JP5517719B2 - Multi-user scheduling method and apparatus in multi-input multi-output system - Google Patents

Description

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本発明はマルチユーザ（Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ）−多入力多出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）技術に関し、特に、ＭＩＭＯシステムにおけるマルチユーザスケジューリング方法およびその装置に関する。  The present invention relates to a multi-user-multi-input multiple-output technique, and more particularly, to a multi-user scheduling method and apparatus in a MIMO system.

マルチアンテナ技術の発展により、ＭＩＭＯ技術が伝統的なポイントツーポイントのシングルユーザ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｕｓｅｒ）−ＭＩＭＯシステムからポイントツーマルチポイントのＭＵ−ＭＩＭＯシステムまで拡張するように促進する。マルチユーザの同時伝送の実現により、例えば、マルチアンテナが持つダイバーシティ利得によるビット誤り率特性の向上、マルチアンテナの多重利得によるマルチユーザのチャネル容量領域の拡大、マルチユーザのスケジューリングによるマルチユーザのダイバーシティの提供などのような多くのメリットをもたらす。ＭＩＭＯシステムが同じ時間、周波数およびコードドメインリソースで複数のユーザの信号を伝送でき、かつマルチユーザの同一チャネル干渉（Ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を低減できるように、比較的に大きいフォーミング利得を取得できるプリコーディング技術がＭＵ−ＭＩＭＯシステムに導入されて、既にＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける肝心な技術の１つになっている。  The development of multi-antenna technology facilitates the MIMO technology to extend from a traditional point-to-point single-user-MIMO system to a point-to-multipoint MU-MIMO system. By realizing multi-user simultaneous transmission, for example, improvement of bit error rate characteristics due to diversity gain of multi-antenna, expansion of multi-user channel capacity region due to multi-gain of multi-antenna, multi-user diversity due to multi-user scheduling It brings many benefits such as provision. A MIMO system that can transmit signals of multiple users at the same time, frequency, and code domain resources, and can obtain a relatively large forming gain so that multi-user co-channel interference can be reduced. Coding technology has been introduced into the MU-MIMO system and has already become one of the key technologies in the MU-MIMO system.

コードブックに基づくプリコーディング技術において、基地局と移動局は両方とも、内容が固定する所定のコードブックを知ることができる。移動局のユーザは、自局のチャネル情報に基づいて、該コードブックから最適なプリコーディングベクトルを１つ選択して、該プリコーディングベクトルを用いてプリコーディングを行って得られるチャネル品質情報（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を算出してから、コードブックにおける該プリコーディングベクトルの対応するインデックスおよび算出されたＣＱＩを基地局へフィードバックする。基地局は、プリコーディングを行うために、フィードバックされた情報に基づいて、マルチユーザスケジューリングを行う。  In a precoding technique based on a code book, both the base station and the mobile station can know a predetermined code book whose contents are fixed. Based on the channel information of the mobile station, the user of the mobile station selects one optimal precoding vector from the codebook and performs channel quality information (CQI) obtained by performing precoding using the precoding vector. : Channel Quality Information), the corresponding index of the precoding vector in the codebook and the calculated CQI are fed back to the base station. The base station performs multi-user scheduling based on the fed back information in order to perform precoding.

現在、コードブックに基づくプリコーディング技術が２種類あり、即ち、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）コードブックに基づくＭＵ−ＭＩＭＯプリコーディング技術、およびコードブックに基づくゼロフォーシング（ＺＦ：Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ）ＭＵ−ＭＩＭＯプリコーディング技術である。それに応じて、各種類のプリコーディング技術に対応するマルチユーザスケジューリング方式も異なる。  Currently, there are two types of precoding techniques based on codebooks, namely, MU-MIMO precoding techniques based on Discrete Fourier Transform (DFT) codebooks, and zero forcing (ZF) based on codebooks. This is a MU-MIMO precoding technique. Accordingly, the multi-user scheduling scheme corresponding to each type of precoding technique is also different.

図１は、従来のＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリング方法のフローチャートを示す。図１を参照すると、該方法は下記のステップを含む。  FIG. 1 shows a flowchart of a multi-user scheduling method based on a conventional DFT codebook. Referring to FIG. 1, the method includes the following steps.

ステップ１０１で、ＤＦＴに基づくユニタリコードブックを予め設定する。  Instep 101, a unitary code book based on DFT is preset.

仮に、ユニタリコードブックがＥであり、該コードブックに計Ｌ個のプリコーディング行列が含まれるとすると、Ｅは、式（１）のように表される。

Assuming that the unitary codebook is E and the codebook includes a total of L precoding matrices, E is expressed as in Equation (1).

ここで、（l＋１）番目のプリコーディング行列Ｅ^ｌには、基地局の送信アンテナ数Ｍ_Ｔと等しいプリコーディングベクトルが含まれ、式（２）のように表される。

Here, the (l + 1) th pre-coding matrix E^l, contains precoding vector equal to the number of transmission antennas M_T of the base station, is expressed by the equation (2).

（l＋１）番目のプリコーディング行列Ｅ^ｌに含まれる（ｍ＋１）番目のプリコーディングベクトル（式（３））には、Ｍ_Ｔ個の要素が含まれ、即ち式（４）になる。そのうち、（ｎ＋１）番目の要素は、式（５）である。

The (l + 1) th included in the precoding matrix^{E l} (m + 1) th pre-coding vector (equation (3)), contains_{M T} number of elements, that is, equation (4). Among them, the (n + 1) -th element is Equation (5).

上記のプリコーディング行列Ｅ^ｌに含まれる各プリコーディングベクトルが互いに直交し、即ち、式（６）になることにより、マルチユーザ間のＣＣＩが効果的に抑制されることができる。

Each precoding vector included in the precoding matrix E^l are orthogonal to each other, i.e., by becoming the equation (6) can be CCI among multiuser is effectively suppressed.

例えば、送信アンテナ数Ｍ_Ｔ＝２、プリコーディングベクトル数Ｌ＝２の場合について、該ユニタリコードブックは、式（７）である。ここからわかるように、プリコーディングベクトルは、Ｍ_Ｔ×Ｍ_Ｔ次元の行列である。

For example, for the case where the number of transmission antennas M_T = 2 and the number of precoding vectors L = 2, the unitary codebook is expressed by Equation (7). As can be seen from this, the precoding vector is an M_T × M_T dimensional matrix.

ステップ１０２で、移動局は、自局に対応するチャネル行列に基づいて、コードブックにおける全てのプリコーディング行列に含まれる各プリコーディングベクトルに対応する信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出する。  Instep 102, the mobile station determines a signal-to-interference noise ratio (SINR: Signal-Interference-Noise) corresponding to each precoding vector included in all precoding matrices in the codebook based on the channel matrix corresponding to the mobile station. Ratio) is calculated.

移動局のユーザｋがプリコーディング行列Ｅ^ｌのプリコーディングベクトル（式（３））を用いてプリコーディングを行うことを例として、対応するＳＩＮＲは、式（８）で表される。

Examples that performs precoding using the precoding vector of the user k of the mobile station precoding matrix E^l (Equation (3)), the corresponding SINR is represented by the formula (8).

ここで、ｐ_ｋはユーザｋの送信電力であり、Ｈ_ｋはユーザｋのチャネル行列であり、Ｎ_０は雑音電力であり、Ｋはユーザ総数である。式（９）は、ユーザｋにおける線形検出ベクトルであり、かつ式（１０）であり、式（１１）は、ユーザｋのチャネル行列Ｈｋがプリコーディングされた結果であり、式（１２）は、式（１１）のｋ番目の列であり、かつ式（１３）である。

Here, p_k is the transmission power of user k, H_k is the channel matrix of user k, N₀ is the noise power, and K is the total number of users. Equation (9) is the linear detection vector for user k, and is equation (10), equation (11) is the result of precoding the channel matrix Hk of user k, and equation (12) is This is the k-th column of Equation (11) and Equation (13).

Ｌ個のプリコーディング行列を含むコードブックにとって、ユーザｋは、各プリコーディング行列Ｅ^ｌにおける各プリコーディングベクトル（式（３））ごとにＳＩＮＲを算出することができる。そのため、送信アンテナがＭ_Ｔ個である場合、各ユーザはいずれもＭ_Ｔ×Ｌ個のＳＩＮＲを算出することができる。

For codebook contains L precoding matrix, user k can be calculated SINR for each precoding vector (equation (3)) in each precoding matrix E^l. Therefore, when there are M_T transmission antennas, each user can calculate M_T × L SINRs.

ステップ１０３で、移動局は、ＳＩＮＲとコードブックにおける該ＳＩＮＲに対応するプリコーディングベクトルのインデックスとを一緒に基地局へフィードバックする。  Instep 103, the mobile station feeds back the SINR and the index of the precoding vector corresponding to the SINR in the codebook together to the base station.

本ステップでは、移動局は低フィードバック方式を用いてＳＩＮＲおよびプリコーディングベクトルインデックスを基地局に報告するようにしてよい。ユーザｋを例として、該ユーザは、各プリコーディング行列に対して算出されたＭ_Ｔ×Ｌ個のＳＩＮＲから、最大となるＳＩＮＲを選択して、該最大となるＳＩＮＲおよび対応するプリコーディングベクトルのインデックスを基地局へフィードバックする。該インデックスのフィードバックに必要なビット数は、ｌｏｇ_２（Ｍ_Ｔ×Ｌ）である。In this step, the mobile station may report the SINR and the precoding vector index to the base station using a low feedback scheme. Taking user k as an example, the user selects the maximum SINR from M_T × L SINRs calculated for each precoding matrix, and the maximum SINR and the corresponding precoding vector are selected. The index is fed back to the base station. The number of bits required for feedback of the index is log₂ (M_T × L).

ステップ１０４で、基地局は、システム容量を最大化する基準に基づいて、受信された各ユーザのＳＩＮＲおよび対応するプリコーディングベクトルインデックスを用いて、ユーザスケジューリングを行う。  In step 104, the base station performs user scheduling using the received SINR of each user and the corresponding precoding vector index based on a criterion that maximizes system capacity.

スケジューリングが完了した後、各スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルインデックスは、同一のプリコーディング行列の異なる列ベクトルを指す必要がある。  After scheduling is complete, each scheduling user's precoding vector index needs to point to a different column vector of the same precoding matrix.

ここまで、ＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングのプロセスを完了する。  Thus far, the multi-user scheduling process based on the DFT codebook is completed.

このように、スケジューリング対象ユーザ数が比較的に少ない場合、プリコーディングベクトルインデックスに対する制限条件を満たすことができない。  Thus, when the number of scheduling target users is relatively small, the restriction condition for the precoding vector index cannot be satisfied.

コードブックに基づくＺＦマルチユーザスケジューリングについて、主に移動局シングルアンテナ設置のみをサポートするゼロフォーシング等電力（ＺＦＥＰ：Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ Ｅｑｕａｌ Ｐｏｗｅｒ）方式と、移動局シングルアンテナおよびマルチアンテナ設置をサポートするＺＦ−特異値分解（ＳＶＤ：Ｓｉｎｇｕｌａｒ Ｖａｌｕｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式とが含まれる。  For ZF multi-user scheduling based on codebook, mainly Zero Forcing Equal Power (ZFEP) system that supports only mobile station single antenna installation, and ZF-specific that supports mobile station single antenna and multi-antenna installation Value decomposition (SVD: Single Value Decomposition) method.

図２は、従来のＺＦＥＰ方式に基づくマルチユーザスケジューリング方法のフローチャートを示す。図２を参照すると、該方法は下記のステップを含む。  FIG. 2 shows a flowchart of a multi-user scheduling method based on the conventional ZFEP scheme. Referring to FIG. 2, the method includes the following steps.

ステップ２０１で、移動局は、自局に対応するチャネル行列に基づいて、所定のプリコーディングコードブックからプリコーディングベクトルを選択する。  In step 201, the mobile station selects a precoding vector from a predetermined precoding codebook based on a channel matrix corresponding to the mobile station.

本ステップでは、移動局は、まず測定してチャネル行列を得て、正規化を行う。ユーザｋを例として、その正規化されたチャネル行列は、式（１４）であり、ｈ_ｋはユーザｋに対応するチャネル行列である。

In this step, the mobile station first performs measurement to obtain a channel matrix, and performs normalization. Taking user k as an example, the normalized channel matrix is Equation (14), where h_k is the channel matrix corresponding to user k.

その後、正規化されたチャネル行列とコードブックにおけるプリコーディングベクトルとの相関性を最大にする基準に基づいて、ユーザｋに対応するプリコーディングベクトルを選択する。即ち、以下の式（１５）、（１６）である。

Thereafter, a precoding vector corresponding to user k is selected based on a criterion that maximizes the correlation between the normalized channel matrix and the precoding vector in the codebook. That is, the following expressions (15) and (16).

ステップ２０２で、移動局は、選択されたプリコーディングベクトルに対応するＣＱＩを算出して、コードブックにおける選択されたプリコーディングベクトルのインデックスおよび対応するＣＱＩ値を基地局へフィードバックする。  Instep 202, the mobile station calculates a CQI corresponding to the selected precoding vector, and feeds back the index of the selected precoding vector in the codebook and the corresponding CQI value to the base station.

本ステップでは、次式（１７）によってユーザｋのＣＱＩを算出することができる。ここで、Ｐは総送信電力であり、Ｍ_Ｔは基地局の送信アンテナ数である。

In this step, the CQI of the user k can be calculated by the following equation (17). Here, P is the total transmission power, M_T is the number of transmit antennas of the base station.

ステップ２０３で、基地局は、各移動局のフィードバックに基づいてスケジューリングユーザを選択する。  Instep 203, the base station selects a scheduling user based on feedback of each mobile station.

本ステップでは、まず、基地局は、受信されたプリコーディングベクトルのインデックスに基づいて、各ユーザの量子化チャネル行列（式（１８））を再構成し、その後、システム容量を最大化する基準に従って、受信された各ユーザのＣＱＩに基づいてスケジューリングユーザを決定する。

In this step, first, the base station reconstructs the quantization channel matrix (Equation (18)) of each user based on the received index of the precoding vector, and then, according to the criterion for maximizing the system capacity. The scheduling user is determined based on the received CQI of each user.

ステップ２０４で、基地局は、ゼロフォーシング処理によってスケジューリングユーザのプリコーディング行列を算出する。  Instep 204, the base station calculates a precoding matrix of the scheduling user through a zero forcing process.

仮に、基地局で決定されたスケジューリングユーザは、式（１９）であるとすると、スケジューリングユーザのプリコーディング行列は、式（２０）になる。

Assuming that the scheduling user determined by the base station is Equation (19), the precoding matrix of the scheduling user is Equation (20).

ｐは、プリコーディング行列の正規化因子であり、式（２１）であり、かつ等電力送信にとって、式（２２）であり、Ｐは総送信電力であり、f_kは、Ｆ（Ｓ）のｋ番目の列ベクトルであり、(*)^Ｔは、括弧内の内容の転置を取ることを表す。

p is the normalization factor of the precoding matrix, is equation (21), and for equal power transmission is equation (22), P is the total transmission power, and f_k is the F (S) This is a k-th column vector, and (*)^T represents transposition of the contents in parentheses.

その後、基地局は、算出されたプリコーディング行列を用いてコーディングを行って、専用の基準信号（ＤＲＳ：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を用いて、該プリコーディング行列を移動局に通知する。  Thereafter, the base station performs coding using the calculated precoding matrix, and notifies the mobile station of the precoding matrix using a dedicated reference signal (DRS: Dedicated Reference Signal).

ここまで、ＺＦＥＰ方式に基づくマルチユーザスケジューリングのプロセスを完了する。  Thus far, the multi-user scheduling process based on the ZFEP scheme is completed.

また、ＺＦ−ＳＶＤ方式のマルチユーザスケジューリングにおいて、移動局は、自局に対応するチャネル行列をＳＶＤ分解して、得られた右特異行列Ｖを用いて量子化後のチャネル行列を決定する。その後、移動局は、量子化後のチャネル行列に対応するＣＱＩを算出して基地局へフィードバックする。基地局は、全検索方式またはＧｒｅｅｄｙ検索方式を用いてユーザを走査して、スケジューリングユーザを決定する。その後、ＺＦ方式でスケジューリングユーザのプリコーディング行列を生成する。最後に、ＤＲＳ信号を用いてプリコーディング行列を移動局に通知する。  In the ZF-SVD multi-user scheduling, the mobile station performs SVD decomposition on the channel matrix corresponding to the mobile station, and determines the quantized channel matrix using the obtained right singular matrix V. Thereafter, the mobile station calculates CQI corresponding to the channel matrix after quantization and feeds back to the base station. The base station scans the user using a full search method or a Grayy search method to determine a scheduling user. Thereafter, a precoding matrix of the scheduling user is generated by the ZF method. Finally, the mobile station is notified of the precoding matrix using the DRS signal.

以上の説明からわかるように、ＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングについて、基地局は、移動局からフィードバックされたユーザに対応するＳＩＮＲ値および対応するプリコーディングベクトルインデックスに基づいてユーザスケジューリングを行う。スケジューリングユーザの満たすべき条件は、１、スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルインデックスが同一のプリコーディング行列に属することと、２、スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルインデックスが同一のプリコーディング行列における異なるベクトルに対応することとを含む。スケジューリングユーザが上記のいずれかの条件を満たさない場合、マッチング失敗率があると考えられる。性能を向上させるために、比較的に多くのＤＦＴ行列を用いることになる。一方、ＤＦＴ行列が比較的に多く、またはスケジューリング対象ユーザ数が比較的に少ない場合、比較的に高いマッチング失敗率につながるおそれがある。マッチング失敗があった場合、基地局はマッチング成功のユーザまたはシングルユーザのみを選択してサービスを提供する。このときのマルチユーザダイバーシティ利得がある程度減少し、それに応じてシステム容量も低減することで、システム性能不良につながる。  As can be seen from the above description, for multi-user scheduling based on the DFT codebook, the base station performs user scheduling based on the SINR value corresponding to the user fed back from the mobile station and the corresponding precoding vector index. The conditions to be satisfied by the scheduling user are: 1. The scheduling user's precoding vector index belongs to the same precoding matrix; and 2, the scheduling user's precoding vector index corresponds to a different vector in the same precoding matrix. Including. If the scheduling user does not satisfy any of the above conditions, it is considered that there is a matching failure rate. To improve performance, a relatively large number of DFT matrices will be used. On the other hand, when the DFT matrix is relatively large or the number of scheduling target users is relatively small, there is a possibility that a relatively high matching failure rate may result. If there is a matching failure, the base station selects a user or a single user who succeeds in matching and provides a service. The multi-user diversity gain at this time is reduced to some extent, and the system capacity is also reduced accordingly, leading to poor system performance.

ＺＦマルチユーザスケジューリングについて、各移動局はいずれも、自局にとって最適な量子化後のチャネル行列を選択して、基地局がユーザスケジューリングを行う基礎とするが、このような技術では、基地局側がＺＦ処理によってプリコーディング行列を得ることで、該プリコーディング行列と各ユーザの実際のＣＱＩとが大きく相違するため、システム性能不良につながる。  Regarding ZF multi-user scheduling, each mobile station selects a channel matrix after quantization that is optimal for the mobile station, and the base station performs user scheduling. In such a technique, the base station side By obtaining a precoding matrix by ZF processing, the precoding matrix and the actual CQI of each user are greatly different, leading to poor system performance.

本発明は、ＭＩＭＯシステム性能を向上させることができるＭＩＭＯシステムにおけるマルチユーザスケジューリング方法を提供している。  The present invention provides a multi-user scheduling method in a MIMO system that can improve the MIMO system performance.

本発明に係るマルチユーザスケジューリング方法は、
各移動局が、所定のコードブックから自局に合致する最適なベクトルを選択して量子化チャネルとし、該量子化チャネルに対応するチャネル品質情報を算出して、基地局に報告し、
基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択し、直交分解法によって、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得、
前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとする、ことを含む。The multi-user scheduling method according to the present invention includes:
Each mobile station selects an optimal vector that matches its own station from a predetermined codebook as a quantized channel, calculates channel quality information corresponding to the quantized channel, and reports it to the base station,
The base station selects a first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion, obtains a unitary matrix from a quantization channel corresponding to the first scheduling user by an orthogonal decomposition method,
Including a user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix as another scheduling user.

ここで、前記各移動局が、所定のコードブックから自局に合致する最適なベクトルを選択して量子化チャネルとすることは、
前記各移動局が、チャネル推定処理によって自局のチャネル行列を得、コードブックから該チャネル行列に合致する最適なベクトルを選択して、当該ベクトルを該ユーザに対する量子化チャネルとする、ことを含む。Here, each of the mobile stations selects an optimal vector that matches the local station from a predetermined codebook as a quantization channel,
Each mobile station obtains its own channel matrix by channel estimation processing, selects an optimal vector that matches the channel matrix from a codebook, and makes the vector a quantized channel for the user. .

ここで、前記コードブックから該チャネル行列に合致する最適なベクトルを選択して、当該ベクトルを該ユーザに対する量子化チャネルとすることは、式（２３）によって前記量子化チャネルを決定することを含む。

Here, selecting an optimal vector that matches the channel matrix from the codebook and making the vector a quantization channel for the user includes determining the quantization channel according to Equation (23). .

ここで、前記該量子化チャネルに対応するチャネル品質情報を算出することは、
各ユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行った結果を用いて、各ユーザのチャネル品質情報を算出する、ことを含む。Here, calculating channel quality information corresponding to the quantized channel includes:
Calculating channel quality information of each user using a result obtained by performing orthogonal decomposition on the quantized channel of each user.

ここで、前記各ユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行った結果を用いて、各ユーザのチャネル品質情報を算出することは、式（２４）または式（２５）によって、前記チャネル品質情報を算出することを含み、

Here, calculating the channel quality information of each user using the result of orthogonal decomposition on the quantized channel of each user is obtained by the equation (24) or (25). Calculating

好ましくは、該方法は、前記コードブックにおける各ベクトルに対して直交分解を予め行って、直交分解結果を記憶することをさらに含み、
前記各ユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行った結果を用いて、各ユーザのチャネル品質情報を算出する前に、記憶されている直交分解結果から、前記各ユーザの量子化チャネルと同じであるベクトルに対応する直交分解結果を取得することをさらに含む。Preferably, the method further includes performing orthogonal decomposition on each vector in the codebook in advance and storing the orthogonal decomposition result;
Before calculating the channel quality information of each user using the result of performing orthogonal decomposition on the quantization channel of each user, the same as the quantization channel of each user from the stored orthogonal decomposition result The method further includes obtaining an orthogonal decomposition result corresponding to the vector.

ここで、前記基地局に報告することは、移動局から自局に対応する量子化チャネルインデックスおよびチャネル品質情報を、基地局へフィードバックすることを含み、
前記基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択する前に、基地局が、受信された量子化チャネルインデックスに基づいて前記所定のコードブックから各ユーザに対応する量子化チャネルを復元することをさらに含む。Here, reporting to the base station includes feeding back a quantized channel index and channel quality information corresponding to the mobile station from the mobile station to the base station,
Before the base station selects the first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion, the base station determines that each user from the predetermined codebook based on the received quantization channel index. And reconstructing a quantization channel corresponding to.

ここで、前記基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択することは、チャネル品質が最良となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとし、または、優先度が最高となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとし、または、チャネル品質が最良となり、かつ優先度が最高となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとすることを含む。  Here, when the base station selects the first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion, the user having the best channel quality is set as the first scheduling user, or the priority is set. The user having the highest channel quality is the first scheduling user, or the user having the highest channel quality and the highest priority is the first scheduling user.

好ましくは、前記基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択する前に、所定のチャネル品質情報選択数の閾値ｎに従って、移動局によって報告された各チャネル品質情報から品質が最良となるｎ個のチャネル品質情報を選出し、選出された各チャネル品質情報に対応するユーザをそれぞれ１番目のスケジューリングユーザとして各組に入れることをさらに含み、
前記１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得ることは、各組の１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルから該組のユニタリ行列を得ることを含み、
前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとすることは、各組のユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、該組の他のスケジューリングユーザとすることを含み、
前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとした後に、各組の容量和をそれぞれ算出し、容量和が最大となる組を選定組とし、該選定組におけるスケジューリングユーザを今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザとすることをさらに含む。Preferably, each of the base stations reported by the mobile station according to a predetermined channel quality information selection threshold n before selecting the first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion. Further comprising selecting n channel quality information with the best quality from the channel quality information, and putting each user corresponding to each selected channel quality information into each set as a first scheduling user,
Obtaining a unitary matrix from a quantized channel corresponding to the first scheduling user comprises obtaining the set of unitary matrices from a quantized channel corresponding to each set of first scheduling users;
Setting a user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix as another scheduling user matches a column vector other than the first column vector in each set of unitary matrices. Including making the user another scheduling user of the set;
After the users that match other column vectors other than the first column vector in the unitary matrix are set as other scheduling users, the capacity sum of each set is calculated, and the set with the maximum capacity sum is selected. Further, the scheduling user in the selected group is further set as a scheduling user in the current scheduling.

好ましくは、前記直交分解法によって、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得た後に、前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトルを前記１番目のスケジューリングユーザに対応する列ベクトルとすることをさらに含む。  Preferably, after obtaining a unitary matrix from a quantization channel corresponding to the first scheduling user by the orthogonal decomposition method, the first column vector in the unitary matrix is changed to a column vector corresponding to the first scheduling user. To further include.

ここで、前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとすることは、
既に選出されたスケジューリングユーザ数が所定のスケジューリングユーザ数の閾値を超えたかどうかを判断し、所定のスケジューリングユーザ数の閾値を超えた場合、ステップＣ１２を実行するステップＣ１１と、
前記ユニタリ行列から、合致するユーザが決定されていない列ベクトルを１つ選択して、現在の列ベクトルとし、既に選出された全てのスケジューリングユーザに対応する列ベクトルに基づいて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定して、現在のスケジューリングユーザとし、ステップＣ１１に戻るステップＣ１２と、
を含む。Here, letting a user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix be another scheduling user,
Determining whether the number of scheduling users already selected exceeds a predetermined threshold for the number of scheduling users, and if exceeding the predetermined threshold for the number of scheduling users, step C11 for executing step C12;
From the unitary matrix, one column vector for which no matching user is determined is selected as the current column vector, and the current column vector is selected based on the column vectors corresponding to all the scheduling users already selected. A matching scheduling target user is determined to be the current scheduling user, and the process returns to step C11.
including.

ここで、前記ユニタリ行列から、合致するユーザが決定されていない列ベクトルを１つ選択して、現在の列ベクトルとすることは、前記合致するユーザが決定されていない列ベクトルのうち１つを順次に選択して、現在の列ベクトルとし、または、前記合致するユーザが決定されていない列ベクトルのうち１つをランダムに選択して、現在の列ベクトルとすることを含む。  Here, from the unitary matrix, one column vector for which no matching user is determined is selected and set as the current column vector. One of the column vectors for which no matching user is determined is selected. Sequentially selecting to be the current column vector, or randomly selecting one of the column vectors for which no matching user has been determined to be the current column vector.

ここで、前記既に選出された全てのスケジューリングユーザに対応する列ベクトルに基づいて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定して、現在のスケジューリングユーザとすることは、
現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザが多重された後に、ｒ番目のスケジューリングユーザschrであるとすれば、式（２６）によって現在のスケジューリングユーザを決定することを含み、

Here, based on the column vectors corresponding to all the already selected scheduling users, the scheduling target user that matches the current column vector is determined to be the current scheduling user.
If the r th scheduling user schr after the scheduling target users matching the current column vector are multiplexed, determining the current scheduling user according to equation (26),

ここで、ｒ≦Ｒ、Ｒは前記所定のスケジューリングユーザ数の閾値であり、Ｘは今回スケジューリングにおけるスケジューリング対象ユーザ総数である。式（２７）は現在の列ベクトルであり、式（２８）はその前に既に選出された（ｒ−１）個のスケジューリングユーザにおけるｋ番目のスケジューリングユーザに対応する列ベクトルを表し、式（２９）はｊ番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルを表す。

Here, r ≦ R and R are thresholds for the predetermined number of scheduling users, and X is the total number of scheduling target users in the current scheduling. Equation (27) is the current column vector, Equation (28) represents the column vector corresponding to the kth scheduling user in the (r−1) scheduling users already selected before, and Equation (29) ) Represents the quantization channel of the jth scheduling user.

好ましくは、前記基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択した後に、前記１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出して、前記ステップＣ１１を実行することをさらに含み、
ステップＣ１２において前記現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定した後に、既に選択されたスケジューリングユーザに加えて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出し、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量が、該スケジューリング対象ユーザを多重しない場合のシステム容量より高くなる場合、前記現在のスケジューリングユーザとする処理を引き続き行うことをさらに含む。Preferably, the base station calculates a system capacity when only the first scheduling user is transmitted after selecting the first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion, Further comprising performing step C11;
After determining the scheduling target user that matches the current column vector in step C12, in addition to the already selected scheduling user, calculate the system capacity when multiplexing scheduling target users that match the current column vector, When the system capacity when the scheduling target user matching the current column vector is multiplexed is higher than the system capacity when the scheduling target user is not multiplexed, it further includes continuing the process as the current scheduling user. .

好ましくは、前記１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出することは、式（３０）によって、前記１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出することを含み、

Preferably, calculating the system capacity when only the first scheduling user is transmitted includes calculating the system capacity when transmitting only the first scheduling user according to Equation (30),

ここで、前記既に選択されたスケジューリングユーザに加えて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出することは、
現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザが多重された後に、ｒ番目のスケジューリングユーザschrであるとすれば、式（３１）によって、前記現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出することを含み、

Here, in addition to the already selected scheduling user, calculating the system capacity when multiplexing scheduling target users that match the current column vector,
If the scheduling target user that matches the current column vector is multiplexed and then the rth scheduling user schr, the scheduling target user that matches the current column vector is multiplexed according to equation (31). Including calculating system capacity,

ここで、前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとした後に、前記ユニタリ行列を今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザのプリコーディング行列とし、該ユニタリ行列における列ベクトルを該列ベクトルに合致するスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルとすることをさらに含む。  Here, after a user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix is set as another scheduling user, the unitary matrix is set as a precoding matrix of the scheduling user in the current scheduling, and the unitary matrix And a scheduling user precoding vector matching the column vector.

好ましくは、前記ユニタリ行列を今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザのプリコーディング行列とし、該ユニタリ行列における列ベクトルを該列ベクトルに合致するスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルとする前に、
スケジューリング対象ユーザ数が所定のスケジューリング対象ユーザ数の閾値より小さいかどうかを判断し、小さい場合、各スケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからなる行列に対してゼロフォーシング処理を行って、今回スケジューリングのプリコーディング行列および各スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルを生成し、小さくない場合、前記ユニタリ行列を今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザのプリコーディング行列とし、該ユニタリ行列における列ベクトルを該列ベクトルに合致するスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルとする処理を実行する、ことをさらに含む。Preferably, the unitary matrix is a precoding matrix of a scheduling user in the current scheduling, and a column vector in the unitary matrix is a precoding vector of a scheduling user that matches the column vector,
It is determined whether or not the number of scheduling target users is smaller than a predetermined threshold for the number of scheduling target users. A coding matrix and a precoding vector for each scheduling user are generated. If not, the unitary matrix is set as a precoding matrix for the scheduling user in the current scheduling, and a column vector in the unitary matrix is pre-scheduled to match the column vector. The method further includes executing a process of making a coding vector.

好ましくは、前記各スケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからなる行列に対してゼロフォーシング処理を行って、今回スケジューリングのプリコーディング行列および各スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルを生成することは、
式（３２）および式（３３）によって、今回スケジューリングのプリコーディング行列Ｗを得、
前記今回スケジューリングのプリコーディング行列Ｗにおける列ベクトルを、対応するスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルとする、ことを含む。

Preferably, performing a zero forcing process on a matrix consisting of quantization channels corresponding to each scheduling user to generate a precoding matrix for the current scheduling and a precoding vector for each scheduling user,
A precoding matrix W for the current scheduling is obtained by Equation (32) and Equation (33), and
Including a column vector in the precoding matrix W of the current scheduling as a precoding vector of a corresponding scheduling user.

好ましくは、前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとした後に、
基地局が、各スケジューリングユーザのデータストリームを、対応するプリコーディングベクトルでプリコーディングを行って、対応するスケジューリングユーザに送信し、
基地局が、１番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルインデックスおよびスケジューリングユーザそれぞれのプリコーディングベクトルインデックスを、対応する移動局に送信する、ことをさらに含む。Preferably, after a user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix is set as another scheduling user,
The base station pre-codes each scheduling user's data stream with the corresponding pre-coding vector and sends it to the corresponding scheduling user;
The base station further includes transmitting the quantization channel index of the first scheduling user and the precoding vector index of each scheduling user to the corresponding mobile station.

ここで、前記直交分解が特異値分解（ＳＶＤ）またはＱＲ分解である。  Here, the orthogonal decomposition is singular value decomposition (SVD) or QR decomposition.

ここで、前記所定のコードブックが、Ｇｒａｓｓｍａｎｎｉａｎコードブック、チャネルベクトル化コードブック、離散フーリェ変換に基づくコードブック、または最小ベクトル距離を最大化する他のコードブックである。  Here, the predetermined code book is a Grassmannian code book, a channel vectorized code book, a code book based on discrete Fourier transform, or another code book that maximizes the minimum vector distance.

また、本発明はＭＩＭＯシステム性能を向上させることができるＭＩＭＯシステムにおけるマルチユーザスケジューリング装置を提供している。  The present invention also provides a multi-user scheduling apparatus in a MIMO system that can improve MIMO system performance.

本発明に係るマルチユーザスケジューリング装置は、
所定のコードブックから、各移動局に合致する最適なベクトルを選択して、量子化チャネルとするチャネル量子化モジュールと、
量子化チャネルに対応するチャネル品質情報を算出するチャネル品質情報算出モジュールと、
所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択し、ユニタリ行列決定モジュールによって提供されたユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとするスケジューリングモジュールと、
直交分解法によって、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得るユニタリ行列決定モジュールと、を含む。A multi-user scheduling apparatus according to the present invention includes:
A channel quantization module that selects an optimal vector that matches each mobile station from a predetermined codebook and sets it as a quantization channel;
A channel quality information calculation module for calculating channel quality information corresponding to the quantized channel;
Based on a predetermined scheduling criterion, the first scheduling user is selected from the scheduling target users, and a user who matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix provided by the unitary matrix determination module A scheduling module as a scheduling user of
A unitary matrix determination module that obtains a unitary matrix from a quantization channel corresponding to the first scheduling user by an orthogonal decomposition method.

好ましくは、前記装置は、所定のコードブック、所定のスケジューリング基準および所定のスケジューリングユーザ数の閾値を記憶する記憶モジュールをさらに含み、
前記チャネル量子化モジュールは、さらに、前記記憶モジュールから所定のコードブックを読み取る。Preferably, the apparatus further comprises a storage module for storing a predetermined codebook, a predetermined scheduling criterion and a predetermined number of scheduling users.
The channel quantization module further reads a predetermined code book from the storage module.

好ましくは、前記チャネル品質情報算出モジュールは、各ユーザの量子化チャネルに対して直行分解を行った結果を用いて、各ユーザのチャネル品質情報を算出する。  Preferably, the channel quality information calculation module calculates channel quality information of each user using a result obtained by performing orthogonal decomposition on the quantized channel of each user.

好ましくは、前記記憶モジュールは、さらに、前記コードブックにおける各ベクトルに対して直交分解を予め行って得られた直交分解結果を記憶し、
前記チャネル品質情報算出モジュールは、さらに、記憶モジュールに記憶されている直交分解結果から、各ユーザの量子化チャネルと同じであるベクトルに対応する直交分解結果を取得する。Preferably, the storage module further stores an orthogonal decomposition result obtained by performing orthogonal decomposition on each vector in the codebook in advance,
The channel quality information calculation module further obtains an orthogonal decomposition result corresponding to a vector that is the same as the quantization channel of each user from the orthogonal decomposition result stored in the storage module.

好ましくは、前記チャネル品質情報算出モジュールは、さらに、量子化チャネルインデックスおよびチャネル品質情報を前記スケジューリングモジュールにフィードバックする。  Preferably, the channel quality information calculation module further feeds back a quantized channel index and channel quality information to the scheduling module.

好ましくは、前記スケジューリングモジュールは、
前記記憶モジュールから所定のコードブックを読み取り、前記チャネル品質情報算出モジュールからの量子化チャネルインデックスに基づいて、読み取られたコードブックから各ユーザに対応する量子化チャネルを復元し、記憶モジュールから所定のスケジューリング基準を読み取り、該スケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選出し、カウントサブモジュールに対し、スケジューリングユーザのカウントを開始するよう通知し、ユニタリ行列決定モジュールからのプリコーディング行列から、合致するユーザが決定されていない列ベクトルを１つ選択して、現在の列ベクトルとし、既に選出された全てのスケジューリングユーザに対応する列ベクトルに基づいて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを現在のスケジューリングユーザとし、カウントサブモジュールに対し、スケジューリングユーザ数に１を加えるよう通知し、カウントサブモジュールから通知を受信した場合、スケジューリングユーザの選択を停止し、カウントサブモジュールから通知を受信しなかった場合、前記現在のスケジューリングユーザを選択する処理を引き続き行うユーザ選択サブモジュールと、
前記記憶モジュールから所定のスケジューリングユーザ数の閾値を読み取り、前記ユーザ選択サブモジュールの通知で、スケジューリングユーザをカウントし、スケジューリングユーザ数が、読み取られたスケジューリングユーザ数の閾値に達した際、ユーザ選択サブモジュールへ通知を送信するカウントサブモジュールと、を含む。Preferably, the scheduling module comprises:
A predetermined code book is read from the storage module, and a quantized channel corresponding to each user is restored from the read code book based on the quantized channel index from the channel quality information calculation module. Read the scheduling criteria, select the first scheduling user from the scheduling target users based on the scheduling criteria, notify the count sub-module to start counting the scheduling users, and perform precoding from the unitary matrix determination module From the matrix, select one column vector for which no matching user has been determined to be the current column vector, and based on the column vectors corresponding to all scheduling users that have already been selected. If the scheduling target user that matches the schedule is the current scheduling user, the count sub-module is notified to add 1 to the number of scheduling users, and when the notification is received from the count sub-module, the selection of the scheduling user is stopped and the count is stopped. If no notification is received from the submodule, a user selection submodule that continues the process of selecting the current scheduling user;
A threshold value of a predetermined number of scheduling users is read from the storage module, and scheduling users are counted by notification of the user selection submodule. When the number of scheduling users reaches the threshold value of the read scheduling user number, A counting sub-module that sends a notification to the module.

好ましくは、前記ユーザ選択サブモジュールは、さらに、
１番目のスケジューリングユーザを選出した後に、１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出し、
カウントサブモジュールから通知を受信しなかった場合、前記現在の列ベクトルを選択する処理、および現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定する処理を実行し、
既に選択されたスケジューリングユーザに加えて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出し、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量が、該スケジューリング対象ユーザを多重しない場合のシステム容量より高くなる場合、該スケジューリング対象ユーザを現在のスケジューリングユーザとして選択し、前記カウントサブモジュールに対し、スケジューリングユーザ数に１を加えるよう通知する処理を実行し、カウントサブモジュールから通知を受信しなかった場合、前記現在の列ベクトルを選択する処理、および現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定する処理を実行する。Preferably, the user selection submodule further comprises:
After selecting the first scheduling user, calculate the system capacity when only the first scheduling user is transmitted,
If a notification is not received from the count submodule, a process of selecting the current column vector and a process of determining a scheduling target user that matches the current column vector are executed.
In addition to the already selected scheduling user, the system capacity when scheduling target users matching the current column vector is multiplexed, and the system capacity when scheduling target users matching the current column vector is multiplexed, When the system capacity becomes higher than when the scheduling target users are not multiplexed, the scheduling target user is selected as a current scheduling user, and processing for notifying the count submodule to add 1 to the number of scheduling users is executed. If no notification is received from the count submodule, a process of selecting the current column vector and a process of determining a scheduling target user that matches the current column vector are executed.

好ましくは、前記記憶モジュールは、さらに、所定のチャネル品質情報選択数の閾値ｎを記憶し、
前記ユーザ選択サブモジュールは、さらに、前記記憶モジュールから所定のチャネル品質情報選択数の閾値ｎを読み取り、移動局によって報告された各チャネル品質情報から品質が最良となるｎ個のチャネル品質情報を選出し、選出された各チャネル品質情報に対応するユーザをそれぞれ１番目のスケジューリングユーザとして各組に入れ、各組のスケジューリングユーザを決定する処理を実行し、
前記スケジューリングモジュールは、各組のスケジューリングユーザが前記ユーザ選択サブモジュールによって決定された後に、各組の容量和をそれぞれ算出し、容量和が最大となる組を選定組とし、該選定組におけるスケジューリングユーザを今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザとする結果決定サブモジュールをさらに含む。Preferably, the storage module further stores a threshold n of a predetermined channel quality information selection number,
The user selection sub-module further reads a threshold value n of a predetermined channel quality information selection number from the storage module, and selects n channel quality information with the best quality from each channel quality information reported by the mobile station. Then, a user corresponding to each selected channel quality information is put in each set as a first scheduling user, and a process for determining each set of scheduling users is executed.
The scheduling module calculates a sum of capacities of each set after each set of scheduling users is determined by the user selection submodule, and sets a set with the maximum capacity sum as a selected set, and scheduling users in the selected set Is further included as a result determination sub-module that is a scheduling user in the current scheduling.

好ましくは、前記記憶モジュールは、さらに、所定のスケジューリング対象ユーザ数の閾値を記憶し、
前記装置は、
前記記憶モジュールから所定のスケジューリング対象ユーザ数の閾値を読み取り、スケジューリング対象ユーザ数が、読み取られたスケジューリング対象ユーザ数の閾値より小さい際、ゼロフォーシングモジュールに対して動作を開始するよう通知する制御モジュールと、
制御モジュールの通知で、各スケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからなる行列に対してゼロフォーシング処理を行って、今回スケジューリングのプリコーディング行列および各スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルを生成するゼロフォーシングモジュールとをさらに含む。Preferably, the storage module further stores a threshold value of a predetermined number of scheduling target users,
The device is
A control module that reads a predetermined threshold for the number of scheduling target users from the storage module and notifies the zero forcing module to start an operation when the number of scheduling target users is smaller than the read threshold for the number of scheduling target users; ,
A zero forcing module for generating a precoding matrix for the current scheduling and a precoding vector for each scheduling user by performing zero forcing processing on a matrix consisting of quantization channels corresponding to each scheduling user by notification of the control module, In addition.

ここで、前記チャネル量子化モジュールおよびチャネル品質情報算出モジュールが移動局に存在し、前記スケジューリングモジュールおよびユニタリ行列決定モジュールが基地局に存在する。  Here, the channel quantization module and the channel quality information calculation module exist in the mobile station, and the scheduling module and the unitary matrix determination module exist in the base station.

上記の解決手段からわかるように、本発明はＭＩＭＯシステム性能を効果的に向上させることができる。  As can be seen from the above solution, the present invention can effectively improve the MIMO system performance.

具体的に、本発明では、各移動局のユーザが、所定のコードブックから自局に最も合致する量子化チャネルを選択して量子化チャネルとし、該量子化チャネルに基づいて算出されたチャネル品質情報を、基地局が１番目のスケジューリングユーザを選択する基礎とする。基地局は、スケジューリング基準に最も適合するユーザを１番目のスケジューリングユーザとして選択する。そして、他の各スケジューリングユーザはいずれも１番目のスケジューリングユーザに対応するユニタリ行列の他の列ベクトルに合致する。ここからわかるように、ユーザ数が少なくても、本発明に係るマルチユーザスケジューリング過程中に、基地局側のユーザマッチング失敗を効果的に回避することができ、ＭＩＭＯシステム性能を効果的に向上させることができる。一方、本発明に係るプリコーディング行列は直交分解法によって得られたものであり、１番目のスケジューリングユーザのＣＱＩと該ユーザによって実際に取得されたＳＩＮＲとは完全に同じである。スケジューリング対象ユーザが比較的に多い場合、他の各スケジューリングユーザがプリコーディング行列における列ベクトルによく合致することができると、これらのユーザに対して算出されたＣＱＩもユーザによって実際に取得されたＳＩＮＲと比較的に接近している。従って、ＺＦマルチユーザスケジューリングに比べても、本発明はＭＩＭＯシステム性能を効果的に向上させることができる。  Specifically, in the present invention, the user of each mobile station selects a quantized channel that best matches the local station from a predetermined codebook as a quantized channel, and the channel quality calculated based on the quantized channel Information is based on which the base station selects the first scheduling user. The base station selects the user that best meets the scheduling criteria as the first scheduling user. Each of the other scheduling users matches the other column vector of the unitary matrix corresponding to the first scheduling user. As can be seen from this, even when the number of users is small, user matching failure on the base station side can be effectively avoided during the multi-user scheduling process according to the present invention, and MIMO system performance is effectively improved. be able to. On the other hand, the precoding matrix according to the present invention is obtained by the orthogonal decomposition method, and the CQI of the first scheduling user and the SINR actually acquired by the user are completely the same. If there are a relatively large number of scheduled users, and each other scheduling user can better match the column vector in the precoding matrix, the CQI calculated for these users is also the SINR actually obtained by the user. And relatively close. Therefore, compared with ZF multiuser scheduling, the present invention can effectively improve the MIMO system performance.

また、本発明では、各移動局は量子化チャネルのチャネル品質情報のみを算出するだけでよいが、ＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングでは、コードブックにおける全てのプリコーディング行列に含まれる各プリコーディングベクトルに対応するＳＩＮＲを算出する必要がある。従って、本発明によれば、移動局側の計算複雑度が大幅に低減されることができる。なお、本発明では、基地局側は１番目のスケジューリングユーザに対して得られたユニタリ行列に基づいて、他のスケジューリングユーザを決定するだけでよいが、ＺＦマルチユーザスケジューリングでは、走査の方法を用いて各可能なスケジューリングユーザ組合せに対してＺＦ処理を行ってシステム容量を算出することをしないと、スケジューリングユーザおよびそのプリコーディング行列を最終的に決定することができない。ここからわかるように、ＺＦマルチユーザスケジューリングに比べて、本発明における基地局はより低い複雑度を持つ。  Further, in the present invention, each mobile station only needs to calculate channel quality information of the quantization channel, but in multiuser scheduling based on the DFT codebook, each precoding included in all precoding matrices in the codebook. It is necessary to calculate the SINR corresponding to the vector. Therefore, according to the present invention, the computational complexity on the mobile station side can be greatly reduced. In the present invention, the base station only needs to determine another scheduling user based on the unitary matrix obtained for the first scheduling user, but ZF multiuser scheduling uses a scanning method. Unless the system capacity is calculated by performing ZF processing for each possible scheduling user combination, the scheduling user and its precoding matrix cannot be finally determined. As can be seen, the base station in the present invention has a lower complexity than ZF multiuser scheduling.

従来のＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリング方法のフローチャートである。6 is a flowchart of a conventional multi-user scheduling method based on a DFT codebook.従来のＺＦＥＰ方式に基づくマルチユーザスケジューリング方法のフローチャートである。6 is a flowchart of a conventional multi-user scheduling method based on the ZFEP scheme.本発明に係るマルチユーザスケジューリング方法の例示的なフローチャートである。4 is an exemplary flowchart of a multiuser scheduling method according to the present invention.本発明に係るマルチユーザスケジューリング装置の例示的な構成図である。1 is an exemplary configuration diagram of a multiuser scheduling apparatus according to the present invention.本発明の実施例１に係るマルチユーザスケジューリング方法のフローチャートである。It is a flowchart of the multiuser scheduling method which concerns on Example 1 of this invention.本発明の実施例１に係るマルチユーザスケジューリング装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the multiuser scheduling apparatus which concerns on Example 1 of this invention.本発明の実施例２に係るマルチユーザスケジューリング方法のフローチャートである。It is a flowchart of the multiuser scheduling method which concerns on Example 2 of this invention.本発明の実施例１に係るマルチユーザスケジューリングとＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングおよび２種類のＺＦマルチユーザスケジューリングとの性能比較のシミュレーション図である。It is a simulation figure of the performance comparison with the multiuser scheduling based on Example 1 of this invention, the multiuser scheduling based on a DFT codebook, and two types of ZF multiuser scheduling.本発明の実施例２に係るマルチユーザスケジューリングとＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングおよび２種類のＺＦマルチユーザスケジューリングとの性能比較のシミュレーション図である。It is a simulation figure of the performance comparison with the multiuser scheduling based on Example 2 of this invention, the multiuser scheduling based on a DFT codebook, and two types of ZF multiuser scheduling.本発明に係るＺＦと直交分解法との間で切り替えるマルチユーザスケジューリングと、ＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングおよび２種類のＺＦマルチユーザスケジューリングとの性能比較のシミュレーション図である。FIG. 5 is a simulation diagram of performance comparison between multi-user scheduling switching between ZF and orthogonal decomposition method according to the present invention, multi-user scheduling based on a DFT codebook, and two types of ZF multi-user scheduling.

本発明の目的、解決手段をさらに明確にするために、以下、図面を参照して実施例を挙げながら、本発明をさらに詳しく説明する。  In order to further clarify the object and solution of the present invention, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

本発明では、ＭＩＭＯシステムにおけるマルチユーザスケジューリングを行う際、所定のスケジューリング基準に基づいて、１番目のスケジューリングユーザを選択し、１番目のスケジューリングユーザに対してプリコーディング行列を決定してから、該プリコーディング行列における列ベクトルに合致する他のスケジューリングユーザを選択する。  In the present invention, when performing multi-user scheduling in a MIMO system, a first scheduling user is selected based on a predetermined scheduling criterion, a precoding matrix is determined for the first scheduling user, and then the pre-coding matrix is selected. Select another scheduling user that matches the column vector in the coding matrix.

図３は、本発明に係るＭＩＭＯシステムにおけるマルチユーザスケジューリング方法の例示的なフローチャートを示す。図３を参照すると、該方法は下記のステップを含む。  FIG. 3 shows an exemplary flowchart of a multi-user scheduling method in a MIMO system according to the present invention. Referring to FIG. 3, the method includes the following steps.

ステップ３０１で、移動局は、所定のコードブックから自局に合致する最適なベクトルを選択して量子化チャネルとし、該量子化チャネルに対応するチャネル品質情報を算出して、基地局に報告する。Instep 301, the mobile station selects an optimal vector that matches its own station from a predetermined codebook as a quantized channel, calculates channel quality information corresponding to the quantized channel, and reports it to the base station. .

ステップ３０２で、基地局は、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択し、直交分解法によって、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得る。  Instep 302, the base station selects a first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion, and obtains a unitary matrix from the quantization channel corresponding to the first scheduling user by an orthogonal decomposition method. .

ステップ３０３で、ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとする。  Instep 303, a user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix is set as another scheduling user.

図４は、本発明に係るＭＩＭＯシステムにおけるマルチユーザスケジューリング装置の例示的な構成図を示す。図４を参照すると、該装置は、所定のコードブックから、所在の移動局に合致する量子化チャネルを選択して、量子化チャネルとするチャネル量子化モジュールと、該量子化チャネルに対応するチャネル品質情報を算出するチャネル品質情報算出モジュールと、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択し、ユニタリ行列決定モジュールによって提供されたユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとするスケジューリングモジュールと、直交分解法によって、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得るユニタリ行列決定モジュールと、を含む。  FIG. 4 shows an exemplary configuration diagram of a multi-user scheduling apparatus in a MIMO system according to the present invention. Referring to FIG. 4, the apparatus selects, from a predetermined codebook, a quantization channel that matches a mobile station in which the apparatus is located, and sets it as a quantization channel, and a channel corresponding to the quantization channel. A channel quality information calculation module for calculating quality information, a first scheduling user is selected from scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion, and other than the first column vector in the unitary matrix provided by the unitary matrix determination module A scheduling module that sets other users matching the other column vectors as other scheduling users, and a unitary matrix determination module that obtains a unitary matrix from the quantization channel corresponding to the first scheduling user by the orthogonal decomposition method. .

本発明では、チャネル量子化モジュールおよびチャネル品質情報算出モジュールが移動局に存在し、スケジューリングモジュールおよびユニタリ決定モジュールが基地局に存在する。  In the present invention, a channel quantization module and a channel quality information calculation module exist in the mobile station, and a scheduling module and a unitary determination module exist in the base station.

上記のように、本発明では、各移動局のユーザはいずれも、所定のコードブックから自局に最も合致する量子化チャネルを選択して量子化チャネルとし、該量子化チャネルに基づいて算出されたチャネル品質情報を、基地局が１番目のスケジューリングユーザを選択する基礎とする。基地局は、スケジューリング基準に最も適合するユーザを１番目のスケジューリングユーザとして選択する。そして、他の各スケジューリングユーザはいずれも１番目のスケジューリングユーザに対応するユニタリ行列の他の列ベクトルに合致する。ここからわかるように、ユーザ数が少なくても、本発明に係るマルチユーザスケジューリング過程中に、基地局側のユーザマッチング失敗を効果的に回避することができ、ＭＩＭＯシステム性能を効果的に向上させることができる。一方、本発明に係るプリコーディング行列は直交分解法によって得られたものであり、１番目のスケジューリングユーザのＣＱＩと該ユーザによって実際に取得されたＳＩＮＲとは完全に同じである。スケジューリング対象ユーザが比較的に多い場合、他の各スケジューリングユーザがプリコーディング行列における列ベクトルとよく合致することができると、これらのユーザに対して算出されたＣＱＩもユーザによって実際に取得されたＳＩＮＲと比較的に接近している。従って、ＺＦマルチユーザスケジューリングに比べても、本発明はＭＩＭＯシステム性能を効果的に向上させることができる。  As described above, in the present invention, each user of each mobile station selects a quantization channel that best matches the user station from a predetermined codebook as a quantization channel, and is calculated based on the quantization channel. The channel quality information is used as a basis for the base station to select the first scheduling user. The base station selects the user that best meets the scheduling criteria as the first scheduling user. Each of the other scheduling users matches the other column vector of the unitary matrix corresponding to the first scheduling user. As can be seen from this, even when the number of users is small, user matching failure on the base station side can be effectively avoided during the multi-user scheduling process according to the present invention, and MIMO system performance is effectively improved. be able to. On the other hand, the precoding matrix according to the present invention is obtained by the orthogonal decomposition method, and the CQI of the first scheduling user and the SINR actually acquired by the user are completely the same. If there are relatively many users to be scheduled and each other scheduling user can match well with the column vector in the precoding matrix, the CQI calculated for these users is also the SINR actually obtained by the user. And relatively close. Therefore, compared with ZF multiuser scheduling, the present invention can effectively improve the MIMO system performance.

また、本発明では、各移動局は量子化チャネルのチャネル品質情報のみを算出するだけでよいが、ＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングでは、コードブックにおける全てのプリコーディング行列に含まれる各プリコーディングベクトルに対応するＳＩＮＲを算出する必要がある。従って、本発明によれば、移動局側の計算複雑度が大幅に低減されることができる。なお、本発明では、基地局側は１番目のスケジューリングユーザに対して得られたユニタリ行列に基づいて、他のスケジューリングユーザを決定するだけでよいが、ＺＦマルチユーザスケジューリングでは、走査の方法を用いて各可能なスケジューリングユーザ組合せに対してＺＦ処理を行ってシステム容量を算出することをしないと、スケジューリングユーザおよびそのプリコーディング行列を最終的に決定することができない。ここからわかるように、ＺＦマルチユーザスケジューリングに比べて、本発明における基地局はより低い複雑度を持つ。  Further, in the present invention, each mobile station only needs to calculate channel quality information of the quantization channel, but in multiuser scheduling based on the DFT codebook, each precoding included in all precoding matrices in the codebook. It is necessary to calculate the SINR corresponding to the vector. Therefore, according to the present invention, the computational complexity on the mobile station side can be greatly reduced. In the present invention, the base station only needs to determine another scheduling user based on the unitary matrix obtained for the first scheduling user, but ZF multiuser scheduling uses a scanning method. Unless the system capacity is calculated by performing ZF processing for each possible scheduling user combination, the scheduling user and its precoding matrix cannot be finally determined. As can be seen, the base station in the present invention has a lower complexity than ZF multiuser scheduling.

以下、本発明に係るマルチユーザスケジューリングを詳しく説明する。  Hereinafter, multi-user scheduling according to the present invention will be described in detail.

本発明では、基地局がユーザスケジューリングを行う際に、固定ユーザ数の方式または可変ユーザ数の方式を用いるようにしてよい。そして、プリコーディング行列を生成する際に、ＺＦ方式と本発明に係る１番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行う方式との間で切り替えるようにしてもよい。  In the present invention, when the base station performs user scheduling, a fixed user number method or a variable user number method may be used. Then, when generating the precoding matrix, switching may be made between the ZF method and the method of performing orthogonal decomposition on the quantization channel of the first scheduling user according to the present invention.

（実施例１）
本実施例では、固定ユーザ数の方式を用いてマルチユーザスケジューリングを実現する。言い換えれば、本実施例では、２≦Ｒ≦Ｍ_Ｔを満たすスケジューリングユーザ数の閾値Ｒを予め設定し、ここで、Ｍ_Ｔは基地局の送信アンテナ数である。Example 1
In this embodiment, multi-user scheduling is realized using a fixed number of users method. In other words, in this embodiment, preset 2 ≦ R ≦ M_T threshold R of the number of scheduling users satisfying, wherein, M_T is the number of transmit antennas of the base station.

図５は、本実施例に係るマルチユーザスケジューリング方法のフローチャートを示す。図５を参照すると、該方法は下記のステップを含む。  FIG. 5 is a flowchart of the multiuser scheduling method according to the present embodiment. Referring to FIG. 5, the method includes the following steps.

ステップ５０１で、移動局のユーザは、自局のチャネル行列に基づいて、所定のコードブックから、自局に合致する最適なベクトルを選択して量子化チャネルとする。  Instep 501, based on the channel matrix of the mobile station, the user of the mobile station selects an optimal vector that matches the mobile station from a predetermined code book and sets it as a quantization channel.

本実施例では、所定のコードブックが、Ｇｒａｓｓｍａｎｎｉａｎコードブック、チャネルベクトル化コードブック、ＤＦＴに基づくコードブック、または最小ベクトル距離を最大化する他のコードブックであってよい。いずれのコードブックを用いても、該コードブックにはＮ_ｉ個のベクトルが含まれ、各ベクトルの次元数はＭ_Ｔ×１であり、即ち、該コードブックはＭ_Ｔ×Ｎ_ｉ次元の行列である。In this embodiment, the predetermined codebook may be a Grassmannian codebook, a channel vectorized codebook, a codebook based on DFT, or other codebook that maximizes the minimum vector distance. Regardless of which codebook is used, the codebook contains N_i vectors, and the number of dimensions of each vector is M_T × 1, that is, the codebook is a matrix of M_T × N_i dimensions. It is.

本ステップでは、各移動局が１つのユーザに対応し、各移動局はチャネル推定処理で自局のチャネル行列を得て、コードブックから該チャネル行列に合致する量子化チャネルを選択して、該移動局のユーザに対する量子化チャネルとする。  In this step, each mobile station corresponds to one user, each mobile station obtains its own channel matrix by channel estimation processing, selects a quantization channel that matches the channel matrix from the codebook, and The quantization channel for the user of the mobile station.

ユーザｋを例として、量子化チャネルを選択する条件は次式を満たす。

Taking user k as an example, the condition for selecting a quantization channel satisfies the following equation.

ステップ５０２で、各ユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行い、直交分解結果に基づいて各ユーザのＣＱＩを算出する。  Instep 502, orthogonal decomposition is performed on the quantization channel of each user, and the CQI of each user is calculated based on the orthogonal decomposition result.

本ステップの直交分解は、ＳＶＤ分解またはＱＲ分解であってよい。  The orthogonal decomposition of this step may be SVD decomposition or QR decomposition.

ＳＶＤ分解について、ＳＶＤ分解して得られた左特異行列を取ってユーザのＣＱＩを算出すると、本ステップでＣＱＩを算出する処理は以下のステップを含む。  Regarding the SVD decomposition, when the user's CQI is calculated by taking the left singular matrix obtained by the SVD decomposition, the process of calculating the CQI in this step includes the following steps.

１、ユーザｋの量子化チャネル（式（３４））をＳＶＤ分解して、式（３５）を得る。

1. SVD decomposition of the quantized channel of user k (equation (34)) yields equation (35).

２、左特異行列（式（３６））の１番目の列ベクトルをユーザｋのプリコーディングベクトルとして、次式によってユーザｋの線形検出時の検出ベクトルを算出する。

2. Using the first column vector of the left singular matrix (Equation (36)) as the precoding vector for user k, the detection vector at the time of linear detection of user k is calculated by the following equation.

３、ユーザの線形検出時の検出ベクトル、チャネル行列および左特異行列に基づいて、次式によって各ユーザのＣＱＩを算出する。

3. Based on the detection vector, channel matrix, and left singular matrix at the time of linear detection of the user, the CQI of each user is calculated by the following equation.

ＱＲ分解について、前述の左特異行列をＱ行列に入れ替えるだけでよい。即ち、次式である。

For QR decomposition, it is only necessary to replace the left singular matrix described above with a Q matrix. That is, the following equation.

本ステップでは、量子化チャネル行列に対して直交分解を行う処理を予め実行して、直交分解結果を記憶しておくようにしてもよい。この場合、記憶されている直交分解結果から、各ユーザの量子化チャネルと同じであるベクトルに対応する直交分解結果を直接に取得することができる。  In this step, a process for performing orthogonal decomposition on the quantized channel matrix may be executed in advance to store the orthogonal decomposition result. In this case, the orthogonal decomposition result corresponding to the same vector as the quantization channel of each user can be directly obtained from the stored orthogonal decomposition result.

ステップ５０３で、移動局は、自局のユーザに対応する量子化チャネルインデックスおよびＣＱＩ値を、基地局へフィードバックする。  Instep 503, the mobile station feeds back the quantized channel index and CQI value corresponding to the user of the local station to the base station.

Ｎ_ｔ個のベクトルを含むコードブックにとって、本ステップでは、各移動局はlog₂(N_t)ビットを使用して量子化チャネルインデックスindex_u_kを伝送する必要がある。For codebook comprising the N_t vectors, in this step, the mobile station needs to transmit quantized channel index Index_u_k using log₂ (N_t) bits.

ステップ５０４で、基地局は、受信された量子化チャネルインデックスに基づいて、所定のコードブックから各ユーザに対応する量子化チャネルを復元する。  Instep 504, the base station restores a quantization channel corresponding to each user from a predetermined codebook based on the received quantization channel index.

ステップ５０５で、基地局は、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択して、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルを用いてユニタリ行列を決定して、今回スケジューリングのプリコーディング行列とする。  Instep 505, the base station selects a first scheduling user from scheduling users based on a predetermined scheduling criterion, and determines a unitary matrix using a quantization channel corresponding to the first scheduling user. This is the precoding matrix for scheduling this time.

仮に、所定のスケジューリング基準はシステム容量を最大化する基準であるとすると、基地局は、チャネル品質が最良となる、即ち、ＣＱＩ値が最大となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとする。所定のスケジューリング基準は優先度基準であるとすると、基地局は、優先度が最高となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとして選択する。もちろん、前述の２つの基準を組み合せて、ＣＱＩの最大値が複数のユーザに対応する場合、ＣＱＩ値が最大となり、かつ優先度が最高となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとし、優先度が最高となるユーザ数が２以上である場合、優先度が最高となるユーザのうち、ＣＱＩ値が最大となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとするようにしてよい。本実施例では、本分野の他の既知のスケジューリング基準を用いて１番目のスケジューリングユーザを決定するようにしてもよい。  Assuming that the predetermined scheduling criterion is a criterion for maximizing the system capacity, the base station sets the user having the best channel quality, that is, the CQI value as the first scheduling user. If the predetermined scheduling criterion is a priority criterion, the base station selects the user with the highest priority as the first scheduling user. Of course, when the above two criteria are combined and the maximum CQI value corresponds to multiple users, the user with the highest CQI value and the highest priority is the first scheduling user and the highest priority. When the number of users is 2 or more, among the users with the highest priority, the user with the maximum CQI value may be the first scheduling user. In this embodiment, the first scheduling user may be determined using other known scheduling criteria in the field.

１番目のスケジューリングユーザを選出した後に、該ユーザに対応する量子化チャネルに対して直交分解を行って、ユニタリ行列形式のプリコーディング行列を得る。具体的に、前述のステップ５０２でＳＶＤ分解を用いた場合、本ステップでは、１番目のスケジューリングユーザsch1に対応する量子化チャネル（式（３７））をＳＶＤ分解して、得られた左特異行列（式（３８））を今回スケジューリングにおける各スケジューリングユーザのプリコーディング行列とし、前述のステップ５０２でＱＲ分解を用いた場合、本ステップでは、１番目のスケジューリングユーザsch1に対応する量子化チャネル（式（３７））をＱＲ分解して、得られた行列Ｑ_sch1を今回スケジューリングにおける各スケジューリングユーザのプリコーディング行列とする。上記の行列（式３９）、行列Ｑともユニタリ行列である。

After selecting the first scheduling user, orthogonal decomposition is performed on the quantization channel corresponding to the user to obtain a unitary matrix precoding matrix. Specifically, when SVD decomposition is used instep 502 described above, in this step, the left singular matrix obtained by SVD decomposition of the quantization channel (equation (37)) corresponding to the first scheduling user sch1 is obtained. If (Equation (38)) is a precoding matrix for each scheduling user in the current scheduling and QR decomposition is used inStep 502 described above, in this step, the quantization channel corresponding to the first scheduling user sch1 (Equation ( 37)) is_subjected to QR decomposition, and the obtained matrix Q_sch1 is used as a precoding matrix for each scheduling user in the current scheduling. The matrix (Equation 39) and the matrix Q are unitary matrices.

このとき、ユニタリ行列形式のプリコーディング行列における１番目の列ベクトルを直接に１番目のスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルとするようにしてもよい。  At this time, the first column vector in the unitary matrix precoding matrix may be directly used as the precoding vector of the first scheduling user.

ステップ５０６で、選出されたスケジューリングユーザ数が所定のスケジューリングユーザ数の閾値に達したかどうかを判断し、選出されたスケジューリングユーザ数が所定のスケジューリングユーザ数の閾値に達した場合、本マルチユーザスケジューリングプロセスを終了し、そうでない場合、ステップ５０７を実行する。  Instep 506, it is determined whether the number of selected scheduling users has reached a predetermined threshold for the number of scheduling users. If the selected number of scheduling users has reached the predetermined threshold for the number of scheduling users, the multi-user scheduling is performed. If the process ends, otherwise step 507 is executed.

既に選出されたスケジューリングユーザ数がスケジューリングユーザ数の閾値Ｒより小さい場合、スケジューリングユーザを決定するために、後続のステップを引き続き実行し、逆に、このときのスケジューリングユーザ数がＲに等しくなる場合、スケジューリングユーザを選択する処理を継続しないようにしてよい。  If the number of scheduling users already selected is smaller than the threshold R for the number of scheduling users, the subsequent steps are continued to determine the scheduling user, and conversely, if the number of scheduling users at this time is equal to R, The process of selecting a scheduling user may not be continued.

ステップ５０７〜５０８で、ユニタリ行列から、合致するユーザが決定されていない列ベクトルを１つ選択して、現在の列ベクトルとし、既に選出された全てのスケジューリングユーザに対応する列ベクトルに基づいて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定して、現在のスケジューリングユーザとし、ステップ５０６に戻る。  Insteps 507 to 508, one column vector from which no matching user is determined is selected from the unitary matrix as the current column vector, and based on the column vectors corresponding to all the scheduling users already selected, The scheduling target user that matches the current column vector is determined to be the current scheduling user, and the process returns to step 506.

ここで、現在の列ベクトルを選択する際に、順次の方式またはランダムの方式を用いるようにしてよい。順次の方式で、現在、ｒ番目のスケジューリングユーザを選択しようとすると、ユニタリ行列におけるｒ番目の列ベクトルを現在の列ベクトルとする。ランダムの方式で、ユニタリ行列から、既に選出されたスケジューリングユーザに対応していない列ベクトルのうち、いずれか１つの列ベクトルを選択して現在の列ベクトルとするようにしてよい。  Here, when the current column vector is selected, a sequential method or a random method may be used. When the current rth scheduling user is selected in a sequential manner, the rth column vector in the unitary matrix is set as the current column vector. In a random manner, any one of column vectors not corresponding to the scheduling user already selected from the unitary matrix may be selected as the current column vector.

ここで、次式によって、現在のスケジューリングユーザを決定するようにしてよい。

Here, the current scheduling user may be determined by the following equation.

ここで、schrは現在のｒ番目のスケジューリングユーザを表し、かつｒ≦Ｒであり、Ｘは今回スケジューリングにおけるスケジューリング対象ユーザ総数であり、式（４１）は現在のスケジューリングユーザの列ベクトルであり、式（４２）はその前に既に選出された（ｒ−１）個のスケジューリングユーザのうちのｋ番目のスケジューリングユーザの列ベクトルを表し、式（４３）はｊ番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルを表す。

Here, schr represents the current r-th scheduling user and r ≦ R, X is the total number of scheduling target users in the current scheduling, equation (41) is a column vector of the current scheduling user, (42) represents the column vector of the k-th scheduling user among (r-1) scheduling users already selected before, and Equation (43) represents the quantization channel of the j-th scheduling user. .

上記の各ステップの処理を実行した後、本実施例では、計Ｒ個のスケジューリングユーザを選択して、各スケジューリングユーザに対応する列ベクトルを直接にプリコーディングベクトルとする。その後、基地局がスケジューリングを完了して、各スケジューリングユーザのデータストリームを、対応するプリコーディングベクトルでコーディングを行った後に、対応するスケジューリングユーザに送信するようにしてよい。また、基地局は、１番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルインデックスおよびスケジューリングユーザそれぞれのプリコーディングベクトルインデックスを、対応する移動局に送信する必要がある。  After executing the processing of each step described above, in this embodiment, a total of R scheduling users are selected, and the column vector corresponding to each scheduling user is directly set as a precoding vector. Thereafter, the base station may complete the scheduling, and the data stream of each scheduling user may be transmitted to the corresponding scheduling user after coding with the corresponding precoding vector. Further, the base station needs to transmit the quantization channel index of the first scheduling user and the precoding vector index of each scheduling user to the corresponding mobile station.

ここまで、本実施例に係るマルチユーザスケジューリングのプロセスを終了する。  Thus far, the multi-user scheduling process according to the present embodiment is finished.

図６は、本実施例に係るマルチユーザスケジューリング装置の構成を示す。図６を参照すると、該装置は、記憶モジュールと、チャネル量子化モジュールと、チャネル品質情報算出モジュールと、スケジューリングモジュールと、ユニタリ行列決定モジュールと、を含む。そして、スケジューリングモジュールは、ユーザ選択サブモジュールと、カウントサブモジュールと、を含む。言い換えれば、図６では、図４に加えて記憶モジュールが追加され、スケジューリングモジュールが細分化される。  FIG. 6 shows the configuration of the multiuser scheduling apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 6, the apparatus includes a storage module, a channel quantization module, a channel quality information calculation module, a scheduling module, and a unitary matrix determination module. The scheduling module includes a user selection submodule and a count submodule. In other words, in FIG. 6, a storage module is added in addition to FIG. 4, and the scheduling module is subdivided.

具体的に、本実施例における記憶モジュールは、所定のコードブック、所定のスケジューリング基準および所定のスケジューリングユーザ数の閾値を記憶する。該記憶モジュールは、単独のネットワークエンティティとして存在してもよく、一部が移動局に存在し、他の部分が基地局に存在するようにしてもよい。  Specifically, the storage module in the present embodiment stores a predetermined codebook, a predetermined scheduling criterion, and a predetermined number of scheduling users. The storage module may exist as a single network entity, some in the mobile station, and some in the base station.

チャネル量子化モジュールは、記憶モジュールから所定のコードブックを読み取り、所在の移動局のチャネル行列に基づいて、読み取られたコードブックから、該移動局のユーザに合致する最適なベクトルを選択して量子化チャネルとする。  The channel quantization module reads a predetermined codebook from the storage module, selects an optimal vector that matches the user of the mobile station from the read codebook based on the channel matrix of the mobile station in question, and Channel.

チャネル品質情報算出モジュールは、チャネル量子化モジュールからの量子化チャネルに対して直交分解を行い、直交分解結果に基づいて、所在の移動局のユーザのＣＱＩを算出して、量子化チャネルインデックスおよびＣＱＩ値を基地局へフィードバックする。前記コードブックにおける各ベクトルに対して直交分解を予め行った結果が記憶モジュールに記憶されている場合、該チャネル品質情報算出モジュールは、さらに、記憶モジュールに記憶されている直交分解結果から、各ユーザの量子化チャネルと同じであるベクトルに対応する直交分解結果を取得することができ、直交分解処理を実行する必要がない。  The channel quality information calculation module performs orthogonal decomposition on the quantized channel from the channel quantization module, calculates a CQI of the user of the mobile station on the basis of the orthogonal decomposition result, and obtains a quantization channel index and CQI The value is fed back to the base station. When the result of performing orthogonal decomposition on each vector in the codebook is stored in the storage module, the channel quality information calculation module further determines each user from the orthogonal decomposition result stored in the storage module. The orthogonal decomposition result corresponding to the same vector as that of the quantization channel can be acquired, and it is not necessary to execute the orthogonal decomposition process.

スケジューリングモジュールにおけるユーザ選択サブモジュールは、記憶モジュールから所定のコードブックを読み取り、基地局側のチャネル品質情報算出モジュールからの量子化チャネルインデックスに基づいて、読み取られたコードブックから各ユーザに対応する量子化チャネルを復元し、記憶モジュールから所定のスケジューリング基準を読み取り、該スケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選出し、カウントサブモジュールに対し、スケジューリングユーザのカウントを開始するよう通知し、ユニタリ行列決定モジュールからのプリコーディング行列から、合致するユーザが決定されていない列ベクトルを１つ選択して、現在の列ベクトルとし、既に選出された全てのスケジューリングユーザに対応する列ベクトルに基づいて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを現在のスケジューリングユーザとし、カウントサブモジュールに対し、スケジューリングユーザ数に１を加えるよう通知し、カウントサブモジュールから通知を受信した場合、スケジューリングユーザの選択を停止し、カウントサブモジュールから通知を受信しなかった場合、前述現在のスケジューリングユーザを選択する処理を引き続き行う。  The user selection sub-module in the scheduling module reads a predetermined code book from the storage module, and based on the quantization channel index from the channel quality information calculation module on the base station side, a quantum corresponding to each user from the read code book. A predetermined scheduling criterion is read from the storage module, the first scheduling user is selected from the scheduling target users based on the scheduling criterion, and counting of the scheduling user is started for the counting submodule. And select one column vector for which no matching user has been determined from the precoding matrix from the unitary matrix determination module as the current column vector, and select all the previously selected columns. Based on the column vector corresponding to the scheduling user, the scheduling target user that matches the current column vector is set as the current scheduling user, the count submodule is notified to add 1 to the number of scheduling users, and the count submodule If the notification is received from the counting sub-module, the process of selecting the current scheduling user is continued.

スケジューリングモジュールにおけるカウントサブモジュールは、記憶モジュールから所定のスケジューリングユーザ数の閾値を読み取り、ユーザ選択サブモジュールの通知で、スケジューリングユーザをカウントし、スケジューリングユーザ数が、読み取られたスケジューリングユーザ数の閾値に達した際、ユーザ選択サブモジュールへ通知を送信する。  The count sub-module in the scheduling module reads a predetermined threshold for the number of scheduling users from the storage module, counts the scheduling user by notification from the user selection sub-module, and the number of scheduling users reaches the threshold for the number of scheduling users read. When this happens, a notification is sent to the user selection submodule.

ユニタリ行列決定モジュールは、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルを用いて、今回スケジューリングのプリコーディング行列を決定する。  The unitary matrix determination module determines a precoding matrix for the current scheduling using the quantization channel corresponding to the first scheduling user.

本実施例では、まず、１番目のスケジューリングユーザおよび今回スケジューリングのプリコーディング行列を決定してから、プリコーディング行列における列ベクトルから始めて、他のスケジューリングユーザを次第に検索する。このようにして、ユーザスケジューリングが完了した後、全てのスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルがいずれも該プリコーディング行列に存在し、かつ、該プリコーディング行列が、直交分解によって得られたユニタリ行列であるため、本実施例によれば、マルチユーザの場合のマッチング成功率を効果的に保証することができ、比較的に高いシステム性能を保証することができる。  In this embodiment, first, the first scheduling user and the precoding matrix for the current scheduling are determined, and then other scheduling users are gradually searched starting from the column vector in the precoding matrix. In this way, after user scheduling is completed, all the precoding vectors of all scheduling users exist in the precoding matrix, and the precoding matrix is a unitary matrix obtained by orthogonal decomposition. According to the present embodiment, the matching success rate in the case of multi-user can be effectively guaranteed, and relatively high system performance can be guaranteed.

また、本実施例では、各移動局はその量子化チャネルに対応する１つのＣＱＩを算出するだけでよく、ＤＦＴマルチユーザスケジューリングにおいて各移動局は（Ｍ_Ｔ×Ｌ）個のＳＩＮＲおよび線形検出ベクトルを算出することに比べて、本実施例によれば、移動局側の計算複雑度が大幅に低減され、特にコードブックが比較的に大きい場合では明らかである。基地局において、本実施例ではスケジューリングユーザを逐一に選択し、全てのユーザマッチングの走査をしなくても比較的に高いシステム容量を取得することができる。一方、ＺＦマルチユーザスケジューリングでは、全てのユーザ組合せの走査をしないと、最適なユーザマッチングを検索してスケジューリングユーザとすることができない。ここから分かるように、本実施例によれば、基地局の計算複雑度も効果的に低減されることができる。Further, in this embodiment, each mobile station only needs to calculate one CQI corresponding to the quantization channel, and each mobile station has (M_T × L) SINRs and linear detection vectors in DFT multiuser scheduling. According to the present embodiment, the calculation complexity on the mobile station side is greatly reduced, especially when the code book is relatively large. In the base station, in this embodiment, it is possible to acquire a relatively high system capacity without selecting scheduling users one by one and scanning all user matching. On the other hand, in ZF multiuser scheduling, unless all user combinations are scanned, it is not possible to search for an optimal user matching to be a scheduling user. As can be seen from this, according to the present embodiment, the computational complexity of the base station can also be effectively reduced.

また、本実施例では、基地局が１番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルインデックスおよびスケジューリングユーザそれぞれのプリコーディングベクトルインデックスを、対応する移動局に直接に送信し、移動局が自局のプリコーディングベクトルを自ら決定することでき、ＤＲＳの補助は一切必要ない。そのため、本実施例では基地局と移動局との間で情報量のやり取りが比較的に少なく、システムのオーバヘッドも比較的に低い。もちろん、本実施例ではＤＲＳを用いて基地局と移動局との間で上記の情報を伝送するようにしてよい。  Further, in this embodiment, the base station directly transmits the quantization channel index of the first scheduling user and the precoding vector index of each scheduling user to the corresponding mobile station, and the mobile station transmits its own precoding vector. Can be determined by themselves, and no DRS assistance is required. For this reason, in this embodiment, the amount of information exchange between the base station and the mobile station is relatively small, and the overhead of the system is also relatively low. Of course, in the present embodiment, the above information may be transmitted between the base station and the mobile station using DRS.

また、本実施例では、様々な方式を用いて現在のスケジューリングユーザを決定することができ、方式が柔軟であり、処理も容易になる。  Further, in this embodiment, the current scheduling user can be determined using various methods, the method is flexible, and the processing becomes easy.

本実施例のスケジューリング基準は、容量和（ｓｕｍｒａｔｅ）を最大化する基準であってもよい。具体的に、ＣＱＩ選択数の閾値ｎを予め設定し、ステップ５０５で、まず移動局から報告された全てのＣＱＩを並べ替え、該ＣＱＩ選択数の閾値に従って、数値が最大となるｎ個のＣＱＩを選出し、各ＣＱＩに対応するユーザをそれぞれ１番目のスケジューリングユーザとして各組に入れる。例えば、ＣＱＩの最大値に対応するユーザを第１組の１番目のスケジューリングユーザとし、ＣＱＩの２番目に大きい値に対応するユーザを第２組の１番目のスケジューリングユーザとし、…、ｎ番目に大きいＣＱＩ値に対応するユーザを第ｎ組の１番目のスケジューリングユーザとするなどである。その後、各組に対して、前述のステップ５０５の方式でユニタリ行列形式のプリコーディング行列を決定してから、ステップ５０６から５０８の処理で各組のスケジューリングユーザをそれぞれ決定する。その後、各組に対応する容量和を算出し、容量和が最大となる組を選定組とし、該選定組におけるスケジューリングユーザを最終的に今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザとする。  The scheduling criterion of the present embodiment may be a criterion for maximizing the capacity sum. Specifically, a threshold n for the number of CQI selections is set in advance, and instep 505, all CQIs reported from the mobile station are first rearranged, and n CQIs having the maximum numerical values are determined according to the threshold for the number of CQI selections And a user corresponding to each CQI is put in each set as a first scheduling user. For example, the user corresponding to the maximum CQI value is the first scheduling user in the first set, the user corresponding to the second largest value in the CQI is the first scheduling user in the second set,. For example, the user corresponding to the large CQI value is the n-th set of first scheduling users. After that, a unitary matrix precoding matrix is determined for each set by the method ofstep 505 described above, and then scheduling users of each set are determined by the processing ofsteps 506 to 508. Then, the capacity sum corresponding to each group is calculated, and the group with the largest capacity sum is set as the selected group, and the scheduling user in the selected group is finally set as the scheduling user in the current scheduling.

この場合、スケジューリングモジュールにおけるユーザ選択サブモジュールは、さらに、記憶モジュールから所定のＣＱＩ選択数の閾値ｎを読み取り、移動局から報告された全てのＣＱＩを並べ替え、該ＣＱＩ選択数の閾値に従って、数値が最大となるｎ個のＣＱＩを選出し、各ＣＱＩに対応するユーザをそれぞれ１番目のスケジューリングユーザとして各組に入れて、各組のスケジューリングユーザを決定する前述の処理を実行する。それに応じて、スケジューリングモジュールは、さらに、各組のスケジューリングユーザがスケジューリングモジュールによって決定された後に、各組に対応する容量和を算出し、容量和が最大となる組を選定組とし、該選定組におけるスケジューリングユーザを今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザとする結果決定サブモジュールを含む。  In this case, the user selection sub-module in the scheduling module further reads a threshold value n of a predetermined CQI selection number from the storage module, rearranges all CQIs reported from the mobile station, and sets a numerical value according to the threshold value of the CQI selection number. The n CQIs that maximize the number of CQIs are selected, the users corresponding to the CQIs are placed in the respective groups as the first scheduling users, and the above-described processing for determining the scheduling users of the respective groups is executed. In response to this, the scheduling module further calculates a sum of capacities corresponding to each set after the scheduling users of each set are determined by the scheduling module, and sets a set having the maximum capacity sum as a selected set. And a result determination submodule that sets the scheduling user in the current scheduling user as the scheduling user in the current scheduling.

容量和を最大化する基準を用いてスケジューリングを行う場合、スケジューリングユーザからなる複数の組から、容量和が最大となる組を選出して今回スケジューリングのスケジューリングユーザ集合とする。このようなマルチユーザスケジューリングは、その前のシングル組マルチユーザスケジューリングに比べると、複雑度が増大するが、システム性能が大幅に向上することができる。  When scheduling is performed using a criterion for maximizing the capacity sum, a group having the largest capacity sum is selected from a plurality of groups of scheduling users and set as a scheduling user set for the current scheduling. Such multi-user scheduling increases the complexity compared to the previous single-set multi-user scheduling, but can greatly improve the system performance.

（実施例２）
本実施例では、可変ユーザ数の方式を用いてマルチユーザスケジューリングを実現する。言い換えれば、本実施例では、２≦Ｒ≦Ｍ_Ｔ（Ｍ_Ｔは基地局の送信アンテナ数）を満たすスケジューリングユーザ数の閾値Ｒを予め設定するが、現在のプリコーディングベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザが多重された後に、システム容量が高くなり、かつ既に決定されたスケジューリングユーザと該スケジューリング対象ユーザとの和がスケジューリングユーザ数の閾値Ｒを越えない場合、該スケジューリング対象ユーザをスケジューリングユーザとして多重する。(Example 2)
In this embodiment, multi-user scheduling is realized using a method of variable number of users. In other words, in this embodiment, a threshold R for the number of scheduling users that satisfies 2 ≦ R ≦ M_T (M_T is the number of transmission antennas of the base station) is set in advance, but the scheduling target user that matches the current precoding vector If the system capacity increases and the sum of the already determined scheduling user and the scheduling target user does not exceed the threshold R for the number of scheduling users, the scheduling target user is multiplexed as a scheduling user.

図７は、本実施例に係るマルチユーザスケジューリング方法のフローチャートを示す。図７を参照すると、該方法は下記のステップを含む。  FIG. 7 shows a flowchart of the multiuser scheduling method according to the present embodiment. Referring to FIG. 7, the method includes the following steps.

ステップ７０１〜７０３で、移動局のユーザは、自局のチャネル行列に基づいて、所定のコードブックから自局に合致する最適なベクトルを選択して量子化チャネルとする。各ユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行って、直交分解結果に基づいて各ユーザのＣＱＩを算出する。移動局は、自局のユーザに対応する量子化チャネルインデックスおよびＣＱＩ値を基地局へフィードバックする。  Insteps 701 to 703, the user of the mobile station selects an optimal vector that matches the user station from a predetermined codebook based on the channel matrix of the user station, and sets it as a quantization channel. Orthogonal decomposition is performed on the quantization channel of each user, and the CQI of each user is calculated based on the orthogonal decomposition result. The mobile station feeds back the quantized channel index and CQI value corresponding to the user of the mobile station to the base station.

ステップ７０４〜７０５で、基地局は、受信された量子化チャネルインデックスに基づいて、所定のコードブックから各ユーザに対応する量子化チャネルを復元する。基地局は、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択して、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルを用いてユニタリ行列を決定して、今回スケジューリングのプリコーディング行列とする。  Insteps 704 to 705, the base station restores a quantization channel corresponding to each user from a predetermined codebook based on the received quantization channel index. The base station selects a first scheduling user from scheduling users based on a predetermined scheduling criterion, determines a unitary matrix using a quantization channel corresponding to the first scheduling user, Let it be a precoding matrix.

上記の処理は実施例１のステップ５０１〜５０５と同様である。  The above processing is the same assteps 501 to 505 in the first embodiment.

ステップ７０６で、１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出する。  Instep 706, the system capacity when only the first scheduling user is transmitted is calculated.

本実施例では、毎回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザ数は、システム容量を主要条件として、スケジューリングユーザ数の閾値を補助条件とするため、本ステップにおいて、１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出して、この後他のユーザを多重するかどうかを決定する基礎とする。  In this embodiment, the number of scheduling users in each scheduling is based on the system capacity as a main condition and the threshold for the number of scheduling users as an auxiliary condition. Therefore, in this step, the system capacity when only the first scheduling user is transmitted is Calculate and use this as the basis for determining whether to multiplex other users.

本ステップでは、次式によって１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出する。

In this step, the system capacity when only the first scheduling user is transmitted is calculated by the following equation.

説明すべきところとして、移動局が自局のＣＱＩを算出する際に、送信電力がＲ個のユーザに等電力に割り当てられることを仮定するため、１番目のスケジューリングユーザｓｃｈ１のみにサービスを提供すると、送信電力の全てが該ユーザに多重されるとき取得可能なシステム容量を換算する必要がある。従って、ここで換算係数η_１とlog₂(R/1)によって換算する。It should be explained that when the mobile station calculates its own CQI, it is assumed that the transmission power is allocated to R users with equal power, so that the service is provided only to the first scheduling user sch1. It is necessary to convert the system capacity that can be acquired when all of the transmission power is multiplexed to the user. Therefore, conversion is performed here using the conversion coefficient η₁ and log₂ (R / 1).

ステップ７０７で、選出されたスケジューリングユーザ数が所定のスケジューリングユーザ数の閾値に達したかどうかを判断し、選出されたスケジューリングユーザ数が所定のスケジューリングユーザ数の閾値に達した場合、本マルチユーザスケジューリングのプロセスを終了し、そうでない場合、ステップ７０８を実行する。  Instep 707, it is determined whether or not the number of selected scheduling users has reached a predetermined threshold for the number of scheduling users. If the selected number of scheduling users has reached the predetermined threshold for the number of scheduling users, the multi-user scheduling is performed. If not, step 708 is executed.

ステップ７０８〜７０９で、プリコーディング行列から、合致するユーザが決定されていない列ベクトルを１つ選択して、現在の列ベクトルとし、既に選出された全てのスケジューリングユーザに対応する列ベクトルに基づいて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定する。Insteps 708 to 709, one column vector from which no matching user is determined is selected from the precoding matrix as the current column vector, and based on the column vectors corresponding to all the already selected scheduling users. The scheduling target user that matches the current column vector is determined.

ここで、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定する処理は、実施例１と同様である。言い換えれば、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザが選択されると、ｒ番目のスケジューリングユーザとなるため、次式によって該スケジューリング対象ユーザを決定する。

Here, the process of determining the scheduling target user that matches the current column vector is the same as in the first embodiment. In other words, when a scheduling target user that matches the current column vector is selected, the scheduling target user is determined by the following equation because it becomes the rth scheduling user.

ここで、Ｘは今回スケジューリングにおけるスケジューリング対象ユーザ総数であり、式（４４）は現在のスケジューリングユーザの列ベクトルであり、式（４５）はその前に既に選出された（ｒ−１）個のスケジューリングユーザのうちｋ番目のスケジューリングユーザの列ベクトルを表す。

Here, X is the total number of scheduling target users in the current scheduling, equation (44) is the column vector of the current scheduling user, and equation (45) is the (r-1) schedulings already selected before that. It represents the column vector of the kth scheduling user among the users.

ステップ７１０で、既に選択されたスケジューリングユーザに加えて、現在のプリコーディングベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出する。  Instep 710, the system capacity is calculated when the scheduling target users matching the current precoding vector are multiplexed in addition to the already selected scheduling user.

本ステップでは、例えば、次式によってこのときのシステム容量を算出するようにしてよい。

In this step, for example, the system capacity at this time may be calculated by the following equation.

ステップ７１１〜７１２で、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量が、該スケジューリング対象ユーザを多重しない場合のシステム容量より高くなるかどうかを判断し、高くなる場合、該スケジューリング対象ユーザを現在のスケジューリングユーザとして選択して、ステップ７０７に戻り、そうでない場合、本マルチユーザスケジューリングのプロセスを終了する。  InSteps 711 to 712, it is determined whether the system capacity when the scheduling target user matching the current column vector is multiplexed is higher than the system capacity when the scheduling target user is not multiplexed. The scheduling target user is selected as the current scheduling user, and the process returns to Step 707. Otherwise, the multi-user scheduling process is terminated.

現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量が高くならない場合、即ちＣ_ｒ≦Ｃ_ｒ−１である場合、該スケジューリング対象ユーザをスケジューリングユーザとして選択することがないので、今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザの総数は（ｒ−１）となる。If the system capacity does not increase when scheduling target users that match the current column vector are multiplexed, that is, if C_r ≦ C_r−1 , the scheduling target user is not selected as the scheduling user. The total number of scheduling users in scheduling is (r-1).

実施例１と類似して、上記の処理を完了した後に、本実施例では、基地局が、各スケジューリングユーザのデータストリームを、対応するプリコーディングベクトルでコーディングを行った後に、対応するスケジューリングユーザに送信して、１番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルインデックスおよびスケジューリングユーザそれぞれのプリコーディングベクトルインデックスを、対応する移動局に送信するようにしてもよい。  Similar to the first embodiment, after completing the above processing, in this embodiment, the base station codes each scheduling user's data stream with the corresponding precoding vector, and then sends the scheduling user's data stream to the corresponding scheduling user. Then, the quantization channel index of the first scheduling user and the precoding vector index of each scheduling user may be transmitted to the corresponding mobile station.

ここまで、本実施例に係るマルチユーザスケジューリングのプロセスを終了する。  Thus far, the multi-user scheduling process according to the present embodiment is finished.

本実施例においても、図６に示す構成を用いてマルチユーザスケジューリング装置を構築するようにしてよい。ただし、スケジューリングモジュールの処理は実施例１を基に少し変更を加えた。  Also in this embodiment, a multi-user scheduling apparatus may be constructed using the configuration shown in FIG. However, the processing of the scheduling module was slightly changed based on the first embodiment.

具体的に、本実施例では、スケジューリングモジュールにおけるユーザ選択サブモジュールは、さらに、１番目のスケジューリングユーザを選出した後に、１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出する。カウントサブモジュールから通知を受信しなかった場合、前記現在の列ベクトルを選択する処理、および現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定する処理を実行する。既に選択されたスケジューリングユーザに加えて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出し、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量が、該スケジューリング対象ユーザを多重しない場合のシステム容量より高くなるかどうかを判断し、高くなる場合、該スケジューリング対象ユーザを現在のスケジューリングユーザとして選択し、前記カウントサブモジュールに対し、スケジューリングユーザ数に１を加えるよう通知する処理を実行し、カウントサブモジュールから通知を受信しなかった場合、前記現在の列ベクトルを選択する処理、および現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定する処理を実行する。  Specifically, in the present embodiment, the user selection submodule in the scheduling module further calculates the system capacity when only the first scheduling user is transmitted after selecting the first scheduling user. When a notification is not received from the count submodule, a process of selecting the current column vector and a process of determining a scheduling target user that matches the current column vector are executed. In addition to the already selected scheduling user, the system capacity when scheduling target users matching the current column vector is multiplexed, and the system capacity when scheduling target users matching the current column vector is multiplexed, It is determined whether or not the system capacity is higher than when the scheduling target user is not multiplexed. If the scheduling target user is higher, the scheduling target user is selected as a current scheduling user, and the scheduling sub-module is set to 1 for the number of scheduling users. If the notification is not received from the count submodule, the process of selecting the current column vector and the process of determining the scheduling target user that matches the current column vector are executed.

本実施例においても、容量和を最大化する基準を用いてスケジューリングを行うようにしてよい。相違点は、本実施例で、各組の１番目のスケジューリングユーザおよび対応するユニタリ行列形式のプリコーディング行列を決定した後に、前述のステップ７０６から７１２の処理で各組のスケジューリングユーザをそれぞれ決定してから、容量和が最大となる組を選定組として、該選定組におけるスケジューリングユーザを最終的に今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザとすることにある。  Also in this embodiment, scheduling may be performed using a criterion for maximizing the capacity sum. The difference is that in this embodiment, after determining the first scheduling user of each set and the corresponding precoding matrix in the unitary matrix format, the scheduling users of each set are determined by the processing ofsteps 706 to 712 described above. Then, the group having the maximum capacity sum is set as the selected group, and the scheduling user in the selected group is finally set as the scheduling user in the current scheduling.

それに応じて、このとき、本実施例では、スケジューリングモジュールにおけるユーザ選択サブモジュールの追加機能が実施例１と同様であり、そして、該スケジューリングモジュールにも、実施例１と同様である結果決定サブモジュールを追加する必要がある。  Accordingly, at this time, in this embodiment, the additional function of the user selection submodule in the scheduling module is the same as that of the first embodiment, and the scheduling module also has the same result determination submodule as that of the first embodiment. Need to be added.

実施例１の様々なメリットの以外に、本実施例では、システム容量を根本の出発点として可変数のスケジューリングユーザを選出するため、本実施例の解決手段がもっと柔軟になる。  In addition to the various merits of the first embodiment, in this embodiment, since a variable number of scheduling users are selected with the system capacity as a starting point, the solution of this embodiment becomes more flexible.

上記の解決手段では、基地局が、直交分解して得られたユニタリ行列を直接に今回スケジューリングのプリコーディング行列とする。即ち、該プリコーディング行列は次式になる。

In the above solution, the base station directly uses the unitary matrix obtained by orthogonal decomposition as the precoding matrix for the current scheduling. That is, the precoding matrix is as follows.

しかし、本発明では、基地局がプリコーディング行列を決定するとき、ＺＦ方式と１番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行う方式との間で切り替えるようにしてもよい。  However, in the present invention, when the base station determines the precoding matrix, it may be switched between the ZF scheme and a scheme that performs orthogonal decomposition on the quantization channel of the first scheduling user.

具体的に、基地局は、スケジューリング対象ユーザ数が所定のスケジューリング対象ユーザ数の閾値より小さい場合、さらに、実施例１のステップ５０１から５０８の処理で固定数のスケジューリングユーザを決定した後に、ＺＦ方式で、決定されたスケジューリングユーザに対して最終的なプリコーディング行列を生成するようにしてよい。  Specifically, when the number of scheduling target users is smaller than a predetermined threshold for scheduling target users, the base station further determines a fixed number of scheduling users in the processing ofsteps 501 to 508 of the first embodiment, and then determines the ZF scheme. Thus, a final precoding matrix may be generated for the determined scheduling user.

式（４６）によって、各スケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからなる行列に対してＺＦ処理を行って、ＺＦ方式でのプリコーディング行列を生成し、その後、行列Ｗにおける列ベクトルを対応ユーザのプリコーディングベクトルとするようにしてもよい。ここで、Ｗは今回スケジューリングのプリコーディング行列であり、式（４７）であり、式（４８）はｉ番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルであり、Ｋは今回スケジューリングのスケジューリングユーザ数であり、かつ１≦ｉ≦Ｋである。

According to Equation (46), ZF processing is performed on a matrix composed of quantization channels corresponding to each scheduling user to generate a precoding matrix in the ZF scheme. A coding vector may be used. Here, W is a precoding matrix for the current scheduling, is Equation (47), Equation (48) is the quantization channel for the i-th scheduling user, K is the number of scheduling users for the current scheduling, and 1 ≦ i ≦ K.

該切替方法において、図６のマルチユーザスケジューリング装置に制御モジュールとＺＦモジュールとを追加するようにしてよい。制御モジュールは、記憶モジュールから所定のスケジューリング対象ユーザ数の閾値を読み取り、スケジューリング対象ユーザ数が、読み取られたスケジューリング対象ユーザ数の閾値より小さい際、ＺＦモジュールに対して動作を開始するよう通知する。ＺＦモジュールは、制御モジュールの通知で、各スケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからなる行列に対してゼロフォーシング処理を行って、今回スケジューリングのプリコーディング行列および各スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルを生成する。それに応じて、記憶モジュールには、所定のスケジューリング対象ユーザ数の閾値も記憶する必要がある。  In the switching method, a control module and a ZF module may be added to the multiuser scheduling apparatus of FIG. The control module reads a predetermined threshold for the number of scheduling target users from the storage module, and notifies the ZF module to start operation when the number of scheduling target users is smaller than the read threshold for the number of scheduling target users. The ZF module performs a zero forcing process on a matrix composed of quantization channels corresponding to each scheduling user, and generates a precoding matrix for the current scheduling and a precoding vector for each scheduling user in response to the notification from the control module. Accordingly, the storage module also needs to store a predetermined threshold number of scheduling target users.

このような切替方法では、スケジューリング対象ユーザ数が比較的に少ない場合、ＺＦ方式で得られた行列をプリコーディング行列とすると、システムの比較的よい性能を保証することができる。スケジューリング対象ユーザ数が比較的に多い場合、上記の実施例１または実施例２の処理によって、複雑度が比較的に低くなると共に、システム性能を保証することができる。  In such a switching method, when the number of scheduling target users is relatively small, if the matrix obtained by the ZF scheme is a precoding matrix, relatively good performance of the system can be guaranteed. When the number of scheduling target users is relatively large, the processing of the first embodiment or the second embodiment can reduce the complexity and guarantee the system performance.

図８は、本発明の実施例１に係るマルチユーザスケジューリングとＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングおよび２種類のＺＦマルチユーザスケジューリングとの性能比較のシミュレーション図を示す。図８において、送信アンテナ数は４であり、各移動局のユーザは１本の受信アンテナを備え、Ｇｒａｓｓｍａｎｎｉａｎコードブックおよび４ビットを用いてプリコーディングベクトルインデックスをフィードバックし、スケジューリングユーザ数の閾値は２である。図８からわかるように、四角印の線はＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングを表し、星印の線はＺＦＥＰマルチユーザスケジューリングを表し、菱形印の線はＺＦ−ＳＶＤマルチユーザスケジューリングを表し、丸印の線は本発明の実施例１に係るマルチユーザスケジューリングを表す。スケジューリング対象ユーザ数が比較的に多い場合、例えば、スケジューリング対象ユーザが１０個ある場合、本発明の実施例１の平均システム性能が他の３種類のマルチユーザスケジューリングより優れている。  FIG. 8 shows a simulation diagram of performance comparison between multi-user scheduling according to Embodiment 1 of the present invention, multi-user scheduling based on the DFT codebook, and two types of ZF multi-user scheduling. In FIG. 8, the number of transmission antennas is 4, each mobile station user has one reception antenna, feeds back the precoding vector index using the Grassmannian codebook and 4 bits, and the threshold for the number of scheduling users is 2. It is. As can be seen from FIG. 8, the square line represents multi-user scheduling based on the DFT codebook, the star line represents ZFEP multi-user scheduling, the diamond line represents ZF-SVD multi-user scheduling, The mark line represents multi-user scheduling according to the first embodiment of the present invention. When the number of scheduling target users is relatively large, for example, when there are 10 scheduling target users, the average system performance of the first embodiment of the present invention is superior to the other three types of multi-user scheduling.

図９は、本発明の実施例２に係るマルチユーザスケジューリングとＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングおよび２種類のＺＦマルチユーザスケジューリングとの性能比較のシミュレーション図を示す。図９のシミュレーションの条件および線は図８に類似するが、相違点として、図９において、可変ユーザ数方式を用い、丸印の線は本発明の実施例２に係るマルチユーザスケジューリングを表す。図９からわかるように、スケジューリング対象ユーザ数が８になるときから、本発明の実施例２の平均システム性能が他の３種類のマルチユーザスケジューリングより優れている。  FIG. 9 is a simulation diagram of performance comparison between multi-user scheduling according to the second embodiment of the present invention, multi-user scheduling based on the DFT codebook, and two types of ZF multi-user scheduling. The simulation conditions and lines in FIG. 9 are similar to those in FIG. 8, but as a difference, in FIG. 9, the variable user number method is used, and the circled lines represent multi-user scheduling according to the second embodiment of the present invention. As can be seen from FIG. 9, the average system performance of the second embodiment of the present invention is superior to the other three types of multi-user scheduling since the number of scheduling target users becomes eight.

図１０は、本発明に係るＺＦと直交分解法との間で切り替えるマルチユーザスケジューリングと、ＤＦＴコードブックに基づくマルチユーザスケジューリングおよび２種類のＺＦマルチユーザスケジューリングとの性能比較のシミュレーション図を示す。図１０のシミュレーションの条件および線は図８に類似するが、相違点として、図１０における丸印の線は、本発明の切替方式でのマルチユーザスケジューリングを表す。図１０からわかるように、スケジューリング対象ユーザ数が４になるときから、本発明の平均システム性能が他の３種類のマルチユーザスケジューリングより優れている。  FIG. 10 shows a simulation diagram of performance comparison between multi-user scheduling switching between ZF and orthogonal decomposition method according to the present invention, multi-user scheduling based on the DFT codebook, and two types of ZF multi-user scheduling. The simulation conditions and lines in FIG. 10 are similar to those in FIG. 8, but as a difference, the circles in FIG. 10 represent multi-user scheduling in the switching method of the present invention. As can be seen from FIG. 10, when the number of scheduling target users is 4, the average system performance of the present invention is superior to the other three types of multi-user scheduling.

上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。  The above are only preferred embodiments of the present invention and do not limit the protection scope of the present invention. Various modifications, equivalent replacements, improvements and the like made within the spirit and principle of the present invention should all be included in the protection scope of the present invention.

Claims (32)

Translated fromJapanese

多入力多出力システムにおけるマルチユーザスケジューリング方法であって、
各移動局が、所定のコードブックから自局に合致する最適なベクトルを選択して量子化チャネルとし、該量子化チャネルに対応するチャネル品質情報を算出して、基地局に報告し、
基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択し、直交分解法によって、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得、
前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとする、
ことを含むことを特徴とする方法。A multi-user scheduling method in a multi-input multi-output system,
Each mobile station selects an optimal vector that matches its own station from a predetermined codebook as a quantized channel, calculates channel quality information corresponding to the quantized channel, and reports it to the base station,
The base station selects a first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion, obtains a unitary matrix from a quantization channel corresponding to the first scheduling user by an orthogonal decomposition method,
A user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix is set as another scheduling user.
A method comprising: 前記各移動局が、所定のコードブックから自局に合致する最適なベクトルを選択して量子化チャネルとすることは、
前記各移動局が、チャネル推定処理によって自局のチャネル行列を得、コードブックから該チャネル行列に合致する最適なベクトルを選択して、当該ベクトルを該ユーザに対する量子化チャネルとする、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。Each mobile station selects an optimal vector that matches the local station from a predetermined codebook as a quantization channel,
Each mobile station obtains its own channel matrix by channel estimation processing, selects an optimal vector that matches the channel matrix from the codebook, and makes the vector a quantization channel for the user.
The method of claim 1, comprising: 前記コードブックから該チャネル行列に合致する最適なベクトルを選択して、当該ベクトルを該ユーザに対する量子化チャネルとすることは、次式によって前記量子化チャネルを決定することを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。

Selecting an optimal vector matching the channel matrix from the codebook and making the vector a quantized channel for the user comprises determining the quantized channel according to: The method of claim 2.

前記該量子化チャネルに対応するチャネル品質情報を算出することは、
各ユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行った結果を用いて、各ユーザのチャネル品質情報を算出する、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。Calculating channel quality information corresponding to the quantized channel,
Using the result of orthogonal decomposition for each user's quantized channel, calculate the channel quality information for each user,
The method of claim 1, comprising: 前記各ユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行った結果を用いて、各ユーザのチャネル品質情報を算出することは、式（４９）または式（５０）によって、前記チャネル品質情報を算出することを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。

The calculation of the channel quality information of each user using the result of the orthogonal decomposition performed on the quantized channel of each user calculates the channel quality information according to the equation (49) or the equation (50). The method according to claim 4, further comprising:

前記コードブックにおける各ベクトルに対して直交分解を予め行って、直交分解結果を記憶することをさらに含み、
前記各ユーザの量子化チャネルに対して直交分解を行った結果を用いて、各ユーザのチャネル品質情報を算出する前に、記憶されている直交分解結果から、前記各ユーザの量子化チャネルと同じであるベクトルに対応する直交分解結果を取得することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。Further comprising performing orthogonal decomposition on each vector in the codebook in advance and storing the orthogonal decomposition result;
Before calculating the channel quality information of each user using the result of performing orthogonal decomposition on the quantization channel of each user, the same as the quantization channel of each user from the stored orthogonal decomposition result Further comprising obtaining an orthogonal decomposition result corresponding to a vector that is
The method according to claim 4. 前記基地局に報告することは、移動局から自局に対応する量子化チャネルインデックスおよびチャネル品質情報を、基地局へフィードバックすることを含み、
前記基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択する前に、基地局が、受信された量子化チャネルインデックスに基づいて前記所定のコードブックから各ユーザに対応する量子化チャネルを復元することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。Reporting to the base station includes feeding back a quantized channel index and channel quality information corresponding to the mobile station from the mobile station to the base station;
Before the base station selects the first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion, the base station determines that each user from the predetermined codebook based on the received quantization channel index. Further comprising restoring a quantization channel corresponding to
The method according to claim 1. 前記基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択することは、チャネル品質が最良となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとし、または、優先度が最高となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとし、または、チャネル品質が最良となり、かつ優先度が最高となるユーザを１番目のスケジューリングユーザとすることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。  The base station selects the first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion. The user having the best channel quality is the first scheduling user, or the priority is the highest. The method according to claim 1, further comprising: setting a user to be a first scheduling user or a user having the highest channel quality and highest priority to be a first scheduling user. 前記基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択する前に、所定のチャネル品質情報選択数の閾値ｎに従って、移動局によって報告された各チャネル品質情報から品質が最良となるｎ個のチャネル品質情報を選出し、選出された各チャネル品質情報に対応するユーザをそれぞれ１番目のスケジューリングユーザとして各組に入れることをさらに含み、
前記１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得ることは、各組の１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルから該組のユニタリ行列を得ることを含み、
前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとすることは、各組のユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、該組の他のスケジューリングユーザとすることを含み、
前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとした後に、各組の容量和をそれぞれ算出し、容量和が最大となる組を選定組とし、該選定組におけるスケジューリングユーザを今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザとすることをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。Each channel quality information reported by the mobile station according to a predetermined channel quality information selection threshold n before the base station selects a first scheduling user from scheduling users based on a predetermined scheduling criterion. And selecting n channel quality information items having the best quality from each of them, and adding each user corresponding to each selected channel quality information item as a first scheduling user to each set,
Obtaining a unitary matrix from a quantized channel corresponding to the first scheduling user comprises obtaining the set of unitary matrices from a quantized channel corresponding to each set of first scheduling users;
Setting a user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix as another scheduling user matches a column vector other than the first column vector in each set of unitary matrices. Including making the user another scheduling user of the set;
After the users that match other column vectors other than the first column vector in the unitary matrix are set as other scheduling users, the capacity sum of each set is calculated, and the set with the maximum capacity sum is selected. The scheduling user in the selected group further includes a scheduling user in the current scheduling,
The method according to claim 1. 前記直交分解法によって、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得た後に、前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトルを前記１番目のスケジューリングユーザに対応する列ベクトルとすることをさらに含むことを特徴とする請求項１、８、９の何れか１項に記載の方法。  After obtaining the unitary matrix from the quantization channel corresponding to the first scheduling user by the orthogonal decomposition method, the first column vector in the unitary matrix is set as the column vector corresponding to the first scheduling user. The method according to claim 1, further comprising: 前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとすることは、
既に選出されたスケジューリングユーザ数が所定のスケジューリングユーザ数の閾値を超えたかどうかを判断し、所定のスケジューリングユーザ数の閾値を超えた場合、ステップＣ１２を実行するステップＣ１１と、
前記ユニタリ行列から、合致するユーザが決定されていない列ベクトルを１つ選択して、現在の列ベクトルとし、既に選出された全てのスケジューリングユーザに対応する列ベクトルに基づいて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定して、現在のスケジューリングユーザとし、ステップＣ１１に戻るステップＣ１２と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。A user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix is set as another scheduling user.
Determining whether the number of scheduling users already selected exceeds a predetermined threshold for the number of scheduling users, and if exceeding the predetermined threshold for the number of scheduling users, step C11 for executing step C12;
From the unitary matrix, one column vector for which no matching user is determined is selected as the current column vector, and the current column vector is selected based on the column vectors corresponding to all the scheduling users already selected. A matching scheduling target user is determined to be the current scheduling user, and the process returns to step C11.
The method of claim 1, comprising: 前記ユニタリ行列から、合致するユーザが決定されていない列ベクトルを１つ選択して、現在の列ベクトルとすることは、前記合致するユーザが決定されていない列ベクトルのうち１つを順次に選択して、現在の列ベクトルとし、または、前記合致するユーザが決定されていない列ベクトルのうち１つをランダムに選択して、現在の列ベクトルとすることを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。  From the unitary matrix, one column vector for which a matching user is not determined is selected and set as the current column vector. One of the column vectors for which no matching user is determined is sequentially selected. 12. The method of claim 11, further comprising: selecting a current column vector as a current column vector or randomly selecting one of the column vectors for which no matching user has been determined. The method described in 1. 前記既に選出された全てのスケジューリングユーザに対応する列ベクトルに基づいて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定して、現在のスケジューリングユーザとすることは、
現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザが多重された後に、ｒ番目のスケジューリングユーザschrであるとすれば、次式によって現在のスケジューリングユーザを決定することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。

ここで、ｒ≦Ｒ、Ｒは前記所定のスケジューリングユーザ数の閾値であり、Ｘは今回スケジューリングにおけるスケジューリング対象ユーザ総数であり、式（５１）は現在の列ベクトルであり、式（５２）はその前に既に選出された（ｒ−１）個のスケジューリングユーザにおけるｋ番目のスケジューリングユーザに対応する列ベクトルを表し、式（５３）はｊ番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルを表す。

Based on the column vectors corresponding to all the previously selected scheduling users, the scheduling target user that matches the current column vector is determined to be the current scheduling user.
12. The method of claim 11, further comprising determining a current scheduling user according to the following equation, assuming that the scheduling target user that matches the current column vector is the rth scheduling user schr after being multiplexed. The method described.

Here, r ≦ R and R are thresholds for the predetermined number of scheduling users, X is the total number of scheduling target users in the current scheduling, equation (51) is the current column vector, and equation (52) is The column vector corresponding to the k-th scheduling user in the (r-1) scheduling users already selected before is represented by Equation (53), which represents the quantization channel of the j-th scheduling user.

前記基地局が、所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択した後に、前記１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出して、前記ステップＣ１１を実行することをさらに含み、
ステップＣ１２において前記現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定した後に、既に選択されたスケジューリングユーザに加えて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出し、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量が、該スケジューリング対象ユーザを多重しない場合のシステム容量より高くなる場合、前記現在のスケジューリングユーザとする処理を引き続き行うことをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の方法。The base station calculates a system capacity when only the first scheduling user is transmitted after selecting the first scheduling user from the scheduling target users based on a predetermined scheduling criterion, and the step C11 is performed. Further comprising performing
After determining the scheduling target user that matches the current column vector in step C12, in addition to the already selected scheduling user, calculate the system capacity when multiplexing scheduling target users that match the current column vector, When the system capacity when the scheduling target user matching the current column vector is multiplexed is higher than the system capacity when the scheduling target user is not multiplexed, it further includes continuing the process as the current scheduling user. ,
14. A method according to any one of claims 11 to 13, characterized in that 前記１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出することは、次式によって、前記１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。

The calculation of the system capacity when only the first scheduling user is transmitted includes calculating the system capacity when only the first scheduling user is transmitted according to the following equation. Item 15. The method according to Item 14.

前記既に選択されたスケジューリングユーザに加えて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出することは、
現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザが多重された後に、ｒ番目のスケジューリングユーザschrであるとすれば、次式によって、前記現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出することを含む
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。

In addition to the already selected scheduling user, calculating a system capacity when multiplexing scheduling target users that match the current column vector,
If the scheduling target user that matches the current column vector is multiplexed and then the rth scheduling user schr, the system capacity when the scheduling target user that matches the current column vector is multiplexed according to the following equation: 15. The method of claim 14, comprising calculating.

前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとした後に、前記ユニタリ行列を今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザのプリコーディング行列とし、該ユニタリ行列における列ベクトルを該列ベクトルに合致するスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルとすることをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。  After a user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix is set as another scheduling user, the unitary matrix is set as a precoding matrix of the scheduling user in the current scheduling, and the column vector in the unitary matrix The method of claim 1, further comprising: pre-coding vector of a scheduling user that matches the column vector. 前記ユニタリ行列を今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザのプリコーディング行列とし、該ユニタリ行列における列ベクトルを該列ベクトルに合致するスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルとする前に、
スケジューリング対象ユーザ数が所定のスケジューリング対象ユーザ数の閾値より小さいかどうかを判断し、小さい場合、各スケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからなる行列に対してゼロフォーシング処理を行って、今回スケジューリングのプリコーディング行列および各スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルを生成し、小さくない場合、前記ユニタリ行列を今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザのプリコーディング行列とし、該ユニタリ行列における列ベクトルを該列ベクトルに合致するスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルとする処理を実行する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。Before the unitary matrix is the precoding matrix of the scheduling user in the current scheduling and the column vector in the unitary matrix is the precoding vector of the scheduling user that matches the column vector,
It is determined whether or not the number of scheduling target users is smaller than a predetermined threshold for the number of scheduling target users. A coding matrix and a precoding vector for each scheduling user are generated. If not, the unitary matrix is set as a precoding matrix for the scheduling user in the current scheduling, and a column vector in the unitary matrix is pre-scheduled to match the column vector. Execute the coding vector,
The method of claim 17 further comprising: 前記各スケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからなる行列に対してゼロフォーシング処理を行って、今回スケジューリングのプリコーディング行列および各スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルを生成することは、
式（５４）および式（５５）によって、今回スケジューリングのプリコーディング行列Ｗを得、
前記今回スケジューリングのプリコーディング行列Ｗにおける列ベクトルを、対応するスケジューリングユーザのプリコーディングベクトルとすることを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。

Performing a zero forcing process on a matrix consisting of quantization channels corresponding to each scheduling user to generate a precoding matrix for the current scheduling and a precoding vector for each scheduling user,
The precoding matrix W of the current scheduling is obtained by the equations (54) and (55),
The method according to claim 18, further comprising: making a column vector in the precoding matrix W of the current scheduling be a precoding vector of a corresponding scheduling user.

前記ユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとした後に、
基地局が、各スケジューリングユーザのデータストリームを、対応するプリコーディングベクトルでプリコーディングを行って、対応するスケジューリングユーザに送信し、
基地局が、１番目のスケジューリングユーザの量子化チャネルインデックスおよびスケジューリングユーザそれぞれのプリコーディングベクトルインデックスを、対応する移動局に送信する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。After setting a user that matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix as another scheduling user,
The base station pre-codes each scheduling user's data stream with the corresponding pre-coding vector and sends it to the corresponding scheduling user;
The base station transmits the quantization channel index of the first scheduling user and the precoding vector index of each scheduling user to the corresponding mobile station;
The method of claim 17 further comprising: 前記直交分解が特異値分解（ＳＶＤ）またはＱＲ分解であることを特徴とする請求項１に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the orthogonal decomposition is singular value decomposition (SVD) or QR decomposition. 前記所定のコードブックが、Ｇｒａｓｓｍａｎｎｉａｎコードブック、チャネルベクトル化コードブック、離散フーリェ変換に基づくコードブック、または最小ベクトル距離を最大化する他のコードブックであることを特徴とする請求項１に記載の方法。  2. The codebook of claim 1, wherein the predetermined codebook is a Grassmannian codebook, a channel vectorized codebook, a codebook based on discrete Fourier transform, or another codebook that maximizes a minimum vector distance. Method. 多入力多出力システムにおけるマルチユーザスケジューリング装置であって、
所定のコードブックから、各移動局に合致する最適なベクトルを選択して、量子化チャネルとするチャネル量子化モジュールと、
量子化チャネルに対応するチャネル品質情報を算出するチャネル品質情報算出モジュールと、
所定のスケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選択し、ユニタリ行列決定モジュールによって提供されたユニタリ行列における１番目の列ベクトル以外の他の列ベクトルに合致するユーザを、他のスケジューリングユーザとするスケジューリングモジュールと、
直交分解法によって、１番目のスケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからユニタリ行列を得るユニタリ行列決定モジュールと、
を含むことを特徴とする装置。A multi-user scheduling apparatus in a multi-input multi-output system,
A channel quantization module that selects an optimal vector that matches each mobile station from a predetermined codebook and sets it as a quantization channel;
A channel quality information calculation module for calculating channel quality information corresponding to the quantized channel;
Based on a predetermined scheduling criterion, the first scheduling user is selected from the scheduling target users, and a user who matches a column vector other than the first column vector in the unitary matrix provided by the unitary matrix determination module A scheduling module as a scheduling user of
A unitary matrix determination module for obtaining a unitary matrix from a quantization channel corresponding to the first scheduling user by an orthogonal decomposition method;
The apparatus characterized by including. 所定のコードブック、所定のスケジューリング基準および所定のスケジューリングユーザ数の閾値を記憶する記憶モジュールをさらに含み、
前記チャネル量子化モジュールは、さらに、前記記憶モジュールから所定のコードブックを読み取る、
ことを特徴とする請求項２３に記載の装置。A storage module for storing a predetermined codebook, a predetermined scheduling criteria, and a threshold for a predetermined number of scheduling users;
The channel quantization module further reads a predetermined codebook from the storage module;
24. The apparatus of claim 23. 前記チャネル品質情報算出モジュールは、各ユーザの量子化チャネルに対して直行分解を行った結果を用いて、各ユーザのチャネル品質情報を算出することを特徴とする請求項２４に記載の装置。  The apparatus according to claim 24, wherein the channel quality information calculation module calculates channel quality information of each user using a result obtained by performing orthogonal decomposition on the quantized channel of each user. 前記記憶モジュールは、さらに、前記コードブックにおける各ベクトルに対して直交分解を予め行って得られた直交分解結果を記憶し、
前記チャネル品質情報算出モジュールは、さらに、記憶モジュールに記憶されている直交分解結果から、各ユーザの量子化チャネルと同じであるベクトルに対応する直交分解結果を取得する、
ことを特徴とする請求項２５に記載の装置。The storage module further stores an orthogonal decomposition result obtained by previously performing orthogonal decomposition on each vector in the codebook,
The channel quality information calculation module further obtains an orthogonal decomposition result corresponding to a vector that is the same as the quantization channel of each user from the orthogonal decomposition result stored in the storage module.
26. The apparatus of claim 25. 前記チャネル品質情報算出モジュールは、さらに、量子化チャネルインデックスおよびチャネル品質情報を前記スケジューリングモジュールにフィードバックすることを特徴とする請求項２３〜２６の何れか１項に記載の装置。  27. The apparatus according to claim 23, wherein the channel quality information calculation module further feeds back a quantized channel index and channel quality information to the scheduling module. 前記スケジューリングモジュールは、
前記記憶モジュールから所定のコードブックを読み取り、前記チャネル品質情報算出モジュールからの量子化チャネルインデックスに基づいて、読み取られたコードブックから各ユーザに対応する量子化チャネルを復元し、記憶モジュールから所定のスケジューリング基準を読み取り、該スケジューリング基準に基づいて、スケジューリング対象ユーザから１番目のスケジューリングユーザを選出し、カウントサブモジュールに対し、スケジューリングユーザのカウントを開始するよう通知し、ユニタリ行列決定モジュールからのプリコーディング行列から、合致するユーザが決定されていない列ベクトルを１つ選択して、現在の列ベクトルとし、既に選出された全てのスケジューリングユーザに対応する列ベクトルに基づいて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを現在のスケジューリングユーザとし、カウントサブモジュールに対し、スケジューリングユーザ数に１を加えるよう通知し、カウントサブモジュールから通知を受信した場合、スケジューリングユーザの選択を停止し、カウントサブモジュールから通知を受信しなかった場合、前記現在のスケジューリングユーザを選択する処理を引き続き行うユーザ選択サブモジュールと、
前記記憶モジュールから所定のスケジューリングユーザ数の閾値を読み取り、前記ユーザ選択サブモジュールの通知で、スケジューリングユーザをカウントし、スケジューリングユーザ数が、読み取られたスケジューリングユーザ数の閾値に達した際、ユーザ選択サブモジュールへ通知を送信するカウントサブモジュールと、
を含むことを特徴とする請求項２７に記載の装置。The scheduling module includes:
A predetermined code book is read from the storage module, and a quantized channel corresponding to each user is restored from the read code book based on the quantized channel index from the channel quality information calculation module. The scheduling criterion is read, the first scheduling user is selected from the scheduling target users based on the scheduling criterion, the counting submodule is notified to start counting the scheduling user, and the precoding from the unitary matrix determination module is performed. From the matrix, select one column vector for which no matching user has been determined to be the current column vector, and based on the column vectors corresponding to all scheduling users that have already been selected. If the scheduling target user that matches the schedule is the current scheduling user, the count sub-module is notified to add 1 to the number of scheduling users, and when the notification is received from the count sub-module, the selection of the scheduling user is stopped, and the count If no notification is received from the submodule, a user selection submodule that continues the process of selecting the current scheduling user;
A threshold value of a predetermined number of scheduling users is read from the storage module, and scheduling users are counted by notification of the user selection submodule. When the number of scheduling users reaches the threshold value of the read scheduling user number, A count submodule that sends notifications to the module;
28. The apparatus of claim 27, comprising: 前記ユーザ選択サブモジュールは、さらに、
１番目のスケジューリングユーザを選出した後に、１番目のスケジューリングユーザのみを送信した場合のシステム容量を算出し、
カウントサブモジュールから通知を受信しなかった場合、前記現在の列ベクトルを選択する処理、および現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定する処理を実行し、
既に選択されたスケジューリングユーザに加えて、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量を算出し、現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを多重した場合のシステム容量が、該スケジューリング対象ユーザを多重しない場合のシステム容量より高くなる場合、該スケジューリング対象ユーザを現在のスケジューリングユーザとして選択し、前記カウントサブモジュールに対し、スケジューリングユーザ数に１を加えるよう通知する処理を実行し、カウントサブモジュールから通知を受信しなかった場合、前記現在の列ベクトルを選択する処理、および現在の列ベクトルに合致するスケジューリング対象ユーザを決定する処理を実行することを特徴とする請求項２８に記載の装置。The user selection submodule further includes:
After selecting the first scheduling user, calculate the system capacity when only the first scheduling user is transmitted,
If a notification is not received from the count submodule, a process of selecting the current column vector and a process of determining a scheduling target user that matches the current column vector are executed.
In addition to the already selected scheduling user, the system capacity when scheduling target users matching the current column vector is multiplexed, and the system capacity when scheduling target users matching the current column vector is multiplexed, When the system capacity becomes higher than when the scheduling target users are not multiplexed, the scheduling target user is selected as a current scheduling user, and processing for notifying the count submodule to add 1 to the number of scheduling users is executed. 30. The method according to claim 28, wherein if a notification is not received from the count submodule, a process of selecting the current column vector and a process of determining a scheduling target user that matches the current column vector are executed. Description Apparatus. 前記記憶モジュールは、さらに、所定のチャネル品質情報選択数の閾値ｎを記憶し、
前記ユーザ選択サブモジュールは、さらに、前記記憶モジュールから所定のチャネル品質情報選択数の閾値ｎを読み取り、移動局によって報告された各チャネル品質情報から品質が最良となるｎ個のチャネル品質情報を選出し、選出された各チャネル品質情報に対応するユーザをそれぞれ１番目のスケジューリングユーザとして各組に入れ、各組のスケジューリングユーザを決定する処理を実行し、
前記スケジューリングモジュールは、各組のスケジューリングユーザが前記ユーザ選択サブモジュールによって決定された後に、各組の容量和をそれぞれ算出し、容量和が最大となる組を選定組とし、該選定組におけるスケジューリングユーザを今回スケジューリングにおけるスケジューリングユーザとする結果決定サブモジュールをさらに含む、
ことを特徴とする請求項２８または請求項２９に記載の装置。The storage module further stores a threshold n of a predetermined channel quality information selection number,
The user selection sub-module further reads a threshold value n of a predetermined channel quality information selection number from the storage module, and selects n channel quality information with the best quality from each channel quality information reported by the mobile station. Then, a user corresponding to each selected channel quality information is put in each set as a first scheduling user, and a process for determining each set of scheduling users is executed.
The scheduling module calculates a sum of capacities of each set after each set of scheduling users is determined by the user selection submodule, and sets a set with the maximum capacity sum as a selected set, and scheduling users in the selected set Further including a result determination sub-module that is a scheduling user in the current scheduling,
30. Apparatus according to claim 28 or claim 29. 前記記憶モジュールは、さらに、所定のスケジューリング対象ユーザ数の閾値を記憶し、
前記装置は、
前記記憶モジュールから所定のスケジューリング対象ユーザ数の閾値を読み取り、スケジューリング対象ユーザ数が、読み取られたスケジューリング対象ユーザ数の閾値より小さい際、ゼロフォーシングモジュールに対して動作を開始するよう通知する制御モジュールと、
制御モジュールの通知で、各スケジューリングユーザに対応する量子化チャネルからなる行列に対してゼロフォーシング処理を行って、今回スケジューリングのプリコーディング行列および各スケジューリングユーザのプリコーディングベクトルを生成するゼロフォーシングモジュールとをさらに含む、
ことを特徴とする請求項２６、２７、２８、２９の何れか１項に記載の装置。The storage module further stores a threshold value of a predetermined number of scheduling target users,
The device is
A control module that reads a predetermined threshold for the number of scheduling target users from the storage module and notifies the zero forcing module to start an operation when the number of scheduling target users is smaller than the read threshold for the number of scheduling target users; ,
A zero forcing module for generating a precoding matrix for the current scheduling and a precoding vector for each scheduling user by performing zero forcing processing on a matrix consisting of quantization channels corresponding to each scheduling user by notification of the control module, In addition,
30. The apparatus according to any one of claims 26, 27, 28, and 29. 前記チャネル量子化モジュールおよびチャネル品質情報算出モジュールが移動局に存在し、前記スケジューリングモジュールおよびユニタリ行列決定モジュールが基地局に存在することを特徴とする請求項２３項に記載の装置。  24. The apparatus of claim 23, wherein the channel quantization module and channel quality information calculation module exist in a mobile station, and the scheduling module and unitary matrix determination module exist in a base station.

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