KR20200027209A - 다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기와 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송 방법 - Google Patents

다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기와 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송 방법 Download PDF

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Abstract

다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기와 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송 방법이 개시된다. 다중 안테나 중계 시스템의 다중화 빔포밍 전송 방법은, - 상기 다중 안테나 중계 시스템은 단일 릴레이(relay)로 구성되며, - 다수의 소스 노드에서 코디네이티드 빔포밍(coordinated beamforming)으로 신호를 상기 릴레이로 전송하는 단계; 및 상기 릴레이에서 상기 신호를 분리한(decoupling) 후 상기 분리된 신호를 멀티-유저 빔포밍(multi-user beamforming)으로 다수의 목적 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있으며, 이때 상기 소스 노드와 상기 릴레이 간 링크를 나타내는 첫 번째 홉(hop)과 상기 릴레이와 상기 목적 노드 간 링크를 나타내는 두 번째 홉의 채널 상태 정보(channel state information)를 이용하여 빔포밍 벡터가 결정될 수 있다.

Description

다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기와 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송 방법{ADAPTIVE MULTIPLEXED BEAM FORMING TECHNIQUE FOR MULTIPLE TRANSMITTERS AND RECEIVERS IN MIMO RELAYING SYSTEMS}
본 발명의 실시예들은 다중 안테나 중계 시스템에서 빔 포밍 벡터를 결정하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 다음의 문헌에 개시되어 있다.
1) IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. 26, NO. 8, OCTOBER 2008, "Coordinated Beamforming with Limited Feedback in the MIMO Broadcast Channel"
2) IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. 24, NO. 3, MARCH 2006, "On the Optimality of Multiantenna Broadcast Scheduling Using Zero-Forcing Beamforming"
3) 한국공개특허 제10-2009-0100721호(공개일 2009년 09월 24일), "다중 안테나 다중 사용자 통신 시스템에서 빔 포밍 방법 및 장치"
다중 안테나를 사용하는 다중 사용자 통신 시스템의 송신 장치에서 사용하는 프리 코딩(pre-coding) 방식 및 포스트 프로세싱(post-processing) 방식에는 선형 방식과 비선형 방식이 있다. 여기서, 상기 선형 방식의 프리 코딩 방식은 다시 유니터리 프리 코딩(unitary pre-coding) 방식과 논 유니터리 프리 코딩(non-unitary precoding)방식으로 구분된다. 코디네이티드 빔 포밍(coordinated beam forming) 방식의 경우 논 유니터리 프리 코딩 방식이다.
상기 코디네이티드 빔 포밍 방식을 사용할 경우 송신 장치가 모든 액티브 사용자(active user)와의 하향링크(downlink) 채널 정보를 이용하여 프리 코딩 행렬과 수신 빔 포밍 벡터(또는 수신 빔포밍 행렬)를 계산한다. 이때, 프리 코딩 행렬과 수신 빔 포밍 벡터는 반복(iteration) 알고리즘을 사용하여 사용자간 간섭(inter-user interference), 이 최소화되도록 계산된다.
상기 코디네이티드 빔 포밍 방식은 송수신 빔 포밍 벡터를 계산하기 위해 다음과 같은 두 가지 방법을 사용한다.
첫 번째 방법은 파일럿 빔 포밍을 이용하는 것으로, 송신 장치는 각 수신 장치들에게 전용 파일럿(dedicated pilot)을 할당한다. 이후, 송신 장치는 각 수신 장치들의 수신 빔 포밍 벡터로서 해당 전용 파일럿을 빔 포밍하여 송신한다. 상기 각 수신 장치는 상기 전용 파일럿을 사용하여 유효 채널(effective channel)을 추정한 후, 상기 추정한 유효 채널에 정합 필터(matched filter)를 형성하여 수신 빔 포밍 벡터로 사용한다.
두 번째 방법은 송신 장치가 각 수신 장치의 수신 빔포밍 벡터를 양자화(quantization)하여 피드 포워드(feedforward) 채널을 통해 각 수신 장치로 송신하는 것이다. 상기 두 가지 방법 중 어떤 방법을 사용할지는 상기 다중 안테나 다중 사용자 통신 시스템이 전용 파일럿을 사용하는지 여부에 따라 결정된다.
본 명세서에서는 다중 안테나 중계 시스템에서의 종단 간 전송률(sum rate)을 최대화 하기 위한 빔포밍 벡터 결정 기법을 제안한다.
한국등록특허공보 10-0712344호 한국등록특허공보 10-0995531호 한국공개특허공보 10-2008-0101858호
스펙트럼 효율을 개선하기 위한 낮은 복잡도의 멀티 홉 코디네이티드 빔 포밍 기술을 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 다중 안테나 중계 시스템의 빔포밍 방법에 있어서, 상기 다중 안테나 중계 시스템은 단일 릴레이(relay)로 구성되며, 다수의 소스 노드에서 코디네이티드 빔포밍(coordinated beamforming)으로 신호를 상기 릴레이로 전송하는 단계와; 상기 릴레이에서 상기 신호를 분리한(decoupling) 후 상기 분리된 신호를 멀티-유저 빔포밍(multi-user beamforming)으로 다수의 목적 노드로 전송하는 단계와; 구버전소트웨어 정보와 신버전 소프트웨어 정보를 비교하는 단계와; 상기 구버전과 신버전 소프트웨어의 상이한 부분을 판단하는 단계와; 상기 상이한 부분에 대한 신버전 부분을 상기 구버전 소프트웨어의 해당 영역에 기록하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.
또한, 상기 구버전과 신버전의 소프트웨어는 여러 개의 영역으로 이루어져 있고, 상기 각각의 영역에는 식별키가 할당되어 있으며, 상기 식별키를 비교하므로써 구버전과 신버전의 상이한 부분을 판단하는 것이 특징이다.
또한, 상기 구버전과 신버전의 상이한 부분의 판단은 각각의 버전정보를 비교하여 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 소스 노드와 상기 릴레이 간 링크를 나타내는 첫 번째 홉(hop) 및 상기 릴레이와 상기 목적 노드 간 링크를 나타내는 두 번째 홉의 채널 상태 정보(channel state information)를 이용하여 빔포밍 벡터가 결정되는 것이 특징이다.
또한, 상기 방법은, 상기 첫 번째 홉의 유효 데이터율(effective data rate)을 계산하는 단계; 상기 두 번째 홉의 유효 데이터율을 계산하는 단계; 및 상기 첫 번째 홉의 유효 데이터율과 상기 두 번째 홉의 유효 데이터율을 이용하여 전송 스트림 개수와 각 스트림에 해당하는 빔포밍 벡터를 결정하는 단계를 더 포함하는 것이 특징이다.
본 실시예에 따르면, 단일 릴레이만으로 소스 간 협력 내지 목적지 간 협력 없이 다수 송신기 및 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 빔포밍 방법을 설명하기 위한 다중 안테나 중계 시스템의 예시 모델을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 다중 안테나 중계 시스템에서의 빔포밍 전송 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전송 스트림 개수와 각 스트림에 해당하는 빔포밍 벡터를 결정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 다수 송신기 및 다수 수신기 간 빔포밍 전송을 위한 다중 안테나 중계 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 8은 OTA 방식을 통한 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 9는 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 10은 OTA 방식을 통한 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름의 일예.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 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. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명에 따른 빔포밍 방법을 설명하기 위한 다중 안테나 중계 시스템의 예시 모델을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 다중 안테나 중계 시스템에서의 빔포밍 전송 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전송 스트림 개수와 각 스트림에 해당하는 빔포밍 벡터를 결정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 다수 송신기 및 다수 수신기 간 빔포밍 전송을 위한 다중 안테나 중계 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 8은 OTA 방식을 통한 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 9는 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 10은 OTA 방식을 통한 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름의 일예로서,
본 발명은 다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기 및 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔 포밍 전송 방법을 제안한다.
본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기 위한 시스템 모델은 도 1과 같다.
도 1을 참조하면, 제1 소스 노드(source node)(S1)(이하, '소스 1'이라 칭함)와 제1 목적 노드(destination node)(D1)(이하, '목적지 1'이라 칭함), 그리고 제2 소스 노드(S2)(이하, '소스 2'라 칭함)와 제2 목적 노드(D2)(이하, '목적지 2'라 칭함)는 릴레이(relay)(R)를 이용하여 데이터 통신이 이루어진다. 여기서, 각 노드들(S1, S2, D1, D2)은 2개의 안테나라 가정할 수 있으며, 이는 얼마든지 확장 가능하다.
도 2는 도 1의 시스템 모델에서의 다수 송신기 및 다수 수신기 간 빔포밍 전송 방법을 도시한 흐름도이다.
단계(S210)에서는 첫 번째 홉(hop)의 전송으로서, 두 개의 소스(S1, S2)가 코디네이티드 빔포밍(즉, 일반화 된 고유벡터)으로 릴레이에 신호를 전송한다.
이때, 릴레이(R)에서는 두 개의 수신 빔포밍 벡터(w1, w2)가 존재하며, 이때 두 개의 수신 빔포밍 벡터(w1, w2)는 각각 병렬(parallel)로 수신될 수 있다.
두 개의 수신 빔포밍 벡터(w1, w2)는 채널 행렬들(
Figure pat00001
,
Figure pat00002
)의 정규화 된 일반화 벡터(normalized generalized vector)로 구해질 수 있으며, 이는 일반화 된 고유치(generalized eigenvalue) 문제를 풀어서 얻어질 수 있다. 수신 빔포밍 벡터(w1, w2)는 기 공지된 기술에서 제안한 정리(theorem)를 이용하여 계산할 수 있다.
그리고, 송신 빔포밍(f1, f2)는 수학식 1을 통해 구할 수 있다.
Figure pat00003
이때, 릴레이(R)에서 수신된 신호(r(1), r(2))는 수학식 2와 같이 정리할 수 있다.
Figure pat00004
이때,
Figure pat00005
가 되고, 고유벡터의 특성상
Figure pat00006
이 되어 x1과 x2의 구분이 가능하다.
예를 들어, 릴레이(R)의 수신 신호(r(1), r(2))에 대하여 아래 표 1의 매트랩-테스트(Matlab-test)를 통한 결과를 살펴보면, 널링(nulling)되는 것을 확인할 수 있다.
Figure pat00007
상기한 내용은 첫 번째 홉(hop)(즉, 소스들(S1, S2)과 릴레이(R) 간 링크)에 대한 신호의 디커플링(decoupling) 방식을 설명한 것이다.다음으로, 단계(S220)에서는 두 번째 홉의 전송으로서, 릴레이가 멀티-유저 빔포밍으로 두 개의 목적지(목적지 1, 목적지 2)에 상기 단계(210)에서 분리된 신호를 각각 전송한다.
두 번째 홉의 전송은 디커플 된 독립적인 신호들을 각각 해당되는 목적지, 즉 소스 1(S1)에서 수신된 신호는 목적지 1(D1)로, 소스 2(S2)에서 수신된 신호는 목적지 2(D2)로 전송하게 된다. 이때, 두 번째 홉의 전송은 기 공지된 다양한 빔포밍 기술들 중 어느 하나를 이용한 전송 방식에 의해 구현될 수 있다.
본 발명에서는, 다중 안테나 중계 시스템에서 종단 간 전송률(sum rate)을 최대화 하기 위하여 각 전송 노드에서의 독립적인 데이터 스트림(data stream)의 개수 및 각 스트림에 해당하는 빔포밍 벡터를 결정하는 방법을 제안한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 스트림 개수와 빔포밍 벡터를 결정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
이하의 실시예에서는 스트림 개수와 빔포밍 벡터 결정을 위하여 두 번째 홉에 대한 전송 방식을 제로-포싱 빔포밍(zero-forcing beamforming)으로 가정한다.
그리고, 각 홉에 대한 MIMO 채널의 랭크(rank)가 존재하며, 이 랭크가 최대 전송 가능한 데이터 스트림의 개수를 의미할 수 있다. 본 실시예에서는 모든 노드의 안테나 개수가 동일하다고 가정한다. 따라서, 안테나 개수를 K라고 할 때, 첫 번째 홉과 두 번째 홉의 랭크는 모두 K와 동일하다.
단계(S301)에서 다중 안테나 중계 시스템은 첫 번째 홉에서의 소스 1과 소스 2에 대한 유효 데이터율(effective data rate)을 계산할 수 있다.
소스 1의 i번째 스트림에 대한 유효 데이터율은 수학식 3과 같다.
Figure pat00008
소스 2의 j번째 스트림에 대한 유효 데이터율은 수학식 4와 같다.
Figure pat00009
여기서, PS1,i,는 소스 1에서 i번째 스트림의 송신 전력, PS2,j는 소스 2에서 j번째 스트림의 송신 전력, N0는 잡음 전력을 의미할 수 있다. 단, i≠j이다. 또한, i의 개수(즉, 소스 1에 해당하는 스트림 개수)를 I라 하고, j의 개수(즉, 소스 2에 해당하는 스트림 개수)를 J라 하면, (I+J)≤K이어야 한다.
이어, 단계(S302)에서 다중 안테나 중계 시스템은 두 번째 홉에서의 목적지 1과 목적지 2에 대한 유효 데이터율을 계산할 수 있다.
목적지 1의 m번째 스트림에 대한 유효 데이터율은 수학식 5와 같다.
Figure pat00010
목적지 2의 n번째 스트림에 대한 유효 데이터율은 수학식 6과 같다.
Figure pat00011
여기서, PD1,m은 릴레이에서 목적지 1로 전송되는 m번째 스트림의 송신 전력, PD2,n은 릴레이에서 목적지 2로 전송되는 n번째 스트림의 송신 전력, N0는 잡음 전력을 의미할 수 있다. 단, m≠n이다. 또한, m의 개수(즉, 목적지 1로 전송되는 스트림 개수)를 M라 하고, n의 개수(즉, 목적지 2로 전송되는 스트림 개수)를 N이라 하면, (M+N)≤K이어야 한다.
수학식 3 내지 수학식 6은 스트림 간 또는 사용자 간 간섭을 제거하는 빔포밍 기술을 적용하는 경우에 해당된다. 다시 말해, 첫 번째 홉에서는 디커플링을 위한 코디네이티드 빔포밍 기술을 사용하여 상호 간섭이 제거된 수학식 3, 4가 되고, 두 번째 홉에서는 제로-포싱 빔포밍을 이용하여 상호 간섭이 제거된 수학식 5, 6이 된 것이다.
그리고, 단계(S303)에서 다중 안테나 중계 시스템은 첫 번째 홉의 유효 데이터율과 두 번째 홉의 유효 데이터율을 이용하여 종단 간 전송률을 최대화 하기 위한 스트림 개수와 각 스트림에 대한 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다.
종단 간 전송률을 최대화 하기 위한 스트림 개수와 각 스트림에 대한 빔포밍 벡터를 결정하는 방법은 수학식 7과 같다.
Figure pat00012
여기서, QI는 소스 1의 스트림 인덱스들의 집합, QJ는 소스 2의 스트림 인덱스들의 집합을 의미한다. 그리고, QM은 릴레이에서 목적지 1로 전송되는 스트림 인덱스들의 집합, QN은 릴레이에서 목적지 2로 전송되는 스트림 인덱스들의 집합을 의미한다.
수학식 7은 종단 간 전송률이 첫 번째 홉의 데이터율과 두 번째 홉의 데이터율 중 최소의 데이터율에 근접하다는 것을 이용하여 도출된 식으로, 수학식 7을 이용할 경우 소스 1, 소스 2, 릴레이에서 목적지 1, 릴레이에서 목적지 2에 대한 전송 스트림 개수와 해당 스트림에 대한 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 QI, QJ, QM, QN의 스트림 인덱스를 찾음으로써 종단 간 전송률을 최대화 하기 위한 전송 스트림 개수와 각 스트림 인덱스에 해당하는 빔포밍 벡터를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 스트림 개수와 빔포밍 벡터를 결정하는 다중 안테나 중계 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
일 실시예에 따른 다중 안테나 중계 시스템은 도 4에 도시한 바와 같이 계산부(410), 결정부(420), 및 송/수신부(430)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 1를 통해 설명한 시스템 모델을 예로 하여 설명하기로 한다.
계산부(410)는 첫 번째 홉에서의 소스 1과 소스 2에 대한 유효 데이터율, 및 두 번째 홉에서의 목적지 1과 목적지 2에 대한 유효 데이터율을 계산할 수 있다. 이때, 소스 1의 i번째 스트림에 대한 유효 데이터율은 수학식 3과 같이 정의될 수 있으며, 소스 2의 j번째 스트림에 대한 유효 데이터율은 수학식 4와 같이 정의될 수 있다. 또한, 목적지 1의 m번째 스트림에 대한 유효 데이터율은 수학식 5와 같이 정의될 수 있고, 목적지 2의 n번째 스트림에 대한 유효 데이터율은 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.
결정부(420)는 지역 CSI(channel state information)를 이용하여 Rx/Tx 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 본 실시예에서는 계산부(410)에서 계산된 첫 번째 홉의 유효 데이터율과 두 번째 홉의 유효 데이터율을 이용하여 종단 간 전송률을 최대화 하기 위한 스트림 개수와 각 스트림에 대한 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 일 예로, 결정부(420)는 종단 간 전송률이 첫 번째 홉의 데이터율과 두 번째 홉의 데이터율 중 최소의 데이터율에 근접하다는 점을 고려하여 스트림 개수와 각 스트림에 대한 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다. 다시 말해, 결정부(420)는 소스 1, 소스 2, 릴레이에서 목적지 1, 릴레이에서 목적지 2에 대하여 수학식 7의 조건을 만족하는 스트림 인덱스를 찾음으로써 전송 스트림 개수와 각 스트림에 해당하는 빔포밍 벡터를 결정할 수 있다.
송/수신부(430)는 결정부(420)에서 결정된 Rx/Tx 빔포밍 벡터를 기반으로 소스 1과 소스 2의 신호를 수신하고 각각의 신호를 목적지 1과 목적지 2로 각각 동시 전송할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 멀티-홉 코디네이티드 빔포밍은 단일 릴레이의 도움으로, 소스 1의 신호와 소스 2의 신호를 각각 목적지 1과 목적지 2에 동시 전송할 수 있는 기술이다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 두 개의 직교 채널만으로 소스 간 협력이나 목적지 간 협력 없이 다수 송신기 및 다수 수신기 간 데이터 전송이 가능하다. 또한, 본 실시예에 따르면, 소스에 의해 전송되는 모든 신호를 릴레이에서 분리할 수 있으며, 각각의 목적지에 분리된 신호를 전송하기 위한 두 번째 홉에서 다양한 전송 방식을 채용할 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따르면, 첫 번째 홉 또는 두 번째 홉의 지역 채널 상태 정보를 Tx/Rx 빔포밍 벡터를 생성하는 데에 사용할 수 있다.
도 5 및 도 7를 참조하여 본 발명에 따른 임베디드 기기에 내장되는 소프트웨어의 부분 업데이트 서비스 시스템의 다운로드 처리모듈(120)과 임베디드 기기(20)간의 부분 다운로드 처리 과정을 좀더 구체적으로 알아본다.
고객이 소프트웨어가 변경되었다는 사실을 알고, 고객 지원 센터 등의 영업소에 방문하여 자신이 소지한 임베디드 기기의 소프트웨어 업그레이드를 요청하면, 영업소 관리자는 영업소 단말기(10b)에 해당 임베디드 기기(20)를 연결하여 영업소단말기(10b)와 해당 임베디드 기기(20)간에 데이타 통신이 가능하도록 한 상태에서 다운로드 처리모듈(120)을 실행시킨다.
먼저, 상기 영업소 단말기(10b)에서 실행 가능한 다운로드 처리모듈(120)은 임베디드 기기(20)로부터 영역별 식별키 파일을 도 5의 과정을 통해 불러온다.
도 5는 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름을 도시한 것이다.
도면에 도시한 바와같이, 다운로드 처리모듈(120)은 임베디드 기기(20)로 부분 다운로드될 소프트웨어의 영역별 식별키를 저장한 파일을 전송하라는 요청 정보(AT$DNINFO)를 전송한다.
그러면, 이를 수신한 임베디드 기기(20)는 자신에 저장된 영역별 식별키를 저장한 파일의 헤더(Header)를 분석해 영역별 식별키를 저장한 파일 전송을 위한 전송정보(szAABBBB) 즉, 영역별 식별키를 저장한 파일의 총 크기(BBBB)가 얼마고, 얼마만한 패킷 단위(AA)로 영역별 식별키를 저장한 파일을 전송할 것인가에 대한 정보를 다운로드 처리모듈(120)로 전송한다.
상기 임베디드 기기(20)로부터 전송정보(szAABBBB)를 수신한 다운로드 처리모듈(120)이 이에 대한 응답정보(Response)로 전송을 확인(OK)하는 신호를 임베디드 기기(20)로 전송하면, 이를 수신한 임베디드 기기(20)는 상기의 전송 패킷 단위(AA)로 영역별 식별키를 저장한 파일을 영업소 단말기(10b)로 전송한다.
상기 영역별 식별키를 저장한 파일의 총 크기(BBBB)에 해당하는 패킷량이 모두 전송되면, 상기 다운로드 처리모듈(120)이 임베디드 기기(20)로 전송완료를 확인(OK)하는 응답정보(Response) 전송한다.
이렇게 하여 임베디드 기기(20)에 저장된 부분 다운로드할 영역별 식별키를 저장한 파일을 수신한 다운로드 처리모듈(120)은 영업소 단말기(10b)에 저장된 해당 부분 다운로드할 소프트웨어의 영역별 식별키를 저장한 파일과 임베디드 기기(20)로부터 수신한 파일을 비교하여 변경된 부분을 검색한다. 이 변경된 부분에 대한 검색은 위에 자세히 설명했으므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
해당 소프트웨어에 대해 변경된 부분이 존재할 경우 상기 다운로드 처리모듈(120)을 통해 임베디드 기기(20)로 변경된 영역의 데이타만 도 7에 도시한 과정을 거쳐 선택적으로 전송되어 임베디드 기기에 저장된 소프트웨어가 갱신된다.
만일, 이와 반대로 데이타 통신을 이용해 임베디드 기기가 다운로드 처리모듈로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 경우에는 도 5에 도시한 신호 흐름이 반대가 되면 된다.
도 7은 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름을 도시한 것이다.
먼저, 다운로드 처리모듈(120)이 영업소 단말기(10b)내에 저장된 부분 다운로드할 소프트웨어의 변경된 영역의 데이타 중 일정 크기의 데이타를 독출하고, 이를 임베디드 기기(20)의 램(RAM)의 특정 주소에 올리도록 요청(Request)하는 명령(CMD_RAM)에 포함시켜 임베디드 기기(20)로 전송한다.
임베디드 기기(20)는 전송된 명령(CMD_RAM)에 따라 임베디드 기기(20)의 램(RAM)의 특정 주소에 상기 일정 크기의 데이타를 저장하고, 상기 다운로드 처리모듈(120)로 이에 대한 응답(Response) 정보를 전송한다.
한편, 도 6 및 도 8에 도시한 것과 같이, 다운로드 처리모듈(120)이 이동통신 시스템에 연동되는 서버(도면 도시 생략)상에 탑재되어 이동통신 시스템의 데이타 통신 서비스를 이용해 부분 다운로드될 소프트웨어의 영역별 식별키 및 부분 다운로드할 변경된 영역의 데이타를 상기 임베디드 기기(20)로 전송하는 OTA(Over The Air) 방식으로 구현할 수 도 있다.
도 6 및 도 8은 기지국(BS)과 임베디드 기기간의 데이타 흐름을 나타낸 도면이다.
이 경우에는 영업소 단말기(10b)에 다운로드 처리모듈(120)을 탑재한 것과는 달리, 이동통신망을 통해 임베디드 기기에 내장된 소프트웨어의 부분 업데이트 서비스를 제공할 수 있어 고객이 영업소를 방문할 필요없는 장점이 있다.
상기 도 6 및 도 8에 도시한 실시예는 도 5 및 도 7에 도시한 실시예와는 다운로드 처리모듈(120)이 탑재된 단말기의 위치 및 통신 방법상에서만 차이가 있을 뿐, 데이타 처리과정은 도 5 및 도 7에 도시한 실시예와 동일하므로 중복 설명은 생략하고자 한다.
410: 계산부
420: 결정부
430: 송/수신부

Claims (5)

  1. 다중 안테나 중계 시스템의 빔포밍 방법에 있어서,
    상기 다중 안테나 중계 시스템은 단일 릴레이(relay)로 구성되며,
    다수의 소스 노드에서 코디네이티드 빔포밍(coordinated beamforming)으로 신호를 상기 릴레이로 전송하는 단계와;
    상기 릴레이에서 상기 신호를 분리한(decoupling) 후 상기 분리된 신호를 멀티-유저 빔포밍(multi-user beamforming)으로 다수의 목적 노드로 전송하는 단계와;
    구버전소트웨어 정보와 신버전 소프트웨어 정보를 비교하는 단계와;
    상기 구버전과 신버전 소프트웨어의 상이한 부분을 판단하는 단계와;
    상기 상이한 부분에 대한 신버전 부분을 상기 구버전 소프트웨어의 해당 영역에 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기와 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구버전과 신버전의 소프트웨어는 여러 개의 영역으로 이루어져 있고, 상기 각각의 영역에는 식별키가 할당되어 있으며, 상기 식별키를 비교하므로써 구버전과 신버전의 상이한 부분을 판단하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기와 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구버전과 신버전의 상이한 부분의 판단은 각각의 버전정보를 비교하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기와 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 노드와 상기 릴레이 간 링크를 나타내는 첫 번째 홉(hop) 및 상기 릴레이와 상기 목적 노드 간 링크를 나타내는 두 번째 홉의 채널 상태 정보(channel state information)를 이용하여 빔포밍 벡터가 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기와 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 첫 번째 홉의 유효 데이터율(effective data rate)을 계산하는 단계;
    상기 두 번째 홉의 유효 데이터율을 계산하는 단계; 및
    상기 첫 번째 홉의 유효 데이터율과 상기 두 번째 홉의 유효 데이터율을 이용하여 전송 스트림 개수와 각 스트림에 해당하는 빔포밍 벡터를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 중계 시스템에서 다수 송신기와 다수 수신기 간 적응적 다중화 빔포밍 전송 방법.
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