KR101531687B1 - Muti-user multi-input multi-output communication system for constant modulus beamforming - Google Patents
Muti-user multi-input multi-output communication system for constant modulus beamforming Download PDFInfo
- Publication number
- KR101531687B1 KR101531687B1 KR1020090040588A KR20090040588A KR101531687B1 KR 101531687 B1 KR101531687 B1 KR 101531687B1 KR 1020090040588 A KR1020090040588 A KR 1020090040588A KR 20090040588 A KR20090040588 A KR 20090040588A KR 101531687 B1 KR101531687 B1 KR 101531687B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mode
- information
- channel quality
- channel
- quality information
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
- H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
- H04B7/0482—Adaptive codebooks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
- H04B7/0417—Feedback systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
- H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
- H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
- H04B7/0621—Feedback content
- H04B7/0632—Channel quality parameters, e.g. channel quality indicator [CQI]
Abstract
다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템의 단말은 기대 다른 사용자 간섭을 기초로 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산한다. 뿐만 아니라, 단말은 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 재활용하여 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산할 수 있다. 또한, 기지국은 피드백 정보를 기초로 최적화된 프리코딩 벡터를 설계할 수 있다.A terminal of a multi-user MIMO communication system calculates channel direction information and channel quality information in a zero forcing mode based on expected other user interference. In addition, the UE can calculate the channel direction information and the channel quality information in the PU2RC mode by reusing the channel direction information and the channel quality information in the zero forcing mode. In addition, the base station can design an optimized precoding vector based on the feedback information.
다중 사용자, 다중 입출력, MIMO, 프리코딩, 피드백, 코드북, 채널 품질 정보 Multi-user, multiple input / output, MIMO, precoding, feedback, codebook, channel quality information
Description
다음의 실시예들은 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 제한된 사이즈의 코드북을 사용하는 폐루프 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템에 관한 것이다.The following embodiments are directed to a multi-user multi-input / multi-output communication system, and more particularly to a closed-loop multi-user multi-input / output communication system using a codebook of a limited size.
최근 무선 통신 환경에서 멀티미디어 서비스 등 다양한 서비스들을 제공하고, 고품질 및 고속으로 데이터를 전송하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 공간 영역에서 다수의 채널들을 이용하는 MIMO(multiple input multiple output) 통신 시스템과 관련된 기술이 급속도로 발전하고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, researches for providing various services such as a multimedia service in a wireless communication environment and transmitting data at a high quality and at a high speed have been actively conducted. As a part of this research, a technology related to a multiple input multiple output (MIMO) communication system using a plurality of channels in a spatial domain is rapidly developing.
MIMO 통신 시스템에서, 기지국은 공간 분할 다중(Spatial Division Multiplexing, SDM) 방식 및 공간 분할 다중 접속(Spatial Division Multiplexing Access, SDMA) 방식을 사용할 수 있다. 즉, 기지국은 SDM 방식에 따라 복수의 안테나들을 통하여 복수의 데이터 스트림들을 동시에 전송할 수 있으며, SDMA 방식에 따라 복수의 안테나들을 통하여 복수의 데이터 스트림들을 다중 사용자들에게 전송 할 수 있다.In a MIMO communication system, a base station can use a Spatial Division Multiplexing (SDM) scheme and a Spatial Division Multiplexing Access (SDMA) scheme. That is, the base station can simultaneously transmit a plurality of data streams through a plurality of antennas according to the SDM scheme, and can transmit a plurality of data streams to a plurality of users through a plurality of antennas according to the SDMA scheme.
이 때, 기지국이 복수의 안테나들을 이용하여 효율적으로 복수의 데이터 스트림들을 전송하기 위해서는 기지국의 복수의 안테나들과 적어도 하나의 사용자 사이에 형성된 다운링크 채널들에 대한 채널 정보를 파악해야 한다. 따라서, 적어도 하나의 사용자는 다운링크 채널들에 대한 채널 정보를 기지국으로 피드백해야 하며, 사용자들은 피드백을 위하여 제한된 사이즈의 코드북을 사용한다.In this case, in order for the base station to efficiently transmit a plurality of data streams using a plurality of antennas, channel information about downlink channels formed between the plurality of antennas of the base station and at least one user must be grasped. Thus, at least one user must feed channel information for downlink channels back to the base station, and users use a codebook of limited size for feedback.
본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템을 위한 단말의 동작 방법은 유효 수신 신호로부터 기대(expected) 다른 사용자 간섭을 계산하는 단계; 상기 기대 다른 사용자 간섭을 기초로 제로 포싱(zero-forcing) 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계; 및 서빙 기지국으로 상기 채널 방향 정보 및 상기 채널 품질 정보를 피드백하는 단계를 포함한다.A method of operating a terminal for a MIMO communication system according to an exemplary embodiment of the present invention includes: calculating expected user interference from an effective reception signal; Calculating channel direction information and channel quality information in a zero-forcing mode based on the expected other user interference; And feeding back the channel direction information and the channel quality information to the serving base station.
상기 제로 포싱(zero-forcing) 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계는 젠슨 부등식(Jensen's inequality)을 이용하여 상기 제로 포싱 모드에서 상기 단말의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)의 하한(lower-bound)을 계산하고, 상기 계산된 하한을 기초로 상기 채널 방향 정보 및 상기 채널 품질 정보를 계산하는 단계일 수 있다.The step of calculating the channel direction information and the channel quality information in the zero-forcing mode uses the Jensen's inequality to estimate the signal to interference ratio (SNR) of the UE in the zero- plus Noise Ratio (SINR), and calculating the channel direction information and the channel quality information based on the calculated lower limit.
상기 제로 포싱(zero-forcing) 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계는 상기 채널 방향 정보 및 상기 채널 품질 정보를 계산하는 것과 연관하여 수신 신호로부터 상기 유효 수신 신호를 생성하는 데에 사용되는 결합(combining) 벡터를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the channel direction information and the channel quality information in the zero-forcing mode includes generating the effective reception signal from the received signal in association with the calculation of the channel direction information and the channel quality information And calculating a combining vector to be used.
상기 제로 포싱(zero-forcing) 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계는 상기 서빙 기지국의 적어도 하나의 이웃 기지국이 최대의 전송 파워를 갖는 경우를 가정하여 상기 제로 포싱(zero-forcing) 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계일 수 있다.The step of calculating channel direction information and channel quality information in the zero-forcing mode may include zero-forcing the at least one neighboring base station of the serving base station, ) Mode and the channel quality information in the channel mode information.
본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템을 위한 단말의 동작 방법은 제로 포싱(zero-forcing) 모드에 대응하는 제1 코드북을 가지고 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계; PU2RC(Per User Unitary Rate Control) 모드에 대응하는 제2 코드북-상기 제2 코드북은 상기 제1 코드북과 연대하여(jointly) 설계됨.-을 고려하여 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정보와 상기 PU2RC 모드에서의 채널 품질 정보 사이의 관계를 나타내는 매개 정보를 생성하는 단계; 및 서빙 기지국으로 상기 매개 정보를 피드백하는 단계를 포함한다.The method of operating a terminal for a MIMO communication system according to an embodiment of the present invention includes calculating a channel direction information and channel quality information in the zero forcing mode with a first codebook corresponding to a zero- ; A second codebook corresponding to a Per User Unitary Rate Control (PU2RC) mode, and the second codebook is jointly designed with the first codebook. - Considering the channel quality information in the zero forcing mode and the PU2RC mode Generating intermediate information indicating a relationship between channel quality information in the channel quality information; And feeding back the intermediate information to the serving base station.
상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계는 상기 제2 코드북을 가지고 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 재활용하여 상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계일 수 있다.Wherein the step of calculating the channel direction information and the channel quality information in the PU2RC mode includes the step of reusing the channel direction information and the channel quality information in the zero forcing mode with the second codebook to determine channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode, May be a step of calculating information.
상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보는 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 상기 제2 코드북의 엘리먼트들 사이의 각도 또는 코달 거리(chordal distance)를 기초로 상기 기지국에 의해 계산될 수 있다.The channel direction information in the PU2RC mode may be calculated by the base station based on channel direction information in the zero forcing mode and an angle or a chordal distance between the elements of the second codebook.
상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계는 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 상기 제2 코드북의 엘리먼트들 사이의 각도 또는 코달 거리(chordal distance)를 기초로 상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of calculating channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode includes calculating channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode based on channel direction information in the zero forcing mode and an angle or a chordal distance between elements of the second codebook. And calculating channel direction information in the channel information.
상기 매개 정보는 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정보와 상기 PU2RC 모드에서의 채널 품질 정보의 차와 관련된 것일 수 있다.The intermediate information may be related to the difference between the channel quality information in the zero forcing mode and the channel quality information in the PU2RC mode.
상기 매개 정보를 피드백하는 단계는 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 더 피드백하는 단계일 수 있다.The step of feeding back the intermediate information may further include feedback of channel direction information and channel quality information in the zero forcing mode.
다중 입출력 통신 시스템을 위한 단말의 동작 방법은 유효 수신 신호로부터 상기 기대 다른 사용자 간섭을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of operating a terminal for a MIMO communication system may further include calculating the expected other user interference from a valid received signal.
다중 입출력 통신 시스템을 위한 단말의 동작 방법은 상기 서빙 기지국으로 전용 레퍼런스 신호(Dedicated Reference Signal)가 요구되는지 여부를 나타내는 지시자를 피드백하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of operating a terminal for a MIMO communication system may further include the step of feeding back an indicator indicating whether a dedicated reference signal is requested to the serving base station.
본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템을 위한 기지국의 동작 방법은 적어도 둘의 사용자들로부터 전송된 피드백 정보를 기초로 상기 적어도 둘의 사용자들 및 상기 기지국 사이의 채널들을 인지하는 단계, 이웃 사용자의 채널 (는 복소수)을 고려하여 대상 사용자를 위한 프리코딩 벡터 의 초기치를 설정하는 단계, 의 값에 따라 미리 정의된 적어도 두 개의 방식들 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 (는 대상 사용자의 채널임)를 계산하는 단계 및 상기 계산된 를 기초로 상기 프리코딩 벡터 를 최적화하는 단계를 포함한다.A method of operating a base station for a MIMO communication system in accordance with an embodiment of the present invention includes: recognizing channels between the at least two users and the base station based on feedback information transmitted from at least two users; Your Channel ( Setting an initial value of a precoding vector for a target user in consideration of a complex number) Using at least one of the at least two predefined schemes according to the value of < RTI ID = 0.0 > ( Is a channel of the target user) and calculating And optimizing the precoding vector based on the precoding vector.
상기 를 계산하는 단계는 상기 의 값에 따라 및 를 이용하여 상기 를 계산하는 단계일 수 있다.remind Wherein the step Depending on the value of And Lt; / RTI > . ≪ / RTI >
상기 를 계산하는 단계는 상기 의 값에 따라 및 를 이용하여 상기 를 계산하는 단계일 수 있다.remind Wherein the step Depending on the value of And Lt; / RTI > . ≪ / RTI >
상기 를 계산하는 단계는 상기 의 값에 따라 및 을 이용하여 상기 를 계산하는 단계일 수 있다.remind Wherein the step Depending on the value of And Lt; / RTI > . ≪ / RTI >
본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템을 위한 기지국의 동작 방법은 사용자 k 및 사용자 m으로부터 전송된 피드백 정보를 기초로 상기 사용자 k 및 사용자 m와 상기 기지국 사이의 채널들을 인지하는 단계;A method of operating a base station for a MIMO communication system according to an embodiment of the present invention includes: recognizing channels between the user k and user m and the base station based on feedback information transmitted from user k and user m;
(C는 코드북)에 따라 및 를 생성하는 단계 및 상기 및 를 이용하여 상기 사용자 k를 위한 프리코딩 벡터를 (는 상기 코드북의 엘리먼트들 중 상기 사용자 k의 채널를 나타내는 엘리먼트임)로 결정하고, 상기 사용자 m을 위한 프리코딩 벡터를 (는 상기 코드북의 엘리먼트들 중 상기 사용자 k의 채널를 나타내는 엘리먼트임)로 결정하는 단계를 포함한다. (C is a codebook) And ; And And Lt; RTI ID = 0.0 > k < / RTI > ( Is an element indicating the channel of the user k among the elements of the codebook), and determines a precoding vector for the user m as ( Is an element representing the channel of the user k among the elements of the codebook).
본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 통신 시스템을 위한 단말의 동작 방법은 제로 포싱(zero-forcing) 모드에 대응하는 제1 코드북을 가지고 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계; 및 PU2RC(Per User Unitary Rate Control) 모드에 대응하는 제2 코드북-상기 제2 코드북은 상기 제1 코드북과 연대하여(jointly) 설계됨.-을 고려하여 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 재활용함으로써, 상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계를 포함한다.The method of operating a terminal for a MIMO communication system according to an embodiment of the present invention includes calculating a channel direction information and channel quality information in the zero forcing mode with a first codebook corresponding to a zero- ; And a second codebook corresponding to a Per User Unitary Rate Control (PU2RC) mode, wherein the second codebook is jointly designed with the first codebook. The channel direction information and the channel quality in the zero- And calculating channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode by reusing the information.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 입출력 시스템을 위한 기지국의 동작 방법은 제로 포싱(zero-forcing) 모드에 대응하는 제1 코드북을 기초로 생성된 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보 또는 PU2RC(Per User Unitary Rate Control) 모드에 대응하는 제2 코드북-상기 제2 코드북은 상기 제1 코드북과 연대하여(jointly) 설계됨.-을 고려하여 생성된 상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계; 및 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 기초로 상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하거나, 상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 기초로 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하는 단계를 포함한다.Also, an operation method of a base station for a MIMO system according to an embodiment of the present invention includes channel direction information in the zero forcing mode generated based on a first codebook corresponding to a zero-forcing mode, Quality information or a second codebook corresponding to a Per User Unitary Rate Control (PU2RC) mode, the second codebook being jointly designed with the first codebook. And at least one of channel quality information; And calculating channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode based on channel direction information and channel quality information in the zero forcing mode or calculating channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode based on channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode, And calculating channel direction information and channel quality information in the forcing mode.
본 발명의 일실시예에 따른 단말은 제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드 각각에서 효율적으로 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산할 수 있다.The UE according to an embodiment of the present invention can efficiently calculate channel direction information and channel quality information in each of the zero forcing mode and the PU2RC mode.
본 발명의 일실시예에 따른 단말은 제안된 피드백 프로시져를 통하여 피드백 오버헤드를 최소화하면서도, 제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드 사이의 스위칭을 지원할 수 있다.The UE according to an exemplary embodiment of the present invention can support switching between the zero forcing mode and the PU2RC mode while minimizing the feedback overhead through the proposed feedback procedure.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 최적화된 프리코딩 벡터 혹은 프리코딩 매트릭스를 설계할 수 있다.The base station according to an exemplary embodiment of the present invention can design an optimized precoding vector or precoding matrix.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템의 일예를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a multi-user MIMO communication system.
도 1을 참조하면, 다중 사용자 MIMO 통신 시스템은 하나의 기지국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140)을 포함한다. 기지국(110)에는 M 개의 전송 안테나들이 설치되며, 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각에는 하나 또는 둘 이상의 수신 안테나들이 설치될 수 있다.Referring to FIG. 1, a multi-user MIMO communication system includes one
그리고, 기지국(110)과 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140) 사이에는 채널들(다운링크 채널들 또는 업링크 채널들)이 존재하며, 기지국(110)과 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 채널들을 통하여 신호를 송/수신한다.Channels (downlink channels or uplink channels) exist between the
기지국(110)은 복수의 사용자들(120, 130, 140)에게 복수의 데이터 스트림들을 동시에 전송할 수 있다. 이 때, 기지국(110)은 공간 분할 다중화(Spatial Division Multiplexing Access, SDMA), 제로 포싱(Zero-Forcing) 빔포밍, PU2RC(Per User Unitary Rate Control) 등 다양한 모드들로 동작할 수 있다. 여기서, PU2RC는 유니터리 프리코딩으로서, PU2RC 모드에서 기지국(110)은 서로 직교하는 사용자들만을 스케쥴링하고, 데이터 스트림들을 프리코딩한다. 반면에, 제로 포싱 모드에서 기지국(110)은 서로 직교하지 않는 사용자들에게도 동시에 데이터 스트림을 빔포밍할 수다. 또한, 제로 포싱 모드에서 기지국(110)은 다른 동시에 스케쥴링된 사용자들로 향하는 신호가 'zero(0)'이 되도록 적절히 설계된 프리코딩 매트릭스 또는 프리코딩 벡터를 사용한다.The
이 때, 기지국(110)은 빔포밍을 수행하기 위하여 또는 복수의 사용자들(120, 130, 140) 중 적어도 하나를 선택하기 위하여 다운링크 채널들에 대한 채널 정보를 파악해야 한다. 여기서, 채널 정보는 채널 방향 정보 또는 선호되는 프리코딩 매트릭스 정보, 채널 품질 정보 등을 포함할 수 있다.At this time, the
특히, 기지국(110)은 채널 정보를 기초로 GUS(Greedy User Selection, SUS(Semi-orthogonal User Selection) 등과 같은 다양한 사용자 선택 알고리즘을 이용하여 복수의 사용자들(120, 130, 140) 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.In particular, the
기지국(110)은 파일럿 신호들을 다운링크 채널을 통해 복수의 사용자들(120, 130, 140)에게 전송할 수 있다. 여기서, 파일럿 신호는 기지국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140)에게 잘 알려진(well-known) 신호이다. 이 때, 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각은 파일럿 신호를 이용하여 기지국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140) 사이에 형성된 다운링크 채널들을 추정할 수 있다.The
또한, 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각은 다운링크 채널들에 대한 추정치들을 기초로 다운링크 채널들에 대한 채널 정보를 기지국(110)으로 피드백한다. 여기서, 복수의 사용자들(120, 130, 140)에 의해 기지국(110)으로 피드백된 채널 정보를 '피드백 정보'라고 부르기로 한다.Also, each of the plurality of
또한, 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 피드백 오버헤드를 줄이기 위하여 제한된 사이즈를 갖는 코드북을 사용한다. 즉, 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 다운링크 채널들의 추정치들을 기초로 제한된 사이즈를 갖는 코드북에 포함된 엘리먼트들 중 적어도 하나와 관련된 정보(예를 들어, 인덱스)를 기지국(110)으로 피드백함으로써, 피드백 오버헤드를 줄일 수 있다.In addition, the plurality of
기지국(110)에 M 개의 전송 안테나들이 설치되고, K 명의 사용자들이 존재한 다고 가정한다. 이 때, K 명의 사용자들 각각은 Nr 개의 수신 안테나들을 포함하고, 기지국(110) 및 K 명의 사용자들 각각은 2B 개의 단위 놈(norm) 벡터들을 포함하는 코드북을 사용한다고 가정한다. 여기서, 단위 놈 벡터들 각각의 사이즈는 M x 1이고, B는 피드백 비트의 수이다.It is assumed that M transmit antennas are installed in the
코드북을 라고 하고, 기지국(110)이 사용자들의 서브 셋 를 스케쥴링한다고 가정한다. 제한된 피드백 환경에서, 각각의 사용자에게 할당되는 데이터 스트림의 최대 개수는 1로 고정된다고 가정한다. 멀티 셀 및 멀티 섹터 환경에서, 사용자들의 수신 신호는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.Codebook , And the
[수학식 1][Equation 1]
여기서, H는 기지국(110)과 사용자들의 서브 셋 사이의 채널 매트릭스이고, G는 전송 매트릭스, u는 데이터 스트림들을 의미한다. 또한, I는 인터 셀 간섭이고, 이고, 이다. 여기서, 의 생성 방법은 MU-MIMO 모드(예를 들어, SDMA 모드, ZF 모드)에 의존한다. 그리고, 는 스케쥴링된 명의 사용자들 각각에 의해 수신된 신호들의 벡터이고, n은 복소 가우시안 노이즈 벡터이다.Here, H denotes a
그리고, 는 M 개의 전송 안테나들로부터 명의 사용자들로의 물리적인 채널의 채널 매트릭스이고, 는 사용자 k의 유효 채널을 의미한다. 여기서, 로서 는 1xM 사이즈의 벡터이고, 사용자 k의 은 수신 빔포밍 벡터 또는 결합 벡터이다.And, RTI ID = 0.0 > M < / RTI & Lt; / RTI > is the channel matrix of the physical channel to the users, Means the effective channel of user k. here, as Is a vector of 1xM size, and the user k Is a receive beamforming vector or a combine vector.
사용자 k의 수신 신호를 rk라고 하는 경우, 사용자 k의 유효 수신 신호는 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.When a reception signal of user k as k r, the effective received signal of user k can be expressed by Equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
즉, 사용자 k는 수신 신호 rk에 를 곱함으로써, 유효 수신 신호 yk를 생성한다. 여기서, 는 r 번째 기지국 및 j 번째 빔으로부터 사용자 k로의 인터 셀 간섭을 나타내는 항목으로서, 이고, 이다. 는 r 번째 기지국으로부터 사용자 k로의 물리적 채널을 나타낸다. That is, the user and k is the received signal r k To generate an effective received signal y k . here, Denotes an inter-cell interference from the r-th base station and the j-th beam to the user k, ego, to be. Represents the physical channel from the r < th > base station to user k.
제로 포싱 빔포밍을 위하여, 사용자 k는 유효 채널 의 방향을 양자화한다. 즉, 사용자 k의 유효 채널 의 방향은 로 양자화되며, 는 코드북 C에 포함된 복수의 엘리먼트들 중 선택된 단위 놈 벡터 이다. 명의 사용자들이 모두 그들의 유효 채널들을 양자화한 경우, 양자화된 유효 채널들은 로 표현될 수 있다. For zero-forcing beamforming, user k is a valid channel The direction of the pixel is quantized. That is, the effective channel The direction of Lt; / RTI > Among the plurality of elements included in the codebook C, to be. If all of the users have quantized their effective channels, the quantized effective channels . ≪ / RTI >
또한, 제로 포싱 전송 매트릭스는 하기 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.Further, the zero-forcing transmission matrix can be expressed by the following equation (3).
[수학식 3]&Quot; (3) "
여기서, F(s)는 선택된 사용자들을 위한 프리코딩 매트릭스이고, 는 파워 규준화 계수들의 벡터이고, 전송 신호의 파워 제한(constraint)을 강제한다. 선택된 사용자들에게 균등하게 파워를 할당하기 위해서는 이다. 여기서, 는 F(s)의 k 번째 컬럼을 의미한다.Where F (s) is the precoding matrix for the selected users, Is a vector of power normalization coefficients and forces the power constraint of the transmitted signal. In order to allocate power evenly to selected users to be. here, Is the kth column of F (s).
도 2는 인터 셀 간섭 및 내부 셀 간섭을 개념적으로 나타낸 도면이다.2 is a conceptual diagram illustrating inter-cell interference and intra-cell interference.
도 2를 참조하면, 단말 A는 기지국 2로부터 단말 C로의 전송 신호를 수신할 수 있다. 이 때, 단말 A에서 기지국 2의 전송 신호는 인터 셀 간섭으로 작용한다. Referring to FIG. 2, the terminal A can receive a transmission signal from the
뿐만 아니라, 단말 A에서는 내부 셀 간섭이 발생할 수 있다. 즉,기지국 1은 다중 스트림들을 PU2RC, ZFBF 등을 이용하여 빔포밍함으로써, 단말 A 및 단말 B로 동시에 신호를 전송할 수 있으며, 기지국 1에 의해 형성된 빔들 중 단말 B를 위한 빔에 대응하는 신호는 단말 A에게 내부 셀 간섭으로 작용하고, 기지국 1에 의해 형 성된 빔들 중 단말 A를 위한 빔에 대응하는 신호는 단말 B에게 내부 셀 간섭으로 작용한다.In addition, internal cell interference may occur in the terminal A. That is, the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an operation method of a terminal according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 기지국에 의해 미리 선택된 단말은 기대 다른 사용자 간섭을 계산한다(S310). 여기서, 기대 다른 사용자 간섭은 기대 인터 셀 간섭 또는 기대 내부 셀 간섭을 포함한다.Referring to FIG. 3, a terminal previously selected by the base station calculates another user interference expected (S310). Here, the expected other user interference includes expected inter-cell interference or expected internal cell interference.
이 때, 기대 내부 셀 간섭은At this time, the expected intra-cell interference
을 통해 계산될 수 있으며, 기대 인터 셀 간섭은 을 통해 계산될 수 있다. , And expected inter-cell interference Lt; / RTI >
또한, 단말은 기대 다른 사용자 간섭을 고려하여 제로 포싱 모드에서의 E[SINRk]을 계산한다(S320). 보다 구체적으로, 단말은 기대 인터 셀 간섭 또는 기대 내부 셀 간섭 중 적어도 하나를 기초로 제로 포싱 모드에서의 E[SINRk]을 계산할 수 있다.In addition, the UE computes E [SINR k ] in the zero forcing mode considering the expected other user interference (S320). More specifically, the UE can compute E [SINR k ] in zero forcing mode based on at least one of expected inter-cell interference or expected inter-cell interference.
이 때, 단말은 젠슨 부등식(Jensen's inequality)을 이용하여 E[SINRk]의 하 한을 계산함으로써, 제로 포싱 모드에서의 E[SINRk]을 계산할 수 있다. 즉, 단말은 하기 수학식 4을 사용할 수 있다.At this time, the terminal can calculate E [SINR k ] in zero-forcing mode by calculating the lower bound of E [SINR k ] using Jensen's inequality. That is, the terminal can use Equation (4) below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, 는 j 번째 인터 셀 간섭으로부터 사용자 k로의 물리적 채널을 의미한다.here, Denotes the physical channel from the jth inter-cell interference to the user k.
또한, 단말은 제로 포싱 모드에서의 최적의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산한다(S330).In addition, the terminal calculates optimal channel direction information and channel quality information in a zero forcing mode (S330).
이웃하는 셀들에서는 일정 계수 빔포밍이 사용되고, 이웃하는 셀들의 전송 안테나들 각각은 최대의 전송 파워를 적용한다고 가정한다. 이 때, pk는 사용자들에게 알려지지 않았으므로, 사용자 k의 제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정 보(Channel Quality Information) 는 하기 수학식 5와 같이 정의될 수 있다.It is assumed that constant coefficient beamforming is used in neighboring cells and each transmit antenna of neighboring cells applies a maximum transmit power. In this case, since p k is not known to the users, the channel quality information in the zero-forcing mode of the user k, Can be defined by the following equation (5).
[수학식 5]&Quot; (5) "
여기서, 는 상수이고, 이다. 사용자 k의 기대 SINR에 대한 근사적인(approximated) 하한은 하기 수학식 6과 같이 다시 쓰여질 수 있다.here, Is a constant, to be. The approximated lower bound for the expected SINR of user k can be rewritten as: < EMI ID = 6.0 >
[수학식 6]&Quot; (6) "
몇몇 매트릭스 매니퓰레이션을 통하여, 을 얻을 수 있다. 여기서, 이고, , 이다.Through some matrix manipulation, Can be obtained. here, ego, , to be.
이 때, 하기 수학식 7이 정의될 수 있다.At this time, the following equation (7) can be defined.
[수학식 7]&Quot; (7) "
또한, 사용자 k를 위한 최적의 결합 벡터 및 최적의 양자화된 유효 채널 는 하기 수학식 8을 통하여 최적화될 수 있다.Also, the optimal joint vector for user k And an optimal quantized effective channel Can be optimized through the following equation (8).
[수학식 8]&Quot; (8) "
즉, 이므로, 사용자 k는 상기 수학식 8을 이용하여 최적의 를 찾을 수 있으며, 최적의 및 상기 수학식 7을 이용하여 최적의 결합 벡터 를 찾을 수 있다. 결국, 사용자 k는 최적의 의 인덱스를 채널 방향 정보로 생성할 수 있으며, 상기 수학식 6 및 최적의 을 통해 계산되는 최적의 를 채널 품질 정보로 생성할 수 있다. In other words, Therefore, the user k can calculate the optimal You can find the optimal And using Equation (7) Can be found. As a result, May be generated as channel direction information, and Equation (6) and the optimal The optimal As channel quality information.
최종적으로, 사용자 k는 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 기지국으로 피드백한다(S340).Finally, the user k feeds channel direction information and channel quality information in the zero forcing mode to the base station (S340).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 PU2RC 모드 및 ZF 모드 각각에 대응하는 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 나타낸 테이블이다.4 is a table showing channel direction information and channel quality information corresponding to each of the PU2RC mode and the ZF mode according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템은 제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드 중 하나를 적응적으로 사용할 수 있다. 여기서, 제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드 사이의 스위칭은 다이나믹 또는 세미-스테틱(semi-static)할 수 있다.Prior to description with reference to FIG. 4, the multi-user MIMO communication system according to an embodiment of the present invention may adaptively use one of a zero forcing mode and a PU2RC mode. Here, the switching between the zero-forcing mode and the PU2RC mode can be dynamic or semi-static.
다만, 제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드를 모두 지원하기 위해서는 도 4의 테이블에 도시된 바와 같이, 기지국은 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 와 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 를 파악할 수 있어야 한다. 뿐만 아니라, 기지국은 제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정보 및 PU2RC 모드에서의 채널 품질 정보 를 파악할 수 있어야 한다.However, in order to support both the zero forcing mode and the PU2RC mode, as shown in the table of FIG. 4, the base station transmits channel direction information And channel direction information in the PU2RC mode . In addition, the base station transmits the channel quality information in the zero- And channel quality information in the PU2RC mode .
아래에서는 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템의 컨트롤 시그널링에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, control signaling of a multi-user MIMO communication system will be described.
컨트롤 시그널링은 물리적 다운링크 컨트롤 채널(Physical Downlink Control Channel (PDCCH))을 통해 전달되는 다운링크 컨트롤 시그널링 및 물리적 업링크 컨트롤 채널(Physical Uplink Control Channel (PUCCH))을 통해 전달되는 업링크 컨트롤 시그널링을 포함한다.Control signaling includes downlink control signaling carried on a physical downlink control channel (PDCCH) and uplink control signaling carried on a physical uplink control channel (PUCCH). do.
- 제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드 사이에서 다이나믹 스위칭- Dynamic switching between zero forcing mode and PU2RC mode
일정 계수 빔포밍을 위한 적어도 두 개의 유형들을 갖는 코드북들이 제안될 수 있다. 즉, 제로 포싱 모드를 위해 큰 사이즈를 갖는 제1 코드북 C1이 사용될 수 있고, PU2RC 모드를 위해 작은 사이즈를 갖는 제2 코드북 C2가 사용될 수 있다. 여기서, 제2 코드북 C2는 제1 코드북 C1과 연대하여 설계된다. 예를 들어, 제2 코드북 C2는 제1 코드북 C1의 서브 셋일 수 있다.Codebooks with at least two types for constant coefficient beamforming may be proposed. That is, a first codebook C1 having a large size can be used for the zero-forcing mode, and a second codebook C2 having a small size for the PU2RC mode can be used. Here, the second codebook C2 is designed in conjunction with the first codebook C1. For example, the second codebook C2 may be a subset of the first codebook C1.
제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정보 및 채널 방향 정보 는 제1 코드북 C1을 가지고 상기 수학식 4 내지 8을 통해 계산될 수 있다. 이 때, PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 는 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 를 재활용함으로써, 계산될 수 있다. 그러나, PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 는 제2 코드북 C2를 가지고 계산되어야 하므로, 제2 코드북 C2를 가지고 uncorrelated 채널들에 대한 코달 거리를 기초로 는 로 맵핑될 수 있다. 즉, 상기 수학식 9를 통하여 가 계산될 수 있다.Channel quality information in zero forcing mode And channel direction information Can be calculated through Equations 4 to 8 with the first codebook C1. At this time, the channel direction information in the PU2RC mode Channel direction information in the zero forcing mode Lt; / RTI > However, the channel direction information in the PU2RC mode Should be computed with the second codebook C2, and therefore, based on the covariance distance for the uncorrelated channels with the second codebook C2 The Lt; / RTI > That is, through Equation (9) Can be calculated.
[수학식 9]&Quot; (9) "
또한, 단말은 제2 코드북 C2에 있는 엘리먼트들과 사이의 각도를 기초로 상기 수학식 10을 이용하여 를 계산할 수 있다.In addition, the terminal may transmit the elements in the second codebook C2 Using the above equation (10) on the basis of the angle between Can be calculated.
[수학식 10]&Quot; (10) "
또한, PU2RC 모드에서의 사용자 k의 채널 품질 정보 는 을 가지고 상기 수학식 4 내지 8을 통하여 계산될 수 있다.Also, the channel quality information of the user k in the PU2RC mode The Can be calculated through Equations 4 to 8 above.
또한, PUCCH에서의 피드백 정보의 컨텐츠는 제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정보 , 채널 방향 정보 및 를 포함한다. 여기서, 는 제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정보 와 PU2RC 모드에서의 채널 품질 정보 사이의 차와 관련된다. 즉, 으로 정의될 수 있다.Also, the contents of the feedback information in the PUCCH are channel quality information , Channel direction information And . here, The channel quality information in the zero forcing mode And the channel quality information in the PU2RC mode Lt; / RTI > In other words, . ≪ / RTI >
만약, 기지국이 동시에 스케쥴링된 두명의 사용자들을 지원한다면, 기지국이 제로 포싱 모드를 위해 제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정보 , 채널 방향 정보 를 요구한다. 반대로, 기지국이 PU2RC 모드로 동작한다면, 기지국은 및 를 요구하므로, 단말은 를 기지국으로 피드백할 수 있으며, 대신에 를 기지국으로 피드백할 수도 있다. 이 때, 기지국은 를 통해 를 파악할 수 있다.If the base station supports two concurrently scheduled users, the base station transmits the channel quality information in the zero forcing mode for the zero forcing mode , Channel direction information . Conversely, if the base station is operating in the PU2RC mode, And , The terminal To the base station, Instead of To the base station. At this time, Through the .
결국, 기지국은 단말로부터 제로 포싱(zero-forcing) 모드에 대응하는 제1 코드북을 기초로 생성된 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 수신함으로써, PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산할 수 있음을 알 수 있다. 반대로(reversely), 기지국은 단말로부터 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 수신함으로써, 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산할 수도 있다. 이 때, 기지국은 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 재활용함으로써, 상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하거나, 상기 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 재활용함으로써, 상기 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산할 수 있다. 특히, 기지국은 PU2RC 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하거나, 제로 포싱 모드에서의 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 계산하기 위하여 매개 정보를 사용할 수도 있다. As a result, the base station receives the channel direction information and the channel quality information in the zero forcing mode generated based on the first codebook corresponding to the zero-forcing mode from the terminal, thereby obtaining the channel direction information in the PU2RC mode, It can be seen that the channel quality information can be calculated. The base station may calculate the channel direction information and the channel quality information in the zero forcing mode by receiving the channel direction information and the channel quality information in the PU2RC mode from the terminal. At this time, the base station calculates channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode by recycling channel direction information and channel quality information in the zero forcing mode, or calculates channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode, The channel direction information and the channel quality information in the zero forcing mode can be calculated. In particular, the base station may calculate channel direction information and channel quality information in the PU2RC mode, or may use the intermediate information to calculate channel direction information and channel quality information in the zero forcing mode.
기지국이 사용자들에게 피드백을 번복하는 경우, 사용자들은 복조 위상 기준을 위하여 전용 레퍼런스 신호(Dedicated Reference Signal, DRS)를 요구할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템은 PDCCH에서 전용 레퍼런스 신호(Dedicated Reference Signal)가 요구되는지 여부를 나타내는 지시자를 사용할 수 있다. 이러한 지시자는 DRS의 오버헤드를 줄일 수 있다. 예를 들어, 지시자가 1 인 것을 DRS의 스위치 온을 의미하고, 지시자가 0인 것은 DRS의 스위치 오프를 의미할 수 있다.When the base station overturns the feedback to the users, users may request a dedicated reference signal (DRS) for the demodulation phase reference. At this time, the multi-user MIMO communication system according to an embodiment of the present invention may use an indicator indicating whether a dedicated reference signal is required in the PDCCH. This directive can reduce DRS overhead. For example, an indication of 1 means that the DRS is switched on, and a value of 0 indicates that the DRS is switched off.
- 제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드 사이에서 세미-스테틱 스위칭- Semi-static switching between zero forcing mode and PU2RC mode
상술한 바와 같이, 및 는 제1 코드북 C1을 가지고 계산 된다. 그리고, 제로 포싱 모드에서 피드백 정보의 컨텐츠는 , 를 포함한다. 또한, 상술한 바와 같이, PU2RC 모드에서 및 는 제2 코드북 C2를 가지고 계산된다. PU2RC 모드에서 피드백 정보의 컨텐츠는 및 를 포함한다.As described above, And Is calculated with the first codebook C1. In the zero-forcing mode, the content of the feedback information is , . Further, as described above, in the PU2RC mode And Is calculated with the second codebook C2. In the PU2RC mode, the content of the feedback information is And .
제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드 사이에서 세미-스테틱 스위칭에서도, PDCCH에서 전용 레퍼런스 신호(Dedicated Reference Signal)가 요구되는지 여부를 나타내는 지시자가 사용될 수 있다. 이러한 지시자는 DRS의 오버헤드를 줄일 수 있다. 예를 들어, 지시자가 1 인 것을 DRS의 스위치 온을 의미하고, 지시자가 0인 것은 DRS의 스위치 오프를 의미할 수 있다.Even in the semi-static switching between the zero forcing mode and the PU2RC mode, an indicator indicating whether a dedicated reference signal is required in the PDCCH can be used. This directive can reduce DRS overhead. For example, an indication of 1 means that the DRS is switched on, and a value of 0 indicates that the DRS is switched off.
도 5는 다이나믹 스위칭에서 제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드 각각에서 요구되는 피드백 정보의 컨텐츠의 예를 나타낸 테이블이다.5 is a table showing examples of contents of feedback information required in each of the zero forcing mode and the PU2RC mode in dynamic switching.
도 5를 참조하면, 제로 포싱 모드에서 피드백 정보의 컨텐츠는 제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정보 , 채널 방향 정보 를 포함한다. 만약, 제로 포싱 모드에서 PU2RC 모드로 스위칭되는 경우, 피드백 정보의 컨텐츠는 채널 품질 정보 , 채널 방향 정보 및 매개 정보 를 포함 한다.Referring to FIG. 5, in the zero forcing mode, the contents of the feedback information include channel quality information , Channel direction information . If switching from the zero forcing mode to the PU2RC mode, the content of the feedback information is channel quality information , Channel direction information And mediation information .
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an operation method of a base station according to an embodiment of the present invention.
도 6을 통해 기지국의 동작 방법을 설명하기에 앞서, 제로 포싱 모드에서의 일반적인 전송 매트릭스는 로 계산될 수 있다. 다만, 파워 손실 페널티를 줄이기 위하여 이러한 일반적인 는 변경되어야 한다.Prior to describing the method of operation of the base station with reference to FIG. 6, the general transmission matrix in the zero- Lt; / RTI > However, in order to reduce the power loss penalty, Should be changed.
우선, 파워 불균형으로 인한 파워 손실 페널티를 분석할 필요가 있다. 사용자 k의 제로 포싱 모드에서의 채널 품질 정보 는 에 따라 수정되어야 한다. 하지만, 현실적인 MIMO 통신 시스템에서 더 엄격한 제한 이 적용될 필요가 있다. 기지국은 의 제한을 깨지 않도록 사용자 k로부터의 채널 품질 정보 를 수정한다.First, it is necessary to analyze the power loss penalty due to power imbalance. The channel quality information in the zero forcing mode of user k The . However, in a realistic MIMO communication system, Needs to be applied. The base station The channel quality information from the user < RTI ID = 0.0 > k < / RTI & .
또한, 여기서 및 를 정의한다. 는 의 i 번째 원소이다. 사용자 k의 전체 파워 손실은 로 정의되며, 가 일정 계수인 경우, 이고, 가 일정 계수가 아닌 경우, 이다.Also, And . The Is the i-th element of. The total power loss of user k is Lt; / RTI > Is a constant coefficient, ego, Is not a constant coefficient, to be.
기지국은 다양한 방법들에 따라 제로 포싱 모드에서의 프리코딩 벡터 또는 프리코딩 매트릭스를 설계할 수 있다. 아래에서는 세 가지 기법들에 대해 설명한다.The base station may design precoding vectors or precoding matrices in the zero-forcing mode according to various methods. Here are three techniques.
- 첫 번째 방법- First Method
사용자 k 및 사용자 m이 동시에 스케쥴링된다고 가정한다. 게다가, 이고, 라고 가정한다. 여기서, 이다. It is assumed that user k and user m are scheduled at the same time. Besides, ego, . here, to be.
도 6을 참조하면, v를 사용자 i를 위한 프리코딩 벡터라고 가정하는 경우, 기지국은 v=라고 가정한다(S610). 여기서, 이고, 이다. Referring to FIG. 6, assuming that v is a precoding vector for user i, the base station calculates v = (S610). here, ego, to be.
또한, 기지국은 를 가정한다(S620). 이 때, 단계 S620-S670은 i가 0 부터 N-1까지 반복된다.In addition, (S620). At this time, steps S620-S670 repeat i from 0 to N-1.
또한, 기지국은 가 -1인지 여부를 판단한다(S630).In addition, Is -1 (S630).
또한, 기지국은 가 -1이 아닌 경우, 및 를 계산한다(S641).In addition, Is not -1, And (S641).
또한, 기지국은 을 계산한다(S642).In addition, (S642).
또한, 기지국은 가 -1이 아닌 경우, 및 를 계산한다(S651). 그리고, 기지국은 를 계산한다(S652).In addition, Is not -1, And (S651). Then, the base station (S652).
또한, 기지국은 가 -1인 경우, 를 정의한다(S661). 여기서, 단계 S661-단계 S662는 i는 0부터 N-1까지 반복된다.In addition, Is -1, (S661). Here, in steps S661 to S662, i is repeated from 0 to N-1.
또한, 기지국은 를 계산한다(S662).In addition, (S662).
또한, 기지국은 T=max(T1,T2,T3)를 계산하고, T에 대응하는 ,,을 계산한다(S670). 이 때, 기지국은 ,,을 기초로 최적의 프리코딩 벡터인 를 계산한다.In addition, the base station calculates T = max (T1, T2, T3) , , (S670). At this time, , , The optimal precoding vector < RTI ID = 0.0 > .
- 두 번째 방법- second method
두 번째 방법에 따르면, 코드북 C에 하기 수학식 11과 같이 하나의 제한이 더 가해질 수 있다. According to the second method, one restriction can be applied to the codebook C as shown in Equation (11) below.
[수학식 11]&Quot; (11) "
사용자 k를 위한 프리코딩 벡터를 라고 하고, 사용자 m을 위한 프리코딩 벡터를 fm이라 하는 경우, 및 fm는 하기 수학식 12와 같이 정의될 수 있다.The precoding vector for user k is And a precoding vector for user m is f m , And f m can be defined as Equation (12).
[수학식 12]&Quot; (12) "
여기서, 는 상기 코드북의 엘리먼트들 중 상기 사용자 k의 채널을 나타내는 엘리먼트이고, 는 상기 코드북의 엘리먼트들 중 상기 사용자 k의 채널를 나타내는 엘리먼트이다. 또한, 이다.here, Is an element representing the channel of the user k among the elements of the codebook, Is an element representing the channel of the user k among the elements of the codebook. Also, to be.
그리고, 파워 규준화 계수는 , 이고, 이므로, 사용자 k 및 사용자 m에 균등한 파워가 할당된다.And, the power normalization coefficient is , ego, , So that an equal power is allocated to user k and user m.
또한, 두 번째 방법은 랭크가 2보다 큰 경우에도 쉽게 확장될 수 있다. 예를 들어, 사용자 k, m, n이고, 랭크가 3인 경우 비직교 벡터의 개수는 1이다. 즉, , 은 및 과 비직교한다. 이 때, 이고, 인 경우, 는 로 결정된다. 여기서, 및 이다.Also, the second method can be easily extended even when the rank is larger than 2. For example, when the user is k, m, n, and the rank is 3, the number of non-orthogonal vectors is one. In other words, , silver And Lt; / RTI > At this time, ego, Quot; The . here, And to be.
- 세 번째 방법- Third method
본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 상술한 첫 번째 방법 및 두 번째 방법을 혼합할 수도 있다. 즉, 기지국은 을 사용할 수도 있고, 를 사용할 수도 있다.A base station according to an embodiment of the present invention may combine the first method and the second method described above. That is, , ≪ / RTI > May be used.
여기서, 는 첫 번째 방법에서의 파워 손실이고, 는 두 번째 방법에서의 파워 손실을 의미한다. 또한, 는 제로 포싱 모드에서 일반적인 전송 매트릭스를 사용하는 경우 파워 손실을 의미한다. 그리고, 은 임계값으로서, 1 이상이다.here, Is the power loss in the first method, Is the power loss in the second method. Also, Means power loss when using a general transmission matrix in zero forcing mode. And, Is a threshold value of 1 or more.
상술한 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The above-described methods may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
도 1은 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템의 일예를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a multi-user MIMO communication system.
도 2는 인터 셀 간섭 및 내부 셀 간섭을 개념적으로 나타낸 도면이다.2 is a conceptual diagram illustrating inter-cell interference and intra-cell interference.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단말의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an operation method of a terminal according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 PU2RC 모드 및 ZF 모드 각각에 대응하는 채널 방향 정보 및 채널 품질 정보를 나타낸 테이블이다.4 is a table showing channel direction information and channel quality information corresponding to each of the PU2RC mode and the ZF mode according to an embodiment of the present invention.
도 5는 다이나믹 스위칭에서 제로 포싱 모드 및 PU2RC 모드 각각에서 요구되는 피드백 정보의 컨텐츠의 예를 나타낸 테이블이다.5 is a table showing examples of contents of feedback information required in each of the zero forcing mode and the PU2RC mode in dynamic switching.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an operation method of a base station according to an embodiment of the present invention.
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/490,580 US8130666B2 (en) | 2008-06-30 | 2009-06-24 | Multiple input multiple output communication system and operating method thereof |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200810127257.8 | 2008-06-30 | ||
CN200810127257 | 2008-06-30 | ||
CN200810213121.9 | 2008-09-12 | ||
CN200810213121A CN101621321A (en) | 2008-06-30 | 2008-09-12 | Closed loop constant modulus multi-user MIMO system and a control signaling processing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100003194A KR20100003194A (en) | 2010-01-07 |
KR101531687B1 true KR101531687B1 (en) | 2015-06-29 |
Family
ID=41514402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090040588A KR101531687B1 (en) | 2008-06-30 | 2009-05-11 | Muti-user multi-input multi-output communication system for constant modulus beamforming |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101531687B1 (en) |
CN (1) | CN101621321A (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2501055B1 (en) * | 2011-03-17 | 2013-09-25 | Alcatel Lucent | Data signal detection in Cooperative Multi-Point using channel submatrix decomposition. |
CN107070451B (en) * | 2017-01-17 | 2020-07-03 | 东南大学 | Equipment ADC precision configuration method in large-scale MIMO system |
US10952219B2 (en) | 2017-12-22 | 2021-03-16 | Futurewei Technologies, Inc. | Method and apparatus for scheduling user device in multi-user multi-input multi-output wireless system |
KR102206549B1 (en) * | 2019-10-21 | 2021-01-22 | 아주대학교산학협력단 | Transmitting apparus and precoding method thereof |
CN110932765B (en) * | 2019-11-01 | 2023-04-07 | 复旦大学 | Omnidirectional beam forming method for uniform rectangular array |
CN111142080B (en) * | 2019-12-28 | 2023-05-30 | 西安电子科技大学 | Rapid constant-modulus MIMO radar tracking waveform synthesis method aiming at interference suppression |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060096360A (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-11 | 삼성전자주식회사 | Feedback method for mimo communication system |
KR20070094442A (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-20 | 삼성전자주식회사 | Method for transmiting/receiving feedback information in a multi-antenna system of selporting multi-user |
KR20070108304A (en) * | 2005-10-31 | 2007-11-09 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for transmitting/receiving of channel quality imformation in multi antenna system |
KR20080015352A (en) * | 2006-08-14 | 2008-02-19 | 엘지전자 주식회사 | Method of transmitting and receiving a feedback in multiple antenna system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA92741C2 (en) * | 2005-03-10 | 2010-12-10 | Квелкомм Инкорпорейтед | Systems and method for formation of directional diagram in a multiple input multiple output communication system |
US8670504B2 (en) * | 2006-12-19 | 2014-03-11 | Qualcomm Incorporated | Beamspace-time coding based on channel quality feedback |
CN101207590B (en) * | 2007-12-07 | 2011-05-11 | 华中科技大学 | Method and system of MIMO transmission |
-
2008
- 2008-09-12 CN CN200810213121A patent/CN101621321A/en active Pending
-
2009
- 2009-05-11 KR KR1020090040588A patent/KR101531687B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060096360A (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-11 | 삼성전자주식회사 | Feedback method for mimo communication system |
KR20070108304A (en) * | 2005-10-31 | 2007-11-09 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for transmitting/receiving of channel quality imformation in multi antenna system |
KR20070094442A (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-20 | 삼성전자주식회사 | Method for transmiting/receiving feedback information in a multi-antenna system of selporting multi-user |
KR20080015352A (en) * | 2006-08-14 | 2008-02-19 | 엘지전자 주식회사 | Method of transmitting and receiving a feedback in multiple antenna system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101621321A (en) | 2010-01-06 |
KR20100003194A (en) | 2010-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2227869B1 (en) | Method for reducing inter-cell interference | |
KR101529343B1 (en) | Feedback scheduling to reduce feedback rates in mimo systems | |
US8660601B2 (en) | Communication system including base stations and terminal for multi-cell cooperative communication | |
JP5129346B2 (en) | Method for transmitting a precoded signal in a collaborative multiple-input multiple-output communication system | |
JP4802830B2 (en) | Terminal device | |
KR101478843B1 (en) | Method of transmitting data in coordinated multi-cell wireless communication system | |
US7729442B2 (en) | Method and system for transmitting data in a communication system | |
JP5127394B2 (en) | MIMO system precoding method and apparatus using the method | |
KR101392342B1 (en) | Multi-input multi-output communication method and multi-input multi-output communication system of enabling the method | |
KR101479312B1 (en) | Method of designing codebook for network multiple input multiple output communication systme and method of using the codebook | |
US20090323849A1 (en) | Method and apparatus for performing multiple-input multiple-output wireless communications | |
JP2013520047A (en) | CHANNEL INFORMATION FEEDBACK METHOD, DEVICE AND SYSTEM | |
US8867646B2 (en) | Multiple-input multiple-output communication system control method and apparatus | |
US8380212B2 (en) | Apparatus and method for transmission of dynamic feedback channel information in a MIMO system | |
KR101531687B1 (en) | Muti-user multi-input multi-output communication system for constant modulus beamforming | |
KR20110090645A (en) | Method and apparatus for pre-scheduling in closed-loop mu-mimo system | |
US8130666B2 (en) | Multiple input multiple output communication system and operating method thereof | |
KR101470501B1 (en) | Apparatus and method for transmitting data based on quantized channel state information | |
KR101615927B1 (en) | Multi-user mimo communication system considering feedback loss | |
KR101290918B1 (en) | Communication system for using interference alignment scheme in multicell environment | |
KR101587566B1 (en) | Apparatus and method for unitary precoding in mu-mimo system | |
KR20090077185A (en) | A method for performing codebook based beamforming in the collaborative multiple input multiple output communication system | |
KR101428812B1 (en) | Method and apparatus for down link data transmission/reception in wireless communication networks | |
KR101322643B1 (en) | Multi-input multi-output communication method and multi-input multi-output communication system of enabling the method | |
KR101455692B1 (en) | Aparatus of determining data transmission mode for multiple user multiple input multiple output communication system and method using the aparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180530 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190530 Year of fee payment: 5 |