KR20100138126A - Method for selecting data transmission mode in distributed antenna system - Google Patents

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KR20100138126A
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길계태
남은혜
이성춘
이남정
강준혁
박세준
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주식회사 케이티
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Abstract

PURPOSE: A method for selecting a data transmission mode in a distributed antenna system is provided to give the feedback of the information corresponding to a data transfer mode by selecting the data transfer mode having a large value among calculated cell capacitance expectation values. CONSTITUTION: When receiving a pilot signal from a base station, an MS(Mobile Station) uses the received pilot signal to calculate a cell capacitance expectation value depending on a data transfer mode. The MS selects a data transfer mode having a large value among the calculated cell capacitance expectation values. The MS gives to the base station the feedback of the information corresponding to the data transfer mode, and receives the data from the base station at the selected data transfer mode.

Description

분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법{METHOD FOR SELECTING DATA TRANSMISSION MODE IN DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}METHODO FOR SELECTING DATA TRANSMISSION MODE IN DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}

본 발명은 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신한 단말기가 상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 데이터 전송모드에 따른 셀 용량 기대치를 산출한 후 상기 산출한 셀 용량 기대치 중에서 큰 값을 가지는 데이터 전송모드를 선택하여 기지국으로 피드백함으로써, 셀 내에서 단말기의 위치에 상관없이 높은 셀 용량을 보장하기 위한, 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission mode selection method in a distributed antenna system, and more particularly, after a terminal receiving a pilot signal from a base station calculates an expected cell capacity according to a data transmission mode using the received pilot signal. In the method of selecting a data transmission mode in a distributed antenna system to ensure a high cell capacity irrespective of the position of a terminal in a cell by selecting a data transmission mode having a large value among the calculated cell capacity expected values and feeding it back to the base station. It is about.

다중 사용자를 지원할 수 있는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템은 주파수 효율을 높일 수 있는 기법으로 잘 알려져 있다.Multiple Input Multiple Output (MIMO) systems, which can support multiple users, are well known for increasing frequency efficiency.

MIMO 시스템 중에서도 분산 안테나 시스템(distributed antenna system)은 각 송신 안테나가 셀에 퍼져 있는 것을 말한다. 원활한 통신을 위해, 분산되어 있 는 각 안테나는 고속으로 통신이 가능한 백본(backbone)으로 연결되어 있고, 각 안테나의 동기는 모두 맞춰져 있다.Among the MIMO systems, a distributed antenna system means that each transmit antenna is spread in a cell. For smooth communication, each distributed antenna is connected by a backbone that enables high-speed communication, and the synchronization of each antenna is all aligned.

이러한 분산 안테나 시스템은, 셀의 중심에 있는 기지국이 송신 안테나를 모두 가지고 있는 종래의 셀룰러 시스템과 달리, 각 송신 안테나와 단말기의 수신 안테나 간의 위치가 다르기 때문에, 대규모 페이딩(large scale fading)에 대한 마크로스코픽 다이버시티(macroscopic diversity)를 얻을 수 있다.This distributed antenna system is a macro for large scale fading because the position between each transmit antenna and the receive antenna of the terminal is different from the conventional cellular system where the base station at the center of the cell has all transmit antennas. Scoscopic diversity can be obtained.

또한, 분산 안테나 시스템은 셀의 경계 부분에 위치한 사용자들과 송신 안테나의 거리가 더 짧아지기 때문에 채널용량을 증가시킬 수 있다.In addition, the distributed antenna system may increase the channel capacity because the distance between the users located at the boundary of the cell and the transmission antenna is shorter.

일반적으로, 분산 안테나 시스템에 적용되는 전송 방식으로는 공간 다중화 전송(SMT : Spatial Multiplexing Transmission) 방식과 안테나 선택 전송(SAT : Single Antenna Transmission) 방식이 있다.In general, a transmission scheme applied to a distributed antenna system includes a spatial multiplexing transmission (SMT) and a single antenna transmission (SAT).

먼저, 선형 수신기(linear receiver)를 이용한 공간 다중화 전송(SMT) 방식은, 다중 수신 안테나를 가지기 때문에 멀티플렉싱 이득(multiplexing gain)을 얻을 수 있지만, 다중 셀 환경에서 셀 경계 부근은 인접 셀로부터의 간섭인 OCI(Other Cell Interference) 영향이 커지기 때문에, 셀 경계 부근에서 단말기의 셀 용량이 급격히 낮아지는 단점이 있다.First, the spatial multiplexing transmission (SMT) method using a linear receiver can obtain a multiplexing gain because it has multiple receiving antennas, but in a multi-cell environment, the vicinity of a cell boundary is an interference from an adjacent cell. Since the effect of other cell interference (OCI) increases, the cell capacity of the terminal is sharply lowered near the cell boundary.

또한, MRC(Maximal Ratio Combining) 수신기를 이용한 안테나 선택 전송 방식은, 셀 경계 부근에서는 OCI의 영향이 상대적으로 적어지기 때문에 공간 다중화 전송 기법에 비해 셀 용량이 좋지만, 셀 중심 부근에서는 멀티플렉싱 이득(multiplexing gain)을 얻지 못해 낮은 셀 용량을 지원하게 된다.In addition, the antenna selection transmission method using the maximum ratio combining (MRC) receiver has better cell capacity than the spatial multiplexing transmission method because the influence of OCI is relatively small near the cell boundary, but the multiplexing gain is close to the cell center. ) To support low cell capacity.

결국, 각 전송 방식은 단말기의 위치에 따라 셀 용량 기대치의 대소관계가 달라진다. 예를 들면, 셀의 중심에 있는 경우, OCI의 영향은 그 개수에 상관없이 무시할 만큼 작아지기 때문에, 멀티플렉싱 이득을 얻을 수 있는 공간 다중화 전송(SMT) 방식이 안테나 선택 전송(SAT) 방식보다 더 많은 셀 용량을 얻을 수 있다.As a result, each transmission scheme has a large and small relationship between cell capacity expectations depending on the location of the terminal. For example, when in the center of a cell, the effect of OCI is negligibly small regardless of the number, so that the SMT scheme which can obtain multiplexing gain is more than the antenna selective transmission (SAT) scheme. The cell capacity can be obtained.

이와 반대로, 셀의 경계 지역에 단말기가 위치할 경우, 셀 안의 여러 송신 안테나들과 단말기 사이의 거리가 멀어지기 때문에 공간 다중화 전송(SMT) 방식보다는 가까운 송신 안테나 하나를 이용하는 안테나 선택 전송(SAT) 방식이 더 큰 스펙트럼 효율성을 가질 확률이 크다.On the contrary, when the terminal is located in the boundary area of the cell, the distance between the various transmitting antennas and the terminal in the cell increases, so that the antenna selective transmission (SAT) method using one transmitting antenna rather than the spatial multiplexing transmission (SMT) method This is likely to have greater spectral efficiency.

따라서 어느 위치에서도 일정 셀 용량을 보장할 수 있는 방안이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a method capable of guaranteeing a constant cell capacity at any location.

상기와 같은 요구에 부응하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.It is a problem of the present invention to meet the above requirements.

따라서 본 발명은 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신한 단말기가 상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 데이터 전송모드에 따른 셀 용량 기대치를 산출한 후 상기 산출한 셀 용량 기대치 중에서 큰 값을 가지는 데이터 전송모드를 선택하여 기지국으로 피드백함으로써, 셀 내에서 단말기의 위치에 상관없이 높은 셀 용량을 보장하기 위한, 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention calculates a cell capacity expected value according to the data transmission mode by the terminal receiving the pilot signal from the base station, and then selects a data transmission mode having a large value from the calculated cell capacity expected values. It is an object of the present invention to provide a method for selecting a data transmission mode in a distributed antenna system for ensuring a high cell capacity regardless of the position of a terminal in a cell.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 데이터 전송모드 선택 방법에 있어서, 단말기가 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신함에 따라 상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 데이터 전송모드에 따른 셀 용량 기대치를 산출하는 단계; 상기 단말기가 상기 산출한 셀 용량 기대치 중에서 큰 값을 가지는 데이터 전송모드를 선택하여 상기 기지국으로 피드백하는 단계; 및 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 상기 선택한 데이터 전송모드로 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.In the method of the present invention for achieving the above object, in the method of selecting a data transmission mode, as the terminal receives a pilot signal from the base station, using the received pilot signal to calculate the cell capacity expected according to the data transmission mode ; Selecting, by the terminal, a data transmission mode having a large value among the calculated cell capacity expected values and feeding back to the base station; And receiving, by the terminal, data from the base station in the selected data transmission mode.

이러한 본 발명은 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System)을 사용할 때, 데이터 전송모드의 스위칭을 통해 셀 용량(capacity)을 높일 수 있다.The present invention can increase the cell capacity through the switching of the data transmission mode when using a distributed antenna system (Distributed Antenna System).

상기와 같은 본 발명은, 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신한 단말기가 상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 데이터 전송모드에 따른 셀 용량 기대치를 산출한 후 상기 산출한 셀 용량 기대치 중에서 큰 값을 가지는 데이터 전송모드를 선택 하여 기지국으로 피드백함으로써, 셀 내에서 단말기의 위치에 상관없이 높은 셀 용량을 보장할 수 있는 효과가 있다.In the present invention as described above, the terminal receiving the pilot signal from the base station calculates the cell capacity expected value according to the data transmission mode by using the received pilot signal, the data transmission mode having a larger value among the calculated cell capacity expected value By selecting the feedback to the base station, it is possible to ensure a high cell capacity regardless of the position of the terminal in the cell.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명이 적용되는 다중 셀 환경 기반 분산 안테나 시스템에 대한 일예시도이다.1 is an exemplary diagram for a multi-cell environment-based distributed antenna system to which the present invention is applied.

도 1에 도시된 바와 같이, 점선으로 표시된 원은 각 셀(10)을 나타내고, 실선으로 표시된 원은 각 분산된 안테나들의 통신영역(coverage)(20)을 나타낸다.As shown in FIG. 1, circles indicated by dotted lines represent each cell 10, and circles indicated by solid lines represent communication areas 20 of respective distributed antennas.

따라서 분산 안테나 시스템은 중심의 셀과 이웃한 6개의 셀이 있는 다중 셀 구조를 가지며, 각 셀에는 총 7개의 송신 안테나(기지국(30)이 가지고 있는 한 개의 중심 안테나와 여섯 개의 분산 안테나(40))가 위치한다.Therefore, the distributed antenna system has a multi-cell structure having six cells adjacent to the center cell, and each cell has a total of seven transmit antennas (one center antenna and six distributed antennas 40 owned by the base station 30). ) Is located.

이러한 분산 안테나 시스템은, 종래의 셀룰러 시스템과 다른 구조를 가지기 때문에 몇 가지 조건을 만족해야 한다.Since such a distributed antenna system has a structure different from that of a conventional cellular system, some conditions must be satisfied.

첫째로, 각 셀(10)은 모두 같은 주파수를 이용한다. 이는 주파수 효율을 높인다.First, each cell 10 uses the same frequency. This increases the frequency efficiency.

또한, 분산 안테나(40)는 셀 중심에 있는 각 기지국(30)과 케이블로 연결되어 있다. 이때, 케이블은 고속의 신뢰성 높은 통신을 보장하여, 분산된 안테나 간의 동기에 악영향을 미치지 않고, 안테나의 모든 기능을 수월하게 수행한다.In addition, the distributed antenna 40 is connected to each base station 30 in the cell center by a cable. At this time, the cable ensures high-speed and reliable communication, and does not adversely affect synchronization between distributed antennas, and performs all functions of the antennas easily.

또한, 본 발명에서는 이해를 돕기 위해 단일 사용자 시나리오를 가정한다. 이때, 송신 안테나는 경로 손실(pathloss)이 가장 작은 순서로 선택한다.In addition, the present invention assumes a single user scenario for ease of understanding. In this case, the transmitting antenna selects the path loss in the order of the smallest pathloss.

아울러, 각 분산 안테나(40)는 증폭기(amplifier)를 구비하고 있기 때문에, 최대 전력 임계치(individual power constraint)를 갖는다.In addition, since each distributed antenna 40 includes an amplifier, it has a maximum power constraint.

이러한 가정 하에, 주변 셀(j = 1,2,3,4,5,6)에서 송신 안테나(k)를 통해

Figure 112009038345264-PAT00001
를 송신할 때, 홈 셀(j = 0)에 속한 특정 단말에서 관찰되는 수신신호는 하기의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.Under this assumption, through the transmit antenna k in the peripheral cells (j = 1,2,3,4,5,6)
Figure 112009038345264-PAT00001
When transmitting, the received signal observed in a specific terminal belonging to the home cell (j = 0) may be represented by Equation 1 below.

Figure 112009038345264-PAT00002
Figure 112009038345264-PAT00002

여기서,

Figure 112009038345264-PAT00003
로서 홈 셀(j = 0)의 각 송신 안테나를 통해 송신된 신호를 나타내며, 우변 첫째 항은 원하는 신호를 나타내고, 둘째 항은 OCI(Other Cell Interference)를 나타내며, 셋째 항은 AWGN(Additive White Gaussian Noise)를 나타낸다.here,
Figure 112009038345264-PAT00003
As a signal transmitted through each transmit antenna of the home cell (j = 0), the first term on the right side represents the desired signal, the second term represents Other Cell Interference (OCI), and the third term is AWGN (Additive White Gaussian Noise). ).

또한,

Figure 112009038345264-PAT00004
Figure 112009038345264-PAT00005
널(Null) 행렬을 나타내고, 대규모 페이딩(large scale fading)(
Figure 112009038345264-PAT00006
)과 소규모 페이딩(small scale fading)(
Figure 112009038345264-PAT00007
)을 모두 포함하며, 각 열을 구성하는
Figure 112009038345264-PAT00008
는 0 번째 셀(home cell)의 mi 번째 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널을 나타낸다.Also,
Figure 112009038345264-PAT00004
Is
Figure 112009038345264-PAT00005
Represents a null matrix and uses large scale fading (
Figure 112009038345264-PAT00006
) And small scale fading (
Figure 112009038345264-PAT00007
), And make up each column
Figure 112009038345264-PAT00008
Denotes a channel between the m i th transmit antenna and the receive antenna of the 0 th cell.

여기서, 수신 안테나는 여러 개가 될 수 있기 때문에 벡터 형식(vector form)으로 표시한다. 또한,

Figure 112009038345264-PAT00009
은 크게 그림자 효과(shadowing effect)와 경로손실 효과(pathloss effect)가 고려된 마크로스코픽 페이딩(macroscopic fading)을 나타낸다.Here, since there may be several receiving antennas, the receiving antennas are represented in a vector form. Also,
Figure 112009038345264-PAT00009
Shows macroscopic fading, which considers the shadowing effect and the pathloss effect.

또한, 홈 셀에 인접한 6개의 셀 중에서 n개의 셀에서는 하나의 안테나를 통해서만 신호를 송신하고, 나머지 m(6-n)개의 셀에서는 다수의 안테나를 사용하여 신호를 송신하는 경우, 상기 [수학식 1]의 둘째 항과 셋째 항은 하기의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.In addition, in the case where n cells of six cells adjacent to the home cell transmit signals through only one antenna, and m (6-n) cells transmit signals using a plurality of antennas, the equation The second and third terms of 1] can be expressed as Equation 2 below.

Figure 112009038345264-PAT00010
Figure 112009038345264-PAT00010

여기서, 상기 [수학식 2]의 분산은 하기의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있 다.Here, the dispersion of Equation 2 may be expressed as Equation 3 below.

Figure 112009038345264-PAT00011
Figure 112009038345264-PAT00011

상기 [수학식 2]와 [수학식 3]에서 qj는 n개의 셀에서 선택된 송신 안테나의 인덱스(index)를 나타내고,

Figure 112009038345264-PAT00012
는 셀 j의 송신 안테나 k의 송신전력을 나타낸다.In Equations 2 and 3, q j represents an index of a transmission antenna selected from n cells.
Figure 112009038345264-PAT00012
Denotes the transmit power of the transmit antenna k of cell j.

도 2 는 본 발명에 따른 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of selecting a data transmission mode in a distributed antenna system according to the present invention.

먼저, 본 발명이 적용되는 분산 안테나 시스템은 공간 다중화 전송(SMT) 방식으로 데이터를 전송하기 위한 선형 수신기(linear receiver) 및 안테나 선택 전송 방식으로 데이터를 전송하기 위한 MRC(Maximal Ratio Combining) 수신기를 구비하고 있다.First, a distributed antenna system to which the present invention is applied includes a linear receiver for transmitting data in a spatial multiplexed transmission (SMT) scheme and a maximum ratio combining receiver (MRC) for transmitting data in an antenna selective transmission scheme. Doing.

이후, 기지국이 파일럿 신호를 단말기로 전송한다(201).Thereafter, the base station transmits a pilot signal to the terminal (201).

그러면, 단말기는 수신한 파일럿 신호를 이용하여 각 데이터 전송모드에 따른 셀 용량 기대치를 산출한다(202).Then, the terminal calculates a cell capacity expectation value for each data transmission mode using the received pilot signal (202).

이때, 공간 다중화 전송 방식의 셀 용량 기대치는 일정 시간 동안 산출한 각 안테나별 최대 전송률 합의 평균과 같다.At this time, the cell capacity expectation of the spatial multiplexing transmission method is equal to the average of the maximum data rate sum of each antenna calculated for a predetermined time.

이는 하기의 [수학식 4]를 이용하여 산출한다.This is calculated using Equation 4 below.

Figure 112009038345264-PAT00013
Figure 112009038345264-PAT00013

여기서, M은 채널의 순위(rank)인 min(NT,NR)를 나타내며,

Figure 112009038345264-PAT00014
는 각 m번째 송신 안테나로부터 받은 신호의 신호대간섭잡음비(SINR: Signal to Interference Noise Ratio)를 나타낸다. 이때, NR은 단말기의 전체 안테나의 수이고, NT는 송신 안테나의 수이다.Here, M represents min (N T , N R ), which is the rank of the channel,
Figure 112009038345264-PAT00014
Denotes a Signal to Interference Noise Ratio (SINR) of a signal received from each m-th transmit antenna. In this case, N R is the total number of antennas of the terminal and N T is the number of transmit antennas.

또한, 하나의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 통해 수신 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 안테나 선택 전송(SAT : Single Antenna Transmission) 방식의 셀 용량 기대치는, 일정 시간 동안 산출한 최대 전송률의 평균과 같다.In addition, the expected cell capacity of the Single Antenna Transmission (SAT) method for obtaining a reception diversity gain through one transmission antenna and a plurality of reception antennas is equal to the average of the maximum transmission rates calculated for a predetermined time period.

이는 하기의 [수학식 5]를 이용하여 산출한다.This is calculated using Equation 5 below.

Figure 112009038345264-PAT00015
Figure 112009038345264-PAT00015

여기서,

Figure 112009038345264-PAT00016
는 'Frobenius norm'을 나타내며,
Figure 112009038345264-PAT00017
은 선택된 하나의 송신 안테나 전력을 의미한다.here,
Figure 112009038345264-PAT00016
Represents 'Frobenius norm',
Figure 112009038345264-PAT00017
Denotes the power of one selected transmit antenna.

아울러, 상기 [수학식 4] 및 [수학식 5]에서 E는 평균을 의미하고, CE는 평 균화된 셀 용량을 의미하며, CI는 순간적인 셀 용량을 의미한다.In Equations 4 and 5, E means an average, C E means an averaged cell capacity, and C I means an instantaneous cell capacity.

이후, 상기 산출한 셀 용량 기대치 중에서 큰 값을 가지는 데이터 전송모드를 선택한 후 그에 상응하는 정보를 기지국으로 전송한다(203). 이때, 순간적인 셀 용량 기대치와 평균적인 셀 용량 기대치는 하기와 같다.Thereafter, a data transmission mode having a large value is selected from the calculated cell capacity expected values, and corresponding information is transmitted to the base station (203). At this time, the instantaneous cell capacity expectation and the average cell capacity expectation are as follows.

o 순간적인 셀 용량(instantaneous capacity) 기대치: 각 심볼을 전송할 때마다 매번 순간적인 셀 용량을 계산한 값으로 데이터 전송모드를 선택하는 기준이 된다. 이때, 각 데이터 전송모드에 대한 순간적인 셀 용량 기대치 중에서 큰 값을 가지는 순간적인 셀 용량(

Figure 112009038345264-PAT00018
)은 하기의 [수학식 6]을 통해 선택한다.Expected instantaneous capacity: The calculated value of instantaneous cell capacity each time each symbol is transmitted, which is a criterion for selecting a data transmission mode. At this time, the instantaneous cell capacity having a large value among the instantaneous cell capacity expectations for each data transmission mode (
Figure 112009038345264-PAT00018
) Is selected through Equation 6 below.

Figure 112009038345264-PAT00019
Figure 112009038345264-PAT00019

여기서, 상기 [수학식 6]은 매번 셀 용량이 큰 전송기법을 선택하기 때문에, 평균화된 셀 용량을 기준으로 하는 알고리즘보다는 더 많은 셀 용량을 획득할 수 있지만, 피드백해야 하는 정보가 너무 많다.Here, since Equation 6 selects a transmission technique having a large cell capacity each time, more cell capacity can be obtained than an algorithm based on averaged cell capacity, but there is too much information to be fed back.

o 평균화된 셀 용량(ergodic capacity) 기대치: 각 데이터 전송모드별로 일정 심볼의 평균 셀 용량을 계산한 값으로 데이터 전송모드를 선택하는 기준이 된 다. 이때, 각 데이터 전송모드에 대한 평균화된 셀 용량 기대치 중에서 큰 값을 가지는 평균화된 셀 용량(

Figure 112009038345264-PAT00020
)은 하기의 [수학식 7]을 통해 선택한다.Expected average cell capacity (ergodic capacity): The average cell capacity of a symbol is calculated for each data transmission mode, which is a criterion for selecting a data transmission mode. In this case, the averaged cell capacity having a larger value among the averaged cell capacity expectations for each data transmission mode (
Figure 112009038345264-PAT00020
) Is selected through Equation 7 below.

Figure 112009038345264-PAT00021
Figure 112009038345264-PAT00021

여기서, 상기 [수학식 7]은 순간적인 셀 용량 기대치를 비교해 데이터 전송모드를 선택할 때보다 전체 셀 용량은 작지만, 피드백 데이터량이 적어져 훨씬 구현이 쉽다는 장점을 가진다.[Equation 7] has the advantage that the overall cell capacity is smaller than when selecting the data transmission mode by comparing the instantaneous cell capacity expectation, but the amount of feedback data is much easier to implement.

그러면, 기지국은 단말기로부터 전송받은 데이터 전송모드로 데이터를 전송한다(204).Then, the base station transmits data in the data transmission mode received from the terminal (204).

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법에 대한 시뮬레이션 결과에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a simulation result of a data transmission mode selection method in the distributed antenna system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

먼저, 본 발명의 성능을 검증하기 위하여, 하기의 [표 1]과 같은 파라미터를 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다.First, in order to verify the performance of the present invention, a simulation was performed using the parameters shown in Table 1 below.

Figure 112009038345264-PAT00022
Figure 112009038345264-PAT00022

또한, 본 발명의 실시예에서는 복호가 비교적 간단한 선형 수신기 중에서도 좋은 성능을 보이는 MMSE(Minimum Mean Squared Error) 수신기를 사용하였다.In addition, in the embodiment of the present invention, a minimum mean squared error (MMSE) receiver having a good performance among linear receivers whose decoding is relatively simple is used.

따라서 검출된 신호를

Figure 112009038345264-PAT00023
라고 할 때, MMSE 수신기의 정합 필터(matched filter)의 행렬은 하기의 [수학식 8]과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, the detected signal
Figure 112009038345264-PAT00023
In this case, the matrix of the matched filter (matched filter) of the MMSE receiver can be expressed as Equation 8 below.

Figure 112009038345264-PAT00024
Figure 112009038345264-PAT00024

여기서,

Figure 112009038345264-PAT00025
는 각 송신 안테나의 전력을 나타낸다. 이러한 환경에서, 정합 필터(matched filter)를 곱한 후 얻을 수 있는 'post-processing SINR' 값은 하기의 [수학식 9]와 같다.here,
Figure 112009038345264-PAT00025
Denotes the power of each transmit antenna. In this environment, the 'post-processing SINR' value obtained after multiplying a matched filter is expressed by Equation 9 below.

Figure 112009038345264-PAT00026
Figure 112009038345264-PAT00026

여기서,

Figure 112009038345264-PAT00027
는 MMSE 수신기를 이용한 공간 다중화 전송(SMT) 방식의 m번째 송신신호의 SINR값을 나타낸다.here,
Figure 112009038345264-PAT00027
Denotes the SINR value of the m th transmission signal of the SMT scheme using the MMSE receiver.

도 3 은 본 발명에 따른 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법에 대한 일실시예 시뮬레이션 결과도로서, 각 데이터 전송모드에 따른 셀 용량의 기대치가 단말기와 셀 중심기지국 사이의 거리, 즉 'normalized distance'에 따라 변화하는 모습을 나타낸다.FIG. 3 is a simulation result diagram of a method for selecting a data transmission mode in a distributed antenna system according to the present invention, wherein an expected value of a cell capacity according to each data transmission mode is a distance between a terminal and a cell center base station, that is, 'normalized' change according to 'distance'.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안된 방법이 종래의 방법들에 비하여 높은 셀 용량을 얻을 수 있음을 알 수 있다.As shown in Figure 3, it can be seen that the method proposed in the present invention can obtain a higher cell capacity compared to the conventional methods.

도 4 는 본 발명에 따른 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법에 대한 다른 실시예 시뮬레이션 결과도로서, 각 데이터 전송모드에 따른 셀 용량의 기대치가

Figure 112009038345264-PAT00028
에 따라 변화하는 모습을 나타낸다.FIG. 4 is a simulation result diagram of another embodiment of a data transmission mode selection method in a distributed antenna system according to the present invention.
Figure 112009038345264-PAT00028
The appearance changes according to.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안된 방법이 모든

Figure 112009038345264-PAT00029
값에서 종래의 방법들보다 높은 셀 용량을 얻을 수 있음을 알 수 있다.As shown in Figure 4, the method proposed in the present invention is
Figure 112009038345264-PAT00029
It can be seen from the value that a higher cell capacity can be obtained than conventional methods.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능 하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

본 발명은 분산 안테나 MIMO 시스템 등에 이용될 수 있다.The present invention can be used for distributed antenna MIMO system.

도 1 은 본 발명이 적용되는 다중 셀 환경 기반 분산 안테나 시스템에 대한 일예시도,1 is an exemplary view of a distributed antenna system based on a multi-cell environment to which the present invention is applied;

도 2 는 본 발명에 따른 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법에 대한 일실시예 흐름도,2 is a flowchart illustrating a method of selecting a data transmission mode in a distributed antenna system according to the present invention;

도 3 은 본 발명에 따른 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법에 대한 일실시예 시뮬레이션 결과도,3 is a simulation result diagram of an embodiment of a data transmission mode selection method in a distributed antenna system according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 분산 안테나 시스템에서의 데이터 전송모드 선택 방법에 대한 다른 실시예 시뮬레이션 결과도이다.4 is a simulation result diagram of another embodiment of a data transmission mode selection method in a distributed antenna system according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 셀 20 : 분산 안테나의 통신영역10: cell 20: communication area of a distributed antenna

30 : 기지국 40 : 분산 안테나30: base station 40: distributed antenna

Claims (7)

데이터 전송모드 선택 방법에 있어서,In the data transmission mode selection method, 단말기가 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신함에 따라 상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 데이터 전송모드에 따른 셀 용량 기대치를 산출하는 단계;Calculating a cell capacity expectation according to a data transmission mode using the received pilot signal as the terminal receives a pilot signal from a base station; 상기 단말기가 상기 산출한 셀 용량 기대치 중에서 큰 값을 가지는 데이터 전송모드를 선택하여 상기 기지국으로 피드백하는 단계; 및Selecting, by the terminal, a data transmission mode having a large value among the calculated cell capacity expected values and feeding back to the base station; And 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 상기 선택한 데이터 전송모드로 데이터를 수신하는 단계The terminal receiving data from the base station in the selected data transmission mode 를 포함하는 데이터 전송모드 선택 방법.Data transmission mode selection method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 셀 용량 기대치는,The cell capacity expectation, 공간 다중화 전송 방식의 셀 용량 기대치 및 안테나 선택 전송 방식의 셀 용량 기대치를 포함하는 데이터 전송모드 선택 방법.A data transmission mode selection method comprising a cell capacity expectation of a spatial multiplexing transmission scheme and a cell capacity expectation of an antenna selection transmission scheme. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 공간 다중화 전송 방식의 셀 용량 기대치는,The expected cell capacity of the spatial multiplexing transmission scheme is 일정 시간 동안 산출한 각 안테나별 최대 전송률 합의 평균인 것을 특징으로 하는 데이터 전송모드 선택 방법.A method of selecting a data transmission mode, characterized in that the average of the maximum transmission rate sum for each antenna calculated for a predetermined time. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 공간 다중화 전송 방식의 셀 용량 기대치는,The expected cell capacity of the spatial multiplexing transmission scheme is 하기의 [수학식 A]를 이용하여 산출하는 데이터 전송모드 선택 방법.A method of selecting a data transmission mode calculated by using Equation A below. [수학식 A]Equation A
Figure 112009038345264-PAT00030
Figure 112009038345264-PAT00030
(여기서, M은 채널의 순위(rank)인 min(NT,NR)를 나타내며,
Figure 112009038345264-PAT00031
는 각 m번째 송신 안테나로부터 받은 신호의 신호대간섭잡음비를 나타냄.)
(Where M represents min (N T , N R ), which is the rank of the channel,
Figure 112009038345264-PAT00031
Denotes the signal-to-interference noise ratio of the signal received from each mth transmit antenna.)
제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 안테나 선택 전송 방식의 셀 용량 기대치는,The expected cell capacity of the antenna selective transmission scheme is 일정 시간 동안 산출한 최대 전송률의 평균인 것을 특징으로 하는 데이터 전송모드 선택 방법.Method for selecting a data transmission mode, characterized in that the average of the maximum transmission rate calculated for a certain time. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 안테나 선택 전송 방식의 셀 용량 기대치는,The expected cell capacity of the antenna selective transmission scheme is 하기의 [수학식 B]를 이용하여 산출하는 데이터 전송모드 선택 방법.A method of selecting a data transmission mode calculated by using Equation B below. [수학식 B]Equation B
Figure 112009038345264-PAT00032
Figure 112009038345264-PAT00032
(여기서,
Figure 112009038345264-PAT00033
는 'Frobenius norm'을 나타내며,
Figure 112009038345264-PAT00034
은 선택된 하나의 송신 안테나 전력을 의미함.)
(here,
Figure 112009038345264-PAT00033
Represents 'Frobenius norm',
Figure 112009038345264-PAT00034
Denotes the power of one transmit antenna selected.)
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,7. The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 단말기는,The terminal, 공간 다중화 전송 방식으로 데이터를 전송하기 위한 선형 수신기 및 안테나 선택 전송 방식으로 데이터를 전송하기 위한 MRC 수신기를 포함하는 데이터 전송모드 선택 방법.A method for selecting a data transmission mode comprising a linear receiver for transmitting data in a spatial multiplexing transmission scheme and an MRC receiver for transmitting data in an antenna selection transmission scheme.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101323378B1 (en) * 2012-11-27 2013-10-28 성균관대학교산학협력단 Transmission rate related information transmission apparatus and method for receiver selection in multi cell mimo downlink network, and receiver selection apparatus, method and system in multi cell mimo downlink network

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