KR101731334B1 - 다중 안테나를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 사운딩 신호를 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

다중 안테나를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 사운딩 신호를 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 사운딩 신호(sounding signal)를 전송하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 복수의 전송 안테나를 지원하는 단말이 기지국으로부터 적어도 하나의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보를 전송하는 수신하는 단계, 상기 수신된 상향링크 사운딩 전송 제어 정보를 이용하여 사운딩 신호를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 사운딩 전송 제어 정보는 사운딩 신호의 전송을 주기적으로 반복하기 위한 주기 정보와, 복수의 전송 안테나 중에서 상기 사운딩 신호를 전송할 안테나를 지정하는 안테나 지정 정보를 포함한다.

Description

다중 안테나를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 사운딩 신호를 전송하는 방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR TRANSMITTING SOUNDING SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 안테나를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 사운딩 신호를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
다중 안테나(이하 "MIMO"라 함) 기술에 대해 개괄적으로 살펴 보도록 한다.
MIMO는 "Multiple Input Multiple Output"의 준말로서, 지금까지 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신안테나와 다중 수신안테나를 채택해 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 말한다. 즉, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고, 여러 안테나에서 수신된 단편적인 데이터 조각을 한데 모아 완성하는 기술을 응용한 것이다. 이와 같은 MIMO 기술에 의하면 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 특정 데이터 전송 속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다. 즉, MIMO 기술은 이동통신의 사용자 기기(User Equipment; UE)와 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술이다, 상기 기술은 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 이른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로 관심을 모으고 있다.
도 1은 일반적인 다중 안테나 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1과 같이 송/수신 단에서 안테나의 수를 동시에 증가시키게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
90년대 중반 MIMO 시스템의 이론적 용량 증가가 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇 개의 기술들은 이미 3세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중 안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중 안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, MIMO 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
MIMO 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼 들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 "공간 다이버시티(spatial diversity)" 방식과, 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 "공간 다중화(spatial multiplexing)" 방식이 있다. 또한 이러한 두 가지 방식을 적절히 결합하여 각각의 장점을 적절히 얻고자 하는 방식에 대한 연구도 최근 많이 연구되고 있는 분야이다.
도 2는 전송단에서의 MIMO의 구조(architecture)를 도시한 도면이다. 상기 도 2에 도시된 바와 같이, MIMO 인코더(201)은 L(≥1)개의 레이어(layer)를 Mt(≥L)의 스트림(stream)에 사상(mapping)한다. 상기 스트림은 프리코더(202)에 입력된다. 레이어는 MIMO 인코더(201)에 입력되는 부호 및 변조 경로(coding and modulation path)로 정의된다. 또한, 스트림은 프리코더(202)를 통과하는 MIMO 인코더(201)의 출력으로 정의된다.
프리코더(202)는 선택된 MIMO 모드에 따라 안테나 고유(antenna specific) 데이터 심볼을 생성함으로써 스트림을 안테나에 사상한다.
부반송파 맵퍼(subcarrier mapper)(203)는 안테나 고유 데이터를 OFDM 심볼에 사상한다.
레이어 대 스트림(layer to stream) 사상은 상기 MIMO 인코더(201)에 의해 수행된다. 상기 MIMO 인코더(201)은 한번에 M개의 입력 심볼들에 대해서 동작하는 일괄 처리기(batch processor)이다. 상기 MIMO 인코더(201)에 대한 입력은 아래의 수학식 1에 나타난 바와 같이 M x 1 벡터로 나타낼 수 있다.
Figure 112010030137188-pat00001
상기 수학식 1에서
Figure 112010030137188-pat00002
는 하나의 일괄(batch)에서의 i번째 입력 심볼을 나타낸다. 상기 입력 심볼의 레이어 대 스트림 사상은 우선 공간 차원(space dimension)에서 이루어진다.
우선, MIMO 인코더(201)의 출력은 아래의 수학식 2에 나타난 바와 같이,
Figure 112010030137188-pat00003
MIMO STC(Space Time Coding) 행렬로 나타낼 수 있다.
Figure 112010030137188-pat00004
이때,
Figure 112010030137188-pat00005
는 스트림의 개수이며,
Figure 112010030137188-pat00006
는 하나의 MIMO 블록이 차지하는 부반송파의 개수이다.
Figure 112010030137188-pat00007
는 MIMO 인코더(201)의 출력이고,
Figure 112010030137188-pat00008
는 입력 레이어 벡터이고,
Figure 112010030137188-pat00009
는 STC 행렬이다.
또한
Figure 112010030137188-pat00010
는 아래의 수학식 3과 같이 행렬로 표현된다.
Figure 112010030137188-pat00011
SU-MIMO 전송에 있어서, STC 레이트(rate)는 아래의 수학식 4와 같이 정의된다.
Figure 112010030137188-pat00012
MU-MIMO 전송에 있어서, 레이어 당 STC 레이트는 1에 해당한다.
MIMO 인코더(201)의 포맷(format)은 SFBC(Space Frequency Block Code), 수직적 인코딩(Vertical Encoding; VE), 수평적 인코딩(Horizontal Encoding; HE)의 세 가지가 존재한다.
SFBC(Space Frequency Block Code) 인코딩에 있어서, MIMO 인코더(201)로 입력되는 입력은 아래의 수학식 5에 나타난 바와 같이 2ⅹ1 벡터로 표현될 수 있다.
Figure 112010030137188-pat00013
MIMO 인코더(201)은 아래의 수학식 6에 나타난 바와 같은 SFBC 행렬을 생성한다.
Figure 112010030137188-pat00014
이때,
Figure 112010030137188-pat00015
는 2x2 행렬이고, SFBC 행렬
Figure 112010030137188-pat00016
는 두 개의 연속한(consecutive) 부반송파(subcarrier)를 점유한다.
수직적 인코딩에 있어서, MIMO 인코더(201)의 입력과 출력은 아래의 수학식 7에 나타난 바와 같이 M x 1 벡터로 표현된다.
Figure 112010030137188-pat00017
이때,
Figure 112010030137188-pat00018
는 하나의 일괄(batch)에서의 i번째 입력 심볼이고, 수직적 인코딩에 대하여,
Figure 112010030137188-pat00019
은 동일한 레이어에 속한다.
수평적 인코딩에 있어서, MIMO 인코더(201)의 입력과 출력은 아래의 수학식 8에 나타난 바와 같이 M x 1 벡터로 표현된다.
Figure 112010030137188-pat00020
이때,
Figure 112010030137188-pat00021
는 하나의 일괄(batch)에서의 i번째 입력 심볼이고, 수직적 인코딩에 대하여,
Figure 112010030137188-pat00022
은 서로 다른 레이어에 속한다.
스트림을 안테나에 사상하는 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
스트림을 안테나에 사상하는 것은 프리코더(202)에 의해 수행된다. MIMO인코더(201)의 출력은
Figure 112010030137188-pat00023
프리코더,
Figure 112010030137188-pat00024
가 곱해진다. 프리코더의 출력은
Figure 112010030137188-pat00025
행렬, z로 표시된다. 스트림을 안테나에 사상하는 방법은 아래의 수학식 9와 같다.
Figure 112010030137188-pat00026
이때,
Figure 112010030137188-pat00027
는 전송 안테나의 개수를 나타내고, zj ,k 는 k 번째 부반송파 상에서 j번째 물리 안테나를 통해 전송되는 출력 심볼을 나타낸다.
하향링크의 경우, 기지국에서는 단말이 전송 받을 MIMO 모드에 따라 전송 스트림의 수 (M t )를 결정하고, 전송할 파일럿 패턴을 결정한다. 이때 전송할 스트림의 수가 1또는 2라면 다음의 수학식 10에 의해 파일럿 패턴 세트를 결정한다.
다중 상향링크 전송 안테나를 위한 사운딩 명령 정보 요소(Sounding command IE(Information Element))가 정의된다. 사운딩(sounding)이란 사용 가능한 주파수들의 전송 성능을 계속적으로 측정하면서 현재 사용하는 주파수가 나빠졌을 경우 좋은 품질의 주파수로 바꿔줌으로써 일정 수준의 통신 품질을 유지하게 하는 기능을 말한다. 사운딩 신호는 사운딩 기능을 수행하기 위해 단말이 기지국으로 전송하는 신호를 말한다.
우선, 각 전송 안테나의 사운딩 채널을 어디로 전송해야 하는지 분명하지 않다. 현재, FDM(Frequency Division Multiplexing)을 위한 단 하나의 유일한 오프셋과 CDM(Code Division Multiplexing)을 위한 하나의 유일한 순환 천이(cyclic shift)가 통지된다. 그러나, 사용자 기기에서 다중 안테나가 지원되는 경우, 다중 사운딩 채널을 통지할 필요가 있다. 따라서, 단말의 사운딩을 위한 전송 안테나의 개수가 N개일 때, 오프셋 또는 순환 천이 값에서 시작하는 N개의 연속적인 사운딩 채널 인덱스를 할당할 수 있다.
또한, 현재 단말은 실제 전송 안테나와 같은 개수의 사운딩 채널을 전송한다. 안테나 전력 불균형은 예를 들어, 핸드 그리핑(hand gripping) 또는 편파 안테나(polarized antenna)의 방향 등에 의해 안테나 전력 불균형은 발생할 수 있다. 따라서, 전송 안테나 사이에 전력 불균형 패턴은 매우 빨리 변하기 보다는 천천히 변화한다. 도 3은 안테나 전력 불균형의 영향을 도시한 그래프이다.
상기 도 3에서 볼 수 있듯이, 안테나 전력 불균형이 특정 문턱 값(threshold) 값보다 크면, 단일 안테나 전송이 두 개의 안테나(SFBC; Space-Frequency Block Code) 전송보다 성능이 좋다.
이와 같은 상황에서, 안테나 전력 불균형의 문제를 해소하기 위하여 사운딩 채널을 전송하는 안테나를 효율적으로 제어하는 방법이 요구된다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 다중 안테나를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 안테나 전력 불균형의 문제를 해소하기 위하여 사운딩 채널을 전송하는 안테나를 효율적으로 제어하는 사운딩 신호를 전송하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 양상에 따른 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 사운딩 신호(sounding signal)를 전송하는 방법은, 복수의 전송 안테나를 지원하는 단말이 기지국으로부터 적어도 하나의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보를 전송하는 수신하는 단계, 상기 수신된 상향링크 사운딩 전송 제어 정보를 이용하여 사운딩 신호를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 사운딩 전송 제어 정보는 사운딩 신호의 전송을 주기적으로 반복하기 위한 주기 정보와, 복수의 전송 안테나 중에서 상기 사운딩 신호를 전송할 안테나를 지정하는 안테나 지정 정보를 포함한다.
상기 단말이 2개의 전송 안테나를 지원하면, 상기 안테나 지정 정보는 상기 2개의 전송 안테나 중에서 어떤 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송할지 지정할 수 있다.
상기 단말이 4개의 전송 안테나를 지원하는 경우, 상기 안테나 지정 정보는 2개의 안테나를 포함하는 2개의 전송 안테나 그룹 중에서 어떤 안테나 그룹을 통해 상기 사운딩 신호를 전송할지 지정할 수 있다.
상기 복수의 전송 안테나 중에서, 상기 사운딩 신호를 전송하는 안테나를 유효 전송 안테나라고 할 때, 상기 단말이 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보를 수신한 경우, 상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보의 각각에 포함된 주기 정보가 나타내는 주기 중 가장 빠른 주기를 가진 상향링크 전송 제어 정보에서 지시하는 유효 전송 안테나의 개수가 상기 단말의 유효 전송 안테나의 개수로 설정될 수 있다.
상기 복수의 전송 안테나 중에서, 상기 사운딩 신호를 전송하는 안테나를 유효 전송 안테나라고 할 때, 상기 단말이 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보를 수신한 경우, 상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보의 각각에 포함된 주기 정보가 나타내는 주기가 동일한 경우, 상기 복수의 전송 안테나의 개수가 상기 단말의 유효 전송 안테나의 개수로 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 상향링크 사운딩 신호(sounding signal) 제어 정보를 전송하는 방법은, 복수의 전송 안테나를 지원하는 단말에 적어도 하나의 상향링크 사운딩 신호 제어 정보를 전송하는 단계와, 상기 단말로부터 상기 상향링크 사운딩 신호 제어 정보가 적용된 사운딩 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 상향링크 사운딩 신호 제어 정보는 사운딩 신호의 전송을 주기적으로 반복하기 위한 주기 정보와, 상기 복수의 전송 안테나 중에서 상기 사운딩 신호를 전송할 안테나를 지정하는 안테나 지정 정보를 포함한다.
상기 복수의 전송 안테나의 개수가 2개이면, 상기 안테나 지정 정보는 상기 2개의 전송 안테나 중에서 어떤 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송할지 지정할 수 있다.
상기 복수의 전송 안테나의 개수가 4개이면, 상기 안테나 지정 정보는 2개의 안테나를 포함하는 2개의 전송 안테나 그룹 중에서 어떤 안테나 그룹을 통해 상기 사운딩 신호를 전송할지 지정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른, 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 복수의 전송 안테나를 지원하는 단말은 기지국으로부터 적어도 하나의 상향링크 사운딩 신호 제어 정보를 수신하는 수신부, 상기 수신부와 전기적으로 연결되고, 상기 수신된 상향링크 사운딩 신호 제어 정보를 이용하여 사운딩 신호를 생성하는 처리부와, 상기 처리부에 전기적으로 연결되고, 상기 생성된 사운딩 신호를 전송하는 전송부를 포함하며, 상기 사운딩 신호 제어 정보는 사운딩 신호의 전송을 주기적으로 반복하기 위한 주기 정보와, 상기 복수의 전송 안테나 중에서 상기 사운딩 신호를 전송할 안테나를 지정하는 안테나 지정 정보를 포함한다.
상기 복수의 전송 안테나의 개수가 2개이면, 상기 안테나 지정 정보는 상기 2개의 전송 안테나 중에서 어떤 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송할지 지정할 수 있다.
상기 복수의 전송 안테나의 개수가 4개이면, 상기 안테나 지정 정보는 2개의 안테나를 포함하는 2개의 전송 안테나 그룹 중에서 어떤 안테나 그룹을 통해 상기 사운딩 신호를 전송할지 지정할 수 있다.
상기 복수의 전송 안테나 중에서, 상기 사운딩 신호를 전송하는 안테나를 유효 전송 안테나라고 할 때, 상기 단말이 복수의 상향링크 사운딩 신호 제어 정보를 수신한 경우, 상기 복수의 상향링크 사운딩 신호 제어 정보의 각각에 포함된 주기 정보가 나타내는 주기 중 가장 빠른 주기를 가진 상향링크 전송 제어 정보에서 지시하는 유효 전송 안테나의 개수가 상기 단말의 유효 전송 안테나의 개수로 설정될 수 있다.
상기 복수의 전송 안테나 중에서, 상기 사운딩 신호를 전송하는 안테나를 유효 전송 안테나라고 할 때, 상기 단말이 복수의 상향링크 사운딩 신호 제어 정보를 수신한 경우, 상기 복수의 상향링크 사운딩 신호 제어 정보의 각각에 포함된 주기 정보가 나타내는 주기가 동일한 경우, 상기 복수의 전송 안테나의 개수가 상기 단말의 유효 전송 안테나의 개수로 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른, 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 기지국은 복수의 전송 안테나를 지원하는 단말에 적어도 하나의 상향링크 사운딩 신호 제어 정보를 생성하는 처리부와, 상기 처리부에 전기적으로 연결되고, 상기 생성된 적어도 하나의 상향링크 사운딩 신호 제어 정보를 전송하는 전송부와, 상기 처리부에 전기적으로 연결되고, 상기 단말로부터 상기 상향링크 사운딩 신호 제어 정보가 적용된 사운딩 신호를 수신하는 수신부를 포함하고, 상기 사운딩 신호 제어 정보는 사운딩 신호의 전송을 주기적으로 반복하기 위한 주기 정보와, 복수의 전송 안테나 중에서 상기 사운딩 신호를 전송할 안테나를 지정하는 안테나 지정 정보를 포함한다.
상기 복수의 안테나의 개수가 2개이면, 상기 사운딩 신호 전송 안테나 지정 정보는 상기 2개의 전송 안테나 중에서 어떤 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송할지 지정할 수 있다.
상기 복수의 안테나의 개수가 4개이면, 상기 사운딩 신호 전송 안테나 지정 정보는 2개의 안테나를 포함하는 2개의 전송 안테나 그룹 중에서 어떤 안테나 그룹을 통해 상기 사운딩 신호를 전송할지 지정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 사운딩 신호를 전송할 안테나를 선택하고, 선택된 안테나 중 사운딩 신호만을 전송할 안테나를 턴-온(turn-on)함으로써, 안테나 전력 불균형의 문제를 해결하고, 단말의 전력 소비를 줄일 수 있다.
본 발명에서 얻은 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.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 일반적인 다중 안테나 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 전송단에서의 MIMO의 구조(architecture)를 도시한 도면이다.
도 3은 안테나 전력 불균형의 영향을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 사운딩 수행방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 기지국과 사용자 기기에 적용 가능하고 본 발명을 수행할 수 있는 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802. 16m 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른, 사운딩 할당과 사운딩 할당 통지 방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 상향링크 자원 할당에 사용되는 상향링크 할당 제어 정보 요소에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에서, 상향링크 할당 제어 정보는 요소는 상향링크 할당 A-MAP IE(Advanced-Map Information Element)로 명명될 수 있다.
다음의 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 상향링크 할당 A-MAP IE의 구조를 나타낸 표이다.
Syntax Size in bits Description/Notes
if (PMI Indicator
== 0b1){
if(NEF t == 2){
PMI 3 Precoding Matrix Index for NEF t = 2
} else if(NEF t == 4){
PMI 6 Precoding Matrix Index for NEF t = 4
}
}
상기 표 1에서 NEFt는 상향링크 사운딩 명령 A-MAP IE로부터 구한 유효 전송 안테나의 개수를 나타낸다. 유효 전송 안테나란 단말에 지원하는 전체 안테나 중에서 전송에 사용되는 안테나를 의미한다. 만약, 단말이 지원하는 전체 안테나가 4개인데, 그 중에 2개가 전송에 사용된다면 유효 전송 안테나의 개수는 2개가 된다.
만약, 상향링크 사운딩 명령 A-MAP IE가 없는 경우에는, NEFt는 전송 안테나의 개수 (Nt)로 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 사운딩 수행방법을 설명하는 순서도이다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 단말은 기지국으로부터 사운딩 전송을 반복하기 위한 주기 정보와, 다중 안테나 인덱스(Multi-Antennal Index; MAI) 및 안테나 스위칭 정보를 포함하는 상향링크 사운딩 명령 A-MAP IE를 수신한다(S400).
다음의 표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 사운딩 명령 A-MAP IE의 구성을 나타낸 표이다.
Syntax Size (bits) Notes
UL Sounding Command IE format () {
A-MAP IE Type 4
Sounding subframe 3 Indicates the sounding subframe
Sounding subband bitmap Variable
[max. 12]		 [TBD] FFT size dependant TBD
If (Multiplexing type == 0) {
Decimation offset (SCI) [4] or [5] Unique decimation offset
} else {
Cyclic time shift (SCI) [4] or [5] Unique cyclic shift
}
Periodicity (n) 3 0b000 = Single command, not periodic, or terminate the periodicy. Otherwise, repeat sounding once per 2(n-1) frames, where n is decimal value of the periodicity field
Multi-Antenna Index (MAI) 2 If the number of transmit antennas, Nt, is one, then this field shall be ignored, and the MS transmits sounding signals via sounding channel indicated by SCI.
If the number of transmit antennas, Nt, is two, then this field indicates which transmit antennas to transmit sounding channel and the number of antennas in group (NAG) equals to 1.
If i-th MSB bit of this field is '1', then the MS transmits sounding signals of i-th transmit antennas.
If i-th MSB bit of this field is '0', then the MS does not transmit sounding signals of i-th transmit antennas.
If the number of transmit antennas, Nt, is four, then this fields indicates which transmit antenna groups to transmit sounding channel and the number of antennas in group (NAG) equals to 2.
If i-th MSB bit of this field is '1', then the MS transmits sounding signals of i-th group of transmit antennas which are NAG·i and NAG·i +1.
If i-th MSB bit of this field is '0', then the MS does not transmit sounding signals of i-th group of transmit antennas.
Antenna Switching 1 0b0: Antenna switching
AMS transmits sounding signals via sounding channels indicated by SCI.
0b1: No antenna switching
AMS transmits sounding signals via sounding channels indicated by SCI to SCI+ NSA-1.
Padding [TBD] Padding to reach byte boundary
MCRC 16 16 bit CRC masked by Station ID
}
상기 표 2는 단말에게 사운딩 전송을 요청하기 위하여 기지국에 의해 사용되는 상향링크 사운딩 명령 A-MAP IE의 필드를 상세하게 설명하고 있다.
상기 표 2에서, SCI는 유일한 데시메이션 오프셋(decimation offset) 또는 순환 시간 천이를 나타낸다.
사운딩 서브프레임의 십진 등가 값(decimal equivalent)은 사운딩 심볼과 함께 상향링크 서브프레임을 통지한다. 사운딩 서브밴드 비트맵 필드(subband bitmap field)는 사운딩 할당에서 사용되는 사운딩 서브밴드를 통지하기 위해 사용된다. 상기 목적을 위해, Nused개의 연속된 부반송파들이 사운딩 서브밴드로 분할되고, 각 사운딩 서브밴드는, N1*Nsc 개의 인접한 부반송파를 갖는다. 이때, Nsc =18을 만족한다. 0과 동일한 다중환 형식에 대해, 사운딩 할당 내에서 K번째 전송 안테나의 첫 번째 부반송파 인덱스는 g=F(d, k, 프레임 인덱스)로부터 결정되고, F()는 함수를 나타낸다.
또한, 3비트(bit) 크기의 주기(periodicity) 비트는 사운딩 전송을 주기적으로 반복하도록 단말에게 통지하기 위하여 사용된다. 주기 비트를 0b000으로 설정하면, 이는 단일 사운딩 명령을 통지하거나, 또는 주기적 사운딩을 종료시킨다.
MAI는 사운딩을 위해 선택된 안테나 또는 안테나 그룹을 나타낸다.
또한, NAG(Number of Antennas in Group)는 안테나 그룹 내에서의 안테나의 개수를 나타낸다. 따라서, 만약, Nt가 1 또는 2이면, NAG는 1이고, Nt가 4이면, NAG는 2이다.
NSA는 사운딩 안테나의 개수로서, NAG에 M을 곱한 값과 같다. 이때, M은 MAI(Multiple Antenna Index) 인덱스에서 1의 개수에 해당한다.
이하, MAI 필드에 대해서 상세하게 설명하기로 한다. 전송 안테나의 개수인 Nt가 1이면, MAI 필드는 무시되고, 단말은 SCI에 의해 통지된 사운딩 채널을 통해 사운딩 신호를 전송한다.
만약, 전송 안테나의 Nt가 2개이면, MAI 필드는 사운딩 채널을 전송할 전송 안테나를 통지하고, NAG는 1에 해당한다.
만약, MAI 필드에서 i번째 최상위 비트가 1이면, 단말은 i번째 전송 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송한다.
만약, MAI 필드에서 i번째 최상위 비트가 0이면, 단말은 i번째 전송 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송하지 않는다.
또한, 전송 안테나의 개수 Nt가 4개이면, MAI 필드는 사운딩 채널을 전송할 전송 안테나 그룹을 통지하고, NAG는 2에 해당한다.
만약, MAI 필드에서 i번째 최상위 비트가 1이면, 단말은 NAG·i와 NAG·i+1번째의 안테나로 구성된 i번째 안테나 그룹을 통해 사운딩 신호를 전송한다.
만약 MAI 필드에서 i번째 최상위 비트가 0이면, 단말은 i번째 전송 안테나 그룹을 통해 사운딩 신호를 전송하지 않는다.
안테나 스위칭 플래그(Antenna Switching Flag)가 0이면, 단말은 안테나 스위칭을 수행하고, 안테나 스위칭 플래그가 1이면, 단말은 모든 전송 안테나를 통해 사운딩을 수행한다.
유효 전송 안테나 개수 (NEFt)는 NSA로 설정된다. 복수의 상향링크 사운딩 명령 A-MAP IE는 단말에 전송되는. NEFt는 더 짧은 주기로 보고되는 NSA가 NEFt로 설정된다. 만약, 복수의 상향링크 사운딩 명령 A-MAP IE의 주기의 주기 비트 값이 동일하다면, NEFt는 단말의 전송 안테나의 개수 (Nt)로 설정한다.
복수의 단말과 단말 별 복수의 안테나의 상향링크 사운딩 채널은 데시메이션 분리(decimation separation) 또는 순환 천이 분리(cyclic shift separation)에 의해 다중화될 수 있다. 또한, 사운딩을 위한 복수의 상향링크 서브프레임의 경우에, 서로 다른 단말에 서로 다른 서브프레임을 할당 함으로써 시 분할 분리(time division separation)가 적용될 수 있다. 주파수 데시메이션 분리를 위해, 각 단말은 서로 다른 주파수 오프셋을 가진 사운딩 할당 세트로부터 데시메이션된 부반송파를 사용할 수 있다.
안테나의 선택이 가능한 단말에 대해, 기지국은 단말이 선택된 물리 전송 안테나에 대한 사운딩 파형(waveform)을 전송하도록 명령할 수 있다.
안테나 스위칭이 가능한 단말과 멀티 안테나 단말에 대해, 기지국은 사운딩 전송을 위해 상기 단말이 물리 전송 안테나를 스위칭하도록 명령할 수 있다. 안테나 스위칭과 함께 사운딩을 위해, 단말은 t = j x 2(n-1) + i 의 프레임 상에서 i번째 안테나(안테나는 0, 1,..., NSA t -1개가 존재함) 를 통해 사운딩 신호를 전송할 수 있다. 이때, t=0는 상향링크 사운딩 A-MAP IE가 수신되는 프레임에 대응한다. n은 상향링크 사운딩 명령 A-MAP IE에서의 주기에 해당하고, j는 러닝 인덱스(running index)(j = 0, 1, 2, ...for n ≠0 and j = 0 for n = 0)에 해당한다.
안테나 스위칭과 주기적인 사운딩 할당(n ≠0 )을 위해, 할당된 주기 2(n-1)는 사운딩 안테나의 개수인 NSA보다 크거나 같을 수 있다.
상기와 같이 구성된 상향링크 사운딩 명령 A-MAP IE를 수신한 단말은 상기 정보를 이용하여 사운딩 신호를 전송할 안테나를 선택한다(S401). 그리고, 단말은 상기 선택된 안테나를 이용하여 사운딩 신호를 전송한다(S402).
상기와 같이, 사운딩 신호를 전송할 안테나를 선택하고, 선택된 안테나 중 사운딩 신호만을 전송할 안테나를 턴-온(turn-on)함으로써, 안테나 전력 불균형의 문제를 해결하고, 단말의 전력 소비를 줄일 수 있다.
도 5는 기지국과 사용자 기기에 적용 가능하고 상기에서 설명한 방법을 수행할 수 있는 디바이스의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는 처리 유닛(101), 메모리 유닛(102), RF(Radio Frequency) 유닛(103), 디스플레이 유닛(104)과 사용자 인터페이스 유닛(105)을 포함한다. 물리 인터페이스 프로토콜의 계층은 상기 처리 유닛(101)에서 수행된다. 상기 처리 유닛(101)은 제어 플레인(plane)과 사용자 플레인(plane)을 제공한다. 각 계층의 기능은 처리 유닛(101)에서 수행될 수 있다. 상기 처리 유닛(101)은 상기에서 설명한 본 발명의 실시예를 수행할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 처리 유닛(101)은 사용자 기기 위치 결정용 서브프레임을 생성하거나 상기 서브프레임을 수신하여 사용자 기기의 위치를 결정하는 기능을 수행할 수 있다. 메모리 유닛(102)은 처리 유닛(101)과 전기적으로 연결되어 있고, 오퍼레이팅 시스템(operating system), 응용 프로그램(application) 및 일반 파일을 저장하고 있다. 만약 상기 디바이스(100)가 사용자 기기라면, 디스플레이 유닛(104)은 다양한 정보를 표시할 수 있으며, 공지의 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode)등을 이용하여 구현될 수 있다. 사용자 인터페이스 유닛(105)은 키패드, 터치 스크린 등과 같은 공지의 사용자 인터페이스와 결합하여 구성될 수 있다. RF 유닛(103)은 처리 유닛(101)과 전기적으로 연결되어 있고, 무선 신호를 전송하거나 수신한다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에서 사용자 기기(User Equipment; UE)는 이동 단말(MS: Mobile Station), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 또는 단말(Mobile Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.
한편, 본 발명의 UE로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 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. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.
본 발명은 무선 이동 통신 시스템의 단말기, 기지국, 또는 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 사운딩 신호(sounding signal)를 전송하는 방법은,
    복수의 전송 안테나를 지원하는 단말이 기지국으로부터 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소를 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 중 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소에 기초하여 상기 사운딩 신호를 전송하는 단계;를 포함하되,
    상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 각각은 순환 주기 정보 및 안테나 지정 정보를 포함하고,
    상기 순환 주기 정보는 상기 사운딩 신호의 전송 주기를 지시하고,
    상기 안테나 지정 정보는 상기 단말의 복수의 전송 안테나 중에서 상기 사운딩 신호를 전송할 적어도 하나 이상의 안테나를 지시하되,
    상기 사운딩 신호를 전송하는 안테나 수는 상기 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소의 안테나 지정 정보에 의해 지시되고,
    상기 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소는 상기 순환 주기 정보에 기초하여 상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 중 상기 사운딩 신호의 전송 주기가 가장 짧은 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보로 설정되는, 사운딩 신호 전송 방법.

  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 2개의 전송 안테나를 지원하면, 상기 안테나 지정 정보는 상기 2개의 전송 안테나 중에서 어떤 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송할지 지정하는,
    사운딩 신호 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 4개의 전송 안테나를 지원하는 경우, 상기 안테나 지정 정보는 2개의 안테나를 포함하는 2개의 전송 안테나 그룹 중에서 어떤 안테나 그룹을 통해 상기 사운딩 신호를 전송할지 지정하는,
    사운딩 신호 전송 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 각각의 순환 주기 정보가 동일한 경우, 상기 지정된 적어도 하나의 전송 안테나는 상기 단말의 복수의 전송 안테나에 대응하는,
    사운딩 신호 전송 방법.
  6. 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 상향링크 사운딩 신호(sounding signal) 제어 정보를 전송하는 방법은,
    복수의 전송 안테나를 지원하는 단말에 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소를 전송하는 단계,
    상기 단말로부터 상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 중 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소에 기초하여 상기 사운딩 신호를 수신하는 단계;를 포함하되,
    상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 각각은 순환 주기 정보 및 안테나 지정 정보를 포함하고,
    상기 순환 주기 정보는 상기 사운딩 신호의 전송 주기를 지시하고,
    상기 안테나 지정 정보는 상기 단말의 복수의 전송 안테나 중에서 상기 사운딩 신호를 전송할 적어도 하나 이상의 안테나를 지시하되,
    상기 사운딩 신호를 전송하는 안테나 수는 상기 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소의 안테나 지정 정보에 의해 지시되고,
    상기 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소는 상기 순환 주기 정보에 기초하여 상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 중 상기 사운딩 신호의 전송 주기가 가장 짧은 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보로 설정되는, 사운딩 신호 제어 정보 전송 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 전송 안테나의 개수가 2개이면, 상기 안테나 지정 정보는 상기 2개의 전송 안테나 중에서 어떤 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송할지 지정하는,
    사운딩 신호 제어 정보 전송 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 전송 안테나의 개수가 4개이면, 상기 안테나 지정 정보는 2개의 안테나를 포함하는 2개의 전송 안테나 그룹 중에서 어떤 안테나 그룹을 통해 상기 사운딩 신호를 전송할지 지정하는,
    사운딩 신호 제어 정보 전송 방법.
  9. 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 지원하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 복수의 전송 안테나를 지원하는 단말은
    신호를 송수신하는 RF 유닛; 및
    상기 RF 유닛을 제어하는 프로세서;를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 RF 유닛을 이용하여 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소를 수신하고,
    상기 RF 유닛을 이용하여 상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 중 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소에 기초하여 사운딩 신호를 전송하되,
    상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 각각은 순환 주기 정보 및 안테나 지정 정보를 포함하고,
    상기 순환 주기 정보는 상기 사운딩 신호의 전송 주기를 지시하고,
    상기 안테나 지정 정보는 상기 단말의 복수의 전송 안테나 중에서 상기 사운딩 신호를 전송할 적어도 하나 이상의 안테나를 지시하되,
    상기 사운딩 신호를 전송하는 안테나 수는 상기 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소의 안테나 지정 정보에 의해 지시되고,
    상기 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소는 상기 순환 주기 정보에 기초하여 상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 중 상기 사운딩 신호의 전송 주기가 가장 짧은 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보로 설정되는, 단말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 전송 안테나의 개수가 2개이면, 상기 안테나 지정 정보는 상기 2개의 전송 안테나 중에서 어떤 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송할지 지정하는,
    단말.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 전송 안테나의 개수가 4개이면, 상기 안테나 지정 정보는 2개의 안테나를 포함하는 2개의 전송 안테나 그룹 중에서 어떤 안테나 그룹을 통해 상기 사운딩 신호를 전송할지 지정하는,
    단말.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 각각의 순환 주기 정보가 동일한 경우, 상기 지정된 적어도 하나의 전송 안테나는 상기 단말의 복수의 전송 안테나에 대응하는,
    단말.
  14. 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output; MIMO)를 지원하는 무선 이동 통신 시스템의 기지국은,
    신호를 송수신하는 RF 유닛; 및
    상기 RF 유닛을 제어하는 프로세서;를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 RF 유닛을 이용하여 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소를 전송하고,
    상기 RF 유닛을 이용하여 상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 중 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소에 기초하여 사운딩 신호를 수신하되,
    상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 각각은 순환 주기 정보 및 안테나 지정 정보를 포함하고,
    상기 순환 주기 정보는 상기 사운딩 신호의 전송 주기를 지시하고,
    상기 안테나 지정 정보는 단말의 복수의 전송 안테나 중에서 상기 사운딩 신호를 전송할 적어도 하나 이상의 안테나를 지시하되,
    상기 사운딩 신호를 전송하는 안테나 수는 상기 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소의 안테나 지정 정보에 의해 지시되고,
    상기 제 1 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보 요소는 상기 순환 주기 정보에 기초하여 상기 복수의 상향링크 사운딩 전송 제어 정보 요소 중 상기 사운딩 신호의 전송 주기가 가장 짧은 상향 링크 사운딩 전송 제어 정보로 설정되는, 기지국.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 안테나의 개수가 2개이면, 상기 안테나 지정 정보는 상기 2개의 전송 안테나 중에서 어떤 안테나를 통해 사운딩 신호를 전송할지 지정하는,
    기지국.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 안테나의 개수가 4개이면, 상기 안테나 지정 정보는 2개의 안테나를 포함하는 2개의 전송 안테나 그룹 중에서 어떤 안테나 그룹을 통해 상기 사운딩 신호를 전송할지 지정하는,
    기지국.
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