법을 위한 K번째 사용자의 빔 형성 행렬 설계를 위해 사용되는 기존의 SVD 방식을 나타내는 블록도이다.
도 3은 협력 빔 형성 기법을 위한 K번째 사용자의 빔 형성 행렬 설계를 위해 사용되는 본 발명에 따른 적응적 빔 형성 방법을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 적응적 빔 형성 방법의 전체적인 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 5는 수신 안테나가 2개이고 송신 안테나가 2K인 경우, 사용자 수 K가 증가함에 따라 본 발명에 따른 적응적 빔 형성 방법과 기존 방식의 복잡도를 비교하는 도면이다.
도 6은 사용자의 수가 3명이고 송신 안테나가 6개, 수신 안테나가 2개일 때, 프레임 길이에 따라 본 발명에 따른 적응적 빔 형성 방법과 기존 방식의 복잡도를 비교하는 도면이다.
도 7은 실제 시스템에서 채널추정을 위한 프레임 구조(frame structure)를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 파일럿 듀레이션 적용(pilot duration adaptation) 또는 채널 피드백 듀레이션(channel feedback duration)의 서비스 흐름(service flow)를 나타내는 플로차트이다. FIG. 1 is a diagram illustrating a signal model to which a cooperative beamforming technique can be applied in a situation where K users having N t antennas at a transmitting end and N r antennas at a receiving end are mixed.
2 is a block diagram illustrating a conventional SVD scheme used for designing a K-th user's beamforming matrix for a cooperative beamforming technique.
3 is a block diagram illustrating an adaptive beamforming method according to the present invention used for designing a K-th user's beamforming matrix for a cooperative beamforming technique.
4 is a flowchart showing the overall flow of the adaptive beamforming method according to the present invention.
5 is a diagram comparing the complexity of the adaptive beamforming method and the conventional method according to the present invention as the number of users K increases when two receive antennas are used and 2 transmit antennas are used.
6 is a diagram comparing the complexity of the adaptive beamforming method according to the present invention and the conventional method according to the frame length when the number of users is three, six transmit antennas, and two receive antennas.
7 is a diagram illustrating a frame structure for channel estimation in an actual system.
8 is a flowchart illustrating a service flow of pilot duration adaptation or channel feedback duration according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 다중안테나 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성기법 및 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션 선택방법의 상세한 내용에 대하여 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the adaptive beamforming method and the pilot duration or channel feedback duration selection method for the cooperative beamforming system in a multi-antenna time-varying interference channel environment according to the present invention.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다. Hereinafter, it is to be noted that the following description is only an embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 협력 빔 형성 기법을 위한 각 송신단별 빔 형성 행렬을 구성하는데 있어서, 이전에 구한 빔 형성 행렬과 그 변화량 성분을 이용하여 업데이트 하는 방법에 관한 것이다. That is, the present invention relates to a method of updating using a previously obtained beamforming matrix and its variation amount component in constructing a beamforming matrix for each transmitter for a cooperative beamforming technique, as described below.
또한, 본 발명은, 송신단에서 협력 빔 형성 기법을 위한 적응적 빔 행렬의 차수가 1인 경우, 후술하는 바와 같이 하여 각 시간에서의 빔 형성 행렬을 업데이트 하는 방법을 제안하는 것이다. In addition, the present invention proposes a method of updating the beamforming matrix at each time as described below, when the order of the adaptive beam matrix for the cooperative beamforming scheme is 1 at the transmitting end.
아울러, 본 발명은, 송신단에서 협력 빔 형성 기법을 위한 적응적 빔 행렬의 차수가 m인 경우, 후술하는 바와 같이 하여 각 시간에서의 빔 형성 행렬을 업데이트 하는 방법을 제공하고자 하는 것이다. In addition, the present invention is to provide a method for updating the beamforming matrix at each time, as described below, when the order of the adaptive beam matrix for the cooperative beamforming scheme in the transmitting end is m.
또한, 본 발명에 따르면, 후술하는 바와 같이 하여 적응적 빔 형성 서비스를 받는 단말 그룹의 속도정보에 따라서 프레임에서 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 적절히 결정해 주는 방법이 제공된다. In addition, according to the present invention, a method for properly determining a pilot duration or a channel feedback duration in a frame is provided according to speed information of a terminal group receiving an adaptive beamforming service as described below.
즉, 본 발명은, 인접 기지국간에 모든 채널정보를 공유하지 않더라도, 각각의 기지국이 자신이 서비스하는 사용자와의 채널 정보와 인접 기지국이 서비스하는 사용자와의 채널 정보를 알고 있는 차세대 무선통신 시스템 등에 사용되어, 적은 복잡도로 인접 셀 사용자들의 용량 증가와 더불어 전체 시스템 용량에 큰 도움을 줄 수 있는 기술내용을 제공하는 것에 관한 것으로, 본 발명은, 여러 사용자가 존재하는 다중입력 다중출력(Multi Input Multi Output : MIMO) 시변 간섭 채널(Time varying interference channel) 환경에서 협력 빔 형성(Coordinated beamforming) 기법을 위한 적응적 빔 형성(Beam forming) 기법을 위한 송신 알고리즘 및 단말의 속도에 따른 파일럿 듀레이션(pilot duration) 또는 채널 피드백 듀레이션(channel feedback duration) 적용기법을 제공하고자 하는 것이다. That is, the present invention can be used for a next-generation wireless communication system in which each base station knows channel information with a user serving its own channel and channel information with a user serving the adjacent base station, even if all the channel information is not shared between neighboring base stations. Accordingly, the present invention relates to providing a technical content that can greatly assist the overall system capacity with increasing capacity of adjacent cell users with low complexity. The present invention provides a multi-input multi-output in which multiple users exist. : MIMO) A transmission algorithm for an adaptive beamforming technique for a coordinated beamforming technique in a time varying interference channel environment and a pilot duration according to a UE speed or It is to provide a channel feedback duration application technique.
여기서, 협력 빔 형성 기법은, 다중 사용자가 다수의 안테나를 가지고 있는 경우, 각 송신단이 자신의 수신단을 제외한 다른 모든 수신단으로 가는 채널의 영 공간(Null space)을 스팬(span)하는 빔 형성 행렬을 만들어 주는 기술로서, 다른 수신단의 입장에서는 간섭신호를 제외한 자신의 신호만을 수신하여 용량을 최대화할 수 있다는 장점이 있으나, 한 프레임 내에서 채널이 지속적으로 변할 경우, 이러한 협력 빔 형성 기법을 사용하기 위해서는 각각의 송신단이 새로운 채널정보를 가지고 그에 맞는 새로운 빔 형성 행렬을 매번 설계해 주어야 하므로, 복잡도가 높다는 단점이 있다. In this case, the cooperative beamforming scheme may include a beamforming matrix in which each transmitting end spans a null space of a channel going to all other receiving ends except for its own receiving end when the multi-user has a plurality of antennas. As a technology to make, other receivers have the advantage of maximizing their capacity by receiving only their own signals, excluding interference signals, but in order to use such a cooperative beamforming technique when the channel is constantly changing within a frame. Since each transmitter has to design a new beamforming matrix according to the new channel information each time, the complexity is high.
따라서 본 발명은, 이러한 단점을 보완하기 위해, 기존 기법보다 훨씬 적은 복잡도를 가지고도 성능 열화는 거의 없도록 하는 알고리즘으로서, 적응적 빔 형성 기법(Adaptive beam tracking method)을 제공함으로써, 앞으로 다가올 차세대 이동통신 시스템이나 옥내환경에 구성될 수 있는 펨토 셀(femto cell)이나 셀룰라 CoMP(coordinated multi-point) 환경에서 인접 셀 영역에 있는 사용자들에 적용되어 보다 높은 통신용량을 얻을 수 있도록 하는 송신단의 핵심기술로 사용될 수 있다. Accordingly, the present invention, to compensate for this disadvantage, as an algorithm that has almost no complexity deterioration even with a much lower complexity than the existing method, by providing an adaptive beam tracking method, the next generation of mobile communication In the femto cell or cellular coordinated multi-point (CoMP) environment that can be configured in the system or indoor environment, it is applied to the users in the neighboring cell area. Can be used.
또한, 이러한 적응적 빔 형성 기법을 실제 시스템에 적용하기 위해서는, 채널추정과 예측(prediction) 또는 피드백(feedback) 등의 과정이 이루어져야 하고, 이를 위해서는 기지국이나 단말에서 전송해 주는 파일럿(pilot)이 필요하게 된다. In addition, in order to apply the adaptive beamforming technique to a real system, processes such as channel estimation and prediction or feedback need to be performed, and for this, a pilot transmitted from a base station or a terminal is required. Done.
이러한 파일럿(pilot)을 이용한 채널추정 및 예측 성능은 파일럿(pilot)의 길이에 따라서 달라지게 되며, 전체 프레임에서 파일럿이 차지하는 비율을 단말의 이동속도에 따라 적절히 선택하게 되면 시스템의 성능을 최대화할 수 있다. The channel estimation and prediction performance using the pilot will vary depending on the length of the pilot, and if the ratio of pilot in the entire frame is properly selected according to the moving speed of the terminal, the performance of the system can be maximized. have.
따라서 본 발명은, 적응적 빔 형성 기법과 더불어 단말의 속도정보와 SNR 정보에 따른 파일럿 듀레이션 적용(pilot duration adaptation) 기법을 제안하고자 하는 것이다. Accordingly, the present invention intends to propose a pilot duration adaptation technique according to the speed information and the SNR information of the UE as well as the adaptive beamforming technique.
계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 다중안테나 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성기법 및 파일럿 듀레이션 선택방법의 상세한 내용에 대하여 설명한다. Subsequently, with reference to the drawings, the details of the adaptive beamforming method and the pilot duration selection method for the cooperative beamforming system in the multi-antenna time-varying interference channel environment according to the present invention will be described.
먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 송신단에 Nt개의 안테나를 가지고 수신단에 Nr개의 안테나를 가지는 K명의 사용자가 혼재해 있는 상황으로 협력 빔 형성 기법을 적용할 수 있는 신호모델을 나타내는 도면이다. First, referring to FIG. 1, FIG. 1 is a diagram illustrating a signal model to which a cooperative beamforming technique can be applied in a situation where K users having N t antennas at a transmitting end and N r antennas at a receiving end are mixed. to be.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2는 기존의 SVD 방식의 블록도를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 방법을 나타내는 블록도이다. Next, referring to Figs. 2 and 3, Fig. 2 is a block diagram showing a conventional SVD scheme, and Fig. 3 is a block diagram showing a method according to the present invention.
또한, 도 4를 참조하면, 도 4는 도 3에 나타낸 바와 같은 본 발명에 따른 방법을 더 상세하게 순차적으로 나타낸 순서도이다. In addition, referring to FIG. 4, FIG. 4 is a flow chart sequentially illustrating in more detail the method according to the invention as shown in FIG. 3.
즉, 상기한 바와 같이, 사용자들간의 간섭은 기존의 통신시스템에서도 큰 문제가 되었고, 이를 효과적으로 관리, 제거하는 문제들이 많이 다루어져 왔으며, 이를 위한 대표적인 방법으로서, 간섭회피 기술인 주파수분할 다중접속, 시분할 다중접속 방법 등이 있지만, 이러한 기존의 기술만으로는 차세대 무선통신 시스템에서 요구하는 높은 무선채널 용량과 커버리지(coverage) 조건을 충족하기 어렵다는 것은 이미 널리 알려진 바와 같다. That is, as described above, the interference between users has become a big problem in the existing communication system, and the problems of effectively managing and removing them have been dealt with. As a representative method for this, frequency division multiple access, time division, which is an interference avoidance technology Although there are multiple access methods and the like, it is well known that such a conventional technology alone is difficult to meet the high radio channel capacity and coverage requirements required for the next generation wireless communication system.
더 상세하게는, 도 1에 나타낸 바와 같이, K명의 사용자가 각각 Nt, Nr개의 송, 수신 안테나를 가지고 있는 MIMO 간섭채널(interference channel) 모델에 있어서, di는 i번째 송신단에서 보내는 스트림 수, Hij는 Nr×Nt 행렬로 j번째 송신단으로부터 i번째 수신단까지의 MIMO 채널을 나타내며, Vi는 협력 빔 형성을 위한 i번 째 송신기에서의 빔 형성(beamforming) 행렬로 Nt×di의 크기를 가지는 행렬을 나타낸다. More specifically, in the MIMO interference channel model in which K users each have N t , N r transmit and receive antennas, as shown in FIG. 1, d i is a stream sent from the i th transmitter. can, H ij denotes the MIMO channel to the i-th receiving terminal from the j-th transmission terminal to N r × N t matrix, V i is a N t × a beamforming (beamforming) matrix at i-th transmitter for cooperative beamforming Represents a matrix with the size of d i .
여기서, 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 Nr = di로 가정한다. Here, for the convenience of explanation, it is assumed below that N r = d i .
이러한 신호모델 하에서, 각각의 송신단에서는 자신이 전송하고자 하는 di×1 행렬 신호에 빔 형성 행렬을 곱하여 전송하게 되며, 이는 MIMO 간섭채널을 거쳐 각 수신단에 전달된다. Under this signal model, each transmitting end multiplies the d i × 1 matrix signal to be transmitted by the beamforming matrix, and transmits the same to the receiving end through the MIMO interference channel.
또, 각 수신단의 입장에서는, 자신의 송신단에서 보낸 신호를 제외한 나머지 신호는 간섭신호로 간주되므로, 이러한 신호성분들을 제거해 주면 자신의 신호 대 유효 잡음비가 최대화되므로, 전체 시스템 용량을 획기적으로 증가시킬 수 있다. In addition, from the standpoint of each receiver, signals other than the signal sent by its transmitter are considered as interference signals, so removing these signal components maximizes the signal-to-effective noise ratio, which can dramatically increase the overall system capacity. have.
즉, 이는 K명의 송수신단이 서로 독립적인 자원을 사용하여 간섭 없이 서로 통신을 수행하는 것과 같은 용량을 가지는 것을 뜻하게 된다. In other words, this means that the K transceivers have the same capacity to communicate with each other without interference using resources independent from each other.
따라서 이를 위하여, 각 송신단에서는 효과적으로 Vi를 설계하여야 한다. Therefore, for this purpose, each transmitter should effectively design V i .
이하의 [수학식 1]은 사용자가 K명이고, 각 사용자가 Nt, Nr개의 송, 수신 안테나를 가지는 경우 n번째 시간에 협력 빔 형성 조건을 식으로 나타낸 것이다.
[Equation 1] below represents the cooperative beamforming condition at the nth time when there are K users and each user has N t , N r transmit and receive antennas.
[수학식 1] [Equation 1]
여기서, 행렬 Hi ,k(n)는 k번째 송신단에서 i번째 수신단까지의 MIMO 행렬로써 Nr-Nt의 차원을 가진다. Here, the matrix H i , k (n) is a MIMO matrix from the k th transmit end to the i th receive end and has a dimension of N r -N t .
위의 식을 만족하는 VK(n)은 행렬 HK(n)의 영공간(Null space)을 스팬(span) 하는 행렬로써, 이하의 [수학식 2]에서와 같은 SVD(singular value decomposition)를 통하여 구할 수 있다.
V K (n), which satisfies the above equation, is a matrix that spans the null space of the matrix H K (n), and has a singular value decomposition (SVD) equation as shown in
[수학식 2] &Quot; (2) "
여기서, Uk(n)은 (K-1)Nr-(K-1)Nr의 차원을 가지는 좌특이 행렬(left singular matrix), Σk(n)은 리치 스캐터링(rich scattering) 환경에서 (K-1)Nr개의 0이 아닌 특이값을 주대각 성분으로 가지는 (K-1)Nr-(K-1)Nr 차원의 대각행렬(diagonal matrix), Ak(n)은 우특이 행렬(right singular matrix)의 일부로 리치 스캐터링(rich scattering) 환경에서 Nt-(K-1)Nr차원을 가진다. Where U k (n) is a left singular matrix with dimensions of (K-1) N r- (K-1) N r , and Σ k (n) is a rich scattering environment in the (k-1) (k- 1) Nr- (k-1) diagonal matrix (diagonal matrix) of the Nr dimensional, a k (n) having a specific value other than
또한, BK(n)은 VK(n)의 직교 베이스(orthonormal basis)를 형성하는 행렬로 리치 스캐터링 환경에서 Nt-(Nt-(K-1))Nr의 차원(dimension)을 가진다. In addition, B K (n) is a matrix forming an orthonormal basis of V K (n), and the dimension of N t- (N t- (K-1)) N r in a rich scattering environment. Has
그러나 채널이 한 프레임 내에서 일정하지 않은 시변 채널 환경에서는 HK(n)이 변화함에 따라 그에 적합한 VK(n)을 찾아주어야 하고, 이에 따라 사용자마다 매번 SVD를 수행하여 빔 형성 행렬 VK(n)을 업데이트 해주어야 하므로, 실제 구현시 높은 복잡도를 필요로 한다. However, the channel is not constant within one frame in the time-varying channel environment should find a suitable V K (n) thereto as H K (n) is changed, and accordingly perform each SVD for each user by the beamforming matrix V K ( n) need to be updated, so the actual implementation requires high complexity.
따라서 본 발명은, 상기한 바와 같은 기존에 사용했던 빔 형성 행렬을 부분적으로 업데이트 해주는 방식을 이용하여, 낮은 복잡도를 가지면서도 성능 열화가 거의 없는 새로운 방법을 제안하고자 하는 것이다. Accordingly, the present invention is to propose a new method having a low complexity but little performance degradation by using a method of partially updating the beam forming matrix previously used as described above.
즉, 더 상세하게는, 먼저, 본 발명에 따른 방법에서, L을 프레임의 길이라 하고, L 주기마다, 즉, n = iL (i=0, 1, ... )일 때 상기한 [수학식 2]를 이용하여 초기 빔 형성 행렬을 만든다고 가정하고, 이때 구해진 빔 형성 행렬을 VK(iL)이라 한다. That is, more specifically, first, in the method according to the present invention, L is the length of a frame and every L periods, i.e., when n = iL (i = 0, 1, ...) It is assumed that an initial beamforming matrix is created using
또한, n = iL+1부터 n = (i+1)L-1일 때, 채널의 변화량을 △HK(n)이라 하면, 시간 n일 때의 채널은 이하의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
In addition, when n = iL + 1 to n = (i + 1) L-1, when the channel change amount is ΔH K (n), the channel at time n is expressed by
[수학식 3] &Quot; (3) "
여기서, n = iL (i=0, 1, ... )번째 시간의 빔 형성 행렬 VK(iL)은 이미 알고 있으므로, 채널의 변화량 △HK(n)에 대응하는 빔 형성 행렬의 변화량 △VK(iL)에 해당하는 부분을 근사하여 이하의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있고, 이것이 본 발명에서 제안하고자 하는 방법의 목적이다.
Here, since the beamforming matrix V K (iL) at the time n = iL (i = 0, 1, ...) is already known, the variation amount of the beamforming matrix corresponding to the channel variation ΔH K (n) The part corresponding to V K (iL) can be approximated as shown in
[수학식 4] &Quot; (4) "
여기서, △VK(n)은, △HK(n)의 함수로 [수학식 4]를 좀 더 자세히 나타내면 이하의 [수학식 5]와 같다.
Here, ΔV K (n) is represented by the following
[수학식 5] [Equation 5]
여기서, 상기한 [수학식 5]는 영공간 섭동이론(null space perturbation theory)을 이용한 가장 간단한 1차 빔 형성 행렬 업데이트 방법으로서, 각 시간 n = iL+1 : (i+1)L-1에서의 빔 형성 행렬은 SVD 계산 대신 프레임(frame)의 시작점(n = iL)에서 구한 빔 형성 행렬 VK(iL)과 그 당시의 채널의 의사 역(pseudo inverse)인 HK(iL)+,그리고 현재의 채널 변화량 △HK(n)의 행렬곱 형태로 간단히 업데이트될 수 있다. [Equation 5] is the simplest method of updating the first beamforming matrix using null space perturbation theory, and at each time n = iL + 1: (i + 1) L-1 Instead of SVD calculation, the beamforming matrix of is the beamforming matrix V K (iL) obtained from the starting point of the frame (n = iL) and H K (iL) + , which is the pseudo inverse of the channel at that time, and It can be simply updated in the form of a matrix product of the current channel change amount ΔH K (n).
또한, 좀 더 정확한 빔 형성 업데이트 식을 얻으려면 m(m = 1, 2, ...)차의 빔 형성 업데이트를 고려할 수 있으며, 이때 K번째 송신단의 빔 형성 행렬은 이하의 [수학식 6]과 같이 간단히 나타낼 수 있다.
In addition, in order to obtain a more accurate beamforming update equation, the beamforming update of m (m = 1, 2, ...) order may be considered, and the beamforming matrix of the K th transmitter is expressed by
[수학식 6] &Quot; (6) "
또한, [수학식 6]에서 VK ,M(n)은 m차의 섭동(perturbation) 성분으로 이하의 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다.
In
[수학식 7] [Equation 7]
상기한 [수학식 5]와 [수학식 7]을 살펴보면, 시간 n에서의 빔 형성 행렬은 iL번째 시간에서의 빔 형성 행렬에 일련의 행렬곱으로 이루어진 계수 행렬들을 더해주는 형태임을 알 수 있다. Referring to
따라서 이는, 기존의 매 시간마다 SVD를 이용하여 빔 형성 행렬을 계산하는 방식에 비해 훨씬 적은 복잡도를 필요로 하는 것을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that it requires much less complexity than the conventional method of calculating the beamforming matrix using SVD every time.
즉, 도 5를 참조하면, 도 5는 수신 안테나가 2개이고 송신 안테나가 2K인 경우, 사용자 수 K가 증가함에 따라 제안한 방식과 기존 방식의 복잡도를 비교한 그림이다. That is, referring to FIG. 5, FIG. 5 is a diagram comparing the complexity of the proposed scheme and the conventional scheme as the number of users K increases when two receive antennas and 2K transmit antennas.
더 상세하게는, 상기한 본 발명의 실시예에서는, [수학식 6]에서 m-3까지만 고려하였으며, 도 5에 나타낸 바와 같이, 사용자 수가 증가함에 따라 기존의 SVD 기법은 복잡도가 급격하게 증가하는 반면, 본 발명에 따르면 SVD 보다 훨씬 적은 복잡도를 가지는 것을 알 수 있다. More specifically, in the above-described embodiment of the present invention, only m-3 is considered in
또한, 도 6은 사용자의 수가 3명이고 송신 안테나가 6개, 수신 안테나가 2개 일 때, 프레임 길이에 따라서 본 발명에 따른 방식과 기존 방식의 복잡도를 비교한 결과를 나타내는 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating a result of comparing the complexity of the scheme according to the present invention and the conventional scheme according to the frame length when the number of users is three, six transmit antennas, and two receive antennas.
도 6에 나타낸 바와 같이, 프레임 길이가 증가함에 따라 본 발명에 따른 방법의 복잡도는 천천히 증가하는 반면, 기존의 SVD 기법은 복잡도가 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 6, it can be seen that the complexity of the method according to the present invention increases slowly as the frame length increases, whereas the complexity of the conventional SVD technique increases rapidly.
여기서, 상기한 바와 같은 적응적 빔 형성 기법을 실제 시스템에 적용하기 위해서는 채널정보가 필요하게 되고, 이러한 채널정보를 얻기 위해서는 단말에서 DL 파일럿(pilot)을 이용하여 추정한 채널정보(channel state information)를 기지국에 피드백(feedback) 해주는 방식과, 채널 대칭성(channel reciprocity)을 이용하여 단말에서 올려주는 파일럿(pilot)을 이용하여 기지국에서 DL 채널을 평가(estimation)하는 방식을 고려할 수 있다. In this case, channel information is required to apply the above-described adaptive beamforming technique to an actual system. In order to obtain such channel information, channel information estimated by a DL pilot in a terminal is used. A method of feeding back to the base station and a method of estimating the DL channel at the base station using a pilot raised by the terminal using channel reciprocity may be considered.
즉, 더 상세하게는, 도 7을 참조하면, 도 7은 실제 시스템에 사용할 수 있는 프레임 구조를 나타낸 그림이다. That is, more specifically, referring to FIG. 7, FIG. 7 is a diagram illustrating a frame structure that can be used in an actual system.
여기서, 도 7에 나타낸 프레임은, DL 프레임으로 생각할 수도 있고, 또는 UL, DL 프레임이 합쳐진 구조로도 생각할 수 있다. Here, the frame shown in FIG. 7 may be considered as a DL frame, or may be considered as a structure in which UL and DL frames are combined.
만일, 도 7의 구조를 DL 프레임이라고 가정하면, 단말이 DL 파일럿을 이용하여 추정한 채널정보를 기지국에 피드백해줄 수 있고, 도 7의 파일럿을 단말에서 기지국에 올려주는 것이라 가정하면, 기지국에서 그 파일럿을 가지고 채널을 직접 추정할 수도 있다. If it is assumed that the structure of FIG. 7 is a DL frame, the terminal may feed back channel information estimated by using the DL pilot to the base station, and if the terminal of FIG. You can also estimate the channel directly with a pilot.
만일 CB 서비스를 받는 단말에 GPS가 내장되어 있어 자신의 속도정보를 기지국에 피드백해 줄 수 있다고 가정하면, 기지국은 이 정보를 이용하여 DL 데이터 전송 듀레이션(data transmission duration) 동안의 채널을 예측할 수 있고, 협력 빔 형성 서비스를 수행하게 된다. Assuming that the terminal receiving the CB service has a built-in GPS and can feed its speed information back to the base station, the base station can use this information to predict the channel during the DL data transmission duration. In addition, the cooperative beamforming service will be performed.
이러한 환경에서, 기지국은, 협력 빔 형성 서비스를 받는 단말 그룹(group)의 속도에 따라서 파일럿 듀레이션(pilot duration) 또는 채널 피드백 듀레이션을 조절하여 시스템의 용량을 최대화 할 수 있다. In this environment, the base station may maximize the capacity of the system by adjusting the pilot duration or the channel feedback duration according to the speed of the terminal group receiving the cooperative beamforming service.
또한, 이러한 현상을 수식적으로 살펴보기 위하여, 이하에서는 채널추정 오차와 적응적 빔 형성 과정에서 발생하는 오차를 다음과 같이 정의한다.
In addition, in order to examine this phenomenon mathematically, the channel estimation error and the error occurring in the adaptive beamforming process are defined as follows.
[수학식 8] [Equation 8]
여기서, Hij는 실제 채널 행렬을 나타내고, 
또한, 
Also,
[수학식 9] &Quot; (9) "
따라서 이러한 채널추정 오차와 빔 형성 과정에서 발생하는 오차의 영향으로 단말에서 겪는 유효 노이즈는 증가하게 되며, 이러한 상황에서 시스템의 추정 섬레이트(expected sum-rate)를 나타내면 이하의 [수학식 10]과 같다.
Therefore, the effective noise experienced by the terminal is increased by the influence of the channel estimation error and the error occurring in the beam forming process. In this situation, the estimated sum-rate of the system is expressed by
[수학식 10] &Quot; (10) "
여기서, 
즉, 상기한 [수학식 10]에 나타낸 바와 같이, Lt가 증가하면 추정 섬레이트가 감소하게 되고, 대신에 유효 노이즈 성분이 감소하여 추정 섬레이트가 증가하는 트레이드 오프(trade-off)가 존재함을 알 수 있다. That is, as shown in
따라서 각 단말의 속도나 SNR에 따라서 파일럿 듀레이션(pilot duration)을 적절히 결정해 주는 방법을 제공하는 것이 필요하다. Accordingly, it is necessary to provide a method for appropriately determining a pilot duration according to the speed or SNR of each terminal.
예를 들면, 주어진 SNR환경에서는, 시간이 지남에 따라 속도가 빠른 사용자 쪽의 성능저하가 더 커지게 되므로, 주어진 시스템 환경에서 사용자마다 미리 정해진 성능 목표를 만족할 수 있도록 미리 정해진 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 결정할 수 있도록 구성한다. For example, in a given SNR environment, the performance degradation of the faster user is greater over time, so that a predetermined pilot duration or channel feedback duration can be achieved to meet a predetermined performance goal for each user in a given system environment. Configure so that you can decide.
따라서 기지국은, 이러한 미리 정해진 정보에 따라서 단말의 속도나 SNR에 따른 파일럿 듀레이션을 적응적으로 선택해줄 수 있다. Accordingly, the base station can adaptively select the pilot duration according to the speed or the SNR of the terminal according to the predetermined information.
즉, 도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명에 따른 기법의 서비스 흐름(service flow) 을 나타내는 플로차트이다. That is, referring to FIG. 8, FIG. 8 is a flowchart illustrating a service flow of the technique according to the present invention.
도 8에 나타낸 바와 같이, 먼저 기지국은 각 단말에 협력 빔 형성 서비스를 수행할 것이라는 메시지(message)를 전송하게 된다. As shown in FIG. 8, the base station first transmits a message to each terminal to perform a cooperative beamforming service.
또한, 이러한 메시지를 수신한 단말들은, 자신들의 속도정보를 기지국에 피드백해주게 된다. In addition, the terminals receiving the message feed back their speed information to the base station.
계속해서, 피드백된 정보를 수신한 기지국은 단말의 속도정보와 SNR 정보 등을 종합하여 최적의 파일럿 주기(pilot period) 또는 채널 피드백 듀레이션을 설정한다. Subsequently, the base station receiving the fed back information sets the optimal pilot period or channel feedback duration by combining the speed information and the SNR information of the terminal.
그 후, 설정을 마치고 나면, 기지국은, 최종적으로 결정된 프레임 정보를 단말에 전송하게 되고 데이터 전송(data transmission)을 시작하게 된다. After that, after completing the setting, the base station transmits the finally determined frame information to the terminal and starts data transmission.
따라서 상기한 바와 같이 하여, 본 발명에 따른 다중안테나 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성방법 및 파일럿 듀레이션 선택방법을 구성할 수 있다. Accordingly, as described above, an adaptive beamforming method and a pilot duration selection method for a cooperative beamforming system in a multiple antenna time varying interference channel environment according to the present invention can be configured.
즉, 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 여러 사용자가 있는 MIMO 시변 간섭 채널환경에서 협력 빔 형성 기법을 위한 빔 형성 행렬을 구하는 데에 있어서, 적은 복잡도를 이용하여 빔 형성 행렬을 적응적으로 업데이트하는 방법이 제공되며, 그것에 의해, MIMO 무선 채널이 여러 사용자들의 간섭에 의해 제한되는 경우, 자신의 원하는 수신신호를 제외한 다른 사용자의 송신단으로부터 오는 신호성분을 없애줌으로써 시스템의 용량을 최대화할 수 있고, 이를 통하여 높은 성능향상을 이룰 수 있다. That is, according to the present invention as described above, in obtaining a beamforming matrix for a cooperative beamforming technique in a MIMO time-varying interference channel environment having multiple users, adaptively updating the beamforming matrix using a small complexity There is provided a method, whereby when the MIMO radio channel is limited by interference of several users, it is possible to maximize the capacity of the system by eliminating signal components from the transmitting end of other users except its desired received signal. Through this, high performance can be achieved.
또한, 종래의 방식은 채널이 변할 때마다 SVD 기법을 이용하여 매번 빔 형성 행렬을 다시 계산해 주어야 하므로 원하는 빔 형성 행렬을 구하기 위해서 매우 큰 복잡도를 필요로 하나, 본 발명에 따르면, 행렬의 곱셈만으로도 채널의 변화를 따라가는 적응적 빔 형성 기법을 제안함으로써 실제 차세대 이동통신 시스템의 송신단을 구성하는 데에 핵심기술로 사용될 수 있다. In addition, the conventional method requires very large complexity in order to obtain a desired beamforming matrix because the beamforming matrix must be recalculated each time using the SVD technique whenever the channel is changed. By suggesting an adaptive beamforming technique that follows the change of, it can be used as a core technology for constructing the transmitter of actual next generation mobile communication system.
또한, 본 발명에 따르면, 적응적 빔 형성 기법을 실제 시스템에 적용하기 위하여 서비스를 제공받는 단말 그룹의 속도정보에 따라서 기지국에서 파일럿 듀레이션(pilot duration) 또는 채널 피드백 듀레이션을 적절히 결정해 주는 기법을 적용함으로써, 주어진 자원을 가지고 최대의 시스템 성능을 낼 수 있다. In addition, according to the present invention, in order to apply the adaptive beamforming technique to a real system, a technique of appropriately determining a pilot duration or a channel feedback duration at a base station according to the speed information of a terminal group receiving a service is applied. By doing so, you can achieve maximum system performance with given resources.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 다중안테나 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성기법 및 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션 선택방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
As described above, the detailed description of the adaptive beamforming method and the pilot duration or channel feedback duration selection method for the cooperative beamforming system in the multi-antenna time-varying interference channel environment according to the present invention as described above will be described. However, the present invention is not limited only to the contents described in the above-described embodiments, and thus, the present invention is not limited to the design needs and various other factors by those skilled in the art. Naturally, modifications, changes, combinations and substitutions are possible.
Claims (15)
각각의 사용자에 대하여 협력 빔 형성 조건을 SVD(singular value decomposition)를 통하여 구하는 단계;
상기 단계에서 구해진 빔 형성 행렬을 이용하여 시간 n일 때의 채널을 구하는 단계; 및
상기 채널의 변화량에 대응하는 빔 형성 행렬의 변화량을 구하는 단계를 포함하여 구성되고,
상기 협력 빔 형성 조건을 구하는 단계는,
사용자가 K명이고, 각 사용자가 Nt, Nr개의 송, 수신 안테나를 가지는 경우 n번째 시간의 협력 빔 형성 조건을 이하의 [수학식 1]을 이용하여 구하는 단계; 및
[수학식 1]
(여기서, 행렬 Hi,k(n)는 k번째 송신단에서 i번째 수신단까지의 MIMO 행렬로써 Nr-Nt의 차원을 가진다.)
행렬 HK(n)의 영공간(Null space)을 스팬(span) 하는 행렬로써, 상기 [수학식 1]을 만족하는 VK(n)을 이하의 [수학식 2]로 나타내지는 SVD(singular value decomposition)를 통하여 구하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법.
[수학식 2]
(여기서, Uk(n)은 (K-1)Nr-(K-1)Nr의 차원을 가지는 좌특이 행렬(left singular matrix), Σk(n)은 리치 스캐터링(rich scattering) 환경에서 (K-1)Nr개의 0이 아닌 특이값을 주대각 성분으로 가지는 (K-1)Nr-(K-1)Nr 차원의 대각행렬(diagonal matrix), Ak(n)은 우특이 행렬(right singular matrix)의 일부로 리치 스캐터링(rich scattering) 환경에서 Nt-(K-1)Nr차원을 가지며, BK(n)은 VK(n)의 직교 베이스(orthonormal basis)를 형성하는 행렬로 리치 스캐터링 환경에서 Nt-(Nt-(K-1))Nr의 차원(dimension)을 가진다.)
In an adaptive beam tracking method for a coordinated beamforming system in a multi-input multi-output (MIMO) time varying interference channel environment in which multiple users exist. In
Obtaining cooperative beamforming conditions for each user through singular value decomposition (SVD);
Obtaining a channel at time n using the beamforming matrix obtained in the above step; And
Obtaining a change amount of the beamforming matrix corresponding to the change amount of the channel,
Obtaining the cooperative beam forming conditions,
If K users and each user has N t , N r transmit and receive antennas, obtaining cooperative beamforming conditions for the nth time using Equation 1 below; And
[Equation 1]
(Where matrix H i, k (n) is a MIMO matrix from k th transmitter to i th receiver with dimensions N r -N t ).
SVD (singular) which spans the null space of the matrix H K (n), wherein V K (n) satisfying Equation 1 is represented by Equation 2 below. Adaptive beamforming method for a cooperative beamforming system in a time varying interference channel environment, characterized in that it comprises a step of obtaining through the value decomposition.
&Quot; (2) "
(Wherein, U k (n) is a (K-1) N r - is rich scattering (K-1) left singular matrix (left singular matrix), having a dimension of N r Σ k (n) (rich scattering) In the environment, the diagonal matrix of dimension (K-1) Nr- (K-1) Nr with (K-1) N r nonzero singular values as the main diagonal component, A k (n) is As part of the right singular matrix, it has the dimension N t- (K-1) N r in rich scattering environment, and B K (n) is the orthonormal basis of V K (n) in rows and columns to form a N t in a rich scattering environment having a - ((K-1) N t) of dimension N r (dimension)).
상기 시간 n일 때의 채널을 구하는 단계는,
L을 프레임의 길이라 하고, L 주기마다, 즉, n = iL (i=0, 1, ... )일 때 상기 협력 빔 형성 조건을 구하는 단계에서 구해진 빔 형성 행렬을 VK(iL)이라 하며, 또한, n = iL+1부터 n = (i+1)L-1일 때, 채널의 변화량을 △HK(n)이라 하면, 이하의 [수학식 3]을 이용하여 시간 n일 때의 채널을 구하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법.
[수학식 3]
The method of claim 1,
Obtaining a channel at the time n,
Let L be the length of the frame, and the beamforming matrix obtained in the step of obtaining the cooperative beamforming condition every L periods, i.e., when n = iL (i = 0, 1, ...) is referred to as V K (iL). In addition, when n = iL + 1 to n = (i + 1) L-1, and when the change amount of the channel is ΔH K (n), it is time n using Equation 3 below. Adaptive beamforming method for a cooperating beamforming system in a time-varying interference channel environment, characterized in that to obtain the channel of.
&Quot; (3) "
상기 채널의 변화량에 대응하는 빔 형성 행렬의 변화량을 구하는 단계는,
이하의 [수학식 4]를 이용하여 채널의 변화량 △HK(n)에 대응하는 빔 형성 행렬의 변화량 △VK(iL)에 해당하는 부분을 구하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법.
[수학식 4]
The method of claim 1,
Obtaining a change amount of the beam forming matrix corresponding to the change amount of the channel,
In the time-varying interference channel environment, it is configured to calculate a portion corresponding to the change amount ΔV K (iL) of the beamforming matrix corresponding to the change amount ΔH K (n) of the channel using Equation 4 below. Adaptive beamforming method for cooperating beamforming system.
&Quot; (4) "
상기 방법은,
송신단에서 협력 빔 형성 기법을 위한 적응적 빔 행렬의 차수가 1인 경우, 이하의 [수학식 5]를 이용하여 각 시간에서의 상기 VK(n)을 업데이트 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법.
[수학식 5]
The method of claim 1,
The method comprises:
In the case where the order of the adaptive beam matrix for the cooperative beamforming scheme is 1 at the transmitting end, the time-varying interference channel is configured to update the V K (n) at each time using Equation 5 below. Adaptive beamforming method for cooperative beamforming system in environment.
&Quot; (5) "
상기 방법은,
송신단에서 협력 빔 형성 기법을 위한 적응적 빔 행렬의 차수가 m인 경우, K번째 송신단의 빔 형성 행렬은 이하의 [수학식 6]으로 나타내지며,
[수학식 6]
VK,M(n)을 m차의 섭동(perturbation) 성분이라 할 때, 이하의 [수학식 7]을 이용하여 각 시간에서의 상기 VK(n)을 업데이트 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법.
[수학식 7]
The method of claim 1,
The method comprises:
When the order of the adaptive beam matrix for the cooperative beamforming scheme at the transmitter is m, the beamforming matrix of the Kth transmitter is represented by Equation 6 below.
&Quot; (6) "
When V K, M (n) is a perturbation component of order m, time-varying interference, which is configured to update the V K (n) at each time using Equation 7 below. Adaptive beamforming method for cooperative beamforming system in channel environment.
&Quot; (7) "
상기 방법은,
적응적 빔 형성 서비스를 제공받는 단말 그룹의 속도정보에 따라서 파일럿 듀레이션(pilot duration) 또는 채널 피드백 듀레이션(channel feedback duration)을 결정하는 단계를 더 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법. The method of claim 1,
The method comprises:
And determining a pilot duration or a channel feedback duration according to the speed information of the terminal group receiving the adaptive beamforming service. Adaptive beamforming method for forming system.
상기 속도정보에 따라서 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 결정하는 단계는,
시간이 지남에 따라 속도가 빠른 사용자 쪽의 성능저하가 더 커지게 되는 것을 방지하기 위해, 주어진 시스템 환경에서 사용자마다 미리 정해진 성능 목표를 만족할 수 있도록 미리 정해진 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 선택하도록 구성됨으로써, 단말의 속도에 따른 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 기지국이 미리 정해진 정보에 따라 적응적으로 선택할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법.
8. The method of claim 7,
The determining of the pilot duration or the channel feedback duration according to the speed information may include:
In order to prevent further degradation of performance on the faster side of the user over time, it is configured to select a predetermined pilot duration or channel feedback duration to meet a predetermined performance goal for each user in a given system environment. And adaptively forming a pilot duration or a channel feedback duration according to the speed of the terminal according to predetermined information.
상기 방법은,
적응적 빔 형성 서비스를 제공받는 단말 그룹의 SNR에 따라서 각 프레임에서의 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 결정하는 단계를 더 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법. The method of claim 1,
The method comprises:
And determining a pilot duration or a channel feedback duration in each frame according to the SNR of the group of UEs receiving the adaptive beamforming service. Beam forming method.
상기 SNR에 따라서 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 결정하는 단계는,
시간이 지남에 따라 속도가 빠른 사용자 쪽의 성능저하가 더 커지게 되는 것을 방지하기 위해, 주어진 시스템 환경에서 사용자마다 미리 정해진 성능 목표를 만족할 수 있도록 미리 정해진 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 선택하도록 구성됨으로써, 단말의 SNR에 따른 파일럿 듀레이션 또는 채널 피드백 듀레이션을 기지국이 미리 정해진 정보에 따라 적응적으로 선택할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법.
The method of claim 8,
Determining a pilot duration or channel feedback duration according to the SNR,
In order to prevent further degradation of performance on the faster side of the user over time, it is configured to select a predetermined pilot duration or channel feedback duration to meet a predetermined performance goal for each user in a given system environment. And adaptively forming a pilot duration or a channel feedback duration based on SNR of the UE according to predetermined information.
기지국과,
상기 기지국과 통신을 행하는 복수의 단말장치를 포함하여 구성되며,
상기 시스템은, 청구항 1항, 3항 내지 10항 중 어느 한 항에 기재된 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 통신시스템.
A communication system for performing a cooperative beamforming service in a multiple input multiple output (MIMO) time varying interference channel environment having multiple users,
The base station,
It comprises a plurality of terminal devices for communicating with the base station,
The system is configured to perform an adaptive beamforming method for a cooperating beamforming system in a time varying interference channel environment as claimed in claim 1.
기지국에서 각 단말에 협력 빔 형성 서비스를 수행할 것이라는 메시지(message)를 전송하는 단계;
상기 메시지를 수신한 단말들이 자신들의 속도정보를 기지국에 피드백하는 단계;
피드백된 정보를 수신한 상기 기지국이 각 단말의 속도정보와 SNR 정보를 종합하여 최적의 파일럿 주기(pilot period) 또는 채널 피드백 주기(channel feedback period)를 설정하는 단계;
설정을 마치고 나면, 상기 기지국이 최종적으로 결정된 프레임 정보를 각 단말에 전송하고 데이터 전송(data transmission)을 시작하는 단계를 포함하여 구성되고,
상기 파일럿 주기 또는 채널 피드백 주기를 설정하는 단계는, 청구항 1항, 3항 내지 10항 중 어느 한 항에 기재된 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 통신방법.
A communication method for a cooperative beamforming system in a multiple input multiple output (MIMO) time varying interference channel environment in which multiple users exist,
Transmitting a message from the base station to each terminal to perform a cooperative beamforming service;
The terminal receiving the message feeds back their speed information to the base station;
Setting, by the base station receiving the fed back information, an optimal pilot period or channel feedback period by combining speed information and SNR information of each terminal;
After the setting is completed, the base station is configured to include the step of transmitting the finally determined frame information to each terminal and start data transmission (data transmission),
The step of setting the pilot period or the channel feedback period is configured to perform an adaptive beamforming method for a cooperating beamforming system in the time varying interference channel environment according to any one of claims 1 and 3 to 10. Communication method.
상기 시스템은,
기지국; 및
상기 기지국과 통신을 행하는 복수의 단말장치를 포함하여, 청구항 12항에 기재된 통신방법을 수행하도록 구성되고,
상기 협력 빔 형성 서비스는, 청구항 1항, 3항 내지 10항 중 어느 한 항에 기재된 시변 간섭채널 환경에서 협력 빔 형성 시스템을 위한 적응적 빔 형성 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 통신시스템.
A communication system for performing a cooperative beamforming service in a multiple input multiple output (MIMO) time varying interference channel environment having multiple users,
The system comprises:
Base station; And
And a plurality of terminal apparatuses for communicating with the base station, to perform the communication method according to claim 12,
The cooperative beamforming service uses an adaptive beamforming method for a cooperative beamforming system in a time varying interference channel environment according to any one of claims 1 and 3 to 10.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110000181A KR101199439B1 (en) | 2011-01-03 | 2011-01-03 | Adaptive beam tracking method and pilot duration or channel feedback duration adaptation for coordinated beamforming system |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110000181A KR101199439B1 (en) | 2011-01-03 | 2011-01-03 | Adaptive beam tracking method and pilot duration or channel feedback duration adaptation for coordinated beamforming system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120078886A KR20120078886A (en) | 2012-07-11 |
| KR101199439B1 true KR101199439B1 (en) | 2012-11-09 |
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|---|---|---|---|
| KR1020110000181A KR101199439B1 (en) | 2011-01-03 | 2011-01-03 | Adaptive beam tracking method and pilot duration or channel feedback duration adaptation for coordinated beamforming system |
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| WO2007094415A1 (en) | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Mobile communication system, mobile station device, base station device, and mobile communication method |
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| WO2007094415A1 (en) | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Mobile communication system, mobile station device, base station device, and mobile communication method |
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