KR20090073910A - Apparatus and method for pairing terminals in ul mimo system - Google Patents

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이진준
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포스데이타 주식회사
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Abstract

An apparatus and a method for pairing terminals in up-link MIMO(MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT) system are provided to increase the service quality by paring terminals with low channel correlation by using orthogonal value and unique ratio. A terminal searcher(210) searches terminals capable of C-MIMO in a system environment in which the SISO(Single Input Single Output) and MIMO are mixed. A terminal information gathering unit(220) obtains the information about the terminals which are applicable for C-MIMO. A terminal sorter(230) sorts terminals by using combination of parameter or parameter. The channel correlation calculation unit(240) calculates the channel correlation of terminals by using orthogonal value and unique ratio among terminals.

Description

UL MIMO 시스템에서 단말을 페어링하는 장치 및 방법{Apparatus and Method for pairing terminals in UL MIMO System}Apparatus and Method for pairing terminals in UL MIMO System}

본 발명은 UL MIMO 시스템에서 단말들을 페어링(pairing)하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IEEE 802.16d/e, Wibro, WiMAX 등의 표준 규격을 따르며 OFDM/OFDMA 방식을 지원하는 MIMO 무선통신 시스템에서 상향링크(UL; Up Link) 버스트(burst) 전송시 직교성(orthogonal), 고유비(eigen ratio) 등을 이용하여 채널 상관도가 낮은 단말들을 효율적으로 페어링하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and method for pairing (pairing) terminals in a UL MIMO system, and more particularly, MIMO wireless communication that supports OFDM / OFDMA schemes following IEEE 802.16d / e, Wibro, WiMAX, etc. An apparatus and method for efficiently pairing terminals having low channel correlation using orthogonality, eigen ratio, and the like during uplink (UL) burst transmission in a system.

최근 대용량의 데이터를 무선채널을 이용하여 고속으로 전송해야 하는 필요성이 급격히 증대되면서, 이동 환경에서 휴대인터넷 서비스를 지원하기 위한 무선/고속 데이터 전송 시스템이 활발하게 연구되고 있으며, 이러한 이동 환경에서 고속 휴대인터넷 서비스를 지원하기 위해서 다중입출력(MIMO; Multiple Input Multiple Output) 시스템이 대두되고 있다.Recently, as the necessity of transmitting a large amount of data at high speed using a wireless channel is rapidly increasing, a wireless / high-speed data transmission system for supporting mobile Internet service in a mobile environment is being actively researched. Multiple input multiple output (MIMO) systems are emerging to support Internet services.

도 1은 일반적인 SISO 시스템과 MIMO 시스템의 개요를 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating an outline of a general SISO system and a MIMO system.

도 1a에 도시된 바와 같이, SISO(Single Input Single Output) 시스템은 송 신측과 수신측에서 각각 1개의 안테나(TxAnt, RxAnt)를 사용하는 기술로서, 예컨대 하나의 안테나(TxAnt)를 구비한 단말과 하나의 안테나(RxAnt)를 구비한 기지국 사이에 형성된 하나의 채널(H)을 통해 신호를 송수신한다.As shown in FIG. 1A, a single input single output (SISO) system uses a single antenna (TxAnt, RxAnt) on a transmitting side and a receiving side, for example, and includes a terminal having one antenna (TxAnt). A signal is transmitted and received through one channel H formed between a base station having one antenna RxAnt.

MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템은 단말과 기지국의 안테나를 복수개로 늘려 데이터를 여러 경로로 전송하는 기술로서, 송신측에서는 시공간 다이버시티 및 공간 다중화를 통해 전송 효율성을 높일 수 있으며, 수신측에서는 각각의 경로로 수신된 신호를 검출해 간섭을 줄일 수 있다. 예컨대, 도 1b는 그 중 2개의 안테나(TxAnt0, TxAnt1)를 구비한 단말과 2개의 안테나(RxAnt0, RxAnt1)를 구비한 기지국으로 구성된 2×2 MIMO 시스템을 예시한 것으로, 도시된 바와 같이, 단말의 제1 및 제2 안테나(TxAnt0, TxAnt1)와 기지국의 제1 및 제2 안테나(RxAnt0, RxAnt1) 사이에는 4개의 채널, 즉 제1 채널(H00), 제2 채널(H01), 제3 채널(H10) 및 제4 채널(H11)이 형성된다.MIMO (Multiple Input Multiple Output) system is a technology that transmits data through multiple paths by increasing the number of antennas of a terminal and a base station, and can improve transmission efficiency through space-time diversity and spatial multiplexing on the transmitting side, and each path on the receiving side. The interference can be reduced by detecting the received signal. For example, FIG. 1B illustrates a 2x2 MIMO system including a base station having two antennas TxAnt0 and TxAnt1 and a base station having two antennas RxAnt0 and RxAnt1. Four channels, that is, the first channel H00, the second channel H01, and the third channel between the first and second antennas TxAnt0 and TxAnt1 of the base station and the first and second antennas RxAnt0 and RxAnt1 of the base station. H10 and a fourth channel H11 are formed.

이러한 MIMO 시스템은 복수의 송수신 안테나를 포함함으로써 보다 높은 데이터 전송률을 가지므로, 송수신 기간에 무선 링크의 용량이 SISO 시스템에 비하여 향상된다는 점에서 유리하다. 즉, 다중 경로가 풍부한 환경에서는 다수의 직교(orthogonal) 채널들이 송수신기 사이에 형성될 수 있어, 단일 사용자에 대한 데이터가 동시에 동일한 대역폭을 사용하여 직교 채널들을 통하여 병렬적으로 공중을 통해 송신될 수 있으므로, SISO 시스템보다 높은 스펙트럼 효율이 달성된다.Such a MIMO system has a higher data rate by including a plurality of transmit and receive antennas, which is advantageous in that the capacity of the radio link is improved in comparison with the SISO system in the transmit and receive period. That is, in a multipath rich environment, multiple orthogonal channels can be formed between the transceivers, so that data for a single user can be transmitted over the air in parallel over orthogonal channels using the same bandwidth at the same time. As a result, higher spectral efficiency than the SISO system is achieved.

그러나, 상술한 바와 같이 2×2 MIMO 시스템의 상향링크에서는 각 단말에 두 개의 안테나가 있어야 하므로, 단말의 전력 손실이 크고 하드웨어의 복잡도가 증가 하는 등의 어려움이 있다. 따라서, 보다 간단한 하드웨어 구조 및 하나의 안테나를 가진 단말기를 이용하여 종래의 MIMO와 같이 전송률을 높이기 위한 컬레버레이티브 MIMO(Collaborative MIMO; 이하 'C-MIMO'라 함)가 연구되고 있으며, 이러한 C-MIMO를 수행하는데 있어 보다 효율적인 방안들이 요구되고 있다.However, in the uplink of the 2 × 2 MIMO system, as described above, two antennas must be present in each terminal, thereby increasing the power loss of the terminal and increasing the complexity of hardware. Therefore, a collaborative MIMO (hereinafter referred to as "C-MIMO") for increasing the transmission rate as a conventional MIMO using a terminal having a simpler hardware structure and one antenna has been studied. More efficient measures are needed to perform MIMO.

본 발명은 전술한 바와 같은 요구들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 C-MIMO를 수행할 때 복수개의 단말들을 효율적으로 페어링하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the above-described needs, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for efficiently pairing a plurality of terminals when performing C-MIMO.

본 발명의 다른 목적은 직교성(orthogonal), 고유비(eigen ratio) 등을 이용하여 채널 상관도가 낮은 단말들을 페어링함으로써 서비스 품질을 높일 수 있는 UL MIMO 시스템에서의 단말 페어링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for terminal pairing in a UL MIMO system that can improve service quality by pairing terminals having low channel correlation using orthogonal, eigen ratio, and the like. .

본 발명의 또 다른 목적은 전력세기에 따라 단말들을 정렬(sorting)하고, 정렬된 순서에 따라 채널 상관도로를 계산하여 단말들을 페어링하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for sorting terminals according to power strengths, and calculating the channel correlation according to the sorted order to pair the terminals.

본 발명의 또 다른 목적은 채널 상관도가 낮은 단말 쌍에 대하여 더 많은 자원(resource)을 할당함으로써 전체 처리량(throughput)을 향상시킬 수 있는 UL MIMO 시스템에서의 단말 페어링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for terminal pairing in a UL MIMO system that can improve overall throughput by allocating more resources to a terminal pair having low channel correlation.

상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 UL MIMO 시스템에서 단말을 페어링하는 장치는, C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말 쌍의 조합에 대하여 채널 상관도를 계산하는 채널 상관도 계산부; 및 상기 채널 상관도가 가장 낮은 단말 쌍의 순서로 페어링하는 단말 페어링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.For the above purposes, an apparatus for pairing terminals in a UL MIMO system of one embodiment of the present invention includes a channel correlation calculator for calculating a channel correlation for a combination of C-MIMO (Collaborative MIMO) capable terminal pairs; And a terminal pairing unit for pairing in the order of the terminal pair having the lowest channel correlation.

그리고, 본 발명의 다른 형태에 따른 UL MIMO 시스템에서 단말을 페어링하는 장치는, C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말들을 소정의 파라미터를 기준으로 정렬하는 단말 정렬부; 및 상기 정렬된 순서에 기초하여 단말들을 페어링하는 단말 페어링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, an apparatus for pairing terminals in a UL MIMO system according to another aspect of the present invention includes: a terminal alignment unit for arranging Collaborative MIMO (C-MIMO) capable terminals based on a predetermined parameter; And a terminal pairing unit configured to pair the terminals based on the sorted order.

한편, 본 발명의 일 형태에 따른 UL MIMO 시스템에서 단말을 페어링하는 방법은, a) C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말 쌍의 조합에 대하여 채널 상관도를 계산하는 단계; 및 b) 상기 채널 상관도가 가장 낮은 단말 쌍의 순서로 페어링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the UL MIMO system of one embodiment of the present invention, a method for pairing a terminal includes: a) calculating a channel correlation for a combination of C-MIMO (Collaborative MIMO) capable terminal pairs; And b) pairing in the order of the terminal pair having the lowest channel correlation.

그리고, 본 발명의 다른 형태에 따른 UL MIMO 시스템에서 단말을 페어링하는 방법은, a) C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말들을 소정의 파라미터를 기준으로 정렬하는 단계; 및 b) 상기 정렬된 순서에 기초하여 단말들을 페어링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a method of pairing terminals in a UL MIMO system according to another aspect of the present invention may include: a) arranging C-MIMO (Collaborative MIMO) capable terminals based on a predetermined parameter; And b) pairing the terminals based on the sorted order.

또한, 본 발명의 다른 형태에 따른 UL MIMO 시스템에서 단말을 페어링하는 방법은, a) C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말들을 소정의 파라미터를 기준으로 정렬하는 단계; b) 상기 정렬된 단말들 중 가장 선순위 단말과 나머지 단말들에 대한 채널 상관도를 각각 계산하는 단계; 및 c) 상기 채널 상관도가 가장 낮은 단말 쌍을 우선적으로 페어링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a method of pairing UEs in a UL MIMO system according to another aspect of the present invention includes: a) arranging Collaborative MIMO (C-MIMO) capable terminals based on a predetermined parameter; b) calculating channel correlations for the highest priority terminal and the remaining terminals among the aligned terminals, respectively; And c) preferentially pairing the terminal pair having the lowest channel correlation.

이에 따라, 본 발명은 직교성(orthogonal), 고유비(eigen ratio) 등을 이용하여 채널 상관도가 낮은 단말들을 페어링함으로써 서비스 품질을 높일 수 있는 효과를 가진다.Accordingly, the present invention has an effect of increasing the quality of service by pairing terminals having low channel correlation using orthogonal, eigen ratio, and the like.

또한, 본 발명은 UL MIMO 시스템에서 채널 상관도에 기초하여 페어링된 단말들에 대해 효율적으로 자원을 할당함으로써, 한정된 자원을 최대로 활용하여 시스템 성능을 높일 수 있는 효과를 가진다.In addition, the present invention has the effect of efficiently allocating resources to paired terminals on the basis of channel correlation in UL MIMO system to maximize system resources by utilizing limited resources.

이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments. For reference, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted in the following description.

도 2는 UL(Up Link) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 나타낸 것으로, 특히 2개의 단말(Mobile Station/Portable Subscriber Station)과 1개의 기지국(Base Station/Radio Access Station)으로 구성된 2×2 C-MIMO(Collaborative MIMO) 시스템을 예시한 것이다.FIG. 2 illustrates an UL (Multilink Multiple Output Multiple Output) system, in particular 2 × 2 C consisting of two mobile stations (Mobile Station / Portable Subscriber Station) and one base station (Base Station / Radio Access Station). -Collaborative MIMO system is illustrated.

이를 간단히 설명하면, 제1 단말은 제1 송신 안테나(TxAnt0)를 통해, 그리고 제2 단말은 제2 송신 안테나(TxAnt1)를 통해 각각 상이한 파일럿 패턴으로 송신을 수행한다. 참고로, 도 3은 2×2 C-MIMO 시스템의 UL PUSC 모드에 대하여 제1 송신 안테나(TxAnt0)와 제2 송신 안테나(TxAnt1)가 각각 송신하는 파일럿 패턴을 예시한 것이다. 그러면, 제1 단말에서 전송된 제1 채널(H00) 및 제3 채널(H10)의 신호와 제2 단말에서 전송된 제2 채널(H01) 및 제4 채널(H11)의 신호는 서로 다른 파일럿 패턴으로 동일한 부반송파를 통해 공간적(spatial) 멀티플렉싱(multiplexing)되어 전송되고, 제1 및 제2 수신 안테나(RxAnt0, RxAnt1)를 구비하는 기지국은 각각 제1 단말과 제2 단말에서 송신된 신호들을 모두 수신한다.In brief, the first terminal transmits through a different pilot pattern through the first transmission antenna TxAnt0 and the second terminal through the second transmission antenna TxAnt1. For reference, FIG. 3 illustrates pilot patterns transmitted by the first transmit antenna TxAnt0 and the second transmit antenna TxAnt1 in the UL PUSC mode of the 2 × 2 C-MIMO system, respectively. Then, the signals of the first channel H00 and the third channel H10 transmitted from the first terminal and the signals of the second channel H01 and the fourth channel H11 transmitted from the second terminal are different from each other. As a result, a base station having spatial multiplexing and transmission through the same subcarrier and having first and second receiving antennas RxAnt0 and RxAnt1 receives both signals transmitted from the first terminal and the second terminal, respectively. .

이와 관련하여, 도 4에는 MIMO가 아닌 경우(도 4a)와 C-MIMO인 경우(도 4b)에 대하여 자원 할당 방식의 예가 도시되어 있는데, 도 4를 참조하면 C-MIMO인 경우 동일한 서브채널을 이용하여 복수개의 버스트(도 4b의 UL Burst #1 and UL Burst #2)를 전송함으로써 한정된 자원으로 더 많은 데이터를 전송할 수 있음을 알 수 있다.In this regard, FIG. 4 illustrates an example of a resource allocation scheme for the case of non-MIMO (FIG. 4A) and the case of C-MIMO (FIG. 4B). Referring to FIG. 4, the same subchannel is used for C-MIMO. It can be seen that by transmitting a plurality of bursts (UL Burst # 1 and UL Burst # 2 of FIG. 4B), more data can be transmitted with limited resources.

도 5는 본 발명에 따른 단말 페어링 장치가 적용될 수 있는 기지국의 구성을 예시한 것이다.5 illustrates a configuration of a base station to which a terminal pairing device according to the present invention can be applied.

도 5에 도시한 바와 같이, 기지국은 인터페이스(110), 대역신호 처리부(120), 송신부(130), 수신부(160), 스케줄러(150), 안테나(140) 등을 포함한다. 예시된 기지국은 TDD를 지원하며, 또한 2개의 안테나를 구비하여 각각의 송신경로 및 수신경로를 통해 신호를 송수신 함으로써 2×2 MIMO를 지원한다.As shown in FIG. 5, the base station includes an interface 110, a band signal processor 120, a transmitter 130, a receiver 160, a scheduler 150, an antenna 140, and the like. The illustrated base station supports TDD, and also includes 2 antennas to support 2x2 MIMO by transmitting and receiving signals through respective transmission paths and reception paths.

수신경로에서, 수신부(160)는 안테나(140)를 통하여 단말들이 전송하는 하나 이상의 무선 신호들을 수신하여 기저대역 신호로 변환한다. 예컨대, 수신부(160)는 기지국의 데이터 수신을 위하여 상술한 신호로부터 잡음을 제거하고 증폭하며, 이 증폭된 신호를 기저대역 신호로 다운 컨버팅하고, 다운 컨버팅된 이 기저대역 신호를 디지털화한다. 대역신호 처리부(120)는 디지털화된 신호에서 정보 또는 데이터 비트를 추출하여 복조, 디코딩, 및 에러정정 과정들을 수행한다. 이렇게 수신된 정보는 인터페이스(110)를 경유하여 인접 유/무선 네트워크로 전달되거나 기지국에 의하여 서비스되는 다른 단말들로 송신된다.In the reception path, the receiver 160 receives one or more radio signals transmitted by the terminals through the antenna 140 and converts the signal into a baseband signal. For example, the receiver 160 removes and amplifies the noise from the above-described signal for data reception of the base station, down-converts the amplified signal to a baseband signal, and digitizes the down-converted baseband signal. The band signal processor 120 extracts information or data bits from the digitized signal to perform demodulation, decoding, and error correction processes. The received information is transmitted to the adjacent wired / wireless network via the interface 110 or transmitted to other terminals serviced by the base station.

송신경로에서, 인터페이스(110)는 제어국 또는 무선 네트워크로부터 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 수신하고, 대역신호 처리부(120)는 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 부호화한 후 송신부(130)로 전송한다. 송신부(130)는 상기 부호화된 음성, 데이터 또는 제어 정보를 원하는 송신 주파수 또는 주파수들을 갖는 반송파 신호로 변조하고, 이 변조된 반송파 신호를 송신에 적합한 레벨로 증폭하여 안테나(140)를 통해 공중으로 전파한다.In the transmission path, the interface 110 receives voice, data, or control information from a control station or a wireless network, and the band signal processor 120 encodes the voice, data, or control information and transmits the same to the transmitter 130. do. The transmitter 130 modulates the encoded voice, data, or control information into a carrier signal having a desired transmission frequency or frequencies, amplifies the modulated carrier signal to a level suitable for transmission, and propagates to the air through the antenna 140. do.

한편, 스케줄러(150)는 단말과의 송수신을 위해 심볼과 서브채널로 형성되는 프레임(frame)에 DL_MAP, UL_MAP, 상향링크 버스트, 하향링크 버스트 등을 할당함으로써 스케줄링을 한다. 이 때, C-MIMO를 적용하게 되면, C-MIMO가 가능한 단말들을 페어링(pairing)한다. 그러므로, 본 발명에 따른 단말 페어링 장치는 스케줄러 그 자체 또는 일부로 구현되거나 또는 별도의 장치로 구현될 수 있다.Meanwhile, the scheduler 150 performs scheduling by allocating DL_MAP, UL_MAP, uplink burst, downlink burst, and the like to a frame formed of a symbol and a subchannel for transmission and reception with a terminal. At this time, when the C-MIMO is applied, the C-MIMO capable terminals are paired. Therefore, the terminal pairing device according to the present invention may be implemented as a scheduler itself or as a part or as a separate device.

도 6은 본 발명과 관련하여 기지국과 단말이 UL MIMO를 수행하는 과정을 예시한 것이다.6 illustrates a process of performing a UL MIMO by a base station and a terminal in accordance with the present invention.

이를 간단히 설명하면, 단말은 각각 SBC-REQ(SS Basic Capability Request) 메시지를 통해 자신의 능력(Capability)을 기지국에 통보하고, 기지국은 이를 고려하여 단말들과 기지국 사이의 기본 능력을 결정한 후 SBC-RSP(SS Basic Capability Response) 메시지를 통해 응답한다(S610). 이어, 단말은 REG-REQ(Registration Request) 메시지를 기지국으로 전송하고, 기지국은 REG-RSP 메시지로 응답함으로써, 등록이 수행된다(S620). 그리고, 기지국은 단말들과 데이터 송수신을 위하여 스케줄링을 수행한다(S630). 이때, 스케줄러는 C-MIMO가 가능한 단말들을 선별하여 페어링하고, 상향링크 프레임에 페어링된 단말 쌍의 버스트 영역을 지정함으로써 자원을 할당한다. 자원을 할당하여 UL_MAP이 작성되면, 기지국은 하향링크 프레임에 UL_MAP을 포함시켜 단말로 전송하고(S640), 단말은 이를 디코딩한 후(S650), 지정된 상향링크 버스트에 데이터를 실어 기지국으로 전송한다(S660). 여기서, 페어링된 단말 쌍은 동일한 버스트에 서로 다른 파일럿 패턴으로 데이터를 전송하게 된다.In brief, the UE informs the base station of its capability through the SS Basic Capability Request (SBC-REQ) message, and the base station determines the basic capability between the terminals and the base station in consideration of the SBC-REQ message. The response is made through an SS Basic Capability Response (RSP) message (S610). Subsequently, the terminal transmits a REG-REQ (Registration Request) message to the base station, and the base station responds with a REG-RSP message, thereby performing registration (S620). In addition, the base station performs scheduling for data transmission and reception with the terminals (S630). At this time, the scheduler selects and pairs C-MIMO capable terminals and allocates resources by designating a burst area of the paired terminals in an uplink frame. When the UL_MAP is created by allocating the resources, the base station includes the UL_MAP in the downlink frame and transmits the UL_MAP to the terminal (S640). After decoding the terminal (S650), the base station transmits data to the base station in a designated uplink burst (S650). S660). Here, the paired terminal pairs transmit data in different pilot patterns in the same burst.

이하에서는, 도 7 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 UL MIMO 시스템에서 단말을 페어링하는 장치 및 방법을 설명한다. 설명의 편의를 위하여, 본 실시예는 OFDM/OFDMA 기반의 2×2 C-MIMO 시스템을 예로 하였으며, 각 단말은 C-MIMO가 가능한 것으로 가정한다.Hereinafter, an apparatus and method for pairing a terminal in a UL MIMO system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 8. For convenience of description, this embodiment assumes an OFDM / OFDMA based 2x2 C-MIMO system as an example, and assumes that each terminal is capable of C-MIMO.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 페어링 장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단말 페어링 장치(200)는 단말 탐색부(210), 단말정보 수집부(220), 단말 정렬부(230), 채널 상관도 계산부(240), 단말 페어링부(250) 등을 포함한다. 7 is a block diagram of a terminal pairing device according to an embodiment of the present invention. As shown, the terminal pairing apparatus 200 according to the present invention is the terminal search unit 210, the terminal information collection unit 220, the terminal alignment unit 230, the channel correlation calculator 240, the terminal pairing unit 250 and the like.

단말 탐색부(210)는, 단말들로부터 제공되는 물리적 파라미터(Physical Parameters) 정보, 대역 할당(Bandwidth Allocation) 정보 등의 기본 능력(basic capacity)을 참조하여 SISO와 MIMO가 혼재된 시스템 환경에서 C-MIMO가 가능한 단말들을 탐색한다.The terminal search unit 210 refers to basic capacity such as physical parameter information and bandwidth allocation information provided from the terminals and refers to C- in a system environment in which SISO and MIMO are mixed. Search for terminals capable of MIMO.

단말정보 수집부(220)는 단말 탐색부(151)에서 탐색된 C-MIMO 적용가능한 단말들에 대한 정보를 획득한다. 이러한 단말들의 정보는 단말의 위치정보와, 단말의 채널 품질정보 등을 포함할 수 있으며, 단말의 채널 품질 정보는 레인징(ranging) 채널정보, 상향링크 사운딩(sounding) 채널정보, CQI(Channel Quality Indicator) 채널을 통한 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio) 정보, 전력 할당정보, MCS(Modulation Coding Scheme) 레벨 정보 등과 같은 파라미터를 그 예로 들 수 있다. The terminal information collecting unit 220 obtains information about C-MIMO applicable terminals found by the terminal searching unit 151. The terminal information may include location information of the terminal and channel quality information of the terminal, and the channel quality information of the terminal may include ranging channel information, uplink sounding channel information, and CQI (Channel). Examples include parameters such as carrier to interference and noise ratio (CINR) information, power allocation information, and modulation coding scheme (MCS) level information through a Quality Indicator (CN) channel.

단말 정렬부(230)는 상기 파라미터 또는 파라미터의 조합을 이용하여 단말들을 정렬(sorting)한다. 예컨대, 단말의 위치정보를 이용하여 기지국에서 가까운 단말 순서로 정렬하거나, 단말의 CINR 정보를 이용하여 채널 상태가 좋은 단말 순서로 정렬한다. 특히, 본 발명과 관련하여, 단말 정렬부(230)는 단말을 전력 세기 순으로 정렬하거나 채널 이득 순으로 정렬한다. 이때, 2개 이상의 파라미터를 고려하여 단말을 정렬하는 것도 가능하다.The terminal sorter 230 sorts the terminals using the parameter or a combination of parameters. For example, the location information of the terminal is used to arrange the terminal close to the base station or the CINR information of the terminal is used to order the terminal in good channel condition. In particular, in connection with the present invention, the terminal aligning unit 230 sorts the terminals in order of power strength or in order of channel gain. At this time, it is also possible to align the terminal in consideration of two or more parameters.

채널 상관도 계산부(240)는 단말 상호간의 직교도(orthogonal value), 고유비(eigen ratio) 등을 이용하여 단말들의 채널 상관도를 계산한다. 채널 상관도는 단말들 사이에 간섭(Interference) 등으로 인하여 채널이 영향을 받는 정도를 표시하는 것으로, C-MIMO 시스템이 성능을 보장하기 위하여는 채널 상관도가 없거나 낮 은 것이 바람직하다.The channel correlation calculator 240 calculates channel correlations of the terminals using orthogonal values, eigen ratios, and the like. The channel correlation indicates the degree to which the channel is affected due to interference between terminals, etc. It is preferable that the channel correlation is low or low in order to guarantee the performance of the C-MIMO system.

단말 페어링부(250)는 단말 탐색부(210), 단말정부 수집부(220), 단말 정렬부(230), 채널 상관도 계산부(240) 등에서 제공되는 정보를 기초로 단말들을 페어링(pairing)한다. 가장 단순하게는, 단말들을 정렬 순서에 따라서 페어링하거나 랜덤(random)하게 페어링하는 것을 고려할 수 있는데, 본 발명에서는 채널 상관도를 이용하여 다음과 같은 방식(알고리즘)으로 단말들을 페어링한다.The terminal pairing unit 250 pairs the terminals based on information provided by the terminal searching unit 210, the terminal government collecting unit 220, the terminal arranging unit 230, and the channel correlation calculator 240. do. In the simplest case, it is possible to consider pairing or randomly pairing terminals according to the sorting order. In the present invention, the terminals are paired in the following manner (algorithm) using channel correlation.

첫째, 각 단말들 사이의 직교도(orthogonal value)가 가장 낮은 단말 쌍의 순서로 페어링하는 방식이다. First, an orthogonal value between terminals is paired in the order of the lowest pair of terminals.

이를 상술하면, 우선 모든 사용자 단말에 대하여 각각 직교도를 계산한다. 그리고, 직교도가 가장 낮은 단말 쌍을 선택하여 페어링한다. 그 후, 나머지 단말들에 대하여 마찬가지로 직교도가 가장 낮은 단말 쌍을 선택하여 페어링하며, 이를 반복하여 모든 단말들을 페어링하는 방식이다.In detail, first, orthogonality is calculated for all user terminals. Then, the terminal pair having the lowest orthogonality is selected and paired. Thereafter, the pair of terminals having the lowest orthogonality is selected and paired with respect to the remaining terminals, and this is repeated to pair all the terminals.

참고로, 직교도는 하기 수학식 1 및 2를 이용하여 계산될 수 있다.For reference, the orthogonality may be calculated using Equations 1 and 2 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112007095215294-PAT00001
Figure 112007095215294-PAT00001

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112007095215294-PAT00002
Figure 112007095215294-PAT00002

상기 수학식에서, 'user#'는 #번째 사용자 단말의 인덱스를 나타내고, 'sc'는 서브캐리어(subcarrier) 인덱스를 나타내며, 'H'는 채널 응답(channel response)을 나타내고, 'H*'는 H의 컨쥬게이트(conjugate)를 나타낸다. 그리고, 'channel_gain'은 채널 이득(channel gain)을 나타내고, 'power'는 사용자 단말의 전력을 나타내며, 'Orth_value'는 sc번째 서브캐리어에서 두 사용자 단말 사이의 직교도(orthogonal value)를 나타낸다. 그리고, 'Orth'는 모든 서브캐리어에 대한 두 사용자 단말 사이의 직교도를 나타내며, 'Nsc'는 서브캐리어 개수이다.In the above equation, 'user #' represents an index of the #th user terminal, 'sc' represents a subcarrier index, 'H' represents a channel response, and 'H * ' represents H Represents a conjugate of. In addition, 'channel_gain' represents channel gain, 'power' represents power of the user terminal, and 'Orth_value' represents an orthogonal value between two user terminals in the sc-th subcarrier. 'Orth' represents an orthogonality between two user terminals for all subcarriers, and 'Nsc' represents the number of subcarriers.

둘째, 각 단말들 사이의 고유비(eigen ratio)가 가장 낮은 단말 쌍의 순서로 페어링하는 방식이다.Second, a pairing method is performed in order of the terminal pairs having the lowest eigen ratios between the terminals.

이를 상술하면, 우선 모든 사용자 단말에 대하여 각각 고유비를 계산한다. 그리고, 고유비가 가장 낮은 단말 쌍을 선택하여 페어링한다. 그 후, 나머지 단말들에 대하여 마찬가지로 고유비가 가장 낮은 단말 쌍을 선택하여 페어링하며, 이를 반복하여 모든 단말들을 페어링하는 방식이다.In detail, first, an intrinsic ratio is calculated for all user terminals. The terminal pair having the lowest intrinsic ratio is selected and paired. Thereafter, the pair of terminals having the lowest intrinsic ratio is similarly selected and paired with respect to the remaining terminals, and this is repeated to pair all the terminals.

참고로, 고유비는 하기 수학식 3을 이용하여 계산될 수 있다.For reference, the intrinsic ratio may be calculated using Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

Eigen_Ratio = Max(eigen value)/Min(eigen value)Eigen_Ratio = Max (eigen value) / Min (eigen value)

셋째, 각 단말들 사이에 신호세기 차(power offset)가 큰 단말 쌍의 순서로 페어링하는 방식이다. Third, a method of pairing terminals in order of a large power offset between terminals.

이를 상술하면, 먼저 모든 단말에 대하여 전력과 채널이득의 곱(Power*Channel_Gain)을 구하고, 이에 기초하여 단말들을 정렬(sorting)한다. 그리고, 전력과 채널이득의 곱의 차가 가장 큰 단말 쌍을 선택하여 페어링한다. 그 후, 나머지 단말들에 대하여 마찬가지로 전력과 채널이득의 곱의 차가 가장 큰 단말 쌍을 선택하여 페어링하며, 이를 반복하여 모든 단말들을 페어링하는 방식이다.In detail, first, a product of power and channel gains (Power * Channel_Gain) is obtained for all terminals, and the terminals are sorted based on this. Then, the terminal pair having the largest difference between the product of power and channel gain is selected and paired. Thereafter, similarly, a pair of terminals having the largest difference between the product of power and channel gain is selected and paired with the remaining terminals, and all of the terminals are repeatedly paired.

하기 예제 1은 10개의 단말에 대하여 전력과 채널이득의 곱(Power*Channel_Gain) 순으로 정렬한 후, 전력과 채널이득의 곱의 차가 가장 큰 단말 쌍 순으로 페어링한 결과를 보여준다. Example 1 below shows the result of pairing 10 terminals in order of power and channel gain, followed by pairs of terminals having the largest difference in power and channel gain.

[예제 1]Example 1

User index: [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]User index: [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]

Sorted index: [2 4 5 9 10 3 7 6 8 1]Sorted index: [2 4 5 9 10 3 7 6 8 1]

Paired index: {[2 1] [4 8] [5 6] [9 7] [10 3]}Paired index: {[2 1] [4 8] [5 6] [9 7] [10 3]}

넷째, 단말들을 신호세기의 순서로 정렬한후 순서대로 페어링하는 방식이다.Fourth, the terminals are arranged in order of signal strength and then paired in order.

이를 상술하면, 먼저 모든 단말에 대하여 전력과 채널이득의 곱(Power*Channel_Gain)을 구하고, 이에 기초하여 단말들을 정렬(sorting)한다. 그리고, 전력과 채널이득의 곱이 가장 큰 단말과 두번째로 큰 단말의 쌍을 선택하여 페어링한다. 그 후, 나머지 단말들에 대하여 마찬가지로 전력과 채널이득의 곱이 가장 큰 단말과 두번째로 큰 단말의 쌍을 선택하여 페어링하며, 이를 반복하여 모든 단말들을 페어링하는 방식이다.In detail, first, a product of power and channel gains (Power * Channel_Gain) is obtained for all terminals, and the terminals are sorted based on this. Then, a pair of terminals having the largest product of power and channel gain and the second largest terminal is selected and paired. Thereafter, similarly, a pair of a terminal having the largest power and channel gain and a second largest terminal are paired with the remaining terminals, and the pairs are repeatedly paired with each other.

하기 예제 2는 10개의 단말에 대하여 전력과 채널이득의 곱(Power*Channel_Gain) 순으로 정렬한 후, 이를 순서대로 페어링한 결과를 보여준다. Example 2 below shows the result of pairing the 10 terminals in the order of the product of power and channel gain (Power * Channel_Gain).

[예제 2]Example 2

User index: [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]User index: [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]

Sorted index: [2 4 5 9 10 3 7 6 8 1]Sorted index: [2 4 5 9 10 3 7 6 8 1]

Paired index: {[2 4] [5 9] [10 3] [7 6] [8 1]}Paired index: {[2 4] [5 9] [10 3] [7 6] [8 1]}

한편, 전술한 방식을 조합하는 경우를 고려할 수 있다. 이 경우, 예컨대 랜덤(random)으로 하나의 단말을 선택하거나, 또는 신호세기가 가장 크거나 가장 작은 단말을 선택함으로써 단말들의 모든 조합에 대하여 직교도(orthogonal value), 고유비(eigen ratio) 등을 구해야 하는 연산량을 줄일 수 있다. 이하 이를 상술한다.On the other hand, the case of combining the above-described schemes can be considered. In this case, orthogonal values, eigen ratios, and the like for all combinations of terminals are selected, for example, by selecting one terminal randomly or by selecting the terminal having the largest or smallest signal strength. This can reduce the amount of computation required. This will be described in detail below.

다섯째, 신호세기가 가장 큰 단말에 대하여 우선권을 주고, 나머지 단말과의 직교도를 계산하여 가장 낮은 단말과 페어링하는 방식이다.Fifth, the priority is given to the terminal having the largest signal strength, and the orthogonality with the other terminal is calculated to pair with the lowest terminal.

이를 상술하면, 우선 모든 단말에 대하여 전력과 채널이득의 곱(Power*Channel_Gain)을 구하고, 이에 기초하여 단말들을 정렬(sorting)한다. 그리고, 전력과 채널이득의 곱이 가장 큰 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말과 나머지 단말들 각각에 대한 직교도를 계산한다. 그리고, 상기 선택된 단말과 직교도가 가장 낮은 단말을 페어링한다. 그 후, 나머지 단말들에 대하여 마찬가지로 전 력과 채널이득의 곱이 가장 큰 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말과 직교도가 가장 낮은 단말을 페어링하는 방식이다.In detail, first, a product of power and channel gains (Power * Channel_Gain) is obtained for all terminals, and the terminals are sorted based thereon. A terminal having the largest product of power and channel gain is selected, and an orthogonality is calculated for each of the selected terminal and the remaining terminals. The terminal having the lowest orthogonality is paired with the selected terminal. Thereafter, similarly, the terminal with the highest power and channel gain is selected for the remaining terminals, and the terminal with the lowest orthogonality is paired.

하기 예제 3은 10개의 단말에 대하여 전력과 채널이득의 곱(Power*Channel_Gain) 순으로 정렬한 후, 신호세기가 가장 큰 단말(user index: 2)과 나머지 9개의 단말(user index: 1,3,4,5,6,7,8,9,10) 각각에 대한 직교도를 계산한 후, 직교도가 가장 낮은 단말(user index: 8)와 페어링하는 것을 보여준다. 그리고, 이와 같은 과정이 반복됨으로써 모든 단말에 대한 페어링이 이루어진다.In the following Example 3, the power and channel gains are arranged in order of power and channel gains for 10 terminals, and then the user terminal (user index: 2) having the largest signal strength and the remaining 9 terminals (user index: 1,3). After calculating the orthogonality for each of 4,5,6,7,8,9,10), it shows pairing with the terminal having the lowest orthogonality (user index: 8). And, by repeating this process, all the terminals are paired.

[예제 3]Example 3

User index: [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]User index: [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]

Sorted index: [2 4 5 9 10 3 7 6 8 1]Sorted index: [2 4 5 9 10 3 7 6 8 1]

2nd Sorted index: [4 5 9 10 3 7 6 1] ← 1st Paired index: [2 8]2 nd Sorted index: [4 5 9 10 3 7 6 1] ← 1 st Paired index: [2 8]

여섯째, 신호세기가 가장 작은 단말에 대하여 우선권을 주고, 나머지 단말과의 직교도를 계산하여 가장 낮은 단말과 페어링하는 방식이다.Sixth, a method of giving priority to a terminal having the smallest signal strength, calculating an orthogonality with the remaining terminals, and pairing with the lowest terminal.

이를 상술하면, 우선 모든 단말에 대하여 전력과 채널이득의 곱(Power*Channel_Gain)을 구하고, 이에 기초하여 단말들을 정렬(sorting)한다. 그리고, 전력과 채널이득의 곱이 가장 작은 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말과 나머지 단말들 각각에 대한 직교도를 계산한다. 그리고, 상기 선택된 단말과 직교도가 가장 낮은 단말을 페어링한다. 그 후, 나머지 단말들에 대하여 마찬가지로 전력과 채널이득의 곱이 가장 작은 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말과 직교도가 가장 낮은 단말을 페어링하는 방식이다.In detail, first, a product of power and channel gains (Power * Channel_Gain) is obtained for all terminals, and the terminals are sorted based thereon. Then, the terminal with the smallest product of power and channel gain is selected, and orthogonality is calculated for each of the selected terminal and the remaining terminals. The terminal having the lowest orthogonality is paired with the selected terminal. Thereafter, similarly, a terminal having the smallest product of power and channel gain is selected for the remaining terminals, and the terminal having the lowest orthogonality is paired.

일곱째, 신호세기가 가장 큰 단말에 대하여 우선권을 주고, 나머지 단말과의 고유비를 계산하여 가장 낮은 단말과 페어링하는 방식이다.Seventh, it gives priority to the terminal with the largest signal strength, calculates the intrinsic ratio with the other terminal and pairs with the lowest terminal.

이를 상술하면, 우선 모든 단말에 대하여 전력과 채널이득의 곱(Power*Channel_Gain)을 구하고, 이에 기초하여 단말들을 정렬(sorting)한다. 그리고, 전력과 채널이득의 곱이 가장 큰 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말과 나머지 단말들 각각에 대한 고유비를 계산한다. 그리고, 상기 선택된 단말과 고유비가 가장 낮은 단말을 페어링한다. 그 후, 나머지 단말들에 대하여 마찬가지로 전력과 채널이득의 곱이 가장 큰 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말과 고유비가 가장 낮은 단말을 페어링하는 방식이다.In detail, first, a product of power and channel gains (Power * Channel_Gain) is obtained for all terminals, and the terminals are sorted based thereon. Then, a terminal having the largest product of power and channel gain is selected, and an inherent ratio for each of the selected terminal and the remaining terminals is calculated. Then, the selected terminal and the terminal with the lowest unique ratio are paired. Thereafter, similarly, the terminal with the largest power and channel gain is selected for the remaining terminals, and the selected terminal and the terminal with the lowest intrinsic ratio are paired.

여덟째, 신호세기가 가장 작은 단말에 대하여 우선권을 주고, 나머지 단말과의 고유비를 계산하여 가장 낮은 단말과 페어링하는 방식이다.Eighth, a method of giving priority to a terminal having the smallest signal strength, calculating an inherent ratio with the remaining terminals, and pairing with the lowest terminal.

이를 상술하면, 우선 모든 단말에 대하여 전력과 채널이득의 곱(Power*Channel_Gain)을 구하고, 이에 기초하여 단말들을 정렬(sorting)한다. 그리고, 전력과 채널이득의 곱이 가장 작은 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말과 나머지 단말들 각각에 대한 고유비를 계산한다. 그리고, 상기 선택된 단말과 고유비가 가장 낮은 단말을 페어링한다. 그 후, 나머지 단말들에 대하여 마찬가지로 전력과 채널이득의 곱이 가장 작은 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말과 고유비가 가장 낮은 단말을 페어링하는 방식이다.In detail, first, a product of power and channel gains (Power * Channel_Gain) is obtained for all terminals, and the terminals are sorted based thereon. Then, a terminal having the smallest product of power and channel gain is selected, and an inherent ratio for each of the selected terminal and the remaining terminals is calculated. Then, the selected terminal and the terminal with the lowest unique ratio are paired. Thereafter, similarly, a terminal with the smallest product of power and channel gain is selected for the remaining terminals, and the selected terminal and the terminal with the lowest intrinsic ratio are paired.

아홉째, 랜덤으로 하나의 단말을 선택하고, 상기 선택된 단말과 전력 크기 차가 가장 작은 단말을 페어링하는 방식이다. 그리고, 나머지 단말들에 대하여도 마찬가지의 방식으로 페어링한다.Ninth, a method of randomly selecting one terminal and pairing the selected terminal and the terminal having the smallest power size difference. The remaining terminals are paired in the same manner.

한편, 전술한 방식에 따라 단말들을 페어링한 후에는 직교도, 고유비 등이 낮은 단말 쌍에 보다 많은 자원(resource)을 할당함으로써 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, after pairing terminals according to the above-described scheme, system performance may be improved by allocating more resources to a pair of terminals having low orthogonality, inherent ratio, and the like.

이하에서는 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 UL MIMO 시스템에서의 단말 페어링 방법을 설명한다. 참고로, 본 발명에 따른 단말 페이링 방법에 대한 구체적 과정 또는 동작 원리는 전술한 단말 페어링 장치의 설명을 참조할 수 있으므로 중복적인 설명은 생략하고, 여기서는 시계열적으로 발생하는 단계를 중심으로 간단히 설명한다.Hereinafter, a terminal pairing method in a UL MIMO system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. For reference, a detailed process or operation principle of the terminal paying method according to the present invention may refer to the description of the terminal pairing apparatus described above, and thus, redundant description thereof will be omitted and will be briefly described here, focusing on steps occurring in time series. do.

먼저, 단말과 기지국 간에 상호 교환된 기본 능력(basic capacity)을 참조하여 SISO와 MIMO가 혼재된 환경에서 C-MIMO가 가능한 단말들을 탐색한다(S810). 이어, 탐색된 단말들에 대한 파라미터를 얻는다(S820). 이러한 파라미터는, 단말의 위치, 단말의 CINR, 단말의 할당 전력 등을 예로 들 수 있다.First, C-MIMO-enabled terminals are searched for in a mixed environment of SISO and MIMO with reference to basic capacity exchanged between the terminal and the base station (S810). Subsequently, parameters for the discovered terminals are obtained (S820). Such parameters may include, for example, the location of the terminal, the CINR of the terminal, the allocated power of the terminal, and the like.

다음으로, 상기 파라미터 또는 파라미터의 조합을 이용하여 단말기를 정렬한다(S830). 이 경우, 전술한 본 발명에 따른 단말 페어링 장치에서는 단말의 신호세기 순서로 정렬하는 것을 예시하였다.Next, the terminal is aligned using the parameter or a combination of parameters (S830). In this case, the terminal pairing apparatus according to the present invention described above was arranged in order of the signal strength of the terminal.

그 후, 정렬된 단말들을 페어링한다(S840). 이에 대하여는 직교도(orthogonal value), 고유비(eigen ratio) 등을 이용하는 전술한 페어링 방식을 참조할 수 있다. 마지막으로, 페어링된 단말들에 대하여 자원을 할당한다(S850).Thereafter, the aligned terminals are paired (S840). For this, reference may be made to the above-described pairing method using an orthogonal value, an eigen ratio, and the like. Finally, resources are allocated to the paired terminals (S850).

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Although the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features, The examples are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the scope of the present invention is specified by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. Should be interpreted as

도 1은 일반적인 SISO 시스템 및 MIMO 시스템의 개요를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining the outline of a general SISO system and MIMO system.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템 중 2개의 단말기와 1개의 기지국 사이에서 수행되는 C-MIMO 시스템을 예시한 도면이다..2 is a diagram illustrating a C-MIMO system performed between two terminals and one base station in a MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 MIMO 시스템에서 상향링크 PUSC 모드에 적용되는 파일럿 패턴을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a pilot pattern applied to an uplink PUSC mode in a 2x2 MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 4에는 MIMO가 아닌 경우와 C-MIMO인 경우에 대하여 자원 할당 방식의 예시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a resource allocation method for the case of non-MIMO and case of C-MIMO.

도 5는 본 발명에 따른 단말 페어링 장치가 적용될 수 있는 기지국의 구성을 예시하는 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of a base station to which a terminal pairing device according to the present invention can be applied.

도 6은 본 발명과 관련하여 기지국과 단말이 UL MIMO를 수행하는 과정을 예시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a process of performing a UL MIMO by a base station and a terminal in accordance with the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 페어링 장치의 구성도이다.7 is a block diagram of a terminal pairing device according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 페어링 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of a terminal pairing method according to an embodiment of the present invention.

Claims (19)

UL MIMO(Up Link Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 단말들을 페어링(pairing)하는 장치로서,An apparatus for pairing terminals in an UL Uplink Multiple Input Multiple Output (MIMO) system, C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말 쌍의 조합에 대하여 채널 상관도를 계산하는 채널 상관도 계산부; 및A channel correlation calculator configured to calculate a channel correlation for a combination of C-MIMO capable terminal pairs; And 상기 채널 상관도가 가장 낮은 단말 쌍의 순서로 페어링하는 단말 페어링부를 포함하는 단말 페어링 장치.And a terminal pairing unit configured to pair in the order of the terminal pair having the lowest channel correlation. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 상관도는 직교도(orthogonal value), 고유비(eigen ratio) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 장치.The channel correlation may include at least one of an orthogonal value and an eigen ratio. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 직교도(orthogonal value)는 하기 수학식 1,2에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 장치.The orthogonal value (orthogonal value) is a terminal pairing device, characterized in that calculated by the following equations (1, 2). [수학식 1][Equation 1]
Figure 112007095215294-PAT00003
Figure 112007095215294-PAT00003
[수학식 2][Equation 2]
Figure 112007095215294-PAT00004
Figure 112007095215294-PAT00004
(상기 수학식에서, 'user#'는 #번째 사용자 단말의 인덱스를 나타내고, 'sc'는 서브캐리어(subcarrier) 인덱스를 나타내며, 'H'는 채널 응답(channel response)을 나타내고, 'H*'는 H의 컨쥬게이트(conjugate)를 나타낸다. 그리고, 'channel_gain'은 채널 이득(channel gain)을 나타내고, 'power'는 사용자 단말의 전력을 나타내며, 'Orth_value'는 sc번째 서브캐리어에서 두 사용자 단말 사이의 직교도(orthogonal value)를 나타낸다. 그리고, 'Orth'는 모든 서브캐리어에 대한 두 사용자 단말 사이의 직교도를 나타내며, 'Nsc'는 서브캐리어 개수이다.)In the above equation, 'user #' represents the index of the #th user terminal, 'sc' represents a subcarrier index, 'H' represents a channel response, and 'H * ' represents Represents a conjugate of H, 'channel_gain' represents channel gain, 'power' represents power of the user terminal, and 'Orth_value' represents between two user terminals in the scth subcarrier. Orthogonal value, and 'Orth' represents orthogonality between two user terminals for all subcarriers, and 'Nsc' is the number of subcarriers.)
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 C-MIMO 가능한 단말들을 소정의 파라미터를 기준으로 정렬하는 단말 정렬부를 더 포함하고,The apparatus may further include a terminal alignment unit for arranging the C-MIMO capable terminals based on a predetermined parameter. 상기 채널 상관도 계산부는 상기 정렬된 순서에 기초하여 단말들의 채널 상관도를 계산하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 장치.And the channel correlation calculator calculates channel correlation between terminals based on the sorted order. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 단말 정렬부는 단말의 신호세기에 따라 상기 단말들을 정렬하며,The terminal alignment unit aligns the terminals according to the signal strength of the terminal, 상기 단말 페어링부는 신호세기가 가장 큰 단말 또는 가장 작은 단말을 우선적으로 페어링하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 장치.And the terminal pairing unit preferentially pairs the terminal having the largest signal strength or the smallest terminal. UL MIMO(Up Link Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 단말들을 페어링(pairing)하는 장치로서,An apparatus for pairing terminals in an UL Uplink Multiple Input Multiple Output (MIMO) system, C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말들을 소정의 파라미터를 기준으로 정렬하는 단말 정렬부; 및A terminal alignment unit for arranging C-MIMO (Collaborative MIMO) capable terminals based on a predetermined parameter; And 상기 정렬된 순서에 기초하여 단말들을 페어링하는 단말 페어링부를 포함하는 단말 페어링 장치.And a terminal pairing unit for pairing terminals based on the sorted order. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말 쌍의 조합에 대하여 채널 상관도를 계산하는 채널 상관도 계산부를 더 포함하고,Further comprising a channel correlation calculator for calculating a channel correlation for the combination of the C-MIMO (Collaborative MIMO) capable terminal pair, 상기 단말 페어링부는 가장 선순위 또는 가장 후순위로 정렬된 단말과 나머지 단말들로 이루어지는 단말 쌍 조합 중 채널 상관도가 가장 낮은 단말 쌍을 우선적으로 페어링하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 장치.And the terminal pairing unit preferentially pairs the terminal pair having the lowest channel correlation among the terminal pair combinations consisting of the terminal arranged in the highest priority or the lowest priority and the remaining terminals. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 채널 상관도는 직교도(orthogonal value), 고유비(eigen ratio) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 장치.The channel correlation may include at least one of an orthogonal value and an eigen ratio. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 단말 페어링부는 가장 선순위 단말과 가장 후순위 단말을 우선적으로 페어링하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 장치.And the terminal pairing unit preferentially pairs the highest priority terminal and the lowest priority terminal. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 6 to 9, 상기 파라미터는 단말의 신호세기인 것을 특징으로 하는 단말 페어링 장치.The parameter is a terminal pairing device, characterized in that the signal strength of the terminal. UL MIMO(Up Link Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 단말들을 페어링하는 방법으로서,A method of pairing terminals in an UL Uplink Multiple Input Multiple Output (MIMO) system, a) C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말 쌍의 조합에 대하여 채널 상관도를 계산하는 단계; 및a) calculating a channel correlation for a combination of C-MIMO capable terminal pairs; And b) 상기 채널 상관도가 가장 낮은 단말 쌍의 순서로 페어링하는 단계를 포함하는 단말 페어링 방법. b) pairing the terminal in the order of the terminal pairs having the lowest channel correlation. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 단계 a) 이전에Prior to step a) 상기 C-MIMO 가능한 단말들 중 신호세기가 가장 큰 단말 또는 가장 작은 단말을 선택하는 단계를 더 포함하고, Selecting the terminal having the largest signal strength or the smallest terminal among the C-MIMO capable terminals; 상기 단계 a)에서는, 상기 신호세기가 가장 큰 단말 또는 가장 작은 단말과 나머지 단말들에 대한 채널 상관도를 계산하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 방법.In the step a), the terminal pairing method characterized in that for calculating the channel correlation for the terminal with the largest or smallest signal strength and the remaining terminals. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 채널 상관도는 직교도(orthogonal value), 고유비(eigen ratio) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 방법.The channel correlation may include at least one of an orthogonal value and an eigen ratio. UL MIMO(Up Link Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 단말들을 페어링(pairing)하는 방법으로서,A method for pairing terminals in an UL Uplink Multiple Input Multiple Output (MIMO) system, a) C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말들을 소정의 파라미터를 기준으로 정렬하는 단계; 및a) arranging Collaborative MIMO (C-MIMO) capable terminals based on a predetermined parameter; And b) 상기 정렬된 순서에 기초하여 단말들을 페어링하는 단계를 포함하는 단말 페어링 방법.b) pairing terminals based on the sorted order. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 단계 b)는 가장 선순위 단말과 가장 후순위 단말을 우선적으로 페어링하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 방법.Step b) is a terminal pairing method characterized in that the first priority terminal and the lowest priority terminal pairing. UL MIMO(Up Link Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 단말들을 페어링(pairing)하는 방법으로서,A method for pairing terminals in an UL Uplink Multiple Input Multiple Output (MIMO) system, a) C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말들을 소정의 파라미터를 기준으로 정렬하는 단계;a) arranging Collaborative MIMO (C-MIMO) capable terminals based on a predetermined parameter; b) 상기 정렬된 단말들 중 가장 선순위 단말과 나머지 단말들에 대한 채널 상관도를 각각 계산하는 단계; 및b) calculating channel correlations for the highest priority terminal and the remaining terminals among the aligned terminals, respectively; And c) 상기 채널 상관도가 가장 낮은 단말 쌍을 우선적으로 페어링하는 단계를 포함하는 단말 페어링 방법.c) first pairing the terminal pair having the lowest channel correlation. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 소정의 파라미터는 단말의 신호세기인 것을 특징으로 하는 단말 페어링 방법.The predetermined parameter is a terminal pairing method, characterized in that the signal strength of the terminal. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 채널 상관도는 직교도(orthogonal value), 고유비(eigen ratio) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 장치.The channel correlation may include at least one of an orthogonal value and an eigen ratio. UL MIMO(Up Link Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 단말들을 페어링(pairing)하는 방법으로서,A method for pairing terminals in an UL Uplink Multiple Input Multiple Output (MIMO) system, a) C-MIMO(Collaborative MIMO) 가능한 단말들 중 랜덤으로 하나의 단말을 선택하는 단계; 및a) randomly selecting one terminal among C-MIMO (Collaborative MIMO) capable terminals; And b) 상기 선택된 단말과 전력 크기 차가 가장 작은 단말을 페어링하는 단계를 포함하고,b) pairing the terminal with the smallest power size difference; 상기 단계 a)와 단계 b)는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 단말 페어링 방법.Step a) and step b) is the terminal pairing method characterized in that it is performed repeatedly.
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US8868117B2 (en) 2010-06-25 2014-10-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for grouping access points in high speed mobile environment and communication system using the method

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