KR20080041513A - The method for determining handover in communication - Google Patents

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KR20080041513A
KR20080041513A KR1020060109693A KR20060109693A KR20080041513A KR 20080041513 A KR20080041513 A KR 20080041513A KR 1020060109693 A KR1020060109693 A KR 1020060109693A KR 20060109693 A KR20060109693 A KR 20060109693A KR 20080041513 A KR20080041513 A KR 20080041513A
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KR
South Korea
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base station
handover
active set
transmission rate
equation
Prior art date
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KR1020060109693A
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Korean (ko)
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박대영
권영훈
윤상보
황성수
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삼성전자주식회사
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Abstract

A handover determining method in a communication system is provided to determine handover through an optimum mode, differentiated from a mode of using an existing norm, by using a determinant instead of the norm of a corresponding channel as a reference for determining the handover. A handover determining method comprises the following steps of: estimating channels of base stations having handover possibility by a user terminal(405); respectively calculating transmission rates of the base station by using channel estimation information generated by the channel estimation of the base stations; and determining an optimum base station for handover by comparing the transmission rates(415,420).

Description

통신시스템에서 핸드오버를 결정하는 방법{The Method For Determining Handover In Communication} The method for determining handover in communication

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사용자 단말기와 기지국들간의 핸드오버 절차를 나타내는 흐름도.1 is a flowchart illustrating a handover procedure between a user terminal and base stations according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사용자 단말기의 동작 흐름도.2 is a flowchart illustrating operations of a user terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국의 동작 흐름도.3 is a flowchart illustrating operations of a base station according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사용자 단말기가 핸드오버를 결정하는 동작의 흐름도.4 is a flowchart of an operation of determining a handover by a user terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 다수의 안테나를 구비한 통신 시스템에서 핸드오버를 결정하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a communication system, and more particularly, to a method for determining handover in a communication system having a plurality of antennas.

일반적으로, 통신 시스템에서 단말기는 기지국이 전송한 파일럿 신호의 세기를 측정함으로써, 해당 채널의 정보를 얻는다. 이때, 상기 단말기가 여러 셀들 간 경계에 있을 때에는, 각 기지국에서 수신된 파일럿의 전력을 측정하여 상기 단말기 가 핸드오버 할 가능성이 있는 셀들로 구성되는 액티브 셋을 관리한다. 상기 액티브 셋은, 미리 결정되는 파일럿의 특정 임계치들(

Figure 112006081544451-PAT00001
,
Figure 112006081544451-PAT00002
)에 따라 해당 기지국이 추가되거나 삭제된다. 즉, 추가 임계치 (
Figure 112006081544451-PAT00003
)보다 큰 파일럿을 가지는 기지국은 액티브 셋(active set)에 추가하고, 상기 액티브 셋에 있는 파일럿들 중에서 상기 삭제 임계치(
Figure 112006081544451-PAT00004
)보다 작은 파일럿을 상기 액티브 셋에서 제거하였다. In general, in a communication system, a terminal obtains information of a corresponding channel by measuring the strength of a pilot signal transmitted by a base station. At this time, when the terminal is at the boundary between several cells, the power of the pilot received from each base station is measured to manage an active set consisting of cells that the terminal is likely to handover. The active set may include predetermined thresholds of the pilot (
Figure 112006081544451-PAT00001
,
Figure 112006081544451-PAT00002
The base station is added or deleted according to). I.e. an additional threshold (
Figure 112006081544451-PAT00003
A base station having a pilot larger than) adds to an active set, and among the pilots in the active set, the erase threshold (
Figure 112006081544451-PAT00004
Pilots smaller than) were removed from the active set.

이후, 단말기는 상기한 바와 같이 구성된 액티브 셋 정보를 기지국에 보고하고, 상기 기지국은 상기 단말기가 보고한 액티브 셋에 포함된 파일럿들에 해당하는 기지국들의 로딩(loading) 정보 등을 고려하여, 상기 단말기의 핸드오버 수행 여부 및 어느 타겟(target) 기지국으로 핸드오버를 할 지에 대한 결과를 상기 단말기로 알려주었다. 구체적으로, 종래 기술에 따른 단말기가 다수의 수신 안테나들을 사용할 경우, 각 수신 안테나에서 수신된 파일럿들의 전력 합 혹은 평균값을 이용하여 핸드오버를 결정하였다.Thereafter, the terminal reports the active set information configured as described above to the base station, and the base station considers the loading information of the base stations corresponding to the pilots included in the active set reported by the terminal, and the like. The result of whether handover is performed and to which target base station to perform a handover is informed to the terminal. Specifically, when the terminal according to the prior art uses a plurality of receive antennas, the handover is determined using the sum or average value of the pilots received at each receive antenna.

일 예로, 상기 단말기는 기지국 1과 기지국 2의 경계에서, 상기 기지국1, 2가 각각 전송한 파일럿 신호들을 이용하여 채널 추정을 수행하는 경우를 설명한다.  As an example, a case in which the terminal performs channel estimation using pilot signals transmitted by the base stations 1 and 2 at the boundary between the base station 1 and the base station 2 is described.

행렬

Figure 112006081544451-PAT00005
은 상기 기지국1의 채널 추정값이고, 행렬
Figure 112006081544451-PAT00006
는 상기 기지국 2의 채널 추정 값이다. 이때, 상기
Figure 112006081544451-PAT00007
와
Figure 112006081544451-PAT00008
각각의 텀(term)들의 제곱 합인 놈(norm)
Figure 112006081544451-PAT00009
을 비교한다. 상기 비교결과, 놈이 큰 채널 추정 값을 가지 는 기지국을 상기 단말이 핸드오버 할 기지국으로 선택한다. 즉, 상기 비교결과
Figure 112006081544451-PAT00010
이면 기지국 1을 선택하고, 상기 비교결과
Figure 112006081544451-PAT00011
이면 기지국 2를 선택한다.procession
Figure 112006081544451-PAT00005
Is the channel estimate of the base station 1,
Figure 112006081544451-PAT00006
Is the channel estimation value of the base station 2. At this time, the
Figure 112006081544451-PAT00007
Wow
Figure 112006081544451-PAT00008
Norm, which is the sum of the squares of each term
Figure 112006081544451-PAT00009
Compare As a result of the comparison, the mobile station selects a base station having a large channel estimation value as the base station to which the terminal will handover. That is, the comparison result
Figure 112006081544451-PAT00010
, Base station 1 is selected, and the comparison result
Figure 112006081544451-PAT00011
If so, the base station 2 is selected.

예를 들어, 상기

Figure 112006081544451-PAT00012
,
Figure 112006081544451-PAT00013
라 가정하자.For example,
Figure 112006081544451-PAT00012
,
Figure 112006081544451-PAT00013
Suppose

먼저, 상기

Figure 112006081544451-PAT00014
와
Figure 112006081544451-PAT00015
각각에 상기
Figure 112006081544451-PAT00016
와
Figure 112006081544451-PAT00017
의 콤플렉스 컨쥬게이트 행렬(complex conjugate)(
Figure 112006081544451-PAT00018
각각 곱하여 하기 <수학식 1>과 같이
Figure 112006081544451-PAT00019
를 계산한다.First, said
Figure 112006081544451-PAT00014
Wow
Figure 112006081544451-PAT00015
Above each
Figure 112006081544451-PAT00016
Wow
Figure 112006081544451-PAT00017
Complex conjugate of
Figure 112006081544451-PAT00018
Multiply each by <Equation 1>
Figure 112006081544451-PAT00019
Calculate

Figure 112006081544451-PAT00020
Figure 112006081544451-PAT00021
,
Figure 112006081544451-PAT00020
Figure 112006081544451-PAT00021
,

이 경우, 상기 <수학식 1>을 통해서 계산된 상기

Figure 112006081544451-PAT00022
의 놈
Figure 112006081544451-PAT00023
은 8이고, 상기
Figure 112006081544451-PAT00024
의 놈
Figure 112006081544451-PAT00025
은 2로 계산되므로, 상기
Figure 112006081544451-PAT00026
와
Figure 112006081544451-PAT00027
의 놈을 비교하면 하기 수학식 2와 같다.In this case, the calculation calculated through Equation 1
Figure 112006081544451-PAT00022
Bastard
Figure 112006081544451-PAT00023
Is 8, and
Figure 112006081544451-PAT00024
Bastard
Figure 112006081544451-PAT00025
Is calculated as 2, so
Figure 112006081544451-PAT00026
Wow
Figure 112006081544451-PAT00027
Comparing the norm of Equation 2 is as follows.

Figure 112006081544451-PAT00028
Figure 112006081544451-PAT00028

따라서, 상기 <수학식 2>의 결과와 같이 놈의 값이 큰 기지국1이 상기 단말기가 핸드오버 할 기지국으로 결정된다.Accordingly, as shown in Equation 2, base station 1 having a large norm value is determined as a base station to which the terminal is to hand over.

그러나, 상기

Figure 112006081544451-PAT00029
을 이루는 두 열은 서로 선형적으로 종속(linearly dependent)하기 때문에 독립적인 두 개의 데이터 스트림(data stream)을 보내기에 적절하지 않아서 상기 기지국 1로 MIMO 채널을 이용하여 데이터를 수신하는 것이 불리하다. 결국, 놈(norm)이 크다고 해서 반드시 MIMO 채널로더 높은 전송률로 데이터를 보낼 수 있는 것은 아님을 알 수 있다.However, the above
Figure 112006081544451-PAT00029
Since the two columns forming the linear columns are linearly dependent on each other, it is not suitable for sending two independent data streams, so it is disadvantageous to receive data using the MIMO channel to the base station 1. As a result, it can be seen that a large norm does not necessarily mean that data can be sent at a higher bit rate in the MIMO channel.

따라서, 상기 MIMO 통신 시스템에서 보다 효율적으로 핸드오버를 결정하는 방법이 요구된다.Accordingly, there is a need for a method of more efficiently determining handover in the MIMO communication system.

따라서, 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, MIMO통신 시스템에서 핸드오버를 결정하는 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention, which was devised to solve the problems of the prior art operated as described above, is to provide a method for determining handover in a MIMO communication system.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시 예는, 통신 시스템에 있어서, 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi Input Multi Output) 통신 시스템에서 핸드오버를 결정하는 방법에 있어서,In accordance with another aspect of the present invention, a method for determining handover in a multi-input multiple-output (MIMO) communication system is provided.

사용자 단말기가 핸드오버 할 가능성이 있는 기지국들의 채널을 추정하는 과정과,Estimating channels of base stations that the user terminal is likely to handover;

상기 기지국들의 채널 추정을 통해서 생성된 채널 추정 정보들을 이용하여 해당 기지국의 전송률을 각각 계산하는 과정과,Calculating a transmission rate of each base station by using channel estimation information generated through channel estimation of the base stations;

상기 전송률을 비교하여 핸드오버를 위한 최적 기지국을 결정하는 과정을 포함한다.Comparing the data rates to determine an optimal base station for handover.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention. Like reference numerals refer to the same elements as shown in the drawings, even though they may be shown on different drawings, and detailed descriptions of related well-known functions or configurations are not required in the following description of the present invention. If it is determined that it can be blurred, the detailed description thereof will be omitted. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

이하, 본 발명은 MIMO 통신 시스템에서 최적으로 핸드오버를 수행하기 위해서, 디터미넌트(determinant) 방식을이용하여 해당 단말기의 핸드오버를 결정하는 방법을 제안한다. Hereinafter, the present invention proposes a method for determining handover of a corresponding terminal by using a determinant scheme in order to optimally perform handover in a MIMO communication system.

본 발명을 설명하기에 앞서, 디터미넌트에 대해 상세히 설명한다.Prior to explaining the present invention, the determinant will be described in detail.

일 예로,

Figure 112006081544451-PAT00030
가
Figure 112006081544451-PAT00031
라 하면,
Figure 112006081544451-PAT00032
는
Figure 112006081544451-PAT00033
이므로,
Figure 112006081544451-PAT00034
는
Figure 112006081544451-PAT00035
으로 계산되어, 상기
Figure 112006081544451-PAT00036
의 디터미넌 트(determinant) 는 하기 <수학식 3>과 같이 계산된다.For example,
Figure 112006081544451-PAT00030
end
Figure 112006081544451-PAT00031
Say,
Figure 112006081544451-PAT00032
Is
Figure 112006081544451-PAT00033
Because of,
Figure 112006081544451-PAT00034
Is
Figure 112006081544451-PAT00035
Is calculated as above
Figure 112006081544451-PAT00036
The determinant of is calculated as shown in Equation 3 below.

Figure 112006081544451-PAT00037
Figure 112006081544451-PAT00037

이하, 본 발명에 따라

Figure 112006081544451-PAT00038
개의 안테나를 구비하는 기지국과,
Figure 112006081544451-PAT00039
개의 안테나를 구비하는 단말기로 구성되는 MIMO 통신시스템에서 해당 단말기가 최적으로 핸드오버할 기지국을 결정하기 위한 절차를 상세히 설명한다.Hereinafter, according to the present invention
Figure 112006081544451-PAT00038
A base station having two antennas,
Figure 112006081544451-PAT00039
In the MIMO communication system consisting of terminals having two antennas, a procedure for determining a base station for handover by a corresponding terminal will be described in detail.

먼저, 상기 단말기는 기지국 1과 기지국 2의 경계에서, 상기 두 기지국이 각각 전송한 파일럿 신호를 이용하여 채널 추정을 수행한다. 여기서,

Figure 112006081544451-PAT00040
은 상기 기지국1의 채널 추정 행렬이고,
Figure 112006081544451-PAT00041
는 상기 기지국 2의 채널 추정 행렬이며, 상기
Figure 112006081544451-PAT00042
와, 상기
Figure 112006081544451-PAT00043
의 각 행렬의 크기는
Figure 112006081544451-PAT00044
로, 상기시스템은 하기 <수학식 4>과 같이 표현된다.First, the terminal performs channel estimation using pilot signals transmitted by the two base stations at the boundary between the base station 1 and the base station 2. here,
Figure 112006081544451-PAT00040
Is the channel estimation matrix of the base station 1,
Figure 112006081544451-PAT00041
Is the channel estimation matrix of the base station 2,
Figure 112006081544451-PAT00042
Wow
Figure 112006081544451-PAT00043
The size of each matrix in
Figure 112006081544451-PAT00044
As such, the system is represented by Equation 4 below.

Figure 112006081544451-PAT00045
Figure 112006081544451-PAT00045

여기서, 상기 n은 채널 노이즈(channel noise)이고, 상기 기지국 1과, 상기 기지국2의 송신 전력은 P로 같고 잡음 전력은

Figure 112006081544451-PAT00046
으로, 하기 <수학식 5>를 만족한다고 가정한다.Where n is channel noise, and the transmission powers of the base station 1 and the base station 2 are equal to P, and the noise power is
Figure 112006081544451-PAT00046
It is assumed that the following Equation 5 is satisfied.

Figure 112006081544451-PAT00047
Figure 112006081544451-PAT00047

Figure 112006081544451-PAT00048
.
Figure 112006081544451-PAT00048
.

일 예로, 상기 단말기가 상기 기지국 1에서 원하는 신호를 수신하고, 상기 기지국 2에서 오는 신호를 간섭신호로 수신할 경우 전송률 (

Figure 112006081544451-PAT00049
)은 하기 <수학식 6>과 같이 계산된다.For example, when the terminal receives a signal from the base station 1 and receives a signal from the base station 2 as an interference signal,
Figure 112006081544451-PAT00049
) Is calculated as in Equation 6 below.

Figure 112006081544451-PAT00050
Figure 112006081544451-PAT00050

다른 예로, 상기 단말기가 상기 기지국 2에서 원하는 신호를 수신하고, 상기 기지국 1에서 오는 신호를 간섭신호로 수신할 경우에 얻을 수 있는 전송률(

Figure 112006081544451-PAT00051
)은, 하기 <수학식 7>와 같이 계산된다. As another example, a transmission rate obtained when the terminal receives a desired signal from the base station 2 and receives a signal from the base station 1 as an interference signal (
Figure 112006081544451-PAT00051
) Is calculated as shown in Equation 7 below.

Figure 112006081544451-PAT00052
Figure 112006081544451-PAT00052

이때, 최적 기지국을 선택하기 위해서는, 상기

Figure 112006081544451-PAT00053
과
Figure 112006081544451-PAT00054
를 비교한다. 상기 비교결과
Figure 112006081544451-PAT00055
이면 기지국 1을 최적 기지국으로 선택하고, 상기 비교결과
Figure 112006081544451-PAT00056
이면 기지국 2를 최적 기지국으로 선택한다.At this time, in order to select the optimal base station,
Figure 112006081544451-PAT00053
and
Figure 112006081544451-PAT00054
Compare Comparison result
Figure 112006081544451-PAT00055
, Base station 1 is selected as an optimal base station, and the comparison result
Figure 112006081544451-PAT00056
, Base station 2 is selected as the optimal base station.

다음으로, 상기 <수학식6>와 <수학식 7>을 다시 간단히 정리함으로써, 상기

Figure 112006081544451-PAT00057
과
Figure 112006081544451-PAT00058
각각을 하기 <수학식 8>과 같이 기지국1과 기지국2 각각에 대한 핸드오버 메트릭(handover metric, 이하, 'HO 메트릭'이라 칭한다) 1인
Figure 112006081544451-PAT00059
값으로 근사화한다.Next, by summarizing the above Equations 6 and 7 again,
Figure 112006081544451-PAT00057
and
Figure 112006081544451-PAT00058
Each of the handover metric (hereinafter referred to as 'HO metric') for each of the base station 1 and base station 2 as shown in Equation (8) 1
Figure 112006081544451-PAT00059
Approximate by value.

Figure 112006081544451-PAT00060
Figure 112006081544451-PAT00061
Figure 112006081544451-PAT00062
Figure 112006081544451-PAT00063
=,
Figure 112006081544451-PAT00060
Figure 112006081544451-PAT00061
Figure 112006081544451-PAT00062
Figure 112006081544451-PAT00063
=,

Figure 112006081544451-PAT00064
Figure 112006081544451-PAT00065
Figure 112006081544451-PAT00066
=
Figure 112006081544451-PAT00067
Figure 112006081544451-PAT00064
Figure 112006081544451-PAT00065
Figure 112006081544451-PAT00066
=
Figure 112006081544451-PAT00067

다음으로, 상기 HO 메트릭 1들 즉,

Figure 112006081544451-PAT00068
을 비교하여 상기
Figure 112006081544451-PAT00069
이 상기
Figure 112006081544451-PAT00070
보다 클 경우 즉, 상기
Figure 112006081544451-PAT00071
이면 기지국 1을 선택한다.Next, the HO metrics 1, i.e.
Figure 112006081544451-PAT00068
By comparing
Figure 112006081544451-PAT00069
Remind me
Figure 112006081544451-PAT00070
If greater than
Figure 112006081544451-PAT00071
If so, the base station 1 is selected.

상기 비교 결과 상기

Figure 112006081544451-PAT00072
이 상기
Figure 112006081544451-PAT00073
보다 작거나 같을 경우 즉,
Figure 112006081544451-PAT00074
이
Figure 112006081544451-PAT00075
이면 기지국 2를 선택한다.Above comparison result
Figure 112006081544451-PAT00072
Remind me
Figure 112006081544451-PAT00073
If less than or equal to
Figure 112006081544451-PAT00074
this
Figure 112006081544451-PAT00075
If so, the base station 2 is selected.

마지막으로, 상기 <수학식 8>을 다시 간단히 정리하면, 상기

Figure 112006081544451-PAT00076
는 하기 <수학식 9>과 같이 기지국1과 기지국2 각각에 대한 핸드오버 메트릭(handover metric, 이하, 'HO 메트릭'이라 칭한다) 2인
Figure 112006081544451-PAT00077
값으로 근사화 된다.Finally, if simply summarizing Equation 8 again,
Figure 112006081544451-PAT00076
2 is a handover metric (hereinafter, referred to as a HO metric) for each of the base stations 1 and 2 as shown in Equation 9 below.
Figure 112006081544451-PAT00077
Approximated by value.

Figure 112006081544451-PAT00078
Figure 112006081544451-PAT00079
Figure 112006081544451-PAT00080
Figure 112006081544451-PAT00081
=
Figure 112006081544451-PAT00078
Figure 112006081544451-PAT00079
Figure 112006081544451-PAT00080
Figure 112006081544451-PAT00081
=

Figure 112006081544451-PAT00082
Figure 112006081544451-PAT00083
Figure 112006081544451-PAT00084
=
Figure 112006081544451-PAT00085
Figure 112006081544451-PAT00082
Figure 112006081544451-PAT00083
Figure 112006081544451-PAT00084
=
Figure 112006081544451-PAT00085

이후, 상기 HO 메트릭 2즉,

Figure 112006081544451-PAT00086
를 비교한다. 상기 비교 결과
Figure 112006081544451-PAT00087
가
Figure 112006081544451-PAT00088
보다 클 경우 즉,
Figure 112006081544451-PAT00089
이면 상기 단말기가 핸드오버 할 최적 기지국으로 기지국 1을 선택한다.Then, the HO metric 2, i.e.
Figure 112006081544451-PAT00086
Compare The comparison result
Figure 112006081544451-PAT00087
end
Figure 112006081544451-PAT00088
If greater than
Figure 112006081544451-PAT00089
If so, the terminal selects base station 1 as an optimal base station for handover.

상기 비교 결과

Figure 112006081544451-PAT00090
가
Figure 112006081544451-PAT00091
보다 작거나 같을 경우 즉,
Figure 112006081544451-PAT00092
이면 상기 단말기가 핸드오버 할 최적 기지국으로 기지국 2를 선택한다.The comparison result
Figure 112006081544451-PAT00090
end
Figure 112006081544451-PAT00091
If less than or equal to
Figure 112006081544451-PAT00092
If so, the terminal selects base station 2 as an optimal base station for handover.

일 예로, 상기

Figure 112006081544451-PAT00093
,
Figure 112006081544451-PAT00094
일 경우 상기 <수학식 11>을 통해서 구한 상기 기지국 1과 상기 기지국 2의 HO 메트릭 2를 비교하면
Figure 112006081544451-PAT00095
이다. 즉, 상기 기지국1의 HO 메트릭 2가 상기 기지국 2의 HO 메트릭 2보다 작다. 또한,
Figure 112006081544451-PAT00096
이라 가정하고 <수학식 10>을 통해서 구한 상기 기지국 1과 상기 기지국 2의 HO메트릭 을 보면,
Figure 112006081544451-PAT00097
이고,
Figure 112006081544451-PAT00098
로써 마찬가지로 상기 기지국 1의 HO 메트릭 1이 상기 기지국 2의 HO 메트릭 1보다 작음을 알 수 있다. 따라서상기 <수학식 2>와 같이 놈을 이용 할 경우 핸드오버 할 기지국으로 기지국1이 선택되지만, <수학식 10> 혹은 <수학식 11>을 통해 계산한 HO 메트릭과 같이 디터미넌트를 이용할 경우는 상기 단말기가 핸드오버 할 기지국으로 기지국 2가 선택된다. 이와 같이 디터미넌트를 이용하였을 때에는 더 높은 전송률로 데이터를 수신하는 것이 가능하다고 예상되는 기지국 2를 제대로 선택하지만, 놈을 이용하는 기존 방식으로는 기지국 1을 선택하게 된다. 따라서, 다중 안테나 환경에서 디터미넌트를 구하는 방식이 놈을 이용하는 방식보다 더 효과적임을 알 수 있다.For example, the
Figure 112006081544451-PAT00093
,
Figure 112006081544451-PAT00094
In the case of comparing the HO metric 2 of the base station 1 and the base station 2 obtained through Equation 11
Figure 112006081544451-PAT00095
to be. That is, the HO metric 2 of the base station 1 is smaller than the HO metric 2 of the base station 2. Also,
Figure 112006081544451-PAT00096
Suppose that the HO metrics of the base station 1 and the base station 2 obtained through Equation 10,
Figure 112006081544451-PAT00097
ego,
Figure 112006081544451-PAT00098
As a result, it can be seen that the HO metric 1 of the base station 1 is smaller than the HO metric 1 of the base station 2. Therefore, when using the norm as shown in Equation 2, base station 1 is selected as the base station to be handed over, but when using a determinant such as the HO metric calculated by Equation 10 or Equation 11 Base station 2 is selected as the base station to which the terminal will handover. When determinant is used, base station 2, which is expected to receive data at a higher data rate, is properly selected, but base station 1 is selected as a conventional method using a norm. Therefore, it can be seen that the method of obtaining the determinant in the multi-antenna environment is more effective than the method of using the norm.

상기 <수학식 10>과 상기 <수학식 11>을 통해서 계산된 HO 메트릭(HO 메트릭 1 혹은 HO 메트릭 2)은 해당 단말기의 액티브 셋에 특정 기지국을 추가하거나 빼는 경우에도 사용된다. 여기서, 상기 단말기의 액티브 셋에 기지국의 추가 및 삭제를 위한 임계값들(

Figure 112006081544451-PAT00099
,
Figure 112006081544451-PAT00100
)을 미리 정의하여 상기 액티브 셋 내의 기지국 목록을 관리한다. The HO metric (HO metric 1 or HO metric 2) calculated through Equation 10 and Equation 11 is also used when a specific base station is added or subtracted from the active set of the corresponding terminal. Here, thresholds for addition and deletion of the base station to the active set of the terminal (
Figure 112006081544451-PAT00099
,
Figure 112006081544451-PAT00100
) Is defined in advance to manage the list of base stations in the active set.

상기

Figure 112006081544451-PAT00101
는 상기 단말기의 액티브 셋에 기지국을 추가하기 위해서 미리 정의되어 있는 기지국 전송률의 임계값이다. 즉, 상기 <수학식 10> 또는 <수학식 11>을 통해서 계산된 해당 기지국의 HO 메트릭이 상기
Figure 112006081544451-PAT00102
을 초과하면 해당 기지국을 상기 단말기의 액티브 셋에 추가한다.remind
Figure 112006081544451-PAT00101
Is a threshold value of a base station transmission rate that is predefined to add a base station to the active set of the terminal. That is, the HO metric of the corresponding base station calculated through Equation 10 or Equation 11 is
Figure 112006081544451-PAT00102
If exceeded, the base station is added to the active set of the terminal.

상기

Figure 112006081544451-PAT00103
는 상기 단말기의 액티브 셋에 포함된 기지국들 중에서 해당 기준 전송률을 만족하지 못하는 기지국들을 상기 액티브 셋으로부터 삭제하기 위해서 미리 정의되어 있는 기지국의 전송률 임계값이다. 즉, 상기 <수학식 10> 또는 <수학 식 11>을 통해서 계산된 해당 기지국의 HO 메트릭이 상기
Figure 112006081544451-PAT00104
미만인 근사값을 가지는 해당 기지국을 상기 단말기의 액티브 셋에서 삭제한다.remind
Figure 112006081544451-PAT00103
Denotes a transmission rate threshold of a base station predefined to delete base stations that do not satisfy a corresponding reference transmission rate among the base stations included in the active set of the terminal from the active set. That is, the HO metric of the corresponding base station calculated through Equation 10 or Equation 11 is
Figure 112006081544451-PAT00104
The base station having an approximate value less than is deleted from the active set of the terminal.

상기한 바와 같이, 기지국은 해당 사용자 단말기로부터 해당 기지국들이 파일럿 세기들을 수신하여, 상기 계산된 HO 메트릭이 미리 정의되어 있는 상기 임계값(

Figure 112006081544451-PAT00105
,
Figure 112006081544451-PAT00106
)을 만족시키는 지에 대한 여부를 바탕으로 액티브 셋을 관리하고, 상기 단말기가 어느 기지국으로 핸드오버 할지를 결정한다.As described above, the base station receives the pilot strengths of the base stations from the corresponding user terminal, so that the threshold value (where the calculated HO metric is predefined).
Figure 112006081544451-PAT00105
,
Figure 112006081544451-PAT00106
The active set is managed based on whether the terminal satisfies the &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사용자 단말기와 기지국들간의 핸드오버 절차를 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a handover procedure between a user terminal and a base station according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 서빙 기지국인 기지국1(100)과, 타겟 기지국인 기지국2(110)와, 단말기(105)로 구성된다. 여기서, 상기 단말기(105)는 상기 기지국1(100)과 기지국2(110)의 경계에서 핸드오버를 수행하려고 한다 가정한다. Referring to FIG. 1, a base station 1 (100) serving as a serving base station, a base station 2 (110) serving as a target base station, and a terminal 105 are configured. Here, it is assumed that the terminal 105 intends to perform a handover at the boundary between the base station 1 (100) and the base station 2 (110).

115단계에서 상기 기지국1(100)은 상기 단말기(105)로 자신의 파일럿 신호를 송신한다. 120단계에서 상기 기지국2(110)는 상기 단말기(105)로 자신의 파일럿 신호를 송신한다. In step 115, the base station 1 100 transmits its own pilot signal to the terminal 105. In step 120, the base station 2 110 transmits its own pilot signal to the terminal 105.

125단계에서 상기 단말기(105)는 상기 수신한 기지국1과 기지국2의 파일럿 신호의 세기를 측정한다. 130단계에서 상기 단말기(150)는 상기 기지국 1과 상기 기지국2의 채널 추정 정보를 이용하여 각각의 HO 메트릭(HO 메트릭 1 과 HO 메트릭 2)을 계산한다. 상기 HO 메트릭은 상기 <수학식10> 혹은 상기 <수학식 11>을 이용하여 계산된다.In step 125, the terminal 105 measures the strength of the received pilot signals of the base station 1 and base station 2. In step 130, the terminal 150 calculates each HO metric (HO metric 1 and HO metric 2) using the channel estimation information of the base station 1 and the base station 2. The HO metric is calculated using Equation 10 or Equation 11.

135단계에서 상기 단말기(105)는 상기 기지국1(100)과 상기 기지국2(110) 각각의 HO 메트릭을 미리 정의되어 있는

Figure 112006081544451-PAT00107
,
Figure 112006081544451-PAT00108
과 비교한다. 140단계에서 상기 단말기(105)는 상기 기지국1(100)과 상기 기지국2(110) 각각의 HO 메트릭이 상기
Figure 112006081544451-PAT00109
보다 크거나, 혹은 상기
Figure 112006081544451-PAT00110
보다 작은지 판단하고, 상기 판단결과 해당 HO 메트릭이 있을 경우, HO 메트릭이 상기 조건을 만족하였음을 알린다. 여기서는, 상기 기지국2(100)의 HO 메트릭이 상기
Figure 112006081544451-PAT00111
을 초과한다고 가정하자.In step 135, the terminal 105 previously defines HO metrics of each of the base station 1 100 and the base station 2 110.
Figure 112006081544451-PAT00107
,
Figure 112006081544451-PAT00108
Compare with In step 140, the terminal 105 has a HO metric of each of the base station 1 100 and the base station 2 110.
Figure 112006081544451-PAT00109
Greater than or above
Figure 112006081544451-PAT00110
It is determined whether the size is smaller, and if the corresponding HO metric is found, the HO metric satisfies the condition. Here, the HO metric of the base station 2 (100) is the
Figure 112006081544451-PAT00111
Suppose that exceeds

145단계에서 상기 단말기(105)는 상기 기지국1(100)로 상기 기지국2의 HO 메트릭이 액티브 셋 추가 조건을 만족함을 상기 기지국1(100)로 알린다. 이후, 150단계에서 상기 기지국1(100)은 상기 기지국2를 자신의 액티브 셋에 추가한다.In step 145, the terminal 105 informs the base station 1 100 that the HO metric of the base station 2 satisfies an active set addition condition. In step 150, the base station 1 100 adds the base station 2 to its active set.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사용자 단말기의 동작 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating operations of a user terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 단말기(105)는 기지국들로부터 파일럿 신호를 수신하여, 205단계에서 상기 수신한 파일럿 신호의 세기를 측정한다.Referring to FIG. 2, the terminal 105 receives pilot signals from base stations and measures the strength of the received pilot signal in step 205.

210단계에서 상기 단말기(105)는 파일럿 신호를 수신한 기지국들 각각의 HO 메트릭을 상기 <수학식 10> 혹은 상기 <수학식11>을 이용하여 계산한다. In step 210, the terminal 105 calculates a HO metric of each of the base stations receiving the pilot signal using Equation 10 or Equation 11.

215단계에서 상기 단말기(105)는 상기 계산된 각 기지국들의 HO 메트릭들 중 미리 정해진 액티브 셋 삭제 임계값(

Figure 112006081544451-PAT00112
) 미만인 값이 있는지 판단한다. 상기 판단결과, 상기
Figure 112006081544451-PAT00113
미만의 HO 메트릭이 없으면 200단계로 복귀한다.In step 215, the terminal 105 determines a predetermined active set deletion threshold value among the calculated HO metrics of each base station.
Figure 112006081544451-PAT00112
Determine if any value is less than). As a result of the determination,
Figure 112006081544451-PAT00113
If there is no HO metric below, the process returns to step 200.

상기 판단결과 상기

Figure 112006081544451-PAT00114
미만의 HO 메트릭이 존재하면, 해당 HO 메트릭을 해당 기지국의 액티브 셋 관리 정보로서 상기 기지국으로 전송한다. 이후 상기 기지국은 상기 액티브 셋 관리 정보를 수신하면, 해당 HO 메트릭에 해당하는 기지국을 자신의 액티브 셋에서 삭제한다.The judgment result reminds
Figure 112006081544451-PAT00114
If there is less HO metric, the HO metric is transmitted to the base station as active set management information of the base station. After receiving the active set management information, the base station deletes the base station corresponding to the corresponding HO metric from its active set.

225단계에서 상기 단말기(105)는 상기 계산된 각 기지국들의 HO 메트릭들 중 미리 정해진 액티브 셋 추가 임계값(

Figure 112006081544451-PAT00115
)을 초과하는 값이 있는지 판단한다. 상기 판단결과,상기
Figure 112006081544451-PAT00116
를 초과하는 HO 메트릭이 없으면 200단계로 복귀한다.In step 225, the terminal 105 determines a predetermined active set addition threshold value among the calculated HO metrics of each base station.
Figure 112006081544451-PAT00115
Determine if any value exceeds. The determination result, the
Figure 112006081544451-PAT00116
If there is no HO metric exceeding the flow returns to step 200.

상기 판단결과 상기

Figure 112006081544451-PAT00117
를 초과하는 HO 메트릭이 존재하면, 해당 HO 메트릭을 해당 기지국의 액티브 셋 관리 정보로서 상기 기지국으로 전송한다. 이후, 상기 기지국은 상기 액티브 셋 관리 정보를 수신하면, 해당 HO 메트릭에 해당하는 기지국을 자신의 액티브 셋에서 추가한다.The judgment result reminds
Figure 112006081544451-PAT00117
If there is a HO metric exceeding, the HO metric is transmitted to the base station as active set management information of the base station. After receiving the active set management information, the base station adds the base station corresponding to the corresponding HO metric in its active set.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국의 동작 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating operations of a base station according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 300단계에서 기지국은 사용자 단말기에게 자신의 파일럿 신호를 송신한다. 305단계에서 상기 단말기로부터 액티브 셋 관리 정보를 수신하여 310단계 혹은 315단계로 진행한다. 상기 액티브 셋 관리 정보에는 액티브 셋에 추가해야 할 기지국과, 상기 액티브 셋에서 삭제할 기지국이 포함된다.Referring to FIG. 3, in step 300, the base station transmits its pilot signal to the user terminal. In step 305, the active set management information is received from the terminal, and the process proceeds to step 310 or 315. The active set management information includes a base station to be added to the active set and a base station to be deleted from the active set.

310단계에서 상기 기지국은 상기 액티브 셋 관리 정보에 따라 해당 기지국을 자신의 액티브 셋에서 삭제하고, 315단계에서 해당 기지국을 자신의 액티브 셋에 추가한다.In step 310, the base station deletes the base station from its active set according to the active set management information, and in step 315 adds the base station to its active set.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사용자 단말기가 핸드오버를 결정하는 동작의 흐름도이다. 여기서, 상기 사용자 단말기는 기지국 1과 기지국 2에 위치하여 핸드오버 해야 하는 상황이다.4 is a flowchart illustrating an operation of determining a handover by a user terminal according to an exemplary embodiment of the present invention. In this case, the user terminal is located in the base station 1 and the base station 2 to be handed over.

도 4를 참조하면, 400단계에서 상기 단말기는 핸드오버 상황임을 인지하고, 405단계에서 상기 기지국 1,2들의 채널을 추정한다.Referring to FIG. 4, in step 400, the terminal recognizes a handover situation. In step 405, the terminal estimates channels of the base stations 1 and 2.

410단계에서 상기 단말기는 상기 기지국1,2의 채널 추정값을 가지고 <수학식 10> 혹은 <수학식 11>을 이용하여 해당 기지국의 HO 메트릭을 계산한다.In step 410, the terminal calculates the HO metric of the corresponding base station using Equation 10 or Equation 11 with the channel estimates of the base stations 1,2.

415단계에서 상기 단말기는 상기 계산된 기지국 1,2의 HO 메트릭을 각각 서로 비교한다.In step 415, the terminal compares the calculated HO metrics of the base stations 1,2 respectively.

420단계에서 상기 단말기는 상기 비교결과 HO 메트릭이 큰 값을 가지는 기지국을 핸드오버 할 최적 기지국으로 결정한다.In step 420, the terminal determines that the base station having the large HO metric is the best base station for handover.

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 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by those equivalent to the scope of the claims.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다. In the present invention operating as described in detail above, the effects obtained by the representative ones of the disclosed inventions will be briefly described as follows.

본 발명은, MIMO 시스템에서 핸드오버를 결정하는 기준으로, 해당 채널의 놈(norm) 대신에 디터미넌트(determinant)를 이용함으로써, 기존에 놈을 이용하는 방식과 차별화 된 최적의 방식으로 핸드오버를 결정할 수 있는 효과가 있다. The present invention uses a determinant instead of a norm of a corresponding channel as a criterion for determining handover in a MIMO system. There is an effect that can be determined.

Claims (9)

다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi Input Multi Output) 통신 시스템에서 핸드오버를 결정하는 방법에 있어서,In the multi-input multiple output (MIMO: Multi Input Multi Output) communication system to determine the handover, 사용자 단말기가 핸드오버 할 가능성이 있는 기지국들의 채널을 추정하는 과정과,Estimating channels of base stations that the user terminal is likely to handover; 상기 기지국들의 채널 추정을 통해서 생성된 채널 추정 정보들을 이용하여 해당 기지국의 전송률을 각각 계산하는 과정과,Calculating a transmission rate of each base station by using channel estimation information generated through channel estimation of the base stations; 상기 전송률을 비교하여 핸드오버를 위한 최적 기지국을 결정하는 과정을 포함하는 상기 핸드오버 결정 방법. And comparing the data rates to determine an optimal base station for handover. 제 1항에 있어서, 상기 전송률은,The method of claim 1, wherein the transmission rate is, 하기 수학식과 같이 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 상기 핸드오버 결정 방법.The handover decision method, characterized in that as shown in the following equation. <수학식>Equation
Figure 112006081544451-PAT00118
Figure 112006081544451-PAT00118
 여기서, 상기
Figure 112006081544451-PAT00119
은 제1기지국에서 원하는 신호를 받고 제2기지국에서 수신 한 신호를 간섭신호라고 가정할 경우 얻을 수 있는 전송률을 나타내고, 상기 행렬
Figure 112006081544451-PAT00120
은 상기 제1기지국의 채널 추정값이고, 상기
Figure 112006081544451-PAT00121
는 상기 제2기지국의 채널 추정값이고, 상기 P는 각 기지국에서 송신하는 전력이고, 상기
Figure 112006081544451-PAT00122
은 잡음 전력이고, 상기 I는 아이덴티티 행렬(identity matrix)이고, 상기
Figure 112006081544451-PAT00123
는 상기
Figure 112006081544451-PAT00124
의 콤플렉스 컨쥬게이트 행렬(complex conjugate)이고, 상기 det 는 디터미넌트(determinant) 함수이다.Where
Figure 112006081544451-PAT00119
Denotes a data rate obtained when a desired signal is received from the first base station and the signal received from the second base station is an interference signal.
Figure 112006081544451-PAT00120
Is a channel estimate of the first base station,
Figure 112006081544451-PAT00121
Is the channel estimate of the second base station, P is the power transmitted by each base station,
Figure 112006081544451-PAT00122
Is noise power, I is an identity matrix,
Figure 112006081544451-PAT00123
Above
Figure 112006081544451-PAT00124
Is a complex conjugate matrix of and det is a determinant function. 제 1항에 있어서, 상기 전송률은,The method of claim 1, wherein the transmission rate is, 하기 수학식과 같이 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 상기 핸드오버 결정 방법.The handover decision method, characterized in that as shown in the following equation. <수학식>Equation
Figure 112006081544451-PAT00125
=
Figure 112006081544451-PAT00126
Figure 112006081544451-PAT00125
=
Figure 112006081544451-PAT00126
 여기서, 상기 행렬
Figure 112006081544451-PAT00127
은 기지국의 채널 추정값이고, 상기 P는 상기 기지국에서 송신하는 전력이고, 상기
Figure 112006081544451-PAT00128
은 잡음 전력이고, 상기 I는 아이덴티티 행렬(identity matrix)이고, 상기
Figure 112006081544451-PAT00129
는 상기
Figure 112006081544451-PAT00130
의 콤플렉스 컨쥬게이트 행렬(complex conjugate)이고, 상기 det 는 디터미넌트(determinant) 함수이다.Where the matrix
Figure 112006081544451-PAT00127
Is the channel estimate of the base station, P is the power transmitted by the base station,
Figure 112006081544451-PAT00128
Is noise power, I is an identity matrix,
Figure 112006081544451-PAT00129
Above
Figure 112006081544451-PAT00130
Is a complex conjugate matrix of and det is a determinant function. 제 1항에 있어서, 상기 전송률은,The method of claim 1, wherein the transmission rate is, 하기 수학식과 같이 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 상기 핸드오버 결정 방법.The handover decision method, characterized in that as shown in the following equation. <수학식>Equation
Figure 112006081544451-PAT00131
=
Figure 112006081544451-PAT00132
Figure 112006081544451-PAT00131
=
Figure 112006081544451-PAT00132
 여기서, 상기 행렬
Figure 112006081544451-PAT00133
은 기지국의 채널 추정값이고, 상기 는 상기
Figure 112006081544451-PAT00134
의 콤플렉스 컨쥬게이트 행렬(complex conjugate)이고, 상기 det 는 디터미넌트(determinant) 함수이다.Where the matrix
Figure 112006081544451-PAT00133
Is the channel estimate of the base station, and is
Figure 112006081544451-PAT00134
Is a complex conjugate matrix of and det is a determinant function. 제 1항에 있어서, 상기 최적 기지국 결정 과정은,The method of claim 1, wherein the determining of the optimal base station, 상기 전송률이 가장 큰 기지국을 상기 단말기가 핸드오버 할 기지국으로 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 핸드오버 결정 방법. And determining a base station having the largest transmission rate as a base station to which the terminal hands over. 제 1항에 있어서, 상기 최적 기지국 결정 과정은,The method of claim 1, wherein the determining of the optimal base station, 상기 전송률을 미리 정해져 있는 임계값과 비교하여 액티브 셋(active set)에 추가 혹은 삭제 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 핸드오버 결정 방법.And determining whether to add or delete an active set by comparing the transmission rate with a predetermined threshold value. 제 6항에 있어서, 상기 임계값은,The method of claim 6, wherein the threshold value, 상기 액티브 셋에 추가될 수 있는 기지국의 전송률 기준값인 추가 임계값과, 상기 액티브 셋에 포함되어 있는 기지국들 중 삭제되어야 하는 기지국의 전송률 기준값인 삭제 임계값으로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 핸드오버 결정 방법.The handover decision, comprising: an additional threshold value, which is a transmission rate reference value of a base station that can be added to the active set, and a deletion threshold value, which is a transmission rate reference value of a base station to be deleted among base stations included in the active set. Way. 제 7항에 있어서, 상기 최적 기지국 결정 과정은,The method of claim 7, wherein the determination of the optimal base station, 상기 기지국들의 전송률이 상기 추가 임계값을 초과할 경우, 상기 액티브 셋에 추가되어야 하는 기지국임을 나타내는 액티브 셋 관리 정보를 생성하고,When the transmission rate of the base stations exceeds the additional threshold value, generates active set management information indicating that the base station should be added to the active set, 상기 기지국들의 전송률이 상기 삭제 임계값 미만일 경우, 상기 액티브 셋에서 삭제되어야 하는 기지국임을 나타내는 액티브 셋 관리 정보를 생성함을 특징으로 하는 상기 핸드오버 결정 방법.And when the transmission rate of the base stations is less than the deletion threshold, generating active set management information indicating that the base station should be deleted from the active set. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 액티브 셋 관리 정보를 해당 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 핸드오버 결정 방법.And transmitting the active set management information to a corresponding base station.
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