KR101356897B1

KR101356897B1 - 다중 빔 형성을 통한 다중 무선 접속 서비스 및 그 서비스를 제공하는 통신 장치

Info

Publication number: KR101356897B1
Application number: KR1020120008227A
Authority: KR
Inventors: 지동한; 김태환; 이주용
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2014-01-29
Also published as: KR20130087161A

Abstract

본 발명은 다수의 사용자에게 동시에 서비스를 제공하기 위한 다중 접속 기술 분야에 해당되며, 특히, 엑티브 어레이 안테나(Active Array Antenna)를 통해 다중 빔을 형성할 수 있는 다중 빔 형성을 통한 다중 무선 접속 서비스 및 그 서비스를 제공하는 통신 장치에 관련된다. 특히, 본 발명에 의하면, 하나의 엑티브 안테나 어레이를 이용하여 동시에 둘 이상의 빔들을 수신할 수 있고, 동시에 둘 이상의 빔들을 송신할 수 있는 다중 빔 형성을 통한 다중 무선 접속 서비스 및 그 서비스를 제공할 수 있다.

Description

다중 빔 형성을 통한 다중 무선 접속 서비스 및 그 서비스를 제공하는 통신 장치{MULTIPLE WIRELESS SERVICE USING MULTI-BEAM FORMING AND COMMUNICATION TERMINAL THEREFOR}

아래 실시예는 다수의 사용자에게 동시에 서비스를 제공하기 위한 다중 접속 기술 분야에 해당되며, 특히, 엑티브 어레이 안테나(Active Array Antenna)를 통해 다중 빔을 형성할 수 있는 다중 빔 형성을 통한 다중 무선 접속 서비스 및 그 서비스를 제공하는 통신 장치에 관련된다.

종래의 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 빔포밍 기술은 동일 셀에 속한 사용자들의 상이한 채널 상태 정보(Channel State Information)을 이용하여, 베이스밴드(baseband)에서 가중 벡터(weight vector)를 조절하여 간섭을 최소화하는 방법이다. 상기의 방법은 하나의 기지국에서 동시에 다수의 사용자 지원이 가능하지만, 복수의 안테나들이 필요하다는 단점이 있을 수 있다. 또한, 종래의 MIMO 빔포밍 기술은 능동적인 수직 섹터화(vertical sectorization)을 통한 공간 이득을 확보하기가 어려울 수 있다.

한편, 종래에서 엑티브 어레이 안테나를 이용하는 빔포밍 기술은 다수의 사용자를 지원하기 위해서, 다수의 어레이 안테나 및 다수의 RF 모듈이 필요할 수 있다. 그렇기 때문에, 기지국의 크기가 커질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 하나의 엑티브 안테나 어레이를 이용하여 동시에 둘 이상의 빔들을 수신할 수 있고, 동시에 둘 이상의 빔들을 송신할 수 있는 다중 빔 형성을 통한 다중 무선 접속 서비스 및 그 서비스를 제공하는 통신 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 다수의 사용자에게 대용량 전송을 위한 접속이 가능하도록 동시에 접속 가능한 사용자 수를 최대화하면서, 인트라셀 간섭(intra cell interference) 및 인터-셀 간섭(inter-cell interference)를 최소화할 수 있는 다중 빔 형성을 통한 다중 무선 접속 서비스 및 그 서비스를 제공하는 통신 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치는 동시에 둘 이상의 빔들을 수신하는 통신 장치에 있어서, 동시에 상기 둘 이상의 빔들을 수신하고, 복수의 출력 포트들을 갖는 단일의 안테나 어레이와, 상기 안테나 어레이의 상기 복수의 출력 포트들과 연결된 RF 모듈과, 상기 RF 모듈을 통해 빔별로 빔 형성 타입에 따라 분류하여 전달되는 상기 둘 이상의 빔들에 대응하는 신호들을 베이스밴드에서 처리하는 베이스밴드 모듈을 포함하고, 상기 RF 모듈은 복수의 디바이더들-상기 복수의 디바이더들 각각은 상기 안테나 어레이의 상기 복수의 출력 포트들 각각의 출력을 적어도 둘로 분할함-; 및 상기 복수의 디바이더들의 출력을 결합하는 컴바이너를 포함한다.

이때, 상기 RF 모듈은 상기 복수의 디바이더들 각각의 출력을 변환하기 위한 복수의 파워 앰프 및 복수의 페이지 쉬프터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 디바이더들은 윌킨스 전력 분배기(Wilkinson power divider)를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 다른 통신 장치는 동시에 둘 이상의 빔들을 송신하는 통신 장치에 있어서, 베이스밴드에서 둘 이상의 데이터 스트림을 처리하는 베이스밴드 모듈과, RF 밴드에서 상기 둘 이상의 데이터 스트림들을 처리하는 RF 모듈과, 상기 RF 모듈과 연결된 복수의 입력 포트들을 갖고, 동시에 둘 이상의 빔들을 송신하는 단일의 안테나 어레이를 포함하고, 상기 베이스밴드 모듈은 사용자 위치 정보에 기초하여 이동 단말들에 대한 스케쥴링을 수행하고 상기 이동 단말들 각각에 대한 빔 형성 타입을 결정하며, 상기 RF 모듈은 상기 둘 이상의 데이터 스트림들에 대응하는 신호들을 상기 단일의 안테나 어레이가 가진 상기 복수의 입력 포트들로 제공하고, 상기 복수의 입력 포트들로 제공되는 신호들은 상기 둘 이상의 데이터 스트림들의 성분들이 서로 합해진 것이다.

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또한, 상기 베이스밴드 모듈은 상기 사용자 위치 정보에 기초하여, 특정 이동 단말이 통신 단말과 인접한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 특정 이동 단말이 상기 통신 단말과 인접한 경우, 상기 특정 이동 단말의 사용자가 다른 사용자와 인접해있는지 여부를 판단하고, 상기 특정 이동 단말의 사용자가 다른 사용자와 인접해있는 경우, 상기 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 서로 인접한 사용자들을 위한 단일 빔을 통한 다중 접속으로 결정하고, 상기 특정 이동 단말과 인접한 다른 이동 단말이 없는 경우, 상기 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 복수의 사용자를 위한 다중 빔을 통한 다중 접속으로 결정할 수 있다.

또한, 상기 베이스밴드 모듈은 상기 사용자 위치 정보에 기초하여, 특정 이동 단말에게 빔을 송신하기 위해서 다른 통신 단말과의 협력이 필요한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 협력이 필요한 것으로 판단된 경우, 상기 다른 통신 단말에게 협력을 요청하고, 상기 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 협력 기반 다중 접속으로 결정하고, 상기 판단 결과, 상기 협력이 필요하지 않는 경우, 상기 특정 이동 단말과 인접한 다른 이동 단말이 있는지에 따라서 상기 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 단일 빔을 통한 다중 접속 또는 다중 빔을 통한 다중 접속으로 결정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 장치의 동작 방법은 동시에 둘 이상의 빔들을 수신하는 통신 장치의 동작 방법으로서, 상기 통신 장치는 복수의 출력 포트들을 갖는 단일의 안테나 어레이와, 상기 안테나 어레이의 상기 복수의 출력 포트들과 연결된 RF 모듈과, 상기 RF 모듈과 연결된 베이스밴드 모듈을 포함한다. 이때, 상기 동작 방법은 상기 안테나 어레이가 동시에 둘 이상의 빔들을 수신하는 단계와, 상기 RF 모듈이 상기 안테나 어레이의 상기 복수의 출력 포트들 각각의 출력을 적어도 둘로 분할하는 단계와, 상기 RF 모듈이 상기 분할된 결과들을 빔별로 빔 형성 타입에 따라 분류하여 결합하는 단계와, 상기 베이스밴드 모듈이 상기 RF 모듈에 의해 결합된 결과에 대응하는 신호들을 베이스밴드에서 처리하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 장치의 동작 방법은 동시에 둘 이상의 빔들을 송신하는 통신 장치의 동작 방법으로서, 상기 통신 장치는 베이스밴드 모듈; RF 모듈; 및 단일의 안테나 어레이를 포함하고, 상기 단일의 안테나 어레이는 상기 RF 모듈과 연결된 복수의 입력 포트들을 갖는다. 이때, 상기 동작 방법은 상기 베이스밴드 모듈이 베이스밴드에서 둘 이상의 데이터 스트림을 처리하는 단계와, 상기 RF 모듈이 상기 베이스밴드 모듈에 의해 처리된 데이터 스트림들을 RF 밴드에서 처리하고, 상기 데이터 스트림들 각각에 대응하는 신호들을 상기 단일의 안테나 어레이의 복수의 입력 포트들로 제공하는 단계와, 상기 단일의 안테나 어레이가, 상기 RF 모듈에 의해 제공된 신호들에 기초하여 동시에 둘 이상의 빔들을 송신하는 단계를 포함하고, 상기 베이스밴드 모듈이 베이스밴드에서 둘 이상의 데이터 스트림을 처리하는 단계는, 사용자 위치 정보에 기초하여 이동 단말들에 대한 스케쥴링을 수행하고 상기 이동 단말들 각각에 대한 빔 형성 타입을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 RF 모듈에 의해 상기 단일의 안테나 어레이의 복수의 입력 포트들로 제공되는 신호들은 상기 둘 이상의 데이터 스트림들의 성분이 서로 합해진 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔 형성을 위한 기지국을 설명하기 위한 도면.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 기지국의 구성을 보여주는 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국이 다른 기지국과 연동하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국의 동작 방법에서 베이스밴드 모듈의 동작 예시를 설명하는 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔 형성을 위한 기지국을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 1을 참조하면, 단일 빔을 형성하는 제1 기지국 및 다중 빔을 형성하는 제2 기지국의 예시들을 볼 수 있다.

먼저, 제1 기지국(100)은 단일 빔을 송출하기 위하여, 하나의 안테나 어레이(101), 하나의 RF 모듈(102) 및 하나의 베이스밴드 모듈(103)을 구비할 수 있다.

제2 기지국(110)은 다중 빔을 송출하기 위해 복수의 안테나 어레이(111-1 내지 111-3), 복수의 RF 모듈들(112-1 내지 112-3), 복수의 베이스밴드 모듈들(113-3)을 구비할 수 있다. 즉, 제2 기지국(110)은 하나의 안테나 어레이(예컨대, 111-1), 하나의 RF 모듈(예컨대, 112-1), 하나의 베이스밴드 모듈(113-1)을 이용하여 하나의 빔을 하나의 수신 장치(예컨대, 11)에게 개별적으로 송신하는 과정을 여러 번 또는 다른 과정과 동시에 수행함으로써, 복수의 빔들을 동시에 송출할 수 있다.

그러나, 본 발명의 실시에에 따른 기지국은 단일의 안테나 어레이를 구비하여, 적어도 둘 이상의 빔들을 동시에 송출한다. 이러한 기지국은 도 2에서, 제3 기지국(200)으로서 설명될 수 있다.

제3 기지국(200)은 단일의 안테나 어레이(201)를 통해 동시에 둘 이상의 빔들을 수신하고, 동시에 둘 이상의 빔들을 송신한다. 제3 기지국(200)은 둘 이상의 빔들 각각을 처리하기 위한 RF 모듈들(202-1 내지 202-3) 및 베이스밴드 모듈들(204-1 내지 204-3)을 포함한다. 다만, RF 모듈들(202-1 내지 202-3)은 복수의 빔들 각각에 대응하는 신호들을 단일의 안테나 어레이(201)에 제공하거나 또는 단일의 안테나 어레이(201)로부터 제공받기 위하여 적어도 하나의 디바이더/컴바이너(203)와 연동할 수 있다. 상기의 적어도 하나의 디바이더/컴바이너(203)는 RF 모듈들(202-1 내지 202-3) 내부에 구비되거나 또는 외부에 구비되어, RF 모듈들(202-1 내지 202-3)과 연동할 수 있다.

제3 기지국(200)은 디바이더/컴바이너(203) 및 RF 모듈들(202-1 내지 202-3)을 통해, 베이스밴드 모듈들(204-1 내지 204-3)에 의해 처리된 복수의 빔들 각각에 대응하는 신호들이 결합된 상태로 제공받음으로써, 상기 복수의 빔들을 복수의 이동 단말들(20 내지 22)에게 동시에 송신할 수 있다. 반대로, 제3기지국(300)은 복수의 이동 단말들(20 내지 22)로부터 동시에 복수의 빔들을 수신한 경우, 디바이더/컴바이너(203)와 연동하는 RF 모듈들(202-1 내지 202-3)을 이용하여, 상기 수신된 복수의 빔들의 신호들을 빔별로 분류하여 베이스밴드 모듈들(204-1 내지 204-3)에게 전달함으로써, 복수의 이동 단말들(20 내지 22)에 대한 다중 빔을 수신할 수 있다. 예를 들면, 제3기지국(300)은 RF 모듈들(202-1 내지 202-3)을 이용하여, 상기 수신된 복수의 빔들의 신호들을 빔 형성 타입에 따라 분류하여 베이스밴드 모듈들(204-1 내지 204-3)에게 전달할 수 있다.

도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 기지국의 구성을 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 제3 기지국(300)은 단일의 안테나 어레이(301), RF 모듈(302) 및 베이스밴드 모듈(303)을 포함한다.

단일의 안테나 어레이(301)는 복수의 출력 포트들을 가지며, 외부로부터 동시에 둘 이상의 빔들을 수신할 수 있다. 안테나 어레이(301)는 보다 세밀한 빔 형성을 위하여 세로(vertical) 가로(horizontal) 빔포밍이 가능하다.

RF 모듈(302)은 안테나 어레이(301)의 복수의 출력 포트들과 연결되고, 그 출력 포트들로부터 출력되는 신호들을 적어도 둘로 분할(divide)하였다가, 빔 별로 컴바인(combine)하여 출력한다.

베이스밴드 모듈(303)은 RF 모듈(302)에 의해 출력되는 신호들을 베이스밴드에서 처리한다. 이때, 베이스밴드 모듈(303)은 사용자 위치 정보를 활용하여 빔간의 간섭, 기지국간의 간섭을 조절할 수 있으며, 스케쥴링 정책이나 자원 상황등을 고려하여 사용자 지원을 위한 기능을 수행할 수 있다.

한편, RF 모듈(302)은 본 발명의 실시예로서, 적어도 둘 이상의 디바이더들 및 컴바이너들을 포함한다. 즉, 디바이더(divider)는 안테나 어레이(301)의 복수의 출력 포트들 각각에 연결되어, 그 출력 포트들 각각의 출력을 적어도 둘로 분할한다. 컴바이너(combiner)는 그 디바이더에 의해 분할된 신호들을 결합하고, 그 결합된 신호를 베이스밴드 모듈(303)에게 전달한다.

RF 모듈(302)는 상기 적어도 둘로 분할된 신호들을 컴바이너의 처리 전에, 빔 별로 구분이 가능하도록 변환할 수 있다. 여기서 RF 모듈(302)는 상기 적어도 둘로 분할된 신호들을 빔별로 빔 형성 타입에 따라 분류하여 변환할 수 있다. 도 4를 참조하면, RF 모듈(400)은 실시예로서, 복수의 파워 앰프 및 복수의 페이지 쉬프터를 포함할 수 있다. 특히, RF 모듈(400)은 410과 같은 윌킨스 전력 분배기(Wilkinson power divider)를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 기지국은 다중 빔을 송신하기 위해서는 도 3에서 설명된 동작들을 반대로 수행하면 된다.

즉, 기지국(300)의 베이스밴드 모듈(303)은 둘 이상의 데이터 스트림들을 베이스밴드에서 처리하고, RF 모듈(302)은 상기 둘 이상의 데이터 스트림들을 RF 밴드에서 처리한 후, 단일의 안테나 어레이(301)에게 전달한다. 여기에서, 안테나 어레이(301)은 RF 모듈(302)과 연결된 복수의 입력 포트들을 가진다. RF 모듈(302)은 상기 둘 이상의 데이터 스트림들에 대응하는 신호들을 안테나 어레이(301)가 가진 복수의 입력 포트들로 제공함으로써, 안테나 어레이(301)은 상기 둘 이상의 데이터 스트림들의 성분들이 서로 합해진 신호를 각각의 입력 포트들을 통해 획득할 수 있다. 안테나 어레이(301)는 입력 포트들을 통해 획득된 신호들에 기초하여, 동시에 둘 이상의 빔들을 송신할 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 기지국은 단일 빔을 통한 다중 사용자 접속 서비스 및 다중 빔을 통한 다중 사용자 접속 서비스를 제공할 수 있다. 즉, 기지국은 사용자 위치 정보에 기초하여 이동 단말들에 대한 스케쥴링을 수행하고, 이동 단말들 각각에 대하여 단일 빔 또는 다중 빔을 통해 다중 접속 서비스를 제공할 수 있다. 특히, 다중 빔의 경우, 기지국은 앞서 설명된 바와 같이 복수의 빔들을 동시에 형성할 수 있다. 반면, 단일 빔의 경우, 기지국은 다수의 사용자들이 하나의 셀에 밀집해 있는 경우에 그 사용자들 모두에 대한 단일 빔을 형성할 수 있다.

단일 빔을 형성하기 위해서, 기지국은 다수의 사용자들이 하나의 셀에서 밀집해있을 경우, 공간 다중방식 MIMO 전송(spatial multiplexing MIMO transmission), FDD(Frequency Division Duplex) 및 TDD(Time Division Duplex) 중 적어도 하나를 이용하여, 다수의 사용자들에 대한 단일 빔을 형성할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 기지국(500) 및 기지국(510)은 앞서 설명된 바와 같이 단일의 안테나 어레이를 통해 다중 빔의 송신 및 수신이 가능하다. 또한, 기지국(500) 및 기지국(510)은 사용자 위치 정보에 기초하여, 이동 단말들과 기지국 사이의 거리 및 각도를 식별할 수 있다. 그리고, 기지국(500) 및 기지국(510)은 그 식별 결과에 기초하여, 이동 단말들에 대한 빔 형성의 스케쥴링을 수행하고, 상기 빔 형성의 타입을 결정할 수 있다.

한편, 기지국(500)은 A 및 B의 경우와 같이, 자신의 셀 내에 위치한 이동 단말(30, 31) 각각에게 수직 빔포밍(vertical beamforming)을 수행할 수 있다. 즉, 기지국(500)은 수직 빔포밍을 통해 둘 이상의 빔들을 이동 단말들(30, 31)에게 송신함으로써, 공간 이득을 극대화할 수 있다.

기지국(500)은 C의 경우와 같이 다른 기지국과의 인접 지역에 위치한 사용자 지원을 위해, 이동 단말(32)에 대한 인터셀-간섭 관리(intercell-interference management)를 수행할 수 있다. 즉, 기지국(500)은 다른 기지국과의 연동을 통해, 인접 셀 간의 간섭을 제거하는 기법을 이용하여 이동 단말(32)에게 빔을 송신할 수 있다. 기지국(510)은 D 및 E의 경우와 같이, 이동 단말들(33 및 34)에 대한 인터셀-간섭 관리를 수행할 수 있다.

기지국(510)은 F의 경우와 같이, 사용자들이 밀접해 있는 환경에서도 서비스 제공이 가능하다. 즉, 기지국(510)은 여러 이동 단말들(35 내지 38)에게 단일 빔을 통한 다중 접속 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 기지국(510)은 여러 이동 단말들(35 내지 38)이 상기의 단일 빔을 모두 수신할 수 있도록, 실시예로서 빔 폭을 조절할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 기지국과 이동 단말간의 동작을 설명하기 위한 도면을 볼 수 있다. 기지국(600)은 이동 단말들(40 및 41)과의 거리 및 각도를 고려하여 셀의 섹터를 다중화하여 사용자를 지원할 수 있다.

이동 단말들(40 및 41) 각각은 자신이 속한 섹터 인덱스(예컨대, d)를 기지국(600)에게 전달한다. 기지국(600)은 그 이동 단말들(40 및 41)로부터 전달된 섹터 인덱스(d)를 고려하여, 이동 단말들(40 및 41) 각각에 대한 데이터 전송 스케쥴링을 수행하고, 다중 빔 또는 단일 빔 형성을 수행할 수 있다.

한편, 기지국은 다른 기지국과 연동할 수 있다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국이 다른 기지국과 연동하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 기지국(700)은 프레임 N에서, 이동 단말(50)과 기지국(700) 간의 거리 및 각도를 식별하고, 그 식별 결과를 고려하여 이동 단말(50)에 대한 빔을 송신할 수 있다. 또한, 기지국(700)은 프레임 N에서, 이동 단말(51)과 기지국(700) 간의 거리 및 각도를 식별하고, 그 식별 결과에 기초하여, 이동 단말(51)이 셀 외각에 위치하여 인접 셀로부터 받는 간섭이 클 수 있음을 감지할 수 있다. 이 경우, 기지국(700)은 다른 기지국(710)과의 협력 전송을 통해, 이동 단말(51)에 대한 빔을 송신할 수 있다.

기지국(710)은 프레임 N+1에서, 기지국(700)과의 협력 전송을 통해, 셀 외각에 위치한 이동 단말(52)에 대한 빔을 송신할 수 있다. 기지국(710)은 셀 내각에 위치한 이동 단말(53)에 대해서는 앞서 설명된 이동 단말(50)의 경우와 동일하게 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 기지국은 통신 장치로서 아래의 동작들을 수행할 수 있다. 상기의 동작들은 도 3의 구성들에 의해 수행될 수 있다. 먼저, 기지국(300)은 동시에 둘 이상의 빔들을 송신하기 위하여, 적어도 하나의 베이스밴드 모듈(303) 및 RF 모듈(302)을 포함하고, 단일의 안테나 어레이(301)를 포함한다. 여기에서, 안테나 어레이(300)는 RF 모듈(302)과 연결된 복수의 입력 포트들을 가진다.

1. 송신 동작

수신 동작의 경우, 베이스밴드 모듈(303)은 베이스밴드에서 둘 이상의 데이터 스트림을 처리할 수 있다. RF 모듈(302)은 베이스밴드 모듈(303)에 의해 처리된 데이터 스트림들을 RF 밴드에서 처리하고, 데이터 스트림들 각각에 대응하는 신호들을 단일의 안테나 어레이(301)의 복수의 입력 포트들로 제공할 수 있다. 단일의 안테나 어레이(301)는 RF 모듈(302)에 의해 제공된 신호들에 기초하여 동시에 둘 이상의 빔들을 송신할 수 있다. 이때, RF 모듈(302)은 둘 이상의 데이터 스트림들의 성분을 안테나 어레이(301)의 복수의 입력 포트들로 제공할 수 있다. 즉, RF 모듈(303)에 의해 복수의 입력 포트들로 제공되는 신호들은 둘 이상의 데이터 스트림들의 성분이 서로 합해진 것이 될 수 있다.

여기에서, RF 모듈(302)은 실시예로서, 둘 이상의 데이터 스트림들의 성분의 전력을 조절하고, 페이지를 쉬프트할 수 있다. 그리고, RF 모듈(302)은 그 결과를 단일의 안테나 어레이(301)의 입력 포트들 각각으로 전달할 수 있다.

또한, 베이스밴드 모듈(303)은 실시예로서, 사용자 위치 정보에 기초하여 이동 단말들에 대한 스케쥴링을 수행하고, 이동 단말들 각각에 대한 빔 형성 타입을 결정할 수 있다. 여기에서, 베이스밴드 모듈(303)이 빔 형성 타입을 결정하는 과정은 도 8의 단계들을 수행할 수 있다.

도 8을 참조하면, 베이스밴드 모듈(303)은 800 단계에서 사용자 위치 정보를 획득할 수 있다.

베이스밴드 모듈(303)은 801 단계에서, 사용자 위치 정보에 기초하여, 특정 이동 단말이 기지국(300)과 인접해있는지 여부를 판단할 수 있다.

판단 결과, 특정 이동 단말이 기지국(300)과 인접해있는 경우, 802 단계에서, 베이스밴드 모듈(303)은 다수의 사용자들이 인접해있는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 베이스밴드 모듈(303)은 특정 이동 단말의 사용자가 다른 사용자와 인접해있는지 여부를 판단할 수 있다.

802 단계의 판단 결과, 다수의 사용자들이 인접해있는 것으로 판단되면, 베이스밴드 모듈(303)은 803 단계에서 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 서로 인접한 사용자들을 위한 단일 빔을 통한 다중 접속으로 결정할 수 있다.

802 단계의 판단 결과, 다수의 사용자들이 인접해있지 않은 것으로 판단되면, 베이스밴드 모듈(303)은 804 단계에서, 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 다수의 사용자들을 위한 다중 빔을 통한 다중 접속으로 결정할 수 있다.

한편, 801 단계의 판단 결과, 특정 이동 단말이 기지국(300)과 인접하지 않은 경우, 즉, 특정 이동 단말이 기지국(300)의 셀 외곽에 위치한다면, 기지국(300)은 주변의 다른 기지국과 협력하여, 셀 간섭을 제거할 필요가 있다. 따라서, 베이스밴드 모듈(303)은 805 단계에서, 주변 기지국과 협력이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.

805 단계의 판단 결과, 주변 기지국과 협력이 필요한 것으로 판단되면, 베이스밴드 모듈(303)은 806 단계에서, 주변 기지국에게 협력을 요청하고, 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 협력 기반 다중 접속으로 결정할 수 있다.

805 단계의 판단 결과, 주변 기지국과 협력이 필요한 것으로 판단되지 않으면, 베이스밴드 모듈(303)은 807 단계에서, 다수의 사용자들이 서로 인접한지 여부를 판단할 수 있다.

807 단계의 판단 결과, 다수의 사용자들이 서로 인접한 경우, 베이스밴드 모듈(303)은 808 단계에서, 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 서로 인접한 사용자들을 위한 단일 빔을 통한 다중 접속으로 결정할 수 있다.

807 단계의 판단 결과, 다수의 사용자들이 서로 인접하지 않은 경우, 베이스밴드 모듈(303)은 809 단계에서, 그 다수의 사용자들을 위한 다중 빔을 통한 다중 접속으로 결정할 수 있다.

2. 수신 동작

수신 동작의 경우, 기지국(300)은 송신 동작과 반대로 수행하면 된다. 앞서 송신 동작에서 단일의 안테나 어레이(301)의 입력 포트들은 수신 동작에서, 단일의 안테나 어레이(301)의 출력 포트들이 된다.

즉, 단일의 안테나 어레이(301)는 동시에 둘 이상의 빔들을 수신하고, 복수의 출력 포트들을 통해 상기 빔들의 신호들을 출력할 수 있다. RF 모듈(302)은 디바이더 및 컴바이너와 연동하여, 안테나 어레이(301)의 복수의 출력 포트들 각각에서 출력된 신호를 적어도 둘로 분할하고, 그 분할된 결과들을 결합할 수 있다. 베이스밴드 모듈(303)은 RF 모듈(302)에 의해 결합된 결과에 대응하는 신호들을 베이스밴드에서 처리할 수 있다. 이에 따라, 기지국은 단일의 안테나 어레이를 통해 다중 빔을 수신할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

동시에 둘 이상의 빔들을 수신하는 통신 장치에 있어서,
동시에 상기 둘 이상의 빔들을 수신하고, 복수의 출력 포트들을 갖는 단일의 안테나 어레이;
상기 안테나 어레이의 상기 복수의 출력 포트들과 연결된 RF 모듈; 및
상기 RF 모듈을 통해 빔별로 빔 형성 타입에 따라 분류하여 전달되는 상기 둘 이상의 빔들에 대응하는 신호들을 베이스밴드에서 처리하는 베이스밴드 모듈
을 포함하고,
상기 RF 모듈은 복수의 디바이더들-상기 복수의 디바이더들 각각은 상기 안테나 어레이의 상기 복수의 출력 포트들 각각의 출력을 적어도 둘로 분할함-; 및
상기 복수의 디바이더들의 출력을 결합하는 컴바이너
를 포함하는 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 RF 모듈은
상기 복수의 디바이더들 각각의 출력을 변환하기 위한 복수의 파워 앰프 및 복수의 페이지 쉬프터를 포함하는
통신 장치.
제2항에 있어서,
상기 복수의 디바이더들은
윌킨스 전력 분배기(Wilkinson power divider)를 포함하는
통신 장치.
동시에 둘 이상의 빔들을 송신하는 통신 장치에 있어서,
베이스밴드에서 둘 이상의 데이터 스트림을 처리하는 베이스밴드 모듈;
RF 밴드에서 상기 둘 이상의 데이터 스트림들을 처리하는 RF 모듈; 및
상기 RF 모듈과 연결된 복수의 입력 포트들을 갖고, 동시에 둘 이상의 빔들을 송신하는 단일의 안테나 어레이
를 포함하고,
상기 베이스밴드 모듈은
사용자 위치 정보에 기초하여 이동 단말들에 대한 스케쥴링을 수행하고 상기 이동 단말들 각각에 대한 빔 형성 타입을 결정하며,
상기 RF 모듈은
상기 둘 이상의 데이터 스트림들에 대응하는 신호들을 상기 단일의 안테나 어레이가 가진 상기 복수의 입력 포트들로 제공하고,
상기 복수의 입력 포트들로 제공되는 신호들은 상기 둘 이상의 데이터 스트림들의 성분들이 서로 합해진
통신 장치.
삭제
제4항에 있어서,
상기 베이스밴드 모듈은
상기 사용자 위치 정보에 기초하여, 특정 이동 단말이 통신 단말과 인접한지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 특정 이동 단말이 상기 통신 단말과 인접한 경우, 상기 특정 이동 단말의 사용자가 다른 사용자와 인접해있는지 여부를 판단하고,
상기 특정 이동 단말의 사용자가 다른 사용자와 인접해있는 경우, 상기 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 서로 인접한 사용자들을 위한 단일 빔을 통한 다중 접속으로 결정하고,
상기 특정 이동 단말과 인접한 다른 이동 단말이 없는 경우, 상기 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 복수의 사용자를 위한 다중 빔을 통한 다중 접속으로 결정하는
통신 장치.
제4항에 있어서,
상기 베이스밴드 모듈은
상기 사용자 위치 정보에 기초하여, 특정 이동 단말에게 빔을 송신하기 위해서 다른 통신 단말과의 협력이 필요한지 여부를 판단하고,
상기 판단 결과, 상기 협력이 필요한 것으로 판단된 경우, 상기 다른 통신 단말에게 협력을 요청하고, 상기 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 협력 기반 다중 접속으로 결정하고,
상기 판단 결과, 상기 협력이 필요하지 않는 경우, 상기 특정 이동 단말과 인접한 다른 이동 단말이 있는지에 따라서 상기 특정 이동 단말에 대한 빔 형성 타입을 단일 빔을 통한 다중 접속 또는 다중 빔을 통한 다중 접속으로 결정하는
통신 장치.
동시에 둘 이상의 빔들을 수신하는 통신 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 통신 장치는
복수의 출력 포트들을 갖는 단일의 안테나 어레이;
상기 안테나 어레이의 상기 복수의 출력 포트들과 연결된 RF 모듈; 및
상기 RF 모듈과 연결된 베이스밴드 모듈
을 포함하고,
상기 안테나 어레이가 동시에 둘 이상의 빔들을 수신하는 단계;
상기 RF 모듈이 상기 안테나 어레이의 상기 복수의 출력 포트들 각각의 출력을 적어도 둘로 분할하는 단계;
상기 RF 모듈이 상기 분할된 결과들을 빔별로 빔 형성 타입에 따라 분류하여 결합하는 단계; 및
상기 베이스밴드 모듈이 상기 RF 모듈에 의해 결합된 결과에 대응하는 신호들을 베이스밴드에서 처리하는 단계
를 포함하는 통신 장치의 동작 방법.
동시에 둘 이상의 빔들을 송신하는 통신 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 통신 장치는
베이스밴드 모듈; RF 모듈; 및 단일의 안테나 어레이를 포함하고,
상기 단일의 안테나 어레이는
상기 RF 모듈과 연결된 복수의 입력 포트들을 갖고,
상기 베이스밴드 모듈이 베이스밴드에서 둘 이상의 데이터 스트림을 처리하는 단계;
상기 RF 모듈이 상기 베이스밴드 모듈에 의해 처리된 데이터 스트림들을 RF 밴드에서 처리하고, 상기 데이터 스트림들 각각에 대응하는 신호들을 상기 단일의 안테나 어레이의 복수의 입력 포트들로 제공하는 단계; 및
상기 단일의 안테나 어레이가, 상기 RF 모듈에 의해 제공된 신호들에 기초하여 동시에 둘 이상의 빔들을 송신하는 단계
를 포함하고,
상기 베이스밴드 모듈이 베이스밴드에서 둘 이상의 데이터 스트림을 처리하는 단계는,
사용자 위치 정보에 기초하여 이동 단말들에 대한 스케쥴링을 수행하고 상기 이동 단말들 각각에 대한 빔 형성 타입을 결정하는 단계
를 포함하며,
상기 RF 모듈에 의해 상기 단일의 안테나 어레이의 복수의 입력 포트들로 제공되는 신호들은 상기 둘 이상의 데이터 스트림들의 성분이 서로 합해진
통신 장치의 동작 방법.