KR101954527B1 - Method for selecting realy terminal in cooperation communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 협력 통신 시스템에서 중계 단말을 선택하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수신 단말에서의 수신 신호의 SNR을 향상시킬 수 있는 협력 통신 시스템에서 중계 단말 선택 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of selecting a relay terminal in a cooperative communication system, and more particularly, to a relay terminal selection method in a cooperative communication system capable of improving SNR of a received signal at a receiving terminal.
무선 통신 환경에서, 다중 경로 페이딩에 의해서 신호의 감쇄와 왜곡이 발생해 수신 단말에서 원 신호를 복원하는데 어려움을 겪게 된다. 이러한 문제는 다중의 동일한 신호를 전송함으로써 해결할 수 있다. In a wireless communication environment, signal attenuation and distortion occur due to multipath fading, and it is difficult to restore the original signal at the receiving terminal. This problem can be solved by transmitting multiple identical signals.
MIMO(Multi-Input Multi-Output) 기법은 이러한 문제를 해결하기 위한 방법 중 하나이다. MIMO 기법은 송신단에서 다중의 안테나를 통해서 신호를 전송하며, 이러한 다중의 안테나에서 전송하는 동일한 신호에 의해서 수신 단말에서는 다이버시티 이득을 얻는 기법이다. 그러나 사용자 단말은 크기와 가격에 제약이 있기 때문에 MIMO 기법을 사용하기 위한 추가적인 안테나 설치에 어려움이 있다. 이를 극복하기 위해서 협력 통신이 제안되었다. MIMO (Multi-Input Multi-Output) technique is one of the ways to solve this problem. The MIMO scheme transmits a signal through multiple antennas at a transmitter and obtains a diversity gain at a receiver using the same signal transmitted from multiple antennas. However, since the user terminal is limited in size and price, it is difficult to install an additional antenna to use the MIMO technique. Cooperative communication has been proposed to overcome this problem.
협력 통신은 사용자들이 협력을 통해 가상의 MIMO 시스템을 형성한다. 다시 말해, 사용자들이 단말의 안테나를 공유하여 마치 하나의 이동통신 기기에서 정보를 보내는 것처럼 보이도록 하는 기술로써, 다이버시티 이득을 얻어 높은 신뢰성을 가진다. 협력 통신은 송신단, 중계 단말, 수신 단말로 구성된다. DF(Decode-and-Forward) 기법은 협력 통신을 이루는 한 가지 방법으로 중계 단말이 수신 받은 신호를 복호화한 후, 재부호화하여 수신 단말에게 전송하는 기법으로 채널코딩과 결합되면 잡음 등에 더 강한 성질을 가지게 된다.Cooperative communication forms a virtual MIMO system through cooperation of users. In other words, as a technique for allowing users to share an antenna of a terminal and make information appear to be transmitted from one mobile communication device, diversity gain is obtained and high reliability is obtained. The cooperative communication is composed of a transmitting terminal, a relay terminal, and a receiving terminal. DF (Decode-and-Forward) technique is one of the methods of cooperative communication, in which the relay terminal decodes the received signal, re-encodes it, and transmits it to the receiving terminal. When combined with channel coding, I have.
시스템의 성능의 열화없이 통신이 이루어지기 이해서, 적절한 중계 단말을 선택해야할 필요가 있으며, 적절한 중계 단말을 선택하기 위한 방법으로 임계값을 사용하는 방법과 조화평균 값을 사용하는 방법이 있다. 그중, 조화평균 값을 사용하는 "best harmonic mean(BHM)" 방법은 최적의 중계 단말을 선택하는 방법으로 알려져 있다.There is a need to select an appropriate relay terminal in order to understand the communication without degradation of the system performance. There are a method of using a threshold value and a method of using a harmonic average value as a method for selecting an appropriate relay terminal. Among them, the "best harmonic mean" (BHM) method using the harmonic mean value is known as the method of selecting the optimal relay terminal.
관련 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제2017-0035328호가 있다.A related prior art is Korean Patent Publication No. 2017-0035328.
본 발명은 수신 단말에서의 수신 신호의 SNR을 향상시키고 신뢰성있는 통신을 제공할 수 있는, 협력 통신 시스템에서 중계 단말 선택 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a relay terminal selection method in a cooperative communication system capable of improving SNR of a received signal at a receiving terminal and providing reliable communication.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1중계 단말 후보군과 기지국 사이의 제1채널값, 상기 제1중계 단말 후보군과 수신 단말 사이의 제2채널값을 이용하여, 상기 제1중계 단말 후보군에서 제1중계 단말을 선택하는 단계; 상기 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값이 임계값 이상인, 제2중계 단말 후보군을 상기 제1중계 단말 후보군에서 결정하는 단계; 및 상기 수신 단말과 상기 제1중계 단말 사이의 채널 위상 및 상기 수신 단말과 상기 제2중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 상기 제2중계 단말 후보군에서 제2중계 단말을 선택하는 단계를 포함하는 협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법이 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a relay terminal using a first channel value between a first relay terminal candidate group and a base station, a second channel value between the first relay terminal candidate group and a reception terminal, Selecting a first relay terminal from the first relay terminal candidate group; Determining a second relay terminal candidate group having a harmonic mean value for the first and second channel values equal to or greater than a threshold value in the first relay terminal candidate group; And selecting a second relay terminal from the second relay terminal candidate group according to a difference between a channel phase between the receiving terminal and the first relay terminal and a channel phase between the receiving terminal and the second relay terminal candidate group A relay terminal selection method is provided.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1중계 단말 후보군과 기지국 사이의 제1채널값, 상기 제1중계 단말 후보군과 수신 단말 사이의 제2채널값을 이용하여, 상기 제1중계 단말 후보군에서 제2중계 단말 후보군을 결정하는 단계; 상기 수신 단말과 제1중계 단말 사이의 채널 위상 및 상기 수신 단말과 상기 제2중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 상기 제2중계 단말 후보군에서 제2중계 단말을 선택하는 단계; 및 상기 수신 단말과 상기 제1중계 단말 사이의 채널 위상, 상기 수신 단말과 상기 제2중계 단말 사이의 채널 위상 및 상기 수신 단말과 제3중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 상기 제3중계 단말 후보군에서 제3중계 단말을 선택하는 단계를 포함하는 협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an access terminal using a first channel value between a first relay terminal candidate group and a base station, a second channel value between the first relay terminal candidate group and a reception terminal, Determining a second relay terminal candidate group in the first relay terminal candidate group; Selecting a second relay terminal from the second relay terminal candidate group according to a difference between a channel phase between the receiving terminal and the first relay terminal and a channel phase between the receiving terminal and the second relay terminal candidate group; And a channel phase between the reception terminal and the first relay terminal, a channel phase between the reception terminal and the second relay terminal, and a channel phase between the reception terminal and the third relay terminal candidate group, And selecting a third relay terminal from the relay terminal candidate group, a relay terminal selection method is provided.
본 발명에 따르면, 복수의 중계 단말이 신호를 중계하는 협력 통신 시스템에서 중계 단말 후보군과 수신 단말 사이의 채널에 대한 위상을 고려하여 중계 단말을 선택함으로써, 수신 단말이 수신하는 신호의 SNR을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, in a cooperative communication system in which a plurality of relay terminals relay signals, the relay terminal is selected in consideration of the phase of the channel between the relay terminal candidate group and the reception terminal, thereby improving the SNR of the signal received by the reception terminal .
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 협력 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 제1중계 단말과 제2중계 단말 사이의 위상 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 중계 단말 후보군의 단말중에서 중계 단말로 선택되지 않은 단말과 제1중계 단말 사이의 위상 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따라서 선택된 중계 단말을 이용할 경우의 채널 응답 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따라서 선택된 중계 단말을 이용할 경우의 비트 오류 확률을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a cooperative communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of selecting a relay terminal in a cooperative communication system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the phase relationship between the first relay terminal and the second relay terminal.
4 is a diagram showing a phase relation between a terminal not selected as a relay terminal and a first relay terminal among the terminals of the relay terminal candidate group.
5 is a flowchart illustrating a relay terminal selection method in a cooperative communication system according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining channel response characteristics when a relay terminal selected according to the present invention is used.
7 is a diagram for explaining a bit error probability when a relay terminal selected according to the present invention is used.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
무선 통신 시스템에서 기지국과 수신 단말 사이의 거리가 멀거나 장애물 등의 영향으로 직접 경로가 존재하지 않을 경우, 신호 송수신에 어려움을 겪는다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 중계기를 이용해 기지국의 통신 범위를 확장 시키고 무선 통신의 음영 지역을 제거하는 멀티 홉 시스템이 제안되었다. 그리고 더 나아가, 복수의 중계 단말을 통해 신호를 중계하는 협력 통신 시스템이 제안되었다.In a wireless communication system, when a distance between a base station and a receiving terminal is long or a direct path does not exist due to an obstacle or the like, it is difficult to transmit and receive signals. To solve this problem, a multi-hop system has been proposed in which the communication range of the base station is extended using a repeater and the shadow area of the wireless communication is removed. Further, a cooperative communication system for relaying signals through a plurality of relay terminals has been proposed.
하나의 중계 단말을 선택한다면, 전술된 BHM 방법을 이용하여, 최적의 중계 단말을 선택할 수 있지만, 복수의 중계 단말을 선택해야 하는 협력 통신 시스템에서는, 중계 단말들이 전송하는 신호의 위상차에 의해, 수신 단말이 수신하는 수신 신호의 감쇄가 발생할 수 있다. 그리고 이러한 감쇄에 의해 수신 단말에서의 수신 신호의 SNR이 낮아질 수 있다.If a single relay terminal is selected, an optimal relay terminal can be selected using the above-described BHM method. However, in a cooperative communication system in which a plurality of relay terminals must be selected, Attenuation of the reception signal received by the terminal may occur. By this attenuation, the SNR of the reception signal at the reception terminal can be lowered.
이에 본 발명은, 협력 통신을 이용하는 무선 멀티 홉 시스템에서, SNR을 향상시킬 수 있는 중계 단말 선택 방법을 제안한다.Accordingly, the present invention proposes a relay terminal selection method capable of improving SNR in a wireless multi-hop system using cooperative communication.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 협력 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에서는 3개의 중계 단말이 선택되는 경우가 일실시예로서 설명되나, 실시예에 따라서 2개 또는 4개 이상의 중계 단말이 선택될 수 있다.1 is a diagram for explaining a cooperative communication system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, three relay terminals are selected as one embodiment. However, two or four or more relay terminals can be selected according to the embodiment.
본 발명에 따른 협력 통신 시스템은, 기지국(110), 중계 단말 후보군(120) 및 수신 단말(130)을 포함한다.The cooperative communication system according to the present invention includes a
협력 통신 시스템에서, 기지국(110)이 전송한 신호는 중계 단말 후보군(120) 중에서 선택된 중계 단말을 거쳐 수신 단말(130)로 전송된다. 기지국(110)은 중계 단말 후보군(120) 중에서 신호를 중계할 중계 단말을 선택한다. 중계 단말 후보군(120)은 다양한 방법으로 결정될 수 있으며, 예를 들어, 기지국(110)과 수신 단말(130) 사이의 신호 전송 경로 상에 위치한 단말들이 중계 단말 후보군(120)으로 결정될 수 있다.In the cooperative communication system, a signal transmitted from the
기지국(110)은, 기지국(110)과 중계 단말 후보군(120) 사이의 채널에 대한 채널값(HBS,r), 중계 단말 후보군(120)과 수신 단말(130) 사이의 채널에 대한 채널값(Hr,D)을 이용하여 중계 단말을 선택한다. 도 1에서, r의 아래 첨자는, 중계 단말 후보군(120)에 포함된 단말의 인덱스를 나타낸다.The
이를 위해, 중계 단말 후보군(120)은 기지국(110)과의 채널에 대한 채널 추정을 수행하고 추정된 채널 값을 기지국(110)으로 전송할 수 있다. 또한, 중계 단말 후보군(120) 또는 수신 단말(130)은, 중계 단말 후보군(120)과 수신 단말(130) 사이의 채널에 대한 채널 추정을 수행하고, 추정된 채널 값을 기지국(110)으로 전송할 수 있다.For this purpose, the relay
기지국(110)은 먼저, 중계 단말 후보군(120)과 기지국(110) 사이의 제1채널값(HBS,r), 중계 단말 후보군(120)과 수신 단말(130) 사이의 제2채널값(Hr,D)을 이용하여, 중계 단말 후보군(120)에서 제1중계 단말(121)을 선택한다. The
그리고 기지국(110)은 수신 단말(130)과 제1중계 단말(121) 사이의 채널의 위상과, 수신 단말(130)과 중계 단말 후보군(120) 사이의 채널의 위상의 차이에 따라서, 중계 단말 후보군(120)에서 제2중계 단말(122)을 선택한다. 채널에 대한 위상은 채널값으로부터 계산될 수 있으며, 위상차가 90도 이상 즉, 예각보다 클 경우 신호의 감쇄가 커질 수 있기 때문에, 기지국(110)은 제2중계 단말(122)을 선택하기 위해 위상차를 고려한다.The
마찬가지로 기지국(110)은 제3중계 단말(123)을 선택하기 위해 위상차를 고려한다. 기지국(110)은 수신 단말(130)과 제1중계 단말(121) 사이의 채널에 대한 위상, 수신 단말(130)과 제2중계 단말(122) 사이의 채널에 대한 위상, 그리고 수신 단말(130)과 중계 단말 후보군(120) 사이의 채널에 대한 위상의 차이에 따라서, 중계 단말 후보군(120)에서 제3중계 단말(123)을 선택할 수 있다.Similarly, the
만일, 기지국이 제4중계 단말을 선택한다면, 수신 단말과 제1중계 단말 사이의 채널에 대한 위상, 수신 단말과 제2중계 단말 사이의 채널에 대한 위상, 수신 단말과 제3중계 단말 사이의 채널에 대한 위상, 그리고 수신 단말과 중계 단말 후보군 사이의 채널에 대한 위상의 차이에 따라서, 중계 단말 후보군에서 제4중계 단말을 선택할 수 있다.If the base station selects the fourth relay terminal, the phase of the channel between the receiving terminal and the first relay terminal, the phase of the channel between the receiving terminal and the second relay terminal, the phase between the receiving terminal and the third relay terminal And the fourth relay terminal can be selected in the relay terminal candidate group according to the phase difference between the receiving terminal and the relay terminal candidate group.
실시예에 따라서, 제2 및 제3중계 단말을 선택하기 위해 이용되는 중계 단말 후보군은 제1중계 단말을 선택하기 위해 이용되는 중계 단말 후보군과 다를 수 있다. 예컨대, 기지국은 제2중계 단말 선택을 위한 중계 단말 후보군에서 이미 선택된 제2중계 단말을 제외하고, 제2중계 단말이 제외된 중계 단말 후보군에서 추가적으로 중계 단말을 선택할 수 있다.According to the embodiment, the relay terminal candidate group used for selecting the second and third relay terminals may be different from the relay terminal candidate group used for selecting the first relay terminal. For example, the base station may select a relay terminal from the relay terminal candidate group excluding the second relay terminal, except for the second relay terminal already selected in the relay terminal candidate group for selecting the second relay terminal.
결국 본 발명에 따르면, 복수의 중계 단말이 신호를 중계하는 협력 통신 시스템에서 중계 단말 후보군과 수신 단말 사이의 채널에 대한 위상을 고려하여 중계 단말을 선택함으로써, 수신 단말이 수신하는 신호의 SNR을 향상시킬 수 있다.As a result, according to the present invention, in a cooperative communication system in which a plurality of relay terminals relay signals, a relay terminal is selected in consideration of a phase of a channel between a relay terminal candidate group and a reception terminal to improve the SNR of a signal received by the reception terminal .
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 3은 제1중계 단말과 제2중계 단말 사이의 위상 관계를 나타내는 도면이며, 도 4는 중계 단말 후보군의 단말중에서 중계 단말로 선택되지 않은 단말과 제1중계 단말 사이의 위상 관계를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a flowchart for explaining a relay terminal selection method in a cooperative communication system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing a phase relation between a first relay terminal and a second relay terminal, Is a diagram showing a phase relation between a terminal not selected as a relay terminal and a first relay terminal among the terminals of the relay terminal candidate group.
본 발명에 따른 기지국은 제1중계 단말 후보군과 기지국 사이의 제1채널값, 제1중계 단말 후보군과 수신 단말 사이의 제2채널값을 이용하여, 제1중계 단말 후보군에서 제1중계 단말을 선택(S210)한다. 기지국은 일실시예로서, 제1중계 단말 후보군에 포함된 단말 중, 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값이 최대인 단말을 제1중계 단말로 선택할 수 있다.The base station according to the present invention selects the first relay terminal from the first relay terminal candidate group using the first channel value between the first relay terminal candidate group and the base station and the second channel value between the first relay terminal candidate group and the reception terminal (S210). The base station may select, as a first relay terminal, a terminal having a maximum harmonic average value of the first and second channel values among the terminals included in the first relay terminal candidate group.
조화 평균(
이후 기지국은, 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값이 임계값 이상인 단말들의 집합인 제2중계 단말 후보군을 제1중계 단말 후보군에서 결정(S22)하고, 수신 단말과 제1중계 단말 사이의 채널 위상 및 수신 단말과 제2중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 제2중계 단말 후보군에서 제2중계 단말을 선택 (S230)한다.The base station then determines (S22) a second relay terminal candidate group, which is a set of terminals having a harmonic average value of the first and second channel values, equal to or higher than a threshold value, at a first relay terminal candidate group (S22) And selects the second relay terminal from the second relay terminal candidate group according to the channel phase difference and the channel phase difference between the receiving terminal and the second relay terminal candidate group (S230).
여기서, 임계값(
단계 S230에서 기지국은 제2중계 단말을 선택하기 위해, 수신 단말과 제1중계 단말 사이의 채널 위상 및 수신 단말과 제2중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이(α)가, 도 3에 도시된 바와 같이, 예각을 나타내는(constructive superposition) 단말을 제2중계 단말 후보군 중에서 제2중계 단말로 선택할 수 있다. 도 3에서, H1은 제1중계 단말과 수신 단말 사이의 채널값, 즉 채널 벡터를 나타내고, H2는 제2중계 단말과 수신 단말 사이의 채널 벡터를 나타내다. 그리고 H는 합성된 채널 벡터를 나타낸다.In step S230, the base station selects the second relay terminal by comparing the channel phase between the receiving terminal and the first relay terminal and the difference (alpha) between the receiving terminal and the second relay terminal candidate group, As a result, a constructive superposition terminal can be selected as the second relay terminal among the second relay terminal candidate groups. In FIG. 3, H 1 denotes a channel value between a first relay terminal and a reception terminal, that is, a channel vector, and H 2 denotes a channel vector between the second relay terminal and the reception terminal. And H denotes a synthesized channel vector.
전술된 바와 같이, 중계 단말들과 수신 단말 사이의 채널의 위상차(α')가 도 4에 도시된 바와 같이, 예각이 아닌 90도 이상일 때, 중계 단말로부터 전송된 신호가 중첩될 경우(destructive superposition), 신호 감쇄가 심해져 수신 신호의 SNR이 낮아질 수 있으므로, 본 발명에 따른 기지국은 중계 단말들과 수신 단말 사이의 채널 위상차가 예각이 될 수 있도록 제2중계 단말을 선택한다. 도 4에서, H1'은 제1중계 단말과 수신 단말 사이의 채널 벡터를 나타내고, H2'은 중계 단말 후보군의 단말중에서 중계 단말로 선택되지 않은 단말을 나타낸다. 그리고 H'은 합성된 채널 벡터를 나타낸다.As described above, when the phase difference? 'Of the channel between the relay terminals and the reception terminal is 90 degrees or more, not an acute angle, as shown in FIG. 4, when the signals transmitted from the relay terminal are superposed , The signal attenuation becomes severe and the SNR of the received signal may be lowered. Therefore, the base station according to the present invention selects the second relay terminal so that the channel phase difference between the relay terminals and the receiving terminal becomes acute. In FIG. 4, H 1 'represents a channel vector between the first relay terminal and the reception terminal, and H 2 ' represents a terminal that is not selected as a relay terminal among the terminals of the relay terminal candidate group. And H 'denotes a synthesized channel vector.
예컨대, 제1중계 단말과 수신 단말 사이의 채널의 위상과, 단말 A와 수신 단말 사이의 채널의 위상의 차이가 50도이고, 제1중계 단말과 수신 단말 사이의 채널의 위상과, 단말 B와 수신 단말 사이의 채널의 위상의 차이가 120도라면, 기지국은 단말 A를 제2중계 단말로 선택할 수 있다.For example, when the difference between the phase of the channel between the first relay terminal and the reception terminal and the phase of the channel between the terminal A and the reception terminal is 50 degrees, the phase of the channel between the first relay terminal and the reception terminal, If the difference in the phase of the channel between the receiving terminals is 120 degrees, the base station can select the terminal A as the second relay terminal.
특히, 본 발명에 따른 협력 통신 시스템이 부반송파별로 신호를 전송하는 OFDM 시스템에 기반한 경우, 기지국은 제2중계 단말 후보군에서, 전술된 위상 차이가 예각을 나타내는 부반송파의 개수가 최대인 중계 단말을 제2중계 단말로 선택할 수 있다. 부반송파가 각각 별도의 부채널을 나타내므로, 기지국은 부채널별로 위상 차이를 계산하여 제2중계 단말을 선택할 수 있다.In particular, when the cooperative communication system according to the present invention is based on an OFDM system in which signals are transmitted on a subcarrier basis, the base station transmits, in the second relay terminal candidate group, the relay terminal having the maximum number of subcarriers, It can be selected as a relay terminal. Since each subcarrier represents a separate subchannel, the base station can select the second relay terminal by calculating the phase difference for each subchannel.
실시예에 따라서, 본 발명에 따른 기지국은 수신 단말과 제1중계 단말 사이의 채널 위상, 수신 단말과 제2중계 단말 사이의 채널 위상 및 수신 단말과 제3중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 제3중계 단말 후보군에서 제3중계 단말을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a base station according to the present invention may include a channel phase between a receiving terminal and a first relay terminal, a channel phase between a receiving terminal and a second relay terminal, and a channel phase between a receiving terminal and a third relay terminal candidate group Therefore, the third relay terminal candidate group may further include a step of selecting the third relay terminal.
제2중계 단말을 선택하는 방법과 동일하게 기지국은 채널 위상의 차이가 예각을 나타내는 단말을 제3중계 단말 후보군에서 제3중계 단말로 선택할 수 있으며, OFDM 시스템 환경에서는 제3중계 단말 후보군에서, 위상의 차이가 예각을 나타내는 부반송파의 개수가 최대인 단말을 제3중계 단말로 선택할 수 있다.In the same manner as the method of selecting the second relay terminal, the base station can select a terminal having a sharp angular difference in channel phase from the third relay terminal candidate group to the third relay terminal. In the OFDM system environment, The maximum number of subcarriers that exhibit a sharp angle can be selected as the third relay terminal.
한편, 제3중계 단말 후보군은 제2중계 단말 후보군에서, 제2중계 단말이 제외된 후보군일 수 있다.On the other hand, the third relay terminal candidate group may be a candidate group from which the second relay terminal is excluded from the second relay terminal candidate group.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a relay terminal selection method in a cooperative communication system according to another embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 기지국은 제1중계 단말 후보군과 기지국 사이의 제1채널값, 제1중계 단말 후보군과 수신 단말 사이의 제2채널값을 이용하여, 제1중계 단말 후보군에서 제2중계 단말 후보군을 결정(S510)한다. 그리고 수신 단말과 제1중계 단말 사이의 채널 위상 및 수신 단말과 제2중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 제2중계 단말 후보군에서 제2중계 단말을 선택(S520)한다. 그리고 수신 단말과 제1중계 단말 사이의 채널 위상, 수신 단말과 제2중계 단말 사이의 채널 위상 및 수신 단말과 제3중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 제3중계 단말 후보군에서 제3중계 단말을 선택(S530)한다.The base station according to the present invention uses the first channel value between the first relay terminal candidate group and the base station and the second channel value between the first relay terminal candidate group and the reception terminal to calculate the second relay terminal candidate group in the first relay terminal candidate group (S510). Then, the second relay terminal candidate group is selected (S520) according to the difference between the channel phase between the receiving terminal and the first relay terminal and the channel phase between the receiving terminal and the second relay terminal candidate group. In accordance with the difference between the channel phase between the receiving terminal and the first relay terminal, the channel phase between the receiving terminal and the second relay terminal, and the channel phase between the receiving terminal and the third relay terminal candidate group, the third relay terminal candidate group The relay terminal is selected (S530).
여기서, 제1중계 단말은 제1중계 단말 후보군에서, 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값이 최대인 중계 단말일 수 있으며, 단계 S520에서 기지국은, 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값이 임계값 이상인 제2중계 단말 후보군을, 제1중계 단말 후보군에서 결정할 수 있다. 그리고 임계값은 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값에 따라 결정될 수 있다.Here, the first relay terminal may be a relay terminal having a maximum harmonic average value for the first and second channel values in the first relay terminal candidate group, and in step S520, the base station transmits the harmony of the first and second channel values The second relay terminal candidate group whose average value is equal to or larger than the threshold value can be determined by the first relay terminal candidate group. And the threshold value may be determined according to the harmonic mean value for the first and second channel values.
또한 기지국은 단계 S520 및 S530에서 채널 위상의 차이가 예각을 나타내는 단말을 중계 단말 후보군 중에서 중계 단말로 선택할 수 있으며, OFDM 시스템 환경에서는 위상의 차이가 예각을 나타내는 부반송파의 개수가 최대인 중계 단말을 제2 및 제3중계 단말 후보군 각각에서 제2 및 제3중계 단말로 선택할 수 있다.In step S520 and step S530, the base station can select a terminal having an acute angle difference in the channel phase as a relay terminal among the relay terminal candidate groups. In the OFDM system environment, the relay terminal, in which the number of sub- 2 and the third relay terminal candidate group as the second and third relay terminals.
도 6은 본 발명에 따라서 선택된 중계 단말을 이용할 경우의 채널 응답(Channel Response) 특성을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따라서 선택된 중계 단말을 이용할 경우의 비트 오류 확률(BER)을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining channel response characteristics when a relay terminal selected according to the present invention is used. FIG. 7 is a view for explaining a bit error probability (BER) when using a relay terminal selected according to the present invention. Fig.
도 6 및 도 7에서, 빨간색 실선은 본 발명에 따른 시뮬레이션 결과를 나타내며, 검은색 점선은 BHM에 따라서 중계 단말을 선택한 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 그리고 검은색 실선은 임계값에 따라서 중계 단말을 선택한 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 7에서 또다른 검은색 점선은 랜덤하게 중계 단말을 선택한 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.6 and 7, a red solid line indicates a simulation result according to the present invention, and a black dotted line indicates a simulation result when a relay terminal is selected according to BHM. And the solid black line shows the simulation result when the relay terminal is selected according to the threshold value. Another black dotted line in FIG. 7 shows a simulation result in the case where the relay terminal is selected at random.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라서 중계 단말을 선택한 경우, 가장 시스템 성능이 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 6 and FIG. 7, when the relay terminal is selected according to the present invention, it can be confirmed that the system performance is the most excellent.
앞서 설명한 기술적 내용들은 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 실시예들을 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. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The above-described technical features 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 embodiments 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 device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (12)
상기 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값이 임계값 이상인, 제2중계 단말 후보군을 상기 제1중계 단말 후보군에서 결정하는 단계;
상기 수신 단말과 상기 제1중계 단말 사이의 채널 위상 및 상기 수신 단말과 상기 제2중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 상기 제2중계 단말 후보군에서 제2중계 단말을 선택하는 단계를 포함하며,
상기 제2중계 단말을 선택하는 단계는
상기 제2중계 단말 후보군에서, 상기 위상의 차이가 예각을 나타내는 부반송파의 개수가 최대인 단말을 상기 제2중계 단말로 선택하는
협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
Selecting a first relay terminal from the first relay terminal candidate group using a first channel value between the first relay terminal candidate group and the base station and a second channel value between the first relay terminal candidate group and the reception terminal;
Determining a second relay terminal candidate group having a harmonic mean value for the first and second channel values equal to or greater than a threshold value in the first relay terminal candidate group;
And selecting the second relay terminal from the second relay terminal candidate group in accordance with the difference between the channel phase between the receiving terminal and the first relay terminal and the channel phase between the receiving terminal and the second relay terminal candidate group In addition,
The step of selecting the second relay terminal
In the second relay terminal candidate group, the second relay terminal selects a terminal having a maximum number of subcarriers whose difference in phase is an acute angle
A method for selecting a relay terminal, in a collaborative communication system.
상기 제1중계 단말은
상기 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값이 최대인 중계 단말인
협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
The method according to claim 1,
The first relay terminal
And a relay terminal having a maximum harmonic average value for the first and second channel values
A method for selecting a relay terminal, in a collaborative communication system.
상기 임계값은
상기 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값에 따라 결정되는
협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
The method according to claim 1,
The threshold value
Is determined according to the harmonic mean value for the first and second channel values
A method for selecting a relay terminal, in a collaborative communication system.
상기 수신 단말과 상기 제1중계 단말 사이의 채널 위상, 상기 수신 단말과 상기 제2중계 단말 사이의 채널 위상 및 상기 수신 단말과 제3중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 상기 제3중계 단말 후보군에서 제3중계 단말을 선택하는 단계
를 더 포함하는 협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
The method according to claim 1,
In accordance with a difference between a channel phase between the receiving terminal and the first relay terminal, a channel phase between the receiving terminal and the second relay terminal, and a channel phase between the receiving terminal and the third relay terminal candidate group, Selecting the third relay terminal from the terminal candidate group
Further comprising the steps of:
상기 제3중계 단말 후보군은
상기 제2중계 단말 후보군에서, 상기 제2중계 단말이 제외된 후보군인
협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
6. The method of claim 5,
The third relay terminal candidate group
In the second relay terminal candidate group, the second relay terminal is a candidate group
A method for selecting a relay terminal, in a collaborative communication system.
상기 제3중계 단말을 선택하는 단계는
상기 제3중계 단말 후보군에서, 상기 위상의 차이가 예각을 나타내는 부반송파의 개수가 최대인 단말을 상기 제3중계 단말로 선택하는
협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
6. The method of claim 5,
The step of selecting the third relay terminal
In the third relay terminal candidate group, the third relay terminal selects a terminal having a maximum number of subcarriers whose difference in phase is an acute angle
A method for selecting a relay terminal, in a collaborative communication system.
상기 수신 단말과 제1중계 단말 사이의 채널 위상 및 상기 수신 단말과 상기 제2중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 상기 제2중계 단말 후보군에서 제2중계 단말을 선택하는 단계; 및
상기 수신 단말과 상기 제1중계 단말 사이의 채널 위상, 상기 수신 단말과 상기 제2중계 단말 사이의 채널 위상 및 상기 수신 단말과 제3중계 단말 후보군 사이의 채널 위상의 차이에 따라서, 상기 제3중계 단말 후보군에서 제3중계 단말을 선택하는 단계를 포함하며,
상기 제3중계 단말을 선택하는 단계는
상기 제3중계 단말 후보군에서, 상기 위상의 차이가 예각을 나타내는 부반송파의 개수가 최대인 중계 단말을 상기 제3중계 단말로 선택하는
협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
Determining a second relay terminal candidate group in the first relay terminal candidate group using a first channel value between the first relay terminal candidate group and the base station and a second channel value between the first relay terminal candidate group and the reception terminal;
Selecting a second relay terminal from the second relay terminal candidate group according to a difference between a channel phase between the receiving terminal and the first relay terminal and a channel phase between the receiving terminal and the second relay terminal candidate group; And
In accordance with a difference between a channel phase between the receiving terminal and the first relay terminal, a channel phase between the receiving terminal and the second relay terminal, and a channel phase between the receiving terminal and the third relay terminal candidate group, And selecting a third relay terminal from the terminal candidate group,
The step of selecting the third relay terminal
In the third relay terminal candidate group, the relay terminal having the maximum number of subcarriers whose difference in phase is an acute angle is selected as the third relay terminal
A method for selecting a relay terminal, in a collaborative communication system.
상기 제1중계 단말은
상기 제1중계 단말 후보군에서, 상기 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값이 최대인 중계 단말이며,
상기 제2중계 단말 후보군을 결정하는 단계는
상기 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값이 임계값 이상인 제2중계 단말 후보군을, 상기 제1중계 단말 후보군에서 결정하는
협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
9. The method of claim 8,
The first relay terminal
Wherein the first relay terminal candidate group is a relay terminal having a maximum harmonic average value for the first and second channel values,
The step of determining the second relay terminal candidate group
The second relay terminal candidate group whose harmonic mean value for the first and second channel values is equal to or greater than the threshold value is determined by the first relay terminal candidate group
A method for selecting a relay terminal, in a collaborative communication system.
상기 임계값은
상기 제1 및 제2채널값에 대한 조화 평균값에 따라 결정되는
협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
10. The method of claim 9,
The threshold value
Is determined according to the harmonic mean value for the first and second channel values
A method for selecting a relay terminal, in a collaborative communication system.
상기 제2중계 단말을 선택하는 단계는
상기 제2중계 단말 후보군에서, 상기 위상의 차이가 예각을 나타내는 부반송파의 개수가 최대인 중계 단말을 상기 제2중계 단말로 선택하는
협력 통신 시스템에서, 중계 단말 선택 방법.
9. The method of claim 8,
The step of selecting the second relay terminal
In the second relay terminal candidate group, the second relay terminal selects a relay terminal having the maximum number of subcarriers whose phase differences are acute angles
A method for selecting a relay terminal, in a collaborative communication system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170106444A KR101954527B1 (en) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Method for selecting realy terminal in cooperation communication system |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170106444A KR101954527B1 (en) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Method for selecting realy terminal in cooperation communication system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101954527B1 true KR101954527B1 (en) | 2019-03-05 |
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ID=65760197
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR101954527B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102222671B1 (en) * | 2020-07-24 | 2021-03-04 | 세종대학교 산학협력단 | MIMO-OFDM System to Improve Reliability |
-
2017
- 2017-08-23 KR KR1020170106444A patent/KR101954527B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Helmut Adam 외 2인 "Adaptive Relay Selection in Cooperative Wireless Networks" IEEE (2008.12.31.)* * |
| Yeong-Seop Ahn 외 3인 "Adaptive Relay Selection and Data Transmission Scheme for Cooperative Communication" IEICE (2016.12.31)* * |
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|---|---|---|---|---|
| KR102222671B1 (en) * | 2020-07-24 | 2021-03-04 | 세종대학교 산학협력단 | MIMO-OFDM System to Improve Reliability |
| US11115085B1 (en) | 2020-07-24 | 2021-09-07 | Industry-Academia Cooperation Group Of Sejong University | MIMO-OFDM system for increasing reliability |
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