KR101969018B1 - Precoding method for multi-user multiple-antenna system and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
본 개시는 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서의 사전부호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
다중 사용자 다중 안테나 시스템에서의 사전부호화 방법 및 장치를 개시한다. 다수의 안테나를 구비하는 제1 디바이스에 의한 하향링크 전송 방법은, 제1 디바이스가 다수의 안테나를 갖는 복수의 제2 디바이스 각각에 대한 하향링크 채널 정보를 획득하고, 상기 하향링크 채널 정보를 기초로 상기 제1 디바이스에서의 전체 전송 전력에 대한 제약 조건을 고려하여 상기 복수의 제2 디바이스들의 전송률의 합이 최대가 되도록 제1 사전부호화 행렬을 결정하며, 상기 제1 사전부호화 행렬을 기반으로 제2 사전부호화 행렬에 대한 기준 행렬을 획득하고, 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건을 만족하는 사전부호화 행렬들 중 상기 획득한 기준 행렬에 가장 근접한 사전부호화 행렬을 제2 사전부호화 행렬로 결정하고, 상기 제2 사전부호화 행렬을 사용하여 데이터 스트림을 전송함을 특징으로 한다.The present disclosure relates to a method and apparatus for pre-coding in a multi-user multi-antenna system.
A method and apparatus for pre-coding in a multi-user multi-antenna system are disclosed. A method for downlink transmission by a first device having a plurality of antennas, the method comprising: acquiring downlink channel information for each of a plurality of second devices having a plurality of antennas, based on the downlink channel information; Coding matrix so as to maximize the sum of the transmission rates of the plurality of second devices in consideration of the constraint on the total transmission power in the first device, and determine a second pre-coding matrix based on the first pre- Encoding matrix that is closest to the acquired reference matrix among the pre-coding matrices satisfying the constraint on the transmission power of each of the plurality of antennas of the first device, Coding matrix, and transmits the data stream using the second pre-coding matrix.
Description
본 개시는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 안테나 시스템에서의 사전부호화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a pre-coding method and apparatus in a multi-user multiple-input multiple-output antenna system.
페이딩(fading), 전파 감쇄, 단말 간의 간섭 등의 수학식을 해결하고, 채널 용량 증대를 위해 다중 송수신 안테나를 사용하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템이 도입되었다. MIMO 시스템에서의 기지국 또는 공유기는 통신량을 극대화하기 위해 공간 다중화 전송 기법을 이용하여 다중 데이터 스트림을 단말에 동시에 전송한다. 이 때, 다중 데이터 스트림의 전송률을 극대화하기 위해 기지국 또는 공유기는 사전부호화코드(Precoder)를 사용한다. 특히, 다중 접속을 지원하는 하향링크에서는 복수의 단말로 전송되는 신호를 동일한 대역에서 MIMO 채널을 통해 동시에 전송할 수 있다. 이 때, 기지국 또는 공유기는 복수의 단말의 신호간의 간섭을 줄이고, 단말의 전송률을 높이기 위해 각각의 단말에 전송되는 신호에 대해 서로 다른 사전부호화코드를 사용한다.A multi-input multi-output (MIMO) system using multiple transmit / receive antennas has been introduced to solve the equations such as fading, propagation attenuation, and interference between terminals. A base station or a router in a MIMO system simultaneously transmits multiple data streams to a mobile station using a spatial multiplexing transmission scheme in order to maximize traffic. At this time, in order to maximize the data rate of the multiple data streams, the base station or the router uses a precoder code. In particular, in a downlink supporting multiple access, signals transmitted to a plurality of terminals can be simultaneously transmitted through a MIMO channel in the same band. At this time, the base station or the router uses different pre-coding codes for signals transmitted to the respective terminals in order to reduce interference between signals of the plurality of terminals and increase the transmission rate of the terminals.
MIMO 시스템을 위한 사전부호화코드를 설계할 경우에는 모든 기지국의 안테나에서 전송되는 전력의 합이 미리 정해진 최대 전송 전력 이하가 되도록 하는 하향링크에 대한 전체 전송 전력 제약을 고려한다. 전체 전송 전력 제약은 다수의 전송 안테나 간의 전송 전력을 서로 공유 가능하고, 전체 전송 전력 범위 내에서 각 안테나의 전송 전력을 임의로 변경 가능한 경우에 사전부호화코드 설계에 적용된다. 전체 전송 전력 제약을 사전부호화코드 설계에 적용하는 경우, 채널의 상태에 따라서 각 안테나에 할당되는 전력이 변동되므로, 각 안테나의 전송 신호는 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 가지게 되고, 전력 증폭기의 전력 효율이 저하된다. 또한, 분산 안테나 시스템의 경우, 다수의 전송 안테나가 물리적으로 분리되어 있으므로, 전체 전송 전력 제약을 고려할 수 없는 수학식이 있다. 상기 수학식으로 최근에는 기지국의 각 안테나의 전송 전력을 일정 수준 이하로 제한하는 안테나 별 전송 전력 제약을 고려한 사전부호화코드 설계 기법에 대한 연구가 진행되고 있다.When designing a pre-coded code for a MIMO system, the total transmission power constraint for the downlink is considered so that the sum of the power transmitted from the antennas of all base stations is equal to or less than a predetermined maximum transmission power. The total transmission power constraint is applied to the pre-coding code design when the transmission power between a plurality of transmission antennas can be shared with each other and the transmission power of each antenna can be arbitrarily changed within the entire transmission power range. When the total transmission power constraint is applied to the pre-coding code design, the power allocated to each antenna varies according to the state of the channel, so that the transmission signal of each antenna has a high peak-to-average power ratio (PAPR) The power efficiency of the power amplifier is lowered. Also, in the case of a distributed antenna system, since a plurality of transmission antennas are physically separated, there is a mathematical expression that can not consider the total transmission power constraint. Recently, studies are being made on a pre-coding code design technique considering transmission power constraints for each antenna that limits the transmission power of each antenna of a base station to a certain level or less.
하지만, 안테나 별 전송 전력 제약을 고려한 MU-MIMO(Multi User-Multi Input Multi Output) 시스템에서 전체 단말의 전송률 합이 최대가 되도록 사전부호화코드를 설계할 경우, 최적의 사전부호화코드에 대한 폐쇄형(Closed-Form) 해가 존재하지 않으므로 수치 해석 기법에 기반한 반복적인 알고리즘을 이용해서 해를 구해야 한다. 즉, 안테나 별 전송 전력 제약을 만족하는 사전부호화코드의 설계는 복잡도가 매우 높다. 이에 따라, 안테나 별 송신 전력 제약을 고려한 MU-MIMO 시스템에서 사전부호화코드를 낮은 복잡도로 설계하는 기법이 필요하다.However, when a pre-coding code is designed so that the sum of the transmission rates of all terminals is maximized in a MU-MIMO (Multi User-Multi Input Multi Output) system considering transmission power constraints for each antenna, Since there is no closed-form solution, the solution must be solved using an iterative algorithm based on numerical analysis. That is, the design of the pre-coding code that satisfies the transmission power constraint for each antenna is very complex. Accordingly, there is a need for a technique for designing a pre-coding code with a low complexity in an MU-MIMO system considering transmission power limitation for each antenna.
본 개시는 안테나 별 전송 전력 제약을 만족하는 사전부호화코드를 낮은 복잡도로 설계하는 방법 및 장치를 제공한다.The present disclosure provides a method and apparatus for designing a pre-coded code that meets transmit power constraints for each antenna with low complexity.
본 개시는 안테나 별 전송 전력 제약을 만족하면서, 전체 전송 전력 제약하에서 각 단말의 하향링크 전송률 합이 최대가 되도록 하는 사전부호화코드를 제공하는 방법 및 장치를 제공한다.The present disclosure provides a method and apparatus for providing a pre-encoded code that satisfies the transmit power constraint for each antenna and maximizes the downlink transmission rate sum of each UE under the total transmission power constraint.
본 개시에 따른 다수의 안테나를 구비하는 제1 디바이스에 의한 하향링크 전송 방법은, 상기 제1 디바이스가 다수의 안테나를 갖는 복수의 제2 디바이스 각각에 대한 하향링크 채널 정보를 획득하는 과정과, 상기 하향링크 채널 정보를 기초로 상기 제1 디바이스에서의 전체 전송 전력에 대한 제약 조건을 고려하여 상기 복수의 제2 디바이스들의 전송률의 합이 최대가 되도록 제1 사전부호화 행렬을 결정하는 과정과, 상기 제1 사전부호화 행렬을 기반으로 제2 사전부호화 행렬에 대한 기준 행렬을 획득하고, 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건을 만족하는 사전부호화 행렬들 중 상기 획득한 기준 행렬에 가장 근접한 사전부호화 행렬을 제2 사전부호화 행렬로 결정하는 과정과, 상기 제2 사전부호화 행렬을 사용하여 데이터 스트림을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.A method for downlink transmission by a first device having a plurality of antennas according to the present invention includes the steps of: obtaining downlink channel information for each of a plurality of second devices having a plurality of antennas, Determining a first pre-coding matrix such that a sum of data rates of the plurality of second devices is maximized considering a constraint condition on the total transmission power of the first device based on downlink channel information; 1 matrix among the pre-coding matrices satisfying the constraint on the transmission power of each of the plurality of antennas of the first device based on the first reference matrix and the second reference matrix, Determining a pre-coding matrix closest to the first pre-coding matrix as a second pre-coding matrix; It characterized in that it comprises the step of transmitting the data stream.
본 개시에 따른 다수의 안테나를 구비하는 제1 디바이스는, 상기 제1 디바이스가 다수의 안테나를 갖는 복수의 제2 디바이스 각각에 대한 하향링크 채널 정보를 획득하는 송수신부와, 상기 하향링크 채널 정보를 기초로 상기 제1 디바이스에서의 전체 전송 전력에 대한 제약 조건을 고려하여 상기 복수의 제2 디바이스들의 전송률의 합이 최대가 되도록 제1 사전부호화 행렬을 결정하고, 상기 제1 사전부호화 행렬을 기반으로 제2 사전부호화 행렬에 대한 기준 행렬을 획득하고, 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건을 기반으로 사전부호화 행렬들 중 상기 획득한 기준 행렬에 가장 근접한 사전부호화 행렬을 제2 사전부호화 행렬로 결정하고, 상기 제2 사전부호화 행렬을 사용하여 데이터 스트림을 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
A first device having a plurality of antennas according to the present disclosure includes a transmitter and receiver for obtaining downlink channel information for each of a plurality of second devices having a plurality of antennas, Determining a first pre-coding matrix such that the sum of the transmission rates of the plurality of second devices is maximized taking into account the constraint on the total transmission power in the first device, and based on the first pre- Obtaining a reference matrix for a second pre-coding matrix, and based on a constraint on transmission power at each of a plurality of antennas of the first device, a pre-coding matrix closest to the obtained reference matrix among the pre- Coding matrix, and to transmit the data stream using the second pre-coding matrix, And a control unit for controlling the receiving unit.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 사전부호화코드를 적용한 MU-MIMO 시스템에서의 데이터 스트림 전송 방식을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 MU-MIMO 시스템에서의 사전부호화코드 결정 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 제1 사전 부호화기를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 제2 사전 부호화기를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 제2 사전부호화코드를 기초로 전송 심볼 벡터를 사전부호화하는 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 단말의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a data stream transmission method in an MU-MIMO system to which a pre-coding code according to an embodiment of the present disclosure is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of determining a pre-coding code in an MU-MIMO system according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a diagram illustrating a method for determining a first pre-encoder according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a diagram illustrating a method for determining a second pre-encoder according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram illustrating a method of precoding a transmission symbol vector based on a second pre-coding code according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a diagram showing a configuration of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a diagram showing a configuration of a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
이하, 본 개시의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예들을 설명함에 있어서 본 개시의 실시예들이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시의 실시예들과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 실시예들의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of techniques which are well known in the art to which the embodiments of the present disclosure belong, and which are not directly related to the embodiments of the present disclosure will not be described. This is for the sake of clarity without omitting the gist of the embodiments of the present disclosure by omitting the unnecessary explanation.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.
본 개시의 실시예들에 의한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시의 실시예들은 이하에서 개시되는 것들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 개시의 실시예들은 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시의 청구하고자 하는 바는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the embodiments of the present disclosure, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the embodiments of the present disclosure may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the specific details set forth herein below except that the embodiments of the present disclosure are intended to be illustrative only, And the claims of this disclosure are only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.At this point, it will be appreciated that the combinations of blocks and flowchart illustrations in the process flow diagrams may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be loaded into a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus, so that those instructions, which are executed through a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, Thereby creating means for performing functions. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement the functionality in a particular manner so that the computer usable or computer readable memory The instructions stored in the block diagram (s) are also capable of producing manufacturing items containing instruction means for performing the functions described in the flowchart block (s). Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible for the instructions to perform the processing equipment to provide steps for executing the functions described in the flowchart block (s).
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative implementations, the functions mentioned in the blocks may occur out of order. For example, two blocks shown in succession may actually be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU(central processing unit)들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.Herein, the term " part " used in the present embodiment means a hardware component such as software or an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit) Lt; / RTI > However, 'part' is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors. Thus, by way of example, 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components. In addition, the components and components may be implemented to play back one or more central processing units (CPUs) within a device or a secure multimedia card.
본 명세서에서 청구하고자 하는 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템 및 서비스에도 본 명세서에 개시된 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 당해 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다. It is to be understood that the subject matter underlying the subject matter may be applied to other communication systems and services having similar technical backgrounds without departing from the scope of the disclosure herein as it is understood by those skilled in the art .
본 발명에서의 사전부호화코드 설계 방법은 단말의 전송률 합을 최대화하는 경우에 국한되지 않고, 각 단말의 전송률 중 가장 작은 값의 전송률에 복수의 사전부호화코드를 적용하였을 때 상기 전송률이 최대화되는 경우, 단말의 전송률이 기준이 이하로 낮아지는(Outage) 확률을 최소화하는 경우 등에도 상식적인 수준에서의 구조 변경을 통해 적용 가능하다. 또한, 본 발명에서 제안된 기법은 MU-MIMO 시스템을 고려하고 있으므로, 이에 포함되는 SU-MIMO(Single-User Multi-Input Multi-Output, MU-MISO(Multi-User Multi-Input Single-Output) 시스템에도 제안된 사전부호화코드 설계 방법을 적용할 수 있다.The method of designing a pre-coded code according to the present invention is not limited to maximizing a rate of a terminal, and when a plurality of pre-coded codes are applied to a transmission rate having a smallest value among the rates of the terminals, It is possible to apply the structure change at a common level even when the rate of the terminal is minimized to the probability that the base station rate is lowered (outage). In addition, since the present invention considers the MU-MIMO system, the present invention can be applied to a multi-user multi-input single-output (MU-MISO) system including SU-MIMO It is possible to apply the proposed pre-coding code design method.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 사전부호화코드를 적용한 MU-MIMO 시스템에서의 데이터 스트림 전송 방식을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a data stream transmission method in an MU-MIMO system to which a pre-coding code according to an embodiment of the present disclosure is applied.
도 1을 참조하면, MU-MIMO 시스템(1000)에서의 기지국(100)은 Nt개의 안테나를 포함하고, K대의 단말(200-1, 200-2,.., 200-K)은 각각 NrK개의 안테나를 포함한다. 이 때, 단말 K에 대응되는 하향링크 채널 Hk는 NrK x Nt 행렬로 표현된다.1, the
기지국(100)은 먼저 각 단말(200-1, 200-2,.., 200-K)에 대한 하향링크 채널 정보를 획득하고, 하향링크 채널 정보를 이용하여 전체 전송 전력 제약하에서 최적의 사전부호화코드인 제1 사전부호화코드를 결정한 후, 안테나 별 전송 전력 제약도 고려하여 전체 전송 전력 제약하에서의 최적의 사전부호화코드인 제2 사전부호화코드를 결정한다. 이 때, 기지국(100)은 안테나 별 전송 전력 제약을 고려한 제2 사전부호화코드를 MSE(Minimum Mean Square Error)를 최소화하는 관점에서 결정한다. 또한, 기지국(100)은 안테나 별 전송 전력 제약도 고려하여 전체 전송 전력 제약하에서의 제2 사전부호화코드를 결정하는 수학식을 쌍대 최적화 수학식(Dual Optimization Problem)로 변환하여 해를 구함으로써 설계 복잡도를 줄인다. 단말 K를 위해 결정된 제2 사전부호화코드는 Nt x Ns,K 행렬 Wk로 표현된다. The
기지국(100)은 각 단말(200-1, 200-2,.., 200-K)에 다수의 데이터 스트림을 사전부호화 기반의 공간 다중화를 통해 동일 주파수 대역에서 동시에 전송하기 위하여, 데이터를 각 단말 별로 심볼 변조 후 S/P(Serial to Parallel) 변환을 수행하고, 전송 심볼 벡터를 결정한다. 이 때, S/P 변환은 다중 데이터 스트림 전송을 위하여 수행된다. 전송 심볼 벡터는 데이터 심볼에 대한 벡터이다. The
단말 K(200-K)에 동시에 전송되는 심볼 수를 Ns,K라고 가정하면, 단말 K로 전송되는 심볼 벡터인 전송 심볼 벡터 bk는 Ns,K x 1 벡터로 표현된다. 기지국(100)은 전송 심볼 벡터 bk에 제2 사전부호화코드를 적용해서 단말(200)에 전송할 최종 전송 심볼 벡터를 생성하고, 상기 최종 전송 심볼 벡터의 각 원소에 대응되는 전송 신호를 다중 데이터 스트림 형태로 단말(200-1, 200-2,.., 200-K)에 동시에 전송한다. 단말(200-1, 200-2,.., 200-K)은 상기 전송 신호를 수신하여, 상기 전송 신호를 기초로 각 단말(200-1, 200-2,.., 200-K)에 해당하는 데이터 스트림을 복원한다. Assuming that the number of symbols simultaneously transmitted to the terminal K (200-K) is N s, K , the transmission symbol vector b k, which is a symbol vector transmitted to the terminal K, is represented by N s and K x 1 vectors. The
도 1에서는 설명의 편의를 위해 기지국(100)으로 예를 들었으나, 기지국(100)은 하나의 예로써 이에 제한되지 않고, 공유기, 중계기 등으로 구현될 수 있다.In FIG. 1, the
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 MU-MIMO 시스템에서의 사전부호화코드 결정 방법을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a method of determining a pre-coding code in an MU-MIMO system according to an embodiment of the present disclosure.
도 2를 참조하면, 기지국은 단계 201에서 각 단말에 대한 하향링크 채널 정보를 획득한다.Referring to FIG. 2, in
예를 들어, 주파수 분할 이중화(FDD; Frequency Division Duplex) 시스템의 경우, 단말은 미리 알고 있는 프리앰블, 파일럿, 참조(Reference) 신호 등을 이용해서 하향링크 채널 정보를 추정한 후, 상향링크 채널을 통해 하향링크 채널 정보를 기지국으로 전송한다.For example, in a Frequency Division Duplex (FDD) system, a UE estimates downlink channel information using a preamble, a pilot, a reference signal, etc., which are known in advance, And transmits the downlink channel information to the base station.
또한, 예를 들어, 시분할 이중화(TDD; Time Division Duplex) 시스템에서 상향링크 채널과 하향링크 채널의 대칭성이 보장되는 경우, 상향링크 채널을 하향링크에서 동일하게 사용한다. 반면, 시분할 이중화 시스템에서 상향링크 채널과 하향링크 채널의 대칭성이 보장되지 않는 경우, 주파수 분할 이중화 시스템과 동일하게 단말이 하향링크 채널 정보를 추정한 후 기지국으로 전송함으로써, 기지국은 각 단말의 하향링크 채널 정보를 획득한다.Also, for example, when the symmetry of the uplink channel and the downlink channel is ensured in a time division duplex (TDD) system, the uplink channel is used in the downlink in the same manner. On the other hand, when the symmetry of the uplink channel and the downlink channel is not ensured in the time division duplexing system, the terminal estimates the downlink channel information in the same manner as the frequency division duplexing system and transmits the downlink channel information to the base station, And acquires channel information.
기지국은 단계 202에서 하향링크 채널 정보를 기초로 전체 전송 전력 제약을 고려하여 각 단말의 전송률 합이 최대가 되도록 제1 사전부호화코드를 결정한다.In
구체적인 제1 사전부호화코드 결정 방법은 도 3을 통해 후술한다.A concrete first pre-coding code determination method will be described later with reference to FIG.
기지국은 단계 203에서 제1 사전부화기를 기초로 안테나 별 전송 전력 제약하에서 제2 사전부호화코드를 결정한다.The base station determines in step 203 a second pre-encoding code under a per-antenna transmit power constraint based on the first precoder.
구체적으로, 기지국은 전체 전송 전력 제약하에서 결정된 제1 사전부호화코드 및 상기 제1 사전부호화코드를 결정하면서 계산된 파라미터를 이용해서 안테나 별 전송 전력 제약을 고려한 제2 사전부호화코드를 결정한다. 이 때, 전체 전송 전력 제약하에서 결정된 제1 사전부호화코드와 안테나 별 전송 전력 제약하에서 결정된 제2 사전부호화코드의 거리가 MSE 기준에서 최소가 되도록 한다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 MSE 기준에서 제1 및 제2 사전부호화코드 사이의 거리를 L2-norm 거리로 정의한다. 제1 및 제2 사전부호화코드 사이의 거리는 필요에 따라 절대값을 기준으로 하는 L1-norm 거리, 3승을 기준으로 하는 L3-norm 거리 등으로 변형할 수 있다.Specifically, the base station determines a first pre-encoding code and a second pre-encoding code considering the transmit power constraint for each antenna using the calculated parameters while determining the first pre-encoding code and the first pre-encoding code determined under the total transmit power constraint. At this time, the distance between the first pre-coding code determined under the total transmission power constraint and the second precoded code determined under the transmission power constraint for each antenna is made minimum in the MSE standard. In the present invention, for convenience of description, the distance between the first and second pre-coded codes in the MSE standard is defined as an L2-norm distance. The distance between the first and second pre-coded codes can be transformed into an L1-norm distance based on an absolute value, an L3-norm distance based on a third power, and the like, if necessary.
구체적인 제2 사전부호화코드 결정 방법은 도 4를 통해 후술한다.A concrete second pre-coding code determination method will be described later with reference to FIG.
기지국은 단계 204에서 제2 사전부호화코드를 기초로 전송 심볼 벡터를 사전부호화 한다. In
즉, 기지국은 제2 사전부호화코드를 결정하기 전에 사용되던 사전부호화코드를 제2 사전부호화코드로 갱신하여, 제2 사전부호화코드를 기초로 전송 심볼 벡터를 사전부호화 한다. 전송 심볼 벡터는 사전부호화 되어 각 단말에 전송된다. 제2 사전부호화코드를 결정하기 전에 사용되던 사전부호화코드는 기지국에 의해 미리 결정된 사전부호화코드일 수 있다.That is, the base station updates the pre-coding code used before determining the second pre-coding code to the second pre-coding code, and pre-codes the transmission symbol vector based on the second pre-coding code. The transmission symbol vector is pre-coded and transmitted to each terminal. The pre-coded code used before determining the second pre-coded code may be a pre-coded code predetermined by the base station.
구체적인 전송 심볼 사전부호화 방법은 도 5를 통해 후술한다.A concrete transmission symbol pre-coding method will be described later with reference to FIG.
이하에서는 설명의 편의를 위해 각 단말의 안테나 수가 동일하고, 각 단말로 동시에 전송되는 데이터 스트림의 수가 동일한 것으로 정의한다. Hereinafter, for convenience of description, it is defined that the number of antennas of each terminal is the same, and the number of data streams simultaneously transmitted to each terminal is the same.
각 단말의 안테나 수는 다음과 같이 정의한다.The number of antennas of each terminal is defined as follows.
각 단말의 데이터 스트림 수는 다음과 같이 정의한다.The number of data streams of each terminal is defined as follows.
하지만, 본 발명은 각 단말의 안테나 수가 다른 경우와 각 단말에 동시에 전송되는 데이터 스트림의 수가 다른 경우에도 적용 가능하다.However, the present invention is also applicable to the case where the number of antennas of each terminal is different and the number of data streams transmitted to each terminal is different at the same time.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 제1 사전 부호화기를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a method for determining a first pre-encoder according to an embodiment of the present disclosure.
도 3을 참조하면, 기지국은 단계 301에서 전체 전송 전력 제약을 고려하여 모든 단말의 합산 전송률을 최대로 하는 수학식을 정의한다. Referring to FIG. 3, in
구체적으로, 기지국은 단말의 신호 간의 간섭을 배제하기 위해 ZF(Zero Forcing) 전송 기법을 적용하여 수학식을 정의한다. Specifically, a base station defines a mathematical expression by applying a ZF (zero forcing) transmission scheme in order to exclude interference between signals of the UE.
정의된 수학식은 하기의 수학식 1과 같다.The defined mathematical formula is shown in Equation (1) below.
[수학식 1][Equation 1]
이 때, 단말 k의 사전부호화코드 Wk는 M x L 복소 행렬로 정의되고, IN은 N x N 단위 행렬을 나타내며, 은 잡음의 분산을 나타내고, Psum은 최대 송신 전력을 의미한다. 수학식 1의 목적식은 모든 단말의 합산 전송률을 나타낸다. 첫 번째 제약식은 K개의 단말에 전송되는 전송 전력의 합이 최대 전송 전력 이하가 되어야 한다는 전체 전송 전력 제약을 의미하며, 두 번째 제약식은 단말 간 간섭이 0이 되도록 하기 위한 ZF 전송 조건을 나타낸다. 두 번째 제약식을 만족하는 해가 존재하기 위해서는 Nt≥KNr의 조건을 만족해야 한다.At this time, the pre-coded code W k of the terminal k is defined as an M x L complex matrix, I N denotes an N x N unit matrix, Denotes the variance of the noise, and P sum denotes the maximum transmission power. The objective equation of Equation (1) represents the summation rate of all terminals. The first constraint expresses the total transmission power constraint that the sum of the transmission powers transmitted to the K terminals should be less than the maximum transmission power and the second constraint expresses the ZF transmission condition for the inter-terminal interference to be zero. In order for a solution satisfying the second constraint to exist, N t ≥ KN r must be satisfied.
기지국은 단계 302에서 각 단말의 간섭 채널에 SVD(Singular Value Decomposition) 기반의 블록 대각화 방법을 적용한다.In
여기서, SVD란, 특이값 분해를 의미한다.Here, SVD means singular value decomposition.
단말 k의 간섭 채널 는 하기의 수학식 2와 같이 정의된다.The interference channel of terminal k Is defined by the following equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
여기서, 는 행렬이 된다. 간섭 채널 에 SVD를 적용하면 하기의 수학식 3과 같이 분해된다. here, The Matrix. Interference channel SVD is decomposed as shown in Equation (3) below.
[수학식 3]&Quot; (3) "
여기서, L = 이라고 정의하면, 는 Unitary Matrix이고, 는 대각 행렬로 내림차순으로 정렬되며, 는 Unitary Matrix을 나타낸다. 은 의 처음부터까지의 열 벡터로 구성되는 행렬이고, (제1 파라미터)는 의 마지막 L개의 열 벡터로 구성되는 행렬로 의 Null Space에 대응된다. 단말 신호간의 잡음을 제거하기 위해 단말 K의 제1 사전부호화코드에 를 사용하는 경우 유효 채널(Effective Channel)은 하기의 수학식 4와 같이 행렬 로 주어진다.Here, L = ≪ / RTI > The Unitary Matrix, The Are arranged in descending order by a diagonal matrix, The Represents a Unitary Matrix. silver From the beginning of Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI > (First parameter) Lt; RTI ID = 0.0 > L < / RTI > Corresponding to the null space of FIG. In order to remove the noise between the terminal signals, the first pre- The Effective Channel is expressed as Equation 4 below procession .
[수학식 4]&Quot; (4) "
기지국은 각 단말을 위한 제1 사전부호화코드를 결정하기 위해 행렬 에 하기의 수학식 5와 같이 SVD 기반의 블록 대각화 방법을 적용한다.The base station may use a matrix to determine a first pre- The block diagonalization method based on SVD is applied as shown in Equation (5) below.
[수학식 5]&Quot; (5) "
여기서 는 Unitary Matrix이고, 는 대각 행렬로 내림차순으로 정렬되며, 는 Unitary Matrix이다. (제2 파라미터)은 의 처음부터 까지의 열 벡터로 구성되는 행렬이고, 는 의 마지막 열 벡터로 구성되는 행렬이다. here The Unitary Matrix, The Are arranged in descending order by a diagonal matrix, The Unitary Matrix. (Second parameter) From the beginning of Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI > The The end of And a column vector.
기지국의 ZF 송신기를 고려한 k번째 단말의 제1 사전부호화 행렬 는 하기의 수학식 6과 같이 표현된다.The first pre-coding matrix of the k < th > terminal considering the ZF transmitter of the base station Is expressed by Equation (6) below.
[수학식 6]&Quot; (6) "
이 때 는 행렬로 diag(, ,, , 0,, 0)의 값을 가지고, 은 k번째 단말의 n번째 데이터 스트림에 할당되는 전력을 나타낸다. 수학식 6을 수학식 1에 대입하면 기지국의 ZF 송신기를 고려한 제1 사전부호화코드를 결정하는 수학식은 하기의 수학식 7과 같이 정의된다.At this time The The matrix diag ( , , , , 0, , 0), < / RTI > Represents the power allocated to the n-th data stream of the k-th terminal. When Equation (6) is substituted into Equation (1), the equation for determining the first pre-coding code considering the ZF transmitter of the base station is defined as Equation (7) below.
[수학식 7]&Quot; (7) "
기지국은 단계 303에서 워터필링 알고리즘을 이용하여 제1 사전부호화코드를 결정하는 수학식의 최적해를 결정한다. 수학식 7에서 와 는 대각 행렬이고, 는 0이 아닌 원소를 Ns개 포함하고 있으므로, 수학식 7의 목적식은 KNs개의 독립적인 채널로 분리된다. 또한, 수학식 7의 제약식은 KNs개의 채널에 할당된 전체 전력에 대한 제약을 나타낸다. 따라서, 수학식 7의 최적해는 워터필링 알고리즘을 이용해서 결정할 수 있다.The base station determines in
기지국은 단계 304에서 수학식 7의 최적해 를 수학식 6에 대입해서 전체 전송 전력 제약을 만족하는 제1 사전부호화코드를 결정한다.The base station determines in
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 제2 사전 부호화기를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a method for determining a second pre-encoder according to an embodiment of the present disclosure.
도 4를 참조하면, 기지국은 단계 401에서 전체 전송 전력 제약하에 결정한 제1 사전부호화 행렬을 분해하여 제2 사전부호화코드의 기준 행렬을 생성한다.Referring to FIG. 4, in
먼저, 전체 전송 전력 제약을 만족하는 제1 사전부호화코드는 하기의 수학식 8과 같다.First, a first pre-coding code satisfying the total transmission power constraint is expressed by Equation (8) below.
[수학식 8]&Quot; (8) "
이 때, 는 수학식 3에서 설명한 바와 같이 하향링크 채널로부터 계산되고, Bk는 L x Ns행렬로 로 정의된다. 과 Bk는 안테나 별 전송 전력 제약하에서 제2 사전부호화코드를 결정하기 위한 기준 행렬로 사용된다.At this time, Is calculated from the downlink channel as described in Equation (3), and B k is an L x Ns matrix . And B k are used as reference matrices for determining a second pre-coded code under an antenna-specific transmission power constraint.
기지국은 단계 402에서 안테나 별 전송 전력 제약을 고려한 제2 사전부호화코드 수학식을 정의한다. 기지국이 ZF 송신기를 사용하는 경우, 모든 단말의 합산 전송률을 최대화하는 수학식은 하기의 수학식 9와 같다.In
[수학식 9]&Quot; (9) "
n번째 안테나의 최대 전송 전력을 Pn이라고 하면, Pn은 안테나 별 전송 전력 제약을 나타내는 벡터 로 표현되고, 을 만족한다. 또한, N x N 행렬 A에 대해 diag(A)는 행렬 A의 대각 원소로 구성되는 N x 1 벡터를 나타낸다. 이 때, 수학식 9의 목적식은 단말의 합산 전송률을 나타내고, 첫 번째 제약식은 안테나 별 전송 전력 제약을 의미하며, 두 번째 제약식은 단말 간 간섭이 0이 되도록 하기 위한 ZF 전송 조건을 나타낸다.a maximum transmission power of n th antenna when said P n, P n is a vector representing the specific transmission antenna power constraint Lt; / RTI > . Also, for N x N matrix A , diag ( A ) represents an N x 1 vector consisting of the diagonal elements of matrix A. In this case, the objective equation of Equation (9) represents the aggregate data rate of the UE, the first constraint expresses the transmit power constraint for each antenna, and the second constraint expresses the ZF transmission condition for the inter-terminal interference to be zero.
기지국은 단계 403에서 수학식 9에서 정의한 수학식을 단계 401에서 생성한 제2 사전부호화코드 기준 행렬에 가장 근접한 사전부호화 행렬을 결정하는 수학식으로 변형한다. 구체적으로, 기지국은 ZF 송신기를 고려하여 안테나 별 송신 전력 제약을 만족하는 제2 사전부호화코드를 수학식 10과 같이 정의한다.In
[수학식 10]&Quot; (10) "
이 때, Ak는 L x Ns 복소 행렬을 의미하고, 제2 사전부호화코드를 정의하기 위해 결정해야 하는 행렬이다. 기지국은 수학식 9에서 정의한 수학식을 안테나 별 송신 전력 제약을 만족하는 제2 사전부호화코드 Wk 중에서 전체 송신 전력 제약하에서의 제1 사전부호화코드 WS,k와 가장 근접한 행렬을 찾는 수학식으로 변형한다. 행렬 Wk와 WS,k의 거리를 MSE 기준으로 측정하는 경우, WS,k와 가장 근접한 행렬 Wk를 결정하는 수학식은 하기와 같이 수학식 11로 정의된다.At this time, A k denotes a L x N s complex matrix, and is a matrix that must be determined in order to define a second pre-coded code. The base station transforms the mathematical expression defined by equation (9) into a mathematical expression for finding a matrix closest to the first pre-coding code W S, k under the total transmission power constraint among the second precoding codes W k satisfying the transmission power constraint for each antenna do. When the distance between the matrix W k and W S, k is measured on the basis of the MSE, the equation for determining the matrix W k closest to W S, k is defined by Equation 11 as follows.
[수학식 11]&Quot; (11) "
기지국은 단계 404에서 안테나 별 전송 전력 제약을 만족하는 제2 사전부호화코드를 결정한다. The base station determines in step 404 a second pre-coding code that satisfies the per-antenna transmission power constraint.
구체적으로, 기지국은 수학식 11의 연산량을 줄이기 위해 수학식 11에 Langrange 기법을 적용해서 쌍대 최적화 수학식으로 변환한다. 쌍대 최적화 수학식으로 변환한 수학식 11은 하기와 같이 수학식 12로 정의된다.Specifically, the base station transforms the equation into a dual optimization mathematical expression by applying the Langrange technique to Equation (11) to reduce the computational amount of Equation (11). The equation (11) converted into the dual optimization mathematical expression is defined by Equation (12) as follows.
[수학식 12] &Quot; (12) "
이 때, 은 Lagrange Multiplier로서 최적화가 필요한 변수를 의미한다. 또한, Nt x Nt 대각 행렬 로 주어진다.At this time, Is a Lagrange Multiplier which means a variable that needs optimization. Also, N t x N t diagonal matrix .
수학식 11은 Convex 최적화 수학식이므로, 수학식 11과 수학식 12의 최적값이 동일하다. 또한, 수학식 12의 경우, 최적화가 필요한 변수가 Nt개 이고, 제약식이 단순하므로 최적화 수학식에서 널리 사용되는 Gradient Search 등의 방법을 이용해서 최적 을 효율적으로 구할 수 있다. Since Equation (11) is the Convex optimization equation, the optimal values of Equations (11) and (12) are the same. In the case of Equation (12), N t is the number of variables required to be optimized, and since the constraint is simple, optimal Can be efficiently obtained.
기지국은 수학식 15에서 결정한 최적 을 이용해서 안테나 별 전송 전력 제약을 만족하는 제2 사전부호화코드를 결정한다. 제2 사전부호화코드를 결정하는 수학식 13은 하기와 같다.The base station calculates the optimal And determines a second pre-coding code that satisfies the transmission power constraint for each antenna by using the second pre-coding code. Equation (13) for determining the second pre-coded code is as follows.
[수학식 13]&Quot; (13) "
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 제2 사전부호화코드를 기초로 전송 심볼을 사전부호화하는 방법을 도시한 도면이다.5 is a diagram showing a method of precoding a transmission symbol on the basis of a second pre-coded code according to the embodiment of the present disclosure.
도 5를 참조하면, 각 단말로 전송할 데이터가 결정되면 기지국은 단계 501에서 각 단말의 하향링크 채널 품질을 고려하여 채널 부호화 및 변조를 통해 각 단말 별 전송 심볼을 생성한다. Referring to FIG. 5, when data to be transmitted to each terminal is determined, the base station generates a transmission symbol for each terminal through channel coding and modulation considering the downlink channel quality of each terminal in
즉, 기지국은 데이터를 심볼 변조하여 전송 심볼을 생성한다.That is, the base station symbol-modulates data to generate a transmission symbol.
기지국은 단계 502에서 하향링크 채널을 통해 동시에 전송할 수 있는 데이터 스트림 수를 고려하여 각 단말 별 전송 심볼에 대한 S/P 변환을 수행하여 각 단말에 대한 전송 심볼 벡터를 생성한다. In
전송 심볼 벡터 b k는 Ns,k x 1 벡터로 표현된다. Ns,k는 단말 k에 동시에 전송되는 전송 심볼 수를 의미한다.The transmission symbol vector b k is represented by N s, k x 1 vectors. N s, k denotes the number of transmission symbols simultaneously transmitted to the terminal k.
기지국은 단계 503에서 제2 사전부호화코드를 각 단말 별 전송 심볼 벡터에 적용한다. 이 때, 기지국은 각 단말 별 전송 심볼 벡터에 각 단말 별로 결정된 제2 사전부호화코드를 적용한다. 더 나아가, 기지국은 제2 사전부호화코드를 적용한 각 단말 별 전송 심볼 벡터를 합하여 최종 전송 심볼 벡터를 생성한다.In
[수학식 14]&Quot; (14) "
최종 전송 심볼 벡터 x는 N t x 1 벡터로 주어진다.The final transmission symbol vector x is given by N t x 1 vector.
기지국은 단계 504에서 최종 전송 심볼 벡터 x의 각 원소에 대응되는 전송 신호를 증폭기를 거친 후 N t 개의 안테나를 통해 각 단말로 전송한다. 그리고 각 단말은 하향링크 채널을 통해 N r 개의 안테나에서 수신된 신호를 이용하여, 각 단말은 해당 단말에 전송된 전송 심볼 벡터 b k와 데이터 비트를 검출한다.In
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 본 개시와 직접적인 관련이 없는 구성 요소는 그 도시 및 설명을 생략한다. 6 is a diagram showing a configuration of a base station according to an embodiment of the present disclosure. For convenience of description, components and components not directly related to the present disclosure will not be shown and described.
도 6을 참조하면, 기지국(100)은 송수신부(110) 및 제어부(120)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
송수신부(110)는 각 단말에 대한 하향링크 채널 정보를 획득한다. 또한, 제2 사전부호화코드를 기초로 사전부호화한 최종 심볼 벡터의 각 원소에 대응되는 전송 신호를 각 단말로 전송한다. The transmission /
송수신부(110)는 ZF 송신기를 포함할 수 있다.The
제어부(120)는 획득한 하향링크 채널 정보 및 및 전체 전송 전력 제약을 기초로 제1 사전부호화코드를 결정한다. 또한, 제어부(120)는 제1 사전부호화코드 및 안테나 별 전송 전력 제약을 기초로 제2 사전부호화코드를 결정하고, 제2 사전부호화코드를 기초로 전송 심볼 벡터를 사전부호화한다. 이 때, 제어부(120)는 전송 심볼 벡터를 사전부호화하여 최종 심볼 벡터를 생성한다. The
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 단말의 구성을 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 본 개시와 직접적인 관련이 없는 구성 요소는 그 도시 및 설명을 생략한다. 7 is a diagram showing a configuration of a terminal according to an embodiment of the present disclosure. For convenience of description, components and components not directly related to the present disclosure will not be shown and described.
단말(200)은 송수신부(210) 및 제어부(220)를 포함한다.The terminal 200 includes a
송수신부(210)는 하향링크 채널 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 송수신부(210)는 기지국으로부터 사전부호화된 최종 심볼 벡터의 각 원소에 대응되는 전송 신호를 수신한다.The transmission /
제어부(220)는 수신한 전송 신호를 기초로 데이터 스트림을 복원한다.The
본 개시의 다양한 실시예들은 특정 관점에서 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 읽기 전용 메모리(read only memory: ROM: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(random access memory: RAM: 'RAM)와, 컴팩트 디스크- 리드 온니 메모리(compact disk-read only memory: CD-ROM)들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(인터넷을 통한 데이터 송신 등)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예들을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 개시의 실시예들이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.Various embodiments of the present disclosure may in particular be embodied as computer readable code in a computer readable recording medium. The computer readable recording medium is any data storage device capable of storing data that can be read by a computer system. Examples of computer readable recording media include read only memory (ROM), random access memory (RAM), compact disk-read only memory (CD-ROMs), magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and carrier waves (such as data transmission over the Internet) . The computer readable recording medium may also be distributed over networked computer systems, and thus the computer readable code is stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, code, and code segments for accomplishing the various embodiments of the present disclosure may be readily interpreted by those skilled in the art to which the embodiments of the present disclosure apply.
또한 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 콤팩트 디스크(compact disk: CD), DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 이러한 메모리는 본 개시의 실시예들을 구현하는 명령들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다. It will also be appreciated that the apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. Such software may be, for example, a volatile or nonvolatile storage device such as a storage device such as ROM, whether removable or rewritable, or a memory such as, for example, a RAM, memory chip, For example, a storage medium readable by a machine (e.g., a computer), such as a compact disk (CD), a DVD, a magnetic disk, or a magnetic tape. The method according to various embodiments of the present disclosure may be implemented by a computer or a mobile terminal including a controller and a memory, which memory stores programs or programs containing instructions embodying the embodiments of the present disclosure It will be appreciated that this is an example of a suitable machine readable storage medium.
따라서, 본 개시의 실시예들은 본 명세서의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 개시의 실시예들은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다Accordingly, embodiments of the present disclosure include a program including code for implementing the apparatus or method recited in the claims, and a storage medium readable by a machine (such as a computer) for storing such a program. In addition, such a program may be electronically transported through any medium, such as a communication signal carried over a wired or wireless connection, and embodiments of the present disclosure suitably include equivalents thereof
또한 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 프로그램 제공 장치는 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다. Also, an apparatus according to various embodiments of the present disclosure may receive and store a program from a program providing apparatus connected by wire or wirelessly. The program providing apparatus includes a memory for storing a program including instructions for causing the program processing apparatus to perform a predetermined content protection method, information necessary for the content protection method, and the like, and a program for executing a wired or wireless communication with the graphics processing apparatus A communication unit, and a control unit for requesting the graphic processing apparatus or automatically transmitting the program to the transmission / reception apparatus.
본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시 예들은 기술 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 청구하고자 하는 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 개시에 따른 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시에 따른 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.The embodiments of the present disclosure disclosed in this specification and drawings are merely illustrative of specific examples and are not intended to limit the scope of the present disclosure. It is also to be understood that the embodiments according to the present disclosure described above are merely illustrative and that those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of protection according to the present disclosure should be determined by the following claims.
본 개시의 다양한 실시예들은 특정 관점에서 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 읽기 전용 메모리(read only memory: ROM: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(random access memory: RAM: RAM)와, 컴팩트 디스크- 리드 온니 메모리(compact disk-read only memory: CD-ROM)들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(인터넷을 통한 데이터 송신 등)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예들을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 개시의 실시예들이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.Various embodiments of the present disclosure may in particular be embodied as computer readable code in a computer readable recording medium. The computer readable recording medium is any data storage device capable of storing data that can be read by a computer system. Examples of computer readable recording media include read only memory (ROM), random access memory (RAM), compact disk-read only memory : CD-ROMs), magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and carrier waves (such as data transmission over the Internet) can do. The computer readable recording medium may also be distributed over networked computer systems, and thus the computer readable code is stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, code, and code segments for accomplishing the various embodiments of the present disclosure may be readily interpreted by those skilled in the art to which the embodiments of the present disclosure apply.
또한 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 콤팩트 디스크(compact disk: CD), DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 이러한 메모리는 본 개시의 실시예들을 구현하는 명령들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다. It will also be appreciated that the apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. Such software may be, for example, a volatile or nonvolatile storage device such as a storage device such as ROM, whether removable or rewritable, or a memory such as, for example, a RAM, memory chip, For example, a storage medium readable by a machine (e.g., a computer), such as a compact disk (CD), a DVD, a magnetic disk, or a magnetic tape. The method according to various embodiments of the present disclosure may be implemented by a computer or a mobile terminal including a controller and a memory, which memory stores programs or programs containing instructions embodying the embodiments of the present disclosure It will be appreciated that this is an example of a suitable machine readable storage medium.
따라서, 본 개시의 실시예들은 본 명세서의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 개시의 실시예들은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다Accordingly, embodiments of the present disclosure include a program including code for implementing the apparatus or method recited in the claims, and a storage medium readable by a machine (such as a computer) for storing such a program. In addition, such a program may be electronically transported through any medium, such as a communication signal carried over a wired or wireless connection, and embodiments of the present disclosure suitably include equivalents thereof
또한 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 프로그램 제공 장치는 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다. Also, an apparatus according to various embodiments of the present disclosure may receive and store a program from a program providing apparatus connected by wire or wirelessly. The program providing apparatus includes a memory for storing a program including instructions for causing the program processing apparatus to perform a predetermined content protection method, information necessary for the content protection method, and the like, and a program for executing a wired or wireless communication with the graphics processing apparatus A communication unit, and a control unit for requesting the graphic processing apparatus or automatically transmitting the program to the transmission / reception apparatus.
본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시 예들은 기술 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 청구하고자 하는 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 개시에 따른 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시에 따른 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.The embodiments of the present disclosure disclosed in this specification and drawings are merely illustrative of specific examples and are not intended to limit the scope of the present disclosure. It is also to be understood that the embodiments according to the present disclosure described above are merely illustrative and that those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of protection according to the present disclosure should be determined by the following claims.
Claims (12)
상기 제1 디바이스가 다수의 안테나를 갖는 복수의 제2 디바이스 각각에 대한 하향링크 채널 정보를 획득하는 과정과,
상기 하향링크 채널 정보를 기초로 상기 제1 디바이스에서의 전체 전송 전력에 대한 제약 조건을 고려하여 상기 복수의 제2 디바이스들의 전송률의 합이 최대가 되도록 제1 사전부호화 행렬을 결정하는 과정과,
상기 제1 사전부호화 행렬을 기반으로 제2 사전부호화 행렬에 대한 기준 행렬을 획득하고, 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건을 만족하는 사전부호화 행렬들 중 상기 획득한 기준 행렬에 가장 근접한 사전부호화 행렬을 제2 사전부호화 행렬로 결정하는 과정과,
상기 제2 사전부호화 행렬을 사용하여 데이터 스트림을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
A method for downlink transmission by a first device having a plurality of antennas,
The method comprising: acquiring downlink channel information for each of a plurality of second devices having a plurality of antennas;
Determining a first pre-coding matrix such that a sum of data rates of the plurality of second devices is maximized considering a constraint condition on the total transmission power of the first device based on the downlink channel information;
Encoding matrixes of the plurality of antennas of the first device and obtaining the reference matrix for the second pre-coding matrix based on the first pre-coding matrix, Determining a pre-coding matrix closest to the reference matrix as a second pre-coding matrix;
And transmitting the data stream using the second pre-coding matrix.
상기 전체 전송 전력에 대한 제약 조건은 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나에 의한 전력의 합이 미리 정해진 전송 전력 이하가 되도록 하는 제약인 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the constraint on the total transmission power is a constraint such that the sum of power by the plurality of antennas of the first device is less than a predetermined transmission power.
상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각의 전송 전력에 대한 제약 조건은 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력을 미리 정해진 전송 전력 이하가 되도록 하는 제약인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the constraint on the transmit power of each of the plurality of antennas of the first device is a constraint that causes the transmit power in each of the plurality of antennas of the first device to be less than a predetermined transmit power.
상기 제1 사전부호화 행렬을 결정하는 과정은,
상기 전체 전송 전력에 대한 제약 조건을 만족하는 상기 복수의 제2 디바이스 각각에 대한 합산 전송률을 산출하는 제1 수학식을 정의하는 과정과,
상기 복수의 제2 디바이스 각각의 간섭 채널에 SVD (singular value decomposition) 기반의 블록 대각화 방법을 적용하는 과정과,
상기 복수의 제2 디바이스 각각의 유효 채널에 상기 SVD 기반의 블록 대각화 방법을 적용하는 과정과,
상기 복수의 제2 디바이스 각각의 간섭 채널에 상기 SVD 기반의 블록 대각화 방법을 적용하는 과정에서 산출된 제1 파라미터, 상기 복수의 제2 디바이스 각각의 유효 채널에 상기 SVD 기반의 블록 대각화 방법을 적용하는 과정에서 산출된 제2 파라미터, 상기 전체 전송 전력에 대한 제약 조건 및 상기 제1 수학식을 기초로 상기 제1 사전부호화 행렬을 결정하는 과정을 포함하고,
상기 제1 수학식은 다음과 같이 정의되고,
여기서, Wk는 단말 k의 사전부호화코드이고, Wk는 M x L 복소 행렬이고, Hk는 단말 k의 N x M 상향링크 채널 행렬이며, IN은 N x N 단위 행렬이고, 은 잡음의 분산이고, Psum은 최대 송신 전력이며, M은 제1 디바이스의 안테나 수, N은 제2 디바이스의 안테나 수를 나타내고,
상기 제1 파라미터는 이고, 여기서 상기 는 의 마지막 L개의 열 벡터로 구성되는 행렬로 의 널 공간(Null Space)이고, 상기 제2 파라미터는 이고, 여기서 상기 은 의 처음부터 까지의 열 벡터로 구성되는 행렬임을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of determining the first pre-
Defining a first equation for calculating a summation rate for each of the plurality of second devices satisfying a constraint on the total transmission power;
Applying a block diagonalization method based on a singular value decomposition (SVD) to an interference channel of each of the plurality of second devices;
Applying the SVD-based block diagonalization method to an effective channel of each of the plurality of second devices;
The first parameter calculated in applying the SVD-based block diagonalization method to the interference channel of each of the plurality of second devices, the SVD-based block diagonalization method to the effective channel of each of the plurality of second devices Coding matrix based on a second parameter calculated in the applying step, a constraint on the total transmission power, and the first equation,
The first equation is defined as follows,
Here, W k Where W k is an M x L complex matrix, H k is an N x M uplink channel matrix of a terminal k, I N is an N x N unit matrix, Is the variance of the noise, P sum is the maximum transmission power, M is the number of antennas of the first device, N represents the number of antennas of the second device,
The first parameter Lt; / RTI > The Lt; RTI ID = 0.0 > L < / RTI > And the second parameter is a null space of Lt; / RTI > silver From the beginning of Wherein the matrix is a matrix of column vectors.
상기 제2 사전부호화 행렬을 결정하는 과정은,
상기 제1 사전부호화 행렬을 기초로 상기 제2 사전부호화 행렬에 대한 기준 행렬을 생성하는 과정과,
상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건을 만족하는 상기 복수의 제2 디바이스 각각에 대한 합산 전송률을 산출하는 제2 수학식을 정의하는 과정과,
상기 기준 행렬, 상기 제2 수학식 및 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건을 기초로 상기 제2 사전부호화 행렬을 결정하는 과정을 포함하고,
상기 제2 수학식은 다음과 같이 정의되고,
여기서, 제1 디바이스 n번째 안테나의 최대 전송 전력을 Pn이라고 하면, 상기 는 안테나 별 전송 전력 제약을 나타내는 벡터이고, 상기 Pn은 을 만족함, diag(A)는 N x N 행렬 A의 대각 원소로 구성되는 N x 1 벡터임을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of determining the second pre-
Generating a reference matrix for the second pre-coding matrix based on the first pre-coding matrix;
Defining a second equation for calculating a summation rate for each of the plurality of second devices satisfying a constraint on transmit power in each of a plurality of antennas of the first device;
And determining the second pre-encoding matrix based on the reference matrix, the second equation, and a constraint on transmit power in each of the plurality of antennas of the first device,
The second equation is defined as follows,
Herein, when the maximum transmission power of the nth antenna of the first device is Pn, Is a vector representing a transmit power constraint for each antenna, and P n , Diag ( A ) is an N x 1 vector consisting of diagonal elements of an N x N matrix A.
상기 제1 디바이스가 다수의 안테나를 갖는 복수의 제2 디바이스 각각에 대한 하향링크 채널 정보를 획득하는 송수신부와,
상기 하향링크 채널 정보를 기초로 상기 제1 디바이스에서의 전체 전송 전력에 대한 제약 조건을 고려하여 상기 복수의 제2 디바이스들의 전송률의 합이 최대가 되도록 제1 사전부호화 행렬을 결정하고,
상기 제1 사전부호화 행렬을 기반으로 제2 사전부호화 행렬에 대한 기준 행렬을 획득하고, 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건을 기반으로 가전부호화 행렬들 중 상기 획득한 기준 행렬에 가장 근접한 사전부호화 행렬을 제2 사전부호화 행렬을 결정하고,
상기 제2 사전부호화 행렬을 사용하여 데이터 스트림을 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 제1 디바이스.
In a first device having a plurality of antennas,
A transmitting and receiving unit for acquiring downlink channel information for each of the plurality of second devices having the plurality of antennas,
Determining a first pre-coding matrix such that a sum of data rates of the plurality of second devices is maximized in consideration of a constraint condition on the total transmission power of the first device based on the downlink channel information,
Acquiring a reference matrix for a second pre-coding matrix based on the first pre-coding matrix, and obtaining a reference matrix for the acquired one of the user-selected coding matrices based on a constraint on transmission power in each of the plurality of antennas of the first device Determining a second pre-coding matrix as a pre-coding matrix closest to the reference matrix,
And a controller for controlling the transceiver to transmit the data stream using the second pre-coding matrix.
상기 전체 전송 전력에 대한 제약 조건은 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나에 의한 전력의 합이 미리 정해진 전송 전력 이하가 되도록 하는 제약임을 특징으로 하는 제1 디바이스.
8. The method of claim 7,
Wherein the constraint condition for the total transmission power is that the sum of power by the plurality of antennas of the first device is less than a predetermined transmission power.
상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건은 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력을 미리 정해진 전송 전력 이하가 되도록 하는 제약임을 특징으로 하는 제1 디바이스.
8. The method of claim 7,
Wherein constraints on the transmit power of each of the plurality of antennas of the first device are constraints such that the transmit power at each of the plurality of antennas of the first device is less than or equal to a predetermined transmit power.
상기 제어부는 상기 전체 전송 전력에 대한 제약 조건을 만족하는 상기 복수의 제2 디바이스 각각에 대한 합산 전송률을 산출하는 제1 수학식을 정의하고,
상기 복수의 제2 디바이스 각각의 간섭 채널에 SVD(Singular Value Decomposition) 기반의 블록 대각화 방법을 적용하고,
상기 복수의 제2 디바이스 각각의 유효 채널에 상기 SVD 기반의 블록 대각화 방법을 적용하고,
상기 복수의 제2 디바이스 각각의 간섭 채널에 상기 SVD 기반의 블록 대각화 방법을 적용하는 과정에서 산출된 제1 파라미터, 상기 복수의 제2 디바이스 각각의 유효 채널에 상기 SVD 기반의 블록 대각화 방법을 적용하는 과정에서 산출된 제2 파라미터, 상기 전체 전송 전력에 대한 제약 조건 및 상기 제1 수학식을 기초로 상기 제1 사전부호화 행렬을 결정하고,
상기 제1 수학식은 다음과 같이 정의되고,
여기서, Wk는 단말 k의 사전부호화코드이고, Wk는 M x L 복소 행렬이고, Hk는 단말 k의 N x M 상향링크 채널 행렬이며, IN은 N x N 단위 행렬이고, 은 잡음의 분산이고, Psum은 최대 송신 전력이며, M은 제1 디바이스의 안테나 수, N은 제2 디바이스의 안테나 수를 나타내고,
상기 제1 파라미터는 이고, 여기서 상기 는 의 마지막 L개의 열 벡터로 구성되는 행렬로 의 널 공간(Null Space)이고,
상기 제2 파라미터는 이고, 여기서 상기 은 의 처음부터 까지의 열 벡터로 구성되는 행렬임을 특징으로 하는 제1 디바이스.
8. The method of claim 7,
Wherein the controller defines a first equation for calculating a summation rate for each of the plurality of second devices satisfying the constraint on the total transmission power,
Applying a SVD (Singular Value Decomposition) based block diagonalization method to an interference channel of each of the plurality of second devices,
Applying the SVD-based block diagonalization method to an effective channel of each of the plurality of second devices,
The first parameter calculated in applying the SVD-based block diagonalization method to the interference channel of each of the plurality of second devices, the SVD-based block diagonalization method to the effective channel of each of the plurality of second devices Determining a first pre-coding matrix based on a second parameter calculated in the applying step, a constraint on the total transmission power, and the first equation,
The first equation is defined as follows,
Here, W k Where W k is an M x L complex matrix, H k is an N x M uplink channel matrix of a terminal k, I N is an N x N unit matrix, Is the variance of the noise, P sum is the maximum transmission power, M is the number of antennas of the first device, N represents the number of antennas of the second device,
The first parameter Lt; / RTI > The Lt; RTI ID = 0.0 > L < / RTI > (Null Space)
The second parameter Lt; / RTI > silver From the beginning of Wherein the first matrix is a matrix composed of column vectors up to a first column.
상기 제어부는 상기 제1 사전부호화 행렬을 기초로 상기 제2 사전부호화 행렬에 대한 기준 행렬을 생성하고,
상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건을 만족하는 상기 복수의 제2 디바이스 각각에 대한 합산 전송률을 산출하는 제2 수학식을 정의하고,
상기 기준 행렬, 상기 제2 수학식 및 상기 제1 디바이스의 다수의 안테나 각각에서의 전송 전력에 대한 제약 조건을 기초로 상기 제2 사전부호화 행렬을 결정하고,
상기 제2 수학식은 다음과 같이 정의되고,
여기서, 제1 디바이스 n번째 안테나의 최대 전송 전력을 Pn이라고 하면, 상기 는 안테나 별 전송 전력 제약을 나타내는 벡터이고, 상기 Pn은 을 만족함, diag(A)는 N x N 행렬 A의 대각 원소로 구성되는 N x 1 벡터임을 특징으로 하는 제1 디바이스.8. The method of claim 7,
Wherein the controller generates a reference matrix for the second pre-encoding matrix based on the first pre-encoding matrix,
Defining a second equation for calculating a summation rate for each of the plurality of second devices satisfying a constraint on transmit power in each of a plurality of antennas of the first device,
Determining the second pre-encoding matrix based on the reference matrix, the second equation and the constraint on transmit power in each of the plurality of antennas of the first device,
The second equation is defined as follows,
Herein, when the maximum transmission power of the nth antenna of the first device is Pn, Is a vector representing a transmit power constraint for each antenna, and P n It satisfies the first device, characterized in that diag (A) is a N x 1 vector consisting of the diagonal elements of N x N matrix A.
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KR1020170077978A KR101969018B1 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Precoding method for multi-user multiple-antenna system and apparatus therefor |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020170077978A KR101969018B1 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Precoding method for multi-user multiple-antenna system and apparatus therefor |
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Non-Patent Citations (2)
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Q. H. Spencer et.al "Zero-Forcing Methods for Downlink Spatial Multiplexing in Multiuser MIMO Channels" IEEE (2004.02.28.) 1부.* |
S. Kaviani et.al "Optimal Multiuser Zero-Forcing with Per-Antenna Power Constraints for Network MIMO Coordination" EURASIP Journal (2013.04.16.) 1부.* |
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
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