JP2014530535A - ビームフォーミング基盤の無線通信システムにおけるビームを選択するための装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、ビームフォーミング基盤の無線通信システムにおけるビームアライメントによる遅延を減らすための装置及び方法に関する。この時、基地局でビームパターンを選択するための方法は、方向探知チャネルの各時間区間を通じて方向探知信号の受信可否を確認する過程と、前記方向探知チャネルの各時間区間に対する方向探知信号の受信可否の情報を伝送する過程と、前記任意のアクセスチャネルを通じて受信ビームパターンを変更しながら移動局が少なくとも一つの送信ビームパターンを通じて伝送する任意のアクセス信号を受信する過程と、前記任意のアクセス信号を考慮して移動局の送信ビームパターンのいずれかの送信ビームパターンと前記基地局の受信ビームパターンのいずれかの受信ビームパターンを選択する過程と、を含む。

Description

本発明は、ビームフォーミング基盤の無線通信システムに関し、特に、ビームフォーミング基盤の無線通信システムにおける移動局の初期接続のための上向きリンクビームアライメント(alignment)のための装置及び方法に関する。
無線通信システムは、持続的に増加する無線データトラフィックの需要を満たすために、高データ伝送率を支援するための方向に発展している。例えば、無線通信システムは、データ伝送率の増加のために、OFDMA(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access)、MIMO(Multiple InputMultiple Output)などの通信技術に基づいて周波数の効率性(Spectral Efficiency)を改善する方向に技術開発が進められている。
しかし、スマートフォン及びタブレットPCに対する需要の増加と、これに基づいて多量のトラフィックを要求する応用プログラムの増加によりデータトラフィックに対する要求がさらに加速化され、周波数の効率性改善の技術だけでは急増する無線データトラフィックの需要を満たすことが困難な問題が発生する。
前述の問題点を克服するための方法として超高周波帯域を使用する無線通信システムに対する関心が急増している。
超高周波帯域を通じて無線通信を支援する場合、無線通信システムは、超高周波帯域の周波数の特性上、経路損失、反射損失等の電波損失が増加する問題点がある。これによって、超高周波帯域を使用する無線通信システムは、電波損失によって電波の到達距離が短くなってサービス領域(coverage)が減少する問題が発生する。
超高周波帯域を使用する無線通信システムは、ビームフォーミング技術を用いて電波の経路損失を緩和して電波の伝達距離を増加させることにより、サービス領域を増大させうる。
ビームフォーミング技術を用いる場合、送信端は互いに異なる方向性を持つ多数個の送信ビームパターンを構成することができる。また、受信端は互いに異なる方向性を持つ多数個の受信ビームパターンを構成することもできる。
これによって、ビームフォーミング技術を用いる場合、無線通信システムの送信端と受信端は、最適な伝送効率が得られる送信ビームパターンと受信ビームパターンを選択するための技術を必要とする。
したがって、本発明の目的は、ビームフォーミング技術を用いる無線通信システムにおける最適な伝送効率が得られる送信ビームパターン及び受信ビームパターンを選択するための装置及び方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ビームフォーミング技術を用いる無線通信システムにおける送信ビームパターン及び受信ビームパターンの選択による遅延を減らすための装置及び方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術を用いる無線通信システムにおける移動局の初期接続の遅延を減らすための装置及び方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術を用いる無線通信システムにおける移動局の初期接続の際、最適な伝送効率が得られる送信ビームパターン及び受信ビームパターンを選択するための装置及び方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ビームフォーミング技術を用いる無線通信システムにおける移動局の初期接続の際、送信ビームパターン及び受信ビームパターンの選択による遅延を減らすための装置及び方法を提供することにある。
本発明の目的を達成するための本発明の第1見地によれば、多数個のビームパターンを構成できる無線通信システムの基地局でビームパターンを選択するための方法は、方向探知チャネルの各時間区間を通じて方向探知信号の受信可否を確認する過程と、前記方向探知チャネルの各時間区間に対する方向探知信号の受信可否の情報を伝送する過程と、任意のアクセスチャネルを通じて受信ビームパターンを変更しながら移動局が少なくとも一つの送信ビームパターンを通じて伝送する任意のアクセス信号を受信する過程と、前記任意のアクセス信号を考慮して移動局の送信ビームパターンのいずれかの送信ビームパターンと前記基地局の受信ビームパターンのいずれかの受信ビームパターンを選択する過程と、を含む。
本発明の第2見地によれば、多数個のビームパターンを構成できる無線通信システムの移動局で信号を伝送するための方法は、方向探知チャネルの時間区間を通じて送信ビームパターンを変更しながら方向探知信号を基地局に伝送する過程と、前記方向探知チャネルの時間区間のうち基地局が方向探知信号を受信した少なくとも一つの時間区間を確認する過程と、前記基地局が方向探知信号を受信した少なくとも一つの時間区間を通じて方向探知信号を伝送した送信ビームパターンを候補送信ビームパターンに設定する過程と、前記候補送信ビームパターンを用いて任意のアクセス信号を前記基地局に伝送する過程と、を含む。
本発明の第3見地によれば、多数個のビームパターンを構成できる無線通信システムの基地局でビームパターンを選択するための装置は、多数個のアンテナ要素から構成される少なくとも一つのアンテナ部と、方向探知チャネルの各時間区間に対する方向探知信号の受信可否の情報を伝送する送信部と、前記方向探知チャネルの各時間区間を通じて方向探知信号の受信可否を確認し、任意のアクセスチャネルを通じて受信ビームパターンを変更しながら受信した任意のアクセス信号を考慮して移動局の送信ビームパターンのいずれかの送信ビームパターンと前記基地局の受信ビームパターンのいずれかの受信ビームパターンを選択する制御部を含む。
本発明の第4見地によれば、多数個のビームパターンを構成できる無線通信システムの移動局で信号を伝送するための装置は、多数個のアンテナ要素から構成される少なくとも一つのアンテナ部と、前記移動局の支援可能な送信ビームパターンのうち、前記アンテナ部を通じて信号を伝送するための送信ビームパターンを選択するビーム設定部と、方向探知チャネルの時間区間を通じて送信ビームパターンを変更しながら方向探知信号を基地局に伝送する送信部と、前記方向探知チャネルの時間区間のうち基地局が方向探知信号を受信した少なくとも一つの時間区間を通じて方向探知信号を伝送した送信ビームパターンを候補送信ビームパターンに決定する制御部を含み、前記送信部は、前記制御部で決定した前記候補送信ビームパターンを用いて任意のアクセス信号を前記基地局に伝送する。
前述のようにビームフォーミング技術を用いる無線通信システムで送信端が支援可能なすべての送信ビームパターンのうち、一部の送信ビームパターンのみを用いてビームアライメント(alignment)を行なうことにより、最適な送信ビームパターン及び受信ビームパターンを選択するための遅延を減らすことができる利点がある。
また、移動局の初期接続の際、送信端が支援可能なすべての送信ビームパターンのうち、一部の送信ビームパターンのみを用いて上向きリンクビームアライメント(alignment)を行うことにより、移動局の初期接続の遅延を減らすことができる利点がある。
本発明による無線通信システムにおける移動局の送信ビーム及び基地局の受信ビームを示す図面である。 本発明の実施例による無線通信システムにおけるビームアライメントの手順を示す図面である。 本発明の実施例による移動局で方向探知信号を伝送するための構成を示す図面である。 本発明の実施例による基地局で方向探知情報を伝送するための構成を示す図面である。 本発明の実施例による移動局で任意のアクセス信号を伝送するための構成を示す図面である。 本発明の実施例による無線通信システムの基地局でビームアライメントの手順を示す図面である。 本発明の実施例による無線通信システムの移動局でビームアライメントの手順を示す図面である。 本発明による送信ビームを形成するための移動局の詳細ブロック構成を示す図面である 本発明による受信ビームを形成するための基地局の詳細ブロック構成を示す図面である。 本発明による受信ビームを形成するための基地局のブロック構成を示す図面である。 本発明による送信ビームを形成するための移動局のブロック構成を示す図面である。
以下、本発明の望ましい実施例を添付された図面の参照とともに詳しく説明する。また、本発明を説明するにおいて、関連した公知の機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に混乱させうると判断された場合、その詳細な説明は省略する。また、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これはユーザ、運用者の意図、または慣例などによって異なりうる。したがって、その定義は本明細書の全般にわたる内容に基づいて下されなければならないだろう。
以下、本発明は、ビームフォーミング基盤の無線通信システムにおけるビームアライメント(alignment)による遅延を減らすための技術について説明する。ここで、ビームアライメントは、多数個の送信ビームパターンを支援する送信端と多数個の受信ビームパターンを支援する受信端が信号を送受信するための最適なチャネルを形成するための送信ビームパターンと受信ビームパターンを選択する一連の過程を示す。
以下の説明は、移動局の初期接続時に行なわれる上向きリンクビームアライメントを行なうものと仮定して説明する。
移動局が互いに異なる方向性を持つ送信ビームを形成できる場合、移動局は、下記図1に示すように互いに異なる方向に送信ビームを形成することができる。また、基地局が互いに異なる方向性を持つ受信ビームを形成できる場合、基地局は、下記図1に示すように、互いに異なる方向に受信ビームを形成することができる。
図1は、本発明による無線通信システムにおける送信端の送信ビーム及び受信端の受信ビームを示している。
図示されたように移動局110は、互いに異なる方向にビームを形成するための多数個の送信ビームパターンを支援する。また、基地局100は、互いに異なる方向に信号を受信するための多数個の受信ビームパターンを支援する。
移動局110が基地局100に初期接続する場合、基地局100と移動局110とは、移動局100の初期接続のための上向きリンクビームアライメントを行なう。例えば、移動局110は、基地局100の位置に対する情報がわからないので、移動局110が支援可能なすべての送信ビームパターンを通じて任意のアクセス信号を伝送する。また、移動局110は、基地局100が受信ビームパターンを通じて移動局110が支援可能なすべての送信ビームパターンを通じて伝送した任意のアクセス信号を受信できるように任意のアクセス信号を伝送する。これによって、移動局110が互いに異なる方向性を持つN個の送信ビームパターンを支援し、基地局100が互いに異なる方向性を持つM個の受信ビームパターンを支援する場合、移動局110は、N×M回の任意のアクセス信号を伝送する。
基地局100は、受信ビームパターンを変更しながら移動局110が伝送した任意のアクセス信号を受信して最適な移動局110の送信ビームパターンと基地局100の受信ビームパターンを選択する。
前述のように、移動局110と基地局100の上向きリンクビームアライメントを行なう場合、無線通信システムは、移動局110の任意のアクセス信号の伝送遅延によって移動局100の初期接続が遅延されることがある。
これによって、基地局100と移動局110とは、図2に示すように上向きリンクビームアライメントのために任意のアクセス信号を伝送する送信ビームパターンの数を限定しうる。
図2は、本発明の実施例による無線通信システムにおけるビームアライメントの手順を示している。
図示されたように、基地局200は、サービス領域に同期チャネルを放送する(段階221)。例えば、基地局200は、周期的に同期チャネルを放送する。他の例として、例えば、基地局200は、非周期的に同期チャネルを放送することもできる。この時、移動局210は、基地局200から提供された同期チャネルを用いて基地局200との同期を獲得する。
以後、基地局200は、サービス領域にセル情報を放送する(段階223)。例えば、セル情報は、方向探知チャネル及び任意のアクセスチャネルのリソース割り当て情報と基地局200が支援できる受信ビームパターンの個数情報を含む。ここで、方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報は、端末が方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルを通じて信号を伝送する位置を確認できる情報を含む。例えば、方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報は、方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのそれぞれの位置情報及び周期情報の少なくとも一つを含む。その時、方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報は、放送チャンネルの他にも事前に移動局210と基地局200間の事前のシステム構造として定義されることもある。
また、受信ビームパターンの個数情報は、基地局200が方向探知チャンネルを通じて信号を受信するときに使用する受信ビームパターンの個数情報を含むこともある。具体的に、受信ビームパターンの個数情報は、基地局200が方向探知チャンネルを通じて信号を受信するときに使用する受信ビームパターンの個数M1に対する情報と、1つの方向探知チャンネルで同一の受信ビームを適用する個数N1に対する情報の少なくとも一つを含みうる。
移動局210は、基地局200から提供される方向探知チャネルのリソース割り当て情報を考慮して方向探知信号を伝送する(段階225)。例えば、移動局210は、図3に示すように方向探知チャネルに含まれる時間区間ごとに送信ビームパターンを変更して方向探知信号を伝送する。この時、移動局210は、基地局200から提供された受信ビームパターンの個数情報によって方向探知信号を伝送するときに使用する伝送ビームの形態を決定しうる。例えば、移動局210は、基地局200が方向探知チャンネルを通じて信号を受信するときに使用する受信ビームパターンの個数M1に対する情報によってM1ほど同一の送信方向にビームを用いて方向探知信号を伝送しうる。他の例として、移動局210は、基地局200が一つの方向探知チャンネルで同一の受信ビームを適用する個数N1に対する情報によってN1ほど互いに異なる送信方向のビームを用いて方向探知信号を伝送することもできる。
基地局200は、方向探知チャネルに含まれる時間区間のうち移動局210が伝送した方向探知信号が受信される時間区間を確認する。この時、基地局200は、受信ビームフォーミング技術を使用しないで、又はビーム幅の広い受信ビームパターンを用いて方向探知信号が受信されるかを確認する。例えば、方向探知チャネルが図4の(a)に示すように、12個の時間区間を含む場合、移動局410、420、430は、それぞれ12個の時間区間ごとに送信ビームパターンを変更して方向探知信号を伝送する。この時、基地局400は、各時間区間を通じて方向探知信号が受信されるかを確認する。もし、10番目の時間区間を通じて移動局1(410)及び移動局3(430)の方向探知信号を受信し、1番目の時間区間を通じて移動局2(420)の方向探知信号を受信した場合、基地局400は、移動局の1番及び10番の時間区間を方向探知信号が受信される時間区間であると認識する。ここで、基地局400は、各時間区間の受信電力又は受信信号の相関値を考慮して各時間区間を通じて方向探知信号が受信されるかを確認する。
以後、基地局200は、方向探知チャネルの時間区間のうち、方向探知信号が受信された少なくとも一つの時間区間に対する情報を移動局210に伝送する(段階227)。この時、基地局200は、方向探知信号を受信した時間区間に対する情報を含む方向探知情報を移動局210に伝送する。例えば、図4の(a)において基地局400が1番及び10番の時間区間を通じて方向探知信号を受信した場合、基地局400は、図4の(b)に示すように、1番及び10番の時間区間の方向探知信号の受信情報を示すビットマップを生成して移動局410に伝送する。ここで、図4の(b)に示したビットマップは、方向探知信号を受信した時間区間を『1』と表す。
移動局210は、基地局200が方向探知信号を受信した時間区間の間に方向探知信号を伝送した送信ビームパターンを候補送信ビームパターンとして認識する。例えば、基地局200から図4の(b)のように構成されたビットマップを受信した場合、移動局410は、方向探知チャネルの1番目及び10番目の時間区間を通じて方向探知信号を伝送した2つの送信ビームパターンを候補送信ビームパターンとして認識する。
以後、移動局210は、候補送信ビームパターンを用いて任意のアクセス信号を伝送する(段階229)。この時、移動局210は、基地局200の支援可能なすべての受信ビームパターン別に候補送信ビームパターンを通じて任意のアクセス信号を伝送する。例えば、図5に示すように、送信ビームパターン#1と#10が候補送信ビームパターンで、基地局500がM個の受信ビームパターンを支援する場合、移動局510は、送信ビームパターン#1を通じて任意のアクセス信号をM回繰り返して伝送する(520)。以後、移動局510は、送信ビームパターン#10を通じて任意のアクセス信号をM回繰り返して伝送する(530)。ここで、任意のアクセス信号は、移動局510の識別情報を含む。
基地局200は、各受信ビームパターンを通じて受信した任意のアクセス信号を用いて移動局210と信号を送受信するための最適な移動局210の送信ビームパターンと基地局200の受信ビームパターンを選択する。例えば、基地局200は、各受信ビームパターンを通じて受信した任意のアクセス信号を用いて各送信ビームパターン及び受信ビームパターンの組合せのチャネルの状態を推定する。以後、基地局200は、チャネルの状態が最も良い送信ビームパターン及び受信ビームパターンの組合せを移動局210と信号を送受信するための最適な移動局210の送信ビームパターンと基地局200の受信ビームパターンとして選択する。
以後、基地局200は、最適な移動局210の送信ビームパターンと基地局200の受信ビームパターン情報を含む上向きリンクビームアライメント情報を移動局210に伝送する(段階231)。
前述のように、基地局200が受信ビームフォーミング技術を使用しないで、又はビーム幅の広い受信ビームパターンを用いて方向探知信号を受信する場合、方向探知信号の伝送距離は、基地局200が狭いビーム幅の受信ビームパターンを使用する場合に比べて短くなる。これによって、移動局210は、方向探知信号の伝送距離を伸ばすため、最小限のトーン(tone)を使用して方向探知信号を伝送する。具体的に、基地局200が狭いビーム幅の受信ビームパターンを使用する時、移動局210が16個のトーンを用いて信号を伝送する場合、移動局210は、一つのトーンを通じて方向探知信号を伝送する。この場合、移動局210は、12dB(10×log10(16))の伝送電力の集中効果によって方向探知信号の伝送距離を伸ばすことができる。
他の例として、移動局210は、方向探知信号の伝送距離を伸ばすため、最小限の副搬送波(sub-carrier)を使用して方向探知信号を伝送することもできる。
さらに他の例として、移動局210は、方向探知信号の伝送距離を伸ばすため、最小限の周波数帯域を使用して方向探知信号を伝送する。
さらに他の例として、移動局210は、反復信号/コード伝送(repetition code)方式を用いて方向探知信号の伝送距離を伸ばすことができる。
さらに他の例として、移動局210は、低符号化率(low code rate)を持つ符号を使用して方向探知信号の伝送距離を伸ばすこともできる。
図6は、本発明の実施例による無線通信システムの基地局でビームアライメントの手順を示している。
図6を参照すると、基地局は段階601でサービス領域に位置する移動局に同期チャネルを伝送する。例えば、基地局は、周期的に同期チャネルを放送する。他の例として、基地局は非周期的に同期チャネルを放送することもできる。
以後、基地局は、段階603に進み、サービス領域に位置する移動局にセル情報を伝送する。例えば、基地局は、セル情報をサービス領域に放送する。ここで、セル情報は、方向探知チャネルのリソース割り当て情報、任意のアクセスチャネルのリソース割り当て情報及び基地局が支援できる受信ビームパターンの個数情報を含む。方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報は、端末が方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルを通じて信号を伝送する位置を確認できる情報を含む。例えば、方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのリソースの割り当て情報は、方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのそれぞれの位置情報及び周期情報の少なくとも一つを含む。その時、方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報は、放送チャンネルの他にも事前に移動局と基地局間の事前のシステム構造として定義されることもある。
また、受信ビームパターンの個数情報は、基地局の方向探知チャンネルを通じて信号を受信するときに使用する受信ビームパターンの個数情報を含むこともある。具体的に、受信ビームパターンの個数情報は、基地局が方向探知チャンネルを通じて信号を受信するときに使用する受信ビームパターンの個数M1に対する情報と、一つの方向探知チャンネルで同一の受信ビームを適用する個数N1に対する情報の少なくとも一つを含みうる。即ち、受信ビームパターンの個数情報は、移動局が方向探知信号を伝送するときに使用する伝送ビームの形態を決定するために必要な情報を含みうる。
セル情報を伝送した後、基地局は、段階605に進み、方向探知チャネルの各時間区間を通じて方向探知信号が受信されるかを確認する。この時、基地局は、受信ビームフォーミング技術を使用しないで、又はビーム幅の広い受信ビームパターンを用いて方向探知チャネルに含まれる時間区間別に方向探知信号が受信されるかを確認する。例えば、図4の(a)に示すように、移動局410、420、430が方向探知チャネルを構成する12個の時間区間を通じて方向探知信号を伝送する場合、基地局400は、各時間区間を通じて方向探知信号が受信されるかを確認する。もし、10番目の時間区間を通じて移動局1(410)及び移動局3(430)の方向探知信号を受信し、1番目の時間区間を通じて移動局2(420)の方向探知信号を受信した場合、基地局400は、移動局の1番及び10番目の時間区間を方向探知信号が受信される時間区間として認識する。ここで、基地局400は、各時間区間の受信電力又は受信信号の相関値を考慮して各時間区間を通じて方向探知信号が受信されるかを確認する。
方向探知チャネルを通じて方向探知信号を受信した場合、基地局は607段階に進み、方向探知チャネルの時間区間のうち方向探知信号が受信された少なくとも一つの時間区間に対する情報をサービス領域に伝送する。この時、基地局は、方向探知信号を受信した時間区間に対する情報を含む方向探知情報をサービス領域に位置する移動局に伝送する。例えば、図4の(a)で基地局400が1番目及び10番目の時間区間を通じて方向探知信号を受信した場合、基地局400は、図4の(b)に示すように、1番目及び10番目の時間区間の方向探知信号の受信情報を示すビットマップを生成して移動局410に伝送する。ここで、図4の(b)に示したビットマップは、方向探知信号を受信した時間区間を『1』と表す。
方向探知情報を伝送した後、基地局は、段階609に進み、受信ビームパターンを変更しながら任意のアクセスチャネルを通じて任意のアクセス信号を受信する。例えば、図5に示すように、移動局510の送信ビームパターン#1と#10が候補送信ビームパターンである場合、基地局500は、受信ビームパターンを変更しながら移動局510が送信ビームパターン#1を通じて伝送する任意のアクセス信号を受信する(520)。以後、基地局500は、受信ビームパターンを変更しながら移動局510が送信ビームパターン#10を通じて伝送する任意のアクセス信号を受信する(530)。ここで、任意のアクセス信号は、移動局510の識別情報を含む。
各受信ビームパターンを通じて任意のアクセス信号を受信した後、基地局は段階611に進み、各受信ビームパターンを通じて受信した任意のアクセス信号を用いて移動局と信号を送受信するための最適な移動局の送信ビームパターンと基地局の受信ビームパターンを選択する。例えば、基地局は、各受信ビームパターンを通じて受信した任意のアクセス信号を用いて各送信ビームパターン及び受信ビームパターンの組合せのチャネルの状態を推定する。以後、基地局は、チャネル状態が最も良い送信ビームパターン及び受信ビームパターンの組合せを移動局と信号を送受信するための最適な移動局の送信ビームパターンと基地局の受信ビームパターンを選択する。
最適な移動局の送信ビームパターンと基地局の受信ビームパターンを選択した後、基地局は段階613に進み、最適な移動局の送信ビームパターンと基地局の受信ビームパターン情報を含む上向きリンクビームアライメント情報を移動局に伝送する。
以後、基地局は、本アルゴリズムを終了する。
図7は、本発明の実施例による無線通信システムの移動局でビームアライメントの手順を示している。
図7を参照すると、移動局は、段階701で基地局から提供された同期信号を用いて基地局との同期を獲得する。
以後、移動局は、段階703に進み、基地局から提供されるセル情報から方向探知チャネルのリソース割り当て情報と任意のアクセスチャネルのリソース割り当て情報を確認する。ここで、セル情報は、基地局が支援できる受信ビームパターンの個数に対する情報をさらに含むこともある。
方向探知チャネルのリソース割り当て情報を確認した後、移動局は、段階705に進み、方向探知チャネルのリソース割り当て情報を考慮して方向探知信号を伝送する。例えば、移動局は図3に示すように方向探知チャネルに含まれる時間区間ごとに送信ビームパターンを変更して方向探知信号を伝送する。この時、移動局は、方向探知信号の伝送距離を伸ばすため、最小限のトーン(tone)、又は副搬送波(sub-carrier)、又は周波数帯域を使用して方向探知信号を伝送したり、反復信号/コード伝送(repetition code)方式、又は低符号化率(low code rate)を持つ符号を使用して方向探知信号を伝送したりすることができる。追加的に、移動局は、基地局から提供された受信ビームパターンの個数情報によって方向探知信号を伝送するときに使用する伝送ビームの形態を決定することができる。例えば、移動局は、基地局が方向探知チャンネルを通じて信号を受信するときに使用する受信ビームパターンの個数M1に対する情報によってM1ほど同一の送信方向にビームを用いて方向探知信号を伝送しうる。他の例として、移動局は、基地局が一つの方向探知チャンネルで同一の受信ビームを適用する個数N1に対する情報によってN1ほど互いに異なる送信方向のビームを用いて方向探知信号を伝送することもできる。
以後、移動局は、段階707に進み、基地局から方向探知情報が受信されるかを確認する。
基地局から方向探知情報が受信された場合、移動局は段階709に進み、方向探知情報を考慮して候補送信ビームパターンを確認する。具体的に、移動局は、方向探知情報を通じて方向探知チャネルの時間区間のうち、基地局が方向探知信号を受信した時間区間を確認する。この時、移動局は、基地局が方向探知信号を受信した時間区間の間に方向探知信号を伝送した送信ビームパターンを候補送信ビームパターンとして認識する。例えば、図4の(b)に示されたように、基地局400が方向探知チャネルの1番目及び10番目の時間区間を通じて方向探知信号を受信した場合、移動局410は、方向探知チャネルの1番目及び10番目の時間区間を通じて方向探知信号を伝送した2つの送信ビームパターンを候補送信ビームパターンとして認識する。
候補送信ビームパターンを確認した後、移動局は、段階711に進み、候補送信ビームパターンを用いて任意のアクセス信号を伝送する。この時、移動局は、基地局の支援可能なすべての受信ビームパターン別に候補送信ビームパターンを通じて任意のアクセス信号を伝送する。例えば、図5に示すように、送信ビームパターン#1と#10が候補送信ビームパターンである場合、移動局510は、送信ビームパターン#1を通じて任意のアクセス信号をM回繰り返して伝送する(520)。以後、移動局510は、送信ビームパターン#10を通じて任意のアクセス信号をM回繰り返して伝送する(530)。ここで、任意のアクセス信号は、移動局510の識別情報を含む。Mは、基地局の支援可能な受信ビームパターンの個数を表す。
任意のアクセス信号を伝送した後、移動局は段階713に進み、基地局から提供された上向きリンクビームアライメント情報から基地局が選択した最適な移動局の送信ビームパターンと基地局の受信ビームパターン情報を確認する。
以後、移動局は、本アルゴリズムを終了する。
図10は、本発明による受信ビームを形成するための基地局のブロック構成を示している。
図示されたように、基地局は、データ生成部1000、制御部1010、送信部1020、受信部1030、及びデータ処理部1040を含む。
データ生成部1000は、データを生成する部分であってネットワーク又は上位階層から提供されたそれぞれの移動局に伝送するデータを制御部1010の制御によって送信部1020に伝送する。
送信部1020は、制御部1010の制御によってデータ生成部1000から提供されたデータをアナログ信号に転換してアンテナを通じて移動局に伝送する。
受信部1030は、アンテナを通じて受信したアナログ信号をデータで復号化し、復号化されたデータを制御部1010の制御によってデータ処理部1040に伝送する。
データ処理部1040は、制御部1010の制御によって受信部1030から提供された復号化されたデータを上位階層又はネットワークに伝送する。
制御部1010は、基地局のデータ送受信を制御する。特に、制御部1010は、送信部1020を通じて信号を伝送するための送信ビームを形成するように制御し、受信部1030を通じて信号を受信するための受信ビームを形成するように制御する。例えば、制御部1010は、ビームアライメントのために放送チャンネル情報生成部1011、ビットマップ生成部1013、受信ビーム制御部1015、方向探知チャンネル結果処理部1017、及び任意のアクセスチャンネル受信情報処理部1019を含みうる。
放送チャンネル情報生成部1011は、少なくとも一つの移動局に共通的なシステム制御情報を放送チャンネルを通じて伝送するように制御する。ここで、システム制御情報は、同期信号、セル情報を含む。セル情報は、方向探知チャンネルのリソース割り当て情報、任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報及び基地局が支援できる受信ビームパターンの個数情報を含む。また、受信ビームパターンの個数情報は、基地局の方向探知チャンネルを通じて信号を受信するときに使用する受信ビームパターンの個数情報を含むこともある。具体的に、受信ビームパターンの個数情報は、基地局が方向探知チャンネルを通じて信号を受信するときに使用する受信ビームパターンの個数M1に対する情報と、一つの方向探知チャンネルで同一の受信ビームを適用する個数N1に対する情報の少なくとも一つを含みうる。
また、放送チャンネル情報生成部1011は、方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルを通じて信号を受信するための受信ビームを制御するように方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報を受信ビーム制御部1015に伝送する。
受信ビーム制御部1015は、放送チャンネル情報生成部1011から提供された方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報を考慮して方向探知信号及び任意のアクセス信号を受信できるように受信ビームを制御する。例えば、受信ビーム制御部1015は、方向探知チャンネルを通じて信号を受信する場合、受信ビームフォーミング技術を使用しないか、ビーム幅の広い受信ビームパターンを用いるように制御する。他の例として、受信ビーム制御部1015は、受信ビームパターンを変更しながら任意のアクセスチャンネルを通じて任意のアクセス信号を受信するように制御しうる。もし、図5に示したように移動局510の送信ビームパターン#1と#10が候補送信ビームパターンである場合、受信ビーム制御部1015は、受信ビームパターンを変更しながら移動局510が送信ビームパターン#1を通じて伝送する任意のアクセス信号を受信する(520)。以後、受信ビーム制御部1015は、受信ビームパターンを変更しながら移動局510が送信ビームパターン#10を通じて伝送する任意のアクセス信号を受信する(530)。
方向探知チャンネル結果処理部1017は、受信ビーム制御部1015の制御によって受信部1030を通じて方向探知信号を受信した場合、方向探知信号の受信結果を確認する。具体的に、方向探知チャンネル結果処理部1017は、方向探知チャンネルの時間区間のうち方向探知信号が受信された少なくとも一つの時間区間に対する情報を確認する。
ビットマップ生成部1013は、方向探知チャンネル結果処理部1017から提供された方向探知信号の受信結果によるビットマップを生成して送信部1020を通じて移動局に伝送する。例えば、図4の(a)で基地局400が1番及び10番の時間区間を通じて方向探知信号を受信した場合、ビットマップ生成部1013は、図4の(b)に示したように1番及び10番の時間区間の方向探知信号の受信情報を示すビットマップを生成して移動局410に伝送する。ここで、図4の(b)に示したビットマップは、方向探知信号を受信した時間区間を『1』と表す。
任意のアクセスチャンネル受信情報処理部1019は、任意のアクセスチャンネルを通じて受信した任意のアクセス信号を用いて移動局に対する登録を完了する。具体的に、任意のアクセスチャンネル受信情報処理部1019は、任意のアクセスチャンネルを通じて受信した任意のアクセス信号を用いて移動局と信号を送受信するための最適な移動局の送信ビームパターンと基地局の受信ビームパターンを選択する。
図11は、本発明による送信ビームを形成するための移動局のブロック構成を示している。
図示されたように、移動局は、データ生成部1100、制御部1110、送信部1120、受信部1130、及びデータ処理部1140を含む。
データ生成部1100は、データを生成する部分にネットワーク又は上位階層から提供されたデータを制御部1110の制御によって送信部1120に伝送する。
送信部1120は、制御部1110の制御によってデータ生成部1100から提供されたデータをアナログ信号に変換してアンテナを通じて基地局に伝送する。
受信部1130は、アンテナを通じて受信したアナログ信号をデータで復号化し、復号化されたデータを制御部1110の制御によってデータ処理部1140に伝送する。
データ処理部1140は、制御部1110の制御によって受信部1130から提供された復号化されたデータを上位階層又はネットワークに伝送する。
制御部1110は、移動局のデータ送受信を制御する。特に、制御部1110は、送信部1120を通じて信号を伝送するための送信ビームを形成するように制御し、受信部1030を通じて信号を受信するための受信ビームを形成するように制御する。例えば、制御部1010は、送信ビームを選択するため、方向探知チャネル伝送制御部1111、任意のアクセスチャンネル伝送制御部1113、放送チャンネル情報受信部1115、及びビットマップ受信部1117を含みうる。
放送チャンネル情報受信部1115は、受信部1130から提供されたシステム制御情報で方向探知チャンネルのリソース割り当て情報と任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報を確認する。ここで、セル情報は、基地局が支援できる受信ビームパターンの個数に対する情報をさらに含みうる。方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのリソース割り当て情報は、方向探知チャンネル及び任意のアクセスチャンネルのそれぞれの位置情報及び周期情報の少なくとも一つを含む。
方向探知チャネル伝送制御部1111は、放送チャンネル情報受信部1115で確認した方向探知チャンネルのリソース割り当て情報によって送信部1120を通じて方向探知信号を伝送するように制御する。例えば、方向探知チャネル伝送制御部1111は、図3に示したように方向探知チャンネルに含まれる時間区間ごとに送信ビームパターンを変更して方向探知信号を伝送するように制御する。この時、方向探知チャネル伝送制御部1111は、方向探知信号の伝送距離を伸ばすため、最小限のトーン、又は副搬送波、又は周波数帯域を使用して方向探知信号を伝送したり、反復信号/コードの伝送方式又は低符号化率を持つ符号を使用して方向探知信号を伝送するように制御しうる。追加的に、方向探知チャネル伝送制御部1111は、基地局から提供された受信ビームパターンの個数情報によって方向探知信号を伝送するときに使用する伝送ビームの形態を決定しうる。例えば、方向探知チャネル伝送制御部1111は、基地局が方向探知チャンネルを通じて信号を受信するときに使用する受信ビームパターンの個数M1に対する情報によってM1ほど同一の送信方向にビームを用いて方向探知の信号を伝送しうる。他の例として、方向探知チャネル伝送制御部1111は、基地局が一つの方向探知チャンネルで同一の受信ビームを適用する個数N1に対する情報によってN1ほど互いに異なる送信方向のビームを用いて方向探知の信号を伝送することもできる。
ビットマップ受信部1117は、受信部1130を通じて受信したビットマップを通じて基地局の方向探知信号の受信結果を確認する。例えば、ビットマップ受信部1117は、方向探知チャンネルの時間区間のうち、基地局が方向探知信号を受信した時間区間を確認する。
任意のアクセスチャンネル伝送制御部1113は、任意のアクセスチャンネルを通じて任意のアクセス信号を伝送するように制御する。この時、任意のアクセスチャンネル伝送制御部1113は、ビットマップ受信部1117から提供された基地局の方向探知信号の受信結果を用いて任意のアクセス信号を伝送するように制御する。具体的に、任意のアクセスチャンネル伝送制御部1113は、基地局が方向探知の信号を受信した時間区間の間に方向探知信号を伝送した送信ビームパターンを候補送信ビームパターンとして認識する。例えば、図4の(b)に示したように基地局400が方向探知チャンネルの1番目及び10番目の時間区間を通じて方向探知信号を受信した場合、任意のアクセスチャンネル伝送制御部1113は、方向探知チャンネルの1番目及び10番目の時間区間を通じて方向探知信号を伝送した2つの送信ビームパターンを候補送信ビームパターンとして認識する。
以後、任意のアクセスチャンネル伝送制御部1113は、候補送信ビームパターンを用いて任意のアクセス信号を伝送するように制御する。この時、任意のアクセスチャンネル伝送制御部1113は、基地局の支援可能なすべての受信ビームパターン別に候補送信ビームパターンを通じて任意のアクセス信号を伝送するように制御する。例えば、図5に示したように送信ビームパターン#1と#10が候補送信ビームパターンである場合、任意のアクセスチャンネル伝送制御部1113は、送信ビームパターン#1を通じて任意のアクセス信号をM回繰り返して伝送する(520)。以後、任意のアクセスチャンネル伝送制御部1113は、送信ビームパターン#10を通じて任意のアクセス信号をM回繰り返して伝送する(530)。
前述のように構成される基地局及び移動局は、ビームフォーミングシステムに適用させるために図8及び図9に示されたように構成されうる。
図8は、本発明による送信ビームを形成するための移動局の詳細ブロック構成を示す。ここで、移動局は、デジタル/アナログハイブリッドビームフォーミング方式を使用するものと仮定する。
図示されたように、移動局は、K個のチャネル符号部800−1〜800−K、MIMO符号部810、プリコーダ(precoder)820、NT個のRF経路830−1〜830−NT、NT個のアンテナ部850−1〜850−NT、ビーム設定部860、及び送信制御部870を含んで構成される。
K個のチャネル符号部800−1〜800−Kのそれぞれは、チャネル符号器(channel encoder)及び変調器(modulator)を含んで構成され、受信端に伝送する信号を符号化及び変調して出力する。
MIMO符号部810は、NT個のアンテナ部850−1〜850−NTを通じて信号を伝送するため、K個のチャネル符号部800−1〜800−Kから提供された変調信号をNT個のストリームを通じて伝送すべき信号で多重化して出力する。
プリコーダ820は、MIMO符号部810から提供されたNT個の信号をデジタルビームフォーミングのためのプリコード(precode)にプリコーディング(precoding)してそれぞれのRF経路830−1〜830−NTに提供する。
NT個のRF経路830−1〜830−NTのそれぞれは、プリコーダ820から提供された信号を該当アンテナ部850−1〜850−NRを通じて出力するために処理する。この時、NT個のRF経路830−1〜830−NTは、同様に構成される。これによって、以下の説明で第1RF経路830−1の構成を代表として説明する。この時、残りのRF経路830−2〜830−NTは、第1RF経路830−1の構成と同様に構成される。
第1RF経路830−1は、NA個の変調部832−11〜832−1NAとアナログビーム形成部880及びNA個の電力増幅器840−11〜840−1NAを含んで構成される。ここで、NAはアンテナ部1 850−1を構成するアンテナ要素(antenna element)の個数を表す。
NA個の変調部832−11〜832−1NAのそれぞれは、プリコーダ820から提供された信号を通信方式によって変調して出力する。例えば、NA個の変調部832−11〜832−1NAのそれぞれは、IFFT(Inverse FastFourier Transform)演算器及びデジタルアナログ変換器(Digital to Analog Convertor)を含んで構成される。IFFT演算器は、IFFT演算を通じてプリコーダ820から提供された信号を時間領域の信号に変換する。デジタルアナログ変換器は、IFFT演算器から提供された時間領域の信号をアナログ信号に変換して出力する。
アナログビーム形成部880は、ビーム設定部860から提供された送信ビーム加重値によってNA個の変調部832−11〜832−1NAから提供されたNA個の送信信号の位相を変更して出力する。例えば、アナログビーム形成部880は、多数個の位相変更部834−11〜834−1NA、836−11〜836−1NA及び結合部838−11〜838−1NAを含んで構成される。NA個の変調部832−11〜832−1NAのそれぞれは、出力信号をNA個の信号に分離してそれぞれの位相変更部834−11〜834−1NA、836−11〜836−1NAに出力する。それぞれの位相変更部834−11〜834−1NA、836−11〜836−1NAは、ビーム設定部860から提供された送信ビーム加重値によってNA個の変調部832−11〜832−1NAから提供された信号の位相を変更する。結合部838−11〜838−1NAは、アンテナ要素に該当する位相変更部834−11〜834−1NA、836−11〜836−1NAの出力信号を結合して出力する。
電力増幅器840−11〜840−1NAのそれぞれは、結合部838−11〜838−1NAから提供された信号の電力を増幅してアンテナ部1 850−1を通じて外部に出力する。
ビーム設定部860は、送信制御部870の制御によって信号を伝送するのに使用する送信ビームパターンを選択し、選択した送信ビームパターンによる送信ビーム加重値をアナログビーム形成部890に提供する。例えば、ビーム設定部860は、送信制御部870の制御によって方向探知信号を伝送する送信ビームパターンによる送信ビーム加重値をアナログビーム形成部880に提供する。他の例として、ビーム設定部860は、送信制御部870の制御によって任意のアクセス信号を伝送すべき候補送信ビームのパターンによる送信ビーム加重値をアナログビーム形成部880に提供する。
送信制御部870は、送信ビームを形成するための送信ビームパターンを選択するようにビーム設定部860を制御する。例えば、送信制御部870は、方向探知チャネルに含まれる時間区間ごとに送信ビームパターンを変更して方向探知信号を伝送するようにビーム設定部860を制御する。この時、送信制御部870は、基地局から提供されるセル情報から確認した方向探知チャネルのリソース割り当て情報を考慮して方向探知信号を伝送するように制御する。また、送信制御部870は、方向探知信号の伝送距離を伸ばすため、最小限のトーン(tone)、又は副搬送波(sub-carrier)、又は周波数帯域を使用して方向探知信号を伝送するか、反復信号/コード伝送(repetition code)方式、又は低符号化率(low code rate)を持つ符号を使用して方向探知信号を伝送するように制御することもある。
送信制御部870は、基地局から提供される方向探知情報を考慮して候補送信ビームパターンを決定する。具体的に、送信制御部870は、方向探知情報を通じて基地局が方向探知信号を受信した時間区間を確認する。この時、送信制御部870は、基地局が方向探知信号を受信した時間区間の間に方向探知信号を伝送した送信ビームパターンを候補送信ビームパターンとして認識する。例えば、図4の(b)に示されたように、基地局400が方向探知チャネルの1番目の時間区間及び10番目の時間区間で方向探知信号を受信した場合、送信制御部870は、方向探知チャネルの1番目の時間区間及び10番目の時間区間を通じて方向探知信号を伝送した2つの送信ビームパターンを候補送信ビームパターンとして認識する。
送信制御部870は、候補送信ビームパターンを用いて任意のアクセス信号を伝送するようにビーム設定部860を制御する。この時、送信制御部870は、基地局の支援可能なすべての受信ビームパターン別に候補送信ビームパターンを通じて任意のアクセス信号を繰り返して伝送するようにビーム設定部860を制御する。例えば、図5に示すように、送信ビームパターン#1と#10が候補送信ビームパターンである場合、送信制御部870は、送信ビームパターン#1を通じて任意のアクセス信号をM回繰り返して伝送するようにビーム設定部860を制御する。以後、送信制御部870は、送信ビームパターン#10を通じて任意のアクセス信号をM回繰り返して伝送するようにビーム設定部860を制御する。ここで、Mは、基地局の支援可能な受信ビームパターンの個数を表す。
前述の実施例において移動局は、送信ビームフォーミングを支援するための送信部を含む。図示されていないが、移動局は基地局から信号を受信する受信部をさらに含む。この時、移動局は、受信部を通じてセル情報と方向探知情報、及び上向きリンクビームアライメント情報を受信する。
図9は、本発明による受信ビームを形成するための基地局の詳細ブロック構成を示している。ここで、基地局は、デジタル/アナログハイブリッドビームフォーミング方式を使用するものと仮定する。
図示されたように、基地局は、NR個のアンテナ部900−1〜900−NR、NR個のRF経路910−1〜910−NT、後処理部920、MIMO復号部930、T個のチャネル復号部940−1〜940−T、制御部950、及びビーム設定部960を含んで構成される。
NR個のRF経路910−1〜910−NRのそれぞれは、該当アンテナ部900−1〜900−NRを通じて受信された信号を処理する。この時、NR個のRF経路910−1〜910−NRは、同様に構成される。これによって、以下の説明で第1RF経路910−1の構成を代表として説明する。この時、残りのRF経路910−2〜910−NRは、第1RF経路910−1の構成と同様に構成される。
第1RF経路910−1は、アナログビーム形成部980及びNB個の変調部918−11〜918−1NBを含んで構成される。ここで、NBは、アンテナ部1 900−1を構成するアンテナ要素(antenna element)の個数を表す。
アナログビーム形成部970は、ビーム設定部960から提供された送信ビーム加重値によってアンテナ部1 900−1を構成するアンテナ要素から提供されたNB個の受信信号の位相を変更して出力する。例えば、アナログビーム形成部970は、多数個の位相変更部912−11〜912−1NB、914−11〜914−1NB及び結合部916−11〜916−1NBを含んで構成される。アンテナ部1 900−1を構成するアンテナの要素は、受信信号をNB個の信号に分離してそれぞれの位相変更部912−11〜912−1NB、914−11〜914−1NBに出力する。それぞれの位相変更部912−11〜912−1NB、914−11〜914−1NBは、ビーム設定部960から提供された受信ビーム加重値によってアンテナ部1 900−1を構成するアンテナ要素から提供された信号の位相を変更する.結合部916−11〜916−1NBは、アンテナ要素に該当する位相変更部912−11〜912−1NB、914−11〜914−1NBの出力信号を結合して出力する。
NB個の復調部918−11〜918−1NBのそれぞれは、結合部916−11〜916−1NBから提供された受信信号を通信方式によって復調して出力する。例えば、NB個の復調部918−11〜918−1NBのそれぞれは、アナログデジタル変換器(Analog to Digital Convertor)及びFFT(Fast Fourier Transform)演算器を含んで構成される。アナログデジタル変換器は、結合部916−11〜916−1NBから提供された受信信号をデジタル信号に変換する。FFT演算器は、FFT演算を通じてアナログデジタル変換器から提供された信号を周波数領域の信号に変換する。
後処理部920は、NR個のRF経路910−1〜910−NRから提供された信号を送信端のプリコーディング方式によってポストデコーディング(post decoding)してMIMO復号部930に提供する。
MIMO復号部930は、後処理部920から提供されたNR個の受信信号をT個のチャネル復号部940−1〜940−Tで復号できるようにT個の信号に多重化して出力する。
T個のチャネル復号部940−1〜940−Tのそれぞれは、復調器(demodulator)及びチャネル復号器(channel decoder)を含んで構成され、送信端に提供された信号を復調及び復号化する。
制御部950は、ビームアライメントのための基地局の全般的な動作を制御する。例えば、制御部950は、初期接続を要請する移動局との上向きリンクビームアライメントを制御する。具体的に、制御部950は、サービス領域に方向探知チャネルのリソース割り当て情報、任意のアクセスチャネルのリソース割り当て情報及び基地局の支援できる受信ビームパターンの個数情報などを含むセル情報を伝送する。以後、制御部950は、方向探知チャネルの各時間区間を通じて方向探知信号を受信するように制御する。この時、制御部950は、受信ビームフォーミング技術を使用しないで、又はビーム幅の広い受信ビームパターンを用いて方向探知信号が受信するようにビーム設定部960を制御する。
また、制御部950は、方向探知チャネルの時間区間のうち、方向探知信号が受信された少なくとも一つの時間区間に対する情報を含む方向探知情報をサービス領域に伝送する。例えば、制御部950は、図4の(b)に示されたように、各時間区間の方向探知信号の受信有無を示すビットマップをサービス領域に伝送する。ここで、制御部950は、各時間区間の受信電力又は受信信号の相関値を考慮して各時間区間を通じて方向探知信号が受信されるかを確認する。
以後、制御部950は、受信ビームパターンを変更しながら任意のアクセスチャネルを通じて任意のアクセス信号を受信するようにビーム設定部960を制御する。例えば、図5に示すように、移動局510の送信ビームパターン#1と#10が候補送信ビームパターンである場合、制御部950は、受信ビームパターンを変更しながら移動局510が送信ビームパターン#1を通じて伝送する任意のアクセス信号を受信するようにビーム設定部960を制御する。以後、制御部950は、受信ビームパターンを変更しながら移動局510が送信ビームパターン#10を通じて伝送する任意のアクセス信号を受信するようにビーム設定部960を制御する。
また、制御部950は、各受信ビームパターンを通じて受信した任意のアクセス信号を用いて移動局と信号を送受信するための最適な移動局の送信ビームパターンと基地局の受信ビームパターンを選択する。この時、制御部950は、最適な移動局の送信ビームパターンと基地局の受信ビームパターン情報を含む上向きリンクビームアライメント情報を移動局に伝送する。
ビーム設定部960は、支援可能な多数個の受信ビームパターンのうち、送信端又は制御部950で選択した送信ビームパターンに対応する受信ビームパターンによって信号を受信するように受信ビーム加重値をアナログビーム形成部970に提供する。
前述の実施例において基地局は、受信ビームフォーミングを支援するための受信部を含む。図示されていないが、基地局は移動局に信号を伝送するための送信部をさらに含む。この時、基地局は、送信部を通じてセル情報と方向探知情報、及び上向きリンクビームアライメント情報を伝送する。
前述の実施例において無線通信システムは、移動局の初期の接続の際、上向きリンクビームアライメントを行なう。
他の実施例において無線通信システムは、基地局と移動局の通信のうち、同様な方式でビームアライメントを行なうこともある。
前述のようにビームフォーミング技術を使用する無線通信システムにおいて送信端が支援可能なすべての送信ビームパターンの一部の送信ビームパターンのみを用いてビームアライメント(alignment)を行なうことにより、最適な送信ビームパターン及び受信ビームパターンを選択するための遅延を減らすことができる利点がある。
また、移動局の初期の接続の際、送信端が支援可能なすべての送信ビームパターンの一部の送信ビームパターンのみを用いて上向きリンクビームアライメントを行うことにより、移動局の初期の接続遅延を減らすことができる利点がある。
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施例について説明したが、本発明の範囲から外れない限度内で様々な変形が可能であることは言うまでもない。したがって、本発明の範囲は説明された実施例に限られて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものよって定められなければならない。
100 基地局
110 移動局
200 基地局
210 移動局

Claims (15)

  1. 多数個のビームパターンを構成できる無線通信システムの基地局でビームパターンを選択するための方法であって、
    方向探知チャネルの各時間区間を通じて方向探知信号の受信可否を確認する過程と、
    前記方向探知チャネルの各時間区間に対する方向探知信号の受信可否の情報を伝送する過程と、
    任意のアクセスチャネルを通じて受信ビームパターンを変更しながら移動局が少なくとも一つの送信ビームパターンを通じて伝送する任意のアクセス信号を受信する過程と、
    前記任意のアクセス信号を考慮して移動局の送信ビームパターンのいずれかの送信ビームパターンと前記基地局の受信ビームパターンのいずれかの受信ビームパターンを選択する過程と、を含む方法。
  2. 前記方向探知信号の受信可否を確認する過程以前に前記方向探知チャネルのリソース割り当て情報及び前記任意のアクセスチャネルのリソース割り当て情報を伝送する過程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記方向探知信号の受信可否を確認する過程は、
    前記方向探知チャネルの各時間区間に対する受信電力又は受信信号の相関値を考慮して各時間区間を通じて方向探知信号が受信されるかを確認する過程を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記方向探知信号の受信可否を確認する過程は、
    受信ビームフォーミングを適用せず、前記方向探知チャネルの各時間区間を通じて方向探知信号が受信されるかを確認する過程を含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記方向探知信号の受信可否を確認する過程は、
    ビーム幅の広い受信ビームパターンを用いて前記方向探知チャネルの各時間区間を通じて方向探知信号が受信されるかを確認する過程を含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記方向探知信号の受信可否に対する情報を伝送する過程は、
    前記方向探知チャネルの各時間区間に対する方向探知信号の受信可否をビットマップで構成してサービス領域に伝送する過程を含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記いずれかの送信ビームパターンと前記いずれかの受信ビームパターンを選択した後、前記いずれかの送信ビームパターンと前記いずれかの受信ビームパターン情報を前記移動局に伝送する過程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  8. 多数個のビームパターンを構成できる無線通信システムの移動局で信号を伝送するための方法であって、
    方向探知チャネルの時間区間を通じて送信ビームパターンを変更しながら方向探知信号を基地局に伝送する過程と、
    前記方向探知チャネルの時間区間のうち、基地局が方向探知信号を受信した少なくとも一つの時間区間を確認する過程と、
    前記基地局が方向探知信号を受信した少なくとも一つの時間区間を通じて方向探知信号を伝送した送信ビームパターンを候補送信ビームパターンとして決定する過程と、
    前記候補送信ビームパターンを用いて任意のアクセス信号を前記基地局に伝送する過程と、を含む、方法。
  9. 前記方向探知信号を基地局に伝送する過程以前に前記基地局から前記方向探知チャネルのリソース割り当て情報及び前記任意のアクセスチャネルのリソース割り当て情報を受信する過程をさらに含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記方向探知信号を伝送する過程は、
    前記方向探知チャネルの時間区間を通じて送信ビームパターンを変更しながら信号を伝送できる最小限のトーン(tone)、副搬送波(sub-carrier)、及び周波数帯域のいずれかに伝送電力を集中させて方向探知信号を伝送する過程を含む、請求項8に記載の方法。
  11. 前記方向探知信号を伝送する過程は、
    前記方向探知チャネルの時間区間を通じて送信ビームパターンを変更しながら反復信号/コード伝送(repetition code)方式又は低符号化率(low code rate)を持つ符号を使用して方向探知信号を伝送する過程を含む、請求項8に記載の方法。
  12. 前記時間区間を確認する過程は、
    前記基地局から提供されるビットマップを通じて前記方向探知チャネルの時間区間のうち前記基地局が方向探知信号を受信した時間区間を確認する過程を含む、請求項8に記載の方法。
  13. 前記任意のアクセス信号を伝送する過程は、
    前記基地局の支援可能な受信ビームパターンの個数を考慮してそれぞれの候補送信ビームパターンを通じて任意のアクセス信号を繰り返して伝送する過程を含む、請求項8に記載の方法。
  14. 請求項1から請求項7のいずれかの方法を行うための、多数個のビームパターンを構成できる無線通信システムの基地局でビームパターンを選択するための装置。
  15. 請求項8から請求項13のいずれかの方法を行うための、多数個のビームパターンを構成できる無線通信システムの移動局で信号を伝送するための装置。
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