다중입출력 통신시스템의 동작 모드 선택 장치 및 방법 document_id A220623035431

최근의 무선통신기술은 다양한 멀티미디어 통신을 목표로 하고 있으며 이에 따라 고속의 데이터 전송기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 3세대 무선통신 시스템에서는 부호 분할 다중 접속(CDMA ; Code Devision Multiple Access) 전송 방식으로 하고 있으나, 상기 CDMA 방식은 대용량의 무선 데이터를 처리하는데 한계가 있기 때문에 차세대 무선 통신 시스템의 전송방식으로 다중 반송파 기반의 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA ; Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 전송 방식이 고려되고 있다. 상기 직교 주파수 분할 다중 접속 전송 방식의 기본 개념은 직렬로 입력되는 데이터 열을 N개의 병렬 데이터 열로 변환하여 각각 분리된 부반송파(subcarrier)에 실어 전송함으로써 데이터율(date rate)을 높이는 것이다. 상기 직교 주파수 분할 다중 접속 전송 방식에서 부반송파들은 직교성을 갖기 때문에 각 부반송파는 스펙트럼 상에서 중첩이 허용된다. 또한 수신 장치에서는 간단한 신호 처리 기법으로 부반송파를 분리해 낼 수 있고, 이로 인하여 하나의 반송파를 사용하여 데이터를 순차적으로 전송하는 경우보다 전송되는 심볼의 간격이 길어져 채널의 지연시간 영향과 임펄스 잡음의 영향을 덜 받게 된다. 또한, 연속된 심볼간의 간섭을 줄일 수 있어 다중 경로 채널에 강하며 채널 등화의 복잡도를 줄일 수 있고 일반적인 주파수 분할 방식에 비하여 스펙트럼의 효율을 높일 수 있다. 차세대 무선 통신 시스템에서 목표로 하는 전송 속도를 만족시키는 것은 단순히 전송 대역폭을 증가시키는 것만으로는 부족하다. 주어진 대역폭에서 전송 속도를 증가시키기 위한 방법으로는 여러 가지 방법이 있겠지만, 현재까지는 다중 안테나를 사용하는 기법이 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 상기 다중 안테나를 사용하여 전송률을 증가시키는 다중입출력(MIMO ; multiple input multiple output) 기법은 광대역 전송에는 적용하기 어려운 점을 가지고 있다. 그러나, 상기 직교 주파수 분할 다중 접속의 특징을 이용하면 다중입출력 기법을 광대역 전송에도 적용 시킬 수가 있다. 이런 이유로 다중입출력 방식과 직교 주파수 분할 다중 접속 전송 방식을 결합시키는 방법에 대한 연구가 현재 활발하게 이루어지고 있으며, 새로운 방법이 제안되고 있다. 상기 다중입출력 방식은 주어진 데이터율에 대해 수신 신뢰도를 개선하거나 주어진 신뢰도에 대해 데이터율을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 다시 말해, 채널상태가 열악한 환경에서는 동일한 데이터를 다중 패스를 통해 전송함으로써 다이버시티 이득을 얻을 수 있으며 채널상태가 양호한 환경에서는 개별 데이터 스트림들을 서로 다른 공간 채널들을 통해 병렬로 전송함으로써 다중화 이득을 얻을 수 있다. 상기 다중입출력 방식과 관련하여 현재 진행되고 있는 대부분의 연구활동은 최대 다이버시티 이득 (diversity gain) 또는 최대 공간 다중화 이득 (spatial multiplexing gain)을 얻기 위한 전송방식에 집중되고 있으며 채널 변화에 따라 다이버시티 모드와 다중화 모드를 스위칭하는 방식도 제안되고 있다. 이러한 전송 모드 스위칭 방식의 하나인 링크 적응 알고리즘은 신호 대 잡음비 (SNR)와 시간/주파수 지시자 (time/space indicator)를 기반으로 전송 다이버시티 (TM ; transmission diversity) 와 공간 다중화 (SM ; spatial multiplexing) 모드가 스위칭을 통해 대역효율을 최대화 할 수 있도록 설계되었다. 상기 전송 모드 스위칭 방식은 수신 장치 즉 휴대용 단말기에서 측정한 평균 CINR과 상태 변수(relative condition number)가 기지국으로 feedback 되어서 LUT(Look-Up-Table)와 비교한 후 다중입출력 동작 모드(MIMO mode)를 선택하는 방식이다. 하지만, 상기와 같은 방법은 상기 휴대용 단말기에서 측정한 평균 CINR값을 이용하여 동작 모드를 선택하는 방식으로 상기 휴대용 단말기에서 평균 CINR값을 정확하게 측정하지 않을 경우, 올바른 동작 모드를 선택할 수 없다는 문제점이 있다. 그러므로, 순시 CINR의 평균과 표준 편차를 이용하여 최대 처리양을 갖는 동작 모드를 선택하는 장치 및 방법이 요구된다.