KR101940698B1

KR101940698B1 - 동적 멀티플렉싱 장치 및 동적 멀티플렉싱 제어 방법

Info

Publication number: KR101940698B1
Application number: KR1020170063162A
Authority: KR
Inventors: 김강호; 김창영
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2019-01-21
Anticipated expiration: 2037-05-22
Also published as: KR20180127867A

Abstract

본 발명은, MIMO 시스템에서 네트워크 성능을 최적화하는 방향으로 안테나포트 별 출력(신호 송신세기) 및 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적으로 변경함으로써, 네트워크 성능 뿐 아니라 안정성, 서비스 품질을 최적으로 일관되게 보장할 수 있는 동적 멀티플렉싱 장치 및 동적 멀티플렉싱 제어 방법을 제안한다.

Description

동적 멀티플렉싱 장치 및 동적 멀티플렉싱 제어 방법{DYNAMIC MULTIPLEXING DEVICE AND DYNAMIC MULTIPLEXING CONTROL METHOD}

본 발명은, 다수의 안테나(포트)를 통해 신호를 송수신하는 환경에서, 네트워크 성능을 최적화하는 방향으로 안테나포트 별 신호 송신세기 및 멀티플렉싱 방식을 동적으로 변경할 수 있는 기술에 관한 것이다.

다수의 안테나(포트)를 통해 신호를 송수신하는 다중안테나 시스템(이하, MIMO 시스템)에서는, 네트워크 용량(Capacity) 증대를 위해서 여러 데이터 레이어(Data Layer)를 생성하고, 각 데이터 레이어의 맵핑 및 프리코딩(Precoding) 적용 등의 신호 처리 과정을 거쳐 각각의 논리 안테나포트를 통해 신호를 출력하고, 각 논리 안테나포트의 신호는 각 물리 안테나포트에 맵핑되어 무선환경으로 송신된다.

도 1에 도시된 바와 같이 송신장치 측에 4개의 물리 안테나(포트)가 구비되고 수신장치 측에 4개의 물리 안테나(포트)가 구비된다고 가정하여 설명하면 다음과 같다.

송신장치 측 신호처리부(10)는, 여러 데이터 레이어를 생성하고 각 데이터 레이어의 맵핑 및 프리코딩 적용 등의 신호 처리 과정을 수행하여, 각 4개의 논리 안테나포트(Ant #0,#1,#2,#3)를 통해 신호를 출력하고, 각 논리 안테나포트의 신호는 맵핑된 각 물리 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)을 통해 무선환경으로 송신된다.

이러한 기존의 MIMO 시스템에서는, 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 각각의 출력(신호 송신세기)이 모두 균일하게 고정/운영되었으며, 각 논리 안테나포트가 각 물리 안테나포트와 1:1로 맵핑되어 신호가 송신된다.

MIMO 시스템에서 송/수신 안테나포트 관점에서의 각 무선경로(이하, Path) 간에는, 물리적인 무선환경으로 인해 서로 신호 크기(세기) 차이가 존재할 수 있다.

헌데, 기존의 MIMO 시스템에서는 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 각각의 출력(신호 송신세기)이 모두 균일하게 고정/운영되기 때문에, 각 Path 간 신호 크기(세기) 불균형으로 인한 네트워크 성능 및 안정성 저하가 야기되는 문제가 있다.

또한, 기존의 MIMO 시스템에서는 각 논리 안테나포트가 각 물리 안테나포트와 1:1로 맵핑되어 신호가 송신되기 때문에, 특정 안테나포트에 장애가 발생하여 신호 송신이 불가능해지는 장애상황이 되더라도 이에 대처할 능력이 없는 문제가 있다.

이에, 본 발명에서는, 네트워크 성능을 최적화하는 관점에서 안테나포트 별 출력(신호 송신세기) 및 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적으로 변경할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 네트워크 성능을 최적화하는 관점에서 안테나포트 별 출력(신호 송신세기) 및 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적으로 변경할 수 있는 방안을 실현하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 동적 멀티플렉싱 장치는, 네트워크 성능과 관련된 성능정보를 수집하는 수집부; 다수의 안테나포트 별로, 상기 성능정보를 기반으로 신호 송신세기를 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 신호 송신세기를 재 변경하는 최적화 동작을 수행하는 송신세기최적화부; 및 상기 다수의 안테나포트 별로 수행한 최적화 동작에 의해 안테나포트 별 신호 송신세기가 결정된 후, 상기 성능정보를 기반으로 상기 다수의 안테나포트를 통해 신호를 송신하는 멀티플렉싱(multiplexing) 방식을 결정하는 멀티플렉싱부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 성능정보를 수집할 때마다, 수집된 성능정보 및 상기 성능정보를 토대로 생성된 품질값에, 상기 성능정보가 수집된 수집시점의 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 수집시점의 멀티플렉싱 방식 중 적어도 하나를 매핑시킨 데이터 셋트(data set)를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 송신세기최적화부는, 상기 다수의 안테나포트 별로, 안테나포트의 현재 신호 송신세기 및 상기 수집부에서 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를 기 저장된 데이터 셋트에서 검색하고, 상기 다수의 안테나포트 별로, 안테나포트의 현재 신호 송신세기를 상기 검색한 데이터 셋트 중 상기 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 상기 안테나포트의 신호 송신세기로 변경할 수 있다.

바람직하게는, 상기 송신세기최적화부는, 상기 다수의 안테나포트 별로, 안테나포트의 신호 송신세기를 변경한 후 상기 수집부에서 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값이 상기 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인하고, 상기 다수의 안테나포트 별로, 상기 변경 후 품질값이 상기 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는 것으로 판단하고, 안테나포트의 최적화 동작에 따른 신호 송신세기를 상기 변경 후 신호 송신세기로 결정할 수 있다.

바람직하게는, 상기 멀티플렉싱부는, 상기 다수의 안테나포트 별로 수행한 최적화 동작에 의해 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 성능정보를 기반으로, 상기 다수의 안테나포트에 대한 멀티플렉싱 방식을 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 멀티플렉싱 방식을 재 변경하는 멀티플렉싱 최적화 동작을 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 멀티플렉싱부는, 상기 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 수집부에서 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를 기 저장된 데이터 셋트에서 검색하고, 상기 다수의 안테나포트에 대한 멀티플렉싱 방식을, 상기 검색한 데이터 셋트 중 상기 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식으로 변경할 수 있다.

바람직하게는, 상기 멀티플렉싱부는, 멀티플렉싱 방식을 변경한 후 상기 수집부에서 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값이 상기 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인하고, 상기 변경 후 품질값이 상기 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는 것으로 판단하고, 최적화 동작에 따른 멀티플렉싱 방식을 상기 변경 후 멀티플렉싱 방식으로 결정할 수 있다.

바람직하게는, 상기 멀티플렉싱 방식은 상기 멀티플렉싱부에서 선정하는 멀티플렉싱매트릭스에 따르며, 상기 멀티플렉싱매트릭스는, 하나의 논리 안테나포트의 신호를 상기 다수의 안테나포트 중 몇 개의 안테나포트를 통해 송신하는지에 대한 맵핑방식에 따라, 상기 신호가 상호 직교하는 안테나포트를 통해 송신될 수 있게 기 정의된 행렬원소 배치 형태와, 안테나포트 별 신호 송신세기에 따라, 상기 다수의 안테나포트를 통해 송신되는 신호의 전체 송신세기가 제한된 총 전력세기 내에서 최대로 수용될 수 있게 기 정의된 각 행렬원소 별 가중치를 가질 수 있다.

바람직하게는, 상기 다수의 안테나포트 별 신호 송신세기 최적화 동작은, 기 설정된 최적화 주기마다 또는 네트워크 성능이 급격히 변화하는 특정 이벤트 발생 시, 수행될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 동적 멀티플렉싱 제어 방법은, 네트워크 성능과 관련된 성능정보를 수집하는 수집단계; 다수의 안테나포트 별로, 상기 성능정보를 기반으로 신호 송신세기를 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 신호 송신세기를 재 변경하는 최적화 동작을 수행하는 송신세기최적화단계; 및 상기 다수의 안테나포트 별로 수행한 최적화 동작에 의해 안테나포트 별 신호 송신세기가 결정된 후, 상기 성능정보를 기반으로 상기 다수의 안테나포트를 통해 신호를 송신하는 멀티플렉싱 방식을 결정하는 멀티플렉싱단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 멀티플렉싱단계는, 상기 다수의 안테나포트 별로 수행한 최적화 동작에 의해 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 성능정보를 기반으로, 상기 다수의 안테나포트에 대한 멀티플렉싱 방식을 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 멀티플렉싱 방식을 재 변경하는 멀티플렉싱 최적화 동작을 수행할 수 있다.

이에, 본 발명의 동적 멀티플렉싱 장치 및 동적 멀티플렉싱 제어 방법에 의하면, MIMO 시스템에서 네트워크 성능을 최적화하는 방향으로 안테나포트 별 출력(신호 송신세기) 및 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적으로 변경함으로써, 네트워크 성능 뿐 아니라 안정성, 서비스 품질을 최적으로 일관되게 보장할 수 있는 효과를 도출한다.

도 1은 기존의 MIMO 시스템에서 논리 안테나포트 및 물리 안테나포트의 맵핑 관계를 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 동적 멀티플렉싱 장치가 적용된 MIMO 시스템의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 동적 멀티플렉싱 장치가 적용된 MIMO 시스템에서 논리 안테나포트 및 물리 안테나포트의 맵핑 관계를 보여주는 일 실시예이다.
도 4는 본 발명의 동적 멀티플렉싱 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명이 관련된 기존의 MIMO 시스템이 갖는 문제점을 간단히 설명하겠다.

도 1은, 송신장치 측에 4개의 물리 안테나(포트)가 구비되고 수신장치 측에 4개의 물리 안테나(포트)가 구비된다고 가정한 MIMO 시스템을 도시하고 있다.

도 1에서 알 수 있듯이, 기존의 MIMO 시스템에 따르면, 송신장치 측 신호처리부(10)는, 여러 데이터 레이어를 생성하고, 각 데이터 레이어의 맵핑 및 프리코딩 적용 등의 신호 처리 과정을 수행하여, 각 4개의 논리 안테나포트(Ant #0,#1,#2,#3)를 통해 신호를 출력하고, 각 논리 안테나포트의 신호는 맵핑된 각 물리 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)을 통해 무선환경으로 송신된다.

헌데, 기존의 MIMO 시스템에서는 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 각각의 출력(신호 송신세기)이 모두 균일하게 고정/운영되기 때문에, 각 Path 간 신호 크기(세기) 불균형으로 인해 수신장치(단말)가 신뢰성 높은 RSRP, SINR 등의 정보를 산출하는데 악영향을 주거나 수신장치(단말)이 이동 시 체감하는 품질의 일관성에 악영향을 주어, 네트워크 안정성을 저하시키는 문제가 있다.

또한, 기존의 MIMO 시스템에서는, 각 Path 간 신호 크기(세기) 불균형으로 인해, 송신장치에 정해진 총 출력(전력세기)을 효율적으로 운영하는데 악영향을 주어, 네트워크 성능을 저하시키는 문제가 있다.

그리고, 기존의 MIMO 시스템에서는 각 논리 안테나포트가 각 물리 안테나포트와 1:1로 맵핑되어 신호가 송신되기 때문에, 특정 안테나포트에 장애가 발생하여 신호 송신이 불가능해지는 장애상황이 되더라도 이에 대처할 능력이 없고 장애가 발생한 특정 안테나포트의 신호는 유실된다.

만약, 기존의 MIMO 시스템에서는, 이러한 특정 안테나포트의 장애로 인해 유실된 신호에 중요정보(예: CSR#0)가 존재하는 경우, 일정시간 동안 정상적인 서비스를 제공할 수 없는 심각한 문제 상황(Out-of-Service)까지 야기될 수 있다.

이에, 본 발명에서는, 네트워크 성능을 최적화하는 관점에서 안테나포트 별 출력(신호 송신세기) 및 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적으로 변경할 수 있는 방안(동적 멀티플렉싱 제어 방법)을 제안하고자 한다.

이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명에서 제안하는 방안을 실현하는 동적 멀티플렉싱 장치에 대해 구체적으로 설명하겠다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 송신장치 내에 구비되며, 특히 논리 안테나포트 및 물리 안테나포트 사이에 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 네트워크 성능과 관련된 성능정보를 수집하는 수집부와, 다수의 안테나포트 별로, 상기 성능정보를 기반으로 신호 송신세기를 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 신호 송신세기를 재 변경하는 최적화 동작을 수행하는 송신세기최적화부(110)와, 상기 다수의 안테나포트 별로 수행한 최적화 동작에 의해 안테나포트 별 신호 송신세기가 결정된 후, 상기 성능정보를 기반으로 상기 다수의 안테나포트를 통해 신호를 송신하는 멀티플렉싱 방식을 결정하는 멀티플렉싱부(120)를 포함한다.

그리고, 본 발명에 따른 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 성능정보를 수집할 때마다, 금번 수집된 성능정보를 토대로 하는 데이터 셋트(data set)를 저장하는 저장부를 더 포함한다.

도 2에서는, 본 발명에 따른 동적 멀티플렉싱 장치(100)에서, 앞서 언급한 수집부 및 저장부의 기능을 제어부(130)가 수행하는 실시예로 도시하고 있다.

그리고, 도 2의 경우, 일 예로서 송신장치 측에 4개의 물리 안테나(포트)가 구비되는 실시예를 가정하고 있으며, 이하에서는 설명의 편의 상 다수의 안테나포트로서 4개의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)를 언급하여 설명하겠다.

제어부(130)는, 네트워크 성능과 관련된 성능정보를 수집한다.

이때, 성능정보는, 네트워크 성능과 관련된 다양한 정보를 의미하며, 예를 들면 수신장치(단말)로부터 보고되는 CQI(Channel Quality Indicator) 등의 정보일 수 있고, 송신장치(기지국) 내부적으로 모니터링 하는 BLER(Block Error Rate), 전체 처리량(T-put), PRB(Physical Resource Block) 사용량 등의 정보일 수 있다.

이러한 제어부(130)는, 자체 설정된 수집주기마다 성능정보를 수집할 수 있고, 또는 후술할 최적화 주기마다 또는 네트워크 성능이 급격히 변화하는 특정 이벤트 발생 시에 성능정보를 수집할 수 있다.

다만, 제어부(130)는, 송신세기최적화부(110)에서 안테나포트 별로 최적화 동작을 수행하는 동안에는 안테나포트 별로 신호 송신세기를 변경할 때마다, 및 멀티플렉싱부(120)에서 멀티플렉싱 최적화 동작을 수행하는 동안에는 멀티플렉싱 방식을 변경할 때마다, 변경 후의 성능정보를 새롭게 수집하는 것이 바람직하다.

그리고, 제어부(130)는, 성능정보를 수집할 때마다, 금번 수집된 성능정보 및 금번 성능정보를 토대로 생성된 품질값에, 금번 성능정보가 수집된 수집시점의 안테나포트 별 신호 송신세기 및 금번 성능정보가 수집된 수집시점의 멀티플렉싱 방식 중 적어도 하나를 매핑시킨 데이터 셋트(data set)를 저장한다.

이렇게 되면, 제어부(130)는, 성능정보를 수집할 때마다 금번 수집된 성능정보를 토대로 하는 데이터 셋트(data set)를 저장하는 방식으로, 안테나포트 별 신호 송신세기가 어떠하고 멀티플렉싱 방식이 어떠한 경우에 네트워크 성능(성능정보)이 어떤 상황이고 이를 수치로 환산한 점수(품질값)가 어떤 수준인지를 나타내는 히스토리(데이터 셋트)를 자체적으로 데이터베이스화 하여 구축할 수 있다.

송신세기최적화부(110)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로, 성능정보를 기반으로 신호 송신세기를 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 신호 송신세기를 재 변경하는 최적화 동작을 수행한다.

이러한 송신세기최적화부(110)는, 기 설정된 최적화 주기마다 또는 네트워크 성능이 급격히 변화하는 특정 이벤트 발생 시, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 신호 송신세기 최적화 동작을 수행하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 제어부(130)는, 기 설정된 최적화 주기 도달 시, 송신세기최적화부(110)로 최적화 동작 수행을 요청할 수 있다.

또한, 제어부(130)는, 네트워크 성능이 급격히 변화하는 특정 이벤트 발생 시, 송신세기최적화부(110)로 최적화 동작 수행을 요청할 수 있다.

이 경우, 송신세기최적화부(110)는, 제어부(130)의 요청에 따라, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 신호 송신세기 최적화 동작을 수행할 수 있다.

여기서, 네트워크 성능이 급격히 변화하는 특정 이벤트는, 설정 방식에 따라 정의된다.

예를 들면, 성능정보 중 T-put/PRB 값이 이전 대비 특정 임계치 이상으로 급격하게 저하되는 경우, 네트워크 성능이 급격히 변화하는 특정 이벤트가 발생할 것으로 정의할 수 있다.

이 경우, 제어부(130)는, 성능정보를 수집할 때마다, T-put/PRB 값이 이전 대비 특정 임계치 이상으로 급격하게 저하되는지 여부를 확인하여 급격히 저하되는 경우, 특정 이벤트가 발생한 것으로 판단하고, 송신세기최적화부(110)로 최적화 동작 수행을 요청할 수 있다.

한편, 또 다른 예를 들면, 송신세기최적화부(110)는, 자체적으로 기 설정된 최적화 주기 도달 시 또는 자체적으로 판단한 특정 이벤트 발생 시, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 신호 송신세기 최적화 동작을 수행할 수 있다.

이하에서는, 송신세기최적화부(110)에서 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 신호 송신세기 최적화 동작을 수행하는 과정을 구체적으로 설명하겠다.

먼저, 신호 송신세기 최적화 동작 중, 신호 송신세기를 변경하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

송신세기최적화부(110)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로, 안테나포트의 현재 신호 송신세기 및 제어부(130, 수집부)에서 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를 기 저장된 데이터 셋트에서 검색한다.

그리고, 송신세기최적화부(110)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로, 안테나포트의 현재 신호 송신세기를 상기 검색한 데이터 셋트 중 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 해당 안테나포트의 신호 송신세기로 변경한다.

설명의 편의 상, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 중 안테나포트 Tx #0을 대표로 언급하여 설명하면 다음과 같다.

송신세기최적화부(110)에서 안테나포트 Tx #0에 대한 신호 송신세기 최적화 동작을 담당하는 최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 현재 신호 송신세기 및 제어부(130)에서 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를 기 저장된 데이터 셋트 즉 데이터베이스화된 데이터 셋트에서 검색한다.

그리고, 최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 현재 신호 송신세기를, 앞서 검색한 데이터 셋트 중 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기로 변경한다.

앞서 검색한 데이터 셋트 중 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트가 없을 수도 있다.

이 경우, 최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 현재 신호 송신세기 및 현재 성능정보와 유사도가 다음으로 높은 데이터 셋트를 재 검색한 후, 안테나포트 Tx #0의 현재 신호 송신세기를, 앞서 재 검색한 데이터 셋트 중 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기로 변경하는 것이 바람직하다.

송신세기최적화부(110) 내 나머지 최적화기#1,#2,#3 역시, 전술의 최적화기#0과 같은 방식으로, 안테나포트 Tx #1,#2,#3 각각에 대하여 신호 송신세기를 변경할 수 있다.

다음, 신호 송신세기 최적화 동작 중, 신호 송신세기 변경 후 네트워크 성능이 향상되는지 여부를 판단하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

송신세기최적화부(110)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로, 안테나포트의 신호 송신세기를 변경한 후 제어부(130, 수집부)에서 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값이 상기 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인한다.

그리고, 송신세기최적화부(110)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로, 상기 변경 후 품질값이 상기 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는 것으로 판단하고, 안테나포트의 최적화 동작에 따른 신호 송신세기를 상기 변경 후 신호 송신세기로 결정한다.

설명의 편의 상, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 중 안테나포트 Tx #0을 대표로 언급하여 설하면 다음과 같다.

최적화기#0은, 전술한 바와 같이, 안테나포트 Tx #0의 현재 신호 송신세기를 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기로 변경한 후, 제어부(130)에서 새롭게 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값을 확인한다.

그리고, 최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기를 변경한 후 확인한 품질값이, 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인한다.

즉, 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기를 변경한 이후의 네트워크 성능을 수치로 환산한 점수(품질값)이, 변경하기 이전의 네트워크 성능을 수치로 환산한 점수(품질값) 보다 높은지 여부를 확인하는 것이다.

최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기 변경 후 품질값이 변경 직전의 품질값 보다 높지 않으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되지 않은 것으로 판단하고, 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기를 변경(재 변경)하는 전술한 변경 과정을 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상될 때까지 반복해서 수행한다.

최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기 변경 후 품질값이 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는 것으로 판단하고, 안테나포트 Tx #0의 최적화 동작에 따른 신호 송신세기를 금번 변경 후 신호 송신세기로 결정하고, 안테나포트 Tx #0에 대한 금번 신호 송신세기 최적화 동작을 마칠 수 있다.

송신세기최적화부(110) 내 나머지 최적화기#1,#2,#3 역시, 전술의 최적화기#0과 같은 방식으로, 안테나포트 Tx #1,#2,#3 각각에 대하여 신호 송신세기를 변경한 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 판단하고, 그에 따라 신호 송신세기를 변경(재 변경)하는 전술한 변경 과정을 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상될 때까지 반복 수행한 후 신호 송신세기 최적화 동작을 마칠 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 각각의 출력(신호 송신세기)이 모두 균일하게 고정/운영되던 기존 MIMO 시스템과 달리, 자체적으로 데이터베이스화/구축한 히스토리(데이터 셋트)를 활용하여 네트워크 성능이 향상되는 방향으로 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 신호 송신세기를 동적/변경하여 최적으로 결정할 수 있다.

멀티플렉싱부(120)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 수행한 최적화 동작에 의해 안테나포트 별 신호 송신세기가 결정된 후, 제어부(130, 수집부)에서 수집한 현재 성능정보를 기반으로 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)를 통해 신호를 송신하는 멀티플렉싱 방식을 결정한다.

구체적으로, 멀티플렉싱부(120)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 수행한 최적화 동작에 의해 안테나포트 별 신호 송신세기가 결정되면, 이렇게 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 제어부(130)에서 수집한 현재 성능정보를 기반으로, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)에 대한 멀티플렉싱 최적화 동작을 수행한다.

더 구체적으로, 멀티플렉싱부(120)는, 앞서 최적으로 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 제어부(130)에서 수집한 현재 성능정보를 기반으로, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)에 대한 멀티플렉싱 방식을 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 멀티플렉싱 방식을 재 변경하는 멀티플렉싱 최적화 동작을 수행하는 것이다.

이때, 멀티플렉싱부(120)는, 송신세기최적화부(110)에서 안테나포트 별로 최적화 동작이 수행되고 있는 동안에는, 이전에 수행한 멀티플렉싱 최적화 동작으로 결정한 멀티플렉싱 방식을 유지하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 멀티플렉싱부(120)에서 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)에 대한 멀티플렉싱 최적화 동작을 수행하는 과정을 구체적으로 설명하겠다.

먼저, 멀티플렉싱 최적화 동작 중, 멀티플렉싱 방식을 변경하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

멀티플렉싱부(120)는, 앞서 최적으로 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 제어부(130, 수집부)에서 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를, 기 저장된 즉 데이터베이스화된 데이터 셋트에서 검색한다.

그리고, 멀티플렉싱부(120)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)에 대한 멀티플렉싱 방식을, 상기 검색한 데이터 셋트 중 상기 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식으로 변경한다.

이때, 유사도가 가장 높은 데이터 셋트란, 어느 정도 수준 이상(예: 80% 이상)의 유사도가 전제될 것인데, 기 저장된 데이터 셋트 즉 데이터베이스화된 데이터 셋트(히스토리)가 충분하지 않아 유사도가 가장 높은 데이터 셋트 검색 시 전제된 유사도 수준(예: 80%) 이상의 데이터 셋트가 존재하지 않을 수도 있다.

예컨대, 동적 멀티플렉싱 장치(100)의 최초 동작 시 또는 최초 동작 직후 초반에는, 데이터베이스화된 데이터 셋트(히스토리)가 충분하지 않을 수 있다.

이 경우, 멀티플렉싱부(120)는, 변경 가능한 멀티플렉싱 방식(예: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4)을 순차적으로 또는 임의로 변경해가면서, 멀티플렉싱 방식 변경 시마다 제어부(130)에서 새롭게 수집되는 성능정보에 따른 충분한 데이터 셋트(히스토리)가 저장 및 구축되도록 할 수 있고, 이 과정을 일정시간 수행하면서 저장한 데이터 셋트를 토대로 품질값이 가장 높을 때의 멀티플렉싱 방식을 최적의 멀티플렉싱 방식으로 결정할 수 있다.

한편, 앞서 검색한 데이터 셋트 중 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트가 없을 수도 있다.

이 경우, 멀티플렉싱부(120)는, 안테나포트 별 신호 송신세기 및 현재 성능정보와 유사도가 다음으로 높은 데이터 셋트를 재 검색한 후, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)에 대한 멀티플렉싱 방식을, 앞서 재 검색한 데이터 셋트 중 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식으로 변경하는 것이 바람직하다.

이때 멀티플렉싱 방식은 멀티플렉싱부(120)에서 선정하는 멀티플렉싱매트릭스에 따르게 된다.

여기서, 멀티플렉싱매트릭스는, 하나의 논리 안테나포트의 신호를 다수의 안테나포트 중 몇 개의 안테나포트를 통해 송신하는지에 대한 맵핑방식(1:N)에 따라, 상기 신호가 상호 직교하는 안테나포트를 통해 송신될 수 있게 기 정의된 행렬원소 배치 형태와, 안테나포트 별 신호 송신세기에 따라, 다수의 안테나포트를 통해 송신되는 신호의 전체 송신세기가 제한된 총 전력세기 내에서 최대로 수용될 수 있게 기 정의된 각 행렬원소 별 가중치를 갖는다.

예를 들어, 전술한 바와 같이 본 발명의 동적 멀티플렉싱 장치(100)가 구비된 송신장치 측에 4개의 안테나포트가 구비되고 수신장치 측에 4개의 안테나포트가 구비된다고 가정하면, 멀티플렉싱매트릭스는 4*4 행렬의 형태를 가질 것이다.

이때, 멀티플렉싱매트릭스는, 하나의 논리 안테나포트의 신호를 4개의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 중 몇 개의 안테나포트를 통해 송신하는지에 대한 맵핑방식(1:N)에 따라, 하나의 논리 안테나포트의 신호가 상호 직교하는 안테나포트를 통해 송신될 수 있게 기 정의된 행렬원소 배치 형태를 갖는다.

즉, 멀티플렉싱매트릭스는, 맵핑방식이 1:2인 경우 갖는 행렬원소 배치 형태, 맵핑방식이 1:3인 경우 갖는 행렬원소 배치 형태, 맵핑방식이 1:4인 경우 갖는 행렬원소 배치 형태가 각기 기 정의되는 것이다.

그리고, 멀티플렉싱매트릭스는, 안테나포트 별 신호 송신세기에 따라, 4개의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)를 통해 송신되는 신호의 전체 송신세기가 송신장치에 정해진(제한된) 총 출력(전력세기) 내에서 최대로 수용될 수 있게 기 정의된 각 행렬원소 별 가중치를 갖는다.

즉, 멀티플렉싱매트릭스는, 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 최적으로 결정된 신호 송신세기가, 1:1:1:1인 경우, 1:1:1:2인 경우, 1:1:2:2인 경우, 1:3:1:2인 경우 등 다양한 비율인 경우 마다, 각기 각 행렬원소 별 가중치가 기 정의되는 것이다.

따라서, 멀티플렉싱 방식을 변경하는 것은, 멀티플렉싱부(120)가 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식(특히, 맵핑방식)과 앞서 최적으로 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기를 기반으로, 멀티플렉싱매트릭스를 선정함으로써 실현될 수 있다.

이에, 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식은 맵핑방식1:2이고, 앞서 최적으로 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기가 1:1:1:1인 경우로 가정하면, 멀티플렉싱부(120)는 다음과 같은 멀티플렉싱매트릭스(M_SPM)를 선정함으로써, 멀티플렉싱 방식을 멀티플렉싱매트릭스(M_SPM)에 따르도록 변경할 수 있다.

위 에서 알 수 있듯이, 멀티플렉싱매트릭스(M_SPM)는 하나의 논리 안테나포트의 신호가 2개의 물리 안테나포트를 통해 송신되도록 하는 행렬원소 배치 형태를 가지며, 0 이 아닌 행렬원소에는 안테나포트 별 신호 송신세기(1:1:1:1)에 다른 각 행렬원소 별 가중치를 가지고 있다.

멀티플렉싱부(120)가 위 멀티플렉싱매트릭스(M_SPM)를 선정함으로써 멀티플렉싱 방식을 멀티플렉싱매트릭스(M_SPM)에 따르도록 변경하는 경우는, 본 발명의 동적 멀티플렉싱 장치(100)에 의해, 도 3에 도시된 바와 같은 논리 안테나포트 및 물리 안테나포트의 맵핑 관계가 이루어진다.

도 3에서 알 수 있듯이, 송신장치 측 신호처리부(10)는, 여러 데이터 레이어를 생성하고, 각 데이터 레이어의 맵핑 및 프리코딩 적용 등의 신호 처리 과정을 수행하여, 각 4개의 논리 안테나포트(Ant #0,#1,#2,#3)를 통해 신호를 출력한다. 이는 기존의 MIMO 시스템과 동일하다.

이때, 본 발명의 동적 멀티플렉싱 장치(100)에 의해, 논리 안테나포트(Ant #0)의 신호는 1:2로 맵핑된 2개의 안테나포트(Tx #0,#2)를 통해 무선환경으로 송신되고, 논리 안테나포트(Ant #1)의 신호는 1:2로 맵핑된 2개의 안테나포트(Tx #1,#3)를 통해 무선환경으로 송신되고, 논리 안테나포트(Ant #2)의 신호는 1:2로 맵핑된 2개의 안테나포트(Tx #2,#0)를 통해 무선환경으로 송신되고, 논리 안테나포트(Ant #3)의 신호는 1:2로 맵핑된 2개의 안테나포트(Tx #3,#1)를 통해 무선환경으로 송신된다.

이와 같이, 도 3에 도시된 실시예의 경우, 송신장치에서는 각 논리 안테나포트가 2개의 물리 안테나포트를 통하여 신호가 송신하게 된다. 즉, 수신장치에서는, 각 안테나포트(Rx #0,#1,#2,#3)를 통해 2개의 논리 안테나포트에 해당하는 신호를 수신할 수 있다.

이로 인해, 본 발명의 동적 멀티플렉싱 장치(100)가 적용되는 MIMO 시스템에서는, 송신장치의 각 논리 안테나포트 신호가 단일 Path가 아닌 다중 Path를 통하여 수신장치로 전달된다.

다음, 멀티플렉싱 최적화 동작 중, 멀티플렉싱 방식 변경 후 네트워크 성능이 향상되는지 여부를 판단하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

멀티플렉싱부(120)는, 멀티플렉싱 방식을 변경한 후 제어부(130)에서 새롭게 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값을 확인한다.

그리고, 멀티플렉싱부(120)는, 멀티플렉싱 방식을 변경한 후 확인한 품질값이, 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인한다.

즉, 멀티플렉싱 방식을 변경한 이후의 네트워크 성능을 수치로 환산한 점수(품질값)이, 변경하기 이전의 네트워크 성능을 수치로 환산한 점수(품질값) 보다 높은지 여부를 확인하는 것이다.

멀티플렉싱부(120)는, 멀티플렉싱 방식 변경 후 품질값이 변경 직전의 품질값 보다 높지 않으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되지 않은 것으로 판단하고, 멀티플렉싱 방식을 변경(재 변경)하는 전술한 변경 과정을 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상될 때까지 반복해서 수행한다.

멀티플렉싱부(120)는, 멀티플렉싱 방식 변경 후 품질값이 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상된 것으로 판단하고, 최적화 동작에 따른 멀티플렉싱 방식을 금번 변경 후 멀티플렉싱 방식으로 결정하고, 금번 멀티플렉싱 최적화 동작을 마칠 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 논리 안테나포트(Ant #0,#1,#2,#3) 및 물리 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)를 각기 1:1로 맵핑하던 기존 MIMO 시스템과 달리, 자체적으로 데이터베이스화/구축한 히스토리(데이터 셋트)를 활용하여 네트워크 성능이 향상되는 방향으로 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적/변경하여 최적으로 결정할 수 있다.

특히, 본 발명에서는, 단일화(Unitary)된 멀티플렉싱매트릭스를 선정하는 방식으로 논리 안테나포트 및 물리 안테나포트 간 멀티플렉싱 방식을 변경함으로써, 논리 안테나포트 및 물리 안테나포트 간 맵핑 관계를 1:N으로 동적 변경함으로 인해 신호 간 직교성(Orthogonality)에 대한 미칠 수 있는 악 영향을 방지할 수 있고, 더불어 송신장치에 정해진(제한된) 총 출력(총 전력세기)을 최대로 이용(수용)하여 효율적으로 운영할 수 있다.

아울러, 본 발명에서는, 1차적으로 안테나포트 별 신호 송신세기 최적화를 수행한 후, 그 결과를 이용해서 멀티플렉싱 최적화를 2차적으로 수행함으로써, 멀티플렉싱 방식을 동적으로 변경하여 최적으로 결정하는 멀티플렉싱 최적화 과정에서의 멀티플렉싱매트릭스 선정 복잡도를 현저히 낮출 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 동적 멀티플렉싱 장치(100)에 의하면, 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 각각의 출력(신호 송신세기)이 모두 균일하게 고정/운영되고 논리 안테나포트(Ant #0,#1,#2,#3) 및 물리 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)를 각기 1:1로 맵핑하던 기존 MIMO 시스템과 달리, 자체적으로 데이터베이스화/구축한 히스토리(데이터 셋트)를 활용하여 네트워크 성능이 향상되는 방향으로 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 신호 송신세기 및 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적/변경하여 최적으로 결정할 수 있다.

이로 인해, 본 발명에 따르면, MIMO 시스템에서 송/수신 안테나포트 관점에서의 각 Path 간 신호 크기(세기) 불균형이 해소되므로, 수신장치(단말)가 신뢰성 높은 RSRP, SINR 등의 정보를 산출하는데 악영향을 주거나 수신장치(단말)이 이동 시 체감하는 품질의 일관성에 악영향을 주는 일이 발생되지 않을 뿐 아니라, 송신장치에 정해진 총 출력(전력세기)을 효율적으로 운영할 수 있으며, 혹시 특정 안테나포트에 장애가 발생하더라도 논리 안테나포트 신호가 단일 Path가 아닌 다중 Path를 통해 전달되므로 문제 상황(Out-of-Service) 없는 정상적인 서비스 제공이 가능해진다.

이와 같이, 본 발명에서는, MIMO 시스템에서 네트워크 성능을 최적화하는 방향으로 안테나포트 별 신호 송신세기 및 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적으로 변경함으로써, 네트워크 성능 뿐 아니라 안정성, 서비스 품질을 최적으로 일관되게 보장할 수 있는 효과를 도출한다.

이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 멀티플렉싱 제어 방법을 구체적으로 설명하도록 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 전술의 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

본 발명의 동적 멀티플렉싱 제어 방법에 따르면, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는 네트워크 성능과 관련된 성능정보를 수집한다(S100).

동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 자체 설정된 수집주기마다 성능정보를 수집할 수 있고, 또는 후술할 최적화 주기마다 또는 네트워크 성능이 급격히 변화하는 특정 이벤트 발생 시에 성능정보를 수집할 수 있다.

다만, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 후술에서 안테나포트 별로 최적화 동작을 수행하는 동안에는 안테나포트 별로 신호 송신세기를 변경할 때마다, 및 후술에서 멀티플렉싱 최적화 동작을 수행하는 동안에는 멀티플렉싱 방식을 변경할 때마다, 변경 후의 성능정보를 새롭게 수집하는 것이 바람직하다.

본 발명의 동적 멀티플렉싱 제어 방법에 따르면, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 성능정보를 수집할 때마다 금번 수집된 성능정보를 토대로 하는 데이터 셋트(data set)를 저장하는 방식으로, 안테나포트 별 신호 송신세기가 어떠하고 멀티플렉싱 방식이 어떠한 경우에 네트워크 성능(성능정보)이 어떤 상황이고 이를 수치로 환산한 점수(품질값)가 어떤 수준인지를 나타내는 히스토리(데이터 셋트)를 자체적으로 데이터베이스화 하여 구축할 수 있다(S100).

본 발명의 동적 멀티플렉싱 제어 방법에 따르면, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 기 설정된 최적화 주기가 도달하는지 또는 네트워크 성능이 급격히 변화하는 특정 이벤트가 발생하는지 여부를 판단하고(S110), 최적화 주기 도달 시 또는 특정 이벤트 발생 시(S110 Yes), 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로 신호 송신세기 최적화 동작을 수행할 수 있다(S120,S130).

보다 구체적으로, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로, 안테나포트의 현재 신호 송신세기 및 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를 기 저장된 데이터 셋트에서 검색한다(S120).

그리고, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로, 안테나포트의 현재 신호 송신세기를 상기 검색한 데이터 셋트 중 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 해당 안테나포트의 신호 송신세기로 변경한다(S120).

동적 멀티플렉싱 장치(100)에서 안테나포트 Tx #0에 대한 신호 송신세기 최적화 동작을 담당하는 최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 현재 신호 송신세기 및 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를 기 저장된 데이터 셋트 즉 데이터베이스화된 데이터 셋트에서 검색한다.

동적 멀티플렉싱 장치(100)에서 나머지 최적화기#1,#2,#3 역시, 전술의 최적화기#0과 같은 방식으로, 안테나포트 Tx #1,#2,#3 각각에 대하여 신호 송신세기를 변경할 수 있다.

그리고, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로, 안테나포트의 신호 송신세기를 변경한 후 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값이 상기 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인한다(S130).

그리고, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3) 별로, 상기 변경 후 품질값이 상기 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는 것으로 판단하고(S130 Yes), 안테나포트의 최적화 동작에 따른 신호 송신세기를 상기 변경 후 신호 송신세기로 결정한다(S140).

동적 멀티플렉싱 장치(100)에서 안테나포트 Tx #0에 대한 신호 송신세기 최적화 동작을 담당하는 최적화기#0은, 전술한 바와 같이, 안테나포트 Tx #0의 현재 신호 송신세기를 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기로 변경한 후, 새롭게 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값을 확인한다.

그리고, 최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기를 변경한 후 확인한 품질값이, 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인한다(S130).

최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기 변경 후 품질값이 변경 직전의 품질값 보다 높지 않으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되지 않은 것으로 판단하고(S130 No), 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기를 변경(재 변경)하는 전술한 변경 과정을 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상될 때까지 반복해서 수행한다(S120,S130).

최적화기#0은, 안테나포트 Tx #0의 신호 송신세기 변경 후 품질값이 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는 것으로 판단하고(S130 Yes),0 안테나포트 Tx #0의 최적화 동작에 따른 신호 송신세기를 금번 변경 후 신호 송신세기로 결정하고, 안테나포트 Tx #0에 대한 금번 신호 송신세기 최적화 동작을 마칠 수 있다(S140).

동적 멀티플렉싱 장치(100)에서 나머지 최적화기#1,#2,#3 역시, 전술의 최적화기#0과 같은 방식으로, 안테나포트 Tx #1,#2,#3 각각에 대하여 신호 송신세기를 변경한 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 판단하고, 그에 따라 신호 송신세기를 변경(재 변경)하는 전술한 변경 과정을 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상될 때까지 반복 수행한 후 신호 송신세기 최적화 동작을 마칠 것이다.

본 발명의 동적 멀티플렉싱 제어 방법에 따르면, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 1차적으로 안테나포트 별 신호 송신세기 최적화를 수행한 후, 멀티플렉싱 최적화 동작을 2차적으로 수행한다(S150, S160).

보다 구체적으로 설명하면, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 앞서 1차적으로 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를, 기 저장된 즉 데이터베이스화된 데이터 셋트에서 검색한다.

그리고, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)에 대한 멀티플렉싱 방식을, 상기 검색한 데이터 셋트 중 상기 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식으로 변경한다.

이 경우, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 변경 가능한 멀티플렉싱 방식(예: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4)을 순차적으로 또는 임의로 변경해가면서, 멀티플렉싱 방식 변경 시마다 새롭게 수집되는 성능정보에 따른 충분한 데이터 셋트(히스토리)가 저장 및 구축되도록 할 수 있고, 이 과정을 일정시간 수행하면서 저장한 데이터 셋트를 토대로 품질값이 가장 높을 때의 멀티플렉싱 방식을 최적의 멀티플렉싱 방식으로 결정할 수 있다.

이 경우, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 안테나포트 별 신호 송신세기 및 현재 성능정보와 유사도가 다음으로 높은 데이터 셋트를 재 검색한 후, 다수의 안테나포트(Tx #0,#1,#2,#3)에 대한 멀티플렉싱 방식을, 앞서 재 검색한 데이터 셋트 중 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식으로 변경하는 것이 바람직하다.

이때 멀티플렉싱 방식은, 동적 멀티플렉싱 장치(100)에서 선정하는 멀티플렉싱매트릭스에 따르게 된다.

따라서, S150단계에서 멀티플렉싱 방식을 변경하는 것은, 동적 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식(특히, 맵핑방식)과 앞서 최적으로 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기를 기반으로, 멀티플렉싱매트릭스를 선정함으로써 실현될 수 있다.

이에, 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식은 맵핑방식1:2이고, 앞서 최적으로 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기가 1:1:1:1인 경우로 가정하면, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 다음과 같은 멀티플렉싱매트릭스(M_SPM)를 선정함으로써, 멀티플렉싱 방식을 멀티플렉싱매트릭스(M_SPM)에 따르도록 변경할 수 있다.

동적 멀티플렉싱 장치(100)가 위 멀티플렉싱매트릭스(M_SPM)를 선정함으로써 멀티플렉싱 방식을 멀티플렉싱매트릭스(M_SPM)에 따르도록 변경하는 경우는, 도 3에 도시된 바와 같은 논리 안테나포트 및 물리 안테나포트의 맵핑 관계가 이루어진다.

동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 멀티플렉싱 방식을 변경한 후 새롭게 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값을 확인한다.

그리고, 동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 멀티플렉싱 방식을 변경한 후 확인한 품질값이, 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인한다(S160).

동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 멀티플렉싱 방식 변경 후 품질값이 변경 직전의 품질값 보다 높지 않으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되지 않은 것으로 판단하고(S160 No), 멀티플렉싱 방식을 변경(재 변경)하는 전술한 변경 과정을 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상될 때까지 반복해서 수행한다(S150,S160).

동적 멀티플렉싱 장치(100)는, 멀티플렉싱 방식 변경 후 품질값이 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상된 것으로 판단하고(S160 Yes), 최적화 동작에 따른 멀티플렉싱 방식을 금번 변경 후 멀티플렉싱 방식으로 결정하고, 금번 멀티플렉싱 최적화 동작을 마칠 수 있다(S170).

이에, 본 발명의 동적 멀티플렉싱 장치(100)가 적용(구비)된 송신장치는, 네트워크 성능을 최적화하는 방향으로 동적/변경을 통해 결정된 최적의 안테나포트 별 신호 송신세기 및 멀티플렉싱 방식(1:N)으로 서비스를 제공할 수 있다(S180).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 동적 멀티플렉싱 제어 방법에 의하면, MIMO 시스템에서 네트워크 성능을 최적화하는 방향으로 안테나포트 별 신호 송신세기 및 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적으로 변경함으로써, 네트워크 성능 뿐 아니라 안정성, 서비스 품질을 최적으로 일관되게 보장할 수 있는 효과를 도출한다.

본 발명의 일실시예에 따른 동적 멀티플렉싱 제어 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

본 발명에 따른 단말장치 및 단말장치의 동작 방법에 따르면, MIMO 시스템에서 네트워크 성능을 최적화하는 방향으로 안테나포트 별 출력(신호 송신세기) 및 멀티플렉싱 방식(1:N)을 동적으로 변경한다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100 : 동적 멀티플렉싱 장치
110 : 송신세기최적화부 120: 멀티플렉싱부
130 : 제어부

Claims

네트워크 성능과 관련된 성능정보를 수집하는 수집부;
다수의 안테나포트 별로, 상기 성능정보를 기반으로 신호 송신세기를 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 신호 송신세기를 재 변경하는 최적화 동작을 수행하는 송신세기최적화부; 및
상기 다수의 안테나포트 별로 수행한 최적화 동작에 의해 안테나포트 별 신호 송신세기가 결정된 후, 상기 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 성능정보를 기반으로 상기 다수의 안테나포트를 통해 신호를 송신하는 멀티플렉싱(multiplexing) 방식을 결정하는 멀티플렉싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 성능정보를 수집할 때마다, 수집된 성능정보 및 상기 성능정보를 토대로 생성된 품질값에, 상기 성능정보가 수집된 수집시점의 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 수집시점의 멀티플렉싱 방식 중 적어도 하나를 매핑시킨 데이터 셋트(data set)를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 송신세기최적화부는,
상기 다수의 안테나포트 별로, 안테나포트의 현재 신호 송신세기 및 상기 수집부에서 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를 기 저장된 데이터 셋트에서 검색하고,
상기 다수의 안테나포트 별로, 안테나포트의 현재 신호 송신세기를 상기 검색한 데이터 셋트 중 상기 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 상기 안테나포트의 신호 송신세기로 변경하는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 송신세기최적화부는,
상기 다수의 안테나포트 별로, 안테나포트의 신호 송신세기를 변경한 후 상기 수집부에서 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값이 상기 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인하고,
상기 다수의 안테나포트 별로, 상기 변경 후 품질값이 상기 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는 것으로 판단하고, 안테나포트의 최적화 동작에 따른 신호 송신세기를 상기 변경 후 신호 송신세기로 결정하는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 멀티플렉싱부는,
상기 다수의 안테나포트 별로 수행한 최적화 동작에 의해 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 성능정보를 기반으로, 상기 다수의 안테나포트에 대한 멀티플렉싱 방식을 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 멀티플렉싱 방식을 재 변경하는 멀티플렉싱 최적화 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 멀티플렉싱부는,
상기 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 수집부에서 수집한 현재 성능정보와 유사도가 가장 높은 데이터 셋트를 기 저장된 데이터 셋트에서 검색하고,
상기 다수의 안테나포트에 대한 멀티플렉싱 방식을, 상기 검색한 데이터 셋트 중 상기 현재 성능정보를 토대로 생성된 품질값 보다 높은 품질값을 갖는 데이터 셋트 내 멀티플렉싱 방식으로 변경하는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 멀티플렉싱부는,
멀티플렉싱 방식을 변경한 후 상기 수집부에서 수집한 성능정보를 토대로 생성된 품질값이 상기 변경 직전의 데이터 셋트 내 품질값 보다 높은지 여부를 확인하고,
상기 변경 후 품질값이 상기 변경 직전의 품질값 보다 높으면 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는 것으로 판단하고, 최적화 동작에 따른 멀티플렉싱 방식을 상기 변경 후 멀티플렉싱 방식으로 결정하는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 멀티플렉싱 방식은 상기 멀티플렉싱부에서 선정하는 멀티플렉싱매트릭스에 따르며,
상기 멀티플렉싱매트릭스는,
하나의 논리 안테나포트의 신호를 상기 다수의 안테나포트 중 몇 개의 안테나포트를 통해 송신하는지에 대한 맵핑방식에 따라, 상기 신호가 상호 직교하는 안테나포트를 통해 송신될 수 있게 기 정의된 행렬원소 배치 형태와,
안테나포트 별 신호 송신세기에 따라, 상기 다수의 안테나포트를 통해 송신되는 신호의 전체 송신세기가 제한된 총 전력세기 내에서 최대로 수용될 수 있게 기 정의된 각 행렬원소 별 가중치를 갖는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 안테나포트 별 신호 송신세기 최적화 동작은,
기 설정된 최적화 주기마다 또는 네트워크 성능이 급격히 변화하는 특정 이벤트 발생 시, 수행되는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 장치.
네트워크 성능과 관련된 성능정보를 수집하는 수집단계;
다수의 안테나포트 별로, 상기 성능정보를 기반으로 신호 송신세기를 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 신호 송신세기를 재 변경하는 최적화 동작을 수행하는 송신세기최적화단계; 및
상기 다수의 안테나포트 별로 수행한 최적화 동작에 의해 안테나포트 별 신호 송신세기가 결정된 후, 상기 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 성능정보를 기반으로 상기 다수의 안테나포트를 통해 신호를 송신하는 멀티플렉싱 방식을 결정하는 멀티플렉싱단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 멀티플렉싱단계는,
상기 다수의 안테나포트 별로 수행한 최적화 동작에 의해 결정된 안테나포트 별 신호 송신세기 및 상기 성능정보를 기반으로, 상기 다수의 안테나포트에 대한 멀티플렉싱 방식을 변경하고 변경 후 네트워크 성능이 변경 전 대비 향상되는지 여부에 따라 멀티플렉싱 방식을 재 변경하는 멀티플렉싱 최적화 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 동적 멀티플렉싱 제어 방법.