JP2018515010A - 無線通信システムにおける無線リンクを管理するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態に係る本発明の実施形態に係る無線通信システムにおける送信装置の動作方法は、受信装置の受信状態を決定する過程と、前記受信状態に基づいてビームフォーミングを行う過程と、を含む。

Description

本発明は、無線通信システムにおける無線リンクを管理するための技術に関する。

４Ｇ通信システムの商用化以降、増加の趨勢にある無線データトラフィック需要を充足させるために、改善された５Ｇ通信システム又はｐｒｅ−５Ｇ通信システムを開発するための努力が注がれている。このような理由で、５Ｇ通信システム又はｐｒｅ−５Ｇ通信システムは４Ｇネットワーク以降の（Ｂｅｙｏｎｄ ４Ｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信システム又はＬＴＥシステム以降の（Ｐｏｓｔ ＬＴＥ）システムと呼ばれる。より高いデータ伝送率を達成するために、５Ｇ通信システムは、超高周波（ｍｍＷａｖｅ）帯域（例えば、６０ギガ（ＧＨｚ）帯域のような）での具現が考慮されている。超高周波帯域での電波の伝搬損失を緩和し電波の伝達距離を増加させるために、５Ｇ通信システムではビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）、マッシブマイモ（ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ）、ＦＤ−ＭＩＭＯ（Ｆｕｌｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＭＩＭＯ）、アレイアンテナ（ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ）、アナログビームフォーミング（ａｎａｌｏｇ ｂｅａｍ−ｆｏｒｍｉｎｇ）及び大規模アンテナ（ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ａｎｔｅｎｎａ）技術が論議されている。また、システムネットワークの改善のために、５Ｇ通信システムでは進歩した小型セル、改善された小型セル（ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｍａｌｌ ｃｅｌｌ）、クラウド無線アクセスネットワーク（ｃｌｏｕｄ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ：ｃｌｏｕｄ ＲＡＮ）、超高密度ネットワーク（ｕｌｔｒａ−ｄｅｎｓｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）、デバイス間通信（Ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ：Ｄ２Ｄ）、無線バックホール（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｂａｃｋｈａｕｌ）、移動ネットワーク（ｍｏｖｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ）、協力通信（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔｓ）、受信干渉除去（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）などの技術開発が行われている。その他にも、５Ｇシステムでは進歩したコーディング変調（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＡＣＭ）方式であるＦＱＡＭ（Ｈｙｂｒｉｄ ＦＳＫ ａｎｄ ＱＡＭ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）及びＳＷＳＣ（Ｓｌｉｄｉｎｇ Ｗｉｎｄｏｗ Ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ）と、進歩した接続技術であるＦＢＭＣ（Ｆｉｌｔｅｒ Ｂａｎｋ Ｍｕｌｔｉ Ｃａｒｒｉｅｒ）、ＮＯＭＡ（ｎｏｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、及びＳＣＭＡ（ｓｐａｒｓｅ ｃｏｄｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）などが開発されている。

一方、インターネットは人間が情報を生成して消費する人間中心の接続ネットワークから、モノなど分散された構成要素らの間で情報を授受して処理するＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ、モノのインターネット）ネットワークへ進化している。クラウドサーバなどとの接続を介したビッグデータ（Ｂｉｇ ｄａｔａ）処理技術などがＩｏＴ技術に結合されたＩｏＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）技術も台頭している。ＩｏＴを具現するために、センシング技術、有無線通信及びネットワークインフラ、サービスインタフェース技術、及びセキュリティ技術のような技術要素が要求され、最近ではモノ間の接続のためのセンサネットワーク（ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）、マシンツーマシン通信（Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｍ２Ｍ）、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の技術が研究されている。ＩｏＴ環境では接続されたモノらで生成されたデータを収集、分析して人間の生に新たな価値を創出する知能型ＩＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）サービスが提供され得る。ＩｏＴはＩＴ（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）技術と多様な産業の間の融合及び複合によってスマートホーム、スマートビルディング、スマートシティ、スマートカー又はコネクテッドカー、スマートグリッド、ヘルスケア、スマート家電、先端医療サービスなどの分野に応用されることができる。

したがって、５Ｇ通信システムをＩｏＴネットワークに適用するための多様な試みが行われている。例えば、センサネットワーク（ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）、マシンツーマシン通信（Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｍ２Ｍ）、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の技術がビームフォーミング、ＭＩＭＯ、及びアレイアンテナなどの技法によって具現されている。上述のビッグデータ処理技術としてクラウド無線アクセスネットワーク（ｃｌｏｕｄ ＲＡＮ）が適用されるのも５Ｇ技術とＩｏＴ技術の融合の一例と言える。

無線通信技術の発達及び大衆化によって、現在常用している周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域（ｓｐｅｃｔｒｕｍ）は飽和状態に達している。よって、常用の周波数帯域以外の帯域、例えば、ミリ波（ｍｉｌｉｍｅｔｅｒ ｗａｖｅ）帯域のような超高周波を使用する無線通信技術に対する関心が増加している。

上述された欠陥を解決するために、送信装置で受信装置とのリンク（ｌｉｎｋ）の状態変化及びサービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）に基づいてビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を遂行及び管理するための装置及び方法を提供することが主な目的である。

本発明の他の実施形態は、送信装置で受信装置とのリンクの状態変化及び前記リンクのサービス品質に基づいてデータ伝送率（ｄａｔａ ｒａｔｅ）を変更するための装置及び方法を提供する。

本発明のさらに他の実施形態は、送信装置で受信装置とのリンクのサービス品質を判断する装置及び方法を提供する。

本発明のさらに他の実施形態は、送信装置で受信装置とのリンクのサービス品質を判断するために前記受信装置の受信状態を感知する装置及び方法を提供する。

本発明のさらに他の実施形態は、送信装置で第１ビームフォーミング結果に基づいて最小のビームフォーミングコスト（ｃｏｓｔ）で第２ビームフォーミングを行うための装置及び方法を提供する。

本発明のさらに他の実施形態は、送信装置で不要なビームフォーミングに対する遂行を制限してサービス品質を向上又は維持するための装置及び方法を提供する。

本発明のさらに他の実施形態は、送信装置で第１ビームフォーミングを失敗する場合、迅速に第２ビームフォーミングを行うための装置及び方法を提供する。

以下の詳細な説明に入る前に、本特許明細書全体にわたって用いられる特定の単語及び句の定義を記載することが役に立つことができる。用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」及び「構成する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、並びにその派生語は制限なく含むことを意味する。用語「又は（ｏｒ）」は、包括的用語であって、「及び／又は」を意味する。句「〜と関連づけられる（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ）」及びその派生語は〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）、〜に含まれる（ｂｅ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｗｉｔｈｉｎ）、〜と結合する（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｗｉｔｈ）、〜を含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）、〜に含まれる（ｂｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈｉｎ）、〜に接続する（ｃｏｎｎｅｃｔ ｔｏ ｏｒ ｗｉｔｈ）、〜と結合する（ｃｏｕｐｌｅ ｔｏ ｏｒ ｗｉｔｈ）、〜伝達する（ｂｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｂｌｅ ｗｉｔｈ）、〜と協力する（ｃｏｏｐｅｒａｔｅ ｗｉｔｈ）、〜をインターリーブする（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）、〜を並べる（ｊｕｘｔａｐｏｓｅ）、〜に隣接する（ｂｅ ｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｔｏ）、縛る／縛られる（ｂｅ ｂｏｕｎｄ ｔｏ ｏｒ ｗｉｔｈ）、所有する（ｈａｖｅ）、属性を有する（ｈａｖｅ ａｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ）などを意味する場合がある。用語「制御機（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）」は、少なくとも１つの動作を制御するある装置、システム又はその一部を意味する。かかるコントローラは、ハードウェア、ファームウェア、若しくはハードウェア、又はこれらのうち少なくとも２つの組み合わせで具現されてもよい。特定の制御機と関連づけられた機能はローカル又は遠隔で中央集中式で（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ）、又は分散して（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）処理されてもよい。 特定の単語及び句に対する定義が本特許明細書全般にわたって提供される。当業者であれば、大半ではないにしろ、多くの場合、そのような定義は従来だけでなく、そのように定義された単語及び句の将来の使用にも適用されることを理解すべきである。

本開示及びその長所に対するより完全な理解のために、添付図面と共に行われる次の説明をこれから参照し、ここで、同じ符号は同じ部分を示す。

本発明の実施形態に係る無線通信システムにおける送信装置の動作方法は、受信装置の受信状態を決定する過程と、前記受信状態に基づいてビームフォーミングを行う過程と、を含む。

本発明の実施形態に係る無線通信システムにおける受信装置の動作方法は、ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報を送信装置に送信する過程と、前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報に基づいて形成された少なくとも１つのビームを通して前記送信装置からデータを受信する過程と、を含む。

本発明の実施形態に係る無線通信システムにおける送信装置は、受信装置の受信状態を決定し、前記受信状態に基づいてビームフォーミングを行うか否かを決定する制御部を含む。

本発明の実施形態に係る無線通信システムにおける受信装置は、ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報を送信装置に送信し、前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報に基づいて形成された少なくとも１つのビームを通して前記送信装置からデータを受信する通信部を含む。

本発明の実施形態に係る送信装置及び受信装置を示す図である。 本発明の実施形態に係る多数のアンテナを具備する送信装置及び受信装置で行われるビームフォーミングを示す図である。 本発明の実施形態に係るリアルタイムサービスを利用する送信装置及び受信装置でリンク状態の変化による各々のキューレベル（ｌｅｖｅｌ）の変化を示す図である。 本発明の実施形態に係るリアルタイムサービスを利用する送信装置及び受信装置でリンク状態の変化による各々のキューレベル（ｌｅｖｅｌ）の変化を示す図である。 本発明の実施形態に係るリアルタイムサービスを利用する送信装置及び受信装置でリンク状態の変化による各々のキューレベル（ｌｅｖｅｌ）の変化を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でリンクを管理する方法を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でリンクを管理する他の方法を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でビームフォーミングを行うための方法を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でビームフォーミングを行うための方法を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でビームフォーミングを行うための方法を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でビームフォーミングを行うための方法を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でビームフォーミングを行うための方法を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置のブロック構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置のブロック構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る受信装置のブロック構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置の動作フローチャートである。 本発明の実施形態に係る受信装置の動作フローチャートである。 本発明の実施形態に係る送信装置又は受信装置でビームフォーミングを行うか否かを決定する過程を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置又は受信装置でビームフォーミングを行うか否かを決定する過程を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る送信装置及び受信装置でビームフォーミングを行うか否かを決定する過程を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る送信装置及び受信装置でビームフォーミングを行うか否かを決定する過程を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でビームフォーミングを行う動作を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でビームフォーミングを行う動作を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置又は受信装置でビームフォーミングを行う時に発生するセクタ間状態遷移を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置で事後確率を計算する過程を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でセクタレベルスウィップを行うことなくビーム微細調整プロトコルを行う過程を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置で受信装置の受信状態をモニタリングする過程を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置で受信装置のキューレベルを推定するために拡張されたＢＡフレーム（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｂｌｏｃｋ ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｒ ｆｒａｍｅ）を示す図である。 本発明の実施形態に係る、送信装置で受信装置のキューレベルを直接的にモニタリングする過程を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置で受信装置のキューレベルを間接的に推定する過程を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置で不要なビームフォーミング遂行を防止するための過程を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置でパケット配信率を計算するウィンドウを示す図である。 本発明の実施形態に係る送信装置で第１ビームフォーミングを行った後、速やかに第２ビームフォーミングを行うための過程を示す図である。

本文書で、本開示の原理を説明するために用いられる、後述する、図１乃至２３、及び各種実施形態は単なる例示の方法によるものであって、いかなる方式でも本開示の範囲を制限するものと解釈されてはならない。通常の技術者は本開示の原理が任意の適切に配列された無線通信システムで具現されてもよいことを理解するであろう。

以下、添付された図面を参照して本発明の動作原理を詳細に説明する。以下、本発明を説明するにあたって関連する公知機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にする場合があると判断した場合にはその詳細な説明を省略する。なお、後述される用語ら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、運用者の意図又は慣例などによって異なる場合がある。したがって、その定義は本明細書全般にわたる内容に基づいて行われるべきである。

以下、本発明の多様な実施形態が添付された図面と関連づけられて記載される。本発明の多様な実施形態は多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有してもよく、特定の実施形態らが図面に例示され関連する詳細な説明が記載されている。しかし、これは本発明の多様な実施形態を特定の実施形態に対して限定することを意図するものでなく、本発明の多様な実施形態の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更及び／又は均等物乃至代替物を含むこと理解されるべきである。図面の説明と関連して、類似の構成要素に対しては類似の符号が用いられた。

本発明の多様な実施形態で用いられ得る「含む」又は「含んでもよい」などの表現は開示（ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ）された該当機能、動作又は構成要素などの存在を指し示し、追加的な１つ以上の機能、動作又は構成要素などを制限しない。また、本発明の多様な実施形態で、「含む」又は「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴ら、又は数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。

本発明の多様な実施形態で「又は」又は「Ａ又は／及びＢのうち少なくとも１つ」などの表現は共に羅列された単語のある、そして、あらゆる組み合わせを含む。例えば、「Ａ又はＢ」又は「Ａ又は／及びＢのうち少なくとも１つ」の各々は、Ａを含む場合も、Ｂを含む場合も、又はＡとＢをすべて含む場合もある。

本発明の多様な実施形態で用いられた「第１」、「第２」等の表現らは多様な実施形態の多様な構成要素を修飾できるが、該当構成要素を限定しない。例えば、前記表現らは該当構成要素らの順序及び／又は重要度などを限定しない。前記表現らはある構成要素を他の構成要素と区分するために用いられる場合がある。例えば、第１ユーザ機器と第２ユーザ機器はいずれもユーザ機器で、互いに異なるユーザ機器を示す。例えば、本発明の多様な実施形態の権利範囲から逸脱することなく第１構成要素は第２構成要素と称される場合があり、同様に第２構成要素も第１構成要素と称される場合がある。

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、又は「接続されて」いると言及された場合は、前記ある構成要素が前記他の構成要素に直接的に連結されている、又は接続されている場合もあるが、前記ある構成要素と前記他の構成要素の間に新しい他の構成要素が存在する場合もあると理解されるべきである。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる、又は「直接接続されて」いると言及された場合は、前記ある構成要素と前記他の構成要素の間に新しい他の構成要素が存在しないと理解されるべきである。

本発明の多様な実施形態で用いた用語は単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであって、本発明の多様な実施形態を限定しようという意図はない。 単数の表現は文脈上明確に別に示さない限り、複数の表現をも含む。別に定義されない限り、技術的又は科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は本発明の多様な実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。一般に用いられる予め定義されているものと同じ用語らは関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本発明の多様な実施形態で明確に定義されない限り、理想的又は過度に形式的な意味で解釈されない。

前記ミリ波帯域は、低周波帯域より相対的に伝送損失が大きいため、前記ミリ波帯域を使用するためには、通達距離を増加させるためのビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）技術が要求される。また、前記ミリ波帯域の無線リンクを管理するためには前記ビームフォーミングに対する管理が要求される場合がある。以下、本発明は、無線通信システムにおける無線リンクを管理するための技術について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る送信装置及び受信装置を示す。

上記図１を参照すると、前記送信装置１００及び前記受信装置２００は、通信機能が含まれた電子装置であってもよい。例えば、前記送信装置１００及び前記受信装置２００は、スマートフォン（ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ）、タブレットＰＣ（ｔａｂｌｅｔ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、移動電話（ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ）、ビデオフォン、電子ブックリーダ（ｅ−ｂｏｏｋ ｒｅａｄｅｒ）、デスクトップＰＣ（ｄｅｓｋｔｏｐ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ラップトップＰＣ（ｌａｐｔｏｐ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ネットブックコンピュータ（ｎｅｔｂｏｏｋ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＰＭＰ（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｐｌａｙｅｒ）、ＭＰ３プレーヤ、モバイル医療機器、カメラ（ｃａｍｅｒａ）、又はウェアラブル装置（ｗｅａｒａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）（例：電子メガネのようなヘッドマウントデバイス（ ｈｅａｄ−ｍｏｕｎｔｅｄ−ｄｅｖｉｃｅ、ＨＭＤ）、電子衣服、電子腕輪、電子ネックレス、電子アプセサリ（ａｐｐｃｅｓｓｏｒｙ）、電子タトゥー、又はスマートウォッチ（ｓｍａｒｔ ｗａｔｃｈ））、セットトップボックス（ｓｅｔｔｏｐ ｂｏｘ）、スマートＴＶ（ｓｍａｒｔ ＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ）のうち少なくとも１つを含んでもよい。

本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、ソース（ｓｏｕｒｃｅ）装置、前記受信装置２００は、シンク（ｓｉｎｋ）装置と称する場合がある。

本発明の実施形態によれば、前記送信装置１００及び前記受信装置２００は、ビームフォーミングを通してリンクを形成できる。前記送信装置１００及び前記受信装置２００は、前記形成されたリンクを通してデータを送受信できる。

図２は、本発明の実施形態に係る多数のアンテナを具備する送信装置及び受信装置で行われるビームフォーミングを示す。

上記図２を参照すると、前記送信装置１００及び前記受信装置２００が、前記多数のアンテナを特定の形態の配列に配置する場合（図２の２０３）、各々のアンテナのビームパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）が空間的に合成されることができる。したがって、前記多数のアンテナを具備する前記送信装置１００及び前記受信装置２００は、単一アンテナを使用する単一アンテナのビームパターン２０１と違って指向性を有する鋭い（ｓｈａｒｐ）ビーム２０７を生成できる。また、前記送信装置１００及び前記受信装置２００は、前記多数のアンテナの各々の位相（ｐｈａｓｅ）に対する設定を変更して、前記ビームの方向を操舵（ｓｔｅｅｒｉｎｇ）（図２の２０５）できる。

図３Ａ乃至３Ｃは、本発明の実施形態に係るリアルタイムサービスを利用する送信装置及び受信装置でリンク状態の変化による各々のキューレベル（ｌｅｖｅｌ）の変化を示す。

前記送信装置１００の入力率（ｉｎｐｕｔ ｒａｔｅ）３０１及び前記受信装置２００の出力率（ｏｕｔｐｕｔ ｒａｔｅ）３０３は、前記リアルタイムサービスの種類によって決定されてもよい。また、前記入力率３０１及び前記出力率３０３は同じ値を有してもよい。前記送信装置１００の送信キューレベル３０５−１及び前記受信装置２００の受信キューレベル３０７−１、すなわち、前記送信装置１００のキュー及び前記受信装置２００のキューの各々に記憶できるパケットの数は、前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間の無線チャネルのパケット配信率（ＰＤＲ：Ｐａｃｋｅｔ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｒａｔｅ）又はパケット誤り率（ＰＥＲ：Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）によって決定されてもよい。

ビームフォーミングを行うことができる前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間には、互いに異なるリンク状態、すなわち、互いに異なる伝送率を有する多様なリンクら３０９乃至３１３が存在してもよい。前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間の無線チャネルでパケット配信率が所定の基準以上の場合、前記送信キューレベル３０５−１及び前記受信キューレベル３０７−１は一定に維持されることができる。

一方、上記図３Ｂを参照すると、前記無線チャネルで前記パケット配信率が前記所定の基準未満の場合、前記送信キューレベル３０５−２は増加し、前記受信キューレベル３０７−２は減少する場合がある。

また、前記送信キューレベル３０５−３は増加し、前記受信キューレベル３０７−２は減少する状態が持続する場合、上記図３Ｃを参照すると、前記受信キューレベル３０７−３は０、すなわち前記受信キューに記憶されるパケットは存在しない場合がある。したがって、前記受信装置２００で前記リアルタイムサービスが中断される現象が発生する場合がある。例えば、リアルタイムサービスがビデオストリーミングサービス（ｖｉｄｅｏ ｓｔｒｅａｍｉｎｇ ｓｅｒｖｉｃｅ）の場合、前記受信装置２００で前記ビデオストリーミングサービスを通して出力する画面が中断される場合がある。前記リアルタイムサービスに対する品質を制御するためには前記所定の基準以上のパケット配信率を提供できる無線リンクを探索し維持して前記受信キューレベル３０７−３が０にならないようにしなければならない。

例えば、前記送信装置１００及び前記受信装置２００は、前記リアルタイムサービスに対する品質を制御するために、前記無線リンクの状態に応じて利用可能な伝送率のうち１つの伝送率を選択できる。しかし、この時、前記送信装置１００及び前記受信装置２００が前記利用可能な伝送率のうち最も低い伝送率を使用する場合、これ以上伝送率を下げることができないため、前記リアルタイムサービスに対する品質が満足できない場合が発生する場合がある。

前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間の無線リンクに性能劣化が発生する場合、前記性能劣化を感知して前記無線リンク状態を回復するためにリンク適応方法（ｌｉｎｋ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）又はリンク状態に対する予測に基づくビームフォーミング方法を使用できる。

図４は、本発明の実施形態に係る送信装置でリンクを管理する方法を示す。

上記図４を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ４０１にて、前記送信装置１００及び受信装置２００の間のリンク状態をモニタリングする。換言すれば、前記送信装置１００は、前記リンク状態を監視する。例えば、前記送信装置１００は、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）のような無線指標又はパケット誤り率（ＰＥＲ：Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）によって前記リンク状態を監視できる。

前記送信装置１００は、ステップ４０３に進み、前記リンク状態の劣化有無を判断する。例えば、前記送信装置１００は、前記リンク状態が所定のしきい値以下になる場合、前記リンク状態が劣化したと判断できる。一方、前記送信装置１００は、前記リンク状態が前記所定のしきい値を超過する場合、前記リンク状態が劣化していないと判断できる。前記リンク状態が劣化していない場合、前記送信装置１００はステップ４０１に戻り前記リンク状態を監視できる。

前記リンク状態が劣化したと判断されると、前記送信装置１００は、ステップ４０５に進み、前記リンク状態に対応するデータ伝送率を決定する。前記送信装置１００は、使用可能なデータ伝送率範囲のうち前記リンク状態に応じて前記データ伝送率を変更できる。例えば、前記送信装置１００は、ＭＣＳらのセットのうち前記リンク状態に対応する１つの変調符号化方法を決定できる。一般に、前記送信装置１００の前記データ伝送率が低くなる場合、前記受信装置２００がパケットを正常に受信するために必要なＳＮＲが低くなることができる。したがって、前記リンク状態が劣化しても、前記データ伝送率が低くなると、前記パケットが正常に受信されることができる。すなわち、前記送信装置は、前記リンク状態が劣化した場合、前記データ伝送率を下げることによって、前記パケットを送受信するための前記リンクを維持できる。

本発明の他の実施形態によれば、前記リンク状態は、前記受信装置によってモニタリングされてもよい。例えば、前記受信装置は、ＲＳＳＩ、ＳＮＲのうち少なくとも１つに基づいて前記リンク状態をモニタリングしてもよい。また、前記受信装置が前記リンク状態をモニタリングした結果に基づいてビームフォーミングを行うか否かが決定されてもよい。

図５は、本発明の実施形態に係る送信装置でリンクを管理する他の方法を示す。

上記図５を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ５０１にて、前記送信装置１００及び受信装置２００の間のリンク状態を監視する。例えば、前記送信装置１００は、ＲＳＳＩ、ＳＮＲのような無線指標又はパケット誤り率によって前記リンク状態を監視できる。

前記送信装置１００は、ステップ５０３に進み、前記リンク状態の劣化有無を判断する。例えば、前記送信装置１００は、前記リンク状態が所定のしきい値以下になる場合、前記リンク状態が劣化したと判断できる。一方、前記送信装置１００は、前記リンク状態が前記所定のしきい値を超過する場合、前記リンク状態が劣化していないと判断できる。前記リンク状態が劣化していない場合、前記送信装置２００はステップ５０１に戻り前記リンク状態を監視できる。

前記送信装置１００は、前記リンク状態が劣化したと判断されると、ステップ５０５に進み、ビームフォーミングを行う。前記ビームフォーミングは、多数のアレイ（ａｒｒａｙ）アンテナ（ａｎｔｅｎｎａ）を介して具現され、アンテナ利得（ｇａｉｎ）を向上させることができ、これによって、データを送信できる距離を増やすことができる。また、前記ビームフォーミングが可能な前記アンテナらは指向性を有するため、互いに異なるアンテナ方向に対して互いに異なるリンクを形成できる。もし、前記送信装置１００及び前記受信装置２００が無指向性アンテナを使用する場合、前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間のチャネル又はリンクは１つのみ（多様な経路（ｐａｔｈ）がないという意味ではない）なのでチャネル特性も１つのみである場合がある。しかし、前記送信装置１００及び受信装置２００が前記ビームフォーミングが可能な前記多数のアレイアンテナを使用する場合、前記アンテナらの各々のビーム方向に従って前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間には多数のチャネルら又はリンクらが形成される場合がある。したがって、前記多数のリンクの状態又は特性は互いに異なる場合がある。この時、前記送信装置１００は、前記多数のリンクのうち少なくとも１つのリンクで劣化が発生した場合、上記図４に例示されたようにデータ伝送率を変更せず、前記ビームフォーミングを行って、前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間により良いリンクを検索できる。

図６Ａ乃至６Ｅは、本発明の実施形態に係る送信装置でビームフォーミングを行うための方法を示す。

上記図６Ａは、データ伝送率の低下によってビームフォーミングが行われる場合を示す。上記図６Ａを参照すると、１つのリンクで前記送信装置１００のパケット配信率（ｐａｃｋｅｔ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｒａｔｅ）６０１が減少するにつれ、前記受信装置２００の受信キューレベル６０５も減少する。例えば、前記パケット配信率６０１が減少すると、前記受信装置２００に配信されるパケットの個数が減少するため、前記受信キューレベル６０５が減少し得る。この時、前記送信装置１００は、前記パケット配信率６０１が所定のビームフォーミングしきい値６０３未満になる場合、前記ビームフォーミングを行うことができる。前記ビームフォーミングが行われるビームフォーミング区間６０７の間、前記送信装置１００は前記受信装置にデータパケットを送信することができない。したがって、前記送信装置１００の受信キューレベル６０５は、前記ビームフォーミング区間６０７で持続的に減少する。この時、前記ビームフォーミングしきい値６０３が低い場合、遅いビームフォーミング遂行によって、前記ビームフォーミング区間で前記受信キューレベルが０になる場合が発生し得る。したがって、サービス提供に問題６１１が発生し得る。例えば、前記受信装置２００が前記送信装置１００からリアルタイムで受信する医療映像を出力する装置の場合、前記医療映像出力が中断され得る。

上記図６Ｂは、受信キューレベルが空（ｅｍｐｔｙ）になることを防止するために高いビームフォーミングしきい値６０９を使用する場合を示す。上記図６Ｂを参照すると、前記送信装置１００は、前記低いビームフォーミングしきい値によって前記受信キューレベルが０になる場合が発生しないようにするために、前記高いビームフォーミングしきい値６０９を設定できる。前記送信装置１００は、パケット配信率が減少する場合、前記高いビームフォーミングしきい値６０９によって、低いビームフォーミングしきい値６０３を使用した場合に比べて速やかに前記ビームフォーミングを行うことができる。これにより、前記受信キューレベル６０５が０になる前に前記ビームフォーミングを完了できる。

図６Ｃは、連続的にビームフォーミングが行われる場合を例示する。上記図６Ｃを参照すると、前記送信装置１００のパケット配信率６０１が減少するにつれ、前記受信装置２００の受信キューレベル６０５も減少する。例えば、前記パケット配信率６０１が減少すると、前記受信装置２００に配信されるパケットの個数が減少するため、前記受信キューレベル６０５が減少し得る。この時、前記送信装置１００は、前記パケット配信率６０１が所定の高いビームフォーミングしきい値６０９未満になる場合、第１ビームフォーミングを行うことができる。上記図６Ｃの場合、前記第１ビームフォーミングは、前記受信キューレベル６０５が０になる前に完了する。しかし、前記パケット配信率６０１が再度前記高いビームフォーミングしきい値６０９未満になる場合、前記送信装置１００は第２ビームフォーミングを行う。前記高いビームフォーミングしきい値６０９によって、第１ビームフォーミング区間では前記受信キューレベルが０にならなかったが、連続的なビームフォーミング、すなわち、前記第２ビームフォーミングによって、前記第２ビームフォーミング区間で前記受信キューレベルが０になる。換言すれば、前記高いビームフォーミングしきい値６０９が用いられても、前記第２ビームフォーミングが前記受信キューレベルが低い状態で開始されるため、前記第２ビームフォーミング区間で前記受信キューレベルが０になる場合がある。

図６Ｄは、ビームフォーミング以降パケット配信率によってビームフォーミングを行うか否かが変わる状況を例示する。上記図６Ｄを参照すると、前記送信装置１００は、パケット配信率がビームフォーミングしきい値６１３以上であるか否かに基づいてビームフォーミングを行う。上記図６Ｄに示すように、前記パケット配信率が前記ビームフォーミングしきい値６１３を超過すると、前記送信装置１００はビームフォーミングを行わない。また、前記パケット配信率が前記ビームフォーミングしきい値６１３未満であれば、前記送信装置は前記ビームフォーミングを行う。しかし、前記パケット配信率が前記ビームフォーミングしきい値６１３未満であるが、サービス品質しきい値６１５以上の場合、前記ビームフォーミングは不要なビームフォーミングになる場合がある。

図６Ｅは、連続的なビームフォーミング時、受信キューレベルを考慮してビームフォーミングを行うか否かを制御する場合を例示する。上記図６Ｅを参照すると、前記送信装置１００は、第２ビームフォーミング時、前記受信キューレベルが０になる場合の発生を防止するために、サービス品質しきい値６１５に基づいて前記第２ビームフォーミングの遂行を制御できる。前記サービス品質しきい値６１５は、前記送信装置１００が前記第１ビームフォーミングを行った後、前記第２ビームフォーミングを行うか否かを決定するための基準値を意味する。前記サービス品質しきい値６１５は、前記パケット配信率６０１による前記受信装置２００でのサービス品質に基づいて決定されることができる。例えば、前記送信装置１００は、前記第１ビームフォーミングを行った後、前記パケット配信率６０１が再度減少する場合、前記パケット配信率６０１が前記サービス品質しきい値６１５より大きいか否かを判断できる。前記送信装置１００は、減少する前記パケット配信率６０１が前記サービス品質しきい値６１５より大きい場合、前記第２ビームフォーミングを行わない又は遅延できる。本発明の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記受信装置２００の受信キュー状態が所定の基準値以上になるか否かに基づいて前記第２ビームフォーミングを行うか否かを決定できる。

図７Ａ及び７Ｂは、本発明の実施形態に係る送信装置のブロック構成を示す図である。

上記図７Ａを参照すると、前記送信装置１００は、通信部７０１、メモリ部７０３、制御部７０５、入力部７０７を含んでもよい。

例えば、前記通信部７０１は、アンテナ（図示せず）を介して入出力されるデータの無線信号を送受信処理する機能を行う。例えば、送信の場合、送信するデータをチャネルコーディング及び拡散した後、ＲＦ処理して送信する機能を行い、受信の場合、受信されたＲＦ信号を基底帯域信号に変換し前記基底帯域信号を逆拡散及びチャネル復号してデータを復元する機能を行う。

通常の機能に加えて、本発明の実施形態によれば、前記通信部７０１は、前記受信装置に前記送信装置のバッファ可用量に関する情報を送信し、前記受信装置から前記受信装置の総バッファ可用量及び現在バッファ可用量に関する情報を受信することができる。前記通信部７０１は、前記受信装置から第１時間に前記受信装置のキューレベルに関する情報を受信し、前記受信装置から前記第１時間から第２時間まで消耗されたパケット数に関する情報を受信することができる。

前記メモリ部７０３は、制御部７０５の処理及び制御のためのプログラムのマイクロコードと各種参照データを記憶する。通常の機能に加えて、本発明の実施形態に係る前記メモリ部７０３は、前記送信装置のバッファ可用量に関する情報、前記受信装置から前記受信装置の総バッファ可用量及び現在バッファ可用量に関する情報を記憶することができる。

前記制御部７０５は、前記送信装置の全般的な動作を制御する。例えば、データ通信のための処理及び制御を行う。通常の機能に加えて、本発明の実施形態に係る前記制御部７０５は、受信装置の受信キュー状態を決定し、前記受信キュー状態に基づいてビームフォーミングを行うことができる。

前記制御部７０５は、パケット配信率が第１しきい値未満の場合又は所定の周期が来た場合、前記受信キュー状態を決定できる。前記制御部７０５は、前記総バッファ可用量及び現在バッファ可用量に関する情報に基づいて決定できる。前記制御部７０５は、前記送信装置が前記第１時間から前記第２時間まで前記受信装置に送信を試みたパケットの数を決定し、前記第１時間から前記第２時間までの前記送信装置のパケット配信率を決定できる。

前記制御部７０５は、前記受信装置のキューレベル、前記送信を試みたパケットの数、前記パケット配信率、前記消耗されたパケット数に関する情報に基づいて前記受信キュー状態を決定できる。前記制御部７０５は、前記パケット配信率が第２しきい値未満の場合、前記受信キューレベルがビームフォーミングコスト以上であるかを決定できる。ここで、前記第２しきい値は、第１しきい値より低い値であってもよい。

前記制御部７０５は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト未満の場合、データ伝送率を変更できる。前記制御部７０５は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト以上の場合、前記ビームフォーミングを行うことができる。前記制御部７０５は、第１ビームフォーミングを行い、第２ビームフォーミングを行うことができる。

前記制御部７０５は、ＳＬＳの第１ビームフォーミングを行った後、ＢＲＰの第２ビームフォーミングを行うことができる。前記制御部７０５は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト未満の場合、前記第１ビームフォーミングを行った結果に基づいて、前記第２ビームフォーミングを行うことができる。前記制御部７０５は、前記第１ビームフォーミングを行った結果によるセクタを記憶し、前記セクタに基づいてビームフォーミングを行い、前記第１ビームフォーミングを行った結果によるセクタと前記第２ビームフォーミングを行った結果によるセクタの間の遷移確率（ＴＰＭ：Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ Ｍａｔｒｉｘ）を決定できる。前記制御部７０５は、前記遷移確率に基づいてビームフォーミングを行うことなく前記受信装置と接続可能なセクタを決定できる。

前記制御部７０５は、パケット配信率が第１しきい値未満の場合、前記受信装置の受信キューレベルがビームフォーミングコスト未満であるかを確認し、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト未満の場合、前記第１しきい値の大きさ及び前記パケット配信率を計算する区間の大きさを減少させることができる。

前記制御部７０５は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト以上の場合、現在のセクタに関する情報を記憶した後、ビームフォーミングを行うことができる。前記制御部７０５は、前記ビームフォーミングを行った結果、選択されたセクタが前記記憶されていた現在のセクタと同じ場合、前記第１しきい値の大きさ及び前記パケット配信率を計算する区間の大きさを増加させることができる。前記制御部７０５は、現在設定されたビームフォーミング遂行区間の大きさを記憶し、前記ビームフォーミングを行った後、前記ビームフォーミング遂行区間の大きさを最小値に変更し、前記パケット配信率が前記第１しきい値未満の場合、ビームフォーミングを再度行うことができる。前記制御部７０５は、前記パケット配信率が前記第１しきい値以上で、前記記憶されていたビームフォーミング遂行区間の大きさが前記変更されたビームフォーミング遂行区間の大きさを超過する場合、前記変更されたビームフォーミング遂行区間の大きさを増加させることができる。

本発明の実施形態によれば、前記制御部７０５は、上記図７Ｂのように構成されてもよい。例えば、図７Ｂを参照すると、前記制御部７０５は、リンク状態管理部７０８、相手方機器キュー（ｑｕｅｕｅ）状態モニタリング部７０９、リンク状態／特性モニタリング部７１１、ビームフォーミング結果学習部７１３、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）制御部７１５、ビームフォーミング制御部７１７、チャネルアクセス（ｃｈａｎｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ）制御部７１９を含んでもよい。

前記ＭＣＳ制御部７１５は、利用可能なＭＣＳセットのうち所望のＭＣＳに設定するように制御する。例えば、前記ＭＣＳセットは、前記送信装置が使用できる伝送率らのセットであってもよい。したがって、前記ＭＣＳ制御部７１５は、「伝送率制御部」と称する場合もある。前記ビームフォーミング制御部７１７は、予め定義されたビームトレーニング（ｂｅａｍ ｔｒａｉｎｉｎｇ）過程を制御し、ビームフォーミングプロトコルを担当する。前記チャネルアクセス制御部７１９は、特定メディアサービスを受信する多数の受信装置の間のチャネルアクセスを制御する。前記チャネルアクセス制御部７１９は、「ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部（ＭＡＣ ｕｎｉｔ）」と称する場合もある。

前記ビームフォーミング結果学習部７１３は、ビームフォーミングを行った結果に基づいて多数のビームの間、又は多数のセクタの間の遷移確率を更新し、前記遷移確率に基づいて使用するためのセクタを推定する装置である。前記相手方機器キュー状態モニタリング部７０９は、前記送信装置とデータを送受信する前記相手方機器のキューレベルを直接受信する方式又は間接推定する方式によって前記相手方機器のキュー状態をモニタリングする。前記リンク状態／特性モニタリング部７１１は、無線信号指標又はパケット誤り率（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）に関する情報をモニタリングして前記リンク状態及び特性を測定する。前記リンク状態管理部７０８は、前記相手方機器のキュー状態をモニタリングした結果、前記リンク状態及び前記リンク特性をモニタリングした結果、サービス品質要求条件に基づいてサービス品質（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を満足できるように前記ＭＣＳ制御部７１５及び前記ビームフォーミング制御部７１７を制御し、前記サービス品質を満足するリンクを探索及び維持する機能を提供する。

前記入力部７０７は、例えば、タッチパネル（ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ）、（デジタル）ペンセンサ（ｐｅｎ ｓｅｎｓｏｒ）、キー（ｋｅｙ）、又は超音波（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ）入力装置を含んでもよい。前記タッチパネルは、例えば、静電式、減圧式、赤外線方式、又は超音波方式のうち少なくとも１つの方式を使用してもよい。また、前記タッチパネルは制御回路をさらに含んでもよい。前記タッチパネルはタクタイルレイヤ（ｔａｃｔｉｌｅ ｌａｙｅｒ）をさらに含み、ユーザに触覚反応を提供してもよい。

前記（デジタル）ペンセンサは、例えば、タッチパネルの一部であるか、別途の認識用シート（ｓｈｅｅｔ）を含んでもよい。前記キーは、例えば、物理的なボタン、光学式キー、又はキーパッドを含んでもよい。前記超音波入力装置は超音波信号を発生する入力ツールを通して、前記送信装置１００でマイクロ音波を感知してデータを確認することができる。

図８は、本発明の実施形態に係る受信装置のブロック構成を示す図である。

上記図８を参照すると、前記受信装置２００は、通信部８０１、メモリ部８０３、制御部８０５、出力部８０７を含んでもよい。

例えば、前記通信部８０１は、アンテナ（図示せず）を介して入出力されるデータの無線信号を送受信処理する機能を行う。例えば、送信の場合、送信するデータをチャネルコーディング及び拡散した後、ＲＦ処理して送信する機能を行い、受信の場合、受信されたＲＦ信号を基底帯域信号に変換し前記基底帯域信号を逆拡散及びチャネル復号してデータを復元する機能を行う。

通常の機能に加えて、本発明の実施形態によれば、前記通信部８０１は、ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報を送信装置に送信し、前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報に基づいて形成された少なくとも１つのリンクを通して前記送信装置からデータを受信することができる。

前記メモリ部８０３は、制御部７０５の処理及び制御のためのプログラムのマイクロコードと各種参照データを記憶する。通常の機能に加えて、本発明の実施形態に係る前記メモリ部８０３は、前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報を記憶することができる。前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報は、前記受信装置が使用できる全体バッファ（ｂｕｆｆｅｒ）の大きさ、前記受信装置が現在使用できるバッファの大きさ、第１時間の受信キュー（ｑｕｅｕｅ）のレベルに関する情報、前記第１時間から第２時間まで消耗したパケットの数のうち少なくとも１つを含んでもよい。

前記制御部８０５は、前記送信装置の全般的な動作を制御する。例えば、前記制御部８０５は、データ通信のための処理及び制御を行う。

出力部８０７は、ビデオ（ｖｉｄｅｏ）出力部、オーディオ（ａｕｄｉｏ）出力部を含んでもよい。前記出力部８０７は、ユーザに視覚又は聴覚的な出力を提供できる。例えば、前記送信装置１００から受信したデータを出力できる。前記データはテキスト、グラフィック、ビデオ、オーディオ、又はこれらの組み合わせの形態で表現されてもよい。

前記ビデオ出力部は、パネル、ホログラム装置、又はプロジェクタを含んでもよい。前記パネルは、例えば、柔軟に（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）、透明に（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）、又は着用可能に（ｗｅａｒａｂｌｅ）具現されてもよい。前記パネルはタッチパネルと１つのモジュールとして構成されてもよい。前記ホログラム装置は光の干渉を利用して立体映像を虚空に映し出すことができる。前記プロジェクタはスクリーンに光を投射して映像を表示できる。前記スクリーンは、例えば、前記受信装置２００の内部又は外部に位置してもよい。一実施形態によれば、前記ビデオ出力部は、前記パネル、前記ホログラム装置、又はプロジェクタを制御するための制御回路をさらに含んでもよい。

前記オーディオ出力部は、例えば、音（ｓｏｕｎｄ）と電気信号を双方向に変換できる。前記オーディオ出力部は、例えば、スピーカ、レシーバ、イヤホン、又はマイクなどを介して入力又は出力されるサウンド情報を処理できる。

図９は、本発明の実施形態に係る送信装置の動作フローチャートである。

上記図９を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ９０１に進み、受信装置２００の受信状態を決定する。前記送信装置１００は、パケット配信率が第１しきい値未満の場合又は所定の周期が来た場合、前記受信状態を決定できる。前記送信装置１００は、前記総バッファ可用量及び現在バッファ可用量に関する情報に基づいて前記受信状態を決定できる。

前記送信装置１００は、前記受信装置２００から前記受信装置２００の総バッファ可用量及び現在バッファ可用量に関する情報を受信することができる。前記送信装置１００は、前記送信装置１００の送信キューレベル、前記受信装置２００の前記受信状態を示す受信キューレベル、前記送信装置１００が前記受信装置２００に送信を試みたパケットの数、パケット配信率、前記受信装置２００で消耗されたパケット数に関する情報に基づいて前記受信状態を決定できる。前記送信装置１００は、前記受信装置２００から第１時間に前記受信装置２００のキューレベルに関する情報を受信し、前記送信装置１００が前記第１時間から第２時間まで前記受信装置２００に送信を試みたパケットの数を決定し、前記第１時間から前記第２時間までの前記パケット配信率を決定し、前記受信装置２００が前記第１時間から前記第２時間の間に消耗したパケット数に関する情報を受信することができる。

前記送信装置１００は、パケット配信率が第１しきい値未満の場合、前記受信装置２００の受信キューレベルがビームフォーミングコスト未満であるかを確認し、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト未満の場合、前記第１しきい値の大きさ及び前記パケット配信率を計算する区間の大きさを減少させることができる。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト以上の場合、現在のセクタに関する情報を記憶した後、ビームフォーミングを行うことができる。

前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングを行った結果、選択されたセクタが前記記憶されていた現在のセクタと同じ場合、前記第１しきい値の大きさ及び前記パケット配信率を計算する区間の大きさを増加させることができる。前記送信装置１００は、現在設定されたビームフォーミング遂行区間の大きさを記憶し、前記ビームフォーミングを行った後、前記ビームフォーミング遂行区間の大きさを最小値に変更し、前記パケット配信率が前記第１しきい値未満の場合、ビームフォーミングを再度行うことができる。前記送信装置１００は、前記パケット配信率が前記第１しきい値以上で、前記記憶されていたビームフォーミング遂行区間の大きさが前記変更されたビームフォーミング遂行区間の大きさを超過する場合、前記変更されたビームフォーミング遂行区間の大きさを増加させることができる。

前記送信装置１００は、ステップ９０３に進み、前記受信装置２００の状態に基づいてビームフォーミングを行う。前記送信装置１００は、受信キューレベルがビームフォーミングコスト以上の場合、前記ビームフォーミングを行うことができる。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト未満の場合、データ伝送率を変更できる。前記送信装置１００は、前記パケット配信率が第２しきい値未満の場合、前記受信キューレベルがビームフォーミングコスト以上であるかを決定できる。ここで、前記第２しきい値は第１しきい値より低い値であってもよい。

前記送信装置１００は、第１ビームフォーミング及び第２ビームフォーミングを行うことができる。前記送信装置１００は、前記第１ビームフォーミングを行う時、第１セクタに対するビームフォーミングを行い、前記第１セクタに対するビームフォーミングを行った結果を記憶し、第２セクタに対するビームフォーミングを行うことができる。ここで、前記第１セクタは、前記第２セクタを含んでもよい。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト未満の場合、前記第１セクタに対するビームフォーミングを行った結果に基づいて、前記第２セクタに対するビームフォーミングを行う前記第２ビームフォーミングを行うことができる。

前記送信装置１００は、前記第２ビームフォーミングを行う時、前記第１ビームフォーミングを行った結果による前記第１セクタに関する情報を記憶し、前記第１セクタと同じ単位の第３セクタに対するビームフォーミングを行い、前記第３セクタに関する情報に基づいて事前確率を決定し、前記事前確率を計算した結果に基づいて尤度比を決定し、前記決定された尤度比に基づいて前記第１セクタ及び前記第３セクタ間遷移確率を決定できる。

前記送信装置１００は、前記第２ビームフォーミングを行う時、前記第１セクタ及び前記第３セクタ間遷移確率に基づいて前記受信装置と接続可能な第４セクタを決定できる。ここで、前記第４セクタは、前記第２セクタと同じ単位のセクタであってもよい。

図１０は、本発明の実施形態に係る受信装置の動作フローチャートである。

上記図１０を参照すると、前記受信装置２００は、ステップ１００１に進み、ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報を送信装置１００に送信する。前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報は、前記受信装置２００が使用できる全体バッファの大きさ、前記受信装置２００が現在使用できるバッファの大きさ、第１時間の受信キューのレベルに関する情報、前記第１時間から第２時間まで消耗したパケットの数のうち少なくとも１つを含んでもよい。

前記受信装置２００は、ステップ１００３に進み、前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報に基づいて形成された少なくとも１つのリンクを通して前記送信装置１００からデータを受信する。前記受信装置２００は、前記送信装置１００が前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報に基づいて決定した少なくとも１つのリンクを通して前記送信装置１００とデータを送受信できる。本発明の他の実施形態によれば、前記リンクはビーム（ｂｅａｍ）と称する場合がある。

図１１Ａ及び１１Ｂは、本発明の実施形態に係る送信装置又は受信装置でビームフォーミングを行うか否かを決定するためのフローチャートである。

上記図１１Ａを参照すると、前記送信装置１００は、ステップ１１０１にて、前記送信装置１００と前記受信装置２００の間のリンク状態を監視する。本発明の実施形態によれば、多数のアンテナを使用する前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間には多数のリンクが形成されてもよい。前記送信装置１００は、前記多数のリンクの各々の状態を監視できる。例えば、前記送信装置１００は、前記多数のリンクの各々のＲＳＳＩ、ＳＮＲのような無線指標又はパケット誤り率を通じて前記多数のリンクの各々の状態を監視できる。

本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記多数のリンクの各々の前記パケット誤り率の変化量、前記ＲＳＳＩの変化量、前記ＳＮＲの変化量に基づいて前記多数のリンクの各々の状態を監視できる。

前記送信装置１００は、ステップ１１０３に進み、前記多数のリンクのうち少なくとも１つのリンク状態の劣化有無を決定する。例えば、前記送信装置１００は、前記少なくとも１つのリンクのパケット誤り率が所定のしきい値未満の場合、前記少なくとも１つのリンク状態の劣化を決定できる。前記送信装置１００は、前記パケット誤り率が前記所定のしきい値未満になる少なくとも１つのリンクが存在しない場合、ステップ１１０１に戻って前記多数のリンクの状態を監視できる。

本発明の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記少なくとも１つのリンクのパケット誤り率が所定のしきい値未満の場合、ステップ１１０５に進み、前記受信装置２００の受信状態を監視する。例えば、前記送信装置１００は、直接的な方式又は間接的な方式で前記受信装置２００の受信キューレベルを確認することができる。前記直接的な方式又は前記間接的な方式は下記図１３で詳細に説明する。

上記図１１Ｂを参照すると、本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記少なくとも１つのリンクのパケット誤り率が所定のしきい値未満の場合、ステップ１１０５に進み、前記送信装置１００の送信キュー状態モニタリング及び受信キューレベル推定をする。前記送信装置１００は、前記送信装置１００の送信キューレベルに基づいて前記受信キューレベルを推定できる。例えば、前記送信装置１００は、前記送信キューレベルが高い場合、前記受信装置２００の受信キューレベルが低いと判断できる。例えば、前記送信装置１００は、前記送信装置１００の送信キューレベル及び所定の各々のしきい値に対して超過したか否かに基づいて、前記受信装置２００の前記受信キューレベルを推定できる。

本発明の実施形態によれば、前記送信装置１００は、ステップ１１０７に進み、前記受信キューレベルがビームフォーミングコスト（ｃｏｓｔ）以上であるかを判断する。前記ビームフォーミングコストとは、前記ビームフォーミングを行う時消耗される時間を意味する。すなわち、前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングを行う時間の間０にならないだけのレベルであるかを判断できる。

本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、送信キューレベルの変化量、前記受信キューレベルの変化量のうち少なくとも１つに基づいてビームフォーミングを行うか否かを決定できる。

前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト以上の場合、前記送信装置１００は、ステップ１１０９に進みビームフォーミングを行う。すなわち、前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングを行う間前記受信キューレベルが０にならないと判断した場合、前記ビームフォーミングを行うことができる。

前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト未満の場合、前記送信装置１００は、ステップ１１１１に進み、データ伝送率をサービス品質を満足する低いデータ伝送率に変更可能であるかを確認する。もし、前記データ伝送率を前記サービス品質を満足する低いデータ伝送率に変更できない場合、前記送信装置１００は、ステップ１１０５に戻って前記受信キュー状態を監視できる。

前記データ伝送率を前記サービス品質を満足する低いデータ伝送率に変更できる場合、前記送信装置１００は、ステップ１１１３に進み、前記データ伝送率を前記サービス品質を満足する低いデータ伝送率に変更する。すなわち、前記送信装置１００は、前記データ伝送率を変更することによって、データ伝送率は低いが、前記受信装置２００でパケット受信が中断されないようにすることができる。

すなわち、前記送信装置１００は、ビームフォーミングコストが大きいためビームフォーミングが難しい場合、前記データ伝送率を下げて前記受信装置２００へのサービスが中断されないようにできる。本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｈｅｍｅ）を変更して前記データ伝送率を制御できる。例えば、ストリーミングサービスを提供するために必要なデータ伝送率が１Ｇｂｐｓ以上とした場合、前記送信装置１００の前記ＭＣＳを１２に設定するとデータ伝送率が２Ｇｂｐｓで、前記ＭＣＳが１０の時のデータ伝送率は１Ｇｂｐｓであり得る。この時、サービス品質を維持しながら使用できるＭＣＳセットはＭＣＳ１０~１２である。前記送信装置１００は、ビームフォーミングを行う場合、高いビームフォーミングコストによって受信キューが存在しない状態が発生し得るため、ビームフォーミングを行うことなく前記ＭＣＳを変更できる。例えば、前記送信装置１００は、現在ＭＣＳ設定が１１以上の場合はＭＣＳを１０に変更できる。

図１２Ａ及び１２Ｂは、本発明の他の実施形態に係る送信装置及び受信装置でビームフォーミングを行うか否かを決定するためのフローチャートである。

図１２Ａを参照すると、前記送信装置１００は、ステップ１２０１にて、前記送信装置１００と前記受信装置２００の間のリンク状態を監視する。本発明の実施形態によれば、多数のアンテナを使用する前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間には多数のリンクが形成されてもよい。前記送信装置１００は、前記多数のリンクの各々の状態を監視できる。例えば、前記送信装置１００は、前記多数のリンクの各々のＲＳＳＩ、ＳＮＲのような無線指標又はパケット誤り率を通じて前記多数のリンクの各々の状態を監視できる。

本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記多数のリンクの各々の前記パケット誤り率の変化量、前記ＲＳＳＩの変化量、前記ＳＮＲの変化量に基づいて前記多数のリンクの各々の状態を監視できる。

前記送信装置１００は、ステップ１２０３に進み、前記多数のリンクのうち少なくとも１つのリンク状態が劣化したかを判断する。例えば、前記送信装置１００は、前記少なくとも１つのリンクのパケット誤り率が所定のしきい値未満の場合、前記少なくとも１つのリンク状態が劣化したと判断できる。前記送信装置１００は、前記パケット誤り率が前記所定のしきい値未満になる少なくとも１つのリンクが存在しない場合、ステップ１２０１に戻って前記多数のリンクの状態を監視できる。

本発明の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記少なくとも１つのリンクのパケット誤り率が所定のしきい値未満の場合、ステップ１２０５に進み、前記受信装置２００の受信状態を監視する。例えば、前記送信装置１００は、直接的な方式又は間接的な方式で前記受信装置２００の受信キューレベルを確認することができる。前記直接的な方式又は前記間接的な方式は下記図１３で詳細に説明する。

上記図１２Ｂを参照すると、本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記少なくとも１つのリンクのパケット誤り率が所定のしきい値未満の場合、ステップ１２０５に進み、前記送信装置１００の送信キュー状態モニタリング及び受信キューレベル推定をする。前記送信装置１００は、前記送信装置１００の送信キューレベルに基づいて前記受信キューレベルを推定できる。例えば、前記送信装置１００は、前記送信キューレベルが高い場合、前記受信装置２００の受信キューレベルが低いと判断できる。例えば、前記送信装置１００は、前記送信装置１００の送信キューレベル及び所定の各々のしきい値に対して超過したか否かに基づいて、前記受信装置２００の前記受信キューレベルを推定できる。

前記送信装置１００は、ステップ１２０７に進み、前記受信キューレベルがビームフォーミングコスト以上であるかを判断する。前記ビームフォーミングコストとは、前記ビームフォーミングを行う時消耗される時間を意味する。すなわち、前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングを行う時間の間０にならないだけのレベルであるかを判断できる。

本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、送信キューレベルの変化量、前記受信キューレベルの変化量のうち少なくとも１つに基づいてビームフォーミングを行うか否かを決定できる。

前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト以上の場合、前記送信装置１００は、ステップ１２０９に進みビームフォーミングを行う。すなわち、前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングを行う間前記受信キューレベルが０にならないと判断した場合、前記ビームフォーミングを行うことができる。

前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト未満の場合、前記送信装置１００は、ステップ１２１１に進み、前記パケット配信率が所定のサービス品質しきい値以上であるかを確認する。前記送信装置１００は、前記パケット配信率が所定のサービス品質しきい値以上の場合、ステップ１２０５に戻って前記受信キューレベルを監視する。

前記送信装置１００は、前記パケット配信率が所定のサービス品質しきい値未満の場合、ステップ１２０９に進みビームフォーミングを行う。すなわち、前記送信装置１００は、本発明の実施形態によれば、前記受信キューレベルがサービス品質しきい値が以上の場合、ビームフォーミングを行うことなく、前記受信キューレベルがサービス品質しきい値未満の場合にのみ前記ビームフォーミングを行うことができる。

図１３Ａ及び１３Ｂは、本発明の実施形態に係る送信装置でビームフォーミングを行うためのフローチャートである。

上記図１３Ａを参照すると、前記送信装置１００は、ステップ１３０１に進み、ビームフォーミングを行う。本発明の実施形態に係る多数のアンテナを具備する前記送信装置１００は、セクタレベルスウィップ（ＳＬＳ：Ｓｅｃｔｏｒ Ｌｅｖｅｌ Ｓｗｅｅｐ）及びビーム微細調整プロトコル（ＢＲＰ：Ｂｅａｍ Ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を含む前記ビームフォーミングを行うことができる。

前記セクタレベルスウィップは、リンクを形成するためのプロトコルを意味する。前記セクタレベルスウィップは、前記送信装置１００が、前記多数のアンテナからなるアンテナ配列によるビームの方向を変更しながら、前記変更された各々の方向に同じ内容を含むフレームを送信する動作を行う方法を意味する。例えば、前記送信装置１００は、前記各々の方向に送信されたフレームのうち受信装置２００で受信されたフレームを確認することができる。前記送信装置１００は、前記受信されたフレームが伝達されたリンクの性能を示すＳＮＲ、ＲＳＳＩを確認することができる。前記送信装置１００は、前記ＳＮＲ、前記ＲＳＳＩを通じて最も性能の良いリンクを確認し、前記リンクを形成するビームの方向を確認することができる。

前記ビーム微細調整プロトコルは、前記セクタレベルスウィップを通じて確認した最も性能の良いビームの方向で、パケット配信率が最大になることができるように前記ビームの方向を細かく調整する方法を意味する。例えば、前記送信装置１００は、前記ビーム微細調整プロトコルを行う場合、前記ビーム微細調整プロトコルのために予め定義されたビーム微細調整プロトコルフレームを使用して前記ビームの方向を細かく調整することができる。前記ビーム微細調整プロトコルフレームは、ビームフォーミングのための情報と、前記ビームフォーミングの結果を報告するための情報を含む。前記ビーム微細調整プロトコルフレームは、既存のビームフォーミングによって決定されたビームを通して前記送信装置１００に送信されてもよい。前記送信装置１００は、前記ビーム微細調整プロトコルフレームを受信する場合、前記ビーム微細調整プロトコルフレームの最終部分に含まれたトレーニングシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が前記ビームトレーニングに用いられてもよい。前記セクタレベルスウィップが前記ビームフォーミングのためにフレーム自体を用いることと違って、前記ビーム微細調整プロトコルは、単純な構造の前記トレーニングシーケンスのみを使用する。したがって、前記送信装置１００は、前記ビーム微細調整プロトコルを受信する場合にのみ前記ビームフォーミングを行うことができる。前記ビームフォーミングはビームトレーニング（ｔｒａｎｎｉｎｇ）と称する場合がある。

前記送信装置１００は、前記セクタレベルスウィップを通じて前記ビーム微細調整プロトコルフレームを制御物理層（ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）に送信できるセクタを見つけることができる。すなわち、前記送信装置は、前記セクタレベルスウィップを通じて、制御物理層リンクを形成できる。前記送信装置１００は、前記ビーム微細調整プロトコルを通じて、前記ビーム微細調整プロトコルのビームフォーミング又はビームトレーニングフィールド（ｆｉｅｌｄ）を用いて最適のビーム方向を選択できる。前記セクタレベルスウィップ及び前記ビーム微細調整プロトコルの各々の遂行過程は互いに異なる。例えば、２０個のセクタを基準にして、前記セクタレベルスウィップは約１２００μｓ、前記ビーム微細調整プロトコルは約２００μｓの時間がかかる場合がある。

前記送信装置１００は、前記予め定義された前記ビーム微細調整プロトコルフレームを受信した場合にのみ前記ビーム微細調整プロトコルを行うことができる。したがって、前記送信装置１００が、前記ビーム微細調整プロトコルを送受信するための前記制御物理層リンクを形成できない場合、ビーム微細調整プロトコルは行われることができない。前記送信装置１００は、第１ビーム微細調整プロトコルを行うことができない場合、前記セクタレベルスウィップを再度行うことができる。前記送信装置１００は、前記セクタレベルスウィップを通じて物理制御層リンクを再度形成して第２ビーム微細調整プロトコルを行うことができる。この時、前記セクタレベルスウィップ及び前記第２ビーム微細調整プロトコルを各々再度行うことによって、前記送信装置１００でビームフォーミング時間が増加する。例えば、前記送信装置１００は、前記第１ビーム微細調整プロトコルが行えない場合、前記第１ビーム微細調整プロトコルのために約２００μｓ、前記セクタレベルスウィップを再度行うために約１２００μｓ、前記第２ビーム微細調整プロトコルを再度行うために約２００μｓ、総じて約１６００μｓのビームフォーミングコストが発生し得る。一方、前記送信装置が前記第１ビーム微細調整プロトコルに成功した場合は、前記第１ビーム微細調整プロトコルのための約２００μｓのビームフォーミングコストのみが発生し得る。換言すれば、前記送信装置１００が、前記第１ビーム微細調整プロトコルを失敗した場合、前記第１ビーム微細調整プロトコルに成功した場合に比べて約８倍大きいビームフォーミングコストが発生し得る。すなわち、増加した前記ビームフォーミングコスト間の受信キューレベルが減少して０になり得る。したがって、本発明の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが所定の基準未満の場合、前記セクタレベルスウィップを行うことなく、前記ビーム微細調整プロトコルを行うことができる。

前記送信装置１００は、ステップ１３０３に進み、前記ビームフォーミング遂行に成功したか否かを判断する。前記送信装置１００は、所定の時間区間内に前記受信装置２００から前記受信装置２００が使用するための受信ビームの識別子、前記受信ビームの方向に関する情報が受信される場合、前記ビームフォーミング遂行に成功したと判断できる。

前記送信装置１００は、前記ビームフォーミング遂行に成功した場合、ステップ１３０５に進み、セクタ遷移事後確率学習を行う。前記送信装置１００は、前記セクタ遷移事後確率学習を行った後、前記ステップ１３０１に戻る。

前記送信装置１００は、前記ビームフォーミング遂行に失敗する場合、ステップ１３０７に進み、前記受信装置２００の受信キュー状態をモニタリングする。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルを確認することができる。前記送信装置１００が前記受信キューレベルを確認する過程の例は、下記図１７乃至図２０で詳細に説明する。

前記送信装置１００は、ステップ１３０９に進み、前記受信キューレベルが十分に高いかを判断する。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルがセクタレベルスウィップ及びビーム微細調整プロトコルを行うためのコストの合計以上であるか否かを判断できる。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルがセクタレベルスウィップ及びビーム微細調整プロトコルを行うためのコストの合計以上の場合、前記受信キューレベルが十分に高いと判断できる。

前記送信装置１００は、前記受信キューレベルがセクタレベルスウィップ及びビーム微細調整プロトコルを行うためのコストの合計以上の場合、ステップ１３１３に進み、ビームフォーミングを遂行可能なリンクを形成する。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが、セクタレベルスウィップを行う間０にならないだけ十分であると判断した場合、前記セクタレベルスウィップを通じて前記ビームフォーミング遂行が可能なリンクを形成できる。

前記送信装置１００は、前記受信キューレベルがセクタレベルスウィップ及びビーム微細調整プロトコルを行うためのコストの合計未満の場合、ステップ１３１１に進み、学習情報に基づいてリンク形成が可能なセクタを選択する。前記学習情報は、既存のセクタレベルスウィップを通じて決定されたセクタに関する情報を意味する。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルがセクタレベルスウィップを再度行うことができるだけ十分でない場合、前記セクタレベルスウィップを行うことなく、既存のセクタレベルスウィップを通じて決定された少なくとも１つのセクタのうち１つのセクタを選択して前記リンクを形成できる。

上記図１３Ｂを参照すると、前記送信装置１００は、ステップ１３１３に進み、受信状態を決定する。例えば、前記送信装置１００は、受信装置２００から受信状態に関する情報を受信することができる。前記受信状態に関する情報は、受信キューレベル、セクタ識別子、現在使用中のビーム幅のうち少なくとも１つを含んでもよい。また、前記受信状態に関する情報は、ＣＱＩ（ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）のうち少なくとも１つをさらに含んでもよい。

前記送信装置１００は、ステップ１３１５に進み、前記受信状態に基づいてオムニパターン（Ｏｍｎｉ−Ｐａｔｔｅｒｎ）、ＳＬＳ、ＢＲＰのうち１つのビームフォーミング方法を決定する。前記オムニパターンビームフォーミング方法は、無指向性のアンテナビームパターンを使用することによって指向性アンテナビームパターンのみを使用する時に比べて時間效率的にビームトレーニング過程を行うことができる方法を意味する。例えば、２０個のセクタが存在する場合、前記送信装置１００が、前記オムニパターンを使用せず、通常のビームフォーミングを行うと、前記送信装置１００は、前記２０個のセクタに対する２０回の送信ビームフォーミング及び受信装置２００が行う前記２０個のセクタに対する２０回の受信ビームフォーミングに対する全ての組み合わせを考慮しなければならない。すなわち、前記送信装置１００は、２０回の前記送信ビームフォーミングに対する前記２０回の受信ビームフォーミングに対する場合の数、総４００回のビームフォーミングを行わなければならない。それに対して、前記オムニパターンの場合、前記送信装置１００は、送信ビームに対して前記２０個のセクタに対する２０回のビームフォーミング、受信ビームに対して前記２０個のセクタに対する２０回のビームフォーミング、総４０回のビームフォーミングを行うことができる。すなわち、前記送信装置１００は、前記オムニパターンのビームフォーミングを行う場合、前記通常のビームフォーミングを行う場合に比べて、短い時間を通してビームフォーミングを行うことができる。しかし、前記オムニパターンの場合、前記オムニパターンを適用する側のアンテナ利得が減少するため、ビームフォーミング可能距離が減少し得る。また、前記オムニパターンの場合、ビーム特性が理想的でない場合、最適のビームが選択されない。したがって、前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングを行うことができる可用時間に基づいて、前記可用時間が充分な場合は、前記通常のビームフォーミングを行い、前記可用時間が充分でない場合は、前記オムニパターン方式のビームフォーミングを行ってもよい。

前記送信装置１００は、前記送信装置１００がビームフォーミングを行う時に使用できる時間に基づいて前記ビームフォーミング方法を決定できる。例えば、前記送信装置１００は、前記受信キューレベルに基づいて前記ビームフォーミングを行う場合使用できる時間を決定できる。例えば、前記送信装置１００は、常時受信キューレベルに基づいて受信バッファに待機されるデータが存在しないまでの時間を決定できる。すなわち、前記送信装置１００は、前記受信キューレベルに基づいて、前記受信バッファに待機されるデータが存在しないまでの時間を前記ビームフォーミングを行う場合に使用できる時間と決定できる。

前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングを行う時に使用できる時間に基づいて前記ＢＲＰ、前記ＳＬＳのうち少なくとも１つのビームフォーミング方法を決定できる。例えば、前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングを行う時に使用できる時間が予め定義されたしきい値を超過する場合、前記ＳＬＳを行うことを決定できる。一方、前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングを行う時に使用できる時間が前記予め定義されたしきい値以下の場合、前記ＢＲＰを行うことを決定できる。前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングを行う時に使用できる時間に基づいて、前記ビームフォーミングのためのビームの幅、ビームの個数、ビームのセットのうち少なくとも１つを決定できる。

また、前記送信装置１００は、現在送受信するデータの容量に基づいて、前記ビームフォーミング方法を決定できる。例えば、前記送信装置１００は、高容量のデータを送受信できる。この時、前記送信装置１００は、正確なビームを通して前記高容量のデータを送受信するために、ビームフォーミング方法をＳＬＳ、ＢＲＰのうち少なくとも１つに決定できる。一方、前記送信装置１００は、低容量のデータを送受信できる。この時、前記送信装置１００は、迅速な応答のために、ビームフォーミング方法を前記オムニパターンに決定できる。

図１４は、本発明の実施形態に係る送信装置又は受信装置でビームフォーミングを行う時に発生するセクタ間状態遷移を示す。

上記図１４を参照すると、Ｐ_００は前記セクタ＃０から前記セクタ＃０へビーム又はセクタが遷移される確率を意味する。例えば、Ｐ_０１は現在のセクタが前記セクタ＃０の場合、ビームフォーミング又はビームトレーニング過程の結果が前記セクタ＃０である確率を意味する。送信装置１００はセクタ＃０を基準にして次に選択されるセクタが前記セクタ＃０又はセクタ＃１になる確率を決定できる。例えば、前記送信装置１００は、マルコフ（ｍａｒｋｏｖｉａｎ）システム（ｓｙｓｔｅｍ）に基づいて前記確率を計算できる。

前記送信装置１００は、前記マルコフシステムに基づいて前記ビームフォーミングを行う場合、第１ビームフォーミングによって決定された第１セクタで、第２ビームフォーミングによって決定できる第２セクタを推定できる。すなわち、前記送信装置１００は、前記第１セクタ及び前記第２セクタの間の遷移確率（ＴＰＭ：Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ Ｍａｔｒｉｘ）を決定できる。前記送信装置１００は、前記第１ビームフォーミング以前に決定されたセクタにかかわらず、前記第１ビームフォーミングによって決定された前記第１セクタを基準に前記第２セクタを選択できる。例えば、前記送信装置１００は、前記以前に決定されたセクタがどのセクタであるかにかかわらず現在のセクタが前記第１セクタであれば、前記第１セクタを基準にして前記第１セクタの状態が劣化したと判断した場合、前記第１セクタを基準にして前記第２ビームフォーミングを行って他のセクタを探索できる。上記図１０のＸ_ｎ，Ｘ_ｎ−１，…，Ｘ_３，Ｘ_２，Ｘ_１はランダム確率（ｒａｎｄｏｍ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）変数で前記送信装置１００がビームフォーミングを行って決定したセクタ又は前記セクタの状態を意味する。前記送信装置１００は、順にビームフォーミング結果をベイズ（ｂａｙｅｓｉａｎ）学習（ｌｅａｒｎｉｎｇ）アルゴリズム、他の統計的学習アルゴリズム、又はセクタ遷移確率を獲得できる学習アルゴリズムによって前記ビームフォーミング結果によって各々決定したセクタらの間の遷移確率を決定できる。本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、統計的な推定方式によって前記セクタらの間の前記遷移確率を決定できる。

図１５は、本発明の実施形態に係る送信装置で事後確率を計算するフローチャートである。

上記図１５を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ１５０１に進み、既存のセクタ情報を記憶する。前記送信装置１００は、既存のセクタレベルスウィップを通じて検索された少なくとも１つのセクタに関する情報を記憶することができる。

前記送信装置１００は、ステップ１５０３に進み、ビームフォーミングを行う。前記送信装置１００は、セクタレベルスウィップを通じて新しいセクタを検索できる。

前記送信装置１００は、ステップ１５０５に進み、前記新しいセクタに関する情報を獲得する。前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングを行って検索した前記新しいセクタに関する情報を獲得できる。

前記送信装置１００は、ステップ１５０７に進み、事前確率（ｐｒｉｏｒ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）をアップデートする。例えば、前記送信装置１００は、下記式１(数１)によって前記事前確率をアップデートできる。

Ｘは有限な１値に定義され、ＰＳ（Ｘ）はＸでの確率空間に定義される。Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３，…は遷移確率マトリックスとともに前記Ｘでのマルコフ連鎖（ｃｈａｉｎ）に定義される。Ｐ(θ)はＴＰＭで前記事前確率に定義される。前記送信装置１００は、ベイズ推論（ｉｎｆｅｒｅｎｃｅ）方法によって前記ＴＰＭを決定できる。

前記送信装置１００は、ステップ１５０９に進み、新しい尤度比（ｌｉｋｅｌｙｈｏｏｄ）を獲得する。例えば、前記送信装置１００は、下記式２(数２)によって前記新しい尤度比を計算できる。

ここで、Ｘ_ｎ＝ｉは、ｎ度目のセクタレベルスウィップビームトレーニング過程で獲得した最適セクタ情報（ｉ）を意味する。

前記送信装置１００は、ステップ１５１１に進み、周辺確率を計算する。例えば、前記送信装置１００は、下記式３(数３)によって前記確率を計算できる。

前記送信装置１００は、ステップ１５１３に進み、事後確率を計算する。前記送信装置１００は、前記事後確率、すなわち、セクタ間遷移確率を計算できる。例えば、前記送信装置１００は、下記式４(数４)によって前記事後確率を計算できる。

図１６は、本発明の実施形態に係る送信装置でセクタレベルスウィップを行うことなくビーム微細調整プロトコルを行うフローチャートである。

上記図１６を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ１６０１に進み、最大事後確率を推定する。例えば、前記送信装置１００は下記式５(数５)によって前記最大事後確率を計算できる。

前記送信装置１００は、ＭＡＰ測定によって前記ＴＰＭを決定できる。

前記送信装置１００は、ステップ１６０３に進み、セクタ間遷移確率を獲得する。前記送信装置１００は、前記ＴＰＭに基づいて前記セクタ間遷移確率を計算できる。本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記計算に失敗した場合、前記事前確率をリセット（ｒｅｓｅｔ）できる。

前記送信装置１００は、ステップ１６０５に進み、リンクが形成可能なセクタを設定する。前記送信装置１００は、前記最大事後確率計算及び前記セクタ間遷移確率計算結果に基づいて受信装置２００とリンクが形成可能なセクタを決定できる。

前記送信装置１００は、ステップ１６０７に進み、ビームフォーミングを行う。前記送信装置１００は、セクタレベルスウィップを行うことなく、前記セクタ間遷移確率計算結果に基づいて決定された前記セクタに基づいてビーム微細調整プロトコルを行うことができる。

図１７は、本発明の実施形態に係る送信装置で受信装置の受信状態をモニタリングする動作フローチャートである。

上記図１７を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ１７０１にて、前記受信装置２００と装置性能を交換する。例えば、前記装置性能は、前記送信装置１００及び前記受信装置２００の各々の最大バッファ容量を含んでもよい。例えば、前記送信装置１００は、前記送信装置１００の最大バッファ容量を前記受信装置２００に送信できる。同様に前記受信装置２００は、前記受信装置２００の最大バッファ容量を前記送信装置１００に送信できる。本発明の他の実施形態によれば、前記最大バッファ容量は、最大キュー値と称する場合がある。

前記送信装置１００は、ステップ１７０５にて、サービス要求を交換できる。例えば、前記送信装置１００は、前記受信装置２００とＴＳＰＥＣ（ｔｒａｆｆｉｃ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を交換できる。前記ＴＳＰＥＣは、前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間に使用されるフレームの最小／最大サイズ、チャネルを占有する最小／最大時間、最小／平均／最大データ伝送率、許容遅延時間のうち少なくとも１つのトラフィック特性を含んでもよい。前記少なくとも１つのトラフィック特性は、前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間のトラフィックに対するアクセス制御に用いられてもよい。

前記送信装置１００は、前記送信装置１００で生成されるトラフィックに対する情報を含むＴＳＰＥＣを前記受信装置２００に送信できる。前記受信装置２００は、前記ＴＳＰＥＣＥに基づいて前記トラフィックを送信できる時間に関する情報を前記送信装置１００に送信できる。前記送信装置１００は、前記トラフィックを送信できる時間に関する情報に基づいて前記トラフィックを前記受信装置２００に送信できる。例えば、前記ＴＳＰＥＣは、ビデオストリーミングサービスを無線で提供するために、平均１Ｇｂｐｓのデータ伝送率、１０００バイト乃至２０００バイトのフレームサイズ、１０ｍｓ未満の遅延時間などの条件を充足させなければならないことを知らせる情報が含まれてもよい。

本発明の実施形態によれば、前記ＴＳＰＥＣは消費されるデータ伝送率及び必要なデータ伝送率情報を含んでもよい。

前記送信装置１００は、ステップ１７０７に進み、受信キューレベルをフィードバックされることができるかを決定する。すなわち、前記送信装置１００は、前記受信装置２００から受信キューレベルに関する情報を受信できるか否かを決定できる。例えば、前記送信装置１００は、前記受信装置から拡張されたブロック確認（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）フレームを受信する場合、前記受信キューレベルに関する情報を受信することができると決定できる。

前記送信装置１００は、前記受信キューレベルをフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）されることができる場合、ステップ１７０９に進み、前記受信キューレベルを直接モニタリングする。前記送信装置１００が前記受信キューレベルを直接モニタリングする過程の例は、下記図１９で詳細に説明する。

前記送信装置１００は、前記受信キューレベルをフィードバックされることができない場合、ステップ１７１１に進み、前記受信キューレベルを間接的に推定できる。前記送信装置１００が前記受信キューレベルを間接的に推定する過程の例は、下記図２０で詳細に説明する。

図１８は、本発明の実施形態に係る送信装置で受信装置のキューレベルを推定するために拡張されたＢＡフレーム（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｂｌｏｃｋ ａｃｋ ｆｒａｍｅ）１８００を示す。

上記図１８を参照すると、前記拡張されたＢＡフレーム１８００は、フレーム制御フィールド（ｆｉｅｌｄ）１８０１、デュレーション（ｄｕｒａｔｉｏｎ）／ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）フィールド１８０３、ＲＡ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールド１８０５、ＴＡ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ａｄｒｅｓｓ）フィールド１８０７、ＢＡ（Ｂｌｏｃｋ Ａｃｋ）コントロールフィールド１８０９、ＢＡ情報フィールド１８１１、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）フィールド１８１３を含んでもよい。

前記フレーム制御フィールドは、前記拡張されたＢＡフレームに対する制御情報を含んでもよい。前記デュレーション／ＩＤフィールドは、前記拡張されたＢＡフレームを識別するための情報を含んでもよい。前記フレーム制御フィールド、前記デューレイ線／ＩＤフィールド、前記ＲＡフィールド、前記ＴＡフィールドは、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｏｌ）ヘッダ（ｈｅａｄｅｒ）と称する場合がある。前記ＦＣＳフレームは、フレームが統合されたか否か及びフレームが正常に受信されたか否かを確認する情報を含んでもよい。

前記拡張されたＢＡフレームは、ＢＡ開始シーケンス制御（ｓｔａｒｔｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド１８１５、ＲＢＵＦＣＡＰ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ ＢＵＦｆｅｒ ＣＡＰａｃｉｔｙ）フィールド１８１７を含んでもよい。前記ＲＢＵＦＣＡＰフィールドは、前記受信装置２００が現在の受信状態で利用可能なバッファの容量に関する情報を含んでもよい。前記ＲＢＵＦＣＡＰフィールドは、前記受信装置２００から前記拡張されたブロック確認フレームを受信した前記送信装置１００が、次のフレームで前記受信装置２００に送信するバッファの容量を決定するために用いられてもよい。すなわち、前記ＲＢＵＦＣＡＰフィールドは、前記送信装置１００が前記受信装置２００に送信するためのデータの最大容量を決定するために用いられてもよい。

本発明の他の実施形態によれば、前記ＢＡフレームは、前記送信装置１００及び前記受信装置２００の間のチャネルに関する情報を含んでもよい。前記チャネルに関する情報は、前記受信装置２００が測定したＲＳＳＩ、ＳＮＲ、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ Ｖｅｎｔｏｒ Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）、ＣＱＩのうち少なくとも１つを含んでもよい。

本発明のさらに他の実施形態によれば、前記受信装置２００は、前記チャネルに関する情報を前記ＢＡフレームを介して送信しない場合がある。例えば、前記受信装置２００は、前記送信装置１００に送信するデータに前記チャネルに関する情報を含めて前記送信装置１００に送信できる。

図１９は、本発明の実施形態に係る、送信装置で受信装置のキューレベルを直接的にモニタリングする動作フローチャートである。

上記図１９を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ１９０１に進み、キュー性能を交換する。前記送信装置１００は、前記送信装置１００の最大キュー容量、すなわち、最大バッファ容量に関する情報を前記受信装置２００に送信できる。同様に、前記受信装置２００は、前記受信装置２００の最大バッファ容量に関する情報を前記送信装置１００に送信できる。

前記送信装置１００は、ステップ１９０３に進み、データを送信する。前記送信装置１００は、前記受信装置２００にデータを送信できる。例えば、前記送信装置１００は、前記受信装置２００に映像データ又は音声データを送信できる。

前記送信装置１００は、ステップ１９０５に進み、拡張されたＢＡフレームを受信する。前記送信装置１００は、前記受信装置２００から確認フレームを受信することができる。例えば、前記送信装置１００は、図１８のように、前記拡張されたＢＡフレームの、前記ＲＢＵＦＣＡＰフィールドを通して前記受信装置２００が現在の受信状態で利用可能なバッファの容量に関する情報を確認することができる。

前記送信装置１００は、ステップ１９０７に進み、前記受信装置２００のキューレベルを計算する。本発明の実施形態によれば、前記送信装置１００は、ステップ１９０１にて受信した前記受信装置２００の最大バッファ容量と前記ＲＢＵＦＣＡＰフィールドに含まれた前記受信装置２００の現在利用可能なバッファ容量の差を計算することによって、前記受信装置２００のバッファレベル、すなわち、キューレベルを計算できる。前記送信装置１００は、前記受信装置２００から前記受信装置２００のキューレベルを受信するための追加的な制御パケットやフィールドを使用せず既存のデータ伝送シーケンスの確認フレームの前記ＲＢＵＦＣＡＰフィールドのみを使用することによってオーバーヘッド（ｏｖｅｒｈｅａｄ）による性能低下の発生を防止できる。

前記送信装置１００は、ステップ１９０９に進み、受信キューレベルを獲得する。前記送信装置１００は、受信した前記受信装置２００の最大バッファ容量と前記ＲＢＵＦＣＡＰフィールドに含まれた前記受信装置２００の現在利用可能なバッファ容量の差によって、前記受信装置２００のキューレベルを獲得できる。

図２０は、本発明の実施形態に係る送信装置で受信装置のキューレベルを間接的に推定する動作フローチャートである。

上記図２０を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ２００１に進み、前記受信装置２００から前記受信装置２００の初期受信キューレベルを確認する。本発明の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記受信装置２００に最初送信する全体フレームで総合されたパケットの数によって、前記初期受信キューレベルを確認することができる。本発明の他の実施形態によれば、前記送信装置１００は、前記受信装置２００から前記受信装置２００の平均受信キューレベルに関する情報を受信し、前記平均受信キューレベルに基づいて前記初期受信キューレベルを確認することができる。本発明のさらに他の実施形態によれば、前記受信装置２００の初期キューレベルは事前に約束されてもよい。前記送信装置１００は、事前に約束された前記受信装置２００の初期キューレベルによって前記初期受信キューレベルを確認することができる。

前記送信装置１００は、ステップ２００３に進み、前記受信装置２００にデータ送信を試みる。前記送信装置１００は、ｔ_０乃至ｔ_１時間の間前記受信装置２００に前記データを送信できる。

前記送信装置１００は、ステップ２００５に進み、パケット誤り率（ｅｒｒｏｒｒａｔｅ）を測定する。前記送信装置１００は、前記ｔ_０乃至ｔ_１時間の間前記受信装置２００に送信したパケットに対する誤り率を測定できる。

前記送信装置１００は、ステップ２００７に進み、送信に成功したパケット数を計算する。前記送信装置１００は、前記ｔ_０乃至ｔ_１時間の間前記受信装置２００に送信を試みた総パケットの個数にパケット配信率をかけて、前記送信に成功したパケット数を計算できる。前記送信装置１００は、前記ステップ２００５にて、測定した前記パケット誤り率に基づいて前記パケット配信率を計算できる。

前記送信装置１００は、ステップ２００９に進み、消耗されたパケット数を計算する。前記送信装置１００は、前記受信装置２００に提供するリアルタイムストリーミングサービスの種類に基づいて前記サービスが消費する消費率（ｃｏｎｓｕｍｉｎｇ ｒａｔｅ）を獲得できる。例えば、前記リアルタイムストリーミングサービスがリアルタイムビデオストリーミングサービスの場合、使用される主なビデオ解像度（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）ごとのパケット消費率は下記表１のとおりである。

前記送信装置１００は、前記消費率に基づいて前記ｔ_０乃至ｔ_１時間の間前記受信装置２００で消耗されたパケットの個数を計算できる。

前記送信装置１００は、ステップ２０１１に進み、前記受信装置の２００受信キューレベルを推定する。前記送信装置１００は、下記式６(数６)によって前記受信装置２００の受信キューレベルを計算できる。

前記ＱＬ（ｔ_１）は、前記ｔ_１時間における前記受信装置２００のキューレベルを意味する。前記ＩＶ_ｔ０は、前記ｔ_０時間における前記受信装置２００の初期キューレベルを意味する。前記Ｐ_{Ｔｒｉａｌ}（ｔ_１−ｔ_０）は、前記ｔ_０乃至ｔ_１時間の間前記送信装置１００が前記受信装置２００に送信を試みたパケットの個数を意味する。前記ＰＥＲ（ｔ_１−ｔ_０）は、前記ｔ０乃至ｔ１時間の間前記送信装置１００が前記受信装置２００に送信したパケットの伝送率を意味する。前記Ｐ_{ｃｏｎｓｕｍｅｄ}（ｔ_１−ｔ_０）は前記ｔ_０乃至ｔ_１時間の間前記受信装置２００が消費したパケットの消費率を意味する。

図２１は、本発明の実施形態に係る送信装置で不要なビームフォーミング遂行を防止するための動作フローチャートである。

上記図２１を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ２１０１に進み、前記受信装置２００と接続されたリンク状態を監視する。前記リンク状態は、長時間の間平均的に測定できるリンクの状態を意味する。例えば、前記送信装置１００は、前記受信装置２００に送信されるパケットらに対するパケット配信率を計算できる。前記送信装置１００は、前記パケット配信率の変化を監視できる。

前記送信装置１００は、ステップ２１０３に進み、リンク状態の劣化が感知されたかを判断する。例えば、前記送信装置１００は、パケット配信率がビームフォーミングしきい値以下の場合、前記リンク状態が劣化したと判断できる。前記送信装置１００は、前記パケット配信率が前記ビームフォーミングしきい値を超過する場合、前記ステップ２１０１に戻って前記リンク状態を監視できる。

前記送信装置１００は、前記パケット配信率が前記ビームフォーミングしきい値以下の場合、ステップ２１０５に進み、前記受信装置２００の受信キュー状態を監視する。例えば、前記送信装置１００は、上記図１７乃至上記図２０で説明した通り、前記受信装置２００の受信キューレベルを確認することができる。

前記送信装置１００は、ステップ２１０７に進み、前記受信キューレベルがビームフォーミングを行うことができる程度のレベルであるかを確認する。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルがビームフォーミングコスト以上の場合、ビームフォーミングを行うことができると判断できる。

前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト未満の場合、ステップ２１０９に進み、前記リンクの特性を監視する。前記リンクの特性は、短時間の間の前記リンクの状態を意味する。例えば、前記リンクの特性を感知することは、長時間の間パケット配信率の平均は前記ビームフォーミングしきい値を超過するが、短時間の間バースト誤り（ｂｕｒｓｔ ｅｒｒｏｒ）が発生して、前記パケット配信率の変動（ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）が発生するか否かを監視することを意味する。前記送信装置１００は、所定のリンク特性感知区間の間前記リンクの特性を監視できる。

前記送信装置１００は、ステップ２１１１に進み、前記ビームフォーミングしきい値及び前記リンク特性を監視する区間の大きさを減少させる。例えば、前記送信装置１００は、前記ステップ２１０７にて、前記受信キューレベルがビームフォーミングコスト未満の場合、ビームフォーミングが遅延して行われたと判断できる。例えば、図２２を参照すると、前記送信装置１００は、パケット配信率２２０１がビームフォーミングしきい値２２０３以下の場合、第１ビームフォーミングを行うことができる。前記送信装置１００は、前記第１ビームフォーミングを行った後、前記パケット配信率２２０１がサービス品質しきい値２２０５を超過しない場合、第２ビームフォーミングを行うために、リンク特性を監視するための所定の区間の間、前記リンク特性を監視できる。しかし、前記リンク特性を監視するための所定の区間が所定基準値より大きく設定された場合、前記第２ビームフォーミングを行うタイミングが遅れる場合がある。また、前記ビームフォーミングしきい値２２０３が所定基準値より高く設定された場合、前記第２ビームフォーミングを行うタイミングが遅れる場合がある。したがって、前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングをより速やかに行うために前記ビームフォーミングしきい値を減少させ、前記リンク特性を監視する区間を減少させることができる。

前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト以上の場合、ステップ２１１３に進み、現在のセクタ情報を記憶する。前記送信装置１００は、ビームフォーミングを行った後のセクタ情報と前記現在のセクタ情報を比較するために前記現在のセクタ情報を記憶することができる。

前記送信装置１００は、ステップ２１１５に進み、前記ビームフォーミングを行う。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルが前記ビームフォーミングコスト以上の場合、前記ビームフォーミングを行う間前記受信キューレベルが０にならないと判断して前記ビームフォーミングを行うことができる。

前記送信装置１００は、ステップ２１１７に進み、前記ステップ２１１３にて記憶したセクタ情報と、前記ビームフォーミングを行った結果によるセクタを比較する。前記送信装置１００は、前記記憶されていたセクタ情報と前記ビームフォーミングを行った結果によるセクタが同じでない場合、前記ステップ２１０１に戻って前記リンク状態を監視できる。

前記送信装置１００は、前記記憶されていたセクタ情報と前記ビームフォーミングを行った結果によるセクタが同じ場合、ステップ２１１９に進み、前記リンクの特性を監視する。前記送信装置１００は、前記所定のリンク特性監視区間の間前記リンクの特性を監視できる。

前記送信装置１００は、ステップ２１２１に進み前記ビームフォーミングしきい値及び前記リンク特性を監視する区間を増加させる。前記送信装置１００は、前記ステップ２１１７にて、前記ビームフォーミング結果、選択されたセクタが既に記憶されていたセクタと同じ場合、不要なビームフォーミングが行われたと判断できる。すなわち、前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングが必要以上に早く行われたと判断できる。したがって、前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングが行われるタイミング（ｔｉｍｉｎｇ）を遅らせるために、前記ビームフォーミングしきい値及び前記リンク特性監視区間の大きさを増加させることができる。

図２３は、本発明の実施形態に係る送信装置で第１ビームフォーミングを行った後、速やかに第２ビームフォーミングを行うための動作フローチャートである。

上記図２３を参照すると、前記送信装置１００は、ステップ２３０１に進み、前記受信装置２００と接続されたリンク状態の劣化を感知する。例えば、前記送信装置１００は、前記受信装置２００に送信するパケットに対する配信率がビームフォーミングしきい値未満になる場合、前記リンク状態が劣化したと判断できる。

前記送信装置１００は、ステップ２３０３に進み、現在のビームフォーミングウィンドウ大きさを記憶する。前記送信装置１００は、ビームフォーミングを行う前、パケット配信率がサービスしきい値以上であるか否かを決定するための前記ビームフォーミングウィンドウ大きさを記憶することができる。

前記送信装置１００は、ステップ２３０５に進み、第１ビームフォーミングを行う。前記送信装置１００は、前記パケット配信率が前記サービスしきい値未満の場合、前記第１ビームフォーミングを行うことができる。

前記送信装置１００は、ステップ２３０７に進み、前記ビームフォーミングウィンドウ大きさを最小値に設定する。前記送信装置１００は、前記第１ビームフォーミングを行った後、速やかに第２ビームフォーミングを行うために前記ビームフォーミングウィンドウ大きさを最小値に設定できる。

前記送信装置１００は、ステップ２３０９に進み、前記リンク状態に対する劣化が感知されるか否かを確認する。前記送信装置１００は、前記パケット配信率が前記ビームフォーミングしきい値未満の場合、前記受信装置２００の受信キューレベルがビームフォーミングコスト未満であるかを判断できる。前記送信装置１００は、前記受信キューレベルがビームフォーミングコスト未満の場合、ステップ２３０５に戻って第２ビームフォーミングを行うことができる。前記送信装置１００は、最小値に設定された前記ビームフォーミングウィンドウ大きさに応じて、速やかに前記第２ビームフォーミングを行うことができる。前記送信装置１００は、前記ビームフォーミングウィンドウ大きさを最小値に設定することによって、前記ビームフォーミングウィンドウ大きさが大きく設定された場合、遅いビームフォーミングによって受信キューレベルが０になることを防止できる。

前記送信装置１００は、ステップ２３１１に進み、前記受信キューレベルがビームフォーミングコスト以上の場合、既に記憶されていたビームフォーミングウィンドウ大きさと前記最小値に設定されたビームフォーミングウィンドウの大きさを比較する。前記送信装置１００は、前記既に記憶されていたビームフォーミングウィンドウ大きさが前記最小値に設定されたビームフォーミングウィンドウの大きさを超過する場合、前記ステップ２３０１に戻ることができる。

前記送信装置１００は、前記既に記憶されていたビームフォーミングウィンドウ大きさが前記最小値に設定されたビームフォーミングウィンドウの大きさ未満の場合、ステップ２３１３に進み、前記最小値に設定されたビームフォーミングウィンドウの大きさを増加させる。前記送信装置１００は、前記速やかに第２ビームフォーミングを行った後、前記最小値に設定されたビームフォーミングウィンドウの大きさを増加させることができる。

本発明によれば、リアルタイムサービス品質の制御のためのサービス、すなわち、高画質ビデオストリーミング、リアルタイムゲーム（ｇａｍｅ）などのようにユーザ要求事項が高いサービスを無線リンクを通して提供する装置で、画面の中断又は遅延を防止できる。

本発明の請求項又は明細書に記載された実施形態による方法は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせの形態で具現されても（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ）よい。

ソフトウェアで具現する場合、１つ以上のプログラム（ソフトウェアモジュール）を記憶するコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供され得る。コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶される１つ以上のプログラムは、電子装置（ｄｅｖｉｃｅ）内の１つ以上のプロセッサによって実行可能に構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｆｏｒ ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ）。１つ以上のプログラムは、電子装置に本発明の請求項又は明細書に記載された実施形態らによる方法を実行するようにする命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を含む。

このようなプログラム（ソフトウェアモジュール、ソフトウェア）はランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュ（ｆｌａｓｈ）メモリを含む不揮発性（ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ）メモリ、ロム（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク記憶装置（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｓｃ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ）、コンパクトディスクロム（ＣＤ−ＲＯＭ：Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤｓ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃｓ）又は他の形態の光学記憶装置、マグネティックカセット（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃａｓｓｅｔｔｅ）に記憶されてもよい。又は、これらの一部又は全部の組み合わせで構成されたメモリに記憶されてもよい。また、各々の構成メモリは多数個が含まれてもよい。

また、前記プログラムはインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）、イントラネット（Ｉｎｔｒａｎｅｔ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＬＡＮ（Ｗｉｄｅ ＬＡＮ）、又はＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような通信ネットワーク、又はこれらの組み合わせで構成された通信ネットワークを介してアクセス（ａｃｃｅｓｓ）できる取り付け可能な（ａｔｔａｃｈａｂｌｅ）記憶装置（ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ）に記憶されてもよい。このような記憶装置は外部ポートを介して本発明の実施形態を行う装置に接続してもよい。また、通信ネットワーク上の別途の記憶装置が本発明の実施形態を行う装置に接続してもよい。

上述した本発明の具体的な実施形態らで、発明に含まれる構成要素は提示された具体的な実施形態によって単数又は複数で表現された。しかし、単数又は複数の表現は説明の便宜のために提示した状況に適合するように選択されたものであって、本発明が単数又は複数の構成要素に制限されるものではなく、複数で表現された構成要素であっても単数で構成されてもよく、単数で表現された構成要素であっても複数で構成されてもよい。

一方、本開示が実施形態らで説明されたが、多様な変更及び修正が通常の技術者に提案されてもよい。本開示は、添付された請求項の範囲内のかかる変更及び修正を含むことを意図する。

１００ 送信装置
２００ 受信装置

Claims (15)

1. 無線通信システムにおける送信装置の動作方法であって、
   受信装置の受信状態を決定する過程と、
   前記受信状態に基づいてビームフォーミングを行う過程と、を含む方法。
2. 前記受信状態を決定する過程は、
   前記受信装置の総バッファ可用量及び現在バッファ可用量に関する情報を前記受信装置から受信する過程と、
   前記受信装置の総バッファ可用量及び現在バッファ可用量に関する情報に基づいて前記受信状態を決定する過程と、を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記受信状態は、
   前記送信装置のキューレベル；
   前記受信装置のキューレベル；
   前記送信装置が前記受信装置に送信を試みたパケットの数；
   パケット配信率；及び
   前記受信装置で消耗されたパケット数のうち少なくとも１つに基づいて決定される請求項１に記載の方法。
4. 前記受信状態を決定する過程は、
   前記受信装置から第１時間に前記受信装置のキューレベルに関する情報を受信する過程と、
   前記送信装置が前記第１時間から第２時間まで前記受信装置に送信を試みたパケットの数を決定する過程と、
   前記第１時間から前記第２時間までの前記パケット配信率を決定する過程と、
   前記受信装置が前記第１時間から前記第２時間の間に消耗したパケット数に関する情報を受信する過程と、をさらに含む請求項３に記載の方法。
5. 前記ビームフォーミングを行う過程は、
   前記受信状態がビームフォーミング基準値より大きい又は同じ場合、前記ビームフォーミングを行う過程と、
   前記受信状態が前記ビームフォーミング基準値より小さい場合、データ伝送率を変更する過程と、を含む請求項１に記載の方法。
6. 前記ビームフォーミングを行う過程は、
   ＳＬＳである第１ビームフォーミングを行う過程と、
   ＢＲＰである第２ビームフォーミングを行う過程と、を含む請求項１に記載の方法。
7. 前記第２ビームフォーミングを行う過程は、
   第１ビームフォーミングの結果によるセクタを記憶する過程と、
   前記セクタに基づいて第２ビームフォーミングを行う過程と、
   前記第１ビームフォーミングの結果によるセクタと前記第２ビームフォーミングの結果によるセクタの間の遷移確率（ＴＰＭ）を決定する過程と、
   前記ＴＰＭに基づいて、ビームフォーミングを行うことなく前記受信装置と接続可能なセクタを決定する過程と、をさらに含む請求項６に記載の方法。
8. 前記ビームフォーミングを行う過程は、
   パケット配信率が所定のしきい値未満の場合、前記受信状態がビームフォーミング基準値より小さいか否かを決定する過程と、
   前記受信状態が前記ビームフォーミング基準値より小さい場合、前記所定のしきい値の大きさ及び前記パケット配信率を計算する区間の大きさを減少させる過程と、を含む請求項１に記載の方法。
9. 前記ビームフォーミングを行う過程は、
   前記受信状態が前記ビームフォーミング基準値以上に対応する場合、現在のセクタに関する情報を記憶した後、ビームフォーミングを行う過程をさらに含む請求項８に記載の方法。
10. 前記ビームフォーミングを行う過程は、
    前記ビームフォーミングを行った結果、選択されたセクタが前記記憶されていた現在のセクタと同じ場合、前記所定のしきい値の大きさ及び前記パケット配信率を計算する区間の大きさを増加させる過程を含む請求項９に記載の方法。
11. 前記ビームフォーミングを行う過程は、
    現在設定されたビームフォーミングウィンドウの大きさを記憶する過程と、
    前記ビームフォーミングを行う過程と、
    前記ビームフォーミングウィンドウの大きさを最小値に変更する過程と、
    前記パケット配信率が前記所定のしきい値未満の場合、ビームフォーミングを再度行う過程と、
    前記パケット配信率が前記所定のしきい値以上で、前記記憶されていたビームフォーミング遂行区間の大きさが前記変更されたビームフォーミングウィンドウの大きさを超過する場合、前記変更されたビームフォーミング遂行区間の大きさを増加させる過程と、を含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記ビームフォーミングを行う過程は、
    オムニパターンビームフォーミング、ＳＬＳビームフォーミング、ＢＲＰビームフォーミングのうち少なくとも１つを行い、前記受信状態に対する情報に基づいてビームフォーミングを行う過程を含み、
    前記受信状態に対する前記情報は、
    前記受信装置から受信した受信キューレベル；
    セクタ識別子；
    ＲＳＳＩ；
    ＳＮＲ；
    ＥＶＭ；
    ＣＱＩのうち少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
13. 無線通信システムにおける受信装置の動作方法であって、
    ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報を送信装置に送信する過程と、
    前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報に基づいて形成された少なくとも１つのビームを通して前記送信装置からデータを受信する過程と、を含む方法。
14. 前記ビームフォーミングを行うか否かを決定するための情報は、
    前記受信装置に含まれるバッファが使用できる全体バッファの大きさ；
    前記バッファが現在使用できる大きさ；
    第１時間の受信キューのレベルに関する情報；
    前記第１時間から第２時間まで消耗したパケットの数；
    セクタ識別子；
    ＲＳＳＩ；
    ＳＮＲ；
    ＥＶＭ；及び
    ＣＱＩのうち少なくとも１つを含む請求項１３に記載の方法。
15. 上記請求項１乃至１４に記載の方法のうち１つを具現するように構成される装置。