KR102392917B1 - Apparatus And Method For Controlling Transmission Power In Wireless Communication System - Google Patents

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KR102392917B1 KR1020200112107A KR20200112107A KR102392917B1 KR 102392917 B1 KR102392917 B1 KR 102392917B1 KR 1020200112107 A KR1020200112107 A KR 1020200112107A KR 20200112107 A KR20200112107 A KR 20200112107A KR 102392917 B1 KR102392917 B1 KR 102392917B1
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Abstract

본 발명은 K개의 IIoT 단말의 평균 요구 처리량 또는 최대 요구 처리량 중 하나에 따라 타겟 처리량을 설정하고, 설정된 타겟 처리량에 따른 타겟 SINR을 계산하고, 계산된 타겟 SINR을 이용하여 계산되는 업링크 SNR를 획득하며, 획득된 업링크 SNR이 달성 가능한 업링크 SNR이면, 업링크 SNR에 따라 K개의 IIoT 단말로부터 기지국으로의 데이터 전송을 위한 업링크 전송전력을 결정하는 업링크 전송전력 할당부 및 업링크 전송전력에 기초하여 기지국부터 K개의 IIoT 단말로의 데이터 전송을 위한 다운링크 전송전력을 결정하는 다운링크 전송전력 할당부를 포함하여 에너지 효율적인 업링크 및 다운링크 전송전력을 결정할 수 있으며, 과도한 전력 사용으로 인한 전력 공급 중단이 발생하지 않고 비용 효율적인 통신을 수행할 수 있도록 하는 무선통신 시스템의 전송전력 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention sets the target throughput according to one of the average requested throughput or the maximum required throughput of K IIoT terminals, calculates the target SINR according to the set target throughput, and obtains the calculated uplink SNR using the calculated target SINR And, if the obtained uplink SNR is an achievable uplink SNR, an uplink transmission power allocator and uplink transmission power that determine the uplink transmission power for data transmission from the K IIoT terminals to the base station according to the uplink SNR It is possible to determine energy-efficient uplink and downlink transmission power, including a downlink transmission power allocator that determines the downlink transmission power for data transmission from the base station to the K IIoT terminals based on It is possible to provide an apparatus and method for controlling transmission power of a wireless communication system that enables cost-effective communication without interruption of supply.

Description

무선통신 시스템의 전송전력 제어 장치 및 방법{Apparatus And Method For Controlling Transmission Power In Wireless Communication System}Apparatus And Method For Controlling Transmission Power In Wireless Communication System

본 발명은 전송전력 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 무선통신 시스템의 전송전력 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 전송전력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling transmission power, and to an apparatus and method for controlling transmission power capable of improving transmission power energy efficiency of a wireless communication system.

기존에 대규모 다중 입력 다중 출력(Massive multiple-input multiple-output: Massive MIMO) 기법은 주로 이동 통신 네트워크에서 주로 사용되었다. 그러나 최근에는 대규모 MIMO를 산업용 사물 인터넷(Industrial Internet of Things: 이하 IIoT)에 적용하고자 하는 연구가 수행되고 있다.In the past, a massive multiple-input multiple-output (Massive MIMO) technique has been mainly used in mobile communication networks. However, recently, research to apply large-scale MIMO to the Industrial Internet of Things (IIoT) is being conducted.

다만 이동 통신 네트워크의 경우, 높은 신뢰성과 속도 요구에 따라 설계되며 고비용을 감당할 수 있다. 반면, IIoT는 높은 신뢰성이 요구되지만, 적용 분야나 목적에 따라 속도가 중요하지 않을 수 있다. 또한 IIoT에서는 정전이 발생될 가능성을 줄이고 비용을 저감하는 것이 주요 이슈가 될 수 있다. 이동 통신 네트워크의 단말과 마찬가지로, IIoT에서 다수의 IIoT 단말은 주로 전력이 제한된 배터리에 기반하여 동작하므로, IIoT 단말의 업링크 전송전력을 제어하는 것이 중요하다. 그러나 IIoT에서는 다운링크 시에도 소비 가능한 전력량이 제한될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 IIoT 단말로의 데이터 전송에 따른 대량의 전력 소비로 인해 발생하는 비용을 저감하기 위해 다운링크 전송전력을 제어하는 것 또한 매우 중요하다.However, in the case of a mobile communication network, it is designed according to high reliability and speed requirements, and high cost can be afforded. On the other hand, IIoT requires high reliability, but speed may not be as important depending on the application or purpose. Also, in IIoT, reducing the possibility of power outages and reducing costs can be a major issue. Like terminals in mobile communication networks, in IIoT, a plurality of IIoT terminals mainly operate based on a battery with limited power, so it is important to control the uplink transmission power of the IIoT terminal. However, in IIoT, not only the amount of power that can be consumed in the downlink can be limited, but also control the downlink transmission power to reduce the cost caused by the large amount of power consumption caused by data transmission to multiple IIoT terminals. very important.

한국 등록 특허 제10-1642361호 (2016.07.19 등록)Korean Patent Registration No. 10-1642361 (Registered on July 19, 2016)

본 발명의 목적은 무선통신 시스템의 전송전력 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 전송전력 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a transmission power control apparatus and method capable of improving the transmission power energy efficiency of a wireless communication system.

본 발명의 다른 목적은 사용 가능한 전력이 제한된 분야에서 과도한 전력 사용으로 인한 전력 공급 중단이 발생하지 않고 비용 효율적인 통신을 수행할 수 있도록 하는 무선통신 시스템의 전송전력 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for controlling transmission power of a wireless communication system that enables cost-effective communication without interruption of power supply due to excessive use of power in a field in which available power is limited.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템의 전송전력 제어 장치는 K개의 IIoT 단말의 평균 요구 처리량(이하 ARTP) 또는 최대 요구 처리량(이하 MRTP) 중 하나에 따라 타겟 처리량을 설정하고, 설정된 타겟 처리량에 따른 타겟 신호대 간섭 잡음비(이하 타겟 SINR)을 계산하고, 계산된 타겟 SINR을 이용하여 계산되는 업링크 신호대 잡음비(이하 업링크 SNR)를 획득하며, 계산된 업링크 SNR이 기 지정된 최대 허용 업링크 SNR을 초과하지 않으면, 계산된 업링크 SNR에 따라 K개의 IIoT 단말로부터 기지국으로의 데이터 전송을 위한 업링크 전송전력을 결정하는 업링크 전송전력 할당부; 및 상기 업링크 전송전력에 기초하여 상기 기지국부터 상기 K개의 IIoT 단말로의 데이터 전송을 위한 다운링크 전송전력을 결정하는 다운링크 전송전력 할당부를 포함한다.The transmission power control apparatus of the wireless communication system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a target throughput according to one of the average required throughput (hereinafter ARTP) or the maximum required throughput (hereinafter MRTP) of K IIoT terminals. set, calculate a target signal-to-interference noise ratio (hereinafter referred to as target SINR) according to the set target throughput, and obtain a calculated uplink signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as uplink SNR) using the calculated target SINR, and the calculated uplink SNR is an uplink transmission power allocator for determining an uplink transmission power for data transmission from the K IIoT terminals to the base station according to the calculated uplink SNR if it does not exceed the preset maximum allowable uplink SNR; and a downlink transmission power allocator for determining a downlink transmission power for data transmission from the base station to the K IIoT terminals based on the uplink transmission power.

상기 업링크 전송전력 할당부는 상기 타겟 처리량을 설정하는 타겟 처리량 설정부; 상기 타겟 처리량과 함께 미리 설정된 다운링크 자원비와 대역폭, 코히어런스 구간 및 기준 신호 전송 구간을 이용하여 상기 타겟 SINR을 계산하여 획득하는 타겟 SINR 판별부; 상기 타겟 SINR이 상기 기지국의 M개의 안테나로 도달 가능한 SINR로 판별되면, 기지정된 방식으로 업링크 SNR을 계산하고, 상기 타겟 SINR이 도달 불가능하거나 계산된 업링크 SNR이 기지정된 최대 허용 업링크 SNR을 초과하면, 최대 허용 업링크 SNR을 업링크 SNR로 설정하는 업링크 SNR 설정부; 및 설정된 업링크 SNR에 대응하는 상기 업링크 전송전력을 기지정된 방식으로 계산하는 업링크 전송전력 판별부를 포함할 수 있다.The uplink transmission power allocator may include: a target throughput setting unit configured to set the target throughput; a target SINR determining unit for calculating and obtaining the target SINR using a preset downlink resource ratio and bandwidth, a coherence interval, and a reference signal transmission interval together with the target throughput; If the target SINR is determined to be an SINR reachable by the M antennas of the base station, an uplink SNR is calculated in a predetermined manner, and the target SINR is unreachable or the calculated uplink SNR is a predetermined maximum allowable uplink SNR if exceeded, an uplink SNR setting unit for setting the maximum allowable uplink SNR to the uplink SNR; and an uplink transmission power determining unit for calculating the uplink transmission power corresponding to the set uplink SNR in a predetermined manner.

상기 타겟 처리량 설정부는 상기 ARTP에 따라 상기 타겟 처리량을 설정하는 경우, 상기 K개의 IIoT 단말의 누적 분포 함수(cumulative distribution function: CDF)를 기반으로 기지정된 비율로 상기 타겟 처리량을 설정하고, 상기 MRTP에 따라 상기 타겟 처리량을 설정하는 경우, 업링크 전송전력과 다운링크 전송전력이 고려되지 않은 다운링크 SINR을 나타내는 기준 SINR을 계산하고, 계산된 기준 SINR에 대응하는 처리량을 계산하여 상기 타겟 처리량으로 설정할 수 있다.When the target throughput setting unit sets the target throughput according to the ARTP, the target throughput is set at a predetermined ratio based on the cumulative distribution function (CDF) of the K IIoT terminals, and in the MRTP When setting the target throughput according to this, a reference SINR indicating a downlink SINR in which uplink transmission power and downlink transmission power are not taken into account is calculated, and a throughput corresponding to the calculated reference SINR is calculated and set as the target throughput. there is.

상기 기준 SINR은 상기 기지국이 최대 비율(maximum-ratio: 이하 MR) 프로세스에 따라 프리코딩을 수행하는 경우, 수학식 When the base station performs precoding according to a maximum-ratio (hereinafter referred to as MR) process, the reference SINR is obtained by the equation

Figure 112020093224084-pat00001
Figure 112020093224084-pat00001

(여기서 0.5는 기지정된 다운링크 자원비(ζd), B는 대역폭, τc 는 코히어런스 구간 및 τp 는 기준 신호 전송 구간, Tputt은 타겟 처리량)에 따라 계산될 수 있다.(where 0.5 is a predetermined downlink resource ratio (ζ d ), B is a bandwidth, τ c is a coherence interval, τ p is a reference signal transmission interval, and Tput t is a target throughput).

상기 타겟 처리량은 상기 기준 SINR로부터 수학식 The target throughput is calculated from the reference SINR

Figure 112020093224084-pat00002
Figure 112020093224084-pat00002

(여기서 0.5는 기지정된 다운링크 자원비(ζd), B는 대역폭, τc 는 코히어런스 구간 및 τp 는 기준 신호 전송 구간)에 따라 계산될 수 있다.(where 0.5 is a predetermined downlink resource ratio (ζ d ), B is a bandwidth, τ c is a coherence interval, and τ p is a reference signal transmission interval).

상기 타겟 SINR 판별부는 상기 타겟 처리량과 다운링크 자원비와 대역폭, 코히어런스 구간 및 기준 신호 전송 구간을 이용하여 상기 타겟 SINR(SINRt)을 수학식 The target SINR determining unit calculates the target SINR (SINR t ) using the target throughput, downlink resource ratio, bandwidth, coherence interval, and reference signal transmission interval.

Figure 112020093224084-pat00003
Figure 112020093224084-pat00003

(여기서 αt 는 기지국의 전력 부족이 발생되는 것을 방지하기 위해 미리 설정되는 스케일링 벡터, τc는 코히어런스 구간, τp는 기준 신호 전송 구간. B는 대역폭)에 따라 계산할 수 있다.(Where α t is a scaling vector preset to prevent power shortage of the base station, τ c is a coherence interval, τ p is a reference signal transmission interval. B is a bandwidth).

상기 업링크 SNR 설정부는 상기 타겟 SINR이 상기 기지국의 안테나 개수(M)에 따른 수학식 In the uplink SNR setting unit, the target SINR is an equation according to the number of antennas (M) of the base station

Figure 112020093224084-pat00004
Figure 112020093224084-pat00004

을 만족하는지 판별하고, 만족하면 수학식 It is determined whether or not is satisfied, and if it is satisfied, the

Figure 112020093224084-pat00005
Figure 112020093224084-pat00005

(여기서 β는 기지국과 K개의 단말 사이에 동일하게 설정되는 대규모 페이딩 상수이고, L 및 J는 기준 신호(RS)의 재사용을 위해 그룹화된 K개의 단말 그룹 개수와 그룹별 단말 개수이며, τp 는 기준 신호 전송 구간이고, ρu는 계산되는 업링크 SNR)에 따라 업링크 SNR을 계산하며, 상기 타겟 SINR이 상기 기지국의 안테나 개수(M)에 따른 수학식을 만족하지 않거나, 계산된 업링크 SNR이 상기 최대 허용 업링크 SNR을 초과하면, 상기 기준 SINR을 이용하여 계산되는 최대 허용 업링크 SNR을 업링크 SNR로 설정할 수 있다.(where β is a large-scale fading constant set equally between the base station and K terminals, L and J are the number of groups of K terminals grouped for reuse of the reference signal (RS) and the number of terminals per group, τ p is is a reference signal transmission interval, ρ u calculates the uplink SNR according to the calculated uplink SNR), the target SINR does not satisfy the equation according to the number of antennas (M) of the base station, or the calculated uplink SNR If this maximum allowable uplink SNR is exceeded, the maximum allowable uplink SNR calculated using the reference SINR may be set as the uplink SNR.

상기 업링크 전송전력 판별부는 수학식 The uplink transmission power determining unit is expressed by the equation

Figure 112020093224084-pat00006
Figure 112020093224084-pat00006

(여기서 Gbs는 기지국의 안테나 이득, Gue는 단말의 안테나 이득, N0B는 주어진 대역폭(B)에서의 잡음 전력, ωbs는 기지국(BS)의 잡음 지수(noise figure)이 pu는 업링크 전손 전력이다))에 따라 업링크 전송전력을 계산할 수 있다. (Where G bs is the antenna gain of the base station, Gue is the antenna gain of the terminal, N 0 B is the noise power in a given bandwidth B, ω bs is the noise figure of the base station (BS), p u is Uplink transmission power can be calculated according to the uplink total loss power)).

상기 다운링크 전송전력 할당부는 수학식 The downlink transmission power allocator is

Figure 112020093224084-pat00007
Figure 112020093224084-pat00007

에 따라 상기 다운링크 전송전력(pd)을 계산할 수 있다.Accordingly, the downlink transmission power p d may be calculated.

상기 전송전력 제어 장치는 상기 기지국에 포함되고, 상기 기지국은 상기 업링크 전송전력을 전송전력 제어(Transmission Power Control: 이하 TPC) 명령으로 상기 K개의 단말로 전송할 수 있다.The transmission power control apparatus may be included in the base station, and the base station may transmit the uplink transmission power to the K terminals using a Transmission Power Control (TPC) command.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신 시스템의 전송전력 제어 방법은 K개의 IIoT 단말의 평균 요구 처리량(이하 ARTP) 또는 최대 요구 처리량(이하 MRTP) 중 하나에 따라 타겟 처리량을 설정하는 단계; 설정된 타겟 처리량에 따른 타겟 신호대 간섭 잡음비(이하 타겟 SINR)을 계산하는 단계; 계산된 타겟 SINR을 이용하여 계산되는 업링크 신호대 잡음비(이하 업링크 SNR)를 획득하는 단계; 계산된 업링크 SNR이 기 지정된 최대 허용 업링크 SNR을 초과하지 않으면, 계산된 업링크 SNR에 따라 K개의 IIoT 단말로부터 기지국으로의 데이터 전송을 위한 업링크 전송전력을 결정하는 단계; 및 상기 업링크 전송전력에 기초하여 상기 기지국부터 상기 K개의 IIoT 단말로의 데이터 전송을 위한 다운링크 전송전력을 결정하는 상기 단계를 포함한다.The transmission power control method of the wireless communication system according to another embodiment of the present invention for achieving the above object is a target throughput according to one of the average requested throughput (hereinafter ARTP) or the maximum required throughput (hereinafter MRTP) of K IIoT terminals. setting up; calculating a target signal-to-interference noise ratio (hereinafter referred to as target SINR) according to a set target throughput; obtaining an uplink signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as uplink SNR) calculated using the calculated target SINR; If the calculated uplink SNR does not exceed the predetermined maximum allowable uplink SNR, determining an uplink transmission power for data transmission from the K IIoT terminals to the base station according to the calculated uplink SNR; and determining a downlink transmission power for data transmission from the base station to the K IIoT terminals based on the uplink transmission power.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템의 전송전력 제어 장치 및 방법은 다수의 단말들이 평균적으로 유지해야하는 데이터 전송율 또는 주어진 조건에서 최대 데이터 전송율을 대응하는 타겟 처리량을 설정하여 타겟 처리량을 달성하기 위한 SINR을 계산함으로써 에너지 효율적인 업링크 및 다운링크 전송전력을 결정할 수 있다. 또한 과도한 전송전력 결정으로 인한 전력 낭비를 방지하기 위해 스케일링 팩터를 도입함으로써, 사용 가능한 전력이 제한된 산업용 IoT 등의 분야에 적용시에 과도한 전력 사용으로 인한 전력 공급 중단이 발생하지 않고 비용 효율적인 통신을 수행할 수 있도록 한다.Accordingly, the apparatus and method for controlling the transmission power of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention is to achieve the target throughput by setting the target throughput corresponding to the data rate that a plurality of terminals should maintain on average or the maximum data rate under a given condition. Energy-efficient uplink and downlink transmission power can be determined by calculating the SINR for In addition, by introducing a scaling factor to prevent power wastage due to excessive transmission power determination, cost-effective communication is performed without power supply interruption due to excessive power use when applied to fields such as industrial IoT where available power is limited make it possible

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적 구조를 나타낸다.
도 2는 도 1의 기지국의 개략적 구성을 나타낸다.
도 3은 도 2의 전송전력 제어부의 상세 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템의 전송전력 제어 방법의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템의 전송전력 제어 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 6은 본 실시예에 따른 무선통신 시스템의 전송전력 제어 방법의 성능을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
1 shows a schematic structure of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a schematic configuration of the base station of FIG. 1 .
FIG. 3 shows a detailed configuration of the transmission power control unit of FIG. 2 .
4 shows an example of a transmission power control method of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
5 shows another example of a method for controlling transmission power of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
6 shows a simulation result of the transmission power control method of the wireless communication system according to the present embodiment.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in various different forms, and is not limited to the described embodiments. In addition, in order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it does not exclude other components, unless otherwise stated, meaning that other components may be further included. In addition, terms such as "...unit", "...group", "module", and "block" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware. and a combination of software.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적 구조를 나타낸다.1 shows a schematic structure of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 다른 무선 통신 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(BS)과 K개의 단말(UE)이 포함될 수 있다. 여기서 K개의 단말(UE)은 산업용 사물 인터넷(IIoT) 단말일 수 있다. 즉 본 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 IIoT 네트워크일 수 있다. IIoT 네트워크에서는 일반적으로 서비스 영역이 한정되므로, 설계 비용을 절감하기 위해 단순 셀 구조를 갖는다. 이에 본 실시예에서는 무선 통신 시스템이 단일 셀 IIoT 네트워크인 것으로 가정한다. 비록 단일 셀일지라도 IIoT 네트워크에는 많은 수의 IIoT 단말(UE)이 셀 내에 배치될 수 있다. 경우에 따라 K개의 단말(UE)은 기지국(BS)과 데이터 통신을 수행할 뿐만 아니라 무선 전력을 공급받을 수도 있다.As shown in FIG. 1, the wireless communication system according to this embodiment may include a base station (BS) and K terminals (UE). Here, the K terminals (UEs) may be industrial Internet of Things (IIoT) terminals. That is, the wireless communication system according to the present embodiment may be an IIoT network. Since the service area is generally limited in the IIoT network, it has a simple cell structure to reduce design costs. Accordingly, in this embodiment, it is assumed that the wireless communication system is a single-cell IIoT network. Although it is a single cell, a large number of IIoT terminals (UEs) may be deployed in the IIoT network within the cell. In some cases, the K terminals (UE) may receive wireless power as well as perform data communication with the base station (BS).

도 2는 도 1의 기지국의 개략적 구성을 나타낸다.FIG. 2 shows a schematic configuration of the base station of FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 기지국(BS)은 기저 대역부(100), 다수의 RF 체인(200), 프리코딩부(300), 전송전력 제어부(400) 및 M개의 안테나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the base station BS may include a baseband unit 100 , a plurality of RF chains 200 , a precoding unit 300 , a transmission power control unit 400 , and M antennas.

기저 대역부(100)는 전송할 데이터를 인가받아 M개의 안테나에 대응하는 송신 데이터로 변환한다. 이때 기저 대역부(100)는 변환된 송신 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 다수의 RF 체인(200)은 기저 대역부(100)에서 인가되는 아날로그 신호를 인가받아 기지정된 주파수 대역의 신호로 업링크 변환한다. 프리코딩부(300)는 다수의 파워 앰프(Power Amp) 등을 포함할 수 있다. 프리코딩부(300)는 다수의 RF 체인(200) 각각에서 출력되는 신호를 인가받고, 전송전력 제어부(400)의 제어에 따라 전력 세기를 조절하여 전력 제어 프리코딩된 프리코딩 신호를 생성하며, 생성된 프리코딩 신호를 M개의 안테나로 전달한다. M개의 안테나는 프리코딩부(300)에서 전달되는 신호에 따라 송신 신호를 다수의 IIoT 단말(UE)로 전송한다.The baseband unit 100 receives data to be transmitted and converts it into transmission data corresponding to M antennas. In this case, the baseband unit 100 may convert the converted transmission data into an analog signal and output the converted data. The plurality of RF chains 200 receive an analog signal applied from the baseband unit 100 and uplink-convert it into a signal of a predetermined frequency band. The precoding unit 300 may include a plurality of power amplifiers and the like. The precoding unit 300 receives a signal output from each of the plurality of RF chains 200, and adjusts the power intensity according to the control of the transmission power control unit 400 to generate a power control precoded precoding signal, The generated precoding signal is transmitted to M antennas. The M antennas transmit a transmission signal to a plurality of IIoT terminals (UE) according to a signal transmitted from the precoding unit 300 .

여기서는 일 예로서, 아날로그 기반의 프리코딩부(300)만이 M개의 안테나로 전송되는 신호의 세기를 조절하는 프리코더로 동작하는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서 기지국(BS)은 기저 대역부(100)가 디지털 프리코딩을 수행하고, 이후 프리코딩부(300)가 아날로그 프리코딩을 수행하는 하이브리드 프리코더의 형태로 구성될 수도 있다.Here, as an example, it has been described that only the analog-based precoder 300 operates as a precoder that adjusts the strength of signals transmitted to M antennas. It may be configured in the form of a hybrid precoder that performs digital precoding, and then the precoder 300 performs analog precoding.

여기서 전송전력 제어부(400)는 본 실시예에 따른 전송전력 제어 장치로 동작하여 업링크 전송을 위한 타겟 데이터 전송률(data rate) 또는 타겟 처리량(Target Throughput)을 설정하고, 제약된 조건 하에서 설정된 타겟 처리량을 만족할 수 있는 다수의 IIoT 단말(UE)의 업링크 전송전력을 판별한다. 그리고 판별된 업링크 전송전력에 따라 기지국(BS)이 다수의 IIoT 단말(UE)로 에너지 효율적으로 다운링크 송신 신호를 전송할 수 있도록 다운링크 전송전력을 계산하여 프리코딩부(300)를 제어한다.Here, the transmit power control unit 400 operates as a transmit power control device according to the present embodiment to set a target data rate or a target throughput for uplink transmission, and set the target throughput under a constrained condition. Determine the uplink transmission power of a plurality of IIoT terminals (UE) that can satisfy And according to the determined uplink transmission power, the base station (BS) calculates the downlink transmission power so that the downlink transmission signal can be transmitted energy-efficiently to a plurality of IIoT terminals (UE) to control the precoding unit 300 .

이때 전송전력 제어부(400)는 타겟 처리량을 다수의 IIoT 단말(UE)의 평균 요구 처리량(Average Required Throughput: ARTP)에 따라 설정하거나, 다수의 IIoT 단말(UE)의 최대 요구 처리량(Maximum Required Throughput: MRTP)에 기반하여 설정할 수 있다. 그리고 설정된 타겟 처리량에 따라 판별된 있는 다수의 IIoT 단말(UE)의 업링크 전송전력을 이용하여 다운링크 전송전력을 판별함으로써, 프리코딩부(300)에서 M개의 안테나로 전송될 프리코딩 신호의 전력을 조절한다.At this time, the transmission power control unit 400 sets the target throughput according to the average required throughput (ARTP) of a plurality of IIoT terminals (UE), or the maximum required throughput of a plurality of IIoT terminals (UE) (Maximum Required Throughput: MRTP) can be set. And by determining the downlink transmission power using the uplink transmission power of a plurality of IIoT terminals (UE) determined according to the set target throughput, the power of the precoding signal to be transmitted from the precoding unit 300 to the M antennas adjust the

다수의 IIoT 단말(UE)이 기지국(BS)으로 업링크 송신 신호를 전송할 때, 전송전력을 결정하는 가장 간단한 방법은 다수의 IIoT 단말(UE)이 미리 결정된 고정 전력으로 업링크 송신 신호를 전송하는 것이다. 그러나 다수의 IIoT 단말(UE)이 고정된 동일한 전송전력으로 업링크 송신 신호를 전송하는 경우, 기지국(BS)에 인접한 IIoT 단말(UE)은 높은 데이터 전송률로 통신을 수행하는데 반해, 먼 거리의 IIoT 단말(UE)은 낮은 데이터 전송률로 통신을 수행하거나 통신을 수행하지 못하게 된다. 또한 IIoT 네트워크에서와 같이, 대규모 MIMO 시스템에서는 IIoT 단말(UE)의 개수가 매우 많으며, 이로 인해 기지국(BS)이 다운링크 송신 신호를 전송하고자 할 때 전력이 부족해지는 현상이 발생할 수 있다.When a plurality of IIoT terminals (UE) transmit an uplink transmission signal to a base station (BS), the simplest way to determine the transmission power is to transmit an uplink transmission signal by a plurality of IIoT terminals (UE) with a predetermined fixed power. will be. However, when a plurality of IIoT terminals (UE) transmit an uplink transmission signal with the same fixed transmission power, the IIoT terminal (UE) adjacent to the base station (BS) performs communication at a high data rate, whereas IIoT at a long distance A terminal (UE) performs communication at a low data rate or is unable to perform communication. Also, as in the IIoT network, in a large-scale MIMO system, the number of IIoT terminals (UE) is very large, and this may cause a power shortage when the base station (BS) tries to transmit a downlink transmission signal.

일 예로 다수의 IIoT 단말(UE) 각각의 업링크 전송전력(pu)이 30mW로 고정된 경우를 가정할 수 있다. 이는 이동 통신 시스템에서 단말기의 일반적인 업링크 전송전력인 100 ~ 200mW 보다 상대적으로 매우 적은 전송전력이다. 그럼에도 불구하고, IIoT 단말(UE)의 개수(K)가 1000개이라면, 기지국(BS)의 다운링크 전송전력(pd)은 업링크 전송전력(pu)과 IIoT 단말(UE)의 개수(K)의 곱(pd = Kㅇpu)으로 300W로 계산된다. 일반적으로 대역폭(B)이 20MHz인 이동 통신 시스템에서 다운링크 전송전력이 80W인 점을 고려할 때, 대규모 MIMO 시스템에서 다수의 IIoT 단말(UE)이 고정된 업링크 전송전력을 갖는 경우, 기지국(BS)은 높은 다운링크 전송전력으로 인해 비용이 증가될 수 있다. 더욱이 기지국(BS)의 전력 부족으로 인해 통신이 중단되는 경우도 발생할 수 있다.As an example, it may be assumed that the uplink transmission power p u of each of the plurality of IIoT terminals is fixed to 30 mW. This is relatively much less transmission power than 100 ~ 200mW, which is a general uplink transmission power of a terminal in a mobile communication system. Nevertheless, if the number (K) of the IIoT terminal (UE) is 1000, the downlink transmission power (p d ) of the base station (BS) is the uplink transmission power (p u ) and the number of IIoT terminals (UE) ( It is calculated as 300W by the product of K) (p d = K o p u ). Considering that the downlink transmission power is 80 W in a mobile communication system with a bandwidth (B) of 20 MHz in general, when a plurality of IIoT terminals (UE) have a fixed uplink transmission power in a large-scale MIMO system, the base station (BS) ) may increase in cost due to high downlink transmission power. Moreover, communication may be interrupted due to a power shortage of the base station (BS).

이에 본 실시예의 전송전력 제어 장치인 전송전력 제어부(400)는 대규모 MIMO 시스템에서 다수의 IIoT 단말(UE)과 기지국(BS) 사이의 통신이 중단되지 않고 저비용으로 유지될 수 있도록 IIoT 단말(UE)의 평균 요구 처리량(ARTP) 또는 최대 요구 처리량(MRTP)에 기반하여 에너지 효율적으로 업링크 전송전력과 다운링크 전송전력을 결정하도록 한다.Accordingly, the transmit power control unit 400, which is the transmit power control device of this embodiment, is an IIoT terminal (UE) so that communication between a plurality of IIoT terminals (UE) and a base station (BS) can be maintained at low cost without interruption in a large-scale MIMO system Based on the average requested throughput (ARTP) or maximum requested throughput (MRTP) of

본 실시예에서는 기지국(BS)은 M개의 안테나를 포함하여, 빔 포밍 기법에 따라 간섭을 제어하면서 K개의 IIoT 단말(UE)로 데이터를 송수신할 수 있다. 그리고 K개의 IIoT 단말(UE)은 모두 하나의 단일 안테나를 포함하는 것으로 가정한다.In this embodiment, the base station (BS) may include M antennas to transmit/receive data to and from K IIoT terminals (UE) while controlling interference according to a beamforming technique. And it is assumed that all K IIoT terminals (UEs) include one single antenna.

도 3은 도 2의 전송전력 제어부의 상세 구성을 나타낸다.FIG. 3 shows a detailed configuration of the transmission power control unit of FIG. 2 .

도 3을 참조하면, 전송전력 제어부(400)는 업링크 전송전력 할당부(410) 및 다운링크 전송전력 할당부(420)를 포함할 수 있다. 업링크 전송전력 할당부(410)는 평균 요구 처리량(ARTP) 또는 최대 요구 처리량(MRTP)에 따라 K개의 IIoT 단말(UE)이 기지국(BS)으로 송신 신호를 전송할 업링크 전송전력을 할당한다.Referring to FIG. 3 , the transmit power control unit 400 may include an uplink transmit power allocator 410 and a downlink transmit power allocator 420 . The uplink transmission power allocator 410 allocates the uplink transmission power through which the K IIoT terminals (UE) transmit a transmission signal to the base station (BS) according to the average requested throughput (ARTP) or the maximum requested throughput (MRTP).

그리고 다운링크 전송전력 할당부(420)는 업링크 전송전력 할당부(410)에서 결정된 업링크 전송전력에 따라 기지국(BS)이 K개의 IIoT 단말(UE)로 송신 신호를 전송할 다운링크 전송전력을 할당한다.And the downlink transmission power allocator 420 is a downlink transmission power for the base station (BS) to transmit a transmission signal to the K IIoT terminals (UE) according to the uplink transmission power determined by the uplink transmission power allocator 410. allocate

업링크 전송전력 할당부(410)는 타겟 처리량 설정부(411), 타겟 SINR 판별부(412), 업링크 SNR 설정부(413) 및 업링크 전송전력 판별부(414)를 포함할 수 있다.The uplink transmission power allocator 410 may include a target throughput setting unit 411 , a target SINR determining unit 412 , an uplink SNR setting unit 413 , and an uplink transmission power determining unit 414 .

우선 타겟 처리량 설정부(411)는 K개의 IIoT 단말(UE)의 데이터 전송율을 나타내는 타겟 처리량(Tputt)을 설정한다. 여기서 타겟 처리량 설정부(411)는 상기한 바와 같이, 평균 요구 처리량(ARTP) 또는 최대 요구 처리량(MRTP)에 기반하여 타겟 처리량(Tputt)을 설정할 수 있다.First, the target throughput setting unit 411 sets the target throughput (Tput t ) indicating the data transmission rate of the K IIoT terminals (UE). Here, the target throughput setting unit 411 may set the target throughput Tput t based on the average requested throughput ARTP or the maximum requested throughput MRTP, as described above.

평균 요구 처리량(ARTP)에 기반하는 경우, 타겟 처리량 설정부(411)는 K개의 IIoT 단말(UE)이 평균적으로 유지해야하는 데이터 전송율을 타겟 처리량(Tputt)으로 설정할 수 있다. 반면, 최대 요구 처리량(MRTP)에 기반하는 경우, 타겟 처리량 설정부(411)는 주어진 환경 조건에서의 도달할 수 있는 최대 데이터 전송율을 타겟 처리량(Tputt)으로 설정할 수 있다. 이를 위해 타겟 처리량 설정부(411)는 주어진 조건에서 가능한 최대 신호대 간섭 잡음비(Signal-to-Interference and Noise Ratio: 이하 SINR)를 먼저 계산하고, 계산된 최대 SINR에 따른 데이터 전송율을 타겟 처리량(Tputt)으로 설정할 수 있다.When based on the average requested throughput (ARTP), the target throughput setting unit 411 may set the data transmission rate that the K IIoT terminals (UE) should maintain on average as the target throughput (Tput t ). On the other hand, when based on the maximum requested throughput (MRTP), the target throughput setting unit 411 may set the maximum data transfer rate that can be reached under a given environmental condition as the target throughput (Tput t ). To this end, the target throughput setting unit 411 first calculates a maximum possible signal-to-interference and noise ratio (SINR) under a given condition, and sets the data rate according to the calculated maximum SINR to the target throughput (Tput t ). ) can be set.

타겟 SINR 판별부(412)는 타겟 처리량 설정부(411)에서 설정된 타겟 처리량(Tputt)을 만족시킬 수 있는 타겟 신호대 잡음 간섭비(Signal-to-Interference and Noise Ratio: 이하 SINR)(SINRt)을 결정한다.The target SINR determining unit 412 is a target signal-to-interference and noise ratio (SINR) that can satisfy the target throughput (Tput t ) set by the target throughput setting unit 411 (SINR t ) to decide

이때 타겟 SINR 판별부(412)는 타겟 처리량 설정부(411)에서 평균 요구 처리량(ARTP)에 기반하여 타겟 처리량(Tputt)이 설정된 경우, 설정된 타겟 처리량(Tputt)을 만족시킬 수 있는 타겟 SINR(SINRt)을 결정한다.At this time, the target SINR determining unit 412 is configured to satisfy the target throughput Tput t when the target throughput Tput t is set based on the average requested throughput ARTP in the target throughput setting unit 411 , the target SINR that can satisfy the (SINR t ) is determined.

그러나 타겟 처리량 설정부(411)에서 최대 요구 처리량(MRTP)에 기반하여 타겟 처리량(Tputt)이 설정된 경우, 우선 스케일링 팩터(scaling factor)를 타겟 처리량(Tputt)에 가중하고, 스케일링 팩터(scaling factor)가 가중된 타겟 처리량(Tputt)을 만족시킬 수 있는 타겟 SINR(SINRt)을 결정할 수 있다. 여기서 타겟 SINR 판별부(412)가 최대 요구 처리량(MRTP)에 기반하여 설정된 타겟 처리량(Tputt)에 스케일링 팩터를 가중하는 것은 과도한 전송전력으로 인해 발생할 수 있는 전력 낭비 또는 전력 부족을 방지하기 위해서이다.However, when the target throughput Tput t is set based on the maximum requested throughput MRTP in the target throughput setting unit 411, first, a scaling factor is weighted to the target throughput Tput t , and the scaling factor factor) may determine a target SINR (SINR t ) capable of satisfying the weighted target throughput (Tput t ). Here, the target SINR determining unit 412 weights the scaling factor to the target throughput (Tput t ) set based on the maximum requested throughput (MRTP) to prevent power wastage or power shortage that may occur due to excessive transmission power. .

경우에 따라서 타겟 SINR 판별부(412)는 평균 요구 처리량(ARTP)에 기반하여 타겟 처리량(Tputt)이 설정된 경우에도, 설정된 타겟 처리량(Tputt)에 스케일링 팩터를 가중하여 타겟 SINR(SINRt)을 결정할 수도 있다.In some cases, the target SINR determining unit 412 weights the scaling factor to the set target throughput (Tput t ) even when the target throughput (Tput t ) is set based on the average requested throughput (ARTP) to the target SINR (SINR t ) may decide

업링크 SNR 설정부(413)는 타겟 SINR 판별부(412)에서 결정된 타겟 SINR(SINRt)에 따라 추정되는 업링크 신호대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio: 이하 SNR)(ρu)가 미리 지정된 최대 허용 업링크 SNR(ρu,max)을 초과하는 판별하여, 최대 허용 업링크 SNR(ρu,max)을 초과하는 경우, 최대 허용 업링크 SNR(ρu,max)을 업링크 SNR(ρu)로 설정한다.Uplink SNR setting unit 413 is an uplink signal-to-noise ratio (SNR) estimated according to the target SINR (SINR t ) determined by the target SINR determining unit 412 (SNR) (ρ u ) is specified in advance. By determining which exceeds the maximum allowable uplink SNR(ρ u,max ) , if it exceeds the maximum allowable uplink SNR(ρ u,max ), the maximum allowable uplink SNR(ρ u,max ) is calculated as the uplink SNR(ρ u ).

업링크 송신 전력 판별부(414)는 업링크 SNR 설정부(413)에서 평가되고 설정된 업링크 SNR(ρu)에 따라 업링크 전송전력(pu)을 결정하고, 결정된 업링크 전송전력(pu)을 기저 대역부(100)로 전달한다. 이에 기저 대역부(100)는 업링크 송신 전력 판별부(414)에서 결정된 업링크 전송전력(pu)에 대응하는 전송전력 제어(Transmission Power Control: 이하 TPC) 명령을 송신 데이터로 변환하여 출력할 수 있다. 즉 기지국(BS)은 결정된 업링크 전송전력(pu)을 TPC 명령으로서 K개의 IIoT 단말(UE)로 전송할 수 있으며, K개의 IIoT 단말(UE)은 TPC 명령에 의해 지정된 업링크 전송전력(pu)에 따른 세기로 업링크 송신 신호를 기지국(BS)으로 전송할 수 있다.The uplink transmission power determining unit 414 determines the uplink transmission power p u according to the uplink SNR (ρ u ) evaluated and set by the uplink SNR setting unit 413 , and the determined uplink transmission power p u ) is transferred to the baseband unit 100 . Accordingly, the baseband unit 100 converts a Transmission Power Control (TPC) command corresponding to the uplink transmission power p u determined by the uplink transmission power determination unit 414 into transmission data and outputs it. can That is, the base station (BS) may transmit the determined uplink transmission power (p u ) to the K IIoT terminals (UE) as a TPC command, and the K IIoT terminals (UE) may transmit the determined uplink transmission power (p u) to the uplink transmission power (p) specified by the TPC command. u ) may transmit the uplink transmission signal to the base station (BS) with a strength according to the.

한편 다운링크 송신 전력 할당부(420)는 업링크 전송전력 할당부(410)에서 결정된 업링크 전송전력(pu)을 기반으로 다운링크 전송전력(pd)을 계산하고, 계산된 다운링크 전송전력(pd)에 따라 프리코딩부(300)를 제어함으로써, 기지국(BS)이 계산된 다운링크 전송전력(pd)에 따른 세기로 다운링크 송신 신호를 K개의 IIoT 단말(UE)로 전송하도록 한다.On the other hand, the downlink transmission power allocator 420 calculates the downlink transmission power (p d ) based on the uplink transmission power (p u ) determined by the uplink transmission power allocator 410, and the calculated downlink transmission By controlling the precoding unit 300 according to the power (p d ), the base station (BS) transmits a downlink transmission signal with a strength according to the calculated downlink transmission power (p d ) to K IIoT terminals (UE) to do it

즉 본 실시예에 따른 전송전력 제어 장치는 다수의 IIoT 단말(UE)들이 평균적으로 유지해야하는 데이터 전송율 또는 주어진 조건에서 최대 데이터 전송율을 대응하는 타겟 처리량을 설정하고, 설정된 타겟 처리량을 달성하기 위한 타겟 SINR을 계산하여 에너지 효율적인 업링크 전송전력을 결정하고, 결정된 업링크 전송전력에 따라 다운링크 전송전력을 결정할 수 있다. 뿐만 아니라, 과도한 전송전력 결정으로 인한 전력 낭비를 방지하기 위해 스케일링 팩터를 도입함으로써, 사용 가능한 전력이 제한된 산업용 IoT 등의 분야에 적용시에 과도한 전력 사용으로 인한 전력 공급 중단이 발생하지 않고 비용 효율적인 통신을 수행할 수 있도록 한다.That is, the transmission power control apparatus according to the present embodiment sets a target throughput corresponding to a data transmission rate that a plurality of IIoT terminals (UE) must maintain on average or a maximum data transmission rate under a given condition, and a target SINR for achieving the set target throughput. , to determine an energy-efficient uplink transmission power, and determine the downlink transmission power according to the determined uplink transmission power. In addition, by introducing a scaling factor to prevent power wastage due to excessive transmission power determination, cost-effective communication without interruption of power supply due to excessive power use when applied to fields such as industrial IoT where available power is limited to be able to perform

이하에서는 전송전력 제어부(400)가 업링크 전송전력과 다운링크 전송전력을 결정하는 기법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a technique in which the transmission power control unit 400 determines the uplink transmission power and the downlink transmission power will be described in detail.

우선 M개의 안테나를 갖는 기지국(BS)과 K개의 IIoT 단말(UE) 사이의 채널(G)은 M × K 행렬(또는 벡터)로 수학식 1과 같이 모델링될 수 있다.First, the channel G between the base station (BS) having M antennas and the K IIoT terminals (UE) may be modeled as in Equation 1 as an M × K matrix (or vector).

Figure 112020093224084-pat00008
Figure 112020093224084-pat00008

여기서 gk(gk

Figure 112020093224084-pat00009
)은 k(k = 1, ..., K)번째 IIoT 단말(UEk)에 대한 채널 벡터이다.where g k (g k
Figure 112020093224084-pat00009
) is a channel vector for the k (k = 1, ..., K)-th IIoT terminal (UE k ).

그리고 다운링크 데이터 채널이 수학식 2에 따라 모델링될 수 있다.And the downlink data channel can be modeled according to Equation (2).

Figure 112020093224084-pat00010
Figure 112020093224084-pat00010

여기서 y (y ∈

Figure 112020093224084-pat00011
)는 K개의 IIoT 단말(UE)에 수신된 수신 신호 벡터이고, ρd는 IIoT 단말의 잡음 전력이 반영된 정규화된 다운링크 SNR, T는 전치 행렬을 나타낸다. 그리고 x(x ∈
Figure 112020093224084-pat00012
)는 기지국(BS)의 M개 안테나에 대해 전력 제어 프리코딩된 입력 벡터이고, w(w ∈
Figure 112020093224084-pat00013
)는 잡음 벡터이다.where y (y ∈
Figure 112020093224084-pat00011
) is the received signal vector received by K IIoT terminals (UE), ρ d is the normalized downlink SNR in which the noise power of the IIoT terminal is reflected, and T represents the transposition matrix. and x(x ∈
Figure 112020093224084-pat00012
) is the power control precoded input vector for the M antennas of the base station (BS), w(w ∈
Figure 112020093224084-pat00013
) is the noise vector.

한편 다운링크에 대한 전력 제약은 기지국(BS)의 프리코딩부(300)에서 M개 안테나로 인가되는 전력 제어 프리코딩된 프링코딩 신호인 입력 벡터(x)를 기반으로 수학식 3으로 지정될 수 있다.On the other hand, the power constraint for the downlink can be specified by Equation 3 based on the input vector (x), which is the power control precoded precoding signal applied to the M antennas from the precoding unit 300 of the base station (BS). there is.

Figure 112020093224084-pat00014
Figure 112020093224084-pat00014

여기서 E[·]는 기대치를 나타내고, †는 에르미트 행렬(hermitian matrix)(또는 켤레 전치 행렬)을 나타낸다.where E[·] represents the expected value, and † represents the Hermitian matrix (or conjugate transpose matrix).

기지국(BS)과 K개의 IIoT 단말(UE) 사이의 채널(G) 중 k번째 IIoT 단말(UEk)과 기지국(BS)의 M개의 안테나 어레이 사이의 채널 벡터(gk)는 수학식 4로 모델링될 수 있다.Among the channels (G) between the base station (BS) and the K IIoT terminals (UE), the channel vector (g k ) between the k-th IIoT terminal (UE k ) and the M antenna arrays of the base station (BS) is expressed in Equation 4 can be modeled.

Figure 112020093224084-pat00015
Figure 112020093224084-pat00015

여기서 βk는 기하학적 감쇠와 로그 노멀 섀도우 페이딩을 모델링하기 위한 대규모 페이딩 계수이고, hk(hk

Figure 112020093224084-pat00016
)은 소규모 페이딩을 구성하는 원소이다. 이에 페이딩 채널 행렬(H)은
Figure 112020093224084-pat00017
로 표현될 수 있으며, 소규모 페이딩 채널 행렬(H)은 독립 동일 분포(independent and identically distributed: i.i.d.)를 갖는 레일리 페이딩(Rayleigh fading)으로 모델링될 수 있다.where β k is the large-scale fading coefficient for modeling geometric decay and lognormal shadow fading, and h k (h k
Figure 112020093224084-pat00016
) is an element constituting small-scale fading. Accordingly, the fading channel matrix (H) is
Figure 112020093224084-pat00017
It may be expressed as , and the small fading channel matrix H may be modeled as Rayleigh fading having an independent and identically distributed (iid).

IIoT 단말(UE)의 데이터 심볼(q ∈

Figure 112020093224084-pat00018
)이 0 평균(zero mean)과 단위 분산(unit variance)을 갖고, 비상관관계(uncorrelated)인 것으로 가정하면, 데이터 심볼(q)에 다른 다운링크에 대한 전력 제약은 수학식 5로 나타나고, 비상관 가우시안 잡음(uncorrelated Gaussian noise)(w ∈
Figure 112020093224084-pat00019
)은 수학식 6으로 나타난다.Data symbol (q ∈) of IIoT terminal (UE)
Figure 112020093224084-pat00018
) has zero mean and unit variance, and is assumed to be uncorrelated, the power constraint for downlinks other than the data symbol q is expressed by Equation 5, uncorrelated Gaussian noise (w ∈
Figure 112020093224084-pat00019
) is represented by Equation (6).

Figure 112020093224084-pat00020
Figure 112020093224084-pat00020

Figure 112020093224084-pat00021
Figure 112020093224084-pat00021

여기서 IK는 K 차원 단위 행렬을 나타낸다.Here, I K represents a K-dimensional identity matrix.

수학식 4에 따라 수학식 1의 M개의 안테나를 갖는 기지국(BS)과 K개의 IIoT 단말(UE) 사이의 채널(G)은 수학식 7로 표현될 수 있다.According to Equation 4, the channel G between the base station (BS) having the M antennas of Equation 1 and the K IIoT terminals (UE) may be expressed by Equation 7.

Figure 112020093224084-pat00022
Figure 112020093224084-pat00022

기존의 대규모 MIMO에서와 마찬가지로, 본 실시예에서도 다운링크 프리코딩은 업링크 기준 신호(reference signal: RS)를 기반으로 수행될 수 있다.As in the existing large-scale MIMO, in this embodiment, downlink precoding may be performed based on an uplink reference signal (RS).

K 개의 IIoT 단말(UE)은 기지정된 코히어런스 구간(coherence interval)(τc)내에 K개의 기준 신호(RS)를 기지국(BS)의 M개의 안테나로 전송하고, 기지국(BS)은 전송된 K개의 기준 신호(RS)의 최소 평균 제곱 오차(Minimum Mean-Square Error: 이하 MMSE)를 계산하여 페이딩 채널 행렬(H)의 추정값(

Figure 112020093224084-pat00023
)을 획득할 수 있다. 실제 페이딩 채널 행렬(H)을 직접 계산할 수 없으므로, 기지국(BS)은 MMSE에 기반하여 페이딩 채널 행렬(H)의 추정값(
Figure 112020093224084-pat00024
)을 획득한다.K IIoT terminals (UE) transmit K reference signals (RS) to M antennas of the base station (BS) within a predetermined coherence interval (τ c ), and the base station (BS) is transmitted Estimated value of fading channel matrix (H) by calculating Minimum Mean-Square Error (MMSE) of K reference signals (RS)
Figure 112020093224084-pat00023
) can be obtained. Since the actual fading channel matrix (H) cannot be calculated directly, the base station (BS) calculates an estimate of the fading channel matrix (H) based on the MMSE (
Figure 112020093224084-pat00024
) is obtained.

일반적으로 대규모 MIMO에서는 최대 비율(maximum-ratio: 이하 MR) 프로세스 또는 제로 포싱(zero-forcing: 이하 ZF) 프로세스에 따라 프리코딩을 수행한다. 특히 대규모 IIoT(UE)와의 연결을 지원하기 위해서는 MR 프로세스가 프리코딩에 더욱 적합하다고 알려져 있다.In general, in large-scale MIMO, precoding is performed according to a maximum-ratio (MR) process or a zero-forcing (ZF) process. In particular, it is known that the MR process is more suitable for precoding to support connection with large-scale IIoT (UE).

이에 MR 프리코딩이 수행되는 경우를 가정하면, 프리코딩부(300)에서 출력되는 프리코딩 신호인 입력 벡터(x)는 수학식 8로 표현될 수 있다.Accordingly, assuming that MR precoding is performed, the input vector (x), which is the precoding signal output from the precoding unit 300 , may be expressed by Equation (8).

Figure 112020093224084-pat00025
Figure 112020093224084-pat00025

여기서 2개의 대각 행렬(

Figure 112020093224084-pat00026
,
Figure 112020093224084-pat00027
)은 각각
Figure 112020093224084-pat00028
,
Figure 112020093224084-pat00029
이고, η = [η1, …, ηK]T 는 다운 링크 전력 제어 계수로, 다운 링크 전력 제어 계수(η)는 수학식 9의 총 전력 제약 조건을 만족해야만 한다.where two diagonal matrices (
Figure 112020093224084-pat00026
,
Figure 112020093224084-pat00027
) is each
Figure 112020093224084-pat00028
,
Figure 112020093224084-pat00029
and η = [η 1 , ... , η K ] T is a downlink power control coefficient, and the downlink power control coefficient η must satisfy the total power constraint condition of Equation (9).

Figure 112020093224084-pat00030
Figure 112020093224084-pat00030

여기서, ∥·∥는 l1-norm 함수이다.Here, ||·| is the l1-norm function.

수학식 2에 수학식 8의 입력 벡터(x)를 대입하면, 수학식 2의 수신 신호 벡터(y)는 수학식 10으로 다시 표현될 수 있다.By substituting the input vector (x) of Equation (8) into Equation (2), the received signal vector (y) of Equation (2) can be expressed again by Equation (10).

Figure 112020093224084-pat00031
Figure 112020093224084-pat00031

그리고 수학식 10은 다시 수학식 11로 단순화될 수 있다.And Equation 10 can be simplified to Equation 11 again.

Figure 112020093224084-pat00032
Figure 112020093224084-pat00032

여기서 Fd mr

Figure 112020093224084-pat00033
을 나타낸다.where F d mr is
Figure 112020093224084-pat00033
indicates

한편, K개의 IIoT 단말(UE)은 자원 효율성을 위해 기지국(BS)으로 전송하는 기준 신호(RS)를 재사용할 수 있으며, 기준 신호(RS)를 재사용하기 위해서는 K개의 IIoT 단말(UE)은 다수의 그룹으로 구분될 필요가 있다. 여기서는 일 예로 K개의 IIoT 단말(UE)이 L개의 그룹으로 구분되는 것으로 가정한다. 따라서 K개의 IIoT 단말(UE) 각각은 l(l ∈ 1, …., L)번째 그룹의 j(l ∈ 1, …., J)번째 IIoT 단말(UEj,l)로 표현될 수 있다. 그리고 각 IIoT 단말(UEj,l)과 기지국(BS) 사이의 대규모 페이딩 계수(βj,l)에 따라 대규모 페이딩 행렬(Ω)을 수학식 12와 같이 표현할 수 있다.On the other hand, K IIoT terminals (UE) can reuse the reference signal (RS) transmitted to the base station (BS) for resource efficiency, and in order to reuse the reference signal (RS), the K number of IIoT terminals (UE) are needs to be divided into groups of Here, as an example, it is assumed that K IIoT terminals (UEs) are divided into L groups. Therefore, each of the K IIoT terminals (UE) can be expressed as the j (l ∈ 1, ...., J)-th IIoT terminal (UE j,l ) of the l (l ∈ 1, ...., L)-th group. And, according to the large-scale fading coefficient (β j,l ) between each IIoT terminal (UE j,l ) and the base station (BS), the large-scale fading matrix (Ω) can be expressed as in Equation 12.

Figure 112020093224084-pat00034
Figure 112020093224084-pat00034

수학식 12에서 각 열에 해당하는 IIoT 단말(UEj,1, UEj,2, …, UEj,L), 즉 L개의 그룹별 IIoT 단말은 서로 직교하는 기준 신호(RS)를 사용하고, 각 행에 해당하는 IIoT 단말(UE1,l, UE2,l, …, UEJ,l)는 동일한 기준 신호(RS)를 사용한다. 이때 그룹(L)의 개수가 증가될수록 기준 신호의 재사용이 증가된다.In Equation 12, IIoT terminals (UE j,1 , UE j,2 , …, UE j,L ) corresponding to each column, that is, IIoT terminals for each L groups use a reference signal (RS) orthogonal to each other, and each IIoT terminals corresponding to the row (UE 1,l , UE 2,l , ..., UE J,l ) use the same reference signal (RS). In this case, as the number of groups L increases, the reuse of the reference signal increases.

여기서 각 그룹(L)에 포함되는 IIoT 단말(UE)의 개수는 서로 상이할 수 있으나, 이 경우, L개의 그룹 중 최대 IIoT 단말(UE)을 포함하는 그룹의 IIoT 단말(UE) 개수(여기서는 J개)를 기준으로 나머지 그룹의 대규모 페이딩 계수(β)의 부족분을 0으로 패딩할 수 있다. 즉 대규모 페이딩 행렬(Ω)이 K = J × L 크기의 행렬이 되도록 대규모 페이딩 계수(β)를 0으로 채울 수 있다.Here, the number of IIoT terminals (UE) included in each group (L) may be different from each other, but in this case, the number of IIoT terminals (UE) in the group including the largest IIoT terminal (UE) among L groups (here, J ), the deficit of the large-scale fading coefficient β of the remaining group may be padded with 0. That is, the large-scale fading coefficient β may be filled with 0 so that the large-scale fading matrix Ω becomes a matrix having a size of K = J × L.

직교 기준 신호(RS) 재사용하고, MMSE에 따라 채널을 추정하는 경우, l번째 그룹의 j번째 IIoT 단말(UEj,l)에 대한 채널 추정의 제곱 평균(Λi,j)은 수학식 13으로 계산될 수 있다.When the orthogonal reference signal (RS) is reused and the channel is estimated according to the MMSE, the mean square of the channel estimation for the j-th IIoT terminal (UE j,l ) of the l-th group (Λ i,j ) is expressed by Equation 13 can be calculated.

Figure 112020093224084-pat00035
Figure 112020093224084-pat00035

여기서 γj,l l번째 그룹의 j번째 IIoT 단말(UEj,l)의 수신 SNR이고, τp 는 기준 신호(RS) 길이를 나타낸다.Here, γ j, l is the reception SNR of the j-th IIoT terminal (UE j,l ) of the l-th group, and τ p represents the reference signal (RS) length.

그리고 단일 셀에서 기준 신호(RS)가 재사용되는 경우, 다중 셀의 다운 링크 SINR과 유사하므로, MR 프리코딩 프로세스와 ZF 프리코딩 프로세스가 적용된 다운링크 SINR은 각각 수학식 14 및 15로 표현될 수 있다.And when the reference signal RS is reused in a single cell, since it is similar to the downlink SINR of multiple cells, the downlink SINR to which the MR precoding process and the ZF precoding process are applied can be expressed by Equations 14 and 15, respectively. .

Figure 112020093224084-pat00036
Figure 112020093224084-pat00036

Figure 112020093224084-pat00037
Figure 112020093224084-pat00037

여기서 ηj,l 은 l 번째 그룹의 j 번째 IIoT 단말(UEj,l)에 대한 전력 제어 계수이다.Here, η j,l is a power control coefficient for the j-th IIoT terminal (UE j,l ) of the l-th group.

그리고 다운링크 송신 신호 각각은 수학식 16에 따른 개별 전력 제약을 만족해야만 한다.And each downlink transmission signal must satisfy the individual power constraint according to Equation (16).

Figure 112020093224084-pat00038
Figure 112020093224084-pat00038

즉 K개의 IIoT 단말(UE) 각각에 대한 전력 제어 계수(ηj,l)는 0이상이어야 하고, K개의 IIoT 단말(UE) 전체에 대한 전력 제어 계수(ηj,l)의 합은 1이하이어야 한다.That is, the power control coefficient (η j,l ) for each of the K IIoT terminals (UE) must be 0 or more, and the sum of the power control coefficients (η j,l ) for the entire K IIoT terminals (UE) is 1 or less should be

한편 업링크 기준 신호(RS)에 기반하여 다운링크 채널을 추정하는 대규모 MIMO는 기준 신호에 대한 오버헤드를 줄이기 위해 일반적으로 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 모드를 적용한다. TDD 모드에서 각 코히어런스 구간(τc) 중 업링크 기준 신호(RS)에 기준 신호 전송 구간(τp)이 할당된다고 가정하면, 데이터 신호를 전송하는 구간은 τc - τp 로 할당될 수 있다. 이에 업링크 기준 신호 오버헤드는 τpc 로 계산된다.Meanwhile, in large-scale MIMO for estimating a downlink channel based on an uplink reference signal (RS), a time division duplex (TDD) mode is generally applied in order to reduce the overhead for the reference signal. Assuming that a reference signal transmission interval τ p is allocated to the uplink reference signal RS among each coherence interval τ c in the TDD mode, the interval for transmitting the data signal will be allocated as τ c - τ p . can Accordingly, the uplink reference signal overhead is calculated as τ pc .

따라서 다운링크 스펙트럼 효율(spectral efficiency)(SE)은 수학식 17로 계산될 수 있다.Accordingly, the downlink spectral efficiency (SE) can be calculated by Equation (17).

Figure 112020093224084-pat00039
Figure 112020093224084-pat00039

여기서 SINRi dl 은 i 번째 IIoT 단말에 대한 다운링크 SINR이고, χd는 동시 다운 링크 전송 가능한 IIoT 단말의 수를 나타내는 조절 가능한 팩터이다. 그리고 ζd 는 데이터 전송을 위한 다운링크에 할당된 다운링크 자원비를 나타내고, ζu 는 데이터 전송을 위한 업링크에 할당된 업링크 자원비를 나타내며, 다운링크 자원비(ζd)와 업링크 자원비(ζu)의 합은 1( = ζd + ζu)이다. 만일 업링크와 다운 링크에 동일한 자원이 할당된다고 가정하면, 다운링크 자원비(ζd)와 업링크 자원비(ζu)는 모두 0.5로 설정될 수 있다.Here, SINR i dl is the downlink SINR for the i-th IIoT terminal, and χ d is an adjustable factor indicating the number of IIoT terminals capable of simultaneous downlink transmission. And ζ d represents the downlink resource ratio allocated to the downlink for data transmission, ζ u represents the uplink resource ratio allocated to the uplink for data transmission, the downlink resource ratio (ζ d ) and the uplink The sum of the resource ratios (ζ u ) is 1 ( = ζ d + ζ u ). If it is assumed that the same resource is allocated to the uplink and the downlink, both the downlink resource ratio ζ d and the uplink resource ratio ζ u may be set to 0.5.

이 경우, K개의 IIoT 단말(UE)의 처리량(Tput)은 수학식 18로 계산될 수 있다.In this case, the throughput (Tput) of the K IIoT terminals (UE) may be calculated by Equation 18.

Figure 112020093224084-pat00040
Figure 112020093224084-pat00040

여기서 SINRdl 은 다운링크 SINR로서 기지국(BS)의 프리코딩 프로세스에 따라 SINRMR,dl 또는 SINRZF,dl 로 구분되어 표시될 수 있으며, B는 대역폭이다.Here, SINR dl is a downlink SINR, and may be divided into SINR MR,dl or SINR ZF,dl according to the precoding process of the base station (BS), and may be expressed as B is the bandwidth.

프리코딩 프로세스로 MR 프로세스가 적용되는 경우를 우선 살펴보면, K개의 IIoT 단말(UE)의 전력 부족을 방지하기 위해서 다운링크 송신 전력을 제어하여 K개의 IIoT 단말(UE) 각각의 수신 SNR(γi,j ≡ γ)을 동일하게 할 필요가 있다. 이 경우 K개의 IIoT 단말(UE) 각각에 대규모 페이딩 계수(βi,j)를 동일한 상수로 설정하는 것과 같은 효과를 나타낸다. 따라서 K개의 IIoT 단말(UE) 각각에 대한 대규모 페이딩 계수(βi,j)는 모두 대규모 페이딩 상수(β)로 표현(βi,j ≡ β)될 수 있다.First, looking at the case where the MR process is applied as the precoding process, the downlink transmit power is controlled to prevent the power shortage of the K IIoT terminals (UE), and the received SNR (γ i, j ≡ γ) needs to be equal. In this case, it has the same effect as setting the large-scale fading coefficient (β i,j ) to the same constant for each of the K IIoT terminals (UE). Therefore, all of the large-scale fading coefficients (β i,j ) for each of the K IIoT terminals (UE) can be expressed as a large-scale fading constant (β) (β i,j ≡ β).

따라서 동일해진 수신 SNR(γi,j = γ)은 수학식 19로 나타날 수 있다.Accordingly, the same received SNR (γ i,j = γ) can be expressed by Equation (19).

Figure 112020093224084-pat00041
Figure 112020093224084-pat00041

대규모 페이딩 계수(βi,j)가 모든 IIoT 단말(UE)에 대해 대규모 페이딩 상수(β)로 동일하기 때문에, K개의 IIoT 단말(UE)에 대해 동일한 SINR이 반영되도록 동일한 전력 제어 계수(ηj,l ≡ 1/K)가 적용될 수 있다.Since the large-scale fading coefficient (β i,j ) is the same as the large-scale fading constant (β) for all IIoT terminals (UE), the same power control coefficient (η j ) so that the same SINR is reflected for the K IIoT terminals (UE). ,l ≡ 1/K) can be applied.

그러므로 대규모 페이딩 상수(β)는 수학식 14로부터 수학식 20과 같이 획득될 수 있다.Therefore, the large-scale fading constant β can be obtained from Equation 14 to Equation 20.

Figure 112020093224084-pat00042
Figure 112020093224084-pat00042

한편, 수학식 14의 MR 프리코딩 프로세스가 적용된 다운링크 SINR(

Figure 112020093224084-pat00043
)은 동일한 전력 제어 계수(ηj,l ≡ 1/K)와 수학식 19의 수신 SNR(γ)에 따라 수학식 21로 풀어질 수 있다.On the other hand, the downlink SINR to which the MR precoding process of Equation 14 is applied (
Figure 112020093224084-pat00043
) can be solved by Equation 21 according to the same power control coefficient (η j,l ≡ 1/K) and the received SNR (γ) in Equation 19.

Figure 112020093224084-pat00044
Figure 112020093224084-pat00044

그리고 수학식 18로부터 다운링크 SINR은 수학식 22로 작성될 수 있다.And from Equation 18, the downlink SINR can be written as Equation 22.

Figure 112020093224084-pat00045
Figure 112020093224084-pat00045

또한 대규모 페이딩 상수(β)가 0보다 크면(β > 0), 수학식 20으로부터 다운링크 SINR에 대한 제약 조건을 수학식 23과 같이 도출할 수 있다.In addition, when the large-scale fading constant β is greater than 0 (β > 0), the constraint on the downlink SINR can be derived from Equation 20 as Equation 23.

Figure 112020093224084-pat00046
Figure 112020093224084-pat00046

기준 신호(RS)로 인한 오버헤드를 최소화하기 위해 기준 신호(RS) 길이(τp)를 각 그룹별 IIoT 단말(UEj,l) 개수(J)에 따라 설정(τp = J)할 수 있다.In order to minimize the overhead due to the reference signal (RS), the reference signal (RS) length (τ p ) can be set (τ p = J) according to the number of IIoT terminals (UE j,l ) for each group (J) there is.

이에 수학식 20의 대규모 페이딩 상수(β)는 수학식 24로 표현될 수 있다.Accordingly, the large-scale fading constant β of Equation 20 can be expressed as Equation 24.

Figure 112020093224084-pat00047
Figure 112020093224084-pat00047

수학식 21, 23 및 24로부터 기지국(BS)이 MR 프로세스에 따라 프리코딩하는 경우, 다운링크 SINR(SINRMR,dl) 은 수학식 25와 같이 근사(approximation)될 수 있다.From Equations 21, 23 and 24, when the base station (BS) precodes according to the MR process, the downlink SINR(SINR MR,dl ) may be approximated as in Equation 25.

Figure 112020093224084-pat00048
Figure 112020093224084-pat00048

수학식 25의 근사된 근사 다운링크 SINR(SINRMR,dl,appr)은 전송전력(pu, pd)에 무관하므로, 전송전력(pu, pd)이 고려되지 않은 이상적인 최대 다운링크 SINR로 볼 수 있으며, 이를 기준 SINR(SINR0)이라 할 수 있다.Since the approximate approximate downlink SINR (SINR MR,dl,appr ) of Equation 25 is independent of the transmit power p u , p d , the ideal maximum downlink SINR in which the transmit power p u , p d is not considered. , and this can be referred to as the reference SINR (SINR 0 ).

또한 기지국(BS)의 다운링크 전송전력(pd)은 업링크 전송전력(pu)과 IIoT 단말(UE)의 개수(K)의 곱(pd = Kㅇpu)으로 설정될 수 있으며, 이에 수학식 24의 대규모 페이딩 상수(β)는 수학식 26으로 정리될 수 있다.In addition, the downlink transmission power (p d ) of the base station (BS) may be set as the product (p d = K o p u ) of the uplink transmission power (p u ) and the number (K) of the IIoT terminals (UE). , the large-scale fading constant β of Equation 24 can be summarized as Equation 26.

Figure 112020093224084-pat00049
Figure 112020093224084-pat00049

수학식 26에서는 업링크 자원비(ζu)는 0.5로 설정된 경우(ζu = ζd = 0.5)를 가정하였다.In Equation 26, it is assumed that the uplink resource ratio ζ u is set to 0.5 (ζ u = ζ d = 0.5).

이에 수학식 26으로부터 다운링크 SNR(ρd)는 수학식 27로 획득될 수 있다.Accordingly, the downlink SNR (ρ d ) from Equation 26 can be obtained by Equation 27.

Figure 112020093224084-pat00050
Figure 112020093224084-pat00050

그리고 기지국(BS)이 MR 프로세스에 따라 프리코딩하는 경우, 기지국(BS)의 안테나 개수(M)의 하한은 수학식 28로 설정될 수 있다.And when the base station BS precodes according to the MR process, the lower limit of the number of antennas M of the base station BS may be set by Equation 28.

Figure 112020093224084-pat00051
Figure 112020093224084-pat00051

이는 다시 말해, 기지국(BS)의 안테나 개수(M)가 지정되어 있는 경우, 다운링크 SINR(SINRMR,dl)은 수학식 28을 만족해야 함을 의미한다.In other words, when the number of antennas (M) of the base station (BS) is specified, the downlink SINR (SINR MR, dl ) means that Equation (28) must be satisfied.

한편 기지국(BS)이 ZF 프로세스에 따라 프리코딩하는 경우, 수학식 15로부터 대규모 페이딩 상수(β)는 수학식 29로 획득될 수 있다.Meanwhile, when the base station BS precodes according to the ZF process, the large-scale fading constant β from Equation 15 may be obtained from Equation 29.

Figure 112020093224084-pat00052
Figure 112020093224084-pat00052

수학식 29로부터 수학식 30의 다운링크 SINR(SINRZF,dl)을 획득할 수 있다.The downlink SINR (SINR ZF,dl ) of Equation 30 can be obtained from Equation 29.

Figure 112020093224084-pat00053
Figure 112020093224084-pat00053

수학식 30의 다운링크 SINR(SINRZF,dl) 은 수학식 31과 같이 근사될 수 있다.The downlink SINR(SINR ZF,dl ) of Equation 30 may be approximated as Equation 31 .

Figure 112020093224084-pat00054
Figure 112020093224084-pat00054

수학식 31의 근사된 근사 다운링크 SINR(SINRZF,dl,appr)는 ZF 프로세스에서의 SINR인 기준 SINR(SINR0)이라 할 수 있다.The approximated approximate downlink SINR(SINR ZF,dl,appr ) in Equation 31 may be referred to as the reference SINR(SINR 0 ), which is the SINR in the ZF process.

여기서도 기지국(BS)의 다운링크 전송전력(pd)은 업링크 전송전력(pu)과 IIoT 단말(UE)의 개수(K)의 곱(pd = K·pu)으로 설정될 수 있으며, 이에 수학식 29의 대규모 페이딩 상수(β)는 수학식 32로 정리될 수 있다.Here again, the downlink transmission power (p d ) of the base station (BS) is the product (p d = K·p u ) of the uplink transmission power (p u ) and the number (K) of the IIoT terminals (UE). , the large-scale fading constant β of Equation 29 can be summarized as Equation 32.

Figure 112020093224084-pat00055
Figure 112020093224084-pat00055

수학식 32에서도 업링크 자원비(ζu)는 0.5로 설정된 경우(ζu = ζd = 0.5)를 가정하였다.In Equation 32, it is assumed that the uplink resource ratio (ζ u ) is set to 0.5 (ζ u = ζ d = 0.5).

이에 수학식 32로부터 다운링크 SNR(ρd)는 수학식 33로 획득될 수 있다.Accordingly, the downlink SNR (ρ d ) from Equation 32 can be obtained by Equation 33.

Figure 112020093224084-pat00056
Figure 112020093224084-pat00056

그리고 기지국(BS)이 ZF 프로세스에 따라 프리코딩하는 경우의 기지국(BS)의 안테나 개수(M)의 하한은 수학식 34로 설정되므로, 다운링크 SINR(SINRMR,dl)은 수학식 34를 만족해야 한다.And since the lower limit of the number of antennas M of the base station BS when the base station BS precodes according to the ZF process is set by Equation 34, the downlink SINR(SINR MR,dl ) satisfies Equation 34 Should be.

Figure 112020093224084-pat00057
Figure 112020093224084-pat00057

한편, 프리코딩 프로세스에 무관하게 업링크 SNR(ρu)을 알고 있다면, 업링크 전송전력(pu)은 수학식 35로 결정될 수 있다.On the other hand, if the uplink SNR (ρ u ) is known regardless of the precoding process, the uplink transmission power (p u ) may be determined by Equation 35.

Figure 112020093224084-pat00058
Figure 112020093224084-pat00058

여기서 Gbs는 기지국(BS)의 안테나 이득, Gue는 IIoT 단말(UE)의 안테나 이득, N0B는 주어진 대역폭(B)에서의 잡음 전력, ωbs는 기지국(BS)의 잡음 지수(noise figure)이다. 그리고 IIoT 단말 잡음 지수(ωue)는 기지국(BS)의 잡음 지수(ωbs)와 같다고 가정한다.where G bs is the antenna gain of the base station (BS), G ue is the antenna gain of the IIoT terminal (UE), N 0 B is the noise power in a given bandwidth (B), ω bs is the noise figure of the base station (BS) figure). And it is assumed that the IIoT terminal noise figure (ω ue ) is equal to the noise figure (ω bs ) of the base station (BS).

이에 다운링크 전송전력(pd)은 수학식 36으로 결정될 수 있다.Accordingly, the downlink transmission power p d may be determined by Equation 36.

Figure 112020093224084-pat00059
Figure 112020093224084-pat00059

수학식 35 및 36로부터 업링크 SNR(ρu)이 결정되면, 업링크 전송전력(pu)이 결정될 수 있으며, 업링크 전송전력(pu)이 결정되면, 다운링크 전송전력(pd)이 결정될 수 있음을 알 수 있다.From Equations 35 and 36, when the uplink SNR (ρ u ) is determined, the uplink transmission power (p u ) can be determined, and when the uplink transmission power (p u ) is determined, the downlink transmission power (p d ) It can be seen that this can be determined.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템의 전송전력 제어 방법의 일 예를 나타내며, 도 4는 기지국(BS)이 MR 프로세스 기반 프리코딩을 수행하는 경우에, 평균 요구 처리량(ARTP)에 따라 에너지 효율적으로 업링크 전송전력과 다운링크 전송전력을 결정하는 방법을 나타낸다.4 shows an example of a transmission power control method of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an average requested throughput (ARTP) when the base station (BS) performs MR process-based precoding. A method of determining the uplink transmission power and the downlink transmission power in an energy-efficient manner is shown.

도 1 내지 도 3과 상기한 수학식들을 참조하여, 도 4의 무선통신 시스템의 전송전력 제어 방법을 설명하면, 도 3의 전송전력 제어부(400)의 타겟 처리량 설정부(411)가 평균 요구 처리량(ARTP)에 기반하여 타겟 처리량(Tputt)을 설정한다(S11). 이때, 타겟 처리량(Tputt)은 대규모 MIMO의 환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 일 예로 처리량의 누적 분포 함수(cumulative distribution function: CDF)를 기반으로 타겟 처리량(Tputt)은 50%로 설정될 수 있다.When the transmission power control method of the wireless communication system of FIG. 4 is described with reference to FIGS. 1 to 3 and the above equations, the target throughput setting unit 411 of the transmission power control unit 400 of FIG. 3 sets the average required throughput Based on (ARTP), the target throughput (Tput t ) is set (S11). In this case, the target throughput Tput t may be variously set according to the environment of large-scale MIMO. As an example, the target throughput Tput t may be set to 50% based on a cumulative distribution function (CDF) of the throughput.

이때, 기지국(BS)의 전력 부족이 발생되는 것을 방지하기 위한 스케일링 팩터(αt)가 함께 설정될 수 있다.In this case, a scaling factor (α t ) for preventing a power shortage of the base station (BS) from occurring may be set together.

타겟 SINR 판별부(412)는 MR 프로세스가 적용되는 경우의 처리량(Tput)에 따른 다운링크 SINR를 계산하는 수학식 22를 기초로 타겟 처리량(Tputt)에 대응하는 타겟 SINR(SINRt)을 수학식 37에 따라 획득할 수 있다(S12).The target SINR determining unit 412 calculates the target SINR (SINR t ) corresponding to the target throughput (Tput t ) based on Equation 22 for calculating the downlink SINR according to the throughput (Tput) when the MR process is applied It can be obtained according to Equation 37 (S12).

Figure 112020093224084-pat00060
Figure 112020093224084-pat00060

이때, 타겟 SINR 판별부(412)는 미리 설정된 다운링크 자원비(ζd)와 대역폭(B), 코히어런스 구간(τc) 및 기준 신호 전송 구간(τp)을 확인하여 획득할 수 있다.In this case, the target SINR determining unit 412 may obtain by confirming the preset downlink resource ratio (ζ d ), the bandwidth (B), the coherence period (τ c ), and the reference signal transmission period (τ p ). .

그리고 여기서도 다운링크 자원비(ζd)가 0.5로 설정된 경우(ζu = ζd = 0.5)것으로 가정하였다. 또한 스케일링 팩터(αt)는 일 예로 0.95 ≤ αt < 1의 범위의 값으로 설정될 수 있으나, 평균 요구 처리량(ARTP)에 따라 타겟 처리량(Tputt)이 설정된 경우, 최대 요구 처리량(MRTP)에 따라 타겟 처리량(Tputt)이 설정된 경우에 비해 상대적으로 타겟 처리량(Tputt)이 낮게 설정되므로, 스케일링 팩터(αt)는 일반적으로 1로 설정될 수 있다.And here too, it was assumed that the downlink resource ratio (ζ d ) was set to 0.5 (ζ u = ζ d = 0.5). In addition, the scaling factor (α t ) may be set, for example, to a value in the range of 0.95 ≤ α t < 1, but when the target throughput (Tput t ) is set according to the average requested throughput (ARTP), the maximum required throughput (MRTP) Accordingly, since the target throughput Tput t is set to be relatively lower than when the target throughput Tput t is set, the scaling factor α t may be generally set to 1.

타겟 SINR(SINRt)이 획득되면, 업링크 SNR 설정부(413)는 타겟 SINR 판별부(412)에서 획득한 타겟 SINR(SINRt)에 대한 평가를 수행한다. 먼저 기준 신호(RS) 길이(τp)가 각 그룹별 IIoT 단말(UEj,l) 개수(J)에 대응(τp = J)한다고 가정하여, 업링크 SNR 설정부(413)는 타겟 SINR(SINRt)이 수학식 28에 따른 조건을 만족하는지 판별한다(S13). 즉 설정된 타겟 처리량(Tputt)에 따라 계산된 타겟 SINR(SINRt)이 기지국(BS)의 안테나 개수(M)로 달성할 수 있는지 여부를 판별한다.When the target SINR (SINR t ) is obtained, the uplink SNR setting unit 413 evaluates the target SINR (SINR t ) obtained by the target SINR determining unit 412 . First, assuming that the reference signal (RS) length (τ p ) corresponds to the number (J) of IIoT terminals (UE j,l ) for each group (τ p = J), the uplink SNR setting unit 413 sets the target SINR It is determined whether (SINR t ) satisfies the condition according to Equation 28 (S13). That is, it is determined whether the calculated target SINR (SINR t ) can be achieved with the number of antennas (M) of the base station (BS) according to the set target throughput (Tput t ).

업링크 SNR 설정부(413)는 타겟 SINR(SINRt)이 수학식 28을 만족하는 것으로 판별되면, 수학식 27로부터 업링크 SNR(ρu)을 획득할 수 있다(S14). 그리고 획득된 업링크 SNR(ρu)이 미리 지정된 최대 허용 업링크 SNR(ρu.max)를 초과하는지 판별한다(S15). 만일 업링크 SNR(ρu)이 최대 허용 업링크 SNR(ρu.max)를 초과하면, 업링크 SNR 설정부(413)는 최대 허용 업링크 SNR(ρu.max)를 업링크 SNR(ρu)로 설정한다(S16).When it is determined that the target SINR (SINR t ) satisfies Equation 28, the uplink SNR setting unit 413 may obtain an uplink SNR (ρ u ) from Equation 27 ( S14 ). And it is determined whether the obtained uplink SNR (ρ u ) exceeds a predetermined maximum allowable uplink SNR (ρ u.max ) (S15). If the uplink SNR (ρ u ) exceeds the maximum allowable uplink SNR (ρ u.max ), the uplink SNR setting unit 413 sets the maximum allowable uplink SNR (ρ u.max ) to the uplink SNR (ρ) u ) (S16).

그러나 업링크 SNR 설정부(413)는 타겟 SINR(SINRt)이 수학식 28을 만족하지 않는 것으로 판별되면, 즉 타겟 SINR(SINRt)이 기지국(BS)의 안테나 개수(M)로 도달할 수 없는 것으로 판별되면, 수학식 27과 무관하게 미리 지정된 최대 허용 업링크 SNR(ρu.max)을 업링크 SNR(ρu)로 설정한다(S16).However, if the uplink SNR setting unit 413 determines that the target SINR (SINR t ) does not satisfy Equation 28, that is, the target SINR (SINR t ) can reach the number of antennas (M) of the base station (BS). If it is determined that there is no, regardless of Equation 27, a predetermined maximum allowable uplink SNR (ρ u.max ) is set as the uplink SNR (ρ u ) (S16).

여기서 최대 허용 업링크 SNR(ρu.max)은 수학식 25에 따른 기준 SINR(SINR0)로부터 수학식 27에 따라 계산되어 설정될 수도 있다.Here, the maximum allowable uplink SNR (ρ u.max ) may be calculated and set according to Equation 27 from the reference SINR (SINR 0 ) according to Equation 25.

업링크 전송전력 판별부(414)는 업링크 SNR 설정부(413)에서 설정된 업링크 SNR(ρu)을 수학식 35에 대입함으로써, 업링크 전송전력(pu)을 획득한다(S17). 그리고 획득된 업링크 전송전력(pu)을 기저 대역부(100)로 전달하여, 업링크 전송전력(pu)이 TPC 명령으로서 K개의 IIoT 단말(UE)로 전송되도록 할 수 있다.The uplink transmission power determining unit 414 obtains the uplink transmission power p u by substituting the uplink SNR (ρ u ) set in the uplink SNR setting unit 413 into Equation 35 ( S17 ). And by transferring the obtained uplink transmission power (p u ) to the baseband unit 100 , the uplink transmission power (p u ) may be transmitted to the K IIoT terminals (UE) as a TPC command.

그리고 다운링크 송신 전력 할당부(420)는 업링크 전송전력 할당부(410)에서 결정된 업링크 전송전력(pu)을 수학식 36에 대입하여 다운링크 전송전력(pd)을 획득한다(S18). 이에 획득된 다운링크 전송전력(pd)에 따라 프리코딩부(300)를 제어할 수 있다.And the downlink transmission power allocator 420 obtains the downlink transmission power p d by substituting the uplink transmission power p u determined by the uplink transmission power allocator 410 into Equation 36 (S18). ). Accordingly, the precoder 300 may be controlled according to the acquired downlink transmission power p d .

본 실시예에서 타겟 처리량(Tputt)과 업링크 전송전력(pu)과 다운링크 전송전력(pd)은 1회 연산으로 결정되지 않고, 기지정된 횟수로 반복 연산되어 획득될 수 있다.In the present embodiment, the target throughput (Tput t ), the uplink transmission power (p u ), and the downlink transmission power (p d ) are not determined by a single operation, but may be obtained by repeatedly calculating a predetermined number of times.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템의 전송전력 제어 방법의 다른 예를 나타낸다. 도 5에서도 기지국(BS)이 MR 프로세스 기반 프리코딩을 수행하는 경우를 가정한다. 다만 도 5에서는 전송전력 제어부(400)가 최대 요구 처리량(MRTP)에 따라 업링크 전송전력과 다운링크 전송전력을 결정하는 방법을 설명한다.5 shows another example of a method for controlling transmission power of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. It is also assumed in FIG. 5 that the base station (BS) performs MR process-based precoding. However, in FIG. 5 , a method in which the transmission power control unit 400 determines the uplink transmission power and the downlink transmission power according to the maximum requested throughput (MRTP) will be described.

도 5를 참조하면, 타겟 처리량 설정부(411)는 기지국(BS)의 안테나 개수(M)와 그룹화된 IIoT 단말(UE)의 그룹 개수(L)와 각 그룹 내 IIoT 단말(UE) 개수(J)에 기반하여 수학식 25에 따라 기준 SINR(SINR0)을 획득할 수 있다(S21). 여기서 기준 SINR(SINR0)은 전송전력(pu, pd)이 고려되지 않은 이상적인 최대 다운링크 SINR로서 수학식 25에 따라 계산될 수 있다. 즉 기지국(BS)의 안테나 개수(M)와 그룹화된 IIoT 단말(UE)의 그룹 개수(L) 및 각 그룹 내 IIoT 단말(UE) 개수(J)로부터 기준 SINR(SINR0)을 계산하여 획득할 수 있다.5, the target throughput setting unit 411 is the number of antennas (M) of the base station (BS) and the group number (L) of grouped IIoT terminals (UE) and the number of IIoT terminals (UE) in each group (J) ), a reference SINR (SINR 0 ) may be obtained according to Equation 25 (S21). Here, the reference SINR (SINR 0 ) may be calculated according to Equation 25 as the ideal maximum downlink SINR in which the transmission powers p u and p d are not considered. That is, from the number of antennas (M) of the base station (BS), the group number (L) of grouped IIoT terminals (UE), and the number of IIoT terminals (UE) in each group (J), the reference SINR (SINR 0 ) to be obtained by calculating can

그리고 획득된 기준 SINR(SINR0)로부터 수학식 18에 따라 타겟 처리량(Tputt)을 계산하여 획득한다(S22). 기준 SINR(SINR0)을 전송전력(pu, pd)이 고려되지 않은 이상적인 최대 다운링크 SINR로 볼 수 있으므로, 획득된 타겟 처리량(Tputt)은 도달 가능한 최대 처리량으로 볼 수 있다.Then, the target throughput (Tput t ) is calculated and obtained according to Equation (18) from the obtained reference SINR (SINR 0 ) (S22). Since the reference SINR (SINR 0 ) can be viewed as the ideal maximum downlink SINR in which the transmission power (p u , p d ) is not considered, the obtained target throughput (Tput t ) can be viewed as the maximum achievable throughput.

타겟 SINR 판별부(412)는 수학식 22를 기초로 타겟 처리량(Tputt)에 대응하는 타겟 SINR(SINRt)을 수학식 38에 따라 획득한다(S23).The target SINR determining unit 412 obtains a target SINR (SINR t ) corresponding to the target throughput Tput t according to Equation 38 based on Equation 22 (S23).

Figure 112020093224084-pat00061
Figure 112020093224084-pat00061

수학식 38에서도 다운링크 자원비(ζd)가 0.5로 설정된 경우(ζu = ζd = 0.5)것으로 가정하였으며, δt 는 기지국(BS)의 전력 부족이 발생되는 것을 방지하기 위해 가용 전력을 고려하여 조절될 수 있는 스케일링 팩터이다. 스케일링 팩터(δt)는 일 예로 0.95 ≤ δt < 1의 범위의 값으로 설정될 수 있다.In Equation 38, it is also assumed that the downlink resource ratio (ζ d ) is set to 0.5 (ζ u = ζ d = 0.5), and δ t is the available power to prevent the base station (BS) from running out of power. It is a scaling factor that can be adjusted by taking it into account. The scaling factor δ t may be set to a value in the range of 0.95 ≤ δ t <1, for example.

타겟 SINR(SINRt)이 획득되면, 업링크 SNR 설정부(413)는 평균 요구 처리량(ARTP)에서와 마찬가지로 타겟 SINR 판별부(412)에서 획득한 타겟 SINR(SINRt)에 대한 평가를 수행하여, 업링크 SNR(ρu)를 설정한다.When the target SINR (SINR t ) is obtained, the uplink SNR setting unit 413 performs an evaluation on the target SINR (SINR t ) obtained by the target SINR determining unit 412 as in the average requested throughput (ARTP). , set the uplink SNR (ρ u ).

이에 도 4의 전송전력 제어 방법에서와 마찬가지로, 업링크 SNR 설정부(413)는 타겟 SINR(SINRt)이 수학식 28에 따른 조건을 만족하는지 판별한다(S24). 여기서도 기준 신호(RS) 길이(τp)는 각 그룹별 IIoT 단말(UEj,l) 개수(J)에 대응(τp = J)한다고 가정한다.Accordingly, similarly to the transmission power control method of FIG. 4 , the uplink SNR setting unit 413 determines whether the target SINR (SINR t ) satisfies the condition according to Equation 28 (S24). Here again, it is assumed that the reference signal (RS) length (τ p ) corresponds to the number (J) of IIoT terminals (UE j,l ) for each group (τ p = J).

그리고 타겟 SINR(SINRt)이 수학식 28을 만족하는 것으로 판별되면, 수학식 27로부터 업링크 SNR(ρu)을 획득한다(S25). 이후 획득된 업링크 SNR(ρu)이 미리 지정된 최대 허용 업링크 SNR(ρu.max)를 초과하는지 판별한다(S26). 만일 업링크 SNR(ρu)이 최대 허용 업링크 SNR(ρu.max)를 초과하는 것으로 판별되면, 업링크 SNR 설정부(413)는 최대 허용 업링크 SNR(ρu.max)를 업링크 SNR(ρu)로 설정한다(S27).And if it is determined that the target SINR (SINR t ) satisfies Equation 28, an uplink SNR (ρ u ) is obtained from Equation 27 ( S25 ). Thereafter, it is determined whether the obtained uplink SNR (ρ u ) exceeds a predetermined maximum allowable uplink SNR (ρ u.max ) ( S26 ). If it is determined that the uplink SNR (ρ u ) exceeds the maximum allowable uplink SNR (ρ u.max ), the uplink SNR setting unit 413 sets the maximum allowable uplink SNR (ρ u.max ) to the uplink SNR(ρ u ) is set (S27).

반면 업링크 SNR 설정부(413)는 타겟 SINR(SINRt)이 수학식 28을 만족하지 않는 것으로 판별되면, 미리 지정된 최대 허용 업링크 SNR(ρu.max)을 업링크 SNR(ρu)로 설정한다(S27).On the other hand, when it is determined that the target SINR (SINR t ) does not satisfy Equation 28, the uplink SNR setting unit 413 sets the predetermined maximum allowable uplink SNR (ρ u.max ) to the uplink SNR (ρ u ). set (S27).

한편, 업링크 SNR(ρu)이 설정되면, 설정된 업링크 SNR(ρu)을 수학식 35에 대입함으로써, 업링크 전송전력(pu)을 획득하여 기저 대역부(100)로 전달한다(S28).On the other hand, when the uplink SNR (ρ u ) is set, by substituting the set uplink SNR (ρ u ) in Equation 35, the uplink transmission power p u is obtained and transmitted to the baseband unit 100 ( S28).

그리고 다운링크 송신 전력 할당부(420)는 업링크 전송전력 할당부(410)에서 결정된 업링크 전송전력(pu)을 수학식 36에 대입하여 다운링크 전송전력(pd)을 획득하여 프리코딩부(300)를 제어한다(S29). And the downlink transmission power allocator 420 obtains the downlink transmission power p d by substituting the uplink transmission power p u determined by the uplink transmission power allocator 410 into Equation 36 to precode The unit 300 is controlled (S29).

상기에서는 일 예로서 기지국(BS)이 MR 프로세스 프리코딩을 수행하는 경우의 업링크 전송전력(pu)과 다운링크 전송전력(pd)을 결정하는 알고리즘을 설명하였으나, 본 실시예는 기지국(BS)이 ZF 프로세스 프리코딩을 수행하는 경우에도 적용될 수 있다. 다만 이 경우, MR 프로세스 프리코딩을 고려하여 적용된 수학식 27, 28은 각각 수학식 33, 34로 대체될 수 있다.In the above, an algorithm for determining the uplink transmission power (p u ) and the downlink transmission power (p d ) when the base station (BS) performs MR process precoding has been described as an example, but this embodiment is based on the base station ( BS) may also be applied when performing ZF process precoding. However, in this case, Equations 27 and 28 applied in consideration of the MR process precoding may be replaced with Equations 33 and 34, respectively.

도 6은 본 실시예에 따른 무선통신 시스템의 전송전력 제어 방법의 성능을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.6 shows a simulation result of the transmission power control method of the wireless communication system according to the present embodiment.

도 6은 안테나 개수(M)가 400개인 기지국(BS)과 IIoT 단말 개수(K)에 따른 다운링크 스펙트럼 효율(Downlink SE)을 나타낸다. 코히어런스 구간(τc)이 5msec, 20msec 및 50msec이고 MR 프리코딩이 적용되는 경우의 스펙트럼 효율을 도시한 것으로 빨간색 O 표시는 시뮬레이션 결과를 나타내고, 파란색 선은 수학식 14에 따른 SINR을 나타내며, 노란색 * 표시는 수학식 25에 따라 근사된 기준 SINR(SINR0)을 나타낸다. 도 6으로부터 시뮬레이션 결과는 기준 SINR(SINR0)과 잘 일치함을 알 수 있다.6 shows the downlink spectrum efficiency (Downlink SE) according to the number of antennas (M) of the base station (BS) and the number of IIoT terminals (K) with 400 antennas (M). It shows the spectral efficiency when the coherence intervals (τ c ) are 5 msec, 20 msec, and 50 msec and MR precoding is applied. The red O represents the simulation result, the blue line represents the SINR according to Equation 14, A yellow * indicates a reference SINR (SINR 0 ) approximated according to Equation (25). It can be seen from FIG. 6 that the simulation result agrees well with the reference SINR (SINR 0 ).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

BS: 기지국 UE: IIoT 단말
100: 기저 대역부 200: RF 체인
300: 프리코딩부 400: 전송전력 제어부
410: 업링크 전송전력 할당부 420: 다운링크 전송전력 할당부
411: 타겟 처리량 설정부 412: 타겟 SINR 판별부
413: 업링크 SNR 설정부 414: 업링크 전송전력 판별부
BS: Base station UE: IIoT terminal
100: baseband part 200: RF chain
300: precoding unit 400: transmission power control unit
410: uplink transmission power allocation unit 420: downlink transmission power allocation unit
411: target throughput setting unit 412: target SINR determining unit
413: uplink SNR setting unit 414: uplink transmission power determining unit

Claims (20)

K개의 IIoT 단말의 평균 요구 처리량(이하 ARTP) 또는 최대 요구 처리량(이하 MRTP) 중 하나에 따라 타겟 처리량을 설정하고, 설정된 타겟 처리량에 따른 타겟 신호대 간섭 잡음비(이하 타겟 SINR)을 계산하고, 계산된 타겟 SINR을 이용하여 계산되는 업링크 신호대 잡음비(이하 업링크 SNR)를 획득하며, 계산된 업링크 SNR이 기 지정된 최대 허용 업링크 SNR을 초과하지 않으면, 계산된 업링크 SNR에 따라 K개의 IIoT 단말로부터 기지국으로의 데이터 전송을 위한 업링크 전송전력을 결정하는 업링크 전송전력 할당부; 및
상기 업링크 전송전력에 기초하여 상기 기지국부터 상기 K개의 IIoT 단말로의 데이터 전송을 위한 다운링크 전송전력을 결정하는 다운링크 전송전력 할당부를 포함하되,
상기 업링크 전송전력 할당부는
상기 타겟 처리량을 설정하는 타겟 처리량 설정부;
상기 타겟 처리량과 함께 미리 설정된 다운링크 자원비와 대역폭, 코히어런스 구간 및 기준 신호 전송 구간을 이용하여 상기 타겟 SINR을 계산하여 획득하는 타겟 SINR 판별부;
상기 타겟 SINR이 상기 기지국의 M개의 안테나로 도달 가능한 SINR로 판별되면, 기지정된 방식으로 업링크 SNR을 계산하고, 상기 타겟 SINR이 도달 불가능하거나 계산된 업링크 SNR이 상기 최대 허용 업링크 SNR을 초과하면, 상기 최대 허용 업링크 SNR을 업링크 SNR로 설정하는 업링크 SNR 설정부; 및
설정된 업링크 SNR에 대응하는 상기 업링크 전송전력을 기지정된 방식으로 계산하는 업링크 전송전력 판별부를 포함하며,
상기 업링크 SNR 설정부는
상기 타겟 SINR이 상기 기지국의 안테나 개수(M)에 따른 수학식
Figure 112021150589713-pat00086

을 만족하는지 판별하고, 만족하면 수학식
Figure 112021150589713-pat00087

(여기서 β는 기지국과 K개의 단말 사이에 동일하게 설정되는 대규모 페이딩 상수이고, L 및 J는 기준 신호(RS)의 재사용을 위해 그룹화된 K개의 단말 그룹 개수와 그룹별 단말 개수이며, τp 는 기준 신호 전송 구간이고, ρu는 계산되는 업링크 SNR)
에 따라 업링크 SNR을 계산하며,
상기 타겟 SINR이 상기 기지국의 안테나 개수(M)에 따른 수학식을 만족하지 않거나, 계산된 업링크 SNR이 상기 최대 허용 업링크 SNR을 초과하면, 기준 SINR을 이용하여 계산되는 최대 허용 업링크 SNR을 업링크 SNR로 설정하는 전송전력 제어 장치.
Set the target throughput according to either the average required throughput (hereinafter referred to as ARTP) or the maximum required throughput (hereinafter referred to as MRTP) of the K IIoT terminals, calculate the target signal-to-interference noise ratio (hereinafter referred to as the target SINR) according to the set target throughput, and calculate the calculated Obtain an uplink signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as uplink SNR) calculated using the target SINR, and if the calculated uplink SNR does not exceed the preset maximum allowable uplink SNR, K IIoT terminals according to the calculated uplink SNR an uplink transmission power allocator for determining an uplink transmission power for data transmission from the to the base station; and
A downlink transmission power allocator for determining a downlink transmission power for data transmission from the base station to the K IIoT terminals based on the uplink transmission power,
The uplink transmission power allocator
a target throughput setting unit configured to set the target throughput;
a target SINR determining unit for calculating and obtaining the target SINR using a preset downlink resource ratio and bandwidth, a coherence interval, and a reference signal transmission interval together with the target throughput;
If the target SINR is determined to be an SINR reachable by the M antennas of the base station, an uplink SNR is calculated in a predetermined manner, and the target SINR is unreachable or the calculated uplink SNR exceeds the maximum allowable uplink SNR an uplink SNR setting unit configured to set the maximum allowable uplink SNR to an uplink SNR; and
an uplink transmission power determining unit for calculating the uplink transmission power corresponding to the set uplink SNR in a predetermined manner;
The uplink SNR setting unit
The target SINR is an equation according to the number of antennas (M) of the base station
Figure 112021150589713-pat00086

It is determined whether or not is satisfied, and if it is satisfied, the
Figure 112021150589713-pat00087

(Where β is a large-scale fading constant set equally between the base station and K terminals, L and J are the number of groups of K terminals grouped for reuse of the reference signal (RS) and the number of terminals per group, τ p is is the reference signal transmission interval, ρ u is the calculated uplink SNR)
Calculate the uplink SNR according to
If the target SINR does not satisfy the equation according to the number of antennas (M) of the base station or the calculated uplink SNR exceeds the maximum allowable uplink SNR, the maximum allowable uplink SNR calculated using the reference SINR is Transmission power control device set by uplink SNR.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 타겟 처리량 설정부는
상기 ARTP에 따라 상기 타겟 처리량을 설정하는 경우, 상기 K개의 IIoT 단말의 누적 분포 함수(cumulative distribution function: CDF)를 기반으로 기지정된 비율로 상기 타겟 처리량을 설정하고,
상기 MRTP에 따라 상기 타겟 처리량을 설정하는 경우, 업링크 전송전력과 다운링크 전송전력이 고려되지 않은 다운링크 SINR을 나타내는 상기 기준 SINR을 계산하고, 계산된 상기 기준 SINR에 대응하는 처리량을 계산하여 상기 타겟 처리량으로 설정하는 전송전력 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the target throughput setting unit
When setting the target throughput according to the ARTP, setting the target throughput at a predetermined ratio based on a cumulative distribution function (CDF) of the K IIoT terminals,
When the target throughput is set according to the MRTP, the reference SINR indicating the downlink SINR in which the uplink transmission power and the downlink transmission power are not taken into consideration is calculated, and the throughput corresponding to the calculated reference SINR is calculated. Transmission power control device that sets the target throughput.
제3항에 있어서, 상기 기준 SINR은
상기 기지국이 최대 비율(maximum-ratio: 이하 MR) 프로세스에 따라 프리코딩을 수행하는 경우,
수학식
Figure 112021150589713-pat00088

(여기서 L 및 J는 기준 신호(RS)의 재사용을 위해 그룹화된 K개의 단말 그룹 개수와 그룹별 단말 개수이며, SNIR0는 기준 SINR)
에 따라 계산되는 전송전력 제어 장치.
4. The method of claim 3, wherein the reference SINR is
When the base station performs precoding according to a maximum-ratio (hereinafter MR) process,
formula
Figure 112021150589713-pat00088

(Where L and J are the number of K terminal groups grouped for reuse of the reference signal (RS) and the number of terminals for each group, SNIR 0 is the reference SINR)
Transmission power control device calculated according to
제4항에 있어서, 상기 타겟 처리량은
상기 기준 SINR로부터 수학식
Figure 112021150589713-pat00089

(여기서 0.5는 기지정된 다운링크 자원비(ζd), B는 대역폭, τc 는 코히어런스 구간 및 τp 는 기준 신호 전송 구간, Tputt은 타겟 처리량)
에 따라 계산되는 전송전력 제어 장치.
5. The method of claim 4, wherein the target throughput is
Equation from the reference SINR
Figure 112021150589713-pat00089

(where 0.5 is a predetermined downlink resource ratio (ζ d ), B is a bandwidth, τ c is a coherence interval, τ p is a reference signal transmission interval, and Tput t is a target throughput)
Transmission power control device calculated according to
제4항에 있어서, 상기 타겟 SINR 판별부는
상기 타겟 처리량과 다운링크 자원비와 대역폭, 코히어런스 구간 및 기준 신호 전송 구간을 이용하여 상기 타겟 SINR을 수학식
Figure 112021150589713-pat00090

(여기서 αt 는 기지국의 전력 부족이 발생되는 것을 방지하기 위해 미리 설정되는 스케일링 벡터, τc는 코히어런스 구간, τp는 기준 신호 전송 구간. B는 대역폭)
에 따라 계산하여 획득하는 전송전력 제어 장치.
The method of claim 4, wherein the target SINR determining unit
The target SINR is calculated using the target throughput, downlink resource ratio, bandwidth, coherence interval, and reference signal transmission interval.
Figure 112021150589713-pat00090

(where α t is a scaling vector preset to prevent power shortage of the base station, τ c is a coherence interval, τ p is a reference signal transmission interval. B is a bandwidth)
Transmission power control device obtained by calculating according to
삭제delete 제6항에 있어서, 상기 업링크 전송전력 판별부는
수학식
Figure 112021150589713-pat00091

(여기서 Gbs는 기지국의 안테나 이득, Gue는 단말의 안테나 이득, N0B는 주어진 대역폭(B)에서의 잡음 전력, ωbs는 기지국(BS)의 잡음 지수(noise figure)이며, pu는 업링크 전송전력이다)에 따라 상기 업링크 전송전력을 계산하는 전송전력 제어 장치.
The method of claim 6, wherein the uplink transmission power determining unit
formula
Figure 112021150589713-pat00091

(where G bs is the antenna gain of the base station, Gue is the antenna gain of the terminal, N 0 B is the noise power in a given bandwidth B, ω bs is the noise figure of the base station (BS), p u is an uplink transmission power), a transmission power control apparatus for calculating the uplink transmission power.
제8항에 있어서, 상기 다운링크 전송전력 할당부는
수학식
Figure 112020093224084-pat00068

에 따라 상기 다운링크 전송전력(pd)을 계산하는 전송전력 제어 장치.
The method of claim 8, wherein the downlink transmission power allocator
formula
Figure 112020093224084-pat00068

Transmission power control device for calculating the downlink transmission power (p d ) in accordance with.
제9항에 있어서, 상기 전송전력 제어 장치는
상기 기지국에 포함되고, 상기 기지국은 상기 업링크 전송전력을 전송전력 제어(Transmission Power Control: 이하 TPC) 명령으로 상기 K개의 단말로 전송하는 전송전력 제어 장치.
10. The method of claim 9, wherein the transmission power control device
Transmission power control apparatus included in the base station, wherein the base station transmits the uplink transmission power to the K terminals using a Transmission Power Control (TPC) command.
K개의 IIoT 단말의 평균 요구 처리량(이하 ARTP) 또는 최대 요구 처리량(이하 MRTP) 중 하나에 따라 타겟 처리량을 설정하는 단계;
설정된 타겟 처리량에 따른 타겟 신호대 간섭 잡음비(이하 타겟 SINR)을 계산하는 단계;
계산된 타겟 SINR을 이용하여 계산되는 업링크 신호대 잡음비(이하 업링크 SNR)를 획득하는 단계;
계산된 업링크 SNR이 기 지정된 최대 허용 업링크 SNR을 초과하지 않으면, 계산된 업링크 SNR에 따라 K개의 IIoT 단말로부터 기지국으로의 데이터 전송을 위한 업링크 전송전력을 결정하는 단계; 및
상기 업링크 전송전력에 기초하여 상기 기지국부터 상기 K개의 IIoT 단말로의 데이터 전송을 위한 다운링크 전송전력을 결정하는 상기 단계를 포함하되,
상기 업링크 전송전력을 결정하는 단계는
상기 타겟 SINR이 상기 기지국의 M개의 안테나로 도달 가능한 SINR로 판별되면, 기지정된 방식으로 업링크 SNR을 계산하는 단계; 및
상기 타겟 SINR이 도달 불가능하거나 계산된 업링크 SNR이 기지정된 최대 허용 업링크 SNR을 초과하면, 기준 SINR을 이용하여 계산되는 최대 허용 업링크 SNR을 업링크 SNR로 설정하는 단계를 포함하고,
상기 업링크 SNR을 계산하는 단계는
상기 타겟 SINR이 상기 기지국의 안테나 개수(M)에 따른 수학식
Figure 112022500928877-pat00092

을 만족하는지 판별하는 단계; 및
안테나 개수(M)에 따른 수학식을 만족하면 수학식
Figure 112022500928877-pat00093

(여기서 β는 기지국과 K개의 단말 사이에 동일하게 설정되는 대규모 페이딩 상수이고, L 및 J는 기준 신호(RS)의 재사용을 위해 그룹화된 K개의 단말 그룹 개수와 그룹별 단말 개수이며, τp 는 기준 신호 전송 구간이고. ρu는 계산되는 업링크 SNR)
에 따라 업링크 SNR을 계산하는 단계를 포함하는 전송전력 제어 방법.
setting the target throughput according to one of the average requested throughput (hereinafter ARTP) or the maximum requested throughput (hereinafter MRTP) of the K IIoT terminals;
calculating a target signal-to-interference noise ratio (hereinafter referred to as a target SINR) according to a set target throughput;
obtaining an uplink signal-to-noise ratio (hereinafter referred to as uplink SNR) calculated using the calculated target SINR;
If the calculated uplink SNR does not exceed the predetermined maximum allowable uplink SNR, determining an uplink transmission power for data transmission from the K IIoT terminals to the base station according to the calculated uplink SNR; and
Comprising the step of determining a downlink transmission power for data transmission from the base station to the K IIoT terminals based on the uplink transmission power,
The step of determining the uplink transmission power
calculating an uplink SNR in a predetermined manner when the target SINR is determined to be an SINR reachable by the M antennas of the base station; and
If the target SINR is unreachable or the calculated uplink SNR exceeds a predetermined maximum allowed uplink SNR, setting the calculated maximum allowed uplink SNR using the reference SINR to the uplink SNR;
Calculating the uplink SNR comprises:
The target SINR is an equation according to the number of antennas (M) of the base station
Figure 112022500928877-pat00092

determining whether it is satisfied; and
If the equation according to the number of antennas (M) is satisfied, the equation
Figure 112022500928877-pat00093

(Where β is a large-scale fading constant set equally between the base station and K terminals, L and J are the number of groups of K terminals grouped for reuse of the reference signal (RS) and the number of terminals per group, τ p is Reference signal transmission interval, ρ u is the calculated uplink SNR)
A transmission power control method comprising calculating an uplink SNR according to
제11항에 있어서, 상기 타겟 처리량을 설정하는 단계는
상기 ARTP에 따라 상기 타겟 처리량을 설정하는 경우, 상기 K개의 IIoT 단말의 누적 분포 함수를 기반으로 기지정된 비율로 상기 타겟 처리량을 설정하고,
상기 MRTP에 따라 상기 타겟 처리량을 설정하는 경우, 업링크 전송전력과 다운링크 전송전력이 고려되지 않은 다운링크 SINR을 나타내는 상기 기준 SINR을 계산하고, 계산된 상기 기준 SINR에 대응하는 처리량을 계산하여 상기 타겟 처리량으로 설정하는 전송전력 제어 방법.
12. The method of claim 11, wherein setting the target throughput comprises:
When setting the target throughput according to the ARTP, setting the target throughput at a predetermined ratio based on the cumulative distribution function of the K IIoT terminals,
When the target throughput is set according to the MRTP, the reference SINR indicating the downlink SINR in which the uplink transmission power and the downlink transmission power are not taken into consideration is calculated, and the throughput corresponding to the calculated reference SINR is calculated. Transmission power control method set by target throughput.
제12항에 있어서, 상기 기준 SINR은
상기 기지국이 최대 비율(maximum-ratio: 이하 MR) 프로세스에 따라 프리코딩을 수행하는 경우,
수학식
Figure 112021150589713-pat00094

(여기서 L 및 J는 기준 신호(RS)의 재사용을 위해 그룹화된 K개의 단말 그룹 개수와 그룹별 단말 개수이며, SNIR0는 기준 SINR)
에 따라 계산되는 전송전력 제어 방법.
13. The method of claim 12, wherein the reference SINR is
When the base station performs precoding according to a maximum-ratio (hereinafter MR) process,
formula
Figure 112021150589713-pat00094

(Where L and J are the number of K terminal groups grouped for reuse of the reference signal (RS) and the number of terminals for each group, SNIR 0 is the reference SINR)
Transmission power control method calculated according to
제13항에 있어서, 상기 타겟 처리량은
상기 기준 SINR로부터 수학식
Figure 112021150589713-pat00095

(여기서 0.5는 기지정된 다운링크 자원비(ζd), B는 대역폭, τc 는 코히어런스 구간 및 τp 는 기준 신호 전송 구간, Tputt은 타겟 처리량)
에 따라 계산되는 전송전력 제어 방법.
14. The method of claim 13, wherein the target throughput is
Equation from the reference SINR
Figure 112021150589713-pat00095

(where 0.5 is a predetermined downlink resource ratio (ζ d ), B is a bandwidth, τ c is a coherence interval, τ p is a reference signal transmission interval, and Tput t is a target throughput)
Transmission power control method calculated according to
제13항에 있어서, 상기 타겟 SINR을 계산하는 단계는
상기 타겟 처리량과 다운링크 자원비와 대역폭, 코히어런스 구간및 기준 신호 전송 구간을 이용하여 상기 타겟 SINR을 수학식
Figure 112021150589713-pat00096

(여기서 αt 는 기지국의 전력 부족이 발생되는 것을 방지하기 위해 미리 설정되는 스케일링 벡터, τc는 코히어런스 구간, τp는 기준 신호 전송 구간. B는 대역폭)
에 따라 계산하여 획득하는 전송전력 제어 방법.
14. The method of claim 13, wherein calculating the target SINR comprises:
The target SINR is calculated using the target throughput, downlink resource ratio, bandwidth, coherence interval, and reference signal transmission interval.
Figure 112021150589713-pat00096

(where α t is a scaling vector preset to prevent power shortage of the base station, τ c is a coherence interval, τ p is a reference signal transmission interval. B is a bandwidth)
Transmission power control method obtained by calculating according to
삭제delete 삭제delete 제15항에 있어서, 상기 업링크 전송전력을 결정하는 단계는
수학식
Figure 112021150589713-pat00097

(여기서 Gbs는 기지국의 안테나 이득, Gue는 단말의 안테나 이득, N0B는 주어진 대역폭(B)에서의 잡음 전력, ωbs는 기지국(BS)의 잡음 지수(noise figure)이고, pu는 업링크 전송 전력)에 따라 상기 업링크 전송전력을 계산하는 전송전력 제어 방법.
16. The method of claim 15, wherein determining the uplink transmission power comprises:
formula
Figure 112021150589713-pat00097

(Where G bs is the antenna gain of the base station, Gue is the antenna gain of the terminal, N 0 B is the noise power in a given bandwidth B, ω bs is the noise figure of the base station (BS), p u A transmit power control method for calculating the uplink transmit power according to the uplink transmit power.
제18항에 있어서, 상기 다운링크 전송전력을 결정하는 단계는
수학식
Figure 112021150589713-pat00098

(여기서, pd는 다운링크 전송전력)
에 따라 상기 다운링크 전송전력(pd)을 계산하는 전송전력 제어 방법.
19. The method of claim 18, wherein determining the downlink transmission power comprises:
formula
Figure 112021150589713-pat00098

(here, p d is downlink transmission power)
A transmission power control method for calculating the downlink transmission power (p d ) according to
제19항에 있어서, 상기 전송전력 제어 방법은
상기 기지국이 계산된 상기 업링크 전송전력을 전송전력 제어 명령으로 상기 K개의 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 전송전력 제어 방법.
20. The method of claim 19, wherein the transmission power control method comprises:
Transmitting, by the base station, the calculated uplink transmission power to the K terminals as a transmission power control command.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102197469B1 (en) * 2017-11-17 2021-01-04 한국전자통신연구원 Method and apparatus for controlling uplink power based on downlink path loss estimation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Byung Moo Lee and Hong Yang, ‘Massive MIMO with Massive Connectivity for Industrial Internet of Things’, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS(2019.07.01.) 1부.*
Byung Moo Lee, ‘Massive MIMO with Downlink Energy Efficiency Operation in Industrial Internet of Things’, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS(2020.08.25.) 1부.*

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