KR20140048767A - 이동통신 시스템에서 사용자 단말 선택 방법 및 장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서 사용자 단말 선택 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 사용자 단말 선택 방법 및 장치에 관한 것으로, 복수 개의 셀에서 제n-1 사용자 단말(User Equipment, UE)을 선택하는 단계 및 제1 내지 제n-1 사용자 단말이 포함된 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 사용자 단말 중 최대 WSR(Weighted Sum Rate)을 갖는 사용자 단말을 제n 사용자 단말로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. (n은 상수, n≥2)
본 발명에 따르면, 적절한 사용자 단말을 선택하도록 스케쥴링하여 빔형성 기법 외에 추가적인 이득을 제공하여, 즉, 셀간 간섭을 추가적으로 줄이는 동시에 원하는 단말로의 신호의 크기를 증가시켜 시스템의 전체 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서 사용자 단말 선택 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR USER EQUIPMENT SELECTION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에서 사용자 단말 선택 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰 사용자의 폭발적 증가에 따른 모바일 인터넷 서비스 및 멀티미디어에 대한 급격한 수요 증가로 인해 보다 개선된 통신 시스템에 대한 연구, 표준화, 개발이 활발히 진행 중에 있다. 보다 개선된 통신 시스템을 제공하기 위해서는 높은 데이터 전송률과 주파수 효율을 필요로 한다.
높은 데이터 전송률과 주파수 효율을 얻기 위하여 여러가지 방법에 대한 논의가 진행 중이다. 단일 및 다중 사용자 MIMO 전송기술과 셀 경계 지역에서의 효과적 간섭 제어를 통해 셀 내 평균 데이터 전송률 및 셀 가장자리 사용자 성능 향상을 목표로 하는 CoMP (Coordinated Muli-Point) 기술, 기존 대형 셀을 사용하는 셀룰러 구조에서 필연적으로 발생하는 음영 지역에서의 성능 열화를 개선하고, 사용자가 집중적으로 데이터를 발생 시키는 hot spot에서의 성능을 보장하기 위하여 제안된 펨토셀 (femto-cell)이나 피코셀 (pico-cell)과 같은 초소형 이기종 (heterogenous) 셀을 포함하는 새로운 셀룰러 네트워크 구조 등 다양한 방법들이 활발히 논의되고 있다.
이러한 최근의 이동/무선 통신 시스템의 주파수 및 공간 자원의 재사용률을 높이는 다중 셀 시스템에서는, 통신 주체들이 서로 독립적으로 데이터를 전송하는 경우, 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE)들은 필연적으로 간섭 신호를 받게 된다. 특히, 단말이 셀 경계 지역으로 이동할 수록 간섭 신호의 파워는 커지며, 기지국에서 단말로의 전송률은 크게 떨어진다는 문제점이 있다.
일반적으로 이러한 셀 간 간섭 문제를 해결하기 위하여 기지국에서는 빔형성(beamforming) 기법을 이용하여 다른 셀로 가는 간섭을 조정함으로써 간섭이 시스템에 미치는 영향을 최소화한다. 이때, 기지국의 적절한 사용자 단말의 선택은 빔형성 기법에 추가적인 이득을 제공하여, 즉, 셀간 간섭을 추가적으로 줄이는 동시에 원하는 단말로의 신호의 크기를 증가시켜, 시스템의 전체 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이동통신 시스템에서 전체 시스템 수율을 높일 수 있는 효과적인 사용자 단말 선택 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있습니다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 사용자 단말 선택 방법은, 복수 개의 셀에서 제n-1 사용자 단말(User Equipment, UE)을 선택하는 단계 및 제1 내지 제n-1 사용자 단말이 포함된 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 사용자 단말 중 최대 WSR(Weighted Sum Rate)을 갖는 사용자 단말을 제n 사용자 단말로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. (n은 상수, n≥2)
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 사용자 단말 선택 장치는, 복수 개의 셀에서 제n-1 사용자 단말(User Equipment, UE)을 선택하고, 제1 내지 제n-1 사용자 단말이 포함된 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 사용자 단말 중 최대 WSR(Weighted Sum Rate)을 갖는 사용자 단말을 제n 사용자 단말로 선택하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. (n: 상수, n≥2)
본 발명에 따르면, 적절한 사용자 단말을 선택하도록 스케쥴링하여 빔형성 기법 외에 추가적인 이득을 제공하여, 즉, 셀간 간섭을 추가적으로 줄이는 동시에 원하는 단말로의 신호의 크기를 증가시켜 시스템의 전체 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 Network MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 장치(Central Unit)의 스케쥴링 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 3 셀, 2 안테나, 3 사용자인 경우, WSR(Weighted Sum Rate)을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 7 셀, 4 안테나, 10 사용자인 경우, WSR(Weighted Sum Rate)을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 3 셀, 2 안테나, 3 사용자이고, SNR=10 인 경우, CDF(Cumulative Distribution Function)을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 3 셀, 2 안테나, 3 사용자이고, SNR=20 인 경우, CDF(Cumulative Distribution Function)을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3 셀, 2 안테나, 3 사용자인 경우, 결과를 다른 기법들과 비교한 도면이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 7 셀, 4 안테나, 10 사용자이고, SNR=10 인 경우, CDF(Cumulative Distribution Function)을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 7 셀, 4 안테나, 10 사용자이고, SNR=20 인 경우, CDF(Cumulative Distribution Function)을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 7 셀, 4 안테나, 10 사용자인 경우, 결과를 다른 기법들과 비교한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 장치의 내부 구성을 나타내는 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 일반적인 Network MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템을 도시한 도면이다.
MIMO(Multiple Input Multiple Output)는 다중의 입출력이 가능한 안테나 시스템으로, 기지국과 휴대 단말기의 안테나를 2개 이상하여 데이터를 여러 경로로 전송하고 수신단에서 각각의 경로로 수신된 신호를 검출해 간섭을 줄이고 각각의 전송 속도를 낮출 수 있다.
도 1을 참조하면, 각 기지국(Base Station, BS)(110, 120)은 여러 단말(111,121)로 진로를 전송하고 각 단말들은 이를 수신한다. 또한 복수 개의 단말이 각 기지국(110,120)에 포함될 수도 있다.
기지국 1(BS1)을 예로 들면, 기지국 1(BS1)은 UE11,UEk2,UEkL로 채널 hk1,1,hk2,1,hkL,1을 통해 신호를 전송한다. 이때, Ueki는 i 번째 셀의 k 번째 유저를 의미한다. 따라서, UE11은 기지국 1(BS1)에 속하는 첫 번째 유저이고, UEk2은 기지국 2(BS2)에 속하는 두 번째 유저이며, UEkL은 기지국 3(BS3)에 속하는 세 번째 유저이다. 또한, hki,j는 j 번째 기지국으로부터 i번째 기지국에 속하는 k 유저로의 채널을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 채널 모델은 다음과 같다.
i 번째 셀의 k 번째 유저를 ki라고 정의하면 k 유저의 수신 신호는 다음과 같이 표현된다.
Figure pat00001
모든 변수는 다음과 같이 정의된다.
Figure pat00002
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 장치(Central Unit)의 스케쥴링 방법을 도시한 도면이다.
본 발명에서 중앙 장치는 사용자와 직접 통신을 하는 기지국(BS)과 기지국(BS) 간 협력을 위해 존재한다. 중앙 장치는 기지국으로부터 전달받은 각 사용자 단말의 채널과 과거 데이터 정보를 이용하여 각 기지국과 사용자 단말 간의 관계를 결정할 수 있다. 중앙 장치는 각 기지국과 백홀로 연결 될 수 있으며, 복수 개의 기지국 중 어느 하나가 중앙 장치로 설정될 수도 있다.
먼저 210 단계에서 중앙 장치는, 각 기지국으로부터 각 사용자 단말의 채널 정보(Channel state)를 수신한다. 여기서 채널 정보는 실시예에 따라, 모든 기지국과 그에 속해 있는 모든 사용자 단말간의 채널 정보(Global Channel State Information, 이하 Global CSI)가 될 수도 있고, 하나의 기지국과 그 기지국과 통신하는 사용자 단말간의 지역 채널 정보 (Local CSI)가 될 수도 있다.
다음으로 220 단계에서 중앙 장치는 스케쥴링 할 사용자 단말을 선택하게 된다. 이때, 실시예에 따라 Global CSI를 이용한 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 SINR)를 사용하여 WSR을 계산하거나, Local CSI를 이용하여 WVSR(Weighted Virtual Sum Rate)을 계산하여, 이를 이용해 사용자 단말을 선택할 수 있다.
220 단계의 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 제어부는 310 단계에서, 중앙 장치과 연결된 복수 개의 셀에서 제 n-1 사용자 단말을 선택한다. 일반적으로 첫 번째 선택되는 사용자 단말은 제1 사용자 단말일 것이다.
이 때, 제어부는 복수 개의 셀에서 각 셀에 포함된 모든 사용자 단말의 WR(Weighted Rate)을 계산하고, 그 중에서 최대(Maximum) WR을 갖는 사용자 단말을 제1 사용자 단말로 선택한다. 보다 구체적으로, 제어부는 먼저 각 셀마다 각 셀에 포함된 모든 사용자 단말의 WR을 계산하여 그 중 최대 WR을 갖는 사용자 단말을 선택하고 각 셀에서 최대 WR을 갖는 사용자 단말 중에서 최대 WR을 갖는 사용자 단말을 선택할 수 있다. 이렇게 복수 개의 셀에서 최대(Maximum) WR을 갖는 사용자 단말을 선택하는 과정은 다양한 방법으로 이루어 질 수 있다.
그 후, 제어부는 다음 단말 n을 순차적으로 선택하기 위한 동작을 수행한다.
제어부는 320 단계에서, 복수 개의 셀 중에서 기 선택된 제1 사용자 단말 내지 제n-1 사용자 단말을 포함하는 셀들을 제외한 나머지 셀에서 각 사용자 단말의 WSR을 계산한다. 즉, 기지국이 순차적으로 단말들을 선택하는데, 선택된 단말을 찾는 과정에서 이미 선택된 단말들을 포함하는 셀들을 제외한 나머지 셀에서 새롭게 추가할 단말을 찾는 것이다. 예를 들어, 310 단계에서 제1 사용자 단말을 선택한 경우에 제1 사용자 단말이 포함된 기지국을 제외한 나머지 셀들에 포함된 모든 사용자 단말과 제1 사용자 단말의 WSR을 계산한다.
본 발명에 따르면, WSR은 두 가지 실시예에 따라 다르게 계산될 수 있다.
먼저, 첫 번째 실시예에 따른 WSR을 계산 과정은, Global CSI(Channel State Information)를 이용하여 이루어진다. 제1 사용자 단말 내지 제n-1 사용자 단말을 포함하는 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 모든 단말 및 상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말과의 빔형성(beamforming)을 수행 후, Global CSI(Channel State Information)를 이용하여 계산한 SINR를 사용하여 제1 내지 제n-1 사용자 단말과 상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말이 포함된 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 사용자 단말의 WR(Weighted Rate)을 계산한다. 그 후, 계산한 WR을 바탕으로 각 사용자 단말의 WSR을 계산할 수 있다. 이와 같은 실시예를 GUS(Greed User Search)이라 한다.
먼저 초기화 과정을 다음과 같이 나타낼 수 있다.
1) Set n=1 and
Figure pat00003
where
Figure pat00004
2) Find a user,
Figure pat00005
, such that
Figure pat00006
3) Defining user set and group set as
Figure pat00007
and
Figure pat00008
. Denoting the achieved weighted rate as
Figure pat00009
where
Figure pat00010
.
여기서, L은 전체 사용자 수이고, l은 셀, k는 사용자를 나타낸다.
이러한 초기화 과정은 310 단계에서 이루어 질 수도 있다. 초기화 과정에 이어 WSR을 계산하는 과정은 다음과 같이 나타날 수 있다.
While n ≤ L
4) Increase
Figure pat00011
by 1
5) Find a user,
Figure pat00012
which maximizes the weighted sum rate such that
Figure pat00013
where
Figure pat00014
.
Figure pat00015
, and
Figure pat00016
6) Set
Figure pat00017
and
Figure pat00018
이 경우, 제어부는 WSR을 계산하기 위하여 Global CSI를 필요로 한다. 이때, Global CSI를 이용하여 중앙장치에서 빔형성과 WSR을 계산하게 되므로 중앙장치의 제어부에서 대부분의 시스템 부하가 발생하게 되고, 기지국의 역할은 채널 정보를 중앙장치에 알려주는 것으로 한정된다.
두 번째 실시예는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 중앙장치의 시스템 부하를 줄이고, Local CSI를 사용하여 기지국 간의 정보 교환량을 줄이는 동시에 성능을 유지할 수 있는 사용자 단말 선택 과정을 제공할 수 있다. 두 번째 실시예에 따른 사용자 단말 선택 과정은, 기존의 사용자 단말 선택에 필요한 WSR을 계산하가 위해 필요한 Global CSI 대신, Local CSI(Channel State Information)를 이용하여 각 기지국에서 WVR(Weighted Virtual Rate)을 계산한다. 이때, 제어부는 각 셀로부터 각 셀에 포함된 단말의 WVR(Weighted Virtual Rate)을 수신하고, 수신한 WVR을 이용하여 WVSR(Weighted Virtual Sum Rate)을 계산할 수 있다. 이와 같은 실시예를 VUS(Virtual rate User Search)이라 한다.
이러한 실시예에 따르면, WVSR을 이용하게 되는 바, 초기화 과정도 일부 달라진다.
1) Set n=1 and
Figure pat00019
where
Figure pat00020
2) Find a user,
Figure pat00021
, such that
Figure pat00022
3) Defining user set and group set as
Figure pat00023
and
Figure pat00024
. Denoting the achieved weighted rate as
Figure pat00025
where
Figure pat00026
.
여기서, L은 전체 사용자 수이고, l은 셀, k는 사용자를 나타낸다.
첫 번째 실시예의 초기화 과정과 내용상 달라지는 것은 없으나, 제1 사용자 단말을 선택한 경우에 제1 사용자 단말이 포함된 기지국을 제외한 나머지 셀들에 포함된 사용자 단말을 선택하기 위해 WSR을 계산하는 것이 아니라 WSVR을 계산한다.
초기화 과정에 이어 WVSR을 계산하는 과정은 다음과 같이 나타날 수 있다.
While n ≤ L
4) Increase
Figure pat00027
by 1
5) Find a user,
Figure pat00028
which maximizes the weighted sum rate such that
Figure pat00029
where
Figure pat00030
.
Figure pat00031
6) Set
Figure pat00032
and
Figure pat00033
상기와 같이 제2 실시예에서 WSR 계산 과정을 살펴보면, Local CSI를 이용하여 SINR을 이용한 WSR이 아닌 새로운 WVR이라는 개념을 이용하여 WSR을 계산할 수 있음을 알 수 있다. 제2 실시예에 따르면 Global CSI를 이용하지 않고, 빔형성을 하지 않으며 각 기지국에서 바로 WVR을 계산할 수 있으므로 중앙장치의 부하를 줄일 수 있다.
제2 실시예에 따르면, Global CSI가 필요 없으므로 WVR은 기지국에서 독립적으로 계산되어 중앙장치로 전달될 수도 있다. 이때, WSVR은 스칼라이므로 기지국 간의 전송량이 기존의 채널 정보와 비교하여 전송량이 작아 기지국 간의 전송 부하가 많지 않다. 이 경우, 중앙장치는 WVR을 바탕으로 WSVR을 계산하여 사용자 단말을 결정한다.
320 단계에서도 310 단계와 마찬가지로, 제1 사용자 단말이 포함된 기지국을 제외한 나머지 셀들에서 각 셀마다 각 셀에 포함된 모든 사용자 단말의 WSR을 계산하여 그 중 최대 WSR을 갖는 사용자 단말을 선택하고 각 셀에서 최대 WSR을 갖는 사용자 단말 중에서 최대 WSR을 갖는 사용자 단말을 선택할 수 있다.
나아가 단말은 330 단계에서 계산한 각 선택된 사용자 단말의 WSR 중 최대(Maximum) WSR과 제n-1 사용자 단말의 WSR을 비교한다. 330 단계에서 각 사용자 단말의 WSR 중 최대(Maximum) WSR이 제n-1 사용자 단말의 WSR보다 작거나 같은 경우, 제어부는 370 단계로 진행하여 사용자 단말 선택을 중단하게 된다. 이때, 최종적으로 선택된 단말은 제n-1 사용자 단말이 된다. 즉, 상기 과정에 이어,
7) If
Figure pat00034
break; and decrease
Figure pat00035
by 1 또는
If
Figure pat00036
break; and decrease
Figure pat00037
by 1 .
이 된다.
330 단계에서 선택된 사용자 단말의 WSR 중 최대(Maximum) WSR이 제n-1 사용자 단말의 WSR보다 큰 경우, 제어부는 340 단계로 진행하여, 최대 WSR을 갖는 단말을 제n 사용자 단말로 선택한다. 다음으로 제어부는 350 단계로 진행하여 에서 n이 전체 셀 수와 동일한 경우, 제어부는 370 단계로 진행하여 사용자 단말 선택을 중단하게 된다. 이때, 최종적으로 선택된 단말은 제n 사용자 단말이 된다.
350 단계에서 n이 전체 셀 수와 동일하지 않은 경우, 중앙 장치는 다음 n+1 사용자 단말을 선택하기 위하여 360계를 거쳐 320 단계로 되돌아간다.
그 후, 230 단계에서 중앙 장치는 각 기지국에 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다. 각 기지국은 스케쥴링 정보에 따라 중앙 장치에 의해 적절히 선택된 사용자 단말과 통신함으로써 스케쥴링하여 빔형성 기법 외에 추가적인 이득을 제공하여, 즉, 셀간 간섭을 추가적으로 줄이는 동시에 원하는 단말로의 신호의 크기를 증가시켜 시스템의 전체 수율을 향상시킬 수 있다.
도 4 내지 도 11에서 향상된 효과에 대한 도면들을 개시하고 있다.
먼저 도 4 및 도 5는 SNR에 따른 본 발명 실시예의 성능을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 3 셀, 2 안테나, 3 사용자인 경우, 평균적인 WSR(Weighted Sum Rate)을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 7 셀, 4 안테나, 10 사용자인 경우, 평균적인 WSR(Weighted Sum Rate)을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5에서 살펴볼 수 있듯이, 셀, 안테나, 사용자 수가 달라지더라도 첫 번째 실시예와 두 번째 실시예의 성능은 거의 차이가 나지 않음을 알 수 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7은 본 발명 실시예 성능의 CDF를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 3 셀, 2 안테나, 3 사용자이고, SNR=10 인 경우, CDF(Cumulative Distribution Function)을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 3 셀, 2 안테나, 3 사용자이고, SNR=20 인 경우, CDF(Cumulative Distribution Function)을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7에서 살펴볼 수 있듯이, SNR이 달라지더라도 첫 번째 실시예와 두 번째 실시예의 성능은 거의 차이가 나지 않음을 알 수 있다. 또한 도 6 및 도 7에서는 본 발명에 따른 사용자 선택 방법이 다른 기법들과의 비교하여도 유사한 성능을 낼 수 있음을 알 수 있다. 이는 도 8과 함께 살펴보면 더욱 명확하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3 셀, 2 안테나, 3 사용자인 경우, 결과를 다른 기법들과 비교한 도면이다.
JP_LBF 및 Local Opt는 본 발명의 실시예(GUS, VUS)와 다른 빔형성 기법을 사용하므로 결과값에 일부 차이는 있으나, 본 발명의 실시예(GUS, VUS)는 FS 및 IS와 비교했을 때 복잡도와 기지국간 전송량 측면에서 유사하거나 더 나은 성능을 보임을 알 수 있다.
도 9 내지 도 11은 셀, 안테나, 사용자 수가 달라지는 경우를 나타내는 것이다. 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 7 셀, 4 안테나, 10 사용자이고, SNR=10 인 경우, CDF(Cumulative Distribution Function)을 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 방법에 따라 7 셀, 4 안테나, 10 사용자이고, SNR=20 인 경우, CDF(Cumulative Distribution Function)을 나타내는 도면이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 7 셀, 4 안테나, 10 사용자인 경우, 결과를 다른 기법들과 비교한 도면이다.
도 9 내지 도 11에 따르더라도 본 발명의 실시예는 타 기법에 비하여 복잡도와 기지국간 전송량 측면에서 향상된 효과가 있음을 알 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 선택 장치의 내부 구성을 나타내는 블럭도이다.
본 발명에 따른 사용자 단말 선택 장치는 제어부(1200) 및 송수신부(1210)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제어부(1200)는 상기 설명한 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말 선택 장치에서의 모든 동작을 제어할 수 있다. 또한, 송수신부(1210)는 제어부(1200)의 제어에 따라 각 기지국과 통신하는 역할을 수행한다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1200: 제어부
1210: 송수신부

Claims (20)

  1. 이동통신 시스템에서 사용자 단말 선택 방법에 있어서,
    복수 개의 셀에서 제n-1 사용자 단말(User Equipment, UE)을 선택하는 단계; 및
    제1 내지 제n-1 사용자 단말이 포함된 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 사용자 단말 중 최대 WSR(Weighted Sum Rate)을 갖는 사용자 단말을 제n 사용자 단말로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    n: 상수, n≥2
  2. 제1항에 있어서,
    제n 사용자 단말을 선택하는 단계는,
    상기 복수 개의 셀 중에서 제1 내지 제n-1 사용자 단말을 포함하는 셀을 제외한 나머지 셀에서 각 사용자 단말의 WSR을 계산하는 단계;
    상기 계산한 각 사용자 단말의 WSR 중 최대(Maximum) WSR과 제n-1 사용자 단말의 WSR을 비교하는 단계; 및
    상기 최대 WSR이 상기 제n-1 사용자 단말의 WSR보다 큰 경우, 상기 최대 WSR을 갖는 단말을 제n 사용자 단말로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각 사용자 단말의 WSR을 계산하는 단계는,
    상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말을 포함하는 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 모든 단말 및 상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말과의 빔형성(beamforming)을 수행하는 단계;
    Global CSI(Channel State Information)를 이용하여 계산한 SINR를 사용하여 상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말과 상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말이 포함된 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 사용자 단말의 WR(Weighted Rate)을 계산하는 단계; 및
    상기 계산한 WR을 바탕으로 각 사용자 단말의 WSR을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 WSR은 다음과 같은 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure pat00038

    Figure pat00039

    Sn:선택된 사용자 단말 그룹
    ki:i번째 셀의 k번째 사용자자 단말
    vi:i번째 기지국의 빔형성 백터
    hk,j:j번째 기지국으로부터 ki유저로의 채널
    Wki:i번째 셀의 k번째 사용자 단말의 가중치
  5. 제2항에 있어서,
    상기 각 사용자 단말의 WSR을 계산하는 단계는,
    각 셀로부터 각 셀에 포함된 단말의 WVR(Weighted Virtual Rate)을 수신하는 단계;
    수신한 WVR을 이용하여 WVSR(Weighted Virtual Sum Rate)을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법으로,
    상기 WVR은 각 셀에서 Local CSI(Channel State Information)를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 WVR은 다음과 같은 수학식에 의해 계산되고,
    WVR =
    Figure pat00040
    ,
    상기 WSVR은 다음과 같은 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure pat00041

    Figure pat00042

    Sn:선택된 사용자 단말 그룹
    ki:i번째 셀의 k번째 사용자자 단말
    hk,j:j번째 기지국으로부터 ki유저로의 채널
    Wki:i번째 셀의 k번째 사용자 단말의 가중치
  7. 제2항에 있어서,
    상기 n이 전체 셀 수와 동일한지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 n이 전체 셀 수와 동일하지 않다고 판단하는 경우, n+1 사용자 단말 선택을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 n이 전체 셀 수와 동일하다고 판단하는 경우, 사용자 단말 선택을 중단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 최대(Maximum) WSR과 제n-1 사용자 단말의 WSR을 비교하는 단계에 있어서,
    상기 최대 WSR이 상기 제n-1 사용자 단말의 WSR보다 작은 경우, 사용자 단말 선택을 중단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제n-1 사용자 단말(User Equipment, UE)을 선택하는 단계에 있어서,
    상기 복수 개의 셀에서 각 사용자 단말의 WR(Weighted Rate)을 계산하는 단계; 및
    최대(Maximum) WR을 갖는 사용자 단말을 제1 사용자 단말로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 이동통신 시스템에서 사용자 단말 선택 장치에 있어서,
    복수 개의 셀에서 제n-1 사용자 단말(User Equipment, UE)을 선택하고, 제1 내지 제n-1 사용자 단말이 포함된 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 사용자 단말 중 최대 WSR(Weighted Sum Rate)을 갖는 사용자 단말을 제n 사용자 단말로 선택하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
    n: 상수, n≥2
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제n 사용자 단말을 선택 시, 상기 복수 개의 셀 중에서 제1 내지 제n-1 사용자 단말을 포함하는 셀을 제외한 나머지 셀에서 각 사용자 단말의 WSR을 계산하고, 상기 계산한 각 사용자 단말의 WSR 중 최대(Maximum) WSR과 제n-1 사용자 단말의 WSR을 비교하며, 상기 최대 WSR이 상기 제n-1 사용자 단말의 WSR보다 큰 경우 상기 최대 WSR을 갖는 단말을 제n 사용자 단말로 선택하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각 사용자 단말의 WSR을 계산 시, 상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말을 포함하는 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 모든 단말 및 상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말과의 빔형성(beamforming)을 수행하고, Global CSI(Channel State Information)를 이용하여 계산한 SINR를 사용하여 상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말과 상기 제1 내지 제n-1 사용자 단말이 포함된 셀을 제외한 나머지 셀에 포함되는 사용자 단말의 WR(Weighted Rate)을 계산하며, 상기 계산한 WR을 바탕으로 각 사용자 단말의 WSR을 계산하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 WSR은 다음과 같은 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure pat00043

    Figure pat00044

    Sn:선택된 사용자 단말 그룹
    ki:i번째 셀의 k번째 사용자자 단말
    vi:i번째 기지국의 빔형성 백터
    hk,j:j번째 기지국으로부터 ki유저로의 채널
    Wki:i번째 셀의 k번째 사용자 단말의 가중치
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각 사용자 단말의 계산 시, 각 셀로부터 각 셀에 포함된 단말의 WVR(Weighted Virtual Rate)을 수신하고, 수신한 WVR을 이용하여 WVSR(Weighted Virtual Sum Rate)을 계산하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치로,
    상기 WVR은 각 셀에서 Local CSI(Channel State Information)를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 WVR은 다음과 같은 수학식에 의해 계산되고,
    WVR =
    Figure pat00045
    ,
    상기 WSVR은 다음과 같은 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure pat00046

    Figure pat00047

    Sn:선택된 사용자 단말 그룹
    ki:i번째 셀의 k번째 사용자자 단말
    hk,j:j번째 기지국으로부터 ki유저로의 채널
    Wki:i번째 셀의 k번째 사용자 단말의 가중치
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 n이 전체 셀 수와 동일한지 여부를 판단하고, 상기 n이 전체 셀 수와 동일하지 않다고 판단하는 경우, n+1 사용자 단말 선택을 선택하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 n이 전체 셀 수와 동일하다고 판단하는 경우, 사용자 단말 선택을 중단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 최대(Maximum) WSR과 제n-1 사용자 단말의 WSR을 비교 시, 상기 최대 WSR이 상기 제n-1 사용자 단말의 WSR보다 작은 경우 사용자 단말 선택을 중단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제n-1 사용자 단말(User Equipment, UE)을 선택 시, 상기 복수 개의 셀에서 각 사용자 단말의 WR(Weighted Rate)을 계산하고, 최대(Maximum) WR을 갖는 사용자 단말을 제1 사용자 단말로 선택하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
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