KR101329829B1 - Transmission method and transmitter for supporting broadcast transmission, multicast transmission and unicast transmission - Google Patents
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Abstract
복수의 단말이 수신하는 상위캐스트 데이터에 하나의 단말이 수신하는 하위캐스트 데이터를 병합하여 상위캐스트 스트림을 제공한다. 상기 상위캐스트 스트림에 대해 변조 및 코딩을 수행하여, 상기 상위캐스트 신호를 전송한다. 다중 사용자 환경에서 브로드캐스트, 멀티캐스트, 유니캐스트를 동시에 지원할 때 유니캐스트 신호와 멀티캐스트 신호가 그 신호를 받지 않는 사용자에게 주는 간섭을 최소화하여, 결과적으로 전송 효율을 높일 수 있다.
브로드캐스트, 멀티캐스트, 유니캐스트, 다중 사용자, MIMO
An uppercast stream is provided by merging lowercast data received by one terminal with highercast data received by a plurality of terminals. Modulation and coding are performed on the higher cast stream to transmit the higher cast signal. When simultaneously supporting broadcast, multicast, and unicast in a multi-user environment, the interference between the unicast signal and the multicast signal to users who do not receive the signal can be minimized, resulting in higher transmission efficiency.
Broadcast, multicast, unicast, multi-user, MIMO
Description
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다. 1 shows a wireless communication system.
도 2는 다중 다용자를 포함하는 하나의 셀을 나타낸다.2 shows one cell containing multiple multi-users.
도 3은 다중 전송 안테나를 갖는 전송기를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a transmitter having multiple transmit antennas.
도 4는 데이터 처리기의 일례를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating an example of a data processor.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a transmission method according to an embodiment of the present invention.
도 6은 전송 방법을 설명하기 위한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a transmission method.
도 7은 최적 전송률을 구하는 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of obtaining an optimum data rate.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 방법을 나타낸 블록도이다.8 is a block diagram showing a transmission method according to another embodiment of the present invention.
도 9는 브로드캐스트 신호를 수신하는 수신기를 나타낸 블록이다.9 is a block diagram illustrating a receiver for receiving a broadcast signal.
도 10은 브로드캐스트 신호와 멀티캐스트 신호를 동시에 수신하는 수신기를 나타낸 블록도이다.10 is a block diagram illustrating a receiver for receiving a broadcast signal and a multicast signal simultaneously.
도 11은 브로드캐스트 신호와 유니캐스트 신호를 동시에 수신하는 수신기를 나타낸 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a receiver that simultaneously receives a broadcast signal and a unicast signal.
도 12는 브로드캐스트 신호, 멀티캐스트 신호 및 유니캐스트 신호를 동시에 수신하는 수신기를 나타낸 블록도이다.12 is a block diagram illustrating a receiver that simultaneously receives a broadcast signal, a multicast signal, and a unicast signal.
도 13은 병합비에 따른 전송률을 나타낸 그래프이다.13 is a graph showing a transmission rate according to a merge ratio.
도 14는 병합비에 따른 가중치화된 전송률 합(weighted sum rate)의 일례를 나타낸 그래프이다.14 is a graph illustrating an example of weighted sum rates according to merging ratios.
도 15는 병합비에 따른 가중치화된 전송률 합의 다른 예를 나타낸 그래프이다.15 is a graph illustrating another example of a weighted rate sum based on a merge ratio.
도 16은 종래 기술과 본 발명에 따른 전송률을 비교한 그래프이다. Figure 16 is a graph comparing the transmission rate according to the prior art and the present invention.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS OF THE MAIN PARTS OF THE DRAWINGS
210 : 다중화 처리기210: multiplexing handler
230-1~4 : 데이터 처리기230-1 ~ 4: Data Processor
240-1~4 : 파워 제어부240-1 ~ 4: Power control unit
250-1~4 : 빔형성부250-1 to 4: beam forming part
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 브로드캐스트 전송, 멀티 캐스트 전송 및 유니캐스트 전송을 효율적으로 지원하기 위한 전송 방법 및 전송기에 관한 것이다. The present invention relates to wireless communications, and more particularly, to a transmission method and a transmitter for efficiently supporting broadcast transmission, multicast transmission, and unicast transmission.
차세대 이동 및 무선 통신 시스템은 고용량 데이터를 고속으로 전송시키는 시스템을 요구하고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 복수의 안테나를 이용하여 송수신하는 MIMO(multiple input multiple output) 기술이 도입되고 있다. MIMO 기술은 전송기와 수신기에 각각 다중 안테나를 사용하여 주파수 효율 및 망 링크 용량의 획기적인 개선을 기대할 수 있는 기술로서 고속 데이터 전송을 요구하는 이동통신 시스템의 주요 기술로 최근 주목받고 있다.Next generation mobile and wireless communication systems require a system for transmitting high capacity data at high speed. In order to meet these demands, multiple input multiple output (MIMO) technology, which transmits and receives using a plurality of antennas, has been introduced. MIMO technology, which uses multiple antennas for the transmitter and the receiver, can be expected to dramatically improve the frequency efficiency and the network link capacity, and has recently attracted attention as a major technology of the mobile communication system requiring high-speed data transmission.
다중 안테나를 갖는 전송기는 브로드캐스트(broadcast), 멀티캐스트(multicast) 및/또는 유니캐스트(unicast) 전송을 통해 동시에 다수의 전송 신호를 전송할 수 있다. 브로드캐스트 전송은 특정 영역(예를 들어, 셀 및/또는 섹터) 내의 모든 사용자로 보내는 것이고, 멀티캐스트 전송은 사용자의 특정 그룹으로 보내는 것이고, 유니캐스트 전송은 특정 사용자에게 보내는 것을 말한다.Transmitters with multiple antennas can transmit multiple transmission signals simultaneously via broadcast, multicast and / or unicast transmission. Broadcast transmissions are sent to all users in a particular area (eg, cells and / or sectors), multicast transmissions are sent to specific groups of users, and unicast transmissions are sent to specific users.
기지국에 의해 서비스되는 영역 내의 사용자는 자신에게 필요한 신호에 대해서만 관심이 있을 수 있다. 예를 들어, 브로드캐스트 신호에 대해 다른 멀티캐스트 신호나 유니캐스트 신호는 간섭으로 작용할 수 있다. A user in an area served by a base station may only be interested in signals that are needed for them. For example, other multicast or unicast signals may act as interference to the broadcast signal.
일반적으로 브로드캐스트, 멀티캐스트 및/또는 유니캐스트 전송은 일정한 전송률에 따라 이루어진다. 그런데 각 브로드캐스트, 멀티캐스트 및/또는 유니캐스트 전송이 이루어지는 채널의 용량은 상기 전송률보다 클 수 있다. 예를 들어, 브로드캐스트 전송에 필요한 전송률을 10 bit/s이라 하면, 채널의 용량은 20 bit/s가 될 수 있다. 이 경우 남는 용량을 낭비하게 되고, 결과적으로 전체 전송률에 대한 효율이 낮아진다.In general, broadcast, multicast and / or unicast transmissions are at a constant rate. However, the capacity of each broadcast, multicast and / or unicast transmission channel may be larger than the transmission rate. For example, if a transmission rate required for broadcast transmission is 10 bit / s, the capacity of the channel may be 20 bit / s. This wastes extra capacity, resulting in lower efficiency over the entire rate.
브로드캐스트, 멀티캐스트 및/또는 유니캐스트 전송이 동시에 이루어지는 통신 시스템에서 사용자간 간섭을 줄이고, 전체 전송 효율을 높일 수 있는 기법이 필요하다. In a communication system in which broadcast, multicast and / or unicast transmissions are performed simultaneously, a technique for reducing interference between users and increasing overall transmission efficiency is required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 브로드캐스트, 멀티캐스트 및/또는 유니캐스트 전송에 따른 간섭을 줄이는 전송 방법 및 전송기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a transmission method and a transmitter for reducing interference due to broadcast, multicast and / or unicast transmission.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전송 효율을 높이는 전송 방법 및 전송기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a transmission method and a transmitter for improving transmission efficiency.
본 발명의 일 양태에 따른 전송 방법에 의하면, 복수의 단말이 수신하는 상위캐스트 데이터에 하나의 단말이 수신하는 하위캐스트 데이터를 병합하여 상위캐스트 스트림을 제공한다. 상기 상위캐스트 스트림에 대해 변조 및 코딩을 수행하여, 상기 상위캐스트 신호를 전송한다.According to the transmission method according to an aspect of the present invention, an uppercast stream is provided by merging lowercast data received by one terminal with highercast data received by a plurality of terminals. Modulation and coding are performed on the higher cast stream to transmit the higher cast signal.
본 발명의 다른 양태에 따른 전송 방법에 의하면, 브로드캐스트 데이터에 멀티캐스트 데이터를 병합하여 브로드캐스트 스트림을 제공한다. 상기 멀티캐스트 데이터에 유니캐스트 데이터를 병합하여 멀티캐스트 스트림을 제공한다. 상기 브로드캐스트 스트림 및 상기 멀티캐스트 스트림에 대해 변조 및 코딩을 수행하여 상기 브로드캐스트 신호 및 상기 멀티캐스트 신호를 제공한다. 그리고 상기 브로드캐스트 신호 및 상기 멀티캐스트 신호를 전송한다.According to a transmission method according to another aspect of the present invention, multicast data is merged with broadcast data to provide a broadcast stream. Unicast data is merged with the multicast data to provide a multicast stream. Modulation and coding are performed on the broadcast stream and the multicast stream to provide the broadcast signal and the multicast signal. The broadcast signal and the multicast signal are transmitted.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 전송기는 다중 안테나, 복수의 단말이 수신하는 상위캐스트 데이터에 하나의 단말이 수신하는 하위캐스트 데이터를 병합하여 상위캐스트 스트림을 제공하는 다중화 처리기 및 상기 상위캐스트 스트림에 대해 변조 및 코딩을 수행하는 데이터 처리기를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a transmitter includes a multi-antenna, a multiplexing processor for providing a higher-cast stream by merging lower-cast data received by one terminal with higher-cast data received by a plurality of terminals, and the upper-cast stream. It includes a data processor that performs modulation and coding.
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.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다. 1 shows a wireless communication system.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(100)은 시스템 전체에 걸쳐서 분포되는 다수의 기지국(base station; 110)을 포함한다. 기지국(110)은 일반적으로 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 단말(user equipment; 120)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하에서 하향링크는 기지국(110)에서 단말(120)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(120)에서 기지국(110)으로의 통신을 의미한다. 하나의 기지국(110)이 서비스를 제공하는 영역을 셀(150)이라 한다. 하나의 셀(150)은 다수의 섹터(미도시)로 구분될 수 있다. 여기서는 7개의 셀(150)을 나타내고 있으나, 셀(150)의 수나 배치는 통신 시스템(100)에 따라 다양하게 바뀔 수 있다.Referring to FIG. 1, a
도 2는 다중 다용자를 포함하는 하나의 셀을 나타낸다.2 shows one cell containing multiple multi-users.
도 2를 참조하면, 기지국(130)은 다중 안테나를 가지고, 다중화된 다중 전송 신호를 각 단말(140a, 140b, 140c, 140d)에 전송한다. 단말(140a, 140b, 140c, 140d)은 하나 또는 다수의 안테나를 가질 수 있다. 통신 시스템은 MIMO(multiple input multiple output) 시스템 또는 MISO(multiple input single output) 시스템일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. Referring to FIG. 2, the
다중 안테나를 갖는 기지국(130)은 브로드캐스트, 멀티캐스트 및/또는 유니캐스트 전송을 통해 동시에 다수의 전송 신호를 전송할 수 있다. 브로드캐스트 전송은 특정 영역(예를 들어, 셀 및/또는 섹터) 내의 모든 사용자로 보내는 것이고, 멀티캐스트 전송은 사용자의 특정 그룹으로 보내는 것이고, 유니캐스트 전송은 특정 사용자에게 보내는 것을 말한다. 셀 내의 모든 단말(140a, 140b, 140c, 140d)은 브로드캐스트 신호를 수신할 수 있다. 또한, 특정 그룹에 속하는 단말(140b, 140c)은 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다. 특정 단말(140c, 140d)은 각 자신에 대한 유니캐스트 신호를 수신할 수 있다. 이를 단말의 입장에서 나타내면, 각 단말(140a, 140b, 140c, 140d)은 자신에게 필요한 신호를 수신할 수 있다. 제1 단말(140a)은 브로드캐스트 신호만을 수신한다. 제2 단말(140b)은 브로드캐스트 신호와 멀티캐스트 신호를 수신한다. 제3 단말(140c)은 브로드캐스트 신호, 멀티캐스트 신호 및 유니캐스트 신호를 수신한다. 제4 단말(140d)은 브로드캐스트 신호와 유니캐스트 신호를 수신한다. A
기지국(130)이 지원하는 유니캐스트 신호의 수는 min(Nt-Nc-Nm, Nr*K)로 나타낼 수 있다. 여기서, Nt는 전송 안테나의 수, Nr은 수신 안테나의 수, Nc는 브로드캐스트 신호의 수, Nm은 멀티캐스트 신호의 수, K는 유니캐스트 전송을 요청하는 단말의 수이다. 예를 들어, 4×1 (Nt=4, Nr=1) 시스템에서 브로드캐스트 전송과 멀 티캐스트 전송이 없다면, 최대 4개의 유니캐스트 신호를 4개의 단말에 각각 전송할 수 있다. 4×1 시스템에서 하나의 브로드캐스트 전송과 2개의 멀티캐스트 전송이 필요하다면, 1개의 유니캐스트 신호를 1개의 단말에 전송할 수 있다. The number of unicast signals supported by the
도 3은 다중 전송 안테나를 갖는 전송기를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a transmitter having multiple transmit antennas.
도 3을 참조하면, 전송기(200)는 다중화 처리기(multiplexing processor; 210), 데이터 처리기(230-1~4), 파워 제어부(240-1~4) 및 빔형성부(250-1~4)를 포함한다. 하향링크에서 전송기(200)는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기(200)는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다. 기지국은 다수의 수신기와 다수의 전송기를 포함할 수 있다. 단말은 다수의 수신기와 다수의 전송기를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
전송기(200)는 적어도 2 이상의 전송 안테나를 포함할 수 있으며, 각 전송 안테나별로 전송되는 브로드캐스트 신호, 멀티캐스트 신호 및/또는 유니캐스트 신호의 수나 종류는 바뀔 수 있다. 이하에서 설명을 명확하게 하기 위해, 전송기(200)는 4개의 전송 안테나(290-1~4)를 갖고, 제1 전송 안테나(290-1)는 브로드캐스트 신호 xBC를 전송하고, 제2 전송 안테나(290-2)는 멀티캐스트 신호 xMC를 전송하고, 제3 전송 안테나(290-3)는 제1 유니캐스트 신호 x1을 전송하고, 제4 전송 안테나(290-4)는 제2 유니캐스트 신호 x2를 전송한다고 한다. 브로드캐스트 신호 xBC, 멀티캐스트 신호 xMC, 제1 유니캐스트 신호 x1 및 제2 유니캐스트 신호 x2는 전송 안테나(290-1~4)를 통해 전송되는 전송 신호이며, 대응하는 전송 안테나(290-1~4)를 통해 동시에 전송될 수 있다. The
다중화 처리기(210)는 입력되는 브로드캐스트 데이터, 멀티캐스트 데이터, 유니캐스트 데이터 #1, 유니캐스트 데이터 #2를 후술할 전송 방법에 따라 처리하여, 브로드캐스트 스트림 sBC, 멀티캐스트 스트림 sMC, 제1 유니캐스트 스트림 s1, 제2 유니캐스트 스트림 s2를 출력한다. 브로드캐스트 데이터는 브로드캐스트 전송을 위한 데이터이고, 멀티캐스트 데이터는 멀티캐스트 전송을 위한 비트 데이터이고, 유니캐스트 데이터 #1은 제1 단말을 위한 데이터이고, 유니캐스트 데이터 #2는 제2 단말을 위한 데이터이다. The multiplexing
데이터 처리기(230-1~4)는 스트림 sBC, sMC, s1, s2를 정해진 코딩 및 변조 방식에 따라 코딩 및 변조한다. The data processors 230-1 to 4 code and modulate the streams s BC , s MC , s 1 , and s 2 according to a predetermined coding and modulation scheme.
도 4는 데이터 처리기의 일례를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating an example of a data processor.
도 4를 참조하면, 데이터 처리기(230-1)는 채널 인코더(232), 맵퍼(234) 및 OFDM 변조기(236)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the data processor 230-1 includes a
채널 인코더(232)는 입력되는 스트림 sBC를 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 맵퍼(234)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심벌로 맵핑한다. 맵퍼(234)에서 행해지는 변조 방식에는 제한이 없으면, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 예를 들어, m-PSK는 BPSK, QPSK 또는 8-PSK 일 수 있다. m-QAM은 16-QAM, 64-QAM 또는 256-QAM 일 수 있다. OFDM 변조기(236)는 성상 맵핑된 심벌을 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따라 변조한다. OFDM 변조기(236)는 IFFT(inverse fast Fourier transform)를 수행하고, IFFT가 수행된 심벌에 대해 CP(cylcic prefix)를 추가할 수 있다. 여기서, 데이터 처리기(230-1)는 OFDM 방식의 다중 반송파 방식에 기반을 두고 있으나, 이는 제한이 아니고 싱글 반송파 방식에도 본 발명은 그대로 적용할 수 있다.The
다시 도 3을 참조하면, 파워 제어부(240-1~4)는 코딩 및 변조된 심벌에 대해 전송 파워를 할당한다. 브로드캐스트 전송에 대해 할당되는 파워를 PBC, 멀티캐스트 전송에 대해 할당되는 파워를 PMC, 제1 유니캐스트 전송에 대해 할당되는 파워를 P1, 제2 유니캐스트 전송에 대해 할당되는 파워를 P2라 한다.Referring back to FIG. 3, the power controllers 240-1 to 4 allocate transmission power to the coded and modulated symbols. P BC is the power allocated for broadcast transmission, P MC is the power allocated for multicast transmission, P is the power allocated for the first unicast transmission, P 1 , P is the power allocated for the second unicast transmission, and 2
빔형성부(250-1~4)는 입력 신호에 대해 빔형성 벡터를 처리하여 전송 신호를 만든다. 브로드캐스트 전송에 대한 빔형성 벡터를 uBC, 멀티캐스트 전송에 대한 빔형성 벡터를 uMC, 제1 유니캐스트 전송에 대한 빔형성 벡터를 u1, 제2 유니캐스트 전송에 대한 빔형성 벡터를 u2라 한다.The beam formers 250-1 ˜ 4 process the beamforming vector with respect to the input signal to generate a transmission signal. U BC for beamforming vector for broadcast transmission, u MC for beamforming vector for multicast transmission, u 1 for beamforming vector for first unicast transmission, and u for beamforming vector for second unicast transmission. 2
이하에서는 다중화 처리기(210)에서의 다중화 처리 방법에 따라 브로드캐스트 데이터, 멀티캐스트 데이터, 유니캐스트 데이터 #1, 유니캐스트 데이터 #2를 다중화하여 전송하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of multiplexing and transmitting broadcast data, multicast data,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a transmission method according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 각 안테나별로 요구 전송률 Rreq와 최적 전송률 Ropt를 결정한다(S210). 이하에서, 전송률 R의 위첨자 중 'req'는 요구 전송률을 나타내고, 'opt'는 최적 전송률을 나타낸다. 전송률 R의 밑첨자 중 'BC'는 브로드캐스트 전송을 나타내고, 'MC'는 멀티캐스트 전송을 나타내고, '1', '2', 'k' 등은 유니캐스트 전송을 나타낸다. 최적 전송률 Ropt은 현재 채널에 따라 최적화된 전송률로, 이를 구하는 방법은 도 6을 참조하여 후술한다. 요구 전송률 Rreq은 기지국과 각 단말 사이에 요구되는 전송률에 기반하여 정해진다. 요구 전송률 Rreq은 QoS(qulaity of service)나 최소 요구 전송량 등에 의해 정해질 수 있다. 유니캐스트 전송을 위한 요구 전송률 R1 req, R2 req 등은 각 단말과의 사이에서 정해진 전송률에 의해 정해진다. 멀티캐스트 전송을 위한 요구 전송률 RMC req는 해당하는 그룹 내 모든 단말이 신호를 디코딩할 수 있도록 해당 그룹에 속하는 단말의 전송률 중 최소 전송률로 정한다. 예를 들어, 멀티캐스트 전송을 위한 그룹에 2개의 단말이 속하고, 그 요구 전송률을 R1 req, R2 req이라 한다면, RMC req= min (R1 req, R2 req)이 된다. 브로드캐스트 전송을 위한 요구 전송률 RBC req는 해당하는 영역 내 모든 단말이 신호를 디코딩할 수 있도록 모든 단말의 전송률 중 최소 전송률로 정한다. 기지국과 각 단말 사이에 요 구되는 전송률 Rk req은 다양한 방법으로 정해질 수 있다. 일 실시예로, 요구 전송률 Rk req은 자원 할당이나 채널 상태 등을 고려하여 기지국에서 결정할 수 있다. 다른 실시예로, 요구 전송률 Rk req은 각 단말로부터 채널 상태를 귀환받아 이를 기초로 기지국에서 결정할 수 있다. 또 다른 실시예로, 요구 전송률 Rk req은 각 단말이 직접 그 값을 기지국으로 귀환시킬 수 있다.Referring to FIG. 5, the required rate R req and the optimum rate R opt are determined for each antenna (S210). In the following description, 'req' represents a required data rate and 'opt' indicates an optimal data rate among the superscripts of the data rate R. In the subscripts of the rate R, 'BC' indicates broadcast transmission, 'MC' indicates multicast transmission, and '1', '2', 'k' and the like indicate unicast transmission. The optimal rate Ropt is a rate optimized according to the current channel, and a method of obtaining the same is described below with reference to FIG. 6. The required rate R req is determined based on the required rate between the base station and each terminal. The request rate R req may be determined by a quality of service (QoS) or a minimum request rate. The required rate R 1 req , R 2 req, etc. for unicast transmission is determined by the rate determined between each terminal. The required transmission rate R MC req for multicast transmission is determined as the minimum transmission rate among the transmission rates of the terminals belonging to the group so that all terminals in the corresponding group can decode the signal. For example, if two terminals belong to a group for multicast transmission, and the required transmission rates are R 1 req and R 2 req , then R MC req = min (R 1 req , R 2 req ). The required transmission rate R BC req for broadcast transmission is determined as the minimum transmission rate among all transmission rates so that all terminals in a corresponding region can decode the signal. The transmission rate R k req required between the base station and each terminal may be determined in various ways. In one embodiment, the required transmission rate R k req may be determined by the base station in consideration of resource allocation or channel conditions. In another embodiment, the required transmission rate R k req may be determined by the base station based on the channel state received from each terminal. In another embodiment, the requested rate R k req may be directly returned to the base station by each terminal.
이어서, 브로드캐스트 전송을 위한 요구 전송률 RBC req이 최적 전송률 RBC opt보다 작은지 여부를 판단한다(S220). 요구 전송률 RBC req이 최적 전송률 RBC opt보다 크다면 브로드캐스트 데이터를 이용하여 브로드캐스트 스트림을 형성한다(S235). 요구 전송률 RBC req이 최적 전송률 RBC opt보다 작다면, 브로드캐스트 데이터에 멀티캐스트 데이터의 일부 또는 전부를 병합하여(merge) 브로드캐스트 스트림을 형성한다(S230). 요구 전송률 RBC req이 최적 전송률 RBC opt보다 작다면 브로드캐스트 스트림에는 브로드캐스트 데이터를 싣고도 남은 여유 공간이 있을 수 있다. 상기 여유 공간은 TDM(time division multiplexing) 방식의 경우 여분의 시간일 수 있고, 다중 부반송파를 사용하는 방식의 경우 여분의 부반송파일 수 있다. 여유 공간에 멀티캐스트 데이터를 더 실어보냄으로써 전송 효율을 높일 수 있다. 또한, 멀티캐스트 신 호는 특정 그룹의 단말만이 디코딩 가능하므로 그룹에 속하지 않는 단말에게는 간섭으로 작용한다. 그러나 브로드캐스트 신호는 모든 단말이 순차적 간섭 제거(successive interference cancellation; 이하 SIC)가 가능하다. 따라서 브로드캐스트 신호에 멀티캐스트 데이터 일부 또는 전부를 실어보내게 되면 간섭이 줄어들 수 있다.Subsequently, it is determined whether the required rate R BC req for broadcast transmission is smaller than the optimum rate R BC opt (S220). If the required rate R BC req is greater than the optimal rate R BC opt , a broadcast stream is formed using broadcast data (S235). If the required transmission rate R BC req is smaller than the optimal transmission rate R BC opt , some or all of the multicast data is merged with the broadcast data to form a broadcast stream (S230). If the required rate R BC req is less than the optimal rate R BC opt , the broadcast stream may have free space left even with the broadcast data. The free space may be an extra time in the case of a time division multiplexing (TDM) scheme or an extra subcarrier in the case of a scheme using multiple subcarriers. The transmission efficiency can be improved by carrying more multicast data in the free space. In addition, since a multicast signal can be decoded only by a terminal of a specific group, the multicast signal acts as an interference to a terminal not belonging to the group. However, the broadcast signal is capable of sequential interference cancellation (SIC) for all terminals. Therefore, if some or all of the multicast data is sent to the broadcast signal, interference may be reduced.
여기서는 하나의 멀티캐스트 데이터가 존재하는 경우에 대해 설명하고 있지만, 다수의 멀티캐스트 데이터가 존재할 수 있다. 이 경우 어떠한 멀티캐스트 데이터를 선택하여 브로드캐스트 스트림에 실을 것인지 문제될 수 있는데, 멀티캐스트 데이터 중 요구되는 전송률이 가장 높은 멀티캐스트 데이터를 선택할 수 있다. 브로드캐스트 신호는 모든 사용자가 디코딩할 수 있는 신호이고, 전송률이 높을수록 많은 데이터를 브로드캐스트 신호에 실을 수 있기 때문이다.Although a case in which one multicast data exists is described herein, a plurality of multicast data may exist. In this case, there may be a problem in which multicast data is selected and loaded in the broadcast stream. Among the multicast data, multicast data having the highest transmission rate may be selected. The broadcast signal is a signal that can be decoded by all users, and the higher the data rate, the more data can be loaded into the broadcast signal.
다음으로, 멀티캐스트 전송을 위한 요구 전송률 RMC req이 최적 전송률 RMC opt보다 작은지 여부를 판단한다(S240). 요구 전송률 RMC req이 최적 전송률 RMC opt보다 크다면 멀티캐스트 데이터를 이용하여 멀티캐스트 스트림을 형성한다(S255). 요구 전송률 RMC req이 최적 전송률 RMC opt보다 작다면, 멀티 데이터에 유니캐스트 데이터의 일부 또는 전부를 병합하여 멀티캐스트 스트림을 형성한다(S250). 요구 전송률 RMC req이 최적 전송률 RMC opt보다 작다면 멀티캐스트 스트림에는 유니캐스트 데이터를 싣고도 남은 여유 공간이 있을 수 있다. 여유 공간에 유니캐스트 데이터를 더 실어보냄으로써 전송 효율을 높일 수 있다. 또한, 유니캐스트 신호는 특정 단말만이 디코딩 가능하므로 타 단말에게는 간섭으로 작용한다. 그러나 멀티캐스트 신호는 특정 그룹에 속하는 모든 단말이 디코딩할 수 있으므로, 상기 유니캐스트 신호를 받는 특정 단말이 상기 그룹에 속한다면, 상기 그룹 내의 다른 단말은 멀티캐스트 신호를 SIC 할 수 있다. 따라서 멀티캐스트 신호에 유니캐스트 데이터 일부 또는 전부를 실어보내게 되면 간섭이 줄어들 수 있다.Next, it is determined whether the required transmission rate R MC req for multicast transmission is smaller than the optimal transmission rate R MC opt (S240). If the required transmission rate R MC req is greater than the optimal transmission rate R MC opt , a multicast stream is formed using the multicast data (S255). If the required transmission rate R MC req is smaller than the optimal transmission rate R MC opt , a part or all of the unicast data is merged into the multi data to form a multicast stream (S250). If the required transmission rate R MC req is smaller than the optimal transmission rate R MC opt , the multicast stream may have free space left even with unicast data. Transmission efficiency can be improved by carrying more unicast data in the free space. In addition, since only a specific terminal can be decoded, the unicast signal acts as an interference to other terminals. However, since the multicast signal can be decoded by all terminals belonging to a specific group, if a specific terminal receiving the unicast signal belongs to the group, another terminal in the group can SIC the multicast signal. Therefore, if some or all of the unicast data is loaded on the multicast signal, interference may be reduced.
다수의 유니캐스트 데이터가 존재하는 경우 어떠한 유니캐스트 데이터를 선택하여 멀티캐스트 스트림에 실을 것인지 문제될 수 있는데, 유니캐스트 데이터 중 멀티캐스트 신호의 그룹에 속하고, 요구되는 전송률이 가장 높은 유니캐스트 데이터를 선택할 수 있다. If there is a large number of unicast data, it may be a question of which unicast data is selected and loaded on the multicast stream. Among the unicast data, it belongs to a group of multicast signals, and the unicast data having the highest required transmission rate Can be selected.
그리고 각 유니캐스트 데이터를 이용하여 유니캐스트 스트림을 형성한다(S260). 형성된 브로드캐스트 스트림, 멀티캐스트 스트림 및 유니캐스트 스트림은 각각 변조 및 코딩된다(S270). 변조 및 코딩된 스트림은 적절한 파워 제한과 빔형성에 의해 전송 신호로 변환되어 전송된다(S280).Then, a unicast stream is formed using each unicast data (S260). The formed broadcast stream, multicast stream, and unicast stream are modulated and coded, respectively (S270). The modulated and coded stream is converted into a transmission signal by appropriate power limitation and beamforming and transmitted (S280).
상술한 바와 같이 유니캐스트 데이터는 멀티캐스트 신호에 실려 간섭을 줄이는 효과를 얻을 수 있고, 멀티캐스트 데이터는 브로드캐스트 신호에 실려 간섭을 줄이는 효과를 얻을 수 있어, 2 단계의 간섭 감쇄 효과를 얻을 수 있다.As described above, unicast data can be loaded on a multicast signal to reduce interference, and multicast data can be loaded on a broadcast signal to reduce interference, resulting in two levels of interference attenuation. .
도 6은 전송 방법을 설명하기 위한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a transmission method.
도 6을 참조하면, 브로드캐스트 전송을 위한 요구 전송률 RBC req이 최적 전송률 RBC opt보다 작은 경우 브로드캐스트 데이터에 멀티캐스트 데이터의 일부 또는 전부를 병합하여 브로드캐스트 스트림 sBC을 형성한다. 브로드캐스트 스트림 sBC은 변조 및 코딩을 거쳐 브로드캐스트 신호 xBC로 변환되어 전송된다.Referring to FIG. 6, when the required transmission rate R BC req for broadcast transmission is smaller than the optimal transmission rate R BC opt , some or all of the multicast data is merged with the broadcast data to form the broadcast stream s BC . The broadcast stream s BC is modulated and coded and then converted into a broadcast signal x BC and transmitted.
멀티캐스트 전송을 위한 요구 전송률 RMC req이 최적 전송률 RMC opt보다 작은 경우 멀티캐스트 데이터에 유니캐스트 데이터의 일부 또는 전부를 병합하여 멀티캐스트 스트림 sMC을 형성한다. 멀티캐스트 스트림 sMC은 변조 및 코딩을 거쳐 멀티캐스트 신호 xMC로 변환되어 전송된다.When the required transmission rate R MC req for the multicast transmission is smaller than the optimal transmission rate R MC opt , the multicast stream s MC is formed by merging some or all of the unicast data into the multicast data. The multicast stream s MC is modulated and coded and then converted into a multicast signal x MC and transmitted.
유니캐스트 데이터는 변조 및 코딩을 거쳐 유니캐스트 신호 x1, x2로 변환되어 전송된다.Unicast data is modulated and coded and then converted into unicast signals x 1 and x 2 and transmitted.
도 7은 최적 전송률을 구하는 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of obtaining an optimum data rate.
도 7을 참조하면, 초기 가중치 μBC, μMC, μ1, μ2를 결정한다(S410). 가중치는 전송률을 비례-공평(proportional fairness)에 따라 최적화하기 위한 값이다. 브로드캐스트 전송률 RBC에 대한 가중치를 μBC라 하고, 멀티캐스트 전송률 RMC에 대한 가중치를 μMC라 하고, 제1 유니캐스트 전송률 R1에 대한 가중치를 μ1라 하고, 제2 유니캐스트 전송률 R2에 대한 가중치를 μ2라 한다.Referring to FIG. 7, initial weights μ BC , μ MC , μ 1 , μ 2 are determined (S410). The weight is a value for optimizing the transmission rate according to proportional fairness. La weights μ BC for the broadcast transmission rate R BC and LA multicast weights for the transmission rate R MC μ MC, and the first unicast rate R la weights μ 1 for the first and the second unicast transmission rate R The weight for 2 is called μ 2 .
각 전송안테나에 대한 파워 PBC, PMC, P1, P2와 빔형성 벡터 uBC, uMC, u1, u2라를 이용하여 전송률을 계산한다(S420). k번째 전송 안테나에 대한 전송률 Rk은 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.The transmission rate is calculated using the powers P BC , P MC , P 1 , P 2 and beamforming vectors u BC , u MC , u 1 , u 2 for each transmission antenna (S420). The transmission rate R k for the kth transmission antenna may be expressed by
여기서, SINRk은 k번째 전송 안테나에 대한 신호대 간섭 및 잡음비(singal to interference-plus-noise ratio)이다. Here, SINR k is a signal to interference and noise ratio for the k th transmit antenna.
k=0일 때, 즉 제1 전송 안테나를 통해 브로드캐스트 신호를 전송한다고 할 때 SINR0은 다음 수학식 2와 같이 구할 수 있다.When k = 0, that is, when a broadcast signal is transmitted through the first transmission antenna, SINR 0 may be obtained as in
여기서, hi는 i번째 단말로의 채널 벡터이다.Here, hi is a channel vector to the i-th terminal.
k=1일 때, 즉 제2 전송 안테나를 통해 멀티캐스트 신호를 전송한다고 할 때 SINR1은 다음 수학식 3과 같이 구할 수 있다. When k = 1, that is, when transmitting a multicast signal through the second transmission antenna, SINR 1 can be obtained as shown in
여기서, A는 멀티캐스트 신호를 수신하는 그룹을 나타낸다.Here, A represents a group for receiving a multicast signal.
i번째 유니캐스트 신호에 대한 SINRi은 다음 수학식 4와 같이 구할 수 있다. SINR i for the i-th unicast signal can be obtained as shown in
여기서, K는 유니캐스트 신호가 전송되는 단말의 수이다.Here, K is the number of terminals through which the unicast signal is transmitted.
SINR은 유니캐스트 신호에 대해서 ZF(zero-forcing) 빔형성을 수행한다고 가정하여 구한다. SINR을 계산할 때 유니캐스트 신호인 경우 ZF에 의해 다른 유니캐스트 신호와의 간섭이 없다고 할 수 있다. 브로드캐스트 신호는 SIC하므로 간섭으로 작용할 수 있는 것은 멀티캐스트 신호뿐이다. 멀티캐스트 신호는 유니캐스트 신호로부터 모두 간섭을 받는 형태가 되므로, 브로드캐스트 신호에 의한 간섭은 없다. 브로드캐스트 신호는 유니캐스트 신호와 멀티캐스트 신호로부터 모두 간섭을 받는다. 모든 단말이 브로드캐스트 신호를 디코딩할 수 있도록, 모든 단말의 SINR의 최소값으로 브로드캐스트 신호의 전송률이 정해진다. 멀티캐스트 신호의 SINR은 그룹 내 모든 단말이 디코딩할 수 있도록 그룹 내 단말의 SINR의 최소값으로 정해 지고, 이에 따라 멀티캐스트 신호의 전송률이 정해진다. The SINR is obtained assuming that ZF (zero-forcing) beamforming is performed on a unicast signal. When calculating the SINR, it can be said that there is no interference with other unicast signals by ZF in the case of a unicast signal. Since broadcast signals are SICs, only multicast signals can act as interference. Since the multicast signal is in the form of all interference from the unicast signal, there is no interference by the broadcast signal. The broadcast signal interferes with both the unicast signal and the multicast signal. The transmission rate of the broadcast signal is determined to the minimum value of the SINR of all the terminals so that all terminals can decode the broadcast signal. The SINR of the multicast signal is determined to be the minimum value of the SINR of the UEs in the group so that all UEs in the group can decode it. Accordingly, the transmission rate of the multicast signal is determined.
얻어진 전송률과 가중치를 통해 최적화 기준을 만족하는지 여부를 판단한다(S430). 여기서는 다음 수학식 5와 같은 최적화 기준을 만족하는 전송률을 구한다.It is determined whether the optimization criteria are satisfied based on the obtained transmission rate and the weight (S430). Here, a transmission rate that satisfies an optimization criterion as shown in
최적화 기준을 만족하면, 구해진 전송률이 최적 전송률이 된다. 최적화 기준을 만족하지 못하면 가중치를 갱신한다(S440). 가중치와 더불어 파워나 빔형성 벡터를 바꿀 수도 있다. 갱신된 가중치를 이용하여 다시 전송률을 계산하여 최적화 여부를 다시 판단한다. If the optimization criterion is satisfied, the obtained transmission rate becomes the optimal transmission rate. If the optimization criteria are not satisfied, the weight is updated (S440). In addition to weights, you can also change the power or beamforming vector. The data rate is calculated again using the updated weight to determine whether to optimize again.
가중치를 갱신하기 위해 비례-공평 스케줄링 방식을 이용한다. 공평과 다중 사용자 다이버시티를 동시에 얻기 위하여 사용되는 비례 공평 스케줄링 방식은 각 사용자의 평균 수율(throughput)과 현 채널에 따른 전송률을 비교하여 가중치로 반영한다. 이는 상대적으로 무선 채널 상태가 좋은 단말에 대하여 장시간의 수율을 최대로 보장하는 것을 목표로 하는 방식으로, 각 트래픽의 경로 수에 따라 비례적으로 전송률을 할당하게 되어 경로가 짧은 트래픽에 보다 많은 전송률을 할당한다. 비례-공평 스케줄링 방식은 다음 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.A proportional-fair scheduling scheme is used to update the weights. The proportional fair scheduling scheme used to obtain fairness and multi-user diversity at the same time is compared with the average throughput of each user and the transmission rate according to the current channel, and is reflected as a weight. This method aims to guarantee the longest yield for the terminal with a good radio channel condition, and allocates the transmission rate proportionally according to the number of paths of each traffic. Assign. The proportional-fair scheduling scheme may be represented by Equation 6 below.
여기서 Tc는 평균 전송률을 계산하기 위해 사용되는 윈도우 길이(window length)이고, m은 타임 슬롯이고, k는 안테나 인덱스이다. Rk를 k번째 안테나의 현재 전송률이라 할 때, Tk는 k번째 안테나의 평균 전송률이라 할 수 있다. Where Tc is the window length used to calculate the average rate, m is the time slot, and k is the antenna index. When R k is the current transmission rate of the k th antenna, T k may be referred to as the average transmission rate of the k th antenna.
수학식 6에 의해 얻어진 평균 전송률 Tk를 통해 다음과 같이 가중치를 결정할 수 있다.The weight may be determined as follows through the average data rate T k obtained by Equation 6.
상기에서는 유니캐스트에서 멀티캐스트로, 멀티캐스트에서 유니캐스트로의 2단계 전송 방식에 대하여 설명하고 있으나, 이는 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.In the above description, a two-stage transmission method from unicast to multicast and multicast to unicast has been described. However, the present invention may be modified in various ways.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 방법을 나타낸 블록도이다.8 is a block diagram showing a transmission method according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 상위캐스트 전송을 위한 요구 전송률 Rupper req이 최적 전송률 Rupper opt보다 작은 경우 상위캐스트 데이터에 하위캐스트 데이터의 일부 또는 전부를 병합하여 상위캐스트 스트림 supper을 형성한다. 상위캐스트 스트림 supper은 변조 및 코딩을 거쳐 상위캐스트 신호 xupper로 변환되어 전송된다. 하위캐스트 데이터는 변조 및 코딩을 거쳐 하위캐스트 신호 x1, x2로 변환되어 전송된다. Referring to FIG. 8, when the required transmission rate R upper req for higher cast transmission is smaller than the optimal transmission rate R upper opt , some or all of the lower cast data is merged with upper cast data to form an upper cast stream s upper . The upper cast stream s upper is transformed and transmitted to the upper cast signal x upper through modulation and coding. Subcast data is modulated and coded and then converted into subcast signals x 1 and x 2 and transmitted.
상위캐스트 신호는 하위캐스트 신호를 수신하는 특정 단말을 포함하는 다수의 단말로 전송되는 신호를 말한다. 상위캐스트 신호를 수신하는 단말은 하위캐스트 신호를 수신하는 단말보다 많다. 예를 들어, 하위캐스트 신호가 특정 단말에 대한 유니캐스트 신호일 때, 상위 캐스트 신호는 브로드캐스트 신호 또는 상기 특정 단말이 소속되는 그룹에 대한 멀티캐스트 신호일 수 있다. 다른 예로, 하위 캐스트 신호가 멀티캐스트 신호일 때, 상위 캐스트 신호는 브로드캐스트 신호일 수 있다. The higher cast signal refers to a signal transmitted to a plurality of terminals including a specific terminal receiving the lower cast signal. More terminals receive the higher cast signal than terminals receive the lower cast signal. For example, when the lower cast signal is a unicast signal for a specific terminal, the higher cast signal may be a broadcast signal or a multicast signal for a group to which the specific terminal belongs. As another example, when the lower cast signal is a multicast signal, the upper cast signal may be a broadcast signal.
이하에서는 수신기에서의 동작에 대하여 설명한다. 수신기는 간섭을 제거하기 위해 SIC를 사용한다. SINR가 가장 큰 안테나로부터 전송된 신호의 검출을 시작하고 검출된 신호로부터 송신 신호를 생성한다. 생성된 송신 신호를 전체 수신 신호에서 제거함으로써 잡음을 제거한다. 이와 같은 과정을 반복함으로써 각각의 단계별로 생성된 송신 신호를 제거하여 수신 신호의 SINR을 증가시켜 수신 신호에서 간섭을 제거시킨다.Hereinafter, the operation of the receiver will be described. The receiver uses the SIC to eliminate the interference. The detection of the signal transmitted from the antenna with the largest SINR is started and a transmission signal is generated from the detected signal. Noise is removed by removing the generated transmitted signal from the entire received signal. By repeating this process, the transmission signal generated in each step is removed to increase the SINR of the received signal, thereby eliminating interference from the received signal.
도 9는 브로드캐스트 신호를 수신하는 수신기를 나타낸 블록이다.9 is a block diagram illustrating a receiver for receiving a broadcast signal.
도 9를 참조하면, 수신기(500)는 데이터 처리기(501) 및 BC 추출기(502)를 포함한다. 수신기(500)는 하나의 수신 안테나(509)를 포함하나, 수신 안테나(509)는 하나 이상일 수 있다.9, the
데이터 처리기(501)의 전송기(200)의 데이터 처리기(230-1~4)에 대응하여 수신 안테나(509)로부터 수신된 신호를 복조하고 채널 디코딩하여 수신신호 y를 제공한다. BC 추출기는 수신신호 y로부터 브로드캐스트 신호 를 추출한다.In response to the data processors 230-1 to 4 of the
도 10은 브로드캐스트 신호와 멀티캐스트 신호를 동시에 수신하는 수신기를 나타낸 블록도이다.10 is a block diagram illustrating a receiver for receiving a broadcast signal and a multicast signal simultaneously.
도 10을 참조하면, 데이터 처리기(511)에서 제공되는 수신신호 y로부터 BC 추출기(512)는 브로드캐스트 신호 를 추출한다. 가산기(513)는 수신신호 y에서 브로드캐스트 신호 를 빼고, MC 추출기(514)는 가산기(513)의 출력에서 멀티캐스트 신호 를 추출한다. 사용자가 수신된 브로드캐스트 신호 를 필요로 하지 않는 경우에는 SIC로 멀티캐스트 신호 의 SINR을 높이는 데 이용되고, 필요로 하는 경우는 멀티캐스트 신호 의 전송률을 높이는데 사용된다.Referring to FIG. 10, the
도 11은 브로드캐스트 신호와 유니캐스트 신호를 동시에 수신하는 수신기를 나타낸 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a receiver that simultaneously receives a broadcast signal and a unicast signal.
도 11을 참조하면, 데이터 처리기(521)에서 제공되는 수신신호 y로부터 BC 추출기(522)는 브로드캐스트 신호 를 추출한다. 가산기(523)는 수신신호 y에서 브로드캐스트 신호 를 빼고, 데이터 추출기(524)는 가산기(523)의 출력에서 유니캐스트 신호 를 추출한다. 사용자가 수신된 브로드캐스트 신호 를 필요로 하지 않는 경우에는 SIC로 유니캐스트 신호 의 SINR을 높이는 데 이용되고, 필요로 하는 경우는 유니캐스트 신호 의 전송률을 높이는데 사용된다.Referring to FIG. 11, the
도 12는 브로드캐스트 신호, 멀티캐스트 신호 및 유니캐스트 신호를 동시에 수신하는 수신기를 나타낸 블록도이다.12 is a block diagram illustrating a receiver that simultaneously receives a broadcast signal, a multicast signal, and a unicast signal.
도 12를 참조하면, 데이터 처리기(531)에서 제공되는 수신신호 y로부터 BC 추출기(532)는 브로드캐스트 신호 를 추출한다. 제1 가산기(533)는 수신신호 y에서 브로드캐스트 신호 를 빼고, MC 추출기(534)는 제1 가산기(533)의 출력에서 멀티캐스트 신호 를 추출한다. 제2 가산기(535)는 제1 가산기(533)의 출력에서 멀티캐스트 신호 를 빼고, 데이터 추출기(536)는 제2 가산기(535)의 출력에서 유니캐스트 신호 를 추출한다. Referring to FIG. 12, the
이제 시뮬레이션 결과에 대하여 설명한다. 시뮬레이션은 도 8에 나타난 1 단 계 전송 방식에 대해 이루어진다. 상위 캐스트는 브로드캐스트이고, 하위 캐스트는 유니캐스트로 하며, 하나의 브로드캐스트 신호와 2개의 유니캐스트 신호를 고려한다. 브로드캐스트에 대한 요구 전송률을 RBC req 라 하고, 유니캐스트에 대한 요구 전송률을 각각 R1 req, R2 req 라 한다. 그리고, 데이터 병합이 이루어진 후의 전송률을 각각 RBC m, R1 m, R2 m 이라 한다. 데이터 병합은 유니캐스트 데이터에 대해서만 이루어지고, 브로드캐스트 데이터 대 유니캐스트 데이터의 비를 b : (1-b)라 한다. b=1이면, 병합이 이루어지지 않는다. b<1 이면, 병합이 이루어진다. 유니캐스트 데이터에 대한 병합은 이루어지지 않으므로 R1 m=R1 req, R2 m=R2 req이 된다.The simulation results will now be described. Simulation is performed for the first stage transmission scheme shown in FIG. The upper cast is broadcast, the lower cast is unicast, and one broadcast signal and two unicast signals are considered. The required data rates for broadcast are called R BC req , and the required data rates for unicast are called R 1 req and R 2 req , respectively. The data rates after data merging are referred to as R BC m , R 1 m , and R 2 m , respectively. Data merging is done only for unicast data, and the ratio of broadcast data to unicast data is called b: (1-b). If b = 1, no merging is done. If b <1, merging is done. Since no merge is performed on unicast data, R 1 m = R 1 req and R 2 m = R 2 req .
도 13은 병합비 b에 따른 전송률을 나타낸 그래프이다.13 is a graph showing a transmission rate according to the merge ratio b.
도 13을 참조하면, 주어진 채널에 따라 병합비 b를 바꾸어가며 다음 수학식 8을 이용하여 가중치와 전송률을 구한 것이다.Referring to FIG. 13, the weight ratio and the data rate are calculated using Equation 8 by changing the merge ratio b according to a given channel.
수학식 8에서 가중치 μBC, μ1, μ2와 전송률 RBC m, R1 m, R2 m 은 병합비 b가 1이 아닌 이상 좌변과 우변을 만족하는 값이 다르므로 우변에 (·)'와 같이 표시한다. In Equation 8, the weights μ BC , μ 1 , μ 2, and the transmission rates R BC m , R 1 m , and R 2 m have different values satisfying the left and right sides unless the merge ratio b is 1. 'Is displayed.
수학식 8에 의하면 μBC<μ1를 만족해야 한다. 이를 간단하게 증명하기 위해, R2 m이 고정된다고 가정한다. 이 경우 2차원 영역의 경계상에 있는 모든 점(RBC m', R1 m')에 대해 max(μBC' RBC m' + μ1' R1 m') 보다 2차원 영역의 경계상에 있는 모든 점(RBC m, R1 m)에 대해 max({μ1(1-b)+μBCb}RBC m + μ1 R1 m)이 더 클 수 있는가의 문제가 된다. 병합비 b가 1보다 약간 작아졌을 때(즉, b = 1-ε), 수학식 8에 의하면 max({μ1(1-b)+μBCb}RBC m + μ1 R1 m) > max(μBC' RBC m' + μ1' R1 m')를 만족해야한다. 주어진 전송률에서 부등식을 만족한다고 할 때, 좌변을 우변 쪽으로 이동시키면, {μ1(1-b)+μBCb}RBC m + μ1 R1 m - μBC' RBC m' - μ1' R1 m' > 0 이 된다. b = 1-ε을 대입하면, μ1(R1 m-R1 m')+μBC(RBC m-RBC m')+ε(μ1-μBC)RBC m>0 과 같이 된다. (R1 m-R1 m')과 (RBC m-RBC m')는 그 차이가 아주 작아 그 값을 거의 0으로 볼 수 있으므로, μBC<μ1가 되어야 부등식이 성립한다.According to Equation 8, μ BC <μ 1 must be satisfied. To simply prove this, assume that R 2 m is fixed. In this case, for all points (R BC m ', R 1 m ') on the boundary of the two-dimensional region, the boundary image of the two-dimensional region is larger than max (μ BC 'R BC m ' + μ 1 'R 1 m '). For all points (R BC m , R 1 m ) at max ({μ 1 (1-b) + μ BC b} R BC m + μ 1 R 1 m ), the question is whether it can be larger. When the merge ratio b is slightly smaller than 1 (i.e. b = 1-ε), according to Equation 8 max ({μ 1 (1-b) + μ BC b} R BC m + μ 1 R 1 m ) > max (μ BC 'R BC m ' + μ 1 'R 1 m ') Given the inequality at the given rate, if you move the left side to the right side, {μ 1 (1-b) + μ BC b} R BC m + μ 1 R 1 m -μ BC 'R BC m' -μ 1 'R 1 m '> 0. Substituting b = 1-ε, μ 1 (R 1 m -R 1 m ') + μ BC (R BC m -R BC m ') + ε (μ 1 -μ BC ) R BC m > 0 do. The difference between (R 1 m -R 1 m ') and (R BC m -R BC m ') is so small that the value can be seen as almost zero, so that inequality is established with μ BC <μ 1 .
도 14는 병합비에 따른 가중치화된 전송률 합(weighted sum rate)의 일례를 나타낸 그래프이다.14 is a graph illustrating an example of weighted sum rates according to merging ratios.
도 14를 참조하면, μBC=1, μ1=4, μ2=2 인 경우로 병합비 b가 커짐에 따라 가중치화된 전송률 합은 감소한다. 병합비 b가 클수록 더 작은 유니캐스트 데이터 가 브로드캐스트 데이터에 병합되므로 가중치화된 전송률 합은 감소하게 된다.Referring to Figure 14, the μ BC = 1, μ 1 = 4,
도 15는 병합비에 따른 가중치화된 전송률 합의 다른 예를 나타낸 그래프이다.15 is a graph illustrating another example of a weighted rate sum based on a merge ratio.
도 15를 참조하면, μBC=4, μ1=6, μ2=2 인 경우로 병합비 b가 커짐에 따라 가중치화된 전송률 합은 감소한다. Referring to FIG. 15, in the case of μ BC = 4, μ 1 = 6, and μ 2 = 2, the weighted rate sum decreases as the merge ratio b increases.
도 16은 종래 기술과 본 발명에 따른 전송률을 비교한 그래프이다. 전송률 RBC, R1, R2가 특정 비율을 만족할 때 종래 기술과 본 발명에 따른 달성가능한 전송률을 비교한다. 이는 도 14와 15의 결과가 주어진 가중치에서 전송률 합을 구한 것인 데 반해, 전송률의 비가 주어졌을 때 이를 달성할 수 있는 전송률 합(sum rate)을 구한 것이다. 종래 기술은 T. M. Cover, "Broadcast Channels", IEEE Trans. Info. Theory, Vol. IT-18, No.1, Jan. 1972를 참조한다. 코버(Cover)에 의하면 서로 다른 사용자에 대한 신호를 파워를 공유하도록 중첩시켜 전송한다. Figure 16 is a graph comparing the transmission rate according to the prior art and the present invention. When the transmission rates R BC , R 1 , R 2 satisfy a certain ratio, the prior art and the attainable transmission rates according to the present invention are compared. While the results of FIGS. 14 and 15 are obtained by adding a bit rate at a given weight, a sum rate that can be achieved when a ratio of a bit rate is given is obtained. The prior art is described in TM Cover, "Broadcast Channels", IEEE Trans. Info. Theory, Vol. IT-18, No. 1, Jan. See 1972. According to Cober, signals for different users are overlapped and transmitted to share power.
병합비 b의 값을 0에서 1까지 증가시키면, 각 병합비 b에 대해 도 14와 같은 하나의 3차원 전송률 영역이 나온다. 병합비 b를 0에서부터 0.1 간격으로 증가시키면 총 10개의 3차원 전송률 영역이 나온다. 이 10개의 영역을 합쳐서 1-단계의 전송률 영역을 구한다. 전송률이 특정 비율을 유지할 때 달성가능한 전송률은 도 16 상에서 전송률 영역과 특정 기울기를 갖는 직선이 만나는 점을 구하는 것과 같다. Increasing the value of the merge ratio b from 0 to 1 results in one three-dimensional rate region as shown in FIG. 14 for each merge ratio b. Increasing the merge ratio b from 0 to 0.1 intervals yields a total of 10 three-dimensional data rate regions. The ten areas are combined to obtain a one-step rate region. The rate attainable when the rate is maintained at a certain rate is equivalent to finding the point where the rate region meets a straight line with a particular slope on FIG.
도 16을 참조하면, 종래 기술에 의한 전송률(A)보다 본 발명에 의한 전송률(B)이 더 높아진다. 따라서 전송 효율이 더 높아지고 있음을 나타내고 있다.Referring to Fig. 16, the transmission rate B according to the present invention is higher than the transmission rate A according to the prior art. Therefore, the transmission efficiency is higher.
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 the software implementation, the module may be implemented as a module that performs the above-described function. 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 다중 사용자 환경에서 브로드캐스트, 멀티캐스트, 유니캐스트를 동시에 지원할 때 유니캐스트 신호와 멀티캐스트 신호가 그 신호를 받지 않는 사용자에게 주는 간섭을 최소화하여, 결과적으로 전송 효율을 높일 수 있다.As described above, according to the present invention, when simultaneously supporting broadcast, multicast, and unicast in a multi-user environment, the interference between the unicast signal and the multicast signal to the user who does not receive the signal is minimized, and consequently transmitted. The efficiency can be improved.
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