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KR101415417B1 - Multi user data transmitting method using multiple antennas and transmitter - Google Patents

Multi user data transmitting method using multiple antennas and transmitter Download PDF

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KR101415417B1
KR101415417B1 KR1020070028699A KR20070028699A KR101415417B1 KR 101415417 B1 KR101415417 B1 KR 101415417B1 KR 1020070028699 A KR1020070028699 A KR 1020070028699A KR 20070028699 A KR20070028699 A KR 20070028699A KR 101415417 B1 KR101415417 B1 KR 101415417B1
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Abstract

다중 안테나를 이용한 다중 사용자 데이터 전송 방법을 제공한다. 다중 사용자에 전송할 복수의 스트림에 대해 각 스트림의 성능 지수의 합이 최대가 되는 사용자 조합을 구하고, 상기 사용자 조합에 속하는 각 사용자에 전송할 스트림에 대하여 프리코딩(Precoding)을 수행하며, 상기 프리코딩이 수행된 신호를 전송한다. 복수의 스트림을 효율적으로 스케줄링하고, 이를 프리코딩에 의하여 전송함으로 전송 성능을 높일 수 있다.A method for transmitting a multi-user data using multiple antennas is provided. A combination of users for which the sum of the performance indices of the respective streams is maximized for a plurality of streams to be transmitted to multiple users and precoding is performed for a stream to be transmitted to each user belonging to the user combination, And transmits the performed signal. A plurality of streams can be efficiently scheduled and transmitted by precoding, thereby improving transmission performance.

스케줄러, 전송 성능, 다중 안테나, 간섭 선공제, DPC, 프리코딩 Scheduler, transmission performance, multiple antennas, interference line deduction, DPC, precoding

Description

다중안테나를 이용한 다중사용자 데이터 전송 방법 및 송신기{Multi user data transmitting method using multiple antennas and transmitter}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-

도 1은 다중 안테나를 가지는 송신기를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a transmitter having multiple antennas.

도 2는 다중 안테나를 가지는 수신기를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a receiver having multiple antennas.

도 3은 하나의 수신 안테나에 대한 통신 시스템을 모델링한 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating a model of a communication system for one receiving antenna.

도 4는 DPC를 구현하는 방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart showing a method of implementing DPC.

도 5는 고정된 전송률에서 DPC를 구현하는 방법을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of implementing DPC at a fixed data rate.

도 6은 고정된 파워 하에서 DPC를 구현하는 방법을 나타낸 순서도이다. 6 is a flowchart illustrating a method of implementing DPC under fixed power.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법에서의 전송 조합을 생성하는 일례이다. 9 is an example of generating a transmission combination in the data transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법에서의 전송 조합을 생성하는 일례이다.10 is an example of generating a transmission combination in the data transmission method according to an embodiment of the present invention.

** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS OF THE MAIN PARTS OF THE DRAWINGS

100: 전송기 110: 스케줄러100: transmitter 110: scheduler

200: 수신기  200: receiver

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 다중안테나를 이용한 다중사용자 데이터 전송 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a multi-user data transmission method using multiple antennas.

정보 통신 서비스의 보편화와 다양한 멀티미디어 서비스들의 등장, 고품질 서비스의 출현 등 통신 서비스에 대한 요구가 급속히 증대되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 다양한 무선 통신 기술들이 여러 분야에서 연구되고 있다.The demand for communication services such as the universalization of information communication services, the appearance of various multimedia services, and the emergence of high quality services are rapidly increasing. Various wireless communication technologies are being investigated in various fields to satisfy this demand.

MIMO(multiple input multiple output) 기술은 높은 주파수 효율과 더불어 링크 신뢰성을 높이고 간섭 방지를 위한 기술로 주목받고 있다. MIMO 기술은 다중 전송 안테나를 통해 전송되는 신호들이 독립성을 가지도록 하여 다이버시티 이득을 높일 수 있다. Multiple input multiple output (MIMO) technology is attracting attention as a technology for enhancing link reliability and interference prevention with high frequency efficiency. In the MIMO technique, the signals transmitted through the multiple transmission antennas have independency, thereby increasing the diversity gain.

송수신기에 다중 안테나가 있는 MIMO 시스템에서는 다른 사용자에게 간섭을 일으키지 않기 위하여 직교한 자원(resource)을 하나의 사용자에게 할당하여 전송률을 높이거나 패킷 에러 확률을 줄일 수 있다. 또는, 하나의 직교한 자원에 여러 명의 사용자를 할당해 주어 전송률을 높일 수도 있다. MIMO 시스템에서의 전송 기법은 각 안테나에 사용자의 데이터를 실어서 보내는 공간 다중화(Spatial multiplexing) 기법과 프리코딩(Precoding) 등을 통해 각 가상 공간 계층(Virtual spatial layer)에 각 사용자의 데이터를 실어서 보내는 기법이 있다.In a MIMO system with multiple antennas in a transceiver, orthogonal resources may be allocated to one user in order to avoid interference to other users, thereby increasing a transmission rate or reducing a packet error probability. Alternatively, multiple users may be allocated to one orthogonal resource to increase the transmission rate. In the MIMO system, each user's data is stored in a virtual spatial layer through a spatial multiplexing technique, which transmits user data to each antenna, and precoding. There is a sending mechanism.

MIMO 시스템은 싱글 사용자 MIMO와 같은 일대일(point-to-point) 통신 시스 템과 다중 사용자 MIMO와 같은 일대다수(point-to-multipoint) 통신 시스템으로 나눌 수 있다. 최근에 다중 사용자 MIMO와 같은 일대다수(point-to-mulitpoint) 통신에서는 송신기에서의 간섭 선공제(interference presubtraction) 방식이 최근 주목받고 있다. 첫번째 사용자에 대해 신호 u1 을 보내고 두번째 사용자에 대해 신호 u2를 보낸다고 할 때, 송신기는 u2로부터 u1을 선공제한다. 이때 두번째 사용자의 수신기는 간섭이 존재하지 않는 것처럼 u2 만을 수신할 수 있다. 이에 의하면 수신기에서 별도의 간섭 제거가 불필요하여 수신기의 복잡도를 크게 낮출 수 있다. 이러한 방식의 하나를 더티 페이퍼 코딩(dirty paper coding; 이하 DPC)라 한다. DPC는 M. Costa, "Writing on Dirty Paper", IEEE Trans. on Inf. Theory, vol. IT-239, No. 3, May 1983 을 참조할 수 있다. 동 문헌에서 코스타는 DPC를 통해 전송 파워 제한하에서 채널 용량은 간섭이 존재하지 않는 경우와 동일함을 보이고 있다. A MIMO system can be divided into a point-to-point communication system such as single-user MIMO and a point-to-multipoint communication system such as multi-user MIMO. In recent point-to-multipoint communications such as multi-user MIMO, an interference presubtraction method in a transmitter has recently attracted attention. Sending a signal u 1 for the first user when sending the signal u 2 for the second user, the transmitter subtracted from the u 1 u 2 line. At this time, the receiver of the second user can receive only u 2 as if interference does not exist. This eliminates the need for separate interference cancellation at the receiver, greatly reducing the complexity of the receiver. One such scheme is referred to as dirty paper coding (DPC). DPC is described in M. Costa, "Writing on Dirty Paper ", IEEE Trans. on Inf. Theory, vol. IT-239, No. 2 3, May 1983, incorporated herein by reference. In this paper, Costa showed that the channel capacity under the transmission power limitation through DPC is the same as the case where there is no interference.

그러나 일대다수 통신에서 DPC를 효율적으로 구현하기 위한 방법이나 장치는 개시되고 있지 않다. 또한, MIMO 기법은 높은 전송률을 구현할 수 있음에도 불구하고 DPC를 활용한 예를 찾기 어렵다. 따라서, MIMO와 DPC를 결합하여 시스템의 성능을 높이는 기법이 필요하다.However, methods and apparatuses for effectively implementing DPC in one-to-many communication are not disclosed. In addition, although the MIMO scheme can achieve a high data rate, it is difficult to find an example using the DPC. Therefore, a technique for improving the performance of the system by combining MIMO and DPC is needed.

이와 함께 데이터 전송에 있어, MIMO 인코딩 방식 등의 복잡성으로 인하여 복수의 데이터 스트림이 있는 경우에 전송률을 제어하기가 쉽지 않다. 또는 다수의 사용자 중에서 일부 사용자에게만 데이터 스트림을 전송할 필요성도 있다. 따라서 제한된 무선 자원 내에서 복수의 데이터 스트림을 효율적으로 배분하여 전송하는 것이 필요하다.In addition, in data transmission, it is difficult to control a data rate when there are a plurality of data streams due to the complexity of the MIMO encoding method and the like. Or it may be necessary to transmit the data stream only to some of the multiple users. Therefore, it is necessary to efficiently distribute and transmit a plurality of data streams within a limited radio resource.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 스트림을 효율적으로 스케줄링하고, 이를 다중 안테나를 사용하여 다중 사용자에 전송하는 데이터 전송 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a data transmission method that efficiently schedules a plurality of streams and transmits the streams to multiple users using multiple antennas.

본 발명의 일 양태에 따르면, N(N은 1이상의 정수)개의 후보 스트림으로부터 적어도 하나의 전송 스트림을 선택하여 상기 전송 스트림을 전송하는 데이터 전송 방법을 제공한다. 데이터 전송 방법은 각 후보 스트림에 대한 성능 지수를 구하고, 상기 성능 지수 중에서 최대 성능 지수를 가지는 후보 스트림을 제1 전송 스트림으로 선택하며, 상기 제1 전송 스트림과 나머지 후보 스트림 중의 하나 이상의 후보 스트림을 포함하는 조합에서 각 스트림의 성능 지수의 합이 최대가 되는 후보 스트림을 제2 전송 스트림으로 선택하고, 상기 제1 스트림과 제2 스트림을 DPC를 수행하여 전송한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a data transmission method for selecting at least one transport stream from N (N is an integer of 1 or more) candidate streams and transmitting the transport stream. A data transmission method includes: obtaining a performance index for each candidate stream; selecting a candidate stream having a maximum performance index among the performance indexes as a first transport stream; and selecting one or more candidate streams from the first transport stream and the remaining candidate streams A candidate stream having a maximum sum of the performance indices of each stream is selected as a second transport stream, and the first stream and the second stream are subjected to DPC and transmitted.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 다중 안테나를 이용한 다중 사용자 데이터 전송 방법을 제공한다. 데이터 전송 방법은 다중 사용자에 전송할 복수의 스트림에 대해 각 스트림의 성능 지수의 합이 최대가 되는 사용자 조합을 구하고, 상기 사용자 조합에 속하는 각 사용자에 전송할 스트림에 대하여 프리코딩을 수행하며, 상기 프리코딩을 수행된 신호를 전송한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of transmitting multi-user data using multiple antennas. A data transmission method includes: obtaining a user combination having a maximum sum of the performance indexes of a plurality of streams to be transmitted to multiple users, precoding the stream to be transmitted to each user belonging to the user combination, Lt; / RTI >

본 발명의 또 다른 양태에 따른 전송기는 안테나, 다중 사용자에 전송할 복 수의 스트림에 대해 각 스트림의 성능 지수를 이용하여 사용자 조합을 구하는 스케줄러 및 상기 사용자 조합에 속하는 각 사용자에 전송할 스트림에 대하여 상기 성능 지수를 이용하여 프리코딩을 수행하고 상기 안테나를 통하여 전송하는 전처리기를 포함한다.A transmitter according to another aspect of the present invention includes an antenna, a scheduler for obtaining a user combination using a performance index of each stream for multiple streams to be transmitted to multiple users, and a scheduler for obtaining a combination of the performance And a preprocessor for performing precoding using the index and transmitting the precoded data through the antenna.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

이하의 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있다. 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 하향링크는 기지국(base station; BS)에서 단말(user equipment; UE)로의 통신을 의미하며, 상향 링크는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber staion), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.The following techniques can be used in various communication systems. Communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice, packet data, and the like. This technique can be used for a downlink or an uplink. The downlink means communication from a base station (BS) to a user equipment (UE), and the uplink means communication from a terminal to a base station. A base station generally refers to a fixed station that communicates with a terminal and may be referred to by other terms such as a node-B, a base transceiver system (BTS), an access point, and the like. A terminal may be fixed or mobile and may be referred to by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device,

도 1은 다중 안테나를 가지는 송신기를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a transmitter having multiple antennas.

도 1을 참조하면, 송신기(100)는 스케줄러(110), 채널 인코더(120-1, ..., 120-K), 맵퍼(130-1, ..., 130-K), 전처리기(140-1, ..., 140-K) 및 다중화기(150)를 포함한다. 송신기(100)는 Nt(Nt>1)개의 송신 안테나(190-1, ..., 190-Nt)를 포 함한다. 송신기(100)는 기지국(base station; BS)의 일부분일 수 있다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fix staion)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.1, a transmitter 100 includes a scheduler 110, channel encoders 120-1, ..., and 120-K, mappers 130-1 through 130-K, 140-1, ..., 140-K, and a multiplexer 150. [ The transmitter 100 includes Nt (Nt > 1) transmit antennas 190-1, ..., 190-Nt. The transmitter 100 may be part of a base station (BS). A base station generally refers to a fixed station that communicates with a terminal and may be referred to by other terms such as a node-B, a base transceiver system (BTS), an access point, and so on.

스케줄러(110)는 N명의 사용자들로부터 데이터를 입력받아, 한 번에 전송될 K개의 스트림을 출력한다. 스케줄러(110)는 각 사용자의 채널 정보를 이용하여 가용할 수 있는 자원에 전송할 사용자와 전송률을 결정한다. 스케줄러(110)는 귀환 데이터로부터 채널 정보를 추출하여 코드율(code rate), 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme; 이하 MCS)을 선택한다. The scheduler 110 receives data from N users and outputs K streams to be transmitted at one time. The scheduler 110 determines the users to transmit to the available resources and the transmission rate using the channel information of each user. The scheduler 110 extracts channel information from the feedback data and selects a code rate, a modulation and coding scheme (MCS).

채널 정보에는 채널 상태 정보(Channel state information; CSI), 채널 품질 정보(Channel quality information; CQI) 또는 사용자 우선 순위 정보(User priority information)를 포함할 수 있다. 채널 상태 정보에는 송수신기 사이의 채널 행렬(channel matrix), 채널의 상관 행렬(channel correlation matrix), 양자화된(quantized) 채널 행렬 또는 양자화된 채널 상관 행렬 등이 있다. 채널 품질 정보에는 송수신기 사이에 신호대잡음비(signal to noise ratio; SNR), 신호대간섭과잡음비(signal to interference and noise ratio; SINR) 등이 있다. 사용자 우선 순위 정보는 각 사용자의 레벨 등에 따른 사용자에 대한 우선 순위를 가지는 정보이다.The channel information may include channel state information (CSI), channel quality information (CQI), or user priority information. The channel state information includes a channel matrix between the transceivers, a channel correlation matrix, a quantized channel matrix, or a quantized channel correlation matrix. The channel quality information includes signal to noise ratio (SNR), signal to interference and noise ratio (SINR), and the like between the transceivers. The user priority information is information having a priority for the user according to the level or the like of each user.

스케줄러가 할당하는 가용 자원은 통신 시스템에서 데이터 전송시에 사용되는 자원을 의미한다. 예를 들어, TDMA(Time division multiple access) 시스템에서 는 각 시간 슬롯(time slot)이 자원이고, CDMA(Code division multiple access) 시스템에서는 각 코드와 시간 슬롯이 자원이며, OFDMA(Orthogonal frequency division multiple access) 시스템에서는 각 부반송파와 시간 슬롯이 자원이다. 동일한 셀(Cell) 또는 섹터(Sector)내에서 다른 사용자에게 간섭을 일으키지 않기 위하여 각 자원은 시간, 코드 또는 주파수 영역에서 직교하게 정의될 수 있다.The available resources allocated by the scheduler mean resources used in data transmission in the communication system. For example, in a time division multiple access (TDMA) system, each time slot is a resource. In a code division multiple access (CDMA) system, each code and time slot is a resource. Orthogonal frequency division multiple access ) System, each subcarrier and time slot are resources. Each resource can be defined orthogonally in time, code or frequency domain so as not to cause interference to other users in the same cell (Cell) or sector (Sector).

각 사용자에 대한 채널 정보에 따라 각 사용자에 대하여 다른 전송률로 데이터를 전송할 수 있다. 각 사용자에 대한 전송률은 성상 심벌의 크기(예를 들어, BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM 등)와 코드율(예를 들어, 1/3, 1/2, 5/12 등)과 MIMO 인코딩 방식을 조절하여 결정될 수 있다.It is possible to transmit data at a different transmission rate to each user according to the channel information for each user. The transmission rate for each user is determined by the size of the constellation symbol (e.g., BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM, etc.) and the code rate (e.g., 1/3, 1/2, May be determined by adjusting the MIMO encoding scheme.

채널인코더(120-1,...,120-K)는 입력되는 스트림을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 맵퍼(130-1,...,130-K)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심벌로 맵핑한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. The channel encoders 120-1, ..., and 120-K encode the input stream according to a predetermined coding scheme to form coded data. The mappers 130-1,..., 130-K map the coded data into symbols representing positions on the signal constellation. The modulation scheme is not limited and may be m-Phase Shift Keying (m-PSK) or m-Quadrature Amplitude Modulation (m-QAM).

전처리기(140-1,...,140-K)는 입력되는 정보 심벌 u에 대해 프리코딩(Precoding)을 수행하여 입력 심벌 x를 생성한다. 정보 심벌 u는 각 사용자로 전송할 데이터를 채널 코딩하고 성상 맵핑할 심벌이다. 프리코딩은 전송할 정보 심벌 u에 전처리를 수행하는 기법이며, 이러한 프리코딩 기법 중에서는 정보 심벌 u에 가중치 벡터 또는 프리코딩 행렬 등을 적용하여 입력 심벌 x를 생성하는 RBF(random beamforming), ZFBF(zero forcing beamforming) 등이 있다. 이와 함께, 프리코딩은 다중 사용자 간섭을 선공제한 후 모듈로 연산에 의하여 수행한 심벌에 대하여 가중치 벡터 또는 가중치 행렬 등을 적용하는 DPC 기법을 포함한다.The preprocessors 140-1 to 140-K perform precoding on the input information symbol u to generate an input symbol x . The information symbol u is a symbol for channel coding and constellation mapping of data to be transmitted to each user. Pre-coding is a technique of performing preprocessing on an information symbol u to be transmitted. Of these precoding schemes, RBF (random beamforming), ZFBF (zero) generating a input symbol x by applying a weight vector or a precoding matrix to the information symbol u , forcing beamforming). In addition, precoding includes a DPC technique for applying weight vectors or weight matrices to symbols performed by modulo arithmetic after limiting multi-user interference.

다중화기(150)는 입력 심벌 x를 적절한 부반송파에 할당하고, 사용자에 따라 다중화한다. 다중화된 심벌은 변조되어 송신 안테나(190-1, ..., 190-Nt)를 통해 송신된다.The multiplexer 150 allocates the input symbol x to an appropriate subcarrier, and multiplexes the input symbol x according to the user. The multiplexed symbols are modulated and transmitted through the transmit antennas 190-1, ..., 190-Nt.

도 2는 다중 안테나를 가지는 수신기를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a receiver having multiple antennas.

도 2를 참조하면, 수신기(200)는 복조기(210), 채널 추정기(220), 후처리기(230), 디맵퍼(240), 채널 디코더(245) 및 제어기(260)를 포함한다. 하나의 수신기(200)를 나타내고 있으나, 시스템에서는 다수의 수신기(200)가 배치될 수 있다. 수신기는 K명의 사용자에 대해 각각 대응할 수 있다. 수신기(200)는 단말(user equipement; UE)의 일부분일 수 있다. 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하향링크는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다.2, the receiver 200 includes a demodulator 210, a channel estimator 220, a post processor 230, a demapper 240, a channel decoder 245 and a controller 260. One receiver 200 is shown, but a plurality of receivers 200 can be arranged in the system. The receiver may correspond to K users, respectively. The receiver 200 may be part of a user equipement (UE). A terminal may be fixed or mobile and may be referred to by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, The downlink means communication from the base station to the terminal, and the uplink means communication from the terminal to the base station.

수신 안테나(290)로부터 수신된 신호는 복조기(210)에 의해 복조 된다. 채널 추정기(220)는 채널을 추정하고, 후처리기(230)는 전처리기(140-1, ..., 140-K)에 대응하는 후처리를 수행한다. 디맵퍼(240)는 입력 심벌을 부호화된 데이터로 디맵핑하고, 채널 디코더(250)는 부호화된 데이터를 디코딩하여 원래 데이터를 복원한다. 제어기(260)는 채널 상태 정보(CSI), 채널 품질 정보(CQI) 또는 사용자 우선 순위 정보를 포함하는 귀한 데이터를 송신기(100)로 귀환시킨다. The signal received from the receiving antenna 290 is demodulated by the demodulator 210. [ The channel estimator 220 estimates the channel, and the post-processor 230 performs post-processing corresponding to the preprocessors 140-1, ..., and 140-K. The demapper 240 demaps the input symbols into the encoded data, and the channel decoder 250 decodes the encoded data to recover the original data. The controller 260 returns valuable data including the channel state information (CSI), the channel quality information (CQI), or the user priority information to the transmitter 100.

이하에서는 상기의 통신 시스템을 이용한 전송 방법에 대하여 설명한다. 다중 안테나를 이용한 다중 사용자 전송방법의 일례로 DPC(dirty paper coding)를 이용한 전송 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, a transmission method using the communication system will be described. A transmission method using DPC (Dirty Paper Coding) will be described as an example of a multi-user transmission method using multiple antennas.

도 3은 하나의 수신 안테나에 대한 통신 시스템을 모델링한 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating a model of a communication system for one receiving antenna.

도 3을 참조하면, 전처리부(140)는 입력되는 정보 심벌 u에 대해 DPC를 수행하여 입력 심벌 x를 생성한다. 전처리부(140)는 모듈로연산부(142)와 귀환부(145)를 포함한다. 모듈로연산부(142)는 모듈로(modulo) 연산을 수행하며, 귀환부(145)는 모듈로연산부(142)의 출력을 다시 모듈로연산부(142)의 입력측으로 귀환하여 다중 사용자 간의 간섭을 제거한다. 모듈로(modulo) 연산을 통해 벡터 w에 전송 안테나 행렬 B를 곱하여 입력 심벌 x를 생성하여 전송 안테나를 통해 송신한다.Referring to FIG. 3, the preprocessor 140 performs DPC on an input information symbol u to generate an input symbol x . The preprocessing unit 140 includes a modulo arithmetic unit 142 and a feedback unit 145. The modulo arithmetic operation unit 142 performs a modulo operation and the feedback unit 145 returns the output of the modulo arithmetic operation unit 142 to the input side of the modulo arithmetic operation unit 142, do. The vector w is multiplied by a transmit antenna matrix B by a modulo operation to generate an input symbol x and transmitted through a transmit antenna.

수신기(200)의 후처리기(230)는 수신 안테나(290)로부터 입력되는 수신 신호에 대해 수신 안테나 행렬 v i H를 처리하여 모듈로연산부(235)로 보낸다. 이하에서 (·)H는 허미션(Hermitian) 행렬을 말한다. 모듈로연산부(250)의 출력은 추정 심벌이 되어, 디맵핑되고 채널 디코딩되어 원본 데이터로 복원된다. The post-processor 230 of the receiver 200 processes the reception antenna matrix v i H with respect to the reception signal input from the reception antenna 290 and sends it to the modulo arithmetic operation unit 235. In the following, (·) H is a Hermitian matrix. The output of the modulo arithmetic unit 250 becomes an estimation symbol, demapped, channel-decoded, and restored as original data.

입력되는 정보 심벌 벡터 u={u1, ..., uK}은 사용자 1 부터 사용자 K의 정보 심벌을 포함한다. 사용자 i의 정보 심벌 ui는 사용자 i의 전송률 Ratei에 의해 결정되는 성상 크기(constellation size)를 가진다. (-Li, Li] 를 성상이 포함되는 간 격(interval)으로 정의한다. 예를 들어, 채널당 4비트의 전송률에서 성상 크기는 16-QAM 이라 하면, 성상점들의 좌표는 {±1, ±3}으로부터 선택되고 Li=4가 된다. The input information symbol vector u = {u 1 , ..., u K } includes the information symbols of the users 1 to k. I information symbol of user u i has the constellation size (constellation size) that is determined by the rate Rate i of user i. (-L i, L i] is defined as the interval (interval) between that contains the aqueous phase. For example, with the aqueous phase from the size of the transmission rate per channel is referred to as a 4-bit 16-QAM, the coordinates of sex shops {± 1, ± 3} and L i = 4.

귀환부(145)에 의해 귀환되는 행렬 I-G는 상삼각 행렬(upper triangular matrix)이다. 주어진 인코딩 순서에 따라 I-G는 다중 사용자 간섭을 선공제한다. 이하에서 인코딩되는 순서는 사용자 K에서부터 사용자 1의 차례로 한다. The matrix I - G fed back by the feedback unit 145 is an upper triangular matrix. In accordance with the given encoding order, I - G deducts multiuser interference. Hereinafter, the order of encoding is from user K to user 1 in that order.

선공제되는 값들은 모듈로(modulo) 연산을 통해 벡터 w를 생성한다. 벡터 w는 다음 수학식 1과 같다.The values to be deducted are used to generate a vector w through a modulo operation. The vector w is expressed by the following equation (1).

Figure 112007023194325-pat00001
Figure 112007023194325-pat00001

여기서, wi는 벡터 w의 i번째 원소, gij는 행렬 G의 (i,j)번째 원소이다. Where w i is the ith element of vector w , and g ij is the (i, j) th element of matrix G.

모듈로 연산은 성상점들의 식별성(distinguishability)을 유지하면서 전송 파워를 줄이기 위함이다. 즉 모듈로 연산을 통해 전처리기(140)의 출력 w는 유한 간격 (-Li, Li] 내로 구속된다. 귀환되는 신호의 파워가 정보 심벌의 파워보다 크다면 벡터 w는 간격 (-Li, Li] 내에서 균일한 분포를 가진다. σwi 2를 wi의 파워라 할 때, 균일 분포에서

Figure 112007023194325-pat00002
이 된다. 모듈로 연산으로 인해 wi와 wj는 i≠j 에 대해 상관되어 있지 않다(uncorrelated). 따라서, R w = E[ww H] = diag(σw1 2, ... , σwK 2) 라 한다. The modulo operation is to reduce transmission power while maintaining the distinguishability of stores. That is, the output w of the pre-processor 140 through a modulo operation is a finite interval (-L i, are bound into the L i]. If the power of the signal that is fed back is greater than the power of the information symbol vector w is a distance (-L i , L i ], where σ wi 2 is the power of w i ,
Figure 112007023194325-pat00002
. Due to the modulo operation, w i and w j are uncorrelated to i ≠ j. Thus, R w = E [ww H ] = diag (σ w1 2, ..., σ wK 2) is referred to.

이하에서는 귀환 행렬 G를 구한다. 귀환 행렬 G는 이전에 인코딩된 사용자로부터 간섭을 제거하도록 설계된다. Hereinafter, a return matrix G is obtained. The return matrix G is designed to remove interference from previously encoded users.

송신기(100)의 전처리기(140)의 동작은 수신기(200)에서 구현될 수 있는 결정 귀환 등화기(decision feedback equalizer; DFE)와 실질적으로 동등하다고 할 수 있다. 따라서 행렬 G는 수신기(200)에서의 DFE로 하여 구할 수 있다.The operation of the preprocessor 140 of the transmitter 100 may be said to be substantially equivalent to a decision feedback equalizer (DFE) that may be implemented in the receiver 200. Therefore, the matrix G can be obtained as a DFE in the receiver 200.

사용자 i의 수신기(200)의 수신 신호 yi는 다음 수학식 2와 같다.Received signal y i of the receiver 200 of user i is equal to the following expression (2).

Figure 112007023194325-pat00003
Figure 112007023194325-pat00003

여기서, h i는 송신기(100)에서 i-번째 수신기(200)로의 Nt×1 채널 정보이고, ni는 i-번째 수신기(200)에 대한 잡음이다. Here, h i is Nt × 1 channel information from the transmitter 100 to the i-th receiver 200, and n i is noise for the i -th receiver 200.

선형 DFE(Decision feedback equalizer)의 종류로는 ZF(zero-forcing) DFE와 MMSE(minimum mean square error) DFE가 있다. The types of linear DFE (Decision Feedback Equalizer) are ZF (zero-forcing) DFE and MME (minimum mean square error) DFE.

먼저 ZF DFE에 대한 필터 행렬 G를 구한다. 필터 행렬 G는 먼저 인코딩된 사용자의 간섭을 제거할 수 있다.

Figure 112007023194325-pat00004
를 i-번째 사용자에 대해 추정된 송신 신호라 할 때, 다음 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.First, we obtain the filter matrix G for the ZF DFE. The filter matrix G may first remove the interference of the encoded user.
Figure 112007023194325-pat00004
Is the estimated transmission signal for the i-th user, the following equation (3) can be obtained.

Figure 112007023194325-pat00005
Figure 112007023194325-pat00005

잡음을 무시할 때, K-1 번째 사용자에 대한 ZF DFE의 출력(

Figure 112007023194325-pat00006
)은 다음 수학식 4와 같다.When the noise is ignored, the output of the ZF DFE for the (K-1) th user
Figure 112007023194325-pat00006
Is expressed by the following equation (4).

Figure 112007023194325-pat00007
Figure 112007023194325-pat00007

Figure 112007023194325-pat00008
Figure 112007023194325-pat00008

여기서, α12는 임의의 상수이다. K-1번째 사용자에서 다음 사용자인 K번째 사용자의 간섭을 없애려면

Figure 112007023194325-pat00009
이어야 한다. 이와 같은 방법으로 전개하면 행렬 G의 (i,j)번째 원소인 gij는 다음 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.Here,? 1 and? 2 are arbitrary constants. To eliminate the interference of the K-th user from the K-th user
Figure 112007023194325-pat00009
. In this way, the (i, j) th element g ij of the matrix G can be expressed by the following equation (5).

Figure 112007023194325-pat00010
Figure 112007023194325-pat00010

MMSE DFE에 있어서는, 부분적인 간섭 선공제가 행해진다. 이 경우 행렬 G의 (i,j)번째 원소인 gij는 다음 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.In the case of the MMSE DFE, partial interfering precession is performed. In this case, g ij, which is the (i, j) th element of the matrix G , can be expressed by Equation (6).

Figure 112007023194325-pat00011
Figure 112007023194325-pat00011

여기서, βi는 다음 수학식 7과 같이 선택할 수 있다.Here, β i can be selected as shown in the following Equation (7).

Figure 112007023194325-pat00012
Figure 112007023194325-pat00012

DPC를 수행하는 일 실시예에 있어서, 특이값 분해(Singular value decomposition; 이하 SVD)를 적용하여 DPC를 수행할 수 있다. SVD는 임의의 행렬 H를 다음 수학식과 같이 유니터리 행렬(Unitary matrix) UV와 대각선 행렬(Diagonal matrix) Λ로 분해(Decomposition)할 수 있다.In one embodiment of performing DPC, DPC can be performed by applying singular value decomposition (SVD). SVD can decompose an arbitrary matrix H into unitary matrices U and V and a diagonal matrix Λ as shown in the following mathematical expression.

Figure 112007023194325-pat00013
Figure 112007023194325-pat00013

여기서, H를 송수신기에서 상호 아는 채널 정보라고 가정하면 송신기에서 송 신 신호에 가중치 행렬을 처리해 주고 수신기에서는 적절한 신호 처리에 의하여 채널 용량을 늘릴 수 있다.Here, if H is assumed to be channel information known to each other in the transceiver, the transmitter processes the weight matrix on the transmission signal and the receiver can increase the channel capacity by appropriate signal processing.

전송 신호 x=Bw 이고, x를 이용하여 공분산 행렬 E[xx H] = B R w B H를 생성할 수 있다. 여기서, R w = E[ww H] = diag(σw1 2, ... , σwK 2) 로서, 대각선 행렬이 된다. 수학식 8을 공분산 행렬(E[xx H])에 대응시키면, 수학식 8의 유니터리 행렬 UV는 전송 안테나 행렬 B에 대응되고, 수학식 8의 대각선 행렬 ΛR w에 대응된다.And the transmission signal x = Bw, may generate a covariance matrix E [xx H] = B B w R H using a x. Here, R w = E [ ww H ] = diag (σ w1 2 , ..., σ wK 2 ), which is a diagonal matrix. When the corresponding equation (8) on the covariance matrix (E [xx H]), the unitary matrix of the equation (8) U and V corresponds to the transmitting antenna matrix B, and the diagonal matrix Λ of Equation (8) corresponds to R w.

사용자 i에 대한 전송 공분산 행렬(transmit covariance matrix)은 σwi 2 b i b i H 이다. 한편, S i 를 사용자 i에 대한 전송 공분산 행렬이라 할 때, S i i m i m i H로 정의할 수 있다. 여기서 λiS i의 고유치(eigenvalue)이고, m i 는 단위-놈 고유벡터(unit-norm eigenvector)이다. λi는 사용자 i에 대한 최적 파워 할당이고, m i 는 전송 빔포밍 벡터(transmit beamforming vector)이다. 따라서 다음 수학식 9를 얻을 수 있다.The transmit covariance matrix for user i is σ wi 2 b i b i H. On the other hand, if S i is a transmission covariance matrix for user i, S i = λ i m i m i H can be defined. Where λ i is the eigenvalue of S i and m i is the unit-norm eigenvector. lambda i is the optimal power allocation for user i, and m i is the transmit beamforming vector. Therefore, the following equation (9) can be obtained.

Figure 112007023194325-pat00014
Figure 112007023194325-pat00014

여기서, bi는 전송 안테나 행렬 B에서 i번째 사용자 데이터가 곱해지는 벡터 이다.Here, b i is a vector multiplied by i-th user data in the transmission antenna matrix B.

이하에서는 수신기에서 송신기로의 공분산 행렬에 대해 동일한 전송률을 갖는 송신기에서 수신기로의 공분산 행렬을 출력하는 변환에 대해 설명한다. 이는 일대다수 하향링크 채널의 DPC 영역(region)과 다수대일 상향링크 채널의 용량 영역 사이의 쌍대성(duality)에 기반한다. 즉 파워 제한하의 상향링크에서 가능한 전송률 합은 파워 제한하의 하향링크에서 가능한 전송률 합과 같다. 이는 다중 전송 안테나와 다중 수신 안테나에 대해 쉽게 증명될 수 있으며, S. Vishwanath et al, "Duality, Achievable Rates and Sum-Rate Capacity of Gaussian MIMO Broadcast Channels", IEEE Trans. on Inf. Theory, Vol.49, No.10, Oct. 2003 을 참조할 수 있다. Hereinafter, a conversion for outputting a covariance matrix from a transmitter to a receiver having the same data rate for a receiver-transmitter covariance matrix will be described. This is based on the duality between the DPC region of one of the many downlink channels and the capacity region of the many-to-one uplink channel. That is, the sum of the possible transmission rates in the uplink under the power limit is equal to the sum of the transmission rates in the downlink under the power limit. This can be easily proved for multiple transmit antennas and multiple receive antennas. S. Vishwanath et al., &Quot; Duality, Achievable Rates and Sum-Rate Capacity of Gaussian MIMO Broadcast Channels ", IEEE Trans. on Inf. Theory, Vol.49, No.10, Oct. 2003. < / RTI >

수신기(200)는 사용자 1을 가장 먼저 디코딩하고 순차적으로 다음 사용자를 디코딩하는 디코딩 순서를 가진다고 한다. i번째 사용자에 대한 행렬 Ai와 Di를 다음 수학식 10과 11과 같이 각각 정의한다.The receiver 200 is said to have a decoding order in which user 1 is first decoded and the next user is sequentially decoded. The matrices A i and D i for the i-th user are defined by the following equations (10) and (11), respectively.

Figure 112007023194325-pat00015
Figure 112007023194325-pat00015

Figure 112007023194325-pat00016
Figure 112007023194325-pat00016

여기서, Pi는 상향링크에서 i번째 사용자의 파워이다. Here, P i is the power of the i-th user in the uplink.

상향링크에서 사용자 i에 대한 전송률 Ratei UPLINK은 다음 수학식 12와 같다.The rate i UPLINK for the user i in the uplink is expressed by Equation (12).

Figure 112007023194325-pat00017
Figure 112007023194325-pat00017

Figure 112007023194325-pat00018
Figure 112007023194325-pat00018

Figure 112007023194325-pat00019
Figure 112007023194325-pat00019

여기서, D i는 상향링크에서 사용자 i에 의해 겪는 간섭을 나타낸다. |I + AD| = |I + DA| 와 A j -1/2 A 1/2 j = I 라는 성질을 이용하면 전송률 Ratei UPLINK은 다음 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.Here, D i represents the interference experienced by the user i in the uplink. | I + AD | = | I + DA | And A j -1/2 A 1/2 j = I , the rate U i can be expressed by Equation (13).

Figure 112007023194325-pat00020
Figure 112007023194325-pat00020

이제, 디코딩 순서와 반대의 인코딩 순서를 가지는 하향링크에서 사용자 i의 전송률 Ratei DOWNLINK을 고려한다. 즉 사용자 K을 가장 먼저 인코딩하고 순차적으로 이전 사용자를 인코딩하는 인코딩 순서를 가진다고 한다. Now consider the rate i DOWNLINK of the user i in the downlink with the encoding order opposite to the decoding order. That is, the encoding order for encoding user K first and sequentially encoding the previous user.

Figure 112007023194325-pat00021
Figure 112007023194325-pat00021

Figure 112007023194325-pat00022
Figure 112007023194325-pat00022

Figure 112007023194325-pat00023
Figure 112007023194325-pat00023

여기서, A i는 하향링크에서 사용자 i에 의해 겪는 간섭을 나타낸다. 만약 S i를 다음과 같이 선택한다면 Ratei UPLINK = Ratei DOWNLINK 이다. Here, A i represents the interference experienced by the user i in the downlink. If S i is selected as: Rate i UPLINK = Rate i DOWNLINK .

Figure 112007023194325-pat00024
Figure 112007023194325-pat00024

S iS 1, ..., S i -1에만 종속되므로 S i는 순차적으로 구할 수 있다. 모든 K 사용자들에 대해 수행함으로써 상향링크에서와 동일한 전송률을 갖는 하향링크에서의 공분산 행렬을 구할 수 있다. 이때, B i -1/2 h i H A i -1/2 = F i Λ i G i H 과 같이 SVD(singular value decomposition)을 행하면 i번째 사용자의 공분산 행렬은 다음 수학식 16과 같이 구할 수 있다. S i is S 1, ..., S i -1, so dependent only S i can be obtained sequentially. The covariance matrix in the downlink having the same data rate as that in the uplink can be obtained by performing the process on all K users. In this case, B i -1/2 h i H A i -1/2 = F i Λ i G i H , The covariance matrix of the i-th user can be obtained by the following equation (16). &Quot; (16) "

Figure 112007023194325-pat00025
Figure 112007023194325-pat00025

이하에서는 송신기(100)에서 사용자 i의 파워를 구하는 방법에 대하여 설명한다. 여기서는 주어진 전송률 Ri와 최대 BER(bit error rate)에 대해 최소 전송 파워를 사용자 i에게 제공한다.Hereinafter, a method of obtaining the power of the user i in the transmitter 100 will be described. Here we provide user i with the minimum transmission power for a given rate R i and maximum bit error rate (BER).

사용자 K를 먼저 인코딩하고 사용자 1을 가장 나중에 인코딩하는 인코딩 순 서를 고려할 때, 다중 사용자 하향링크 채널에서 사용자 i에 대해 이룰 수 있는 전송률 Ri는 다음 수학식 17과 같다. The transmission rate R i that can be achieved for the user i in the multi-user downlink channel is given by Equation 17, considering the encoding order in which the user K is first encoded and the user 1 is later encoded.

Figure 112007023194325-pat00026
Figure 112007023194325-pat00026

Figure 112007023194325-pat00027
Figure 112007023194325-pat00027

따라서, 하향링크 파워 최소화 문제는 상기 수학식 17을 만족하는 전송률 제한하에서 최소 파워 P를 구하는 문제가 된다. 여기서, P = Σtr(S i) 이다. tr(·)는 행렬의 대각 원소(diagonal element)의 합이다. Therefore, the problem of minimizing the downlink power becomes a problem of obtaining the minimum power P under the transmission rate limitation satisfying the above-mentioned equation (17). Here, the P = Σtr (S i). tr (·) is the sum of the diagonal elements of the matrix.

ΓSH와 ΓPM은 실제 변조와 DPC로 인한 SNR 차이(gap)이다. ΓSH는 모듈로 연산으로 인한 손실(loss)인 세이핑 손실(shaping loss)로서, w가 균일하게 분포되는 데 기인한다. 이는 높은 SNR에서 약 1.53dB의 손실을 가져올 수 있다. ΓPM도 모듈로 연산으로 인한 손실로 파워 손실(power loss)과 모듈로 손실(modulo loss)이 있다. 파워 손실은 w의 파워가 u보다 커짐으로 인한 것으로, m-QAM에서 약 m/(m-1)의 손실을 가져와 성상 크기가 작을수록 크기가 커진다. QAM의 경우 1.2494dB, 16-QAM의 경우 0.2803dB, 64-QAM의 경우 0.0684dB의 손실이 생긴다. 모듈로 손실은 모듈로 연산에 의해 가장 근접하는 주변 심벌들이 증가함에 기인한다. 이를 구체적으로 설명하면, m-QAM의

Figure 112007023194325-pat00028
인데, 모듈로 연산에 의해
Figure 112007023194325-pat00029
가 된다. 따라서,
Figure 112007023194325-pat00030
이 되므로 ΓPM을 찾을 때 이를 고려해야 한다. 예를 들어, Pe = 10-6을 만족하기 위해서는 QAM의 경우 5×10-7의 차이(gap)를 이용해야 하고, 16-QAM의 경우 7.5×10-7, 64-QAM의 경우 8.75×10-7의 차이를 이용해야 한다.Γ SH and Γ PM are the SNR differences due to the actual modulation and DPC. Γ SH is a shaping loss, which is the loss due to modulo operation. This is due to the uniform distribution of w . This can lead to a loss of about 1.53 dB at high SNRs. Γ PM also has power loss and modulo loss due to loss due to modulo operation. The power loss is caused by the fact that the power of w is larger than u , resulting in a loss of about m / (m-1) in m-QAM, and the size becomes larger as the constellation size becomes smaller. 1.2494 dB for QAM, 0.2803 dB for 16-QAM, and 0.0684 dB for 64-QAM. The loss due to the modulo is due to the increase of the nearest surrounding symbols by the modulo operation. More specifically, the m-QAM
Figure 112007023194325-pat00028
By modulo operation
Figure 112007023194325-pat00029
. therefore,
Figure 112007023194325-pat00030
, So you have to take this into account when looking for Γ PM . For example, to satisfy Pe = 10 -6 , a gap of 5 × 10 -7 for QAM should be used, 7.5 × 10 -7 for 16-QAM, and 8.75 × 10 -7 for 64-QAM You should use a difference of -7 .

상기 수학식 17은 공분산 행렬 S i에 대해 볼록하지(convex)하지도 않고 오목(concave)하지도 않은 함수이다. 이에 의하면 일반적인 최적화 알고리즘에 의할 때 파워 제한을 만족하는 DPC 영역(region)을 찾기가 매우 어렵다.Equation (17) is a function that is neither convex nor concave with respect to the covariance matrix S i . According to this, it is very difficult to find the DPC region which satisfies the power limitation when the general optimization algorithm is used.

가상 전송률(virtual rate)을 다음 수학식 18과 같이 정의한다.The virtual rate is defined by the following equation (18).

Figure 112007023194325-pat00031
Figure 112007023194325-pat00031

가상 전송률을 이용하면 원하는 전송률과 BER에 대해 요구되는 SINR를

Figure 112007023194325-pat00032
로 계산할 수 있다.Using the virtual transmission rate, the required transmission rate and the required SINR for the BER
Figure 112007023194325-pat00032
.

상술한 바와 같이 주어진 파워 제한을 갖는 MIMO 하향링크 채널의 DPC 영역은 파워 제한 합을 갖는 MIMO 상향링크 채널의 용량 영역과 같다. 사용자 1이 먼저 디코딩되고 완전한 간섭 제거가 이루어진다고 한다면, 가상 상향링크에서 가능한 전송률은 다음 수학식 19와 같다.As described above, the DPC region of the MIMO downlink channel having the given power limit is equal to the capacity region of the MIMO uplink channel having the power limit sum. If user 1 is first decoded and complete interference cancellation is achieved, then the possible rate at the virtual uplink is: < EMI ID = 19.0 >

Figure 112007023194325-pat00033
Figure 112007023194325-pat00033

상기 수학식 19는 Pj에 대해 볼록 함수(convex function)이므로 일반적인 최적화 알고리즘을 적용할 수 있다.Since Equation 19 is a convex function for Pj, a general optimization algorithm can be applied.

결론적으로 수신기(200)에서 하나의 수신 안테나(290)를 가진 경우(Nr=1) 사용자 i의 파워는 다음 수학식 20과 같이 구할 수 있다.As a result, the power of the user i can be obtained by Equation (20) if the receiver 200 has one receiving antenna 290 (Nr = 1).

Figure 112007023194325-pat00034
Figure 112007023194325-pat00034

도 4는 DPC를 구현하는 방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart showing a method of implementing DPC.

도 4를 참조하면, 각 사용자에 대해 주어진 전송률을 만족하는 전송 파워 Pi를 구한다(S110). 이는 수학식 20에 따라 구할 수 있다.Referring to FIG. 4, a transmission power P i satisfying a given transmission rate is obtained for each user (S 110). This can be obtained according to Equation (20).

전송 파워 Pi에 따라 행렬 D i를 구한다(S120). 행렬 D i는 수학식 11과 같이 정의된다.A matrix D i is obtained according to the transmission power P i (S120). The matrix D i is defined as Equation (11).

행렬 D i를 이용하여 사용자 1부터 순서대로 S iA i를 구한다(S130). S iA i는 수학식 16와 수학식 10에 의해 구할 수 있다. S i and A i are obtained in order from the user 1 using the matrix D i (S130). S i and A i can be obtained by Equations (16) and (10).

공분산 행렬 Si를 이용하여 b i를 구한다(S140). b i는 수학식 9와 같이 구할 수 있다. B i is obtained using the covariance matrix S i (S140). b i can be obtained as shown in Equation (9).

b i를 이용하여 귀환 행렬 G를 구한다(S140). G는 ZF 또는 MMSE 방식에 따라 구할 수 있는 데, ZF의 경우 수학식 5에 의해 MMSE의 경우 수학식 6에 의해 구할 수 있다. b i is used to obtain a return matrix G (S140). G can be obtained according to the ZF or MMSE scheme. In the case of ZF, MMSE can be obtained from Equation (5) by Equation (6).

이로써 DPC부(150)와 전송처리부(160)에서 정해지는 모든 파라미터들이 결정되고, 송신기(100)는 정보 심벌 u을 처리하여 이를 전송 신호 x로 변환하여 각 사용자에게 전송한다.In this way, all the parameters determined by the DPC unit 150 and the transmission processing unit 160 are determined, and the transmitter 100 processes the information symbol u , converts it into a transmission signal x , and transmits it to each user.

DPC를 수행하는 다른 실시예에 있어서, QR 분해(QR decomposition)를 적용하여 DPC를 수행할 수 있다. 전송 안테나 행렬 B에서 사용자 i의 데이터가 곱해지는 벡터인 b i를 구하기 위하여는 QR 분해(Decomposition)를 사용할 수 있다. 송신기는 K개의 수신기로부터 채널 정보를 수집하여 다음 수학식과 같은 스택 행렬(H s)을 생성한다.In another embodiment for performing DPC, DPC may be performed by applying QR decomposition. In the transmission antenna matrix B , a vector for multiplying the data of user i, b i , can be obtained by using a QR decomposition. The transmitter collects the channel information from the K receivers and generates a stacking matrix H s as shown in the following equation.

Figure 112007023194325-pat00035
Figure 112007023194325-pat00035

여기서,

Figure 112007023194325-pat00036
는 i-번째 수신기에 대한 채널 벡터이며, 스택 행렬(H s)은 K 수신기의 채널 벡터(
Figure 112007023194325-pat00037
)를 스택(Stacking)하여 생성되는 행렬이다. 스택 행렬(H s)의 허미션 행렬(
Figure 112007023194325-pat00038
)은 수학식 10과 같이 QR 분해에 의해 유니터리 행렬(Unitary matrix; Q)과 상삼각 행렬(Upper triangular matrix; R)로 분리될 수 있다.here,
Figure 112007023194325-pat00036
Is the channel vector for the i-th receiver, and the stack matrix ( H s ) is the channel vector of the K receiver
Figure 112007023194325-pat00037
) Is stacked. The Hermitian matrix of the stack matrix ( H s )
Figure 112007023194325-pat00038
) Can be separated into a unitary matrix ( Q ) and an upper triangular matrix ( R ) by QR decomposition as shown in Equation (10).

Figure 112007023194325-pat00039
Figure 112007023194325-pat00039

따라서 스택 행렬은

Figure 112007023194325-pat00040
로 표현 된다. 유니터리 행렬(Q)에 전송 안테나 행렬(B)을 대입하면, 다음의 수학식이 얻어진다.Therefore,
Figure 112007023194325-pat00040
Lt; / RTI > When the transmission antenna matrix B is substituted for the unitary matrix Q , the following equation is obtained.

Figure 112007023194325-pat00041
Figure 112007023194325-pat00041

따라서 스택 행렬(H s)에 전송 안테나 행렬(B)을 처리한 후에는 하삼각 행렬(Lower triangular matrix; R H)를 얻을 수 있다. 전처리기에 의해 먼저 인코딩된 사용자의 간섭이 제거되기 때문에 각 사용자는 다른 사용자로부터 간섭(Interference)이 없는 상태가 된다.Therefore, after processing the transmit antenna matrix B in the stack matrix H s , a lower triangular matrix R H can be obtained. Since the interference of the user encoded first is removed by the preprocessor, each user is in a state of no interference from other users.

전송 안테나 행렬(B)에서 사용자 i의 데이터가 곱해지는 벡터인 b i를 다음 수학식에 의해 구할 수 있다. The vector b i , in which the data of the user i is multiplied, in the transmission antenna matrix B can be obtained by the following equation.

Figure 112007023194325-pat00042
Figure 112007023194325-pat00042

여기서, 각 Pi는 사용자 i의 수신기에 대한 전송 파워이며, q i는 유니터리 행렬(Q)의 i-번째 열(Column) 벡터이다.Where P i is the transmit power for the receiver of user i and q i is the i-th column vector of the unitary matrix Q.

도 5는 고정된 전송률에서 DPC를 구현하는 방법을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of implementing DPC at a fixed data rate.

도 5를 참조하면, 사용자 i의 수신기에 대하여 고정된 전송률(Ratei)로 전송되는 경우에 하향 링크의 전송률을 다음 수학식과 같이 계산될 수 있다.Referring to FIG. 5, when a user i is transmitted at a fixed rate (Rate i ) with respect to a receiver, the downlink transmission rate can be calculated by the following equation.

Figure 112007023194325-pat00043
Figure 112007023194325-pat00043

각 사용자에 대한 전송률이 정해지면, 각 사용자에 대하여 할당한 전송 파워(Pi)를 다음 수학식에 의해 구할 수 있다(S200).Once the transmission rate for each user is determined, the transmission power P i allocated to each user can be obtained by the following equation (S200).

Figure 112007023194325-pat00044
Figure 112007023194325-pat00044

사용자 i의 수신기에 대한 전송 파워(Pi)를 구한 후 수학식 24에 의해 b i를 계산한다(S210). b i 계산 후에는 행렬 G를 구한다(S220). 행렬 G는 ZF 또는 MMSE 방식에 따라 구할 수 있는데, ZF의 경우 수학식 5에 의하여, MMSE의 경우 수학식 6에 의해 구할 수 있다. The transmission power P i for the receiver of the user i is calculated, and then b i is calculated by the equation (24) (S210). b i after the calculation calculates the matrix G (S220). The matrix G can be obtained according to the ZF or MMSE scheme, where ZF can be obtained from Equation (5) and MMSE can be obtained from Equation (6).

송신기(100)는 정보 심벌(u)을 처리하여, 정보 심벌을 전송 신호(x)로 변환하여 각 사용자에게 전송한다.The transmitter 100 processes the information symbol u , converts the information symbol into a transmission signal x , and transmits the transmission signal x to each user.

도 6은 고정된 파워 하에서 DPC를 구현하는 방법을 나타낸 순서도이다. 사용자 i의 수신기에 대하여 전송 파워(Pi)가 정해지는 경우에 DPC를 수행하는 방법이다. 도 6을 참조하면, 고정된 전송 파워 하에서 각 사용자에 대한 전송률을 수학식 25에 의해 구한다(S300). 전송률이 정해지면 수학식 24에 의해 b i를 계산한다(S310). b i 계산 후에는 행렬 G를 구한다(S320). 6 is a flowchart illustrating a method of implementing DPC under fixed power. And DPC is performed when the transmission power P i is determined for the user i's receiver. Referring to FIG. 6, a transmission rate for each user under a fixed transmission power is obtained by Equation 25 (S300). When the transmission rate is determined, b i is calculated by the equation (24) (S310). b i after the calculation calculates the matrix G (S320).

송신기(100)는 DPC에 의하여 전송 심벌(u)을 처리하여 각 사용자에게 전송한다.Transmitter 100 processes transmission symbol u by DPC and transmits it to each user.

수학식 25 및 수학식 26에서의 Γmod 와 ΓTHP는 변조와 DPC에 의해 발생하는 손실이다. Γmod는 변조에 의한 손실(Loss)이다. 일반적으로 코딩되지 않은 상황에서 Pe=10-6을 만족하기 위하여는 Γmod=8.8dB가 필요하다.In Equations 25 and 26, Γ mod and Γ THP are losses caused by modulation and DPC. Γ mod is a loss due to modulation. Generally, Γ mod = 8.8 dB is required to satisfy Pe = 10 -6 in uncoded situations.

ΓTHP는 DPC의 구현에 따른 손실이다. 이상적인 DPC가 아닌 경우에는 세이핑 손실(shaping loss), 파워 손실(power loss) 및 모듈로 손실(modulo loss)과 같은 손실이 발생할 수 있다. 세이핑 손실(shaping loss)은 모듈로 연산으로 인한 손실로서 w i가 균일하게 분포되기 때문에 발생한다. 높은 SNR에서는 약 1.53dB 정도의 손실이 발생할 수 있다. 파워 손실(power loss)은 모듈로 연산에 의한 손실로서 파워가 증가하면서 발생한다. 파워 손실은 w의 파워가 u보다 커짐으로 인한 것으로, m-QAM에서 약 m/(m-1)의 손실을 가져와 성상 크기가 작을수록 크기가 커진다. QAM의 경우 1.2494dB, 16-QAM의 경우 0.2803dB, 64-QAM의 경우 0.0684dB의 손실이 발생할 수 있다. 모듈로 손실(modulo loss)은 모듈로 연산에 의해 가장 근접(nearest neighbor)하는 주변 심벌들이 증가함에 기인한다. Γ THP is the loss due to implementation of DPC. Losses such as shaping loss, power loss and modulo loss can occur if the ideal DPC is not used. Shaping loss is a loss due to modulo operation and occurs because w i is uniformly distributed. At high SNR, a loss of about 1.53dB may occur. The power loss is a loss due to a modulo operation and occurs when the power increases. The power loss is caused by the fact that the power of w is larger than u , resulting in a loss of about m / (m-1) in m-QAM, and the size becomes larger as the constellation size becomes smaller. 1.2494 dB for QAM, 0.2803 dB for 16-QAM, and 0.0684 dB for 64-QAM. Modulo loss is caused by the increase of nearest neighboring symbols by modulo operation.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 송신기에서 전송하려는 스트림의 개수가 k인 경우를 살펴본다. 먼저, 송신기에서 전송하는 스트림의 기본 개수로서 L이 지정될 수 있다(S400). L은 임의의 양의 정수로서, 예를 들어 L=1이 되면 하나의 전송 스트림이 지정되는 경우이다. Referring to FIG. 7, the case where the number of streams to be transmitted by the transmitter is k will be described. First, L may be designated as a basic number of streams transmitted from the transmitter (S400). L is an arbitrary positive integer. For example, when L = 1, one transport stream is designated.

스트림의 개수가 지정되면, 주어진 스트림 개수에서 최적의 성능을 나타내는 최대 지수를 생성한다(S410). 이때에 각 스트림의 성능 지수를 구하기 위하여 채널 정보를 이용할 수 있다.When the number of streams is designated, a maximum index indicating optimum performance is given in a given number of streams (S410). At this time, channel information can be used to obtain the performance index of each stream.

송신기는 수신기에 대한 채널 정보를 수집하여 각 수신기에 대한 성능 지수(Metric)를 결정할 수 있다. 채널 정보는 각 수신기에 대한 채널 상태를 담은 정보로서, 예를 들어 채널 행렬, 채널 벡터 또는 잡음 분산을 포함할 수 있다. 송신기는 각 수신기로부터 채널 정보를 귀환 받거나 또는 각 수신기로부터 전송된 귀환 데이터를 이용하여 채널 정보를 추출할 수 있다.The transmitter can collect channel information for the receiver and determine a metric for each receiver. The channel information is information on the channel state for each receiver, and may include, for example, a channel matrix, a channel vector or a noise variance. The transmitter can receive channel information from each receiver or extract channel information using feedback data transmitted from each receiver.

이러한 채널 정보에 의하여 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme; 이하 MCS)을 결정할 수 있다. 이와 함께 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)를 알 수 있으며, 송신기에서 전송하는 스트림에 대한 전송률 또는 수율(Throughput) 등의 성능 지수를 구할 수 있다.A Modulation and Coding Scheme (MCS) can be determined based on the channel information. In addition, the SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) can be known, and a performance index such as a transmission rate or a throughput with respect to a stream transmitted from a transmitter can be obtained.

전송 스트림의 개수가 선택되면, 채널 정보를 이용하여 각 스트림에 대한 성능 지수를 구하여 합 지수(Sum metric; 이하 Sm)을 구한다. 합 지수(Sm)는 S라는 사용자 조합에 대하여 전송할 때 성능 지수를 합하여 하나의 지수로 나타낸 값으 로, 다음의 수학식으로 나타낼 수 있다.When the number of transport streams is selected, sum indices (Sm) are obtained by obtaining performance indices for each stream using channel information. Sum sum (Sm) is a value obtained by summing the figure of merit when transmitted for a user combination S and expressed by one index, and can be expressed by the following equation.

Figure 112007023194325-pat00045
Figure 112007023194325-pat00045

여기서, mij s는 S라는 사용자 조합에 대하여 전송할 때, i-번째 사용자의 j-번째 스트림에 대한 성능 지수를 말한다. ki는 i-번째 사용자에 대한 스트림의 개수를 나타낸다. Here, m ij s is a figure of merit for the j-th stream of the i-th user when transmitting for a user combination of S. k i represents the number of streams for the i -th user.

합 지수(Sm)는 각 사용자의 성능 지수에 우선 순위(Priority; ρi)를 곱한 다음 수학식으로 나타낼 수도 있다.Sum sum (Sm) can be expressed by the following equation by multiplying the performance index of each user by the priority (ρ i ).

Figure 112007023194325-pat00046
Figure 112007023194325-pat00046

수학식 28의 합 지수는 각 사용자에 대한 성능 지수에 해당 사용자의 가중치를 반영함으로써 우선 순위가 높은 사용자에게는 높은 가중치를 부여한다.The summation exponent of Equation (28) reflects the weights of the users in the figure of merit for each user, thereby giving a high weight to users with high priorities.

k개의 스트림을 각 사용자에 할당하는 방식에 따라 수학식 27 또는 수학식 28의 합 지수가 달라질 수 있다. 송신기에서는 제한된 개수의 스트림에 대하여 가능한 높은 합 지수를 나타내는 k-최대 지수(Mk)를 다음 수학식에 의해 생성할 수 있다(S410).the summation exponent of Equation (27) or Equation (28) may be changed according to a method of allocating k streams to each user. The transmitter may generate a k-max exponent (M k ) indicating a possible sum exponent for a limited number of streams by the following equation (S410).

Figure 112007023194325-pat00047
Figure 112007023194325-pat00047

여기서, 최대 지수는 k개의 스트림을 전송할 때에 합 지수 중에서 최대인 값을 나타내며, Sk는 최대 지수를 가질 때 k개의 스트림이 할당되는 전송 조합을 의미한다. Here, the maximum exponent represents a maximum value of the sum exponent when k streams are transmitted, and S k denotes a transmission combination in which k streams are allocated when the maximum exponent is used.

또는, 각 사용자에 대한 성능 지수에 해당 사용자의 가중치를 반영하는 합 지수를 나타내는 수학식 28의 조합 중에서 최대가 되는 k-최대 지수(Mk)를 선택할 수도 있다(S410).Alternatively, it is possible to select the k -largest exponent (M k ) which is the maximum among the combinations of the equation (28) representing the sum index reflecting the user's weight to the performance index for each user (S410).

Figure 112007023194325-pat00048
Figure 112007023194325-pat00048

k-최대 지수(Mk)를 선택한 후에는 송신기에서 전송할 스트림의 개수를 n(n은 임의의 정수)개 증가시킨다(S420). 예를 들어, n이 정수 1이라면 k는 이전의 스트림의 개수에서 하나 증가하며, n이 정수 5라면 전송할 스트림의 개수는 5개가 증가한다. 다만, 전송할 스트림의 개수를 증가시키는 경우에 대해서만 언급하지만, 스트림의 개수를 감소시키는 경우에 대해서도 적용될 수 있다. 다시 말해서, n이 -1 이라면 스트림의 개수는 하나씩 감소할 수 있다.After selecting the k -max exponent (M k ), the number of streams to be transmitted by the transmitter is incremented by n (n is an arbitrary integer) (S420). For example, if n is an integer 1, k increases by one in the number of previous streams, and if n is an integer 5, the number of streams to be transmitted increases by five. However, only the case of increasing the number of streams to be transmitted is mentioned, but the present invention can also be applied to the case of reducing the number of streams. In other words, if n is -1, the number of streams can be reduced by one.

전송 스트림의 개수가 증가된 후에 수학식 29 또는 수학식 30을 적용하여 증가된 k개의 스트림을 전송할 때에 합 지수 중에서 최대 지수를 생성한다(S430). 최대 지수를 생성하기 위하여 채널 정보를 이용하여 각 스트림에 대한 성능 지수를 구한다. 스트림의 개수가 증가되면 증가된 개수의 스트림에 의하여 더 많은 사용자에게 전송할 수 있거나 또는 하나의 사용자에게 더 많은 스트림을 할당할 수 있다. 이러한 다양한 조합에 대하여 합 지수를 생성하고 이 중에서 최대 값을 가지는 최대 지수인 k-최대 지수(Mk)를 생성한다. After the number of transport streams is increased, a maximum exponent is generated from the sum exponent when transmitting k streams increased by applying Equation (29) or (30) (S430). The performance index for each stream is obtained using the channel information to generate the maximum index. When the number of streams is increased, it can be transmitted to more users by an increased number of streams, or more streams can be allocated to one user. For these various combinations, a sum exponent is generated and a k-max exponent (M k ), which is the maximum exponent having a maximum value, is generated.

k-최대 지수(Mk)를 이전 단계에서의 k-n 최대 지수(Mk -n)와 비교하는 단계를 수행한다(S440). k-최대 지수(Mk)가 이전 단계에서의 k-n 최대 지수(Mk -n)에 비하여 증가한 경우에는 다시 스트림의 개수를 n개 증가시켜 최대 지수를 생성하는 단계를 반복한다.The step of comparing the k -max index (M k ) with the kn maximum index (M k -n ) in the previous step is performed (S440). When the k-max index (M k ) is increased compared to the kn max index (M k -n ) in the previous step, the number of streams is increased by n and the maximum index is generated again.

k-최대 지수(Mk)가 k-n 최대 지수(Mk -n)에 비하여 증가하지 않거나 감소하는 경우에는 더 이상의 스트림의 개수는 증가시키지 아니하고 데이터를 전송한다(S450). 다시 말하면, 스트림의 개수를 증가시키면서 전송 성능을 나타내는 최대 지수가 증가하는 경우에는 계속적으로 스트림의 개수를 증가시키지만, 최대 지수가 감소하는 경우에는 더 이상의 스트림의 개수는 증가시키지 아니한다.If the k-max index (M k ) does not increase or decrease with respect to the kn max index (M k -n ), the data is transmitted without increasing the number of streams further (S450). In other words, if the maximum index indicating the transmission performance increases while increasing the number of streams, the number of streams is continuously increased. However, if the maximum index is decreased, the number of streams is not increased any more.

최대 지수에 따라 다수의 스트림을 전송할 수 있는데, 상기에서 k-n 개의 스 트림이 있을 때 k-n 최대 지수(Mk -n)가 가장 높으므로, k-n 최대 지수(Mk -n)를 만족하는 조합에 대하여 복수의 스트림을 전송할 수 있다. 또는 k 개의 스트림이 있을 때 k-최대 지수(Mk)를 만족하는 조합에 대하여 복수의 스트림을 전송할 수도 있다. Since we can transmit a large number of streams according to the maximum exponent, where the kn max maximum exponent (M k -n ) is highest when there are kn stream quantities in the above, the combination satisfying the kn max exponent (M k -n ) A plurality of streams can be transmitted. Or may transmit a plurality of streams for a combination that satisfies the k -max exponent (M k ) when there are k streams.

최대 지수에 따라 각 사용자에 대한 스트림을 인코딩하고, 맵퍼에 의하여 성상 심벌을 생성한다. 전처리기에 의하여 DPC를 수행하여 송신 안테나를 통해서 데이터를 전송한다. 상기와 같이, 최대 지수에 따른 사용자 조합이 결정되고 각 사용자에 전송될 스트림의 전송률 또는 수율인 성능 지수에 따라 DPC를 수행하여 사용자 데이터를 전송할 수 있다.Encodes the stream for each user according to the maximum exponent, and generates a constellation symbol by the mapper. DPC is performed by a preprocessor and data is transmitted through a transmission antenna. As described above, the user combination according to the maximum index is determined and the user data can be transmitted by performing the DPC according to the performance index, which is the transmission rate or the yield of the stream to be transmitted to each user.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 먼저 N(1이상의 정수) 개의 후보 스트림에 대하여 각 후보 스트림에 대한 성능 지수를 생성한다(S500). 여기서, 후보 스트림이란 송신기에서 전송해야 될 N개의 스트림을 말한다. 성능 지수는 하나의 스트림에 대한 성능을 나타내는 지수로서, 예를 들어 전송률 또는 수율 등이 될 수 있다. Referring to FIG. 8, a performance index for each candidate stream is generated for N (one or more integers) candidate streams (S500). Here, the candidate stream refers to N streams to be transmitted by the transmitter. The figure of merit is an index representing the performance for one stream, for example, a data rate or a yield rate.

각 후보 스트림에 대하여 성능 지수를 생성하여, 성능 지수 중에서 최대 값인 최대 성능 지수를 가지는 후보 스트림을 제1 전송 스트림으로 선택한다(S510). 스트림의 개수가 하나일때, 최대 성능 지수는 최대 지수가 된다.A performance index is generated for each candidate stream, and a candidate stream having a maximum performance index which is the maximum value among the performance indexes is selected as the first transport stream (S510). When the number of streams is one, the maximum figure of merit becomes the maximum figure.

제1 전송 스트림이 선택되면, 제1 스트림과 나머지 후보 스트림 중에서 하나 이상의 후보 스트림을 포함하는 조합을 생성할 수 있다(S520). 이러한 조합은 후보 스트림의 개수에 따라 다양한 조합이 생성될 수 있고, 각 조합은 제1 전송 스 트림을 포함한다. When the first transport stream is selected, a combination including one or more candidate streams among the first stream and the remaining candidate streams may be generated (S520). These combinations can be generated in various combinations according to the number of candidate streams, and each combination includes a first transmission stream.

따라서 조합에 포함되는 각 스트림의 성능 지수를 구하고, 상기 성능 지수의 합하여 합 지수를 구한다. 각 조합에 대하여 해당 조합에 포함되는 각 스트림의 성능지수의 합인 합 지수를 생성하되, 이 중에서 최대 값을 가지는 최대 지수를 생성한다. 최대 지수를 만족시키는 조합에서 제1 전송 스트림을 제외한 스트림인 제2 전송 스트림으로 선택된다(S530). 따라서 제1 전송 스트림과 제2 전송 스트림을 포함하는 조합이 최대 지수를 만족하는 조합이 된다.Therefore, the performance index of each stream included in the combination is obtained, and the sum of the performance indices is obtained as a sum index. For each combination, a sum exponent of the sum of the performance indices of each stream included in the corresponding combination is generated, and a maximum exponent having a maximum value is generated. In the combination satisfying the maximum exponent, the second transport stream is selected as the stream excluding the first transport stream (S530). Therefore, the combination including the first transport stream and the second transport stream is a combination that satisfies the maximum exponent.

최대 지수는 전송 성능을 나타내는 지표로서, 최대 지수가 증가하면 전송 성능이 증가한다. 따라서 최대 지수가 증가하는지 여부를 판단하여 전송 성능이 증가되는지를 판단한다(S540). The maximum index is a measure of the transmission performance. As the maximum index increases, the transmission performance increases. Therefore, it is determined whether the maximum index is increased or not (S540).

전송 성능이 증가되면 다시 후보 스트림을 추가하여 복수의 조합을 생성한다. 상기 생성된 각 조합에 대하여 합 지수를 구하고, 이 중에서 최대 값을 가지는 최대 지수를 생성하여, 제1 전송 스트림과 제2 전송 스트림을 제외한 제3 전송 스트림을 선택하는 단계를 반복한다.When the transmission performance is increased, a candidate stream is added again to generate a plurality of combinations. A sum exponent is calculated for each of the generated combinations, a maximum exponent having a maximum value is generated, and a third transport stream excluding the first transport stream and the second transport stream is selected.

다만, 전송 성능이 증가되지 않으면 더 이상 후보 스트림을 추가 시키지 아니하고 선택된 스트림에 DPC를 수행하여 송신한다(S550). However, if the transmission performance is not increased, the DPC is transmitted to the selected stream without adding the candidate stream any more (S550).

이상과 같이, 후보 스트림 중에서 스트림의 개수를 증가시키면서 전송 성능이 최대로 되는 스트림의 조합을 구한다. 따라서 복수의 스트림을 전송하면서도 전송 성능이 최대로 되는 조합을 구할 수 있다. 선택된 조합에 대하여 DPC를 수행함으로써 다중 사용자에게 복수의 스트림을 전송할 수 있다.As described above, a combination of streams is obtained in which the transmission performance is maximized while increasing the number of streams in the candidate streams. Therefore, a combination in which a plurality of streams are transmitted and transmission performance is maximized can be obtained. A plurality of streams can be transmitted to multiple users by performing DPC on the selected combination.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법에서의 전송 조합을 생성하는 일례이다. 도 9를 참조하면, 한 명의 사용자에 대하여 최대 하나의 스트림이 할당되어 전송하는 경우를 살펴본다. 9 is an example of generating a transmission combination in the data transmission method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, a case where a maximum of one stream is allocated to one user and transmitted is described.

먼저, 스트림의 개수를 하나로 지정한 k에 1을 지정한다. 5명의 사용자에 대하여 스트림의 개수가 하나로 지정되는 경우는 5명의 사용자에 각각 하나씩 스트림을 지정하는 다섯 가지 경우가 있다. 따라서 5가지 경우에 대하여 합 지수를 계산하여 제1 최대 지수(M1)를 생성한다. 여기서, 합 지수는 성능 지수를 합하였고, 성능 지수로는 전송률을 적용하였다. First, 1 is set to k in which the number of streams is specified as one. In the case where the number of streams is designated as one for five users, there are five cases in which a stream is assigned to each of five users. Therefore, the sum exponent is calculated for five cases to generate the first maximum exponent (M 1 ). Here, the sum index is summed up with the performance index, and the performance index is applied as the transmission rate.

예를 들어, 1번 사용자에게는 전송률이 0.2, 2번 사용자에게는 0.3, 3번 사용자에게는 0.4, 4번 사용자에게는 1.0 및 5번 사용자에게는 1.2라고 하자. 이 경우에는 5번 사용자에 대한 전송률이 최대가 되어 1개의 스트림이 주어지는 상황하에서는 5번 사용자에게 데이터를 전송하는 것이 전송 성능을 가장 높일 수 있다. 따라서 제1 최대 지수(M1)은 1.2가 되며, 이때의 조합 S1은 (5)이다. 여기서, 전송률에 대하여는 단순히 상대적인 크기를 비교하기 위하여 단위를 명기하지 않았다. For example, assume that the transmission rate is 0.2 for user # 1, 0.3 for user # 2, 0.4 for user # 3, 1.0 for user # 4, and 1.2 for user # 5. In this case, the transmission performance can be maximized by transmitting data to the fifth user under a situation in which the transmission rate for the fifth user is maximized and one stream is given. Therefore, the first maximum exponent M 1 is 1.2, and the combination S 1 at this time is (5). Here, for the transmission rate, the unit is not specified simply to compare the relative sizes.

스트림의 개수를 하나 증가시켜 두 개의 스트림을 전송한다. 두 개의 스트림을 전송하기 위한 조합으로는 5번 사용자에 하나의 스트림을 전송하는 것을 포함한다. 제1 최대 지수를 만족하는 경우가 5번 사용자에게 하나의 스트림을 전송하는 경우이기 때문이다. 따라서 (5, 1), (5, 2), (5, 3) 및 (5, 4)의 조합이 있다. Increases the number of streams by one to send two streams. The combination for transmitting two streams includes transmitting one stream to user 5. And the case where the first maximum exponent is satisfied is a case where one stream is transmitted to the fifth user. Therefore, there is a combination of (5, 1), (5, 2), (5, 3) and (5, 4).

(5, 1)은 첫 번째 스트림은 5번 사용자에게 전송하고 두 번째 스트림은 1번 사용자에게 전송하는 것을 말한다. 다만, 첫 번째 스트림과 두 번째 스트림 등은 단순히 스트림을 구분하기 위한 것이며 순서를 지칭한 것은 아니다. 5번 사용자에게는 전송률이 1.0이고, 1번 사용자에게 전송률이 0.3이라면, 합 지수(여기서는 전송률의 합)는 1.3이 된다.(5, 1) refers to transmitting the first stream to user # 5 and transmitting the second stream to user # 1. However, the first stream and the second stream are simply for distinguishing streams, and are not referred to as sequences. If the transmission rate is 1.0 for the user # 5 and the transmission rate is 0.3 for the user # 1, the sum exponent (here, the sum of the transmission rates) is 1.3.

(5, 2)는 첫 번째 스트림은 5번 사용자에게 전송하고 두 번째 스트림은 2번 사용자에게 전송한다. 여기서 5번 사용자에 대한 전송률이 0.5이고 2번 사용자에 대한 전송률이 0.9라면, 합 지수는 1.4가 된다.(5, 2) transmits the first stream to user # 5, and transmits the second stream to user # 2. Here, if the transmission rate for user # 5 is 0.5 and the transmission rate for user # 2 is 0.9, the sum index is 1.4.

(5, 3)은 5번 사용자와 3번 사용자에게 스트림을 하나씩 전송하는 것이다. 5번 사용자에 대한 전송률은 0.9이고 3번 사용자에 대한 전송률은 0.8이라면 합 지수는 1.7이 된다.(5, 3) is to transmit one stream to user # 5 and user # 3. If the data rate for user # 5 is 0.9 and the data rate for user # 3 is 0.8, the summed index is 1.7.

(5, 4)은 5번 사용자와 4번 사용자에게 스트림을 하나씩 전송하는 것이다. 5번 사용자에 대한 전송률은 0.5이고 4번 사용자에 대한 전송률은 0.3이라면 합 지수는 0.8이 된다.(5, 4) is to transmit one stream to user # 5 and user # 4. If the transmission rate for user # 5 is 0.5 and the transmission rate for user # 4 is 0.3, the sum exponent is 0.8.

따라서 상기 네 가지의 조합으로의 전송에 있어서 성능이 가장 우수한 조합을 선택하기 위하여 합 지수를 비교한다. 합 지수가 최대인 (5, 3) 조합이 선택되며, 이때의 전송률의 합인 1.7이 제2 최대 지수(M2)이며, 이때의 조합 S2은 (5, 3)이다.Therefore, the sum exponent is compared to select the combination having the best performance in transmission of the above four combinations. (5, 3) combinations with the maximum sum index being selected, and the sum of the transmission rates at this time is 1.7, the second maximum index (M 2 ), and the combination S 2 is (5, 3).

제2 최대 지수(M2)가 제1 최대 지수(M1) 보다 크므로, 다시 스트림의 개수를 하나 증가시킨다. 스트림의 개수가 3개가 되면, 3번 및 5번 사용자를 포함하는 조 합은 (5, 3, 1), (5, 3, 2) 및 (5, 3, 4)의 3가지 조합이 있다. Since the second maximum index M 2 is larger than the first maximum index M 1 , the number of streams is increased by one again. When the number of streams is three, there are three combinations of (5, 3, 1), (5, 3, 2) and (5, 3, 4).

(5, 3, 1)은 세 개의 스트림을 5번 사용자, 3번 사용자 및 1번 사용자에게 하나씩 전송하는 것을 말한다. 5번 사용자에게는 전송률이 0.3이고 3번 사용자에게는 전송률이 0.5이며 1번 사용자에게는 전송률이 0.5라고 하면, 합 지수(여기서는 전송률의 합)는 된다.(5, 3, 1) refers to transmitting three streams one by one to user # 5, user # 3 and user # 1. If the transmission rate is 0.3 for user # 5, the transmission rate is 0.5 for user # 3, and the transmission rate is 0.5 for user # 1, the sum exponent (here, the sum of transmission rates) is obtained.

(5, 3, 2)는 5번 사용자, 3번 사용자 및 2번 사용자에게 하나의 스트림을 전송한다. 5번 사용자에게는 전송률이 0.7이고 3번 사용자에게는 전송률이 0.5이며 2번 사용자에게는 전송률이 0.4라고 하면, 합 지수는 1.6이 된다.(5, 3, 2) transmits one stream to user # 5, user # 3, and user # 2. For the 5th user, the transmission rate is 0.7, for the 3th user, the transmission rate is 0.5, and for the 2th user, the transmission rate is 0.4.

(5, 3, 4)는 5번 사용자, 3번 사용자 및 4번 사용자에게 하나의 스트림을 전송한다. 5번 사용자에게는 전송률이 0.3이고 3번 사용자에게는 전송률이 0.4이며 4번 사용자에게는 전송률이 0.8라고 하면, 합 지수는 1.5이 된다.(5, 3, 4) transmits one stream to user # 5, user # 3 and user # 4. For the fifth user, the transmission rate is 0.3, for the third user, the transmission rate is 0.4, and for the fourth user, the transmission rate is 0.8, the sum index is 1.5.

따라서 상기 세 개의 조합에서 전송률의 합이 가장 큰 값인 1.6이 제3 최대 지수(M3)가 된다. 제3 최대 지수(M3)가 되는 조합 S3은 (5, 3, 2)이다. 제3 최대 지수(M3)와 제2 최대 지수(M2)를 비교한다. 제3 최대 지수 값이 제2 최대 지수 값에 비하여 오히려 작으므로, 더 이상의 스트림의 개수를 늘리는 단계를 수행하지 아니한다. Therefore, in the above three combinations, 1.6, which is the maximum value of the sum of the transmission rates, becomes the third maximum index (M 3 ). The combination S 3 that becomes the third maximum index (M 3 ) is (5, 3, 2). The third maximum index (M 3 ) is compared with the second maximum index (M 2 ). Since the third maximum exponent value is rather small compared to the second maximum exponent value, the step of increasing the number of more streams is not performed.

최대 지수에 따라 다수의 스트림을 전송할 수 있는데, 상기에서 두 개의 스트림이 있을 때 제2 최대 지수(M2)가 가장 높으므로, 제2 최대 지수(M2)를 만족하는 조합 S2에 대하여 두 개의 스트림을 전송할 수 있다. 따라서 5번 사용자에 대하여는 0.9, 3번 사용자에 대하여는 0.8의 전송률로 데이터를 전송할 수 있다. 이때 각 사용자에 전송할 스트림에 대하여 DPC를 수행하여 전송한다.A plurality of streams can be transmitted according to the maximum index. Since the second maximum index (M 2 ) is the highest when there are two streams in the above, for the combination S 2 satisfying the second maximum index (M 2 ) ≪ / RTI > streams. Therefore, the data can be transmitted at a transmission rate of 0.9 for user # 5 and at a transmission rate of 0.8 for user # 3. At this time, DPC is performed on the stream to be transmitted to each user and is transmitted.

또는 세 개의 스트림이 있을 때 제3 최대 지수(M3)를 만족하는 조합에 대하여 세 개의 스트림을 전송할 수도 있다. Or when there are three streams it may be transmitted to the three streams for the combination of 3 satisfies the maximum index (M 3).

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법에서의 전송 조합을 생성하는 일례이다. 도 10을 참조하면, 동일한 사용자에 대하여 다수의 스트림이 전송될 수 있는 경우를 살펴본다. 여기서, 합 지수는 성능 지수를 합하였고, 성능 지수로는 전송률을 적용하였다. 10 is an example of generating a transmission combination in the data transmission method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, a case where a plurality of streams can be transmitted to the same user will be described. Here, the sum index is summed up with the performance index, and the performance index is applied as the transmission rate.

먼저, 스트림의 기본 개수를 하나로 하여 k=1 을 지정한다. 데이터를 전송 받을 사용자가 5명 있다면, 스트림의 개수가 하나인 경우에는 각각 사용자 한 명에 하나의 스트림을 보내는 다섯 가지 경우가 있다. 1번 사용자에게 전송하는 경우 전송률(r11)이 1.0, 2번 사용자에게 전송하는 경우 전송률(r21)이 1.2, 3번 사용자에게 전송하는 경우 전송률(r31)이 0.5, 4번 사용자에게 전송하는 경우 전송률(r41)이 0.4, 5번 사용자에게 전송하는 경우 전송률이 전송률(r51)이 0.2라고 하자. 여기서, rij는 i-번째 사용자에 대한 j-번째 스트림의 전송률을 말한다. 따라서, 제1 최대 지수(M1)는 2번 사용자에 대하여 하나의 스트림을 전송할 때의 전송률인 1.2이며, 조합 S1은 (2)이다. 여기서, 전송률에 대하여는 단순히 상대적인 크기를 비교하기 위하여 단위를 명기하지 않았다. First, the basic number of streams is taken as one and k = 1 is specified. If there are 5 users to receive data, there are five cases where one stream is sent to each user when there are one stream. When transferring to the user # 1 rate (r 11) is 1.0, the case of transmitting to the user # 2 rate (r 21) when transmitting to the user the 1.2 and 3 rate (r 31) is sent to the 0.5 and 4 users (R 41 ) is 0.4, and the transmission rate (r 51 ) is 0.2 when the transmission is performed to the user 5. Here, r ij is the transmission rate of the j-th stream for the i-th user. Therefore, the first maximum index M 1 is 1.2, which is the transmission rate when one stream is transmitted to the second user, and the combination S 1 is (2). Here, for the transmission rate, the unit is not specified simply to compare the relative sizes.

스트림의 개수를 하나 증가시켜 k=2를 지정한다. 스트림의 개수가 두 개인 경우에 2번 사용자에게 하나의 스트림을 전송하는 조합을 포함한다. 하나의 스트림을 전송할 때 최대 성능을 나타내는 조합 S1이 (2)이기 때문이다. 다만, 동일한 사용자에게 다수의 스트림이 할당되어 전송될 수 있으므로, 2번 사용자를 포함하는 조합은 (2, 1), (2, 2), (2, 3), (2, 4) 및 (2, 5)가 있다. 여기서 (2, 2)은 첫 번째 스트림도 2번 사용자에게 할당되고, 두 번째 스트림도 2번 사용자에게 할당된다는 의미로서 2번 사용자에게 두 개의 스트림이 할당된다는 것이다. 다만, 첫 번째와 두 번째 스트림은 단순히 스트림을 구분하기 위한 것이며 순서를 지칭한 것은 아니다.The number of streams is increased by one to designate k = 2. And a combination of transmitting one stream to the second user when the number of streams is two. This is because the combination S 1 that represents the maximum performance when transmitting one stream is (2). (2, 2), (2, 3), (2, 4), and (2) , 5). Here, (2, 2) means that the first stream is also allocated to the second user, and the second stream is also allocated to the second user, that is, two streams are allocated to the second user. However, the first and second streams are simply for distinguishing streams, and are not referred to as sequences.

따라서 상기의 다섯 가지 경우의 조합에 대하여 각각 전송률을 살펴 본다. (2, 1)에 대하여는 첫 번째 스트림의 전송률(r21)은 0.7이고, 두 번째 스트림의 전송률(r11)은 0.6이라면 합 지수(전송률의 합)는 1.3이 된다. (2, 2)의 조합에 대해서는 첫 번째 스트림에 대한 2번 사용자의 전송률(r21)은 0.5이고, 두 번째 스트림에 대한 전송률(r22)은 0.6이라면 합 지수는 1.1이 된다. 이와 함께 (2, 3) 조합에 대하여도 첫 번째 스트림에 대한 2번 사용자의 전송률(r21)은 0.4이고, 두 번째 스트림에 대한 3번 사용자에 대한 전송률(r31)은 0.5이라면 합 지수는 0.9이 된다. (2, 4) 조합에 대하여는 첫 번째 스트림에 대한 2번 사용자의 전송률(r21)은 0.7이 고, 두 번째 스트림에 대한 3번 사용자에 대한 전송률(r41)은 1.0이라면 합 지수는 1.4가 된다. (2, 5) 조합에 대하여는 첫 번째 스트림에 대한 2번 사용자의 전송률(r21)은 0.3이고, 두 번째 스트림에 대한 5번 사용자에 대한 전송률(r51)은 0.4이라면 합 지수는 0.7이 된다.Therefore, the transmission rate is examined for each combination of the above five cases. (R 21 ) of the first stream is 0.7 for the second stream (2, 1), and the sum exponent (sum of the transmission rates) is 1.3 when the second stream r 11 is 0.6. (R 21 ) for the first stream is 0.5, and the transmission rate (r 22 ) for the second stream is 0.6, the sum exponent is 1.1 for the combination of (2, 2). In addition, for the combination (2, 3), the second user's transmission rate (r 21 ) for the first stream is 0.4, and the transmission rate (r 31 ) for the third user for the second stream is 0.5, 0.9. (R 21 ) for the first stream is 0.7 and the transmission rate (r 41 ) for the third user is 1.0 for the second stream, the sum exponent is 1.4 do. (R 21 ) for the first stream is 0.3 and the transmission rate (r 51 ) for the fifth stream is 0.4 for the second stream, the sum exponent is 0.7 for the combination of (2, 5) .

따라서 상기 조합에 대한 전송률의 합 중에서 최대 값은 (2, 4) 조합에 대한 합 지수인 1.7이 된다. 두 개의 스트림으로 전송되는 경우에는 2번 사용자와 4번 사용자에게 전송되는 S2 조합인 경우에 제2 최대 지수(M2)를 가진다.Therefore, the maximum value among the sum of the transmission rates for the combination is 1.7, which is the sum index for the combination of (2, 4). And has a second maximum index (M 2 ) in the case of a combination of S 2 transmitted to the second user and the fourth user transmitted in the two streams.

상기 제2 최대 지수(M2)와 제1 최대 지수(M1)를 비교한다. 제2 최대 지수(M2)가 제1 최대 지수(M1) 보다 크므로 다시 스트림의 개수를 증가시키고 전송률의 계산을 반복한다.The second maximum index (M 2 ) is compared with the first maximum index (M 1 ). Since the second maximum index (M 2 ) is larger than the first maximum index (M 1 ), the number of streams is increased again and the calculation of the transmission rate is repeated.

스트림의 개수를 하나 증가시켜 k=3을 지정한다. 스트림의 개수가 세 개인 경우에 2번 사용자와 4번 사용자에 스트림을 각각 하나씩 전송하는 조합을 포함한다. 다만, 동일한 사용자에게 다수의 스트림이 할당되어 전송될 수 있으므로, 2번 사용자와 4번 사용자를 포함하는 조합은 (2, 4, 1), (2, 4, 2), (2, 4, 3), (2, 4, 4) 및 (2, 4, 5)가 있다. Increase the number of streams by one to specify k = 3. And a combination of transmitting streams one by one to users # 2 and # 4 when the number of streams is three. (2, 4, 1), (2, 4, 2), (2, 4, 3) ), (2, 4, 4) and (2, 4, 5).

2번, 4번 및 1번 사용자에게 스트림을 할당하는 경우에 첫 번째 스트림을 2번 사용자에게 전송하고 두 번째 스트림은 4번 사용자에게 전송하고 세 번째 스트림은 1번 사용자에게 전송하는 경우에 각 전송률 (r21, r41, r11)는 (0.4, 0.3, 0.4) 라고 하자. 합 지수는 1.1이 된다.When a stream is allocated to users # 2, # 4 and # 1, the first stream is transmitted to the second user, the second stream is transmitted to the fourth user, and the third stream is transmitted to the first user, (r 21 , r 41 , r 11 ) is (0.4, 0.3, 0.4). The sum index is 1.1.

(2, 4, 2)의 조합에서는 2번 사용자에게 두 개의 스트림을 할당하고, 4번 사용자에게 한 개의 스트림을 할당하는 경우이다. 첫 번째 스트림을 2번 사용자에게 전송하고 두 번째 스트림은 4번 사용자에게 전송하고 세 번째 스트림은 다시 2번 사용자에게 전송하는 경우에 각 전송률 (r21, r41, r22)는 (0.4, 0.5, 0.7)라고 하자. 여기서, 2번 사용자에게 스트림이 두 개가 할당되므로 세 번째 스트림에 대한 전송률은 r22로 나타낼 수 있다. 각 전송률을 더한 합 지수는 1.6이 된다.(2, 4, 2), two streams are assigned to the second user and one stream is assigned to the fourth user. (R 21 , r 41 , r 22 ) is (0.4, 0.5) when the first stream is transmitted to the second user, the second stream is transmitted to the fourth user and the third stream is transmitted to the second user again. , 0.7). Here, since two streams are allocated to the second user, the transmission rate for the third stream can be represented by r 22 . The sum exponent plus each rate is 1.6.

(2, 4, 3)의 조합에서는 첫 번째 스트림을 2번 사용자에게 전송하고 두 번째 스트림은 4번 사용자에게 전송하고 세 번째 스트림은 3번 사용자에게 전송한다. 각 전송률 (r21, r41, r31)는 (0.2, 0.5, 0.5)라고 하자. 합 지수는 1.2가 된다.(2, 4, 3), the first stream is transmitted to the second user, the second stream is transmitted to the fourth user, and the third stream is transmitted to the third user. Let each transmission rate (r 21 , r 41 , r 31 ) be (0.2, 0.5, 0.5). The sum index is 1.2.

(2, 4, 4)의 조합에서는 첫 번째 스트림을 2번 사용자에게 전송하고 두 번째와 세 번째 스트림은 4번 사용자에게 전송한다. 각 전송률 (r21, r41, r42)는 (0.6, 0.4, 0.3)라고 하자. 합 지수는 1.3가 된다.(2, 4, 4), the first stream is transmitted to the second user and the second and third streams are transmitted to the fourth user. Let each transmission rate (r 21 , r 41 , r 42 ) be (0.6, 0.4, 0.3). The sum index is 1.3.

(2, 4, 5)의 조합에서는 첫 번째 스트림을 2번 사용자에게 전송하고 두 번째 스트림은 4번 사용자에게 전송하고 세 번째 스트림은 5번 사용자에게 전송한다. 각 전송률 (r21, r41, r51)는 (0.7, 0.3, 0.4)라고 하자. 합 지수는 1.4가 된다.(2, 4, 5), the first stream is transmitted to the second user, the second stream is transmitted to the fourth user, and the third stream is transmitted to the fifth user. Let each transmission rate (r 21 , r 41 , r 51 ) be (0.7, 0.3, 0.4). The sum index is 1.4.

따라서 전송률의 합의 값 중에서 최대가 되는 값 1.6이 제3 최대 지수(M3)이며, 이때의 조합 S3은 (2, 4, 2)이다.다. 제3 최대 지수(M3)와 제2 최대 지수(M2)를 비교하면, 제3 최대 지수(M3)가 제2 최대 지수(M2)에 비하여 작다.Therefore, the maximum value 1.6 of the sum of the transmission rates is the third maximum index (M 3 ), and the combination S 3 at this time is (2, 4, 2). When the third maximum index M 3 and the second maximum index M 2 are compared, the third maximum index M 3 is smaller than the second maximum index M 2 .

따라서 더 이상의 스트림의 개수는 증가시키지 아니하고 스트림을 전송한다. 다수의 스트림을 전송하기 위해서는 다수의 스트림을 인코딩하고, 성상 심벌로 맵핑한 후에 DPC를 수행하여 송신 안테나를 통하여 전송한다.Therefore, the stream is transmitted without increasing the number of streams. In order to transmit a plurality of streams, a plurality of streams are encoded, and after mapping to constellation symbols, DPC is performed and transmitted through transmission antennas.

최대 지수에 따라 다수의 스트림을 전송할 수 있는데, 상기에서 두 개의 스트림이 있을 때 제2 최대 지수(M2)가 가장 높으므로, 제2 최대 지수(M2)를 만족하는 조합 S2에 대하여 두 개의 스트림을 전송할 수 있다. 따라서 2번 사용자에 대하여는 0.7, 4번 사용자에 대하여는 1.0의 전송률로 데이터를 전송하며, 각 사용자에 전송할 스트림에 대하여 DPC를 수행하여 전송한다.A plurality of streams can be transmitted according to the maximum index. Since the second maximum index (M 2 ) is the highest when there are two streams in the above, for the combination S 2 satisfying the second maximum index (M 2 ) ≪ / RTI > streams. Therefore, the data is transmitted at a rate of 0.7 for the second user and a transmission rate of 1.0 for the fourth user, and DPC is performed on the stream to be transmitted to each user.

또는 세 개의 스트림이 있을 때 제3 최대 지수(M3)를 만족하는 조합에 대하여 세 개의 스트림을 전송할 수도 있다.Or when there are three streams it may be transmitted to the three streams for the combination of 3 satisfies the maximum index (M 3).

이상과 같이, 스트림의 개수를 증가시키면서 전송 성능이 최대화되는 최대 지수를 구한다. 따라서 스트림의 개수가 유동적인 경우에도 전송 성능을 최대화시킬 수 있어 가변적인 무선 통신 환경에 유리하다. 이와 함께, 채널 정보를 이용함으로써 채널의 상태에 따른 전송 성능을 조절할 수 있어 시변하는 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 성능을 높일 수 있다.As described above, the maximum index for maximizing the transmission performance is obtained while increasing the number of streams. Therefore, even when the number of streams is flexible, transmission performance can be maximized, which is advantageous for a variable wireless communication environment. In addition, by using the channel information, it is possible to control the transmission performance according to the state of the channel, thereby improving the data transmission performance in the time varying wireless communication system.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.The present invention may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. (DSP), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), a processor, a controller, a microprocessor, and the like, which are designed to perform the above- , Other electronic units, or a combination thereof. In software implementation, it may be implemented as a module that performs the above-described functions. The software may be stored in a memory unit and executed by a processor. The memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. You will understand. Therefore, it is intended that the present invention covers all embodiments falling within the scope of the following claims, rather than being limited to the above-described embodiments.

상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 전송할 복수의 스트림을 사용자 조합에 효율적으로 스케줄링하여, 이를 프리코딩 또는 DPC에 의하여 전송함으로써 데이터 전송 성능을 높일 수 있다. 또한 가변적인 스트림의 개수와 이를 전송할 사용자의 조합을 다양하게 변경시킴으로 높은 전송 성능을 구현할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently schedule a plurality of streams to be transmitted to a user combination and transmit the streams by precoding or DPC, thereby improving data transmission performance. In addition, it is possible to realize high transmission performance by variously changing the number of variable streams and the combination of users to transmit them.

Claims (10)

N(N은 2 이상의 정수)개의 후보 스트림들로부터 복수의 전송 스트림을 선택하여, 상기 복수의 전송 스트림을 전송하는 데이터 전송 방법에 있어서, A data transmission method for selecting a plurality of transport streams from N (N is an integer of 2 or more) candidate streams and transmitting the plurality of transport streams, 상기 N개의 후보 스트림들 중 하나의 후보 스트림이 전송되는 경우에 대해, 각 후보 스트림에 대한 전송률을 구하는 단계;Obtaining a transmission rate for each candidate stream when one candidate stream among the N candidate streams is transmitted; 상기 각 후보 스트림에 대한 전송률들 중에서 최대 값을 가지는 후보 스트림을 제1 전송 스트림으로 선택하는 단계;Selecting a candidate stream having a maximum value among the transmission rates for each candidate stream as a first transport stream; 상기 제1 전송 스트림과 나머지 후보 스트림들 중 하나의 후보 스트림으로 구성되는 조합들 각각이 전송되는 경우에 대해, 스트림들의 전송률들의 합이 최대인 조합에 포함된 후보 스트림을 제2 전송 스트림으로 선택하는 단계; 및When a combination of the first transport stream and one of the remaining candidate streams is transmitted, a candidate stream included in the combination in which the sum of the transmission rates of the streams is the largest is selected as the second transport stream step; And 상기 제1 전송 스트림과 상기 제2 전송 스트림을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.And transmitting the first transport stream and the second transport stream. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 전송 스트림, 상기 제2 전송 스트림 및 나머지 후보 스트림들 중 하나의 후보 스트림을 포함하는 조합들 각각이 전송되는 경우에 대해, 스트림들의 전송률들의 합이 최대인 조합에 포함된 후보 스트림을 제3 전송 스트림으로 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.A combination of the first transport stream, the second transport stream, and one of the remaining candidate streams is transmitted, a candidate stream included in the combination in which the sum of the transmission rates of the streams is maximum 3 < / RTI > transport stream. 안테나;antenna; 다중 사용자에 전송할 복수의 후보 스트림들에 대해, 각 후보 스트림의 전송률을 이용하여 사용자 조합에 전송될 전송 스트림들을 구하는 스케줄러; 및A scheduler for obtaining, for a plurality of candidate streams to be transmitted to multiple users, transport streams to be transmitted to a user combination using a rate of each candidate stream; And 상기 사용자 조합에 속하는 각 사용자에 전송할 전송 스트림에 대하여, 상기 각 후보 스트림의 전송률을 이용하여 프리코딩을 수행하고 상기 안테나를 통하여 전송하는 전처리기를 포함하되, And a preprocessor for precoding the transmission streams to be transmitted to each user belonging to the user combination using the transmission rates of the candidate streams and transmitting the precoded streams through the antennas, 상기 스케줄러는 N개의 후보 스트림들 중 하나의 후보 스트림이 전송되는 경우에 대해, 각 후보 스트림에 대한 전송률을 구하고, 상기 각 후보 스트림에 대한 전송률들 중에서 최대 값을 가지는 후보 스트림을 제1 전송 스트림으로 선택하고, Wherein the scheduler obtains a transmission rate for each candidate stream when one of the N candidate streams is transmitted and determines a candidate stream having a maximum value among the transmission rates for the respective candidate streams as a first transport stream Select, 상기 제1 전송 스트림과 나머지 후보 스트림들 중 하나의 후보 스트림으로 구성되는 조합들 각각이 전송되는 경우에 대해, 스트림들의 전송률들의 합이 최대인 조합에 포함된 후보 스트림을 제2 전송 스트림으로 선택하는 것을 특징으로 하는 전송기.When a combination of the first transport stream and one of the remaining candidate streams is transmitted, a candidate stream included in the combination in which the sum of the transmission rates of the streams is the largest is selected as the second transport stream Lt; / RTI > 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 안테나는 복수인 것을 특징으로 하는 전송기.Wherein the antenna is a plurality of antennas. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 스케줄러는 상기 제1 전송 스트림, 상기 제2 전송 스트림 및 나머지 후보 스트림들 중 하나의 후보 스트림을 포함하는 조합들 각각이 전송되는 경우에 대해, 스트림들의 전송률들의 합이 최대인 조합에 포함된 후보 스트림을 제3 전송 스트림으로 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송기.Wherein the scheduler is configured to select, when a combination of the first transport stream, the second transport stream, and one of the remaining candidate streams is transmitted, And selecting the stream as the third transport stream. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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