KR101638911B1 - 다중 안테나 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법 - Google Patents

다중 안테나 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제 1 안테나, 제 2 안테나, 제 1 통신 모듈 및 제 2 통신 모듈로 구성되는 듀얼 모드 단말기를 제공한다. 특히 상기 제 1 통신 모듈이 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정 명령을 수신한 경우, 제 1 통신 모듈은 LTE 기지국으로 RI(Rank Indicator)를 1로 보고하고, 레이어 1을 기반으로 PMI(Precoding Matrix Index)를 선택하여 보고하며, 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 1 안테나만을 이용하여 BLER(Block Error Rate)이 0.1 이하의 값을 갖는 신호를 수신하기 위하여, CQI(Channel Quality Indicator) 인덱스를 낮추어 보고하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 듀얼 모드 단말기는 측정 간격 없이 LTE 신호를 계속적으로 수신하면서도 CDMA 신호 품질의 측정을 효과적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 CDMA 신호 품질을 측정하는 동안에도 수신 에러율을 통상적인 경우와 유사한 수준으로 유지할 수 있다.

Description

다중 안테나 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법{DUAL MODE MOBILE TERMINAL IN MINO WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREFOR}
본 발명은 이동 단말기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, CDMA 신호의 품질을 측정하는 동안에도 LTE 신호를 수신할 수 있는 듀얼 모드 이동 단말기 및 이를 위한 제어 방법에 관한 것이다.
듀얼 모드 휴대 단말기는 통신 방식이 다른 2개의 무선통신을 지원하는 휴대 단말기로서, 이종의 통신망이 혼재된 지역에서 주로 사용된다. 듀얼 모드 휴대 단말기의 대표적인 예로서, LTE(Long Term Evolution) 방식의 무선통신과 CDMA(Code Divisional Multiple Access) 방식의 무선 통신이 모두 이용 가능한 이동 단말기가 주목 받고 있다. 본 발명에서는 LTE 망, CDMA 망 모두와 통신할 수 있는 듀얼모드 단말기로 예를 들어 설명하지만, 다른 방식의 무선 통신 역시 적용할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.
LTE 방식의 무선 통신에서는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하여 신호를 송수신하는 MIMO 기법이 적용된다. MIMO 기법에 의하는 경우 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 또한 CDMA 방식의 무선 통신에서도 EV-DO REV. A에서부터 다이버시티 기법을 위한 다중 안테나가 필요하다. 이하 본 문헌에서 MIMO를 '다중 안테나'라 지칭할 수 있다.
다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각(fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면, 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지(coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
한편, 종래의 듀얼 모드 단말에서는 하나의 단말 장치에 실장될 수 있는 안테나 개수의 제한으로 인하여 특정 상황에서 LTE 신호의 송수신이 중단되는 문제가 발생할 수 있다.
도 1은 일반적인 듀얼 모드 단말기에서 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, LTE 망과 통신하고 있는 단말이 CDMA 망으로의 핸드오버를 시도하는 경우, 단말은 도 1과 같이 기지국(eNodeB)으로부터 LTE 신호의 수신을 중단하고 CDMA 신호의 품질을 측정한다. 여기서 CDMA 신호의 품질은 예를 들어 eHRPD (enhanced High-Rate Packet Data) 측정(measurement)를 의미한다. 또한, eHRPD는 LTE와의 무선 통신 네트워크 상호 운용성을 대비해 3GPP2 표준 위원회에서 개발한 1xEV-DO 상위 계층 프로토콜 스택의 새로운 버전이다.
이러한 품질 측정을 위한 LTE 신호의 중간 시간을 측정 간격(measurement gap)이라고 한다. 측정 간격은 결국 LTE 신호의 수신 및 송신의 중단을 의미하므로, 이는 곧 주파수 효율성이 감소하는 것을 의미한다.
본 발명에서는 측정 간격이 발생하지 않으면서도 CDMA 신호 품질 측정을 수행할 수 있는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 다중 안테나 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 이동 단말기 및 그 제어 방법을 제안하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 듀얼 모드 단말기는 제 1 기지국과 통신하기 위한 제 1 통신 모듈; 제 2 기지국과 통신하기 위한 제 2 통신 모듈; 제 1 기지국 신호를 송수신하며, 상기 제 1 통신 모듈과 연결된 제 1 안테나; 및 상기 제 1 기지국 신호 또는 상기 제 2 기지국 신호 중 하나의 신호를 송수신하고, 상기 제 1 통신 모듈 또는 상기 제 2 통신 모듈 중 하나의 통신 모듈과 연결하기 위한 스위칭 모듈을 갖는 제 2 안테나를 포함하며, 상기 제 1 통신 모듈이 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나를 이용하여 상기 제 1 기지국 신호를 수신하는 중 상기 제 1 기지국으로부터 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정 명령을 수신한 경우, 상기 스위칭 모듈은 상기 제 2 안테나를 상기 제 1 통신 모듈에서 상기 제 2 통신 모듈로 스위칭하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 안테나가 상기 제 2 통신 모듈로 스위칭된 경우, 상기 제 1 통신 모듈은 상기 제 1 안테나를 이용하여 제 1 기지국 신호를 수신하고, 상기 제 2 통신 모듈은 상기 제 2 안테나를 이용하여 제 2 기지국 신호의 품질 측정을 수행하는 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정이 완료된 경우, 상기 스위칭 모듈은 상기 제 2 안테나를 상기 제 2 통신 모듈에서 상기 제 1 통신 모듈로 스위칭한다.
바람직하게는, 상기 제 1 기지국은 LTE(Long Term Evolution) 기지국이며, 상기 제 1 통신 모듈은, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나를 이용하여 상기 제 1 기지국 신호를 수신하는 중에는, 상기 LTE 기지국으로 RI(Rank Indicator)를 2로 보고하며, 레이어 2를 기반으로 PMI(Precoding Matrix Index)를 선택하여 보고한다. 그러나, 상기 제 1 통신 모듈은 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정 명령을 수신한 경우, 상기 LTE 기지국으로 RI(Rank Indicator)를 1로 보고하고, 레이어 1을 기반으로 PMI(Precoding Matrix Index)를 선택하여 보고한다. 보다 바람직하게는, 상기 제 1 통신 모듈은, 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 1 안테나만을 통하여 BLER(Block Error Rate)이 0.1 이하의 값을 갖는 신호를 수신하기 위하여, CQI(Channel Quality Indicator) 인덱스도 낮추어 보고한다.
이에 따라, 상기 제 1 통신 모듈은, 상기 제 2 통신 모듈이 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정을 수행하는 중에는, 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 1 안테나를 이용하여 LTE 신호를 수신하며, 상기 LTE 신호는 상기 보고한 CQI 인덱스를 반영하여 변경된 MCS 레벨로 생성된 신호인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 통신 모듈이 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정을 완료한 경우, 상기 제 1 통신 모듈은, 상기 LTE 기지국으로 RI(Rank Indicator)를 2로 보고하며, 레이어 2를 기반으로 PMI(Precoding Matrix Index)를 선택하여 보고하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제 1 통신 모듈은, 상기 LTE 기지국으로 상기 RI를 1로 보고한 제 1 시점에서 제 1 안테나로 LTE 신호를 디코딩하기 위한 설정 시간이 경과한 제 2 시점부터, 상기 변경된 MCS 레벨로 송신된 신호를 수신하며, 상기 제 2 통신 모듈은 상기 제 2 시점에서 제 2 안테나의 스위칭 시간이 경과한 제 3 시점부터, 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다중 안테나 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 단말기의 제어 방법은, 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 이용하여 LTE(Long Term Evolution) 신호를 수신하는 단계; LTE 기지국으로부터 CDMA 신호 품질 측정의 개시 명령을 수신하는 단계; 상기 제 1 안테나를 이용하여 상기 LTE 신호를 수신하기 위한, 하나 이상의 정보들을 상기 LTE 기지국으로 보고하는 단계; 상기 제 1 안테나만을 이용하여 상기 LTE 신호를 수신하는 동시에, 상기 제 2 안테나를 이용하여 상기 CDMA 신호 품질 측정을 수행하는 단계; 및 상기 CDMA 신호 품질 측정이 완료된 경우, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나를 이용하여 LTE 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
상기 하나 이상의 정보들은 RI(Rank Indicator)가 1이라는 정보, 레이어 1을 기반으로 선택한 PMI(Precoding Matrix Index) 및 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 1 안테나만을 이용하여 BLER(Block Error Rate)이 0.1 이하의 값을 갖는 상기 LTE 신호를 수신하기 위하여 감소된 CQI(Channel Quality Indicator) 인덱스를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 제 1 안테나만을 이용하여 수신한 상기 LTE 신호는, 상기 LTE 기지국에서 상기 보고한 CQI 인덱스를 반영하여 변경된 MCS 레벨을 이용하여 생성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 다중 안테나 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 단말기가 측정 간격 없이 LTE 신호를 계속적으로 수신하면서도 CDMA 신호 품질의 측정을 효과적으로 수행할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면 CDMA 신호 품질을 측정하는 동안에도 수신 에러율을 통상적인 경우와 유사한 수준으로 유지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 듀얼 모드 단말기에서 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래 제안된 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 단말기의 문제점을 보완한 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면.
도 4는 종래 제안된 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 다른 도면.
도 5는 미국 버라이존社에서 서비스하는 주파수 대역폭을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 다른 듀얼 모드 단말기의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단말이 CQI/PMI/RI 오버라이팅 기법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말기 및 제어 방법의 성능을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말기 및 제어 방법의 성능을 설명하기 위한 다른 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 주된 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
우선, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 종래 기술들의 장단점에 관하여 살펴본다. 측정 간격이 발생하지 않으면서도 CDMA 신호의 품질 측정을 수행하기 위하여 종래에는 아래와 같은 단말기의 구조가 제안되었다. 특히 아래 도 2 내지 도 4에서 CDMA 신호의 송수신을 위한 안테나가 1개만 도시되었으나, 이는 CDMA 신호의 품질 측정만을 위한 안테나만을 나타낸 것일 뿐, CDMA EVDO rev. A이상에서는 다이버시티 안테나 기능을 지원하므로 CDMA 신호의 송수신을 위한 안테나가 적어도 2개 실장될 수 있다.
도 2는 종래 제안된 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 측정 간격의 발생을 원천적으로 차단하기 위하여 LTE 신호의 송수신을 위한 안테나를 별도로 포함하고 있음을 알 수 있다. CDMA 신호의 품질 측정이 LTE 신호의 송수신과 독립적으로 수행되므로, 측정 간격이 발생하지 않는다. 다만, 단말 장치의 한정된 공간에 많은 안테나가 실장됨으로 인하여, 안테나 간 간섭이 증가하는 문제점이 존재한다.
도 3은 도 2에 도시된 단말기의 문제점을 보완한 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2의 단말 장치의 면적 자체를 증가시켜 안테나 간 간섭이 발생할 수 있는 확률을 감소시켰으나, 단말기 생산자의 디자인 측면에서의 요구를 충족시키기에는 문제가 있다.
도 4는 종래 제안된 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 다른 도면이다. 특히 도 4에 도시된 단말기는 CDMA의 상향 링크 신호와 LTE 하향 링크 신호를 정확하게 구분할 수 있는 고정밀 결합기/분리기(Combiner/Splitter)를 적용한 것을 특징으로 한다.
그러나, 도 5에 도시된 바와 같이 미국 버라이존社에서 제공하는 CDMA DCN(Data Core Network) UL(UpLink) 대역과 LTE UL 대역간의 간격이 37MHz로 매우 좁은 관계로, 현재 기술로는 CDMA DCN UL 대역과 LTE UL 대역을 구분할 수 있는 고정밀 결합기/분리기의 구현이 매우 어려울 뿐만 아니라, 가능하더라도 가격의 현실성이 부족하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, LTE 스펙 또는 CDMA 스펙의 변경 없이 측정 간격 없는 CDMA 신호 품질 측정을 수행할 수 있는 듀얼 모드 단말기를 제안한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말기의 안테나 0은 LTE 신호 전용 안테나이며, 안테나 1은 스위칭을 통하여 LTE 신호의 송수신 또는 CDMA 신호의 송수신을 할 수 있다. 또한 본 발명의 단말기는 CDMA 신호를 안테나 1을 이용하여 측정하는 동안, 안테나 0만을 통하여 LTE 신호의 송수신이 이루어지는 것을 특징으로 한다. 따라서, LTE 망과 CDMA 망과의 엄격한 타이밍 동기가 필요하지 않다.
도 7은 본 발명의 실시예에 다른 듀얼 모드 단말기의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도이다. 특히 도 7은 LTE 망에 연결된 단말이 CDMA 망으로 핸드오버하기 위하여 CDMA 신호를 측정하는 상황에서의 동작 과정을 도시한다.
도 7을 참조하면, 단말은 단계 700에서 안테나 0 및 안테나 1을 모두를 통하여 LTE 신호의 수신하고, 주기적으로 또는 비주기적으로 단계 705와 같이 LTE 신호의 품질을 측정한다.
또한, 단계 710에서 측정된 LTE 신호의 품질이 임계치 이하인지 여부를 판단하며, 임계치를 초과하는 경우 단계 700으로 돌아가 안테나 0 및 안테나 1을 모두를 통하여 LTE 신호의 수신한다.
그러나 임계치 이하인 경우, LTE망은 단말로 하여금 CDMA 신호 품질 측정의 개시 명령을 송신하고, 단말은 단계 715에서 이러한 명령을 수신한다. 계속하여, 단계 720에서 안테나 1이 LTE 모뎀에서 CDMA 모뎀으로 연결되도록 스위칭된다.
따라서, 단말은 단계 725와 같이 안테나 0만을 이용하여 계속적으로 LTE 신호를 수신하고, 이와 동시에 단계 730에서 안테나 1을 이용하여 CDMA 신호 품질의 측정을 수행한다.
CDMA 신호 품질의 측정이 완료되면, 안테나 1이 다시 CDMA 모뎀에서 LTE 모뎀으로 스위칭되고, CDMA 모뎀은 LTE 모뎀으로 측정 결과를 전달한다. 이러한 측정 결과는 LTE 모뎀에서 적절한 과정을 거쳐 LTE 기지국으로 보고된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말기는 안테나 0만으로 LTE 신호의 수신함에 있어, 기지국은 단일 레이어를 통하여 MIMO 송신을 수행하되, 성능 하락을 감수하더라도 1개의 안테나를 사용하는 것으로 인한 SNR 손실을 반영하여 신호를 송신하여야 한다.
즉, 기지국은 단말이 하나의 안테나를 이용하여 LTE 신호를 수신한다는 사실을 인지하고, 이를 반영하여 신호를 송신하여야 한다. 이를 위하여, 본 발명에서는 단말이 CQI(Channel Quality Indicator)/PMI(Precoding Matrix Index)/RI(Rank Indicator) 오버라이팅(overwriting) 기법을 수행하는 것을 제안한다.
CQI/PMI/RI 오버라이팅이란 단말이 실제 측정한 적정 랭크가 2개인 경우일지라도, 기지국으로의 보고는 일시적으로 랭크 1로 보고하고, PMI 역시 랭크 1이라는 가정하에 표 1에서 레이어(layer) 1의 프리코딩 행렬의 인덱스를 선택하여 송신한다. 여기서 레이어란 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 지칭하며, 레이어의 개수는 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 랭크 보다는 클 수 없다. 이는 수식적으로
Figure 112010013578043-pat00001
와 같이 표현할 수 있다. H는 채널 행렬을 의미한다. 여기서 NT는 송신 안테나의 개수를 의미하고, NR은 수신 안테나의 개수를 의미한다.
Figure 112010013578043-pat00002
또한, CQI는 표 2를 참조하여 0.1 이하의 BLER(Block Error Rate)을 만족하도록 2개의 안테나로 송신할 때보다 낮은 CQI 인덱스를 보고한다.
Figure 112010013578043-pat00003
단말로부터 CQI 인덱스를 보고받은 LTE 기지국은 보고된 CQI 인덱스를 기초로 MCS 값을 일시적으로 변경하고, 보고 받은 RI 및 PMI를 기초로 일시적으로 하나의 레이어로 하향 링크 신호를 송신한다. 이러한 CQI/PMI/RI 오버라이팅 기법을 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단말이 CQI/PMI/RI 오버라이팅 기법을 설명하기 위한 도면이다. 특히 도 8에서 단말의 CQI/PMI 보고 주기는 20ms이고, RI 보고 주기는 80ms이며, CDMA 신호 품질의 측정 시간 즉, 측정을 수행하는 기간을 60ms라고 가정한다. LTE 기지국은 단말로 하여금 CDMA 신호 품질 측정 명령을 송신할 때, 충분한 시간 마진(time margin)을 갖는 오버라이팅 윈도우(overwriting window)를 설정하도록 명령한다.
도 8에서 BEGINMEAS와 ENDMEAS는 각각 CDMA 신호 품질 측정의 시작 시간과 종료 시간을 나타낸다. 또한, MARGINBEG는 하나의 안테나로 LTE 신호를 수신하는 시작 시점과 CDMA 신호 품질 측정의 시작 시점과의 차이를 의미하며, 안테나 스위칭과 CDMA 신호 품질 측정을 위한 프로세스의 준비를 위한 것이다. MARGINEND는 CDMA 신호 품질 측정의 종료 시점과 하나의 안테나를 통한 LTE 신호 수신의 종료 시점과의 차이를 의미하며, 이 역시 CDMA 신호 품질 측정을 위한 프로세스의 종료와 안테나 스위칭을 위한 것이다. MARGINBEG과 MARGINEND은 오버라이팅 윈도우에 포함되지 않을 수 있다.
BEGINWINDOW는 오버라이팅 윈도우의 시작점을 나타내며, BEGINMEAS에서 MARGINBEG 이전에 마지막으로 RI를 보고한 시점이 바람직하다. 또한 ENDWINDOW는 오버라이팅 윈도우의 종료점을 나타내며, ENDMEAS에서 MARGINEND 이후에 가장 처음 RI를 보고한 시점이 바람직하다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 듀얼 모드 단말기는 CDMA 신호 품질 측정 명령을 수신한 후, RI를 1로 보고함과 동시에 오버라이팅 윈도우를 설정한다. 이 때, PMI 역시 RI 1을 가정하여 선택 보고하며, CQI는 BLER이 0.1 미만이 되도록 설정하여 보고한다.
참조 번호 1의 시간 마진 동안 단말은 LTE 신호를 하나의 안테나로 디코딩 하기 위한 준비를 하며, 이후부터는 LTE 신호를 안테나 0으로만 수신한다. 이 때 안테나 1로 수신되는 LTE 신호는 무시하는 것으로 설정하는 것이 바람직하다. 다음으로 참조 번호 2까지의 시간 마진 동안 안테나 스위칭을 완료하고 참조 번호 3의 시간 마진 동안 CDMA 신호 품질 측정을 위한 프로세스를 구동한 후 CDMA 신호 품질의 측정을 수행한다.
참조 번호 4, 5 및 6은 참조 번호 3, 2 및 1에 각각 대응하는 시간 마진을 나타낸다. 즉, 참조번호 4는 CDMA 신호 품질 측정을 위한 프로세스의 종료를 위한 시간 마진, 참조번호 5는 안테나 스위칭을 위한 시간 마진이며, 참조번호 6은 LTE 신호를 두 개의 안테나로 디코딩 하기 위한 준비 기간이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, LTE 기지국은 기존의 표준 문서에 따라 동작한다. 즉, 단말에서 보고된 CQI를 기반으로 MCS 레벨을 변경하고, 보고된 RI 및 PMI에 기반하여 하나의 레이어를 통하여 하향링크 신호를 송신할 뿐이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말기 및 제어 방법의 성능을 설명하기 위한 도면이다. 특히 도 9는 2개의 안테나를 갖는 LTE 기지국이 전송 다이버시티 기법으로 단일 사용자에게 하향링크 신호를 송신한다고 가정하였다.
도 9를 참조하면, LTE 기지국이 하향 링크 신호의 SNR이 0dB가 되도록 송신한 경우, 단말이 2개의 안테나를 통하여 LTE 신호를 수신하는 경우, 1개의 안테나를 통하여 LTE 신호를 수신하되, 기지국의 MCS 레벨 변화가 없는 경우 및 1개의 안테나를 통하여 LTE 신호를 수신하되, 기지국이 MCS 레벨의 변경하여 송신한 경우의 BLER 값을 나타낸다.
구체적으로, 기지국은 전송 다이버시티 기법 중 SFBC(Space Frequency Block Code) 기법을 이용하여 MCS 레벨 7(CQI 인덱스 5)로 LTE 신호를 송신하고 단말이 2개의 안테나를 통하여 이러한 LTE 신호를 수신한 경우에는 BLER이 0.1 이하의 값을 갖지만, 단순히 단말이 1개의 안테나를 통하여 이러한 LTE 신호를 수신한 경우에는 BLER이 1 가까이 증가한다. 그러나, 단말이 CQI/PMI/RI 오버라이팅 기법을 이용하여 기지국으로 정보를 제공하고 이를 반영하여 MCS 레벨 3(CQI 인덱스 3)으로 낮추어 LTE 신호를 송신하는 경우, BLER이 2개의 안테나로 수신하는 경우와 유사해짐을 알 수 있다.
기지국이 MCS 레벨을 변경한 경우의 성능 하락폭이 어느 정도인지 살펴볼 필요가 있다. 만약, 단일 안테나로 LTE 신호를 수신하는 시간을 100ms이고 측정 주기가 480ms라고 가정하는 경우, 평균 데이터 전송율은 5503kbps이며 성능 하락폭은 11.24%임을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말기 및 제어 방법의 성능을 설명하기 위한 다른 도면이다. 특히 도 10 2개의 안테나를 갖는 LTE 기지국이 폐루프(Closed Loop) 공간 다중화(Spatial Multiplexing; SM) 기법으로 단일 사용자에게 하향링크 신호를 송신한다고 가정하였다.
구체적으로, 기지국은 MCS 레벨 8(CQI 인덱스 6)로 LTE 신호를 송신하고 단말이 2개의 안테나를 통하여 이러한 LTE 신호를 수신한 경우에는 BLER이 0.1 이하의 값을 갖지만, 단순히 단말이 1개의 안테나를 통하여 이러한 LTE 신호를 수신한 경우에는 BLER이 1 가까이 증가한다. 그러나, 단말이 CQI/PMI/RI 오버라이팅 기법을 이용하여 기지국으로 정보를 제공하고 이를 반영하여 MCS 레벨 5(CQI 인덱스 4)로 낮추어 LTE 신호를 송신하는 경우, BLER이 2개의 안테나로 수신하는 경우와 유사해짐을 알 수 있다.
단일 안테나로 LTE 신호를 수신하는 시간을 100ms이고 측정 주기가 480ms라고 가정하는 경우, 기지국이 MCS 레벨을 변경한 경우의 평균 데이터 전송율은 4392kbps이며 성능 하락폭은 7.7%임을 알 수 있다.
살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모드 단말기 및 이를 위한 제어 방법에 의하는 경우, 약간의 성능 하락을 감수한다면 측정 간격 없이 LTE 신호를 계속적으로 수신하면서도 CDMA 신호 품질 측정을 수행할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (14)

  1. 제 1 기지국과 통신하기 위한 제 1 통신 모듈;
    제 2 기지국과 통신하기 위한 제 2 통신 모듈;
    제 1 기지국 신호를 송수신하며, 상기 제 1 통신 모듈과 연결된 제 1 안테나; 및
    상기 제 1 기지국 신호 또는 상기 제 2 기지국 신호 중 하나의 신호를 송수신하고, 상기 제 1 통신 모듈 또는 상기 제 2 통신 모듈 중 하나의 통신 모듈과 연결하기 위한 스위칭 모듈을 갖는 제 2 안테나를 포함하며,
    상기 제 1 통신 모듈이 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나를 이용하여 상기 제 1 기지국 신호를 수신하는 중 상기 제 1 기지국으로부터 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정 명령을 수신한 경우, 상기 스위칭 모듈은 상기 제 2 안테나를 상기 제 1 통신 모듈에서 상기 제 2 통신 모듈로 스위칭하고,
    상기 제 2 안테나가 상기 제 2 통신 모듈로 스위칭된 경우, 상기 제 1 통신 모듈은 상기 제 1 안테나만을 이용하여 상기 제 1 기지국 신호를 수신하고, 상기 제 2 통신 모듈은 상기 제 2 안테나를 이용하여 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정을 수행하는,
    듀얼 모드 단말기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정이 완료된 경우,
    상기 스위칭 모듈은 상기 제 2 안테나를 상기 제 2 통신 모듈에서 상기 제 1 통신 모듈로 스위칭하는,
    듀얼 모드 단말기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기지국은,
    LTE(Long Term Evolution) 기지국인,
    듀얼 모드 단말기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 모듈은,
    상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나를 이용하여 상기 제 1 기지국 신호를 수신하는 중에는, 상기 LTE 기지국으로 RI(Rank Indicator)를 2로 보고하며, 레이어 2를 기반으로 PMI(Precoding Matrix Index)를 선택하여 보고하는,
    듀얼 모드 단말기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 모듈은,
    상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정 명령을 수신한 경우, 상기 LTE 기지국으로 RI(Rank Indicator)를 1로 보고하며, 레이어 1을 기반으로 PMI(Precoding Matrix Index)를 선택하여 보고하는,
    듀얼 모드 단말기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 모듈은,
    상기 제 1 통신 모듈이 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정 명령을 수신한 경우, 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 1 안테나만을 통하여 BLER(Block Error Rate)이 0.1 이하의 값을 갖는 신호를 수신하기 위하여, CQI(Channel Quality Indicator) 인덱스를 낮추어 보고하는,
    듀얼 모드 단말기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 모듈은,
    상기 제 2 통신 모듈이 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정을 수행하는 중에는, 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 1 안테나를 이용하여 LTE 신호를 수신하며,
    상기 LTE 신호는 상기 보고한 CQI 인덱스를 반영하여 변경된 MCS 레벨로 생성된 신호인,
    듀얼 모드 단말기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 모듈이 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정을 완료한 경우,
    상기 제 1 통신 모듈은,
    상기 LTE 기지국으로 RI(Rank Indicator)를 2로 보고하며, 레이어 2를 기반으로 PMI(Precoding Matrix Index)를 선택하여 보고하는,
    듀얼 모드 단말기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 모듈은,
    상기 LTE 기지국으로 상기 RI를 1로 보고한 제 1 시점에서 제 1 안테나로 LTE 신호를 디코딩하기 위한 설정 시간이 경과한 제 2 시점부터, 상기 변경된 MCS 레벨로 송신된 신호를 수신하는,
    듀얼 모드 단말기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 모듈은,
    상기 제 2 시점에서 제 2 안테나의 스위칭 시간이 경과한 제 3 시점부터, 상기 제 2 기지국 신호의 품질 측정을 수행하는,
    듀얼 모드 단말기.
  12. 다중 안테나 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 단말기의 제어 방법으로서,
    제 1 안테나 및 제 2 안테나를 이용하여 LTE(Long Term Evolution) 신호를 수신하는 단계;
    LTE 기지국으로부터 CDMA 신호의 품질 측정의 개시 명령을 수신하는 단계;
    상기 제 1 안테나를 통하여 상기 LTE 신호를 수신하기 위한, 하나 이상의 정보들을 상기 LTE 기지국으로 보고하는 단계;
    상기 제 1 안테나만을 이용하여 상기 LTE 신호를 수신하는 동안, 상기 제 2 안테나를 통하여 상기 CDMA 신호 품질 측정을 수행하는 단계; 및
    상기 CDMA 신호 품질 측정이 완료된 경우, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나를 이용하여 LTE 신호를 수신하는 단계를 포함하는,
    듀얼 모드 단말기의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 정보들은
    RI(Rank Indicator)가 1이라는 정보, 레이어 1을 기반으로 선택한 PMI(Precoding Matrix Index) 및 상기 LTE 기지국으로부터 상기 제 1 안테나만을 이용하여 BLER(Block Error Rate)이 0.1 이하의 값을 갖는 상기 LTE 신호를 수신하기 위하여 감소된 CQI(Channel Quality Indicator) 인덱스를 포함하는,
    듀얼 모드 단말기의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나만을 통하여 수신한 상기 LTE 신호는,
    상기 LTE 기지국에서 상기 보고한 CQI 인덱스를 반영하여 변경된 MCS 레벨을 이용하여 생성된,
    듀얼 모드 단말기의 제어 방법.
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