KR101136788B1 - 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법 및 이를 제어하기 위한 기지국 - Google Patents

모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법 및 이를 제어하기 위한 기지국 Download PDF

Info

Publication number
KR101136788B1
KR101136788B1 KR1020107025136A KR20107025136A KR101136788B1 KR 101136788 B1 KR101136788 B1 KR 101136788B1 KR 1020107025136 A KR1020107025136 A KR 1020107025136A KR 20107025136 A KR20107025136 A KR 20107025136A KR 101136788 B1 KR101136788 B1 KR 101136788B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
beam pattern
base station
base stations
cluster
sequence
Prior art date
Application number
KR1020107025136A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100132071A (ko
Inventor
토르슈텐 빌트
Original Assignee
알까뗄 루슨트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알까뗄 루슨트 filed Critical 알까뗄 루슨트
Publication of KR20100132071A publication Critical patent/KR20100132071A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101136788B1 publication Critical patent/KR101136788B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0408—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more beams, i.e. beam diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0491—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more sectors, i.e. sector diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

본 발명은 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하기 위한 방법 및 기지국(21)에 관한 것이다. 한 클러스터의 이웃 기지국들(21)의 기지국들(21)의 안테나 유닛들(212)은 각각의 기지국(21)에 의해 서빙된 셀의 각각의 섹터에 대해 각각의 빔 패턴 시퀀스를 적용한다. 각각의 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 선택된 빔 패턴 시퀀스는 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)과의 통신을 위해 한 시퀀스의 빔 서브세트들을 규정한다. 트리거 기지국으로서의 클러스터의 기지국(21)은 클러스터의 모든 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 그들의 빔 패턴 시퀀스들을 변경하지 않음을 통지한다. 트리거 기지국(21)은 그의 셀의 섹터들에 대해 적용된 빔 패턴 시퀀스를 변경하고 각각의 섹터에 대해 미리 규정된 세트의 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들을 순차적으로 적용한다. 트리거 기지국(21)은 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스에 대한 신호 품질 파라미터들을 계산하기 위해 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)을 트리거링한다. 트리거 기지국(21)은 계산된 신호 품질 파라미터들에 기초하여 세트로부터 최적의 빔 패턴 시퀀스를 선택하고 각각의 섹터에 대한 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 적용한다.

Description

모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법 및 이를 제어하기 위한 기지국{METHOD OF AND BASE STATION FOR CONTROLLING BEAM FORMING IN A MOBILE CELLULAR NETWORK}
본 발명은 모바일 셀룰러 네트워크(mobile cellular network)에서 빔 형성(beam forming)을 제어하는 방법 및 이를 제어하기 위한 기지국에 관한 것이다.
본 발명의 기술분야는 모바일 셀룰러 네트워크들에 관한 것으로, 특히 무선 링크에 의해 모바일 셀룰러 네트워크의 기지국들에 액세스하는 모바일 유닛들에 기지국들에 의해 제공된 서비스 품질의 개선에 관한 것이다. 예를 들면, 본 발명의 방법 및 기지국은 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access; WiMAX), 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트 롱 텀 에볼루션(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 3GPP LTE) 및 제 3 세대(3rd Generation; 3G) 이상의 시스템들에 적용가능하다.
모바일 셀룰러 네트워크들의 일반적인 문제는 신호-대-간섭-플러스-잡음 비(signal-to-interference-plus-noise ratio; SINR)로 기술될 수 있는 신호 품질이다. 전형적인 모바일 셀룰러 네트워크는 안테나 유닛들을 포함하는 기지국들에 의해 제어된 복수의 셀들로 분할된다. 기지국들은 복수의 통신들을 동시에 핸들링(handling)할 수 있다. 최근에, 모바일 통신량이 급속하게 증가하고 있다. 이에 따라, 모바일 셀룰러 네트워크에서 통신하기 위해 이용가능한 제한된 주파수 대역에서 비롯되는 간섭 문제들에 기인하여 대역폭 문제들이 일어날 수 있다. 모바일 유닛와 기지국 사이의 무선 통신을 최적화하기 위해 복수의 안테나들에 기초하는 빔 안테나 빔형성(beamforming)이 이용될 수 있다. 그러나, 두 개의 모바일 유닛들이 서로 가까이 위치되어 있고 유사한 무선 주파수들로 통신한다면, 공간적 간섭은 피할 수 없다.
본 발명의 목적은 모바일 셀룰러 네트워크에서 개선된 빔 형성을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 한 클러스터의 이웃 기지국들의 기지국들의 안테나 유닛들이 각각의 기지국에 의해 서빙(serving)된 셀의 각 섹터에 대해 각각의 빔 패턴 시퀀스를 적용하는 단계로서, 상기 빔 패턴 시퀀스는 각각의 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 선택되고 각각의 빔 패턴 시퀀스는 모바일 유닛들과의 통신을 위해 이용된 한 시퀀스의 빔 서브세트들(beam subsets)을 규정하는, 상기 각각의 빔 패턴 시퀀스 적용 단계, 트리거 기지국(trigger base station)으로서 작동하는 클러스터의 기지국들 중 하나가 클러스터의 이웃 기지국들의 모든 이웃 기지국들에 그들의 빔 패턴 시퀀스를 변경하지 않음을 통지하는 단계, 트리거 기지국이 셀의 섹터들에 대해 적용된 빔 패턴 시퀀스를 변경하고 각각의 섹터에 대해 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들 중 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들을 순차적으로 적용하거나, 한 세트의 직교 파일럿 신호들을 전송하기 위해 트리거 기지국의 안테나 유닛을 제어하는 단계, 트리거 기지국이 트리거 기지국의 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스들에 대한 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하거나, 수신된 파일럿 신호들 및 2개 이상의 빔 패턴 시퀀스들에 대한 빔 서브세트들의 안테나 가중치들의 지식(knowledge)에 기초하여 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하기 위해 이웃 기지국들의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들을 트리거링하는 단계, 트리거 기지국이 하나 이상의 계산된 신호 품질 파라미터들에 기초하여 세트의 미리 규정된 빔 패턴 시퀀스들로부터 최적의 빔 패턴 시퀀스를 선택하는 단계, 및 트리거 기지국의 안테나 유닛이 최적의 빔 패턴 시퀀스를 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 각각의 섹터에 대해 적용하는 단계를 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 목적은 또한 모바일 셀룰러 네트워크에서 기지국에 의해 달성되는 것으로, 여기서 기지국은 빔 형성을 제어하고 이에 의해, 기지국에 의해 서빙된 셀의 각 섹터에 대해 빔 패턴 시퀀스를 적용하기 위해 기지국의 안테나 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 빔 패턴 시퀀스는 각각의 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 선택되고 각 빔 패턴 시퀀스는 모바일 유닛들과의 통신을 위해 이용된 한 시퀀스의 빔 서브세트들을 규정하고, 기지국은 클러스터의 이웃 기지국들의 모든 이웃 기지국들에 그들의 빔 패턴 시퀀스를 변경하지 않음을 통지하고, 기지국은 셀의 섹터들에 대해 적용된 빔 패턴 시퀀스를 변경하고 각각의 섹터에 대해 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들 중 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들을 순차적으로 적용하거나, 한 세트의 직교 파일럿 신호들을 전송하기 위해 안테나 유닛을 제어하고, 기지국은 기지국의 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스들에 대한 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하거나, 수신된 파일럿 신호들 및 2개 이상의 빔 패턴 시퀀스들에 대한 빔 서브세트들의 안테나 가중치들의 지식에 기초하여 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하기 위해 이웃 기지국들의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들을 트리거링하고, 기지국은 2개 이상의 계산된 신호 품질 파라미터들에 기초하여 세트의 미리 규정된 빔 패턴 시퀀스들로부터 최적의 빔 패턴 시퀀스를 선택하고, 제어 유닛은 각각의 섹터에 대해 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 최적의 빔 패턴 시퀀스를 적용하기 위해 기지국의 안테나 유닛을 제어한다.
본 발명은 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하기 위한 적응형 방법을 제공한다. 방법은 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 빔 패턴 시퀀스들을 선택한다. 이들 빔 패턴 시퀀스들은 모바일 셀룰러 네트워크의 각각의 셀의 각각의 섹터들에 대해 기지국의 안테나 유닛들에 의해 순차적으로 및 주기적으로 적용된다. 각각의 셀은 하나 이상의 섹터들로 분할될 수 있다. 셀의 각 섹터에 대해, 상이한 빔 패턴 시퀀스 또는 세트의 미리 규정된 빔 패턴 시퀀스들 중 동일한 빔 패턴 시퀀스가 기지국의 안테나 유닛에 의해 적용될 수 있다. 공간 간섭이 감소되도록 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들을 규정하는 것이 가능하다. 그러므로, 방법은 간섭을 공간적으로 회피함으로써 모바일 셀룰러 네트워크에 기초한 모바일 통신 시스템들의 간섭 제한에 대처하기 위해 제공한다. 또한, 한 세트의 미리 규정된 빔 패턴 시퀀스들 중 순차적으로 이용된 빔 패턴 시퀀스들의 이용으로 공간 간섭을 예측할 수 있게 되고, 따라서 모바일 셀룰러 통신에 대해 공간 간섭의 부정적 영향들을 방지하는 것을 가능하게 한다. 이에 따라, 간섭의 공간적 속성들을 미리 알게 되므로, 공간 간섭 억제에 있어 수신기 능력 개선들이 가능해진다. 이 목적을 위해, 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 선택되는 빔 패턴 시퀀스들이 이용된다. 또한, 고정된 빔들, 즉 미리 규정된 세트의 빔들의 빔 패턴 시퀀스들의 이용으로 저-레이트 피드백을 할 수 있게 되어 모바일 셀룰러 네트워크에의 전용 파일럿들의 포함을 회피한다. 셀간 간섭이 조정될 수 있고 결국 셀간 간섭이 적어도 어느 정도 또는 완전히 회피될 수 있다. 또한, 모바일 셀룰러 네트워크를 더 개선하기 위해, 각 기지국은 측정들, 즉 이의 최적의 빔 패턴 시퀀스를 결정하기 위한 하나 이상의 신호 품질 파라미터들의 계산을 트리거링한다. 최적의 빔 패턴 시퀀스는 모바일 셀룰러 네트워크의 이웃 셀들의 모바일 유닛들에 대한 간섭을 최소화하고 처리량을 최대화하는 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들의 빔 패턴 시퀀스이다. 그러므로, 트리거 기지국의 셀 및 클러스터의 이웃 기지국들의 각각의 이웃 기지국들의 각각의 이웃 셀들의 추정된 총 평균 잠재적 처리량을 최대화하는 것이 가능하다. 그러므로, 트리거 기지국 및 모바일 셀룰러 네트워크가 모바일 유닛들의 변하는 위치들 및 변하는 량들에 효율적으로 반응하는 것이 가능하다.
추가의 이점들은 종속 청구항들에 의해 나타낸 본 발명의 실시예들에 의해 달성된다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법에서, 클러스터의 이웃 기지국들의 기지국들 사이의 빔 서브세트들의 시퀀스 변경을 동기화하기 위해, 클러스터의 이웃 기지국들의 기지국들에 모바일 유닛들과의 통신을 위해 이용된 빔 서브세트들의 시퀀스 변경에 관하여 통지된다. 바람직하게, 클러스터의 이웃 기지국의 하나 이상의 기지국들은 모바일 유닛들과의 통신을 위해 이용된 빔 서브세트의 시퀀스 변경을 시그널링함으로써 이웃 기지국들에 통지한다. 예를 들면, 빔 서브세트의 시퀀스 변경을 시그널링하기 위해 짧은 고정된 신호 펄스 또는 트리거 신호가 이용된다. 빔 서브세트의 시퀀스 변경을 시그널링하기 위해 백홀을 통해 기지국간 통신을 이용하는 것이 가능하다. 그러므로, 셀간 간섭 및/또는 셀내 공간적 간섭을 예측하는 것이 가능하다. 모바일 유닛들 및/또는 클러스터의 이웃 기지국들의 기지국들은 미리 필터 기술을 선택할 수 있다. 간섭하는 기지국들의 송신 가중치들이 이제 고정된 빔 패턴 시퀀스에 기초하여 공지되기 때문에, 셀간 및/또는 셀내 공간적 간섭을 제거하기 위해 필터 기술이 적용될 수 있다. 이것은 예를 들면, 소위 최적 조합 수신기로서, 공간 간섭 억제를 위해 채널들의 MMSE 원리 및 2차 통계적 지식을 이용하는 선형 수신기에서 이용될 수 있다. 즉, 클러스터의 이웃 기지국들의 기지국들이 모바일 유닛들과의 통신을 위해 이용된 빔 서브세트들을 빔 패턴 시퀀스 내에서 동기적으로 변경하는 것이 가능하다. 기지국들 사이의 시간 동기화에 의해 및 이용된 빔 패턴 시퀀스를 시그널링함으로써, 하나의 빔 패턴 시퀀스로부터 또 다른 빔 패턴 시퀀스로의 간섭 상황은 빔 패턴 시퀀스들이 주기적 시퀀스이거나 순환적 시퀀스의 빔 서브세트들이기 때문에, 실제적으로 반복한다. 그러므로, 도래할 신호 대 간섭 비(Signal to Interference Ratio; SIR) 또는 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio; SINR)를 알 수 있게 되고/알 수 있게 되거나 이전 빔 패턴 시퀀스로부터 지난 시간 인스턴트들(instants)의 피드백 시그널링에 의해 각 시간 인스턴스 동안 기지국 및/또는 모바일 유닛에서 매우 정확하게 예측될 수 있다. 클러스터의 이웃 기지국의 이웃 기지국들 사이의 정확한 주파수 선택적 스케줄링 및 링크 적응이 가능하다. 또한, 모바일 유닛 측에서의 수신기는 또한 간섭의 공간적 속성들을 정확히 알게 되는 이점을 갖는다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 트리거 기지국은 셀의 섹터에 대해 적용된 빔 패턴을 변경하고 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들의 더 많은 상이한 빔 패턴 시퀀스들을 각각의 섹터에 대해 순차적으로 적용하기 위해 트리거 기지국의 안테나 유닛을 제어한다. 그 다음, 트리거 기지국은 트리거 기지국의 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스들에 대한 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하기 위해 이웃 기지국들의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들을 트리거링한다. 제 2 방식에 따라서, 트리거 기지국은 한 세트의 직교 파일럿 신호들을 전송하기 위해 트리거 기지국의 안테나 유닛을 제어한다. 또한, 트리거 기지국들은 수신된 파일럿 신호 및 2개 이상의 빔 패턴 시퀀스들에 대한 빔 서브세트들의 안테나 가중치들의 지식에 기초하여 하나 이상의 신호 품질 파라미터를 계산하기 위해 이웃 기지국들의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들을 트리거링한다. 제 2 방식에 따라서, 섹터에 대해 적용된 실제 빔 패턴 시퀀스들을 변경하는 것은 더 이상 필요하지 않지만, 각각의 빔 패턴 시퀀스에 할당된 빔 서브세트의 안테나 가중치들 및 수신된 파일럿 신호의 평가에 기초하여 빔 패턴 시퀀스들로부터 비롯되는 신호 품질을 시뮬레이트(simulate)하는 것만이 필요하다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법에서, 트리거 기지국에 의해 적용된 새로운 빔 패턴 시퀀스는 클러스터의 이웃 기지국들의 하나 이상의 기지국들에 시그널링된다. 바람직하게, 트리거 기지국은 이의 섹터들에 대해 적용된 새로운 빔 패턴 시퀀스를 클러스터의 이웃 기지국들의 하나 이상의 기지국들에 시그널링한다. 이것은 기지국들이 새로운 빔 패턴 시퀀스를 그들의 하나 이상의 연관된 모바일 유닛들에 전달함을 의미한다. 이것은 모바일 유닛들에 의해 도래되는 SIR 또는 SINR의 개선된 예측을 할 수 있게 하는 것으로, 이것은 통신에서 서비스 품질을 개선하기 위해 필터 기술들을 선택하고 적용하기 위해 이용될 수 있다.
특히, 연관된 모바일 유닛들은 이웃 기지국들의 클러스터에 위치되는 모바일 유닛들이다.
바람직하게, 모바일 셀룰러 네트워크의 셀은 하나 이상의 섹터들을 포함한다. 섹터들은 셀을 완전히 커버(cover)할 수 있다. 바람직하게, 기지국은 모바일 셀룰러 네트워크의 그의 할당된 셀의 각 섹터에 대해 동일 빔 패턴 시퀀스를 이용한다. 각 셀에 대해 동일 빔 패턴 시퀀스의 이용은 도래되는 셀내 공간 간섭을 감소시킨다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 클러스터의 이웃 기지국의 각각의 기지국은 한 세트의 2개 이상의 빔 서브세트들을 이용한다. 각각의 빔 서브세트는 각각의 빔 서브세트의 빔들 사이의 셀내 공간적 간섭을 최소화하기 위해 한 그룹의 또는 한 세트의, 바람직하게는 미리 규정된, 이용가능한 빔들로부터 선택된 2개 이상의 빔들을 포함한다. 그러므로, 클러스터의 이웃 기지국들의 각각의 기지국은 공간 분할 다중 액세스(Space Division Multiple Access; SDMA)에 기초하여 빔 서브세트들을 규정할 수 있다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법에서, 클러스터의 이웃 기지국들의 각각의 기지국은 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들을 이용한다. 각각의 빔 패턴 시퀀스는 클러스터의 이웃 기지국들의 각각의 기지국에 의해 서빙된 시 분할 멀티플렉스를 통해 모바일 유닛들과의 통신하기 위해 이용된 다수의 시간 슬롯들에 대응하는 다수의 연속적인 빔 서브세트들을 포함한다. 연속적인 빔 서브세트들 중 하나가 클러스터의 이웃 기지국들의 각각의 기지국에 의해 서빙된 모바일 유닛들과 시 분할 멀티플렉스를 통한 통신을 위해 이용된 하나의 시간 슬롯에 동등하게 대응하는 것이 가능하다. 또한, 빔 서브세트들의 수보다 많은 시간 슬롯들이 이용가능할 때의 경우들에 있어서 클러스터의 이웃 기지국들의 각각의 기지국에 의해 서빙된 모바일 유닛들과 시 분할 멀티플렉스를 통한 통신을 위해 이용된 2개 이상의 시간 슬롯들에 연속적인 빔 서브세트들의 수가 대응하는 것이 가능하다. 이 경우에, 각각의 기지국의 리소스들은 효율적으로 이용된다. 그러므로, 하나 이상의 모바일 유닛들에 시 분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access; TDMA)을 제공하는 것이 가능하다. 공간 차원에서 시간-주파수-코드 다중 액세스 리소스를 재이용함으로써 총 셀 처리량을 증가시키는 것이 가능하다. 빔 서브세트들 및 대응하는 빔 패턴 시퀀스들의 구조에 의해, 공간 간섭은 감소 또는 제거될 수 있다. 또한, TDMA가 빔 패턴 시퀀스들에 대해 적용된다면, 즉 상이한 모바일 유닛들이 각각의 상이한 시간 슬롯들에 할당된다면, 기지국에 의해 서빙된 모바일 유닛들의 량이 증가될 수 있다. 연속적인 시간 윈도우들에서 이들 고정된 빔들의 상이한 서브세트들이 이용된다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법에서, 각각의 빔 서브세트의 각각의 빔은 주파수 분할 멀티플렉싱(예를 들면, 하나 또는 몇 개의 OFDM 부반송파들의 주파수 리소스를 이용함으로써) 또는 코드 분할 다중 액세스에 기초하여 동일 시간 슬롯에서 2개 이상의 모바일 유닛들과의 통신하기 위해 이용된다. 그러므로, 클러스터의 이웃 기지국들의 각각의 기지국은 주파수 분할 다중 액세스(frequency division multiple access; FDMA), 직교 주파수 분할 멀티플렉스(orthogonal frequency division multiplex; OFDM) 또는 코드 분할 다중 액세스(code division multiple access; CDMA)에 기초하여 빔 서브세트들을 규정하는 것이 가능하다. OFDM 또는 CDMA에 의해 셀 처리량은 본 발명의 전술한 바람직한 일 실시예에 관하여 더욱 증가될 수 있다.
어떤 클러스터의 이웃 기지국들의, 이용가능할 수 있는 것인 시간 동기화가 예를 들면, OFDM 심볼 레벨에서 OFDM 시스템들을 위해 이용될 수 있고, 모든 수신된 신호들의 시간 지연들은 순환 프리픽스(cyclic prefix) 내에 있다. 각각의 기지국은 모바일 유닛들과의 통신하기 위해 이용된 복수 빔들의 빔 서브세트의 빔 패턴 시퀀스를 이용할 수 있고, 그럼으로써 빔 패턴 시퀀스들은 순환적으로 반복된다. 클러스터의 이웃 기지국들의 이웃 기지국들 및 모바일 유닛들은 시그널링을 통해 서로의 빔 패턴 시퀀스를 알 수 있고 이 알게 된 바를 채널 품질 표시자(Channel Quality Indicator; CQI) 측정들, 링크 적응 및 간섭 억제를 위해 이용할 수 있다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법에서, 트리거 기지국은 한 시퀀스의 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들에 관해 이웃 기지국들에 통지한다. 이들 빔 패턴 시퀀스들은 셀의 각각의 섹터에 대해 적용될 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 선택된다. 이웃 기지국들은 셀의 각각의 섹터에 대해 적용된 빔 패턴 시퀀스들 각각에 계산된 신호 품질 파라미터들 각각을 할당하기 위해 2개 이상의 연관된 모바일 유닛들에 상기 시퀀스의 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들에 관한 정보를 전송한다. 그러므로, 방법은 간섭에 관한 특정 정보 및/또는 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들의 특정 빔 패턴 시퀀스들에 관한 신호 품질 파라미터들을 제공할 수 있다. 각각의 기지국 및 각각의 모바일 유닛은 인덱스(index)된 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들을 리스트한 표를 포함한다. 모바일 셀룰러 네트워크의 관리(administration)를 위해 이용된 대역폭을 감소시키는 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들의 시퀀스에 대응하는 순차적 순서로 각각의 인덱스들을 시그널링하는 것만이 필요하다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법에서, 트리거 기지국은 하나 이상의 유형들의 신호 품질 파라미터들에 관해 이웃 기지국들에 통지한다. 하나 이상의 유형들의 신호 품질 파라미터들은 각각의 기지국에 연관된 모바일 유닛들에 의해 계산되어야 한다. 이웃 기지국들은 하나 이상의 유형들의 신호 품질 파라미터들을 계산하기 위해 하나 이상의 연관된 모바일 유닛들을 트리거링한다. 바람직하게, 하나 이상의 유형들의 신호 품질 파라미터들은 신호 대 간섭 비, 즉 SIR, 또는 신호 대 간섭 및 잡음 비, 즉 SINR이다. 그러므로, 클러스터의 이웃 기지국들의 모든 이웃 기지국들은 하나 이상의 신호 품질 파라미터들의 계산을 위해 이웃 기지국들의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들에 하나 이상의 유형들의 신호 품질 파라미터들을 전달한다.
방법은 상이한 모바일 유닛들의 스케줄링에 기인하여 빔 형성의 빠르게 변하는 가중치들에 의해 야기된 간섭이 강하게 변동하는 고 동적 시스템에서 간섭을 예측함으로써 정밀한 채널 품질 측정들을 달성할 수 있고/달성할 수 있거나 SIR 또는 SINR과 같은, 신호 품질 파라미터들을 계산할 수 있다. 그러므로, 전송 형식들의 더 정밀한 선택이 가능하다. 이것은 시퀀스의 빔 패턴 시퀀스들을 알고 있기 때문에, 간섭하는 기지국들의 모든 송신 가중치들을 안다는 사실에 기인한다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법에서, 이웃 기지국들의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들은 트리거 기지국의 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스들에 대한 하나 이상의 신호 품질 파라미터들의 계산의 결과를 클러스터의 이웃 기지국들의 그들 각각의 기지국에 전송한다. 기지국들, 즉 클러스터의 이웃 기지국들의 이웃 기지국들은 하나 이상의 신호 품질 파라미터들의 수신된 계산의 결과들을 트리거 기지국에 전달한다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법에서, 트리거 기지국은 이웃 기지국들의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들에 의해 계산된 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 수신한다. 대안적으로, 계산된 하나 이상의 신호 품질 파라미터들 대신에, 하나 이상의 모바일 유닛들은 바람직한 빔 패턴 시퀀스를 신호 품질 파라미터들로서 시그널링하는 것이 가능하다. 트리거 기지국은 수신된 하나 이상의 신호 품질 파라미터를 세트의 미리 규정된 빔 패턴 시퀀스들의 최적의 빔 패턴 시퀀스를 리턴하는 평가 함수에 의해 평가한다. 트리거 기지국은 수신된 하나 이상의 계산된 신호 품질 파라미터들의 평가 함수, 바람직하게는 가중된 합을 최적화하는 빔 패턴 시퀀스를 선택할 수 있다.
또한, 수신된 하나 이상의 계산된 신호 품질 파라미터들은 바람직한 빔 패턴 시퀀스들인 것이 가능하다. 이 경우, 모바일 유닛들은 그들의 바람직빔 패턴 시퀀스에 대해 보우트들(votes)에 의해 보우트할 수 있다. 트리거 기지국은 모바일 유닛들의 바람직한 빔 패턴 시퀀스들의 보우트들을 합산할 수 있고 트리거 기지국들은 모바일 유닛들에 의해 과반수 보우트들을 획득한 빔 패턴 시퀀스를 선택할 수 있다.
본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라, 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 최적의 빔 패턴 시퀀스의 선택 및 적용 후에, 트리거 기지국의 역할이 새로운 트리거 기지국으로서 작동하는 클러스터의 다른 기지국들 중 하나에 시프트(shift)된다. 새로운 트리거 기지국들은 클러스터의 이웃 기지국들의 모든 이웃 기지국들에 그들의 빔 패턴 시퀀스들을 변경하지 않음을 통지한다. 이어서, 새로운 트리거 기지국은 자신의 각각의 섹터들에 대해 적용될 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 최적의 빔 패턴 시퀀스를 결정하기 위해 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법의 다른 단계들을 실행한다. 모바일 셀룰러 네트워크는 실제로 배치들이 좀처럼 이상적인 육각형 형상의 구조들을 제공하지 않기 때문에, 요망되는 각각의 가능한 배치에서 스스로 자체 구성할 수 있는 것이 가능하다. 빔 패턴 시퀀스들에서 변경들은 기지국들이 적응적으로 공간적 간섭 회피를 실행할 수 있게 한다. 빔 패턴 시퀀스는 등가적으로 준-정적 빔 패턴 시퀀스라고 할 수 있다. 바람직하게, 클러스터의 이웃 기지국의 각 기지국은 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 자신의 최적의 빔 패턴 시퀀스를 결정하기 위해 트리거 기지국으로서 계속적으로 또는 주기적으로 작동한다. 그러므로, 상이한 모바일 유닛 밀도들 및 모바일 유닛 분포들이 만족스러운 신호 품질 파라미터들 및/또는 대역폭을 달성하면서, 통상적 육각형 구조들에서 벗어날 수 있는 상이한 기지국 배치들에서 동작하도록 자체 구성가능한 방식으로 셀룰러 모바일 네트워크를 적응시키는 것이 가능하다.
방법은 트리거 기지국의 셀의 섹터들 중 하나 이상의 섹터들에만 적용되는 것도 가능하다. 대응적으로, 하나 이상의 빔 패턴 시퀀스들만이 트리거 기지국에 의해 최적의 빔 패턴 시퀀스로서 선택될 수 있다.
이들 뿐만 아니라, 본 발명의 추가의 특징들 및 이점들은 첨부한 도면들과 함께 취해진 본 바람직한 실시예의 다음 상세한 설명을 판독함으로써 더 잘 인식하게 될 것이다.
도 1은 2개의 상이한 빔 패턴 시퀀스들에 의해 4개의 모바일 유닛에 통신을 제공하는 안테나 유닛을 갖는 기지국의 기능도.
도 2는 육각형으로 놓여진 모바일 셀룰러 네트워크의 한 클러스터의 7개의 이웃 기지국들의 기능도.
도 3은 상대적 빔 세기를 대수적 스케일로 셀의 섹터에서의 9개의 상이한 빔들의 상대적 세기들의 각도적 분포를 나타낸 도면.
도 1은 모바일 셀룰러 네트워크의 셀의 하나의 섹터에서의 기지국(21) 및 4개의 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)을 도시한 것이다. 기지국(21)은 3개의 안테나 유닛들(212)을 포함하며 안테나 유닛들(212) 각각은 셀의 다른 섹터에 할당된다. 각각의 안테나 유닛(212)은 병렬로 배열된 4개의 동일한 선형 안테나 요소들(213)을 갖는 선형 아테나 어레이로 형성된다. 전방 안테나 유닛(212) - 다음에서 단지 안테나 유닛(212)이라고 하는 - 은 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36)에 의해 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)에 모바일 셀룰러 통신을 제공한다. 안테나 유닛(212)은 제어 유닛의 제어 하에 셀룰러 모바일 네트워크의 셀의 각각의 섹터에 대해 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36)을 적용할 수 있다. 또한, 기지국(21)의 제어 유닛은 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법을 실행하도록 구성된다.
기지국(21)의 제어 유닛은 안테나 유닛(212)의 빔 형성을 제공하고 기지국(21)을 위한 통신 기능성을 다른 기지국들 및/또는 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)에 제공하도록 구성된다. 기지국들은 한 클러스터의 이웃 기지국들의 이웃 기지국들이다. 클러스터의 이웃 기지국들의 기지국들은 코어 네트워크의 고정된 통신 라인들을 통해 클러스터의 이웃 기지국들의 다른 기지국들과 통신한다. 클러스터의 이웃 기지국들의 기지국들은 이웃 기지국들의 클러스터에 위치된 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)로의 무선 액세스를 제공한다. 기지국들에 무선으로 액세스하기 위해, 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)은 제어 유닛, 안테나 유닛, 및 안테나 유닛에 공급하는 RF 통신 유닛을 포함한다. 모바일 유닛의 제어 유닛은 모바일 유닛의 안테나 유닛을 제어하고 모바일 유닛을 위한 무선 통신 기능성을 제공한다. 또한, 모바일 유닛의 제어 유닛은 SIR, SNR(신호 대 잡음 비) 및/또는 SINR와 같은, 신호 품질 파라미터들을 계산 및/또는 측정하기 위한 기능성을 제공한다. 또한, 모바일 유닛의 제어 유닛은 모바일 유닛들 사이에 무선 통신 기능성을 제공하는 신호들을 전송, 수신 및/또는 송신하기 위한 기능성을 제공한다. 또한, 모바일 유닛의 제어 유닛은 계산된 및/또는 측정된 신호 품질 파라미터들의 신호들을 전송, 수신, 및/또는 송신하기 위한 기능성을 제공한다.
셀내 공간적 간섭을 최소화하기 위해, 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)과 통신하기 위해 이용된 빔 서브세트들은 다음과 같이 설계되는 것이 바람직하다: 각각의 빔 패턴 시퀀스는 하나의 서브세트의 빔들로 형성된다. 빔들은 기지국의 셀에 위치된 모바일 유닛들에 최적의 신호 품질을 제공하기 위해 이용된다. 서브세트의 빔들은 빔들 사이의 최소 중첩을 갖는 공간적 및 각도적 분포를 갖지만, 동시에 섹터의 커버리지를 최대화한다. n개의 선형 안테나 요소들(213)을 포함하는 안테나 유닛(212)은 근사적으로 2n 개의 상이한 빔들을 형성하기 위해 이용된다. 이들 상이한 빔들은 고정된 것으로, 즉 미리 규정된다. 바람직하게, n은 4이며 9개의 상이한 빔들이 형성된다. 9개의 빔들은 미리 규정되고 변경되지 않는다.
도 3은 9개의 상이한 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)에 대해 도(degree)(51)로 전형적인 일 바람직한 각도적 분포를 도시한 것이며 방향(52)으로 9개의 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)의 상대적 세기가 대수적(logarithmic) 스케일로 표시되었다. 이들 9개의 상이한 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)은 이들 9개의 상이한 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39) 중 두 개의 빔 사이의 셀내 공간적 간섭을 감소시키기 위해 최적으로 선택된다. 동일 시간-주파수 리소스들에서 SDMA 송신을 위한 각각의 제 3 빔만을 이용할 때, 셀내 간섭은 매크로-셀룰러 환경에서 충분히 낮게 유지된다.
도 1에서, 6개의 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36)이 안테나 유닛(212)에 의해 섹터에 대해 적용된다. 안테나 유닛(212)은 4개의 선형 안테나 요소들(213)을 갖는 선형 안테나 어레이를 제공한다. 예를 들면, 한 시퀀스의 2개의 빔 서브세트들에 의해 하나의 빔 패턴 시퀀스에 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36)을 배열하는 것이 가능하다. 이 경우, 빔 서브세트들 중 하나는 빔들(31, 33, 35)을 포함하고 다른 빔 서브세트는 빔들(32, 34, 36)을 포함한다. 도 1에서, 기지국(21)은 빔들(31, 33, 35)을 포함하는 빔 서브세트를 통해 모바일 유닛들(42, 44)에 통신을 제공하고 빔들(32, 34, 36)을 포함하는 빔 서브세트를 통해 모바일 유닛들(41, 43)에 통신을 제공한다. 2개의 빔 서브세트들은 교번적으로 반복된다.
특히, 모든 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36)이 미리 규정된다. 각각의 기지국은 이용가능한 다수의 고정된 빔들을 갖는다. 바람직하게, 셀의 각 섹터의 안테나 요소들(213)은 의도된 빔 방향들을 달성하기 위해 위상이 캘리브레이트(calibrate)된다.
도 2는 한 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)을 도시한다. 각각의 이웃 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)은 각각 셀(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)에 할당되고, 셀들 각각은 a, b, c로 또한 라벨링(labeling)된 3개의 동일 크기의 섹터들로 세분된다.
모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 본 발명의 일 바람직한 실시예에 따른 방법은 다음과 같다: 먼저, 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각의 제어 유닛에 의해 제어된 안테나 유닛들은 각각의 기지국에 의해 서빙된 셀의 각 섹터에 대해 각각의 빔 패턴 시퀀스를 적용한다. 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)은 빔 형성을 제어하고 기지국으로 하여금 이의 안테나 유닛을 제어할 수 있게 하는 방법을 실행하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛에 의해 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)은 그들의 안테나 유닛으로 빔들 및/또는 빔 패턴 시퀀스들을 그들 셀의 하나 이상의 섹터들에 적용한다. 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)은 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 다른 이웃 기지국들 및 모바일 유닛들과의 통신한다. 바람직하게, 도 2에 도시된 바와 같이, 각 셀은 3개의 섹터들로 분할된다. 3개의 섹터들은 셀을 완전히 커버한다. 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들을 형성하기 위해 빔 패턴 시퀀스들이 선택된다. 각각의 빔 시퀀스는 한 시퀀스의 빔 서브세트들, 즉 서브세트들의 빔들에 의해 규정된다. 바람직하게, 빔 패턴 시퀀스들은 자체 반복 또는 순환한다. 이들 서브세트들의 빔들은 셀내 및 셀간 간섭을 최소화하고 복수의 모바일 유닛들로의 통신을 제공하기 위해 SDMA에 및 TDMA에 기초한다. 이것은 다중-스트림 송신이 몇 개의 모바일 유닛들에 대한 하나의 섹터 내에서 동시에 다수의 고정된 빔들로 행해짐을 의미한다.
특히, 어떤 시간 윈도우 예를 들면, 하나의 송신 시간 구간(Transmission Time Interval; TTI) 동안, 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)은 동시 송신을 위해 및 모바일 유닛들에 통신을 제공하기 위해 빔 서브세트의 이들 고정된 빔들을 이용한다. 셀내 간섭을 피하기 위해 빔 서브세트들은 "비-이웃" 빔들로 형성되고, 안테나 패턴의 주 로브들(lobes) 또는 선택된 빔들의 빔 패턴 시퀀스가 어떤 충분한 거리를 갖고 있음을 의미한다.
도 3은 3개의 적합한 빔 서브세트들을 도시한다. 제 1 빔 서브세트는 빔들(31, 34, 37)을 포함한다. 제 2 빔 서브세트는 빔들(32, 35, 38)을 포함한다. 제 3 빔 서브세트는 빔들(33, 36, 39)을 포함한다. 그러므로, SDMA에 의해 몇 개의 모바일 유닛들은 빔 방향들에 의해 분리된 동일 시간-주파수-코드 리소스에 대해 동시에 서빙된다. 이들 3개의 빔 서브세트들은 작은 공간 간섭을 갖는다.
또한, 빔 패턴 시퀀스가 각각의 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 선택된다. 각각의 빔 패턴 시퀀스는 모바일 유닛들과의 통신을 위해 이용된 한 시퀀스의 빔 서브세트들을 규정한다. 즉, 연속적인 시간 슬롯들에서 이들 고정된 빔들의 상이한 서브세트들이 이용된다.
특히, 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각의 빔 패턴 시퀀스의 지속기간은 동일하다. 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각의 빔 패턴 시퀀스의 지속기간은 채널 코히런스 시간에 비해 너무 길지 않다. 이것은 어떤 시간 슬롯 내의 모든 간섭 콘스텔레이션들(interference constellations)을 대략 일정하게 유지하고 빔 패턴 시퀀스 시간 지속기간을 갖고 주기적으로 반복됨을 보장한다. 또한, 이것은 모바일 유닛에 의해 관측된 SINR이 하나의 빔 패턴 시퀀스 시간 지속기간 이후에 다시 발생할 것을 보장한다. 빔 패턴 시퀀스 시간 지속기간은 스케줄러, 즉 기지국(21)의 제어 유닛의 피드백 시그널링 지연 및 프로세싱을 위해 충분한 시간이 있게 충분히 길어야 한다. 그러므로, 하나의 빔 패턴 시퀀스 반복 이후에 링크 적응을 위한 SINR을 미리 매우 잘 아는 것이 가능하다. 이것은 스케줄링 결정이 행해질 때 전송 포맷 선택을 개선한다. 부가적으로, 수신기, 즉 기지국 또는 모바일 유닛은 예를 들면, 최적 비 조합을 이용하여, 인입하는(incoming) 간섭의 공간적 속성들을 이미 알고 있거나 이들을 예측할 수 있다. 그러므로, 인입하는 간섭을 적어도 부분적으로 제거하는 것이 가능하다.
실제적 관점에서, 모바일 셀룰러 네트워크의 처리량을 최대화하기 위해는 빔 서브세트들 및 빔 패턴 시퀀스들의 최적 선택이 중요하다. 각 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 빔 패턴 시퀀스의 최적 선택은 이용자 분포, 즉 모바일 셀룰러 네트워크 내의 모바일 유닛들의 분포에 따른다. 또한, 이것은 각 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 지리적 위치 및 장애물들, 스캐터들(scatters), 등에 관한 각 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26)의 환경의 특성들에 따른다. 이에 따라, 이러한 최적 선택은 모바일 유닛들의 분포가 모바일 셀룰러 네트워크의 각 셀에서 시간에 따라 변하기 때문에, 실제 시스템에서 미리 계산될 수 없다. 그러므로, 기지국의 안테나 유닛들에 의해 적용된 빔 패턴 시퀀스들의 선택은 자체 최적화하여야 한다.
자체-최적화는 예를 들면, 셀간 간섭을 회피하는데 적합한, 어떤 기지국(21)을 위한 빔 패턴 시퀀스의 변경을 의미한다. 고 시그널링 오버헤드(high signaling overhead)를 회피하기 위해, 빔 패턴 시퀀스들의 변경들은 수 초 정도 내에 또는 훨씬 더 긴 시간 내에 행해질 수도 있다. 이것은 모바일 유닛들의 이동에 기인한 이탈 각도 변경들을 위한 전형적인 시간 척도이다.
빔 패턴 시퀀스들은 준-정적(semi-static)이다. 바람직하게, 간단한 경우에서 모든 빔 패턴 시퀀스들은 모든 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에서 동일하다. 모든 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에서의 빔 패턴 시퀀스들은 다수의 시간 슬롯들에서 상이한 오프셋(offset)을 갖는다. 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각의 기지국(21 , 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 가능한 상이한 빔 패턴 시퀀스들을 리스트한 표를 제공하는 것이 가능하다.
그러나, 안테나 유닛(212)에 의해 기지국(21)의 섹터들에 적용된 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 최적의 빔 패턴 시퀀스의 최적 선택은 신호 품질 측정들 또는 하나 이상의 신호 품질 파라미터들의 계산을 요구한다. 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 클러스터에서, 한번에 단지 하나의 기지국만이 단순 적응 절차를 제공하기 위해 그의 빔 패턴 시퀀스를 변경할 것을 고려해야 한다. 바람직하게, 매 1 내지 10초마다 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 또 다른 기지국은 최적의 빔 패턴 시퀀스인 새로운 빔 패턴 시퀀스로 현재의 빔 패턴 시퀀스를 교체함으로써 자신의 빔 패턴 시퀀스를 개선하기 위해 하나 이상이 신호 품질 파라미터들의 계산을 트리거링하고 있다. 하나 이상의 신호 품질 파라미터들의 계산은 모바일 유닛들에 의해 실행된다. 계산을 트리거링한 기지국은 모바일 유닛들의 계산된 하나 이상의 신호 품질 파라미터들에 대응하는 이들 모바일 유닛들로부터의 결과들을 수신한다. 수신된 결과에 따라 기지국은 새로운 빔 패턴 시퀀스를 선택한다. 바람직하게, 각각의 모바일 유닛은 이의 최선의 빔 인덱스(index) 또는 최선의 빔 패턴 시퀀스를 피드백(feed back)한다. 최선의 빔 인덱스는 모든 동작 모드들에서 피드백으로서 이용가능할 수 있는 것으로 항시 가정된다. '최선의 빔 패턴 시퀀스' 피드백은 이 자체-최적화 빔 패턴 시퀀스 적응 절차가 트리거링된 경우에 요구된다. 빔 인덱스는 빔 패턴 시퀀스를 식별하기 위한 라벨이다.
또한, 적응형 스케줄링이 요망되는 경우에도 이의 시간-주파수-코드 리소스들의 SINR이 모바일 유닛에 의해 피드백된다.
자신의 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스를 변경하기를 원하는 기지국(21)을 트리거 기지국이라 한다. 트리거 기지국(21)은 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 모든 이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)에게 통지한다. 트리거 기지국은 모든 현존의 빔 패턴 시퀀스들에 대해 완전한 탐색을 트리거링하는 것이 가능하다. 바람직하게, 모든 현존의 빔 패턴 시퀀스들의 표, 즉 패턴 표가 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 하나 이상의 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 제공된 데이터베이스에 보유된다. 많은 수의 빔 패턴 시퀀스들이 이용가능한 경우에, 현존의 빔 패턴 시퀀스들의 서브세트에 대한 탐색이 실행된다.
이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)은 그들의 섹터들의 그들의 연관된 모바일 유닛들을 트리거링한다. 모바일 유닛들은 자동적으로 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스들에 대한 SINR들을 계산한다. SINR들은 주파수-선택적일 수 있다. 또한, 모바일 유닛들은 트리거 기지국(21)의 모든 잠재적 빔 패턴 시퀀스들을 고려함으로써 SINR들을 계산해야 한다. 이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)은 모바일 유닛들에 의해 계산된 결과들을 수집한다. 이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)은 트리거 기지국(21)에 이들 수집된 결과들을 전송한다. 트리거 기지국(21)은 추정된 잠재적인 최고의 처리량을 야기하는 빔 패턴 시퀀스를 - 모바일 유닛들의 SINR들을 포함하는 수신된 결과들에 기초하여 - 선택한다.
피드백 시그널링 오버헤드를 감소시키기 위해, 대안적으로 각각의 모바일 유닛은 계산된 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산 결과로서 전송하지 않지만, 그의 바람직한 빔 패턴 시퀀스만을 피드백한다. 모바일 유닛들의 계산 결과들을 그들의 각각 할당된 이웃 기지국(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해 카운트된다. 이웃 기지국(22, 23, 24, 25, 26, 27)은 상대적 대다수의 모바일 유닛들에게 유리한 이웃 기지국(22, 23, 24, 25, 26, 27)의 모바일 유닛들에 의해 선호된 빔 패턴 시퀀스를 결정 또는 선택할 수 있다. 이 선택은 이제 이웃 기지국(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해 트리거 기지국(21)에 다시 시그널링될 수 있다. 트리거 기지국(21)은 이의 바람직한 빔 패턴 시퀀스를 이웃 기지국(22, 23, 24, 25, 26, 27)과 동일한 방식으로 자신의 섹터들의 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 선택할 수 있다.
요약하여, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법은 다음과 같다: 트리거 기지국(21)으로서 작동하는, 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 기지국들의 하나는 이 클러스터의 모든 이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 통지한다. 트리거 기지국(21)은 셀(11)의 섹터들(11a, 11b, 11c)에 대해 적용된 빔 패턴 시퀀스를 변경하기 위해 트리거 기지국(21)의 안테나 유닛(212)을 제어하고, 여기는 각각의 섹터(11a, 11b, 11c)에 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들 중 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들이 순차적으로 적용된다. 트리거 기지국(21)은 트리거 기지국(21)에 의해 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스들에 대한 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하기 위해 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들을 트리거링한다.
또한, 하나 이상의 모바일 유닛들에 의해 수신된 파일럿 신호들을 평가함으로써 섹터에 대해 적용된 빔 패턴 시퀀스들의 변경에 기인한 신호 품질 파라미터를 시뮬레이트하는 것이 가능한다. 공통 파일럿들(common pilots) 및 빔 가중치들의 코드북(codebook)을 갖는 모바일 통신 시스템에서, 트리거 기지국은 이의 패턴을 변경할 필요가 없다. 모바일들은 이들 공통 파일럿들에 기초하여 로우 채널(raw channel)의 채널 추정을 행하고, 이제 상이한 대안적인 빔 패턴 시퀀스들을 테스트할 수 있다. 이것은 유효 채널을 계산함으로써 행해지며, 이것은 로우 채널 행렬 및 빔 패턴 시퀀스의 빔 서브세트로부터 대응하는 빔 인덱스의 빔 가중치 벡터와의 곱이다. 빔 가중치들은 간단히 모바일 유닛에 저장된 표로부터 판독될 수 있다. 이들 유효 채널들에 기초하여, 예를 들면, 결과적인 SINR이 추정될 수 있고, 이 SINR을 최대화하는 '빔 패턴 시퀀스'가 선택될 수 있다.
트리거 기지국(21)은 하나 이상의 계산된 신호 품질 파라미터들에 기초하여 세트의 미리 규정된 빔 패턴 시퀀스들로부터 최적의 빔 패턴 시퀀스를 선택한다. 트리거 기지국(21)의 안테나 유닛(212)은 셀(11)의 섹터들(11a, 11b, 11c) 또는 각각의 섹터에 대해 최적의 빔 패턴 시퀀스를 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 적용한다.
도 2 및 도 3에 의해 본 발명의 일 바람직한 실시예의 추가의 예가 제시된다. 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)이 각각 셀(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)에 할당된다. 각각의 셀(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)은 추가적인 라벨(a, b, c)로 나타낸 3개의 섹터들을 포함한다. 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각은 4-요소 선형 어레이로서 형성된 안테나 유닛을 구비한다. 이러한 안테나 유닛으로, 사이드 로브 억제(side lobe suppression)에 대한 테이퍼링(tapering)을 포함하는, 9개의 상이한 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)이 도 3에 따라 형성된다.
이들 9개의 빔들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)로, 3개의 빔들을 각각 포함하는 3개의 서브세트들이 형성된다. 3개의 빔들을 포함하는 각각의 서브세트는 표 1에 따라, 빔 패턴 시퀀스를 형성한다.
표 1은 각각 할당된 3개의 빔들을 갖는 3개의 서브세트들을 도시한다.
서브세트 인덱스 빔
1 31 + 34 + 37
2 32 + 35 + 38
3 33 + 36 + 39
표 2는 이들 서브세트들의 시간적 순서에서 벗어나 형성될 수 있는 6개의 상이한 빔 패턴 시퀀스들을 도시한다.
패턴 인덱스 서브세트 인덱스
1 1, 2, 3
2 1, 3, 2
3 2, 3, 1
4 2, 1, 3
5 3, 1, 2
6 3, 2, 1
예를 들면, 패턴 인덱스 2는 빔들(31, 34, 37)을 포함하는 서브세트 1, 이어서 빔들(33, 36, 39)을 포함하는 서브세트 3, 추가로 이어서 빔들(32, 35, 36)을 포함하는 서브세트 2의 빔들을 순차적으로 적용하는 것으로서 판독하고 그 다음, 서브세트 1로 시작하는 것부터 다시 시작한다.
섹터간 또는 셀간 간섭의 회피를 보장하기 위해 기지국의 모든 3개의 섹터들에서 동일 패턴 인덱스가 이용된다.
도 2는 7개의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 배치를 도시한 것이다. 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)은 신호 품질 파라미터들, 즉 이의 빔 패턴 시퀀스 파라미터들의 계산을 트리거링하기 위해 할당된 상이한 시간을 갖는다. 예를 들면, 기지국(21)은 시간(t)에서 시작하고 이의 다음 측정들을 시간(t+7, t+14, 등)에서 트리거링한다. 기지국(22)은 이의 측정들을 시간(t+1, t+8, t+15, 등)에서 트리거링한다. 이제, 이 기본적인 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)은 더 큰 영역들에 대해서 및/또는 7개 이상의 기지국들을 제공하는 모바일 셀룰러 네트워크들에 대해 반복될 수 있다.
모바일 셀룰러 네트워크는 초기에는 패턴 인덱스 1을 갖는 빔 패턴 시퀀스를 이용하는 모든 기지국들로 시작한다. 시간(t)에서 기지국(21)은 패턴 측정들, 즉 하나 이상의 신호 품질 파라미터들의 계산을 트리거링하기 시작한다. 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 할당된 모든 모바일 유닛들은 기지국(21)이 패턴 인덱스들(1 내지 6)을 이용하고 있다는 가정하에서 6개의 추가의 SINR 값들을 계산해야 한다. 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 추정된 합 처리량에서 전체적으로 최상의 결과를 제공하는 패턴 인덱스를 갖는 빔 패턴 시퀀스가 기지국(21)에 의해 최적의 빔 패턴 시퀀스로서 선택된다. 기지국(21)은 대응하는 패턴으로 스위칭한다. 마지막으로, 기지국(21)의 새로운 패턴은 모든 추가의 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 시그널링된다. 이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)은 그들의 연관된 모바일 유닛들에게 빔 패턴 시퀀스의 변경을 통지한다.
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17: 셀
21, 22, 23, 24, 25, 26, 27: 기지국
41, 42, 43, 44: 모바일 유닛 212: 안테나 유닛
213: 선형 안테나 요소

Claims (12)

  1. 모바일 셀룰러 네트워크(mobile cellular network)에서 빔 형성(beam forming)을 제어하는 방법에 있어서,
    한 클러스터(cluster)의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 안테나 유닛들(212)에 의해, 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해 서빙(serving)된 셀(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)의 각 섹터(11a, 11b, 11c, 12a, 12b, 12c, 13a, 13b, 13c, 14a, 14b, 14c, 15a, 15b, 15c, 16a, 16b, 16c, 17a, 17b, 17c)에 대해 각각의 빔 패턴 시퀀스를 적용하는 단계로서, 상기 빔 패턴 시퀀스는 각각의 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 선택되고 각각의 빔 패턴 시퀀스는 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)과의 통신을 위해 이용된 한 시퀀스의 빔 서브세트들(beam subsets)을 규정하는, 상기 각각의 빔 패턴 시퀀스 적용 단계,
    트리거 기지국으로서 작동하는 상기 클러스터의 기지국들 중 하나(21)에 의해, 상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 모든 이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 그들의 빔 패턴 시퀀스를 변경하지 않음을 통지하는 단계,
    상기 트리거 기지국(21)에 의해, 각각의 셀(11)의 섹터들(11a, 11b, 11c)에 대해 적용된 빔 패턴 시퀀스를 변경하고 각각의 섹터(11a, 11b, 11c)에 대해 상기 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들 중 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들을 순차적으로 적용하거나 한 세트의 직교 파일럿 신호들을 전송하기 위해 상기 트리거 기지국(21)의 안테나 유닛(212)을 제어하는 단계,
    상기 트리거 기지국(21)에 의해, 상기 트리거 기지국(21)의 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스들에 대한 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하거나, 상기 수신된 파일럿 신호들 및 2개 이상의 빔 패턴 시퀀스들에 대한 상기 빔 서브세트들의 안테나 가중치들의 지식(knowledge)에 기초하여 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하기 위해 상기 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)을 트리거링하는 단계,
    상기 트리거 기지국(21)에 의해, 상기 하나 이상의 계산된 신호 품질 파라미터들에 기초하여 상기 세트의 미리 규정된 빔 패턴 시퀀스들로부터 상기 모바일 셀룰러 네트워크의 이웃 셀들의 모바일 유닛들에 대한 간섭을 최소화하고 처리량을 최대화하는 최적의 빔 패턴 시퀀스를 선택하는 단계, 및
    상기 트리거 기지국(21)의 안테나 유닛(212)에 의해, 상기 최적의 빔 패턴 시퀀스를 상기 각각의 섹터(11a, 11b, 11c)에 대한 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 적용하는 단계를 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) 사이의 상기 빔 서브세트들의 시퀀스 변경을 동기화하기 위해 상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)과의 통신을 위해 이용된 상기 빔 서브세트들의 시퀀스 변경에 관하여 통지하는 단계를 더 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리거 기지국(21)에 의해 적용된 상기 새로운 빔 패턴 시퀀스를 상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 하나 이상의 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 시그널링(signaling)하는 단계, 및 상기 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해, 그들의 하나 이상의 연관된 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)에 상기 새로운 빔 패턴 시퀀스를 전달하는 단계를 더 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해, 한 세트의 2개 이상의 빔 서브세트들을 이용하는 단계를 더 포함하고, 각각의 빔 서브세트는 각각의 빔 서브세트의 빔들 사이의 셀내 공간적 간섭을 최소화하기 위해 한 그룹의 이용가능한 빔들로부터 선택된 2개 이상의 빔들을 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해, 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들을 이용하는 단계를 더 포함하고, 각각의 빔 패턴 시퀀스는 상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해 서빙된 모바일 유닛들과의 시 분할 멀티플렉스(time division multiplex)를 통한 통신을 위해 이용된 다수의 시간 슬롯들에 대응하는 다수의 연속적인 빔 서브세트들을 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    직교 주파수 분할 멀티플렉스 또는 코드 분할 다중 액세스에 기초하여 동일 시간 슬롯에서 2개 이상의 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)과 통신하기 위해 각각의 빔 서브세트의 각각의 빔을 이용하는 단계를 더 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리거 기지국(21)에 의해, 상기 셀(11)의 각각의 섹터(11a, 11b, 11c)에 적용될 상기 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 선택된 상기 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들의 시퀀스에 관하여 이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 통지하는 단계, 및
    상기 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해, 상기 셀(11)의 각각의 섹터(11a, 11b, 11c)에 대해 적용된 상기 빔 패턴 시퀀스들의 각각의 시퀀스에 상기 계산된 신호 품질 파라미터들 각각을 할당하기 위해, 상기 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들의 시퀀스에 관한 정보를 2개 이상의 연관된 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)에 전송하는 단계를 더 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리거 기지국(21)에 의해, 상기 각각의 기지국(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 연관된 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)에 의해 계산되어야 하는 하나 이상의 유형들의 신호 품질 파라미터들에 관하여 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 통지하는 단계, 및
    상기 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해, 상기 하나 이상의 유형들의 신호 품질 파라미터들을 계산하기 위해 하나 이상의 연관된 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)을 트리거링하는 단계를 더 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 클러스터에 위치된 상기 하나 이상의 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)에 의해, 상기 트리거 기지국(21)의 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스들에 대한 상기 하나 이상의 신호 품질 파라미터들의 계산의 결과를 상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 그들의 각각의 기지국(21 , 22, 23, 24, 25, 26, 27)에 전송하는 단계, 및
    상기 이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 의해, 상기 하나 이상의 신호 품질 파라미터들의 수신된 계산의 결과들을 상기 트리거 기지국(21)에 전달하는 단계를 더 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리거 기지국(21)에 의해, 상기 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 클러스터에 위치된 상기 하나 이상의 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)에 의해 계산된 상기 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 수신하는 단계, 및
    상기 트리거 기지국에 의해, 상기 미리 규정된 빔 패턴 시퀀스들의 세트의 최적의 빔 패턴 시퀀스를 리턴(return)하는 평가 함수에 의해 상기 수신된 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 평가하는 단계를 더 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    새로운 빔 패턴 시퀀스로서 상기 최적의 빔 패턴 시퀀스의 선택 및 적용 후에, 새로운 트리거 기지국으로서 작동하는 상기 클러스터의 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) 중 하나에 의해, 상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 모든 이웃 기지국(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 그들의 빔 패턴 시퀀스들을 변경하지 않음을 통지하는 단계를 더 포함하는, 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법.
  12. 모바일 셀룰러 네트워크에서 트리거 기지국으로서 작동하는 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 하나의 기지국(21)에 있어서,
    빔 형성을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 기지국(21)에 의해 서빙된 셀(11)의 각각의 섹터(11a, 11b, 11c)에 대해 빔 패턴 시퀀스를 적용하기 위해 상기 기지국(21)의 안테나 유닛(212)을 제어하고, 여기서, 상기 빔 패턴 시퀀스는 각각의 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들로부터 선택되고 각각의 빔 패턴 시퀀스는 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)과의 통신을 위해 이용된 한 시퀀스의 빔 서브세트들을 규정하며,
    상기 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 모든 이웃 기지국들(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 그들의 빔 패턴 시퀀스를 변경하지 않음을 통지하고,
    상기 셀(11)의 섹터들(11a, 11b, 11c)에 대해 적용된 상기 빔 패턴 시퀀스를 변경하고 상기 각각의 섹터(11a, 11b, 11c)에 상기 미리 규정된 세트의 빔 패턴 시퀀스들 중 2개 이상의 상이한 빔 패턴 시퀀스들을 순차적으로 적용하거나, 한 세트의 직교 파일럿 신호들을 전송하기 위해 상기 기지국(21)의 안테나 유닛(212)을 제어하고,
    상기 기지국(21)의 현재 적용된 빔 패턴 시퀀스들에 대한 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하거나, 상기 수신된 파일럿 신호들 및 2개 이상의 빔 패턴 시퀀스들에 대한 상기 빔 서브세트들의 안테나 가중치들의 지식에 기초하여 하나 이상의 신호 품질 파라미터들을 계산하기 위해 상기 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 클러스터에 위치된 하나 이상의 모바일 유닛들(41, 42, 43, 44)을 트리거링하고,
    상기 하나 이상의 계산된 신호 품질 파라미터들에 기초하여 상기 세트의 미리 규정된 빔 패턴 시퀀스들로부터 상기 모바일 셀룰러 네트워크의 이웃 셀들의 모바일 유닛들에 대한 간섭을 최소화하고 처리량을 최대화하는 최적의 빔 패턴 시퀀스를 선택하고,
    상기 최적의 빔 패턴 시퀀스를 상기 각각의 섹터(11a, 11b, 11c)에 대한 새로운 빔 패턴 시퀀스로서 적용하기 위해 상기 기지국(21)의 안테나 유닛(212)을 제어하도록 구성된, 모바일 셀룰러 네트워크에서 트리거 기지국으로서 작동하는 클러스터의 이웃 기지국들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)의 하나의 기지국.
KR1020107025136A 2008-05-30 2009-04-08 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법 및 이를 제어하기 위한 기지국 KR101136788B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08290502.7 2008-05-30
EP08290502A EP2129173B1 (en) 2008-05-30 2008-05-30 Method and base station for controlling beam forming in a mobile cellular network
PCT/EP2009/054241 WO2009144074A1 (en) 2008-05-30 2009-04-08 Method of and base station for controlling beam forming in a mobile cellular network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100132071A KR20100132071A (ko) 2010-12-16
KR101136788B1 true KR101136788B1 (ko) 2012-04-19

Family

ID=40090156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107025136A KR101136788B1 (ko) 2008-05-30 2009-04-08 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법 및 이를 제어하기 위한 기지국

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8055303B2 (ko)
EP (1) EP2129173B1 (ko)
JP (1) JP4975885B2 (ko)
KR (1) KR101136788B1 (ko)
CN (1) CN101594620B (ko)
AT (1) ATE517526T1 (ko)
WO (1) WO2009144074A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015093892A1 (ko) * 2013-12-20 2015-06-25 삼성전자주식회사 빔포밍 시스템에서 단말의 셀 탐색을 위한 방법 및 장치

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8385939B2 (en) * 2006-08-15 2013-02-26 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for scheduling resources and avoiding interference in a multi-cellular wireless communication system
KR100912506B1 (ko) * 2007-08-28 2009-08-17 한국전자통신연구원 기지국 송수신 안테나 및 그의 운용 방법
US8111655B2 (en) * 2008-08-28 2012-02-07 Airhop Communications, Inc. System and method of base station performance enhancement using coordinated antenna array
US20110009105A1 (en) * 2009-07-13 2011-01-13 Jungwoo Lee Self-organizing networks using directional beam antennas
JP5310401B2 (ja) * 2009-09-01 2013-10-09 富士通株式会社 基地局、通信システムおよび通信方法
JP4896196B2 (ja) * 2009-10-01 2012-03-14 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 協調送信方法、協調送信システム、集約局及び無線基地局
BR112012007063B1 (pt) * 2009-10-01 2021-05-04 Nokia Solutions And Networks Oy um método e aparelho para controlar programação
CN102612832B (zh) * 2009-12-09 2016-04-20 翔跃通信公司 利用协调天线阵列增强基站性能的系统和方法
US8694012B2 (en) * 2010-02-01 2014-04-08 Intel Mobile Communications GmbH Method and apparatuses for two or more neighboring wireless network devices accessing a plurality of radio resources
CN102196582B (zh) * 2010-03-17 2014-04-30 中兴通讯股份有限公司 多输入多输出波束赋形系统的下行资源调度方法及发送端
JP5073021B2 (ja) * 2010-07-28 2012-11-14 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ クラスタ内協調及びクラスタ間干渉回避方法、無線通信システム、集約局及び無線基地局
EP2647142B1 (en) 2010-11-29 2018-05-16 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Measuring signal interference using user equipment measurements
CN102264078B (zh) * 2011-08-01 2013-07-31 西安交通大学 无线局域网基础结构模式中隐藏终端现象的处理方法
WO2013028187A1 (en) 2011-08-24 2013-02-28 Empire Technology Development Llc Network coverage by cycling through beam shape coverage configurations
US9077415B2 (en) 2011-12-19 2015-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for reference symbol transmission in an OFDM system
US9478857B2 (en) * 2012-03-02 2016-10-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for controlling adaptive beamforming gain in wireless communication system
KR101655924B1 (ko) 2012-03-07 2016-09-08 엘지전자 주식회사 무선 접속 시스템에서 계층적 빔 포밍 방법 및 이를 위한 장치
US9491755B2 (en) * 2012-03-09 2016-11-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and apparatus to transmit and receive synchronization signals in a mobile communication system
EP2639970A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-18 Thomson Licensing Method of, and apparatus for, controlling a wireless connection in a MIMO system using multi-sector directional antennas
CN103369545B (zh) * 2012-03-29 2016-08-17 国际商业机器公司 一种在无线网络中划分协作区域的方法和装置
US10028295B2 (en) 2012-03-29 2018-07-17 Nokia Solutions And Networks Oy Method and an apparatus to control scheduling
US9215622B1 (en) * 2012-07-30 2015-12-15 GoNet Systems Ltd. Method and systems for associating wireless transmission with directions-of-arrival thereof
US10014920B2 (en) 2012-09-12 2018-07-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method in a network node, method in a user equipment, a network node and a user equipment for selecting a beam candidate
US9774416B2 (en) * 2013-01-25 2017-09-26 Ntt Docomo, Inc. Mobile communication terminal
WO2014158226A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 Intel Corporation Techniques for beamforming to mitigate multi-user leakage and interference
KR101401323B1 (ko) * 2013-04-01 2014-05-29 서강대학교산학협력단 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법
KR102180959B1 (ko) 2013-12-09 2020-11-19 삼성전자주식회사 무선통신 시스템의 빔 스위핑 패턴 조정 방법 및 장치
US9503913B2 (en) 2014-02-05 2016-11-22 Alcatel Lucent Distributed generation of slow-fading post-coding vectors for LSAS communication networks and the like
EP2905984B1 (en) * 2014-02-06 2019-12-25 Nokia Solutions and Networks Oy Interference reduction
US9859972B2 (en) 2014-02-17 2018-01-02 Ubiqomm Llc Broadband access to mobile platforms using drone/UAV background
US9425929B2 (en) 2014-06-26 2016-08-23 Alcatel Lucent Wireless communication with suppression of inter-cell interference in large-scale antenna systems
CN111884686B (zh) * 2014-07-15 2022-06-17 鲁库斯无线公司 用于减少干扰的天线辐射图案选择
EP3172922B1 (en) * 2014-07-25 2018-10-24 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Beam set operation in a wireless network node
US10349414B2 (en) * 2014-09-08 2019-07-09 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Scheduled transmission in cellular communications networks
MY192923A (en) * 2014-10-08 2022-09-15 Ericsson Telefon Ab L M Mobility synchronization measurements
US9571180B2 (en) 2014-10-16 2017-02-14 Ubiqomm Llc Unmanned aerial vehicle (UAV) beam forming and pointing toward ground coverage area cells for broadband access
US9712228B2 (en) 2014-11-06 2017-07-18 Ubiqomm Llc Beam forming and pointing in a network of unmanned aerial vehicles (UAVs) for broadband access
GB2532067A (en) * 2014-11-07 2016-05-11 Nec Corp Communication system
EP3276853B1 (en) * 2015-03-27 2019-09-18 Panasonic Corporation Wireless communication apparatus and wireless communication control method
US9590720B2 (en) 2015-05-13 2017-03-07 Ubiqomm Llc Ground terminal and gateway beam pointing toward an unmanned aerial vehicle (UAV) for network access
US9660718B2 (en) 2015-05-13 2017-05-23 Ubiqomm, LLC Ground terminal and UAV beam pointing in an unmanned aerial vehicle (UAV) for network access
GB2538772B (en) * 2015-05-28 2018-12-19 Samsung Electronics Co Ltd Beam scheduling
US10075852B2 (en) * 2015-05-28 2018-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for scheduling beam scheduling in wireless communications network
KR102310974B1 (ko) * 2015-07-08 2021-10-12 삼성전자주식회사 전이중 통신 시스템에서 자기 간섭 제거 방법 및 장치
CN105227224B (zh) * 2015-10-14 2018-06-26 西安交通大学 3d-mimo系统中基于最小slnr最大准则的分布式干扰协调方法
US9853713B2 (en) 2016-05-06 2017-12-26 Ubiqomm Llc Unmanned aerial vehicle (UAV) beam pointing and data rate optimization for high throughput broadband access
US10651899B2 (en) 2016-05-26 2020-05-12 Qualcomm Incorporated System and method for beam switching and reporting
US10917158B2 (en) * 2016-05-26 2021-02-09 Qualcomm Incorporated System and method for beam switching and reporting
US10425138B2 (en) 2016-05-26 2019-09-24 Qualcomm Incorporated System and method for beam switching and reporting
US10541741B2 (en) * 2016-05-26 2020-01-21 Qualcomm Incorporated System and method for beam switching and reporting
US10181891B2 (en) 2016-05-26 2019-01-15 Qualcomm Incorporated System and method for beam switching and reporting
US10498406B2 (en) 2016-05-26 2019-12-03 Qualcomm Incorporated System and method for beam switching and reporting
US10631299B2 (en) 2016-09-08 2020-04-21 Qualcomm Incorporated Transmission scheme management for common channels in NR
CN108282813B (zh) * 2017-01-06 2021-10-01 展讯通信（上海）有限公司 测量报告触发方法、装置及用户设备
US10763937B2 (en) * 2017-01-23 2020-09-01 Mitsubishi Electric Corporation Base station, mobile station, and communication method
EP3574673A4 (en) * 2017-05-09 2020-09-23 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA
US10686511B2 (en) * 2017-06-23 2020-06-16 Facebook, Inc. Simultaneous communication through multiple beams of a wireless node
US10305580B1 (en) * 2018-02-06 2019-05-28 Hughes Network Systems, Llc Systems and methods for frequency reuse for multi-beam satellite downlinks
KR102455635B1 (ko) * 2018-05-25 2022-10-17 삼성전자주식회사 오브젝트 방향 결정 방법 및 장치
US10382973B1 (en) 2018-08-31 2019-08-13 Cisco Technology, Inc. Wireless beamforming optimization using client location information
WO2020087441A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-07 Nokia Shanghai Bell Co., Ltd. Beam pattern exchange for positioning reference signal measurement
US10701681B1 (en) 2019-03-29 2020-06-30 At&T Intellectual Property I, L.P. Coordinated beam forming for 5G or other next generation network
US11363470B1 (en) * 2019-08-30 2022-06-14 T-Mobile Innovations Llc Systems and methods for beam sweeping optimization based on a service threshold
JP2022116538A (ja) * 2021-01-29 2022-08-10 富士通株式会社 無線通信装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020098873A1 (en) 2000-09-11 2002-07-25 Angeliki Alexiou Mobile telecommunications network with improved downlink capacity
US6697633B1 (en) * 1995-06-02 2004-02-24 Northrop Grummar Corporation Method permitting increased frequency re-use in a communication network, by recovery of transmitted information from multiple cochannel signals
US20040180670A1 (en) 2001-09-10 2004-09-16 Ashutosh Pande System of utilizing cell information to locate a wireless device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6144652A (en) * 1996-11-08 2000-11-07 Lucent Technologies Inc. TDM-based fixed wireless loop system
JP3276320B2 (ja) * 1997-09-22 2002-04-22 日本電信電話株式会社 無線データ通信方法
US6233466B1 (en) * 1998-12-14 2001-05-15 Metawave Communications Corporation Downlink beamforming using beam sweeping and subscriber feedback
US6968022B1 (en) * 1999-09-23 2005-11-22 Princeton University Method and apparatus for scheduling switched multibeam antennas in a multiple access environment
JP3975054B2 (ja) * 2000-11-09 2007-09-12 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 移動通信方法及びその装置
JP3618719B2 (ja) * 2001-02-14 2005-02-09 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 移動通信システムにおける通信制御方法及び装置
US7151755B2 (en) * 2002-08-23 2006-12-19 Navini Networks, Inc. Method and system for multi-cell interference reduction in a wireless communication system
DE60335305D1 (de) * 2003-12-22 2011-01-20 Ericsson Telefon Ab L M Verfahren zur bestimmung von sendegewichten
US20050286663A1 (en) * 2004-06-23 2005-12-29 Intel Corporation Compact feedback for closed loop MIMO systems
US8036669B2 (en) 2006-04-20 2011-10-11 Qualcomm Incorporated Orthogonal resource reuse with SDMA beams

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6697633B1 (en) * 1995-06-02 2004-02-24 Northrop Grummar Corporation Method permitting increased frequency re-use in a communication network, by recovery of transmitted information from multiple cochannel signals
US20020098873A1 (en) 2000-09-11 2002-07-25 Angeliki Alexiou Mobile telecommunications network with improved downlink capacity
US20040180670A1 (en) 2001-09-10 2004-09-16 Ashutosh Pande System of utilizing cell information to locate a wireless device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015093892A1 (ko) * 2013-12-20 2015-06-25 삼성전자주식회사 빔포밍 시스템에서 단말의 셀 탐색을 위한 방법 및 장치
US10419999B2 (en) 2013-12-20 2019-09-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for terminal cell search in beamforming system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2129173A1 (en) 2009-12-02
WO2009144074A1 (en) 2009-12-03
JP4975885B2 (ja) 2012-07-11
US8055303B2 (en) 2011-11-08
ATE517526T1 (de) 2011-08-15
CN101594620A (zh) 2009-12-02
EP2129173B1 (en) 2011-07-20
CN101594620B (zh) 2012-07-04
KR20100132071A (ko) 2010-12-16
US20090296663A1 (en) 2009-12-03
JP2011523818A (ja) 2011-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101136788B1 (ko) 모바일 셀룰러 네트워크에서 빔 형성을 제어하는 방법 및 이를 제어하기 위한 기지국
US10484071B2 (en) Method and apparatus for measuring and reporting beams in a beamforming based system
US8625631B2 (en) Method and apparatus for pilot-reuse in reciprocity-based training schemes for downlink multi-user MIMO
US8619690B2 (en) Cellular radio communication system, radio base station apparatus and radio terminal unit
US9565061B2 (en) System and method for selecting operating parameters in a communications system
JP4459906B2 (ja) 空間スケジューリングのための測定方法
EP3221978B1 (en) Masked beamforming
KR102087663B1 (ko) 무선 통신 시스템에서의 빔 성형장치 및 방법
CN104919847B (zh) 用于估计小区间干扰的用户设备和方法
US9571244B2 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication method, and wireless communication system
US20110039547A1 (en) Coordinated Beam Forming and Multi-User MIMO
US20100033374A1 (en) System and Method for Synchronized and Coordinated Beam Switching and Scheduling in a Wireless Communications System
WO2017171907A1 (en) Fixed and variable resources in wireless network
EP2416603B1 (en) Method of operating a base station and base station
EP2467965B1 (en) A method for operating a radio station in a mobile network
EP2774275B1 (en) A method and a radio base station for antenna/network reconfiguration
KR20200012813A (ko) 무선 통신 시스템에서 사이드링크 리소스에 대한 빔 센싱을 핸들링하는 방법 및 장치
US9722712B2 (en) Interference management for a distributed spatial network
WO2016155776A1 (en) Selection of a serving cell taking into consideration beamforming gains
US20120218937A1 (en) User Equipment Feedback In Support of Multiple Input Multiple Output Operations
US20160204919A1 (en) Method and Controlling Node for Controlling Radio Communication in a Cellular Network
KR20110008705A (ko) 적응적 안테나 기반 차세대 이동통신시스템에서 기지국의 동작주파수 선택방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160401

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee