KR101752918B1 - 이동 통신 시스템에서 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 장치 및 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동 단말기(MS: mobile station)의 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식 운용 방법에 있어서, 기지국(BS: base station)으로 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는지 여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우, 상기 메시지는 수신 안테나들 중 적어도 하나가 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제2 정보와 송신 안테나들 중 적어도 하나가 상기 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 한다.

Description

이동 통신 시스템에서 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD TO OPERATE A SOUNDING ANTENNA SWITCHING SCHEME IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식 운용 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 시스템의 대표적인 예로는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m 통신 시스템이 있으며, 상기 IEEE 802.16m 통신 시스템에서는 다운링크(DL: Downlink)에서 빔포밍(BF: BeamForming, 이하 'BF'라 칭하기로 한다) 방식과 다중 사용자 다중 입력 다중 출력(MU-MIMO: Multi User Multiple Input Multiple Output, 이하 'MU-MIMO'라 칭하기로 한다) 방식 등을 효율적으로 사용하기 위해서 사운딩 채널(sounding channel) 신호가 사용된다. 여기서, 사운딩 채널은 업링크(UL: Uplink) 채널이며, 사운딩 채널 신호는 진보된 이동 단말기(AMS: Advanced Mobile Station, 이하 'AMS'라 칭하기로 한다)가 사용하는 송신 안테나들 각각을 통해 송신된다. 그러면, 진보된 기지국(ABS: Advanced Base Station, 이하 'ABS'라 칭하기로 한다)는 상기 AMS의 송신 안테나들 각각을 통해 송신된 사운딩 채널 신호를 사용하여 상기 AMS에 대한 다운링크 채널 상태를 추정할 수 있다. 즉, 상기 AMS는 동일한 개수, 일 예로 N개의 송신 안테나와 N개의 수신 안테나를 사용하고, 상기 N개의 송신 안테나 각각을 사용하여 사운딩 채널 신호를 송신하면, ABS가 상기 N개의 송신 안테나들 각각을 통해 송신된 사운딩 채널 신호를 수신하고, 상기 N개의 송신 안테나들 각각의 업링크 채널 상태를 상기 N개의 수신 안테나들 각각의 다운링크 채널 상태와 동일하다고 간주함으로써 상기 AMS에 대한 다운링크 채널 상태를 추정할 수 있다.
하지만, 수신 안테나 개수에 비해 송신 안테나 개수가 적은 AMS가 존재할 수 있으며, 이 경우 ABS는 AMS가 송신 안테나들을 사용하여 송신하는 사운딩 채널 신호를 사용해서는 다운링크 채널 상태를 정확하게 추정할 수 없다. 이렇게, 다운링크 채널 상태를 정확하게 추정하지 못할 경우 ABS는 상기 AMS에 대해 BF 방식 및 MU-MIMO 방식 등을 효율적으로 사용할 수 없게 된다. 이렇게, 수신 안테나 개수에 비해 송신 안테나 개수가 적은 구조를 'asymmetric antenna configuration'라 칭하기로 하며, 이하 설명의 편의상 상기 asymmetric antenna configuration를 가지는 AMS를 'asymmetric antenna configuration AMS'라 칭하기로 한다. 따라서, IEEE 802.16m 통신 시스템에서는 asymmetric antenna configuration AMS를 위해 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식이 제안된 바 있으며, 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 사운딩 안테나 스위칭 방식은 asymmetric antenna configuration AMS라고 하더라도 실제 물리적인 안테나의 개수는 수신 안테나의 개수와 같거나 혹은 많을 것이기 때문에 안테나를 스위칭함으로써 수신 안테나 개수와 동일한 개수의 사운딩 채널 신호를 송신하는 방식이다.
그런데, 현재 상기 IEEE 802.16m 통신 시스템에서는 상기에서 설명한 바와 같이 사운딩 안테나 스위칭 방식을 사용하여 사운딩 채널 신호를 송신할 수 있다는 정도로만 사운딩 안테나 스위칭 방식에 대해서 설명하고 있을 뿐, 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식에 대한 구체적인 운용 방안에 대해서는 전혀 제안된 바가 없다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치는; 이동 통신 시스템에서 이동 단말기(MS: mobile station)에 있어서, 기지국(BS: base station)으로 상기 MS가 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식을 지원하는지 여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 송신 유닛을 포함하며, 상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우, 상기 메시지는 수신 안테나들 중 적어도 하나가 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제2 정보와 송신 안테나들 중 적어도 하나가 상기 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 장치는; 이동 통신 시스템에서 기지국(BS: base station)에 있어서, 이동 단말기(MS: mobile station)로부터 상기 MS가 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식을 지원하는지 여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 수신 유닛을 포함하며, 상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우, 상기 메시지는 수신 안테나들 중 적어도 하나가 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제2 정보와 송신 안테나들 중 적어도 하나가 상기 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법은; 이동 통신 시스템에서 이동 단말기(MS: mobile station)의 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식 운용 방법에 있어서, 기지국(BS: base station)으로 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는지 여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우, 상기 메시지는 수신 안테나들 중 적어도 하나가 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제2 정보와 송신 안테나들 중 적어도 하나가 상기 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 방법은; 이동 통신 시스템에서 기지국(BS: base station)의 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식 운용 방법에 있어서, 이동 단말기(MS: mobile station)로부터 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는지 여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 과정을 포함하며, 상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우, 상기 메시지는 수신 안테나들 중 적어도 하나가 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제2 정보와 송신 안테나들 중 적어도 하나가 상기 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 정확한 다운링크 채널 상태 추정이 가능하도록 사운딩 안테나 스위칭 방식을 운용하는 것을 가능하게 한다는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 내부 구조를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 내부 구조를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 동작 과정을 도시한 순서도
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 동작 과정을 도시한 순서도
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 그리고 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식 운용 장치 및 방법을 제안한다. 본 발명에서는 상기 이동 통신 시스템이 일 예로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m 통신 시스템이라고 가정하기로 하며, 상기 IEEE 802.16m 통신 시스템 뿐만 아니라 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 통신 시스템 등과 같은 다른 이동 통신 시스템에서도 본 발명에서 제안하는 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식 운용 장치 및 방법을 사용할 수도 있음은 물론이다.
먼저, 본 발명의 실시 예에서는 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 진보된 기지국(ABS: Advanced Base Station, 이하 'ABS'라 칭하기로 한다)과 해당 진보된 이동 단말기(AMS: Advanced Mobile Station, 이하 'AMS'라 칭하기로 한다)이 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는지 여부에 대한 협상 동작을 수행한다. 상기 AMS는 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부 정보를 메시지, 일 예로 진보한 에어 인터페이스 등록 요구(AAI_REG-REQ: Advanced Air Interface Registration Request, 이하 'AAI_REG-REQ '라 칭하기로 한다) 메시지를 사용하여 해당 ABS로 알려주게 된다. 여기서, 상기 AAI_REG-REQ 메시지에 포함되는 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부 정보의 포맷(format)은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
Attributes / Array of attributes Size (bits) Value/Note
Capability for sounding antenna switching support 1 0b0: no support
0b1: support
상기 표 1에서 Capacity for sounding antenna switching support 필드는 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부 정보를 나타내며, 일 예로 1 비트로 구현 가능하다. 일 예로, 상기 Capacity for sounding antenna switching support 필드의 비트값이 '0(0b0)'일 경우에는 상기 AMS는 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원할 수 없음을 나타내며, 이와는 반대로 Capacity for sounding antenna switching support 필드의 비트값이 '1(0b1)'일 경우에는 상기 AMS가 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낸다.
상기에서 설명한 바와 같이 AMS는 AAI_REG-REQ 메시지를 사용하여 상기 AMS 자신이 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는지 여부를 ABS에게 알려줄 수 있고, 따라서 ABS는 상기 AAI_REG-REQ 메시지를 통해 상기 AMS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부를 확인할 수 있다.
또한, 상기 ABS는 상기 AAI_REG-REQ 메시지에 대한 응답 메시지인 진보한 에어 인터페이스 등록 응답(AAI_REG-RSP: Advanced Air Interface Registration Response, 이하 'AAI_REG-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지에 상기 AAI_REG-REQ 메시지에 포함되어 있는 Capacity for sounding antenna switching support 필드의 필드값과 동일한 필드값을 가지도록 Capacity for sounding antenna switching support 필드를 포함시켜 AMS로 송신할 수 있다. 이와는 달리 상기 ABS는 상기 AMS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부만을 확인하고 AAI_REG-RSP 메시지에는 Capacity for sounding antenna switching support 필드를 포함시키지 않을 수도 있음은 물론이다.
한편, 일반적으로 사운딩 안테나 스위칭 방식은 다수의 송신 안테나를 포함하는 AMS만 지원 가능하며, 따라서 ABS의 경우 다수의 송신 안테나를 포함하는 AMS만 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원할 수 있다고 결정한다.
그런데, 1개의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 포함하는 AMS의 경우라고 해도 상기 다수의 수신 안테나를 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는 것이 가능할 수도 있다. 하지만 이 경우 ABS는 해당 AMS가 1개의 송신 안테나만을 포함하므로 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하지 않는다고 결정한다.
따라서, AMS가 AMS 자신의 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부를 정확하게 ABS로 알려주는 것은 전체 시스템 성능 측면에서도 매우 중요하며, 따라서 본 발명의 실시예에서는 AMS가 AAI_REG-REQ 메시지를 사용하여 ABS에게 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부를 알려주는 것이다.
그러면, 여기서 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 AMS는 제어 유닛(111)과, 송신 유닛(113)과, 수신 유닛(115)을 포함한다.
상기 제어 유닛(111)은 상기 AMS의 전반적인 동작, 즉 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부를 ABS에게 알리기 위한 각종 동작을 제어하며, 특히 표 1 및 표 2(하기 설명 참조)의 AAI_REG-REQ 메시지와 AAI_REG-RSP 메시지 등과 같은 각종 메시지를 생성한다. 상기 송신 유닛(113)은 상기 제어 유닛(111)의 제어에 따라 상기 제어 유닛(111)에서 생성한 각종 메시지들을 ABS로 송신한다. 또한, 상기 수신 유닛(115)은 상기 제어 유닛(111)의 제어에 따라 ABS로부터 각종 메시지를 수신한다.
한편, 도 1에는 제어 유닛(111)과, 송신 유닛(113)과, 수신 유닛(115)이 별도의 유닛으로 구현되어 있는 경우가 도시되어 있으나, 상기 제어 유닛(111)과, 송신 유닛(113)과, 수신 유닛(115)은 1개의 유닛으로 통합 구현될 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 AMS는 1개의 송신 안테나와 2개의 수신 안테나들을 포함한다고 가정하기로 한다. 여기서, 상기 송신 안테나와 수신 안테나들은 물리적으로 별도로 구현되거나, 혹은 물리적으로는 동일하지만 논리적으로 구분될 수도 있음은 물론이다. 이하, 설명의 편의상 1개의 송신 안테나와 2개의 수신 안테나를 포함하는 AMS를 '1Tx/2Rx AMS'라 칭하기로 한다.
상기 1Tx/2Rx AMS의 경우 다운링크(downlink)에서는 2개의 수신 안테나가 존재하므로 ABS의 송신 안테나가 4개일 경우 4*2 채널이 생성된다. 이 경우, ABS가 다운링크 채널 상태를 추정하기 위해서는 상기 2개의 수신 안테나 모두에서 사운딩 채널 신호가 송신되어야만 한다. 하지만, 일반적인 사운딩 채널 송신은 AMS의 송신 안테나를 사용하여 이루어지기 때문에 상기 1Tx/2Rx AMS의 경우 1개의 송신 안테나를 사용하여 사운딩 채널 신호를 송신하게 되며, 이렇게 1개의 송신 안테나를 사용하여 사운딩 채널 신호를 송신할 경우 ABS가 상기 1Tx/2Rx AMS의 다운링크 채널 상태를 추정하는 것이 어렵다는 문제가 있다. 따라서, ABS가 상기 1Tx/2Rx AMS와 같이 1개의 송신 안테나만을 사용하는 AMS라고 하더라도 다운링크 채널 상태를 정확하게 추정하기 위해서는 해당 AMS가 수신 안테나들을 송신 안테나로 변경하여 사운딩 채널 신호를 송신할 수 있도록 해야 한다.
이렇게 1개의 송신 안테나를 포함하는 AMS라고 하더라도 상기에서 설명한 바와 같이 수신 안테나를 송신 안테나로 변경하여 사운딩 채널 신호를 송신할 수 있기 때문에, 본 발명의 실시예에서는 상기에서 설명한 바와 같이 Capacity for sounding antenna switching support 필드를 사용하여 AMS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부를 ABS로 알려주는 것이다.
한편, ABS는 해당 AMS가 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원할 경우, 정보 엘리먼트(IE: Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다), 일 예로 sounding command A(Advanced)-MAP IE를 사용하여 상기 AMS에게 사운딩 안테나 스위칭 방식 수행을 요청할 수 있게 된다. 여기서, 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식에 대해서 간략하게 설명하면 다음과 같다.
AMS가 사운딩 안테나 스위칭 방식을 사용할 경우, 사운딩 채널 신호를 송신할 수 있는 시점에서 상기 AMS가 사용할 수 있는 모든 송신 안테나들이 아닌 1개의 송신 안테나를 사용해서만 사운딩 채널 신호를 송신하고, 다음의 사운딩 채널 신호 송신 가능 시점에서 또 다른 1개의 송신 안테나를 사용해서만 사운딩 채널 신호를 송신한다. 즉, AMS는 사용할 수 있는 송신 안테나들 각각을 순차적으로 사용하여 사운딩 채널 신호를 송신한다.
하지만, 수신 안테나 개수에 비해 송신 안테나 개수가 적은 구조, 즉 'asymmetric antenna configuration'의 AMS, 즉 asymmetric antenna configuration AMS의 경우 송신 안테나의 개수가 수신 안테나의 개수보다 적기 때문에 ABS의 다운링크 채널 추정을 위한 사운딩 채널 신호 송신에 문제가 발생하게 된다. 상기에서 설명한 1Tx/2Rx AMS 역시 asymmetric antenna configuration AMS가 됨은 물론이다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 ABS와 AMS가 협상(negotiation) 동작을 수행함으로써 AMS가 사운딩 안테나 스위칭을 통한 사운딩 채널 송신에 있어 사용할 안테나 구조 대해서 미리 결정하는 방법을 제안한다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 asymmetric antenna configuration AMS가 그 capability에 따라 사운딩 채널 신호 송신에 사용할 안테나 구조를 ABS와 협상하는 방법을 제안한다.
상기 사운딩 안테나 스위칭은 AMS 클래스(class)별 capability로, 실제 사운딩 채널 신호를 송신하기에 앞서 AMS와 ABS간의 협상이 필요하다. 또한, AMS의 송신 안테나는 업링크(uplink) 데이터 송신에 있어 AMS가 동시에 송신할 수 있는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력(MU-MIMO: Multi User Multiple Input Multiple Output, 이하 'MU-MIMO'라 칭하기로 한다) 스트림(stream)의 개수를 나타내며, 따라서 실제 물리적인 안테나 개수 혹은 다운링크 데이터 수신을 위한 수신 안테나 개수와 상이할 수 있다.
또한, AMS의 수신 안테나 개수는 다운링크 데이터 수신에 있어 AMS가 동시에 수신할 수 있는 MIMO 스트림의 개수로서, 실제 물리적인 안테나 개수 또는 업링크 데이터 송신 안테나 개수와 상이할 수도 있음은 물론이다. 따라서, IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS가 포함하는, 업링크를 위한 송신 안테나 개수와 다운링크를 위한 수신 안테나 개수가 상이할 수 있다.
이렇게, AMS가 포함하는 송신 안테나 개수와 수신 안테나 개수가 상이할 경우, 정확한 다운링크 채널 추정을 위해서는 사운딩 안테나 스위칭을 통해 다운링크 안테나 개수만큼의 사운딩 채널 신호를 송신할 필요가 있다.
따라서, 본 발명에서는 AAI_REG-REQ 메시지와 AAI_REG-RSP 메시지 각각에 하기 표 2와 같이 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드를 포함시켜 AMS의 capability에 따라 사운딩 안테나 스위칭시 사용될 안테나 구조에 대해서 협상할 수 있도록 한다.
Attributes / Array of attributes Size (bits) Value/Note Conditions

Antenna configuration
for Sounding antenna
switching		 1
0b0: Among DL Rx antennas
0b1: Among UL Tx antennas		 Capability for sounding antenna switching support is
0b1.
상기 표 2에서, Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드는 AMS가 사운딩 안테나 스위칭시 사용하는 안테나 구조를 나타낸다. 일 예로 상기 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'일 경우에는 상기 AMS가 수신 안테나들을 사용하여 사운딩 채널 신호를 송신함을 나타내며, 상기 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '1(0b1)'일 경우에는 송신 안테나들 중 일부를 사운딩 채널 신호 송신을 위해 사용함을 나타낸다. 일 예로, 상기 송신 안테나들의 개수가 Nt개이고, 상기 송신 안테나들의 개수가 Nr개라고 가정할 경우, 상기 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'이라면 상기 AMS는 사운딩 채널 신호 송신 시점에서 수신 안테나 #1부터 수신 안테나 # Nr까지 총 Nr개의 수신 안테나 중 어느 하나를 사용하여 사운딩 채널 신호를 송신하게 된다. 여기서, 상기 AAI_REG-RSP 메시지에 포함되는 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'인 경우는 상기 AAI_REG-REQ 메시지에 포함되는 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'인 경우에만 해당된다.
이와는 달리, 상기 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '1(0b1)'이라면 상기 AMS는 사운딩 채널 신호 송신 시점에서 송신 안테나 #1부터 송신 안테나 # Nt까지 총 Nt개의 수신 안테나 중 어느 하나를 사용하여 사운딩 채널 신호를 송신하게 된다.
또한, 상기 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드는 상기 Capability for sounding antenna switching support 필드의 필드값이 '1(0b1)'일 경우에만 AAI_REG-REQ 메시지와 AAI_REG-RSP 메시지에 포함된다.
상기에서 설명한 바와 같이 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드를 사용하여 AMS와 ABS는 AMS가 어떠한 안테나 구조를 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행하는지 확인하게 된다. 즉, 상기 AMS는 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드를 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행할 때 사용할 안테나 구조에 대한 AMS의 capability를 ABS에 알려주게 되고, ABS는 AAI_REG-RSP 메시지를 통해 AMS가 사용하게 되는 안테나 구조를 최종적으로 결정해줄 수 있다.
여기서, 상기 ABS가 상기 AMS가 사운딩 안테나 스위칭 동작에 사용할 안테나 구조를 결정하는 방법에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, AMS가 AAI_REG-REQ 메시지를 사용하여 송신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행할 것임을 통보했을 경우, 즉 상기 AMS가 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값을 '1(0b1)'로 설정하여 송신했을 경우, 상기 ABS는 상기 AMS가 송신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행할 수 있도록 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '1(0b1)'로 설정된 AAI_REG-RSP 메시지를 상기 AMS로 송신한다. 즉, 상기 AMS가 송신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행할 것임을 통보할 경우 상기 ABS는 상기 AMS가 수신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행하도록 명령하지 않는다.
두 번째로, AMS가 AAI_REG-REQ 메시지를 사용하여 수신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행할 것임을 통보했을 경우, 즉 상기 AMS가 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값을 '0(0b0)'으로 설정하여 송신했을 경우, 상기 ABS는 상기 ABS의 필요에 따라 상기 AMS가 수신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행할 것인지 혹은 송신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행할 것인지를 결정한다. 즉, 상기 ABS는 상기 AAI_REG-REQ 메시지에 포함되어 있는 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'으로 설정된 경우에만 ABS의 필요에 따라 수신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행할 것인지 혹은 송신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행할 것인지 결정할 수 있다.
결과적으로, ABS는 AMS가 포함하는 송신 안테나의 개수가 수신 안테나의 개수에 비해 적을 경우라도 상기 AMS가 수신 안테나 개수에 해당하는 사운딩 채널 신호를 사운딩 안테나 스위칭을 통해 송신할 수 있음을 확인하면 ABS의 필요에 따라서 상기 AMS가 사운딩 안테나 스위칭 동작 수행시 사용할 안테나 구조를 결정하고, 그 결정 결과를 상기 AMS로 알려주게 되는 것이다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 사운딩 안테나 스위칭에 있어 AMS와 ABS가 서로 협상을 통해 AMS의 사운딩 안테나 스위칭 가능 여부와 AMS가 사운딩 안테나 스위칭을 수행함에 있어 사용할 안테나 구조를 결정할 수 있다. 따라서, asymmetric antenna configuration AMS일 경우에도 다운링크에서 빔포밍(BF: BeamForming, 이하 'BF'라 칭하기로 한다) 방식과 다중 사용자 다중 입력 다중 출력(MU-MIMO: Multi User Multiple Input Multiple Output, 이하 'MU-MIMO'라 칭하기로 한다) 방식 등을 효율적으로 사용하는 것을 가능하게 한다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 ABS는 제어 유닛(211)과, 송신 유닛(213)과, 수신 유닛(215)을 포함한다.
상기 제어 유닛(211)은 상기 ABS의 전반적인 동작, 즉 AMS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부 확인 및 AMS가 사운딩 안테나 스위칭시 사용할 안테나 구조를 결정하기 위한 각종 동작을 제어하며, 특히 표 1 및 표 2에서 설명한 바와 같은 AAI_REG-REQ 메시지와 AAI_REG-RSP 메시지 등과 같은 각종 메시지를 생성한다. 상기 송신 유닛(213)은 상기 제어 유닛(211)의 제어에 따라 상기 제어 유닛(211)에서 생성한 각종 메시지들을 AMS로 송신한다. 또한, 상기 수신 유닛(215)은 상기 제어 유닛(211)의 제어에 따라 AMS로부터 각종 메시지를 수신한다.
한편, 도 2에는 제어 유닛(211)과, 송신 유닛(213)과, 수신 유닛(215)이 별도의 유닛으로 구현되어 있는 경우가 도시되어 있으나, 상기 제어 유닛(211)과, 송신 유닛(213)과, 수신 유닛(215)은 1개의 유닛으로 통합 구현될 수도 있음은 물론이다.
다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 311단계에서 상기 AMS는 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부를 결정하고 313단계로 진행한다. 상기 313단계에서 상기 AMS는 상기 결정 결과 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는 것이 가능한지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는 것이 가능하지 않을 경우 상기 AMS는 315단계로 진행한다. 상기 315단계에서 상기 AMS는 Capability for sounding antenna switching support 필드의 필드값이 '0(0b0)'으로 설정된 AAI_REG-REQ 메시지를 ABS로 송신한다.
한편, 상기 313단계에서 검사 결과 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는 것이 가능할 경우 상기 AMS는 317단계로 진행한다. 상기 317단계에서 상기 AMS는 사운딩 안테나 스위칭 동작 수행시 사용할 안테나 구조를 결정하고 319단계로 진행한다. 상기 319단계에서 상기 AMS는 '1(0b1)'의 필드값을 나타내는 Capability for sounding antenna switching support 필드와 상기 결정한 안테나 구조를 나타내는 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드를 포함하는 AAI_REG-REQ 메시지를 ABS로 송신하고 321단계로 진행한다.
상기 321단계에서 상기 AMS는 상기 ABS로부터 AAI_REG-RSP 메시지를 수신하고 323단계로 진행한다. 상기 323단계에서 상기 AMS는 상기 ABS로부터 sounding command A-MAP IE를 수신하고 325단계로 진행한다. 상기 325단계에서 상기 AMS는 상기 수신한 AAI_REG-RSP 메시지에 포함되어 있는 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'인지 검사한다. 상기 검사 결과 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'일 경우 상기 AMS는 327단계로 진행한다. 상기 327단계에서 상기 AMS는 수신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행한다.
한편, 상기 325단계에서 검사 결과 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'이 아닐 경우, 즉 '1(0b1)'일 경우 상기 AMS는 329단계로 진행한다. 상기 329단계에서 상기 AMS는 송신 안테나들을 사용하여 사운딩 안테나 스위칭 동작을 수행한다.
다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 411단계에서 상기 ABS는 AMS로부터 AAI_REG-REQ 메시지를 수신하고 413단계로 진행한다. 상기 413단계에서 상기 ABS는 상기 AMS가 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원할 수 있는지 검사한다. 여기서 상기 ABS는 상기 수신한 AAI_REG-REQ 메시지에 포함되어 있는 Capability for sounding antenna switching support 필드를 사용하여 상기 AMS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 지원 여부를 검출할 수 있다. 상기 검사 결과 상기 AMS가 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원할 수 없을 경우 상기 ABS는 415단계로 진행한다. 상기 415단계에서 상기 ABS는 상기 AMS로 sounding command A-MAP IE를 송신한다. 여기서, 상기 sounding command A-MAP IE에는 상기 AMS에게 사운딩 안테나 스위칭 동작 수행을 명령하는 정보가 포함되지 않는다.
한편, 상기 413단계에서 검사 결과 상기 AMS가 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원할 수 있을 경우 상기 ABS는 417단계로 진행한다. 상기 417단계에서 상기 ABS는 상기 수신한 AAI_REG-REQ 메시지에 포함되어 있는 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'인지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'이 아닐 경우, 즉 '1(0b1)'일 경우 상기 ABS는 419단계로 진행한다. 상기 419단계에서 상기 ABS는 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값을 '1(0b1)'로 설정한 AAI_REG-RSP 메시지를 상기 AMS로 송신하고 421단계로 진행한다. 상기 421단계에서 상기 ABS는 상기 AMS로 사운딩 안테나 스위칭 동작 수행을 명령하는 정보가 포함된 요구하는 sounding command A-MAP IE를 송신한다.
한편, 상기 417단계에서 검사 결과 상기 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값이 '0(0b0)'일 경우 상기 ABS는 423단계로 진행한다. 상기 423단계에서 상기 ABS는 상기 AMS가 사운딩 안테나 스위칭 동작 수행시 결정할 안테나 구조를 결정하고, 그 결정 결과에 상응하게 Antenna configuration for Sounding antenna switching 필드의 필드값을 설정한 AAI_REG-RSP 메시지를 상기 AMS로 송신하고 425단계로 진행한다. 상기 425단계에서 상기 ABS는 상기 AMS로 사운딩 안테나 스위칭 동작 수행을 명령하는 정보가 포함된 요구하는 sounding command A-MAP IE를 송신한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (16)

  1. 이동 통신 시스템에서 이동 단말기(MS: mobile station)의 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식 운용 방법에 있어서,
    기지국(BS: base station)으로 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는지 여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우, 상기 메시지는 수신 안테나들 중 적어도 하나가 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제2 정보와 송신 안테나들 중 적어도 하나가 상기 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 MS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우 상기 BS로부터 상기 제3정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 MS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 응답 메시지에 따라 상기 BS로 사운딩 신호를 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 MS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수신 안테나들 및 상기 송신 안테나들은 물리적으로 구별되거나 혹은 논리적으로 구분됨을 특징으로 하는 MS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 방법.
  5. 이동 통신 시스템에서 기지국(BS: base station)의 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식 운용 방법에 있어서,
    이동 단말기(MS: mobile station)로부터 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원하는지 여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우, 상기 메시지는 수신 안테나들 중 적어도 하나가 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제2 정보와 송신 안테나들 중 적어도 하나가 상기 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 BS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우 상기 MS로 상기 제3정보를 포함하는 응답 메시지를 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 BS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 MS로부터 상기 응답 메시지에 따라 송신되는 사운딩 신호를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 BS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 수신 안테나들 및 상기 송신 안테나들은 물리적으로 구별되거나 혹은 논리적으로 구분됨을 특징으로 하는 BS의 사운딩 안테나 스위칭 방식 운용 방법.
  9. 이동 통신 시스템에서 이동 단말기(MS: mobile station)에 있어서,
    기지국(BS: base station)으로 상기 MS가 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식을 지원하는지 여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 송신 유닛을 포함하며,
    상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우, 상기 메시지는 수신 안테나들 중 적어도 하나가 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제2 정보와 송신 안테나들 중 적어도 하나가 상기 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 MS.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우 상기 BS로부터 상기 제3정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 수신 유닛을 더 포함함을 특징으로 하는 MS.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 송신 유닛은 상기 응답 메시지에 따라 상기 BS로 사운딩 신호를 송신함을 특징으로 하는 MS.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 수신 안테나들 및 상기 송신 안테나들은 물리적으로 구별되거나 혹은 논리적으로 구분됨을 특징으로 하는 MS.
  13. 이동 통신 시스템에서 기지국(BS: base station)에 있어서,
    이동 단말기(MS: mobile station)로부터 상기 MS가 사운딩 안테나 스위칭(sounding antenna switching) 방식을 지원하는지 여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 수신 유닛을 포함하며,
    상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우, 상기 메시지는 수신 안테나들 중 적어도 하나가 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제2 정보와 송신 안테나들 중 적어도 하나가 상기 사운딩 신호를 송신함을 나타내는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 BS.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 정보가 상기 MS가 상기 사운딩 안테나 스위칭 방식을 지원함을 나타낼 경우 상기 MS로 상기 제3정보를 포함하는 응답 메시지를 송신하는 송신 유닛을 더 포함함을 특징으로 하는 BS.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수신 유닛은 상기 MS로부터 상기 응답 메시지에 따라 송신되는 사운딩 신호를 수신함을 특징으로 하는 BS.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 수신 안테나들 및 상기 송신 안테나들은 물리적으로 구별되거나 혹은 논리적으로 구분됨을 특징으로 하는 BS.
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