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KR101546380B1 - 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 기법 및 이를 위한 시스템 - Google Patents

협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 기법 및 이를 위한 시스템 Download PDF

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KR101546380B1
KR101546380B1 KR1020090004728A KR20090004728A KR101546380B1 KR 101546380 B1 KR101546380 B1 KR 101546380B1 KR 1020090004728 A KR1020090004728 A KR 1020090004728A KR 20090004728 A KR20090004728 A KR 20090004728A KR 101546380 B1 KR101546380 B1 KR 101546380B1
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김성환
이충용
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삼성전자주식회사
연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 기법 및 이를 위한 시스템에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 제1 및 제2 기지국이 제1 및 제2 단말에 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 방법에 있어서, 상기 제1 및 제2 기지국이 상기 제1 및 제2 단말 각각에 전송하는 신호의 심벌 에러율의 합이 최소가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 방법 및 이를 위한 시스템을 제공한다.
SER, SNR

Description

협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 기법 및 이를 위한 시스템{A Method for power allocation Base Stations which transmits signals with cooperative in a wireless communication system and a system thereof}
본 발명은 기지국의 전력 할당 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것으로, 특히, 협력 전송 기법에 따라 통신을 수행하는 기지국에 전력을 할당하는 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.
다중 안테나(MIMO, Multiple Input Multiple Output) 무선 통신 시스템에서, 셀 간 간섭을 감소시키기 위한 노력은 꾸준히 있어왔으나, 최근 기지국간의 협력을 통해 좀 더 적극적으로 간섭을 감소시키는 기법이 연구되고 있다.
MIMO 기술은 SISO(Single Input Single Output) 기술과 방식을 계승하여 발전되어 왔으며, 최근에는 새로운 통신 기술들이 그림과 같이 MIMO를 바탕으로 하여 확장되고 있다. 확장 기술은 MIMO를 확장하는 스마트 안테나 기술, MIMO의 사용을 전제로한 통신 기술 그리고 다중 소자를 사용하여 용량을 확장하는 MIMO 개념의 확대 적용 등이 있다.
3GPP LTE (Release8), WiMAX Evolution (SDD 단계 진행)등 MIMO-OFDM 기반 이동통신 표준에서는 SU-MIMO와 MU-MIMO를 포함한 MIMO의 사용을 표준화하고 있다. 여기서 SU-MIMO는 한 사용자에게 기지국의 안테나 리소스 모두를 할당하는 방식이고 MU-MIMO는 다수의 사용자에게 안테나 리소스 또는 무선 공간 자원을 분배하는 방식이다. MU-MIMO으로는 SU-MIMO와 호환성이 높으며 최소한의 피드백 자원을 필요로하는 PU2RC 방식이 포함되어 있다. 3GPP LTE Release8에서 다른 여러 방식이 제안되었음에도 PU2RC 방식을 사용할 수 있도록 설정된 이유는 많은 시그널링을 요구하지 않으면서도 단말 복잡도를 감소시키고 높은 성능 향상이 가능하기 때문이다. 향후, MU-MIMO 방식은 고도화된 공간 신호 처리 기술들과 결합되면서 MIMO-OFDM 방식을 능가하는 차세대 이동통신 용량 증대의 원동력이 될 것으로 예측되고 있다.
본 발명은 이러한 기지국간 협력을 통한 간섭 감소를 효과적으로 운영하는 무선 통신 네트워크에 관한 것이다. 일반적으로 하향 링크 셀룰서(down-link cellular) 환경에서의 전력 할당은 처리 능력(Achievable throughput(capacity))을 최대화하거나, 비트 에러율(BER, Bit Error Rate)을 최소화하는 등의 방식들로 진행되었다. 이러한 방법은 각 단말의 심볼 에러율(SER : Symbol Error Rate)을 고려하지 않는 방법이며, 각 단말의 심볼 에러율을 줄이는 전력 할당 방법이 요구된다.
따라서 상술한 바와 같은 종래의 요구를 감안한 본 발명의 목적은, 협력 전송 기법에서, 단말의 심볼 에러율을 줄일 수 있는 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 기법 및 이를 위한 시스템을 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 방법은, 제1 및 제2 기지국이 제1 및 제2 단말에 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 방법은, 상기 제1 및 제2 기지국이 상기 제1 및 제2 단말 각각에 전송하는 신호의 심벌 에러율의 합이 최소가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당하는 과정을 포함한다.
상기 할당하는 과정은 상기 할당한 제1 및 제2 기지국의 송신 전력의 합은 일정함을 특징으로 한다.
상기 할당하는 과정은 상기 제1 및 제2 기지국이 상기 제1 및 제2 단말 각각에 전송하는 신호의 최소 수신 SNR이 최대가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당을 위한 시스템은, 제1 및 제2 기지국이 제1 및 제2 단말에 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당을 위한 시스템에 있어서, 상기 제1 및 제2 단말 각각에 전송하는 신호의 심벌 에러율의 합이 최소가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당하는 상기 제1 및 제2 기지국 중 어느 일 기지국을 포함한다.
상기 어느 일 기지국은 상기 할당한 제1 및 제2 기지국의 송신 전력의 합을 일정하도록 전력을 할당하는 것을 특징으로 한다.
상기 어느 일 기지국은 상기 제1 및 제2 기지국이 상기 제1 및 제2 단말 각각에 전송하는 신호의 최소 수신 SNR이 최대가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 하향 링크 송신 기법 중 협력 전송 기법에 신호를 송신하는 두 기지국이 알라무티 코드(Alamouti Space Time Block Code)를 적용해서, 어느 일 단말기에서 협력 전송을 하는 기지국들의 심볼들간 간섭 없이 다이버시티(diversity) 이득을 얻음과 동시에, 각 단말간의 심볼 에러율(SER : Symbol Error Rate)의 합이 최소가 되는 전력을 할당함으로써, 무선 통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일 한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.
또한, 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명을 생략한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 네트워크의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 협력 기지국 전송을 위한 무선 통신 네트워크의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 제1 및 제2 기지국(BS0, BS1)(101, 102) 및 제1 및 제2 단말(MS0, MS1)(201, 202)이 도시되었다. 여기서, 제1 및 제2 기지국(101, 102)은 협력 기지국들로 각 단말(201, 202)에 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송한다.
제1 및 제2 기지국(BS0, BS1)(101, 102)은 각각 하나의 안테나를 가지며, 서로 인접해서 위치해있다. 또한, 제1 및 제2 단말(MS0, MS1)(201, 202)은 각각 제1 및 제2 기지국(101, 102)에 속한 단말로 제1 및 제2 기지국(101, 102)의 셀 에지(Cell Edge)에 위치한다.
그리고 전송 심벌 S0은 제1 기지국(BS0)(101)에서 그 서비스 영역에 위치한 제1 단말(201)을 위한 것이고, 심벌 S1은 제2 기지국(BS1)(102)에서 그 서비스 영역에 위치한 제2 단말(MS1)(202)만을 위한 데이터이다.
한편 두 기지국간 심벌 S0, S1 전송에는 서로간의 간섭을 최소화하기 위한 기지국간 협력 방안으로 알라무티(Alamouti) 코드를 사용하고, 두 심벌 간의 정보는 기지국간 연결된 백홀(Backhaul)을 통해 공유된다.
여기서, 제1 및 제2 기지국(101, 102)의 전력 할당치를 고려하여 협력 전송 기법에 따라 제1 단말(201)에 심벌을 전송하는 경우, 하향 링크 전송은 다음의 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00001
: 제1 기지국
Figure 112009003712815-pat00002
: 제2 기지국
<수학식 1>에서 s0, s1 은 각각 제1 및 제2 기지국(101, 102)의 전송 심벌이며, P0 및 P1을 은 각각 제1 및 제2 기지국(101, 102)의 전력 할당치이다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 두 기지국의 전력 할당치의 합은 일정하다. 이는 다음의 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00003
for i=0,1 : sum power constraints
<수학식 2>에 나타난 바와 같이, 두 기지국의 전력 할당치의 합은 같으므로, 각 기지국(101, 102)에 할당하는 전력은 항상 일정 전력 하에서 조절된다. 여기서, PT는 두 기지국(101, 102)에 할당 가능한 최대 전력이고 i는 기지국 인덱스이다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 채널 상태는 h xy 와 같이 표현되며, x 는 기지국의 인덱스, y 는 단말기의 인덱스를 나타낸다.
예컨대, 제1 기지국(101)으로부터 제2 단말(202)로의 채널 전력 이득은 h 01 과 같이 표현한다. 한편, 심벌 전송에 있어 알라무티(Alamouti) 코드의 기본 가정과 마찬가지로 채널 상태 h xy 는 두 심벌 전송 기간 동안 불변함을 가정한다.
상술한 바와 같이, 채널 상태를 고려한 제1 단말기에서 수신한 신호는 다음의 <수학식 3>과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00004
<수학식 3>에서,
Figure 112009003712815-pat00005
의 인덱스 m과 n는 각기 단말기와 심벌(시간)을 나타낸다. 그리고 n 00 과 n 01 는
Figure 112009003712815-pat00006
분산을 가진 노이즈(independent zero-mean additive white Gaussian noise)이고, s*는 심벌 s의 콘주게이트(conjugate) 표현식이다.
또한, 제1 단말기(201)에서 수신된 신호를 벡터 형태로 나타내면, 다음의 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00007
단말기가 MRC 수신 기법에 따라 심벌을 추출한다고 가정한 경우, 단말기는 다음의 <수학식 5>에 따라 각 심벌을 추출할 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00008
<수학식 5>에서 HH는 H의 허미션(hermitian) 표현식이다. 즉, <수학식 5>는 H의 "effective channel" 형태를 고려한 MRC 수신을 가정한다.
이러한 방법에 따라 심벌을 수신하는 경우에 각 단말에서 심벌이 얻게 되는 다이버시티 이득은 다음의 <수학식 6>과 같다.
Figure 112009003712815-pat00009
Figure 112009003712815-pat00010
Figure 112009003712815-pat00011
Figure 112009003712815-pat00012
= + : 제1 단말
Figure 112009003712815-pat00013
=
Figure 112009003712815-pat00014
Figure 112009003712815-pat00015
+
Figure 112009003712815-pat00016
: 제2 단말
또한, <수학식 6>에 따라 이러한 각 심벌에 따른 수신 SNR은 다음의 <수학식 7>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00017
Figure 112009003712815-pat00018
Figure 112009003712815-pat00019
= : 제1 단말
Figure 112009003712815-pat00020
=
Figure 112009003712815-pat00021
Figure 112009003712815-pat00022
: 제2 단말
<수학식 6> 및 <수학식 7>에서, 심벌 전력, Es =
Figure 112009003712815-pat00023
이다. 여기서, E(.) 는 "expectation operation"을 나타낸다. 또한, No는 "Noise variance"를 나타낸다.
한편, ML 검출(Maximum Likelihood detection)을 가정하면, 각 단말(MS0, MS1)(201, 202)에서 얻어진 심벌 에러율의 합은 다음의 <수학식 8>과 같다.
Figure 112009003712815-pat00024
:
Figure 112009003712815-pat00025
for x
Figure 112009003712815-pat00026
0
본 발명의 실시 예에 따르면, 각 기지국별 전력은 다음의 <수학식 9>와 같이 각 단말기(101, 102)에서 심벌 에러율의 합이 최소화되도록 할당한다.
Figure 112009003712815-pat00027
이러한 전력 할당을 위한 첫 번째 방법으로, 할당 가능한 집합 내 모든 원소 를, 다음의 <수학식 10>과 같은, 각 단말이 수신하는 신호의 심벌 에러율(SER, Symbol Error Rate)의 합을 나타내는 식에 각 기지국별 전력을 대입하고, 대입한 값 중 최소값을 찾는 방법이 있으며, 이를 전역 검색(full search) 방법으로 칭한다.
Figure 112009003712815-pat00028
<수학식 10>에서 할당 가능한 제1 및 제2 기지국의 전력,
Figure 112009003712815-pat00029
의 모든 집합은,
Figure 112009003712815-pat00030
= {(0, PT), (
Figure 112009003712815-pat00031
, PT-
Figure 112009003712815-pat00032
), (2
Figure 112009003712815-pat00033
, PT-2
Figure 112009003712815-pat00034
),…,(PT-
Figure 112009003712815-pat00035
,
Figure 112009003712815-pat00036
), (PT, 0)}와 같이 나타낼 수 있다. 여기서,
Figure 112009003712815-pat00037
은 각 기지국에 할당할 수 있는 단위 전력(power step size)이다. 따라서 각 기지국에 전력을 할당하기 위하여 단위 전력(power step size) 만큼 변화시켜 그 할당하는 전력을 변화시킨다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상술한 심벌 에러율(SER)을 최소화하기 위하여, 신호대잡음비(SNR, Sinal to Noise Ratio)를 이용하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 심벌 에러율의 변화에 가장 큰 영향을 미치는 요소인 SNR을 이용한다. 이에 따라, 제1 및 제2 기지국(101, 102)이 제1 및 제2 단말(201, 202) 각각에 전송하는 신호의 최소 수신 SNR이 최대가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당한다. 이러한 방법을 최대-최소(max-min) 방법이라고 칭하기로 한다.
따라서 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, <수학식 10>과 같은 각 단말에서의 수신 신호의 심벌 에러율 합을 최소화하는 판별식을 다음의 <수학식 11>과 같은, 최소 SNR을 최대화하는 최대-최소(max-min) 식으로 바꾸어서 고려해 볼 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00038
두 기지국에 할당되는 전력의 합은 일정(
Figure 112009003712815-pat00039
)하며, 전력 할당을 위한 구간 [0,PT]에서, 수신 SNR은 다음의 <수학식 12>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00040
Figure 112009003712815-pat00041
=
Figure 112009003712815-pat00042
=
Figure 112009003712815-pat00043
:
Figure 112009003712815-pat00044
=
Figure 112009003712815-pat00045
한편 일반적인 최대-최소(max-min) 문제는 자원 할당을 위한 판별식으로 얻어진 직선(
Figure 112009003712815-pat00046
,
Figure 112009003712815-pat00047
), 전력 할당 가능한 구간의 양 끝점[0,PT] 및 그 구간에서 직선들 간의 서로 만나는 점(crossing-point)을 고려해서 해결할 수 있다.
도 2a는 그래프 (A) 및 그래프 (B)와 같이, 전력 할당을 위한 구간 [0,PT]에서 상기 두 직선(
Figure 112009003712815-pat00048
,
Figure 112009003712815-pat00049
)이 만나는 점(crossing-point)이 존재하지 않는 경우를 가정한다.
그래프 (A)에서, 전력 할당을 위한 구간 [0,PT]에서 두 직선
Figure 112009003712815-pat00050
및
Figure 112009003712815-pat00051
를 비교 했을 때, 최소 SNR을 가지는 직선은
Figure 112009003712815-pat00052
이며,
Figure 112009003712815-pat00053
에서 최대 값을 가지는 점은 점 x이다. 따라서 이때의 전력 할당을 최적 값으로 선택한다. 즉, x 축인 P0가 0 및 PT값을 가질 때의 점 x 및 점 y 중 최대값인 점 x를 전력 할당을 위한 최적 값(
Figure 112009003712815-pat00054
)으로 선택한다.
그래프 (B)에서, 전력 할당을 위한 구간 [0,PT]에서 두 직선
Figure 112009003712815-pat00055
및
Figure 112009003712815-pat00056
를 비교 했을 때, 최소 SNR을 가지는 직선은
Figure 112009003712815-pat00057
이며,
Figure 112009003712815-pat00058
에서 최대 값을 가지는 점은 점 y이다. 따라서 이때의 전력 할당을 최적 값으로 선택한다. 즉, P0가 PT 값을 가진 점 y를 전력 할당을 위한 최적값(
Figure 112009003712815-pat00059
)으로 선택한다.
상기 과정은 다음의 <수학식 13>과 같이 식으로 정리할 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00060
도 2b는 그래프 (A) 및 그래프 (B)와 같이, 전력 할당을 위한 구간 [0,PT]에서 상기 두 직선
Figure 112009003712815-pat00061
및
Figure 112009003712815-pat00062
이 만나는 점(crossing-point)이 존재하는 경우를 가정한다.
두 직선
Figure 112009003712815-pat00063
및
Figure 112009003712815-pat00064
가 구간 [0,PT]에서 서로 만나는 점(crossing-point)은 두 단말(MS0, MS1)에서의 SNR이 동일하다. 이때, "
Figure 112009003712815-pat00065
=
Figure 112009003712815-pat00066
"라고 놓음으로써, 다음의 <수학식 14>와 같은 "closed-form" 형태 식을 얻을 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00067
도 2b의 그래프 (C) 및 그래프 (D)에서와 같이 할당 가능한 구간 [0,PT]에서 두 직선
Figure 112009003712815-pat00068
및
Figure 112009003712815-pat00069
가 만나는 점(crossing-point)이 존재하는 경우에 대해서 설명한다.
도 2b의 그래프 (C)를 참조하면, 전력 할당을 위한 구간 [0,PT]에서 두 직선
Figure 112009003712815-pat00070
및
Figure 112009003712815-pat00071
을 비교했을 때, 점 x 내지 점 z의 구간에서, 최소 SNR을 가지는 직선은
Figure 112009003712815-pat00072
이며, 점 z 내지 점 y의 구간에서, 최소 SNR을 가지는 직선은
Figure 112009003712815-pat00073
이다. 이와 같이 최 소 SNR을 가지는 직선의 값들 중, 최대 값을 가지는 점은 점 x이다. 따라서 점 x에서의 전력 할당을 최적 값으로 선택한다.
즉, x 축인 P0가 0 및 PT 값을 가질 때의 각 점 x, y 및 두 직선
Figure 112009003712815-pat00074
및
Figure 112009003712815-pat00075
가 만나는 점(crossing-point)인 점 z 중 최대값인 P0가 0 값을 갖는 점 x를 전력 할당의 최적값(
Figure 112009003712815-pat00076
)으로 선택한다.
그래프 (D)를 참조하면, 전력 할당을 위한 구간 [0,PT]에서 두 직선
Figure 112009003712815-pat00077
및
Figure 112009003712815-pat00078
을 비교했을 때, 점 x 내지 점 z의 구간에서, 최소 SNR을 가지는 직선은
Figure 112009003712815-pat00079
이며, 점 z 내지 점 y의 구간에서, 최소 SNR을 가지는 직선은
Figure 112009003712815-pat00080
이다. 이와 같이 최소 SNR을 가지는 직선의 값들 중, 최대값을 가지는 점은 점 x이다. 따라서 점 x에서의 전력 할당을 최적 값으로 선택한다.
즉, x 축인 P0가 0 및 PT 값을 가질 때의 각 점 x, y 및 두 직선
Figure 112009003712815-pat00081
및
Figure 112009003712815-pat00082
가 만나는 점(crossing-point)인 점 z 중 최대값인 점 z를 전력 할당의 최적값(
Figure 112009003712815-pat00083
)으로 선택한다.
상기 과정에 따르자면, 그래프 (D)에서, 점 z가 전력 할당의 최적값으로 선택되는데, 실제 구현 시에는 두 직선
Figure 112009003712815-pat00084
및
Figure 112009003712815-pat00085
의 기울기가 다른 부호를 가지는 경우, 두 직선
Figure 112009003712815-pat00086
및
Figure 112009003712815-pat00087
가 만나는 점(crossing-point)을 최적의 값으로 선택한다.
상기 과정은 다음의 <수학식 15>과 같은 식으로 정리할 수 있다.
Figure 112009003712815-pat00088
<수학식 15>에서
Figure 112009003712815-pat00089
는 <수학식 14>의
Figure 112009003712815-pat00090
를
Figure 112009003712815-pat00091
또는
Figure 112009003712815-pat00092
에 적용했을 때의 임의 값이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 할당 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에서, 제1 기지국(101)은 제1 단말(201)의 서빙 기지국이며, 제2 기지국(102)은 제1 단말(201)에 신호를 전송할 시 협력하는 제1 기지국의 협력 기지국임을 가정한다. 또한, 제2 기지국(102)은 제2 단말(102)의 서빙 기지국이며, 제1 기지국(101)은 제2 단말(102)에 신호를 전송할 시 협력하는 제2 기지국의 협력 기지국임을 가정한다.
도 3을 참조하면, 제1 및 제2 단말(201, 202)은 S301 단계에서 채널 상태 정보를 제1 기지국(101)으로 전송한다. 이때, 채널 상태 정보는 심벌 에러율, 및 수신 SNR이 될 수 있다. 각 단말(201, 202)은 각 기지국(101, 102)으로부터 기 수신한 신호에 대해 측정한 정보를 각 기지국으로 전송할 수 있다.
이러한 채널 상태 정보를 수신한 제1 기지국(101)은 S303 단계에서 제1 및 제2 기지국(101, 102)을 포함하는 협력 기지국들에 대한 전력을 할당한다.
여기서, 제1 기지국(101)은 각 단말의 수신 신호의 심벌 에러율을 최소화하는 방법 및 최소 수신 SNR의 최대값을 찾는 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 전력을 할당한다. 또한, 제1 기지국(101)은 제1 및 제2 기지국(101, 102)의 할당된 전력의 합이 일정하도록 각 기지국의 전력을 할당한다.
그런 다음, 제1 기지국(101)은 S305 단계에서 제2 기지국(102)에 할당한 전력에 대한 정보인 전력 할당 정보를 백홀(back-haul)을 통해 전송한다.
이로써, 제1 및 제2 기지국(101, 102)은 전력 할당 정보를 공유하며, 이에 따라, 제1 및 제2 기지국(101, 102)은 S307 단계에서 제1 단말(201)에 할당된 전력에 따라 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송한다.
상술한 도 3에서는 제1 단말(201)에 신호를 전송하는 경우를 가정하여 설명하지만, 제2 단말(202)의 신호를 전송하는 경우에도 도 3의 설명과 같이, 전력을 할당할 수 있음은 당연하다.
다음으로, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 협력 전송 기법의 성능에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 협력 전송 기법의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 해당 Es/No 마다 독립적으로 1,000,000의 채널을 생성한 경우를 가정한 결과이다.
도 4에서, 두 기지국에 동일한 전력을 할당하는 동일 전력(equal power) 방법, 할당 가능한 전력 집합을 모두 검색하는 전역 검색(full search) 방법, 및 최 대-최소(max-min) 방법을 사용했을 경우의 심벌 에러 율을 각각 도시하였다.
본 발명에서 제안한 최대-최소(Max-Min) 전력 할당 방법은 동일 전력(equal power) 대비 약 4 dB의 이득을 가지며, 전역 검색(full search) 방식의 성능에는 거의 근접함을 확인할 수 있다.
한편, 실제 구현에 있어서, 전역 검색(full search) 방식은, 단위 전력(power step size)이 세밀해지거나, 검색 구간이 커지면 연산량이 증가할 수 있다.
최대-최소 방법은 순시 채널 이득의 피드백(Feedback)을 가지고 각 단말의 SNR 단순 비교식만으로 전력 할당에 따른 이득을 얻을 수 있다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 협력 기지국 전송을 위한 무선 통신 네트워크의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전력 할당 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 할당 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 협력 전송 기법의 성능을 설명하기 위한 도면.

Claims (6)

  1. 제1 및 제2 기지국이 제1 및 제2 단말에 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 방법에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기지국이 상기 제1 및 제2 단말 각각에 전송하는 신호의 심벌 에러율의 합이 최소가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 할당하는 과정은
    상기 제1 및 제2 기지국의 할당한 송신 전력의 합은 일정함을 특징으로 하는 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 할당하는 과정은
    상기 제1 및 제2 기지국이 상기 제1 및 제2 단말 각각에 전송하는 신호의 최소 수신 SNR이 최대가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당 방법.
  4. 제1 및 제2 기지국이 제1 및 제2 단말에 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당을 위한 시스템에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단말 각각에 전송하는 신호의 심벌 에러율의 합이 최소가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당하는 상기 제1 및 제2 기지국 중 어느 일 기지국;을 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당을 위한 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 어느 일 기지국은
    상기 제1 및 제2 기지국의 할당한 송신 전력의 합이 일정하도록 전력을 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당을 위한 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 어느 일 기지국은
    상기 제1 및 제2 기지국이 상기 제1 및 제2 단말 각각에 전송하는 신호의 최소 수신 SNR이 최대가 되는 경우의 전력을 상기 제1 및 제2 기지국의 송신 전력으로 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 전송 기법에 따라 신호를 전송하는 무선 통신 네트워크의 전력 할당을 위한 시스템.
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