KR102310972B1 - Apparatus and method for beamforming with consideration of interference channel in wireless communication system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔포밍에 대한 것으로, 기지국의 동작은, 다수의 시점에서 수집된 순시적(instantaneous) 채널 파라미터들로부터 결정되는 긴-주기(long-term) 채널 정보의 변화량이 임계치를 초과하면, 단말로의 송신 신호가 적어도 하나의 다른 단말에게 간섭으로 작용하는 비율을 나타내는 누출 계수(leakage coefficient)를 갱신하는 과정과, 상기 누출 계수에 기초하여 빔포밍 벡터를 결정하는 과정과, 상기 빔포밍 벡터로 빔포밍된 신호를 송신하는 과정을 포함한다. 또한, 본 발명은 상술한 실시 예와 다른 실시 예들도 포함한다.The present invention relates to beamforming in a wireless communication system, wherein the operation of the base station sets a threshold value for the amount of change in long-term channel information determined from instantaneous channel parameters collected at multiple points in time. If it exceeds, updating a leak coefficient indicating a rate at which a transmission signal to a terminal acts as interference to at least one other terminal, and determining a beamforming vector based on the leak coefficient; and transmitting a beamformed signal using a beamforming vector. In addition, the present invention includes embodiments other than the above-described embodiment.

Description

무선 통신 시스템에서 간섭 채널 고려한 빔포밍 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BEAMFORMING WITH CONSIDERATION OF INTERFERENCE CHANNEL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}Beamforming apparatus and method considering interference channel in wireless communication system

본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔포밍(beamforming)에 관한 것이다.The present invention relates to beamforming in a wireless communication system.

다중 안테나 기법은 주파수 자원의 증가 없이 시스템 수율(throughput)을 증가시키는 차세대 이동통신의 핵심 기술로 주목되고 있다. 대용량 데이터 서비스를 다수의 정지 및 이동하는 사용자들에게 끊김 없이 제공하기 위해, 기지국, 단말, 중계국(relay), 펨토(femto)-기지국 등의 망(network) 구성 요소들이 서로 협업하는 다중 노드 협업 기술이 최근 활발히 연구되고 있다.The multi-antenna technique is attracting attention as a core technology of next-generation mobile communication that increases system throughput without increasing frequency resources. Multi-node collaboration technology in which network components such as base stations, terminals, relays, and femto-base stations collaborate with each other in order to seamlessly provide large-capacity data services to a large number of stationary and moving users. This has been actively studied recently.

다중 셀 다중 안테나 시스템에서 시스템의 전체 전송율을 증가시키기 위하여, 다른 셀로부터의 간섭을 조정함으로써 상기 간섭이 시스템에 미치는 영향을 줄이는 것이 요구된다. 이를 위해 다양한 시스템들이 개발되어 왔고, 그 중 하나로서, CB(Coordinated Beamforming) 시스템이 제시된 바 있다. 상기 CB 시스템은 다중 셀 협력 통신 기법의 하나로서 논의된다. 상기 다중 셀 협력 통신은 'CoMP(Coordinated Multiple Point transmission/reception)'로 불리기도 한다. 상기 다중 셀 협력 통신은 각 기지국의 협력 정도에 따라서 상기 CB 또는 상기 JP(Joint Processing)로 구분될 수 있다. 상기 JP는 기지국들 사이에 데이터 공유가 이루어지며, 데이터와 채널 정보를 함께 공유하여 협력 전송하는 기법이고, 상기 CB는 셀 간 데이터 공유를 필요로 하지 아니하고, 채널 정보 공유를 통한 협력 전송 기법을 의미한다.In order to increase the overall transmission rate of the system in a multi-cell multi-antenna system, it is required to reduce the influence of the interference on the system by adjusting the interference from other cells. To this end, various systems have been developed, and as one of them, a CB (Coordinated Beamforming) system has been proposed. The CB system is discussed as one of the multi-cell cooperative communication techniques. The multi-cell cooperative communication is also called 'Coordinated Multiple Point transmission/reception (CoMP)'. The multi-cell cooperative communication may be divided into the CB or the Joint Processing (JP) according to the degree of cooperation of each base station. The JP is a technique for cooperative transmission by sharing data between base stations and sharing data and channel information together, and the CB does not require data sharing between cells and means a cooperative transmission technique through sharing channel information. do.

다수의 연구들을 통해, 상기 CB 시스템에서 V-SINR(Virtual-Signal to Interference-plus-Noise Ratio)의 다른 셀의 사용자로 가는 누출(leakage) 성분을 적절히 조절함으로써 파레토 최적(Pareto optimal)이 달성됨이 밝혀진 바 있다. 글로벌(global) 채널 정보를 이용하며, 높은 복잡도를 요구하는 다향 블록 근사(poly block approximation) 및 전송률 프로파일(rate profile) 기술 기반의 가중치 합 전송률 최적화(weighted sum rate maximization) 기반의 빔포밍 기법이 제안된 바 있다. 또한, 상기 VSINR의 누출 계수(leakage coefficient)를 반복적으로 최적화하는 방안도 제안된 바 있다. 여기서, 상기 누출 계수 계산은 매 채널 인지(channel realization)마다 수행해야 하므로, 계산 복잡도가 다소 높다.Through a number of studies, Pareto optimal is achieved by appropriately adjusting the leakage component to the user of another cell of Virtual-Signal to Interference-plus-Noise Ratio (V-SINR) in the CB system. This has been revealed A beamforming technique based on weighted sum rate maximization based on poly block approximation and rate profile technology that uses global channel information and requires high complexity is proposed. has been In addition, a method of iteratively optimizing the leakage coefficient of the VSINR has been proposed. Here, since the calculation of the leakage coefficient has to be performed for every channel realization, the calculation complexity is rather high.

본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 빔포밍(beamforming)을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an apparatus and method for performing beamforming in a wireless communication system.

본 발명의 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 셀 간 간섭(inter-cell interference)을 완화하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for mitigating inter-cell interference in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 빔포밍 벡터(beamforming) 결정의 계산 복잡도를 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for reducing the computational complexity of determining a beamforming vector in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 빔포밍 벡터 결정을 위해 사용되는 누출 계수(leakage coefficient)를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for determining a leak coefficient used for determining a beamforming vector in a wireless communication system.

본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 긴-주기(long-term) 채널 정보에 기초하여 누출 계수를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for determining a leak factor based on long-term channel information in a wireless communication system.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 다수의 시점에서 수집된 순시적(instantaneous) 채널 파라미터들로부터 결정되는 긴-주기(long-term) 채널 정보의 변화량이 임계치를 초과하면, 단말로의 송신 신호가 적어도 하나의 다른 단말에게 간섭으로 작용하는 비율을 나타내는 누출 계수(leakage coefficient)를 갱신하는 과정과, 상기 누출 계수에 기초하여 빔포밍 벡터를 결정하는 과정과, 상기 빔포밍 벡터로 빔포밍된 신호를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of operating a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention, a change amount of long-term channel information determined from instantaneous channel parameters collected at a plurality of points in time exceeds a threshold. then, updating a leak coefficient indicating a rate at which a transmission signal to a terminal acts as interference to at least one other terminal, determining a beamforming vector based on the leak coefficient, and the beam; and transmitting a beamformed signal using a forming vector.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 다수의 시점에서 수집된 순시적 채널 파라미터들로부터 긴-주기(long-term) 채널 정보를 결정하는 과정과, 상기 긴-주기 채널 정보의 변화량이 임계치를 초과하면, 상기 긴-주기 채널 정보를 기지국으로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of operating a terminal in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention includes a process of determining long-term channel information from instantaneous channel parameters collected at a plurality of points in time, and the long-period and transmitting the long-period channel information to the base station when the change amount of the channel information exceeds a threshold.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 다수의 시점에서 수집된 순시적 채널 파라미터들로부터 결정되는 긴-주기 채널 정보의 변화량이 임계치를 초과하면, 단말로의 송신 신호가 적어도 하나의 다른 단말에게 간섭으로 작용하는 비율을 나타내는 누출 계수를 갱신하고, 상기 누출 계수에 기초하여 빔포밍 벡터를 결정하는 제어부와, 상기 빔포밍 벡터로 빔포밍된 신호를 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a wireless communication system according to another embodiment of the present invention, the base station apparatus, when the amount of change in long-period channel information determined from instantaneous channel parameters collected at multiple points in time exceeds a threshold, the transmission signal to the terminal is A control unit that updates a leak coefficient indicating a rate acting as interference to at least one other terminal, and determines a beamforming vector based on the leak coefficient, and a transmitter configured to transmit a beamformed signal using the beamforming vector. characterized in that

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 다수의 시점에서 수집된 순시적 채널 파라미터들로부터 긴-주기 채널 정보를 결정하는 제어부와, 상기 긴-주기 채널 정보의 변화량이 임계치를 초과하면, 상기 긴-주기 채널 정보를 기지국으로 송신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a wireless communication system according to another embodiment of the present invention, a terminal device includes: a control unit that determines long-period channel information from instantaneous channel parameters collected at a plurality of points in time; and a threshold value of a change amount of the long-period channel information If it exceeds, it characterized in that it comprises a communication unit for transmitting the long-period channel information to the base station.

무선 통신 시스템에서 불규칙 확률 이론에 기반하여 누출 계수(leakage coefficient)를 채널 통계(channel statistic) 또는 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 변화할 때만 수행함으로써, 낮은 계산 복잡도로 효율적인 빔포밍이 가능하다. 또한, 본 발명에서 제시하는 기법은, 셀 당 단일 사용자가 아닌 셀 당 다수의 사용자들이 존재하는 시스템으로 확장이 가능하므로, 높은 활용도를 가진다.Efficient beamforming with low computational complexity is possible by performing leakage coefficient only when channel statistic or SNR (Signal-to-Noise Ratio) is changed based on random probability theory in a wireless communication system . In addition, the technique presented in the present invention has high utility because it can be extended to a system in which multiple users exist per cell instead of a single user per cell.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 간섭 발생 환경의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 간섭 발생 환경의 다른 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 간섭 발생 환경의 또 다른 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국들 및 단말들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 기법의 성능을 도시한다.
1 illustrates an example of an interference generating environment in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates another example of an interference generating environment in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates another example of an interference generating environment in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates base stations and terminals in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates an operation procedure of a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates an operation procedure of a terminal in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates an operation procedure of a terminal in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
8 illustrates an operation procedure of a base station in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
9 illustrates an operation procedure of a terminal in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
10 illustrates a block configuration of a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
11 illustrates a block configuration of a terminal in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
12 to 14 show performance of a beamforming technique according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, the operating principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

이하 본 발명은 무선 통신 시스템에서 간섭 채널을 고려한 빔포밍(beamforming)을 위한 기술에 대해 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a technique for beamforming in consideration of an interference channel in a wireless communication system.

이하 설명에서 사용되는 빔포밍 벡터를 결정하기 위해 사용되는 파라미터들을 지시하는 용어, 망 객체(network entity)들을 지시하는 용어 등은 설명의 편의를 위한 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
A term indicating parameters used to determine a beamforming vector used in the following description, a term indicating network entities, and the like are for convenience of description. Therefore, the present invention is not limited to the terms described below, and other terms referring to objects having equivalent technical meanings may be used.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 간섭 발생 환경의 일 예를 도시한다. 상기 도 1은 3개의 기지국들(110-1 내지 110-3) 및 3개의 단말들(120-1 내지 120-3)이 통신을 수행하는 경우를 예시한다.1 illustrates an example of an interference generating environment in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 1 illustrates a case in which three base stations 110-1 to 110-3 and three terminals 120-1 to 120-3 perform communication.

상기 도 1을 참고하면, 기지국A(110-1)가 단말A(120-1)로, 기지국B(110-2)가 단말B(120-2)로, 기지국C(110-3)이 단말C(120-C)로 신호를 송신한다. 상기 단말들(120-1 내지 120-3)이 모두 셀 경계에 위치하므로, 상기 단말들(120-1 내지 120-3)은 서빙(serving) 기지국 외 다른 기지국들로부터의 신호도 수신할 수 있다. 즉, 상기 기지국A(110-1)의 신호는 상기 단말A(120-1)에게 의도한(desired) 신호로, 상기 단말B(120-2) 및 상기 단말C(120-3)에게 간섭 신호로 작용한다. 유사하게, 상기 기지국B(110-2)의 신호는 상기 단말B(120-2)에게 의도한 신호로, 상기 단말A(120-1) 및 상기 단말C(120-3)에게 간섭 신호로 작용한다. 또한, 상기 기지국C(110-3)의 신호는 상기 단말C(120-3)에게 의도한 신호로, 상기 단말A(120-1) 및 상기 단말B(120-2)에게 간섭 신호로 작용한다.
1, base station A 110-1 is terminal A 120-1, base station B 110-2 is terminal B 120-2, and base station C 110-3 is terminal Send a signal to C(120-C). Since the terminals 120-1 to 120-3 are all located at the cell boundary, the terminals 120-1 to 120-3 can also receive signals from base stations other than a serving base station. . That is, the signal of the base station A 110-1 is a signal intended for the terminal A 120-1, and an interference signal to the terminal B 120-2 and the terminal C 120-3. acts as Similarly, the signal of the base station B 110-2 is a signal intended for the terminal B 120-2, and acts as an interference signal to the terminal A 120-1 and the terminal C 120-3. do. In addition, the signal of the base station C 110-3 is a signal intended for the terminal C 120-3, and acts as an interference signal to the terminal A 120-1 and the terminal B 120-2. .

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 간섭 발생 환경의 다른 예를 도시한다. 상기 도 2는 2개의 기지국들(210-1 및 210-2) 및 4개의 단말들(220-1 내지 220-4)이 통신을 수행하는 환경을 예시한다.2 illustrates another example of an interference generating environment in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 2 illustrates an environment in which two base stations 210-1 and 210-2 and four terminals 220-1 to 220-4 perform communication.

상기 도 2를 참고하면, 기지국A(210-1)가 단말A(220-1) 및 단말B(220-2)로, 기지국B(210-2)가 단말C(220-3) 및 단말D(220-4)로 신호를 송신한다. 즉, 상기 도 1의 예와 달리, 상기 기지국A(210-1) 및 상기 기지국B(210-2)은 동일 자원을 통해 서로 다른 단말들로 서로 다른 데이터를 송신할 수 있다. 이때, 상기 단말들(220-1 내지 220-4)은 서빙 기지국 외 다른 기지국들로부터의 신호도 수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 기지국A(210-1)의 신호는 상기 단말A(220-1) 및 상기 단말B(220-2)에게 의도한 신호로, 상기 단말C(220-3) 및 상기 단말D(220-4)에게 간섭 신호로 작용한다. 유사하게, 상기 기지국B(210-2)의 신호는 상기 단말C(220-3) 및 상기 단말D(220-4)에게 의도한 신호로, 상기 단말A(220-1) 및 상기 단말B(220-2)에게 간섭 신호로 작용한다.
2, base station A 210-1 is terminal A 220-1 and terminal B 220-2, and base station B 210-2 is terminal C 220-3 and terminal D Send a signal to (220-4). That is, unlike the example of FIG. 1 , the base station A 210 - 1 and the base station B 210 - 2 may transmit different data to different terminals through the same resource. In this case, the terminals 220-1 to 220-4 may also receive signals from base stations other than the serving base station. Accordingly, the signal of the base station A 210-1 is a signal intended for the terminal A 220-1 and the terminal B 220-2, and the terminal C 220-3 and the terminal D ( 220-4) as an interference signal. Similarly, the signal of the base station B 210-2 is a signal intended for the terminal C 220-3 and the terminal D 220-4, and the terminal A 220-1 and the terminal B ( 220-2) as an interference signal.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 간섭 발생 환경의 또 다른 예를 도시한다. 상기 도 3은 애드-혹(ad-hoc) 망(network) 환경을 예시한다. 상기 애드-혹 망은 개별적으로 존재하는 무선 통신 가능한 노드(node)들 간 서로 통신을 수행하는 자율적인 구조의 망을 의미한다.3 illustrates another example of an interference generating environment in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 3 illustrates an ad-hoc network environment. The ad-hoc network refers to a network having an autonomous structure that communicates with each other between individually present wireless communication-capable nodes.

상기 도 3을 참고하면, 단말(301)을 비롯한 다수의 노드들(301 내지 309)이 상기 애드-혹 망을 구성한다. 상기 애드-혹 망은 자율적으로 구성되므로, 다양한 형태의 간섭 신호가 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 다수의 노드들(301 내지 309) 중 신호를 송신하는 노드는 이하 설명할 실시 예들에 따라 빔포밍을 수행함으로써 간섭을 완화할 수 있다.
Referring to FIG. 3 , a plurality of nodes 301 to 309 including the terminal 301 constitute the ad-hoc network. Since the ad-hoc network is autonomously configured, various types of interference signals may be generated. Accordingly, a node transmitting a signal among the plurality of nodes 301 to 309 may mitigate interference by performing beamforming according to embodiments to be described below.

본 발명의 다양한 실시 예들은 간섭이 존재하는 환경에서 효율적인 빔포밍 기법을 제시한다. 본 발명에서 고려하는 시스템은 상기 도 1과 같이 특정 자원 내에서 한 명의 사용자로 신호를 송신할 수 있으며, 상기 도 2와 같이 특정 자원 내에서 다수의 사용자들로 신호를 송신할 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 다수의 기지국이 협력 없이 효율적인 빔포밍을 진행할 수 있는 장점을 가지며, 효과적으로 전체 시스템 수율(throughput)을 증대시킬 수 있다. 나아가, 본 발명은, 간섭이 존재하는 무선 통신 환경인 셀룰러 시스템, 애드-혹 망 등에 용이하게 적용 가능하며, 차세대 무선 통신인 5G 또는 4G 이상(Beyond 4G)의 시스템에도 적용될 수 있다. Various embodiments of the present invention propose an efficient beamforming technique in an environment in which interference exists. The system considered in the present invention may transmit a signal to one user within a specific resource as shown in FIG. 1, and may transmit a signal to multiple users within a specific resource as shown in FIG. 2 . Embodiments of the present invention have the advantage that a plurality of base stations can efficiently perform beamforming without cooperation, and can effectively increase the overall system throughput. Furthermore, the present invention can be easily applied to a cellular system, an ad-hoc network, etc., which are wireless communication environments in which interference exists, and can also be applied to a system of 5G or 4G or higher (Beyond 4G), which is a next-generation wireless communication.

본 발명의 실시 예는 간섭 채널 상황에서 각 기지국이 로컬(local) CSI(Channel State Information)을 이용하여 빔포밍 벡터를 계산하는 방안을 제안한다. 종래의 기법들과는 다르게, 본 발명의 실시 예에 따른 알고리즘은 긴-주기(long-term) 채널 통계(statistic) 정보를 이용하므로, 상대적으로 낮은 계산 복잡도를 가진다. 여기서, 상기 긴-주기 채널 통계는 SNR(Signal to Noise Ratio), 채널 상관(channel correlation), 경로 손실(path loss) 등과 같이 순시(instantaneous) 채널 정보 등으로 대표되는 짧은 주기(short-term) 통계에 비하여, 상대적으로 느리게 변하는 채널 관련 파라미터를 의미한다.
An embodiment of the present invention proposes a method in which each base station calculates a beamforming vector using local CSI (Channel State Information) in an interference channel situation. Unlike conventional techniques, the algorithm according to an embodiment of the present invention uses long-term channel statistic information, and thus has relatively low computational complexity. Here, the long-period channel statistics are short-term statistics represented by instantaneous channel information such as signal to noise ratio (SNR), channel correlation, and path loss. Compared to , it means a channel-related parameter that changes relatively slowly.

이하, 본 발명은 상기 도 1과 같은 다중 안테나를 갖는 다수의 기지국들이 다수의 단말들을 서비스하는 IFC(Interference Channel) 환경을 고려한 실시 예를 설명한다. 이 경우, 기지국들 및 단말들은 하기 도 4와 같이 모델링(modeling)될 수 있다.Hereinafter, an embodiment of the present invention in consideration of an IFC (Interference Channel) environment in which a plurality of base stations having multiple antennas as shown in FIG. 1 service a plurality of terminals will be described. In this case, base stations and terminals may be modeled as shown in FIG. 4 below.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국들 및 단말들을 도시한다. 상기 도 4를 참고하면, M개의 기지국들(410-1 내지 410-M)이 M개의 단말들(420-1 내지 420-M)로 신호를 송신한다. 상기 M개의 기지국들(410-1 내지 410-M) 각각은 송신 데이터 S1 내지 SM 각각을 빔포밍 벡터 V1 내지 VM 각각을 이용하여 빔포밍을 수행한다. 4 illustrates base stations and terminals in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , M base stations 410-1 to 410-M transmit signals to M terminals 420-1 to 420-M. Each of the M base stations (410-1 to 410-M) transmit data S 1 to S M Beamforming is performed using each of the beamforming vectors V 1 to V M, respectively.

상기 도 4와 같은 경우, 단말-m은 기지국-m으로부터 의도한 신호를 수신하며, 다른 기지국으로부터 수신되는 신호는 모두 간섭으로 작용한다. 상기 단말-m이 수신하는 신호는 하기 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.In the case of FIG. 4, terminal-m receives an intended signal from base station-m, and signals received from other base stations all act as interference. The signal received by the terminal-m may be expressed as in Equation 1 below.

Figure 112014002459818-pat00001
Figure 112014002459818-pat00001

상기 <수학식 1>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00002
은 단말-m의 수신 신호, 상기
Figure 112014002459818-pat00003
은 기지국-m 및 단말-m간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00004
은 단말-m을 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00005
은 단말-m의 데이터, 상기
Figure 112014002459818-pat00006
은 기지국의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00007
는 기지국-j 및 단말-m간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00008
은 단말-j를 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00009
은 단말-m에 수신되는 잡음을 의미한다. 상기 <수학식 1>에서, 상기
Figure 112014002459818-pat00010
및 상기
Figure 112014002459818-pat00011
이외의 성분은 단말-m에게 셀 간 간섭(inter-cell interference)으로 작용한다.In the <Equation 1>, the
Figure 112014002459818-pat00002
is the received signal of terminal-m, the
Figure 112014002459818-pat00003
is a channel vector between base station-m and terminal-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00004
is a beamforming vector for UE-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00005
is the data of terminal-m, the above
Figure 112014002459818-pat00006
is the number of base stations,
Figure 112014002459818-pat00007
is a channel vector between base station-j and terminal-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00008
is a beamforming vector for UE-j, wherein
Figure 112014002459818-pat00009
denotes noise received by UE-m. In the <Equation 1>, the
Figure 112014002459818-pat00010
and said
Figure 112014002459818-pat00011
Other components act as inter-cell interference to UE-m.

상기 단말-m의 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)는 하기 <수학식 4>와 같이 결정될 수 있다.The SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) of the terminal-m may be determined as in Equation 4 below.

Figure 112014002459818-pat00012
Figure 112014002459818-pat00012

상기 <수학식 2>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00013
는 단말-m의 SINR, 상기
Figure 112014002459818-pat00014
는 기지국-m 및 단말-m간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00015
은 단말-m을 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00016
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00017
는 기지국-j 및 단말-m간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00018
은 단말-j를 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00019
은 기지국의 개수를 의미한다.In the <Equation 2>, the
Figure 112014002459818-pat00013
is the SINR of UE-m, where
Figure 112014002459818-pat00014
is a channel vector between base station-m and terminal-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00015
is a beamforming vector for UE-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00016
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00017
is a channel vector between base station-j and terminal-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00018
is a beamforming vector for UE-j, wherein
Figure 112014002459818-pat00019
is the number of base stations.

따라서, 가중치-합 전송률(WSR: Weighted Sum Rate)을 최대화하는 빔포밍 벡터를 계산하는 문제는 하기 <수학식 3>과 같이 표현될 수 있다.Accordingly, the problem of calculating a beamforming vector that maximizes a weighted sum rate (WSR) may be expressed as Equation 3 below.

Figure 112014002459818-pat00020
Figure 112014002459818-pat00020

상기 <수학식 3>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00021
은 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00022
은 기지국의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00023
은 단말-m을 위한 가중치(weight) 항(term), 상기
Figure 112014002459818-pat00024
은 빔포밍 벡터
Figure 112014002459818-pat00025
을 사용한 경우 단말-m의 성취 가능한 전송률(achievable rate)을 의미한다. 상기 가중치
Figure 112014002459818-pat00026
는 양수로서, 단말-m의 QoS(Quality of Service)를 만족시키기 위해 결정되며, 상기 단말-m의 QoS 및 스케줄링 기법에 의하여 결정될 수 있다.
Figure 112014002459818-pat00027
인 경우, 다시 말해, 기지국의 안테나 개수가 기지국의 개수보다 큰 경우, 최적(optimality) 손해 없이
Figure 112014002459818-pat00028
로 결정된다. In the <Equation 3>, the
Figure 112014002459818-pat00021
is a beamforming vector, said
Figure 112014002459818-pat00022
is the number of base stations,
Figure 112014002459818-pat00023
is a weight term for UE-m, the
Figure 112014002459818-pat00024
Silver Beamforming Vector
Figure 112014002459818-pat00025
In case of using , it means an achievable rate of UE-m. the weight
Figure 112014002459818-pat00026
is a positive number and is determined to satisfy the QoS (Quality of Service) of UE-m, and may be determined according to the QoS and scheduling scheme of UE-m.
Figure 112014002459818-pat00027
In other words, when the number of antennas of the base station is greater than the number of base stations, there is no loss of optimality.
Figure 112014002459818-pat00028
is determined by

상기 <수학식 3>과 같은 문제의 해(solution)를 결정하기 위해, 논문 「R. Zhang and S. Cui, “Cooperative interference management with MISO beamforming”, IEEE Transactions on Signal Processing, Oct. 2010」에서, 누출 계수(leakage coefficient)를 이용하여 상기 문제의 파레토-최적화(Pareto-optimal)을 달성하는 빔포밍 벡터를 하기 <수학식 4>와 같이 결정하는 방안이 제시된 바 있다.In order to determine the solution of the problem as in <Equation 3>, the paper "R. Zhang and S. Cui, “Cooperative interference management with MISO beamforming”, IEEE Transactions on Signal Processing, Oct. 2010, a method of determining a beamforming vector that achieves the Pareto-optimal of the above problem using a leak coefficient as in Equation 4 below has been proposed.

Figure 112014002459818-pat00029
Figure 112014002459818-pat00029

상기 <수학식 4>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00030
은 단말-m을 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00031
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00032
은 크기 N의 단위 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00033
은 기지국-m에서 단말-j로의 신호에 대한 누출 계수, 상기
Figure 112014002459818-pat00034
는 기지국-m 및 단말-j 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00035
은 정규화(normalization) 전의 단말-m을 위한 빔포밍 벡터를 의미한다. In the <Equation 4>, the
Figure 112014002459818-pat00030
is a beamforming vector for UE-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00031
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00032
is the identity matrix of size N, where
Figure 112014002459818-pat00033
is the leakage coefficient for the signal from base station-m to terminal-j, where
Figure 112014002459818-pat00034
is a channel vector between base station-m and terminal-j, wherein
Figure 112014002459818-pat00035
denotes a beamforming vector for UE-m before normalization.

또한, 논문 「S.-H. Park, H. Park, H. Kong, and I. Lee, "New beamforming techniques based on virtual SINR maximization for coordinated multi-cell transmission," IEEE Transactions on Wireless Communications, Mar. 2012.」에서, 상기 가중치-합 전송률 및 VSINR(virtual SINR)의 관계를 이용하여 상기 누출 계수를 결정하는 방안이 제시된 바 있다. 상기 VSINR은 특정 수신단으로의 신호 및 상기 신호가 다른 수신단으로 영향을 주는 간섭의 비율을 의미한다, 상기 VSINR은 하기 <수학식 5>와 같이 정의될 수 있다.In addition, the paper "S.-H. Park, H. Park, H. Kong, and I. Lee, "New beamforming techniques based on virtual SINR maximization for coordinated multi-cell transmission," IEEE Transactions on Wireless Communications, Mar. 2012.", a method of determining the leakage coefficient using the relationship between the weight-sum data rate and virtual SINR (VSINR) has been proposed. The VSINR refers to a ratio of a signal to a specific receiving end and an interference in which the signal affects another receiving end. The VSINR may be defined as in Equation 5 below.

Figure 112014002459818-pat00036
Figure 112014002459818-pat00036

상기 <수학식 5>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00037
은 단말-m에 대한 VSINR, 상기
Figure 112014002459818-pat00038
는 기지국-m 및 단말-m간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00039
은 단말-m을 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00040
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00041
은 기지국-m에서 단말-j로의 신호에 대한 누출 계수, 상기
Figure 112014002459818-pat00042
는 기지국-m 및 단말-j간 채널 벡터를 의미한다. 상기 누출 계수는 단말-m으로의 신호가 다른 단말에게 간섭으로 작용하는 양적 비율을 의미한다.In the <Equation 5>, the
Figure 112014002459818-pat00037
is the VSINR for UE-m, where
Figure 112014002459818-pat00038
is a channel vector between base station-m and terminal-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00039
is a beamforming vector for UE-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00040
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00041
is the leakage coefficient for the signal from base station-m to terminal-j, where
Figure 112014002459818-pat00042
denotes a channel vector between base station-m and terminal-j. The leak coefficient refers to a quantitative ratio at which a signal to terminal-m acts as interference to other terminals.

Figure 112014002459818-pat00043
Figure 112014002459818-pat00043

상기 <수학식 6>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00044
는 기지국-k에서 단말-j로의 신호에 대한 누출 계수, 상기
Figure 112014002459818-pat00045
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00046
은 기지국의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00047
는 기지국-k 및 단말-i 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00048
는 정규화 전의 단말-k를 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00049
는 단말-k를 위한 가중치를 의미한다. 상기
Figure 112014002459818-pat00050
는 및 상기
Figure 112014002459818-pat00051
는 순시적(instantaneous) CSI(Channel State Information)에 의해 결정된다.In the <Equation 6>, the
Figure 112014002459818-pat00044
is the leakage coefficient for the signal from base station-k to terminal-j, where
Figure 112014002459818-pat00045
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00046
is the number of base stations,
Figure 112014002459818-pat00047
is a channel vector between base station-k and terminal-i, wherein
Figure 112014002459818-pat00048
is a beamforming vector for UE-k before normalization, wherein
Figure 112014002459818-pat00049
denotes a weight for UE-k. remind
Figure 112014002459818-pat00050
is and said
Figure 112014002459818-pat00051
is determined by instantaneous CSI (Channel State Information).

상기 <수학식 4> 및 상기 <수학식 6>에 나타난 방식은 채널이 변경될 때마다 누출 계수를 재결정해야 하므로, 상대적으로 높은 알고리즘 복잡도를 가진다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 불규칙 행렬 이론을 이용하여 누출 계수를 계산하는 새로운 기법을 제시한다.
The methods shown in <Equation 4> and <Equation 6> have relatively high algorithm complexity because the leakage coefficient must be re-determined whenever a channel is changed. Therefore, an embodiment of the present invention proposes a new technique for calculating the leakage coefficient using the random matrix theory.

불규칙 행렬 이론의 결과를 이용하면,

Figure 112014002459818-pat00052
의 비율, 다시 말해, 기지국의 개수 대 기지국의 안테나 개수의 비율이 고정되어있는 상황에서, 상기 안테나 개수가 무한히 커지면, 상기 누출 계수는 하기 <수학식 7>과 같은 결정적 등가물(deterministic equivalent)에 거의 확실하게(almost surely) 수렴할 수 있다.Using the results of the random matrix theory,
Figure 112014002459818-pat00052
In a situation in which the ratio of , that is, the ratio of the number of base stations to the number of antennas of the base station is fixed, when the number of antennas becomes infinitely large, the leakage coefficient is almost to a deterministic equivalent as shown in Equation 7 below. can converge most surely.

Figure 112014002459818-pat00053
Figure 112014002459818-pat00053

상기 <수학식 7>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00054
는 누출 계수의 결정적 등가물, 상기
Figure 112014002459818-pat00055
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00056
은 기지국의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00057
는 누출 간섭(leakage interference)의 전력, 상기
Figure 112014002459818-pat00058
는 전력 정규화 항(power normalization term), 상기
Figure 112014002459818-pat00059
는 단말-k를 위한 가중치, 상기
Figure 112014002459818-pat00060
는 단말-k에 대한 의도한 신호 전력을 의미한다.In the <Equation 7>, the
Figure 112014002459818-pat00054
is the deterministic equivalent of the leak coefficient, where
Figure 112014002459818-pat00055
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00056
is the number of base stations,
Figure 112014002459818-pat00057
is the power of leakage interference, where
Figure 112014002459818-pat00058
is a power normalization term, wherein
Figure 112014002459818-pat00059
is the weight for terminal-k,
Figure 112014002459818-pat00060
denotes the intended signal power for UE-k.

상기 의도한 신호의 전력

Figure 112014002459818-pat00061
및 전력 정규화 항
Figure 112014002459818-pat00062
은 하기 <수학식 8>과 같이 얻어질 수 있다.Power of the intended signal
Figure 112014002459818-pat00061
and power normalization term
Figure 112014002459818-pat00062
can be obtained as in the following <Equation 8>.

Figure 112014002459818-pat00063
Figure 112014002459818-pat00063

상기 <수학식 8>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00064
는 단말-k에 대한 의도한 신호 전력, 상기
Figure 112014002459818-pat00065
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00066
는 누출 계수들의 집합, 상기
Figure 112014002459818-pat00067
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00068
는 전력 정규화 항을 의미한다. 상기
Figure 112014002459818-pat00069
Figure 112014002459818-pat00070
로 정의될 수 있다. 상기 <수학식 8>에 포함된 함수
Figure 112014002459818-pat00071
및 함수
Figure 112014002459818-pat00072
는 하기 <수학식 9>와 같이 정의된다.In the <Equation 8>, the
Figure 112014002459818-pat00064
is the intended signal power for terminal-k, where
Figure 112014002459818-pat00065
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00066
is the set of leak coefficients, where
Figure 112014002459818-pat00067
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00068
is the power normalization term. remind
Figure 112014002459818-pat00069
Is
Figure 112014002459818-pat00070
can be defined as The function included in <Equation 8>
Figure 112014002459818-pat00071
and functions
Figure 112014002459818-pat00072
is defined as in Equation 9 below.

Figure 112014002459818-pat00073
Figure 112014002459818-pat00073

상기 <수학식 9>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00074
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00075
는 임의의 집합, 상기
Figure 112014002459818-pat00076
는 집합
Figure 112014002459818-pat00077
의 i번째 원소, 상기
Figure 112014002459818-pat00078
는 양의 스칼라(scalar) 값, 상기
Figure 112014002459818-pat00079
는 고정 점 방정식(fixed-point equation)
Figure 112014002459818-pat00080
의 유일한(unique) 양의 해(positive solution), 상기
Figure 112014002459818-pat00081
은 크기 N의 단위 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00082
Figure 112014002459818-pat00083
들의 집합을 의미한다.In the <Equation 9>, the
Figure 112014002459818-pat00074
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00075
is any set, said
Figure 112014002459818-pat00076
is set
Figure 112014002459818-pat00077
the i-th element of
Figure 112014002459818-pat00078
is a positive scalar value, where
Figure 112014002459818-pat00079
is a fixed-point equation
Figure 112014002459818-pat00080
The unique positive solution of
Figure 112014002459818-pat00081
is the identity matrix of size N, where
Figure 112014002459818-pat00082
Is
Figure 112014002459818-pat00083
means a set of

논문 「S.-H. Park, H. Park, H. Kong, and I. Lee, "New beamforming techniques based on virtual SINR maximization for coordinated multi-cell transmission," IEEE Transactions on Wireless Communications, Mar. 2012.」에서 제시한 누출 계수는, 의도한 신호의 전력

Figure 112014002459818-pat00084
, 전력 정규화 항
Figure 112014002459818-pat00085
, 누출 간섭의 전력(leakage interference power)
Figure 112014002459818-pat00086
의 세 가지 변수들로 구성된다. 불규칙 행렬 이론을 이용하여, N이 커짐에 따라 각각의 항이 어떤 형태로 수렴하는지 확인할 수 있다면, 상기 누출 계수의 결정적 등가물이 용이하게 구성될 수 있다. 상기 의도한 신호의 전력을 살펴보면, 누출 계수가 주어진 상황에서 하기 <수학식 10>와 같은 관계식이 얻어질 수 있다.Paper "S.-H. Park, H. Park, H. Kong, and I. Lee, "New beamforming techniques based on virtual SINR maximization for coordinated multi-cell transmission," IEEE Transactions on Wireless Communications, Mar. The leakage coefficient suggested in 2012.” is the power of the intended signal.
Figure 112014002459818-pat00084
, power normalization term
Figure 112014002459818-pat00085
, leakage interference power
Figure 112014002459818-pat00086
It consists of three variables of Using the random matrix theory, if it is possible to check how each term converges as N increases, a deterministic equivalent of the leak coefficient can be easily constructed. Looking at the power of the intended signal, a relation such as Equation 10 below can be obtained in a situation where the leakage coefficient is given.

Figure 112014002459818-pat00087
Figure 112014002459818-pat00087

상기 <수학식 10>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00088
는 기지국-k 및 단말-k 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00089
은 정규화 전의 단말-k를 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00090
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00091
은 크기 N의 단위 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00092
은 기지국-k에서 단말-j로의 신호에 대한 누출 계수, 상기
Figure 112014002459818-pat00093
은 기지국의 안테나 개수를 의미한다. 상기
Figure 112014002459818-pat00094
는 N×N 크기의 행렬로서, 하기 <수학식 11>과 같이 정의된다.In the <Equation 10>, the
Figure 112014002459818-pat00088
is a channel vector between base station-k and terminal-k, wherein
Figure 112014002459818-pat00089
is a beamforming vector for UE-k before normalization, the above
Figure 112014002459818-pat00090
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00091
is the identity matrix of size N, where
Figure 112014002459818-pat00092
is the leakage coefficient for the signal from base station-k to terminal-j, where
Figure 112014002459818-pat00093
is the number of antennas of the base station. remind
Figure 112014002459818-pat00094
is a matrix of size N×N, and is defined as in Equation 11 below.

Figure 112014002459818-pat00095
Figure 112014002459818-pat00095

상기 <수학식 11>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00096
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00097
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00098
은 크기 N의 단위 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00099
은 기지국-k에서 단말-j로의 신호에 대한 누출 계수, 상기
Figure 112014002459818-pat00100
는 기지국-k 및 단말-j 간 채널 벡터를 의미한다.In the <Equation 11>, the
Figure 112014002459818-pat00096
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00097
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00098
is the identity matrix of size N, where
Figure 112014002459818-pat00099
is the leakage coefficient for the signal from base station-k to terminal-j, where
Figure 112014002459818-pat00100
denotes a channel vector between base station-k and terminal-j.

한편, N×N 행렬 시리즈(series) A1, A2, … 과 랜덤 벡터 시리즈 x1, x2, …에 대해 하기 <수학식 12>과 같은 결과가 성립함이 밝혀진 바 있다. On the other hand, N×N matrix series A 1 , A 2 , ... and random vector series x 1 , x 2 , … It has been found that the same result as in <Equation 12> is established for .

Figure 112014002459818-pat00101
Figure 112014002459818-pat00101

상기 <수학식 12>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00102
은 길이가 N이고 각 원소가 평균이 0, 분산이 1/N 인 랜덤 변수로 이루어진 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00103
은 임의의 N×N 행렬, 기호
Figure 112014002459818-pat00104
는 N이 무한대로 커질 때 거의 확실하게(almost surely) 하게 수렴함을 의미한다. 불규칙 행렬 이론을 이용한 위 결과에
Figure 112014002459818-pat00105
,
Figure 112014002459818-pat00106
를 대입하면, 하기 <수학식 13>의 관계가 성립할 수 있다.In the <Equation 12>, the
Figure 112014002459818-pat00102
is a vector of random variables of length N, each element having a mean of 0 and a variance of 1/N, wherein
Figure 112014002459818-pat00103
is any N×N matrix, symbol
Figure 112014002459818-pat00104
means that it almost surely converges as N increases to infinity. Based on the above results using the random matrix theory,
Figure 112014002459818-pat00105
,
Figure 112014002459818-pat00106
By substituting , the relationship of the following <Equation 13> may be established.

Figure 112014002459818-pat00107
Figure 112014002459818-pat00107

상기 <수학식 13>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00108
는 기지국-k 및 단말-k 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00109
은 정규화 전의 단말-k를 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00110
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00111
는 N×N 크기의 상기 <수학식 11>과 같이 정의되는 행렬을 의미한다.In the <Equation 13>, the
Figure 112014002459818-pat00108
is a channel vector between base station-k and terminal-k, wherein
Figure 112014002459818-pat00109
is a beamforming vector for UE-k before normalization, the above
Figure 112014002459818-pat00110
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00111
denotes a matrix defined as in Equation 11 above with a size of N×N.

불규칙 행렬 이론에 기반한 논문 「S.Wagner, R.Couillet, M.Debbah, and D.T.M.Slock, "Large system analysis of linear precoding in correlated MISO broadcast channels under limited feedback", IEEE Transactions on Information Theory, July 2012」은 평균이 0, 분산이 1인 원소를 갖는 랜덤 벡터

Figure 112014002459818-pat00112
에 대해,
Figure 112014002459818-pat00113
를 열(column)로 갖는 랜덤 행렬
Figure 112014002459818-pat00114
는 하기 <수학식 14>을 만족함을 보였다.A paper based on the random matrix theory 「S. Wagner, R. Couillet, M. Debbah, and DTMSlock, “Large system analysis of linear precoding in correlated MISO broadcast channels under limited feedback”, IEEE Transactions on Information Theory, July 2012」 Random vector with elements with this 0 and variance 1
Figure 112014002459818-pat00112
About,
Figure 112014002459818-pat00113
Random matrix having as a column
Figure 112014002459818-pat00114
showed that the following <Equation 14> was satisfied.

Figure 112014002459818-pat00115
Figure 112014002459818-pat00115

상기 <수학식 14>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00116
은 랜덤 행렬
Figure 112014002459818-pat00117
의 열 또는 행 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00118
Figure 112014002459818-pat00119
을 열로 갖는 랜덤 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00120
는 양의 스칼라 값, 상기
Figure 112014002459818-pat00121
은 크기
Figure 112014002459818-pat00122
의 단위 행렬을 의미한다. 상기
Figure 112014002459818-pat00123
는 N×N 행렬로서, 하기 <수학식 15>와 같이 정의된다.In the <Equation 14>, the
Figure 112014002459818-pat00116
is a random matrix
Figure 112014002459818-pat00117
number of columns or rows in the above
Figure 112014002459818-pat00118
Is
Figure 112014002459818-pat00119
A random matrix with as columns,
Figure 112014002459818-pat00120
is a positive scalar value, where
Figure 112014002459818-pat00121
silver size
Figure 112014002459818-pat00122
means the identity matrix of remind
Figure 112014002459818-pat00123
is an N×N matrix, and is defined as in Equation 15 below.

Figure 112014002459818-pat00124
Figure 112014002459818-pat00124

상기 <수학식 15>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00125
은 상기
Figure 112014002459818-pat00126
의 열 또는 행의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00127
는 단말-k에 대한 채널 공분산(channel covariance), 상기
Figure 112014002459818-pat00128
는 방정식
Figure 112014002459818-pat00129
의 유일한 양의 해, 상기
Figure 112014002459818-pat00130
는 SNR(Signal to Noise Ratio), 상기
Figure 112014002459818-pat00131
은 크기 N의 단위 행렬을 의미한다.In the <Equation 15>, the
Figure 112014002459818-pat00125
is said
Figure 112014002459818-pat00126
number of columns or rows in the above
Figure 112014002459818-pat00127
is the channel covariance for terminal-k, the
Figure 112014002459818-pat00128
is the equation
Figure 112014002459818-pat00129
The only positive year of
Figure 112014002459818-pat00130
is the signal to noise ratio (SNR), the
Figure 112014002459818-pat00131
denotes an identity matrix of size N.

상술한

Figure 112014002459818-pat00132
Figure 112014002459818-pat00133
를 이용하면, 하기 <수학식 16>와 같은 결과가 도출될 수 있다.the above
Figure 112014002459818-pat00132
and
Figure 112014002459818-pat00133
By using , a result as shown in Equation 16 below can be derived.

Figure 112014002459818-pat00134
Figure 112014002459818-pat00134

상기 <수학식 16>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00135
는 기지국-k 및 단말-k 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00136
은 정규화 전의 단말-k를 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00137
는 단말-k에 대한 의도한 신호 전력, 상기
Figure 112014002459818-pat00138
은 기지국의 안테나 개수를 의미한다.In the <Equation 16>, the
Figure 112014002459818-pat00135
is a channel vector between base station-k and terminal-k, wherein
Figure 112014002459818-pat00136
is a beamforming vector for UE-k before normalization, the above
Figure 112014002459818-pat00137
is the intended signal power for terminal-k, where
Figure 112014002459818-pat00138
is the number of antennas of the base station.

한편, 논문 「S.-H. Park, H. Park, H. Kong, and I. Lee, "New beamforming techniques based on virtual SINR maximization for coordinated multi-cell transmission," IEEE Transactions on Wireless Communications, Mar. 2012.」의 결과를 이용하면, 전력 정규화 항

Figure 112014002459818-pat00139
은 하기 <수학식 17>과 같은 관계식을 만족한다.On the other hand, the paper "S.-H. Park, H. Park, H. Kong, and I. Lee, "New beamforming techniques based on virtual SINR maximization for coordinated multi-cell transmission," IEEE Transactions on Wireless Communications, Mar. 2012.”, the power normalization term
Figure 112014002459818-pat00139
satisfies a relational expression such as <Equation 17> below.

Figure 112014002459818-pat00140
Figure 112014002459818-pat00140

상기 <수학식 17>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00141
은 전력 정규화 항, 상기
Figure 112014002459818-pat00142
는 기지국-k 및 단말-k 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00143
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00144
은 크기 N의 단위 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00145
은 기지국의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00146
은 기지국-k에서 단말-j로의 신호에 대한 누출 계수를 의미한다.In the <Equation 17>, the
Figure 112014002459818-pat00141
is the power normalization term, where
Figure 112014002459818-pat00142
is a channel vector between base station-k and terminal-k, wherein
Figure 112014002459818-pat00143
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00144
is the identity matrix of size N, where
Figure 112014002459818-pat00145
is the number of base stations,
Figure 112014002459818-pat00146
denotes a leakage coefficient for a signal from base station-k to terminal-j.

상기 <수학식 17>에 불규칙 행렬 이론의 결과를 적용하면, 상기 전력 정규화 항

Figure 112014002459818-pat00147
에 대해서 하기 <수학식 18>의 결과를 도출해 낼 수 있다.When the result of the random matrix theory is applied to the <Equation 17>, the power normalization term
Figure 112014002459818-pat00147
For , the result of the following <Equation 18> can be derived.

Figure 112014002459818-pat00148
Figure 112014002459818-pat00148

상기 <수학식 18>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00149
은 전력 정규화 항, 상기
Figure 112014002459818-pat00150
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00151
는 N×N 크기의 상기 <수학식 11>과 같이 정의되는 행렬을 의미한다.In the <Equation 18>, the
Figure 112014002459818-pat00149
is the power normalization term, where
Figure 112014002459818-pat00150
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00151
denotes a matrix defined as in Equation 11 above with a size of N×N.

논문 「S.Wagner, R.Couillet, M.Debbah, and D.T.M.Slock, "Large system analysis of linear precoding in correlated MISO broadcast channels under limited feedback", IEEE Transactions on Information Theory, July 2012.」에서 제시한 정리에 따르면, 랜덤 행렬

Figure 112014002459818-pat00152
대해 하기 <수학식 19>와 같은 결과가 성립한다.According to the theorem presented in the paper 「S. Wagner, R. Couillet, M. Debbah, and DTMSlock, “Large system analysis of linear precoding in correlated MISO broadcast channels under limited feedback”, IEEE Transactions on Information Theory, July 2012.」 , random matrix
Figure 112014002459818-pat00152
For the following <Equation 19>, the same result is established.

Figure 112014002459818-pat00153
Figure 112014002459818-pat00153

상기 <수학식 19>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00154
은 상기 랜덤 행렬
Figure 112014002459818-pat00155
의 행 또는 열 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00156
는 랜덤 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00157
는 양의 스칼라 값, 상기
Figure 112014002459818-pat00158
은 크기 N의 단위 행렬을 의미한다. 상기
Figure 112014002459818-pat00159
는 N×N 행렬로서, 하기 <수학식 20>과 같이 정의된다.In the <Equation 19>, the
Figure 112014002459818-pat00154
is the random matrix
Figure 112014002459818-pat00155
number of rows or columns in the above
Figure 112014002459818-pat00156
is a random matrix, where
Figure 112014002459818-pat00157
is a positive scalar value, where
Figure 112014002459818-pat00158
denotes an identity matrix of size N. remind
Figure 112014002459818-pat00159
is an N×N matrix, and is defined as in Equation 20 below.

Figure 112014002459818-pat00160
Figure 112014002459818-pat00160

상기 <수학식 20>에 따르면, 상기

Figure 112014002459818-pat00161
는 상기 <수학식 15>와 같이 정의되는 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00162
은 상기 랜덤 행렬
Figure 112014002459818-pat00163
의 행 또는 열 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00164
는 방정식
Figure 112014002459818-pat00165
의 유일한 양의 해, 상기
Figure 112014002459818-pat00166
는 크기 K의 단위 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00167
는 양의 스칼라 값을 의미한다.According to the <Equation 20>, the
Figure 112014002459818-pat00161
is a matrix defined as in Equation 15 above,
Figure 112014002459818-pat00162
is the random matrix
Figure 112014002459818-pat00163
number of rows or columns in the above
Figure 112014002459818-pat00164
is the equation
Figure 112014002459818-pat00165
The only positive year of
Figure 112014002459818-pat00166
is the identity matrix of size K, where
Figure 112014002459818-pat00167
is a positive scalar value.

이에 따라, 하기 <수학식 21>과 같은 결론이 도출될 수 있다.Accordingly, a conclusion such as the following <Equation 21> can be derived.

Figure 112014002459818-pat00168
Figure 112014002459818-pat00168

상기 <수학식 21>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00169
은 전력 정규화 항, 상기
Figure 112014002459818-pat00170
는 전력 정규화 항의 결정적 등가물, 상기
Figure 112014002459818-pat00171
은 기지국의 안테나 개수를 의미한다.In the <Equation 21>, the
Figure 112014002459818-pat00169
is the power normalization term, where
Figure 112014002459818-pat00170
is the deterministic equivalent of the power normalization term, where
Figure 112014002459818-pat00171
is the number of antennas of the base station.

마지막으로, 누출 간섭의 전력은 하기 <수학식 22>와 같이 표현될 수 있다.Finally, the power of leakage interference can be expressed as Equation 22 below.

Figure 112014002459818-pat00172
Figure 112014002459818-pat00172

상기 <수학식 22>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00173
는 기지국-k 및 단말-j 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00174
은 정규화 전의 단말-k를 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00175
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00176
는 N×N 크기의 상기 <수학식 11>과 같이 정의되는 행렬을 의미한다.In the <Equation 22>, the
Figure 112014002459818-pat00173
is a channel vector between base station-k and terminal-j, wherein
Figure 112014002459818-pat00174
is a beamforming vector for UE-k before normalization, the above
Figure 112014002459818-pat00175
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00176
denotes a matrix defined as in Equation 11 above with a size of N×N.

의도한 신호의 전력의 경우와 유사하게 불규칙 행렬 이론을 적용하면, 누출 간섭의 전력은 하기 <수학식 23>와 같이 거의 확실하게 수렴할 수 있다.If the random matrix theory is applied similarly to the case of the power of the intended signal, the power of the leakage interference can almost certainly converge as shown in Equation 23 below.

Figure 112014002459818-pat00177
Figure 112014002459818-pat00177

상기 <수학식 23>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00178
는 기지국-k 및 단말-j 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00179
은 정규화 전의 단말-k를 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00180
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00181
는 N×N 크기의 상기 <수학식 11>과 같이 정의되는 행렬을 의미한다.In the <Equation 23>, the
Figure 112014002459818-pat00178
is a channel vector between base station-k and terminal-j, wherein
Figure 112014002459818-pat00179
is a beamforming vector for UE-k before normalization, the above
Figure 112014002459818-pat00180
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00181
denotes a matrix defined as in Equation 11 above with a size of N×N.

이때, 셔면-모리슨(Sherman-Morrison) 행렬 역변환(matrix inversion) 공식을 이용하면, 하기 <수학식 24>와 같은 결과가 도출될 수 있다.In this case, if the Sherman-Morrison matrix inversion formula is used, a result as shown in Equation 24 may be derived.

Figure 112014002459818-pat00182
Figure 112014002459818-pat00182

상기 <수학식 25>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00183
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00184
는 기지국-k 및 단말-j 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00185
는 N×N 크기의 상기 <수학식 11>과 같이 정의되는 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00186
은 기지국-k에서 단말-j로의 신호에 대한 누출 계수를 의미한다. 상기
Figure 112014002459818-pat00187
는 N×N 크기의 행렬로서, 하기 <수학식 25>와 같이 정의된다.In the <Equation 25>, the
Figure 112014002459818-pat00183
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00184
is a channel vector between base station-k and terminal-j, wherein
Figure 112014002459818-pat00185
is a matrix defined as in <Equation 11> with a size of N×N, the
Figure 112014002459818-pat00186
denotes a leakage coefficient for a signal from base station-k to terminal-j. remind
Figure 112014002459818-pat00187
is a matrix of size N×N, and is defined as in Equation 25 below.

Figure 112014002459818-pat00188
Figure 112014002459818-pat00188

상기 <수학식 25>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00189
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00190
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00191
은 크기 N의 단위 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00192
은 기지국의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00193
은 기지국-k에서 단말-j로의 신호에 대한 누출 계수, 상기
Figure 112014002459818-pat00194
는 기지국-k 및 단말-i 간 채널 벡터를 의미한다.In the <Equation 25>, the
Figure 112014002459818-pat00189
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00190
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00191
is the identity matrix of size N, where
Figure 112014002459818-pat00192
is the number of base stations,
Figure 112014002459818-pat00193
is the leakage coefficient for the signal from base station-k to terminal-j, where
Figure 112014002459818-pat00194
denotes a channel vector between base station-k and terminal-i.

논문 「R.Couillet and M.Debbah, Random Matrix Methods for Wireless Communications, 1st ed. Cambridge University Press, 2011.」에 제시된 정리를 적용하면, 하기 <수학식 26>가 도출될 수 있다.Paper 「R. Couillet and M. Debbah, Random Matrix Methods for Wireless Communications, 1st ed. Cambridge University Press, 2011.", the following <Equation 26> can be derived.

Figure 112014002459818-pat00195
Figure 112014002459818-pat00195

상기 <수학식 26>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00196
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00197
는 상기 <수학식 25>와 같이 정의되는 N×N 크기의 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00198
는 상기 <수학식 9>와 같이 정의되는 함수, 상기
Figure 112014002459818-pat00199
Figure 112014002459818-pat00200
로 정의되는 집합, 상기
Figure 112014002459818-pat00201
는 잡음 분산을 의미한다.In the <Equation 26>, the
Figure 112014002459818-pat00196
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00197
is an N×N matrix defined as in Equation 25, wherein
Figure 112014002459818-pat00198
is a function defined as in <Equation 9>, wherein
Figure 112014002459818-pat00199
Is
Figure 112014002459818-pat00200
A set defined by
Figure 112014002459818-pat00201
is the noise dispersion.

상기 <수학식 26>에 논문 「S.Wagner, R.Couillet, M.Debbah, and D.T.M.Slock, "Large system analysis of linear precoding in correlated MISO broadcast channels under limited feedback", IEEE Transactions on Information Theory, July 2012.S.Wagner, R.Couillet, M.Debbah, and D.T.M.Slock, "Large system analysis of linear precoding in correlated MISO broadcast channels under limited feedback", IEEE Transactions on Information Theory, July 2012.」의 정리를 이용하면 누출 간섭의 전력

Figure 112014002459818-pat00202
는 하기 <수학식 27>과 같이 거의 확실하게(almost surely) 수렴한다.In the above <Equation 26>, the paper "S. Wagner, R. Couillet, M. Debbah, and DTMSlock, "Large system analysis of linear precoding in correlated MISO broadcast channels under limited feedback", IEEE Transactions on Information Theory, July 2012. Using the theorem of S. Wagner, R. Couillet, M. Debbah, and DTMSlock, "Large system analysis of linear precoding in correlated MISO broadcast channels under limited feedback", IEEE Transactions on Information Theory, July 2012., power
Figure 112014002459818-pat00202
converges almost surely as shown in Equation 27 below.

Figure 112014002459818-pat00203
Figure 112014002459818-pat00203

상기 <수학식 27>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00204
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00205
는 상기 <수학식 25>와 같이 정의되는 N×N 크기의 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00206
는 상기 <수학식 9>와 같이 정의되는 함수, 상기
Figure 112014002459818-pat00207
Figure 112014002459818-pat00208
로 정의되는 집합, 상기
Figure 112014002459818-pat00209
는 잡음 분산을 의미한다.In the <Equation 27>, the
Figure 112014002459818-pat00204
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00205
is an N×N matrix defined as in Equation 25, wherein
Figure 112014002459818-pat00206
is a function defined as in <Equation 9>, wherein
Figure 112014002459818-pat00207
Is
Figure 112014002459818-pat00208
A set defined by
Figure 112014002459818-pat00209
is the noise dispersion.

이에 따라, 하기 <수학식 28>과 같은 결론이 얻어질 수 있다.Accordingly, a conclusion such as the following <Equation 28> can be obtained.

Figure 112014002459818-pat00210
Figure 112014002459818-pat00210

상기 <수학식 28>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00211
는 기지국-k 및 단말-j 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00212
은 정규화 전의 단말-k를 위한 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00213
는 누출 간섭 항, 상기
Figure 112014002459818-pat00214
은 기지국의 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00215
는 전력 정규화 항, 상기
Figure 112014002459818-pat00216
은 기지국-k에서 단말-j로의 신호에 대한 누출 계수, 상기
Figure 112014002459818-pat00217
는 <수학식 26>와 같이 정의되는 변수를 의미한다.
In the <Equation 28>, the
Figure 112014002459818-pat00211
is a channel vector between base station-k and terminal-j, wherein
Figure 112014002459818-pat00212
is a beamforming vector for UE-k before normalization, the above
Figure 112014002459818-pat00213
is the leak interference term, said
Figure 112014002459818-pat00214
is the number of antennas of the base station,
Figure 112014002459818-pat00215
is the power normalization term, where
Figure 112014002459818-pat00216
is the leakage coefficient for the signal from base station-k to terminal-j, where
Figure 112014002459818-pat00217
denotes a variable defined as in <Equation 26>.

상술한 바와 같이, 상기 누출 계수의 결정적 등가물이 결정될 수 있다. 결과적으로, 상기 누출 계수의 결정적 등가물을 산출하는 알고리즘은 하기 <표 1>과 같이 정리될 수 있다.As described above, the deterministic equivalent of the leak coefficient can be determined. As a result, the algorithm for calculating the deterministic equivalent of the leak coefficient can be summarized as in Table 1 below.

단계1Step 1

Figure 112014002459818-pat00218
인 모든
Figure 112014002459818-pat00219
에 대하여,
Figure 112014002459818-pat00220
초기화
Figure 112014002459818-pat00218
being all
Figure 112014002459818-pat00219
about,
Figure 112014002459818-pat00220
reset 단계2Step 2 모든
Figure 112014002459818-pat00221
에 대한 고정 점(fixed-point) 알고리즘을 이용하여,
Figure 112014002459818-pat00222
Figure 112014002459818-pat00223
에 대한
Figure 112014002459818-pat00224
들 산출
every
Figure 112014002459818-pat00221
Using a fixed-point algorithm for
Figure 112014002459818-pat00222
and
Figure 112014002459818-pat00223
for
Figure 112014002459818-pat00224
field output
단계3Step 3 모든
Figure 112014002459818-pat00225
에 대한
Figure 112014002459818-pat00226
들에 기초하여,
Figure 112014002459818-pat00227
,
Figure 112014002459818-pat00228
,
Figure 112014002459818-pat00229
산출
every
Figure 112014002459818-pat00225
for
Figure 112014002459818-pat00226
based on them,
Figure 112014002459818-pat00227
,
Figure 112014002459818-pat00228
,
Figure 112014002459818-pat00229
Calculation
단계4Step 4 모든
Figure 112014002459818-pat00230
에 대해 <수학식 7>에 따라 가중치 계수
Figure 112014002459818-pat00231
갱신
every
Figure 112014002459818-pat00230
weight coefficient according to <Equation 7> for
Figure 112014002459818-pat00231
renewal
단계5Step 5 단계2로 되돌아가 수렴할 때 까지 반복Return to step 2 and repeat until convergence

Figure 112014002459818-pat00232
로 정의할 때,
Figure 112014002459818-pat00233
가 임계치(threshold) 이하인 조건이 만족되면, 특정 값으로 수렴했다고 판단하고, 알고리즘을 종료한다. 상기 임계치는 다양한 방법으로 설정될 수 있다. 이하 모의 실험의 경우, 상기 임계치는 10-6으로 설정되었다.
Figure 112014002459818-pat00232
When defined as
Figure 112014002459818-pat00233
If the condition that is less than or equal to a threshold is satisfied, it is determined that the convergence to a specific value is reached, and the algorithm is terminated. The threshold may be set in various ways. For the following simulation, the threshold was set to 10 −6 .

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 기법에서, 누출 계수 또는 상기 누출 계수의 결정적 등가물은 긴-주기 채널 정보(예: SNR, 채널 공분산 등)의 변화가 특정 임계치를 넘었을 때 산출된다. 상기 누출 계수의 산출을 위해, 불규칙 행렬 이론에 기초한 결정적 등가물이 이용된다. 이때, 상기 누출 계수는 순시 채널 정보가 아닌 상기 긴-주기 채널 정보, 안테나 개수, 단말 개수만을 요구하는 간략화된 과정을 통해 결정될 수 있다. 이에 따라, 기지국들은, 상기 누출 계수의 결정이 필요한 경우에만, 다른 기지국과 긴-주기 채널 정보를 교환할 수 있다. 이에 따라, 계산 복잡도 및 시스템 오버헤드가 크게 감소될 수 있다.
As described above, in the beamforming technique according to an embodiment of the present invention, the leakage coefficient or the decisive equivalent of the leakage coefficient is determined when the change in long-period channel information (eg, SNR, channel covariance, etc.) exceeds a specific threshold. is calculated For the calculation of the leakage coefficient, a deterministic equivalent based on the random matrix theory is used. In this case, the leakage coefficient may be determined through a simplified process requiring only the long-period channel information, the number of antennas, and the number of terminals, not the instantaneous channel information. Accordingly, base stations can exchange long-period channel information with other base stations only when it is necessary to determine the leakage coefficient. Accordingly, computational complexity and system overhead can be greatly reduced.

상술한 바와 같이, 다수의 기지국들 각각이 분산적으로(disributed) 빔포밍을 수행하기 위해, 각 기지국은 모든 채널 정보

Figure 112014002459818-pat00234
(
Figure 112014002459818-pat00235
)를 획득해야 한다. 또한, 빔포밍 벡터를 결정하기 위해 사용되는 누출 계수
Figure 112014002459818-pat00236
를 결정하기 위해, 각 기지국은 모든 사용자로에 대한 SNR
Figure 112014002459818-pat00237
(
Figure 112014002459818-pat00238
) 및 채널 공분산
Figure 112014002459818-pat00239
(
Figure 112014002459818-pat00240
)을 획득해야 한다. 예를 들어, 3개의 기지국들 및 3개의 단말들이 존재하는 경우, 하기 <표 2>와 같은 정보가 요구된다.As described above, in order for each of the plurality of base stations to perform distributed beamforming, each base station transmits all channel information.
Figure 112014002459818-pat00234
(
Figure 112014002459818-pat00235
) should be obtained. Also, the leak factor used to determine the beamforming vector
Figure 112014002459818-pat00236
To determine the SNR for each base station, all users
Figure 112014002459818-pat00237
(
Figure 112014002459818-pat00238
) and channel covariance
Figure 112014002459818-pat00239
(
Figure 112014002459818-pat00240
) should be obtained. For example, when there are three base stations and three terminals, information as shown in Table 2 below is required.

기지국-ABase Station-A 기지국-BBase Station-B 기지국-CBase Station-C 단말-ATerminal-A ρ11, R11 ρ 11 , R 11 ρ12, R12 ρ 12 , R 12 ρ13, R13 ρ 13 , R 13 단말-Bterminal-B ρ21, R21 ρ 21 , R 21 ρ23, R23 ρ 23 , R 23 ρ23, R23 ρ 23 , R 23 단말-Cterminal-C ρ31, R31 ρ 31 , R 31 ρ32, R32 ρ 32 , R 32 ρ33, R33 ρ 33 , R 33

상기 <표 2>와 같이, 3개의 기지국들 및 3개의 단말들이 통신을 수행하는 경우, 총 18개의 파라미터들이 요구된다. 본 발명의 실시 예에 따른 알고리즘에 따르면, 긴-주기 통계(예: SNR, 채널 공분산, 채널 상관, 채널 분산(distribution) 등)가 변화하는 경우에만 상기 누출 계수가 계산될 수 있다.
As shown in Table 2 above, when three base stations and three terminals perform communication, a total of 18 parameters are required. According to the algorithm according to an embodiment of the present invention, the leak coefficient can be calculated only when long-period statistics (eg, SNR, channel covariance, channel correlation, channel distribution, etc.) change.

상기 도 2에 도시된 하나의 기지국이 다중 단말을 서비스하는 IFBC(Interference Broadcast Channel) 환경에서 상술한 기법이 적용될 수 있다. 가중치-합 전송률을 최대화하는 문제를 하기 <수학식 29>와 같이 제시할 수 있다.In an IFBC (Interference Broadcast Channel) environment in which one base station shown in FIG. 2 serves multiple terminals, the above-described technique may be applied. The problem of maximizing the weight-sum data rate can be presented as in Equation 29 below.

Figure 112014002459818-pat00241
Figure 112014002459818-pat00241

상기 <수학식 29>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00242
는 단말-u를 위해 기지국-l에서 사용하는 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00243
는 가중치-합 전송률, 상기
Figure 112014002459818-pat00244
는 셀 당 단말의 개수를 의미한다. 상기, 가중치-합 전송률
Figure 112014002459818-pat00245
및 SINR는 하기 <수학식 30>와 같이 정의된다.In the <Equation 29>, the
Figure 112014002459818-pat00242
is a beamforming vector used by base station-l for terminal-u, the
Figure 112014002459818-pat00243
is the weight-sum data rate, where
Figure 112014002459818-pat00244
denotes the number of terminals per cell. Above, weight-sum transmission rate
Figure 112014002459818-pat00245
and SINR is defined as in Equation 30 below.

Figure 112014002459818-pat00246
Figure 112014002459818-pat00246

상기 <수학식 30>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00247
는 가중치-합 전송률, 상기
Figure 112014002459818-pat00248
는 단말-u를 위해 기지국-l에서 사용하는 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00249
은 기지국의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00250
는 셀 당 단말의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00251
는 단말-k 및 기지국-m에 대한 가중치, 상기
Figure 112014002459818-pat00252
는 단말-k 및 기지국-m 간 전송률, 상기
Figure 112014002459818-pat00253
은 SINR, 상기
Figure 112014002459818-pat00254
은 기지국-m의 셀 내에 위치한 단말-k 및 기지국-m 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00255
는 기지국-m의 셀 내에 위치한 단말-k 및 기지국-j 간 채널 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00256
는 잡음 분산을 의미한다.In the <Equation 30>, the
Figure 112014002459818-pat00247
is the weight-sum data rate, where
Figure 112014002459818-pat00248
is a beamforming vector used by base station-l for terminal-u, the
Figure 112014002459818-pat00249
is the number of base stations,
Figure 112014002459818-pat00250
is the number of terminals per cell, the
Figure 112014002459818-pat00251
is the weight for terminal-k and base station-m, where
Figure 112014002459818-pat00252
is the data rate between terminal-k and base station-m, where
Figure 112014002459818-pat00253
is SINR, said
Figure 112014002459818-pat00254
is a channel vector between terminal-k and base station-m located in the cell of base station-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00255
is a channel vector between terminal-k and base station-j located in the cell of base station-m, wherein
Figure 112014002459818-pat00256
is the noise dispersion.

상기 IFC 환경과 달리, 상기 IFBC 환경의 경우, 송신 전력의 할당이 더 고려되어야 한다. 상기 IFC와 비슷한 방법으로 누출 계수 및 각 변수는 하기 <수학식 31>과 같이 정의될 수 있다.Unlike the IFC environment, in the IFBC environment, the allocation of transmit power should be further considered. In a method similar to the IFC, the leakage coefficient and each variable may be defined as in Equation 31 below.

Figure 112014002459818-pat00257
Figure 112014002459818-pat00257

상기 <수학식 31>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00258
는 누출 계수의 결정적 등가물, 상기
Figure 112014002459818-pat00259
는 셀 당 단말 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00260
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00261
는 누출 간섭 항, 상기
Figure 112014002459818-pat00262
는 전력 정규화 항, 상기
Figure 112014002459818-pat00263
는 기지국-m 및 단말-k에 대한 가중치, 상기
Figure 112014002459818-pat00264
는 기지국-m으로부터 단말-k로의 의도한 신호 전력, 상기
Figure 112014002459818-pat00265
는 누출 계수들의 집합, 상기
Figure 112014002459818-pat00266
은 기지국 안테나 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00267
및 상기
Figure 112014002459818-pat00268
는 상기 <수학식 9>와 같이 정의되는 함수, 상기
Figure 112014002459818-pat00269
는 누출 계수를 의미한다.In the <Equation 31>, the
Figure 112014002459818-pat00258
is the deterministic equivalent of the leak coefficient, where
Figure 112014002459818-pat00259
is the number of terminals per cell, the
Figure 112014002459818-pat00260
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00261
is the leak interference term, said
Figure 112014002459818-pat00262
is the power normalization term, where
Figure 112014002459818-pat00263
is a weight for base station-m and terminal-k, wherein
Figure 112014002459818-pat00264
is the intended signal power from base station-m to terminal-k, where
Figure 112014002459818-pat00265
is the set of leak coefficients, where
Figure 112014002459818-pat00266
is the number of base station antennas,
Figure 112014002459818-pat00267
and said
Figure 112014002459818-pat00268
is a function defined as in <Equation 9>, wherein
Figure 112014002459818-pat00269
is the leakage coefficient.

상술한 값들은, IFC 환경에서 균등 전력(equal power)을 고려한 시스템(예: 셀 당 2명의 사용자들이 존재하면, 각 사용자에게 P/2의 전력을 할당)과 동일하게 결정된다. 이에 따라, 가중치-합 전송률의 근사값은 하기 <수학식 32>과 같이 얻어질 수 있다.The above-mentioned values are determined to be the same as in a system considering equal power in an IFC environment (eg, when there are two users per cell, power of P/2 is allocated to each user). Accordingly, an approximate value of the weight-sum data rate can be obtained as in Equation 32 below.

Figure 112014002459818-pat00270
Figure 112014002459818-pat00270

상기 <수학식 32>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00271
은 가중치-합 전송률의 근사값, 상기
Figure 112014002459818-pat00272
은 기지국의 개수, 상기 K는 셀 당 단말 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00273
는 단말-k 및 기지국-m에 대한 가중치, 상기
Figure 112014002459818-pat00274
는 SINR, 상기
Figure 112014002459818-pat00275
는 기지국-m이 단말-k에 대하여 할당한 전력, 상기
Figure 112014002459818-pat00276
는 단말-k를 위해 기지국-m에서 사용하는 빔포밍 벡터를 의미한다. 상기
Figure 112014002459818-pat00277
Figure 112014002459818-pat00278
로, 상기
Figure 112014002459818-pat00279
Figure 112014002459818-pat00280
로 표현될 수 있다.In the <Equation 32>, the
Figure 112014002459818-pat00271
is an approximation of the weight-sum data rate, where
Figure 112014002459818-pat00272
is the number of base stations, K is the number of terminals per cell, the
Figure 112014002459818-pat00273
is the weight for terminal-k and base station-m, where
Figure 112014002459818-pat00274
is the SINR, said
Figure 112014002459818-pat00275
is the power allocated by the base station-m to the terminal-k, the
Figure 112014002459818-pat00276
denotes a beamforming vector used by base station-m for terminal-k. remind
Figure 112014002459818-pat00277
Is
Figure 112014002459818-pat00278
by, said
Figure 112014002459818-pat00279
Is
Figure 112014002459818-pat00280
can be expressed as

송신 전력 제한

Figure 112014002459818-pat00281
에 의해 상기 가중치-합 전송률의 근사값을 최대화하는 전력 할당 결과는 하기 <수학식 33>와 같은 잘 알려진 워터-필링(water-filling) 형태로 얻어질 수 있다.Transmit power limit
Figure 112014002459818-pat00281
The power allocation result maximizing the approximate value of the weight-sum transmission rate by ? can be obtained in a well-known water-filling form as in Equation 33 below.

Figure 112014002459818-pat00282
Figure 112014002459818-pat00282

상기 <수학식 33>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00283
는 기지국-m이 단말-k에 대하여 할당한 전력,
Figure 112014002459818-pat00284
는 0 또는 x 중 큰 값을 나타내는 함수, 상기
Figure 112014002459818-pat00285
는 단말-k 및 기지국-m에 대한 가중치, 상기
Figure 112014002459818-pat00286
Figure 112014002459818-pat00287
을 만족하는 워터 레벨(water level), 상기
Figure 112014002459818-pat00288
는 단말-k를 위해 기지국-m에서 사용하는 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00289
는 셀 당 단말 개수를 의미한다.In the <Equation 33>, the
Figure 112014002459818-pat00283
is the power allocated by the base station-m to the terminal-k,
Figure 112014002459818-pat00284
is a function representing the greater of 0 or x, where
Figure 112014002459818-pat00285
is the weight for terminal-k and base station-m, where
Figure 112014002459818-pat00286
Is
Figure 112014002459818-pat00287
A water level that satisfies
Figure 112014002459818-pat00288
is a beamforming vector used by base station-m for terminal-k, the
Figure 112014002459818-pat00289
denotes the number of terminals per cell.

또한, 상기 IFBC 환경에서 빔포밍 벡터는 하기 <수학식 34>와 같이 결정될 수 있다.Also, in the IFBC environment, the beamforming vector may be determined as in Equation 34 below.

Figure 112014002459818-pat00290
Figure 112014002459818-pat00290

상기 <수학식 34>에서, 상기

Figure 112014002459818-pat00291
은 단말-k를 위한 기지국-m에서 사용하는 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00292
는 셀 당 단말의 개수, 상기
Figure 112014002459818-pat00293
은 정규화 전의 단말-k를 위한 기지국-m에서 사용하는 빔포밍 벡터, 상기
Figure 112014002459818-pat00294
는 잡음 분산, 상기
Figure 112014002459818-pat00295
은 크기 N의 단위 행렬, 상기
Figure 112014002459818-pat00296
는 단말-k를 위한 기지국-m에서 사용하는 빔포밍 벡터의 기지국-j에 접속한 단말-u에 대한 누출 계수, 상기
Figure 112014002459818-pat00297
는 기지국-j의 셀 내에 위치한 단말-u 및 기지국-m 간 채널 벡터를 의미한다.
In the <Equation 34>, the
Figure 112014002459818-pat00291
is a beamforming vector used by base station-m for terminal-k, the
Figure 112014002459818-pat00292
is the number of terminals per cell, the
Figure 112014002459818-pat00293
is the beamforming vector used by the base station-m for the terminal-k before normalization, the above
Figure 112014002459818-pat00294
is the noise variance, above
Figure 112014002459818-pat00295
is the identity matrix of size N, where
Figure 112014002459818-pat00296
is the leakage coefficient for the terminal-u connected to the base station-j of the beamforming vector used by the base station-m for the terminal-k, the
Figure 112014002459818-pat00297
denotes a channel vector between the terminal-u and the base station-m located in the cell of the base station-j.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한다.5 illustrates an operation procedure of a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 5를 참고하면, 기지국은 501단계에서 Th_SNR 및 Th_Chcov를 설정한다. 상기 Th_SNR 및 상기 Th_Chcov는 긴-주기 채널 통계의 변화를 관측하기 위한 임계치들이다. 구체적으로, 상기 Th_SNR는 SNR 변화량의 임계치, 상기 Th_Chcov는 채널 공분산(channel covariance) 변화량의 임계치를 의미한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 SNR 변화량의 임계치 및 상기 채널 공분산 변화량의 임계치는 미리 결정된 시스템 파라미터로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the base station sets Th_SNR and Th_Chcov in step 501 . The Th_SNR and the Th_Chcov are thresholds for observing changes in long-period channel statistics. Specifically, Th_SNR denotes a threshold value of SNR variation, and Th_Chcov denotes a threshold value of channel covariance variation. According to another embodiment of the present invention, the threshold of the SNR variation and the threshold of the channel covariance variation may be defined as predetermined system parameters.

이어, 상기 기지국은 503단계로 진행하여 적어도 하나의 단말의 가중치를 결정한다. 상기 가중치는 해당 단말의 QoS를 만족시키기 위해 결정된다. 따라서, 상기 기지국은 상기 적어도 하나의 단말의 QoS 요구 및 스케줄링 기법에 기초하여 상기 가중치를 결정할 수 있다.Then, the base station proceeds to step 503 to determine the weight of at least one terminal. The weight is determined to satisfy the QoS of the corresponding terminal. Accordingly, the base station may determine the weight based on the QoS request and the scheduling scheme of the at least one terminal.

이어, 상기 기지국은 505단계로 진행하여 적어도 하나의 단말로부터 채널에 관련된 피드백 정보를 수신한다. 상기 피드백 정보는 상기 적어도 하나의 단말에 대한 순시 채널 정보를 포함한다. Next, the base station receives channel-related feedback information from at least one terminal in step 505 . The feedback information includes instantaneous channel information for the at least one terminal.

이어, 상기 기지국은 507단계로 진행하여 상기 적어도 하나의 단말에 대한 순시적 채널 정보를 측정한다. 예를 들어, FDD(Frequency Division Duplex) 시스템의 경우, 상기 기지국은 상기 단말로부터 수신되는 피드백 정보, 예를 들어, CQI(Channel Quality Information)에 의해 지시되는 SNR, PMI(Precoding Matrix Index)로부터 순시적 채널 정보를 측정할 수 있다. 단, TDD(Time Division Duplex) 시스템의 경우, 상기 기지국은, 단말로부터의 피드백 없이, 단말로부터 수신되는 사운딩(sounding) 기준 신호(RS: Reference Signal)를 이용하여 상기 순시 채널 정보를 직접 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 505단계는 생략될 수 있다. 단, TDD 시스템이라도, 상기 기지국은 상기 피드백 정보를 수신할 수 있다.Next, the base station proceeds to step 507 and measures instantaneous channel information for the at least one terminal. For example, in the case of a Frequency Division Duplex (FDD) system, the base station is instantaneous from feedback information received from the terminal, for example, SNR indicated by Channel Quality Information (CQI), and Precoding Matrix Index (PMI). Channel information can be measured. However, in the case of a time division duplex (TDD) system, the base station directly measures the instantaneous channel information using a sounding reference signal (RS) received from the terminal without feedback from the terminal. can In this case, step 505 may be omitted. However, even in the TDD system, the base station may receive the feedback information.

이후, 상기 기지국은 509단계로 진행하여 긴-주기 채널 통계가 갱신되었는지 판단한다. 상기 긴-주기 채널 통계는 다수의 시점에서 수집된 순시적 채널 파라미터들로부터 결정되는 채널 정보이다. 예를 들어, 상기 긴-주기 채널 통계는 SNR 및 채널 공분산(Chcov) 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상기 기지국은 순시적 채널 정보를 측정하는 주기보다 상대적으로 긴-주기의 구간 동안 수집된 순시적 채널 정보를 이용하여 채널 공분산 및 SNR 중 적어도 하나를 산출하고, 이전 긴-주기의 구간에서 결정된 긴-주기 채널 통계와 비교함으로써 채널 변화를 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국은 현재 구간 및 이전 구간의 채널 공분산들의 프로비니어스 놈(frobenious norm)을 산출함으로써 상기 긴-주기 채널 통계들을 비교할 수 있다. 비교 결과, 변화량이 정해진 임계치를 초과하면, 예를 들어, 상기 SNR의 변화량이 상기 Th_SNR을 초과하거나 또는 상기 채널 공분산의 변화량이 상기 Th_Chcov을 초과하면, 상기 기지국은 상기 긴-주기 채널 통계가 갱신됨을 판단할 수 있다. 만일, 상기 긴-주기 채널 통계가 갱신되지 아니하면, 상기 기지국은 이하 515단계로 진행한다.Thereafter, the base station proceeds to step 509 to determine whether the long-period channel statistics are updated. The long-period channel statistics are channel information determined from instantaneous channel parameters collected at multiple points in time. For example, the long-period channel statistics include at least one of SNR and channel covariance (Chcov). For example, the base station calculates at least one of channel covariance and SNR using instantaneous channel information collected during a period of a relatively longer period than a period for measuring the instantaneous channel information, and calculates at least one of the previous long-period period. The channel change can be determined by comparing it with the long-period channel statistics determined in . For example, the base station may compare the long-period channel statistics by calculating a frobenious norm of the channel covariances of the current section and the previous section. As a result of comparison, if the change amount exceeds a predetermined threshold, for example, if the change amount of the SNR exceeds the Th_SNR or the change amount of the channel covariance exceeds the Th_Chcov, the base station determines that the long-period channel statistics are updated can judge If the long-period channel statistics are not updated, the base station proceeds to step 515 below.

반면, 상기 긴-주기 채널 통계가 갱신되면, 상기 기지국은 이하 511단계로 진행하여 주변 셀의 적어도 하나의 다른 기지국과 긴-주기 채널 통계 정보를 교환한다. 상기 긴-주기 채널 통계 정보는 SNR 및 채널 공분산 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 상기 기지국은 백홀(backhaul) 망을 통해 적어도 하나의 다른 기지국과 빔포밍 벡터 결정에 필요한 정보를 교환한다.On the other hand, if the long-period channel statistics are updated, the base station proceeds to step 511 and exchanges long-period channel statistics information with at least one other base station of the neighboring cell. The long-period channel statistics information includes at least one of SNR and channel covariance. That is, the base station exchanges information necessary for determining a beamforming vector with at least one other base station through a backhaul network.

이어, 상기 기지국은 513단계로 진행하여 상기 긴-주기 채널 통계 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 단말에 대한 누출 계수를 갱신한다. 상기 누출 계수는 해당 단말로의 신호가 다른 단말에게 간섭으로 작용하는 양적 비율을 의미한다. 예를 들어, 상기 누출 계수는 상기 <수학식 7> 또는 상기 <수학식 31>에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 입력 변수들에 대응하는 누출 계수들을 미리 정의한 테이블을 보유할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 상기 긴-주기 채널 통계 정보, 기지국의 안테나 개수에 대응하는 누출 계수를 상기 테이블 내에서 검색함으로써, 상기 누출 계수를 결정할 수 있다.Then, in step 513, the base station updates the leak coefficient for the at least one terminal based on the long-period channel statistics information. The leak coefficient refers to a quantitative ratio at which a signal to a corresponding terminal acts as interference to another terminal. For example, the leakage coefficient may be determined according to <Equation 7> or <Equation 31>. According to another embodiment of the present invention, the base station may maintain a table in which leakage coefficients corresponding to input variables are predefined. In this case, the base station may determine the leak coefficient by searching the long-period channel statistics information and the leak coefficient corresponding to the number of antennas of the base station in the table.

이어, 상기 기지국은 515단계로 진행하여 상기 누출 계수를 이용하여 상기 적어도 하나의 단말을 위한 빔포밍 벡터를 결정한다. 상기 빔포밍 벡터는 VSINR 빔포밍 벡터일 수 있다. 예를 들어, 상기 빔포밍 벡터는 상기 <수학식 4>와 같이 결정될 수 있다. 즉, 상기 기지국은 상기 누출 계수, 상기 순시적 채널 정보, SNR 등에 기초하여 상기 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 기지국은 상기 <표 1>에 나타난 알고리즘에 따라 상기 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. Next, the base station determines a beamforming vector for the at least one terminal by using the leak coefficient in step 515 . The beamforming vector may be a VSINR beamforming vector. For example, the beamforming vector may be determined as in Equation 4 above. That is, the base station may determine the beamforming vector based on the leakage coefficient, the instantaneous channel information, SNR, and the like. Specifically, the base station may determine the beamforming vector according to the algorithm shown in Table 1 above.

이후, 상기 기지국은 517단계로 진행하여 데이터 및 기준 신호를 송신한다. 상기 데이터는 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 프리코딩(precoding)된다. 상기 기준 신호는 사용자 특정된 기준 신호(URS: User-Specific RS)를 포함할 수 있다.Thereafter, the base station proceeds to step 517 and transmits data and a reference signal. The data is precoded using the beamforming vector. The reference signal may include a User-Specific RS (URS).

상기 도 5를 참고하여 설명한 실시 예에서, 기지국은 긴-주기 채널 통계에 기초하여 상기 누출 계수의 갱신 여부를 판단한다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 단말로부터의 통지에 따라 상기 누출 계수의 갱신 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 상기 누출 계수의 갱신이 필요함이 판단될 때마다, 이벤트 드리븐(event driven) 형식으로, 긴-주기 채널 통계 정보(예: SNR, 채널 공분산 등)를 피드백할 수 있다.
In the embodiment described with reference to FIG. 5, the base station determines whether to update the leak coefficient based on long-period channel statistics. However, according to another embodiment of the present invention, the base station may determine whether to update the leak coefficient according to a notification from the terminal. In this case, the terminal may feed back long-period channel statistics information (eg, SNR, channel covariance, etc.) in an event driven format whenever it is determined that the update of the leak coefficient is necessary.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다.6 illustrates an operation procedure of a terminal in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 6을 참고하면, 상기 단말은 601단계에서 Th_SNR 및 Th_Chcov를 설정한다. 상기 Th_SNR 및 상기 Th_Chcov는 긴-주기 채널 통계의 변화를 관측하기 위한 시스템 파라미터이다. 구체적으로, 상기 Th_SNR는 SNR 변화량의 임계치, 상기 Th_Chcov는 채널 공분산 변화량의 임계치를 의미한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단말은 상기 SNR 변화량의 임계치 및 상기 채널 공분산 변화량의 임계치를 직접 결정하지 아니하고, 기지국으로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 SNR 변화량의 임계치 및 상기 채널 공분산 변화량의 임계치는 방송 채널을 통해 시스템 정보로서 상기 기지국으로부터 제공될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the terminal sets Th_SNR and Th_Chcov in step 601 . The Th_SNR and the Th_Chcov are system parameters for observing changes in long-period channel statistics. Specifically, Th_SNR denotes a threshold value of SNR variation, and Th_Chcov denotes a threshold value of channel covariance variation. According to another embodiment of the present invention, the terminal may receive from the base station without directly determining the threshold of the SNR variation and the threshold of the channel covariance variation. For example, the threshold of the SNR variation and the threshold of the channel covariance variation may be provided from the base station as system information through a broadcast channel.

이후, 상기 단말은 603단계로 진행하여 CSI 및 SNR을 측정한다. 즉, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 수신되는 신호, 예를 들어, 기준 신호를 이용하여 상기 채널 상태를 측정할 수 있다. 상기 채널 상태는 채널 벡터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 단말은 상기 기준 신호를 이용하여 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 측정하고, 상기 RSSI에 기초하여 SNR을 산출할 수 있다. 다른 예로, 상기 단말은 동기 신호를 이용하여 상기 채널 상태 및 SNR을 측정할 수 있다.Thereafter, the UE proceeds to step 603 to measure CSI and SNR. That is, the terminal may measure the channel state using a signal received from the base station, for example, a reference signal. The channel state may include a channel vector. In addition, the terminal may measure a Received Signal Strength Indicator (RSSI) using the reference signal and calculate an SNR based on the RSSI. As another example, the terminal may measure the channel state and SNR using a synchronization signal.

이어, 상기 단말은 605단계로 진행하여 채널 공분산을 갱신한다. 즉, 상기 단말은 측정된 CSI에 기초하여 상기 채널 공분산을 결정한다. 상기 채널 공분산은 긴-주기 채널 통계로서, 순시적 채널 정보를 측정하는 주기보다 상대적으로 긴-주기의 구간 동안 수집된 순시적 채널 정보를 이용하여 산출될 수 있다. 여기서, 상기 채널 공분산은 샘플(sample) 채널 공분산으로 지칭될 수 있다.Next, the terminal proceeds to step 605 to update the channel covariance. That is, the UE determines the channel covariance based on the measured CSI. The channel covariance is a long-period channel statistic and may be calculated using instantaneous channel information collected during a period of relatively longer period than a period in which instantaneous channel information is measured. Here, the channel covariance may be referred to as a sample channel covariance.

이후, 상기 단말은 607단계로 진행하여 상기 CSI를 피드백한다. 즉, 상기 기지국에서의 순시적 채널 정보 획득을 위해, 상기 단말은 CQI를 상기 기지국으로 제공한다. 상기 CQI는 PMI를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 607단계는 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국이 상기 단말에서 송신되는 신호를 이용하여 직접 순시적 채널 정보를 측정하는 경우, 상기 CSI는 피드백되지 아니할 수 있다.Thereafter, the terminal proceeds to step 607 to feed back the CSI. That is, in order to obtain instantaneous channel information in the base station, the terminal provides the CQI to the base station. The CQI may include a PMI. According to another embodiment of the present invention, step 607 may be omitted. For example, when the base station directly measures instantaneous channel information using a signal transmitted from the terminal, the CSI may not be fed back.

이어, 상기 단말은 609단계로 진행하여 SNR 변화량이 상기 Th_SNR을 초과하는지 또는 채널 공분산의 변화량이 상기 Th_Chcov를 초과하는지 판단한다. 상기 채널 공분산의 변화량은 현재 구간 및 이전 구간의 채널 공분산들의 프로비니어스 놈을 산출함으로써 결정될 수 있다.Next, the UE proceeds to step 609 to determine whether the SNR variation exceeds the Th_SNR or the channel covariance variation exceeds the Th_Chcov. The amount of change in the channel covariance may be determined by calculating a Provinius norm of the channel covariances of the current section and the previous section.

상기 Th_SNR을 초과하는지 또는 채널 공분산의 변화량이 상기 Th_Chcov를 초과하면, 상기 단말은 611단계로 진행하여 상기 채널 공분산 및 상기 SNR 중 적어도 하나를 상기 기지국으로 피드백한다. 이때, 상기 단말은 상기 채널 공분산 및 상기 SNR 중 임계치를 초과한 적어도 하나를 피드백할 수 있다.
If the Th_SNR or the change amount of the channel covariance exceeds the Th_Chcov, the terminal feeds back at least one of the channel covariance and the SNR to the base station in step 611 . In this case, the terminal may feed back at least one of the channel covariance and the SNR exceeding a threshold.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다.7 illustrates an operation procedure of a terminal in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.

상기 도 7을 참고하면, 상기 단말은 701단계에서 프리코딩된 데이터 신호 및 기준 신호를 수신한다. 상기 기준 신호는 사용자 특정된 기준 신호를 포함할 수 있다. 상기 프리코딩은 상기 기지국에 의해 결정된 빔포밍 벡터에 의해 수행된다.Referring to FIG. 7 , the terminal receives a precoded data signal and a reference signal in step 701 . The reference signal may include a user-specified reference signal. The precoding is performed by a beamforming vector determined by the base station.

이어, 상기 단말은 703단계로 진행하여 상기 단말로의 의도한 신호를 디코딩(decoding)한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 기준 신호를 이용하여 상기 단말로의 의도한 신호를 판단하고, 상기 데이터 신호를 디코딩한다.
Next, the terminal proceeds to step 703 to decode the signal intended for the terminal. In other words, the terminal determines an intended signal to the terminal using the reference signal, and decodes the data signal.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한다.8 illustrates an operation procedure of a base station in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.

상기 도 8을 참고하면, 상기 기지국은 801단계에서 빔포밍 벡터의 갱신이 필요한지 판단한다. 긴-주기 채널 통계의 변화량이 임계치를 초과하는 경우, 상기 빔포밍 벡터의 갱신이 필요하다 판단될 수 있다. 이를 위해, 상기 기지국이 상기 긴주기 채널 통계 정보를 측정할 수 있다. 또는, 상기 기지국은 단말로부터 상기 긴-주기 채널 통계 정보가 피드백되면, 긴-주기 채널 통계의 변화량이 임계치를 초과함을 판단할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the base station determines whether the beamforming vector needs to be updated in step 801 . When the amount of change in long-period channel statistics exceeds a threshold, it may be determined that the beamforming vector needs to be updated. To this end, the base station may measure the long-period channel statistics information. Alternatively, when the long-period channel statistics information is fed back from the terminal, the base station may determine that the amount of change in the long-period channel statistics exceeds a threshold.

상기 빔포밍 벡터의 갱신이 필요하면, 상기 기지국은 803단계로 진행하여 적어도 하나의 다른 기지국과 상기 긴-주기 채널 통계 정보를 교환한다. 여기서, 상기 긴-주기 채널 통계 정보는 SNR 및 채널 공분산 중 적어도 하나를 포함한다.If the beamforming vector needs to be updated, the base station proceeds to step 803 and exchanges the long-period channel statistics information with at least one other base station. Here, the long-period channel statistics information includes at least one of SNR and channel covariance.

이어, 상기 기지국은 805단계로 진행하여 누출 계수 및 빔포밍 벡터를 결정한다. 상기 기지국은 상기 기지국의 셀 내에 위치한 단말에 대한 긴-주기 채널 통계 정보 및 다른 셀에 위치한 단말에 대한 긴-주기 채널 통계 정보에 기초하여 상기 누출 계수를 결정한다. 예를 들어, 상기 누출 계수는 상기 <수학식 7> 또는 상기 <수학식 31>에 따라 결정될 수 있다. 다른 예로, 상기 기지국은 미리 정의한 테이블을 이용하여 상기 누출 계수를 결정할 수 있다. 그리고, 상기 기지국은 상기 누출 계수를 이용하여 상기 적어도 하나의 단말을 위한 빔포밍 벡터를 결정한다. 예를 들어, 상기 빔포밍 벡터는 상기 <수학식 4>와 같이 결정될 수 있다. Next, the base station proceeds to step 805 to determine a leak coefficient and a beamforming vector. The base station determines the leakage coefficient based on long-period channel statistics information for a terminal located in a cell of the base station and long-period channel statistics information for a terminal located in another cell. For example, the leakage coefficient may be determined according to <Equation 7> or <Equation 31>. As another example, the base station may determine the leak coefficient using a predefined table. And, the base station determines a beamforming vector for the at least one terminal by using the leak coefficient. For example, the beamforming vector may be determined as in Equation 4 above.

상기 도 8에 도시되지 아니하였으나, 상기 기지국은 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 상기 단말로 송신되는 데이터 신호를 빔포밍하고, 빔포밍된 데이터 신호를 송신할 수 있다. 나아가, 상기 기지국은 기준 신호를 송신할 수 있다.
Although not shown in FIG. 8, the base station may beamform a data signal transmitted to the terminal using the beamforming vector, and transmit the beamformed data signal. Furthermore, the base station may transmit a reference signal.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시한다.9 illustrates an operation procedure of a terminal in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.

상기 도 9를 참고하면, 상기 단말은 901단계에서 긴-주기 채널 통계 정보를 결정한다. 상기 긴-주기 채널 통계는 다수의 시점에서 수집된 순시적 채널 파라미터들로부터 결정되는 채널 정보이다. 따라서, 상기 긴-주기 채널 통계는 긴-주기 동안 수집된 순시적 채널 정보로부터 결정될 수 있다. 상기 긴-주기 채널 통계는 SNR 및 채널 공분산 중 적어도 하나를 포함한다. Referring to FIG. 9 , the terminal determines long-period channel statistics information in step 901 . The long-period channel statistics are channel information determined from instantaneous channel parameters collected at multiple points in time. Accordingly, the long-period channel statistics can be determined from instantaneous channel information collected during the long-period. The long-period channel statistics include at least one of SNR and channel covariance.

상기 단말은 903단계로 진행하여 빔포밍 벡터의 갱신이 필요한지 판단한다. 상기 긴-주기 채널 통계의 변화량이 임계치를 초과하는 경우, 상기 빔포밍 벡터의 갱신이 필요하다 판단될 수 있다. 따라서, 상기 단말은 이전 긴-주기의 구간에서 결정된 긴-주기 채널 통계와 비교함으로써 채널 변화량을 판단한다. The terminal proceeds to step 903 and determines whether the beamforming vector needs to be updated. When the amount of change in the long-period channel statistics exceeds a threshold, it may be determined that the beamforming vector needs to be updated. Accordingly, the terminal determines the channel change amount by comparing it with the long-period channel statistics determined in the previous long-period section.

상기 빔포밍 벡터의 갱신이 필요하면, 상기 단말은 905단계로 진행하여 상기 긴-주기 채널 통계 정보를 기지국으로 피드백한다. 이때, 상기 단말은 상기 채널 공분산 및 상기 SNR 모두를 피드백하거나, 또는, 임계치를 초과한 적어도 하나를 피드백할 수 있다.If the beamforming vector needs to be updated, the terminal feeds back the long-period channel statistics information to the base station in step 905 . In this case, the terminal may feed back both the channel covariance and the SNR, or may feed back at least one exceeding a threshold.

이후, 상기 도 9에 도시되지 아니하였으나, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 빔포밍된 데이터 신호를 수신한다. 상기 데이터 신호는 상기 피드백된 긴-주기 채널 통계 정보에 의해 결정된 빔포밍 벡터에 의해 빔포밍된다. 또한, 상기 데이터 신호에 더하여, 상기 단말은 기준 신호를 더 수신할 수 있다.
Thereafter, although not shown in FIG. 9, the terminal receives a beamformed data signal from the base station. The data signal is beamformed by a beamforming vector determined by the fed back long-period channel statistics information. Also, in addition to the data signal, the terminal may further receive a reference signal.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한다.10 illustrates a block configuration of a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF(Radio Frequency)처리부(1010), 기저대역(baseband)처리부(1020), 백홀통신부(1030), 저장부(1040), 제어부(1050)를 포함하여 구성된다.10, the base station includes a radio frequency (RF) processing unit 1010, a baseband processing unit 1020, a backhaul communication unit 1030, a storage unit 1040, and a control unit 1050. is composed by

상기 RF처리부(1010)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1010)는 상기 기저대역처리부(1020)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1010)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 RF처리부(1010)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다.The RF processing unit 1010 performs a function for transmitting and receiving a signal through a wireless channel, such as band conversion and amplification of the signal. That is, the RF processor 1010 up-converts the baseband signal provided from the baseband processor 1020 into an RF band signal, transmits it through an antenna, and converts the RF band signal received through the antenna to a baseband signal. down-convert to For example, the RF processing unit 1010 may include a transmit filter, a receive filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog converter (DAC), an analog to digital converter (ADC), and the like. . The RF processing unit 1010 may include a plurality of RF chains.

상기 기저대역처리부(1020)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1020)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1020)은 상기 RF처리부(1010)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1020)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1020)은 상기 RF처리부(1010)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 상기 기저대역처리부(1020)는 빔포밍을 수행하는 프리코더(precoder)(1022)를 포함한다. 상기 프리코더(1022)는 상기 제어부(1050)에 의해 결정된 빔포밍 벡터를 송신 데이터에 곱함으로써 프리코딩을 수행한다.The baseband processing unit 1020 performs a function of converting between a baseband signal and a bit stream according to a physical layer standard of a system. For example, when transmitting data, the baseband processing unit 1020 generates complex symbols by encoding and modulating a transmitted bit stream. Also, when receiving data, the baseband processing unit 1020 restores a received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal provided from the RF processing unit 1010 . For example, in the case of OFDM (Orthgonal Frequency Division Multiplexing), when transmitting data, the baseband processing unit 1020 generates complex symbols by encoding and modulating a transmitted bit stream, and mapping the complex symbols to subcarriers. After that, OFDM symbols are constructed through Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) operation and Cyclic Prefix (CP) insertion. In addition, when receiving data, the baseband processing unit 1020 divides the baseband signal provided from the RF processing unit 1010 into OFDM symbol units, and performs a Fast Fourier Transform (FFT) operation on the signals mapped to subcarriers. After restoration, the received bit stream is restored through demodulation and decoding. Also, the baseband processing unit 1020 includes a precoder 1022 that performs beamforming. The precoder 1022 performs precoding by multiplying the transmission data by the beamforming vector determined by the controller 1050 .

상기 기저대역처리부(1020) 및 상기 RF처리부(1010)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1020) 및 상기 RF처리부(1010)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.The baseband processing unit 1020 and the RF processing unit 1010 transmit and receive signals as described above. Accordingly, the baseband processing unit 1020 and the RF processing unit 1010 may be referred to as a transmitter, a receiver, a transceiver, a communication unit, or a wireless communication unit.

상기 백홀통신부(1030)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(1030)는 상기 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 기지국으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 기지국으로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.The backhaul communication unit 1030 provides an interface for communicating with other nodes in the network. That is, the backhaul communication unit 1030 converts a bit string transmitted from the base station to another node, for example, another base station into a physical signal, and converts a physical signal received from the other base station into a bit string.

상기 저장부(1040)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 저장부(1040)는 입력 변수들에 대응하는 누출 계수들을 미리 정의한 테이블을 저장할 수 있다. 여기서, 상기 입력 변수는 긴-주기 채널 통계 정보, 기지국의 안테나 개수 중 적어도 하나를 포함한다. 그리고, 상기 저장부(1040)는 상기 제어부(1050)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.The storage unit 1040 stores data such as basic programs and setting information for the operation of the base station. In particular, according to an embodiment of the present invention, the storage unit 1040 may store a table in which leak coefficients corresponding to input variables are defined in advance. Here, the input variable includes at least one of long-period channel statistics information and the number of antennas of the base station. In addition, the storage unit 1040 provides stored data according to the request of the control unit 1050 .

상기 제어부(1050)는 상기 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1040)는 상기 기저대역처리부(1020) 및 상기 RF처리부(1010)을 통해 또는 상기 백홀통신부(1030)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1040)는 상기 저장부(1040)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1040)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(1050)는 빔포밍 벡터를 결정하기 위해 필요한 누출 계수를 결정하는 누출계수결정부(1052), 상기 누출 계수를 이용하여 빔포밍 벡터를 결정하는 빔포밍벡터결정부(1054)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(1050)는 상기 기지국이 상기 도 5 또는 상기 도 8에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(1050)의 동작은 다음과 같다. The controller 1050 controls overall operations of the base station. For example, the control unit 1040 transmits and receives signals through the baseband processing unit 1020 and the RF processing unit 1010 or through the backhaul communication unit 1030 . In addition, the control unit 1040 writes and reads data in the storage unit 1040 . To this end, the controller 1040 may include at least one processor. According to an embodiment of the present invention, the control unit 1050 includes a leak coefficient determiner 1052 that determines a leak coefficient required to determine a beamforming vector, and a beamforming vector that determines a beamforming vector using the leak coefficient. and a decision unit 1054 . For example, the controller 1050 may control the base station to perform the procedure shown in FIG. 5 or FIG. 8 . The operation of the control unit 1050 according to an embodiment of the present invention is as follows.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 제어부(1050)는 적어도 하나의 단말로부터 수신되는 채널에 관련된 피드백 정보를 통해, 또는, 상기 적어도 하나의 단말로부터 송신되는 신호에 대한 측정을 통해, 상기 적어도 하나의 단말에 대한 순시 채널 정보를 획득한다. 그리고, 상기 제어부(1050)는 긴-주기 동안 수집된 순시적 채널 정보에 기초하여 긴-주기 채널 통계를 산출하고, 이전 긴-주기의 구간에서 결정된 긴-주기 채널 통계와 비교함으로써 채널 변화량을 판단한다. 여기서, 상기 긴-주기 채널 통계는 SNR 및 채널 공분산 중 적어도 하나를 포함한다. 만일, 상기 채널 변화량이 임계치를 초과하면, 상기 제어부(1050)는 상기 백홀통신부(1030)를 통해 적어도 하나의 다른 기지국과 긴-주기 채널 통계 정보를 교환한 후, 상기 긴-주기 채널 통계 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 단말에 대한 누출 계수를 갱신한다. 예를 들어, 상기 누출 계수는 상기 <수학식 7> 또는 상기 <수학식 31>에 따라 결정될 수 있다. 다른 예로, 상기 제어부(1050)는 상기 저장부(1040)에 저장된 미리 정의한 테이블을 이용하여 상기 누출 계수를 결정할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(1050)는 상기 누출 계수를 이용하여 상기 적어도 하나의 단말을 위한 빔포밍 벡터를 결정한다. 예를 들어, 상기 빔포밍 벡터는 상기 <수학식 4>와 같이 결정될 수 있다. 이후, 상기 제어부(1050)는 상기 빔포밍 벡터에 따라 빔포밍을 수행하도록 상기 프리코더(1022)를 제어한다.According to an embodiment of the present invention, the control unit 1050 may control the at least one terminal through feedback information related to a channel received from at least one terminal or through measurement of a signal transmitted from the at least one terminal. Obtain instantaneous channel information for a terminal of Then, the control unit 1050 calculates long-period channel statistics based on the instantaneous channel information collected during the long-period, and determines the channel change amount by comparing the long-period channel statistics determined in the previous long-period channel. do. Here, the long-period channel statistics include at least one of SNR and channel covariance. If the channel change amount exceeds a threshold, the control unit 1050 exchanges long-period channel statistics information with at least one other base station through the backhaul communication unit 1030, and then adds the long-period channel statistics information to the long-period channel statistics information. Based on the update the leak coefficient for the at least one terminal. For example, the leakage coefficient may be determined according to <Equation 7> or <Equation 31>. As another example, the control unit 1050 may determine the leakage coefficient by using a predefined table stored in the storage unit 1040 . In addition, the control unit 1050 determines a beamforming vector for the at least one terminal by using the leakage coefficient. For example, the beamforming vector may be determined as in Equation 4 above. Thereafter, the controller 1050 controls the precoder 1022 to perform beamforming according to the beamforming vector.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 제어부(1050)는 단말로부터의 통지에 따라 상기 누출 계수의 갱신 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(1050)는 상기 단말로부터 긴-주기 채널 통계 정보가 피드백되면 상기 누출 계수의 갱신이 필요하다 판단한다. 이에 따라, 상기 제어부(1050)는 상기 적어도 하나의 다른 기지국들과 상기 긴-주기 채널 통계 정보를 교환하고, 상기 누출 계수를 새로이 결정하고, 상기 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the control unit 1050 may determine whether to update the leak coefficient according to a notification from the terminal. In this case, when the long-period channel statistics information is fed back from the terminal, the controller 1050 determines that the leak coefficient needs to be updated. Accordingly, the controller 1050 may exchange the long-period channel statistics information with the at least one other base station, newly determine the leakage coefficient, and determine the beamforming vector.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시한다.11 illustrates a block configuration of a terminal in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 11을 참고하면, 상기 단말은 RF처리부(1110), 기저대역처리부(1120), 저장부(1130), 제어부(1140)를 포함한다.Referring to FIG. 11 , the terminal includes an RF processing unit 1110 , a baseband processing unit 1120 , a storage unit 1130 , and a control unit 1140 .

상기 RF처리부(1110)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1110)는 상기 기저대역처리부(1120)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1110)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 상기 도 11에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다.The RF processing unit 1110 performs a function for transmitting and receiving a signal through a wireless channel, such as band conversion and amplification of the signal. That is, the RF processor 1110 up-converts the baseband signal provided from the baseband processor 1120 into an RF band signal, transmits it through an antenna, and converts the RF band signal received through the antenna to a baseband signal. down-convert to For example, the RF processing unit 1110 may include a transmit filter, a receive filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a DAC, an ADC, and the like. Although only one antenna is shown in FIG. 11, the terminal may include a plurality of antennas.

상기 기저대역처리부(1120)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1120)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1120)은 상기 RF처리부(1110)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1120)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1120)은 상기 RF처리부(1110)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.상기 기저대역처리부(1120) 및 상기 RF처리부(1110)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1120) 및 상기 RF처리부(1110)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다.The baseband processing unit 1120 performs a function of converting between a baseband signal and a bit stream according to a physical layer standard of the system. For example, when transmitting data, the baseband processing unit 1120 generates complex symbols by encoding and modulating a transmitted bit stream. Also, when receiving data, the baseband processing unit 1120 restores a received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal provided from the RF processing unit 1110 . For example, in the case of OFDM, when transmitting data, the baseband processing unit 1120 generates complex symbols by encoding and modulating a transmitted bit stream, maps the complex symbols to subcarriers, and performs IFFT operation and OFDM symbols are configured through CP insertion. Also, upon data reception, the baseband processing unit 1120 divides the baseband signal provided from the RF processing unit 1110 into OFDM symbol units, restores signals mapped to subcarriers through FFT operation, and demodulates them. and decoding the received bit stream. The baseband processing unit 1120 and the RF processing unit 1110 transmit and receive signals as described above. Accordingly, the baseband processing unit 1120 and the RF processing unit 1110 may be referred to as a transmitter, a receiver, a transceiver, or a communication unit.

상기 저장부(1130)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 상기 저장부(1130)는 상기 제어부(1140)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.The storage unit 1130 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the terminal. In addition, the storage unit 1130 provides stored data according to the request of the control unit 1140 .

상기 제어부(1140)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1140)는 상기 기저대역처리부(1120) 및 상기 RF처리부(1110)를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1140)는 상기 저장부(1140)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1140)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(1140)는 기지국으로 채널 정보의 피드백 여부를 판단하고, 피드백할 채널 정보를 생성하는 채널정보관리부(1142)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(1140)는 상기 단말이 상기 도 6, 상기 도 7 또는 상기 도 9에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(1140)의 동작은 다음과 같다. The controller 1140 controls overall operations of the terminal. For example, the control unit 1140 transmits and receives signals through the baseband processing unit 1120 and the RF processing unit 1110 . In addition, the control unit 1140 writes and reads data in the storage unit 1140 . To this end, the controller 1140 may include at least one processor. According to an embodiment of the present invention, the control unit 1140 includes a channel information management unit 1142 that determines whether channel information is fed back to the base station and generates channel information to be fed back. For example, the controller 1140 may control the terminal to perform the procedure illustrated in FIG. 6 , FIG. 7 , or FIG. 9 . The operation of the control unit 1140 according to an embodiment of the present invention is as follows.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 제어부(1140)는 긴-주기 채널 통계 정보를 측정한다. 상기 긴-주기 채널 통계는 긴-주기 동안 수집된 순시적 채널 정보로부터 결정될 수 있다. 상기 긴-주기 채널 통계는 SNR 및 채널 공분산 중 적어도 하나를 포함한다. 그리고, 상기 제어부(1140)는 이전 긴-주기의 구간에서 결정된 긴-주기 채널 통계와 비교함으로써 채널 변화량을 판단한다. 만일, 상기 채널 변화량이 임계치를 초과하면, 상기 제어부(1140)는 상기 긴-주기 채널 통계 정보를 기지국으로 피드백한다. 이때, 상기 제어부(1140)는 상기 채널 공분산 및 상기 SNR 모두를 피드백하거나, 또는, 임계치를 초과한 적어도 하나를 피드백할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the controller 1140 measures long-period channel statistics information. The long-period channel statistics may be determined from instantaneous channel information collected during the long-period. The long-period channel statistics include at least one of SNR and channel covariance. Then, the controller 1140 determines the amount of channel change by comparing it with the long-period channel statistics determined in the previous long-period section. If the channel change amount exceeds a threshold, the controller 1140 feeds back the long-period channel statistics information to the base station. In this case, the controller 1140 may feed back both the channel covariance and the SNR, or feed back at least one exceeding a threshold.

도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 기법의 성능을 도시한다. 상기 도 12는 반복(iteration) 횟수에 따른 가중치-합 전송률을, 상기 도 13은 단일 사용자 환경에서 종래의 기법 및 본 발명에 대한 SNR에 따른 가중치-합 전송률을, 상기 도 14는 다중 사용자 환경에서 종래의 기법 및 본 발명에 대한 SNR에 따른 가중치-합 전송률을 나타낸다.12 to 14 show performance of a beamforming technique according to an embodiment of the present invention. 12 is a weight-sum rate according to the number of iterations, FIG. 13 is a weight-sum rate according to SNR for the conventional technique and the present invention in a single-user environment, and FIG. 14 is a multi-user environment. The weight-sum data rate according to the SNR for the conventional technique and the present invention is shown.

상기 도 12를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기법의 수렴 속도가 확인된다. 즉, SNR 및 초기 누출 계수와 무관하게, 2회의 반복 내에서 최적의 값으로 수렴됨이 확인된다.Referring to FIG. 12, the convergence speed of the technique according to an embodiment of the present invention is confirmed. That is, it is confirmed that convergence to the optimal value within two iterations is irrespective of the SNR and the initial leakage coefficient.

상기 도 13을 참고하면, 단일 사용자 환경에서 본 발명의 실시 예에 따른 기법과 종래의 기법들의 가중치-합 전송률이 비교된다. 상기 도 13에 나타난 바와 같이, 종래의 최적 기법에 대비한 본 발명의 실시 예에 따른 기법의 성능 열화는 다른 종래의 기법들에 비하여 현저하게 적다. 다시 말해, 본 발명의 실시 예에 따른 기법은 최적의 기법과 유사한 성능을 보인다.Referring to FIG. 13, weight-sum data rates of the scheme according to an embodiment of the present invention and the conventional scheme are compared in a single user environment. As shown in FIG. 13 , the performance degradation of the technique according to an embodiment of the present invention compared to the conventional optimal technique is significantly less than that of other conventional techniques. In other words, the technique according to an embodiment of the present invention shows similar performance to the optimal technique.

상기 도 14를 참고하면, 다중 사용자 환경에서 본 발명의 실시 예에 따른 기법과 종래의 기법들의 가중치-합 전송률이 비교된다. 본 발명의 실시 예에 따른 기법은 균등 전력 할당의 경우 및 워터-필링 전력 할당의 경우로 구분된다. 상기 도 14에 나타난 바와 같이, 종래의 기법에 비하여 큰 성능 열화가 없음이 확인된다.
Referring to FIG. 14, weight-sum data rates of the scheme according to an embodiment of the present invention and the conventional scheme are compared in a multi-user environment. The technique according to an embodiment of the present invention is divided into a case of equal power allocation and a case of water-filling power allocation. As shown in FIG. 14 , it is confirmed that there is no significant performance degradation compared to the conventional technique.

본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. Methods according to the embodiments described in the claims or specifications of the present invention may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다. When implemented in software, a computer-readable storage medium storing one or more programs (software modules) may be provided. One or more programs stored in the computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (device). One or more programs include instructions for causing an electronic device to execute methods according to embodiments described in a claim or specification of the present invention.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다. Such programs (software modules, software) include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), magnetic disc storage device, Compact Disc-ROM (CD-ROM), Digital Versatile Discs (DVDs), or any other form of It may be stored in an optical storage device or a magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all thereof. In addition, each configuration memory may be included in plurality.

또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
In addition, the program is transmitted through a communication network consisting of a communication network such as the Internet, Intranet, Local Area Network (LAN), Wide LAN (WLAN), or Storage Area Network (SAN), or a combination thereof. It may be stored on an attachable storage device that can be accessed. Such a storage device may be connected to a device implementing an embodiment of the present invention through an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may be connected to the device performing the embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the specific embodiments of the present invention described above, elements included in the invention are expressed in the singular or plural according to the specific embodiments presented. However, the singular or plural expression is appropriately selected for the context presented for convenience of description, and the present invention is not limited to the singular or plural element, and even if the element is expressed in plural, it is composed of the singular or singular. Even an expressed component may be composed of a plurality of components.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.

Claims (28)

무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
단말로부터 수신되는 신호를 이용하여 다수의 시점에서 수집된 순시적(instantaneous) 채널 파라미터들을 측정하는 과정과,
상기 순시적 채널 파라미터들로부터 상기 단말의 제1 롱텀(long-term) 채널 정보인 제1 SNR(signal to noise ratio) 및 제1 채널 공분산(channel covariance)을 결정하는 과정과,
다른 기지국에 상기 단말에 대한 상기 제1 롱텀 채널 정보를 송신하는 과정과,
상기 다른 기지국으로부터 상기 다른 기지국에 접속한 단말에 대한 제2 롱텀 채널 정보인 제2 SNR 및 제2 채널 공분산을 수신하는 과정과,
상기 제1 SNR, 상기 제2 SNR, 상기 제1 채널 공분산 및 상기 제2 채널 공분산에 기반하여 결정되는 의도한 신호(desired signal)의 전력, 전력 정규화 항(power normalization term), 누출 간섭(leakage interference)의 전력에 기반하여, 상기 단말로의 송신 신호가 적어도 하나의 다른 단말에게 간섭으로 작용하는 비율을 나타내는 누출 계수(leakage coefficient)를 결정하는 과정과,
상기 제1 SNR의 변화량이 상기 제1 SNR의 임계치를 초과하거나 상기 제2 SNR의 변화량이 상기 제2 SNR의 임계치를 초과하거나 상기 제1 채널 공분산의 변화량이 상기 제1 채널 공분산의 임계치를 초과하거나 상기 제2 채널 공분산의 변화량이 상기 제2 채널 공분산의 임계치를 초과하면,
미리 정의된 롱텀 채널 정보에 대응하는 누출 계수를 정의한 테이블에서 상기 제1 롱텀 채널 정보 및 상기 제2 롱텀 채널 정보에 대응하는 누출 계수를 선택하여 상기 결정된 누출 계수를 갱신하는 과정과,
상기 갱신된 누출 계수에 기초하여 빔포밍 벡터를 결정하는 과정과,
상기 빔포밍 벡터로 VSINR(virtual signal to interference plus noise ratio)을 결정하는 과정과,
상기 VSINR을 기반으로 빔포밍된 신호를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
A method of operating a base station in a wireless communication system, the method comprising:
A process of measuring instantaneous channel parameters collected at a plurality of time points using a signal received from a terminal;
determining a first signal to noise ratio (SNR) and a first channel covariance, which are first long-term channel information of the terminal, from the instantaneous channel parameters;
transmitting the first long-term channel information for the terminal to another base station;
receiving, from the other base station, a second SNR and a second channel covariance, which are second long-term channel information for a terminal accessing the other base station;
Power of a desired signal determined based on the first SNR, the second SNR, the first channel covariance, and the second channel covariance, a power normalization term, and leakage interference ), a process of determining a leak coefficient indicating a rate at which a transmission signal to the terminal acts as interference to at least one other terminal;
The amount of change in the first SNR exceeds the threshold of the first SNR, the amount of change in the second SNR exceeds the threshold of the second SNR, or the amount of change in the first channel covariance exceeds the threshold of the first channel covariance, or If the amount of change of the second channel covariance exceeds the threshold of the second channel covariance,
updating the determined leak coefficient by selecting a leak coefficient corresponding to the first long-term channel information and the second long-term channel information from a table defining a leak coefficient corresponding to the predefined long-term channel information;
determining a beamforming vector based on the updated leak coefficient;
The process of determining a virtual signal to interference plus noise ratio (VSINR) with the beamforming vector;
and transmitting a beamformed signal based on the VSINR.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 단말로부터 피드백되는 순시적 채널 정보에 기초하여 상기 제1 롱텀 채널 정보를 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
According to claim 1,
The method further comprising the step of determining the first long-term channel information based on the instantaneous channel information fed back from the terminal.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 단말로부터 상기 제1 롱텀 채널 정보가 피드백되면, 상기 제1 SNR의 변화량 및 상기 제1 채널 공분산의 변화량이 임계치를 초과함을 판단하는 과정을 더 포함하는 방법.
According to claim 1,
When the first long-term channel information is fed back from the terminal, the method further comprising the step of determining that the amount of change in the first SNR and the amount of change in the first channel covariance exceed threshold values.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 누출 계수를 결정하는 과정은,
상기 제1 롱텀 채널 정보, 안테나 개수, 단말 개수에 기초하여 상기 누출 계수를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
According to claim 1,
The process of determining the leak coefficient is,
and determining the leakage coefficient based on the first long-term channel information, the number of antennas, and the number of terminals.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 무선 통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
제어기; 및
송신기를 포함하고,
상기 제어기는, 단말로부터 수신되는 신호를 이용하여, 다수의 시점에서 수집된 순시적(instantaneous) 채널 파라미터들을 측정하고,
상기 순시적 채널 파라미터들로부터 상기 단말의 제1 롱텀(long-term) 채널 정보인 제1 SNR(signal to noise ratio) 및 제1 채널 공분산(channel covariance)을 결정하고,
다른 기지국에 상기 단말에 대한 상기 제1 롱텀 채널 정보를 송신하고,
상기 다른 기지국으로부터 상기 다른 기지국에 접속한 단말에 대한 제2 롱텀 채널 정보인 제2 SNR 및 제2 채널 공분산을 수신하고,
상기 제1 SNR, 상기 제2 SNR, 상기 제1 채널 공분산 및 상기 제2 채널 공분산에 기반하여 결정되는 의도한 신호(desired signal)의 전력, 전력 정규화 항(power normalization term), 누출 간섭(leakage interference)의 전력에 기반하여, 상기 단말로의 송신 신호가 적어도 하나의 다른 단말에게 간섭으로 작용하는 비율을 나타내는 누출 계수(leakage coefficient)를 결정하고,
상기 제1 SNR의 변화량이 상기 제1 SNR의 임계치를 초과하거나 상기 제2 SNR의 변화량이 상기 제2 SNR의 임계치를 초과하거나 상기 제1 채널 공분산의 변화량이 상기 제1 채널 공분산의 임계치를 초과하거나 상기 제2 채널 공분산의 변화량이 상기 제2 채널 공분산의 임계치를 초과하면, 상기 제1 롱텀 채널 정보 및 상기 제2 롱텀 채널 정보에 따른 누출 계수를 정의한 테이블에서 상기 제1 롱텀 채널 정보 및 상기 제2 롱텀 채널 정보에 대응하는 누출 계수를 선택하여, 상기 결정된 누출 계수를 갱신하고,
상기 갱신된 누출 계수에 기초하여 빔포밍 벡터를 결정하고,
상기 빔포밍 벡터로 VSINR(virtual signal to interference plus noise ratio)을 결정하고,
상기 송신기는, 상기 VSINR을 기반으로 빔포밍된 신호를 송신하는 장치.
In a base station apparatus in a wireless communication system,
controller; and
including a transmitter;
The controller measures instantaneous channel parameters collected at a plurality of time points using a signal received from the terminal,
Determining a first signal to noise ratio (SNR) and a first channel covariance that are first long-term channel information of the terminal from the instantaneous channel parameters,
Transmitting the first long-term channel information for the terminal to another base station,
receiving, from the other base station, a second SNR and a second channel covariance, which are second long-term channel information for a terminal accessing the other base station,
Power of a desired signal determined based on the first SNR, the second SNR, the first channel covariance, and the second channel covariance, a power normalization term, and leakage interference Based on the power of ), a leak coefficient indicating a rate at which a transmission signal to the terminal acts as interference to at least one other terminal is determined,
The amount of change in the first SNR exceeds the threshold of the first SNR, the amount of change in the second SNR exceeds the threshold of the second SNR, or the amount of change in the first channel covariance exceeds the threshold of the first channel covariance, or When the amount of change of the second channel covariance exceeds the threshold value of the second channel covariance, the first long-term channel information and the second selecting a leak coefficient corresponding to the long-term channel information and updating the determined leak coefficient;
determining a beamforming vector based on the updated leak coefficient;
Determining a virtual signal to interference plus noise ratio (VSINR) with the beamforming vector,
The transmitter is an apparatus for transmitting a beamformed signal based on the VSINR.
삭제delete 제15항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 단말로부터 피드백되는 순시적 채널 정보에 기초하여 상기 제1 롱텀 채널 정보를 결정하는 장치.
16. The method of claim 15,
The controller is
An apparatus for determining the first long-term channel information based on the instantaneous channel information fed back from the terminal.
삭제delete 제15항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 단말로부터 상기 제1 롱텀 채널 정보가 피드백되면, 상기 제1 SNR의 변화량 및 상기 제1 채널 공분산의 변화량이 임계치를 초과함을 판단하는 장치.
16. The method of claim 15,
The controller is
When the first long-term channel information is fed back from the terminal, the apparatus for determining that the amount of change in the first SNR and the amount of change in the first channel covariance exceed threshold values.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제15항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제1 롱텀 채널 정보, 안테나 개수, 단말 개수에 기초하여 상기 누출 계수를 결정하는 장치.
16. The method of claim 15,
The controller is
An apparatus for determining the leakage coefficient based on the first long-term channel information, the number of antennas, and the number of terminals.
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