KR102118389B1 - Basement apparatus, and control method thereof - Google Patents

Basement apparatus, and control method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102118389B1
KR102118389B1 KR1020180074309A KR20180074309A KR102118389B1 KR 102118389 B1 KR102118389 B1 KR 102118389B1 KR 1020180074309 A KR1020180074309 A KR 1020180074309A KR 20180074309 A KR20180074309 A KR 20180074309A KR 102118389 B1 KR102118389 B1 KR 102118389B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
base station
reference terminal
group
terminals
Prior art date
Application number
KR1020180074309A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200001397A (en
Inventor
김경훈
Original Assignee
에스케이텔레콤 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이텔레콤 주식회사 filed Critical 에스케이텔레콤 주식회사
Priority to KR1020180074309A priority Critical patent/KR102118389B1/en
Publication of KR20200001397A publication Critical patent/KR20200001397A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102118389B1 publication Critical patent/KR102118389B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission

Abstract

본 발명은, MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output) 다운링크 환경에서 데이터 동시 전송의 성능지표(sum rate)를 향상시키기 위한 단말(사용자) 선택 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a terminal (user) selection technology for improving the performance index (sum rate) of simultaneous data transmission in a multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) downlink environment.

Description

기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법{BASEMENT APPARATUS, AND CONTROL METHOD THEREOF}BASEMENT APPARATUS, AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은, MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output) 다운링크 환경에서 데이터 동시 전송의 성능지표(sum rate)를 향상시키기 위한 단말(사용자) 선택 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a terminal (user) selection technology for improving the performance index (sum rate) of simultaneous data transmission in a multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) downlink environment.

무선 통신 네트워크에서 기지국장치와 단말 간의 데이터의 전송 효율을 높이기 위해 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output 이하, MIMO라 칭함) 기술을 이용할 수 있다.In a wireless communication network, multiple input multiple output (hereinafter referred to as MIMO) technology may be used to increase data transmission efficiency between a base station device and a terminal.

MIMO 기술은 다중의 입출력이 가능한 안테나 시스템을 말하며, 기지국장치 및 단말이 가지는 다수의 안테나를 시용하여 네트워크 용량을 높일 수 있으며, 데이터 송수신 방법에 따라 단일 사용자(single user) MIMO(이하, SU-MIMO라 칭함) 방식 및 다중 사용자(Multiple user) MIMO(이하, MU-MIMO) 방식으로 구분할 수 있다.MIMO technology refers to an antenna system capable of multiple inputs and outputs, and can increase network capacity by using multiple antennas of a base station device and a terminal, and a single user MIMO (hereinafter SU-MIMO) according to a data transmission/reception method. It may be divided into a multi-user (multiple user) MIMO (hereinafter referred to as MU-MIMO) method.

특히, MU-MIMO는 multiuser gain과 spatial diversity를 통해 SU-MIMO에 비해 더 높은 channel capacity를 기대할 수 있는 기술로서, 최대의 성능지표(sum rate)를 얻기 위해선, 셀 내의 많은 사용자 가운데 동시에 데이터를 수신할 수 있는 단말(사용자) 그룹을 어떻게 선택할 것인지가 무엇보다 중요하다.Particularly, MU-MIMO is a technology that can expect higher channel capacity than SU-MIMO through multiuser gain and spatial diversity. To obtain the maximum performance rate (sum rate), it simultaneously receives data among many users in a cell. How to choose a terminal (user) group that can be done is most important.

이와 관련하여 기존의 단말(사용자) 선택 기술들은 데이터 동시 전송을 위한 단말을 순차적으로 선택하며, 이러한 단말 선택 과정에서 최초 단말을 오직 하나만 선택하는 방식을 따르게 된다.In this regard, existing terminal (user) selection technologies sequentially select a terminal for simultaneous data transmission and follow a method of selecting only one initial terminal in the terminal selection process.

그러나, 이 경우 최초 단말이 최적의 단말그룹(set)에 포함되지 않는다면, 이러한 최초 단말을 기반으로 순차적으로 선택되는 이후 단말들에 근거한 성능지표(sum rate) 역시 항상 최적의 값을 갖지 못하는 오차 전파(error propagation)의 문제가 발생할 수 있다.However, in this case, if the initial terminal is not included in the optimal terminal group (set), the performance rate based on the terminals after sequentially selected based on the initial terminal also spreads an error that does not always have an optimal value (error propagation) can cause problems.

이에, 본 발명에서는 MU-MIMO 환경에서 기존의 단말 선택 기술이 가지고 있는 오차 전파의 문제점을 최소화할 수 있는 새로운 기술을 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention is to propose a new technology that can minimize the problem of the error propagation of the existing terminal selection technology in the MU-MIMO environment.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, MU-MIMO 다운링크 환경에서 데이터 동시 전송의 성능지표(sum rate)를 향상시킬 수 있는 새로운 단말(사용자) 선택 기술을 제안하는데 있다.The present invention was created in view of the above circumstances, and the object to be reached in the present invention is to select a new terminal (user) that can improve the performance index (sum rate) of simultaneous data transmission in a MU-MIMO downlink environment. It is about proposing technology.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치는, 다수의 단말 각각의 채널정보를 기초로 하나 이상의 기준단말을 선택하여 기준단말그룹을 생성하는 생성부; 상기 기준단말그룹 내 각 기준단말 별로, 상기 기준단말그룹 내에서 기준단말과의 데이터 동시 전송이 가능한 적어도 하나의 단말을 선택하여 서브그룹을 구성하는 구성부; 및 상기 기준단말 별 서브그룹 중 데이터 동시 전송에 따른 성능지표가 최대가 되는 서브그룹을 동시전송그룹으로 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A base station apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a generation unit for generating a reference terminal group by selecting one or more reference terminals based on the channel information of each of a plurality of terminals; A component configured to configure at least one terminal capable of simultaneously transmitting data with a reference terminal in the reference terminal group for each reference terminal in the reference terminal group to configure a subgroup; And it characterized in that it comprises a determining unit for determining the sub-group of the performance index according to the simultaneous data transmission of the sub-group by the reference terminal is the maximum simultaneous transmission group.

구체적으로, 상기 채널정보는, 기지국장치와 단말 간 다운링크 채널과 관련하여, 기지국장치의 안테나와 단말의 안테나 사이의 채널에 관한 채널행렬로 표현되며, 상기 생성부는, 상기 채널행렬의 차수(Dimension)에 기초한 상관행렬의 디터미넌트 값이 임계 값 이상인 단말을 기준단말로 선택하여 기준단말그룹을 생성할 수 있다.Specifically, the channel information is expressed as a channel matrix for a channel between the antenna of the base station apparatus and the antenna of the terminal in relation to the downlink channel between the base station apparatus and the terminal, and the generator generates a dimension of the channel matrix (Dimension). ), a reference terminal group may be generated by selecting a terminal having a determinate value of a correlation matrix that is greater than or equal to a threshold value as a reference terminal.

구체적으로, 상기 구성부는, 상기 기준단말그룹 내 각 기준단말을 상기 서브그룹에서 첫 번째 단말로 선택할 수 있다.Specifically, the configuration unit may select each reference terminal in the reference terminal group as the first terminal in the subgroup.

구체적으로, 상기 구성부는, 각 서브그룹 별로 첫 번째 기준단말을 선택한 이후 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말을 순차적으로 선택할 수 있다.Specifically, after selecting the first reference terminal for each subgroup, the configuration unit may sequentially select a terminal having channel information orthogonal to each previously selected terminal.

구체적으로, 상기 구성부는, 각 서브그룹 별 기준단말이 첫 번째 선택된 이후 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 단말 중 상기 디터미넌트 값이 가장 큰 단말을 선택하여 서브그룹을 구성할 수 있다.Specifically, the configuration unit, the terminal having the channel information orthogonal to each of the previously selected terminal after the first selection of the reference terminal for each sub-group, the terminal having the largest determinant value among the two or more terminals Select to configure a subgroup.

구체적으로, 상기 성능지표는, 상기 기지국장치에서 각 단말의 데이터를 블록 대각화 프리코딩(Block Diagonalization Precoding)을 통해 서브그룹 별로 동시 전송하는 경우에 각 단말에 대해 예측되는 데이터 수신성능의 총 합으로 정의될 수 있다.Specifically, the performance index is the total sum of data reception performance predicted for each terminal when the base station apparatus simultaneously transmits data of each terminal for each subgroup through block diagonalization precoding. Can be defined.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치의 동작 방법은, 다수의 단말 각각의 채널정보를 기초로 하나 이상의 기준단말을 선택하여 기준단말그룹을 생성하는 기준단말그룹생성단계; 상기 기준단말그룹 내 각 기준단말 별로, 상기 기준단말그룹 내에서 기준단말과의 데이터 동시 전송이 가능한 적어도 하나의 단말을 선택하여 서브그룹을 구성하는 서브그룹구성단계; 및 상기 기준단말 별 서브그룹 중 데이터 동시 전송에 따른 성능지표가 최대가 되는 서브그룹을 동시전송그룹으로 결정하는 동시전송그룹결정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an operation method of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention includes: generating a reference terminal group by selecting one or more reference terminals based on channel information of each of a plurality of terminals to generate a reference terminal group; A subgroup configuration step of configuring at least one terminal capable of simultaneously transmitting data with a reference terminal within the reference terminal group for each reference terminal in the reference terminal group to configure a subgroup; And a simultaneous transmission group determination step of determining, as a simultaneous transmission group, a subgroup in which the performance index according to simultaneous data transmission among the subgroups for each reference terminal is the maximum.

구체적으로, 상기 채널정보는, 기지국장치와 단말 간 다운링크 채널과 관련하여, 기지국장치의 안테나와 단말의 안테나 사이의 채널에 관한 채널행렬로 표현되며, 상기 기준단말그룹생성단계는, 상기 채널행렬의 차수(Dimension)에 기초한 상관행렬의 디터미넌트 값이 임계 값 이상인 단말을 기준단말로 선택하여 기준단말그룹을 생성할 수 있다.Specifically, the channel information is expressed as a channel matrix for a channel between an antenna of a base station apparatus and an antenna of a terminal in relation to a downlink channel between a base station apparatus and a terminal, and the reference terminal group creation step is the channel matrix. A reference terminal group may be generated by selecting a terminal having a determinant value of a correlation matrix based on a dimension of or higher as a reference terminal as a reference terminal.

구체적으로, 상기 서브그룹구성단계는, 상기 기준단말그룹 내 각 기준단말을 상기 서브그룹에서 첫 번째 단말로 선택할 수 있다.Specifically, in the subgroup configuration step, each reference terminal in the reference terminal group may be selected as the first terminal in the subgroup.

구체적으로, 상기 서브그룹구성단계는, 각 서브그룹 별로 첫 번째 기준단말을 선택한 이후 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말을 순차적으로 선택할 수 있다.Specifically, in the subgroup configuration step, after selecting the first reference terminal for each subgroup, a terminal having channel information orthogonal to each previously selected terminal may be sequentially selected.

구체적으로, 상기 서브그룹구성단계는, 각 서브그룹 별 기준단말이 첫 번째 선택된 이후 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 단말 중 상기 디터미넌트 값이 가장 큰 단말을 선택하여 서브그룹을 구성할 수 있다.Specifically, in the subgroup configuration step, if there are two or more terminals having channel information orthogonal to each previously selected terminal after the first terminal for each subgroup is first selected, the determinant value among the two or more terminals is Subgroups may be configured by selecting the largest terminal.

구체적으로, 상기 성능지표는, 상기 기지국장치에서 각 단말의 데이터를 블록 대각화 프리코딩(Block Diagonalization Precoding)을 통해 서브그룹 별로 동시 전송하는 경우에 각 단말에 대해 예측되는 데이터 수신성능의 총 합으로 정의될 수 있다.Specifically, the performance index is the total sum of data reception performance predicted for each terminal when the base station apparatus simultaneously transmits data of each terminal for each subgroup through block diagonalization precoding. Can be defined.

본 발명의 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법에 따르면, MU-MIMO 다운링크 환경에서 데이터 동시 전송을 위한 사용자(단말) 선택에 있어서, 첫 번째 단말 선택 시 특정 기준을 만족하는 기준단말그룹(primary user group)을 선택함으로써, 단일 단말만을 선택하는 경우에 발생할 수 있는 오차 전파(error propagation)의 문제점을 최소화할 수 있으므로 데이터 동시 전송의 성능지표(sum rate)를 향상시킬 수 있다.According to the operating method of the base station apparatus and the base station apparatus of the present invention, in selecting a user (terminal) for simultaneous data transmission in a MU-MIMO downlink environment, a primary user group (primary user) that satisfies a specific criterion when selecting the first terminal By selecting a group), the problem of error propagation that can occur when only a single terminal is selected can be minimized, so that the sum rate of simultaneous data transmission can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 네트워크를 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 고려하고 있는 MU-MIMO 다운링크 시스템 모델의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 선택 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is an exemplary view showing a wireless communication network according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view of a MU-MIMO downlink system model considered in an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram for explaining a terminal selection process according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an operation method of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 네트워크를 보여주는 예시도이다.1 is an exemplary view showing a wireless communication network according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예 따른 무선 통신 네트워크는, 기지국장치(10), 및 기지국장치(10)로부터 다운링크 데이터를 수신하는 다수의 단말(20)을 포함한다.As shown in FIG. 1, a wireless communication network according to an embodiment of the present invention includes a base station apparatus 10 and a plurality of terminals 20 receiving downlink data from the base station apparatus 10.

기지국장치(10)는 데이터의 전송 효율을 높이기 위해 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output 이하, MIMO라 칭함) 기술을 채택하며, 특히 multiuser gain과 spatial diversity를 통해 높은 channel capacity를 기대하기 위해 MU-MIMO 기술을 따르게 된다.The base station apparatus 10 adopts a multiple input multiple output (hereinafter referred to as MIMO) technology to increase data transmission efficiency. In particular, MU- to expect high channel capacity through multiuser gain and spatial diversity MIMO technology will be followed.

이에, 기지국장치(10)는 MU-MIMO 기술의 적용에 따라 같은 시간, 같은 주파수 리소스를 이용하여 다수의 단말(20)에게 동시에 데이터를 전송할 수 있다.Accordingly, the base station apparatus 10 may simultaneously transmit data to multiple terminals 20 using the same time and the same frequency resource according to the application of MU-MIMO technology.

다만, 기지국장치(10)의 총 안테나 개수는 데이터를 전송 받는 단말의 총 안테나 개수보다 클 수 없기 때문에, 기지국장치(10)에서 동시에 데이터를 전송할 수 있는 단말의 수는 제한적이다.However, since the total number of antennas of the base station apparatus 10 cannot be greater than the total number of antennas of the terminal receiving data, the number of terminals capable of simultaneously transmitting data in the base station apparatus 10 is limited.

이로 인해, MU-MIMO 기술의 핵심 이슈인 많은 단말들 가운데 동시에 데이터를 전송 받는 단의 서브그룹(subset)을 어떻게 선택해야 하는가에 대한 단말 선택의 문제가 발생된다.As a result, among many terminals, which are core issues of MU-MIMO technology, there arises a problem of terminal selection as to how to select a subset of terminals receiving data at the same time.

이와 관련하여, 최적의 단말 선택 방법 즉, 최대의 성능지표(sum rate)를 갖는 단말 선택 방법으로는, 전체 단말 개수와 선택될 수 있는 단말의 수로 만들어진 모든 경우의 수를 고려하는 Full Search(FS) 방법이 존재한다.In this regard, as the optimal terminal selection method, that is, the terminal selection method having the maximum performance index (sum rate), Full Search (FS) considering the total number of terminals and the number of all cases made of the number of terminals that can be selected ) Method exists.

하지만, 이러한 FS 방법은 선택될 수 있는 단말의 수가 증가함에 따라 최적의 단말그룹을 계산하는 복잡도(complexity)가 지수적으로 증가하는 문제가 수반된다.However, this FS method is accompanied by a problem that the complexity of calculating the optimal terminal group increases exponentially as the number of terminals that can be selected increases.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 성능지표(sum rate)와 복잡도(complexity) 간의 트레이드 오프(trade-off)를 고려한 다양한 단말 선택(user selection) 기술들이 개발되었다.In order to solve this problem, various user selection techniques have been developed in consideration of a trade-off between sum rate and complexity.

이와 관련하여 종래의 단말(사용자) 선택 기술들은 데이터 동시 전송을 위한 단말을 순차적으로 선택하게 되며, 이러한 단말 선택 과정에서 최초 단말을 오직 하나만 선택하는 방식을 따르게 된다.In this regard, conventional terminal (user) selection techniques sequentially select a terminal for simultaneous data transmission and follow a method of selecting only one initial terminal in the terminal selection process.

그러나, 이 경우 순차적으로 단말을 선택할 때 이전 단말을 잘못 선택하면 즉, 최적의 단말그룹에 포함되지 않은 사용자를 선택한다면, 다음 단말의 선택 역시 최적의 단말그룹에 포함될 수 없다.However, in this case, if the previous terminal is incorrectly selected when sequentially selecting the terminals, that is, if a user not included in the optimal terminal group is selected, the selection of the next terminal may also not be included in the optimal terminal group.

다시 말해, 최초 단말이 최적의 단말그룹(set)에 포함되지 않는다면, 이러한 최초 단말을 기반으로 순차적으로 선택되는 이후 단말들에 근거한 성능지표(sum rate) 역시 항상 최적의 값을 갖지 못하는 오차 전파(error propagation)의 문제가 발생할 수 있는 것이다.In other words, if the initial terminal is not included in the optimal terminal group (set), the performance rate based on the terminals after being sequentially selected based on the initial terminal also has an error propagation that does not always have an optimal value ( error propagation).

이에, 본 발명의 일 실시예에서는 위 종래 단말 선택 기술의 문제점을 최소화하여 데이터 동시 전송의 성능지표(sum rate)를 향상시킬 수 있는 새로운 기술을 제안하고자 하는 것이다.Accordingly, one embodiment of the present invention is to propose a new technology capable of improving the performance index (sum rate) of data transmission simultaneously by minimizing the problems of the above conventional terminal selection technology.

한편, 이하에서 서술될 bold체, 소문자 bold체는 각각 행렬과 벡터를 의미한다.

Figure 112018063349198-pat00001
와
Figure 112018063349198-pat00002
는 각각 행렬의 transpose와 conjugate transpose를 나타내며,
Figure 112018063349198-pat00003
,
Figure 112018063349198-pat00004
그리고
Figure 112018063349198-pat00005
은 각각 행렬의 expectation, trace 그리고 determinant를 나타내며,
Figure 112018063349198-pat00006
는 정방 행렬의 identity matrix를 나타내며, 마지막으로,
Figure 112018063349198-pat00007
은 집합의 크기를 나타낸다.On the other hand, bold and lowercase bold letters to be described below refer to matrices and vectors, respectively.
Figure 112018063349198-pat00001
Wow
Figure 112018063349198-pat00002
Denotes the transpose and conjugate transpose of the matrix,
Figure 112018063349198-pat00003
,
Figure 112018063349198-pat00004
And
Figure 112018063349198-pat00005
Denotes the expectation, trace and determinant of each matrix,
Figure 112018063349198-pat00006
Represents the identity matrix of the square matrix, and finally,
Figure 112018063349198-pat00007
Indicates the size of the set.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 동시 전송의 성능지표(sum rate)의 경우, 단말의 수신신호를 디코딩하는 과정을 통해서 도출될 수 있는데, 이를 살펴보면 다음과 같다.In addition, in the case of a performance rate (sum rate) of simultaneous data transmission according to an embodiment of the present invention, it can be derived through a process of decoding a received signal of a terminal.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에서 고려하고 있는 MU-MIMO 다운링크 시스템 모델의 예시도를 보여주고 있다.2 shows an exemplary view of a MU-MIMO downlink system model considered in an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 기지국장치(10)에서 동시에 전송할 수 있는 데이터는 한계가 있기 때문에

Figure 112018063349198-pat00008
개의 단말 가운데 적절한 단말 선택 알고리즘(user selection algorithm)에 의해
Figure 112018063349198-pat00009
명의 사용자가 선택되며, 선택된
Figure 112018063349198-pat00010
명의 사용자에 대한 데이터는 블록 대각화 프리코딩(Block Diagonalization Precoding)을 거쳐
Figure 112018063349198-pat00011
개의 기지국 안테나를 통해 전송된다.As illustrated in FIG. 2, data that can be simultaneously transmitted by the base station apparatus 10 is limited.
Figure 112018063349198-pat00008
By the appropriate user selection algorithm among the two terminals
Figure 112018063349198-pat00009
Users selected, selected
Figure 112018063349198-pat00010
Data for two users goes through Block Diagonalization Precoding.
Figure 112018063349198-pat00011
Transmitted through two base station antennas.

여기서,

Figure 112018063349198-pat00012
Figure 112018063349198-pat00013
는
Figure 112018063349198-pat00014
명의 선택된 사용자들 가운데
Figure 112018063349198-pat00015
-th 사용자의 안테나 개수를 뜻하고,
Figure 112018063349198-pat00016
는 기지국과
Figure 112018063349198-pat00017
-th 사용자 사이의 채널을 뜻하며, 이때,
Figure 112018063349198-pat00018
Figure 112018063349198-pat00019
이고,
Figure 112018063349198-pat00020
는
Figure 112018063349198-pat00021
의 차수(dimension)을 갖는 채널행렬로, 이러한 채널행렬의 각 요소(element)는 a random variable of complex-valued zero-mean unit-variance Gaussian distribution이며,
Figure 112018063349198-pat00022
는 기지국장치(10)에서
Figure 112018063349198-pat00023
-th 단말을 위해 생성한 데이터로,
Figure 112018063349198-pat00024
Figure 112018063349198-pat00025
를 만족한다.here,
Figure 112018063349198-pat00012
Figure 112018063349198-pat00013
The
Figure 112018063349198-pat00014
Among selected users
Figure 112018063349198-pat00015
-th means the number of antennas of the user,
Figure 112018063349198-pat00016
With the base station
Figure 112018063349198-pat00017
-th means the channel between users, where:
Figure 112018063349198-pat00018
Figure 112018063349198-pat00019
ego,
Figure 112018063349198-pat00020
The
Figure 112018063349198-pat00021
A channel matrix having a dimension of, where each element of the channel matrix is a random variable of complex-valued zero-mean unit-variance Gaussian distribution,
Figure 112018063349198-pat00022
In the base station apparatus 10
Figure 112018063349198-pat00023
-th Data generated for the terminal,
Figure 112018063349198-pat00024
Figure 112018063349198-pat00025
Is satisfied.

이를 기반으로 선택된

Figure 112018063349198-pat00026
개의 단말 중 임의의 단말의 수신신호를 살펴보고, 수신신호를 디코딩하는 과정을 통해서 성능지표(sum rate)의 계산식을 다음과 같이 유도해볼 수 있다.Selected based on this
Figure 112018063349198-pat00026
Through the process of looking at the received signal of any terminal among the four terminals and decoding the received signal, the calculation formula of the sum rate can be derived as follows.

도 2의 시스템 모델에서

Figure 112018063349198-pat00027
-th 사용자의 수신신호 벡터
Figure 112018063349198-pat00028
는 아래 [수식 1]과 같다.In the system model of Figure 2
Figure 112018063349198-pat00027
-th user's received signal vector
Figure 112018063349198-pat00028
Is as shown in [Equation 1] below.

[수식 1] [Equation 1]

Figure 112018063349198-pat00029
Figure 112018063349198-pat00029

여기서, 위 수식의 우측 첫 번째 term은

Figure 112018063349198-pat00030
-th 단말에게 전송될 desired signal part로, 기지국장치(10)에서
Figure 112018063349198-pat00031
-th 단말로 보내려는 데이터
Figure 112018063349198-pat00032
가 precoder
Figure 112018063349198-pat00033
에 적용되어 채널
Figure 112018063349198-pat00034
를 통해
Figure 112018063349198-pat00035
-th 단말에게 수신된다.Here, the first term on the right side of the above formula
Figure 112018063349198-pat00030
-th As the desired signal part to be transmitted to the terminal, the base station device 10
Figure 112018063349198-pat00031
-th Data to send to the terminal
Figure 112018063349198-pat00032
Precoder
Figure 112018063349198-pat00033
Channel applied to
Figure 112018063349198-pat00034
Through the
Figure 112018063349198-pat00035
-th is received by the terminal.

또한 위 수식의 우측 두 번째 term은

Figure 112018063349198-pat00036
-th 단말에게 수신되는 interference signal part로,
Figure 112018063349198-pat00037
명의 선택된 단말 중
Figure 112018063349198-pat00038
-th 단말 이외의 단말에게 전송하고자 하는 데이터로부터 야기되는 간섭신호이다.Also, the second term on the right side of the above formula
Figure 112018063349198-pat00036
-th interference signal part received by the terminal,
Figure 112018063349198-pat00037
Of selected terminals
Figure 112018063349198-pat00038
-th Interference signal caused by data to be transmitted to a terminal other than the terminal.

그리고

Figure 112018063349198-pat00039
는 Additive White Gaussian Noise (AWGN)로,
Figure 112018063349198-pat00040
를 만족한다.And
Figure 112018063349198-pat00039
Is Additive White Gaussian Noise (AWGN),
Figure 112018063349198-pat00040
Is satisfied.

여기서, precoder

Figure 112018063349198-pat00041
는 BD를 사용하는데, BD는 단말들이 common resource를 share하면서 발생하는 co-channel interference를 완벽히 제거할 수 있으며, 아래 [수식 2]를 만족한다.Where precoder
Figure 112018063349198-pat00041
Uses BD, and BD can completely remove co-channel interference that occurs when terminals share common resources, and satisfies [Equation 2] below.

[수식 2][Equation 2]

Figure 112018063349198-pat00042
Figure 112018063349198-pat00042

이처럼, 기지국장치(10)에서 precoder로써 BD를 사용하였을 때,

Figure 112018063349198-pat00043
개의 선택된 단말에 대한 성능지표(sum rate) 계산식은 다음과 같이 도출될 수 있다.As described above, when BD is used as a precoder in the base station apparatus 10,
Figure 112018063349198-pat00043
The formula for calculating the sum rate for the selected UEs can be derived as follows.

먼저,

Figure 112018063349198-pat00044
를 아래 [수식 3]과 같이 정의한다.first,
Figure 112018063349198-pat00044
Is defined as [Equation 3] below.

[수식 3] [Equation 3]

Figure 112018063349198-pat00045
Figure 112018063349198-pat00045

위 [수식 2]를 참조하면,

Figure 112018063349198-pat00046
는
Figure 112018063349198-pat00047
의 null space에 포함되며,
Figure 112018063349198-pat00048
의 null space를 구하기 위해서, 아래 [수식 4]에서와 같이
Figure 112018063349198-pat00049
에 대해 Singular Value Decomposition (SVD)를 수행한다.Referring to [Equation 2] above,
Figure 112018063349198-pat00046
The
Figure 112018063349198-pat00047
Is included in the null space of
Figure 112018063349198-pat00048
To find the null space of, as shown in [Equation 4] below,
Figure 112018063349198-pat00049
Singular Value Decomposition (SVD) is performed.

[수식 4][Equation 4]

Figure 112018063349198-pat00050
Figure 112018063349198-pat00050

여기서, unitary matrix

Figure 112018063349198-pat00051
의 각 column은
Figure 112018063349198-pat00052
의 left-hand side singular vector이고, diagonal matrix
Figure 112018063349198-pat00053
는
Figure 112018063349198-pat00054
의 singular values를 포함한다.Where unitary matrix
Figure 112018063349198-pat00051
Each column of
Figure 112018063349198-pat00052
Is the left-hand side singular vector of, diagonal matrix
Figure 112018063349198-pat00053
The
Figure 112018063349198-pat00054
Contains singular values of

그리고, unitary matrix

Figure 112018063349198-pat00055
의 각 row는
Figure 112018063349198-pat00056
의 right-hand side singular vector이다. And, unitary matrix
Figure 112018063349198-pat00055
Each row of
Figure 112018063349198-pat00056
It is the right-hand side singular vector of.

또한, [수식 4]에서

Figure 112018063349198-pat00057
는
Figure 112018063349198-pat00058
과
Figure 112018063349198-pat00059
의 concatenation으로 표현되는데,
Figure 112018063349198-pat00060
를
Figure 112018063349198-pat00061
의 rank라고 할 때,
Figure 112018063349198-pat00062
는
Figure 112018063349198-pat00063
의 첫 번째 column 부터
Figure 112018063349198-pat00064
번째 column 으로 구성된 행렬을 뜻하고,
Figure 112018063349198-pat00065
는
Figure 112018063349198-pat00066
의
Figure 112018063349198-pat00067
번째 column 부터
Figure 112018063349198-pat00068
번째 column 으로 구성된 행렬을 뜻한다.In addition, in [Equation 4]
Figure 112018063349198-pat00057
The
Figure 112018063349198-pat00058
and
Figure 112018063349198-pat00059
Is expressed as the concatenation of
Figure 112018063349198-pat00060
To
Figure 112018063349198-pat00061
Speaking of rank,
Figure 112018063349198-pat00062
The
Figure 112018063349198-pat00063
From the first column of
Figure 112018063349198-pat00064
Means the matrix of the first column,
Figure 112018063349198-pat00065
The
Figure 112018063349198-pat00066
of
Figure 112018063349198-pat00067
From the first column
Figure 112018063349198-pat00068
It means the matrix of the first column.

이 때,

Figure 112018063349198-pat00069
는
Figure 112018063349198-pat00070
의 null space의 orthogonal basis로 구성된다.
Figure 112018063349198-pat00071
를 SVD 하면 아래 [수식 5]와 같이 나타낼 수 있다.At this time,
Figure 112018063349198-pat00069
The
Figure 112018063349198-pat00070
It consists of orthogonal basis of null space.
Figure 112018063349198-pat00071
SVD can be expressed as [Equation 5] below.

[수식 5][Equation 5]

Figure 112018063349198-pat00072
Figure 112018063349198-pat00072

나아가, [수식 4]와 [수식 5]를 통해 BD precoder

Figure 112018063349198-pat00073
는
Figure 112018063349198-pat00074
로 정의 할 수 있고, 각 단말의 receive filter
Figure 112018063349198-pat00075
는
Figure 112018063349198-pat00076
로 정의 할 수 있다.Furthermore, BD precoder through [Equation 4] and [Equation 5]
Figure 112018063349198-pat00073
The
Figure 112018063349198-pat00074
Can be defined as, receive filter of each terminal
Figure 112018063349198-pat00075
The
Figure 112018063349198-pat00076
Can be defined as

이때, 각 단말의 decoded signal

Figure 112018063349198-pat00077
는 아래 [수식 6]과 같이 나타낼 수 있다.At this time, the decoded signal of each terminal
Figure 112018063349198-pat00077
Can be expressed as [Equation 6] below.

[수식 6][Equation 6]

Figure 112018063349198-pat00078
Figure 112018063349198-pat00078

결국, 본 발명의 일 실시예에서

Figure 112018063349198-pat00079
명의 선택된 단말의 성능지표(sum rate)에 대한 계산식
Figure 112018063349198-pat00080
은 [수식 6]을 통해 아래 [수식 7]과 같이 표현할 수 있다.After all, in one embodiment of the present invention
Figure 112018063349198-pat00079
Formula for the performance index (sum rate) of the selected terminal
Figure 112018063349198-pat00080
Can be expressed as [Equation 7] through [Equation 6].

[수식 7][Equation 7]

Figure 112018063349198-pat00081
Figure 112018063349198-pat00081

이하에서는, 전술을 과정을 통해 도출된 성능지표(sum rate)를 최대할 수 있는 단말(사용자) 선택 기술을 제안하고자 한다.Hereinafter, a terminal (user) selection technology capable of maximizing the performance rate (sum rate) derived through the above-described process will be proposed.

구체적으로, 성능지표(sum rate)의 최대화를 실현할 수 있는 기지국장치(10)를 제안한다.Specifically, a base station apparatus 10 capable of realizing the maximization of the performance index (sum rate) is proposed.

이와 관련하여, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(10)의 구성을 보여주고 있다.In this regard, FIG. 3 shows a configuration of a base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(10)는 기준단말그룹(primary user group)을 생성하는 생성부(11), 서브그룹을 구성하는 구성부(12), 및 동시전송그룹을 결정하는 결정부(13)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.As shown in FIG. 3, the base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a generating unit 11 for generating a primary user group, a component 12 for configuring a subgroup, And a determining unit 13 for determining the simultaneous transmission group.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(10)는 동시전송그룹을 결정된 단말에 대해 각각의 데이터를 동시 전송하는 전송부(14)의 구성을 더 포함할 수 있다.In addition, the base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention may further include a configuration of a transmission unit 14 that simultaneously transmits each data to a terminal that determines the simultaneous transmission group.

이러한 기지국장치(10)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.All or at least a part of the configuration of the base station apparatus 10 may be implemented in the form of a hardware module or a software module, or a combination of a hardware module and a software module.

여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 기지국장치(10) 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 기지국장치(10) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있다.Here, the software module may be understood as, for example, instructions executed by a processor that controls operations within the base station apparatus 10, and these instructions may have a form mounted in a memory in the base station apparatus 10.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(10)는 전술한 구성 이외에, 동시전송그룹으로 결정된 각 단말과의 실질적인 통신 기능을 담당하는 RF 모듈인 통신부(15)를 더 포함하는 구성을 가질 수 있다.On the other hand, the base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention has a configuration in addition to the above-described configuration, further comprising a communication module 15 that is an RF module in charge of a practical communication function with each terminal determined as a simultaneous transmission group. Can be.

여기서, 통신부(15)는 예컨대, 안테나 시스템, RF 송수신기, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 발진기, 디지털 신호 처리기, 코덱(CODEC) 칩셋, 및 메모리 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않으며, 이 기능을 수행하는 공지의 회로는 모두 포함할 수 있다.Here, the communication unit 15 includes, for example, an antenna system, an RF transceiver, one or more amplifiers, a tuner, one or more oscillators, a digital signal processor, a codec (CODEC) chipset, and memory, but is not limited thereto. Any known circuit to be performed may be included.

결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(10)는 전술한 구성을 통해서 성능지표(sum rate)의 최대화를 실현할 수 있는데, 이하에서는 이를 실현하기 위한 기지국장치(10)내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.In the end, the base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention can realize the maximum of the performance index (sum rate) through the above-described configuration, for each configuration in the base station apparatus 10 for realizing it in the following It will be described in more detail.

생성부(11)는 다수의 단말로부터 기준단말을 선택하여 기준단말그룹을 생성하는 기능을 수행한다.The generating unit 11 performs a function of selecting a reference terminal from a plurality of terminals and generating a reference terminal group.

구체적으로, 생성부(11)는 기지국장치(10)의 커버리지에 위치하는 다수의 단말 중 특정 기준을 만족하는 단말을 기준단말로 선택하여 기준단말그룹을 생성하게 된다.Specifically, the generation unit 11 selects a terminal satisfying a specific criterion among a plurality of terminals located in the coverage of the base station apparatus 10 as a reference terminal to generate a reference terminal group.

이때, 생성부(11)는 다수의 단말 각각의 채널정보에 근거하여 기준단말을 선택할 수 있는데, 이러한 채널정보는 기지국장치와 단말 간 다운링크 채널과 관련하여, 기지국장치의 안테나와 단말의 안테나 사이의 채널에 관한 채널행렬로 표현될 수 있다.At this time, the generation unit 11 may select a reference terminal based on channel information of each of a plurality of terminals, and this channel information is related to a downlink channel between the base station apparatus and the terminal, between the antenna of the base station apparatus and the antenna of the terminal. It can be expressed as a channel matrix for the channel of.

여기서, 채널정보는, 채널행렬의 차수(Dimension)에 기초한 상관행렬의 고유값(eigen values)과 함께 다수의 단말 각각으로부터 수신되며, 특히 여기서의 상관행렬은 기준단말 선택을 위한 특정 조건으로 활용될 수 있다.Here, the channel information is received from each of a plurality of terminals together with the eigen values of the correlation matrix based on the order of the channel matrix, and in particular, the correlation matrix is used as a specific condition for selecting a reference terminal. Can be.

정리하자면, 생성부(11)는 다수의 단말로부터 채널정보가 수신되면, 수신된 채널정보에 근거한 상관행렬의 디터미넌트 값이 임계 값 이상인지 여부를 판단하고, 판단 결과 디터미넌트 값이 임계 값 이상인 단말을 기준단말그룹에 속하는 기준단말로 선택할 수 있는 것이다.In summary, when the channel information is received from a plurality of terminals, the generation unit 11 determines whether the determinant value of the correlation matrix based on the received channel information is greater than or equal to a threshold, and as a result of the determination, the determinant value is critical. It is possible to select a terminal having a value greater than or equal to a reference terminal belonging to a reference terminal group.

다시 말해, 예컨대, 도 4 (a)에서와 같이, 기지국장치(10)의 커버리지에 위치한 전체 단말(1, 2, …, KT) 중 상관행렬의 디터미넌트 값이 임계 값 이상인 특정 조건을 만족하는 적어도 일부 단말(Z1, Z2, …, Zr)이 선택되어 도 4 (b)와 같은 기준단말그룹이 생성될 수 있다.In other words, for example, as shown in FIG. 4 (a), a specific condition in which the determinant value of the correlation matrix is greater than or equal to a threshold value among all terminals 1, 2, ..., K T located in the coverage of the base station apparatus 10. At least some of the terminals (Z 1 , Z 2 , …, Z r ) that are satisfied may be selected to generate a reference terminal group as shown in FIG. 4 (b ).

설명의 이해를 돕기 위해 기준단말그룹을 생성하기 위한 생성부(11)의 동작을 수식을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.To help understand the description, the operation of the generating unit 11 for generating the reference terminal group will be described in more detail with reference to equations.

우선, 각 단말들로부터 채널정보(

Figure 112018063349198-pat00082
,
Figure 112018063349198-pat00083
) 및 상관행렬(
Figure 112018063349198-pat00084
)의 고유값(eigen values;
Figure 112018063349198-pat00085
,
Figure 112018063349198-pat00086
Figure 112018063349198-pat00087
)을 수신할 수 있으며, 이때의 기준단말을 선택을 위한 특정 기준은, 아래 [수식 8]과 같은 상관행렬(
Figure 112018063349198-pat00088
)을 활용한 디터미넌트인
Figure 112018063349198-pat00089
로 정의될 수 있다.First, channel information from each terminal (
Figure 112018063349198-pat00082
,
Figure 112018063349198-pat00083
) And correlation matrix (
Figure 112018063349198-pat00084
Eigen values;
Figure 112018063349198-pat00085
,
Figure 112018063349198-pat00086
Figure 112018063349198-pat00087
), and the specific criteria for selecting the reference terminal at this time are the correlation matrix (
Figure 112018063349198-pat00088
Determinant using)
Figure 112018063349198-pat00089
Can be defined as

이때,

Figure 112018063349198-pat00090
는 참조문헌 1[M. Sharif and B. Hassibi, "On the capacity of mimo broadcast channel with partial side information", IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 51, no. 2, pp. 506-522, 2005.]에 의해 아래 [수식 8]을 만족한다.At this time,
Figure 112018063349198-pat00090
Reference 1 [M. Sharif and B. Hassibi, "On the capacity of mimo broadcast channel with partial side information", IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 51, no. 2, pp. 506-522, 2005.] satisfies the following [Equation 8].

[수식 8][Equation 8]

Figure 112018063349198-pat00091
Figure 112018063349198-pat00091

위 [수식 8]에서 우측

Figure 112018063349198-pat00092
은 참고문헌 2[G. Strang, “Linear Algebra and Its Applications,” Brooks/Cole, 2006, pp.237-240.]에 의해
Figure 112018063349198-pat00093
이 되며,
Figure 112018063349198-pat00094
의 최대값에 대한 boundary 값은 위 참고문헌 1에 의해 아래 [수식 9]를 만족한다.Right from above [Equation 8]
Figure 112018063349198-pat00092
Reference 2 [G. Strang, “Linear Algebra and Its Applications,” by Brooks/Cole, 2006, pp.237-240.
Figure 112018063349198-pat00093
It becomes
Figure 112018063349198-pat00094
The boundary value for the maximum value of satisfies [Equation 9] below by reference 1 above.

[수식 9][Equation 9]

Figure 112018063349198-pat00095
Figure 112018063349198-pat00095

where

Figure 112018063349198-pat00096
where
Figure 112018063349198-pat00096

Figure 112018063349198-pat00097
Figure 112018063349198-pat00097

이때,

Figure 112018063349198-pat00098
개의 단말 중 어떤 단말이 기준단말그룹으로 선택될 수 있는지 결정하기 위해, 각 단말의
Figure 112018063349198-pat00099
이 임계 값 보다 큰지 작은지 판단해야 하는데, 이때의 임계 값
Figure 112018063349198-pat00100
를 [수식 9]의
Figure 112018063349198-pat00101
값으로 정한다.At this time,
Figure 112018063349198-pat00098
In order to determine which terminal among the terminals can be selected as a reference terminal group, each terminal
Figure 112018063349198-pat00099
It is necessary to judge whether it is greater or less than this threshold, the threshold at this time
Figure 112018063349198-pat00100
Of [Equation 9]
Figure 112018063349198-pat00101
Determine by value.

다시 말해, 기준단말그룹에 속한 단말들의

Figure 112018063349198-pat00102
은
Figure 112018063349198-pat00103
의 최대값에 대한 lower bound 값보다 큰 단말들의 집합이다.In other words, the terminals belonging to the standard terminal group
Figure 112018063349198-pat00102
silver
Figure 112018063349198-pat00103
It is a set of terminals greater than the lower bound value for the maximum value of.

나아가, 임계 값

Figure 112018063349198-pat00104
를 이용하여, 기준단말그룹(
Figure 112018063349198-pat00105
)에 속하는 각 단말을 아래 [수식 10]에서와 같이 선택할 수 있다.Furthermore, the threshold
Figure 112018063349198-pat00104
Using, the reference terminal group (
Figure 112018063349198-pat00105
) Can be selected as in [Equation 10] below.

[수식 10][Equation 10]

Figure 112018063349198-pat00106
Figure 112018063349198-pat00106

Figure 112018063349198-pat00107
Figure 112018063349198-pat00107

구성부(12)는 기준단말그룹 내 기준단말 별로 서브그룹을 구성하는 기능을 수행한다.The configuration unit 12 configures a subgroup for each reference terminal in the reference terminal group.

보다 구체적으로, 구성부(12)는 기준단말의 선택을 통한 기준단말그룹의 생성이 완료되면, 기준단말그룹에 속한 각 단말 별로 기준단말그룹 내에서 기준단말과의 데이터 동시 전송이 가능한 단말을 선택하여 서브그룹을 구성한다.More specifically, when the creation of the reference terminal group through selection of the reference terminal is completed, the configuration unit 12 selects a terminal capable of simultaneously transmitting data with the reference terminal within the reference terminal group for each terminal belonging to the reference terminal group. To form a subgroup.

이때, 구성부(12)는 기준단말그룹에 속한 각 단말 별로, 기지국장치(10)에서 데이터 동시 전송이 가능한 단말 개수만큼 기준단말그룹으로부터 단말을 순차적으로 선택하여 서브그룹을 구성할 수 있다.In this case, the configuration unit 12 may configure a subgroup by sequentially selecting terminals from the reference terminal group as many as the number of terminals capable of simultaneously transmitting data in the base station apparatus 10 for each terminal belonging to the reference terminal group.

한편, 구성부(12)는 이러한 서브그룹 구성에 있어서, 각 서브그룹 별로 기준단말이 첫 번째 선택된 이후에는, 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말을 순차적으로 선택하게 되며, 특히 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말이 2 이상인 경우에는 2 이상의 단말 중 상관행렬의 디터미넌트 값이 가장 큰 단말을 선택할 수 있다.On the other hand, in such a subgroup configuration, the configuration unit 12 sequentially selects terminals having channel information orthogonal to each previously selected terminal after the reference terminal is first selected for each subgroup. When there are two or more terminals having channel information orthogonal to each selected terminal, a terminal having the largest determinant value of a correlation matrix among two or more terminals may be selected.

정리하자면, 예컨대, 도 4 (b)에서와 같이, 도 4 (b)와 같은 기준단말그룹이 생성되면, 도 4 (c)에서와 기준단말그룹으로부터 첫 번째 단말(Z1)을 선택하게 되며, 이어서 이전 선택된 단말과는 직교한 채널정보를 가지는 다음 단말을 순차적으로 선택하여 서브그룹(#1)을 구성할 수 있으며, 특히 이러한 서브그룹 구성 과정은 기준단말그룹 내 모든 단말(z1, z2, …, zr) 첫 번째 단말이 될 수 있도록 반복되어, 기준단말그룹 내 각 단말 별로 서브그룹(#1, #2, …, #r)을 구성될 수 있다.In summary, for example, as shown in FIG. 4(b), when the reference terminal group as shown in FIG. 4(b) is generated, the first terminal Z 1 is selected from FIG. 4(c) and from the reference terminal group. Subsequently, the next terminal having channel information orthogonal to the previously selected terminal may be sequentially selected to form a subgroup (#1). In particular, the subgroup configuration process includes all terminals (z 1 , z in the reference terminal group). 2 , …, z r ) Repeated to be the first terminal, subgroups (#1, #2, …, #r) may be configured for each terminal in the reference terminal group.

결정부(13)는 기준단말 별 서브그룹 중 동시전송그룹을 결정하는 기능을 수행한다.The determining unit 13 performs a function of determining a simultaneous transmission group among subgroups for each reference terminal.

보다 구체적으로, 결정부(13)는 기준단말그룹 내 기준단말 별 서브그룹의 구성이 완료되면, 각각의 서브그룹 각각에 대한 데이터 동시 전송에 따른 성능지표를 확인하고, 확인 결과 성능지표가 최대가 되는 서브그룹을 동시전송그룹으로 결정하게 된다.More specifically, when the configuration of the subgroups for each reference terminal in the reference terminal group is completed, the determination unit 13 checks performance indicators according to simultaneous data transmission for each subgroup, and as a result of the verification, the performance indicators have the maximum value. The subgroup to be determined is determined as a simultaneous transmission group.

이때, 서브그룹 각각의 성능지표(sum rate)는, 서브그룹 별로 각 단말의 데이터를 블록 대각화 프리코딩(Block Diagonalization Precoding)을 통해 동시 전송하는 경우, 서브그룹 내 각 단말에 대해 예측되는 데이터 수신성능의 총합을 지칭할 수 있으며, 이는 앞서 설명한 [수식 7]에서의 성능지표(sum rate) 도출 과정을 통해서 이해될 수 있다.At this time, the performance of each subgroup (sum rate), when transmitting the data of each terminal for each subgroup through the block diagonalization precoding (Block Diagonalization Precoding), receiving the predicted data for each terminal in the subgroup It may refer to the sum of performances, which can be understood through the process of deriving the sum rate in Equation 7 described above.

설명의 이해를 돕기 위해 전술의 서브그룹의 구성하기 위한 구성부(12)의 동작, 및 동시전송그룹의 결정하는 결정부(13)의 동작을 수식을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.In order to help understanding of the description, the operation of the configuration unit 12 for configuring the above-described subgroup and the operation of the determination unit 13 for determining the simultaneous transmission group will be described in more detail with reference to equations.

우선, 상관행렬의 디터미넌트 값이 임계 값 이상인 특정 조건을 만족하는 적어도 일부 단말(z1, z2, …, zr)이 선택되면, 서브그룹의 구성을 위해 초기화(Initialization)과정을 진행하게 되며, 이러한 초기화과정은 아래 [수식 11] 내지 [수식 13]의 과정으로 이해될 수 있다.First, if at least some terminals (z 1 , z 2 , …, z r ) satisfying a specific condition in which the determinant value of the correlation matrix is greater than or equal to a threshold value are selected, an initialization process is performed to configure a subgroup. This initialization process can be understood as the process of [Equation 11] to [Equation 13] below.

[수식 11][Equation 11]

Figure 112018063349198-pat00108
Figure 112018063349198-pat00108

[수식 12][Equation 12]

Figure 112018063349198-pat00109
Figure 112018063349198-pat00109

[수식 13][Equation 13]

Figure 112018063349198-pat00110
Figure 112018063349198-pat00110

이러한 초기화과정이 완료되면, 기준단말그룹 내 기준단말로서,

Figure 112018063349198-pat00111
를 초기 선택하고,
Figure 112018063349198-pat00112
를 update하는 아래 [수식 14] 내지 [수식 16]의 초기선택과정을 처리할 수 있으며, 여기서,
Figure 112018063349198-pat00113
는 단말
Figure 112018063349198-pat00114
로 전송할 다운링크 데이터로 이해될 수 있다.When this initialization process is completed, as a reference terminal in the reference terminal group,
Figure 112018063349198-pat00111
Initial selection,
Figure 112018063349198-pat00112
The initial selection process of [Equation 14] to [Equation 16] below for updating may be processed, where:
Figure 112018063349198-pat00113
The terminal
Figure 112018063349198-pat00114
It can be understood as downlink data to be transmitted.

[수식 14][Equation 14]

Figure 112018063349198-pat00115
Figure 112018063349198-pat00115

[수식 15][Formula 15]

Figure 112018063349198-pat00116
Figure 112018063349198-pat00116

[수식 16][Equation 16]

Figure 112018063349198-pat00117
Figure 112018063349198-pat00117

또한, 이러한 초기선택과정이 완료되면, 각각의 사용자에 대해

Figure 112018063349198-pat00118
과 orthogonal한 행렬
Figure 112018063349198-pat00119
를 계산하는 직교성분석과정을 처리한다.In addition, when this initial selection process is completed, for each user
Figure 112018063349198-pat00118
And orthogonal matrix
Figure 112018063349198-pat00119
Orthogonality analysis process to calculate the.

이때,

Figure 112018063349198-pat00120
에서
Figure 112018063349198-pat00121
는 orthogonal matrices의 집합이며,
Figure 112018063349198-pat00122
는 아래 [수식 17]과 같이 정의될 수 있다.At this time,
Figure 112018063349198-pat00120
in
Figure 112018063349198-pat00121
Is a set of orthogonal matrices,
Figure 112018063349198-pat00122
Can be defined as [Equation 17] below.

[수식 17][Equation 17]

Figure 112018063349198-pat00123
,
Figure 112018063349198-pat00124
Figure 112018063349198-pat00123
,
Figure 112018063349198-pat00124

여기서, [수식 17]은

Figure 112018063349198-pat00125
와 orthogonal한
Figure 112018063349198-pat00126
component를 구하는 수식으로서, 참조문헌 3[T. Oh, S. Hyeon, H. Go, S. Choi, "A user selection algorithm providing maximum sum-rate for multiuser mimo system," IEICE Trans. on Commun., vol.E93-B, no.5, pp.1302-1305, May 2010.]으로부터 이해될 수 있으며,
Figure 112018063349198-pat00127
는
Figure 112018063349198-pat00128
를 SVD한 식
Figure 112018063349198-pat00129
에서
Figure 112018063349198-pat00130
의 처음
Figure 112018063349198-pat00131
columns으로 이루어진 행렬을 의미한다.Here, [Equation 17]
Figure 112018063349198-pat00125
With orthogonal
Figure 112018063349198-pat00126
As a formula for obtaining a component, reference 3 [T. Oh, S. Hyeon, H. Go, S. Choi, "A user selection algorithm providing maximum sum-rate for multiuser mimo system," IEICE Trans. on Commun., vol.E93-B, no.5, pp.1302-1305, May 2010.]
Figure 112018063349198-pat00127
The
Figure 112018063349198-pat00128
SVD expression
Figure 112018063349198-pat00129
in
Figure 112018063349198-pat00130
First
Figure 112018063349198-pat00131
It means a matrix of columns.

또한, 이러한 직교성분석과정이 완료되면,

Figure 112018063349198-pat00132
를 아래 [수식 18] 과 같이 update 해주는 후보단말업데이트과정을 처리하게 되는데, 이는 다음 단말을 선택할 때 set
Figure 112018063349198-pat00133
을 통해 이전에 선택된 단말들의 채널 정보와 직교(orthogonal)한 채널정보를 갖는 단말 중 다음 사용자를 선택하기 위함이다.In addition, when this orthogonality analysis process is completed,
Figure 112018063349198-pat00132
As shown in [Equation 18] below, the candidate terminal update process is updated, which is set when the next terminal is selected.
Figure 112018063349198-pat00133
This is to select a next user among terminals having orthogonal channel information with channel information of previously selected terminals through.

[수식 18][Equation 18]

Figure 112018063349198-pat00134
Figure 112018063349198-pat00134

나아가, 이러한 후보단말업데이트과정이 완료되면, 서브그룹 내 다음 단말 즉

Figure 112018063349198-pat00135
번째 사용자를 선택하고,
Figure 112018063349198-pat00136
와
Figure 112018063349198-pat00137
를 업데이트하는 추가선택과정을 다음 [수식 19] 내지 [수식 21]을 통해 처리한다.Furthermore, when the candidate terminal update process is completed, the next terminal in the subgroup, namely
Figure 112018063349198-pat00135
Select the first user,
Figure 112018063349198-pat00136
Wow
Figure 112018063349198-pat00137
The additional selection process for updating is processed through [Equation 19] to [Equation 21].

[수식 19][Equation 19]

Figure 112018063349198-pat00138
Figure 112018063349198-pat00138

[수식 20][Equation 20]

Figure 112018063349198-pat00139
Figure 112018063349198-pat00139

[수식 21][Equation 21]

Figure 112018063349198-pat00140
Figure 112018063349198-pat00140

이때,

Figure 112018063349198-pat00141
라면,
Figure 112018063349198-pat00142
을 하고 전술의 직교성분석과정으로 이동하게 되며, 그렇지 않은 경우
Figure 112018063349198-pat00143
의 sum rate (
Figure 112018063349198-pat00144
)를 [수식 7]을 이용해서 계산할 수 있다.At this time,
Figure 112018063349198-pat00141
Ramen,
Figure 112018063349198-pat00142
And move to the orthogonality analysis process described above.
Figure 112018063349198-pat00143
Of sum rate (
Figure 112018063349198-pat00144
) Can be calculated using [Equation 7].

또한,

Figure 112018063349198-pat00145
라면,
Figure 112018063349198-pat00146
,
Figure 112018063349198-pat00147
로 설정하고 전술의 초기선택과정으로 이동하여 이후 과정을 반복하게 되며, 그렇지 않은 경우, 즉, 기본단말그룹 내 모든 단말에 대한 서브그룹이 생성된 경우라면, 가장 큰 sum rate (
Figure 112018063349198-pat00148
)을 갖는
Figure 112018063349198-pat00149
를 찾아,
Figure 112018063349198-pat00150
에 해당하는 서브그룹을 최적의 서브그룹(optimal user set) 즉, 동시전송그룹으로 선택하는 다음 [수식 22] 및 [수식 23]의 과정을 처리할 수 있다.In addition,
Figure 112018063349198-pat00145
Ramen,
Figure 112018063349198-pat00146
,
Figure 112018063349198-pat00147
Set to and move to the initial selection process described above to repeat the subsequent process. Otherwise, that is, if a subgroup is created for all terminals in the basic terminal group, the largest sum rate (
Figure 112018063349198-pat00148
Having)
Figure 112018063349198-pat00149
Find it,
Figure 112018063349198-pat00150
The process of the following [Equation 22] and [Equation 23] for selecting the subgroup corresponding to the optimal subgroup (optimal user set), that is, the simultaneous transmission group may be processed.

[수식 22] [Formula 22]

Figure 112018063349198-pat00151
Figure 112018063349198-pat00151

[수식 23][Equation 23]

Figure 112018063349198-pat00152
Figure 112018063349198-pat00152

전송부(14)는 동시전송그룹 내 각 단말에 데이터를 전송하는 기능을 수행한다.The transmitting unit 14 performs a function of transmitting data to each terminal in the simultaneous transmission group.

보다 구체적으로, 전송부(14)는 기준단말그룹 내 기준단말 별 서브그룹으로부터 동시전송그룹이 결정되면, 결정된 동시전송그룹 내 각 단말의 데이터 각각에 대한 블록 대각화 프리코딩(Block Diagonalization Precoding)을 처리한 후 기지국장치 안테나를 통해 동시전송그룹 내 각 단말로 동시 전송하게 된다.More specifically, when the simultaneous transmission group is determined from the subgroups for each reference terminal in the reference terminal group, the transmitter 14 performs block diagonalization precoding for each data of each terminal in the determined simultaneous transmission group. After processing, it is simultaneously transmitted to each terminal in the simultaneous transmission group through the base station device antenna.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(10)의 구성에 따르면, 순차적으로 단말을 선택하기 위해 첫 번째 단말을 선택할 때 단일 단말을 선택하는 것이 아니라, 특정 기준에 의거한 기준단말그룹(primary user group)을 선택함으로써 기존 단말 선택 방법의 문제점인 오차 전파(error propagation)를 최소화할 수 있다. 또한, 기준단말그룹에 포함된 단말 모두 첫 번째 단말의 역할을 할 수 있도록 반복하여, 기준단말그룹 내 포함된 단말 개수만큼의 서브그룹을 구성하고, 그 중 가장 높은 성능지표(sum rate)를 갖는 서브그룹을 최종 동시전송그룹으로 결정함으로써, 데이터 동시 전송에 있어서 성능지표(sum rate)의 제고를 기대할 수 있다.As described above, according to the configuration of the base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, when selecting the first terminal in order to sequentially select the terminal, rather than selecting a single terminal, based on specific criteria By selecting a primary user group, error propagation, which is a problem of the existing terminal selection method, can be minimized. In addition, all the terminals included in the reference terminal group are repeatedly configured to serve as the first terminal, so as to form a subgroup as many as the number of terminals included in the reference terminal group, and having the highest performance rate (sum rate). By determining the subgroup as the final simultaneous transmission group, it is expected to improve the performance rate (sum rate) in simultaneous data transmission.

이하에서는, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(10)의 동작 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation method of the base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

먼저, 생성부(11)는 기지국장치(10)의 커버리지에 위치하는 다수의 단말 중 특정 기준을 만족하는 단말을 기준단말로 선택하여 기준단말그룹을 생성한다(S11-S12).First, the generation unit 11 selects a terminal that satisfies a specific criterion among a plurality of terminals located in the coverage of the base station apparatus 10 as a reference terminal to generate a reference terminal group (S11-S12).

이때, 생성부(11)는 다수의 단말 각각의 채널정보에 근거하여 기준단말을 선택할 수 있는데, 이러한 채널정보는 기지국장치와 단말 간 다운링크 채널과 관련하여, 기지국장치의 안테나와 단말의 안테나 사이의 채널에 관한 채널행렬로 표현될 수 있다.At this time, the generation unit 11 may select a reference terminal based on channel information of each of a plurality of terminals, and this channel information is related to a downlink channel between the base station apparatus and the terminal, between the antenna of the base station apparatus and the antenna of the terminal. It can be expressed as a channel matrix for the channel of.

여기서, 채널정보는, 채널행렬의 차수(Dimension)에 기초한 상관행렬의 고유값(eigen values)과 함께 다수의 단말 각각으로부터 수신되며, 특히 여기서의 상관행렬은 기준단말 선택을 위한 특정 조건으로 활용될 수 있다.Here, the channel information is received from each of a plurality of terminals together with the eigen values of the correlation matrix based on the order of the channel matrix, and in particular, the correlation matrix is used as a specific condition for selecting a reference terminal. Can be.

정리하자면, 생성부(11)는 다수의 단말로부터 채널정보가 수신되면, 수신된 채널정보에 근거한 상관행렬의 디터미넌트 값이 임계 값 이상인지 여부를 판단하고, 판단 결과 디터미넌트 값이 임계 값 이상인 단말을 기준단말그룹에 속하는 기준단말로 선택할 수 있는 것이다.In summary, when the channel information is received from a plurality of terminals, the generation unit 11 determines whether the determinant value of the correlation matrix based on the received channel information is greater than or equal to a threshold, and as a result of the determination, the determinant value is critical. It is possible to select a terminal having a value greater than or equal to a reference terminal belonging to a reference terminal group.

다시 말해, 앞서 예시한 도 4 (a)에서와 같이, 기지국장치(10)의 커버리지에 위치한 전체 단말(1, 2, …, KT) 중 상관행렬의 디터미넌트 값이 임계 값 이상인 특정 조건을 만족하는 적어도 일부 단말(Z1, Z2, …, Zr)이 선택되어 도 4 (b)와 같은 기준단말그룹이 생성될 수 있다.In other words, as illustrated in FIG. 4(a) exemplified above, a specific condition in which the determinant value of the correlation matrix is greater than or equal to a threshold among all terminals 1, 2, ..., K T located in the coverage of the base station apparatus 10 At least some of the terminals (Z 1 , Z 2 , …, Z r ) satisfying are selected, and a reference terminal group as shown in FIG. 4 (b) may be generated.

이어서, 구성부(12)는 기준단말의 선택을 통한 기준단말그룹의 생성이 완료되면, 기준단말그룹에 속한 각 단말 별로 기준단말그룹 내에서 기준단말과의 데이터 동시 전송이 가능한 단말을 선택하여 서브그룹을 구성한다(S13).Subsequently, when the generation of the reference terminal group through selection of the reference terminal is completed, the configuration unit 12 selects a terminal capable of simultaneously transmitting data with the reference terminal within the reference terminal group for each terminal belonging to the reference terminal group Form a group (S13).

이때, 구성부(12)는 기준단말그룹에 속한 각 단말 별로, 기지국장치(10)에서 데이터 동시 전송이 가능한 단말 개수만큼 기준단말그룹으로부터 단말을 순차적으로 선택하여 서브그룹을 구성할 수 있다.In this case, the configuration unit 12 may configure a subgroup by sequentially selecting terminals from the reference terminal group as many as the number of terminals capable of simultaneously transmitting data in the base station apparatus 10 for each terminal belonging to the reference terminal group.

한편, 구성부(12)는 이러한 서브그룹 구성에 있어서, 각 서브그룹 별로 기준단말이 첫 번째 선택된 이후에는, 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말을 순차적으로 선택하게 되며, 특히 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말이 2 이상인 경우에는 2 이상의 단말 중 상관행렬의 디터미넌트 값이 가장 큰 단말을 선택할 수 있다.On the other hand, in such a subgroup configuration, the configuration unit 12 sequentially selects terminals having channel information orthogonal to each previously selected terminal after the reference terminal is first selected for each subgroup. When there are two or more terminals having channel information orthogonal to each selected terminal, a terminal having the largest determinant value of a correlation matrix among two or more terminals may be selected.

다시 말해, 앞서 예시한 도 4 (b)에서와 같이, 도 4 (b)와 같은 기준단말그룹이 생성되면, 도 4 (c)에서와 기준단말그룹으로부터 첫 번째 단말(Z1)을 선택하게 되며, 이어서 이전 선택된 단말과는 직교한 채널정보를 가지는 다음 단말을 순차적으로 선택하여 서브그룹(#1)을 구성할 수 있으며, 특히 이러한 서브그룹 구성 과정은 기준단말그룹 내 모든 단말(z1, z2, …, zr) 첫 번째 단말이 될 수 있도록 반복되어, 기준단말그룹 내 각 단말 별로 서브그룹(#1, #2, …, #r)을 구성될 수 있다.In other words, as illustrated in FIG. 4(b), the reference terminal group shown in FIG. 4(b) is generated, so that the first terminal Z 1 is selected from FIG. 4(c) and from the reference terminal group. Subsequently, the next terminal having channel information orthogonal to the previously selected terminal can be sequentially selected to form a subgroup (#1). In particular, all of the terminals in the reference terminal group (z 1 , z 2 , …, z r ) Repeated to be the first terminal, subgroups (#1, #2, …, #r) may be configured for each terminal in the reference terminal group.

나아가, 결정부(13)는 기준단말그룹 내 기준단말 별 서브그룹의 구성이 완료되면, 각각의 서브그룹 각각에 대한 데이터 동시 전송에 따른 성능지표를 확인하고, 확인 결과 성능지표가 최대가 되는 서브그룹을 동시전송그룹으로 결정한다(S14-S15).Furthermore, when the configuration of the subgroups for each reference terminal in the reference terminal group is completed, the determination unit 13 checks performance indicators according to simultaneous data transmission for each subgroup, and as a result of the verification, the performance indicators become the maximum The group is determined as a simultaneous transmission group (S14-S15).

이때, 서브그룹 각각의 성능지표(sum rate)는, 서브그룹 별로 각 단말의 데이터를 블록 대각화 프리코딩(Block Diagonalization Precoding)을 통해 동시 전송하는 경우, 서브그룹 내 각 단말에 대해 예측되는 데이터 수신성능의 총합을 지칭할 수 있으며, 이는 앞서 설명한 [수식 7]에서의 성능지표(sum rate) 도출 과정을 통해서 이해될 수 있다.At this time, the performance of each subgroup (sum rate), when transmitting the data of each terminal for each subgroup through the block diagonalization precoding (Block Diagonalization Precoding), receiving the predicted data for each terminal in the subgroup It may refer to the sum of performances, which can be understood through the process of deriving the sum rate in Equation 7 described above.

이후, 전송부(14)는 기준단말그룹 내 기준단말 별 서브그룹으로부터 동시전송그룹이 결정되면, 결정된 동시전송그룹 내 각 단말의 데이터 각각에 대한 블록 대각화 프리코딩(Block Diagonalization Precoding)을 처리한 후 기지국장치 안테나를 통해 동시전송그룹 내 각 단말로 동시 전송한다(S16).Thereafter, when the simultaneous transmission group is determined from the subgroups for each reference terminal in the reference terminal group, the transmitter 14 processes block diagonalization precoding for each data of each terminal in the determined simultaneous transmission group. After that, it is simultaneously transmitted to each terminal in the simultaneous transmission group through the base station device antenna (S16).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(10)의 동작 방법에 따르면, 순차적으로 단말을 선택하기 위해 첫 번째 단말을 선택할 때 단일 단말을 선택하는 것이 아니라, 특정 기준에 의거한 기준단말그룹(primary user group)을 선택함으로써 기존 단말 선택 방법의 문제점인 오차 전파(error propagation)를 최소화할 수 있다. 또한, 기준단말그룹에 포함된 단말 모두 첫 번째 단말의 역할을 할 수 있도록 반복하여, 기준단말그룹 내 포함된 단말 개수만큼의 서브그룹을 구성하고, 그 중 가장 높은 성능지표(sum rate)를 갖는 서브그룹을 최종 동시전송그룹으로 결정함으로써, 데이터 동시 전송에 있어서 성능지표(sum rate)의 제고를 기대할 수 있다.As described above, according to the operation method of the base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, when selecting the first terminal in order to sequentially select the terminal, rather than selecting a single terminal, based on a specific criterion By selecting a primary user group, error propagation, which is a problem of the existing terminal selection method, can be minimized. In addition, all the terminals included in the reference terminal group are repeatedly configured to serve as the first terminal, so as to form a subgroup as many as the number of terminals included in the reference terminal group, and having the highest performance rate (sum rate). By determining the subgroup as the final simultaneous transmission group, it is possible to expect an improvement in the sum rate in simultaneous data transmission.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(10)의 동작 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Meanwhile, the operation method of the base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention may be implemented in a form of program instructions that can be executed through various computer means and may be recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the present invention, and vice versa.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims below. Anyone with ordinary knowledge in the technical idea of the present invention extends to the extent that various modifications or modifications are possible.

본 발명에 따른 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법에 따르면, MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output) 다운링크 환경에서 데이터 동시 전송의 성능지표(sum rate)를 향상시킬 수 있다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.According to the base station apparatus and the operation method of the base station apparatus according to the present invention, it is possible to improve the performance index (sum rate) of simultaneous data transmission in a multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) downlink environment. In addition, as it surpasses the limitations of the existing technology, it is not only the use of the related technology, but also the possibility of commercially available or sales of the applied device, as well as the degree to which it can be practiced clearly and in practice.

10: 기지국장치
11: 생성부 12: 구성부
13: 결정부 14: 전송부
20: 단말(사용자)10: base station device
11: Generation section 12: Construction section
13: decision unit 14: transmission unit
20: terminal (user)

Claims (12)

다수의 단말 각각의 채널정보를 기초로 다수의 단말 중 특정 기준을 만족하는 하나 이상의 단말을 기준단말로 선택하여 기준단말그룹을 생성하는 생성부;
상기 기준단말그룹 내 각 기준단말 별로, 상기 기준단말그룹 내에서 기준단말과의 데이터 동시 전송이 가능한 적어도 하나의 단말을 선택하여 서브그룹을 구성하는 구성부; 및
상기 기준단말 별 서브그룹 중 데이터 동시 전송에 따른 성능지표가 최대가 되는 서브그룹을 동시전송그룹으로 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.A generating unit selecting one or more terminals satisfying a specific criterion among a plurality of terminals as reference terminals based on channel information of each of the multiple terminals to generate a reference terminal group;
A component configured to configure at least one terminal capable of simultaneously transmitting data with a reference terminal within the reference terminal group for each reference terminal in the reference terminal group to configure a subgroup; And
And a determining unit for determining a subgroup having a maximum performance index according to simultaneous data transmission among subgroups for each reference terminal as a simultaneous transmission group. 제 1 항에 있어서,
상기 채널정보는,
기지국장치와 단말 간 다운링크 채널과 관련하여, 기지국장치의 안테나와 단말의 안테나 사이의 채널에 관한 채널행렬로 표현되며,
상기 생성부는,
상기 채널행렬의 차수(Dimension)에 기초한 상관행렬의 디터미넌트 값이 임계 값 이상인 단말을 기준단말로 선택하여 기준단말그룹을 생성하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.According to claim 1,
The channel information,
Regarding the downlink channel between the base station apparatus and the terminal, it is expressed as a channel matrix for the channel between the antenna of the base station apparatus and the antenna of the terminal,
The generation unit,
A base station apparatus characterized in that a terminal having a determinant value of a correlation matrix based on a dimension of the channel matrix equal to or greater than a threshold value is selected as a reference terminal to generate a reference terminal group. 제 1 항에 있어서,
상기 구성부는,
상기 기준단말그룹 내 각 기준단말을 상기 서브그룹에서 첫 번째 단말로 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.According to claim 1,
The configuration unit,
A base station apparatus, characterized in that each reference terminal in the reference terminal group is selected as the first terminal in the subgroup. 제 1 항에 있어서,
상기 구성부는,
각 서브그룹 별로 첫 번째 기준단말을 선택한 이후 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말을 순차적으로 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.According to claim 1,
The configuration unit,
After selecting the first reference terminal for each subgroup, a base station device characterized in that sequentially selecting terminals having orthogonal channel information to each previously selected terminal. 제 2 항에 있어서,
상기 구성부는,
각 서브그룹 별 기준단말이 첫 번째 선택된 이후 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 단말 중 상기 디터미넌트 값이 가장 큰 단말을 선택하여 서브그룹을 구성하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.According to claim 2,
The configuration unit,
When the reference terminal for each subgroup is first selected, and there are two or more terminals having channel information orthogonal to each previously selected terminal, a terminal having the largest determinant value among the two or more terminals is selected to form a subgroup. Base station apparatus characterized in that. 제 1 항에 있어서,
상기 성능지표는,
상기 기지국장치에서 각 단말의 데이터를 블록 대각화 프리코딩(Block Diagonalization Precoding)을 통해 서브그룹 별로 동시 전송하는 경우에 각 단말에 대해 예측되는 데이터 수신성능의 총 합으로 정의되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.According to claim 1,
The above performance index,
A base station apparatus characterized in that the base station apparatus is defined as a total sum of data reception performance predicted for each terminal when data of each terminal is simultaneously transmitted for each subgroup through block diagonalization precoding. . 다수의 단말 각각의 채널정보를 기초로 다수의 단말 중 특정 기준을 만족하는 하나 이상의 단말을 기준단말로 선택하여 기준단말그룹을 생성하는 기준단말그룹생성단계;
상기 기준단말그룹 내 각 기준단말 별로, 상기 기준단말그룹 내에서 기준단말과의 데이터 동시 전송이 가능한 적어도 하나의 단말을 선택하여 서브그룹을 구성하는 서브그룹구성단계; 및
상기 기준단말 별 서브그룹 중 데이터 동시 전송에 따른 성능지표가 최대가 되는 서브그룹을 동시전송그룹으로 결정하는 동시전송그룹결정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.A reference terminal group creation step of selecting one or more terminals satisfying a specific criterion among a plurality of terminals as reference terminals based on channel information of each of the multiple terminals to generate a reference terminal group;
A subgroup configuration step of configuring at least one terminal capable of simultaneously transmitting data with a reference terminal within the reference terminal group for each reference terminal in the reference terminal group to configure a subgroup; And
And a sub transmission group determining step of determining a sub group having a maximum performance index according to simultaneous data transmission among sub groups for each reference terminal as a simultaneous transmission group. 제 7 항에 있어서,
상기 채널정보는,
기지국장치와 단말 간 다운링크 채널과 관련하여, 기지국장치의 안테나와 단말의 안테나 사이의 채널에 관한 채널행렬로 표현되며,
상기 기준단말그룹생성단계는,
상기 채널행렬의 차수(Dimension)에 기초한 상관행렬의 디터미넌트 값이 임계 값 이상인 단말을 기준단말로 선택하여 기준단말그룹을 생성하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.The method of claim 7,
The channel information,
Regarding the downlink channel between the base station apparatus and the terminal, it is expressed as a channel matrix for the channel between the antenna of the base station apparatus and the antenna of the terminal,
The reference terminal group creation step,
A method for operating a base station apparatus, characterized in that a terminal having a determinant value of a correlation matrix based on a dimension of the channel matrix having a threshold value or higher is selected as a reference terminal to generate a reference terminal group. 제 7 항에 있어서,
상기 서브그룹구성단계는,
상기 기준단말그룹 내 각 기준단말을 상기 서브그룹에서 첫 번째 단말로 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.The method of claim 7,
The sub-group configuration step,
A method of operating a base station apparatus, characterized in that each reference terminal in the reference terminal group is selected as the first terminal in the subgroup. 제 7 항에 있어서,
상기 서브그룹구성단계는,
각 서브그룹 별로 첫 번째 기준단말을 선택한 이후 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말을 순차적으로 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.The method of claim 7,
The sub-group configuration step,
After selecting the first reference terminal for each subgroup, a method of operating a base station apparatus characterized in that sequentially selecting terminals having channel information orthogonal to each previously selected terminal. 제 8 항에 있어서,
상기 서브그룹구성단계는,
각 서브그룹 별 기준단말이 첫 번째 선택된 이후 이전 선택된 각 단말과는 직교한 채널정보를 갖는 단말이 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 단말 중 상기 디터미넌트 값이 가장 큰 단말을 선택하여 서브그룹을 구성하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.The method of claim 8,
The sub-group configuration step,
When the reference terminal for each subgroup is first selected, and there are two or more terminals having channel information orthogonal to each previously selected terminal, a terminal having the largest determinant value among the two or more terminals is selected to form a subgroup. Method of operation of a base station apparatus, characterized in that. 제 7 항에 있어서,
상기 성능지표는,
상기 기지국장치에서 각 단말의 데이터를 블록 대각화 프리코딩(Block Diagonalization Precoding)을 통해 서브그룹 별로 동시 전송하는 경우에 각 단말에 대해 예측되는 데이터 수신성능의 총 합으로 정의되는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법. The method of claim 7,
The above performance index,
A base station apparatus characterized in that the base station apparatus is defined as a total sum of data reception performance predicted for each terminal when data of each terminal is simultaneously transmitted for each subgroup through block diagonalization precoding. How it works.
KR1020180074309A 2018-06-27 2018-06-27 Basement apparatus, and control method thereof KR102118389B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180074309A KR102118389B1 (en) 2018-06-27 2018-06-27 Basement apparatus, and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180074309A KR102118389B1 (en) 2018-06-27 2018-06-27 Basement apparatus, and control method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200001397A KR20200001397A (en) 2020-01-06
KR102118389B1 true KR102118389B1 (en) 2020-06-03

Family

ID=69159064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180074309A KR102118389B1 (en) 2018-06-27 2018-06-27 Basement apparatus, and control method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102118389B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD958336S1 (en) * 2020-09-18 2022-07-19 Patrick Ian Tsang Mask keeper
KR102287792B1 (en) * 2021-04-30 2021-08-09 세종대학교산학협력단 Hybrid Beamforming Based on Low-Complexity RF Precoder in mmWave Massive MIMO-NOMA Systems

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7298805B2 (en) * 2003-11-21 2007-11-20 Qualcomm Incorporated Multi-antenna transmission for spatial division multiple access
KR101002877B1 (en) * 2007-03-06 2010-12-21 한국과학기술원 A method and Apparatus for scheduling Multiple Users In communication
US9755705B2 (en) * 2008-08-07 2017-09-05 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for supporting multi-user and single-user MIMO in a wireless communication system
US9294160B2 (en) * 2008-08-11 2016-03-22 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for supporting distributed MIMO in a wireless communication system
KR102189315B1 (en) * 2013-12-04 2020-12-11 삼성전자주식회사 Apparatus and method for uplink scheduling in multi-user multiple-input and multiple-output system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200001397A (en) 2020-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5127394B2 (en) MIMO system precoding method and apparatus using the method
US8711970B2 (en) Precoding codebooks for MIMO communication systems
EP2899897B1 (en) Methods and systems for combined precoding and cyclic delay diversity
US8686883B2 (en) Codebook for multiple user multiple input multiple output system and communication device using the codebook
JP5179647B2 (en) Signal transmission method for reducing feedback overhead and feedback information transmission method therefor
US8359042B2 (en) Communication system and method of performing interference control using random beamforming technique
JP2011509040A (en) Method for transmitting a precoded signal in a collaborative multiple-input multiple-output communication system
KR20100053417A (en) Method of signals transmission and signals reception in the multi-imput multi-output systems
US9450787B2 (en) System and method for early termination in iterative null-space directed singular value decomposition for MIMO
Huang et al. Decremental user selection for large-scale multi-user MIMO downlink with zero-forcing beamforming
KR102162702B1 (en) Method and device for estimating channel in wireless communication system
Olyaee et al. An energy‐efficient joint antenna and user selection algorithm for multi‐user massive MIMO downlink
JP2012503934A (en) Method for precoding a signal for transmission in a wireless MIMO system
Jamali et al. A low-complexity recursive approach toward code-domain NOMA for massive communications
KR102118389B1 (en) Basement apparatus, and control method thereof
JP2009290449A (en) Wireless communication apparatus, system, method, and program
WO2015090021A1 (en) Beam quality information feedback method and system
US20100310001A1 (en) Transmitting/receiving method for multi-user multiple-input multiple-output system
KR20110077157A (en) Apparatus and method for unitary precoding in mu-mimo system
Crâşmariu et al. Performance analysis of the singular value decomposition with block-diagonalization precoding in multi-user massive MIMO systems
CN107154815B (en) Multi-user system hybrid pre-coding method
US11870514B2 (en) Multi-user coordination
KR101556482B1 (en) Method and Apparatus for INTERFERENCE ALIGNMENT METHOD WITH SLNR MAXIMIZATION IN MIMO INTERFERENCE CHANNEL
US11018744B2 (en) Block-diagonalization based beamforming
EP3567741B1 (en) User selection method and device utilized in spatial division

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant