KR101272312B1 - Apparatus and method for user selection in multi-cell and multi-user system - Google Patents

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KR101272312B1 KR1020110143217A KR20110143217A KR101272312B1 KR 101272312 B1 KR101272312 B1 KR 101272312B1 KR 1020110143217 A KR1020110143217 A KR 1020110143217A KR 20110143217 A KR20110143217 A KR 20110143217A KR 101272312 B1 KR101272312 B1 KR 101272312B1
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이광복
김두희
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서울대학교산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A user selecting device in a multi-cell multi-user environment and a method thereof are provided to increase transmission rates in the multi-cell multi-user environment by considering interference on a neighboring cell. CONSTITUTION: An interference information collecting unit(120) obtains interference channel information from a feedback signal received from a terminal of a neighboring cell. A vector output unit(130) calculates a transmission beam vector based on the interference channel information and channel response information. A parameter generation unit(140) generates a transmission rate prediction parameter which predicts the increase of a transmission rate within the cell based on the interference channel information, the transmission beam vector, and the channel response information. A user association determination unit(150) determines a user association which maximizes the transmission rate within the cell by using the transmission prediction parameter. [Reference numerals] (110) Channel information collecting unit; (120) Interference information collecting unit; (130) Vector output unit; (140) Parameter generation unit; (150) User association determination unit

Description

다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치 및 방법{Apparatus and method for user selection in Multi-cell and multi-user system}Apparatus and method for user selection in Multi-cell and multi-user system}

본 발명은 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다중 셀 다중 사용자 환경에서, 전송률을 최대로 증가 시키며, 한정된 무선 자원을 보다 효율적으로 사용 가능케 하는 사용자 선택 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a user selection apparatus and method in a multi-cell multi-user environment. In particular, the present invention relates to a user selection apparatus and method for maximizing a transmission rate in a multi-cell multi-user environment and enabling efficient use of limited radio resources.

다중 송수신 안테나 기술은, 다수의 안테나를 송신단 및 수신단에 설치하고 그것들을 활용함으로써, 무선 통신 시스템의 데이터 전송률과 신뢰도를 높일 수 있게 해준다. 하지만, 종래의 대부분의 다중 송수신 안테나 기술에 대한 연구는 단일 셀 환경만을 고려함으로써, 실질적인 무선 통신 환경인 다중 셀 환경에서 존재하는 인접 셀간 간섭의 영향이 충분히 고려되지 않았다는 한계점을 가지고 있다.Multiple transmit / receive antenna technology enables to increase the data rate and reliability of a wireless communication system by installing a plurality of antennas at the transmitting end and the receiving end and utilizing them. However, most of the conventional multi-transmit and receive antenna technology has only a single cell environment, and has a limitation in that the influence of interference between adjacent cells existing in a multi-cell environment, which is a practical wireless communication environment, is not sufficiently considered.

다중 셀 환경을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에서는 인접 셀 간의 간섭의 문제를 해결하는 것이 매우 중요하다. 특히, 셀 간 주파수 재사용률이 높아지면서, 셀 간 간섭의 영향은 더욱 커지고 있으며, 셀 간 간섭은 고속 무선 데이터 전송률을 달성하는 데에 가장 큰 방해요소가 되고 있다. 다중 송수신 안테나 기술은 셀 간 간섭의 문제를 해결하기 위한 수단으로서 잠재력을 갖고 있지만, 셀 간 간섭의 문제를 해결하기 위한 수단으로 다중 안테나를 적극적으로 활용한 연구는 아직 시작 단계이다.In a wireless communication system based on a multi-cell environment, it is very important to solve the problem of interference between adjacent cells. In particular, as the inter-cell frequency reuse rate increases, the effect of inter-cell interference is increasing, and inter-cell interference is the biggest obstacle to achieving high-speed wireless data rate. Although multiple transmit / receive antenna technology has the potential as a means to solve the problem of inter-cell interference, the research that actively uses multiple antennas as a means to solve the problem of inter-cell interference is still in the beginning stage.

구체적으로, 다중 셀 환경에서, 사용자를 선택하는 종래의 기술은 단일 셀 환경만을 고려하여 사용자를 선택하였다. 인접 셀과의 간섭을 고려하지 않고 각 셀의 전송율을 최대화 할 수 있는 사용자 집합을 선택하였다. (G. Dimic and N. D. Sidiropoulos," On downlink beamforming with greedy user selection : performance analysis and a simple new algorithm," IEEE Trans. Signal Process., vol. 53, pp.3857-3868, Oct. 2005.)Specifically, in a multi-cell environment, the conventional technique of selecting a user selects a user only considering a single cell environment. A user set was selected to maximize the transmission rate of each cell without considering interference with neighboring cells. (G. Dimic and N. D. Sidiropoulos, "On downlink beamforming with greedy user selection: performance analysis and a simple new algorithm," IEEE Trans. Signal Process., Vol. 53, pp. 3857-3868, Oct. 2005.)

그리고, 종래의 사용자 선택 기술은 각 기지국이 각 셀의 사용자를 선택 할 경우, 기지국의 안테나 수만큼 사용자를 선택한다. 각 사용자 단말기는 기지국에 채널 정보를 피드백하고, 기지국은 피드백 받은 채널 정보를 이용하여, 전송률이 최대가 되는 사용자 조합을 결정한다. 이의 기술은 인접 셀의 간섭채널을 고려 하지 않고 사용자를 선택한다. 이의 기술에 의하면, 간섭 채널의 크기와 상관없이 안테나 수에 맞추어 사용자의 수를 선택함으로써, 시스템 전체 전송률이 최대화 되지 못하고, 성능의 열화가 발생한다. In the conventional user selection technique, when each base station selects a user of each cell, the user selects as many antennas as the base station. Each user terminal feeds back channel information to the base station, and the base station determines the user combination whose transmission rate is maximum using the feedback channel information. Its technology selects the user without considering the interference channel of the adjacent cell. According to this technique, by selecting the number of users according to the number of antennas irrespective of the size of the interference channel, the overall system transmission rate is not maximized, and performance deterioration occurs.

본 발명의 목적은 소정 셀 내의 채널반응 정보뿐만 아니라 인접 셀의 간섭까지 고려함으로써, 다중 셀 다중 사용자 환경에서 전송률을 최대로 증가시키는 것이다.An object of the present invention is to maximize transmission rate in a multi-cell multi-user environment by considering not only channel response information in a given cell but also interference of adjacent cells.

그리고, 본 발명은 셀 간에 송수신되는 정보의 양 및 복잡도를 최소화하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to minimize the amount and complexity of information transmitted and received between cells.

또한, 본 발명은 다중 셀 환경에서 필연적으로 존재하는 셀 간 간섭의 영향을 효과적으로 줄이고, 한정된 무선 자원을 보다 효율적으로 사용 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to effectively reduce the effects of inter-cell interference inevitably present in a multi-cell environment, and to enable more efficient use of limited radio resources.

또한, 본 발명은 간섭 채널의 크기가 커지는 상황에서, 필요에 따라 기지국의 안테나 수보다 적은 사용자를 선택하여 시스템의 전체 전송률을 높이는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to increase the overall transmission rate of the system by selecting a user less than the number of antennas of the base station when necessary in the situation that the size of the interference channel is large.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법은 셀 내의 단말기로부터 채널 상태에 대한 채널반응 정보를 획득하는 단계; 상기 셀에 인접하는 인접 셀 내의 단말기로부터 수신한 피드백 신호로부터, 상기 인접 셀에 주는 간섭에 대한 간섭채널 정보를 획득하는 단계; 상기 채널반응 정보 및 상기 간섭채널 정보를 기초로, 송신 빔 벡터를 산출하는 단계; 상기 채널반응 정보, 상기 간섭채널 정보 및 상기 송신 빔 벡터를 기초로, 상기 셀 내의 전송률의 증감을 예측할 수 있는 전송률 예측 파라미터를 생성하는 단계; 및 상기 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 상기 셀 내의 전송률을 최대로 하는 사용자 조합을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for selecting a user in a multi-cell multi-user environment, the method comprising: obtaining channel response information on a channel state from a terminal in a cell; Obtaining interference channel information on interference given to the neighbor cell from a feedback signal received from a terminal in the neighbor cell adjacent to the cell; Calculating a transmission beam vector based on the channel response information and the interference channel information; Generating a rate prediction parameter that can predict a rate of increase and decrease of a rate in the cell based on the channel response information, the interference channel information, and the transmit beam vector; And using the rate prediction parameter, determining a user combination for maximizing a rate in the cell.

이 때, 상기 사용자 조합을 결정하는 단계는, 상기 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자를 선택하는 단계; 상기 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수와 동일한지를 판단하는 단계; 상기 판단하는 단계에서, 상기 선택된 사용자의 수가 상기 보유한 안테나 수와 동일하다고 판단된 경우, 상기 선택된 사용자를 상기 사용자 조합으로 결정하는 단계; 및 상기 판단하는 단계에서, 상기 선택된 사용자의 수가 상기 보유한 안테나 수와 동일하지 않다고 판단되고, 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자가 없는 경우, 상기 사용자의 선택을 중단하고 상기 선택된 사용자를 상기 사용자 조합으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The determining of the user combination may include selecting a user to increase a transmission rate in the cell using the rate prediction parameter; Determining whether the number of the selected users is equal to the number of antennas held; In the determining step, determining that the selected user is the user combination when it is determined that the number of the selected users is the same as the number of antennas held; And in the determining step, if it is determined that the number of the selected users is not the same as the number of antennas held, and there is no user increasing the transmission rate in the cell, the selection of the user is stopped and the selected user is replaced with the user combination. Determining may include.

이 때, 상기 사용자를 선택하는 단계는, 상기 셀 내의 단말기를 순차적으로 사용자 집합에 추가하여 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는지 판단하여, 상기 사용자를 선택할 수 있다.At this time, the step of selecting the user, it is possible to select the user by determining whether to increase the transmission rate in the cell by sequentially adding the terminals in the cell to the user set.

이 때, 상기 간섭채널 정보를 획득하는 단계는, 상기 인접 셀의 기지국으로부터 상기 인접 셀 내의 단말기 인덱스를 공유하여, 상기 인접 셀의 단말기로부터 상기 피드백 신호를 수신하고, 상기 간섭채널 정보를 획득할 수 있다.In this case, the acquiring of the interference channel information may include sharing a terminal index in the neighbor cell from a base station of the neighbor cell, receiving the feedback signal from the terminal of the neighbor cell, and obtaining the interference channel information. have.

이 때, 상기 간섭채널 정보를 획득하는 단계는, 상기 인접 셀의 단말기로부터, 상향링크 채널응답 행렬과 하향링크 채널응답 행렬 사이의 채널응답 상호성과 상관관계를 이용하여 상기 간섭채널 정보를 획득할 수 있다.In this case, the acquiring of the interference channel information may include obtaining the interference channel information from the terminal of the neighboring cell by using the channel response correlation and the correlation between the uplink channel response matrix and the downlink channel response matrix. have.

이 때, 상기 송신 빔 벡터를 산출하는 단계는, 신호대-발생간섭 잡음비(SGINR; Signal to Generated Interference plus Noise Ratio) 빔 벡터 기술을 이용하여, 상기 송신 빔 벡터를 산출할 수 있다.
In this case, the calculating of the transmission beam vector may calculate the transmission beam vector using a Signal to Generated Interference plus Noise Ratio (SGINR) beam vector technique.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치는 셀 내의 단말기로부터 채널 상태에 대한 채널반응 정보를 획득하는 채널 정보 수집부; 상기 셀에 인접하는 인접 셀의 단말기로부터 수신한 피드백 신호로부터, 상기 인접 셀에 주는 간섭에 대한 간섭채널 정보를 획득하는 간섭 정보 수집부; 상기 채널반응 정보 및 상기 간섭채널 정보를 기초로, 송신 빔 벡터를 산출하는 벡터 산출부; 상기 채널반응 정보, 상기 간섭채널 정보 및 상기 송신 빔 벡터를 기초로, 상기 셀 내의 전송률의 증감을 예측할 수 있는 전송률 예측 파라미터를 생성하는 파라미터 생성부; 및 상기 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 상기 셀 내의 전송률을 최대로 하는 사용자 조합을 결정하는 사용자 조합 결정부를 포함한다.In addition, the user selection device in a multi-cell multi-user environment according to the present invention for achieving the above object is a channel information collection unit for obtaining channel response information on the channel state from the terminal in the cell; An interference information collecting unit for obtaining interference channel information on interference given to the adjacent cell from a feedback signal received from a terminal of an adjacent cell adjacent to the cell; A vector calculator configured to calculate a transmission beam vector based on the channel response information and the interference channel information; A parameter generator configured to generate a rate prediction parameter that can predict a rate of increase and decrease of the rate in the cell based on the channel response information, the interference channel information, and the transmission beam vector; And a user combination determiner configured to determine a user combination that maximizes a transmission rate in the cell using the rate prediction parameter.

이 때, 상기 사용자 조합 결정부는, 상기 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자를 선택하고, 상기 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수와 동일하다고 판단된 경우, 상기 선택된 사용자를 상기 사용자 조합으로 결정하며, 상기 선택된 사용자의 수가 상기 보유한 안테나 수와 동일하지 않다고 판단되고, 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자가 없는 경우, 상기 사용자의 선택을 중단하고 상기 선택된 사용자를 상기 사용자 조합으로 결정할 수 있다.At this time, the user combination determination unit selects a user to increase the transmission rate in the cell using the transmission rate prediction parameter, and if it is determined that the number of the selected user is the same as the number of antennas owned, the user is selected as the user. If it is determined that the number of the selected user is not equal to the number of antennas held, and there is no user increasing the transmission rate in the cell, the user may stop selecting the user and determine the selected user as the user combination. have.

이 때, 상기 사용자 조합 결정부는, 상기 셀 내의 단말기를 순차적으로 사용자 집합에 추가하여 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는지 판단하여, 상기 사용자를 선택할 수 있다.At this time, the user combination determination unit may select the user by determining whether to increase the transmission rate in the cell by sequentially adding the terminals in the cell to the user set.

이 때, 상기 간섭 정보 수집부는, 상기 인접 셀의 기지국으로부터 상기 인접 셀 내의 단말기 인덱스를 공유하여, 상기 인접 셀의 단말기로부터 상기 피드백 신호를 수신하고, 상기 간섭 채널 정보를 획득할 수 있다.In this case, the interference information collecting unit may share the terminal index in the neighbor cell from the base station of the neighbor cell, receive the feedback signal from the terminal of the neighbor cell, and obtain the interference channel information.

이 때, 상기 간섭 정보 수집부는, 상기 인접 셀의 단말기로부터, 상향링크 채널응답 행렬과 하향링크 채널응답 행렬 사이의 채널응답 상호성과 상관관계를 이용하여 상기 간섭채널 정보를 획득할 수 있다.In this case, the interference information collecting unit may obtain the interference channel information from the terminal of the neighbor cell by using the channel response correlation and correlation between the uplink channel response matrix and the downlink channel response matrix.

이 때, 상기 벡터 산출부는, 신호대-발생간섭 잡음비(SGINR; Signal to Generated Interference plus Noise Ratio) 빔 벡터 기술을 이용하여, 상기 송신 빔 벡터를 산출할 수 있다.In this case, the vector calculator may calculate the transmission beam vector by using a Signal to Generated Interference plus Noise Ratio (SGINR) beam vector technique.

본 발명에 따르면, 소정 셀 내의 채널반응 정보뿐만 아니라 인접 셀의 간섭까지 고려함으로써, 다중 셀 다중 사용자 환경에서 전송률을 최대로 증가시킬 수 있는 사용자 선택 기법을 제공할 수 있다.According to the present invention, by considering not only channel response information in a predetermined cell but also interference of adjacent cells, a user selection scheme capable of maximally increasing a transmission rate in a multi-cell multi-user environment can be provided.

그리고, 본 발명은 인접 셀의 간섭을 고려하기 위하여 인접 셀 내의 단말기 인덱스만을 공유함으로써, 셀 간에 송수신되는 정보의 양 및 복잡도를 최소화할 수 있다. In addition, the present invention can minimize the amount and complexity of information transmitted and received between cells by sharing only the terminal index in the neighbor cell in order to consider the interference of the neighbor cell.

또한, 본 발명은 다중 셀 환경에서 필연적으로 존재하는 셀 간 간섭의 영향을 효과적으로 줄일 수 있고, 따라서 한정된 무선 자원을 보다 효율적으로 사용 가능하게 한다. In addition, the present invention can effectively reduce the effects of inter-cell interference inevitably present in a multi-cell environment, thus making it possible to use limited radio resources more efficiently.

또한, 본 발명은 간섭 채널의 크기가 커지는 상황에서, 필요에 따라 기지국의 안테나 수보다 적은 사용자를 선택하여 시스템의 전체 전송률을 높일 수 있다.In addition, the present invention can increase the overall transmission rate of the system by selecting a user less than the number of antennas of the base station in the situation that the size of the interference channel is large.

도 1은 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 사용자 조합을 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 다중 셀 다중 사용자 환경을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 선택 방법과 비교예에 따른 사용자 선택 방법의 신호대 잡음비 대비 전체 전송률을 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 선택 방법과 비교예에 따른 사용자 선택 방법의 전송 파워 대비 사용자 선택 수를 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a user selection method in a multi-cell multi-user environment according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of determining a user combination according to the present invention.
3 illustrates a multi-cell multi-user environment to which the present invention is applied.
4 is a graph comparing the total data rate versus the signal-to-noise ratio of the user selection method according to the embodiment of the present invention and the user selection method according to the comparative example.
5 is a graph comparing the number of user selections to the transmission power of the user selection method according to the embodiment of the present invention and the user selection method according to the comparative example.
6 is a block diagram illustrating a user selection device in a multi-cell multi-user environment according to the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a user selection method in a multi-cell multi-user environment according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2는 본 발명에 따른 사용자 조합을 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3은 본 발명이 적용되는 다중 셀 다중 사용자 환경을 도시한 것이다.
1 is a flowchart illustrating a user selection method in a multi-cell multi-user environment according to the present invention. 2 is a flowchart illustrating a method of determining a user combination according to the present invention. 3 illustrates a multi-cell multi-user environment to which the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법은 먼저, 소정 셀 내의 적어도 한 개 이상의 단말기로부터 채널 상태에 대한 채널반응 정보를 획득한다(S110). Referring to FIG. 1, in a multi-cell multi-user environment, a user selection method first obtains channel response information on a channel state from at least one terminal in a predetermined cell (S110).

그리고, 상기 소정 셀에 인접하는 적어도 한 개 이상의 인접 셀 내의 단말기로부터 피드백 신호를 수신하고, 피드백 신호로부터 인접 셀에 주는 간섭에 대한 간섭채널 정보를 획득한다(S120). 이 때, 단계(S120)에서, 먼저 인접 셀의 기지국으로부터 인접 셀 내의 단말기 인덱스를 공유하고, 인접 셀의 단말기로부터 피드백 신호를 수신하여 간섭채널 정보가 획득될 수 있다. 구체적으로, 간섭채널 정보는 인접 셀의 단말기로부터, 상향링크 채널응답 행렬과 하향링크 채널응답 행렬 사이의 채널응답 상호성과 상관관계를 이용하여 획득될 수 있다. In operation S120, a feedback signal is received from a terminal in at least one neighboring cell adjacent to the predetermined cell, and the interference channel information for the interference given to the neighboring cell is obtained from the feedback signal. At this time, in step S120, first, an interference channel information may be obtained by sharing a terminal index in a neighbor cell from a base station of a neighbor cell and receiving a feedback signal from a terminal of the neighbor cell. Specifically, the interference channel information may be obtained from the terminal of the neighbor cell using the channel response interrelationship and correlation between the uplink channel response matrix and the downlink channel response matrix.

도 3과 함께 참조하면, 먼저, 제 1 내지 3 셀(a, b, c)에 각각 제 1 내지 3 기지국(10, 20, 30)이 위치한다고 가정한다. 이 때, 제 1 내지 3 기지국(10, 20, 30)은 상호간에 제 1 내지 3 셀(a, b, c) 내에 위치하는 단말기(11, 21, 31)의 인덱스 정보를 공유한다. 그리고, 본 발명에 따른 사용자 선택 방법이 제 1 기지국(10)에서 이루어진다고 가정하면, 제 1 기지국(10)은 제 1 셀(a) 내의 단말기(11)로부터 채널반응 정보를 획득하고, 인접하는 제 2 셀(b) 및 제 3 셀(c) 내의 단말기(21, 31)로부터 간섭채널 정보를 획득한다.Referring to FIG. 3, first, it is assumed that the first to third base stations 10, 20, and 30 are located in the first to third cells a, b, and c, respectively. At this time, the first to third base stations 10, 20, and 30 share index information of the terminals 11, 21, and 31 located in the first to third cells a, b, and c. Further, assuming that the user selection method according to the present invention is performed in the first base station 10, the first base station 10 obtains channel response information from the terminal 11 in the first cell (a), The interference channel information is obtained from the terminals 21 and 31 in the second cell b and the third cell c.

단계(S110)에서 획득한 채널반응 정보 및 단계(S120)에서 획득한 간섭채널 정보를 기초로, 송신 빔 벡터를 산출한다(S130). 이 때, 송신 빔 벡터는 신호대-발생간섭 잡음비(SGINR; Signal to Generated Interference plus Noise Ratio) 빔 벡터 기술을 이용하여, 산출될 수 있다.A transmission beam vector is calculated based on the channel response information obtained in step S110 and the interference channel information obtained in step S120 (S130). In this case, the transmission beam vector may be calculated by using a Signal to Generated Interference plus Noise Ratio (SGINR) beam vector technique.

그리고, 채널반응 정보, 간섭채널 정보 및 단계(S130)에서 산출한 송신 빔 벡터를 이용하여, 소정 셀 내의 전송률의 증감을 예측할 수 있는 전송률 예측 파라미터를 생성한다(S140). 전송률 예측 파라미터는 다음과 같다.Then, using the channel response information, the interference channel information, and the transmission beam vector calculated in step S130, a rate prediction parameter for predicting the increase or decrease of the rate in a predetermined cell is generated (S140). The rate prediction parameters are as follows.

Figure 112011103833510-pat00001
Figure 112011103833510-pat00001

이 때, N은 noise의 크기이고, n은 전체 시스템의 선택된 사용자의 수이다. 또한, IG(n)은 n번째 선택된 사용자가 주는 간섭의 크기이고, Sn(n)은 n번째 선택된 사용자의 전송 채널의 크기이다. 구체적으로, 파라미터의 값이 1 보다 크면 전체 시스템의 전송률이 증가하므로, 가장 값이 큰 사용자를 사용자 집단에 포함시켜 사용자 집단을 결정한다. 전송률 예측 파라미터의 생성 방법에 대한 구체적인 방법은 후술한다. Where N is the amount of noise and n is the number of selected users in the overall system. In addition, I G (n) is the magnitude of interference given by the nth selected user, and S n (n) is the magnitude of the transmission channel of the nth selected user. Specifically, if the value of the parameter is greater than 1, the transmission rate of the entire system increases, so that the user group is determined by including the user with the largest value in the user group. A detailed method for generating a rate prediction parameter will be described later.

단계(S140)에서 생성된 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 소정 셀 내의 전송률을 최대로 하는 사용자 조합을 결정한다(S150). 이를 보다 구체적으로 설명하면, 먼저, 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 소정 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자를 선택한다(S151). 이 때, 단계(S151)는, 소정 셀 내의 단말기들을 순차적으로 사용자 집합에 추가하면서, 소정 셀 내의 전송률이 증가되는지 판단하여, 사용자를 선택할 수 있다.A user combination for maximizing a transmission rate in a predetermined cell is determined using the transmission rate prediction parameter generated in step S140 (S150). In more detail, first, a user who increases a transmission rate in a predetermined cell is selected using a transmission rate prediction parameter (S151). At this time, in step S151, while adding terminals in the predetermined cell to the user set sequentially, it is possible to select a user by determining whether the transmission rate in the predetermined cell is increased.

그리고, 단계(S151)를 통해 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수와 동일한지를 판단한다(S152). 단계(S152)에서, 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수와 동일하다고 판단된 경우, 해당 선택된 사용자를 사용자 조합으로 결정한다(S154).In operation S 151, it is determined whether the number of selected users is the same as the number of antennas held. If it is determined in step S152 that the number of selected users is equal to the number of antennas held, the selected user is determined as a user combination (S154).

단계(S152)에서, 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수와 동일하지 않다고 판단된 경우, 소정 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자가 더 있는지를 판단한다(S153).If it is determined in step S152 that the number of selected users is not equal to the number of antennas held, it is determined whether there are more users who increase the transmission rate in the predetermined cell (S153).

단계(S153)의 판단 결과, 전송률을 증가시키는 사용자가 더 없다면, 해당 선택된 사용자를 사용자 조합으로 최종 결정한다(S154). 즉, 간섭 채널의 크기가 커지는 상황에서, 필요에 따라 기지국의 안테나 수보다 적은 사용자를 선택하여 시스템의 전체 전송률을 높인다.As a result of the determination in step S153, if there are no more users who increase the transmission rate, the selected user is finally determined as the user combination (S154). That is, in a situation where the size of the interference channel increases, if necessary, fewer users than the number of antennas of the base station are selected to increase the overall transmission rate of the system.

반면 단계(S153)의 판단 결과, 전송률을 증가시키는 사용자가 더 있다면, 단계(S151)로 돌아가 사용자를 추가 선택한다.
On the other hand, if there are more users who increase the transmission rate as a result of the determination in step S153, the process returns to step S151 to select additional users.

이하에서는 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법에 있어서, 전송률 예측 파라미터를 생성하는 방법에 대하여 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, a method of generating a rate prediction parameter in a user selection method in a multi-cell multi-user environment according to the present invention will be described in detail.

먼저, 수신신호벡터는 다음의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.First, the received signal vector may be expressed as Equation 2 below.

Figure 112011103833510-pat00002
Figure 112011103833510-pat00002

이 때,

Figure 112011103833510-pat00003
는 i번째 셀의 k번째 사용자가 받는 신호 벡터를 나타낸 식이고,
Figure 112011103833510-pat00004
는 i번째 셀의 k번째 사용자의 데이터 신호를 나타내며,
Figure 112011103833510-pat00005
는 i셀의 k번째 사용자가 m번째 셀의 기지국과의 채널행렬이다. 또한,
Figure 112011103833510-pat00006
는 i번째 셀의 k번째 사용자의 신호대 잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio)이고,
Figure 112011103833510-pat00007
는 i번째 셀의 k번째 사용자와 m번째 기지국과의 간섭신호대 잡음비(INR; Interference to Noise Ratio)이다. 그리고,
Figure 112011103833510-pat00008
는 i번째 셀의 k번째 사용자가 사용하는 빔 벡터를,
Figure 112011103833510-pat00009
는 는 i번째 셀의 k번째 사용자가 받는 수신잡음 벡터를 의미한다. 는 논문(B. O. Lee, H. W. Je, O.-S. Shin, and K. B. Lee," A novel uplink MIMO transmission scheme in a multicell environment," IEEE Trans . Wireless Commun., vol. 8, pp.4981-4987, Oct. 2009.)에서 제안된 빔 벡터를 사용하였다.At this time,
Figure 112011103833510-pat00003
Is the expression representing the signal vector received by the k-th user of the i-th cell,
Figure 112011103833510-pat00004
Denotes the data signal of the k-th user of the i-th cell,
Figure 112011103833510-pat00005
Is the channel matrix of the k-th user of the i cell with the base station of the m-th cell. Also,
Figure 112011103833510-pat00006
Is the signal-to-noise ratio (SNR) of the k-th user of the i-th cell,
Figure 112011103833510-pat00007
Is an interference to noise ratio (INR) between the k-th user of the i-th cell and the m-th base station. And,
Figure 112011103833510-pat00008
Is the beam vector used by the k-th user of the i-th cell,
Figure 112011103833510-pat00009
Is the received noise vector received by the k-th user of the i-th cell. Bo Lee, HW Je, O.-S. Shin, and KB Lee, "A novel uplink MIMO transmission scheme in a multicell environment," IEEE Trans . Wireless Commun., Vol. 8, pp. 4981-4987, Oct. The beam vector proposed in 2009.) was used.

수학식 2를 이용하여 전체 시스템의 전송률을 나타내면 다음과 같다.Using Equation 2, the transmission rate of the entire system is as follows.

Figure 112011103833510-pat00011
Figure 112011103833510-pat00011

이 때, L은 전체 시스템의 셀의 수, K는 각 셀당 분포하는 사용자의 수,

Figure 112011103833510-pat00012
는 i번째 셀의 k번째 사용자의 전송률이다. 그리고, 각 사용자의 전송률
Figure 112011103833510-pat00013
는 다음과 같다.Where L is the number of cells in the entire system, K is the number of users in each cell,
Figure 112011103833510-pat00012
Is the data rate of the k-th user of the i-th cell. And each user's bitrate
Figure 112011103833510-pat00013
Is as follows.

Figure 112011103833510-pat00014
Figure 112011103833510-pat00014

이 때,

Figure 112011103833510-pat00015
는 i번째 셀의 k번째 사용자의 신호대 간섭 잡음비(SINR; Signal to Interference plus Noise Ratio)이다. 그리고, 이러한 신호대 간섭 잡음비(SINR)는 다음의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. At this time,
Figure 112011103833510-pat00015
Is the Signal-to-Interference plus Noise Ratio (SINR) of the k-th user of the i-th cell. The signal-to-interference noise ratio (SINR) can be expressed by Equation 5 below.

Figure 112011103833510-pat00016
Figure 112011103833510-pat00016

이 때,

Figure 112011103833510-pat00017
는 간섭 잡음 행렬(Covariance matrix of the noise plus interference)로 다음과 같이 나타낼 수 있다. At this time,
Figure 112011103833510-pat00017
Covariance matrix of the noise plus interference can be expressed as follows.

Figure 112011103833510-pat00018
Figure 112011103833510-pat00018

따라서, 상기의 수학식들을 이용하여 전체 시스템의 전송률을 최대로 하는 사용자 조합(목적 함수)을 표현하면 다음과 같다. Therefore, a user combination (objective function) that maximizes the transmission rate of the entire system using the above equations is expressed as follows.

Figure 112011103833510-pat00019
Figure 112011103833510-pat00019

이 때,

Figure 112011103833510-pat00020
은 전체 전송률을 높일 수 있는 사용자 조합을 의미한다. At this time,
Figure 112011103833510-pat00020
Means a user combination that can increase the overall data rate.

사용자 선택을 위한 파라미터를 위해, 전체 전송률의 증감을 나타내는 다음의 수학식 8을 이용한다. For the parameter for user selection, the following Equation 8 representing the increase and decrease of the overall data rate is used.

Figure 112011103833510-pat00021
Figure 112011103833510-pat00021

이 때, 등식의 앞은 n명의 사용자를 선택했을 때의 시스템 전체 전송률을 나타내고, 등식의 뒤는 n-1명의 사용자를 선택했을 때의 시스템 전체 전송률을 나타낸다. 즉, 수학식 7은 n-1에서 한 명의 사용자를 더 선택하여 n명의 사용자가 되었을 때, 시스템 전체의 전송률의 증감을 나타내는 식이다. In this case, the front of the equation shows the system-wide transfer rate when n users are selected, and the back of the equation shows the system-wide transfer rate when n-1 users are selected. That is, Equation 7 is an expression representing the increase or decrease of the transmission rate of the entire system when one user is further selected in n-1 to become n users.

기지국은 사용자를 선택함에 있어서, 신호대 발생간섭 잡음비(SGINR) 값이 큰 사용자부터 우선적으로 고려하고, 각 사용자가 셀의 경계에 있다고 가정하였을 때, 신호 채널의 크기는 비슷하므로, 마지막에 선택되는 사용자의 발생 간섭의 이전이 선택된 사용자의 발생 간섭 크기보다 크다고 할 수 있다. 또한, 받는 간섭의 크기와 발생간섭의 크기가 비슷하다고 가정을 하면, 이를 다음의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.In selecting a user, the base station first considers a user having a high signal-to-interference noise ratio (SGINR) value, and assumes that each user is at a cell boundary. It can be said that the transfer of the generated interference of is greater than the generated interference magnitude of the selected user. In addition, assuming that the magnitude of the interference received and the magnitude of the generated interference are similar, this can be expressed as Equation 8 below.

Figure 112011103833510-pat00022
Figure 112011103833510-pat00022

수학식 9에 의한 가정을 바탕으로 전송률 증감량식을 수정하면 다음과 같은 부등식을 얻을 수있다. 이 때, Ij(n)은 n 명의 사용자가 선택되었을 때, j 번째 사용자가 받는 간섭의 크기이다. Based on the assumption of Equation 9, the following inequality can be obtained by modifying the rate-decrement equation. At this time, I j (n) is the amount of interference received by the j-th user when n users are selected.

Figure 112011103833510-pat00023
Figure 112011103833510-pat00023

그리고, 수학식 9 및 다음의 수학식 11과 같은 산술-기하 평균의 부등식을 이용하면, And, using the inequality of the arithmetic-geometric mean, such as the following equation (9) and (11),

Figure 112011103833510-pat00024
Figure 112011103833510-pat00024

수학식 10을 다음과 같이 간단하게 표현할 수 있다. Equation 10 can be simply expressed as follows.

Figure 112011103833510-pat00025
Figure 112011103833510-pat00025

즉, log 안의 값을 사용자 선택의 기준 값으로 정하여, 1 보다 크거나 같으면 증가를 의미하므로, 해당 사용자를 선택하고, 1 보다 작으면 감소를 의미하므로 해당 사용자를 선택하지 않는다.That is, since the value in the log is set as a reference value of user selection, if the value is greater than or equal to 1, the user is selected. If the value is smaller than 1, the user is selected.

그리고, 수학식 12를 정리하여, 상기의 수학식 1을 도출할 수 있다. 그리고, 다시 말해 수학식 1을 기준으로 값이 1 보다 큰지 혹은 작은지를 판단하여 사용자를 선택한다. Then, Equation 12 can be arranged to derive Equation 1 above. In other words, the user is selected by determining whether the value is larger or smaller than 1 based on Equation 1.

따라서, 수학식 12를 정리하여 수학식 1을 도출할 수 있다.
Accordingly, Equation 1 may be derived by arranging Equation 12.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 선택 방법과 비교예에 따른 사용자 선택 방법을 비교 설명하도록 한다.Hereinafter, a user selection method according to an embodiment of the present invention and a user selection method according to a comparative example will be described.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 선택 방법과 비교예에 따른 사용자 선택 방법의 전체 전송률을 비교한 그래프이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 선택 방법과 비교예에 따른 사용자 선택 방법의 전송 파워 대비 사용자 선택 수를 비교한 그래프이다.
4 is a graph comparing total transmission rates of a user selection method according to an embodiment of the present invention and a user selection method according to a comparative example. 5 is a graph comparing the number of user selections to the transmission power of the user selection method according to the embodiment of the present invention and the user selection method according to the comparative example.

도 4 및 도 5에 있어서, 3 개의 셀 모델을 가정하고, 각 셀의 기지국이 2 개의 안테나를 가지고 있으며, 각 셀당 사용자가 10명씩 분포하는 것을 가정하였다. 즉, 각 셀 당 2 명씩 최대 6명의 사용자를 동시에 선택하여 통신할 수 있는 환경을 가정하였다. In FIGS. 4 and 5, three cell models are assumed, and a base station of each cell has two antennas, and 10 users are distributed in each cell. That is, it is assumed that an environment that can select and communicate with up to six users at the same time, two people in each cell.

도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예들에 따른 사용자 선택 방법의 신호대 잡음비(SNR) 대비 전체 전송률(Sum rate)을 나타낸 그래프이다. 그리고, 제 1 비교예는 신호대 발생간섭 잡음비(SGINR) 빔 벡터를 사용하였을 경우의 가장 좋은 성능을 나타내는 사용자 조합을 선택한 것이다. 제 1 비교예에 따른 사용자 선택 방법은 모든 채널정보를 기지국들이 공유하고, 모든 경우의 수의 조합을 비교하여 사용자를 선택한 것이다. 실제로 복잡도의 함수는, 제안하고 있는 발명의 알고리즘은

Figure 112011103833510-pat00026
인 것에 비해 제 1 비교예에 따른 복잡도는
Figure 112011103833510-pat00027
으로 다중 셀 다중 사용자 환경에서 기하 급수적으로 증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서, 제 1 비교예에 따른 사용자 선택 방법은 공유하는 정보의 양이 많고, 복잡도가 높기 때문에 실제 셀룰러 환경에 적용하기 어렵다.4 is a graph showing an overall sum rate versus a signal-to-noise ratio (SNR) of a user selection method according to an embodiment of the present invention and comparative examples. In the first comparative example, the user combination showing the best performance when the SGINR beam vector is used is selected. In the user selection method according to the first comparative example, all channel information is shared by base stations, and a user is selected by comparing a combination of the numbers in all cases. In fact, the function of complexity is that the proposed algorithm
Figure 112011103833510-pat00026
Compared to the complexity according to the first comparative example
Figure 112011103833510-pat00027
As you can see, it grows exponentially in a multi-cell multi-user environment. Therefore, the user selection method according to the first comparative example is difficult to apply to the actual cellular environment because the amount of information to be shared and the complexity is high.

그리고, 제 2 비교예에 따른 사용자 선택 방법은 기지국의 모든 안테나 수만큼 사용자를 선택하였을 때의 조합 중, 가장 전송률이 좋은 기법에 해당한다. 즉, 제 2 비교예에 따른 사용자 선택 방법은 제 1 비교예에 따른 사용자 선택 방법의 부분집합이라고 볼 수 있다. 또한, 제 3 비교예에 따른 사용자 선택 방법은 기존의 단일 셀에서 가장 좋은 성능을 나타내는 사용자를 선택하는 기법에 해당한다. 하지만, 제 3 비교예에 따른 사용자 선택 방법은 다중 셀 환경에서의 간섭 채널을 고려하지 않았기 때문에, 성능이 가장 떨어진다. 간섭 채널을 고려한 본 발명의 실시예에 따른 사용자 선택방법이 제 2 비교예 및 제 3 비교예에 비하여 전체 전송률이 좋은 것을 볼 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 선택 방법은 알고리즘의 복잡도를 줄이면서, 모든 경우를 고려한 제 1 비교예와 비슷한 성능을 보유하고 있는 것을 볼 수 있다.The user selection method according to the second comparative example corresponds to a technique having the best transmission rate among combinations when the user is selected by the number of all antennas of the base station. That is, the user selection method according to the second comparative example may be regarded as a subset of the user selection method according to the first comparative example. In addition, the user selection method according to the third comparative example corresponds to a technique for selecting a user having the best performance in the existing single cell. However, since the user selection method according to the third comparative example does not consider the interference channel in the multi-cell environment, the performance is the worst. It can be seen that the user selection method according to the embodiment of the present invention considering the interference channel has better overall transmission rate than the second and third comparative examples. In addition, it can be seen that the user selection method according to the embodiment of the present invention has similar performance to that of the first comparative example in all cases while reducing the complexity of the algorithm.

또한, 제 1 비교예에 따른 사용자 선택 방법은 모든 경우의 수를 고려하기 때문에 복잡도는 높지만 이상적인 기법에 해당한다. 도 5를 참조하면, 제 1 비교예와 본 발명의 실시예의 전체 파워 대비 사용자 선택 수의 그래프가 비슷한 경향을 보이는 것을 볼 수 있다. 즉, 간섭채널의 크기가 커질 때 사용자 선택의 수를 줄이는 경향을 보이고 있다.
In addition, since the user selection method according to the first comparative example considers the number of all cases, it is a high complexity but an ideal technique. Referring to FIG. 5, it can be seen that the graphs of the total power selection versus the total power of the first comparative example and the embodiment of the present invention show a similar tendency. In other words, when the size of the interference channel increases, it tends to reduce the number of user selections.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration and operation of a user selection device in a multi-cell multi-user environment according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
6 is a block diagram illustrating a user selection device in a multi-cell multi-user environment according to the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치(100)는 채널 정보 수집부(110), 간섭 정보 수집부(120), 벡터 산출부(130), 파라미터 생성부(140) 및 사용자 조합 결정부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6, in the multi-cell multi-user environment, the user selection apparatus 100 according to the present invention includes a channel information collecting unit 110, an interference information collecting unit 120, a vector calculating unit 130, and a parameter generating unit. 140 and the user combination determination unit 150 may be configured.

채널 정보 수집부(110)는 소정 셀 내의 적어도 한 개 이상의 단말기로부터 채널 상태에 대한 채널반응 정보를 획득한다. The channel information collecting unit 110 obtains channel response information about a channel state from at least one terminal in a predetermined cell.

간섭 정보 수집부(120)는 소정 셀에 인접하는 인접 셀의 단말기로부터 피드백 신호를 수신한다. 그리고, 간섭 정보 수집부(120)는 피드백 신호로부터 인접 셀에 주는 간섭에 대한 간섭채널 정보를 획득한다. 또한, 간섭 정보 수집부(120)는 인접 셀의 기지국으로부터 인접 셀 내의 단말기 인덱스를 공유받는다. 그리고, 간섭 정보 수집부(120)는 단말기 인덱스 정보를 기초로, 인접 셀의 단말기로부터 피드백 신호를 수신한다. 이러한, 간섭 정보 수집부(120)는 인접 셀의 단말기로부터, 상향링크 채널응답 행렬과 하향링크 채널응답 행렬 사이의 채널응답 상호성과 상관관계를 이용하여 상기 간섭채널 정보를 획득할 수 있다.The interference information collecting unit 120 receives a feedback signal from a terminal of an adjacent cell adjacent to a predetermined cell. In addition, the interference information collecting unit 120 obtains interference channel information on the interference given to the adjacent cell from the feedback signal. In addition, the interference information collecting unit 120 receives the terminal index in the neighbor cell from the base station of the neighbor cell. The interference information collecting unit 120 receives a feedback signal from a terminal of an adjacent cell based on the terminal index information. The interference information collecting unit 120 may obtain the interference channel information from the terminal of the neighbor cell by using the channel response correlation and correlation between the uplink channel response matrix and the downlink channel response matrix.

벡터 산출부(130)는 채널반응 정보 및 간섭채널 정보를 기초로, 송신 빔 벡터를 산출한다. 그리고, 벡터 산출부(130)는 신호대-발생간섭 잡음비(SGINR; Signal to Generated Interference plus Noise Ratio) 빔 벡터 기술을 이용하여, 송신 빔 벡터를 산출할 수 있다.The vector calculator 130 calculates a transmission beam vector based on the channel response information and the interference channel information. The vector calculator 130 may calculate a transmission beam vector by using a signal to generated interference noise ratio (SGINR) beam vector technique.

파라미터 생성부(140)는 채널반응 정보, 간섭채널 정보 및 송신 빔 벡터를 기초로, 셀 내의 전송률의 증감을 예측할 수 있는 전송률 예측 파라미터를 생성한다.The parameter generator 140 generates a rate prediction parameter that can predict the increase or decrease of the rate in the cell based on the channel response information, the interference channel information, and the transmission beam vector.

사용자 조합 결정부(150)는 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 소정 셀 내의 전송률을 최대로 하는 사용자 조합을 결정한다. 또한, 사용자 조합 결정부(150)는 소정 셀 내의 단말기를 순차적으로 사용자 집합에 추가하여 셀 내의 전송률이 증가하는지를 판단하여, 사용자를 선택한다.The user combination determination unit 150 determines a user combination for maximizing a transmission rate in a predetermined cell using the rate prediction parameter. In addition, the user combination determination unit 150 sequentially adds terminals in a predetermined cell to a user set to determine whether the transmission rate in the cell increases, and selects a user.

구체적으로, 사용자 조합 결정부(150)는 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자를 선택한다. 그리고, 사용자 조합 결정부(150)는 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수와 동일한지를 판단한다. 판단 결과, 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수와 동일하다면, 사용자 조합 결정부(150)는 상기 선택된 사용자를 사용자 조합으로 결정한다. 반면, 판단 결과, 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수보다 적다면, 사용자 조합 결정부(150)는 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자가 더 이상 없는지를 판단한다. 그리고, 더 이상 전송률을 증가시키는 사용자가 없다면, 사용자 조합 결정부(150)는 상기 선택된 사용자를 사용자 조합으로 결정한다.
In detail, the user combination determiner 150 selects a user who increases a transmission rate in a cell by using a transmission rate prediction parameter. The user combination determination unit 150 determines whether the number of selected users is equal to the number of antennas held. As a result of the determination, if the number of selected users is the same as the number of antennas, the user combination determination unit 150 determines the selected user as the user combination. On the other hand, if it is determined that the number of selected users is smaller than the number of antennas held, the user combination determination unit 150 determines whether there are no more users increasing the transmission rate in the cell. If no user increases the transmission rate anymore, the user combination determination unit 150 determines the selected user as the user combination.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, the apparatus and method for selecting a user in a multi-cell multi-user environment according to the present invention may not be limitedly applied to the configuration and method of the embodiments described as described above. All or part of each of the embodiments may be configured to be selectively combined to make it possible.

100; 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치
110; 채널 정보 수집부
120; 간섭 정보 수집부
130; 벡터 산출부
140; 파라미터 생성부
150; 사용자 조합 결정부100; User-selected device in a multicell multiuser environment
110; Channel Information Collector
120; Interference Information Collection Unit
130; Vector calculator
140; Parameter generator
150; User Combination Decision Unit

Claims (12)

셀 내의 단말기로부터 채널 상태에 대한 채널반응 정보를 획득하는 단계;
상기 셀에 인접하는 인접 셀 내의 단말기로부터 수신한 피드백 신호로부터, 상기 인접 셀에 주는 간섭에 대한 간섭채널 정보를 획득하는 단계;
상기 채널반응 정보 및 상기 간섭채널 정보를 기초로, 송신 빔 벡터를 산출하는 단계;
상기 채널반응 정보, 상기 간섭채널 정보 및 상기 송신 빔 벡터를 기초로, 상기 셀 내의 전송률의 증감을 예측할 수 있는 전송률 예측 파라미터를 생성하는 단계; 및
상기 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 상기 셀 내의 전송률을 최대로 하는 사용자 조합을 결정하는 단계를 포함하되,
상기 간섭채널 정보를 획득하는 단계는,
상기 인접 셀의 기지국으로부터 상기 인접 셀 내의 단말기 인덱스를 공유하여, 상기 인접 셀의 단말기로부터 상기 피드백 신호를 수신하고, 상기 간섭채널 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택방법.Obtaining channel response information on a channel state from a terminal in a cell;
Obtaining interference channel information on interference given to the neighbor cell from a feedback signal received from a terminal in the neighbor cell adjacent to the cell;
Calculating a transmission beam vector based on the channel response information and the interference channel information;
Generating a rate prediction parameter that can predict a rate of increase and decrease of a rate in the cell based on the channel response information, the interference channel information, and the transmit beam vector; And
Using the rate prediction parameter to determine a user combination that maximizes the rate in the cell,
Acquiring the interference channel information,
Receiving the feedback signal from the terminal of the neighbor cell by sharing the terminal index in the neighbor cell from the base station of the neighbor cell, and obtaining the interference channel information, user selection method in a multi-cell multi-user environment . 청구항 1에 있어서,
상기 사용자 조합을 결정하는 단계는,
상기 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자를 선택하는 단계;
상기 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수와 동일한지를 판단하는 단계;
상기 판단하는 단계에서, 상기 선택된 사용자의 수가 상기 보유한 안테나 수와 동일하다고 판단된 경우, 상기 선택된 사용자를 상기 사용자 조합으로 결정하는 단계; 및
상기 판단하는 단계에서, 상기 선택된 사용자의 수가 상기 보유한 안테나 수와 동일하지 않다고 판단되고, 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자가 없는 경우, 상기 사용자의 선택을 중단하고 상기 선택된 사용자를 상기 사용자 조합으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법.The method according to claim 1,
Determining the user combination,
Using the rate prediction parameter, selecting a user to increase a rate in the cell;
Determining whether the number of the selected users is equal to the number of antennas held;
In the determining step, determining that the selected user is the user combination when it is determined that the number of the selected users is the same as the number of antennas held; And
In the determining step, if it is determined that the number of the selected users is not equal to the number of antennas held, and there is no user increasing the transmission rate in the cell, the selection of the user is stopped and the selected user is determined as the user combination. And a method for selecting a user in a multi-cell multi-user environment. 청구항 1에 있어서,
상기 사용자를 선택하는 단계는,
상기 셀 내의 단말기를 순차적으로 사용자 집합에 추가하여 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는지 판단하여, 상기 사용자를 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법.The method according to claim 1,
Selecting the user,
The method of selecting a user in a multi-cell multi-user environment by determining whether to increase a transmission rate in the cell by sequentially adding terminals in the cell to a user set. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 간섭채널 정보를 획득하는 단계는,
상기 인접 셀의 단말기로부터, 상향링크 채널응답 행렬과 하향링크 채널응답 행렬 사이의 채널응답 상호성과 상관관계를 이용하여 상기 간섭채널 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법.The method according to claim 1,
Acquiring the interference channel information,
A method of user selection in a multi-cell multi-user environment, wherein the interference channel information is obtained from a terminal of the neighbor cell by using a channel response correlation and a correlation between an uplink channel response matrix and a downlink channel response matrix. . 청구항 1에 있어서,
상기 송신 빔 벡터를 산출하는 단계는,
신호대-발생간섭 잡음비(SGINR; Signal to Generated Interference plus Noise Ratio) 빔 벡터 기술을 이용하여, 상기 송신 빔 벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 방법.The method according to claim 1,
Computing the transmission beam vector,
A method of user selection in a multi-cell multi-user environment, wherein the transmit beam vector is calculated using a Signal to Generated Interference plus Noise Ratio (SGINR) beam vector technique. 셀 내의 단말기로부터 채널 상태에 대한 채널반응 정보를 획득하는 채널 정보 수집부;
상기 셀에 인접하는 인접 셀의 단말기로부터 수신한 피드백 신호로부터, 상기 인접 셀에 주는 간섭에 대한 간섭채널 정보를 획득하는 간섭 정보 수집부;
상기 채널반응 정보 및 상기 간섭채널 정보를 기초로, 송신 빔 벡터를 산출하는 벡터 산출부;
상기 채널반응 정보, 상기 간섭채널 정보 및 상기 송신 빔 벡터를 기초로, 상기 셀 내의 전송률의 증감을 예측할 수 있는 전송률 예측 파라미터를 생성하는 파라미터 생성부; 및
상기 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 상기 셀 내의 전송률을 최대로 하는 사용자 조합을 결정하는 사용자 조합 결정부를 포함하되,
상기 간섭 정보 수집부는,
상기 인접 셀의 기지국으로부터 상기 인접 셀 내의 단말기 인덱스를 공유하여, 상기 인접 셀의 단말기로부터 상기 피드백 신호를 수신하고, 상기 간섭 채널정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치.A channel information collecting unit for obtaining channel response information on a channel state from a terminal in a cell;
An interference information collecting unit for obtaining interference channel information on interference given to the adjacent cell from a feedback signal received from a terminal of an adjacent cell adjacent to the cell;
A vector calculator configured to calculate a transmission beam vector based on the channel response information and the interference channel information;
A parameter generator configured to generate a rate prediction parameter that can predict a rate of increase and decrease of the rate in the cell based on the channel response information, the interference channel information, and the transmission beam vector; And
A user combination determination unit for determining a user combination for maximizing a transmission rate in the cell using the rate prediction parameter,
The interference information collecting unit,
A device for selecting a user in a multi-cell multi-user environment by sharing a terminal index in the neighbor cell from a base station of the neighbor cell, receiving the feedback signal from the terminal in the neighbor cell, and obtaining the interference channel information. . 청구항 7에 있어서,
상기 사용자 조합 결정부는,
상기 전송률 예측 파라미터를 이용하여, 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자를 선택하고,
상기 선택된 사용자의 수가 보유한 안테나 수와 동일하다고 판단된 경우, 상기 선택된 사용자를 상기 사용자 조합으로 결정하며,
상기 선택된 사용자의 수가 상기 보유한 안테나 수와 동일하지 않다고 판단되고, 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는 사용자가 없는 경우, 상기 사용자의 선택을 중단하고 상기 선택된 사용자를 상기 사용자 조합으로 결정하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치.The method of claim 7,
The user combination determination unit,
Using the rate prediction parameter, selecting a user to increase the rate in the cell,
If it is determined that the number of the selected user is the same as the number of antennas, the selected user is determined as the user combination,
If it is determined that the number of the selected users is not the same as the number of antennas held, and there is no user to increase the transmission rate in the cell, the selection of the user is stopped and the selected user is determined as the user combination. User-selected device in a cell multiuser environment. 청구항 7에 있어서,
상기 사용자 조합 결정부는,
상기 셀 내의 단말기를 순차적으로 사용자 집합에 추가하여 상기 셀 내의 전송률을 증가시키는지 판단하여, 상기 사용자를 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치. The method of claim 7,
The user combination determination unit,
And selecting the user by determining whether to increase the transmission rate in the cell by sequentially adding the terminals in the cell to the user set. 삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 간섭 정보 수집부는,
상기 인접 셀의 단말기로부터, 상향링크 채널응답 행렬과 하향링크 채널응답 행렬 사이의 채널응답 상호성과 상관관계를 이용하여 상기 간섭채널 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치.The method of claim 7,
The interference information collecting unit,
Device for user selection in a multi-cell multi-user environment, characterized in that to obtain the interference channel information from the terminal of the adjacent cell by using the channel response correlation and correlation between the uplink channel response matrix and the downlink channel response matrix . 청구항 7에 있어서,
상기 벡터 산출부는,
신호대-발생간섭 잡음비(SGINR; Signal to Generated Interference plus Noise Ratio) 빔 벡터 기술을 이용하여, 상기 송신 빔 벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 다중 사용자 환경에서의 사용자 선택 장치.The method of claim 7,
Wherein the vector calculating unit calculates,
And a signal to generated interference plus noise ratio (SGINR) beam vector technique to calculate the transmission beam vector.
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