KR101298546B1 - Apparatus and method for scheduling of time division in time division duplex system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시분할 복신 시스템에서 상·하향링크의 전송 방향이 일치하지 않는 경우, 인접 셀과의 간섭을 줄이기 위한 시분할 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 수신신호를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널을 추정하는 과정과, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 결정하는 과정을 포함하며, 상기 채널 점유시간을 결정하는 과정은, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 링크 게인(Link Gain)을 산출하는 과정과, 상기 링크 게인을 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널 점유 비율을 결정하는 과정과, 상기 채널 점유 비율에 따라 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 산출하는 과정을 포함하여, 인접 셀간의 간섭을 줄이며, 최소한의 시간을 사용하여 요구되는 신호대 잡음비를 획득할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a time division scheduling apparatus and method for reducing interference with adjacent cells when the transmission direction of uplink and downlink does not match in a time division duplex system, and estimates a channel for transmitting a signal using a received signal. And determining a channel occupancy time for transmitting a signal using the channel estimation information. The determining the channel occupancy time includes link gain using the channel estimation information. Calculating a channel occupancy ratio for transmitting a signal using the link gain, and calculating a channel occupancy time for transmitting a signal according to the channel occupancy ratio. It has the advantage of reducing the interference between the signals and using the minimum time to obtain the required signal-to-noise ratio.

시분할 복신(Time Division Duplex) 시스템, 채널 할당, 채널 점유율, 간섭 Time Division Duplex System, Channel Allocation, Channel Occupancy, Interference

Description

시분할 복신 시스템에서 시분할 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING OF TIME DIVISION IN TIME DIVISION DUPLEX SYSTEM}{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING OF TIME DIVISION IN TIME DIVISION DUPLEX SYSTEM}

도 1은 통상적인 동적 시분할 복신 시스템의 신호 흐름을 도시하는 도면,1 is a diagram illustrating a signal flow of a conventional dynamic time division duplex system,

도 2는 종래기술에 따른 시분할 복신 시스템에서 대칭적으로 전송하기 위한 프레임 구조를 도시하는 도면,2 illustrates a frame structure for symmetric transmission in a time division duplex system according to the prior art;

도 3은 종래기술에 따른 시분할 복신 시스템에서 비대칭적으로 전송하기 위한 프레임 구조를 도시하는 도면,3 is a diagram illustrating a frame structure for asymmetric transmission in a time division duplex system according to the prior art;

도 4는 본 발명에 따른 대칭적 전송을 수행하는 시분할 복신 시스템을 도시하는 도면,4 illustrates a time division duplex system for performing symmetrical transmission according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 비대칭적 전송을 수행하는 시분할 복신 시스템을 도시하는 도면,5 illustrates a time division duplex system for performing asymmetric transmission according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 시분할 복신 시스템에서 송신단의 블록구성을 도시하는 도면,6 is a block diagram of a transmitter in a time division duplex system according to the present invention;

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 시분할 복신 시스템에서 시분할 스케줄링 절차를 도시하는 도면, 및7 is a diagram illustrating a time division scheduling procedure in a time division duplex system according to an embodiment of the present invention; and

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 3 섹터의 시분할 복신 시스템을 도시하는 도면.8 illustrates a three sector time division duplex system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 시분할 복신(Time Division Duplex) 시스템에서 인접 셀의 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 상기 시분할 복신 시스템에서 상향링크와 하향링크의 채널 상황에 따라 시간 슬롯을 할당하여 인접 셀의 간섭을 줄이기 위한 시분할 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for reducing interference of neighbor cells in a time division duplex system. Particularly, in the time division duplex system, time slots are allocated according to uplink and downlink channel conditions. A time division scheduling apparatus and method for reducing interference are provided.

상기 시분할 복신 시스템은 동일한 주파수 자원을 시분할하여 데이터의 송수신을 수행한다. 더욱이 최근에는 트래픽(Traffic) 상황에 따라 하향링크와 상향링크의 비율을 조절할 수 있는 동적 시분할 복신 시스템이 개발되고 있다. 따라서, 상기 동적 시분할 복신 시스템은 각 셀의 상·하향링크의 트래픽 상황에 따라 대칭적인 전송과 비대칭적인 전송이 이루어진다.The time division duplex system performs time division of the same frequency resource to transmit and receive data. In addition, recently, a dynamic time division duplex system capable of controlling the ratio of downlink and uplink according to traffic conditions has been developed. Therefore, the dynamic time division duplex system performs symmetrical transmission and asymmetrical transmission according to traffic conditions of uplink and downlink of each cell.

도 1은 통상적인 동적 시분할 복신 시스템의 신호 흐름을 도시하고 있다.Figure 1 illustrates the signal flow of a conventional dynamic time division duplex system.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 동적 시분할 복신 시스템은 각 기지국(100, 110)마다 트래픽 상황에 따라 하향링크와 상향링크의 비율이 조절되므로 데이터가 비대칭적으로 전송이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기지국 1(100)이 단말 1(120)에 하향링크 데이터를 전송하는 경우, 기지국 2(110)는 단말 2(130)의 상향링크 데이터를 수신받는 비대칭적으로 전송이 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 1, since the ratio of downlink and uplink is adjusted for each base station 100 or 110 according to traffic conditions, the dynamic time division duplex system may transmit data asymmetrically. For example, when base station 1 100 transmits downlink data to terminal 1 120, base station 2 110 may asymmetrically receive the uplink data of terminal 2 130. .

상기 시분할 복신 시스템은 상향링크와 하향링크가 하나의 채널을 공유하기 때문에 인접 셀간의 간섭이 발생한다.In the time division duplex system, since uplink and downlink share one channel, interference between adjacent cells occurs.

도 2는 종래기술에 따른 시분할 복신 시스템에서 대칭적으로 전송하기 위한 프레임 구조를 도시하고 있다.Figure 2 shows a frame structure for symmetrical transmission in a time division duplex system according to the prior art.

상기 도 2에 도시된 바와 같이 인접 셀 간 상향링크와 하향링크의 전송방향이 일치하는 경우, 셀 1의 하향링크 신호는 셀 2의 하향링크 신호에 간섭으로 작용한다. 또한, 상기 셀 1의 상향링크 신호는 상기 셀 2의 상향링크 신호에 간섭으로 작용한다. 예를 들어, 기지국 1과 단말 1이 통신을 수행하고, 기지국 2와 단말 2가 통신을 수행하는 경우, 상기 기지국 1의 하향링크 신호는 상기 기지국 2의 하향링크 신호에 의한 간섭이 발생한다.As shown in FIG. 2, when the uplink and downlink transmission directions of neighboring cells coincide with each other, the downlink signal of cell 1 acts as an interference to the downlink signal of cell 2. In addition, the uplink signal of the cell 1 acts as an interference to the uplink signal of the cell 2. For example, when base station 1 and terminal 1 communicate with each other, and base station 2 and terminal 2 communicate with each other, the downlink signal of base station 1 is caused by interference by the downlink signal of base station 2.

도 3은 종래기술에 따른 시분할 복신 시스템에서 비대칭적으로 전송하기 위한 프레임 구조를 도시하고 있다.Figure 3 shows a frame structure for asymmetric transmission in a time division duplex system according to the prior art.

상기 도 3에 도시된 바와 같이 각 셀이 서로 다른 하향링크와 상향링크의 트래픽 비율을 갖는 경우에는 기지국과 기지국 및 단말과 단말 사이의 간섭뿐만 아니라 두 인접 셀에서 상·하향링크의 비율이 다른 부분에서는 상·하향링크 사이에서 간섭이 발생한다. 예를 들어, 도 3a, 도 3b, 도 3c에 도시된 바와 같이 상·하향링크의 비율이 다른 부분을 갖는 프레임 구조를 이용하여 기지국 1과 단말 1이 통신을 수행하고, 기지국 2와 단말 2가 통신을 수행하는 경우, 상기 기지국 1의 하향링크 신호에 상기 단말 2의 상향링크 신호가 간섭으로 작용한다. 또한, 단말 1의 상향링크 신호에 상기 기지국 1의 하향링크 신호가 간섭으로 작용한다.As shown in FIG. 3, when each cell has a different traffic ratio between downlink and uplink, the portion of the uplink and downlink in the two neighboring cells as well as the interference between the base station and the base station and the terminal and the terminal are different. In this case, interference occurs between uplink and downlink. For example, as illustrated in FIGS. 3A, 3B, and 3C, the base station 1 and the terminal 1 communicate using a frame structure having portions having different ratios of uplink and downlink, and the base station 2 and the terminal 2 communicate with each other. When performing communication, the uplink signal of the terminal 2 acts as an interference to the downlink signal of the base station 1. In addition, the downlink signal of the base station 1 acts as an interference to the uplink signal of the terminal 1.

상술한 바와 같이 동적 시분할 복신 시스템은 상·하향링크의 비율이 자유롭게 결정되므로 상기 상·하향링크의 비율이 다른 부분에서의 간섭이 발생하여 전체 시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 셀 간 하향링크와 상향링크의 시간 슬롯을 사용하여 간섭을 줄이기 위한 방법이 연구되고 있다. 즉, 인접한 셀 간 상기 하향링크와 상향링크의 서로 다른 시간 슬롯을 사용하여 인접한 셀간 간섭을 줄이기 위한 연구가 진행되고 있다. As described above, since the ratio of uplink and downlink is freely determined, the dynamic time division duplex system has a problem in that interference occurs at portions where the ratio of uplink and downlink differs, thereby degrading the performance of the entire system. In order to solve this problem, a method for reducing interference by using time slots of downlink and uplink between cells has been studied. That is, research is being conducted to reduce interference between adjacent cells by using different time slots of the downlink and uplink between adjacent cells.

하지만, 상기 시분할 복신 시스템에서 인접 셀의 간섭을 줄이기 위해 상·하향링크를 시간 슬롯에 따라 구분하는 기술들은 상기 상·하향링크의 채널 상황을 고려하지 않고 시간슬롯을 할당하므로 전체 시스템의 자원 효율이 저하되는 문제가 발생한다.However, in the time-division duplex system, techniques for dividing uplink and downlink according to time slots in order to reduce interference of neighboring cells are allocated time slots without considering channel conditions of the uplink and downlink, so that resource efficiency of the entire system is increased. The problem of deterioration arises.

따라서, 본 발명의 목적은 시분할 복신 시스템에서 인접 셀과의 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing interference with adjacent cells in a time division duplex system.

본 발명의 다른 목적은 시분할 복신 시스템에서 시스템의 자원 효율을 고려하여 인접 셀과의 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing interference with neighboring cells in consideration of resource efficiency of a system in a time division duplex system.

본 발명의 또 다른 목적은 시분할 복신 시스템에서 상향링크와 하향링크의 채널 상황에 따라 시간 슬롯을 할당하여 인접 셀과의 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing interference with neighboring cells by allocating time slots according to uplink and downlink channel conditions in a time division duplex system.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 시분할 복신 시스템에서 상·하향링크의 전송 방향이 일치하지 않는 경우, 인접 셀과의 간섭을 줄이기 위한 장치는, 수신신호를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널을 추정하는 채널 추정부와, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 결정하는 채널 점유시간 결정부를 포함하며, 상기 채널 점유시간 결정부는, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 링크 게인(Link Gain)을 산출하여 신호를 전송하기 위한 채널 점유율을 결정하고, 상기 채널 점유 비율에 따라 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 산출하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above objects, when the transmission direction of the uplink and downlink in the time division duplex system does not match, the apparatus for reducing interference with the adjacent cells, the signal using a received signal A channel estimator for estimating a channel for transmission and a channel occupancy time determiner for determining a channel occupancy time for transmitting a signal using the channel estimation information, and the channel occupancy time determiner A channel gain for transmitting a signal is determined by calculating a link gain, and a channel occupation time for transmitting a signal is calculated according to the channel occupancy ratio.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 시분할 복신 시스템에서 상·하향링크의 전송 방향이 일치하지 않는 경우, 인접 셀과의 간섭을 줄이기 위한 방법은, 수신신호를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널을 추정하는 과정과, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 결정하는 과정을 포함하며, 상기 채널 점유시간을 결정하는 과정은, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 링크 게인(Link Gain)을 산출하는 과정과, 상기 링크 게인을 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널 점유 비율을 결정하는 과정과, 상기 채널 점유 비율에 따라 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, in a time division duplex system, when a transmission direction of uplink and downlink does not match, a method for reducing interference with an adjacent cell may include estimating a channel for transmitting a signal using a received signal. And determining a channel occupancy time for transmitting a signal using the channel estimation information. The determining the channel occupancy time includes link gain using the channel estimation information. And calculating a channel occupancy ratio for transmitting a signal using the link gain, and calculating a channel occupancy time for transmitting a signal according to the channel occupancy ratio. do.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하 본 발명은 시분할 복신(Time Division Duplex) 시스템에서 비대칭적인 전송이 이루어지는 경우, 채널 상황에 따라 상향링크와 하향링크의 시간 슬롯을 할당하여 인접 셀의 간섭을 줄이기 위한 기술에 대해 설명한다.Hereinafter, the present invention describes a technique for reducing interference of neighbor cells by allocating uplink and downlink time slots according to channel conditions when asymmetric transmission is performed in a time division duplex system.

이하 설명에서 상기 상·하향링크의 채널 상황에 따라 시간 슬롯을 할당하기 위해 송신단에서는 수신단이 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio : 이하, SNR이 라 칭함)를 추정하여 상기 상·하향링크의 시간 슬롯을 할당한다. 즉, 하기 <수학식 1>과 같이 데이터 율(Data rate)과 상기 SNR은 선형적으로 비례하기 때문에 스케줄링 시, 상기 수신단에서 요구하는 데이터 율을 만족시키기 위한 최소한의 SNR을 만족시키기 위해 상기 상·하향링크의 시간 슬롯을 할당해야 한다.In the following description, in order to allocate time slots according to channel conditions of the uplink and downlink, a transmitting end estimates a signal-to-noise ratio (hereinafter, referred to as SNR) to determine a time slot of the uplink and downlink. Assign. That is, as shown in Equation 1, the data rate and the SNR are linearly proportional to each other, so that in order to satisfy the minimum SNR for satisfying the data rate required by the receiver during scheduling, Downlink time slots should be allocated.

Figure 112006045861688-pat00001
Figure 112006045861688-pat00001

여기서, 상기 Ri는 수신단 i에서 요구하는 데이터 율을 나타내고, W는 대역폭을 나타낸다. 또한, 상기 SNRi는 상기 수신단 i에서 요구하는 SNR을 나타낸다.Here, R i represents the data rate required by the receiver i, W represents the bandwidth. In addition, the SNR i represents the SNR required by the receiving end i.

상기 <수학식 1>에서 상기 SNR은 하기 <수학식 2>와 같이 나타낸다.In Equation 1, the SNR is represented by Equation 2 below.

Figure 112006045861688-pat00002
Figure 112006045861688-pat00002

여기서, 상기

Figure 112006045861688-pat00003
는 시간 t에서 수신단 i에서의 추정된 순시 수신 SNR을 나타내고, 상기 gij(t)는 시간 t 순간에 송신단 j에서 상기 수신단 i까지의 링크게인을 나타내며, 상기 pj(t)는 상기 송신단 j에서의 송신 전력을 나타낸다. 또한, 상기 ni(t)는 상기 수신단 i에서의 잡음 전력을 나타낸다.Here,
Figure 112006045861688-pat00003
Denotes the estimated instantaneous receive SNR at the receiver i at time t, g ij (t) denotes the link gain from transmitter j to the receiver i at time t, and p j (t) is the transmitter j Transmit power at. In addition, n i (t) represents the noise power at the receiver i.

상기 <수학식 2>를 젠슨 부등식(Jensen's Inequality)을 이용하여 평균 SNR을 산출하면 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다.If Equation 2 is calculated using Jensen's Inequality, Equation 2 may be expressed as Equation 3 below.

Figure 112006045861688-pat00004
Figure 112006045861688-pat00004

여기서, 상기

Figure 112006045861688-pat00005
는 수신단 i에서의 추정된 평균 수신 SNR을 나타내고, 상기 gij는 송신단 j에서 상기 수신단 i까지의 평균 링크게인을 나타내며, 상기 pj는 상기 송신단 j에서의 송신 전력을 나타낸다. 또한, 상기 ni는 상기 수신단 i에서의 잡음 전력을 나타내고, 상기 Φj는 시간 할당 벡터로 상기 송신단 j에 할당된 전송 시간 비율을 나타낸다. 즉, 상기 Φj는 상기 송신단 j가 수신단 i에게 송신할 때, 할당받은 시간 비율을 나타낸다. 예를 들어, 10개의 시간 슬롯동안 사용자 1이 3개의 시간슬롯을 할당받았다면, 상기 Φj는 0.3의 값을 갖게 된다.Here,
Figure 112006045861688-pat00005
Denotes the estimated average received SNR at receiver i, g ij denotes the average link gain from transmitter j to receiver i, and p j denotes the transmit power at transmitter j. In addition, n i represents the noise power at the receiver i, and Φ j represents the transmission time ratio allocated to the transmitter j as a time allocation vector. That is, φ j represents an allocated time ratio when the transmitting terminal j transmits to the receiving terminal i. For example, if user 1 has been assigned three timeslots during ten time slots, the j will have a value of 0.3.

상기 시분할 복신 시스템은 다른 셀과의 상·하향 링크의 방향에 따라 대칭적인 전송의 경우와 비대칭적인 전송의 경우로 나누어진다. 즉, 하기 도 4와 같이 다른 셀과 상·하향 링크의 방향이 일치하는 경우 대칭적인 전송이라 칭하고, 하기 도 5와 같이 상·하향 링크의 방향이 다른 경우 비대칭적인 전송이라 칭한다.The time division duplex system is divided into a case of symmetrical transmission and a case of asymmetrical transmission according to the direction of an uplink and a downlink with another cell. That is, when the direction of the uplink and downlink coincides with other cells as shown in FIG. 4, it is referred to as symmetrical transmission. When the direction of the uplink and downlink is different as shown in FIG. 5, it is referred to as asymmetrical transmission.

도 4는 본 발명에 따른 대칭적 전송을 수행하는 시분할 복신 시스템을 도시하고 있다.4 illustrates a time division duplex system for performing symmetrical transmission in accordance with the present invention.

상기 도 4를 참조하면, 기지국 1(400)은 단말 1(420)과 통신을 수행하고, 기지국 2(410)는 단말 2(430)와 통신을 수행한다. 이때, 상기 셀 간 전송 방향이 일치하여 대칭적인 전송을 수행한다.Referring to FIG. 4, base station 1 400 communicates with terminal 1 420, and base station 2 410 communicates with terminal 2 430. At this time, the transmission direction between the cells coincides with each other to perform symmetrical transmission.

상기 도 4a에 도시된 바와 같이 상기 기지국 1(400)과 기지국 2(410)가 각각 하향링크 신호를 전송하는 경우, 상기 단말 1(420)에서 수신되는 상기 기지국 1(400)의 하향링크 신호는 상기 기지국 2(410)의 하향링크 신호에 의한 간섭이 발생한다. 또한, 상기 단말 2(430)에 수신되는 상기 기지국 2(410)의 하향링크 신호는 상기 기지국 1(400)의 하향링크 신호에 의한 간섭이 발생한다.As shown in FIG. 4A, when the base station 1 400 and the base station 2 410 transmit downlink signals, the downlink signal of the base station 1 400 received by the terminal 1 420 is Interference occurs due to the downlink signal of the base station 2 (410). In addition, the downlink signal of the base station 2 410 received by the terminal 2 430 generates interference by the downlink signal of the base station 1 400.

도 4b에 도시된 바와 같이 상기 단말 1(420)과 단말 2(430)가 각각 상향링크 신호를 전송하는 경우, 상기 기지국 1(400)에서 수신되는 상기 단말 1(420)의 상향링크 신호는 상기 단말 2(430)의 상향링크 신호에 의한 간섭이 발생한다. 또한, 상기 기지국 2(410)에서 수신되는 상기 단말 2(430)의 상향링크 신호는 상기 단말 1(420)의 상향링크 신호에 의한 간섭이 발생한다.As shown in FIG. 4B, when the terminal 1 420 and the terminal 2 430 transmit uplink signals, the uplink signal of the terminal 1 420 received at the base station 1 400 is Interference occurs by the uplink signal of the terminal 2 (430). In addition, the uplink signal of the terminal 2 430 received by the base station 2 410 is caused by the interference by the uplink signal of the terminal 1 (420).

도 5는 본 발명에 따른 비대칭적 전송을 수행하는 시분할 복신 시스템을 도시하고 있다.5 shows a time division duplex system for performing asymmetric transmission according to the present invention.

상기 도 5를 참조하면, 기지국 1(500)은 단말 1(520)과 통신을 수행하고, 기지국 2(510)는 단말 2(530)와 통신을 수행한다. 이때, 상기 셀 간 서로 다른 전송 방향을 가지므로 비대칭적인 전송을 수행한다.Referring to FIG. 5, base station 1 500 communicates with terminal 1 520, and base station 2 510 communicates with terminal 2 530. At this time, since the cells have different transmission directions, asymmetric transmission is performed.

상기 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 기지국 1(500)은 하향링크 신호를 전송하고, 상기 단말 2(530)는 상향링크 신호를 전송하는 경우, 상기 단말 1(520)에서 수신되는 상기 기지국 1(500)의 하향링크 신호는 상기 단말 2(530)의 상향링크 신호에 의한 간섭이 발생한다. 또한, 상기 기지국 2(510)에 수신되는 상기 단말 2(530)의 상향링크 신호는 상기 기지국 1(500)의 하향링크 신호에 의한 간섭이 발생한다.As illustrated in FIG. 5A, when the base station 1 500 transmits a downlink signal and the terminal 2 530 transmits an uplink signal, the base station 1 (received by the terminal 1 520) is received. The downlink signal of 500 generates interference by the uplink signal of the terminal 2 (530). In addition, the uplink signal of the terminal 2 (530) received by the base station 2 (510) is caused by the interference by the downlink signal of the base station 1 (500).

도 5b에 도시된 바와 같이 상기 단말 1(520)이 상향링크 신호를 전송하고 상기 기지국 2(510)가 하향링크 신호를 전송하는 경우, 상기 기지국 1(500)에서 수신되는 상기 단말 1(520)의 상향링크 신호는 상기 기지국 2(510)의 하향링크 신호에 의한 간섭이 발생한다. 또한, 상기 단말 2(530)에서 수신되는 상기 기지국 2(510)의 하향링크 신호는 상기 기지국 1(500)의 하향링크 신호에 의한 간섭이 발생한다.As shown in FIG. 5B, when the terminal 1 520 transmits an uplink signal and the base station 2 510 transmits a downlink signal, the terminal 1 520 received by the base station 1 500. The uplink signal of the interference occurs due to the downlink signal of the base station 2 (510). In addition, the downlink signal of the base station 2 (510) received from the terminal 2 (530) is caused by the interference of the downlink signal of the base station 1 (500).

상술한 바와 같이 대칭적 또는 비대칭적으로 신호를 전송하는 도 4와 도 5에서 각각의 기지국(400, 410)과 단말(420, 430)의 수신 SNR은 하기 <표 1>과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 기지국 1은 수신단 1, 기지국 2는 수신단 2, 단말 1은 수신단 3, 단말 2는 수신단 4라 칭한다.In FIG. 4 and FIG. 5 transmitting signals symmetrically or asymmetrically as described above, the reception SNRs of the base stations 400 and 410 and the terminals 420 and 430 may be represented as shown in Table 1 below. Here, the base station 1 is referred to as the receiving end 1, the base station 2 is called the receiving end 2, the terminal 1 is the receiving end 3, the terminal 2 is called the receiving end 4.

대칭적인 경우Symmetrical

Figure 112006045861688-pat00006
Figure 112006045861688-pat00006
Figure 112006045861688-pat00007
Figure 112006045861688-pat00007
Figure 112006045861688-pat00008
Figure 112006045861688-pat00008
Figure 112006045861688-pat00009
Figure 112006045861688-pat00009
 비대칭적인 경우Asymmetrical case
Figure 112006045861688-pat00010
Figure 112006045861688-pat00010
Figure 112006045861688-pat00011
Figure 112006045861688-pat00011
Figure 112006045861688-pat00012
Figure 112006045861688-pat00012
Figure 112006045861688-pat00013
Figure 112006045861688-pat00013

상기 <표 1>은 상기 대칭적 또는 비대칭적인 전송을 수행하는 각 수신단에서의 수신 SNR의 수학적 모델링을 나타낸다. 예를 들어, 상기

Figure 112006045861688-pat00014
은 수신단 1(기지국 1)의 수신 SNR을 나타낸다. 즉, 상기 수신단 1의 수신 SNR은 송신단 3(단말 1)에서의 전력과 송신단 3에서 수신단 1까지의 링크 게임의 곱(g13p3)을 상기 수신단 1에서의 잡음(n1)과 송신단 4(단말 2)에서 발생되는 간섭(g14p4)의 합으로 나누진 값을 갖는다.Table 1 shows mathematical modeling of a received SNR at each receiver performing the symmetrical or asymmetrical transmission. For example,
Figure 112006045861688-pat00014
Denotes the reception SNR of the receiving end 1 (base station 1). That is, the product of the link game in power and the transmitting terminal 3 of the receiving SNR of the receiver 1, transmitter 3 (UE 1) to the receiving terminal 1 (g 13 p 3) the noise at the receiver 1 (n 1) and the transmitter 4 It has a value divided by the sum of interference (g 14 p 4 ) generated at (terminal 2).

각각의 수신단이 상기 <표 1>과 같은 수신 SNR을 갖기 때문에 상기 각 수신단의 수신 SNR은 하기 <수학식 4>와 같이 행렬 형태로 나타낼 수 있다.Since each receiving end has a receiving SNR as shown in Table 1, the receiving SNR of each receiving end may be represented in a matrix form as shown in Equation 4 below.

대칭적인 경우,If symmetrical,

Figure 112006045861688-pat00015
Figure 112006045861688-pat00015

비대칭적인 경우,Asymmetrical case,

Figure 112006045861688-pat00016
Figure 112006045861688-pat00016

여기서, 상기 gij는 송신단 j에서 수신단 i까지의 링크 게인을 나타내고, 상기

Figure 112006045861688-pat00017
는 상기 수신단 i의 수신 SNR을 나타내고, 상기 pj는 송신단 j의 송신 전력을 나타낸다. 또한, 상기 ni는 상기 수신단 i의 잡음전력을 나타낸다.Here, g ij represents the link gain from the transmitter j to the receiver i,
Figure 112006045861688-pat00017
Denotes the reception SNR of the receiver i, and p j denotes the transmit power of the transmitter j. In addition, n i represents the noise power of the receiver i.

상기 <수학식 4>에서 대칭적인 경우와 비대칭적인 경우 모두 대칭 행렬을 나타낸다. 즉, 시분할 복신 시스템이므로 상향링크와 하향링크가 같은 채널 정보를 공유한다. 따라서 상기 <수학식 4>를 이용하여 시분할 복신시스템의 링크 게인을 생성하면, 하기 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.In Equation 4, both symmetric and asymmetric cases represent symmetric matrices. That is, since the time division duplex system, uplink and downlink share the same channel information. Therefore, when the link gain of the time division duplex system is generated using Equation 4, Equation 5 can be expressed.

Figure 112006045861688-pat00018
Figure 112006045861688-pat00018

여기서, 상기 gij는 송신단 j에서 수신단 i까지의 링크 게인을 나타낸다. Here, g ij represents a link gain from the transmitter j to the receiver i.

상기 <수학식 5>에서 시분할 복신 시스템은 상·하향링크가 동일한 채널을 사용하기 때문에 시분할 복신 시스템의 링크 게인은 gij=gji로 나타낼 수 있다. In Equation 5, since the time-division duplex system uses the same channel for uplink and downlink, the link gain of the time-division duplex system can be represented by g ij = g ji .

상기 산출한 시분할 복신 시스템의 링크 게인을 이용하여 상기 상·하향링크의 시간 슬롯을 할당하기 위해 송신단은 하기 도 6과 같은 구조를 갖는다.In order to allocate the time slots of the uplink and downlink by using the calculated link gain of the time division duplex system, the transmitting end has a structure as shown in FIG.

도 6은 본 발명에 따른 시분할 복신 시스템에서 송신단의 블록구성을 도시하 고 있다.6 is a block diagram of a transmitter in the time division duplex system according to the present invention.

상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 송신단은 채널 추정부(601), 채널 점유시간 결정부(603) 및 채널 할당부(605)를 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 6, the transmitter includes a channel estimator 601, a channel occupancy time determiner 603, and a channel allocator 605.

상기 채널 추정부(601)는 상기 시분할 복신 시스템은 상·하향링크가 같은 채널 정보를 공유하기 때문에 상기 수신단으로부터 수신되는 신호를 이용하여 상기 수신단으로 신호를 전송하기 위한 채널 정보를 추정한다.The channel estimator 601 estimates channel information for transmitting a signal to the receiver using a signal received from the receiver because the time division duplex system shares the same channel information.

상기 채널 점유 시간 결정부(603)는 상기 채널 추정부(601)로부터 제공받은 채널 추정 정보를 이용하여 상기 <수학식 5>와 같은 링크 게인을 산출한다. 이후, 상기 링크 게인을 이용하여 하기 <수학식 6>과 같이 요구되는 데이터 율을 만족하기 위한 최소 수신 SNR을 만족시키기 위한 시간 할당 벡터를 결정한다.The channel occupancy time determiner 603 calculates a link gain as shown in Equation 5 using the channel estimation information provided from the channel estimator 601. Thereafter, the link gain is used to determine a time allocation vector for satisfying a minimum received SNR for satisfying a required data rate as shown in Equation 6 below.

Figure 112006045861688-pat00019
Figure 112006045861688-pat00019

여기서, 상기

Figure 112006045861688-pat00020
는 상기 요구되는 데이터 율을 만족시키기 위한 최소 SNR을 나타내고, 상기 gij는 송신단 j에서 수신단 i까지의 링크 게인을 나타내며, 상기 pj는 송신단 j의 송신 전력을 나타낸다. 또한, 상기 Φj는 시간 할당 벡터로 상기 송신단 j에 할당된 전송 시간 비율을 나타낸다. 즉, 상기 Φj는 상기 송신단 j가 수 신단 i에게 송신할 때, 할당받은 시간 변수를 나타내고, 상기 ni는 상기 수신단 i의 잡음전력을 나타낸다.Here,
Figure 112006045861688-pat00020
Denotes a minimum SNR for satisfying the required data rate, g ij denotes a link gain from transmitter j to receiver i, and p j denotes transmit power of transmitter j. In addition, φ j represents a transmission time ratio allocated to the transmitter j as a time allocation vector. That is, Φ j represents an allocated time variable when the transmitting terminal j transmits to the receiving terminal i, and n i represents the noise power of the receiving terminal i.

상기 <수학식 6>을 행렬 형태로 나타내면, 하기 <수학식 7>과 같이 나타낼 수 있다.If Equation 6 is expressed in a matrix form, it may be expressed as Equation 7 below.

Figure 112006045861688-pat00021
Figure 112006045861688-pat00021

여기서, 상기

Figure 112006045861688-pat00022
는 상기 요구되는 데이터 율을 만족시키기 위한 최소 SNR을 나타내고, 상기 gij는 송신단 j에서 수신단 i까지의 링크 게인을 나타내며, 상기 pj는 송신단 j의 송신 전력을 나타낸다. 또한, 상기 Φj는 시간 할당 벡터로 상기 송신단 j에 할당된 전송 시간 비율을 나타낸다.Here,
Figure 112006045861688-pat00022
Denotes a minimum SNR for satisfying the required data rate, g ij denotes a link gain from transmitter j to receiver i, and p j denotes transmit power of transmitter j. In addition, φ j represents a transmission time ratio allocated to the transmitter j as a time allocation vector.

상기 <수학식 7>에서 상기 행렬식은 Ax ≥ n의 표현가능하다. 여기서, 채널 추정을 통해 링크 게인과 잡음 전력을 산출할 수 있으므로 상기 x는 A-1n로 산출할 수 있다. 즉, 상기 행렬식은 Ax ≥ n의 표현가능하므로

Figure 112006045861688-pat00023
을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 xj는 Φjpj를 나타낸다.In Equation 7, the determinant may be expressed as Ax ≧ n. Here, since the link gain and the noise power may be calculated through channel estimation, x may be calculated as A −1 n. That is, the determinant can be expressed as Ax ≥ n
Figure 112006045861688-pat00023
Can be calculated. Here, x j represents Φ j p j .

따라서, 상기 시간 할당 벡터(Φj)는 하기 <수학식 8>과 같이 산출할 수 있 다.Therefore, the time allocation vector Φ j can be calculated as shown in Equation 8 below.

Figure 112006045861688-pat00024
Figure 112006045861688-pat00024

여기서, 상기 pj max는 상기 송신단 j에서의 최대 송신 전력을 나타낸다. 즉, 상기 <수학식 7>을 이용하여 xj를 산출한 후, 부등식을 이용하여 시간 할당 벡터를 산출한다. Here, p j max represents the maximum transmit power at the transmitter j. That is, after calculating x j using Equation 7, a time allocation vector is calculated using inequality.

상기 <수학식 7>에서와 같이 상기 xj에 의한 정의에서 각 송신단들이 최대의 전송 전력으로 전송한다면, 상기 시간 할당 벡터의 최소값을 산출할 수 있다.As shown in Equation 7, if each transmitting end transmits at the maximum transmission power in the definition of x j , the minimum value of the time allocation vector may be calculated.

상기 채널 할당부(605)는 상기 채널 점유시간 결정부(603)에서 결정된 시간 할당 벡터에 따라 상기 송신단 j가 신호를 전송할 채널 자원을 할당한다.The channel allocator 605 allocates a channel resource to which the transmitter j transmits a signal according to a time allocation vector determined by the channel occupancy time determiner 603.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 시분할 복신 시스템에서 시분할 스케줄링 절차를 도시하고 있다.7 illustrates a time division scheduling procedure in a time division duplex system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 7을 참조하면, 먼저 송신단은 701단계에서 수신단으로부터 수신되는 신호를 이용하여 상기 수신단으로 신호를 전송하기 위한 채널을 추정한다.Referring to FIG. 7, first, the transmitter estimates a channel for transmitting a signal to the receiver using the signal received from the receiver in step 701.

상기 채널을 추정한 후, 상기 송신단은 703단계로 진행하여 상기 추정된 채널 정보를 이용하여 상기 수신단으로 신호를 전송하기 위한 채널 점유율을 결정한다. 예를 들어, 상기 송신단은 상기 채널 추정 정보를 이용하여 상기 <수학식 5>와 같은 링크 게인을 산출한다. 이후, 상기 산출된 링크 게인을 상기 <수학식 7>과 <수학식 8>에 적용하여 상기 송신단이 신호를 전송하기 위한 채널 점유율(시간 할당 벡터)를 결정한다.After estimating the channel, the transmitter proceeds to step 703 to determine a channel occupancy for transmitting a signal to the receiver using the estimated channel information. For example, the transmitter calculates a link gain as shown in Equation 5 using the channel estimation information. Thereafter, the calculated link gain is applied to Equations 7 and 8 to determine a channel occupancy (time allocation vector) for the transmitter to transmit a signal.

이후, 상기 송신단은 705단계로 진행하여 상기 채널 점유율에 따라 상기 신호를 전송하기 위한 채널 점유 시간을 결정한다.In step 705, the transmitter determines a channel occupancy time for transmitting the signal according to the channel occupancy rate.

상기 신호를 전송하기 위한 채널 점유 시간이 결정되면, 상기 송신단은 707단계로 진행하여 상기 결정된 채널 점유 시간에 따른 채널을 상기 송신단에 할당한다. 이후, 상기 송신단은 본 알고리즘을 종료한다.If the channel occupancy time for transmitting the signal is determined, the transmitter proceeds to step 707 to allocate a channel according to the determined channel occupation time to the transmitter. Thereafter, the transmitting end ends the present algorithm.

상술한 인접한 셀의 간섭을 줄이기 위한 시분할 스케줄링 방법은 상기 인접한 두 개의 셀에서 간섭을 제거하기 위한 것뿐만 아니라 두 개 이상의 인접한 셀에서도 적용 가능하다. 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 3섹터로 이루어진 시분할 복신 시스템에서도 셀 가장자리에서 상기 시분할 스케줄링을 적용할 수 있다.The time division scheduling method for reducing interference of the neighboring cells described above is applicable to two or more neighboring cells as well as to remove interference from the two neighboring cells. For example, as shown in FIG. 8, the time division scheduling may be applied at the cell edge even in a three sector division system.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이, 동적 시분할 복신 시스템에서 채널 상황에 따라 상·하향링크의 시간 슬롯을 시분할하여 스케줄링을 수행함으로써, 인접 셀간의 간섭을 줄이며, 최소한의 시간을 사용하여 요구되는 신호대 잡음비를 획득할 수 있는 이점이 있다.As described above, scheduling is performed by time-dividing uplink / downlink time slots according to channel conditions in a dynamic time division duplex system, thereby reducing interference between adjacent cells and obtaining a required signal-to-noise ratio using a minimum time. There is an advantage to that.

Claims (10)

시분할 복신 시스템에서 상·하향링크의 전송 방향이 일치하지 않는 경우, 인접 셀과의 간섭을 줄이기 위한 장치에 있어서,In the time division duplex system, when the transmission direction of the uplink and downlink does not match, in the apparatus for reducing the interference with the adjacent cell, 수신신호를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널을 추정하는 채널 추정부와,A channel estimator for estimating a channel for transmitting a signal using the received signal; 상기 채널 추정 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 결정하는 채널 점유시간 결정부를 포함하며,A channel occupancy time determining unit configured to determine a channel occupancy time for transmitting a signal using the channel estimation information; 상기 채널 점유시간 결정부는,The channel occupancy time determiner, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 링크 게인(Link Gain)을 산출하여 신호를 정송하기 위한 채널 점유율을 결정하고,The channel gain for transmitting a signal is determined by calculating a link gain using the channel estimation information. 상기 채널 점유 비율에 따라 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치. And calculating a channel occupancy time for transmitting a signal according to the channel occupancy ratio. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 점유시간 결정부에서 채널 점유 시간은, 하기 수학식 9를 이용하여 최소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.The channel occupancy time in the channel occupancy time determiner, characterized in that to calculate a minimum value using the following equation (9).
Figure 112013002712280-pat00025
Figure 112013002712280-pat00025
 여기서, 상기 pj는 송신단 j의 송신 전력, 상기 pj max는 상기 송신단 j에서의 최대 송신 전력, 상기 Φj는 시간 할당 벡터로 상기 송신단 j에 할당된 전송 시간 비율을 나타냄.Where p j is the transmit power of transmitter j, p j max is the maximum transmit power at transmitter j, and Φ j is the time allocation vector, indicating a transmission time ratio allocated to the transmitter j. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 추정 정보는, 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)를 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.And the channel estimation information indicates a signal to noise ratio. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 점유 시간에 따라 신호를 전송하기 위한 채널을 할당하는 채널 할당부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a channel allocator for allocating a channel for transmitting a signal according to the channel occupation time. 시분할 복신 시스템에서 상·하향링크의 전송 방향이 일치하지 않는 경우, 인접 셀과의 간섭을 줄이기 위한 방법에 있어서,In the time division duplex system, when the transmission direction of the uplink and downlink does not match, in a method for reducing interference with adjacent cells, 수신신호를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널을 추정하는 과정과,Estimating a channel for transmitting a signal using the received signal; 상기 채널 추정 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 결정하는 과정을 포함하며,Determining a channel occupancy time for transmitting a signal by using the channel estimation information; 상기 채널 점유시간을 결정하는 과정은,The process of determining the channel occupancy time, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 링크 게인(Link Gain)을 산출하는 과정과,Calculating a link gain using the channel estimation information; 상기 링크 게인을 이용하여 신호를 전송하기 위한 채널 점유 비율을 결정하는 과정과,Determining a channel occupancy ratio for transmitting a signal using the link gain; 상기 채널 점유 비율에 따라 신호를 전송하기 위한 채널 점유시간을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Calculating a channel occupancy time for transmitting a signal according to the channel occupancy ratio. 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 채널 추정 정보는, 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the channel estimation information indicates a signal to noise ratio. 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 채널 점유 시간은, 하기 수학식 10을 이용하여 최소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.The channel occupancy time is calculated using the following equation (10) to calculate the minimum value.
Figure 112013002712280-pat00026
Figure 112013002712280-pat00026
 여기서, 상기 pj는 송신단 j의 송신 전력, 상기 pj max는 상기 송신단 j에서의 최대 송신 전력, 상기 Φj는 시간 할당 벡터로 상기 송신단 j에 할당된 전송 시간 비율을 나타냄.Where p j is the transmit power of transmitter j, p j max is the maximum transmit power at transmitter j, and Φ j is the time allocation vector, indicating a transmission time ratio allocated to the transmitter j. 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 채널 점유 시간에 따라 신호를 전송하기 위한 채널을 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Allocating a channel for transmitting a signal according to the channel occupation time. 삭제delete 삭제delete
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