KR20090101729A - 다중 입출력 통신 시스템을 제어하는 통신 시스템 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

다중 입출력 통신 시스템을 제어하는 통신 시스템 제어장치 및 그 방법

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KR20090101729A
KR20090101729A KR1020080027041A KR20080027041A KR20090101729A KR 20090101729 A KR20090101729 A KR 20090101729A KR 1020080027041 A KR1020080027041 A KR 1020080027041A KR 20080027041 A KR20080027041 A KR 20080027041A KR 20090101729 A KR20090101729 A KR 20090101729A
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Abstract

다중 입출력 통신 시스템을 제어하는 통신 시스템 제어 장치가 개시된다. 통신 시스템 제어 장치는 복수의 기지국들에 의해 그룹핑된 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 수집하는 정보 수집부 및 상기 사용자 집합 정보를 기초로 계산되는 상기 복수의 기지국들에 의해 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 복수의 기지국들 각각에 상응하는 대상 사용자 집합들을 선택하고, 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행하는 스케쥴러를 포함한다.

Description

다중 입출력 통신 시스템을 제어하는 통신 시스템 제어 장치 및 그 방법{DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING MULITPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 다중 입출력 통신 시스템과 관련된 것으로 특히, 다중 셀 다중 입출력 통신 시스템을 제어하는 통신 시스템 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 무선 통신 환경에서 음성 서비스를 비롯한 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하고, 고품질 및 고속의 데이터 전송을 지원하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 공간 영역에서 다수의 채널들을 이용하는 MIMO(multiple input multiple output) 통신 시스템과 관련된 기술이 급속도로 발전하고 있다.
MIMO 통신 시스템에서, 기지국은 공간 분할 다중 접속 방식에 따라 복수의 사용자들을 지원할 수 있다. 공간 분할 다중 접속 기술은 다수의 안테나를 통하여 하나 이상의 데이터 스트림을 다중 사용자들에게 전송하는 기술이다. 공간 분할 다중 접속 기술은 무선 자원을 보다 효율적으로 이용함으로써 데이터 전송률을 증가시킬 수 있다.
또한, 최근의 MIMO 통신 시스템은 복수의 기지국들을 포함할 수 있다. 이 때, 복수의 기지국들 각각은 복수의 사용자들을 지원할 수 있다. 즉, 복수의 기지국들 각각은 복수의 사용자들을 위해 공간 분할 다중 접속 기술을 이용하여 복수의 사용자들을 지원할 수 있다.
다만, 복수의 사용자들이 존재하는 경우, 복수의 사용자들 사이에는 간섭이 존재할 수 있다. 그리고, 복수의 기지국들이 존재하는 경우, 셀 간(inter-cell) 간섭이 존재할 수 있다. 상술한 간섭은 MIMO 통신 시스템의 총 데이터 전송률을 증가시키는 데 문제가 될 수 있다.
따라서, 복수의 사용자들 사이에 존재하는 간섭 또는 셀 간 간섭 등을 고려하여 MIMO 통신 시스템의 총 데이터 전송률을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 장치는 복수의 기지국들에 의해 그룹핑된 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 수집하는 정보 수집부 및 상기 사용자 집합 정보를 기초로 계산되는 상기 복수의 기지국들에 의해 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 복수의 기지국들 각각에 상응하는 대상 사용자 집합들을 선택하고, 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행하는 스케쥴러를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 대상 기지국이 단독으로 달성할 수 있는 데이터 전송률에 따라 상기 대상 기지국의 커버리지 내에 포함되는 복수의 사용자들을 복수의 후보 사용자 집합들로 그룹핑하는 그룹핑 수행부, 통신 시스템 제어 장치로 상기 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 제공하는 정보 제공부 및 상기 통신 시스템 제어 장치의 스케쥴링 결과에 따라 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 통신 시스템 제어 장치에 의해 선택된 대상 사용자 집합에 속하는 적어도 하나의 사용자에 대응하는 전송 신호를 생성하는 전송 신호 생성부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 방법은 복수의 기지국들에 의해 그룹핑된 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 수집하는 단계, 상기 사용자 집합 정보를 기초로 계산되는 상기 복수의 기지국들에 의해 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 복수의 기지국들 각각에 상응하는 대상 사용자 집합들을 선택하고, 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행하는 단계 및 상기 복수의 기지국들로 스케쥴링 결과에 대한 정보를 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 장치는 셀 간 간섭을 고려하여 사용자들을 스케쥴링함으로써 총 데이터 전송률을 극대화할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 MIMO 통신 시스템의 총 데이터 전송률이 극대화되도록 스케쥴링된 사용자들에 상응하는 전송 신호를 효과적으로 생성할 수 있다.
도 1은 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 다중 셀 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 다중 사용자(Multi Users) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 통신 시스템의 일예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 다중 사용자 MIMO 통신 시스템은 하나의 기지국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140)을 포함한다. 기지국(110)에는 복수의 안테나들이 설치되며, 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각에는 하나 또는 둘 이상의 안테나들이 설치될 수 있다. 그리고, 기지국(110)과 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140) 사이에는 채널이 형성되며, 기지국(110)과 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 형성된 채널을 통하여 신호를 송/수신한다.
기지국(110)은 복수의 사용자들(120, 130, 140)에게 하나 또는 둘 이상의 데이터 스트림들을 전송할 수 있다. 이 때, 기지국(110)은 공간 분할 다중화(Spatial Division Multiplexing Access) 기법에 따라 데이터 스트림들을 빔포밍하여 전송 신호를 생성한다. 이 때, 기지국(110)이 전송 신호를 생성하는 데에는 코드북에 포함된 프리코딩 매트릭스가 사용된다.
즉, 기지국(110)은 파일럿 신호들을 하향링크 채널을 통해 복수의 사용자들(120, 130, 140)에게 전송한다. 여기서, 파일럿 신호는 기지국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140)에게 잘 알려진(well-known) 신호이다.
복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각은 파일럿 신호를 수신하여 기지국(110) 및 복수의 사용자들(120, 130, 140) 사이에 형성된 채널(Hk, k는 사용자의 인덱스)을 추정한다. 그리고, 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각은 추정된 채널(Hk)을 기초로 미리 저장된 코드북에 포함된 벡터들() 중 어느 하나의 벡터를 선호(preferred) 벡터(u k) 로 선택한다. 여기서, ui는 코드북에 포함된 i 번째 벡터이고, B는 피드백 피트 수이다. 즉, 피드백 비트 수가 B 비트(bits)인 경우, 2B개의 벡터들은 공간을 양자화하여 코드북에 저장된다.
또한, 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 여러 가지 기준들에 따라 2B개의 벡터들() 중 어느 하나의 벡터를 선호 벡터(u k)로 선택할 수 있다.
예를 들어, 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각은 달성될 수 있는 데이터 전송률 또는 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR)를 고려하여 2B개의 벡터들() 중 어느 하나의 벡터를 선호 벡터(u k)로 선택할 수 있다. 게다가, 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 그들 각각이 선호하는 통신 랭크(transmission rank)를 결정할 수 있다. 여기서, 통신 랭크는 데이터 스트림들의 개수를 의미한다.
또한, 각각의 복수의 사용자들(120, 130, 140)은 선택된 선호 벡터(u k)와 관련된 정보를 기지국(110)으로 피드백한다. 여기서, 선택된 선호 벡터(u k)와 관련된 정보는 채널 방향 정보(Channel Direction Information, CDI)로 불려지기도 한다.
기지국(110)은 복수의 사용자들(120, 130, 140) 각각의 선호 벡터(u k)와 관련된 정보를 수신하여 프리코딩 매트릭스(, K는 사용자들의 수)를 결정한다. 뿐만 아니라, 기지국(110)은 SUS(Semi-orthogonal User Selection), GUS(Greedy User Selection) 등과 같은 다양한 사용자 선택 알고리즘들을 이용하여 복수의 사용자들(120, 130, 140) 중 일부 또는 전부를 선택할 수도 있다.
이 때, 기지국(110)에는 복수의 사용자들(120, 130, 140)에 저장된 코드북과 동일한 코드북이 미리 저장될 수 있다.
기지국(110)은 복수의 사용자들(120, 130, 140)로부터 수신된 선호 벡터(u k)와 관련된 정보를 이용하여 미리 저장된 코드북으로부터 프리코딩 매트릭스()를 결정한다. 이 때, 기지국(110)은 총 데이터 전송률(sum rate)이 최대가 되도록 프리코딩 매트릭스()를 결정할 수 있다.
그리고, 기지국(110)은 결정된 프리코딩 매트릭스()를 이용하여 데이터 스트림들(S1, SK)을 프리코딩함으로써 전송 신호를 생성한다. 여기서, 기지국(110)이 전송 신호를 생성하는 과정을 '빔 포밍'이라고 한다.
도 2는 다중 셀 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 다중 셀 다중 사용자 다중 입출력 통신 시스템은 통신 시스템 제어 장치(210) 및 복수의 셀들(220, 230, 240, 250)을 포함한다. 이 때, 복수의 셀들(220, 230, 240, 250) 각각은 하나의 기지국과 복수의 사용자들을 포함한다.
복수의 기지국들(BS A, BS B, BS C, BS D) 각각으로부터 전송된 신호는 복수의 사용자들에 의해 수신된다. 이 때, 복수의 사용자들 사이에는 간섭이 존재할 수 있다.
예를 들어, 기지국 A(BS A)으로부터 전송된 신호는 기지국 A의 셀 내에 존재하는 사용자들에 의해 수신된다. 여기서, 기지국 A(BS A)으로부터 전송된 신호는 어느 하나의 사용자가 원하는 신호뿐만 아니라 나머지 다른 사용자들이 원하는 신호를 동시에 포함할 수 있다. 따라서, 어느 하나의 사용자가 수신한 신호는 간섭으로 인한 신호를 포함할 수 있으며, 이러한 간섭은 기지국 A가 달성할 수 있는 데이터 전송률을 감소시키는 원인이 된다.
또한, 복수의 기지국들(BS A, BS B, BS C, BS D)이 존재함으로 인해 셀 간(inter-cell) 간섭이 존재할 수 있다. 예를 들어, 기지국 A로부터 전송된 신호가 셀(230), 셀(240) 또는 셀(250)에 속하는 사용자들에 의해 수신될 수 있다. 이러한 셀 간 간섭 또한 복수의 기지국들(BS A, BS B, BS C, BS D) 각각이 달성할 수 있는 데이터 전송률을 감소시키는 원인이 된다.
따라서, 사용자들 사이에서 발생하는 간섭 및 셀 간 간섭을 고려하여 총 데이터 전송률이 극대화될 수 있도록 전송 신호를 수신하고자 하는 사용자들을 선택할 뿐만 아니라 전송 신호의 파워를 적절히 할당할 필요가 있다.
설명의 편의를 위해 기지국들에 설치된 안테나의 개수는 Nt이고, 사용자들에 설치된 안테나의 개수는 하나라고 가정한다. 또한, N 개의 기지국들이 존재하고, 셀들의 인덱스를 n이라고 가정한다. 여기서, n은 1부터 N까지의 범위에 속하는 자연수이다. 이 때, n 번째 셀은 Kn 명의 사용자를 포함한다.
n 번째 셀에 속하는 사용자 i의 수신 신호()는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
(, 는 기지국 m과 n 번째 셀에 속하는 사용자 i 사이에 형성된 채널의 채널 벡터임, , 는 기지국 m으로부터 전송된 전송 신호임, 는 백색 가우시안 잡음임.)
각각의 기지국들은 다양한 사용자 선택 알고리즘들을 이용하여 복수의 사용자들 중 일부의 사용자들을 사용자 집합(Sn)으로 스케쥴링할 수 있다. 이 때, 기지국은 복수의 사용자들을 복수의 사용자 집합(Sn)들로 스케쥴링할 수 있다. 여기서, 사용자 집합은 전송 신호를 수신하기를 원하는 사용자들로 구성된다. 이 때, n 번째 셀의 기지국 n에 의해 스케쥴링된 사용자 집합 Sn은 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
(여기서, Sn은 최대 nt 개의 원소들을 포함할 수 있음.)
그리고, N 개의 기지국들 각각에 의해 스케쥴링된 네트워크 전체의 사용자 집합(S)은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
n 번째 셀에 속하는 사용자 i를 위한 빔포밍 벡터를 , 전송 심볼을 라고 가정한다. 이 때, Sn=nt인 경우, 하기 수학식 4가 도출될 수 있다.
(는 기지국 m과 n 번째 셀에 속하는 사용자들 사이에 형성된 채널의 nt x nt 사이즈를 갖는 채널 매트릭스, 는 기지국 m에 의해 사용된 nt x nt 사이즈를 갖는 프리코딩 매트릭스, 은 m 번째 셀에 속하는 사용자를 위한 nt x 1 사이즈를 갖는 벡터)
상기 수학식 1 내지 상기 수학식 4를 참조하면, Sn에 따른 시스템 방정식은 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, 은 하기 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
상기 수학식 1 내지 상기 수학식 6을 참조하면, Sn에 속하는 사용자 i의 수신 신호는 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, 기지국 n에 의해 사용되는 전송 신호의 파워가 pn인 경우, 로서, 기지국 n에 의해 사용되는 전송 신호의 파워는 Pmax보다 작으며, 복수의 기지국들의 의해 사용되는 전체 전송 파워(p)는 로 나타낼 수 있다.
이 때, n 번째 셀에 속하는 사용자 i의 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)는 하기 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.
(는 n 번째 셀에 속하는 사용자 i를 위한 전송 신호의 파워)
상기 수학식 8을 참조하면, 분모는 잡음, 사용자들 사이에서 발생하는 간섭 및 셀 간 간섭으로 구성되어 있다. 즉, n 번째 셀에 속하는 사용자 i의 신호 대 간섭 및 잡음 비를 증가시키기 위해서는 사용자들 사이에서 발생하는 간섭 및 셀 간 간섭의 합이 감소되어야 함을 알 수 있다.
기지국 n의 Shannon 용량 Cn(또는 데이터 전송률)은 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
결국, N개의 기지국들에 의해 달성될 수 있는 총 데이터 전송률은 하기 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.
따라서, S 및 p를 적절히 스케쥴링함으로써 상기 수학식 10의 총 데이터 전송률(C(p, S))이 극대화될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 셀 간 간섭 및 사용자들 사이에서 발생하는 간섭을 고려하여 상기 수학식 10의 총 데이터 전송률(C(p, S))이 최대가 되도록 효과적으로 S 및 p를 결정할 필요가 있다. 여기서, 총 데이터 전송률(C(p, S))이 극대화되기 위해서는 셀 간 간섭 및 사용자들 사이에서 발생하는 간섭을 고려하여 사용자 집합(Sn)들 각각이 적절히 결정될 필요가 있다. 마찬가지로, p도 사용자 집합(Sn)들 각각에 속하는 사용자들에 대하여 총 데이터 전송률(C(p, S))이 최대가 되도록 적절히 결정될 필요가 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 장치는 정보 수집부(310), 스케쥴러(320) 및 결과 전달부(330)를 포함한다.
기지국 n은 n번째 셀에 속하는 사용자들을 복수의 사용자 집합()들로 그룹핑할 수 있다. 예를 들어, 기지국 n에 의해 그룹핑된 사용자 집합()들에 속하는 각각의 사용자들과 기지국 n 사이에 형성된 채널들은 서로 직교할 수 있다. 이 때, 기지국 n에 의해 그룹핑된 어느 하나의 사용자 집합()은 하기 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
(은 nt 명의 사용자들을 포함할 수 있음.)
이 때, 기지국 n은 로컬 최적화(local optimization) 과정을 수행할 수 있다. 즉, 기지국 n은 셀 간 간섭은 존재하지 않고, 사용자들 사이의 간섭만이 존재한다고 가정하여 로컬 최적화 과정을 수행할 수 있다.
즉, 기지국 n은 기지국 n이 달성할 수 있는 데이터 전송률을 고려하여 복수의 사용자 집합()들 중 하나 또는 둘 이상의 후보 사용자 집합들을 결정할 수 있다. 특히, 기지국 n은 하기 수학식 12를 이용하여 기지국 n이 달성할 수 있는 데이터 전송률이 극대화되는 Ln 개의 사용자 집합()들을 찾아낼 수 있다.
(여기서, 이며, 은 기지국 n이 달성할 수 있는 데이터 전송률이 극대화되는 Ln 개의 사용자 집합()들의 집합임.)
여기서, 의 원소들인 Ln 개의 사용자 집합()들을 후보 사용자 집합들이라고 칭하기로 한다. 즉, 기지국 n은 기지국 n이 달성할 수 있는 데이터 전송률이 극대화될 수 있도록 Ln 개의 후보 사용자 집합들을 찾아낼 수 있다.
이 때, 통신 시스템 제어 장치의 정보 수집부(310)는 복수의 기지국들에 의해 그룹핑된 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 수집한다. 여기서, 사용자 집합 정보는 후보 사용자 집합들 각각에 포함되는 사용자들에 대한 채널 정보, 빔 포밍 가중치 벡터 정보 또는 간섭 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수학식 12를 참조하면, 채널 정보는 , 빔포밍 가중치 벡터 정보는 및 , 간섭 정보는 와 관련된 것일 수 있다.
또한, 스케쥴러(320)는 수집된 복수의 기지국들 각각에 상응하는 사용자 집합 정보를 기초로 복수의 기지국들이 전체적으로 달성할 수 있는 총 데이터 전송률을 계산한다. 즉, 복수의 기지국들 각각은 상기 수학식 10을 이용하여 의 원소들인 Ln 개의 후보 사용자 집합들 각각에 대하여 총 데이터 전송률을 계산할 수 있다.
이 때, 스케쥴러(320)는 총 데이터 전송률이 극대화될 수 있도록 후보 사용자 집합들 중 대상 사용자 집합을 선택하고, 대상 사용자 집합들에 대한 스케쥴링을 수행할 수 있다. 여기서, 대상 사용자 집합은 Ln 개의 후보 사용자 집합들 중 선택된 집합으로서, 예를 들어, 총 데이터 전송률이 최대가 되는 후보 사용자 집합이 대상 사용자 집합으로 선택될 수 있다. 즉, 기지국들의 개수가 N인 경우, N 개의 기지국들 각각은 대상 사용자 집합을 선택할 수 있다.
그리고, 스케쥴러(320)는 선택된 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대응하는 빔들의 파워를 제어할 수 있다. 특히, 스케쥴러(320)는 셀 간 간섭 및 사용자들 사이의 간섭을 고려하여 총 데이터 전송률이 최대가 될 수 있도록 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대응하는 빔들의 파워를 턴-온하거나 턴-오프할 수 있다. 예를 들어, 스케쥴러(320)는 하기 수학식 13을 이용하여 대상 사용자 집합들을 선택하고, 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대응하는 빔들의 파워를 턴-온하거나 턴-오프할 수 있다
상기 수학식 13을 참조하면, 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자 i에 대응하는 빔의 파워 는 턴-온 또는 턴-오프됨을 알 수 있다. 또한, 스케쥴러(320)는 총 데이터 전송률이 최대가 되도록 에 속하는 복수의 사용자 집합들 중 어느 하나를 대상 사용자 집합으로 선택함을 알 수 있다.
또한, 결과 전달부(330)는 복수의 기지국들로 스케쥴러(320)의 스케쥴링 결과에 대한 정보를 전달한다. 이 때, 스케쥴링 결과에 대한 정보는 대상 사용자 집합에 대한 정보 및 대상 사용자 집합에 속하는 사용자들에 대응하는 빔들의 파워에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 기지국들은 결과 전달부(330)로부터 스케쥴링 결과에 대한 정보를 수신하고, 스케쥴링 결과에 대한 정보를 이용하여 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들을 위한 전송 신호를 생성한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 그룹핑 수행부(410), 정보 제공부(420) 및 전송 신호 생성부(430)를 포함한다.
그룹핑 수행부(410)는 로컬 최적화 과정을 수행한다. 즉, 그룹핑 수행부(410)는 대상 기지국이 단독으로 달성할 수 있는 데이터 전송률을 고려하여 대상 기지국의 커버리지 내에 포함되는 복수의 사용자들을 복수의 후보 사용자 집합들로 그룹핑한다.
또한, 정보 제공부(420)는 통신 시스템 제어 장치로 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 제공한다. 이 때, 사용자 집합 정보는 상술한 바와 같이 후보 사용자 집합에 포함되는 사용자들에 대한 채널 정보, 빔 포밍 가중치 벡터 정보 또는 간섭 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 통신 시스템 제어 장치는 대상 기지국 및 대상 기지국과 이웃하는 적어도 하나의 이웃 기지국에 의해 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 계산할 수 있다. 따라서, 통신 시스템 제어 장치는 총 데이터 전송률을 고려하여 후보 사용자 집합들 중 대상 사용자 집합을 선택할 수 있고, 대상 사용자 집합에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행할 수 있다. 특히, 대상 사용자 집합에 속하는 사용자들에 대응하는 빔의 파워는 턴-온 또는 턴-오프 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
또한, 전송 신호 생성부(430)는 통신 시스템 제어 장치의 스케쥴링 결과에 다라 대상 사용자 집합에 속하는 사용자들에 대응하는 전송 신호를 생성한다. 이 때, 전송 신호 생성부(430)는 제어된 빔의 파워에 따라 전송 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국은 위에서 설명된 통신 시스템 제어 장치와 밀접하게 관련되어 동작하며, 여기에서는 통신 시스템 제어 장치에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 방법은 복수의 기지국들에 의해 그룹핑된 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 수집한다(S510).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 방법은 상기 사용자 집합 정보를 기초로 계산되는 상기 복수의 기지국들에 의해 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 복수의 기지국들 각각에 상응하는 대상 사용자 집합들을 선택한다(S520).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 방법은 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행한다(S530).
이 때, 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행하는 단계(S530)는 상기 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대응하는 빔들의 파워를 제어하는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 방법은 상기 복수의 기지국들로 스케쥴링 결과에 대한 정보를 전달한다(S540).
본 발명의 통신 시스템 제어 방법에는 도 1 내지 도 4에서 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (17)

  1. 복수의 기지국들에 의해 그룹핑된 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 수집하는 정보 수집부; 및
    상기 사용자 집합 정보를 기초로 계산되는 상기 복수의 기지국들에 의해 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 복수의 기지국들 각각에 상응하는 대상 사용자 집합들을 선택하고, 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행하는 스케쥴러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스케쥴러는
    상기 복수의 기지국들의 존재로 인해 발생하는 셀 간(Inter-cell) 간섭을 고려하여 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 대상 사용자 집합들을 선택하고, 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스케쥴러는
    상기 달성될 수 있는 총 데이터 전송률이 최대가 되도록 상기 대상 사용자 집합들을 선택하고, 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스케쥴러는
    상기 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대응하는 빔들의 파워를 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스케쥴러는
    상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대응하는 빔들의 파워를 턴-온 또는 턴-오프 중 어느 하나로 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 집합 정보는 상기 후보 사용자 집합들에 포함되는 사용자들에 대한 채널 정보, 빔포밍 가중치 벡터 정보 또는 간섭 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후보 사용자 집합들은 상기 복수의 기지국들 각각이 달성할 수 있는 데이터 전송률을 고려하여 상기 복수의 기지국들에 의해 그룹핑된 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기지국들로 상기 스케쥴러의 스케쥴링 결과에 대한 정보를 전달하는 결과 전달부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 기지국들은 상기 스케쥴링 결과에 따라 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 상응하는 전송 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기지국들 각각은 복수의 안테나들을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 장치.
  11. 복수의 기지국들에 의해 그룹핑된 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 수집하는 단계;
    상기 사용자 집합 정보를 기초로 계산되는 상기 복수의 기지국들에 의해 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 복수의 기지국들 각각에 상응하는 대상 사용자 집합들을 선택하고, 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행하는 단계; 및
    상기 복수의 기지국들로 스케쥴링 결과에 대한 정보를 전달하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 방법.
  12. 제12항에 있어서,
    상기 스케쥴링을 수행하는 단계는
    상기 복수의 기지국들의 존재로 인해 발생하는 셀 간(Inter-cell) 간섭을 고려하여 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 대상 사용자 집합들을 선택하고, 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대한 스케쥴링을 수행하는 단계인 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 스케쥴링을 수행하는 단계는
    상기 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대응하는 빔들의 파워를 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스케쥴링을 수행하는 단계는
    상기 대상 사용자 집합들에 속하는 사용자들에 대응하는 빔들의 파워를 턴-온 또는 턴-오프 중 어느 하나로 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 통신 시스템 제어 방법.
  15. 대상 기지국이 단독으로 달성할 수 있는 데이터 전송률에 따라 상기 대상 기지국의 커버리지 내에 포함되는 복수의 사용자들을 복수의 후보 사용자 집합들로 그룹핑하는 그룹핑 수행부;
    통신 시스템 제어 장치로 상기 후보 사용자 집합들에 대한 사용자 집합 정보를 제공하는 정보 제공부; 및
    상기 통신 시스템 제어 장치의 스케쥴링 결과에 따라 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 통신 시스템 제어 장치에 의해 선택된 대상 사용자 집합에 속하는 적어도 하나의 사용자에 대응하는 전송 신호를 생성하는 전송 신호 생성부
    를 포함하고,
    상기 통신 시스템 제어 장치는
    상기 대상 기지국 및 상기 대상 기지국과 이웃하는 적어도 하나의 이웃 기지국에 의해 달성될 수 있는 총 데이터 전송률을 고려하여 상기 후보 사용자 집합들 중 상기 대상 사용자 집합을 선택하고, 상기 대상 사용자 집합에 속하는 상기 적어도 하나의 사용자에 대한 스케쥴링을 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 대상 사용자 집합에 속하는 상기 적어도 하나의 사용자에 대응하는 빔의 파워를 턴-온 또는 턴-오프 중 어느 하나로 제어하고,
    상기 전송 신호 생성부는
    상기 제어된 파워에 따라 상기 대상 사용자 집합에 속하는 상기 적어도 하나의 사용자에 대응하는 상기 전송 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  17. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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