KR20080101269A

KR20080101269A - 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080101269A
Application number: KR1020070047802A
Authority: KR
Inventors: 이정자; 예상국
Original assignee: 포스데이타 주식회사
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2008-11-21
Also published as: KR100905279B1

Abstract

협력(Collaborative) 다중입출력(MIMO; Multiple Input Multiple Output)을 위한 데이터 전송 방법이 개시된다. 이를 위하여, 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법으로서, 단말기들과 능력을 서로 교환하는 단계와, 상기 단말기들을 등록하는 단계와, 상기 등록된 단말기들 중에서 협력 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 위한 자원을 할당할 단말기들을 선택하고, 상기 선택된 단말기들에 할당될 상기 자원을 결정하는 단계와, 하향링크 송신 동안에 상향링크 맵을 상기 선택된 단말기들에 전송하는 단계를 포함하고, 상기 자원을 결정하는 단계는, 상기 서로 교환된 기본 능력을 참조하여 협력 MIMO가 가능한 단말기들을 탐색하는 단계와, 상기 탐색된 단말기들의 레인징(ranging) 채널간 상관도, 상기 단말기들의 상향링크 사운딩 채널간 상관도, 및 상기 단말기들의 파일럿들간 상관도 중 적어도 하나의 상관도를 토대로 현재 상태에서 협력 MIMO가 적용가능한지를 판단하는 단계와, 상기 판단결과 상기 협력 MIMO를 적용 가능하면 상기 단말기들의 정보를 토대로 상기 선택된 단말기들을 그룹화하는 단계와, 상기 그룹화된 단말기들에 상기 자원을 할당하는 단계를 포함함으로써, 최대한의 시스템 성능을 얻을 수 있고, 한정된 자원을 최대로 활용할 수 있도록 한다.

Description

협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법 및 장치{Data Transmission Method and Apparatus for Collaborative MIMO}

도 1은 일반적인 SISO 시스템 및 MIMO 시스템의 개요를 설명하는 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 MIMO 시스템의 개요를 설명하는 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 MIMO를 위한 기지국을 나타내는 구성도.

도 4는 도 3의 스케줄러를 나타내는 구성도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 MIMO를 위한 데이터 전송 방법을 설명하는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 협력 MIMO를 위한 스케줄링을 나타내는 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 기지국

110: 인터페이스 120: 대역신호 처리부

130: 송신부 140: 안테나

150: 스케줄러 160: 수신부

151: 협력 다중입출력 선택부 152: 협력 다중입출력 판단부

153: 협력 다중입출력 결정부 154: 자원 할당부

155: 상관 연산부 156: 파라미터 획득부

본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 협력(Collaborative) 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 대용량의 데이터를 무선채널을 이용하여 고속으로 전송해야 하는 필요성이 급격히 증대되면서, 이동 환경에서 휴대 인터넷 서비스를 지원하기 위한 무선/고속 데이터 전송 시스템이 활발하게 연구되고 있다. 이러한 이동환경에서 고속 휴대 인터넷 서비스를 지원하기 위해서 다중입출력(MIMO; (Multiple Input Multiple Output) 시스템이 대두되고 있다.

도 1은 일반적인 SISO 시스템 및 MIMO 시스템의 개요를 설명하는 도면이다.

도 1(a)에 도시된 바와 같이, SISO(Single Input Single Output) 시스템은 수신측과 송신측에서 각각 1개의 안테나(Base_Ant 또는 Terminal_Ant)를 사용하는 기술로서, 예컨대 하나의 안테나(Base_Ant)를 구비한 기지국과 하나의 안테나(Terminal_Ant)를 구비한 단말기 사이에 형성된 하나의 채널(H)을 통해 신호를 송수신한다.

MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템은 기지국과 단말기의 안테나 를 복수 개로 늘려 데이터를 여러 경로로 전송하는 기술로서, 수신단에서 각각의 경로로 수신된 신호를 검출해 간섭을 줄이고, 송신단에서 시공간 다이버시티 및 공간 다중화를 통해 전송 효율성을 높일 수 있다. 예컨대, 도 1(b)는 그 중 2개의 안테나(Base_Ant0, Base_Ant1)를 구비한 기지국과 2개의 안테나(Terminal_Ant0, Terminal_Ant1)를 구비한 단말기를 이용하는 2×2 MIMO 시스템을 예시한 것으로, 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 기지국의 제1 및 제2 안테나(Base_Ant0, Base_Ant1)와 단말기의 제1 및 제2 안테나(Terminal_Ant0, Terminal_Ant1) 사이에는 4개의 채널, 즉 제1 채널(H00), 제2 채널(H01), 제3 채널(H10) 및 제4 채널(H11)이 형성된다.

이때, 상술한 SISO 시스템의 경우, 언덕, 계곡, 철탑 등과 같은 전파 경로상 장애로 인하여 다중 경로 현상이 나타나 페이딩으로 인한 문제가 발생하고, 무선 인터넷등과 같은 디지털 통신에서는 데이터 속도의 저하 및 오류 증가의 원인이 된다.

이 경우, 도 1(b)와 MIMO 시스템은 복수의 송수신 안테나를 포함함으로써 보다 높은 데이터 전송률을 가지므로, 송수신 기간에 무선 링크의 용량이 SISO 시스템에 비하여 향상된다는 점에서 유리하다. 또한, 다중 경로가 풍부한 환경에서는 다수의 직교 채널들이 송수신기 간에 생성될 수 있어, 단일 사용자에 대한 데이터는 동시에 동일한 대역폭을 사용하여 직교 채널들을 통하여 병렬적으로 대기를 통해 송신될 수 있으므로, SISO 시스템보다 높은 스펙트럼 효율이 달성된다. 또한, MIMO 시스템은 안테나의 수에 따라 그 성능이 좌우된다. 예컨대, MIMO 시스템에서 4개의 안테나를 구비하는 기지국과 2개의 안테나를 구비하는 단말기가 통신할 경우, MIMO 시스템은 4개의 안테나를 구비하는 기지국에 의해 MIMO 시스템의 성능이 좌우되는 것이 아니라 2개의 안테나를 구비하는 단말기에 의해 상기 MIMO 시스템의 성능이 좌우된다.

이처럼, MIMO 시스템은 적은 수의 안테나에 그 성능이 결정되는데, 단말기에 장착할 수 있는 안테나 개수는 한계가 있으므로 데이터의 전송률을 높이는 데에는 한계가 있다. 따라서, 이에 대한 대안으로 요구되는 기술이 협력(Collaborative) MIMO 시스템이다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 SISO(Single Input Single Output)와 MIMO(Multiple Input Multiple Output)가 혼재된 환경하에서 협력(Collaborative) MIMO를 위한 데이터 전송 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 협력 MIMO의 적용여부를 결정하는 기준을 정의하여 최대한의 시스템 성능을 얻을 수 있도록 하는 협력 MIMO를 위한 데이터 전송 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 협력 MIMO 적용 대상 단말기들을 그룹화하는 기준을 정의하고, 그 그룹화된 단말기에 대한 자원 할당 기준을 정의하여 한정된 자원을 최대로 활용할 수 있도록 하는 협력(Collaborative) MIMO를 위한 데이터 전송 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법은, (a) 복수의 안테나를 사용하는 기지국이 데이터를 송수신할 단말기들을 등록하는 단계; (b) 상기 등록된 단말기들 중에서 협력 MIMO를 적용 가능한 단말기를 선택하는 단계; 및 (c) 상기 선택된 단말기들 중에서 협력 MIMO를 적용할 단말기를 결정하고, 상기 결정된 단말기들에 자원을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 형태에 따른 복수의 안테나를 사용하는 기지국과 단말기간 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 장치는, 상기 단말기와 서로 교환된 기본 능력을 참조하여 협력 MIMO가 가능한 단말기들을 탐색하는 협력 다중입출력 탐색부; 상기 탐색된 단말기들의 레인징(ranging) 채널간 상관도, 상기 단말기들의 상향링크 사운딩 채널간 상관도, 및 상기 단말기들의 파일럿들간 상관도 중 적어도 하나의 상관도를 토대로 협력 MIMO가 적용 가능한 단말기인지를 판단하는 협력 다중입출력 판단부; 협력 MIMO를 적용하기로 판단된 단말기들의 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보를 이용하여 상기 단말기들을 그룹화하는 협력 다중입출력 결정부; 및 상기 그룹화된 단말기들에 협력 MIMO를 위한 자원을 할당하는 자원할당부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 MIMO 시스템의 개요를 나타낸 도면이다.

협력 MIMO 시스템은, 복수 개의 안테나를 구비한 기지국과 단일 안테나를 각각 구비한 복수 개의 단말기 사이에 형성된 복수 개의 채널을 통해 MIMO 전송을 수행한다. 도 2는 그 중 2개의 안테나(Base_Ant0, Base_Ant1)를 구비한 기지국과 단일 안테나(1th Terminal_Ant)를 구비한 제1 단말기 및 단일 안테나(2th Terminal_Ant)를 구비한 제2 단말기를 이용하는 2×2 협력 MIMO 시스템을 예시한 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 기지국의 제1 및 제2 안테나(Base_Ant0, Base_Ant1)와 제1 단말기의 안테나(1th Terminal_Ant) 및 제2 단말기의 안테나(2th Terminal_Ant) 사이에는 4개의 채널, 즉 제1 채널(H00), 제2 채널(H01), 제3 채널(H10) 및 제4 채널(H11)이 형성된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 MIMO를 위한 기지국을 나타내는 구성도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 기지국(100)은 인터페이스(110)와, 대역신호 처리부(120)와, 송신부(130)와, 수신부(160)와, 스케줄러(150)와, 안테나(140)를 포함한다. 이러한 기지국(100)은 TDD를 지원하기 위한 것으로 수신경로와 송신경로로 구분될 수 있다.

수신경로에서, 수신부(160)는 안테나(140)를 통하여 단말기들(200)이 전송하 는 하나 이상의 무선 신호들을 수신하여 기저대역 신호로 변환한다. 예컨대, 수신부(160)는 기지국(100)의 데이터 수신을 위하여 상술한 신호로부터 잡음을 제거하고 상술한 신호를 증폭하며, 이 증폭된 신호를 기저대역 신호로 다운 컨버팅하고, 다운 컨버팅된 이 기저대역 신호를 디지털화한다. 대역신호 처리부(120)는 상기 디지털화된 신호에서 정보 또는 데이터 비트를 추출하며, 이러한 대역신호 처리는 통상적으로 복조, 디코딩, 및 에러정정 과정들을 포함한다. 이렇게 수신된 정보는 인터페이스(110)를 경유하여 무선 네트워크로 전달되거나 기지국(100)에 의하여 서비스되는 다른 단말기들로 송신된다.

송신경로에서, 인터페이스(110)는 제어국 또는 무선 네트워크로부터 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 수신하고, 대역신호 처리부(120)는 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 부호화한 후 송신부(130)로 출력한다. 송신부(130)는 상기 부호화된 음성, 데이터 또는 제어 정보를 원하는 송신 주파수 또는 주파수들을 갖는 반송파 신호로 변조하고, 이 변조된 반송파 신호를 송신에 적절한 레벨로 증폭하여 안테나(140)를 통해 공중으로 전파한다.

한편, 스케줄러(150)는 상기 수신경로와 송신경로의 동작 및 각 구성요소들을 제어하는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 MIMO 시스템을 위한 그 구성은 도 4와 같다.

도 4는 도 3의 스케줄러를 나타내는 구성도로서, 협력 다중입출력 탐색부(151)와, 협력 다중입출력 판단부(152)와, 협력 다중입출력 결정부(153)와, 자원 할당부(154), 상관 연산부(155), 파라미터 획득부(156)를 포함한다.

협력 다중입출력 탐색부(151)는, 단말기들(200)로부터 제공되는 물리적 파라미터 정보(Physical Parameters), 대역 할당(Bandwidth Allocation) 정보 등의 기본 능력(basic capacity)을 참조하여 SISO와 MIMO가 혼재된 시스템 환경에서 협력 MIMO가 가능한 단말기들(200)을 탐색한다상관 연산부(155)는 협력 다중입출력 탐색부(151)에서 탐색된 단말기들(200) 사이의 레인징 채널, 상향링크 사운딩 채널, 및 파일럿들 간의 상관 중 적어도 하나의 상관을 계산한다.

예컨대, 레인징 채널을 이용하는 경우, 단말기들(200)로부터 전송된 상향링크 프레임을 주파수 영역으로 변환하고, 이렇게 변환된 N개의 복소 좌표 신호에서 레인징 채널이 사용하는 M개의 레인징 슬롯을 추출할 수 있다. 이때, 각 레인징 슬롯에는 단말기들(200)를 식별할 수 있는 코드(예컨대, 이진 코드)가 포함되므로, 각 코드를 디코딩한 후 해당 코드에 할당된 레인징 슬롯들에 대해 상관 연산부(155)에서 서로 상관도를 구한다.

또한, 상향링크 사운딩 채널을 이용하는 경우, 기지국(100)이 하향링크 프레임에 사운딩 채널을 위한 영역을 할당하고, 그 할당정보를 상향링크 맵에 실어서 하향링크 전송 동안에 단말기들(200)로 전송하면, 단말기들(200)은 자신의 CID를 포함시켜 상향링크 전송 동안에 응답한다. 그런 다음, 기지국(100)이 단말기들(200)로부터 수신된 프레임을 주파수 영역으로 변환하고, 이렇게 변환된 N개의 복소 좌표 신호에서 사운딩 채널이 사용하는 M개의 부반송파 그룹의 복소 좌표신호와 다른 단말기들의 M개의 부반송파 그룹의 복소 신호들 간에 상관 연산부(155)에서 상관도를 구한다.

협력 다중입출력 판단부(152)는, 상관 연산부(155)의 상관 결과를 토대로 현재 상태에서 기지국(100)이 상기 단말기들(200)에 대해 협력 MIMO를 적용할지 여부를 판단한다. 예컨대, 상관도가 낮을수록 협력 MIMO를 적용하는데 효율적이므로 특정 임계치를 설정하고, 상관도가 특정 임계치 이하이면 기지국(100)이 상기 단말기들(200)에 협력 MIMO를 적용하도록 하고, 특정 임계치보다 크면 상기 단말기들(200)에 협력 MIMO 환경을 적용하지 않는 것으로 판단하고, 다른 협력 가능한 단말기들을 탐색한다.

파라미터 획득부(156)는 협력 다중입출력 판단부(152)에서 판단된 협력 MIMO 환경을 적용하는 단말기들(200)에 대한 정보를 획득한다. 단말기들(200)의 정보로는, 단말기들(200)의 위치정보, 단말기들(200) 간의 상관도, 단말기들(200)의 CQI 채널을 통한 CINR 정보, 단말기들(200)의 MCS 레벨 정보, 단말기들(200)의 전력 할당비 정보, 단말기들(200)의 움직이는 속도 등과 같은 파라미터 또는 이 파라미터들의 조합을 그 예로 들 수 있다. 예컨대 단말기들(200)의 위치정보는 기지국과 단말기 사이에서 초기 통신 설정 시에 송수신 전력의 경로 손실(path loss)을 통해 얻을 수 있고, 단말기들(200)의 상관도는 단말기들(200) 각각의 파일럿 신호에 대한 상관을 통해 얻을 수 있다.

협력 다중입출력 결정부(153)는, 파라미터 획득부(156)에서 획득된 파라미터 또는 이들의 조합을 이용하여 단말기들(200)을 그룹화한다. 예컨대, 단말기들(200)의 위치정보를 이용하여 그룹화하는 경우 가장 위치가 가까운 단말기들을 그룹화하고, 단말기들(200)의 상관도를 이용하여 그룹화하는 경우 단말기들(200)의 상관도 가 낮은 단말기들을 그룹화하고, 단말기들(200)의 CINR 정보를 이용하여 그룹화하는 경우 단말기들(200)의 CQI 채널을 통해 간섭이 적고 신호 상태가 좋은, 즉 CINR이 높은 단말기들을 그룹화하고, 단말기들(200)의 MCS 레벨을 이용하여 그룹화하는 경우 단말기들(200)의 MCS 레벨이(예컨대, 16QAM 1/2) 동일하거나 레벨차이가 적은 단말기들을 그룹화하며, 단말기들(200)의 전력할당비를 이용하여 그룹화하는 경우 단말기들(200)의 전력할당비가 일정범위 내에 속하는 단말기들을 그룹화하는 것이 바람직하다.

자원 할당부(154)는, 협력 다중입출력 결정부(153)에서 그룹화된 단말기들(200)을 기초로 자원을 할당한다. 이는 셀 내의 단말기들(200)의 위치를 토대로 데이터를 할당할 수도 있고, 단말기들(200)의 채널 품질을 토대로 데이터를 할당할 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6을 참조로 후술하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 MIMO를 위한 데이터 전송 방법을 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 MIMO를 위한 데이터 전송 방법을 설명하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 협력 MIMO를 위한 데이터 송수신 방법은, 기지국(100)과 단말기들(200) 사이에 기본 능력을 교환하는 단계(S310)와, 단말기들(200)이 기지국(100)에 등록하는 단계(S320)와, 기지국(100)의 스케줄링 단계(S330)와, 기지국(100)이 하향링크 송신 동안에 상향링크 맵(UL-MAP)을 전송하는 단계(S340)를 포함한다. 도면에 기재되지 않았지만, 단말기들(200) 각각이 상기 프레임을 수신하여 데이터로 디코딩하는 단계와, 단말기들(200) 각각이 상향링크 송신 동안에 동기화된 데이터를 기지국(100)으로 전송하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

이를 구체적으로 설명하면, 먼저 단말기들(200) 각각이 자신의 능력을 SBC-REQ(SS Basic Capability Request) 메시지에 실어서 기지국(100)에 통보하고, 기지국(100)은 단말기들(200)과 기지국(100)의 기본 능력을 결정하여 SBC-RSP(SS Basic Capability Response) 메시지에 실어서 응답한다(S310).

이어, 단말기들(200) 각각이 SBC-RSP 메시지를 수신하면 기지국(100)에 등록을 수행한다(S320). 여기서, 등록이란 기지국(100)이 단말기들(200)을 네트워크에 연결하고 추가 관리 CID를 단말기들(200)로부터 수신하여 관리 가능한 상태로 단말을 전환하는 것을 의미한다. 이를 위하여, 단말기들(200)은 REG-REQ 메시지를 기지국(100)에 전송하고, 기지국(100)은 REG-RSP 메시지를 이용하여 응답한다. 이때, REG-REQ 메시지에는 상술한 추가 관리 CID를 포함하며, REQ-RSP 메시지에는 단말기들(200)이 트래픽을 통신망에 전달할 수 있는 권한이 포함된다.

다음으로, 기지국(100)이 스케줄링을 수행한다(S330). 여기서, 스케줄링은 협력 MIMO를 위한 자원을 할당할 단말기들(200)을 선택하고, 선택된 단말기들(200)에 할당될 자원을 결정하는 것을 의미한다. 이러한 스케줄링 과정 가운데, 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄링을 도 4에 도시하였으며, 이에 대하여는 후술하기로 한다.

이어, 기지국(100)이 단계 S330에서 수행된 스케줄링에 따른 단말기들(200) 개별적으로 할당된 자원 정보를 상향링크 맵에 실어서 하향링크 송신 동안 단말기 들(200)로 전송한다(S340).

그리고, 도면에 기재되지 않았지만, 단말기들(200) 각각이 상기 프레임을 수신하여 각각의 데이터로 디코딩한 후, 상향링크 송신 동안에 동기화된 데이터를 기지국(100)으로 전송한다.

도 6은 본 발명에 따른 협력 MIMO를 위한 스케줄링을 나타내는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 스케줄링 단계(S330)는 협력 MIMO가 가능한 단말기들(200)을 탐색하는 단계(S331)와, 탐색된 단말기들(200)에 대해 협력 MIMO의 적용여부를 판단하는 단계(S332)와, 단말기들(200)을 그룹화하는 단계(S333)와, 그 그룹화된 단말기들(200)에 자원을 할당하는 단계(S334)를 포함한다.

이를 구체적으로 설명하면, 먼저, 스케줄러(150)는 단말기들(200)과 기지국(100)간에 상호 교환된 기본 능력(basic capacity)을 참조하여 SISO와 MIMO가 혼재된 시스템 환경에서 협력 MIMO가 가능한 단말기들(200)을 탐색한다(S331).

이어, 스케줄러(150)는 단계 S331에서 탐색된 단말기들(200)이 현재 상태에서 협력 MIMO가 가능한지를 판단한다(S332). 이러한 판단기준은 레인징 채널간의 상관도, 상향링크 사운딩 채널을 이용한 상관도, 및 파일럿들 간의 상관도를 그 예로 들 수 있으며, 이들간의 상관도가 특정 임계치 이하이면 협력 MIMO를 적용할 수 있다.

보다 구체적으로, 레인징이란 기지국(100)과 단말기들(200)이 그들간의 RF 통신 연결의 품질을 유지하기 위한 처리과정을 의미한다. 이 레인징 과정은 적어도 하나의 인접 부채널 그룹으로 구성된 레인징 채널을 통해 수행되며, 이 레인징 채 널을 구성하는 부채널 인덱스는 하향링크 맵(MAP)에 규정된다. 예컨대, 상향링크의 레인징의 경우, 초기 레인징과 주기적인 레인징으로 구분되고, 초기 레인징의 전송은 두 개의 연속한 심볼 기간 동안에 수행되고, 주기적 레인징은 하나의 심볼 기간 동안에 수행된다. 이러한 레인징 채널의 상관은 단말기들(200)로부터 전송된 상향링크 프레임을 주파수 영역으로 변환하고, 이렇게 변환된 N개의 복소 좌표 신호에서 레인징 채널이 사용하는 M개의 레인징 슬롯을 추출할 수 있으며, 이때, 각 레인징 슬롯에는 단말기들(200)에 대한 CID가 포함되므로, 각 CID를 디코딩한 후 해당 CID에 할당된 레인징 슬롯들에 대해 상관을 수행하여 그 상관도를 얻을 수 있다. 따라서, 스케줄러(150)는 상술한 바와 같은 레인징 채널간의 상관도를 토대로 협력 MIMO를 적용여부를 판단할 수 있다.

한편, 상향링크 사운딩 채널이란 단말기들(200) 각각이 상향링크에서 채널 사운딩 파형을 전송하여 기지국(100) 대 단말기들(200)의 채널 응답을 결정하는 데 이용되는 채널을 의미한다. 이러한 상향링크 사운딩 채널의 상관은, 기지국(100)이 하향링크 프레임에 사운딩 채널을 위한 영역을 할당하고, 그 할당정보를 상향링크 맵에 실어서 하향링크 전송 동안에 단말기들(200)로 전송하면, 단말기들(200)은 자신의 CID를 포함시켜 상향링크 전송 동안에 응답하고, 그런 다음, 기지국(100)이 단말기들(200)로부터 수신된 프레임을 주파수 영역으로 변환하고, 이렇게 변환된 N개의 복소 좌표 신호에서 사운딩 채널이 사용하는 M개의 부반송파 그룹의 복소 좌표신호와 다른 단말기들의 M개의 부반송파 그룹의 복소 신호들 간에 상관을 수행하여 그 상관도를 얻을 수 있다. 따라서, 스케줄러(150)는 상술한 바와 같은 상향링 크 사운딩 채널간의 상관도를 토대로 협력 MIMO를 적용여부를 판단할 수 있다.

요약하면, 단계 S332는 이들의 상관 결과를 토대로 현재 상태에서 기지국(100)이 상기 단말기들(200)에 대해 협력 MIMO를 적용할지 여부를 판단한다. 이러한 판단 결과, 상관도가 특정 임계치 이하이면 기지국(100)이 상기 단말기들(200)에 협력 MIMO를 적용하도록 하고, 특정 임계치보다 크면 상기 단말기들(200)에 협력 MIMO 환경을 적용하지 않는 것으로 판단하고, 다른 협력 가능한 단말기들을 탐색한다.

이어, 상기 탐색된 단말기들(200)에 대해 단계 S332에서 협력 MIMO 환경을 적용하는 것으로 판단하는 경우, 기지국(100)이 단말기들(200)의 정보를 획득하고, 이 정보들을 이용하여 단말기들(200)을 그룹화한다(S333). 이를 위한 단말기들(200)의 정보로는, 단말기들(200)의 위치, 단말기들(200) 간의 상관도, 단말기들(200)의 CQI 채널을 통한 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio), 단말기들(200)의 MCS 레벨, 단말기들(200)의 전력비 등과 같은 파라미터 또는 이 파라미터들의 조합을 포함할 수 있다.

예컨대, 단말기들(200)의 위치정보를 이용하여 그룹화하는 경우 위치가 가장 가까운 단말기들을 그룹화하고, 단말기들(200)의 상관도를 이용하여 그룹화하는 경우 상관도가 낮은 단말기들을 그룹화하고, 단말기들(200)의 CINR 정보를 이용하여 그룹화하는 경우 단말기들(200)의 CQI 채널을 통해 간섭이 적고 신호 상태가 좋은, 즉 CINR이 높은 단말기들을 그룹화하고, 단말기들(200)의 MCS 레벨을 이용하여 그룹화하는 경우 단말기들(200)의 MCS 레벨이(예컨대, 16 QAM 1/2) 동일하거나 레벨 차이가 적은 단말기들을 그룹화하며, 단말기들(200)의 전력할당비를 이용하여 그룹화하는 경우 단말기들(200)의 전력할당비가 일정 범위 내에 속하는 단말기들을 그룹화하는 것이 바람직하다. 또한, 적어도 둘 이상의 정보를 고려하여 단말기를 그룹화하는 것도 가능하다.

다음으로, 단계 S333에서 그룹화된 단말기들(200)을 기초로 협력 MIMO를 위한 자원을 할당한다(S334). 이때, 단계 S334은 셀 내의 단말기들(200)의 위치를 토대로 상기 자원을 할당할 수도 있고, 단말기들(200)의 채널 품질을 토대로 상기 자원을 할당할 수도 있으며, 적어도 둘 이상의 정보를 기초로 상기 자원을 할당할 수도 있다.

예컨대, 위치를 토대로 상기 자원을 할당할 경우, 기지국(100)과의 거리가 동일한 그룹화된 단말기들(200)에 대해서는 상향링크 맵(UL-MAP)을 통해 동일한 데이터 버스트를 할당한다. 이에 반해, 기지국(100)과 단말기들(200)의 거리가 상이한 경우, 기지국(100)과의 거리가 가까운 단말기들(200)에는 상향링크 맵에 상대적으로 많은 양의 데이터 버스트를 할당하고, 기지국(100)과의 거리가 먼 단말기들(200)인 경우에는 상대적으로 적은 양의 데이터 버스트를 할당하도록 하여 자원의 활용도를 높일 수도 있다.

한편, 채널 품질을 토대로 상기 자원을 할당할 경우, 채널 품질이 좋은 단말기들(200)에는 상향링크 맵에 상대적으로 많은 양의 데이터 버스트를 할당하고, 채널 품질이 나쁜 단말기들(200)에는 상향링크 맵에 상대적으로 적은 양의 데이터 버스트를 할당한다. 이로 인하여 채널 품질이 나쁜 단말기들(200)에 대해 많은 송신 전력을 할당할 필요성이 줄어들게 되므로, 이러한 단말기들에 대해 많은 전력을 할당해야 했던 경우보다 인접 셀에 대한 간섭을 줄일 수 있다.

다시 단계 S332에서, 협력 MIMO 환경을 적용하지 않는 것으로 판단하는 경우, 상기 단말기들(200)을 단일입출력 단말기 또는 다중입출력 단말기로 판단하여 그에 따른 자원을 할당한다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따르면, SISO와 MIMO가 혼재된 환경에서 협력 MIMO를 위한 데이터 전송 방법 및 장치를 제공함으로써, 최대한의 시스템 성능을 얻을 수 있고, 한정된 자원을 최대로 활용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

협력(collaborative) 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법으로서,

(a) 복수의 안테나를 사용하는 기지국이 데이터를 송수신할 단말기들을 등록하는 단계;

(b) 상기 등록된 단말기들 중에서 협력 MIMO를 적용 가능한 단말기를 선택하는 단계; 및

(c) 상기 선택된 단말기들 중에서 협력 MIMO를 적용할 단말기를 결정하고, 상기 결정된 단말기들에 자원을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계 후에,

(d) 하향링크 송신 동안에 상향링크 맵을 상기 선택된 단말기들에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

상기 등록된 단말기들의 레인징(ranging) 채널간 상관도, 상기 단말기들의 상향링크 사운딩 채널간 상관도, 및 상기 단말기들의 파일럿들간 상관도 중 적어도 하나의 상관도를 토대로 상기 등록된 단말기들 중에서 협력 MIMO를 적용 가능한 단 말기를 선택하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

상기 선택된 단말기들의 위치정보, 상기 단말기들 간의 상관도, 상기 단말기들의 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio) 정보, 상기 단말기들의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보, 상기 단말기들의 전력할당비 정보, 상기 단말기들의 속도정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하거나 이들의 조합에 기초하여 상기 선택된 단말기를 그룹화하고, 상기 그룹화된 단말기들에 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법.
제 3항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

상기 단말기들의 레인징(ranging) 채널간의 상관도 또는 상기 단말기들의 상향링크 사운딩 채널을 이용한 상관도가 특정 임계치 이하인 경우에 상기 협력 MIMO를 적용 가능한 단말기로 선택하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

상기 단말기들의 위치 또는 상기 단말기들의 채널 품질을 토대로 상기 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 위치를 토대로 상기 자원을 할당하는 경우, 특정 거리 이하에 위치한 단말기들에는 상기 특정 거리보다 더 먼 단말기들에 비해 더 많은 양의 데이터 버스트를 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 채널 품질을 토대로 상기 자원을 할당하는 경우, 특정 채널 품질 이상의 단말기들에는 상기 특정 품질보다 더 떨어지는 단말기들에 비해 더 많은 양의 데이터 버스트를 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 방법.
복수의 안테나를 사용하는 기지국과 단말기간 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 장치에 있어서,

상기 단말기와 서로 교환된 기본 능력을 참조하여 협력 MIMO가 가능한 단말기들을 탐색하는 협력 다중입출력 탐색부;

상기 탐색된 단말기들의 레인징(ranging) 채널간 상관도, 상기 단말기들의 상향링크 사운딩 채널간 상관도, 및 상기 단말기들의 파일럿들간 상관도 중 적어도 하나의 상관도를 토대로 협력 MIMO가 적용 가능한 단말기인지를 판단하는 협력 다중입출력 판단부;

협력 MIMO를 적용하기로 판단된 단말기들의 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보를 이용하여 상기 단말기들을 그룹화하는 협력 다중입출력 결정부; 및

상기 그룹화된 단말기들에 협력 MIMO를 위한 자원을 할당하는 자원할당부를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 협력 다중입출력 판단부는,

상기 상관도가 특정 임계치 이하이면 기지국이 협력 MIMO를 적용하고, 특정 임계치보다 크면 협력 MIMO를 적용하지 않도록 판단하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 자원할당부는,

상기 단말기들의 위치 또는 상기 단말기들의 채널 품질을 토대로 상기 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 자원할당부는,

상기 단말기들의 위치를 토대로 상기 자원을 할당하는 경우, 특정 거리 이하에 위치한 단말기들에는 상기 특정 거리보다 더 먼 단말기들에 비해 더 많은 양의 데이터 버스트를 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 자원할당부는,

상기 단말기들의 채널 품질을 토대로 상기 자원을 할당하는 경우, 특정 채널 품질 이상의 단말기들에는 상기 특정 품질보다 더 떨어지는 단말기들에 비해 더 많은 양의 데이터 버스트를 할당하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 협력 다중입출력 결정부는,

상기 단말기들의 위치정보, 상기 단말기들 간의 상관도, 상기 단말기들의 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio), 상기 단말기들의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨, 상기 단말기들의 전력할당비, 상기 단말기들의 속도 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 토대로 상기 단말기들을 그룹화하는 것을 특징으로 하는 협력 다중입출력을 위한 데이터 전송 장치.