KR101369375B1 - Apparatus and method for rank adaptation in multi-antenna system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 안테나 시스템에서 랭크 적응 장치 및 방법에 관한 것으로서, 인접 셀로부터 제어 신호를 수신받는 통신부와, 수신 단으로부터 수신된 신호에서 하향링크 채널을 확인하는 피드백 수신부와, 상기 제어 신호에 포함된 인접 셀 정보와 하향링크 채널정보를 이용하여 랭크(Rank)를 결정하는 랭크 결정부와, 상기 결정된 랭크 정보에 따라 적어도 하나의 스트림을 이용하여 상기 수신 단으로 신호를 전송하는 송신부를 포함하여 다중 셀 환경에서 인접 셀의 간섭을 줄여 전체 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a rank adaptation apparatus and method in a multi-antenna system, comprising: a communication unit receiving a control signal from an adjacent cell, a feedback receiving unit identifying a downlink channel in a signal received from a receiving end, and included in the control signal. A multi-cell including a rank determiner for determining a rank using adjacent cell information and downlink channel information, and a transmitter for transmitting signals to the receiving end using at least one stream according to the determined rank information. There is an advantage to improve overall system performance by reducing interference of adjacent cells in the environment.
다중 안테나 시스템, 랭크 적응 기법, 인접 셀 간섭, 채널 정보 Multiple Antenna System, Rank Adaptation Technique, Adjacent Cell Interference, Channel Information
Description
도 1은 종래 기술에 따른 다중 안테나 시스템의 구성을 도시하는 도면,1 is a diagram showing the configuration of a multiple antenna system according to the prior art;
도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 하향링크 신호의 랭크를 결정하기 위한 구성을 도시하는 도면,2 is a diagram illustrating a configuration for determining a rank of a downlink signal in a multi-antenna system according to the present invention;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 하향링크 신호의 랭크를 결정하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,3 is a diagram illustrating an operation procedure of a base station for determining a rank of a downlink signal in a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 하향링크 채널을 피드백하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,4 is a diagram illustrating an operation procedure of a terminal for feeding back a downlink channel in a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 상향링크 신호의 랭크를 결정하기 위한 구성을 도시하는 도면,5 is a diagram illustrating a configuration for determining a rank of an uplink signal in a multiple antenna system according to the present invention;
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 상향링크 신호의 랭크를 결정하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면, 및6 is a diagram illustrating an operation procedure of a base station for determining a rank of an uplink signal in a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention; and
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 상향링크 신호를 전송하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하는 도면.7 is a diagram illustrating an operation procedure of a terminal for transmitting an uplink signal in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 다중 안테나 시스템에서 랭크 적응(Rank Adaptation) 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 다중 안테나 시스템에서 인접 셀의 상태를 고려하여 랭크 적응을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for rank adaptation in a multi-antenna system. The present invention relates to an apparatus and a method for performing rank adaptation in consideration of a state of an adjacent cell in the multi-antenna system.
무선 이동통신 시장의 급성장으로 인하여 무선 환경에서 다양한 멀티미디어 서비스가 요구된다. 따라서 최근에는 상기 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 전송 데이터의 대용량화 및 데이터 전송의 고속화가 진행되면서 한정된 주파수를 효율적으로 사용할 수 있는 다중 안테나 시스템(예 : MIMO(Multiple Input Multiple Output))의 연구가 진행되고 있다. Due to the rapid growth of the wireless mobile communication market, various multimedia services are required in a wireless environment. Recently, a multi-antenna system (for example, MIMO (Multiple Input Multiple Output)) which can use a limited frequency efficiently has been proceeding as the capacity of transmission data is increased and the speed of data transmission is increasing to provide the multimedia service .
상기 다중 안테나 시스템은 각각의 안테나별로 서로 독립적인 채널을 이용하여 데이터를 전송하여 추가적인 주파수나 송신 전력 할당 없이도 단일 안테나 시스템에 비해 전송 신뢰도와 전송률을 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 다중 안테나 시스템은 다이버시티(Diversity) 전송 방식을 이용하여 상기 시스템 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 다중 안테나 시스템은 공간 다중화(Spatial Multiplexing) 전송 방식을 이용하여 전송률을 향상시킬 수 있다. The multi-antenna system transmits data by using independent channels for each antenna to increase transmission reliability and transmission rate compared to a single antenna system without additional frequency or transmission power allocation. That is, the multi-antenna system may improve the system performance by using a diversity transmission scheme. In addition, the multi-antenna system may improve a data rate by using a spatial multiplexing transmission scheme.
상기 다중 안테나 시스템에서 공간 다중화 전송 방식을 사용하는 경우, 기지국은 다수의 안테나 또는 다수의 안테나의 선형 결합을 통해 다수의 송신 스트림을 동시에 전송하여 전송률을 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 기지국이 사용할 수 있는 최대 스트림의 수는 상기 기지국의 송신 안테나 수와 단말의 수신 안테나 수에 따라 결정된다. 여기서, 상기 최대 스트림 수는 상기 송신 안테나와 수신 안테나 중 적은 수와 동일하다.In the case of using the spatial multiplexing transmission scheme in the multi-antenna system, the base station may improve the transmission rate by simultaneously transmitting a plurality of transmission streams through a plurality of antennas or a linear combination of the plurality of antennas. In this case, the maximum number of streams that can be used by the base station is determined according to the number of transmit antennas of the base station and the number of receive antennas of the terminal. Here, the maximum number of streams is equal to a smaller number of the transmitting antenna and the receiving antenna.
상술한 바와 같이 상기 다중 안테나 시스템의 기지국은 전송률을 향상시키기 위해 다수의 송신 스트림을 동시에 전송한다. 이때, 상기 기지국은 하향링크 채널 정보를 바탕으로 송신 스트림 수를 조절하는 랭크 적응 기법을 이용하여 더욱 높은 성능을 얻을 수 있다. 여기서, 상기 다중 안테나 시스템은 상기 랭크 적응 기법을 사용하기 위해 하기 도 1과 같이 구성된다. As described above, the base station of the multi-antenna system transmits a plurality of transmission streams simultaneously to improve the transmission rate. In this case, the base station may obtain higher performance by using a rank adaptation technique of adjusting the number of transmission streams based on downlink channel information. Here, the multi-antenna system is configured as shown in FIG. 1 to use the rank adaptation technique.
도 1은 종래 기술에 따른 다중 안테나 시스템의 구성을 도시하고 있다.1 illustrates a configuration of a multiple antenna system according to the prior art.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 다중 안테나 시스템은 다수 개의 송신 안테나를 구비하는 기지국(100)과 다수 개의 수신 안테나를 구비하는 단말(120)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the multi-antenna system includes a
먼저, 상기 기지국(100)은 부호기(101), 변조기(103), 다중 안테나 송신기(105) 및 랭크 결정기(107), 피드백 수신기(109)를 포함하여 구성된다.First, the
상기 부호기(101)는 상위 단으로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)에 따라 부호화(Coding)하여 출력한다. 상기 변조기(103)는 상기 부호기(101)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 변조(Modulation)하여 출력한다.The
상기 다중 안테나 송신기(105)는 상기 랭크 결정기(107)에서 선택된 랭크 정보에 따라 상기 변조기(103)로부터 제공받은 신호를 상기 단말(120)로 전송한다. 즉, 상기 다중 안테나 송신기(105)는 상기 랭크 결정기(107)에서 선택된 송신 안테나를 이용하여 상기 단말(120)로 신호를 전송한다. 예를 들어, 상기 기지국(100)이 4개의 안테나를 구비하는 경우, 상기 랭크 결정기(107)에서 1, 2, 4번 안테나 조합이 선택되면, 상기 다중 안테나 송신기(105)는 상기 1, 2, 4번 안테나를 이용하여 스트림을 전송한다. 이때, 상기 다중 안테나 송신기(105)는 3번 안테나를 사용하지 않는다.The
상기 랭크 결정기(107)는 상기 피드백 수신기(109)로부터 제공받은 하향링크 채널 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 랭크를 선택한다. 즉, 상기 랭크 결정기(107)는 상기 하향링크 채널 정보를 이용하여 상기 기지국(100)에 포함된 송신 안테나들의 조합들에 대한 성능을 산출한다. 이후, 상기 랭크 결정기(107)는 상기 송신 안테나들의 조합들 중 성능이 가장 좋은 조합을 선택하여 상기 다중 안테나 송신기(105)로 제공한다. The rank determiner 107 selects a rank for transmitting a signal using downlink channel information provided from the
상기 피드백 수신기(109)는 상기 단말(120)로부터 피드백되는 신호를 수신하여 상기 피드백 신호에 포함된 하향링크 채널 정보를 상기 랭크 결정기(107)로 제공한다.The
다음으로 상기 단말(120)은 다중 안테나 수신기(121), 복조기(123), 복호기(125) 및 채널 추정기(127), 피드백 송신기(129)를 포함하여 구성된다.Next, the
상기 다중 안테나 수신기(121)는 상기 다수 개의 수신 안테나를 통해 신호를 수신받는다. 상기 복조기(123)는 상기 다중 안테나 수신기(121)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 복조(Demodulation)한다.The
상기 복호기(125)는 상기 복조기(123)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 복호(Decoding)하여 데이터를 검출한다.The
상기 채널 추정기(127)는 상기 다중 안테나 수신기(121)로부터 제공받은 신호를 이용하여 하향링크 채널을 추정한다. 예를 들어, 상기 채널 추정기(127)는 상기 다중 안테나 수신기(121)로부터 제공받은 신호에 포함된 파일럿 신호를 이용하여 상기 하향링크 채널을 추정한다.The
상기 피드백 송신기(129)는 상기 채널 추정기(127)에서 추정된 하향링크 채널 정보를 상기 기지국(100)으로 피드백한다.The
상술한 바와 같이 상기 다중 안테나 시스템은 공간 다중화 전송 방식을 사용하는 경우, 채널 정보를 이용한 랭크를 적응적으로 선택하여 사용한다. 즉, 상기 다중 안테나 시스템은 인접 셀의 존재를 고려하지 않고, 서빙 셀의 채널 정보만을 이용하여 상기 랭크 적응 기법을 사용한다.As described above, the multi-antenna system adaptively selects and uses a rank using channel information when using a spatial multiplexing transmission scheme. That is, the multi-antenna system uses the rank adaptation technique using only channel information of a serving cell without considering the existence of an adjacent cell.
따라서, 다중 셀 환경에서 상기 랭크 적응 기법을 사용하는 경우, 상기 다중 안테나 시스템은 인접 셀들로부터 간섭을 영향을 받고, 상기 인접 셀에게 간섭으로 작용한다. 이 경우, 상기 다중 안테나 시스템은 상기 다중 셀 환경에서 랭크 적응 기법을 사용하는 경우, 인접 셀 간의 간섭에 의해 성능이 저하되는 문제가 발생한다. 예를 들어, 상기 다중 안테나 시스템에서 서빙 셀의 성능을 향상시키기 위해 송신 스트림의 수를 과도하게 증가시키는 경우, 인접 셀간 간섭에 의해 성능이 저하되는 문제가 발생한다.Thus, when using the rank adaptation technique in a multi-cell environment, the multi-antenna system is affected by interference from neighbor cells and acts as interference to the neighbor cells. In this case, when the multi-antenna system uses the rank adaptation technique in the multi-cell environment, performance may be degraded due to interference between adjacent cells. For example, when the number of transmission streams is excessively increased in order to improve the performance of a serving cell in the multi-antenna system, performance may be degraded due to interference between adjacent cells.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 안테나 시스템에서 다중 셀 환경을 고려하여 랭크 적응 기법을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing a rank adaptation scheme in consideration of a multi-cell environment in a multi-antenna system.
본 발명의 다른 목적은 다중 안테나 시스템에서 서빙 셀의 상태 정보와 인접 셀의 상태 정보를 고려하여 랭크 적응 기법을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing a rank adaptation scheme in consideration of state information of a serving cell and state information of an adjacent cell in a multi-antenna system.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나 시스템에서 송수신 단의 채널 정보 및 인접 셀 정보를 고려하여 상/하향 링크의 랭크를 조절하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for adjusting the rank of an uplink / downlink in consideration of channel information of a transceiver and neighbor cell information in a multi-antenna system.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템의 송신 장치는, 인접 셀로부터 제어 신호를 수신받는 통신부와, 수신 단으로부터 수신된 신호에서 하향링크 채널을 확인하는 피드백 수신부와, 상기 제어 신호에 포함된 인접 셀 정보와 하향링크 채널정보를 이용하여 랭크(Rank)를 결정하는 랭크 결정부와, 상기 결정된 랭크 정보에 따라 적어도 하나의 스트림을 이용하여 상기 수신 단으로 신호를 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above objects, a transmission apparatus of a multi-antenna system, a communication unit for receiving a control signal from an adjacent cell, a feedback receiving unit for identifying a downlink channel in the signal received from the receiving end and A rank determination unit configured to determine a rank using adjacent cell information and downlink channel information included in the control signal, and transmitting a signal to the receiving end using at least one stream according to the determined rank information Characterized in that it comprises a transmission unit to.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 랭크 적응 방법은, 인접 셀로부터 수신받은 제어 신호에서 인접 셀 정보를 확인하는 과정과, 수신 단으로부터 피드백된 신호에서 하향링크 채널을 확인하는 과정과, 상기 인접 셀 정보와 하향링크 채널정보를 이용하여 랭크(Rank)를 결정하는 과정과, 상기 결정된 랭 크 정보에 따라 적어도 하나의 스트림을 이용하여 상기 수신 단으로 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, a rank adaptation method in a multi-antenna system includes: checking neighboring cell information in a control signal received from a neighboring cell; identifying a downlink channel in a signal fed back from a receiving end; And determining a rank using the neighbor cell information and the downlink channel information, and transmitting a signal to the receiving end using at least one stream according to the determined rank information. It features.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템의 송신 장치는, 수신 단으로부터 수신되는 신호를 이용하여 상향링크 채널을 추정하는 채널 추정기와, 인접 셀로부터 제어 신호를 수신받는 통신부와, 상기 제어 신호에 포함된 인접 셀 정보와 상기 상향링크 채널정보를 이용하여 랭크(Rank)를 결정하는 랭크 결정부와, 상기 결정된 랭크 정보를 상기 수신 단으로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, a transmission apparatus of a multi-antenna system includes a channel estimator for estimating an uplink channel using a signal received from a receiver, a communication unit receiving a control signal from an adjacent cell, and the control signal. And a rank determiner configured to determine a rank using the neighbor cell information and the uplink channel information included in the transmitter, and a transmitter configured to transmit the determined rank information to the receiver.
본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템의 수신 장치는, 송신 단으로부터 수신받은 신호에서 랭크(Rank) 정보를 확인하는 수신부와, 상기 랭크 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 랭크를 제어하는 랭크 제어부와, 상기 랭크 제어부의 제어에 따라 상기 송신 단으로 신호를 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to a fourth aspect of the present invention, a receiving apparatus of a multi-antenna system includes a receiving unit for checking rank information in a signal received from a transmitting end, and a rank for transmitting a signal using the rank information. And a transmitter for transmitting a signal to the transmitter under a control of the rank controller and the rank controller.
본 발명의 제 5 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 랭크 적응 방법은, 수신 단으로부터 수신되는 신호를 이용하여 상향링크 채널을 추정하는 과정과, 인접 셀로부터 수신받은 제어 신호에서 인접 셀 정보를 확인하는 과정과, 상기 인접 셀 정보와 상기 상향링크 채널정보를 이용하여 랭크(Rank)를 결정하는 과정과, 상기 결정된 랭크 정보를 상기 수신 단으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fifth aspect of the present invention, a rank adaptation method in a multi-antenna system includes estimating an uplink channel using a signal received from a receiver, and identifying neighbor cell information from a control signal received from an adjacent cell. And determining a rank by using the neighbor cell information and the uplink channel information, and transmitting the determined rank information to the receiving end.
본 발명의 제 6 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 랭크 적응 방법은, 송신 단으로부터 신호가 수신되는지 확인하는 과정과, 상기 수신 신호에서 랭크(Rank) 정보를 확인하는 과정과, 상기 랭크 정보를 이용하여 적어도 하나의 스트림을 통해 상기 송신 단으로 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a sixth aspect of the present invention, a rank adaptation method in a multi-antenna system includes: checking whether a signal is received from a transmitter, checking rank information in the received signal, and using the rank information And transmitting a signal to the transmitter through at least one stream.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하 본 발명은 다중 안테나 시스템에서 다중 셀 환경을 고려하여 랭크 적응(Rank Adaptation) 기법을 수행하기 위한 기술에 대해 설명한다. 다시 말해, 상기 다중 안테나 시스템에서 서빙 셀의 채널 정보와 인접 셀의 상태 정보를 고려하여 랭크 적응 기법을 수행하기 위한 기술에 대해 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a technique for performing a rank adaptation technique in consideration of a multi-cell environment in a multi-antenna system. In other words, a technique for performing a rank adaptation scheme in consideration of channel information of a serving cell and state information of an adjacent cell in the multi-antenna system will be described.
이하 설명은 상기 다중 안테나 시스템에서 하향링크의 랭크 적응 기법에 대해 설명한다.The following description will describe downlink rank adaptation techniques in the multi-antenna system.
도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 하향링크 신호의 랭크를 결정하기 위한 구성을 도시하고 있다. 2 illustrates a configuration for determining a rank of a downlink signal in a multiple antenna system according to the present invention.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 다중 안테나 시스템은 다수 개의 송신 안테나를 구비하는 기지국 1(200)과 다수 개의 수신 안테나를 구비하는 단말(220)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the multi-antenna system includes a base station 1 (200) having a plurality of transmit antennas and a terminal (220) having a plurality of receive antennas.
먼저, 상기 기지국(200)은 부호기(201), 변조기(203), 다중 안테나 송신기(205), 랭크 결정기(207), 피드백 수신기(209) 및 인접 기지국 통신기(211), 제어 신호 생성기(213)를 포함하여 구성된다.First, the base station 200 includes an
상기 부호기(201)는 상위 단으로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)에 따라 부호화(Coding)하여 출력한다. 상기 변조기(203)는 상기 부호기(201)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 변조(Modulation)하여 출력한다.The
상기 다중 안테나 송신기(205)는 상기 랭크 결정기(207)에서 결정된 랭크 정보에 따라 상기 변조기(203)로부터 제공받은 신호를 상기 단말(220)로 전송한다. 즉, 상기 다중 안테나 송신기(205)는 상기 랭크 결정기(207)에서 선택된 송신 안테나를 이용하여 상기 변조기(203)로부터 제공받은 신호를 상기 단말(220)로 전송한다. 예를 들어, 상기 기지국(200)이 4개의 안테나를 구비하는 경우, 상기 랭크 결정기(207)에서 1, 2, 4번 안테나 조합이 선택되면, 상기 다중 안테나 송신기(205)는 상기 1, 2, 4번 안테나를 이용하여 스트림을 전송한다. 이때, 상기 다중 안테나 송신기(205)는 3번 안테나를 사용하지 않는다.The
상기 랭크 결정기(207)는 상기 피드백 수신기(209)로부터 제공받은 하향링크 채널 정보와 상기 인접 기지국 통신기(211)로부터 제공받은 인접 셀(예 : 기지국 2(240))의 상태 정보를 이용하여 하향링크의 랭크를 결정한다. 여기서, 상기 인접 셀의 상태 정보는 상기 인접 기지국 통신기(211)에서 상기 기지국 2(240)로부터 수신받은 제어 신호에 포함된 정보를 의미한다. 즉, 상기 랭크 결정기(207)는 상기 하향링크 채널과 상기 제어 신호에 포함된 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 송신 안테나를 선택한다. 예를 들어, 상기 인접 기지국 통신기(211)로 상기 기지국 2(240)가 전송한 랭크 최대값을 포함하는 제어 신호가 수신되는 경우, 상기 랭크 결정기(207)는 상기 랭크 최대값 이하의 범위에서 최대 성능을 갖는 랭크를 선택한다. 즉, 상기 랭크 최대값이 2인 경우, 상기 랭크 결정기(207)는 상기 하향링크 채널 정보를 이용하여 두 개의 안테나들로 구성되는 조합들과 하나의 안테나로 구성되는 조합들의 성능 지표를 산출한다. 이후, 상기 랭크 결정기(207)는 상기 산출한 성능 지표에서 최대 성능을 갖는 송신 안테나 조합을 선택한다.The
또한, 상기 인접 기지국 통신기(211)로 상기 기지국 2(240)의 랭크 정보를 포함하는 제어 신호가 수신되는 경우, 상기 랭크 결정기(207)는 상기 기지국 2(240)의 랭크 정보에 따라 결정된 가중치를 상기 송신 안테나 조합들에 적용한다. 즉, 상기 랭크 결정기(207)는 하향링크 랭크를 결정하기 위해 상기 하향링크 채널 정보를 이용하여 상기 송신 안테나 조합들의 성능 지표를 산출한다. 이때, 상기 랭크 결정기(2070는 상기 송신 안테나 조합들의 성능 지표에 상기 기지국 2(240)의 랭크 정보에 따른 결정된 가중치를 적용한다.In addition, when a control signal including rank information of the base station 2 240 is received by the neighbor base
상기 피드백 수신기(209)는 상기 단말(220)로부터 피드백되는 신호를 수신하여 상기 피드백 신호에 포함된 하향링크 채널 정보를 상기 랭크 결정기(207)로 제공한다. The
상기 인접 기지국 통신기(211)는 상기 인접 셀의 기지국 2(240)의 상태 정보를 포함하는 제어 신호를 수신받아 상기 랭크 결정기(207)로 제공한다. 또한, 상기 인접 기지국 통신기(211)는 상기 제어신호 생성기(213)로부터 제공받은 제어 신호를 상기 기지국 2(240)로 송신한다.The neighbor
상기 제어신호 생성기(213)는 인접 셀들이 서빙 셀의 상태 정보를 이용하여 랭크 적응 기법을 수행할 수 있도록 상기 서빙 셀의 상태 정보를 포함하는 제어 신호를 생성한다. 예를 들어, 상기 제어신호 생성기(213)는 상기 기지국 1(200)의 랭크 정보를 이용하여 상기 기지국 2(240)의 랭크 최대값을 설정한다. 이후, 상기 제어신호 생성기(213)는 상기 랭크 최대값을 포함하는 제어 신호를 생성할 수 있다. The
또한, 상기 제어신호 생성기(213)는 상기 기지국 1(200)의 랭크 정보를 포함하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 즉, 상기 제어신호 생성기(213)는 상기 기지국 2(240)의 랭크 적응 시 각각의 송신 안테나 조합에 상기 기지국 1(200)의 랭크 정보에 따른 가중치를 적용할 수 있도록 상기 랭크 정보를 포함하는 제어 신호를 생성할 수 있다.In addition, the
다음으로 상기 단말(220)은 다중 안테나 수신기(221), 복조기(223), 복호기(225) 및 채널 추정기(227), 피드백 송신기(229)를 포함하여 구성된다.Next, the terminal 220 includes a
상기 다중 안테나 수신기(221)는 상기 다수 개의 수신 안테나를 통해 상기 기지국(200)이 전송한 신호를 수신받는다. 상기 복조기(223)는 상기 다중 안테나 수신기(221)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 복조(Demodulation)한 다.The
상기 복호기(225)는 상기 복조기(223)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 복호(Decoding)하여 데이터를 검출한다.The
상기 채널 추정기(227)는 상기 다중 안테나 수신기(221)로부터 제공받은 신호를 이용하여 하향링크 채널을 추정한다. 예를 들어, 상기 채널 추정기(227)는 상기 다중 안테나 수신기(221)로부터 제공받은 신호에 포함된 파일럿 신호를 이용하여 상기 하향링크 채널을 추정한다.The
상기 피드백 송신기(229)는 상기 채널 추정기(227)에서 추정된 하향링크 채널 정보를 상기 기지국(200)으로 피드백한다.The
이하 설명은 상술한 바와 같이 구성되는 기지국 1(200)과 단말(220)에서 랭크 적응 기법을 수행하기 위한 동작 절차에 대해 설명한다.Hereinafter, an operation procedure for performing a rank adaptation scheme in the
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 하향링크 신호의 랭크를 결정하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.3 is a flowchart illustrating an operation procedure of a base station for determining a rank of a downlink signal in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 기지국은 301단계에서 단말로 신호를 전송할 것인지 판단한다.Referring to FIG. 3, the base station first determines whether to transmit a signal to the terminal in
만일, 상기 단말로 신호를 전송하는 경우, 상기 기지국은 303단계로 진행하여 인접 기지국로부터 수신되는 제어 신호에서 상기 인접 기지국의 상태 정보를 확인한다.If the signal is transmitted to the terminal, the base station proceeds to step 303 and checks the state information of the neighbor base station from the control signal received from the neighbor base station.
이후, 상기 기지국은 305단계로 진행하여 상기 단말로부터 피드백되는 신호 에서 하향링크 채널 정보를 확인한다.In
상기 하향링크 채널 정보를 확인한 후, 상기 기지국은 307단계로 진행하여 상기 인접 기지국의 제어 신호에 포함된 상기 인접 기지국의 상태정보와 하향링크 채널 정보를 이용하여 상기 신호 전송에 사용할 랭크를 결정한다. 예를 들어, 인접 기지국으로부터 랭크 최대값을 포함하는 제어 신호가 수신되는 경우, 상기 기지국은 상기 랭크 최대값 이하의 범위에서 최대 성능을 갖는 랭크를 선택한다. 즉, 상기 랭크 최대값이 2인 경우, 상기 기지국은 상기 하향링크 채널 보를 이용하여 두 개의 안테나들로 구성되는 조합들과 하나의 안테나로 구성되는 조합들의 성능 지표를 산출한다. 이후, 상기 기지국은 상기 산출한 성능 지표에서 최대 성능을 갖는 송신 안테나 조합을 선택한다.After checking the downlink channel information, the base station proceeds to step 307 to determine the rank to use for the signal transmission using the state information and the downlink channel information of the neighbor base station included in the control signal of the neighbor base station. For example, when a control signal including a rank maximum value is received from an adjacent base station, the base station selects a rank having the maximum performance in the range below the rank maximum value. That is, when the rank maximum value is 2, the base station calculates a performance index of combinations of two antennas and combinations of one antenna using the downlink channel beam. Thereafter, the base station selects a transmission antenna combination having the maximum performance from the calculated performance index.
또한, 상기 인접 기지국의 랭크 정보를 포함하는 제어 신호가 수신되는 경우, 상기 기지국은 상기 인접 기지국의 랭크 정보에 따라 선택된 가중치를 상기 송신 안테나 조합들에 적용한다. 즉, 상기 기지국은 하향링크 랭크를 결정하기 위해 상기 하향링크 채널 정보를 이용하여 상기 송신 안테나 조합들의 성능 지표를 산출한다. 이때, 상기 기지국은 상기 송신 안테나 조합들의 성능 지표에 상기 인접 기지국의 랭크 정보에 따른 선택된 가중치를 적용한다.In addition, when a control signal including rank information of the neighboring base station is received, the base station applies a weight selected according to the rank information of the neighboring base station to the transmission antenna combinations. That is, the base station calculates performance indicators of the transmission antenna combinations using the downlink channel information to determine a downlink rank. In this case, the base station applies the selected weight according to the rank information of the adjacent base station to the performance index of the transmission antenna combinations.
상기 랭크를 결정한 후, 상기 기지국은 309단계로 진행하여 상기 결정된 랭크에 따라 상기 신호를 상기 단말로 전송한다. 즉, 상기 기지국은 상기 결정된 랭크에 따른 송신 안테나를 이용하여 상기 단말로 신호를 전송한다.After determining the rank, the base station proceeds to step 309 and transmits the signal to the terminal according to the determined rank. That is, the base station transmits a signal to the terminal using a transmission antenna according to the determined rank.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the base station terminates the present algorithm.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 하향링크 채널을 피드백하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.4 illustrates an operation procedure of a terminal for feeding back a downlink channel in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 상기 단말은 401단계에서 기지국으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.Referring to FIG. 4, first, the terminal determines whether a signal is received from the base station in
만일, 상기 기지국으로부터 신호가 수신되면, 상기 단말은 403단계로 진행하여 상기 수신신호를 통해 하향링크 채널을 추정한다. 예를 들어, 상기 단말은 상기 수신신호에 포함된 파일럿을 이용하여 하향링크 채널을 추정한다.If a signal is received from the base station, the terminal proceeds to step 403 and estimates a downlink channel through the received signal. For example, the terminal estimates a downlink channel using a pilot included in the received signal.
상기 하향링크 채널을 추정한 후, 상기 단말은 405단계로 진행하여 상기 하향링크 채널 정보를 상기 기지국으로 피드백한다.After estimating the downlink channel, the terminal proceeds to step 405 to feed back the downlink channel information to the base station.
이후, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the terminal ends the algorithm.
이하 설명은 상기 다중 안테나 시스템에서 상향링크의 랭크 적응 기법에 대해 설명한다.Hereinafter, a description will be made of a rank adaptation technique of the uplink in the multi-antenna system.
도 5는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 상향링크 신호의 랭크를 결정하기 위한 구성을 도시하고 있다.5 illustrates a configuration for determining a rank of an uplink signal in a multi-antenna system according to the present invention.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 다중 안테나 시스템은 다수 개의 수신 안테나를 구비하는 기지국 1(500)과 다수 개의 송신 안테나를 구비하는 단말(520)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, the multi-antenna system includes a
먼저, 상기 기지국(500)은 복호기(501), 복조기(503), 다중 안테나 수신 기(505), 채널 추정기(507), 랭크 결정기(509), 인접 기지국 통신기(511) 및 제어 신호 생성기(513), 랭크 정보 송신기(515)를 포함하여 구성된다.First, the base station 500 includes a
상기 다중 안테나 수신기(505)는 상기 수신 안테나들을 통해 상기 단말이 전송한 상향링크 신호를 수신받는다. 상기 복조기(503)는 상기 다중 안테나 수신기(505)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)에 따라 복조(Demodulation)한다. The
상기 복호기(501)는 상기 복조기(503)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 복호(Decoding)하여 출력한다.The
상기 채널 추정기(507)는 상기 다중 안테나 수신기(505)로부터 제공받은 신호를 이용하여 상향링크 채널을 추정한다. 예를 들어, 상기 채널 추정기(507)는 상기 다중 안테나 수신기(505)로부터 제공받은 신호에 포함된 파일럿 신호를 이용하여 상기 상향링크 채널을 추정한다.The
상기 랭크 결정기(509)는 상기 채널 추정기(507)로부터 제공받은 상향링크 채널 정보와 상기 인접 기지국 통신기(511)로부터 제공받은 인접 셀(예 : 기지국 2(540))의 상태 정보를 이용하여 상향링크의 랭크를 결정한다. 예를 들어, 상기 인접 기지국 통신기(511)로 상기 기지국 2(540)가 전송한 랭크 최대값을 포함하는 제어 신호가 수신되는 경우, 상기 랭크 결정기(509)는 상기 랭크 최대값 이하의 범위에서 최대 성능을 갖는 랭크를 선택한다. The
또한, 상기 인접 기지국 통신기(511)로 상기 기지국 2(540)의 랭크 정보를 포함하는 제어 신호가 수신되는 경우, 상기 랭크 결정기(509)는 상기 기지국 2(540)의 랭크 정보에 따라 선택된 가중치를 상기 단말의 송신 안테나 조합들에 적용한다. 즉, 상기 랭크 결정기(509)는 상향링크의 랭크를 결정하기 위해 상기 상향링크 채널 정보를 이용하여 상기 단말에 포함된 송신 안테나들의 조합들에 대한 성능 지표를 산출한다. 이때, 상기 랭크 결정기(509)는 상기 송신 안테나 조합들의 성능 지표에 상기 기지국 2(540)의 랭크 정보에 따른 선택된 가중치를 적용한다.In addition, when a control signal including rank information of the base station 2 540 is received by the neighbor
상기 랭크 정보 송신기(515)는 상기 랭크 결정기(509)에서 결정된 상향링크의 랭크 정보를 상기 단말(520)로 전송한다.The rank information transmitter 515 transmits uplink rank information determined by the
상기 제어신호 생성기(513)는 인접 셀들이 서빙 셀의 상태 정보를 이용하여 랭크를 선택할 수 있도록 상기 서빙 셀의 상태 정보를 포함하는 제어 신호를 생성한다. 예를 들어, 상기 제어신호 생성기(513)는 상기 기지국 1(500)의 랭크 정보를 이용하여 상기 기지국 2(540)의 랭크 최대값을 설정한다. 이후, 상기 제어신호 생성기(513)는 상기 랭크 최대값을 포함하는 제어 신호를 생성할 수 있다. The
또한, 상기 제어신호 생성기(513)는 상기 기지국 1(500)의 랭크 정보를 포함하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 즉, 상기 제어신호 생성기(513)는 상기 기지국 2(540)의 랭크 선택 시 각각의 송신 안테나 조합에 상기 기지국 1(500)의 랭크 정보에 따른 가중치를 적용할 수 있도록 상기 랭크 정보를 포함하는 제어 신호를 생성할 수 있다.In addition, the
다음으로 상기 단말(520)은 다중 안테나 송신기(521), 변조기(523), 부호기(525) 및 랭크 제어기(527), 랭크 정보수신기(529)를 포함하여 구성된다.Next, the terminal 520 includes a
상기 부호기(525)는 상위 단으로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 부호화(Coding)하여 출력한다. 상기 변조기(523)는 상기 부호기(525)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 변조(Modulation)하여 출력한다.The
상기 다중 안테나 송신기(521)는 상기 랭크 제어기(527)에서 결정된 송신 안테나를 이용하여 상기 변조기(523)로부터 제공받은 신호를 상기 기지국 1(500)로 전송한다. 예를 들어, 상기 단말(520)이 4개의 안테나를 구비하는 경우, 상기 랭크 제어기(527)에서 1, 2, 4번 안테나 조합이 선택되면, 상기 다중 안테나 송신기(521)는 상기 1, 2, 4번 안테나를 이용하여 상향링크 신호를 전송한다. 이때, 상기 다중 안테나 송신기(521)는 3번 안테나를 사용하지 않는다.The
상기 랭크 제어기(527)는 상기 랭크 정보 수신기(529)로부터 제공받은 상향링크 랭크 정보를 이용하여 상기 다중 안테나 송신기(521)를 제어한다.The
상기 랭크 정보 수신기(529)는 상기 기지국 1(500)에서 전송하는 랭크 정보를 수신받아 상기 랭크 제어기(527)로 제공한다.The
이하 설명은 상술한 바와 같이 구성되는 기지국 1(500)과 단말(520)에서 랭크 적응 기법을 수행하기 위한 동작 절차에 대해 설명한다.Hereinafter, an operation procedure for performing a rank adaptation scheme in the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 상향링크 신호의 랭크를 결정하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.6 illustrates an operation procedure of a base station for determining a rank of an uplink signal in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 상기 기지국은 601단계에서 단말로부터 상향링크 신호가 수신되는지 확인한다.Referring to FIG. 6, first, the base station determines whether an uplink signal is received from the terminal in
만일, 상기 신호가 수신되면, 상기 기지국은 603단계로 진행하여 상기 수신신호를 이용하여 상향링크 채널을 추정한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 수신신호에 포함된 파일럿을 이용하여 상기 상향링크 채널을 추정한다.If the signal is received, the base station proceeds to step 603 to estimate an uplink channel using the received signal. For example, the base station estimates the uplink channel using a pilot included in the received signal.
상기 상향링크 채널을 추정한 후, 상기 기지국은 605단계로 진행하여 인접 기지국로부터 수신되는 제어 신호를 확인한다.After estimating the uplink channel, the base station proceeds to step 605 to check the control signal received from the neighboring base station.
상기 제어 신호를 확인한 후, 상기 기지국은 607단계로 진행하여 상기 제어 신호와 상향링크 채널 정보를 이용하여 상향링크의 랭크를 결정한다. 예를 들어, 인접 기지국으로부터 랭크 최대값을 포함하는 제어 신호가 수신되는 경우, 상기 기지국은 상기 랭크 최대값 이하의 범위에서 최대 성능을 갖는 랭크를 선택한다. After confirming the control signal, the base station proceeds to step 607 to determine the rank of the uplink using the control signal and uplink channel information. For example, when a control signal including a rank maximum value is received from an adjacent base station, the base station selects a rank having the maximum performance in the range below the rank maximum value.
또한, 상기 인접 기지국의 랭크 정보를 포함하는 제어 신호가 수신되는 경우, 상기 기지국은 상기 인접 기지국의 랭크 정보에 따라 선택된 가중치를 상기 단말의 송신 안테나 조합들에 적용한다. 즉, 상기 기지국은 상향링크의 랭크를 결정하기 위해 상기 상향링크 채널 정보를 이용하여 상기 송신 안테나 조합들의 성능 지표를 산출한다. 이때, 상기 기지국은 상기 송신 안테나 조합들의 성능 지표에 상기 인접 기지국의 랭크 정보에 따라 선택된 가중치를 적용한다.In addition, when a control signal including rank information of the neighboring base station is received, the base station applies a weight selected according to the rank information of the neighboring base station to the transmission antenna combinations of the terminal. That is, the base station calculates performance indicators of the transmission antenna combinations using the uplink channel information to determine the rank of the uplink. In this case, the base station applies a weight selected according to rank information of the neighboring base station to the performance index of the transmission antenna combinations.
상기 상향링크 랭크가 결정되면, 상기 기지국은 609단계로 진행하여 상기 랭크 정보를 상기 단말로 전송한다.If the uplink rank is determined, the base station proceeds to step 609 and transmits the rank information to the terminal.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the base station terminates the present algorithm.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 상향링크 신호를 전송하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.7 illustrates an operation procedure of a terminal for transmitting an uplink signal in a multi-antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 상기 단말은 701단계에서 기지국으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.Referring to FIG. 7, first, the terminal determines whether a signal is received from the base station in
만일, 상기 신호가 수신되는 경우, 상기 단말은 703단계로 진행하여 상기 수신신호에 포함된 랭크 정보를 확인한다.If the signal is received, the terminal proceeds to step 703 and checks the rank information included in the received signal.
상기 랭크 정보를 확인한 후, 상기 단말은 705단계로 진행하여 상기 랭크 정보에 따라 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송한다.After checking the rank information, the terminal proceeds to step 705 and transmits an uplink signal to the base station according to the rank information.
이후, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the terminal ends the algorithm.
상술한 실시 예에서 상기 다중 안테나 시스템의 기지국은 인접 셀과의 간섭의 영향을 줄이기 위해 상기 인접 셀의 기지국과 제어 신호를 송수신한다. 여기서, 상기 제어 신호는 상기 인접 셀의 상태 정보를 포함하는 별도의 신호를 생성하거나, 종래 상기 기지국들 간 송수신하는 제어 신호에 상기 인접 셀의 상태 정보를포함시켜 송수신할 수 있다.In the above-described embodiment, the base station of the multi-antenna system transmits and receives a control signal with the base station of the neighbor cell in order to reduce the influence of the interference with the neighbor cell. Here, the control signal may be transmitted or received by generating a separate signal including the state information of the neighbor cell, or including the state information of the neighbor cell in a control signal transmitted and received between the base stations.
이때, 상기 기지국들은 일정한 주기적으로 상기 제어신호를 송수신하거나, 상기 기지국에서 양질의 채널 상황이 요구되는 경우, 인접 셀과의 간섭을 줄이기 위해 상기 제어신호를 송수신할 수 있다.In this case, the base stations may transmit and receive the control signal at regular intervals, or when the base station requires a good channel condition, in order to reduce interference with neighboring cells.
또한, 상기 기지국은 단말에서 측정한 간섭의 크기 또는 오류율이 기준 값보다 큰 경우, 상기 인접 셀의 기지국과 제어 신호를 송수신할 수 있다.In addition, the base station may transmit and receive a control signal with the base station of the adjacent cell, if the magnitude or error rate of the interference measured by the terminal is larger than the reference value.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이, 다중 안테나 시스템에서 서빙 셀의 상태와 인접 셀의 상태를 고려하여 랭크를 조절함으로써, 다중 셀 환경에서 인접 셀의 간섭을 줄여 전체 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, by adjusting the rank in consideration of the state of the serving cell and the state of the neighbor cell in the multi-antenna system, there is an advantage that can improve the overall system performance by reducing the interference of the neighbor cell in a multi-cell environment.
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