KR20080040105A - Efficient transmission apparatus and method based on beam - Google Patents

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KR20080040105A
KR20080040105A KR1020060107639A KR20060107639A KR20080040105A KR 20080040105 A KR20080040105 A KR 20080040105A KR 1020060107639 A KR1020060107639 A KR 1020060107639A KR 20060107639 A KR20060107639 A KR 20060107639A KR 20080040105 A KR20080040105 A KR 20080040105A
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권동승
송영석
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삼성전자주식회사
한국전자통신연구원
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    • H04B7/0456Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting

Abstract

A beam-based transmission apparatus and a method thereof are provided to increase sector throughput by increasing the number of ATs(Access Terminals) which participate in a multi-user MIMO(Multiple Input Multiple Output) system and optimize the MIMO system by increasing the number of terminals participating in the MIMO system. An AN(Access Node) estimates a spatial channel matrix, which is formed by its Rx antennas and the Tx antennas of ATs within its own coverage, and a channel rank(S100). An AT selection part selects an AT set within the coverage of the AN(S102). A precoding matrix selection part selects one among the combinations of the precoding matrix of the selected AT set and forms a new spatial channel matrix containing the selected precoding matrix(S104). Using the new spatial channel matrix, a performance estimation calculation part obtains an estimated performance value and stores it in a spatial channel matrix storage part. A control part compares the obtained estimated performance value with a previously stored estimated performance value and stores a better one in an optimum AT set storage part(S106). The control part judges whether a new spatial channel matrix has been formed for every precoding matrix combination(S108). If so, the control part judges whether performance estimation has been completed for the spatial channel matrixes of all the AT sets within the coverage of the AN(S110). If so, the control part executes scheduling using the optimum AT set which shows the optimum performance value stored in the optimum AT set storage part(S112).

Description

효율적인 빔 기반 전송 장치 및 방법{Efficient Transmission Apparatus and Method Based on Beam} Effective beam-based transmission apparatus and method {Efficient Transmission Apparatus and Method Based on Beam}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티유저 MIMO의 빔 전송 일례를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an example of a beam transmitted multi-user MIMO in the embodiment;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빔 기반 전송 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다. 2 is a structural diagram showing an overview of the internal configuration of the beam-based transmission apparatus according to an embodiment of the present invention; Fig.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 빔 기반 전송 장치를 이용하여 멀티유저(Multiuser) MIMO 방식의 빔 기반 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. Figure 3 is a view illustrating a multi-user (Multiuser) MIMO system based on a beam transmission method of using the beam-based transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 효율적인 빔 기반 전송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 상향링크에서 멀티유저(Multiuser) 다중 입출력(Multi Input Multi Output, 이하 'MIMO'라 칭함) 방식의 효율적인 빔 기반 전송 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an effective beam-based transmission apparatus and relates to a method, in particular multi-user (Multiuser) multiple-input multiple-output (LA Multi Input Multi Output, hereinafter 'MIMO' hereinafter) system in efficient beam-based transmission apparatus and method in an uplink .

무선 전송 기술 중에서 다중 안테나를 이용하여 섹터 처리량(Sector Throughput)을 올리는 기술들이 많이 연구되어 왔다. Using multiple antennas in a wireless transmission technology has been to study many techniques to raise the sector throughput (Sector Throughput). 스마트 안테나 기술은 다수의 안테나가 형성하는 빔으로서 신호의 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio)를 높 여 전송하거나 수신하여 이득을 얻는다. Smart antenna technology is to obtain a gain by transmitting and receiving over a high signal-to-noise ratio (Signal to Noise Ratio) of a signal beam formed by the multiple antennas.

다중 안테나를 이용하는 다이버시티(Diversity) 기술은 채널의 상관도가 낮을 경우 신호 경로를 다중화하여 신호 대 잡음비가 낮은 신호로 수신되는 확률을 낮추어 이득을 얻는다. Diversity using multiple antennas (Diversity) technique multiplexes the signal path if the correlation of the channel is low, the signal-to-noise ratio is to obtain a gain by lowering the probability of receiving a low signal. 그리고 신호 대 잡음비가 높은 경우에는, 다수의 안테나에 각각 다른 신호를 전송하여 다중화 이득(Multiplexing Gain)을 얻는 공간 다중화(Spatial Multiplexing: SM) 기술이 사용된다. And the signal-to-noise ratio is high when a plurality of in each send a different signal to the antenna multiplexing gain (Gain Multiplexing) to obtain the spatial multiplexing: a (Spatial Multiplexing SM) techniques are used. 전술한 공간 다중화, 다이버시티, 신호 대 잡음비 기술은 MIMO 시스템에서 섹터 처리량을 높이는 데 중요한 역할을 한다. The above-described spatial multiplexing, diversity, signal-to-noise ratio technology play an important role in improving the sector throughput in a MIMO system.

상향 링크에서 전술한 무선 전송 기술을 이용하는 경우, 송신 안테나의 수가 소비 전력 및 단말기 크기로 인해 제약을 받는다. When using a wireless transmission technology described above in the uplink, subject to constraints due to the number of the power consumption and size of the terminal transmit antenna. 현재의 표준화 동향을 살펴보면 IEEE 802. 16e에서 상향 링크 MIMO 기술은 송신 안테나의 수를 2개까지 고려하고 있다. Looking at the current standardization trend of the uplink MIMO technology in IEEE 802. 16e is considering to two the number of transmit antennas.

그러나 종래의 상향 링크 MIMO 기술은 다수의 안테나를 사용한 빔 형성 및 프리코딩 기술 등은 본격적으로 적용되지 않고 있다. However, conventional uplink MIMO technology, a plurality of beamforming and pre-coding technique using an antenna, etc. is not applied to full-scale. 또한, 종래 상향 링크 MIMO 기술에서 여러 단말의 송신 안테나 수가 다른 경우의 통합적인 전송 방법은 알려져 있지 않다. In addition, the conventional up-link transmission antenna number of integrated transmission method in the case of a different number of terminals in the MIMO technique are known.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 상향링크에서 멀티유저(Multiuser) MIMO 방식의 효율적인 빔 기반 전송 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. In order to solve the problems, the present invention is to provide an efficient transmission beam based apparatus and method for a multi-user (Multiuser) MIMO system in uplink.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 멀티유저(Multiuser) 다중 입출력(Multi Input Multi Output: MIMO) 방식의 빔 기반 전송 방법은, (a) 기지국의 커버리지 영역 내 하나 이상의 단말 세트 조합을 선택하는 단계; Multi-seat (Multiuser) multiple-input multiple-output in accordance with aspects of the present invention to achieve such a technical problem (Multi Input Multi Output: MIMO) beam-based transmission method of the method, (a) a coverage area within the one or more terminal sets a combination of the base station selecting; (b) 상기 선택된 단말 세트를 기초로 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬을 형성하여 성능을 추정하는 단계; (B) estimating the performance to form a space channel matrix including a precoding matrix based on the selected set of terminals; (c) 상기 프리코딩 행렬의 조합을 변경하면서 새로운 공간 채널 행렬을 형성하여 성능을 추정하고, 상기 형성된 새로운 공간 채널 행렬과 기저장된 기존 공간 채널 행렬의 성능 추정 수치를 비교하여 최적 성능 수치를 저장하고, 이에 매칭되는 최적 단말 세트를 선정하는 단계; (C) storing the optimum performance levels by estimating the performance to form a new spatial channel matrix while changing the combination of the precoding matrix, and comparing the formed new spatial channel matrix and the pre-stored performance estimation value of the existing space channel matrix, and the step of selecting the best set of terminals matched thereto; 및 (d) 상기 선정된 최적 단말 세트로 스케줄링을 수행하는 단계를 포함한다. And (d) comprises the step of performing scheduling to the UE the selected best set.

본 발명의 특징에 따른 멀티유저(Multiuser) 다중 입출력(Multi Input Multi Output: MIMO) 방식의 빔 기반 전송 장치는, 기지국의 커버리지 영역 내 하나 이상의 단말 세트 조합을 선택하는 단말 선택부; Multi-seat (Multiuser) multiple-input multiple-output in accordance with aspects of the present invention (Multi Input Multi Output: MIMO) system based on a beam transmitting apparatus, a terminal selection unit for selecting a coverage area within the one or more terminal sets a combination of a base station; 상기 선택된 단말 세트의 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬을 생성하고, 상기 프리코딩 행렬의 조합을 변경하여 새로운 프리코딩 행렬을 포함한 새로운 공간 채널 행렬을 구성하는 프리코딩 행렬 선택부; Creating a spatial channel matrix including a precoding matrix of the selected terminal sets, the precoding matrix selection unit constituting the new space channel matrix, including a new precoding matrix by changing the combination of the precoding matrix; 상기 구성된 새로운 공간 채널 행렬을 기초로 성능을 추정한 결과를 수치로 계산하는 성능 추정 계산부; Calculating estimates of the performance on the basis of the new home channel matrix consisting of the numerical part, computational power estimate; 및 상기 구성된 새로운 공간 채널 행렬의 성능 추정 수치와 기저장된 기존 공간 채널 행렬의 성능 추정 수치와 비교하여 최적 성능 추정 수치를 저장하고, 이에 매칭되는 최적 단말 세트로 스케줄링 기능을 수행하는 제어부를 포함한다. And a control unit that performs the scheduling functions to the optimum terminal set is stored optimum performance estimation value as compared to the pre-stored performance estimate of the existing spatial channel matrix value and the performance estimation values ​​of the configured new space channel matrix, thereby matching.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. In the following detailed description that the present invention can be easily implemented by those of ordinary skill, in which with respect to the embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. However, the invention is not to be implemented in many different forms and limited to the embodiments set forth herein. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. And the part not related to the description in order to clearly describe the present invention in the figures was in nature and not restrictive. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

또한, 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. In addition, it is assuming that any part "includes" a certain component, which is not to exclude other components not specifically described against which means that it is possible to further include other components.

이제 본 발명의 실시예에 따른 효율적인 빔 기반 전송 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. It will be described in detail with reference to the drawings with respect to the effective beam-based transmission apparatus and method according to an embodiment of the invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티유저 MIMO의 빔 전송 일례를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an example of a beam transmitted multi-user MIMO in the embodiment;

기지국은 상향 링크에서 단말로부터 수신한 파일럿 신호를 통해 단말의 송신 안테나와 기지국의 수신 안테나가 이루는 공간 채널 행렬을 모두 알고 있다고 가정한다. It is assumed that the base station through a pilot signal received from a terminal in an uplink to know all of the space channel matrix of the receive antennas and a base station transmit antenna of the terminal forms. 또한, 기지국은 각 단말에 미리 정의된 모든 조합의 빔을 할당할 수 있으며, 이때 미리 정의된 프리코딩(Precoding) 행렬을 사용한다고 가정한다. In addition, the BS can assign a beam of any combination of predefined for each terminal, at this time it is assumed that pre-defined using the pre-coding (Precoding) matrix.

송신 안테나가 1개인 단말의 경우 하나의 빔만 형성하지만, 2개 이상의 송신 안테나를 가지는 경우에는, 송신 신호에 가중치(Weight)를 곱함에 따라 다양한 송신 빔을 형성할 수 있다. If the transmitting antenna 1 in the case of an individual terminal forming a bimman but having two or more transmission antennas, it is possible to form the various transmission beams, as multiplied by the weight (Weight) to the transmission signal. 빔 형성은 단말에 최대의 수신 전력을 제공하기 위하여 복수의 안테나 엘리먼트에 대한 가중치(Weight)를 다르게 주어 단말의 방향으로 지향성 빔을 제공하는 기술이다. Beamforming is given a different weight (Weight) for a plurality of antenna elements for providing the maximum reception power of the MS is a technique to provide a directional beam in the direction of the terminal.

송신 안테나에서 생성되는 빔은 송신 안테나 크기의 유니터리(Unitary) 행렬로 제한하는 경우 송신 안테나 수만큼의 빔이 가능하다. Beam generated by the transmit antenna beam for the number of transmit antennas is possible if limited to unitary (Unitary) matrix of the transmit antenna size. 따라서, N개의 유니터리 행렬 세트(Set)을 가정하면 N * 송신 안테나 수의 개수만큼 빔 형성이 가능하다. Thus, assuming the N unitary matrix set (Set) N * it is possible to beam forming as many as the number of the number of transmission antennas.

그러나 수신기 입장에서는 신호를 성공적으로 수신하기 위해서 단말이 이루는 채널 행렬의 랭크(Rank)만큼의 빔이 의미가 있다. However, the beam means of the rank (Rank) of the channel matrix by a terminal forming position in the receiver to receive a signal successfully. 따라서, 송신 안테나에서 형성할 수 있는 빔 수는 채널 랭크 수가 된다. Therefore, the number of beams that can be formed from transmission antennas is the number of channel rank.

도 1에 도시된 일례는 최적의 단말 세트와 각 단말의 빔을 나타낸 것으로서, AT1은 1개, AT2는 2개, AT3는 1개의 데이터 스트림을 기지국으로 전송한다. As shown by the example is the optimal set of terminals and the beams of the respective nodes shown in Figure 1, is one AT1, AT2 is two, AT3 transmits a single data stream to a base station. 다음, 도 2 및 도 3을 참조하여 최적의 단말 세트와 각 단말의 빔을 찾는 스케줄링 과정을 설명한다. Next, with reference to Figures 2 and 3 will be described in the scheduling process of finding the best set of terminals and the beams of the respective nodes.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빔 기반 전송 장치(100)의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다. 2 is a structural diagram showing an overview of the internal configuration of the beam-based transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention FIG.

본 발명의 실시예에 따른 빔 기반 전송 장치(100)는 단말 선택부(102), 프리코딩 행렬 선택부(104), 성능 추정 계산부(106), 제어부(108) 및 데이터 저장부(109)를 포함한다. Beam based transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a terminal selecting unit 102, a precoding matrix selection unit 104, the performance estimation calculation section 106, a control section 108 and data storage unit 109 It includes. 여기서, 데이터 저장부(109)는 단말 세트 조합 저장부(109c), 공간 채널 행렬 저장부(109b) 및 최적 단말 조합 저장부(109c)를 포함한다. Here, the data storage unit 109 includes a terminal set, a combination storage unit (109c), the space channel matrix, the storage unit (109b) and the optimum combination of the terminal storage section (109c).

단말 선택부(102)는 기지국의 커버리지 영역 내 하나 이상의 단말 세트 조합을 선택하여 단말 세트 조합 저장부(109c)에 저장한다. The terminal selecting unit 102 may select one or more terminals within the coverage area of ​​a base station set of the combination will be stored in the terminal set of a combination storage unit (109c).

단말 세트를 선택한 일예(AT1, AT2, AT3)는 다음의 [표 1]과 같다. Select terminal sets an example (AT1, AT2, AT3) are as follows: TABLE 1 a.

Figure 112006080343907-PAT00001

각 단말(AT1, AT2, AT3)의 도1에 도시된 바와 같이, 각각 송신 안테나는 1, 2, 4개이고, 채널 랭크(Rank)는 각각 1, 1, 2이며, 데이터 스트림은 1, 1, 2개의 송신 데이터로 구성될 때 빔 조합을 나타낸다. The respective nodes and (AT1, AT2, AT3), the respective transmitting antennas as shown in Figure 1 of one, two, four, channel rank (Rank) is respectively 1, 1, 2, the data stream 1, 1, when composed of two transmission data represents the beam combining. 기지국 수신 안테나는 4개라고 가정한다. The base station receive antennas is assumed to be four. 채널 행렬 H는 수신 안테나 수 × 송신 안테나 수로, 프리코딩 행렬 P는 송신 안테나 수 × 데이터 스트림 수로 구성된다. Channel matrix H is composed of the number of reception antennas × number of transmission antennas, precoding matrix P is the number of transmission antennas × number of data streams.

이때 기지국 수신 신호 벡터를 Y라 하면, 3개의 단말에 의한 송신 신호 벡터 X와 수신 신호 벡터 Y와의 관계는 다음의 [수학식 1]과 같다. In this case, when the base station receive signal vector Y d, the relationship between the transmission signal vector X and the received signal vector Y by the three terminal is: Equation 1 in.

Figure 112006080343907-PAT00002

여기서, H k , P k 는 각각 단말의 채널 행렬과 프리코딩 행렬이며, H는 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬이다. Where, H k, P k is a channel matrix and the precoding matrix, each of the UE, H is a spatial channel matrix including a precoding matrix.

기지국 수신 신호 벡터는 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬을 단말에 의한 송신 신호 벡터와 곱한 값이 된다. Base station reception signal vector is obtained by multiplying the spatial channel matrix including a precoding matrix transmission signal vector by the terminal. 여기서, 프리코딩 행렬은 유니터리(Unitary) 행렬을 사용하여 데이터 스트림마다 행렬의 벡터를 곱해주는 행렬이다. Here, the precoding matrix is ​​a matrix multiplying a unitary (Unitary) matrix for each vector using the matrix data stream.

표 1에 기재된 프리코딩 행렬을 참조하면, AT1은 1×1, AT2는 2×2, AT3는 4×4 유니터리 행렬이 가능하다. Referring to the precoding matrix shown in Table 1, AT1 is a 1 × 1, AT2 is 2 × 2, AT3 is capable of 4 × 4 unitary matrix. 각각 1개의 유니터리 행렬만 프리코딩에 사용한다고 가정하면, 유니터리 행렬의 조합은 1×2× 4 C 2 = 12가지가 된다. Assuming that each of only one unitary matrix used for precoding, a combination of a unitary matrix are 1 × 2 × 4 C 2 = 12 is the branch. AT3의 경우, 데이터 스트림이 2개이므로 유니터리 행렬의 4개의 열벡터 중 2개를 선택하게 된다. For AT3, it is the data stream 2, so select two of the four column vectors of the unitary matrix.

프리코딩 행렬 선택부(104)는 각 단말기 안테나 수에 따른 유니터리 행렬로 가능한 빔조합 중 하나를 선택하여 선택된 단말 세트의 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬을 생성한다. Precoding matrix selection unit 104 generates a spatial channel matrix including a precoding matrix set of terminals is selected by selecting one of the possible beam combining a unitary matrix corresponding to the number of each terminal antenna.

성능 추정 계산부(106)는 구성된 공간 채널 행렬의 성능 추정 결과를 수치로 계산하여 공간 채널 행렬 저장부(109b)에 저장한다. The performance estimate calculation unit 106 calculates and stores the performance estimation result of the channel matrix is ​​configured as a space to the space channel matrix value storing unit (109b). 성능 추정은 수신 방식에 따라 달라질 수 있다. Performance estimates may vary depending upon the receiving system. 최소 평균 제곱 에러(Minimum Mean Squared Error: MMSE) 수신기를 가정하면, 성능 추정 계산부(106)는 최소 평균 제곱 에러 수신기에서 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio: SINR)를 산출하고, 데이터 레이트를 나타내는 매핑 테이블과 비교하여 데이터 레이트 수치를 구한다. Minimum mean squared error (Minimum Mean Squared Error: MMSE) assuming a receiver, the performance estimation calculation section 106 is a signal-to-interference-plus-noise ratio in the minimum mean square error receivers: calculated (Signal to Interference and Noise Ratio SINR), and compared to the mapping table indicating the data rate determined data rate value. 성능 추정 계산부(106)는 데이터 스트림별 성능 추정을 수치로 나타낼 수 있는 것이다. Performance estimation calculation section 106 will in the specific data stream may indicate a performance estimation value. 일반적인 성능 추정 수치를 구하는 방법은 공지된 기술로서 상세한 설명을 생략하기로 한다. How to obtain the general performance estimation value will be omitted for the description as a known technique.

제어부(108)는 계산된 성능 추정 수치와 공간 채널 행렬 저장부(109b)에 기저장된 기존 단말 조합의 기존 성능 추정 수치를 비교하여 성능 기준이 더 높은 최적 성능 추정 수치를 추출하고 해당 최적 단말 세트와 함께 최적 단말 조합 저장부(109c)에 저장한다. Controller 108 compares the existing performance estimation value of the calculated performance estimation value and the space existing terminal combinations pre-stored in the channel matrix, the storage unit (109b) to the performance criteria to extract a higher optimum performance estimation value and the best terminal sets and together and stored in the optimum combination of the terminal storage section (109c). 여기서, 성능 기준이란 각 단말의 데이터 레이트(Rate)의 총합을 의미한다. Here, the performance criteria means a sum total of the data rate (Rate) of the respective nodes.

제어부(108)는 추출한 최적 단말 세트로 스케줄링 기능을 수행한다. Control section 108 performs the scheduling functions to the optimum set of the terminal extracted.

단말 세트 조합 저장부(109c)는 단말 선택부(102)에 의해 선택된 단말 세트 조합을 저장한다. Terminal sets a combination storage unit (109c) stores a terminal set combination selected by the terminal selecting unit (102). 공간 채널 행렬 저장부(109b)는 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬의 성능 추정 수치를 저장한다. Space channel matrix storage unit (109b) stores a performance estimation value of the space channel matrix including a precoding matrix. 최적 단말 조합 저장부(109c)는 추출한 최적 성능 추정 수치와 이에 매칭되는 최적 단말 세트와 함께 저장한다. Optimal combination terminal storage section (109c) is stored with the best terminal set that matches this optimal performance estimation value and extracted.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 빔 기반 전송 장치(100)를 이용하여 멀티유저(Multiuser) MIMO 방식의 빔 기반 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. Figure 3 is a view illustrating a multi-user (Multiuser) MIMO system based on a beam transmission method of using the beam-based transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 기지국은 커버리지 영역 내 단말의 송신 안테나와 기지국의 수신 안테나가 이루는 공간 채널 행렬 및 채널 랭크를 추정한다(S100). First, the base station estimates the channel matrix space and the channel rank is the receive antenna of the base station transmit antenna and the terminal within a coverage area forming (S100). 이어서, 단말 선택부(102)는 기지국의 커버리지 영역 내에서 하나의 단말 세트 조합을 선택한다(S102). Then, the UE selection unit 102 selects one of the terminal sets in the combined coverage area of ​​the base station (S102).

프리코딩 행렬 선택부(104)는 프리코딩 행렬의 조합 중 하나를 선택하여 수 학식 1에 기재된 바와 같이 새로운 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬을 형성한다(S104). Precoding matrix selection unit 104 forms a space channel matrix, including a new precoding matrix, as described in 1 can be learned by selecting one of the combination of the precoding matrix (S104). 성능 추정 계산부(106)는 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬을 이용하여 성능을 추정한 결과를 수치로 계산하여 공간 채널 행렬 저장부(109b)에 저장한다. Performance estimate calculation unit 106 to calculate estimates of the performance using a spatial channel matrix including a precoding matrix by the value is stored in the space channel matrix, the storage unit (109b).

제어부(108)는 계산된 성능 추정 수치와 기저장된 기존 성능 추정 수치와 비교하여 성능 기준이 더 높은 최적 성능 추정 수치를 저장하고, 최적 성능 추정 수치에 매칭되는 최적 단말 조합을 최적 단말 조합 저장부(109c)에 저장한다(S106). Control section 108 is compared with the group existing performance estimation value is stored as the performance estimation value calculated by the performance criterion is stored a higher optimum performance estimation value, and the best terminal combination stored at the best terminal combinations that match the best performance estimated value unit ( and stores the 109c) (S106).

제어부(108)는 수학식 1에서 전술한 프리코딩 행렬 조합을 모두 바꾸어가면서 새로운 프리코딩 행렬을 형성하였는지 판단한다(S108). Control section 108 determines whether going to change all of the precoding matrix in the above-described combination expression (1) to form a new precoding matrix (S108). 이어서, 제어부(108)는 모든 프리코딩 행렬 조합을 시험하지 못하였다고 판단하는 경우, 단계 S104로 진행하여 이후 단계를 반복한다. Then, the control unit 108 determines that if the do not test all precoding matrix combinations, the process proceeds to step S104 and repeats the subsequent steps.

제어부(108)는 모든 프리코딩 행렬 조합을 시험한 경우, 기지국의 커버리지 영역 내에 모든 단말 세트 조합의 공간 채널 행렬에 대한 성능 추정 시험을 완료했는지 판단한다(S110). The control unit 108 when the test all precoding matrix combinations, it is determined that you have completed the performance estimation test of the space channel matrix of all terminals set combination in the coverage area of ​​the base station (S110). 다시 말해 표 1에서, 제어부(108)는 AT1, AT2, AT3의 단말 세트를 선택하여 프리코딩 행렬의 조합을 포함한 공간 채널 행렬을 기초로 성능을 추정하였는데, AT3, AT7, AT9와 같이 단말 세트 조합을 변경하면서 커버리지 영역 내에 모든 단말 세트의 성능 추정 시험이 완료될 때까지 반복하게 된다. In other words, in the table 1, the control unit 108 AT1, AT2, select the terminal a set of AT3 and were estimated performance on the basis of the space channel matrix, including a combination of a precoding matrix, the combination terminal sets, such as AT3, AT7, AT9 while the change is repeated until the estimated performance tests of all the terminals within the coverage area set complete.

이어서, 제어부(108)는 기지국의 커버리지 영역 내 모든 단말 세트 조합의 공간 채널 행렬에 대한 성능 추정 시험을 완료하지 못하였다고 판단하는 경우, 단계 S102로 진행하여 이후 단계를 반복한다. Then, the control unit 108 determines that if not completed, the performance estimation test of the space channel matrix of a combination of all of the terminal sets within the coverage area of ​​the base station, control proceeds to step S102 and repeats the subsequent steps.

제어부(108)는 기지국의 커버리지 영역 내 모든 단말 세트 조합의 공간 채널 행렬에 대한 성능 추정 시험을 완료하였다고 판단하는 경우, 최적 단말 조합 저장부(109c)에 저장된 최적 성능 수치를 나타내는 최적 단말 조합을 이용하여 스케줄링을 수행한다(S112). Controller 108 is used at the best terminal combination showing the best performance value stored if judged complete, the performance estimation test of the space channel matrix of a combination of all of the terminal sets within the coverage area of ​​the base station, the optimum terminal combination storage unit (109c) and it performs scheduling (S112).

위에 언급한 [수학식 1]을 일반적인 형태로 다시 쓰면 다음의 [수학식 2]와 같다. Rewriting the Equation 1 described above in general form as shown in the following Equation (2) of the.

Figure 112006080343907-PAT00003

여기서, S는 멀티유저 MIMO에 포함된 단말의 수, D는 기지국에 수신되는 모든 데이터 스트림의 총합, H k , P k 는 단말의 채널 행렬, 프리코딩 행렬이다. Here, S is the number of terminals included in the multi-user MIMO, D is the sum of all data streams, H k, P k is received at the base station is a channel matrix of the UE, the precoding matrix.

기지국은 프리코딩 행렬을 다음의 [수학식 3]와 같이 1 또는 0으로 설정하면 전형적인 빔이 아닌 안테나를 선택하여 스케줄링할 수도 있다. When the base station may set the precoding matrix to 1 or 0, as shown in the following [Equation 3] to select the antenna beam to a typical non-scheduled.

Figure 112006080343907-PAT00004

제어부(108)는 유니터리 행렬의 조합만큼 새로운 프리코딩 행렬을 형성하여 공간 채널 행렬에 대한 성능 추정 시험을 반복 수행하고, 기지국의 커버리지 영역 내 모든 단말 세트에 대한 공간 채널 행렬의 성능 추정 시험을 수행한다. Controller 108 forms a new precoding matrix by combining the unitary matrix by performing repeated performance estimation test of the space channel matrix, and performs the performance estimation test of the space channel matrix for all of the terminal sets within the coverage area of ​​base station do.

제어부(108)는 프리코딩 행렬을 변경하여 새로운 공간 채널 행렬을 형성하고, 단말 선택부(102)에서 선택한 새로운 단말 세트 조합으로 최적 성능 추정 수치와 이에 매칭되는 최적 단말 세트를 추출하는 작업을 반복한다. The control unit 108 by changing the precoding matrix to form a new space channel matrix, and repeating the operation of extracting the optimal performance estimation value and the optimum terminal set is matched thereto as a new terminal set the combination selected by the terminal selecting unit (102) .

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although detailed description will be given of an embodiment of the present invention in the above scope of the present invention it is not limited to this number of variations and modifications in the form of one of ordinary skill in the art using the basic concept of the invention as defined in the following claims In addition, according to the present invention It will belong to the scope.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 다양한 형태의 단말을 묶어 스케줄링 할 수 있으므로 MIMO에 참여하는 단말의 수를 늘이게 됨으로써 최적의 멀티유저 MIMO 시스템을 구성할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. By the above-described configuration, the present invention can be expected an effect that can be configured for optimal multi-user MIMO system, it is possible to tie up the scheduling of various types of terminals being this the number of terminals participating in the MIMO increased.

본 발명은 멀티유저 MIMO 시스템에 참여하는 단말의 수를 늘일 수 있어 섹터 처리량을 증가할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. The present invention can increase the number of the terminals participating in the multi-user MIMO system, it can be expected an effect to increase sector throughput.

Claims (7)

  1. 멀티유저(Multiuser) 다중 입출력(Multi Input Multi Output: MIMO) 방식의 빔 기반 전송 방법에 있어서, In the beam-based transmission method of the method: (MIMO Multi Input Multi Output), multi-user (Multiuser) MIMO
    (a) 기지국의 커버리지 영역 내 하나 이상의 단말 세트 조합을 선택하는 단계; Comprising the steps of: (a) select at least one terminal within the coverage area of ​​a combination set of a base station;
    (b) 상기 선택된 단말 세트를 기초로 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬을 형성하여 성능을 추정하는 단계; (B) estimating the performance to form a space channel matrix including a precoding matrix based on the selected set of terminals;
    (c) 상기 프리코딩 행렬의 조합을 변경하면서 새로운 공간 채널 행렬을 형성하여 성능을 추정하고, 상기 형성된 새로운 공간 채널 행렬과 기저장된 기존 공간 채널 행렬의 성능 추정 수치를 비교하여 최적 성능 수치를 저장하고, 이에 매칭되는 최적 단말 세트를 선정하는 단계; (C) storing the optimum performance levels by estimating the performance to form a new spatial channel matrix while changing the combination of the precoding matrix, and comparing the formed new spatial channel matrix and the pre-stored performance estimation value of the existing space channel matrix, and the step of selecting the best set of terminals matched thereto; And
    (d) 상기 선정된 최적 단말 세트로 스케줄링을 수행하는 단계 (D) performing the scheduling in said selected terminal sets optimum
    를 포함하는 전송 방법. Transmitting method comprising a.
  2. 제1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (c)단계에서, In the step (c),
    상기 형성된 새로운 공간 채널 행렬은 상기 프리코딩 행렬의 유니터리 행렬 조합 중 하나를 선택하여 새로운 프리코딩 행렬을 형성함으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 방법. Wherein the new home channel matrix is ​​formed, is transferred characterized in that the configuration by forming a new precoding matrix by selecting one of the unitary matrix, the combination of the precoding matrix.
  3. 제1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (c)단계와 상기 (d)단계 사이에, Between the step (c) and the step (d),
    상기 프리코딩 행렬의 유니터리 행렬 조합을 모두 바꾸어가면서 새로운 프리코딩 행렬을 형성하였는지 판단하는 단계; The step of going to change all of the unitary matrix, the combination of the precoding matrix is ​​determined whether to form a new precoding matrix; And
    상기 유니터리 행렬 조합만큼 새로운 프리코딩 행렬을 형성한 경우, 상기 기지국의 커버리지 영역 내 모든 단말 세트 조합의 공간 채널 행렬을 이용하여 성능 추정을 검사하였는지 판단하는 단계 The unitary matrix when the combination by forming a new precoding matrix, the method comprising: determining whether checking the performance estimates using a coverage area of ​​the space channel matrix in all the terminal sets a combination of the base station
    를 더 포함하는 전송 방법. The transmission method further comprises.
  4. 제1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 프리코딩 행렬이 1 또는 0으로 이루어진 경우, 안테나 선택 방식으로 공간 채널 행렬을 형성하는 것을 특징으로 하는 전송 방법. If the precoding matrix consisting of 1 or 0, the transmission method so as to form a space channel matrix as the antenna selection scheme.
  5. 멀티유저(Multiuser) 다중 입출력(Multi Input Multi Output: MIMO) 방식의 빔 기반 전송 장치에 있어서, According to: (MIMO Multi Input Multi Output) system based on a beam transmission device for multi-user (Multiuser) MIMO
    기지국의 커버리지 영역 내 하나 이상의 단말 세트 조합을 선택하는 단말 선택부; A terminal selection unit for selecting a coverage area within the one or more terminal sets a combination of a base station;
    상기 선택된 단말 세트의 프리코딩 행렬을 포함한 공간 채널 행렬을 생성하고, 상기 프리코딩 행렬의 조합을 변경하여 새로운 프리코딩 행렬을 포함한 새로운 공간 채널 행렬을 구성하는 프리코딩 행렬 선택부; Creating a spatial channel matrix including a precoding matrix of the selected terminal sets, the precoding matrix selection unit constituting the new space channel matrix, including a new precoding matrix by changing the combination of the precoding matrix;
    상기 구성된 새로운 공간 채널 행렬을 기초로 성능을 추정한 결과를 수치로 계산하는 성능 추정 계산부; Calculating estimates of the performance on the basis of the new home channel matrix consisting of the numerical part, computational power estimate; And
    상기 구성된 새로운 공간 채널 행렬의 성능 추정 수치와 기저장된 기존 공간 채널 행렬의 성능 추정 수치와 비교하여 최적 성능 추정 수치를 저장하고, 이에 매칭되는 최적 단말 세트로 스케줄링 기능을 수행하는 제어부 Control section for storing the optimal performance estimation value as compared to the previously stored estimated performance of an existing space channel matrix estimation value and the performance values ​​of the configured new space channel matrix, and performing a scheduling function at optimum terminal sets that match this
    를 포함하는 전송 장치. Transport device comprising a.
  6. 제5 항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    상기 프리코딩 행렬 선택부는 상기 프리코딩 행렬의 유니터리 행렬 조합 중 하나를 선택하여 상기 새로운 프리코딩 행렬을 형성하는 것을 특징으로 하는 전송 장치. Selecting the precoding matrix part transfer apparatus, characterized in that to form the new precoding matrix by selecting one of the unitary matrix, the combination of the precoding matrix.
  7. 제5 항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    상기 제어부는 상기 구성된 새로운 공간 채널 행렬의 성능 추정 수치와 기저장된 기존 공간 채널 행렬의 성능 추정 수치와 비교하는 경우, 각 단말의 데이터 레이트(Rate)의 총합을 기준으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전송 장치. The control unit may transfer apparatus as when compared to the performance estimation value of an existing pre-stored and the performance estimation value of the constructed new space channel matrix space channel matrix, characterized in that it is determined, based on the total of the data rate (Rate) of the respective nodes .
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