JP6058662B2 - 無線通信システムにおけるビームフォーミング装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムにおけるビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）装置及び方法に関し、より詳細には、無線通信システムでビームフォーミングを使用して通信するためのフレームを生成するための装置及び方法に関する。

無線通信システムは、ビームフォーミング技術を用いてデータ送信速度を上げることができる。前記ビームフォーミング技術は、利得の高いアンテナを使用して送受信性能を改善できる一連の技術をいう。

ビームフォーミング技術を使用する場合、無線通信システムはアンテナの利得を高めるためにはアンテナビームの幅を減らさなければならない。この場合、無線通信システムは、全ての方向に信号を送信するために、幅の狭い複数のビームを使用しなければならない。

しかし、無線通信システムでビームフォーミングを使用して通信するためのフレーム構成が定義されておらず、ビームフォーミングを介して通信するためのフレーム構成が必要である。

したがって、本発明の目的は、無線通信システムでビームフォーミングを使用して通信するためのフレームを構成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、複数のビームフォーミングアンテナを使用する無線通信システムでビームフォーミングを使用して通信するためのフレームを構成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、無線通信システムでビームフォーミングを介して送信する情報の種類に応じてビーム切り替え時点を異なるように設定するためのフレームを構成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、無線通信システムでビームフォーミングを介して送信する情報の種類に応じてパイロットパターンを適応的に設定するためのフレームを構成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、無線通信システムでガード区間の長さを考慮してスロットを構成するシンボルの個数を決定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、無線通信システムでビームを切り替える時点のシンボルは長いガード区間を使用するようにフレームを構成するための装置及び方法を提供することにある。

本発明の目的を達成するための本発明の第１見地によれば、複数のアンテナを具備して複数のビームを構成できる無線通信システムの送信区間で信号を送信するための方法は、フレームで情報を送信するための領域に対するビーム変更時点を確認する段階と、前記ビーム変更時点を考慮して前記情報を送信するための領域の間に受信区間に情報を送信する段階と、を含み、前記フレームは、受信区間に送信する情報の種類に応じて区分される複数の領域を含み、前記複数の領域は、互いに異なるビーム変更時点を含む。

本発明の第２見地によれば、複数のビームを構成できる無線通信システムの送信区間で信号を送信するための装置は、複数のアンテナ要素を含むアンテナ部と、前記アンテナ部を介してビームを形成するように制御するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）チェーンと、フレームで情報を送信するための領域のビーム変更時点を考慮して前記情報を送信するための領域の間に受信区間に情報を送信する制御部と、を含み、前記フレームは、受信区間に送信する情報の種類に応じて区分される複数の領域を含み、前記複数の領域は、互いに異なるビーム変更時点を含む。

上記のように、無線通信システムでビームフォーミングを使用して通信するためのフレーム構造を提案することによって、ビームフォーミングを使用して通信を行うことができる利点がある。

無線通信システムで、同期信号及び共通制御情報のうち少なくとも１つのためのスロット、トレーニング信号スロット、制御スロット及びデータスロットに区分されるようにフレームを構成することによって、端末の受信性能を改善し、受信複雑度及びオーバーヘッドを減らすことができる利点がある。

無線通信システムで、データスロットの一部をパンクチャして制御情報を送信することによって、制御情報の送信効率を増大させることができ、制御情報の送信によるリソースの浪費を減らすことができる利点がある。

無線通信システムで、サブフレームの前部に制御スロットを位置させることによって、端末の不要なデータ受信を防止して端末の電力消耗を減らすことができる利点がある。

本発明の実施形態による無線通信システムのフレーム構成を示す図である。 本発明の実施形態による無線通信システムのフレームに対する詳細構成を示す図である。 本発明の実施形態による無線通信システムのフレームに対する詳細構成を示す図である。 本発明の実施形態による無線通信システムのフレームに対する詳細構成を示す図である。 本発明の実施形態による無線通信システムのフレームに対する詳細構成を示す図である。 本発明の実施形態による無線通信システムにおける基準信号の構成を示す図である。 本発明の実施形態による無線通信システムにおける基準信号の構成を示す図である。 本発明の実施形態による無線通信システムにおけるリソース割り当て構造を示す図である。 本発明の実施形態による周波数分割複信方式を使用する無線通信システムのフレーム構成を示す図である。 本発明の実施形態による時分割複信方式を使用する無線通信システムのフレーム構成を示す図である。 本発明による送受信機のブロック構成を示す図である。 本発明の実施形態によるＲＦチェーンのブロック構成を示す図である。 本発明の別の実施形態によるＲＦチェーンのブロック構成を示す図である。 本発明による受信区間のブロック構成を示す図である。 本発明の実施形態による送信区間でビームフォーミングを介して信号を送信するための手順を示す図である。 本発明の実施形態による受信区間で信号を受信するための手順を示す図である。 本発明の別の実施形態による送信区間でビームフォーミングを介して信号を送信するための手順を示す図である。 本発明の別の実施形態による受信区間で信号を受信するための手順を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付された図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明を説明するに当たって、関連する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不明確にする可能性があると判断された場合、その詳細な説明は省略する。また、以下で記載される用語は、本発明における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ることがある。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、本発明は、無線通信システムでビームフォーミング（ｂｅａｍ−ｆｏｒｍｉｎｇ）を使用して通信するためのフレームを構成するための技術について説明する。

以下の説明で、無線通信システムは、アンテナビームフォーミング技術を使用するものであると仮定する。前記アンテナビームフォーミング技術は、アンテナ毎に送受信される高周波信号の位相を変換してビームを形成する技術を意味する。

図１は、本発明の実施形態による無線通信システムのフレーム構成を示している。

上記図１に示すように、フレームは、固定長の複数のサブフレームで構成され、１つのサブフレームは、固定長の複数のスロットで構成される。１つのスロットは、固定長の複数のシンボルで構成される。例えば、前記フレームは、５個のサブフレームで構成され、１つのサブフレームは２０個のスロットで構成され、１つのスロットは１０個又は１１個のシンボルで構成され得る。この時、前記スロットを構成するシンボルの個数は各シンボルに含まれるガード区間（ＣＰ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）の長さによって決定される。例えば、５０ｕｓの１スロットに１０個のシンボルが含まれる場合、各シンボルの長さは同じ５ｕｓで、各シンボルのＣＰ長も同じ１ｕｓである。別の例として、５０ｕｓの１スロットに１１個のシンボルが含まれる場合、スロットの最初のシンボルの長さは５ｕｓで、残りの１０個のシンボルはそれぞれ４．５ｕｓの長さに構成される。この時、スロットの最初のシンボルのＣＰ長は１ｕｓで、残りの１０個のシンボルのそれぞれのＣＰ長は０．５ｕｓである。

上記のようなフレーム構造で、無線通信システムは、前記フレームを同期信号及び共通制御情報のうち少なくとも１つのための第１スロット、トレーニング信号スロット、制御スロット及びデータスロットに区分して構成する。この時、各スロットは、当該スロットを介して送信する情報の特性に応じて下記図２のように構成され得る。ここで、前記第１スロットは、同期信号及び共通制御情報のためのスロット、同期信号のためのスロット及び共通制御情報のためのスロットのうちいずれか１つで構成され得る。以下の説明では、同期信号及び共通制御情報のためのスロットで構成されるものであると仮定して説明する。

図２は、本発明の実施形態による無線通信システムのフレームに対する詳細構成を示している。

上記図２の（Ａ）は、同期信号及び共通制御情報のためのスロットを示し、上記図２の（Ｂ）は、データ及び制御情報のためのサブフレーム構成を示し、上記図２の（Ｃ）は、制御スロットを示し、上記図２の（Ｄ）は、ランダムアクセスチャネルスロットを示す。

上記図２の（Ａ）に示すように、同期信号及び共通制御情報のためのスロットは、フレームで同期信号及び共通制御情報を送信するための最小単位であって、フレームの指定された領域に位置する。この時、送信区間は、受信区間がセル内のいかなる位置でも同期信号及び共通制御情報を受信できるように、前記同期信号及び共通制御情報のためのスロット内でアンテナビーム毎にビームを変更しながら前記同期信号及び共通制御情報を繰り返して送信する。例えば、上記図１のサブフレーム#０のスロット#２が同期信号及び共通制御情報のためのスロットである場合、送信区間は各フレームに含まれるサブフレーム#０のスロット#２で固定的に同期信号及び共通制御情報を送信する。この時、前記送信区間は、シンボル#０及び#１を用いて送信ビーム#０で同期信号及び共通制御情報を送信し、シンボル#２及び#３を用いて送信ビーム#１で同期信号及び共通制御情報を送信し、シンボル#４及び#５を用いて送信ビーム#２で同期信号及び共通制御情報を送信する。ここで、前記共通制御情報は、セル識別子、受信区間のセルアクセス及び移動のためのシステム及びセル共通システム情報及びフレームの環境設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）情報などのようなフレーム単位で送信される制御情報を含む。例えば、３ＧＰＰ標準の場合、前記共通制御情報は、ＭＩＢ（Ｍａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）、ＳＩＭ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ） １及びＳＩＭ ２の一部又は全体情報を含む。すなわち、前記共通制御情報は、アンテナ階層（ｌａｙｅｒ）数、ダウンリンク帯域幅、基地局及びセル識別子、ＰＬＭＮ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）識別子、アップリンク周波数、アップリンク帯域幅、デュプレックスタイプ、ランダムアクセスリソース割り当て情報及びフレーム番号などを含む。

送信区間は、受信区間が同期信号及び共通制御情報を受信したビームを識別できるように、同期信号及び共通制御情報のうちいずれか１つにビーム識別子を含めて送信する。例えば、同期信号を用いてビーム識別子を送信する場合、送信区間は、同期信号と共通制御情報とを連続して送信しなくて良い。すなわち、前記送信区間は、同期信号と連続しない他の固定されたスロットを介して共通制御情報を送信できる。別の例として、共通制御情報を用いてビーム識別子を送信する場合、送信区間は、同期信号と共通制御情報とを連続して送信しなければならない。

上記のように、フレーム内で同期信号が送信される位置は固定されるが、同期信号及び共通制御情報のためのスロットの数は可変的に構成され得る。例えば、前記同期信号及び共通制御信号のためのスロットの数は、送信区間で提供できる送信ビームの個数に応じて異なる場合がある。

上記図２の（Ｂ）に示すように、１つのサブフレームで、制御情報を送信するための制御スロットに少なくとも１つのスロットを割り当て、データ送信のためのデータスロットに残りのスロットを割り当てる。ここで、前記サブフレームに含まれる制御スロット及びデータスロットの数は、サブフレームごとに異なる場合がある。

１つのデータスロットに含まれる全てのシンボルは同じビームを使用し、データスロットが変更される場合にはデータを送信するためのビームが変更され得る。例えば、送信区間は、スロット#１はビーム#３、スロット#２及び#３はビーム#０を用いてデータを送信する。すなわち、同じビームでユーザデータを送信する最小単位はスロットと定義される。よって、１つのスロットは１つのＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）に選定して受信区間が１つのスロットのみを受信してもデータを復号できる。

上記図２の（Ｂ）に示すサブフレームでスロット#０を制御スロットに割り当てた場合、前記制御スロット（スロット#０）は上記図２の（Ｃ）に示すように構成される。

上記図２の（Ｃ）に示すように、制御スロットは、シンボル毎に制御情報を送信するビームを変更できる。例えば、送信区間は、シンボル#０はビーム#３、シンボル#１はビーム#０、シンボル#９はビーム#５で制御情報を送信する。ここで、前記制御情報は、データ送信のためのリソース割り当て情報を含む。

上記図２の（Ｄ）に示すように、１つのスロットに含まれる全てのリソースをランダムアクセスチャネルスロットに割り当てることができる。この時、前記ランダムアクセスチャネルスロットに対するリソース割り当て情報は、共通制御情報を介して受信区間に送信される。

受信区間は、ランダムアクセスチャネルスロットを用いてランダムアクセスプリアンブル及びランダムアクセス情報信号を送信する。もし、前記受信区間が送信区間に対する最適の送信ビームを知っている場合、前記受信区間は、前記最適の送信ビームを用いてランダムアクセスプリアンブル及びランダムアクセス情報信号を一回送信する。一方、前記受信区間が送信区間に対する最適の送信ビームを知らない場合、前記受信区間は、送信ビームの方向を変えながらランダムアクセスプリアンブルとランダムアクセス情報信号とを繰り返して送信する。ここで、前記ランダムアクセスプリアンブルは、アップリンク信号の同期を検出するための信号を意味する。前記ランダムアクセス情報信号は、受信区間の送信ビーム識別子を含む受信区間の情報を含む。

送信区間は、１つのスロット内で１つのビームを用いてランダムアクセス信号を受信し、スロットが変更される場合、ビームを変更してランダムアクセス信号を受信する。ここで、前記ランダムアクセス信号は、ランダムアクセスプリアンブル及びランダムアクセス情報信号を含む。

上記実施形態で、ランダムアクセスチャネルスロットは、１つのスロットに含まれたリソースを使用する。別の実施形態で、ランダムアクセスチャネルスロットは、前記データスロットの一部のリソースを使用することもできる。

上記のように、無線通信システムのフレームはチャネル種類に応じてビームが変更される時点が互いに異なる。この場合、フレームは、ビームが変更される時点で長いＣＰを使用するシンボルが位置するように構成され得る。例えば、図２の（Ｃ）のように構成される制御スロットは、シンボル単位でビームを変更できるので、シンボル毎に長いＣＰ（１ｕｓ）を使用する。したがって、制御スロットは、長いＣＰ長に基づいて１０個のシンボルを含むことができる。また、シンボル単位でビームを変更できる同期信号及び制御信号のためのスロット並びにトレーニング信号スロットは、制御スロットと同様にシンボル毎に長いＣＰを使用することができる。別の例として、図２の（Ｂ）のように構成されるデータスロットは、スロット単位でビームを変更できるので、データスロットの最初のシンボルが長いＣＰ（１ｕｓ）を使用する。この時、データスロットの最初のシンボルを除いた残りのシンボルは、それぞれ送信効率を上げるために短いＣＰ（０．５ｕｓ）を使用する、又はチャネル特性を考慮して長いＣＰ（１ｕｓ）を使用することができる。もし、データスロットの最初のシンボルを除いた残りのシンボルそれぞれが短いＣＰを使用する場合、データスロットは１１個のシンボルを含むことができる。一方、データスロットの最初のシンボルを除いた残りのシンボルそれぞれが長いＣＰを使用する場合、データスロットは１０個のシンボルを含むことができる。

上記のように、各シンボルは互いに異なる長さのＣＰを含むことができる。しかし、フレームは同じ長さのスロットで構成される。よって、フレームは、互いに異なるＣＰ長のシンボルで構成されるスロットが共存するように構成され得る。この場合、フレームは、チャネル特性及びビーム変更時点を考慮して最適の長さのＣＰを選択的に使用することができる利点がある。

上記のように、データスロットと制御スロットとは、ビームを変更できる単位が異なる。そのため、送信区間はパイロットのような基準信号を下記図３に示すように送信できる。

図３は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける基準信号の構成を示している。

上記図３の（Ａ）は、データスロットの基準信号の構成を示し、上記図３の（Ｂ）は、制御スロットの基準信号の構成を示す。この時、データスロットは１１個のシンボルで構成されるものであると仮定する。

上記図３の（Ａ）に示すように、データスロットは、スロット単位でビームが変更されるため、スロット単位で基準信号を構成する。例えば、前記データスロットは、各シンボルの副搬送波で独立したＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）又はＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）シンボルを４個ずつ同時に送信できる。

上記図３の（Ｂ）に示すように、制御スロットは、シンボル単位でビームが変更されるため、シンボル単位で基準信号を構成する。

上記のように構成されるフレーム構造によって、下記図４に示すようにリソースを割り当てることができる。

図４は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるリソース割り当て構造を示している。

上記図４に示すように、送信区間は、データスロット#４〜#６のリソースをビーム#１を介して受信区間#３に割り当て、データスロット#７及び#８のリソースをビーム#１を介して受信区間#４に割り当てることができる。

また、送信区間は、スロット#９〜#１３のリソースをビーム#４を介して受信区間#５及び#６に割り当てることができる。この時、前記受信区間#５及び#６に割り当てられたスロット#９〜#１３のリソースは、互いに異なる周波数リソースに区分される。

上記のように構成されたフレーム構造を用いて周波数分割複信（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｎｅｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）方式のフレームを構成する場合、無線通信システムは、下記図５に示すように、周波数分割複信方式のフレームを構成できる。

図５は、本発明の実施形態による周波数分割複信方式を使用する無線通信システムのフレーム構成を示している。

上記図５に示すように、ＦＤＤ方式は、ダウンリンクとアップリンクとが互いに異なる周波数リソースを使用する。よって、ＦＤＤ方式のフレームは、ダウンリンクフレームとアップリンクフレームとが互いに異なる周波数を用いて構成される。

前記ダウンリンクフレーム及びアップリンクフレームは、それぞれ５個のサブフレームで構成され、１つのサブフレームは２０個のスロットで構成される。この時、１つのスロットは１０個又は１１個のシンボルで構成される。

前記ダウンリンクフレームは、各サブフレームのスロット#０を制御スロットに割り当て、サブフレーム#０のスロット#２を同期信号及び共通制御情報スロットに割り当てる。

また、前記ダウンリンクフレームは、各サブフレームのスロット#５をトレーニング信号スロットに割り当て、残りのスロットをデータスロットに割り当てる。

前記アップリンクフレームは、各サブフレームのスロット#０を制御スロットに割り当て、残りのスロットをデータスロットに割り当てる。ここで、アップリンク制御スロットを介して受信区間が送信する制御情報は、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）フィードバック情報、ＰＭＩ情報、ランク指示情報、スケジューリング要求情報、基地局の送信ビーム情報、トレーニング信号要求情報などを含む。

時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）方式のフレームを構成する場合、無線通信システムは、下記図６に示すように、時分割複信方式のフレームを構成できる。

図６は、本発明の実施形態で時分割複信方式を使用する無線通信システムのフレーム構成を示している。

上記図６に示すように、ＴＤＤ方式は、ダウンリンクとアップリンクとが互いに異なる時間リソースを使用する。よって、ＴＤＤ方式のフレームは、ダウンリンクフレームとアップリンクフレームとを互いに異なる時間リソースに区分する。

前記ＴＤＤ方式のフレームは、５個のサブフレームで構成され、１つのサブフレームは２０個のスロットで構成される。この時、１つのスロットは１０個又は１１個のシンボルで構成される。

１つのサブフレームで、スロット#０〜#１０はダウンリンクフレームに割り当て、スロット#１１〜#１９はアップリンクフレームに割り当てられる。

前記ダウンリンクフレームは、各サブフレームのスロット#０をダウンリンク制御スロットに割り当て、サブフレーム#０のスロット#２を同期信号及び共通制御情報スロットに割り当てる。

また、前記ダウンリンクフレームは、各サブフレームのスロット#５をトレーニング信号スロットに割り当て、残りのスロットをデータスロットに割り当てる。

前記アップリンクフレームは、各サブフレームのスロット#１１をアップリンク制御スロットに割り当て、残りのスロットをデータスロットに割り当てる。

この時、各サブフレームのスロット#１０は動作切り替えのためのガード区間として用いられる。図に示していないが、サブフレームとサブフレームとの間にも動作切り替えのためのガード区間が存在する。

上記のように、データの送受信に使用するための狭いビームを選択するためのトレーニング信号スロットを割り当てる。前記トレーニング信号スロット内で、送信区間はシンボル単位でビームの方向を変更できる。ここで、前記トレーニング信号スロットは、上記図５及び図６に示すように、固定された位置に周期的に割り当てられる、又は受信区間の要求に応じて非周期的に割り当てられることもできる。

同期信号はビーム識別子を同期信号のコードの一部を用いて送信する、又は共通制御情報を用いて送信する。しかし、トレーニング信号はビーム識別子を直接送信することなく、トレーニング信号スロット内で各トレーニング信号の位置及び順序を介してビーム識別子を間接的に知らせることができる。

前記トレーニング信号スロット内で、トレーニング信号は、セル間干渉が最小になるように選択されるべきである。例えば、前記トレーニング信号は、上記図３の（Ｂ）に示す基準信号のように一定の副搬送波間隔でトレーニング信号を配置し、各トレーニング信号の位置はセルごとに異なるように指定する。別の例として、トレーニング信号のシーケンスをセル識別子に応じて直交するように生成して干渉を減少させることもできる。

無線通信システムは、互いに異なる複数の帯域幅を用いて通信サービスを提供できる。よって、前記無線通信システムのフレームは複数の帯域幅をサポートするように設計されるべきである。

複数の帯域幅をサポートするようにフレームを設計する場合、前記フレームは、同期信号及び共通制御情報を最小の帯域幅を使用して送信し、他の信号は全体周波数帯域をすべて使用するように設計されるべきである。例えば、１６個のリソースブロック（ＲＢ：Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）で１ＧＨｚ帯域幅をサポートする場合、前記無線通信システムは、１２５ＭＨｚ、２５０ＭＨｚ、５００ＭＨｚ及び１ＧＨｚの４つの帯域幅をサポートできる。よって、フレームは、最小帯域幅である１２５ＭＨｚに該当する中央の２つのリソースブロックに同期信号及び共通制御情報を割り当て、残りの他の信号は１ＧＨＺの全体帯域を使用するように割り当てる。

上記のように、制御情報のための制御スロットを別途に構成し、送信区間で送信する制御情報の量がスロットに含まれるリソース量の倍数と一致する場合、制御スロットによる不要なリソースの浪費が発生しない。しかし、送信区間で送信する制御情報の量がスロットに含まれるリソース量の倍数と一致しない場合、制御スロットによって不要なリソースの浪費が発生する。例えば、１つのスロットが１０個のシンボルで構成され、送信区間で制御情報を送信するために１２個のシンボルが必要な場合、フレームは２つのスロットを制御スロットに割り当てる。この場合、２番目の制御スロットの８個のシンボルが不要に浪費され得る。

制御スロットによるリソースの浪費を減らすために、送信区間で送信する制御情報の量がスロットに含まれるリソース量の倍数と一致しない場合、送信区間はデータスロットの一部の領域をパンクチャ（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）して制御情報を送信できる。もし、前記制御情報を送信するためのパンクチャを行う際、データスロットに含まれた基準信号がパンクチャされる場合、受信区間のチャネル推定性能は低下し得る。よって、送信区間は、上記図３の（Ａ）に示すように、基準信号をスロット内部に均等に分散させてパンクチャによる性能低下を減らすことができる。

上記実施形態で、送信区間は、制御情報のためにデータスロットをパンクチャする。この時、送信区間は、同じ方法でデータスロットをパンクチャして同期信号及び共通制御情報又はトレーニング信号を送信することもできる。

図７は、本発明による送受信機のブロック構成を示している。

上記図７に示すように、前記送受信機は制御部７００、ビーム選択部７１０、アンテナ部７２０、送信部７３０及び受信部７４０を含む。

前記制御部７００は、前記送受信機の全般的な動作を制御する。

前記制御部７００は、上記図１、図５及び図６に示すフレーム構成のうちいずれか１つのフレーム構成によって同期信号及び共通制御情報、制御情報、トレーニング信号及びデータを送信するためのビームを形成するように制御する。例えば、前記制御部７００は、フレームの指定された領域に位置する同期信号及び共通制御情報スロットを介して同期信号及び共通制御情報を送信するように制御する。この時、前記制御部７００は、上記図２の（Ａ）に示すように、前記同期信号及び共通制御情報スロット内でアンテナビーム毎にビームを変更しながら前記同期信号及び共通制御情報を繰り返して送信するように制御する。また、前記制御部７００は、受信区間が同期信号及び共通制御情報を受信したビームを識別できるように、同期信号及び共通制御情報のうちいずれか１つにビーム識別子を含めて送信するように制御する。

別の例として、前記制御部７００は、上記図２の（Ｂ）に示すように、サブフレームでデータスロットに割り当てられた領域に対してはスロット単位でビームを変更できるように制御する。この時、前記制御部７００は、前記データスロットで、上記図３の（Ａ）に示すように、スロット単位で基準信号を送信するように制御する。

さらに別の例として、前記制御部７００は、上記図２の（Ｃ）に示すように、サブフレームで制御スロットに割り当てられた領域に対してはシンボル単位でビームを変更できるように制御する。この時、前記制御部７００は、前記制御スロットで、上記図３の（Ｂ）に示すように、シンボル単位で基準信号を送信するように制御する。

さらに別の例として、前記制御部７００は、上記図２の（Ｄ）に示すように、割り当てられたランダムアクセスチャネルスロットを介してランダムアクセス信号を受信する場合、１つのスロット内で１つのビームを用いてランダムアクセス信号を受信するように制御する。一方、ランダムアクセスチャネルスロットを介してランダムアクセス信号を送信する場合、前記制御部７００は、ランダムアクセス信号を送信するための最適の送信ビームを介して前記ランダムアクセス信号を一回送信するように制御する。前記最適の送信ビームを知らない場合、前記制御部７００は、送信ビームが方向を変えながらランダムアクセス信号を繰り返して送信するように制御する。

さらに別の例として、前記制御部７００は、固定された位置のトレーニング信号スロットを介してトレーニング信号を送信するように制御する。この時、前記トレーニング信号スロットは非周期的に割り当てられることもできる。また、前記制御部７００は、トレーニング信号スロット内でシンボル単位でビームを変更することもできる。

さらに別の例として、前記制御部７００は、データスロットの一部の領域をパンクチャ（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）して制御情報、同期信号及び共通制御情報、トレーニング信号のうち少なくとも１つを送信するように制御することもできる。この時、前記制御部７００は、制御情報を用いて前記データスロットのパンクチャ情報を受信区間に送信する。

前記ビーム選択部７１０は、前記制御部７００の制御に応じて当該パターンのビームを選択する。この時、前記ビーム選択部７１０は、送信ビームフォーミングの際は、前記送信部７３０に選択したビームパターン情報を送信し、受信ビームフォーミングの際は、前記受信部７４０に選択したビームパターン情報を送信する。

前記アンテナ部７２０は、複数のアンテナ要素で構成される。例えば、前記アンテナ部７２０は、図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、複数の無指向性アンテナ要素で構成される。別の例として、前記アンテナ部７２０は、図９に示すように、互いに異なる方向に信号を送信する複数の指向性アンテナ要素で構成されることもできる。

前記送信部７３０は、送信モデム７３２及び送信ＲＦチェーン７３４を含む。

前記送信モデム７３２は、アンテナを介して受信区間に送信するデータを符号化及び変調し、変調された信号をアナログ信号に変換して出力する。この時、前記送信モデム７３２は、アナログ−基底帯域信号を前記送信ＲＦチェーン７３４に送信する。

前記送信ＲＦチェーン７３４は、各アンテナ要素に信号を送信する複数のＲＦ経路を含む。この時、前記送信ＲＦチェーン７３４は、前記ビーム選択部７１０で選択したビームパターン及びビーム幅に応じて一部のアンテナ要素及び一部のＲＦ経路のみを使用することができる。

図８は、本発明の実施形態によるＲＦチェーンのブロック構成を示す図で、図９は、本発明の別の実施形態によるＲＦチェーンのブロック構成を示す図である。

図７、図８、図９を参照すると、前記送信ＲＦチェーン７３４は、前記送信モデム７３２から提供された基底帯域信号を活性化された少なくとも１つのＲＦ経路に多重化し、各ＲＦ経路で当該基底帯域信号を高周波信号に変換して前記アンテナ部７２０を介して信号を送信する。この時、前記送信ＲＦチェーン７３４は、前記ビーム選択部７１０で選択したビームパターンに応じてビームを形成できるように前記基底帯域信号を制御する。例えば、前記アンテナ部７２０が、図８の（Ａ）に示すように、複数の無指向性アンテナ要素で構成された場合、前記送信ＲＦチェーン７３４は、各アンテナ要素のＲＦ経路を介して送信される信号の位相を変更する位相変更部８００−１乃至８００−Ｎを含む。各位相変更部８００−１乃至８００−Ｎは、前記ビーム選択部７１０で選択したビームパターン及びビーム幅に応じて各アンテナ要素を介して送信する信号の位相を変更する。

別の例として、前記アンテナ部７２０が、図９に示すように、複数の指向性アンテナ要素で構成された場合、前記送信ＲＦチェーン７３４は、ビームパターンに応じて、前記送信モデム７３２とアンテナ要素とを接続するスイッチ９００を含む。前記スイッチ９００は、前記ビーム選択部７１０で選択したビームパターン及びビーム幅に応じて、少なくとも１つのアンテナ要素と前記送信モデム７３２とを接続する。ここで、前記スイッチ９００は、１つの送信モデム７３２と少なくとも１つのアンテナ要素とを接続できる。

前記受信部７４０は、受信ＲＦチェーン７４２及び受信モデム７４４を含む。

前記受信ＲＦチェーン７４２は、各アンテナ要素を介して受信された高周波信号のための複数のＲＦ経路を含む。この時、前記受信ＲＦチェーン７４２は、前記ビーム選択部７１０で選択したビームパターン及びビーム幅に応じて、一部のアンテナ要素及び一部のＲＦ経路のみを使用することができる。

前記受信ＲＦチェーン７４２は、各アンテナ要素から提供された高周波信号を基底帯域信号に変換して前記受信モデム７４４に送信する。この時、前記受信ＲＦチェーン７４２は、前記ビーム選択部７１０で選択したビームパターンに応じてビームを形成できるように前記基底帯域信号を制御する。例えば、前記アンテナ部７２０が、図８の（Ｂ）に示すように、複数の無指向性アンテナ要素で構成された場合、前記受信ＲＦチェーン７４２は、各アンテナ要素を介して受信された信号の位相を変更する位相変更部８２０−１乃至８２０−Ｎを含む。各位相変更部８２０−１乃至８２０−Ｎは、前記ビーム選択部７１０で選択したビームパターン及びビーム幅に応じて、各アンテナ要素を介して受信された信号の位相を変更する。

別の例として、前記アンテナ部７２０が、上記図９に示すように、複数の指向性アンテナ要素で構成された場合、前記受信ＲＦチェーン７４２は、ビームパターンに応じて、前記受信モデム７４４とアンテナ要素とを接続するスイッチ９００を含む。前記スイッチ９００は、前記ビーム選択部７１０で選択したビームパターン及びビーム幅に応じて、少なくとも１つのアンテナ要素と前記受信モデム７４４とを接続する。ここで、前記スイッチ９００は、１つの受信モデム７４４と少なくとも１つのアンテナ要素とを接続できる。

前記受信モデム７４４は、前記受信ＲＦチェーン７４２を介して提供されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、復調及び復号化する。

上記実施形態で、前記送受信機は、１つのアンテナ部７２０を共有する。別の実施形態で、送信機と受信機とは、互いに異なるアンテナ部を使用することができる。さらに別の実施形態で、送信機と受信機とは、互いに分離されたモジュールとして構成されることもできる。

上記のように、アンテナ部７２０は、図８の（Ａ）又は（Ｂ）の構成で各アンテナ要素の位相値を変更する、又は図９の構成によってスイッチを変更する。この時、前記アンテナ部７２０は、素子の物理的限界によって位相値を変更する、又はスイッチを変更して安定化するための時間遅延が発生する。そのため、送信区間は、前記アンテナ部７２０のビーム変更によって発生する干渉の影響を減らすために、ビームが変更される時点で長いＣＰを使用するシンボルを使用することができる。

図１０は、本発明による受信区間のブロック構成を示している。

上記図１０に示すように、受信区間は、デュプレクサ１００１、受信部１００３、制御部１００５、ビーム選択部１００７及び送信部１００９を含む。

前記デュプレクサ１００１は、デュプレックス方式に応じて、前記送信部１００９から提供された送信信号をアンテナを介して送信し、アンテナからの受信信号を受信部１００３に提供する。

前記受信部１００３は、前記デュプレクサ１００１から提供された高周波信号を基底帯域信号に変換して復調する。例えば、前記受信部１００３は、ＲＦ処理ブロック、復調ブロック、チャネル復号ブロック及びメッセージ処理ブロックなどを含むことができる。前記ＲＦ処理ブロックは、前記デュプレクサ１００１から提供された高周波信号を基底帯域信号に変換して出力する。前記復調ブロックは、前記ＲＦ処理ブロックから提供された信号に対するＦＦＴ演算を行って各副搬送波に載せられたデータを抽出する。前記チャネル復号ブロックは、復調器、デインターリーバ及びチャネルデコーダなどで構成される。前記メッセージ処理ブロックは、受信信号から制御情報を抽出して前記制御部１００５に提供する。

前記制御部１００５は、前記受信区間の全般的な動作を制御する。例えば、前記制御部１００５は、同期信号及び共通制御情報スロットを介して送信区間から周期的に受信される同期信号を用いて受信電力が最大の送信区間の送信ビームを検出して前記基地局との同期を獲得する。また、前記制御部１００５は、前記検出した送信区間の送信ビームを介して前記送信区間が送信した共通制御情報を受信して前記送信区間に初期接続する。

別の例として、前記制御部１００５は、データを受信するためのビームを選択するように前記ビーム選択部１００７を制御する。

さらに別の例として、前記制御部１００５は、前記ビーム選択部１００７で選択したビームを介して制御情報及びデータを受信するように制御する。この時、前記制御部１００５は、制御情報及びデータに含まれた基準信号を用いてチャネルを推定できる。例えば、前記制御部１００５は、図３の（Ａ）のように、データにスロット単位で含まれる基準信号を用いてチャネルを推定する。別の例として、前記制御部１００５は、図３の（Ｂ）のように、制御情報にシンボル単位で含まれる基準信号を用いてチャネルを推定することもできる。すなわち、前記制御部１００５は、送信区間が制御スロット内でシンボル毎にビームを変更しながら送信した基準信号のうち、前記ビーム選択部１００７で選択したビームを介して受信した基準信号を用いてチャネルを推定する。

また、前記制御部１００５は、アップリンクフレームの制御スロットを介して送信区間に制御情報を送信し、データスロットを介してデータを送信するように制御する。この時、前記アップリンクフレームの制御スロットは、上記図２の（Ｃ）のように構成され、前記データスロットは、上記図２の（Ｂ）のように構成される。

前記ビーム選択部１００７は、トレーニング信号スロットを介して前記送信区間から提供されたトレーニング信号を用いて、制御情報及びデータを受信するための最適のビームを選択する。例えば、前記ビーム選択部１００７は、前記トレーニング信号を介して、送信区間が制御情報及びデータを送信するための送信ビーム並びに前記送信区間から制御情報及びデータを受信するための受信ビームを選択する。

前記送信部１００９は、前記送信区間に送信するデータ及び制御メッセージを符号化及び高周波信号に変換して前記デュプレクサ１００１に送信する。例えば、前記送信部１００９は、メッセージ生成ブロック、チャネル符号ブロック、変調ブロック及びＲＦ処理ブロックなどを含むことができる。

前記メッセージ生成ブロックは、前記ビーム選択部１００７で選択した狭いビームに関する情報を含む制御メッセージを生成する。例えば、前記メッセージ生成ブロックは、前記ビーム選択部１００７で選択したビーム情報を含む制御メッセージを生成する。別の例として、前記メッセージ生成ブロックは、アップリンク制御スロットを介して送信する制御情報、サウンディング信号及びトレーニング信号要求情報のうち少なくとも１つの制御メッセージを生成する。

前記チャネル符号ブロックは、変調器、インターリーバ及びチャネルエンコーダなどで構成される。前記変調ブロックは、ＩＦＦＴ演算を行って前記チャネル符号ブロックから提供された信号を各副搬送波にマッピングする。前記ＲＦ処理ブロックは、前記変調ブロックから提供された基底帯域信号を高周波信号に変換して前記デュプレクサ１００１に出力する。

図１１は、本発明の実施形態による送信区間でビームフォーミングを介して信号を送信するための手順を示している。

上記図１１を参照すると、送信区間は、ステップ１１０１にて、同期信号及び共通制御情報スロットを介して同期信号及び共通制御信号を受信区間に送信する。例えば、前記送信区間は、フレームの指定された領域に位置する同期信号及び共通制御情報スロットを介して同期信号及び共通制御情報を送信する。この時、前記送信区間は、上記図２の（Ａ）に示すように、セル内のいかなる位置でも同期信号及び共通制御情報を受信できるように、前記同期信号及び共通制御情報スロット内で前記同期信号及び共通制御情報をアンテナビーム毎に繰り返して送信する。ここで、同期信号及び共通制御情報のうちいずれか１つはビーム識別子を含む。

以降、前記送信区間は、ステップ１１０３に進み、トレーニング信号スロットを介してトレーニング信号を送信する。例えば、前記送信区間は、データを送信できる各方向にビームの方向を変更しながらトレーニング信号を送信する。

前記トレーニング信号を送信した後、前記送信区間は、ステップ１１０５に進み、受信区間からビーム選択情報が受信されたかを確認する。ここで、前記ビーム選択情報は、当該受信区間が選択した狭いビームに関する情報を含む。例えば、前記送信区間は、アップリンク制御スロットを介して前記ビーム選択情報が受信されたかを確認する。

前記ビーム選択情報が受信された場合、前記送信区間は、ステップ１１０７に進み、前記ビーム選択情報で当該受信区間が選択した狭いビームを確認する。

前記受信区間が選択した狭いビームを確認した後、前記送信区間は、ステップ１１０９に進み、前記受信区間が選択した狭いビームを用いて前記受信区間に対する制御情報及びデータを送信する。例えば、前記送信区間は、上記図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、制御スロット及びデータスロットを介して前記受信区間に対する制御情報及びデータを送信する。この時、前記送信区間は、上記図３の（Ａ）に示すように、前記データにスロット単位で基準信号を追加し、上記図３の（Ｂ）に示すように、前記制御情報にシンボル単位で基準信号を追加する。ここで、前記制御情報は、ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報、電力制御情報、ページング情報、リソース割り当て情報、信号送信方式、送信ビーム情報及びトレーニング信号スロット情報などを含む。

以降、前記送信区間は、本アルゴリズムを終了する。

上記実施形態で、送信区間はビーム選択情報が受信されない場合、ビーム選択情報の受信を待機する。別の実施形態で、前記送信区間は基準時間内にビーム選択情報が受信されない場合、トレーニング信号を再送することもできる。

以下の説明は、受信区間で送信区間がビームフォーミングした信号を受信するための方法について説明する。

図１２は、本発明の実施形態による受信区間で信号を受信するための手順を示している。

上記図１２を参照すると、前記受信区間は、ステップ１２０１にて、送信区間との同期を獲得する。例えば、前記受信区間は、同期信号及び共通制御情報スロットを介して送信区間から周期的に受信される同期信号を用いて、受信電力が最大の送信区間の送信ビームを検出して前記基地局との同期を獲得する。

以降、前記受信区間は、ステップ１２０３に進み、送信区間から提供された共通制御情報を確認する。例えば、前記受信区間は、同期信号及び共通制御情報スロットで前記ステップ１２０１にて検出した送信区間の送信ビームを介して前記送信区間が送信した共通制御情報を受信する。

以降、前記受信区間は、ステップ１２０５に進み、トレーニング信号が受信されたかを確認する。例えば、前記受信区間は、トレーニング信号スロットを介してトレーニング信号が受信されたかを確認する。

トレーニング信号が受信された場合、前記受信区間は、ステップ１２０７に進み、データを受信するために使用する狭いビームに選択して前記送信区間に送信する。この時、前記受信区間は、前記トレーニング信号を介して、送信区間が制御情報及びデータを送信するための送信ビーム並びに前記送信区間から制御情報及びデータを受信するための受信ビームを選択する。

前記狭いビームに関する情報を送信区間に送信した後、前記受信区間は、ステップ１２０９に進み、前記狭いビームを介して制御情報及びデータを受信する。この時、前記受信区間は、上記図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示した制御スロット及びデータスロットを介して制御情報及びデータを受信する。例えば、前記受信区間は、前記制御スロットを介して提供された制御情報でデータスロット及びリソース割り当て情報を確認する。以降、前記受信区間は、前記データスロット及びリソース割り当て情報を用いてデータを受信する。この時、前記受信区間は、制御情報及びデータに含まれた基準信号を用いてチャネルを推定できる。例えば、前記受信区間は、図３の（Ａ）のように、データにスロット単位で含まれる基準信号を用いてチャネルを推定する。別の例として、前記受信区間は、図３の（Ｂ）のように、制御情報にシンボル単位で含まれる基準信号を用いてチャネルを推定することもできる。すなわち、前記受信区間は、送信区間が制御スロット内でシンボル毎にビームを変更しながら送信した基準信号のうち、前記ステップ１２０７にて選択したビームを介して受信した基準信号を用いてチャネルを推定する。

以降、前記受信区間は、本アルゴリズムを終了する。

上記実施形態で、受信区間は、送信区間が送信した信号を受信する。もし、前記受信区間が送信区間に送信する制御情報及びデータが存在する場合、前記受信区間は、上記図５又は図６のアップリンクフレームの制御スロットを介して送信区間に制御情報を送信し、データスロットを介してデータを送信する。

上記実施形態で、受信区間は、トレーニング信号を介して選択した狭いビーム情報を送信区間に送信する。

別の実施形態で、送信区間は、下記図１３に示すように、垂直ビーム及び水平ビームを用いてトレーニング信号を送信することもできる。この場合、受信区間は、送信区間で狭いビームを選択できるように、自らが選択した垂直ビーム及び水平ビームに関する情報を前記送信区間に送信できる。ここで、前記垂直ビームは、水平方向に狭く垂直方向に広いビームを意味し、前記水平ビームは、垂直方向に狭く水平方向に広いビームを意味する。

図１３は、本発明の別の実施形態による送信区間でビームフォーミングを介して信号を送信するための手順を示している。

上記図１３を参照すると、送信区間は、ステップ１３０１にて、同期信号及び共通制御情報スロットを介して同期信号及び共通制御信号を受信区間に送信する。例えば、前記送信区間は、フレームの指定された領域に位置する同期信号及び共通制御情報スロットを介して同期信号及び共通制御情報を送信する。この時、前記送信区間は、上記図２の（Ａ）に示すように、セル内のいかなる位置でも同期信号及び共通制御情報を受信できるように、前記同期信号及び共通制御情報スロット内で前記同期信号及び共通制御情報をアンテナビーム毎に繰り返して送信する。ここで、同期信号及び共通制御情報のうちいずれか１つはビーム識別子を含む。

以降、前記送信区間は、ステップ１３０３に進み、トレーニング信号スロットを介してトレーニング信号を送信する。例えば、前記送信区間はデータを送信できる各方向にビームの方向を変更しながらトレーニング信号を送信する。この時、前記送信区間は、垂直ビーム及び水平ビームの方向を変更しながらトレーニング信号を送信する。

前記トレーニング信号を送信した後、前記送信区間は、ステップ１３０５に進み、受信区間からトレーニング信号受信情報が受信されたかを確認する。ここで、前記トレーニング信号受信情報は、当該受信区間が選択した最適の垂直ビーム及び水平ビームに関する情報を含む。この時、前記最適の受信ビームは、前記受信区間が受信した垂直ビームのうち受信電力が最大の垂直ビームを意味し、前記最適の水平ビームは、前記受信区間が受信した水平ビームのうち受信電力が最大の水平ビームを意味する。

前記トレーニング信号受信情報が受信された場合、前記送信区間は、ステップ１３０７に進み、前記トレーニング信号受信情報に含まれた前記受信区間が選択した最適の垂直ビーム及び水平ビームを用いて前記受信区間に制御情報及びデータを送信する際に使用する狭いビームを選択する。例えば、前記送信区間は、前記受信区間が選択した最適の垂直ビームと最適の水平ビームとが重なる狭いビームを前記受信区間に制御情報及びデータを送信するために使用する狭いビームとして選択する。

前記受信区間に制御情報及びデータを送信するために使用する狭いビームに選択した後、前記送信区間は、ステップ１３０９に進み、前記選択した狭いビームを用いて前記受信区間に対する制御情報及びデータを送信する。例えば、前記送信区間は、上記図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、制御スロット及びデータスロットを介して前記受信区間に対する制御情報及びデータを送信する。この時、前記送信区間は、上記図３の（Ａ）に示すように、前記データにスロット単位で基準信号を追加し、上記図３の（Ｂ）に示すように、前記制御情報にシンボル単位で基準信号を追加する。

以降、前記送信区間は、本アルゴリズムを終了する。

上記実施形態で、送信区間はビーム選択情報が受信されない場合、ビーム選択情報の受信を待機する。別の実施形態で、前記送信区間は、基準時間内にビーム選択情報が受信されない場合、トレーニング信号を再送することもできる。

図１４は、本発明の別の実施形態による受信区間で信号を受信するための手順を示している。

上記図１４を参照すると、前記受信区間は、ステップ１４０１にて、送信区間との同期を獲得する。例えば、前記受信区間は、同期信号及び共通制御情報スロットを介して送信区間から周期的に受信される同期信号を用いて、受信電力が最大の送信区間の送信ビームを検出して前記基地局との同期を獲得する。

以降、前記受信区間は、ステップ１４０３に進み、送信区間から提供された共通制御情報を確認する。例えば、前記受信区間は、同期信号及び共通制御情報スロットで、前記ステップ１４０１にて検出した送信区間の送信ビームを介して前記送信区間が送信した共通制御情報を受信する。

以降、前記受信区間は、ステップ１４０５に進み、トレーニング信号が受信されたかを確認する。例えば、前記受信区間は、トレーニング信号スロットを介してトレーニング信号が受信されたかを確認する。

トレーニング信号が受信された場合、前記受信区間は、ステップ１４０７に進み、トレーニング信号受信情報を前記送信区間に送信する。例えば、送信区間は、ビームの方向を変更しながら垂直ビーム及び水平ビームを介してトレーニング信号を順に送信する。この場合、前記受信区間は、前記垂直ビームのうち最適の垂直ビームを選択し、前記水平ビームのうち最適の水平ビームを選択して前記送信区間に送信する。ここで、最適の受信ビームは、前記垂直ビームのうち受信電力が最大の垂直ビームを意味し、前記最適の水平ビームは、前記水平ビームのうち受信電力が最大の水平ビームを意味する。

以降、前記受信区間は、ステップ１４０９に進み、最適の垂直ビーム及び最適の水平ビームを用いて制御情報及びデータ受信に使用する狭いビームを選択する。例えば、前記受信区間は、最適の垂直ビームと最適の水平ビームとが重なる狭いビームをデータを受信するために使用する狭いビームとして選択する。この時、前記受信区間は、前記トレーニング信号を介して、送信区間が制御情報及びデータを送信するための送信ビーム並びに前記送信区間から制御情報及びデータを受信するための受信ビームを選択する。

前記制御情報及びデータ受信に使用する狭いビームを選択した後、前記受信区間は、ステップ１４１１に進み、前記狭いビームを介して制御情報及びデータを受信する。この時、前記受信区間は、上記図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す制御スロット及びデータスロットを介して、制御情報及びデータを受信する。例えば、前記受信区間は、前記制御スロットを介して提供された制御情報でデータスロット及びリソース割り当て情報を確認する。以降、前記受信区間は、前記データスロット及びリソース割り当て情報を用いてデータを受信する。この時、前記受信区間は、制御情報及びデータに含まれた基準信号を用いてチャネルを推定できる。例えば、前記受信区間は、図３の（Ａ）のように、データにスロット単位で含まれる基準信号を用いてチャネルを推定する。別の例として、前記受信区間は、図３の（Ｂ）のように、制御情報にシンボル単位で含まれる基準信号を用いてチャネルを推定することもできる。すなわち、前記受信区間は、送信区間が制御スロット内でシンボル毎にビームを変更しながら送信した基準信号のうち、前記ステップ１４０９にて選択したビームを介して受信した基準信号を用いてチャネルを推定する。

以降、前記受信区間は、本アルゴリズムを終了する。

上記実施形態で、受信区間は、送信区間が送信した信号を受信する。もし、前記受信区間が送信区間に送信する制御情報及びデータが存在する場合、前記受信区間は、上記図５又は図６のアップリンクフレームの制御スロットを介して送信区間に制御情報を送信し、データスロットを介してデータを送信する。

一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で様々な変形が可能である。したがって、本発明の範囲は説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲のみでなくこの特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。

７００ 制御部
７１０ ビーム選択部
７２０ アンテナ部
７３０ 送信部
７３２ 送信モデム
７３４ 送信ＲＦチェーン
７４０ 受信部
７４２ 受信ＲＦチェーン
７４４ 受信モデム
１００１ デュプレクサ
１００３ 受信部
１００５ 制御部
１００７ ビーム選択部
１００９ 送信部

Claims (34)

1. 無線通信システムの送信機で情報を送信するための方法であって、
   フレーム内の複数個の領域のうち各領域を介して送信される情報の類型を確認する段階と、
   前記確認された１つ以上の情報の類型に基づいて前記各領域に対する時間間隔を決定する段階と、
   複数個のビームを用いて前記各領域を介して前記情報を送信する段階と、を含み、
   前記複数個のビームのうち各ビームは前記時間間隔の間に送信され、前記時間間隔ごとに変更され、
   前記各領域に対する前記時間間隔は前記情報の類型によって互いに異なる方法。
2. 前記フレームは、複数のサブフレームを含み、
   前記サブフレームは、複数のスロットを含み、
   前記スロットは、複数のシンボルを含み、
   前記サブフレームは、
   同期情報及び共通制御情報のうち少なくとも１つを送信するための少なくとも１つのスロットを含む第１領域、制御情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第２領域、データを送信するための少なくとも１つのスロットを含む第３領域、トレーニング情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第４領域及びランダムアクセス情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第５領域のうち少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記情報を送信する段階は、
   前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第１領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて前記時間間隔を決定する段階と、前記同期情報及び共通制御情報のうち少なくとも１つを受信機に送信する段階を含む請求項２に記載の方法。
4. 前記情報を送信する段階は、
   前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第２領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて前記時間間隔を決定する段階と、前記制御情報を受信機に送信する段階を含む請求項２に記載の方法。
5. 前記第２領域は、シンボル単位で基準信号を含む請求項２に記載の方法。
6. 前記情報を送信する段階は、
   前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第３領域である場合、前記スロットに基づいて前記時間間隔を決定する段階と、前記データを受信機に送信する段階を含む請求項２に記載の方法。
7. 前記第３領域は、スロット単位で基準信号を含む請求項２に記載の方法。
8. 前記情報を送信する段階は、
   前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第４領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて前記時間間隔を決定する段階と、前記トレーニング情報を受信機に送信する段階を含む請求項２に記載の方法。
9. 前記第５領域で少なくとも１つのシンボルに基づいて前記時間間隔を決定する段階と、受信機からランダムアクセス（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ）に関する情報を受信する段階をさらに含む請求項２に記載の方法。
10. 前記スロットに含まれるシンボルの個数は、シンボルのガード区間（ＣＰ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）の長さによって決定される請求項２に記載の方法。
11. 前記第２領域に含まれるスロットは、第１長さのガード区間を含む１０個のシンボルを含み、
    前記第１長さのガード区間は、シンボルに追加できる第２長さのガード区間より長い長さのガード区間を含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記第３領域に含まれるスロットは、第１長さのガード区間を含む１つのシンボル及び第２長さのガード区間を含む１０個のシンボルを含み、
    前記第１長さのガード区間は、前記第２長さのガード区間より長い長さのガード区間を含む請求項１０に記載の方法。
13. 前記第３領域に含まれるスロットは、第１長さのガード区間を含む１０個のシンボルを含み、
    前記第１長さのガード区間は、シンボルに追加できる第２長さのガード区間より長い長さのガード区間を含む請求項１０に記載の方法。
14. 無線通信システムの送信機で情報を送信するための装置であって、
    フレーム内の複数個の領域のうち各領域を介して送信される情報の類型を確認し、
    前記確認された情報の類型に基づいて前記各領域に対する時間間隔を決定し、
    複数個のビームを用いて前記各領域を介して前記情報を送信する制御部と、を含み、
    前記複数個のビームのうち各ビームは前記時間間隔の間に送信され、前記時間間隔ごとに変更され、
    前記各領域に対する前記時間間隔は前記情報の類型によって互いに異なる装置。
15. 前記フレームは、複数のサブフレームを含み、
    前記サブフレームは、複数のスロットを含み、
    前記スロットは、複数のシンボルを含み、
    前記サブフレームは、
    同期情報及び共通制御情報のうち少なくとも１つを送信するための少なくとも１つのスロットを含む第１領域、制御情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第２領域、データを送信するための少なくとも１つのスロットを含む第３領域、トレーニング情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第４領域及びランダムアクセス情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第５領域のうち少なくとも１つを含む請求項１４に記載の装置。
16. 前記制御部は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第１領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて前記時間間隔を決定し、前記同期情報及び共通制御情報のうち少なくとも１つを受信機に送信する請求項１５に記載の装置。
17. 前記制御部は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第２領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて前記時間間隔を決定し、前記制御情報を受信機に送信する請求項１５に記載の装置。
18. 前記制御部は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第３領域である場合、前記スロットに基づいて前記時間間隔を決定し、前記データを受信機に送信する請求項１５に記載の装置。
19. 前記制御部は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第４領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて前記時間間隔を決定し、前記トレーニング情報を受信機に送信する請求項１５に記載の装置。
20. 前記制御部は、
    前記第５領域で少なくとも１つのシンボルに基づいて前記時間間隔を決定し、受信機からランダムアクセス（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ）に関する情報を受信する請求項１５に記載の装置。
21. 無線通信システムの受信機で情報を受信するための方法であって、
    送信機から受信した同期情報を用いて前記受信機と同期を獲得する段階と、
    複数個のビームを用いてフレーム内の複数個の領域のうち各領域を介して情報を受信する段階と、を含み、
    前記複数個のビームのうち各ビームは時間間隔の間に送信され、前記時間間隔ごとに変更され、
    前記各領域に対する前記時間間隔は前記情報の類型に基づいて決定され、
    前記各領域に対する前記時間間隔は前記情報の類型によって互いに異なる方法。
22. 前記フレームは、複数のサブフレームを含み、
    前記サブフレームは、複数のスロットを含み、
    前記スロットは、複数のシンボルを含み、
    前記サブフレームは、
    同期情報及び共通制御情報のうち少なくとも１つを送信するための少なくとも１つのスロットを含む第１領域、制御情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第２領域、データを送信するための少なくとも１つのスロットを含む第３領域、トレーニング情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第４領域及びランダムアクセス情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第５領域のうち少なくとも１つを含む請求項２１に記載の方法。
23. 前記情報を受信する段階は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第１領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて決定された前記時間間隔を用いて前記同期情報及び共通制御情報のうち少なくとも１つを前記送信機から受信する段階を含む請求項２２に記載の方法。
24. 前記情報を受信する段階は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第２領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて決定された前記時間間隔を用いて前記制御情報を前記送信機から受信する段階を含む請求項２２に記載の方法。
25. 前記情報を受信する段階は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第３領域である場合、前記スロットに基づいて決定された前記時間間隔を用いて前記データを前記送信機から受信する段階を含む請求項２２に記載の方法。
26. 前記情報を受信する段階は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第４領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて決定された前記時間間隔を用いて前記トレーニング情報を前記送信機から受信する段階を含む請求項２２に記載の方法。
27. 前記第５領域の間にシンボル単位でビームを変更しながら前記受信機が送信したランダムアクセス情報を送信する段階をさらに含む請求項２２に記載の方法。
28. 無線通信システムの受信機で情報を受信するための装置であって、
    送信機から受信した同期情報を用いて同期を獲得する制御部と、
    複数個のビームを用いてフレーム内の複数個の領域のうち各領域を介して情報を受信する受信部と、を含み、
    前記複数個のビームのうち各ビームは時間間隔の間に送信され、前記時間間隔ごとに変更され、
    前記各領域に対する前記時間間隔は前記情報の類型に基づいて決定され、
    前記各領域に対する前記時間間隔は前記情報の類型によって互いに異なる装置。
29. 前記フレームは、複数のサブフレームを含み、
    前記サブフレームは、複数のスロットを含み、
    前記スロットは、複数のシンボルを含み、
    前記サブフレームは、
    同期情報及び共通制御情報のうち少なくとも１つを送信するための少なくとも１つのスロットを含む第１領域、制御情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第２領域、データを送信するための少なくとも１つのスロットを含む第３領域、トレーニング情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第４領域及びランダムアクセス情報を送信するための少なくとも１つのスロットを含む第５領域のうち少なくとも１つを含む請求項２８に記載の装置。
30. 前記制御部は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第１領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて決定された前記時間間隔を用いて前記同期情報及び共通制御情報のうち少なくとも１つを前記送信機から受信する請求項２９に記載の装置。
31. 前記制御部は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第２領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて決定された前記時間間隔を用いて前記制御情報を前記送信機から受信する請求項２９に記載の装置。
32. 前記情報を受信する段階は、
    前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第３領域である場合、前記スロットに基づいて決定された前記時間間隔を用いて前記データを前記送信機から受信する請求項２９に記載の装置。
33. 前記複数個の領域のうち前記情報を送信するための領域が前記第４領域である場合、少なくとも１つのシンボルに基づいて決定された前記時間間隔を用いて前記トレーニング情報を前記送信機から受信する請求項２９に記載の装置。
34. 前記制御部は、前記第５領域の間にシンボル単位でビームを変更しながら前記受信機が送信したランダムアクセス情報を送信するように制御する請求項２９に記載の装置。