KR20080090032A - Apparatus and method for precoding mylti carrier quantization in multi input multi output system - Google Patents

Apparatus and method for precoding mylti carrier quantization in multi input multi output system Download PDF

Info

Publication number
KR20080090032A
KR20080090032A KR1020070032980A KR20070032980A KR20080090032A KR 20080090032 A KR20080090032 A KR 20080090032A KR 1020070032980 A KR1020070032980 A KR 1020070032980A KR 20070032980 A KR20070032980 A KR 20070032980A KR 20080090032 A KR20080090032 A KR 20080090032A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
terminal
preprocessor
information
base station
Prior art date
Application number
KR1020070032980A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101371140B1 (en
Inventor
이종호
이충용
황성수
박대영
김경연
정성윤
최밝음
Original Assignee
삼성전자주식회사
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 연세대학교 산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070032980A priority Critical patent/KR101371140B1/en
Publication of KR20080090032A publication Critical patent/KR20080090032A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101371140B1 publication Critical patent/KR101371140B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621Feedback content
    • H04B7/0634Antenna weights or vector/matrix coefficients
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0417Feedback systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0636Feedback format
    • H04B7/0639Using selective indices, e.g. of a codebook, e.g. pre-distortion matrix index [PMI] or for beam selection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

A system and a method for pre-processing multi-carrier quantization in a multi-input and multi-output system are provided to allocate sub-carrier power suitably for the system by checking environment of the system without additive feedbacks from the terminal. A base station(110) performs channel coding and adaptive modulation on a signal to be transmitted. The base station outputs pattern information from a specific sub-carrier group by using received feedback information. Herein, the pattern information is transmitted from a terminal to select a preprocessor or a terminal(150). The base station allocates power with respect to the adaptively modulated signal according to sub-carriers within the group by using the pattern information, and then preprocesses, modulates, and transmits the signal. A terminal performs channel estimation on the signal received from the base station. The terminal determines the preprocessor and preprocessing rates to transmit a feedback to the base station. The terminal performs modulation and demodulation on the channel-estimated signal and a received signal.

Description

다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRECODING MYLTI CARRIER QUANTIZATION IN MULTI INPUT MULTI OUTPUT SYSTEM}Apparatus and method for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system {APPARATUS AND METHOD FOR PRECODING MYLTI CARRIER QUANTIZATION IN MULTI INPUT MULTI OUTPUT SYSTEM}

도 1은 일반적인 사용자 단말기 그룹 내의 수용 능력 곡선을 도시한 도면,1 is a diagram illustrating a capacity curve in a general group of user terminals;

도 2는 일반적인 다중 안테나 시스템을 도시한 도면,2 is a diagram illustrating a general multi-antenna system;

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말기 및 네트워크 장치의 블록 구성을 도시한 도면.3 is a block diagram illustrating a user terminal and a network device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말기 및 네트워크 장치의 동작과정을 도시한 도면,4 is a view illustrating an operation process of a user terminal and a network device according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부 반송파 그룹에서 선택한 전 처리기가 달성 가능한 가장 높은 데이터 레이트와 가장 낮은 데이터 레이트 간의 비율을 도시한 누적분포함수의 연산 결과를 도시한 도면,FIG. 5 is a diagram illustrating a result of calculating a cumulative distribution function showing a ratio between a highest data rate and a lowest data rate that can be achieved by a preprocessor selected from a subcarrier group according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 각 부 반송파 그룹별로 전 처리기를 선택하였을 때, 각각의 부 반송파가 가장 큰 수용 능력을 가진 경우를 따로 모아 평균화한 결과를 도시한 도면,FIG. 6 is a diagram illustrating a result of averaging the cases where each subcarrier has the largest capacity when a preprocessor is selected for each subcarrier group according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통계적인 특성을 이용한 수용 능력 등화를 도시한 도면,7 illustrates capacity equalization using statistical characteristics according to an embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 상관도 0.4에서의 방식과 기존의 수용 능력 성능을 비교한 그래프, 및,8 is a graph comparing the performance of the method in the correlation 0.4 and the conventional capacity performance according to an embodiment of the present invention, and

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 상관도 0.8에서의 방식과 기존의 방식에서 비트 에러 레이트를 비교한 그래프.9 is a graph comparing bit error rates in a scheme of correlation 0.8 and a conventional scheme according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다중 입력 다중 출력, 즉, 다중 안테나(MIMO:Multi Input Multi Output, 이하, MIMO라고 칭한다) 시스템에 관한 것으로, 특히 다중 반송파 양자화 전처리기의 성능 향상을 위한 부 반송파 전력을 할당하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple input multiple output, i.e., a multiple antenna (MIMO) system, and more particularly, to an apparatus for allocating subcarrier power for improving performance of a multicarrier quantization preprocessor. It is about a method.

도 1은 일반적인 다중 안테나 시스템을 도시한 것이다.1 illustrates a typical multiple antenna system.

상기 도 1를 참조하면, 기존 다중 사용자 단말기 환경에서의 매트릭스 타입 양자화 전처리 시스템을 도시한다. 각 사용자 단말기(110)는 각 그룹별로 가장 선호하는 전 처리기와 데이터 레이트를 피드백하고 기지국(250)은 상기 사용자 단말기(210)로부터 받은 피드백 정보를 바탕으로 하나의 그룹 단위로 사용자 단말기와 그에 해당하는 데이터를 할당하여 서비스한다.Referring to FIG. 1, a matrix type quantization preprocessing system in an existing multi-user terminal environment is illustrated. Each user terminal 110 feeds back the most preferred preprocessor and data rate for each group, and the base station 250 based on the feedback information received from the user terminal 210, the user terminal and its corresponding in a group unit Allocate data to service.

다중 사용자 환경에서의 폐 루프 방식의 MIMO 시스템은 각 사용자 단말기에 대한 전 처리(Pre-Coding) 매트릭스에 대한 스트림 별 신호대 잡음 및 간섭(Signal to Noise plus Interference Ratio, 이하 SNIR이라고 칭한다)값을 이용하여 다중 사용자 단말기에서 다이버시티 이득(Diversity Gain)을 얻을 수 있다. The closed loop MIMO system in a multi-user environment uses signal to noise plus interference ratio (hereinafter referred to as SNIR) for each pre-coding matrix for each user terminal. Diversity gain can be obtained in a multi-user terminal.

다중 반송파 시스템에서 모든 부 반송파 별로 피드백 정보를 구성하는 것은 부하가 크기 때문에 여러 부 반송파를 하나의 그룹으로 묶고 이를 대표하는 하나의 채널상태정보(CQI:Channel Quality Information)와 전 처리 인덱스를 전송한다.In the multi-carrier system, since the feedback information for each subcarrier is a heavy load, several subcarriers are grouped into a group and a single channel quality information (CQI) and a preprocessing index are transmitted.

도 2는 일반적인 사용자 단말기 그룹 내의 수용 능력 곡선을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a capacity curve in a general group of user terminals.

상기 도 2를 참조하면, 일반적으로 가장 낮은 성능의 부 반송파에 대해 수용 능력(Capacity)이 가장 높은 전처리 벡터를 선택하는 피드백 기법은 간단한 방식으로 인해 기지국에서의 사용자 단말기에 대해 할당과 적응 변조 기법을 적용하는데 널리 사용되고 있다.Referring to FIG. 2, in general, a feedback scheme for selecting a preprocessing vector having the highest capacity for the lowest performing subcarrier uses a simple scheme of allocation and adaptive modulation scheme for a user terminal at a base station. It is widely used for application.

하지만, 아웃터지(outage)를 방지하기 위해, 선택한 전 처리기의 그룹 내에서 가장 낮은 수용 능력을 피드백함으로써 그보다 높은 수용 능력을 갖는 부 반송파들은 수용 능력 측면에서 손실이 발생한다. 이 경우, 그룹 내의 평균 수용 능력과 가장 낮은 수용 능력의 차이를 줄이는 것이 수용 능력 손실(수용 능력 loss)을 줄이는 방법이다.However, in order to prevent outage, subcarriers with higher capacity by feeding back the lowest capacity within the group of selected preprocessors suffer losses in terms of capacity. In this case, reducing the difference between the average capacity and the lowest capacity in the group is a way to reduce capacity loss.

이를 위해, 채널 환경이 좋은 부 반송파에 대해서는 작은 파워를 할당하고 채널환경이 좋지 않은 부 반송파에 대해서는 큰 파워를 할당하면 그룹 내의 수용 능력을 등화시키는 것이 가능하다.To this end, it is possible to equalize the capacity in the group by allocating a small power to a subcarrier having a good channel environment and a large power to a subcarrier having a poor channel environment.

하지만, 이 경우 매 심볼 타임마다 그룹 별로 파워 레벨을 피드백해야 하고 기지국에서는 이들에게 매 심볼 타임마다 할당해야 하는 문제점이 있다.However, in this case, there is a problem in that power levels must be fed back for each group at every symbol time, and the base station must be allocated to them every symbol time.

본 발명의 목적은 다중안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system.

본 발명의 다른 목적은 다중안테나 시스템에서 수용 능력 손실을 줄이는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing capacity loss in a multi-antenna system.

본 발명의 또 다른 목적은 추가적인 피드백 없이도 기지국에서 시스템의 수용 능력 손실을 최소화할 수 있도록 그룹 내 부 반송파의 파워를 할당하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for allocating power of an internal carrier in a group so as to minimize a loss of capacity of a system at a base station without additional feedback.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면 다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전 처리를 위한 기지국의 방법에 있어서 단말기로부터 피드백 정보를 수신하는 제 1 과정과 상기 피드백 정보를 이용하여 특정 부 반송파 그룹 중에서 전 처리기와 단말기를 선택하는 제 2 과정과 상기 단말기로 전송할 신호에 대해 채널 코딩 및 적응 변조를 수행하는 제 3 과정과 상기 그룹 내의 부 반송파 별로 통계적 전력 패턴 결정 과정 또는 긴 주기 피드백 또는 주어진 시스템 정보를 고려하여 전력을 할당하는 제 4 과정과 이후, 상기 제 3 과정부터 상기 제 4 과정까지의 과정을 상기 특정 부 반송파 그룹에서의 단말기와 단말기의 수신 안테나의 수 중 작은 값만큼 반복하는 제 5 과정과 상기 제 5 과정 후, 상기 특정 그룹에 대해 유니터리 프리코딩(Unitary Precoding) 및 밴드 매핑(Band Mapping) 과정을 수행하는 제 6 과정과 상기 전체 그룹 내부의 다른 그룹에 대해 상기 제 1 과정부터 상기 제 6과정까지의 과정을 반복하는 제 7 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, in a method of a base station for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system, a first process of receiving feedback information from a terminal and a specific subcarrier using the feedback information A second process of selecting a preprocessor and a terminal from a group, a third process of performing channel coding and adaptive modulation on a signal to be transmitted to the terminal, a statistical power pattern determination process or a long period feedback or a given system for each subcarrier in the group A fourth process of allocating power in consideration of information; and a fifth process of repeating the processes from the third process to the fourth process by a smaller value of the number of terminals and receiving antennas of the terminal in the specific subcarrier group. After the process and the fifth process, unitary fresco for the particular group And a sixth process of performing unitary precoding and band mapping processes, and a seventh process of repeating the processes from the first process to the sixth process for other groups within the entire group. It is characterized by.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면 다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 기지국에 있어서 단말기가 전송한 피드백 정보를 제공받아 출력하는 시스템 파라미터부와 전송할 신호에 대해 채널 코딩 및 적응 변조를 수행하는 적응변조부와 상기 피드백 정보를 제공받아 특정 부 반송파 그룹에서 상기 단말기로부터 전달된 전 처리기 및 단말기를 선택하는 패턴 정보를 출력하는 전력 할당 패턴 결정부와 상기 패턴 정보를 이용하여 상기 적응변조부가 출력한 신호에 대해 상기 그룹 내의 부 반송파 별로 전력을 할당하는 대역 전력 할당부와 상기 대역 전력 할당부가 출력한 신호에 대해 전 처리를 수행하는 유니터리 프리코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, in a base station for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system, channel coding and adaptation for a system parameter unit for receiving and outputting feedback information transmitted from a terminal and a signal to be transmitted An adaptive modulator that performs modulation and a power allocation pattern determiner that receives the feedback information and outputs pattern information for selecting a preprocessor and a terminal transmitted from the terminal in a specific subcarrier group and the adaptation using the pattern information And a band power allocator for allocating power for each subcarrier in the group and a unitary precoder for preprocessing the signals output by the band power allocator.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면 다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 단말기의 방법에 있어서 기지국으부터 수신한 정보에 대해 채널추정을 수행하는 과정과 상기 채널 추정을 수행한 정보에 대해 전 처리기 및 레이트를 결정하는 과정과 상기 결정 정보를 상기 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention for achieving the above object, in the method of a terminal for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system, a process of performing channel estimation on information received from a base station and performing channel estimation And determining a preprocessor and a rate for the information, and feeding back the determination information to the base station.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면 다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 단말기에 있어서 네트워크 장치로부터 수신한 신호를 채널 추정하는 채널 추정부와 상기 채널 추정부가 출력한 신호에 대해 전 처리기 및 레이트를 결정하고 상기 네트워크 장치로 피드백하는 프리코더 및 레이트 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention for achieving the above object, in a terminal for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system, a channel estimator for channel estimation of a signal received from a network device and a signal output by the channel estimator And a precoder and a rate determiner for determining a preprocessor and rate and feeding back to the network device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 5 견지에 따르면 다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 시스템에 있어서 전송할 신호에 대해 채널 코딩 및 적응 변조를 수행하고, 수신한 피드백 정보를 이용하여 특정 부 반송파 그룹에서 상기 단말기로부터 전달된 전 처리기 및 단말기를 선택하는 패턴 정보를 출력하고, 상기 패턴 정보를 이용하여 상기 적응 변조한 신호에 대해 상기 그룹 내의 부 반송파 별로 전력을 할당하고 전 처리를 수행하고 변조하여 전송하는 기지국과 상기 기지국으로부터 수신한 신호를 채널 추정하고, 전 처리기 및 레이트를 결정하여 상기 기지국으로 피드백하며, 상기 채널 추정 신호 및 및 수신 신호에 대해 복조 및 복호화를 수행하는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fifth aspect of the present invention for achieving the above object, in a system for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system, channel coding and adaptive modulation are performed on a signal to be transmitted and specific subcarriers are received using the received feedback information. Outputs pattern information for selecting a preprocessor and a terminal transmitted from the terminal in a group, allocates power to each subcarrier in the group, performs preprocessing, and modulates the adaptively modulated signal using the pattern information And a terminal for channel estimation of a transmitting base station and a signal received from the base station, determining a preprocessor and a rate, feeding back the base station, and performing demodulation and decoding on the channel estimation signal and the received signal. Shall be.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세 한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명은 다중안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 장치 및 방법에 대해 설명할 것이다. 본 발명은 시스템의 통계적인 특성을 이용하여 추가적인 피드백과 복잡도의 증가 없이 시스템의 수용 능력 손실을 최소화하도록 부 반송파의 전력을 할당한다.Hereinafter, the present invention will be described an apparatus and method for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system. The present invention uses the statistical characteristics of the system to allocate the power of subcarriers to minimize the loss of capacity of the system without further feedback and increased complexity.

일반적으로, 다중 반송파 시스템에서 모든 부 반송파 별로 피드백 정보를 구성하는 것은 부하가 크기 때문에 여러 부 반송파를 하나의 그룹으로 묶고 이를 대표하는 하나의 채널상태정보(CQI:Channel Quality Information)와 전 처리 인덱스를 전송한다.In general, in the multi-carrier system, since the feedback information for each subcarrier is a heavy load, several subcarriers are grouped into one group and one channel quality information (CQI) and a preprocessing index are represented. send.

다중 사용자 다중 부 반송파 하향 링크 MIMO 시스템에 대해 설명하면 하기와 같다.A multi-user multi-subcarrier downlink MIMO system is described as follows.

기지국은 Nt 개의 송신 안테나를 구비하고 각 사용자 단말기는 Nr 개의 수신 안테나를 구비하고, K 는 시스템 내에 존재하는 전체 사용자 단말기의 수를 나타내고, M은 부 반송파의 수를 나타낸다고 설정한다. 그리고, 기지국과 모든 사용자 단말기는 미리 약속된 공통의 유니터리(unitary) 매트릭스 코드 셋(

Figure 112007025948942-PAT00001
)을 구비하고 있다고 설정한다.The base station has N t transmit antennas and each user terminal has N r receive antennas, where K represents the total number of user terminals present in the system, and M represents the number of subcarriers. In addition, the base station and all user terminals are assigned a common unitary matrix code set (
Figure 112007025948942-PAT00001
Is set.

사용자 단말기가 전송한 채널 정보에 따라 기지국에서는 각 부 반송파에 대해 하나의 매트릭스 코드를 선택해 전처리를 수행한다. 부 반송파 별 매트릭스 코 드의 선택과 스트림 별 사용자 단말기 선택은 공동으로 수행된다.According to the channel information transmitted from the user terminal, the base station selects one matrix code for each subcarrier and performs preprocessing. Subcarrier matrix code selection and stream user terminal selection are performed jointly.

만약 매트릭스 코드(

Figure 112007025948942-PAT00002
)가 m 번째 부 반송파의 전 처리 매트릭스로 선택되고 각 스트림에 Nt 개의 사용자 단말기 그룹
Figure 112007025948942-PAT00003
이 선택되었다면, i 번째 스트림에 할당이 되는 사용자 단말기 ki 의 전처리 벡터는 P m 의 i 번째 행인
Figure 112007025948942-PAT00004
이 된다. 기지국에서 전송된 신호는 하기 <수학식 1>과 같이 표현된다.If matrix code (
Figure 112007025948942-PAT00002
) Is selected as the preprocessing matrix of the m th subcarrier and each group of N t user terminals
Figure 112007025948942-PAT00003
If is selected, the preprocessing vector of user terminal k i assigned to the i th stream is the i th row of P m .
Figure 112007025948942-PAT00004
Becomes The signal transmitted from the base station is represented by Equation 1 below.

Figure 112007025948942-PAT00005
Figure 112007025948942-PAT00005

여기서

Figure 112007025948942-PAT00006
는 선택된 사용자 단말기의 정보로 이루어진 크기 Nt x 1 의 벡터이다. here
Figure 112007025948942-PAT00006
Is a vector of size N t x 1 consisting of information of the selected user terminal.

만약, 사용자 단말기 k가 m 번째 부 반송파의 i 번째 스트림에 할당되었다면 사용자 단말기 k의 수신기에서의 SNIR는 MMSE 기법을 사용했을 때 하기 <수학식 2>와 같이 구해진다.If the user terminal k is allocated to the i th stream of the m th subcarrier, the SNIR at the receiver of the user terminal k is obtained as shown in Equation 2 below using the MMSE technique.

Figure 112007025948942-PAT00007
Figure 112007025948942-PAT00007

이 경우, 달성 가능한 데이터 레이트는 하기 <수학식 3> 과 같다.In this case, the attainable data rate is expressed by Equation 3 below.

Figure 112007025948942-PAT00008
Figure 112007025948942-PAT00008

각 사용자 단말기로부터 기지국으로 전송되는 채널 정보는 피드백 채널에서 에러와 지연은 없고, 각 사용자 단말기는 모든 부 반송파의 채널 정보를 완벽하게 알고 있다고 가정한다. 이 경우, 제한된 채널 정보만이 기지국으로 피드백될 수 있다. It is assumed that the channel information transmitted from each user terminal to the base station has no errors and delays in the feedback channel, and each user terminal fully knows the channel information of all subcarriers. In this case, only limited channel information can be fed back to the base station.

따라서, 모든 부 반송파에 대해서 각각의 채널 정보를 피드백하는 것이 아니라 일정 수의 부 반송파를 하나의 그룹으로 묶어 그룹 단위로 채널 정보를 피드백하는 시스템이 고려된다.Therefore, rather than feeding back each channel information for all subcarriers, a system is considered in which a certain number of subcarriers are grouped into one group to feed back channel information in group units.

전체 부 반송파는 G 개의 그룹으로 나눌 수 있다고 설정하면, 일반적으로 전체 부 반송파의 수(M)는 G의 배수이며 하나의 그룹에 들어가는 부 반송파의 수는

Figure 112007025948942-PAT00009
가 된다. If the total subcarriers can be divided into G groups, in general, the total number of subcarriers (M) is a multiple of G and the number of subcarriers in one group is
Figure 112007025948942-PAT00009
Becomes

고려하는 하나의 부 반송파 그룹을 g 라고 할 때, 사용자 단말기 k 는 각 매트릭스 코드 P와 그에 포함되는 모든 전처리 벡터 P(i) 에 대해서 그룹 g에서 달성할 수 있는 대표 데이터 레이트(

Figure 112007025948942-PAT00010
)를 구한다. 상기 대표 데이터 레이트는 하기 <수학식 4와> 같다.When one subcarrier group to be considered is g, the user terminal k has a representative data rate that can be achieved in group g for each matrix code P and all preprocessing vectors P (i) included therein.
Figure 112007025948942-PAT00010
) The representative data rate is shown in Equation 4 below.

Figure 112007025948942-PAT00011
Figure 112007025948942-PAT00011

여기서,

Figure 112007025948942-PAT00012
은 그룹 g에 포함되어 있는 부 반송파를 나타낸다. here,
Figure 112007025948942-PAT00012
Represents a subcarrier included in the group g.

그리고, 여기에서 각 부 반송파마다 구하는 대표 값의 수는 매트릭스 코드의 수에 Nt를 곱한 수이다. 각각의 대표 값은 그룹 g내에서 달성 가능한 가장 낮은 데이터 레이트를 가지는 부 반송파의 것으로 한다. Here, the number of representative values obtained for each subcarrier is a number obtained by multiplying the number of matrix codes by N t . Each representative value is taken as the subcarrier with the lowest data rate achievable in group g.

이후, 사용자 단말기는 기지국으로 피드백할 대표 값을 선택하게 되는데 그 과정은 하기 <수학식 5>와 같다.Then, the user terminal selects a representative value to feed back to the base station, the process is as shown in Equation 5 below.

Figure 112007025948942-PAT00013
Figure 112007025948942-PAT00013

만약, 사용자 단말기 k가 기지국에서 어느 스트림에 할당이 되었다면, 그룹 g 내의 모든 부 반송파는 피드백 보낸 데이터 레이트를 모두 만족시키므로 기지국 에서의 전처리 매트릭스 선택과 스트림 별 사용자 단말기 할당은 부 반송파 단위가 아닌 부 반송파 그룹 단위로 이루어진다.If the user terminal k is allocated to a stream at the base station, all subcarriers in the group g satisfy all of the feedback data rates, so that the selection of the preprocessing matrix at the base station and the allocation of the user terminal for each stream are not subcarriers but subcarriers. It is done in groups.

본 발명은 기지국에서 채널의 특성에 따라 부 반송파의 파워 할당 패턴을 결정하는 방식으로 동작한다. 즉, 기지국은 상위 계층을 통해 얻은 채널 정보로부터 전력 할당 패턴을 결정하는 부분과 각 부 반송파 단위로 전력을 할당하는 부분으로 구성되고 동작한다. The present invention operates in a manner in which the base station determines the power allocation pattern of the subcarrier according to the characteristics of the channel. That is, the base station is configured and operates in the part of determining the power allocation pattern from the channel information obtained through the upper layer and the part of allocating power in each subcarrier unit.

그리고, 본 발명에서 기지국은 다중 반송파 양자화 전처리 시스템의 그룹 내의 통계적인 수용 능력(Capacity) 특성을 이용하여 미리 정해진 패턴에 따라 부 반송파의 전력을 결정한다. In addition, in the present invention, the base station determines the power of the subcarrier according to a predetermined pattern using statistical capacity characteristics in the group of the multicarrier quantization preprocessing system.

다중 반송파 양자화 전처리 시스템에서 각 사용자 단말기의 각 그룹은 "maxmin" 기법을 이용하여 선호하는 전 처리기를 선택한다. 선택하는 과정은 하기 <수학식 6>과 같다.In the multi-carrier quantization preprocessing system, each group of each user terminal selects a preferred preprocessor using a "maxmin" technique. The process of selecting is shown in Equation 6 below.

Figure 112007025948942-PAT00014
Figure 112007025948942-PAT00014

여기서, Pg는 그룹 g에 대한 전 처리기의 매트릭스 코드를 나티내고, H는 채널 행렬, I는 단위 행렬을 나타낸다.Where Pg denotes the matrix code of the preprocessor for group g, H denotes the channel matrix and I denotes the unit matrix.

여기서, 기지국으로 피드백되는 정보는 선택한 매트릭스 코드와 스트림의 인덱스와 그에 해당하는 채널 정보 (

Figure 112007025948942-PAT00015
)이다. Here, the information fed back to the base station is the index of the selected matrix code and stream and the corresponding channel information (
Figure 112007025948942-PAT00015
)to be.

각 사용자 단말기가 각 부 반송파 그룹마다 가장 선호하는 전 처리기를 선택하였을 경우, 해당되는 부 반송파 그룹 내에서 피드백되는 가장 낮은 수용 능력과 가장 높은 수용 능력 간의 통계적인 특성은 채널을 여러 번 생성하면 얻을 수 있다.When each user terminal selects the most preferred preprocessor for each subcarrier group, the statistical characteristics between the lowest capacity and the highest capacity fed back within the corresponding subcarrier group can be obtained by creating multiple channels. have.

Figure 112007025948942-PAT00016
라고 할 때, 고려하는 부 반송파 그룹 g에서 선택한 전 처리기가 달성 가능한 가장 높은 데이터 레이트와 가장 낮은 데이터 레이트 간의 비율, (
Figure 112007025948942-PAT00017
)의 누적분포함수(CDF:Cummulative Density Function)는 도 5에 도시되어 있다.
Figure 112007025948942-PAT00016
Is the ratio between the highest and lowest data rates achievable by the preprocessor selected in subcarrier group g,
Figure 112007025948942-PAT00017
Cumulative Density Function (CDF) is shown in FIG. 5.

전 처리기를 선택할 때, 최대 값과 최소 값의 차이가 너무 큰 경우는 최소 값이 작을 확률이 크기 때문에 선택될 확률이 작다. 각 부 반송파 그룹별로 전 처리기를 선택하였을 때, 각각의 부 반송파가 가장 큰 수용 능력을 가진 경우를 따로 모아 평균화한 결과를 도 6에 도시하였다. When choosing a preprocessor, if the difference between the maximum and minimum values is too large, the probability of being selected is small because the minimum value is likely to be small. When the preprocessors are selected for each subcarrier group, the results obtained by averaging the cases where each subcarrier has the largest capacity are shown in FIG. 6.

부 반송파 그룹 최 외곽의 부 반송파가 가장 높은 수용 능력을 가진 경우를 살펴보면 상대적인 수용 능력 값이 상대적인 부 반송파 간의 거리가 어느 정도 이상 떨어지면 더 이상 감소하지 않는 것을 알 수 있다. Looking at the case where the subcarriers at the outermost subcarrier group have the highest capacity, it can be seen that the relative capacity value does not decrease any more when the distance between the relative subcarriers drops to some extent.

따라서, 채널 환경을 바꿔가면서 선택된 모든 전 처리기에 대해서 그룹 내 수용 능력 평균을 취하면 상기 도 6처럼 가운데가 오목한 모양의 곡선을 얻을 수 있다.Therefore, if the average capacity of the group is taken for all the selected preprocessors while changing the channel environment, a concave-shaped curve as shown in FIG. 6 can be obtained.

그러면, 도 7과 같이 기지국에서 통계적인 수용 능력 곡선의 반대 모양을 가지도록 부 반송파 파워 할당 패턴을 결정하고 그에 따라 부 반송파 파워 할당을 하면 통계적인 그룹 내의 수용 능력을 등화 시키는 것이 가능하다.Then, as shown in FIG. 7, if the subcarrier power allocation pattern is determined to have the opposite shape of the statistical capacity curve in the base station and the subcarrier power allocation is performed accordingly, it is possible to equalize the capacity in the statistical group.

부 반송파 파워 할당 패턴은 시스템의 코헤런스 대역폭(coherence bandwidth)과 신호대 잡음 비에 따라 결정될 수 있다. 상기 코헤런스 대역폭이 작을수록 그리고 상기 신호대 잡음 비가 높을수록 부 반송파 파워 할당 패턴의 기울기가 커진다. The subcarrier power allocation pattern may be determined according to the coherence bandwidth and the signal-to-noise ratio of the system. The smaller the coherence bandwidth and the higher the signal-to-noise ratio, the larger the slope of the subcarrier power allocation pattern.

이 경우, 송신 단에서 파워 패턴을 결정할 때 시스템의 통계적인 특성을 이용하는 것이므로 각 사용자 단말기가 기지국으로 추가적으로 피드백 정보를 구성할 필요는 없다. In this case, since the transmitter uses statistical characteristics of the system when determining the power pattern, it is not necessary for each user terminal to additionally configure feedback information to the base station.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 장치 및 단말기의 블록 구성을 도시한 도면이다.3 is a block diagram illustrating a network device and a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.

송신 단에서 미리 정해진 파워 할당 패턴에 따라 하나의 그룹 단위로 부 반송파 파워 할당하여 서비스한다. 여기서 필요한 시스템 정보는 통계적인 특성을 고 려한 것으로 평균 신호 대 잡음 비와 코히어런스 대역폭은 긴 주기(long term)로 피드백 받을 수 있지만, 기존의 시스템에서도 셀 크기나 환경에 따라 고려하는 채널 모델이 존재하고 고려되는 경로 수에 따른 전력 패턴을 가지고 있다면 본 발명의 기법을 사용함에 있어 추가적으로 필요한 피드백 정보는 없다. In the transmitting end, subcarrier power is allocated and serviced in one group unit according to a predetermined power allocation pattern. The system information required here is taken into account the statistical characteristics. The average signal-to-noise ratio and coherence bandwidth can be fed back in a long term. If there is a power pattern that exists and is considered according to the number of paths considered, there is no additional feedback information necessary for using the technique of the present invention.

상기 도 3을 참조하여 네트워크 장치(기지국)에 대해 설명하면, 시스템 파라미터기(312)는 단말기가 전송한 피드백 정보를 상위 계층으로부터 제공받고 전력 할당 패턴 결정기(313)로 제공한다. 상기 피드백 정보는 전 처리기의 매트릭스 코드와 스트림의 인덱스와 그에 해당하는 채널 정보

Figure 112007025948942-PAT00018
이다. Referring to FIG. 3, the network device (base station) is described. The system parameterizer 312 receives feedback information transmitted from the terminal from the upper layer and provides the power allocation pattern determiner 313. The feedback information is an index of a matrix code and a stream of a preprocessor and corresponding channel information.
Figure 112007025948942-PAT00018
to be.

상기 전력 할당 패턴 결정기(313)는 제공받은 상기 피드백 정보를 이용하여 특정 부 반송파 그룹에서 단말기로부터 전달된 전 처리기와 사용자를 선택한다. 상기 선택과정에서는 전술한 바 있는 "maxmin" 기법이 사용된다. 상기 "maxmin" 기법은 상기 <수학식 6>에 기술되어 있다. The power allocation pattern determiner 313 selects a preprocessor and a user transmitted from a terminal in a specific subcarrier group using the provided feedback information. In the selection process, the "maxmin" technique described above is used. The "maxmin" technique is described in Equation 6 above.

상기 선택된 패턴 정보는 대역 전력 할당기(314)로 제공되고, 상기 대역 전력 할당기(314)는 단말기로 전송할 신호에 대해 상기 그룹 내의 부 반송파 별로 전력을 할당한다. The selected pattern information is provided to a band power allocator 314, and the band power allocator 314 allocates power for each subcarrier in the group to a signal to be transmitted to a terminal.

상기 부 반송파 별로 전력이 할당된 신호는 유니터리 프리코더(318)로 제공되어 전 처리되고 이후, 본 발명에서는 미 도시되었지만 변조과정 등을 거친 후 안 테나를 통해 방사된다. 이외의 블록의 기능은 기존과 동일하다.The signal allocated power for each subcarrier is provided to the unitary precoder 318 and is preprocessed. After that, although not shown in the present invention, the signal is radiated through the antenna after the modulation process. The functions of the other blocks are the same as before.

상기 도 3을 참조하여 단말기에 대해 설명하면, 프리코더/레이트결정기(352)는 전 처리기 및 레이트를 결정하고 이를 상기 네트워크 장치로 피드백한다. 상기 단말기가 상기 네트워크 장치로 피드백하는 정보는 전 처리기의 매트릭스 코드와 스트림의 인덱스와 그에 해당하는 채널 정보 (

Figure 112007025948942-PAT00019
)이다. 이외의 블록의 기능은 기존과 동일하다. 3, the precoder / rate determiner 352 determines the preprocessor and rate and feeds it back to the network device. The information fed back by the terminal to the network device includes the matrix code of the preprocessor and the index of the stream and corresponding channel information (
Figure 112007025948942-PAT00019
)to be. The functions of the other blocks are the same as before.

상기 단말기 및 기지국은 본 발명에서는 미 도시되었지만, 외부로의 통신을 위한 통신 인터페이스를 제공하는 통신 모듈 및 저장장치인 메모리가 사용된다.Although the terminal and the base station are not shown in the present invention, a memory which is a communication module and a storage device that provides a communication interface for communication to the outside is used.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말기 및 네트워크 장치의 동작과정을 도시한 도면이다.4 is a flowchart illustrating an operation process of a user terminal and a network device according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 4를 참조하여 상기 네트워크 장치(기지국)에 대해 설명하면, g 번째 부 반송파 그룹에서 단말기로부터 전달된 전 처리기와 사용자(Nt 명)를 선택한다(405 단계). 상기 선택과정에서는 전술한 바 있는 "maxmin" 기법이 사용된다. 상기 "maxmin" 기법은 상기 <수학식 6>에 기술되어 있다. Referring to FIG. 4, the network device (base station) is selected, and a preprocessor and a user (Nt name) transmitted from a terminal are selected in a g-th subcarrier group (step 405). In the selection process, the "maxmin" technique described above is used. The "maxmin" technique is described in Equation 6 above.

그리고 전송할 신호에 대해 채널 코딩 및 적응 변조과정을 수행한다(410 단계). In step 410, channel coding and adaptive modulation are performed on the transmitted signal.

이후, 상기 채널 코딩 및 적응 변조 과정을 거친 신호에 대해 상기 그룹 내의 부 반송파 별로 전력을 할당한다(415 단계). 상기의 과정 중 또는 상기의 과정 전에서 상기 기지국은 상기 단말기로부터 피드백 정보를 수신한다. Thereafter, power is allocated for each subcarrier in the group with respect to the signal that has undergone the channel coding and adaptive modulation (step 415). During the above procedure or before the above procedure, the base station receives feedback information from the terminal.

그리고, 상기 전력 할당 단계에서, 도면에서는 미 도시하였지만 본 발명의 통계적 전력 패턴 결정 과정 및 긴 주기 피드백 또는 주어진 시스템 정보를 고려한 전력 패턴 결정 과정이 선행된다.In the power allocation step, although not shown in the drawing, the statistical power pattern determination process of the present invention and the power pattern determination process in consideration of a long period feedback or given system information are preceded.

이후, 상기의 과정(410 단계~415 단계)을 상기 g 번째 부 반송파 그룹에서의 사용자 Nt명과 사용자 단말기의 수신 안테나의 수(Nr) 중 작은 값만큼 반복하고(420, 425단계), 상기 g 번째 그룹에 대해 유니터리 프리코딩 및 밴드 매핑 과정을 수행한다(430 단계).Subsequently, the above steps (steps 410 to 415) are repeated by a smaller value of the number of user Nt in the g-th subcarrier group and the number of reception antennas Nr of the user terminal (steps 420 and 425), and the g-th Unitary precoding and band mapping are performed on the group (step 430).

이후, 전체 그룹(G) 내부의 다른 그룹에 대해 상기의 과정(405 단계~430 단계)을 반복하고(440 단계), 반복 과정을 종료하면 출력 신호를 변조하여 송신하고(445 단계) 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the above steps (steps 405 to 430) are repeated for the other groups within the entire group G (step 440), and when the end of the repetition process is completed, the output signal is modulated and transmitted (step 445). Terminate the algorithm accordingly.

상기 도 4를 참조하여 상기 사용자 단말기에 대해 설명하면, 상기 사용자 단말기는 상기 네트워크 장치가 전송한 정보를 본 발명에서는 미 도시하였지만 무선통신 인터페이스를 제공하는 통신모듈을 통해 수신하고(450 단계). 이에 대해 채널 추정을 수행한다(465 단계).Referring to FIG. 4, the user terminal receives information transmitted by the network device through a communication module that provides a wireless communication interface, although not shown in the present invention (step 450). In step 465, channel estimation is performed.

이후, 전술한 본 발명에 따른 전처리기 및 레이트를 결정하고 이를 상기 네트워크 장치로 피드백(460 단계)한다. 상기 사용자 단말기가 상기 네트워크 장치로 피드백하는 정보는 전 처리기의 매트릭스 코드와 스트림의 인덱스와 그에 해당하는 채널 정보 (

Figure 112007025948942-PAT00020
)이다. Thereafter, the preprocessor and rate according to the present invention described above are determined and fed back to the network device (step 460). The information fed back by the user terminal to the network device includes the matrix code of the preprocessor and the index of the stream and corresponding channel information (
Figure 112007025948942-PAT00020
)to be.

이후, 상기 추정한 데이터에 대해 복조 및 채널 디코딩과 같은 일반적인 수신과정을 수행하고 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.Then, the general reception process such as demodulation and channel decoding is performed on the estimated data and the algorithm according to the present invention is terminated.

본 발명에서의 통계적인 전력 패턴에 대한 룩업 테이블은 <표 1>을 실시 예에 해당하는 시스템 파라미터로 고려할 때 <표 2>와 같이 구할 수 있다.The lookup table for the statistical power pattern in the present invention can be obtained as shown in <Table 2> when considering <Table 1> as a system parameter corresponding to the embodiment.

Antenna configurationAntenna configuration Tx : 4, Rx : 2Tx: 4, Rx: 2 Number of sub-carriers Number of sub-carriers 6363 SNRSNR 0, 5, 10 dB0, 5, 10 dB Number of sub-carriers in one bandNumber of sub-carriers in one band 99 Number of multipathNumber of multipath 66 Codebook matrixCodebook matrix 3bits 802.16E code book3bits 802.16E code book

상기 <표 1>은 모의실험용 파라미터를 나타낸 것이다.Table 1 shows simulation parameters.

0/80/8 1/7 1/7 2/62/6 3/53/5 44 SNR 0dBSNR 0dB 0.81680.8168 0.83910.8391 0.91830.9183 1.05071.0507 1.28351.2835 SNR 5dBSNR 5dB 0.78100.7810 0.81030.8103 0.90220.9022 1.06991.0699 1.32711.3271 SNR 10dBSNR 10dB 0.75200.7520 0.78680.7868 0.89510.8951 1.08311.0831 1.35901.3590 SNR 15dBSNR 15 dB 0.73890.7389 0.77640.7764 0.89500.8950 1.08961.0896 1.36941.3694

상기 <표 2> 는 표 2. 신호대 잡음비(SNR)별 부 반송파 전력 배분을 나타낸 것이다. 여기에서, 평균전력은 1, 다중 경로(number of multipath)의 수는 6이다. Table 2 shows sub-carrier power distribution for each signal-to-noise ratio (SNR). Here, the average power is 1 and the number of multipaths is 6.

종래 기술과 본 발명의 수용 능력 성능과 비트 에러 레이트를 사용자 단말기 수와 신호 대 잡음비에 따라 비교하면 하기와 같다.The capacity performance and bit error rate of the prior art and the present invention are compared according to the number of user terminals and the signal-to-noise ratio.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 상관도 0.4에서의 방식과 기존의 수용 능력 성능을 비교한 그래프이다.8 is a graph comparing the performance of the method in the correlation 0.4 and the conventional capacity performance according to an embodiment of the present invention.

상기 도 8을 참조하면, 기존 방식과 본 발명의 방식 사이의 수용 능력 성능차이를 나타낸다. 사용자 단말기 수와 신호 대 잡음비에 상관없이 기존 방식에 비해 약 5% 정도의 이득이 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 8 above, the capacity performance difference between the existing scheme and the scheme of the present invention is shown. Regardless of the number of user terminals and the signal-to-noise ratio, it can be seen that there is a gain of about 5% over the conventional method.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 상관도 0.8에서의 방식과 기존의 방식에서 비트 에러 레이트를 비교한 그래프이다.9 is a graph comparing bit error rates in the scheme of the correlation 0.8 and the conventional scheme according to an embodiment of the present invention.

상기 도 9를 참조하면, 다중 사용자 단말기 환경에서의 기존 방식과 본 발명의 방식의 비트 에러 레이트를 나타낸 것이다. 9, the bit error rate of the conventional scheme and the scheme of the present invention in a multi-user terminal environment is shown.

신호 대 잡음비가 증가할수록 기존 방식과의 성능 차이가 더 커지는데, 신호 대 잡음비가 커질수록 파워 할당 패턴의 기울기가 더 커지고 따라서 성능 개선의 여지가 더 크기 때문이다. 또한, 다중 사용자 단말기 환경에서 기존 방식에 비해 사용자 단말기가 10개 더 있는 것과 같은 성능 향상을 얻는 것을 알 수 있다.The higher the signal-to-noise ratio, the larger the performance difference from the conventional method, because the larger the signal-to-noise ratio, the greater the slope of the power allocation pattern and thus the greater the room for performance improvement. In addition, it can be seen that in a multi-user terminal environment, performance gains such as 10 user terminals are obtained compared to the conventional methods.

전체적으로, 기존 기법에 비해 성능 향상의 효과가 있으며 기존 기법에서 추가적으로 필요한 피드백이 없고 기지국에서 파워 할당 패턴을 정하는데 필요한 복잡도 또한 크지 않다.Overall, there is an improvement in performance compared to the conventional scheme, there is no additional feedback required in the conventional scheme, and the complexity required for determining the power allocation pattern at the base station is also not great.

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

본 발명은 다중 반송파 양자화 전처리 시스템의 통계적인 수용 능력 특성을 파악하여 통계적인 그룹 내의 수용 능력을 등화 함으로써 평균적으로 보았을 때 그룹 내의 수용 능력 손실을 최소화할 수 있다. 즉, 추가적인 사용자 단말기로부터의 피드백 없이 시스템의 환경을 파악하여 다중 반송파 양자화 전처리 시스템에 적합하도록 부 반송파 파워 할당을 할 수 있다.The present invention can minimize the capacity loss in the group when viewed on average by identifying the statistical capacity characteristics of the multi-carrier quantization preprocessing system and equalizing the capacity in the statistical group. That is, the subcarrier power allocation may be performed so that the environment of the system may be grasped without additional feedback from the user terminal to be suitable for the multicarrier quantization preprocessing system.

Claims (17)

다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전 처리를 위한 기지국의 방법에 있어서,A method of a base station for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system, 단말기로부터 피드백 정보를 수신하는 제 1 과정과,A first process of receiving feedback information from a terminal, 상기 피드백 정보를 이용하여 특정 부 반송파 그룹 중에서 전 처리기와 단말기를 선택하는 제 2 과정과,A second process of selecting a preprocessor and a terminal from a specific subcarrier group by using the feedback information; 상기 단말기로 전송할 신호에 대해 채널 코딩 및 적응 변조를 수행하는 제 3 과정과,A third process of performing channel coding and adaptive modulation on a signal to be transmitted to the terminal; 상기 그룹 내의 부 반송파 별로 통계적 전력 패턴 결정 과정 또는 긴 주기 피드백 또는 주어진 시스템 정보를 고려하여 전력을 할당하는 제 4 과정과,A fourth process of allocating power in consideration of a statistical power pattern determination process or a long period feedback or given system information for each subcarrier in the group; 이후, 상기 제 3 과정부터 상기 제 4 과정까지의 과정을 상기 특정 부 반송파 그룹에서의 단말기와 단말기의 수신 안테나의 수 중 작은 값만큼 반복하는 제 5 과정과,Thereafter, a fifth process of repeating the processes from the third process to the fourth process by a smaller value of the number of terminals and receiving antennas of the terminal in the specific subcarrier group; 상기 제 5 과정 후, 상기 특정 그룹에 대해 유니터리 프리코딩(Unitary Precoding) 및 밴드 매핑(Band Mapping) 과정을 수행하는 제 6 과정과,A sixth process of performing unitary precoding and band mapping on the specific group after the fifth process; 상기 전체 그룹 내부의 다른 그룹에 대해 상기 제 1 과정부터 상기 제 6과정까지의 과정을 반복하는 제 7 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And a seventh process of repeating the processes from the first process to the sixth process for another group within the entire group. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 7 과정의 출력 신호에 대해 변조를 수행하고 안테나를 통해 전송하는 제 8 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And an eighth process of performing modulation on the output signal of the seventh process and transmitting through the antenna. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 과정은 하기 <수학식 7>을 이용하여 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.The second process is characterized by using the following equation (7).
Figure 112007025948942-PAT00021
Figure 112007025948942-PAT00021
여기서, Pg는 그룹 g에 대한 전 처리기의 매트릭스 코드를 나티내고, H는 채널 행렬, I는 단위 행렬을 나타낸다.Where Pg denotes the matrix code of the preprocessor for group g, H denotes the channel matrix and I denotes the unit matrix.
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 피드백 정보는 전 처리기의 매트릭스 코드와 스트림의 인덱스와 그에 해당하는 채널 정보인 대표 데이터 레이트 (
Figure 112007025948942-PAT00022
)인 것을 특징으로 하는 방법.
The feedback information is a representative data rate, which is an index of a matrix code and a stream of a preprocessor and corresponding channel information.
Figure 112007025948942-PAT00022
).
다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 기지국에 있어서A base station for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system 단말기가 전송한 피드백 정보를 제공받아 출력하는 시스템 파라미터부와,A system parameter unit for receiving and outputting feedback information transmitted by the terminal; 전송할 신호에 대해 채널 코딩 및 적응 변조를 수행하는 적응변조부와,An adaptive modulator for performing channel coding and adaptive modulation on a signal to be transmitted; 상기 피드백 정보를 제공받아 특정 부 반송파 그룹에서 상기 단말기로부터 전달된 전 처리기 및 단말기를 선택하는 패턴 정보를 출력하는 전력 할당 패턴 결정부와,A power allocation pattern determination unit receiving the feedback information and outputting pattern information for selecting a preprocessor and a terminal transmitted from the terminal in a specific subcarrier group; 상기 패턴 정보를 이용하여 상기 적응변조부가 출력한 신호에 대해 상기 그룹 내의 부 반송파 별로 전력을 할당하는 대역 전력 할당부와,A band power allocator for allocating power for each subcarrier in the group to the signal output by the adaptive modulator using the pattern information; 상기 대역 전력 할당부가 출력한 신호에 대해 전 처리를 수행하는 유니터리 프리코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.And a unitary precoder for performing preprocessing on the signal output by the band power allocator. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 유니터리 프리코더가 출력한 신호를 변조하여 안테나를 통해 출력하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국The base station further comprises a communication unit for modulating the signal output by the unitary precoder output through the antenna 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 피드백 정보는 전 처리기의 매트릭스 코드와 스트림의 인덱스와 그에 해당하는 채널 정보그룹 g에서 달성할 수 있는 대표 데이터 레이트 (
Figure 112007025948942-PAT00023
)인 것을 특징으로 하는 기지국.
The feedback information is the index of the matrix code and stream of the preprocessor and the representative data rate that can be achieved in the corresponding channel information group g.
Figure 112007025948942-PAT00023
The base station characterized in that).
제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 전력 할당 패턴 결정부는 하기 <수학식 8>을 이용하여 전 처리기와 단말기를 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국.The base station, characterized in that the power allocation pattern determination unit selects the preprocessor and the terminal by using Equation (8).
Figure 112007025948942-PAT00024
Figure 112007025948942-PAT00024
여기서, Pg는 그룹 g에 대한 전 처리기의 매트릭스 코드를 나티내고, H는 채 널 행렬, I는 단위 행렬을 나타낸다.Where Pg represents the matrix code of the preprocessor for group g, H is the channel matrix, and I is the identity matrix.
다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 단말기의 방법에 있어서,A method of a terminal for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system, 기지국으부터 수신한 정보에 대해 채널추정을 수행하는 과정과Performing channel estimation on the information received from the base station; 상기 채널 추정을 수행한 정보에 대해 전 처리기 및 레이트를 결정하는 과정과,Determining a preprocessor and a rate for the information on which the channel estimation is performed; 상기 결정 정보를 상기 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And feeding back the decision information to the base station. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 채널 추정을 수행한 정보에 복조 및 채널 디코딩을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. And demodulating and channel decoding the information on which the channel estimation has been performed. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 네트워크 장치로 피드백하는 정보는 전 처리기의 매트릭스 코드와 스트림의 인덱스와 그에 해당하는 채널 정보그룹 g에서 달성할 수 있는 대표 데이터 레 이트 (
Figure 112007025948942-PAT00025
)인 것을 특징으로 하는 방법.
The information fed back to the network device is the index of the matrix code and stream of the preprocessor and the representative data rate that can be achieved in the corresponding channel information group g (
Figure 112007025948942-PAT00025
).
다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 단말기에 있어서,A terminal for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system, 네트워크 장치로부터 수신한 신호를 채널 추정하는 채널 추정부와,A channel estimator for channel estimating a signal received from the network device; 상기 채널 추정부가 출력한 신호에 대해 전 처리기 및 레이트를 결정하고 상기 네트워크 장치로 피드백하는 프리코더 및 레이트 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.And a precoder and a rate determiner for determining a preprocessor and a rate for the signal output by the channel estimator and feeding back the network apparatus. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 채널 추정부가 출력한 신호 및 수신 신호를 제공받아 복조 및 복호화를 수행하는 복조 및 복호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.And a demodulation and decoding unit configured to receive a signal outputted from the channel estimator and a received signal to perform demodulation and decoding. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 피드백 정보는 전 처리기의 매트릭스 코드와 스트림의 인덱스와 그에 해당하는 채널 정보그룹 g에서 달성할 수 있는 대표 데이터 레이트 (
Figure 112007025948942-PAT00026
)인 것을 특징으로 하는 단말기.
The feedback information is the index of the matrix code and stream of the preprocessor and the representative data rate that can be achieved in the corresponding channel information group g.
Figure 112007025948942-PAT00026
Terminal).
다중 안테나 시스템에서 다중 반송파 양자화 전처리를 위한 시스템에 있어서,A system for multicarrier quantization preprocessing in a multi-antenna system, 전송할 신호에 대해 채널 코딩 및 적응 변조를 수행하고, 수신한 피드백 정보를 이용하여 특정 부 반송파 그룹에서 상기 단말기로부터 전달된 전 처리기 및 단말기를 선택하는 패턴 정보를 출력하고, 상기 패턴 정보를 이용하여 상기 적응 변조한 신호에 대해 상기 그룹 내의 부 반송파 별로 전력을 할당하고, 전 처리를 수행하고 변조하여 전송하는 기지국과,Perform channel coding and adaptive modulation on a signal to be transmitted, and output pattern information for selecting a preprocessor and a terminal transmitted from the terminal in a specific subcarrier group by using the received feedback information, and use the pattern information to output the pattern information. A base station for allocating power for each subcarrier in the group, performing preprocessing, modulating and transmitting the adaptively modulated signal; 상기 기지국으로부터 수신한 신호를 채널 추정하고, 전 처리기 및 레이트를 결정하여 상기 기지국으로 피드백하며, 상기 채널 추정 신호 및 및 수신 신호에 대해 복조 및 복호화를 수행하는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.And a terminal for channel estimation of the signal received from the base station, determining a preprocessor and a rate, feeding back to the base station, and performing demodulation and decoding on the channel estimation signal and the received signal. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 피드백 정보는 전 처리기의 매트릭스 코드와 스트림의 인덱스와 그에 해당하는 채널 정보그룹 g에서 달성할 수 있는 대표 데이터 레이트 (
Figure 112007025948942-PAT00027
)인 것을 특징으로 하는 시스템.
The feedback information is the index of the matrix code and stream of the preprocessor and the representative data rate that can be achieved in the corresponding channel information group g.
Figure 112007025948942-PAT00027
System).
제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 기지국은 하기 <수학식 9>을 이용하여 전 처리기와 단말기를 선택하는 것을 특징으로 하는 시스템.The base station selects a preprocessor and a terminal by using Equation (9).
Figure 112007025948942-PAT00028
Figure 112007025948942-PAT00028
여기서, Pg는 그룹 g에 대한 전 처리기의 매트릭스 코드를 나티내고, H는 채널 행렬, I는 단위 행렬을 나타낸다.Where Pg denotes the matrix code of the preprocessor for group g, H denotes the channel matrix and I denotes the unit matrix.
KR1020070032980A 2007-04-03 2007-04-03 Apparatus and method for precoding mylti carrier quantization in multi input multi output system KR101371140B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070032980A KR101371140B1 (en) 2007-04-03 2007-04-03 Apparatus and method for precoding mylti carrier quantization in multi input multi output system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070032980A KR101371140B1 (en) 2007-04-03 2007-04-03 Apparatus and method for precoding mylti carrier quantization in multi input multi output system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080090032A true KR20080090032A (en) 2008-10-08
KR101371140B1 KR101371140B1 (en) 2014-03-07

Family

ID=40151429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070032980A KR101371140B1 (en) 2007-04-03 2007-04-03 Apparatus and method for precoding mylti carrier quantization in multi input multi output system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101371140B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060038812A (en) 2004-11-01 2006-05-04 엘지전자 주식회사 Method for transmitting precoding matrix and transmitting signal using the precoding matrix
KR100782925B1 (en) * 2004-12-15 2007-12-07 삼성전자주식회사 Multiple Antenna Telecommunication System

Also Published As

Publication number Publication date
KR101371140B1 (en) 2014-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100640514B1 (en) Apparatus and method for transmitting of data stream in a wireless communication system using multiple antenna
JP4485803B2 (en) Multiple input, multiple output (MIMO) system with multiple transmission modes
KR101084831B1 (en) Method and apparatus in a mimo based communication system
JP4105133B2 (en) Scheduling method and apparatus for multiple users in a mobile communication system using multiple transmit / receive antennas
US8213530B2 (en) Method of transmitting using phase shift-based precoding and an apparatus for implementing the same in a wireless communication system
KR100922958B1 (en) Apparatus and method for user assigning in a mimo wireless system serving multi-user diversity
KR101584689B1 (en) Apparatus and method for interference cancellation of multi user in multi-antenna system
WO2008113210A1 (en) Channel quality estimation in a multiple user multiple input multiple output wireless system
US8428008B2 (en) Implicit channel sounding for closed-loop transmission in MIMO-OFDM wireless networks
KR20090016386A (en) Method for transmitting feedback data in multiple antenna system
KR100713336B1 (en) Method for decisionalling detection order in a mobile communication system
KR20080074004A (en) Virtual antenna based multiplexing method using feedback information and mobile terminal supporting the same
WO2010082884A1 (en) Methods and arrangements for feeding back channel state information
Serbetli et al. MMSE transmitter design for correlated MIMO systems with imperfect channel estimates: Power allocation trade-offs
KR20090101663A (en) A method for transmitting channel information in a multiful antenna system
KR20090016374A (en) Method for transmitting control signal in multiple antenna system and method for transmitting channel information in the same
US20110085504A1 (en) Adaptive beam-forming and space-frequency block coding transmission scheme for mimo-ofdma systems
KR101379208B1 (en) Apparatus and method for scheduling in mimo system
KR20070119178A (en) Method and system control of feedback in mu-mimo
KR101371140B1 (en) Apparatus and method for precoding mylti carrier quantization in multi input multi output system
KR20090079480A (en) Apparatus and method for cqi estimation in mu-mimo system
KR101518991B1 (en) Apparatus and method for regularized coordinated beamforming in multiple antenna
Hu et al. An adaptive energy consumption optimization for massive MIMO systems with imperfect CSI
Codreanu et al. Adaptive MIMO-OFDM systems with channel state information at TX side
Yi et al. Power allocation and modulation in MIMO system with channel mean feedback

Legal Events

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

Payment date: 20170125

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee