KR20170058314A - interference control apparatus between small cell stations using multi-antenna beamforming and method therefor - Google Patents

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KR20170058314A
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small cell
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좌혜경
양현종
나지현
문정모
신무용
권동승
김명언
김유진
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한국전자통신연구원
울산과학기술원
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    • H04B7/0632Channel quality parameters, e.g. channel quality indicator [CQI]

Abstract

The present invention relates to an interference control device between small cell base stations using multiple antenna beamforming, capable of controlling interference between small cell base stations by using multiple antenna beamforming, and a method for the same. The interference control device includes a CSI estimation unit, a non-optimized beam forming factor calculation unit, an optimized beamforming factor calculation unit, and an interference control unit. It is assumed that a small cell downlink system exchanges limited information between base stations, and the each base station acquires only a channel value outputting from the base station or entering the base station. So, the interference control device between the small cell base stations using the multiple antenna beamforming controls the interference between the small cell base stations by calculating an optimized beamforming factor.

Description

다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치 및 그 방법{interference control apparatus between small cell stations using multi-antenna beamforming and method therefor}[0001] The present invention relates to an interference control apparatus for a small cell base station using multi-antenna beamforming,
본 발명은 하향링크 소형셀 이동통신 시스템에서 셀 간 간섭을 줄이기 위한 다중 안테나 기지국의 빔포밍 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 안테나 빔포밍을 이용하여 소형셀 기지국 간의 간섭 제어할 수 있는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a beamforming technique of a multi-antenna base station for reducing inter-cell interference in a downlink small cell mobile communication system, and more particularly, to a multi-antenna base station using multiple antenna beamforming To an apparatus and method for interference control between small cell base stations using beamforming.
다중 안테나와 소형 셀 (small cell) 기법은 차세대 이동통신의 전송률을 증대시키는데 필요한 핵심 기술로 주목 받고 있다. Multiple antennas and small cell techniques are attracting attention as a key technology for increasing the transmission rate of next generation mobile communication.
특히, 소형셀 기법은 소형의 기지국을 촘촘하게 설치하여 사용자 단말과 기지국의 거리를 좁힘으로써 채널의 이득을 증대시키고, 그 결과 시스템 전송률이 증대되게 된다. In particular, the small cell technique increases the gain of the channel by narrowing the distance between the user terminal and the base station by installing a compact base station, and as a result, the system transmission rate is increased.
하지만 셀 밀도를 증가시키면 소형 셀간 간섭이 커지는 문제가 발생하게 되므로 소형 셀 시스템의 전송률을 극대화 하기 위해서는 셀간 간섭 문제를 해결하는 것이 가장 중요하다. However, increasing the cell density increases the problem of small intercell interference, so it is most important to solve the intercell interference problem in order to maximize the transmission rate of the small cell system.
다중 안테나 기술은 빔포밍 기술을 이용하여 전송률을 증대하거나, 간섭을 줄이는 핵심 기술로써 기지국 간 제한 없는 정보 교환이 가능하다면, 모든 채널 정보 (channel state information (CSI))를 모든 통신 노드가 안다고 가정하고 (예를들어 global CSI 등) 최적의 빔포밍 기법을 찾는 기술이 존재한다. The multi-antenna technology is a core technology for increasing transmission rate or reducing interference using beamforming technology. If it is possible to exchange information without limitation between base stations, it is assumed that all communication nodes know channel state information (CSI) (For example, global CSI, etc.), there exists a technology for finding an optimal beamforming technique.
하지만 이러한 상술한 global CSI의 가정은 옆 셀의 기지국과 옆 셀의 사용자 단말의 채널까지도 모든 기지국이 알아야 한다는 가정을 포함하기 때문에, 현실적으로 사용되기 어렵다. However, since the assumption of global CSI includes the assumption that all base stations should know the channel of the neighboring cell and the neighboring cell's user terminal, it is difficult to use the global CSI.
또한 통상 기지국 간에는 제한된 전송률과 제한된 지연성능을 가지는 백홀이 존재하고, 기지국 간 주고 받을 수 있는 정보량은 매우 제한적이라는 한계가 존재한다. Also, there is a limitation that a backhaul having a limited transmission rate and limited delay performance exists between base stations and the amount of information that can be exchanged between the base stations is very limited.
본 발명은 소형셀 하향링크 시스템에서 기지국 간 제한된 정보교환을 가정하고, 각 기지국은 자신으로부터 나가는 채널 값이나, 자신으로 들어오는 채널 값만을 안다고 가정함으로써 최적화 빔포밍 팩터를 산출하여 소형셀 기지국 간의 간섭을 제어하는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention assumes limited information exchange between base stations in a small-size cell downlink system, and each base station calculates an optimal beamforming factor by assuming that it knows only channel values coming out of itself and channel values coming in itself, The present invention provides an apparatus and method for controlling interference between small cell base stations using multi-antenna beamforming.
본 발명의 실시 예에 따르면 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치는 파일럿 신호를 이용하여 주변 기지국의 CSI를 추정하는 CSI 추정부; 상기 CSI를 이용하여 최적화 할 기지국을 제외한 나머지 기지국들에 대한 간섭 영향도를 1로 설정하여 비 최적화 빔포밍 팩터를 산출하는 비 최적화 빔포밍 팩터 산출부; 상기 산출한 비 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 각 기지국의 총 도달가능 합계를 극대화 시키는 최적화 할 기지국의 최적화 빔포밍 팩터를 산출하는 최적화 빔포밍 팩터 산출부; 및 상기 산출된 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 간섭을 제어하는 간섭 제어부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an interference control apparatus for a small cell base station using multi-antenna beamforming includes a CSI estimator for estimating a CSI of a neighbor base station using a pilot signal; A non-optimized beamforming factor calculator for calculating a non-optimized beamforming factor by setting the interference influence degree for the other base stations excluding the base station to be optimized using the CSI to 1; An optimization beamforming factor calculator for calculating an optimized beamforming factor of a base station to be optimized to maximize a total reachable total of each base station using the calculated non-optimized beamforming factor; And an interference controller for controlling the interference using the calculated optimized beamforming factor.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 간섭제어를 위하여 Weighted Min-GI 기법을 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a Weighted Min-GI technique may be used for the interference control.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 SNR이 증가할수록 간접제어로 인한 성능이 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the performance due to the indirect control can be improved as the SNR increases.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 최대 성능을 위하여 SNR을 3dB이상으로 유지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the SNR can be maintained at 3 dB or more for the maximum performance.
본 발명에 따르면 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어방법은 파일럿 신호를 이용하여 주변 기지국의 CSI를 추정하는 단계; 상기 CSI를 이용하여 최적화 할 기지국을 제외한 나머지 기지국들에 대한 간섭 영향도를 1로 설정하여 비 최적화 빔포밍 팩터를 산출하는 단계; 상기 산출한 비 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 각 기지국의 총 도달가능 합계를 극대화 시키는 최적화 할 기지국의 최적화 빔포밍 팩터를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 간섭을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to the present invention, there is provided a method of controlling interference between small cell base stations using multi-antenna beamforming, comprising: estimating a CSI of a neighbor base station using a pilot signal; Calculating a non-optimized beamforming factor by setting an interference influence degree for the other base stations excluding the base station to be optimized using the CSI to 1; Calculating an optimized beamforming factor of a base station to maximize a total reachable sum of each base station using the calculated non-optimized beamforming factor; And controlling the interference using the calculated optimized beamforming factor.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 간섭제어를 위하여 Weighted Min-GI 기법을 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a Weighted Min-GI technique may be used for the interference control.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 SNR이 증가할수록 간접제어로 인한 성능이 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the performance due to the indirect control can be improved as the SNR increases.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 최대 성능을 위하여 SNR을 3dB이상으로 유지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the SNR can be maintained at 3 dB or more for the maximum performance.
본 발명에 따르면 Weighted Min-GI 기법을 사용하여 최적화 빔포밍 팩터를 산출하여 소형셀 기지국 간의 간섭을 제어함으로써 SNR이 3dB보다만 높으면 다른 기법을 사용하는 것보다 우수한 우수한 성능을 보일 수 있으며, 셀간 간섭을 제한된 정보 교환만을 통해 효과적으로 줄이면서, SNR이 증가할수록 성능 이득이 커지는 효과가 발생할 수 있다.According to the present invention, by calculating the optimized beamforming factor using the Weighted Min-GI technique and controlling the interference between the small cell base stations, if the SNR is higher than 3 dB, superior performance can be shown as compared with other techniques using other techniques, Can be effectively reduced through limited information exchange, and the performance gain can be increased as the SNR increases.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치를 이용한 소형 셀 네트워크 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 Weighted Min-GI 기법을 사용하는 경우와 다른 기법을 사용하는 경우의 성능의 차이를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
FIG. 1 is a diagram illustrating a small-sized cell network system using an interference control apparatus between small-cell base stations using multi-antenna beamforming according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of an apparatus for controlling interference between small cell base stations using multi-antenna beamforming according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 3 is a graph showing a difference in performance between the case of using Weighted Min-GI technique and the case of using different technique according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of controlling interference between small cell base stations using multi-antenna beamforming according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치 및 그 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for controlling interference between small cell base stations using multi-antenna beamforming according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치를 이용한 소형 셀 네트워크 시스템을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a small-sized cell network system using an interference control apparatus between small-cell base stations using multi-antenna beamforming according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면 소형셀 네트워크(MISO)의 시스템 모델이다. 제한된 전송률로 인하여 각각의 기지국은 자신이 보낸 채널 값과 자신이 받은 채널 값만을 알 수 있다고 가정한다.Referring to FIG. 1, it is a system model of a small cell network (MISO). Due to the limited transmission rate, it is assumed that each base station can know only its channel value and its received channel value.
도 1과 같이
Figure pat00001
개의 소형셀이 있고, 각각의 소형셀마다
Figure pat00002
개의 안테나가 존재하는 실시 예에 따르면 i번째 기지국에서 j번째 사용자에게 보내는 신호의 채널 벡터를
Figure pat00003
, i번째 기지국에서의 빔포밍 벡터를
Figure pat00004
이라고 정의하면 각각의 소형셀에서의 수신 신호는 아래의 수학식 1과 같다.
1,
Figure pat00001
Small cells, and each small cell
Figure pat00002
According to an embodiment in which there are two antennas, the channel vector of the signal transmitted from the i < th >
Figure pat00003
, the beamforming vector at the i < th >
Figure pat00004
The received signal in each small cell is expressed by Equation 1 below.
Figure pat00005
Figure pat00005
이 때, i번째 소형셀 기지국에서 SINR(Signal-to-interference-plus-noise ratio)은 아래의 수학식 2과 같으며, i번째 소형셀 기지국에서 총 도달가능 합계(total achievable sum-rate)는 아래의 수학식 3과 같다.In this case, the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) in the i-th small cell base station is given by Equation 2 below, and the total achievable sum- (3) " (3) "
Figure pat00006
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00007
본 발명의 일 실시 예에 따르면 각각 소형셀 기지국에서의 총 도달가능 합계에 따라 간섭영향의 정도가 달라질 수 있으며 간섭영향의 정도를
Figure pat00008
로 나타내며, 이 때의 weighted generating-interference (WGI)는 다음 수식 4와 같다.
According to an embodiment of the present invention, the degree of interference influence may vary depending on the total reachable sum in each small cell base station, and the degree of interference influence
Figure pat00008
, And the weighted generating-interference (WGI) at this time is expressed by Equation (4).
Figure pat00009
Figure pat00009
수학식 4에서 GI를 최소화하기 위한 빔포밍 벡터는 아래 수식 5와 같이 디자인될 수 있다.The beamforming vector for minimizing the GI in Equation (4) can be designed as Equation (5) below.
Figure pat00010
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00011
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치(1000)의 구성도이다.2 is a configuration diagram of an interference control apparatus 1000 between small cell base stations using multi-antenna beamforming according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치(1000)는 CSI 추정부(100), 비 최적화 빔포밍 팩터 산출부(200), 최적화 빔포밍 팩터 산출부(300), 간섭 제어부(400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, an apparatus 1000 for controlling interference between small cell base stations using multi-antenna beamforming includes a CSI estimator 100, a non-optimized beamforming factor calculator 200, an optimized beamforming factor calculator 300, And an interference control unit 400.
CSI 추정부(100)는 파일럿 신호를 이용하여 주변 기지국의 CSI를 추정할 수 있다.The CSI estimator 100 can estimate the CSI of the neighbor base station using the pilot signal.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 CSI(channel state information)는 local CSI를 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, CSI (channel state information) can use local CSI.
비 최적화 빔포밍 팩터 산출부(200)는 CSI를 이용하여 최적화 할 기지국을 제외한 나머지 기지국들에 대한 간섭 영향도를 1로 설정하여 비 최적화 빔포밍 팩터를 산출할 수 있다.The non-optimized beamforming factor calculator 200 can calculate the non-optimized beamforming factor by setting the interference influence degree for the remaining base stations excluding the base station to be optimized using CSI to 1. [
여기서 비 최적화 빔포밍 팩터(
Figure pat00012
)는
Figure pat00013
값들을 i번째 기지국에 대해서만 최적화시키고, 나머지 기지국들에 대한
Figure pat00014
값들은 1로 설정했을 때의 j번째 기지국의 빔포밍 벡터를 의미할 수 있다.
Where the non-optimized beam forming factor (
Figure pat00012
)
Figure pat00013
Values for the i < th > base station only, and for the remaining base stations
Figure pat00014
The values may refer to the beamforming vector of the j < th > base station when set to one.
본 발명의 일 실시 예에 따르면
Figure pat00015
의 값을 결정하기 위해서 수학식 3을 이용하여 합 전송률을 극대화 하는 문제를 풀 수 있으며, 이를 위해서는 i번째 기지국이 다른 기지국에 속해있는 단말들의 SINR값들을 모두 알아야 하는데 local CSI에서는 자신과 관련된 채널 값들만을 알 수 있으므로 오직 i번째 채널만을 고려하여
Figure pat00016
를 디자인할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention
Figure pat00015
In order to solve the problem of maximizing the sum rate using Equation (3), the i-th base station needs to know all of the SINR values of the terminals belonging to other base stations. In the local CSI, Only the i-th channel is considered
Figure pat00016
Can be designed.
이 때 i번째 채널만을 고려했을 경우 SINR을 아래의 수학식 6에서의
Figure pat00017
와 같이 산술할 수 있다.
In this case, when only the i-th channel is considered, the SINR is expressed by Equation
Figure pat00017
And so on.
Figure pat00018
Figure pat00018
수학식 6에서의
Figure pat00019
Figure pat00020
에 따라 아래 7과 같은 계산과정을 가지게 된다.
In Equation 6,
Figure pat00019
The
Figure pat00020
The following calculation process is performed according to the following equation.
Figure pat00021
Figure pat00021
최적화 빔포밍 팩터 산출부(300)는 산출한 비 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 각 기지국의 총 도달가능 합계를 극대화 시키는 최적화 할 기지국의 최적화 빔포밍 팩터를 산출할 수 있다.The optimized beamforming factor calculator 300 may calculate the optimized beamforming factor of the base station to maximize the total achievable total of each base station using the calculated non-optimized beam forming factor.
여기서 최적화 할 기지국의 최적화 빔포밍 팩터는 최적화 대상이 되는 i번째 소형셀 기지국의 빔포밍 벡터(
Figure pat00022
)를 의미할 수 있다.
Here, the optimized beamforming factor of the base station to be optimized is the beamforming vector of the i-th small cell base station to be optimized
Figure pat00022
). ≪ / RTI >
본 발명의 일 실시 예에 따르면 산출한 비 최적화 빔포밍 벡터를 이용하여 모든 기지국에서 얻은
Figure pat00023
값들을 모든 기지국간에 교환할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the calculated non-optimized beamforming vector
Figure pat00023
Values can be exchanged between all base stations.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면
Figure pat00024
을 이용하여 아래 수학식 8을 통해
Figure pat00025
를 산출할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention
Figure pat00024
The following equation (8)
Figure pat00025
Can be calculated.
Figure pat00026
Figure pat00026
본 발명의 일 실시 예에 따르면 총 도달가능 합계를 극대화 시키는
Figure pat00027
를 KKT(Karush-Kuhn-Tucker conditions)를 이용해 구하면 아래 수학식9와 같다.
According to one embodiment of the present invention,
Figure pat00027
Is obtained using KKT (Karush-Kuhn-Tucker conditions).
Figure pat00028
Figure pat00028
이러한 계산과정을 통해 얻어진
Figure pat00029
를 수학식 5에 대입하여 i번째 소형셀 기지국의 빔포밍 벡터(
Figure pat00030
)를 산출할 수 있다.
Through this calculation process,
Figure pat00029
Is substituted into Equation (5) to obtain a beamforming vector (
Figure pat00030
) Can be calculated.
간섭 제어부(400)는 산출된 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 간섭을 제어할 수 있다. The interference controller 400 can control the interference using the calculated optimized beam forming factor.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 간섭제어를 위하여 Weighted Min-GI 기법을 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a weighted Min-GI technique can be used for interference control.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 SNR이 증가할수록 간섭 제어로 인한 성능이 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the performance due to the interference control can be improved as the SNR increases.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면 최대 성능을 위하여 SNR을 3dB이상으로 유지할 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the SNR can be maintained at 3 dB or more for maximum performance.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 Weighted Min-GI 기법을 사용하는 경우와 다른 기법을 사용하는 경우의 성능의 차이를 보여주는 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing a difference in performance between the case of using Weighted Min-GI technique and the case of using different technique according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따라 Weighted Min-GI 기법을 사용하는 경우 SNR을 3dB이상일 때 다른 기법을 사용할 때보다 높은 성능을 보이는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, when using the Weighted Min-GI scheme according to an exemplary embodiment of the present invention, the SNR is higher than 3 dB when compared with other schemes.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of controlling interference between small cell base stations using multi-antenna beamforming according to an embodiment of the present invention.
주변 기지국의 CSI를 추정한다(410).CSI of the neighbor base station is estimated (410).
본 발명의 일 실시 예에 따르면 파일럿 신호를 이용하여 주변 기지국의 CSI를 추정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a CSI of a neighbor base station can be estimated using a pilot signal.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 CSI(channel state information)는 local CSI를 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, CSI (channel state information) can use local CSI.
비 최적화 빔포밍 팩터를 산출한다(420).A non-optimized beamforming factor is calculated 420.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 CSI를 이용하여 최적화 할 기지국을 제외한 나머지 기지국들에 대한 간섭 영향도를 1로 설정하여 비 최적화 빔포밍 팩터를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the non-optimized beamforming factor can be calculated by setting the interference influence degree for the remaining base stations except for the base station to be optimized using CSI to 1.
여기서 비 최적화 빔포밍 팩터(
Figure pat00031
)는
Figure pat00032
값들을 i번째 기지국에 대해서만 최적화시키고, 나머지 기지국들에 대한
Figure pat00033
값들은 1로 설정했을 때의 j번째 기지국의 빔포밍 벡터를 의미할 수 있다.
Where the non-optimized beam forming factor (
Figure pat00031
)
Figure pat00032
Values for the i < th > base station only, and for the remaining base stations
Figure pat00033
The values may refer to the beamforming vector of the j < th > base station when set to one.
본 발명의 일 실시 예에 따르면
Figure pat00034
의 값을 결정하기 위해서 수학식 3을 이용하여 합 전송률을 극대화 하는 문제를 풀 수 있으며, 이를 위해서는 i번째 기지국이 다른 기지국에 속해있는 단말들의 SINR값들을 모두 알아야 하는데 local CSI에서는 자신과 관련된 채널 값들만을 알 수 있으므로 오직 i번째 채널만을 고려하여
Figure pat00035
를 디자인할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention
Figure pat00034
In order to solve the problem of maximizing the sum rate using Equation (3), the i-th base station needs to know all of the SINR values of the terminals belonging to other base stations. In the local CSI, Only the i-th channel is considered
Figure pat00035
Can be designed.
이 때 i번째 채널만을 고려했을 경우 SINR을 위의 수학식 6에서의
Figure pat00036
와 같이 산술할 수 있다.
In this case, when only the i-th channel is considered, the SINR is calculated according to Equation
Figure pat00036
And so on.
수학식 6에서의
Figure pat00037
Figure pat00038
에 따라 위의 7과 같은 계산과정을 가지게 된다.
In Equation 6,
Figure pat00037
The
Figure pat00038
And the calculation process is as shown in 7 above.
비 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 최적화 할 기지국의 최적화 빔포밍 팩터를 산출한다(430).The optimized beamforming factor of the base station to be optimized is calculated using the non-optimized beamforming factor (430).
본 발명의 일 실시 예에 따르면 산출한 비 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 각 기지국의 총 도달가능 합계를 극대화 시키는 최적화 할 기지국의 최적화 빔포밍 팩터를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the optimized beamforming factor of the base station to be optimized, which maximizes the total reachable total of each base station, can be calculated using the calculated non-optimized beam forming factor.
여기서 최적화 할 기지국의 최적화 빔포밍 팩터는 최적화 대상이 되는 i번째 소형셀 기지국의 빔포밍 벡터(
Figure pat00039
)를 의미할 수 있다.
Here, the optimized beamforming factor of the base station to be optimized is the beamforming vector of the i-th small cell base station to be optimized
Figure pat00039
). ≪ / RTI >
본 발명의 일 실시 예에 따르면 산출한 비 최적화 빔포밍 벡터를 이용하여 모든 기지국에서 얻은
Figure pat00040
Figure pat00041
값들을 모든 기지국간에 교환할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the calculated non-optimized beamforming vector
Figure pat00040
...
Figure pat00041
Values can be exchanged between all base stations.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면
Figure pat00042
Figure pat00043
을 이용하여 수학식 8을 통해
Figure pat00044
를 산출할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention
Figure pat00042
...
Figure pat00043
Using equation (8)
Figure pat00044
Can be calculated.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 총 도달가능 합계를 극대화시키는
Figure pat00045
를 KKT(
According to one embodiment of the present invention,
Figure pat00045
To KKT (
Karush??Kuhn??Tucker conditions)를 이용해 수학식9와 같이 산출하고, 얻어진
Figure pat00046
를 수학식 5에 대입하여 i번째 소형셀 기지국의 빔포밍 벡터(
Figure pat00047
)를 산출할 수 있다.
Karush ?? Kuhn ?? Tucker conditions) as shown in Equation 9,
Figure pat00046
Is substituted into Equation (5) to obtain a beamforming vector (
Figure pat00047
) Can be calculated.
최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 간섭 제어한다(440).Interference control is performed using the optimized beamforming factor (440).
본 발명의 일 실시 예에 따르면 산출된 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 간섭을 제어할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, interference can be controlled using the calculated optimized beamforming factor.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 간섭제어를 위하여 Weighted Min-GI 기법을 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a weighted Min-GI technique can be used for interference control.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 SNR이 증가할수록 간섭 제어로 인한 성능이 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the performance due to the interference control can be improved as the SNR increases.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면 최대 성능을 위하여 SNR을 3dB이상으로 유지할 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the SNR can be maintained at 3 dB or more for maximum performance.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention are also within the scope of the present invention.
100 : CSI 추정부 200 : 비 최적화 빔포밍 팩터 산출부
300 : 최적화 빔포밍 팩터 산출부 400 : 간섭 제어부
1000 : 간섭 제어장치
100: CSI estimator 200: Non-optimized beamforming factor calculating unit
300: Optimization beamforming factor calculating unit 400:
1000: interference control device

Claims (8)

  1. 파일럿 신호를 이용하여 주변 기지국의 CSI를 추정하는 CSI 추정부;
    상기 CSI를 이용하여 최적화 할 기지국을 제외한 나머지 기지국들에 대한 간섭 영향도를 1로 설정하여 비 최적화 빔포밍 팩터를 산출하는 비 최적화 빔포밍 팩터 산출부;
    상시 산출한 비 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 각 기지국의 총 도달가능 합계를 극대화 시키는 최적화 할 기지국의 최적화 빔포밍 팩터를 산출하는 최적화 빔포밍 팩터 산출부; 및
    상기 산출된 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 간섭을 제어하는 간섭 제어부를 포함하는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치.
    A CSI estimation unit estimating a CSI of a neighbor base station using a pilot signal;
    A non-optimized beamforming factor calculator for calculating a non-optimized beamforming factor by setting the interference influence degree for the other base stations excluding the base station to be optimized using the CSI to 1;
    An optimization beamforming factor calculator for calculating an optimized beamforming factor of a base station to maximize the total achievable total of each base station by using a non-optimized beamforming factor that is always calculated; And
    And an interference controller for controlling the interference using the calculated optimized beamforming factor.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭제어를 위하여 Weighted Min-GI 기법을 이용하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치.
    The method according to claim 1,
    And a Weighted Min-GI scheme is used for the interference control.
  3. 제 2 항에 있어서,
    SNR이 증가할수록 간접제어로 인한 성능이 향상되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치.
    3. The method of claim 2,
    And the performance due to indirect control is improved as the SNR increases. An apparatus for interference control between small cell base stations using multi-antenna beamforming.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 최대 성능을 위하여 SNR을 3dB이상으로 유지하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어장치.
    3. The method of claim 2,
    And the SNR is maintained at 3 dB or more for the maximum performance.
  5. 파일럿 신호를 이용하여 주변 기지국의 CSI를 추정하는 단계;
    상기 CSI를 이용하여 최적화 할 기지국을 제외한 나머지 기지국들에 대한 간섭 영향도를 1로 설정하여 비 최적화 빔포밍 팩터를 산출하는 단계;
    상시 산출한 비 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 각 기지국의 총 도달가능 합계를 극대화 시키는 최적화 할 기지국의 최적화 빔포밍 팩터를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 최적화 빔포밍 팩터를 이용하여 간섭을 제어하는 단계를 포함하는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어방법.
    Estimating the CSI of the neighbor base station using the pilot signal;
    Calculating a non-optimized beamforming factor by setting an interference influence degree for the other base stations excluding the base station to be optimized using the CSI to 1;
    Calculating an optimized beamforming factor of a base station to maximize the total achievable total of each base station using a non-optimized beam forming factor that is always calculated; And
    And controlling the interference using the calculated optimized beamforming factor. A method for controlling interference between small cell base stations using multi-antenna beamforming.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 간섭제어를 위하여 Weighted Min-GI 기법을 이용하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어방법.
    6. The method of claim 5,
    And a Weighted Min-GI scheme is used for the interference control.
  7. 제 6 항에 있어서,
    SNR이 증가할수록 간접제어로 인한 성능이 향상되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어방법.
    The method according to claim 6,
    Wherein the performance due to indirect control is improved as the SNR increases. 2. A method for controlling interference between small cell base stations using multi-antenna beamforming.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 최대 성능을 위하여 SNR을 3dB이상으로 유지하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 빔포밍을 이용한 소형셀 기지국 간의 간섭 제어방법.
    The method according to claim 6,
    Wherein the SNR is maintained at 3 dB or more for the maximum performance.
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