KR20110008704A - Space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector - Google Patents

Space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector Download PDF

Info

Publication number
KR20110008704A
KR20110008704A KR1020090066187A KR20090066187A KR20110008704A KR 20110008704 A KR20110008704 A KR 20110008704A KR 1020090066187 A KR1020090066187 A KR 1020090066187A KR 20090066187 A KR20090066187 A KR 20090066187A KR 20110008704 A KR20110008704 A KR 20110008704A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base station
user terminal
sub
virtual sector
signal strength
Prior art date
Application number
KR1020090066187A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101120643B1 (en
Inventor
조동호
배치성
김우찬
이웅섭
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020090066187A priority Critical patent/KR101120643B1/en
Publication of KR20110008704A publication Critical patent/KR20110008704A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101120643B1 publication Critical patent/KR101120643B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621Feedback content
    • H04B7/0632Channel quality parameters, e.g. channel quality indicator [CQI]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0697Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using spatial multiplexing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • H04W16/28Cell structures using beam steering
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC

Abstract

PURPOSE: A space division multi access service method for a virtual sector based adaptive antenna system is provided to allocate transmission power through one or more time scheduling operations of terminals selected in a virtual sector. CONSTITUTION: A base station receives a report about a beam index and SINR information for each beam index with each user terminal, wherein the beam index is selected in advance from minimum width beams transmitted from the base station based on a higher SINR(Signal to Interference Noise Ratio)(S503). The base station selects a user terminal for each virtual sector(S507) and determines the kind of beams allocated to the user terminal(S509). The base station allocates transmission power to the user terminal(S511).

Description

가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법 {space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector}{Space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector}

본 발명은 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 어레이 안테나를 이용하는 차세대이동통신시스템에서 사용자의 위치를 고려하여 다수의 사용자에게 동시에 서비스하는 공간 재사용이 용이하도록 망을 구성하고, 가상섹터를 기반으로 사용자의 위치를 파악하며, 각각의 사용자의 채널상태를 고려하여 최적의 빔별 전송전력을 할당하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템에서의 공간분할다중접속 서비스방법에 관한 것이다.The present invention relates to a virtual sector-based adaptive antenna system, and more particularly, in a next generation mobile communication system using an array antenna, a network is configured to facilitate space reuse for a plurality of users simultaneously considering a user's location. The present invention relates to a spatial segmentation multiple access service method in a virtual sector based adaptive antenna system for identifying a user's location based on a virtual sector and allocating an optimal transmission power for each beam in consideration of a channel state of each user.

이동통신시스템은 음성 위주의 저속 서비스를 제공하는 것을 시작으로 하였으나, 근래에는 무선데이터 패킷 기반의 고품질 멀티미디어 서비스를 제공하는 시스템이 개발되고 있다. 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)를 중심으로 한 3GPP LTE(Long Term Evolution)와, 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)를 중심으로 한 UMB(Ultra Mobile Broadband)가 개발되어 표준화가 진행되고 있으며, 이는 제4세대 이동통신시스템에서 수십 Mbps 이상의 고속, 고품질의 무선데이터패킷전송시스템을 개발하기 위한 노력의 대표적인 예라고 볼 수 있다.The mobile communication system started with providing a voice-oriented low-speed service, but recently, a system for providing a high quality multimedia service based on a wireless data packet has been developed. Currently, 3GPP Long Term Evolution (LTE) centering on 3rd Generation Partnership Project (3GPP) and Ultra Mobile Broadband (UMB) centering on 3rd Generation Partnership Project 2 (3GPP2) have been developed and standardized. It is a representative example of efforts to develop high speed, high quality wireless data packet transmission system of several tens of Mbps or more in 4th generation mobile communication system.

제4세대 이동통신 이후의 통신시스템은 기존 통신 시스템을 뛰어넘는 고속, 고품질 가상 멀티미디어 서비스 제공을 근간으로 하고 있으며, 이를 위해 한정된 주파수 자원을 이용해 고속의 데이터 서비스를 제공하기 위한 기술들이 제안되고 있다. 이러한 기술에는 다수의 안테나를 이용한 빔포밍 기술로 공간자원 재사용을 극대화하는 공간분할다중접속기술(SDMA)과, 송신단과 수신단의 다중의 안테나를 이용한 다중 입/출력 안테나기술이 있다.Since the fourth generation mobile communication system is based on the provision of high-speed, high-quality virtual multimedia services beyond the existing communication system, techniques for providing high-speed data services using limited frequency resources have been proposed. These technologies include SDMA for maximizing space resource reuse with beamforming technology using multiple antennas, and multiple input / output antenna technology using multiple antennas of a transmitter and a receiver.

표준화측면에서 공간분할다중접속기술(SDMA)은 현재 IEEE 802.16e(Mobile WiMAX)에서 AAS(adaptive antenna system)이라는 이름으로 규격화되어 있다. 이 공간분할다중접속기술은 빔을 형성할 수 있는 어레이 안테나를 이용하여 같은 주파수와 같은 시간에 공간 상관관계가 낮은 단말을 동시에 서비스하는 기술로 넓은 영역에 다수의 단말이 존재하는 무선 셀룰러망에서 시스템의 용량을 획기적으로 개선할 수 있는 무선통신기술이다. IEEE 802.16e에서 사용되는 빔포밍 기법은 TDD(time division duplex) 기반으로 상향/하향 채널의 대칭성을 이용한 빔포밍 기법과, 코드북(codebook) 기반 빔포밍 기법으로 구분된다.In terms of standardization, SDMA is currently standardized under the name of an adaptive antenna system (AAS) in IEEE 802.16e (Mobile WiMAX). This spatial division multiple access technology is a technology that simultaneously serves a terminal with low spatial correlation at the same frequency and time using an array antenna capable of forming a beam. It is a system in a wireless cellular network in which a plurality of terminals exist in a wide area. It is a wireless communication technology that can dramatically improve the capacity of. The beamforming technique used in IEEE 802.16e is classified into a beamforming technique using symmetry of up / down channels based on a time division duplex (TDD) and a codebook based beamforming technique.

TDD의 상향/하향 채널의 대칭성을 이용하는 빔포밍 기법은, 기지국이 단말로부터 수신한 신호를 기반으로 해당 단말의 하향링크 채널 상태를 예측하여 어레이 안테나의 전송 가중치(weight factor)을 구하는 방식이다. 이 기법은 단말의 상향 링크 채널상태를 바로 하향링크 빔 설정에 이용할 수 있기 때문에, 코드북 기반의 빔포밍 기법보다 채널 변화에 보다 빠르게 대응할 수 있다는 장점이 있으나 상향링크 채널 추정을 위해 별도의 역방향 프리앰블과 같은 추가적인 신호 전송의 오버헤드가 발생하는 문제점이 있다.A beamforming technique using symmetry of uplink / downlink channels of TDD is a method in which a base station estimates a downlink channel state of a corresponding UE based on a signal received from a UE to obtain a transmission weight factor of an array antenna. This technique has the advantage that the uplink channel state of the UE can be directly used for the downlink beam configuration, so that it can cope with the channel change faster than the codebook-based beamforming technique. However, a separate reverse preamble is used for uplink channel estimation. The same additional signal transmission overhead occurs.

코드북 기반의 빔포밍 기술은 단말이 기지국으로부터 수신한 프리앰블 신호로 하향링크 채널상태를 추정한 후 빔포밍 코드북에서 최적 코드를 선택하여 그 정보를 기지국에 피드백하면 기지국이 상기 단말이 전송한 정보로 빔을 형성하는 기술이다. 이 방식은 단말의 하향링크 채널상태를 파악하기 위해 기존 프리앰블 이외에 별도의 추가적인 신호가 필요하지 않으므로 오버헤드가 낮다는 장점이 있으나 빔포밍을 위해 안테나 가중치를 구하는 시점과 실제 빔을 형성하여 전송하는 시점까지 지연 시간이 크므로 채널 변화가 큰 상황에서는 성능열화가 큰 단점이 있다.In the codebook-based beamforming technology, the UE estimates a downlink channel state using a preamble signal received from a base station, selects an optimal code from a beamforming codebook, and feeds back the information to the base station. Technology to form. This method has the advantage that the overhead is low because no additional signal is required other than the existing preamble to identify the downlink channel state of the UE, but the point of obtaining the antenna weight for beamforming and the point of forming and transmitting the actual beam Due to the large delay time, performance deterioration has a significant disadvantage in a large channel change.

이러한 공간분할다중접속방식에 빔포밍 기술을 적용하면 기지국은 동시에 여러 단말에게 무선자원을 할당할 수 있다. 이때, 무선자원을 할당받은 단말을 서비스하기 위해 빔을 형성하여 데이터를 전송하면 빔간의 간섭이 발생할 수 있고, 그 간섭은 단말의 신호 대 잡음 및 간섭의 비율을 낮추어 자기 신호 추출을 어렵게 할 수 있다.When the beamforming technique is applied to the spatial division multiple access scheme, the base station can allocate radio resources to multiple terminals at the same time. At this time, if a beam is formed to transmit data to service a terminal allocated to a radio resource, interference may occur between beams, and the interference may make it difficult to extract a magnetic signal by lowering a signal-to-noise and interference ratio of the terminal. .

따라서, 공간분할다중접속기술을 이용하여 시스템 용량을 개선하기 위해서는 하나의 셀에서 같은 시간에 같은 주파수를 사용할 사용자 그룹을 선택하는 효율적 스케줄링 알고리즘이 필요하다.Therefore, in order to improve system capacity by using a space division multiple access technique, an efficient scheduling algorithm for selecting a user group that uses the same frequency at the same time in one cell is required.

이 분야의 종래기술을 살펴보면, 대부분의 기술들이 현재 타임슬롯에 우선적 으로 서비스받을 사용자 한 명을 먼저 선택한 후 사용자를 점차 추가하는데, 추가되는 사용자에 의한 빔간 간섭정도와 임계값을 비교하여 간섭정도가 임계값보다 크지 않을 경우에 해당 사용자를 추가하는 과정을 반복한다.Looking at the prior art in this field, most of the technologies first select a user to be serviced first in the current timeslot, and then gradually add users, the interference degree is compared by comparing the threshold between the beam interference by the added user If it is not larger than the threshold, repeat the process of adding the user.

그러나, 이러한 종래의 사용자 스케줄링 알고리즘을 사용할 경우 첫 번째 사용자를 어떻게 선택했느냐에 따라 공간분할다중접속기술(SDMA)의 성능 편차가 크게 달라지며, 모든 사용자에 대해 간섭의 정도가 얼마인지 모두 계산해야 함으로 필요한 채널 정보가 많고 실제 시스템에서 동작하기에 알고리즘의 복잡도가 너무 높다는 문제점이 있다. However, in case of using such a conventional user scheduling algorithm, the performance variation of SDMA varies greatly depending on how the first user is selected, and it is necessary to calculate all the degree of interference for all users. There is a problem that there is a lot of channel information and the complexity of the algorithm is too high to operate in a real system.

따라서 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템으로 구현된 차세대 이동통신시스템에서 오버헤드를 최소화하는 낮은 복잡도의 공간분할다중접속 서비스 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems of the prior art is to provide a low complexity space division multiple access service method for minimizing overhead in a next generation mobile communication system implemented with a virtual sector based adaptive antenna system. will be.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법은, 선형 어레이 안테나에 의해 구분되어 지는 다수의 섹터 각각이 다수의 가상섹터들로 세분되는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템에서, 기지국이 가상섹터별 하나의 사용자단말을 선택하는 제1단계와, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말에 할당할 빔의 종류를 결정하는 제2단계와, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말에 전송전력을 할당하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the spatial segment multiple access service method of the virtual sector based adaptive antenna system according to the present invention includes a virtual sector in which each of the sectors divided by the linear array antenna is divided into a plurality of virtual sectors. In the adaptive antenna system, a first step of the base station selects one user terminal for each virtual sector, a second step for the base station determines the type of beam to be assigned to the user terminal selected for each virtual sector, and the base station And a third step of allocating transmission power to the user terminal selected for each of the virtual sectors.

또한, 이 발명에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법은, 기지국이 빔 인덱스 정보를 포함하는 최소폭 빔을 회전하여 전송하는 제1단계와, 상기 기지국이 셀 내의 각 사용자단말로부터 각 사용자단말이 상기 기지국으로부터 전송된 최소폭 빔들 중 수신신호세기가 높은 순으로 기설정 개수의 빔 인덱스와 각 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 보고받는 제2단계와, 상기 기지국이 가상섹터별로 사용자단말을 선택하는 제3단계와, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 이용하여 상기 사용자단말에게 할당할 빔의 폭을 결정하는 제4단계와, 상기 기지국이 상기 사용자단말의 방향에 따른 빔을 형성하는 제5단계를 포함한 것을 특징으로 한다.In addition, the spatial division multiple access service method of the virtual sector based adaptive antenna system according to the present invention, the first step in which the base station rotates and transmits the smallest beam including the beam index information, the base station is each user in the cell A second step in which each user terminal reports a predetermined number of beam indexes and received signal strength information for each beam index in order of receiving signal strength being highest among minimum width beams transmitted from the base station; A third step of selecting a user terminal for each user; and a fourth step of determining, by the base station, a beam width to be allocated to the user terminal using received signal strength information for each beam index received from the user terminal selected for each virtual sector; And a fifth step of the base station forming a beam according to the direction of the user terminal.

이상과 같이 이 발명은, 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템에서 가상섹터를 이용하여 공간상관도가 낮은 단말들을 낮은 복잡도로 선택하고, 회전하는 최소폭 빔을 이용하여 단말의 위치를 파악하며 단말에 협 빔을 할당할지 광 빔을 할당할지 결정하며, 가상섹터에서 선택된 단말들을 한 번 더 스케줄링하여 전송전력을 할당하는 방안을 제안함으로써, 낮은 복잡도로 시스템의 성능을 최대화할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention, in the virtual sector-based adaptive antenna system using the virtual sector to select the low spatial correlation terminals with low complexity, using the rotating minimum width beam to determine the position of the terminal and narrow the terminal By deciding whether to allocate a beam or an optical beam and proposing a method of allocating transmission power by scheduling the terminals selected once in the virtual sector, there is an advantage of maximizing the performance of the system with low complexity.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 아래 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는 데 필요한 부분만을 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation of the present invention will be described.

도 1은 고정된 빔을 사용하는 일반적인 3섹터 안테나 시스템을 나타낸 도면이다. 일반적인 3섹터 안테나 시스템에서 기지국은 섹터별로 별도의 안테나를 가 지고 있으며 하나의 섹터 안테나는 120도의 빔을 형성하여 하나의 섹터를 서비스한다. 일반적인 3섹터 안테나 시스템은 120도의 넓은 빔으로 모든 사용자를 동일하게 서비스하기 때문에 기지국(BS)으로부터 멀리 떨어져 가장자리에 위치한 단말(MS1)은 낮은 안테나 이득으로 원활한 서비스를 받지 못한다. 또한, 일반적인 3섹터 안테나 시스템은 각 단말(MS2, MS3, MS4)의 위치, 이동속도 및 채널상태에 따른 최적화된 빔을 형성하지 않으므로, 가용 공간자원에 비해 높은 서비스 품질을 보장할 수 없는 문제점이 있다. 아울러, 기지국(BS)이 전송하는 파워가 서비스받는 단말 위치에 상관없이 모든 방향으로 전달되기 때문에 인접 셀 간의 간섭을 심화시켜 시스템의 전체 용량을 저하시키는 문제점이 발생한다.1 is a diagram illustrating a general three sector antenna system using a fixed beam. In a typical three sector antenna system, a base station has a separate antenna for each sector, and one sector antenna forms a beam of 120 degrees to serve one sector. Since a typical three sector antenna system serves all users equally with a wide beam of 120 degrees, the terminal MS1 located at the edge far from the base station BS does not receive smooth service with low antenna gain. In addition, the conventional three-sector antenna system does not form an optimized beam according to the position, movement speed and channel state of each terminal (MS2, MS3, MS4), there is a problem that can not guarantee a high quality of service compared to available space resources have. In addition, since the power transmitted by the base station (BS) is transmitted in all directions irrespective of the position of the terminal receiving the service, there is a problem that deepens the interference between adjacent cells to lower the overall capacity of the system.

이러한 일반적인 3섹터 안테나 시스템의 문제점을 해결하기 위해서 공간분할다중접속기술이 활발하게 연구되어 표준화가 진행되었다.In order to solve the problem of the general three-sector antenna system, the space division multiple access technology has been actively studied and standardized.

도 2는 3섹터 안테나 시스템에 공간분할다중접속기술을 적용한 예시를 도시한다. 3섹터 안테나 시스템에 공간분할다중접속기술을 사용할 경우, 각 단말에 협빔(narrow beam)이 할당되기 때문에 기지국(BS)으로부터 멀리 떨어져 채널 상태가 좋지 못한 단말(MS1)의 경우에도 안테나 이득을 개선하여 서비스를 받을 수 있다. 아울러, 기지국(BS)과 비가시채널(NLOS) 지역에 위치한 단말(MS2)이나 이동속도가 빠른 단말(MS4)의 경우에는 비교적 넓은 빔을 할당하거나 빔 트래킹(beam tracking) 기술을 이용하여 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 기지국(BS)에 가까운 지역에 위치한 단말(MS3)은 낮은 전송파워로 서비스가 가능하다.2 shows an example of applying a space division multiple access technique to a three sector antenna system. In the case of using the spatial division multiple access technique in the three-sector antenna system, since the narrow beam is allocated to each terminal, the antenna gain is improved even in the case of the terminal MS1 having a poor channel condition away from the base station BS. You can get services. In addition, in the case of the terminal MS2 located in the base station BS and the invisible channel (NLOS) region or the terminal MS4 having a high moving speed, a relatively wide beam is allocated or a service using beam tracking technology is used. Can provide. In addition, the terminal MS3 located in an area close to the base station BS can be serviced with low transmission power.

그러나, 상기와 같이 단말의 상태에 따라 적응적으로 빔을 형성하기 위해서 는 공간상관도가 낮은 다수의 사용자를 선택하고, 선택된 각 사용자를 위해 최적의 빔을 형성하는 기술이 필요하다. 공간상관도는 사용자의 채널 상태, 이동속도, 위치에 관계되어 있으므로 공간상관도가 낮은 단말을 선택하기 위해서는 셀룰러 기지국이 서비스하는 영역 내에 존재하는 모든 단말과 기지국의 모든 안테나 사이의 채널 상태, 이동속도 그리고 위치 정보가 필요하다.However, in order to adaptively form a beam according to the state of the terminal as described above, a technique for selecting a plurality of users having low spatial correlation and forming an optimal beam for each selected user is required. Since the spatial correlation is related to the user's channel status, moving speed, and position, in order to select a terminal with low spatial correlation, the channel status and moving speed between all antennas in the service area of the cellular base station and all antennas of the base station are selected. And location information is needed.

기지국이 이러한 정보를 모두 알기 위해서는 단말이 기지국에게 보고해야 하는 정보의 양이 너무 많아 오버헤드가 매우 크고, 아울러 기지국이 상기의 정보를 모두 알고 있다 하더라도 공간상관도가 낮은 단말을 찾아가는 알고리즘 및 안테나별 가중치 값을 실시간으로 계산하여 빔을 형성하기에는 필요한 계산량이 너무나 크다.In order for the base station to know all of this information, the amount of information that the terminal must report to the base station is too large, and the overhead is very large.Also, even if the base station knows all of the above information, the algorithm and algorithm for searching for the terminal having low spatial correlation The amount of computation required to form the beam by calculating the weight value in real time is too large.

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a virtual sector based adaptive antenna system according to an embodiment of the present invention.

이 발명에서는 물리적인 섹터를 다시 다수의 가상섹터로 구분한다. 공간상관도가 낮은 단말을 선택하기 위하여, 하나의 가상섹터 내에서는 하나의 단말만 서비스하고, 단말의 채널 상태와 단말의 위치파악을 위해 회전하는 협빔을 이용한다.In the present invention, the physical sector is divided into a plurality of virtual sectors. In order to select a terminal having low spatial correlation, only one terminal is serviced within one virtual sector, and a narrow beam is rotated to determine a channel state and position of the terminal.

도 3은 6개의 가상섹터로 구성된 적응적 안테나 시스템의 전체 동작 시나리오를 도시한 도면이다. 기지국(BS)은 3개의 섹터(Sector1, Sector2, Sector3)로 이루어지고, 각 섹터는 선형 어레이 안테나(308)를 포함하여 각 섹터 안에서 단말의 위치와 채널 상황에 따라 적응적으로 빔의 방향과 빔의 폭을 제어할 수 있다. 도 3의 경우, 기지국(BS)의 실제 섹터 개수는 3개이므로 기지국은 3개의 선형 어레 이 안테나를 가지며, 각 선형 어레이 안테나는 0~120도 폭의 빔을 생성할 수 있고 빔의 방향 역시 0~120 도까지 조절 가능하다. 도 3에 나타난 바와 같이 기지국은 3개의 물리적 섹터를 가지며 각 섹터는 2개의 서브섹터로 세분화되여 6개의 가상 섹터로 나눈다. 이때 가상섹터의 개수는 기지국이 만들 수 있는 최소/최대 빔 폭에 따라 조절가능하다.3 is a diagram illustrating an overall operation scenario of an adaptive antenna system composed of six virtual sectors. Base station (BS) is composed of three sectors (Sector1, Sector2, Sector3), each sector includes a linear array antenna 308 beam direction and beam adaptively according to the position of the terminal and the channel conditions in each sector You can control the width of. In the case of FIG. 3, since the actual number of sectors of the base station BS is three, the base station has three linear array antennas, and each linear array antenna can generate a beam having a width of 0 to 120 degrees, and the direction of the beam is also zero. Adjustable up to ~ 120 degrees. As shown in FIG. 3, the base station has three physical sectors, and each sector is divided into two sub-sectors and divided into six virtual sectors. In this case, the number of virtual sectors is adjustable according to the minimum / maximum beam width that the base station can make.

기지국은 하나의 가상섹터에서 한 명의 사용자를 선택하여 해당 사용자를 향해 빔을 형성하여 서비스하므로 가상섹터는 공간분할다중접속으로 기지국에서 동시 서비스받을 수 있는 단말의 수와 동일하다. 가상섹터에서 서비스받을 사용자를 선택하고 빔의 방향과 빔의 폭을 알아내기 위해서는 단말의 현재 위치와 채널 상태를 알아야 한다.Since the base station selects one user from one virtual sector and forms a beam toward the corresponding user, the virtual sector is equal to the number of terminals that can be simultaneously serviced by the base station through space division multiple access. In order to select a user to be serviced in the virtual sector and to find the direction of the beam and the width of the beam, it is necessary to know the current position and channel state of the terminal.

기지국은 도 4에 도시된 바와 같이 기지국이 만들 수 있는 최소폭의 빔을 회전시켜서, 단말의 위치와 채널 상태를 파악한다. 즉, 최소폭 빔의 폭이 a라고 가정하면 최소폭 빔을 2π/a번 방향을 바꾸어 전송하고, 각 최소폭 빔에는 각 빔의 방향 인덱스값을 함께 전송한다. 기지국은 이 최소폭의 빔을 주기적으로 회전시킬 수 있다. 단말은 기지국이 전송하는 각 최소폭 빔들의 수신신호세기(SINR; signal to interference noise ratio)를 측정하며 SINR이 높은 순으로 N개를 선택하여, 최소폭 빔의 인덱스와 SINR값을 기지국에게 보고한다. 기지국은 각 단말로부터 보고받은 최소폭 빔의 인덱스와 SINR값들을 이용하여 사용자 스케줄링 및 빔 할당 과정을 진행한다.As shown in FIG. 4, the base station rotates a beam having the minimum width that the base station can make, thereby determining the position and channel state of the terminal. That is, assuming that the width of the minimum width beam is a, the minimum width beam is transmitted in the direction of 2π / a, and the direction index value of each beam is transmitted to each minimum width beam. The base station can rotate the beam of this minimum width periodically. The terminal measures the signal to interference noise ratio (SINR) of each minimum width beam transmitted by the base station, selects N in order of the highest SINR, and reports the index of the minimum width beam and the SINR value to the base station. . The base station performs a user scheduling and beam allocation process using the index of the minimum width beam and SINR values reported from each terminal.

도 5는 상술한 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비 스를 위한 단말 위치 및 빔 종류 선택방법을 도시한 동작 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for selecting a terminal location and a beam type for a spatial division multiple access service of the aforementioned virtual sector based adaptive antenna system.

먼저, 기지국은 회전하는 최소폭 빔들을 그 인덱스와 함께 단말들을 향해 전송한다(S501). 최소폭 빔을 수신한 모든 단말은 회소폭 빔 중 SINR값이 높은 순으로 N개를 선택하고, 그 N개의 최소폭 빔의 인덱스와 SINR값을 기지국에게 보고한다(S503).First, the base station transmits the rotating minimum width beams toward the terminals with the index (S501). After receiving the minimum width beams, all terminals select N pieces in the order of the highest SINR values among the narrow width beams, and report the indexes and SINR values of the N minimum width beams to the base station (S503).

다음, 기지국은 모든 가상섹터에 대하여 사용자를 선택하고 선택한 사용자가 보고한 빔 인덱스와 그 SINR값을 바탕으로 해당 단말을 할당하는 빔을 조절한다. 먼저, 가상섹터번호(i)를 0으로 초기화한다(S505). i번째 가상섹터에서의 스케줄링정책에 따라 사용자 단말을 선택한다(S507). 즉, 단계 S507은 가상섹터 안에 다수의 단말이 존재하므로 현재 타임슬롯에 어느 단말을 서비스할지를 선택하는 과정이며, 단계 S507의 스케줄링정책은 일반적인 스케줄링 알고리즘에 따른다.Next, the base station selects a user for all virtual sectors and adjusts a beam for allocating a corresponding terminal based on the beam index reported by the selected user and its SINR value. First, the virtual sector number i is initialized to 0 (S505). The user terminal is selected according to the scheduling policy in the i-th virtual sector (S507). That is, step S507 is a process of selecting which terminal to serve in the current timeslot since a plurality of terminals exist in the virtual sector, and the scheduling policy of step S507 follows a general scheduling algorithm.

i번째 가상섹터의 사용자 단말이 보고한 N개의 최소폭 빔들이 특정 조건(N개의 최소폭 빔들 중 최대 SINR값이 임계SINR값보다 큰지 또는 그 N개의 최소폭 빔들의 SINR값들의 분산값이 임계분산값보다 작은지)을 만족하는지 판단한다(S509). 단계 S509의 판단 결과 최대 SINR값이 임계SINR값보다 크거나 SINR값들의 분산값이 임계분산값보다 작으면, 특정 최소폭 빔에 대해 기지국과 단말의 채널상태가 매우 좋은 상태에 있다고 판단할 수 있기 때문에, 이 경우에는 i번째 가상섹터의 사용자 단말이 보고한 N개의 최소폭 빔들 중 SINR값이 최대인 협(narrow) 빔을 해당 사용자 단말에게 할당한다(S511).N minimum width beams reported by the user terminal of the i-th virtual sector have a specific condition (the maximum SINR value of the N minimum width beams is larger than the threshold SINR value, or the variance of the SINR values of the N minimum width beams is critically distributed). Is less than the value) (S509). As a result of the determination in step S509, when the maximum SINR value is larger than the threshold SINR value or the dispersion value of the SINR values is smaller than the threshold dispersion value, it may be determined that the channel state of the base station and the terminal is in a very good state for a specific minimum width beam. Therefore, in this case, among the N minimum width beams reported by the user terminal of the i-th virtual sector, a narrow beam having a maximum SINR value is allocated to the corresponding user terminal (S511).

반대로, 단계 S509의 판단결과 최대 SINR값이 임계SINR값보다 크지 않고 SINR값들의 분산값이 임계분산값보다 작지 않으면, 기지국과 단말 사이가 비가시채널(NLOS)로서 채널상태가 좋지 않거나 단말의 이동속도가 빨라 빔의 이득이 떨어졌다고 판단할 수 있기 때문에, 이 경우에는 i번째 가상섹터의 사용자 단말이 보고한 N개의 최소폭 빔들의 인덱스가 가장 많이 포함된 가상섹터를 모두 커버하는 광(wide) 빔을 해당 사용자 단말에게 할당한다(S513).On the contrary, if the maximum SINR value is not greater than the threshold SINR value and the variance value of the SINR values is not smaller than the threshold dispersion value, the channel state is not good as the invisible channel (NLOS) or the mobile station is moved. In this case, since the gain of the beam is reduced due to the high speed, in this case, a wide area covering all the virtual sectors including the index of the N minimum width beams reported by the user terminal of the i-th virtual sector is wide. The beam is allocated to the corresponding user terminal (S513).

예외적으로 단말이 보고한 N개의 최소폭 빔들의 SINR값들이 모두 임계값보다 높다면(max(SINRK = SINR_THR), 이는 단말이 기지국에 매우 가까이 위치한 경우이므로 이 경우에도 단말에 협 빔을 할당한다. 임계SINR값과 임계분산값은 시스템의 용량을 최대로 하는 값으로 조절 가능하다.Exceptionally, if the SINR values of the N minimum-width beams reported by the terminal are all higher than the threshold value (max (SINRK = SINR_THR), this is the case where the terminal is located very close to the base station, so that even in this case, the narrow beam is allocated to the terminal. The threshold SINR and the threshold variance can be adjusted to maximize the capacity of the system.

다음, 기지국은 실제 단말에 데이터를 전송할 때 사용할 안테나 가중치값을 계산하여 단말방향에 최적화된 빔을 형성한다(S515). 이 과정에서 기지국은 각 단말의 채널정보나 위치 이동성 등을 고려하지 않고 단말의 방향만 고려하여 빔을 형성하므로 매우 낮은 복잡도로 구현이 가능하다. Next, the base station calculates an antenna weight value to be used when transmitting data to the actual terminal to form a beam optimized for the terminal direction (S515). In this process, the base station forms a beam by considering only the direction of the terminal without considering channel information or location mobility of each terminal, and thus can be implemented with very low complexity.

다음, 가상섹터번호(i)를 1 증가시키고(S517), i가 가상섹터의 개수보다 작으면 단계 S507로 되돌아가서 반복하고, i가 가상섹터의 개수보다 크거나 같으면 종료한다.Next, the virtual sector number i is incremented by one (S517). If i is smaller than the number of virtual sectors, the process returns to step S507 and repeats if i is greater than or equal to the number of virtual sectors.

도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스를 위한 자원할당방법을 도시한 동작 흐름도이다. 가상섹터별 선택된 단말은 서비스 QoS에 따라 필요한 용량 및 지연값이 결정되므로, 물리 적 섹터별로 선택된 단말들에게 해당 QoS를 만족시키는 자원할당방법이 필요하다.6 is an operation flowchart illustrating a resource allocation method for a spatial division multiple access service of a virtual sector based adaptive antenna system according to an embodiment of the present invention. Since the required capacity and delay value are determined according to the service QoS of the selected terminal for each virtual sector, there is a need for a resource allocation method for satisfying the QoS for the terminals selected for each physical sector.

먼저, 변수 N은 가상섹터수, 가상섹터번호(i)는 0으로 초기화하고, 전체잔여전력(Ptotal)을 최대전송전력(Pmax)로 설정하며 임시변수(Ptx)를 0으로 초기화한다(S601). 가상섹터별로 선택된 사용자단말 중 자원 할당 우선순위를 결정한다(S603). 단계 S603에서 자원 할당 우선순위의 결정은 기존의 스케줄링기법(max-min, proportional fair, max throughput)에 따른다.First, the variable N is the number of virtual sectors, the virtual sector number (i) is initialized to 0, the total remaining power (Ptotal) is set to the maximum transmission power (Pmax) and the temporary variable (Ptx) is initialized to 0 (S601). . A resource allocation priority is determined among the user terminals selected for each virtual sector (S603). The determination of resource allocation priority in step S603 is based on existing scheduling techniques (max-min, proportional fair, max throughput).

다음, 가상섹터별로 선택된 사용자단말과 해당 사용자단말에 할당된 빔과 그 빔의 SINR값을 이용하여 선택된 사용자단말에 자원을 할당하는데, 기지국이 i번째 가상섹터에 선택된 사용자단말의 QoS를 만족시키기 위한 최소 SINR값을 만족시키는 최소 전송전력을 계산하여 임시변수(Ptx)로 설정한다(S605).Next, resources are allocated to the selected user terminal by using the user terminal selected by the virtual sector, the beam allocated to the user terminal and the SINR value of the beam, and the base station is configured to satisfy the QoS of the user terminal selected in the i-th virtual sector. The minimum transmission power satisfying the minimum SINR value is calculated and set as a temporary variable Ptx (S605).

다음, 임시변수(Ptx)에 설정된 i번째 가상섹터에서 선택된 사용자단말의 필요 최소 전송전력이 전체잔여전력보다 작으면(S607), P(i)에 Ptx값을 설정하고 전체잔여전력(Ptotal)에서 P(i)를 뺀 값을 전체잔여전력(Ptotal)으로 재설정하며 가상섹터번호(i)를 1 증가시킨다(S609).Next, if the required minimum transmit power of the user terminal selected in the i-th virtual sector set in the temporary variable Ptx is smaller than the total remaining power (S607), the Ptx value is set in P (i) and the total remaining power (Ptotal) is set. The value obtained by subtracting P (i) is reset to the total residual power Ptotal and the virtual sector number i is increased by 1 (S609).

다음, i가 N보다 작고 전체잔여전력(Ptotal)이 0보다 크면(S611), 단계 S605로 되돌아가서 다음 가상섹터의 선택 사용자단말에게 전송전력을 할당하는 과정을 반복하고, i가 N보다 작지 않거나 전체잔여전력(Ptotal)이 0보다 크지 않으면(S611), 단계 S613로 진행한다.Next, if i is less than N and the total remaining power Ptotal is greater than 0 (S611), the process returns to step S605 to repeat the process of allocating the transmission power to the selected user terminal of the next virtual sector, and i is not less than N If the total remaining power Ptotal is not greater than zero (S611), the flow advances to step S613.

단계 S613에서 전체잔여전력(Ptotal)이 0보다 크면, 워터필링(water-filing) 알고리즘을 이용하여 위의 과정을 통해 전송전력이 할당된 사용자단말들에게 추가 적으로 전체잔여전력을 분할하여 할당한다(S615). 이 워터필링(water-filling) 알고리즘은 남은 전력을 이용하여 용량을 최대화하도록 자원을 할당하는 것이다. If the total remaining power (Ptotal) is greater than zero in step S613, the total remaining power is additionally divided and allocated to the user terminals allocated the transmission power through the above process using a water-filing algorithm. (S615). This water-filling algorithm uses the remaining power to allocate resources to maximize capacity.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but this is by way of example only for describing the best embodiment of the present invention and not for limiting the present invention. In addition, it is a matter of course that various modifications and variations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary skill in the art.

도 1은 고정된 빔을 사용하는 일반적인 3섹터 안테나 시스템을 나타낸 도면,1 illustrates a typical three sector antenna system using a fixed beam;

도 2는 3섹터 안테나 시스템에 공간분할다중접속기술을 적용한 예시를 도시한 도면,2 is a diagram illustrating an example of applying a space division multiple access technology to a three sector antenna system;

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나 시스템을 설명하기 위하여 도시한 도면,3 is a view illustrating a virtual sector based adaptive antenna system according to an embodiment of the present invention;

도 4는 기지국이 최소폭 빔을 회전시켜 단말의 위치와 채널 상태를 파악하는 과정을 도시한 도면,4 is a diagram illustrating a process of determining a location and a channel state of a terminal by rotating a minimum width beam by a base station;

도 5는 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스를 위한 단말 위치 및 빔 종류 선택방법을 도시한 동작 흐름도,5 is a flowchart illustrating a method of selecting a terminal location and a beam type for a spatial division multiple access service of a virtual sector based adaptive antenna system according to an embodiment of the present invention;

도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스를 위한 자원할당방법을 도시한 동작 흐름도이다.6 is an operation flowchart illustrating a resource allocation method for a spatial division multiple access service of a virtual sector based adaptive antenna system according to an embodiment of the present invention.

Claims (14)

선형 어레이 안테나에 의해 구분되어 지는 다수의 섹터 각각이 다수의 가상섹터들로 세분되는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법에 있어서,A spatial segmentation multiple access service method of a virtual sector based adaptive antenna system in which a plurality of sectors divided by a linear array antenna are subdivided into a plurality of virtual sectors, 기지국이 가상섹터별 하나의 사용자단말을 선택하는 제1단계와,A first step of the base station selecting one user terminal for each virtual sector; 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말에 할당할 빔의 종류를 결정하는 제2단계와,A second step of determining, by the base station, a type of beam to be allocated to a user terminal selected for each virtual sector; 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말에 전송전력을 할당하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.And a third step of the base station allocating transmission power to user terminals selected for each of the virtual sectors. 제 1 항에 있어서, 상기 제1단계는,The method of claim 1, wherein the first step, 상기 기지국이 빔 인덱스 정보를 포함하는 최소폭 빔을 회전하여 전송하는 제1서브단계와,A first sub-step of the base station rotating and transmitting the minimum width beam including beam index information; 상기 기지국이 셀 내의 각 사용자단말로부터 각 사용자단말이 상기 기지국으로부터 전송된 최소폭 빔들 중 수신신호세기가 높은 순으로 기설정 개수의 빔 인덱스와 각 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 보고받는 제2서브단계와,A second sub where the base station reports a predetermined number of beam indices and received signal strength information for each beam index in order of increasing received signal strength among the minimum width beams transmitted from the base station from each user terminal in a cell; Steps, 가상섹터별로 사용자단말을 선택하는 제3서브단계를 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.And a third sub-step of selecting a user terminal for each virtual sector. 제 2 항에 있어서, 상기 제2단계는,The method of claim 2, wherein the second step, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 이용하여 상기 사용자단말에게 할당할 빔의 폭을 결정하는 제1서브단계와,A first sub step of determining, by the base station, a beam width to be allocated to the user terminal by using received signal strength information for each beam index received from the user terminal selected for each virtual sector; 상기 기지국이 상기 사용자단말의 방향에 따른 빔을 형성하는 제2서브단계를 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.And a second sub step of forming, by the base station, a beam according to the direction of the user terminal. 제 3 항에 있어서, 상기 제2단계의 제1서브단계는,The method of claim 3, wherein the first sub-step of the second step, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기가 특정 조건을 만족하면 협 빔으로 결정하고, 상기 특정 조건을 만족하지 못하면 광 빔으로 결정하며, 상기 특정 조건은 상기 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 중 최대값이 임계수신신호세기보다 크거나 상기 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기의 분산값이 임계분산값보다 작은 조건인 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.The base station determines the narrow beam when the received signal strength for each beam index received from the user terminal selected for each virtual sector satisfies a specific condition, and determines the narrow beam if the specified condition does not satisfy the specific condition. In the virtual sector based adaptive antenna system, the maximum value of the received signal strength for each beam index is greater than the threshold received signal strength or the dispersion value of the received signal strength for each beam index is less than the threshold dispersion value. Space division multiple access service method. 제 4 항에 있어서, 상기 광 빔은 상기 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스가 가장 많이 포함된 가상섹터를 커버하는 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.5. The method of claim 4, wherein the optical beam covers a virtual sector including the largest beam index received from the user terminal. 6. 제 4 항에 있어서, 상기 임계수신신호세기와 상기 임계분산값은 상기 안테나시스템의 용량을 최대로 하는 값인 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.5. The method of claim 4, wherein the threshold received signal strength and the threshold dispersion value are values that maximize the capacity of the antenna system. 제 1 항에 있어서, 상기 제3단계는,The method of claim 1, wherein the third step, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말들을 대상으로 전송전력 할당순서를 스케줄링하는 제1서브단계와,A first sub-step of the base station scheduling a transmission power allocation order for the user terminals selected for each virtual sector; 상기 제1서브단계의 스케줄링 순서대로 사용자단말의 최소 수신신호세기를 만족시키기 위한 전송전력을 산출하는 제2서브단계와,A second sub step of calculating a transmission power for satisfying the minimum received signal strength of the user terminal in the scheduling order of the first sub step; 상기 제2서브단계에서 산출된 전송전력이 전체잔여전력보다 크지 않으면 상기 제2서브단계의 사용자단말에게 상기 전송전력을 할당한 후 제2서브단계부터 반복수행하는 제3서브단계와,A third sub-step of allocating the transmission power to the user terminal of the second sub-step and repeating from the second sub-step if the transmission power calculated in the second sub-step is not greater than the total remaining power; 상기 제2서브단계에서 산출된 전송전력이 전체잔여전력보다 크면 상기 제2서브단계의 사용자단말에게 상기 전송전력을 할당하지 않는 제4서브단계를 포함한 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.And a fourth sub step of not allocating the transmission power to the user terminal of the second sub step if the transmission power calculated in the second sub step is larger than the total remaining power. Split Multiple Access Service Method. 제 7 항에 있어서, 상기 제3단계는,The method of claim 7, wherein the third step, 상기 제4서브단계 후 상기 전체잔여전력이 0보다 크면 워터필링 알고리즘을 이용하여 상기 제2서브단계와 제3서브단계를 통해 전송전력이 할당된 사용자단말들 에게 상기 전체잔여전력을 분할하여 추가 할당하는 제5서브단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.After the fourth sub-step, if the total remaining power is greater than zero, the total remaining power is further divided by dividing the total remaining power to the user terminals allocated the transmission power through the second sub-step and the third sub-step by using a water filling algorithm. Spatial division multiple access service method of a virtual sector based adaptive antenna system, further comprising a fifth sub-step. 선형 어레이 안테나에 의해 구분되어 지는 다수의 섹터 각각이 다수의 가상섹터들로 세분되는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법에 있어서,A spatial segmentation multiple access service method of a virtual sector based adaptive antenna system in which a plurality of sectors divided by a linear array antenna are subdivided into a plurality of virtual sectors, 기지국이 빔 인덱스 정보를 포함하는 최소폭 빔을 회전하여 전송하는 제1단계와,A first step of the base station rotating and transmitting the minimum width beam including the beam index information; 상기 기지국이 셀 내의 각 사용자단말로부터 각 사용자단말이 상기 기지국으로부터 전송된 최소폭 빔들 중 수신신호세기가 높은 순으로 기설정 개수의 빔 인덱스와 각 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 보고받는 제2단계와,A second step in which the base station reports, from each user terminal in a cell, a predetermined number of beam indexes and received signal strength information for each beam index in order of increasing received signal strength among the minimum width beams transmitted from the base station; Wow, 상기 기지국이 가상섹터별로 사용자단말을 선택하는 제3단계와,A third step of the base station selecting a user terminal for each virtual sector; 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 이용하여 상기 사용자단말에게 할당할 빔의 폭을 결정하는 제4단계와,Determining, by the base station, a beam width to be allocated to the user terminal using received signal strength information for each beam index received from the user terminal selected for each virtual sector; 상기 기지국이 상기 사용자단말의 방향에 따른 빔을 형성하는 제5단계를 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.And a fifth step of forming, by the base station, a beam according to the direction of the user terminal. 제 9 항에 있어서, 상기 제4단계는,The method of claim 9, wherein the fourth step, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기가 특정 조건을 만족하면 협 빔으로 결정하고, 상기 특정 조건을 만족하지 못하면 광 빔으로 결정하며, 상기 특정 조건은 상기 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 중 최대값이 임계수신신호세기보다 크거나 상기 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기의 분산값이 임계분산값보다 작은 조건인 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.The base station determines the narrow beam when the received signal strength for each beam index received from the user terminal selected for each virtual sector satisfies a specific condition, and determines the narrow beam if the specified condition does not satisfy the specific condition. In the virtual sector based adaptive antenna system, the maximum value of the received signal strength for each beam index is greater than the threshold received signal strength or the dispersion value of the received signal strength for each beam index is less than the threshold dispersion value. Space division multiple access service method. 제 10 항에 있어서, 상기 광 빔은 상기 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스가 가장 많이 포함된 가상섹터를 커버하는 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.12. The method of claim 10, wherein the optical beam covers a virtual sector including the largest beam index received from the user terminal. 제 10 항에 있어서, 상기 임계수신신호세기와 상기 임계분산값은 상기 안테나시스템의 용량을 최대로 하는 값인 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.12. The method of claim 10, wherein the threshold received signal strength and the threshold variance are maximum values of the capacity of the antenna system. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말들을 대상으로 전송전력 할당순서를 스케줄링하는 제6단계와,A sixth step of the base station scheduling the transmission power allocation order for the user terminals selected for each of the virtual sectors; 상기 제6단계의 스케줄링 순서대로 사용자단말의 최소 수신신호세기를 만족 시키기 위한 전송전력을 산출하는 제7단계와,A seventh step of calculating transmission power for satisfying the minimum received signal strength of the user terminal in the scheduling order of the sixth step; 상기 제7단계에서 산출된 전송전력이 전체잔여전력보다 크지 않으면 상기 제7단계의 사용자단말에게 상기 전송전력을 할당한 후 제7단계부터 반복수행하는 제8단계와,An eighth step of allocating the transmission power to the user terminal of the seventh step and repeating the operation from the seventh step if the transmission power calculated in the seventh step is not greater than the total remaining power; 상기 제7단계에서 산출된 전송전력이 전체잔여전력보다 크면 상기 제7단계의 사용자단말에게 상기 전송전력을 할당하지 않는 제9단계를 포함한 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.If the transmission power calculated in the seventh step is greater than the total remaining power, the spatial division multiple access of the virtual sector based adaptive antenna system comprising a ninth step of not allocating the transmission power to the user terminal of the seventh step How to service. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제9단계 후 상기 전체잔여전력이 0보다 크면 워터필링 알고리즘을 이용하여 상기 제7단계와 제8단계를 통해 전송전력이 할당된 사용자단말들에게 상기 전체잔여전력을 분할하여 추가 할당하는 제10단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.After the ninth step, if the total remaining power is greater than zero, a tenth step of dividing and further allocating the total remaining power to user terminals to which transmission power is allocated in the seventh and eighth steps using a waterfilling algorithm. Spatial segmentation multiple access service method of a virtual sector based adaptive antenna system, further comprising the step.
KR1020090066187A 2009-07-21 2009-07-21 space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector KR101120643B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090066187A KR101120643B1 (en) 2009-07-21 2009-07-21 space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090066187A KR101120643B1 (en) 2009-07-21 2009-07-21 space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110008704A true KR20110008704A (en) 2011-01-27
KR101120643B1 KR101120643B1 (en) 2012-03-16

Family

ID=43614675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090066187A KR101120643B1 (en) 2009-07-21 2009-07-21 space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101120643B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013039331A2 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for forming virtual cell in wireless communication system
KR101358472B1 (en) * 2012-10-05 2014-02-06 유봉국 A mobile terminal location awareness system for a mass game and the driving method of the same
WO2014035218A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for virtualizing antenna in wireless communication system
KR20140088239A (en) * 2012-12-28 2014-07-09 삼성전자주식회사 Method and apparatus for beam forming adapted random perturbation in the mobile communication system
KR20140138863A (en) * 2012-03-08 2014-12-04 알까뗄 루슨트 Virtual sectorization using an active antenna array
WO2016117729A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 한국과학기술원 Pattern antenna, space division method using pattern antenna, and devices for performing same
CN105874837A (en) * 2014-07-25 2016-08-17 华为技术有限公司 Communication device and method under high frequency system
US10333605B2 (en) 2014-04-23 2019-06-25 China Academy Of Telecommunications Technology Method, system and device for measuring channel state information
KR102138813B1 (en) * 2019-12-03 2020-07-28 김영재 Base station, and control method thereof
CN113950139A (en) * 2015-11-03 2022-01-18 韦勒斯标准与技术协会公司 Wireless communication method and wireless communication terminal

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100683906B1 (en) * 2003-09-16 2007-02-15 주식회사 에치에프알 Method and System for Providing Location Finding Service by Using Frequency Offset
KR20060081194A (en) * 2005-01-07 2006-07-12 삼성전자주식회사 Apparatus and method for configuration of sector in antenna array system
US7706323B2 (en) 2007-05-02 2010-04-27 Alvarion Ltd. Wireless communications in a multi-sector network

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013039331A2 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for forming virtual cell in wireless communication system
WO2013039331A3 (en) * 2011-09-14 2013-05-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for forming virtual cell in wireless communication system
US9078141B2 (en) 2011-09-14 2015-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for forming virtual cell in wireless communication system
KR20140138863A (en) * 2012-03-08 2014-12-04 알까뗄 루슨트 Virtual sectorization using an active antenna array
WO2014035218A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for virtualizing antenna in wireless communication system
US9374144B2 (en) 2012-08-31 2016-06-21 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for virtualizing antenna in wireless communication system
KR101358472B1 (en) * 2012-10-05 2014-02-06 유봉국 A mobile terminal location awareness system for a mass game and the driving method of the same
KR20140088239A (en) * 2012-12-28 2014-07-09 삼성전자주식회사 Method and apparatus for beam forming adapted random perturbation in the mobile communication system
US10333605B2 (en) 2014-04-23 2019-06-25 China Academy Of Telecommunications Technology Method, system and device for measuring channel state information
KR20180107330A (en) * 2014-07-25 2018-10-01 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 Communications device and method in high-frequency system
KR20170032437A (en) * 2014-07-25 2017-03-22 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 Communication device and method under high frequency system
CN105874837A (en) * 2014-07-25 2016-08-17 华为技术有限公司 Communication device and method under high frequency system
US10098012B2 (en) 2014-07-25 2018-10-09 Huawei Technologies Co., Ltd Communications device and method in high-frequency system
CN105874837B (en) * 2014-07-25 2019-10-18 华为技术有限公司 Communication equipment and method under a kind of radio frequency system
US10743197B2 (en) 2014-07-25 2020-08-11 Huawei Technologies Co., Ltd. Communications device and method in high-frequency system
US9894658B2 (en) 2015-01-22 2018-02-13 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Joint pattern beam sectorization method and apparatuses performing the same
WO2016117729A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 한국과학기술원 Pattern antenna, space division method using pattern antenna, and devices for performing same
CN113950139A (en) * 2015-11-03 2022-01-18 韦勒斯标准与技术协会公司 Wireless communication method and wireless communication terminal
KR102138813B1 (en) * 2019-12-03 2020-07-28 김영재 Base station, and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101120643B1 (en) 2012-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101120643B1 (en) space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector
US9414390B2 (en) Method and apparatus for multi-cell cooperative transmission
US9072108B2 (en) Method for controlling inter-cell interference in a mobile communication system
KR100957314B1 (en) System and method for controlling uplink traffic load in a cellular wireless mobile communication system
KR101229322B1 (en) Interference coordination method and access network device
EP1895678B1 (en) Method for inter-cell interference mitigation for a mobile communication system
KR101087873B1 (en) Method and apparatus to support sdma transmission in a ofdma based network
US8923844B2 (en) Coordinated beam forming and multi-user MIMO
US9100148B2 (en) Method and apparatus for dynamically allocating resource
US8948800B2 (en) Systems, apparatuses, and methods to facilitate coordinated scheduling in wireless communication systems
US20110207487A1 (en) Switching technology for cooperation types in multi-sector cooperative communication
KR101432691B1 (en) Communication system, communication method, base station, user equipment, and therein program
US10164690B2 (en) Method and device for forming multi-cell beam
EP2510735B1 (en) System and method for scheduling users in a wireless network
EP3069563B1 (en) Port selection in combined cell of radio access network
KR20110004567A (en) Cooperative management method of radio resource
US9693357B2 (en) Method and apparatus for allocating resource
US20240120979A1 (en) Method and system for coordinated multi-point transmission coordination
JP5504083B2 (en) Radio base station and communication control method
WO2022228663A1 (en) Determination of uplink mimo transmission state for a ue
JP5100776B2 (en) Wireless communication device
CN116137557A (en) Data transmission method, device, network equipment and storage medium
Lei et al. Cell collaborative zones for 4G cellular systems
Viswanathan et al. Spectrum and Interference Management in Next-Generation Wireless Networks

Legal Events

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

Payment date: 20160128

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190201

Year of fee payment: 8