KR20090118189A - Apparatus and method for exchanging downlink channel and uplink channel in fdd mu-mimo system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 FDD(Frequency Division Duplex) MU-MIMO(Multiuser Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 다운링크 채널과 업링크 채널을 변경하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for changing a downlink channel and an uplink channel in a frequency division duplex (FDD) multiuser multiple input multiple output (MU-MIMO) system.
IEEE 802.16 표준에서 이중화(duplex) 방식으로 TDD외에 FDD를 추가로 채택(IEEE 802.16m)하고 있다.In the IEEE 802.16 standard, FDD is additionally adopted (IEEE 802.16m) in addition to TDD in a duplex manner.
폐루프(closed-loop) MIMO에서 단말은 다운링크 채널을 측정하여 채널 정보를 기지국으로 피드백한다.In closed-loop MIMO, the UE measures the downlink channel and feeds back channel information to the base station.
MU-MIMO에서는 하나의 기지국과 다수의 단말들이 다중입출력 통신을 수행(단말 그루핑)한다. In MU-MIMO, one base station and a plurality of terminals perform multi-input / output communication (terminal grouping).
TDD MU-MIMO인 경우 다운링크/업링크 채널로 동일한 주파수 대역을 사용하기 때문에 채널 상호성(Channel Reciprocity)을 이용한 채널 측정 방식을 적용할 수 있다.In the case of TDD MU-MIMO, since the same frequency band is used as the downlink / uplink channel, a channel measurement method using channel reciprocity can be applied.
그러나, FDD MU-MIMO인 경우 다운링크/업링크 채널로 상이한 주파수 대역을 사용하기 때문에 TDD에 적용되는 채널 측정 방식을 그대로 적용할 수 없는 문제점이 있다.However, in case of FDD MU-MIMO, there is a problem in that the channel measurement method applied to TDD cannot be applied as it is because different frequency bands are used as the downlink / uplink channel.
그러므로, 본 발명의 목적은 FDD MU-MIMO에서 업링크 채널에 대한 단말들의 채널 상관도를 측정하여 그루핑(grouping)하고, 그 결과를 다운링크 채널에 적용하는 방식을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a method of measuring and grouping channel correlations of UEs on an uplink channel in FDD MU-MIMO and applying the result to a downlink channel.
본 발명은, 업링크 채널에 대한 단말들의 채널 상관도에 기초하여 단말들을 그루핑하고, 업링크 채널과 다운링크 채널을 상호 변경함으로써 채널 특성을 아는 업링크 채널을 다운링크 채널로 사용하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the uplink channel, which knows the channel characteristics, is used as the downlink channel by grouping the terminals based on the channel correlation of the terminals with respect to the uplink channel. do.
본 발명에 따르면, 채널 상호성을 이용하여 다운링크 채널의 채널 특성을 알 수 있어 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.According to the present invention, it is possible to know the channel characteristics of the downlink channel using the channel interactivity to improve the system performance.
도 1은 일반적인 MIMO 시스템을 나타낸 것으로, 특히 2개의 안테나를 구비하는 단말(Mobile Station/Portable Subscriber Station)과 2개의 안테나를 구비하는 기지국(Base Station/Radio Access Station)으로 구성된 2×2 MIMO 시스템을 예시한 것이다.1 illustrates a general MIMO system. In particular, FIG. 1 illustrates a 2 × 2 MIMO system including a mobile station / portable subscriber station having two antennas and a base station / radio access station having two antennas. It is illustrated.
도 2는 MU(Multi user) 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 MU-MIMO 시스템을 예시한 것이다.2 illustrates a multi user (MU) multiple input multiple output (MIMO) system, in particular a 2 × 2 MU comprising two mobile stations / portable subscriber stations and one base station / radio access station. Example of a MIMO system.
OFDMA MU-MIMO (Multiuser Multiple Input Multiple Output)는 직교(orthogonal)하는 주파수 채널을 이용하여 다중 접속(OFDMA)을 수행하며 또한 동일한 주파수 대역을 통해 하나의 기지국과 다수의 단말들이 다중입출력 통신(MU-MIMO)을 수행한다.OFDMA Multi-user Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO) performs multiple access (OFDMA) using an orthogonal frequency channel, and a single base station and a plurality of terminals communicate with each other through the same frequency band. MIMO).
한편, 이중화 방식과 관련하여, TDD(Time Division Duplex)는 다운링크/업링크 채널로 동일한 주파수 대역 사용하기 때문에 채널 상호성(Channel Reciprocity)을 이용하여 다운링크 채널에 대한 측정이 가능하다(도 3 참조). 여기서 채널 상호성은 동일한 채널에 대하여 정방향과 역방향의 채널 특성이 상관된다 이론이다.On the other hand, with respect to the duplexing scheme, since the TDD (Time Division Duplex) uses the same frequency band as the downlink / uplink channel, the downlink channel can be measured by using channel reciprocity (see FIG. 3). ). The channel interactivity here is the theory that the channel characteristics in the forward and reverse directions for the same channel are correlated.
그러나, FDD(Frequency Division Duplex)는 다운링크/업링크 채널로 상이한 주파수 대역 사용하기 때문에 채널 상호성을 이용한 채널 측정을 적용하기 어렵다(도 4 참조).However, since frequency division duplex (FDD) uses different frequency bands as the downlink / uplink channel, it is difficult to apply channel measurement using channel interactivity (see FIG. 4).
따라서, 본 발명은 업링크 채널에 대한 단말들의 채널 상관도에 기초하여 단말들을 그루핑하고, 업링크 채널과 다운링크 채널을 상호 변경함으로써 채널 특성을 아는 업링크 채널을 다운링크 채널로 사용한다.Accordingly, the present invention uses the uplink channel, which knows the channel characteristics, as the downlink channel by grouping the terminals based on the channel correlation of the terminals with respect to the uplink channel and mutually changing the uplink channel and the downlink channel.
도 5는 본 발명에 따른 FDD MU-MIMO 시스템에서 다운링크/업링크 채널 변경을 설명하는 도면이다.5 is a diagram illustrating downlink / uplink channel change in the FDD MU-MIMO system according to the present invention.
도 5를 참조하면, 기지국은 f2 주파수 대역을 이용하는 업링크 채널에 대하여 복수개의 단말 상호간에 채널 상관도를 측정하여 채널 상관도가 낮은 단말들을 그루핑한다. 여기서, 채널 상관도는 채널 직교도(orthogonal value), 채널 고유비(eigen ratio) 등을 이용할 수 있다.Referring to FIG. 5, a base station measures a channel correlation between a plurality of terminals for an uplink channel using an f 2 frequency band to group terminals having low channel correlation. Here, the channel correlation may use a channel orthogonal value, a channel eigen ratio, and the like.
채널 직교도는 예컨대 하기 수학식 1 및 2를 이용하여 계산될 수 있다.Channel orthogonality can be calculated using, for example, Equations 1 and 2 below.
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
상기 수학식에서, 'user#'는 #번째 사용자 단말의 인덱스, 'sc'는 서브캐리어(subcarrier) 인덱스, 'H'는 채널 응답(channel response), 'H*' 는 H의 컨쥬게이트(conjugate), 'channel_gain'은 채널 이득(channel gain), 'power'는 사용자 단말의 전력, 'Orth_value'는 sc번째 서브캐리어에서 두 사용자 단말 사이의 직교도(orthogonal value). 'Orth'는 모든 서브캐리어에 대한 두 사용자 단말 사이의 직교도, 'Nsc'는 서브캐리어 개수를 각각 나타낸다.In the above equation, 'user #' is the index of the #th user terminal, 'sc' is the subcarrier index, 'H' is the channel response, and 'H * ' is the conjugate of H. 'channel_gain' is channel gain, 'power' is power of the user terminal, and 'Orth_value' is an orthogonal value between two user terminals in the scth subcarrier. 'Orth' represents an orthogonality between two user terminals for all subcarriers, and 'N sc ' represents the number of subcarriers, respectively.
그리고, 채널 고유비는 예컨대 하기 수학식 3을 이용하여 계산될 수 있다.And, the channel intrinsic ratio can be calculated using, for example, Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
상기 수학식에서, X,Y는 사용자 인덱스(user index)를 나타내고, 'eigen_value'는 채널 고유값을 나타낸다.In the above equation, X and Y represent a user index, and 'eigen_value' represents a channel unique value.
그리고, 이와 같이 그루핑된 결과를 다운링크 채널에 적용하기 위하여 f2 주파수 대역의 업링크 채널을 다운링크 채널로 사용한다. 즉, 다운링크 채널과 업링크 채널을 상호 변경한다. 이에 따라, 채널 상관도가 낮은 단말들끼리 그루핑된 결과는 다운링크에 그대로 적용되어 시스템 성능을 향상시킨다.In order to apply the grouped result to the downlink channel, the uplink channel of the f 2 frequency band is used as the downlink channel. That is, the downlink channel and the uplink channel are interchanged. Accordingly, the results grouped among the terminals having low channel correlation are applied to the downlink as it is, thereby improving system performance.
참고로, 다운링크/업링크 채널 변경은 주기적으로 수행되거나 또는 단말들이 새로 그루핑될 때 수행될 수 있다.For reference, the downlink / uplink channel change may be performed periodically or when the terminals are newly grouped.
그리고, 단말 그루핑은 채널 상관도 이외에도 단말의 위치, 거리, 전력할당비, 신호대 잡음비, CINR 등을 이용하여 그루핑할 수 있다.In addition to the channel correlation, the terminal grouping may be grouped using the position, distance, power allocation ratio, signal-to-noise ratio, CINR, and the like of the terminal.
도 1은 일반적인 MIMO 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a general MIMO system.
도 2는 본 발명이 적용되는 MU-MIMO 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a MU-MIMO system to which the present invention is applied.
도 3은 TDD 방식을 설명하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a TDD scheme.
도 4는 FDD 방식을 설명하는 도면이다.4 is a diagram for explaining an FDD scheme.
도 5는 본 발명에 따른 FDD MU-MIMO 시스템에서 다운링크/업링크 채널 변경을 설명하는 도면이다. 5 is a diagram illustrating downlink / uplink channel change in the FDD MU-MIMO system according to the present invention.
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|---|---|---|---|---|
| CN115175359A (en) * | 2022-08-15 | 2022-10-11 | 北京神经元网络技术有限公司 | Scheduling-free data transmission method and device of wireless time division duplex system |
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