KR100770909B1 - 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및보고 장치 및 방법 - Google Patents

다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및보고 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100770909B1
KR100770909B1 KR1020060076421A KR20060076421A KR100770909B1 KR 100770909 B1 KR100770909 B1 KR 100770909B1 KR 1020060076421 A KR1020060076421 A KR 1020060076421A KR 20060076421 A KR20060076421 A KR 20060076421A KR 100770909 B1 KR100770909 B1 KR 100770909B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cinr
antenna
reporting
antennas
value
Prior art date
Application number
KR1020060076421A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070019621A (ko
Inventor
송성욱
구영모
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060076421A priority Critical patent/KR100770909B1/ko
Publication of KR20070019621A publication Critical patent/KR20070019621A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100770909B1 publication Critical patent/KR100770909B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/336—Signal-to-interference ratio [SIR] or carrier-to-interference ratio [CIR]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0805—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching
    • H04B7/0814—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching based on current reception conditions, e.g. switching to different antenna when signal level is below threshold

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 CINR의 추정 및 보고 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중 안테나를 사용하는 무선 통신 시스템에서 CINR의 추정 및 보고 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 다중 안테나를 사용하는 무선 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비를 추정하고 이를 보고하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 단말로부터 수신 신호대 잡음 간섭비(CINR)를 보고받아 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결정하여 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 단말에서 CINR을 추정하여 보고하기 위한 장치로, 적어도 둘 이상의 안테나를 구비하고, 각 안테나별로 무선 신호를 처리하여 기저 대역의 신호로 변환하는 무선 처리부와, 상기 무선 처리부로부터 각 안테나별로 수신되는 신호의 출력을 전달하거나 차단하는 스위치들과, 상기 스위치들을 통해 출력되는 신호로부터 CINR 값을 포함하는 다이버시티 파라미터를 측정하여 출력하는 유효 CINR 측정부와, 상기 유효 CINR 측정부로부터 수신된 상기 다이버시티 파라미터에 근거하여 상기 스위치들의 온/오프를 제어하며, 상기 다이버시티 파라미터를 이용하여 보고 메시지를 생성하는 제어부와, 상기 보고 메시지를 기지국으로 송신하는 송신부를 포함한다.
다중 안테나, CINR, 보고, CNIR 추정, 안테나 스위칭, 보고 지연

Description

다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONJECTURING AND REPORTING CARRIER TO INTERFERENCE NOISE RATIO IN MULTIPLE ANTENNA SYSTEM}
도 1은 단일 안테나를 사용하는 단말에서 CINR을 추정하기 위한 장치의 블록 구성도,
도 2는 서로 다른 2개의 안테나를 사용하는 MRC 단말에서 CINR 보고를 위한 블록 구성도,
도 3은 2개의 안테나를 사용한 경우와 단일 안테나를 사용하는 경우 수신 성능의 비교 시뮬레이션 결과 그래프,
도 4는 2개의 안테나를 사용하는 경우 단일 안테나보다 3dB의 CINR 이득을 포함한 유효(Effective) CINR을 기준으로 수신 성능의 시뮬레이션 그래프,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단말기에서 유효 CINR과 다이버시티 파라미터의 추정 및 보고를 위한 블록 구성도,
도 6은 본 발명에서 안테나의 수를 가변하는 경우 발생하는 유효 CINR 보고 메시지의 적용 시점간 차이를 도시한 타이밍도,
도 7은 본 발명에 따라 안테나의 수를 가변하는 경우 유효 CINR 보고 메시지의 적용 시간을 맞추기 위한 타이밍도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 다중 안테나의 온/오프 시의 제어 흐름도.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호대 잡음 간섭비(Carrier to Interference Noise Ratio : 이하 "CINR"이라 함)의 추정 및 보고 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중 안테나를 사용하는 무선 통신 시스템에서 CINR의 추정 및 보고 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 무선 통신 시스템은 원거리에 위치한 단말간 유선 선로를 가지지 않고 통신을 수행하기 위한 시스템이다. 이러한 무선 통신 시스템은 직접 통신을 수행하는 직접 무선 통신 방법과 소정의 중계 시스템을 이용하는 무선 통신 방법으로 구분된다. 직접 무선 통신 방법의 대표적인 예로 무전기 등이 있으며 그 밖의 대부분의 무선 통신은 중계 시스템을 이용하고 있다. 이러한 무선 통신 시스템은 사용자들에게 위치 및 거리의 제약을 극복하기 위한 방법의 일환으로 개발되었으며, 현재 대표적으로 이동통신 시스템이 여기에 속한다.
무선 통신 시스템은 기술이 급속도로 발전하면서 다양한 요구들이 반영되고 있으며, 그 중 가장 요구되는 것이 고속의 데이터 전송 방법이다. 이와 같이 데이터를 고속으로 전송하기 위해서 다양한 방향에서 기술적 접근이 이루어지고 있다. 예를 들어 데이터를 보다 고속으로 전송하기 위해서는 보다 높은 대역에서 데이터를 전송하여 대역폭을 증대시키는 방법이 있다. 또한 동일한 대역에서도 보다 많은 데이터를 전송하기 위한 여러 가지 방법 등의 연구가 계속하여 이루어지고 있다. 이러한 방법들 중 하나가 다중 안테나를 사용하는 방법이다.
상기한 바와 같이 다중 안테나를 사용하는 방법도 여러 가지가 있다. 그 일 예로 스마트 안테나 시스템이 있다. 상기 스마트 안테나 시스템은 송신측에서 다른 단말과의 간섭을 줄이기 위해 빔 성형(beam forming)을 수행하여 데이터를 전송하는 방법이다. 다른 방법으로, 다중 입력 다중 출력(Multi-Input Multi-Output : 이하 "MIMO"라 함) 방식이 있다. 상기 MIMO 시스템은 송신 및 수신측에서 다수의 안테나를 사용하여 보다 많은 양의 데이터를 전송하기 위한 방법이다. 또 다른 방법으로 단지 수신측에서 안테나의 수를 증가시켜 수신하는 다중 안테나 시스템이 있다. 이러한 방법은 단지 수신측에서 안테나의 수만 증가시킴으로써 수신 효율을 증대시키는 방법이다.
그러면 수신측에서 안테나의 수를 증가시켜 수신 효율을 증대시키는 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저 수신측의 안테나 수를 증가시켜 수신 효율을 증가시키기 위한 방법으로 최대율 결합(Maximal Ratio Combining : 이하 "MRC"라 함) 방법이 있다. 상기 MRC 방법은 각 안테나로부터의 채널 정보를 이용하여, 각 안테나에서 수신된 신호들에 대한 위상(Phase)의 변화와 그에 따른 가중치를 주어 CINR이 최대가 되도록 하는 방법이다. 상기 MRC 방법은 수신 성능을 개선시키는 면에서는 우수하나 단말기의 채널 정보 측정과 가중치 계산 등의 추가 과정을 수행해야 함으로 복잡도가 증가한다.
한편, 전송률을 증가시키는 다른 방법으로 CINR 등과 같이 통신 채널의 상태를 측정하고, 이를 송신기로 전송하여, 채널 환경에 적합한 변조(Modulation) 방법 또는 부호율(Coding Rate)을 선택하는 적응적 변조(Adaptive Modulation) 또는 적응적 부호율(Adaptive Code Rate) 방법이 있다.
이상에서 상술한 다중 안테나 시스템과 적응적 변조 및 부호율(Adaptive Modulation & Coding : 이하 "AMC"라 함) 방법은 각각 독립된 주제로 광범위하게 연구 및 개발되어 왔다. 그리고, 최근의 IEEE 802.16d, IEEE 802.16e의 시스템에서 두 가지 방법을 함께 적용하여 시스템 성능을 향상시키려는 노력이 진행되고 있다.
그러면 이하에서 단일 안테나를 사용하는 단말에서 CINR 추정을 위한 장치와 그 장치에서 CINR을 추정하는 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
도 1은 단일 안테나를 사용하는 단말에서 CINR을 추정하기 위한 장치의 블록 구성도이다.
수신된 신호(Received Signal)는 채널 전력 계산부(101)와 잡음 전력 계산부(103)로 입력된다. 그러면 상기 채널 전력 계산부(101)는 수신된 신호에서 캐리어 신호의 전력을 계산하여 출력하고, 상기 잡음 전력 계산부(103)는 수신된 신호에서 잡음 및 간섭 신호의 전력을 계산하여 출력한다. 그러면 CINR 계산부(105)는 상기 채널 전력 계산부(101)로부터 출력된 전력과 상기 잡음 전력 계산부(103)로부터 출력된 신호의 전력간 비를 계산하여 출력한다. 이와 같이 상기 CINR 계산 부(105)에서 출력된 CINR 값은 CINR 추정값 생성부(107)로 입력된다. 상기 CINR 추정값 생성부(107)는 계산된 CINR 값을 기지국으로 보고하기 위해 매핑을 수행한다. 즉, CINR 추정값 생성부(107)는 CINR 값을 기지국으로 보고할 시 기지국과 협의된 정보에 근거하여 CINR 값을 보고하거나 또는 MRC 정보로 생성한다. 이와 같이 생성된 정보는 CINR 송신부(109)를 통해 기지국으로 보고된다. 즉, CINR 송신부(109)는 실제 추정된 CINR 값이 전송되기도 하고, 그에 상응하는 다른 값이 전송될 수도 있다.
이러한 과정을 통해 기지국은 단말로의 채널 상황에 적합한 변조 레벨 및 부호율을 결정하여 하항링크로 신호를 전송할 수 있다.
도 2는 서로 다른 2개의 안테나를 사용하는 MRC 단말에서 CINR 보고를 위한 블록 구성도이다. 이하 도 2를 참조하여 2개 이상의 안테나를 사용하는 단말에서 CINR의 보고를 위한 블록 구성과 그 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
서로 다른 안테나들(ANT 0, ANT 1)들은 채널상의 무선 신호를 각각의 무선부들(RF unit)(201, 211)로 입력한다. 그러면 상기 각 무선부들(201, 211)은 입력된 신호를 저잡음 증폭하고, 무선 처리하여 출력한다. 이와 같이 각 무선부들(201, 211)로부터 출력된 신호는 각각 믹서들(203, 213)로 입력한다. 상기 각 믹서들(203, 213)은 무선 처리된 신호에 캐리어 신호를 곱하여 대역 하강 변환하여 출력한다. 이와 같이 대역 하강 변환된 신호는 각 안테나마다 구비된 대역 필터 및 아날로그-디지털 변환기들(2005, 215)로 입력되어 필요한 대역의 신호가 추출된 후 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 따라서 실제로 상기 무선부 들(201, 211)과 믹서들(203, 213) 및 대역 필터 및 AD 변환부들(205, 215)을 모두 총칭하여 "무선 처리부"라 할 수 있다. 상기와 같이 무선 처리부에서 디지털 신호로 변환된 각 신호들은 스위치들(207, 217)로 입력된다. 상기 스위치들(207, 217)은 제어부(도 2에 도시하지 않음)의 제어에 의해 아날로그-디지털 변환된 신호를 출력하거나 차단한다. 따라서 기지국으로부터 신호를 수신하는 중에 상기 스위치들(207, 217)은 닫힌 상태가 되며, 신호를 수신하지 않는 경우에는 열린 상태가 된다. 또한 데이터를 수신하지 않는 경우라면 무선부들(201, 211)과 곱셈기들(203, 213) 및 대역 필터 및 아날로그-디지털 변환부들(205, 215)이 동작하지 않도록 제어하게 된다.
상기 둘 이상의 다중 안테나를 사용하는 단말에서는 수신된 신호를 결합부(209)에서 결합하여 사용한다. 따라서 상기 결합부(209)는 각 스위치들(207, 217)로부터 출력된 신호를 결합하여 출력한다. 또한 상기 각 스위치들(207, 217)로부터 출력된 신호는 CINR 측정부(221)로 입력되어 각 안테나들(ANT 0, ANT1)로부터 수신된 신호의 CINR을 측정하고 그 결과를 CINR 송신부(223)로 출력한다. 상기 CINR 송신부(223)는 상기 CINR 측정부(221)에서 측정된 신호를 기지국으로 송신한다.
그러면 상기한 구성에 따라 단말에서 각 안테나별 수신 신호의 CINR이 측정되는 과정에 대하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
일반적으로 다중 안테나를 사용하였을 경우 송신기로부터 송신된 신호가 각 안테나의 경로는 서로 다르다. 그러므로 각 안테나마다 수신된 신호는 서로 다르게 된다. 또한 송신기로부터 각 안테나로의 채널 특성이 수신기의 수신 성능에 영향을 미친다. 이와 같이 각 안테나에서 수신된 신호의 특성이 서로 다르므로 상기 도 2의 구성에서 첫 번째 안테나(ANT 0)와 두 번째 안테나(ANT 1)에서 수신된 신호를 수학식으로 도시하면 하기 <수학식 1>과 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006057696878-pat00001
상기 <수학식 1>에서 s는 송신 신호를 의미하며, y0는 첫 번째 안테나에서 수신된0 신호이고, y1은 두 번째 안테나에서 수신된 신호를 의미하며, w0, w1은 간섭 및 잡음 성분을 나타내며, 상기 w0, w1은 N0의 분산을 가진다. 또한 상기 H0, H1은 기지국과 각 안테나간의 채널 응답 특성이다.
상기 <수학식 1>에 도시한 바와 같이 채널 응답 특성이 H0, H1과 같이 주어진 경우 상기 도 2의 결합부(209)에서 획득되는 결합 값(z)은 하기 <수학식 2>와 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006057696878-pat00002
상기 <수학식 2>에서
Figure 112006057696878-pat00003
,
Figure 112006057696878-pat00004
은 기지국과 각 안테나간의 채널 응답 특성 H0,H1의 공액(Conjugate)을 의미한다.
그러므로 상기한 값에 근거하여 특정 순간의 CINR을 측정하면, 하기 <수학식 3>과 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006057696878-pat00005
만일 상기 <수학식 3>에서 H0와 H1의 전력이 동일한 경우, 상기 <수학식 3>은 하기 <수학식 4>와 같이 정리할 수 있다.
Figure 112006057696878-pat00006
Figure 112006057696878-pat00007
그러므로 상기 <수학식 4>에서 알 수 있는 바와 같이 2개의 안테나를 사용하는 경우 단일 안테나 수신기에 비하여 3dB CINR 이득이 있다. 이에 더하여 <수학식 2>의 신호성분 중
Figure 112006057696878-pat00008
의 확률분포가 수신성능을 추가적으로 향상시키게 된다. 따라서 이를 CINR 이득과 구별하여 다이버시티 이득(Diversity Gain)이라고 한다. 상기 다이버시티 이득과 관련된 파라미터는 안테나의 수, 채널간의 간섭 등이 되며, 이들의 파라미터를 "다이버시티 파라미터"라고 한다.
도 3은 2개의 안테나를 사용한 경우와 단일 안테나를 사용하는 경우 수신 성능의 비교 시뮬레이션 결과 그래프이고, 도 4는 2개의 안테나를 사용하는 경우 단일 안테나보다 3dB의 CINR 이득을 포함한 유효(Effective) CINR을 기준으로 수신 성능의 시뮬레이션 그래프이다.
상기 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 수신 안테나의 수가 2개인 경우가 단일 안테나를 사용하는 경우에 비하여 CINR 특성이 향상되는 것을 알 수 있다. 또한 도 4에 도시한 바와 같이 2개의 안테나를 사용하는 경우 단지 3dB의 CINR 이득이 획득되는 것이 아니라, 그 이상의 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이와 같이 다수의 안테나를 사용할 경우의 성능 향상이 이루어지므로, 수신측에서는 다수의 안테나를 사용하는가의 여부에 따라 각각 다른 방법으로 CINR 값을 보고할 필요가 있다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이 각각의 스위치들(207, 217)이 모두 닫힌 상태로 사용되고 있는 경우와 그렇지 않은 경우를 구분하여 보다 정확한 채널 상태를 송신측으로 알려야만 효율적인 전송이 이루어질 수 있다.
한편, 상기 도 2에 도시한 바와 같이 안테나의 개수가 증가하면 각 안테나마다 다른 무선부와 곱셈기 및 대역 필터와 아날로그-디지털 변환기 등을 포함해야 한다. 이와 같은 구성을 가지는 경우에 각각의 장치들이 소모하는 전력은 무시할 수 없는 정도로 크게 된다. 따라서 무선 단말들이 대부분 휴대용이라는 점을 감안할 때, 사용할 수 있는 시간 및 대기시간이 매우 줄어들게 된다. 따라서 무선 통신 시스템에서 단지 고속의 데이터 또는 보다 많은 데이터를 전송하는 것 밖에도 단말의 사용시간 또는 대기 시간에 대한 점도 함께 고려되어야 할 필요가 있다.
그러므로 이동 단말의 사용 시간 또는 대기시간과 고속 데이터 전송 또는 많은 양의 데이터의 전송을 고려한 개선된 장치와 방법이 필요하다.
따라서 본 발명의 목적은 다중 안테나를 사용하는 무선 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비를 추정하고 이를 보고하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 무선 시스템에서 유효(Effective) CINR을 추정하고, 그 파라미터 값을 보고함으로써 데이터 전송을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 무선 시스템에서 단말의 사용 시간을 증대시키며, CINR을 보다 정확히 추정하여 보고할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 단말로부터 수신 신호대 잡음 간섭비(CINR)를 보고받아 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결정하여 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 단말에서 CINR을 추정하여 보고하기 위한 장치로, 적어도 둘 이상의 안테나를 구비하고, 각 안테나별로 무선 신호를 처리하여 기저 대역의 신호로 변환하는 무선 처리부와, 상기 무선 처리부로부터 각 안테나별로 수신되는 신호의 출력을 전달하거나 차단하는 스위치들과, 상기 스위치들을 통해 출력되는 신호로부터 CINR 값을 포함하는 다이버시티 파라미터를 측정하여 출력하는 유효 CINR 측정부와, 상기 유효 CINR 측정부로부터 수신된 상기 다이버시티 파라미 터에 근거하여 상기 스위치들의 온/오프를 제어하며, 상기 다이버시티 파라미터를 이용하여 보고 메시지를 생성하는 제어부와, 상기 보고 메시지를 기지국으로 송신하는 송신부를 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 단말로부터 수신 신호대 잡음 간섭비(CINR)를 보고받아 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결정하여 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 단말에서 CINR을 추정하여 보고하기 위한 방법으로, 단일 안테나로부터 측정된 CINR이 미리 결정된 제1임계값보다 작은 경우 둘 이상의 안테나를 통해 수신하도록 제어하는 과정과, 둘 이상의 안테나를 통해 신호를 수신하는 경우 유효 CINR을 포함하는 다이버시티 파라미터 생성하여 보고하는 과정을 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그러면 먼저 본 발명을 설명하기에 앞서 다중 안테나 시스템의 일반적인 사 항과 그에 대비되는 본 발명의 특징에 대하여 간략히 살펴보기로 한다.
첫째로, 다중 안테나를 사용하는 시스템의 경우 단일 안테나(Single Antenna)를 사용하는 시스템의 경우와 달리 다중 안테나 복조기 구조에 따라 수신 성능에 큰 차이를 보인다. 그러므로 다중 안테나에 대한 CINR을 별도로 정의하여 기지국에 보고하여야 한다. 다중 안테나를 사용한 경우, 복조단에서의 실질적 CINR은 단일 안테나를 사용한 경우에 비하여 증가하게 된다. 예로, 두개의 안테나를 사용하고, 안테나간의 거리가 충분히 먼 경우, MRC의 경우 3dB 이상의 CINR 이득을 얻을 수 있다. 이하에서 설명될 본 발명에서는 이러한 CINR 이득을 반영하기 위하여 안테나 수에 따라 변형된 CINR 추정 장치를 제안한다. 또한 본 발명에서는 다중 안테나에서 기지국에 보고하는 CINR을 복조기에서의 유효(Effective) CINR로 정의하여 추정 및 보고하도록 한다.
둘째로, 또한 본 발명은 다중 안테나 기술과 AMC를 동시에 사용하였을 경우, 유효 CINR 및 다이버시티 파라미터 예를 들어 안테나 수 및 채널간의 상관 계수 등을 추정 및 송신기에 궤환하는 방법에 대하여 설명할 것이다. 따라서 본 발명에서는 먼저 다중 안테나 단말기의 MRC단에서의 유효 CINR을 결정하고, 이 값을 기지국으로 전달한다. 일반적으로 다중 안테나를 가지는 수신기에서 이득의 증가는 CINR의 평균값 증가에 의한 이득과 CINR의 확률분포의 변화에 따른 이득으로 이루어진다. 그러므로 단순히 CINR 외에 다이버시티 이득의 항목인 사용된 안테나 수 등을 기지국으로 보고함으로써, 기지국에서 효과적으로 AMC 레벨을 결정하여 각 사용자에 할당하도록 한다.
셋째로, 다중 안테나 시스템에서 하드웨어의 복잡도 등의 이유로 인하여, 다이버시티에 사용되는 안테나 수를 조절하는 경우가 발생한다. 이와 같이 안테나의 수를 조절하는 경우 사용 안테나의 수가 변화하므로 유효 CINR에 변화가 생긴다. 하지만 송신기의 경우 이전의 CINR 보고 값을 가지고 AMC 수준을 결정하여 송신한다. 그러므로 안테나의 수를 조정하기 위한 스위칭(Switching) 시간 이후에 수신 성능 열화가 발생할 수 있다. 예를 들어 CDMA2000x의 경우 AMC 레벨이 1.5dB 단위로 정해진다. 따라서 이러한 경우를 방지하기 위해 본 발명에서 설명할 CINR 보고 장치는 CINR 스위칭 타임 이전에 향후의 안테나 성능의 변화를 고려하여 CINR을 보고한다.
이러한 동작이 가능하도록 하기 위해 본 발명에서는 종래 기술에서 설명한 <수학식 3>의 유효 CINR을 추정하여 기지국에 보고하는 방법을 제안한다. 하지만, 만일 다이버시티 파라미터에 대한 정보 없이, 유효 CINR만 기지국으로 보고할 경우, 기지국은 단일 안테나 수신기로 가정하여, 이에 해당하는 성능을 기준으로 AMC 수준을 결정한다.
그러면 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단말기에서 유효 CINR과 다이버시티 파라미터의 추정 및 보고를 위한 블록 구성도이다. 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단말기에서 유효 CINR과 다이버시티 파라미터의 추정 및 보고를 위한 구성 및 그 동작에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
상기 도 5의 구성 중 안테나들(ANT 0, ANT 1)부터 결합부(209)까지의 구성은 종래 기술에서 설명한 도 2의 구성과 동일하다. 다만 종래 기술에서 설명 시 무선 처리부로 명명한 부분을 참조부호 501을 부여하였으며, 스위치들(207)의 제어부(513)를 도시하였다.
그러면 본 발명에 따라 달라지는 부분의 구성과 그 구체적인 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
우선 본 발명에서는 측정된 CINR과 더불어 사용 안테나 수 등의 다이버시티 파라미터를 기지국으로 보고하는 방법을 사용한다. 즉, 본 발명에서는 경우에 따라서 안테나의 수를 가변적으로 사용하도록 하는 것이다. 그러면 본 발명에 따른 방법에 대하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
먼저 셀룰라 시스템(Cellular System)을 고려하면, 셀룰라 시스템의 각 셀(Cell)들간의 경계부근에서 간섭신호의 증가로 인하여 수신성능이 열화된다. 그런데 주파수 재사용 펙터(Frequency Reuse Factor)를 1로 사용하는 근래의 와이브로(WiBRo) 등의 시스템에서는 성능 열화정도가 커서, 낮은 레벨의 AMC를 사용하고도, 통신이 불가능한 경우가 발생한다. 따라서 본 발명에서는 다이버시티(Diversity)를 가동함으로써 통신에 필요한 수신 감도의 확보가 가능하게되어 통신을 지속할 수 있게된다. 즉, 정상적인 경우에는 하나의 안테나만을 사용하다가 상기와 같이 성능 열화 정도가 큰 경우에 2개 이상의 다중 안테나를 사용하여 다이버시티를 획득할 수 있도록 한다. 이를 예를 들어 설명하면, 수신 감도가 양호한 경우 하나의 안테나만을 사용하여 일반적인 동작을 수행한다. 그러나 상술한 바와 같이 셀의 경계부근이거나 또는 장애물 등으로 인하여 수신 감도가 불량해지는 경 우에 구비된 여유분의 안테나들을 가동함으로써 다이버시티를 획득하도록 하는 것이다. 실제로 본 발명은 2개 이상의 안테나를 사용할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 2개의 안테나로 가정하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 유효 CINR 측정부(511)는 무선 처리부들 중 현재 사용되고 있는 안테나의 수와 그에 따른 CINR을 측정하여 제어부(513)로 제공한다. 즉, 다이버시티 파라미터를 함께 제어부(513)로 제공한다. 그러면 제어부(513)는 이를 바탕으로 다이버시티 파라미터를 포함한 유효 CINR 보고 메시지를 생성하여 송신부(515)를 통해 기지국으로 전달하도록 한다. 본 발명에서 상기 제어부(513)는 하나의 안테나를 사용하도록 하거나 또는 2개 이상의 안테나를 사용하도록 제어한다. 즉, 최초 하나의 안테나를 사용하도록 제어하기 위해 스위치들(207, 217) 중 하나는 온(on) 상태를 유지하도록 하고, 나머지 하나는 오프(off) 상태를 유지하도록 한다. 그러면 유효 CINR 측정부(511)는 온 상태의 안테나로부터 수신된 CINR 및 하나의 안테나만을 사용함을 알리는 다이버시티 파라미터를 상기 제어부(513)로 제공한다. 이에 따라 제어부(513)는 통신에 사용되고 있는 하나의 안테나로부터 측정된 CINR이 미리 설정된 임계값 이하라면 다른 안테나로부터 수신되었으나 처리하지 않는 측의 라인인 오프 상태의 스위치를 온 상태로 전환한다. 이를 통해 다이버시티 이득을 획득할 수 있다. 여기서 미리 설정된 임계값은 실험 또는 특정 시스템에서 요구되는 CINR 등을 이용할 수 있다. 따라서 각 시스템마다 요구되는 CINR 값이 달라질 수 있으므로 이에 대하여는 상세히 언급하지 않기로 한다.
또한 제어부(513)는 2개 이상의 안테나를 통해 데이터를 수신하는 중에 소정 임계값 이상으로 CINR 값이 양호해지면 상기 스위치들 중 하나를 다시 오프하도록 한다. 그리고 이를 통해 나머지 안테나들 또는 하나의 안테나만을 통해 신호를 수신하도록 할 수 있다. 이때에도 제어부(513)는 그에 맞는 유효 CINR 및 다이버시티 파라미터를 기지국으로 송신하게 된다.
그런데 상기한 바와 같이 동작하는 경우에 기지국과 단말간 유효 CINR 보고 메시지의 전송 시점이 다르게 된다. 따라서 이를 보완하기 위한 방법이 필요하다. 그러면 이러한 문제와 본 발명에서 상기 문제점을 해결하기 위한 방법을 도 6 및 도 7을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명에서 안테나의 수를 가변하는 경우 발생하는 유효 CINR 보고 메시지의 적용 시점간 차이를 도시한 타이밍도이고, 도 7은 본 발명에 따라 안테나의 수를 가변하는 경우 유효 CINR 보고 메시지의 적용 시간을 맞추기 위한 타이밍도이다.
먼저 도 6을 참조하여 살펴보면, 유효 CINR 보고 메시지의 값(610)과 기지국으로 보고된 CINR(620) 및 변조 레벨(630)이 표시되어 있다. 상기 유효 CINR 보고 메시지의 값(610)은 단말에서 측정된 유효 CINR 값이다. 그리고 기지국으로 보고된 CINR(620)은 다이버시티 파라미터를 포함한 유효 CINR 메시지이다. 마지막으로 변조 레벨(630)은 기지국에서 데이터 전송 시에 적용되는 변조 레벨을 의미한다.
상기 도 6에서 단말에서 유효 CINR을 측정하고, 이를 수시로 보고하고 있다. 따라서 다수의 안테나를 가지고 있으나 하나의 안테나로만 통신을 수행하는 단말이 이동하거나 또는 주변 무선 상황이 열악해지는 경우 즉, 단말에서 하나의 안테나로 만 측정한 유효 CINR 값이 미리 설정된 임계값 이하인 경우 다른 안테나로부터의 출력을 제공하기 위해 다른 안테나로부터 제공되는 신호 라인의 스위치를 온 상태로 스위칭한다. 상기 도 6에서 단말의 제어부(513)가 스위치를 온하는 시점은 참조부호 601의 시점이다. 이와 같이 601 시점에서 2개 이상의 다중 안테나를 사용하는 경우 유효 CINR은 성능이 향상된 값을 가지게 된다. 따라서 단말의 제어부(513)는 이와 같이 성능이 향상된 정보를 다이버시티 파라미터를 포함하여 상기 송신부(515)를 이용하여 기지국으로 보고한다. 그러면 무선 전파의 전달 시간과 기지국에서 수신된 신호의 처리 시간 등의 보고 지연 시간이 발생한다. 즉, 참조부호 601 시점부터 603 시점까지의 보고 지연 시간이 발생한다. 그러면 기지국은 이와 같이 보고 지연된 정보를 이용하여 630과 같이 변조 레벨을 603 시점부터 높은 변조 차수를 적용하도록 한다.
그런데, 상기 단말에서 측정한 CINR 값이 미리 설정된 임계값 이상으로 양호해지는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 둘 이상의 안테나를 사용하여 통신을 수행하던 단말이 다시 셀의 변두리에서 중심부로 이동하거나 또는 장애물로부터 벗어나는 경우가 될 것이다. 이러한 경우 단말은 다중 안테나를 사용하지 않도록 즉, 하나의 안테나만을 사용하도록 하나의 안테나측 라인을 제외한 나머지 안테나로부터의 출력 라인에 연결된 스위치를 오프하게 된다. 그러면 다시 측정된 유효 CINR은 다중 안테나를 사용할 경우보다 낮은 상태가 된다. 따라서 단말의 제어부(513)는 다이버시티 파라미터를 포함한 유효 CINR 메시지를 생성하고, 상기 송신부(515)를 이용하여 상기 유효 CINR 보고 메시지를 기지국으로 송신한다. 그러면 이때에도 단말의 제어부(513)에서 유효 CINR 보고 메시지를 생성하는 시간과 전파의 전달 지연 시간 및 기지국에서 유효 CINR 보고 메시지를 처리하여 적용하기까지의 지연 시간이 발생한다.
이와 같은 지연 시간은 참조부호 604 시점부터 605 시점까지가 된다. 따라서 기지국은 단말이 604 시점에서 이미 다중 안테나를 사용하지 않음으로 인하여 유효 CINR이 낮아진 상태임에도 불구하고, 높은 변조 레벨로 데이터를 송신한다. 이는 참조부호 605의 시점까지 발생하게 된다. 이와 같은 현상이 발생하면 단말에서는 높은 변조 레벨로 수신된 신호를 복조할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 단말에서 높은 레벨의 변조 신호를 복호하는데 실패할 확률이 매우 높다. 결과적으로 데이터를 전송함에 있어서 참조부호 606과 같이 빗금 친 부분에서 기지국으로부터 전송된 데이터는 전송 오류가 발생할 확률이 높게 된다. 이와 같이 전송 오류가 발생하면 기지국은 상기한 부분에서 전송된 데이터를 재전송해야만 한다. 이로 인하여 재전송이 발생하면, 전체 시스템 측면에서 전송 효율을 저하시키고, 무선 단말에서 불필요한 전력의 낭비를 초래할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 메모리(517)에 이를 보완하기 위한 정보를 더 저장할 수 있다. 이와 같이 메모리(517)에 예상 정보를 포함하는 경우와 예상 정보가 필요하지 않은 경우로 나누어 살펴보기로 한다.
먼저 메모리(517)에 예상 정보가 필요하지 않은 경우라도 저장되어야 하는 정보를 먼저 살펴본다. 본 발명에 따른 메모리(517)에서는 보고 지연에 소요되는 시간 정보를 미리 저장하고 있어야 한다. 이는 다중 안테나 모드로 변환 시의 보고 지연 시간과 단일 안테나 모드로 변환 시의 보고 지연 시간을 저장하고 있어야 한다. 상기 두 시간은 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
다음으로 상기 메모리(517)에 예상 정보를 필요로 하는 경우에 대하여 살펴보기로 한다. 예상 정보를 가지는 경우 메모리(517)는 단일 안테나를 사용할 경우 측정된 유효 CINR에서 다중 안테나를 사용할 경우 향상되는 CINR 예상 정보 및 다중 안테나 사용 시에 측정된 유효 CINR에서 단일 안테나로 전환하는 경우 감소되는 CINR 예상 정보를 저장하고 있다.
그러면 먼저 도 7을 참조하여 메모리(517)에 예상 값이 저장되지 않은 경우에 대하여 살펴보기로 한다. 먼저 메모리(517)에 예상 값이 저장되지 않은 경우 유효 CINR 측정부(511)는 각 단일 안테나로부터 수신된 CINR 값들과 유효 CINR 보고 메시지의 값을 상기 제어부(513)로 제공해야만 한다.
이러한 경우 제어부(513)는 단일 안테나를 사용하는 중에 CINR 값이 미리 설정된 임계값보다 작게 수신되면, 다중 안테나 모드로 전환을 결정한다. 이와 같이 다중 안테나 모드로 전환을 결정하면 제어부(513)는 701 시점에서 사용되고 있지 않던 안테나의 스위치를 온한다. 이와 같이 스위치를 온하면 상기 유효 CINR 측정부(511)는 각 안테나별 CINR 값 및 유효 CINR 값과 다이버시티 파라미터 값을 수신한다. 그러면 제어부(513)는 수신된 유효 CINR 값 및 다이버시티 파라미터를 포함하는 유효 CINR 보고 메시지를 생성하고, 이를 송신부(515)를 통해 기지국으로 전달한다. 그러나 기지국은 이와 같은 유효 CINR 보고 메시지를 수신하여 적용하기까지는 상기 도 6에서 설명한 바와 같이 소정 시간만큼의 지연 시간이 경과해야 한 다. 따라서 도 7에 도시한 바와 같이 유효 CINR 값이 적용되어 변조 레벨(703)이 높은 변조 레벨로 변경되는 시점인 702 시점까지는 낮은 변조 레벨이 적용된다. 따라서 상기 메모리(517)에는 이러한 최소 전달 시간이 저장되어 있어야 한다. 즉, 최소 전달 시간이 저장되어 있으므로 인해 다중 안테나 모드로 즉시 변경하지 않고 최소 전달 시간만큼 대기하도록 함으로써 단말의 소모 전력을 줄일 수 있게 된다.
그리고 단말의 제어부(511)는 다중 안테나 모드를 사용하는 중에 다중 안테나를 사용하여 측정한 유효 CINR 값이 미리 설정된 다른 임계값 보다 양호하면, 단일 안테나 모드로 복귀할 것을 결정한다. 이때 임계값과의 비교는 유효 CINR 값을 이용하지 않고 특정 단일 안테나의 CINR 값을 이용할 수도 있다. 왜냐하면 다중 안테나를 사용하는 경우의 유효 CINR 값들에 대한 단일 안테나의 값의 비율 값을 저장하는 메모리(517)를 사용하지 않을 수도 있기 때문이다. 또한 유효 CINR 측정부(511)는 유효 CINR 값과 함께 각 단일 안테나별 CINR 값을 제어부(511)로 보고하기 때문에 각각의 단일 안테나 값을 이용할 수 있는 것이다.
이와 같이 단일 안테나로 천이가 결정되면 제어부(511)는 단일 안테나 모드에서 사용할 CINR 값을 생성하여 기지국으로 보고한다. 그러나 제어부(511)는 스위치들 중 사용하지 않을 안테나에 대한 스위치를 즉시 차단하지 않고, 상기 메모리(511)에 저장된 시간만큼 지연 후 사용하지 않을 안테나의 스위치를 오프한다. 이를 통해 상기 도 7의 703 시점에서 스위치 오프가 이루어지지 않고 704 시점에서 스위치의 오프가 이루어질 수 있다. 즉, 메모리(517)에는 이와 같이 단말에서 측정된 CINR이 기지국으로 전달되어 적용되는 시점까지의 최대 시간이 저장되어 있어야 만 한다. 이를 통해서 최대 시간이 경과할 때까지 대기하여 스위치를 오프함으로써 낮은 변조 레벨이 늦게 적용되더라도 높은 변조 레벨의 데이터를 원활히 수신할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 메모리(517)에 최소 시간과 최대 시간만을 이용하여 스위칭 시간을 조절할 수 있다. 그러므로 상기 도 7에 도시한 701 시점부터 702 시점까지의 시간과 703 시점부터 704 시점까지의 시간이 서로 다를 수 있다.
다음으로 도 7을 참조하여 이와 같이 메모리(517)에 CINR의 예상 정보가 저장되어 제어부(513)에서 사용되는 예를 살펴보기로 한다. 이하의 설명에서 기지국으로부터 단말로의 전송 지연 시간은 없는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
단말의 제어부(513)는 단일 안테나를 사용하여 기지국으로부터 수신되는 신호를 처리하는 중인 경우에 앞에서 설명한 바와 같은 조건이 되면, 단말의 제어부(513)는 다중 안테나를 사용할 것을 결정한다. 따라서 제어부(513)는 상기 유효 CINR 측정부(511)로부터 수신된 유효 CINR 값에 근거하여 미리 메모리(517)에 저장된 다중 안테나 사용 시 증가되는 CINR 예상 값을 독취한다. 그리고 다중 안테나로 전환하기 전인 701 시점에서 미리 706과 곡선과 같은 유효 CINR이 측정된 것처럼 유효 CINR 보고 메시지를 생성한다. 따라서 이때 사용될 다이버시티 파라미터도 함께 유효 CINR 보고 메시지에 포함된다. 즉, 단말은 실제로 2개 이상의 다중 안테나를 사용하고 있지 않지만 상기 메모리(517)에 지연 시간만큼 전에 유효 CINR 보고 메시지를 다중 안테나가 적용되었을 경우에 예상되는 유효 CINR 및 다이버시티 파라미터를 기지국으로 보고한다.
그러면 기지국은 앞에서 상술한 바와 같이 소정 시간만큼 지연된 시점에서 상기 유효 CINR 보고 메시지를 수신하게 된다. 따라서 기지국으로 보고된 CINR(720)은 실제로 단말이 측정한 값이 아닌 예상 값이 된다. 이와 같이 예상 값을 수신하더라도 기지국에서는 보고된 CINR 값을 이용하여 702 시점에서 변조 레벨(730)을 낮은 차수에서 높은 차수의 변조 레벨로 변경하여 단말로 송신한다. 또한 상기 702 시점은 단말이 미리 저장하고 있던 보고 지연 시간이므로 702 시점에서 상기 곡선 707과 같이 실제로 다중 안테나를 사용함으로써 다이버시티가 증가하게 된다. 이때 수신측인 단말은 상기 유효 CINR 보고 메시지(710)를 송신하는 시점인 701 시점부터 미리 다중 안테나를 사용할 수도 있고, 미리 저장된 시간이 경과한 후인 702 시점부터 다중 안테나를 사용할 수도 있다. 또한 단말의 제어부(513)에서 다이버시티 효과가 더 이상 필요하지 않은 경우 즉, 앞에서 살핀 바와 같이 기지국과 근접한 거리로 이동하거나 또는 장애물의 영역에서 벗어난 경우 단말은 다중 안테나를 사용하지 않고 단일 안테나로 복귀한다. 따라서 단일 안테나로 복귀하기 전의 소정 시점에서 제어부(513)는 미리 상기 메모리(517)에 저장된 정보를 이용하여 단일 안테나로 복귀하였을 경우 예상되는 유효 CINR 값과 다이버시티 파라미터를 포함하는 유효 CINR 보고 메시지를 생성하고 이를 송신부(515)를 제어하여 기지국으로 보고한다. 상기 도 7에서는 이러한 시점을 참조부호 703의 시점으로 도시하였다.
상기 703 시점에서 단말은 예상되는 유효 CINR 보고 메시지를 기지국으로 송신한다. 그러면 지연 시간만큼 이후에 기지국에서 CINR 값을 수신하게 된다. 즉, 기지국은 704 시점부터 변조 레벨을 낮춰 전송한다. 또한 단말의 제어부(513)는 메모리(517)에 저장된 최대 지연 시간의 정보를 이용하여 다중 안테나의 사용을 중지한다. 즉, 제어부(513)는 미리 설정된 시간 이후에 다중 안테나의 스위치를 오프하고 하나의 안테나만을 사용하도록 한다. 즉, 보고 시에는 706의 실선과 같이 보고가 이루어지고 실제로 안테나의 스위칭은 707의 굵은 실선과 같은 형태로 다중 안테나의 온/오프가 이루어진다.
이상의 설명에서 기지국으로부터 단말로의 전송 지연 시간이 없는 경우를 가정하여 설명하였다. 그러나 만일 기지국으로부터 단말로의 전송 지연 시간이 존재하는 것으로 가정하는 경우 기지국으로부터 단말로의 전송 지연 시간만큼 더 지연하여 스위치의 턴 온/오프 시간을 결정할 수 있다.
다음으로 상술한 바와 같은 정보를 저장하는 메모리에 저장된 정보는 하기와 같은 가정 하에서 설명된 것이다.
첫째로, 고정된 안테나의 수를 사용하였을 경우 CINR의 시간에 따른 변화가 충분히 적어서, 현재 CINR와 보고 지연 이후의 CINR 추정치의 차이가 크기 않다.
둘째로, 주기적으로 CINR을 보고하는 경우는 그 주기가 보고 지연이 되고, 최대 CINR 보고 시간 간격이 존재하는 경우, 이 값을 단말기는 보고 지연으로 간주한다.
상기한 시스템을 실제로 구현함에 있어서, 다이버시티 오프(Diversity Off)에서 다이버시티 온(Diversity On)으로 천이하는 경우는 현재 사용중인 안테나가 1개이고, 상기 하나의 안테나를 이용하여 CINR 추정치를 근거로 하였다. 또한 다이 버시티 오프에서 다이버시티 온으로 천이하는 경우는 각 사용안테나의 개별적인 CINR 및 유효 CINR을 추정하여 천이 시점 즉, 안테나를 온하는 시점을 결정할 수 있다. 다시 설명하면, 다이버시티 온 상태, 즉 안테나 2개를 사용하는 경우, 각 안테나의 CINR과 2개의 안테나를 이용한 유효 CINR이 동시에 추정이 가능하므로, 이 3가지 CINR 추정치를 바탕으로 다이버시티 오프 시점을 결정하고 이 시점으로부터 보고 지연 이전의 시점에 사용하고자 하는 안테나의 CINR을 보고한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 다중 안테나의 온/오프 시의 제어 흐름도이다. 이하 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 다중 안테나의 온/오프 시의 제어 과정에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
단말은 전원이 온되면, 800단계에서 단일 안테나 수신 모드로 동작한다. 즉, 상기 도 5의 안테나들(ANT 0, ANT 1) 중 하나의 안테나만을 통해 기지국과 신호를 송/수신하는 상태이다. 이러한 상태를 유지하면서, 단말은 802단계에서 종래 기술에서 설명한 바와 같은 방법으로 무선 처리부(501)를 통해 CINR을 측정한다. 그리고 802단계에서 주기적 또는 계속적으로 측정된 CINR 값을 보고한다. 즉, 제어부(513)는 유효 CINR 측정부(511)로부터 수신된 단일 안테나에 대한 CINR 값을 보고 받고 이를 CINR 보고 메시지로 생성하여 송신부(515)를 통해 기지국으로 보고한다.
이러한 동작을 수행하는 중에 제어부(513)는 804단계에서 메모리(517)에 저장된 제1임계값(Target_CINR0)보다 낮은 CINR이 상기 유효 CINR 측정부(511)로부터 수신되는가를 검사한다. 상기 804단계의 검사결과 제1임계값보다 낮은 CINR이 측정 될 시 제어부(513)는 806단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 800단계로 진행하여 계속 단일 안테나의 수신 모드를 유지한다.
상기 804단계의 검사결과 미리 설정된 제1임계값보다 낮은 CINR이 측정되어 806단계로 진행하면, 제어부(513)는 단일 안테나에 의해 현재 측정된 CINR 값을 근거로 하여 도 7에서 설명한 바와 같이 메모리(517)에 저장되어 있는 예상 유효 CINR 값을 독취한다. 그런 후 상기 제어부(513)는 806단계에서 상기 독취한 유효 CINR 값을 송신부(515)를 제어하여 기지국으로 보고한다. 이와 같이 보고가 이루어진 이후에 제어부(513)는 메모리(517)에 저장되어 있는 전송 지연 시간만큼 경과 후 808단계로 진행하여 다중 안테나 모드를 수행한다. 즉, 상기 도 5와 같이 2개의 안테나를 사용하는 경우라면 미리 결정되어 있는 전송 지연 시간만큼 경과 후 스위치들 중 오프되어 있는 스위치를 온시켜 서로 다른 2개의 안테나를 통해 데이터를 수신하도록 한다.
또한 이때 상술한 바와 다른 방법으로 메시지를 보고한 후 미리 설정된 시간만큼 대기하지 않고 바로 스위치를 온하도록 하는 방법을 사용할 수도 있다. 이러한 경우 메모리(517)에 예상 값을 필요로 하지 않는다. 즉, 제어부(513)는 유효 CINR 측정부(511)로부터 측정되는 CINR 및 다이버시티 파라미터를 이용하여 이를 즉시 송신하면 된다.
단, 스위치를 즉시 온하는 경우에도 변조 레벨이 높아지기까지 대기시간은 필요하로 한다. 이는 전달 지연시간과 기지국의 스케줄링 시간 등에 따라 필요하게 된다. 그러나 스위치를 오프하는 경우에는 즉시 오프가 이루어지면 안되기 때문에 메모리(517)에 오프시 예상 값을 필요로 한다. 이는 이하에서 더 설명하기로 한다.
상기 제어부(513)는 808단계로 진행하여 다중 안테나 수신 모드를 수행한다. 이와 같이 다중 안테나 수신 모드를 수행하는 중에 미리 결정된 지연 시간이 경과하면 제어부(513)는 810단계로 진행하여 다중 안테나를 통해 수신되는 유효 CINR과 다이버시티 파라미터를 포함하는 유효 CINR 보고 메시지를 생성하여 기지국으로 보고한다. 이와 같이 유효 CINR 값을 보고하면서 제어부(513)는 812단계로 진행하여 측정된 유효 CINR 값이 미리 설정된 제2임계값(Target_CINR1)보다 큰가를 검사한다. 상기 812단계의 검사결과 측정된 유효 CINR 값이 미리 설정된 제2임계값보다 크지 않은 경우 814단계로 진행하고, 미리 설정된 제2임계값보다 큰 경우 816단계로 진행한다.
먼저 814단계로 진행하는 경우 제어부(513)는 유효 CINR 측정부(511)로부터 수신된 유효 CINR을 주기적 또는 상시로 보고한다. 반면에 제어부(513)는 816단계로 진행하는 경우 상기 유효 CINR 측정부(511)로부터 수신된 각 안테나별 CINR들 중 사용할 안테나의 CINR 값을 이용하여 송신부(515)를 통해 기지국으로 보고한다. 또한 상기와 같이 메모리(517)에 계산된 정보를 구비하도록 구성하는 경우라면 메모리(517)로부터 현재 유효 CINR 값을 근거로 단일 안테나 사용 시의 예상 CNIR 값을 독취하여 상기 송신부(515)를 통해 기지국으로 보고할 수도 있다.
이와 같이 816단계에서 단일 안테나 모드에서 사용할 CNIR 값을 보고한 이후에 제어부(513)는 818단계로 진행하여 상기 메모리(517)에 저장된 소정 시간 이후에 다중 안테나 모드를 해제하고 선택된 단일 안테나를 통해 데이터를 수신한다. 즉, 상기 제어부(513)는 818단계에서 선택된 안테나를 제외한 나머지 안테나들의 스위치를 오프한다. 그리고 상기 선택된 안테나를 통해 측정된 CINR 값을 CINR 보고 메시지로 생성하고, 송신부(515)를 통해 기지국으로 보고한다.
이상에서 상술한 바와 같이 다중 안테나를 필요한 시점에서만 사용하도록 함으로써 시스템의 처리율을 증대시킬 수 있을 뿐 아니라 단말에서 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있으므로 단말의 사용 시간도 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (18)

  1. 단말로부터 수신 신호대 잡음 간섭비(CINR)를 보고받아 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결정하여 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 단말에서 CINR을 추정하여 보고하기 위한 장치에 있어서,
    적어도 둘 이상의 안테나를 구비하고, 각 안테나별로 무선 신호를 처리하여 기저 대역의 신호들로 변환하는 무선 처리부와,
    상기 기저대역 신호의 경로들을 연결하거나 차단하는 스위치들과,
    상기 기저대역 신호들로부터 CINR 값을 포함하는 다이버시티 파라미터를 측정하여 출력하는 유효 CINR 측정부와,
    상기 유효 CINR 측정부로부터 수신된 상기 다이버시티 파라미터에 근거하여 상기 기저대역 신호 경로들의 연결 또는 차단을 제어하며, 상기 다이버시티 파라미터를 이용하여 보고 메시지를 생성하는 제어부와,
    상기 보고 메시지를 기지국으로 송신하는 송신부를 포함함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다이버시티 파라미터는,
    각 안테나별 CINR과 둘 이상의 안테나 사용 시의 유효 CINR 값 중 적어도 하나의 값과 사용된 안테나의 수임을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신 호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는,
    단일 안테나 사용 시 상기 사용되는 안테나에서 측정된 CINR 값이 미리 결정된 제1임계값보다 작으면 상기 스위치를 기저대역 경로를 연결하도록 제어하며, 다중 안테나 사용 시 유효 CINR 값이 미리 결정된 제2임계값보다 큰 경우 상기 스위치를 기저대역 경로를 차단하도록 제어함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는,
    다중 안테나를 사용하던 중 단일 안테나로 전환할 시 미리 결정된 소정 시간동안 다중 안테나 수신 모드를 유지한 후 상기 스위치가 기저대역 경로를 차단하도록 제어함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 미리 결정된 소정 시간은,
    상기 무선 통신 시스템의 기지국에서 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결 정 후 단말로 전달되는 최대 시간임을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는,
    단일 안테나를 사용하던 중 다중 안테나로 전환이 결정될 시 미리 결정된 소정 시간 동안 단일 안테나 모드를 유지한 후 상기 스위치가 기저대역 신호를 연결하도록 제어함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 미리 결정된 소정 시간은,
    상기 무선 통신 시스템의 기지국에서 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결정 후 단말로 전달되는 최소 시간임을 결정됨을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    다중 안테나 모드로 변경 시 보고 지연 시간 정보와 단일 안테나 모드로 변경 시 보고 지연 시간 정보를 저장하기 위한 메모리를 더 포함함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 장치.
  9. 단말로부터 수신 신호대 잡음 간섭비(CINR)를 보고받아 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결정하여 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 단말에서 CINR을 추정하여 보고하기 위한 방법에 있어서,
    단일 안테나로부터 측정된 CINR이 미리 결정된 제1임계값보다 작은 경우 둘 이상의 안테나를 통해 수신하도록 제어하는 과정과,
    둘 이상의 안테나를 통해 신호를 수신하는 경우 유효 CINR을 포함하는 다이버시티 파라미터 생성하여 보고하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    둘 이상의 안테나를 통해 신호를 수신할 시 유효 CINR 값이 미리 결정된 임계값보다 큰 경우 다중 안테나들 중 선택된 하나의 안테나만의 CINR 값을 포함하는 다이버시티 파라미터를 생성하여 미리 보고하는 과정과,
    상기 보고 후 소정 시간 경과 후에 보고된 안테나만을 통해 데이터를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 소정 시간은,
    상기 무선 통신 시스템의 기지국에서 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결정 후 단말로 전달되는 최대 시간임을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 다이버시티 파라미터는,
    각 안테나별 CINR과 둘 이상의 안테나 사용 시의 유효 CINR 중 적어도 하나의 값과 사용된 안테나의 수의 값을 포함함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    단일 안테나로부터 측정된 CINR이 제1임계값보다 작은 경우 다중 안테나로 스위치를 전환하기 전에 상기 예상 유효 CINR 값을 기지국으로 보고하는 과정과,
    미리 설정된 시간만큼 경과하면, 수신 신호를 다중 안테나를 통해 수신하도록 제어하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 예상 유효 CINR 값은,
    각각의 단일 안테나로부터 측정된 CINR 값들에 대응하여 미리 저장된 값임을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 미리 설정된 시간은,
    상기 무선 통신 시스템의 기지국에서 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결정 후 단말로 전달되는 최소 시간임을 결정됨을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
  16. 단말로부터 수신 신호대 잡음 간섭비(CINR)를 보고받아 적응적으로 부호화 및 변조 레벨을 결정하여 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템의 단말에서 CINR을 추정하여 보고하기 위한 방법에 있어서,
    단일 안테나로부터 측정된 CINR이 제1임계값보다 작은 경우 다중 안테나로 스위치를 전환하기 전에 상기 예상 유효 CINR 값을 기지국으로 보고하는 과정과,
    미리 설정된 시간만큼 경과하면, 수신 신호를 다중 안테나를 통해 수신하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 예상 유효 CINR 값은,
    각각의 단일 안테나로부터 측정된 CINR 값들에 대응하여 미리 저장된 값임을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
  18. 무선 통신 시스템의 무선 단말에서 신호대 잡음 간섭비(CINR)을 추정하여 보고하기 위한 방법에 있어서,
    상기 이동 단말이 전원이 투입되면 단일 안타네 수신 모드로 동작하는 과정과,
    유효 측정기로부터 단일 안테나의 CINR 값을 수신하는 과정과,
    유효 CINR 측정기로부터 수신된 CINR 값이 메모리에 저장된 제1임계값보다 작은가를 검사하는 과정과,
    유효 CINR 값을 보고하는 과정과,
    상기 유효 CINR 값이 상기 제1임계값보다 작은 경우 상기 메모리에 저장된 전송 지연 시간이 경과할 시 다중 안테나 모드를 수행하는 과정과,
    유효 CINR과 다중 안테나로부터 수신된 신호에 따른 다이버시티 파라미터를 포함하는 유효 CINR 보고 메시지를 생성하고, 상기 생성된 메시지를 기지국으로 송신하는 과정과,
    측정된 유효 CINR 값이 제2임계값 이상인가를 검사하는 과정과,
    상기 측정된 유효 CINR 값이 제2임계값보다 작은 경우 유효 CINR 값을 보고하는 과정과,
    상기 측정된 유효 CINR 값이 제2임계값 이상인 경우 선택된 단일 안테나의 CINR을 보고하고, 상기 메모리에 저장된 기준 시간 이후에 다중 안테나 모드를 해제하며, 선택된 단일 안테나를 통해 데이터를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및 보고 방법.
KR1020060076421A 2005-08-12 2006-08-11 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및보고 장치 및 방법 KR100770909B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060076421A KR100770909B1 (ko) 2005-08-12 2006-08-11 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및보고 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050074522 2005-08-12
KR1020060076421A KR100770909B1 (ko) 2005-08-12 2006-08-11 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및보고 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070019621A KR20070019621A (ko) 2007-02-15
KR100770909B1 true KR100770909B1 (ko) 2007-10-26

Family

ID=41637095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060076421A KR100770909B1 (ko) 2005-08-12 2006-08-11 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및보고 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100770909B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020110088A1 (en) 2001-02-15 2002-08-15 Lundby Stein A. Method and apparatus for link quality feedback in a wireless communication system
KR20030085040A (ko) * 2001-03-23 2003-11-01 콸콤 인코포레이티드 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 사용하기 위한방법 및 장치
KR20040063532A (ko) * 2003-01-08 2004-07-14 삼성전자주식회사 이동통신 시스템에서, 순방향 링크의 채널상태 추정 방법
US20050123083A1 (en) 2003-12-05 2005-06-09 Pioneer Corporation Receiver, receiving method, reception control program, and storage medium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020110088A1 (en) 2001-02-15 2002-08-15 Lundby Stein A. Method and apparatus for link quality feedback in a wireless communication system
KR20030085040A (ko) * 2001-03-23 2003-11-01 콸콤 인코포레이티드 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 사용하기 위한방법 및 장치
KR20040063532A (ko) * 2003-01-08 2004-07-14 삼성전자주식회사 이동통신 시스템에서, 순방향 링크의 채널상태 추정 방법
US20050123083A1 (en) 2003-12-05 2005-06-09 Pioneer Corporation Receiver, receiving method, reception control program, and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070019621A (ko) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070058603A1 (en) Apparatus and method for estimating and reporting a carrier to interference noise ratio in a multi-antenna system
US7024168B1 (en) Controlled antenna diversity
EP1330050B1 (en) A method and device for downlink feedback multiple antenna transmit in wireless communication system
US8971962B2 (en) Distributed antenna system, base station device, and antenna selection control method
US8085721B2 (en) Adaptive transmission method and a base station using the method
US6600933B1 (en) Transmission diversity method
RU2490797C2 (ru) Способ и система для адаптивного переключения режима со множеством входов и множеством выходов в нисходящей линии связи
US8918057B2 (en) Intelligent transmission antenna selection method and communications apparatus utilizing the same
US20040235433A1 (en) Determining transmit diversity order and branches
KR100930524B1 (ko) 다중 안테나 중계 방식의 무선통신 시스템에서 협력 전송을수행하기 위한 장치 및 방법
KR101740446B1 (ko) 협력 단말을 결정하는 방법 및 그 장치
KR20100034675A (ko) 다중셀 협력 무선통신시스템에서의 상향링크 전력의 제어 방법 및 이를 지원하는 단말
US20070054633A1 (en) Data transmission scheme in wireless communication system
EP1576743B1 (en) Switched antenna transmit diversity
JP2001512950A (ja) ループ遅延による予測パラメータ制御方法及び装置
US20070037524A1 (en) Method of controlling mobile communication system, control device, and mobile communication system
JPH08274687A (ja) Ｃｄｍａ無線伝送装置およびｃｄｍａ無線伝送システム
JP2002026789A (ja) 通信装置および指向性送信方法
JP5305425B2 (ja) 通信システムにおける信号の送受信方法及び装置
US7369814B2 (en) Method of transmitting radio signals with polarization diversity and radiocommunication station and terminal for implementing the method
CA2290406C (en) Base station (apparatus and method) with directivity and transmission power control
WO2001091322A1 (en) Link adaptation method and quality estimation in a cellular radio system
US8068877B1 (en) Systems and methods of antenna selection
KR100770909B1 (ko) 다중 안테나 시스템에서 수신 신호대 잡음 간섭비 추정 및보고 장치 및 방법
KR101564462B1 (ko) 분산 안테나 시스템에서 선택적 신호 처리 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee