KR101412166B1 - 빔 트레이닝 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

전송 어레이를 이용하여 전송 빔을 형성할 수 있는 전송 장치 및 수신 어레이를 이용하여 수신 빔을 형성할 수 있는 수신 장치를 포함하는 빔 트레이닝 시스템이 개시된다. 전송 장치는 전송 빔 중에서 선택된 전송 트레이닝 빔의 식별자를 세컨더리 동기 신호 또는 공용 레퍼런스 신호 등 물리계층을 이용하여 전송한다. 전송 트레이닝 빔의 식별자는 빔 트레이닝을 위하여 사용된다.

Description

빔 트레이닝 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRAINING BEAM}
하기의 실시예들은 어레이 안테나 시스템의 빔을 트레이닝 하는 기술에 관한 것으로 구체적으로는, 전송 측 빔과 수신 측 빔을 포함하는 한 쌍의 최적 빔을 신속히 트레이닝하는 기술에 관한 것이다.
밀리미터 웨이브 대역으로 칭하여지는 수십 기가 대역에서의 전파는 높은 경로 손실을 겪으며 짧은 파장으로 높은 직진성을 가진다. 이러한 이유로 LOS (Line of Sight) 또는 다중 경로 성분을 효과적으로 활용할 수 있는 방향성 빔포밍 (directional beamforming) 기술이 용량 향상 및 커버리지 확장에 효과적인 방안으로 제시되었다. 단, 하드웨어의 복잡성으로 인하여 디지탈 빔포밍 (digital beamforming) 기술보다는 상대적으로 복잡도가 낮은 아날로그 빔포밍 (analog beamforming, ABF)을 주로 사용한다. 또한, ABF의 제약사항으로 적응성 빔포밍 (adaptive beamforming)보다는 스위치드 빔포밍 (switched beamforming)을 주로 사용한다.
밀리미터 웨이브 대역에서는 짧은 파장으로 인하여 많은 안테나 소자를 가진 소형 어레이 안테나의 구성이 가능하다. 이와 같이 많은 수의 안테나 소자를 가진 안테나 어레이를 이용하면 빔의 폭, 즉 HPBW (half power beam width)가 매우 작은 많은 수의 빔을 형성할 수 있다. 또한 수백 개의 안테나 소자를 가지고 수직과 수평 양 방향의 빔을 형성하는 삼차원 (3-D) 빔포밍이 가능하다. 이 경우 송신 측과 수신 측의 빔, 즉 SNR (signal to noise ratio)을 최대로 하는 한 쌍의 빔을 정렬시켰을 경우 매우 큰 이득을 얻을 수 있다.
따라서 "빔 트레이닝", 즉 송신 측과 수신 측의 한 쌍의 최적의 빔을 찾아내는 것은 빔포밍 성능을 최대로 하기 위한 필수적인 과정이다. 다중경로 존재 시에는 이에 해당하는 최적의 빔이 몇 쌍 존재하여 이를 찾아내는 것이 필수적이다. 일반적으로 빔 트레이닝은 많은 수의 반복 과정을 통하여 이루어지며 개략적으로 송신국과 수신국 안테나 빔 수의 곱에 비례하는 만큼의 시간이 소요된다. 특히 빔 수가 많은 경우에는 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 따라서 효과적인 빔포밍을 수행하기 위해서는 짧은 시간 내에 빔 트레이닝을 수행하는 기술이 필수적으로 요구된다.
하기의 실시예들은 전송 어레이를 이용하는 전송 장치와 수신 어레이를 이용하는 수신 장치간의 동기 및 빔 트레이닝을 신속하게 수행하는 것을 목적으로 한다.
하기의 실시예들은 전송 어레이를 이용하는 전송 장치와 수신 어레이를 이용하는 수신 장치를 포함하는 데이터 전송 시스템에서 전송 장치와 수신 장치간의 한 쌍의 최적 빔을 찾아내는 것을 목적으로 한다.
예시적 실시예에 따르면, 전송 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 전송 빔들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 상기 선택된 전송 트레이닝 빔의 식별자(ID: Identifier)를 수신 장치로 전송하는 전송부를 포함하는 전송 장치가 제공된다.
여기서, 상기 수신 장치는 수신 어레이를 구비하고, 상기 전송된 전송 트레이닝 빔의 식별자는 상기 수신 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 수신 빔들 중에서, 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치로 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 데이터 수신 빔 및 상기 전송 빔들 중에서 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치로 데이터를 수신하기 위하여 사용되는 데이터 전송 빔을 포함하는 데이터 송수신 빔 쌍(pair)을 선택하기 위하여 사용될 수 있다.
그리고, 상기 전송부는 상기 수신 장치로 전송되는 전송 신호의 위상을 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조하여 전송할 수 있다.
또한, 상기 전송부는 세컨더리 동기 신호(SSS: Secondary Synchronization Signal)를 이용하여 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 전송부는 상기 세컨더리 동기 신호를 생성하고, 생성된 세컨더리 동기 신호를 인터리빙하고, 상기 인터리빙된 세컨더리 동기 신호의 위상을 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조하고, 상기 위상이 변조된 상기 세컨더리 동기 신호를 상기 수신 장치로 전송할 수 있다.
그리고, 상기 전송부는 상기 세컨더리 동기 신호를 생성하고, 생성된 세컨더리 동기 신호의 위상을 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조하고, 상기 위상이 변조된 세컨더리 동기 신호를 인터리빙하고, 상기 인터리빙된 세컨더리 동기 신호를 상기 수신 장치로 전송할 수 있다.
또한, 상기 전송부는 공용 레퍼런스 신호(CRS: Common Reference Signal)를 이용하여 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 빔들 중에서 복수의 전송 트레이닝 빔이 선택되고, 상기 전송부는 상기 선택된 각각의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 각 전송 트레이닝 빔의 식별자를 동시에 전송할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 전송 빔들은 이득이 최대인 방향에 따라 정렬되고, 상기 정렬된 복수의 전송 빔들 중에서 서로 인접하지 않은 전송 빔들이 상기 전송 트레이닝 빔으로 선택될 수 있다.
또한, 수신부를 더 포함하고, 상기 전송부는 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송 신호를 상기 수신 장치로 전송하고, 상기 수신부는 상기 전송 신호를 이용하여 상기 수신 장치에서 생성된 채널 상태 정보를 수신하고, 상기 채널 상태 정보에 따라서 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 데이터를 상기 수신 장치로 전송할지 여부를 결정할 수 있다.
여기서, 상기 채널 상태 정보는 신호대잡음비(SNR:Signal to Noise Ratio) 또는 신호대간섭및잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)일 수 있다.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 전송 어레이를 구비한 전송 장치로부터 상기 전송 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 전송 빔들 중에서 선택된 적어도 하나의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송된 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신하는 수신부를 포함하는 수신 장치가 제공된다.
여기서, 상기 수신부는 수신 어레이를 구비하고, 상기 수신 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 수신 빔들 중에서 선택된 적어도 하나의 수신 트레이닝 빔을 이용하여 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신할 수 있다.
그리고, 상기 수신된 전송 트레이닝 빔의 식별자는 상기 수신 장치의 수신 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 수신 빔들 중에서, 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치로 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 데이터 수신 빔 및 상기 전송 빔들 중에서 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치로 데이터를 수신하기 위하여 사용되는 데이터 전송 빔을 포함하는 데이터 송수신 빔 쌍(pair)을 선택하기 위하여 사용될 수 있다.
또한, 상기 전송 장치로부터 수신되는 수신 신호의 위상으로부터 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출하는 빔 식별자 검출부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수신부는 세컨더리 동기 신호(SSS: Secondary Synchronization Signal)를 이용하여 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신할 수 있다.
그리고, 빔 식별자 검출부를 더 포함하고, 상기 세컨더리 동기 신호는 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 위상이 변조되고, 상기 수신부는 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 전송된 프라이머리 동기 신호를 수신하고, 상기 프라이머리 동기 신호를 이용하여 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치까지의 채널을 추정하고, 상기 빔 식별자 검출부는 상기 추정된 채널을 이용하여 상기 세컨더리 동기 신호의 위상이 변조된 값을 산출하고, 상기 위상이 변조된 값으로부터 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
또한, 상기 수신부는 공용 레퍼런스 신호(CRS: Common Reference Signal)를 이용하여 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신할 수 있다.
여기서, 채널 상태 정보 생성부 및 전송부를 더 포함하고, 상기 수신부는 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 전송된 수신 신호를 수신하고, 상기 채널 상태 정보 생성부는 상기 수신 신호를 이용하여 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치까지의 무선 채널에 대한 채널 상태 정보를 생성하고, 상기 전송부는 상기 채널 상태 정보를 상기 전송 장치로 전송하고, 상기 채널 상태 정보는 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 데이터를 상기 수신 장치로 전송할지 여부를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
그리고, 상기 채널 상태 정보는 신호대잡음비(SNR:Signal to Noise Ratio) 또는 신호대간섭및잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)일 수 있다.
또한, 빔 식별자 검출부를 더 포함하고, 상기 수신부는 복수의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송된 복수의 수신 신호를 수신하고, 상기 수신 신호의 수신 파워를 측정하고, 상기 빔 식별자 검출부는 상기 수신 파워가 소정의 임계치 이상인 수신 신호에 대응하는 트레이닝 빔에 대하여 식별자를 검출할 수 있다.
여기서, 상기 수신부는 상기 전송 트레이닝 빔들 중에서 선택된 복수의 데이터 전송 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 복수의 수신 신호를 각각 수신하고, 각각 수신된 신호를 결합(combine)하고, 결합된 수신 신호로부터 데이터를 검출할 수 있다.
그리고, 상기 수신부는 상기 전송 트레이닝 빔들 중에서 선택된 제1 데이터 전송 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 제1 데이터를 수신하고, 상기 전송 트레이닝 빔들 중에서 선택된 제2 데이터 전송 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 제2 데이터를 수신할 수 있다.
하기의 실시예들에 따르면, 전송 어레이를 이용하는 전송 장치와 수신 어레이를 이용하는 수신 장치간의 동기 및 빔 트레이닝을 신속하게 수행할 수 있다.
하기의 실시예들에 따르면, 전송 어레이를 이용하는 전송 장치와 수신 어레이를 이용하는 수신 장치를 포함하는 데이터 전송 시스템에서 전송 장치와 수신 장치간의 한 쌍의 최적 빔을 찾아낼 수 있다.
도 1은 전송 어레이를 이용하는 전송 장치와 수신 어레이를 이용하는 수신 장치간에 한 쌍의 최적 빔을 찾는 빔 트레이닝을 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 예시적 실시에에 따라서 전송 장치로부터 수신 장치로 전송되는 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 인터리빙된 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 인터리빙되지 않은 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 복수의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 동시에 여러 개의 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 서로 인접하지 않은 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 복수의 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신한 경우를 도시한 도면이다.
도9는 예시적 실시예에 따른 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 전송 어레이를 이용하는 전송 장치와 수신 어레이를 이용하는 수신 장치간에 한 쌍의 최적 빔을 찾는 빔 트레이닝을 도시한 도면이다.
전송 장치(110)는 전송 어레이(120)를 구비한다. 일측에 따르면, 이동통신 시스템의 기지국, 릴레이 등이 도 1의 전송 장치(110)로 동작할 수 있다. 전송 어레이(120)는 복수의 안테나 소자 등이 결합되어 데이터를 전송하거나, 수신하기 위하여 사용되는 배열 안테나이다. 일측에 따르면, 전송 어레이(120)는 안테나 소자들이 2차원 형상으로 배열된 안테나일 수 있다.
전송 장치(110)는 전송 어레이(120)를 이용하여 전송 빔(131, 132, 133, 134)을 형성할 수 있다. 여기서, 전송 빔(131, 132, 133, 134)은 사전에 결정되어 있을 수 있다. 일측에 따르면, 전송 장치(110)는 전송 어레이(120)를 이용하여 형성할 수 있는 전송 빔(131, 132, 133, 134)들 중에서 적어도 하나를 데이터 전송 빔으로 선택할 수 있다. 전송 장치(110)는 데이터 전송 빔을 이용하여 데이터를 수신 장치(140)로 전송할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 사전에 결정된 전송 빔(131, 132, 133, 134)들 중에서 데이터를 전송하기 위한 데이터 전송 빔을 선택하는 기술을 스위치드 빔포밍(switched beamforming)기술이라고 한다.
수신 장치(140)는 수신 어레이(150)를 구비한다. 일측에 따르면, 이동통신 시스템의 단말기 등이 도 1의 수신 장치(140)로 동작할 수 있다. 수신 어레이(150)는 복수의 안테나 소자 등이 결합되어 데이터를 전송하거나, 수신하기 위하여 사용되는 배열 안테나이다. 일측에 따르면, 수신 어레이(150)는 안테나 소자들이 2차원 형상으로 배열된 안테나일 수 있다.
수신 장치(140)는 수신 어레이(150)를 이용하여 수신 빔(161, 162, 163)을 형성할 수 있다. 역기서, 수신 빔(161, 162, 163)은 사전에 결정되어 있을 수 있다. 일측에 따르면, 수신 빔(161, 162, 163) 들 중에서 적어도 하나가 데이터 수신 빔으로 선택될 수 있다. 수신 장치(140)는 데이터 수신 빔을 이용하여 데이터를 전송 장치(110)로부터 수신할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예를 참고하면, 데이터 송수신을 위하여 선택할 수 있는 데이터 전송 빔 및 데이터 수신 빔의 조합은 12가지(데이터 전송 빔 4 X 데이터 수신 빔 3) 이다. 일측에 따르면, 전송 장치(110) 및 수신 장치(140)는 데이터 전송 빔 및 데이터 수신 빔이 가질 수 있는 12가지의 모든 조합을 차례대로 탐색하여 데이터 전송 빔과 데이터 수신 빔을 결정할 수 있다.
예를 들어, 전송 장치(110)가 전송 빔(131, 132, 133, 134)들 중에서 전송 트레이닝 빔(132)을 선택하여 전송 신호를 수신 장치(140)로 전송할 수 있다. 수신 장치(140)는 수신 빔(161, 162, 163)들 중에서 수신 트레이닝 빔(161)을 선택하여 전송 신호를 수신하고, 수신된 전송 신호에 대한 SNR(Signal to Noise Ration) 또는 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)를 생성하여 전송 장치(110)로 피드백할 수 있다. 전송 장치(110)는 수신 장치(140)로부터 수신한 SNR, SINR 등에 기반하여 전송 트레이닝 빔(132) 및 수신 트레이닝 빔(161)으로 구성된 송수신 빔 쌍(pair)의 데이터 전송 성능을 평가할 수 있다. 일측에 따르면, 전송 장치(110)는 모든 송수신 빔 쌍(pair)에 대하여 데이터 전송 성능을 평가하고, 데이터 전송 성능이 가장 우수한 송수신 빔 쌍에 포함된 전송 빔을 데이터 전송 빔으로, 데이터 전송 성능이 가장 우수한 송수신 빔 쌍에 포함된 수신 빔을 데이터 수신 빔으로 선택할 수 있다.
수신 장치(140)가 데이터를 최초로 송수신 하거나, 수신 장치(140)가 이동한 경우에는 전송 장치(110)와 수신 장치(140)는 최적의 성능을 발휘할 수 있는 데이터 전송 빔과 데이터 수신 빔을 탐색해야 한다. 그러나, 데이터 전송 빔과 데이터 수신 빔을 탐색하는 "빔 트레이닝" 절차는 많은 시간이 소요된다.
예를 들어, 전송 장치(110)는 수신 장치(140)와 동기를 수행하기 위한 동기 신호를 전송하고, 그 이후에 "빔 트레이닝"을 수행할 수 있다. 이 경우, 수신 장치(140)가 전송 장치(110)에 동기화 한 이후에나 빔 트레이닝이 수행되므로 빔 트레이닝이 완료될 때 까지는 많은 시간이 소요된다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
전송 장치(200)는 전송부(210) 및 수신부(220)를 포함한다. 또한, 전송 장치(200)는 전송 어레이(230)를 구비할 수 있다. 전송부(210)는 전송 어레이(230)를 이용하여 전송 빔을 형성할 수 있다. 전송 어레이는 안테나 소자들이 2차원 형상으로 배열된 안테나일 수 있다. 여기서, 전송 빔의 형상, 이득, 방향 등은 미리 결정되고, 전송부(210)는 미리 결정된 형상의 전송 빔들 중에서 적어도 하나 이상을 데이터 전송 빔으로 선택할 수 있다. 데이터 전송 빔은 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 빔으로서, 전송부(210)는 선택된 데이터 전송 빔을 이용하여 데이터를 수신 장치(240)로 전송할 수 있다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 복수의 전송 빔들 중에서 적어도 하나 이상을 전송 트레이닝 빔으로 선택할 수 있다. 전송 트레이닝 빔은 빔 트레이닝을 위하여 사용되는 빔으로서, 전송 장치(200)는 선택된 전송 트레이닝 빔을 이용하여 데이터 전송 빔을 선택할 수 있다. 일측에 따르면, 전송부(210)는 전송 트레이닝 빔의 식별자(ID: Identifier)를 전송 트레이닝 빔을 이용하여 수신 장치(240)로 전송할 수 있다. 일측에 따르면, 전송부(210)는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 물리 계층으로 전송할 수 있다. 여기서, 전송 트레이닝 빔의 식별자를 물리 계층으로 전송한다는 것은 수신 장치(240)가 전송 트레이닝 빔의 식별자를 상위 계층이 아닌, 물리 계층에서 디코딩할 수 있도록 전송한다는 의미이다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 전송 장치(200)로부터 수신 장치(240)로 전송되는 전송 신호의 위상을 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조할 수 있다. 전송부(210)는 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 위상이 변조된 전송 신호를 수신 장치(240)로 전송하고, 수신 장치(240)는 전송 신호의 위상으로부터 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다. 일측에 따르면, 세컨더리 동기 신호(SSS: Secondary Synchronization Signal) 또는 공용 레퍼런스 신호(CRS: Common Reference Signal)가 전송 신호로 사용될 수 있다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 도 3에서 도시된 프레임을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다.
도 3의 (a)는 예시적 실시에에 따라서 전송 장치로부터 수신 장치로 전송되는 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 각 프레임(310, 311, 312, 313, 314) 내의 숫자들은 각 프레임 내에 포함되어 전송되는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 나타낸다. 도 3의 (a)를 참고하면, 전송부(210)는 복수의 전송 빔들에 대하여 그 번호에 따라 차례대로 전송 트레이닝 빔으로 선택하고, 선택된 전송 트레이닝 빔의 식별자를 해당 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송할 수 있다.
제1 프레임(310)에서, 전송부(210)는 복수의 전송 빔들 중에서 '0'번 전송 빔을 전송 트레이닝 빔으로 선택하고, 또한, 제2 프레임(311)에서는 '1'번 전송 빔을, 제3 프레임(312)에서는 '2'번 전송 빔을, 제4 프레임(313)에서는 '3'번 전송 빔을 전송 트레이닝 빔으로 선택할 수 있으며, 제N 프레임(314)에서는 'N-1'번째 전송 빔을 전송 트레이닝 빔으로 선택할 수 있다. 전송부(210)는 각 프레임(310, 311, 312, 313, 314)에서, 선택된 전송 트레이닝 빔을 이용하여 그 식별자를 수신 장치(240)로 전송할 수 있다.
수신 장치(240)는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출하고, 전송 트레이닝 빔에 대하여 SNR 또는 SINR 등을 생성할 수 있다. 수신 장치(240)는 생성된 SNR 또는 SINR을 전송 장치(200)로 피드백할 수 있다. 수신부(220)는 수신 장치(240)로부터 SNR 또는 SINR를 수신하여, 전송 트레이닝 빔으로 선택된 전송 빔의 성능을 평가할 수 있다. 또한, 수신부(220)는 각 전송 빔의 성능에 기반하여 데이터 전송 빔을 선택할 수 있다.
도 3의 (b)는 세컨더리 동기 신호(SSS: Secondary Synchronization Signal)를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 경우를 도시한 도면이다.
제1 프레임(310)은 프라이머리 동기 신호(PSS: Primary Synchronization Signal)를 포함하는 제1 슬롯(321) 및 세컨더리 동기 신호를 포함하는 제2 슬롯(322)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 슬롯(322)은 제1 슬롯(321)의 이후에 전송된다. 세컨더리 동기 신호 이후의 괄호 내에 포함된 숫자는 각 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송되는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 나타낸다.
수신 장치(240)는 제1 프레임의 제1 슬롯(321)에 포함된 프라이머리 동기 신호를 이용하여 전송 장치(200)와 동기화할 수 있다. 수신 장치(240)는 제1 프레임의 제2 슬롯(322)에 포함된 세컨더리 동기 신호에 포함된 전송 트레이닝 빔의 식별자를 이용하여 '0'번 전송 빔에 대한 SNR 또는 SINR 등을 생성할 수 있다. 또한 수신 장치(240)는 생성된 SNR 또는 SINR 등을 전송 장치(200)로 피드백할 수 있다.
수신 장치(240)는 제2 프레임의 제1 슬롯(323)에 포함된 프라이머리 동기 신호를 이용하여 전송 장치(200)와 동기화할 수 있다. 수신 장치(240)는 제2 프레임의 제2 슬롯(324)에 포함된 세컨더리 동기 신호에 포함된 전송 트레이닝 빔의 식별자를 이용하여 '1'번 전송 빔에 대한 SNR 또는 SINR 등을 생성하고, 피드백할 수 있다.
유사한 방법으로, 수신 장치(240)는 제N 프레임의 제1 슬롯(325)에 포함된 프라이머리 동기 신호 및 제2 슬롯(326)에 포함된 세컨더리 동기 신호를 이용하여 'N-1'번 전송 빔에 대한 SNR 또는 SINR 등을 전송 장치(200)로 피드백할 수 있다.
도 3의 (c)는 공용 레퍼런스 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 경우를 도시한 도면이다.
제1 프레임(310)은 프라이머리 동기 신호(PSS: Primary Synchronization Signal)를 포함하는 제1 슬롯(331), 세컨더리 동기 신호를 포함하는 제2 슬롯(332) 및 공용 레퍼런스 신호를 포함하는 제3 슬롯(333)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 슬롯(332)은 제1 슬롯(331)의 이후에 전송되고, 제3 슬롯(333)은 제2 슬롯(332)의 이후에 전송된다. 공용 레퍼런스 신호 이후의 괄호 내에 포함된 숫자는 각 공용 레퍼런스 신호를 이용하여 전송되는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 나타낸다.
수신 장치(240)는 제1 프레임의 제1 슬롯(331)에 포함된 프라이머리 동기 신호 및 제2 슬롯(322)에 포함된 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 장치(200)와 동기화할 수 있다. 수신 장치(240)는 제1 프레임의 제3 슬롯(333)에 포함된 공용 레퍼런스 신호에 포함된 전송 트레이닝 빔의 식별자를 이용하여 '0'번 전송 빔에 대한 SNR 또는 SINR 등을 생성할 수 있다. 또한 수신 장치(240)는 생성된 SNR 또는 SINR 등을 전송 장치(200)로 피드백할 수 있다.
수신 장치(240)는 제2 프레임의 제1 슬롯(324)에 포함된 프라이머리 동기 신호 및 제2 프레임의 제2 슬롯(335)에 포함된 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 장치(200)와 동기화할 수 있다. 수신 장치(240)는 제2 프레임의 제3 슬롯(326)에 포함된 세컨더리 동기 신호에 포함된 전송 트레이닝 빔의 식별자를 이용하여 '1'번 전송 빔에 대한 SNR 또는 SINR 등을 생성하고, 피드백할 수 있다.
유사한 방법으로, 수신 장치(240)는 제N 프레임의 제1 슬롯(337)에 포함된 프라이머리 동기 신호 및 제2 슬롯(338)에 포함된 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 장치(200)와 동기화하고, 제3 슬롯(339)에 포함된 공용 레퍼런스 신호를 이용하여 'N-1'번 전송 빔에 대한 SNR 또는 SINR 등을 전송 장치(200)로 피드백할 수 있다.
도 3에 도시된 실시예에 따르면, 수신 장치(240)는 동기 획득과 빔 트레이닝 과정을 동시에 수행할 수 있다. 따라서, 수신 장치(240)는 신속히 빔 트레이닝을 수행할 수 있다.
도 3의 (b)에서는 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 프레임 구조가 설명되었다. 일측에 따르면, 전송부(210)는 세컨더리 동기 신호의 위상을 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조하여 전송함으로써, 전송 트레이닝 빔의 식별자를 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송할 수 있다. 일측에 따르면, 전송부(210)는 세컨더리 동기 신호에 대하여 인터리빙을 수행하고, 인터리빙된 세컨더리 동기 신호의 위상을 변조할 수도 있다. 또는 전송부(210)는 세컨더리 동기 신호의 위상을 변조하고, 위상이 변조된 세컨더리 동기 신호를 인터리빙할 수도 있다.
도 3에서는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 슬롯(322, 324, 326, 333, 336, 339)에 하나의 심볼만이 포함되어 전송되는 것처럼 도시되었으나, 실시예에 따르면, 각 슬롯(322, 324, 326, 333, 336, 339)은 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 복수의 심볼들을 포함할 수 있다. 각 심볼들은 세컨더리 동기 신호 또는 공용 레퍼런스 신호의 일부일 수 있다. 전송 트레이닝 빔의 식별자를 포함하는 여러 개의 심볼들이 전송되면, 수신 장치는 여러 개의 심볼을 평균하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 좀더 정확히 검출할 수 있다.
도 4는 인터리빙된 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 구조를 도시한 도면이다. 전송부(210)는 곱셈기(410, 440) 및 인터리버(420, 430)를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 전송 장치가 포함된 셀 그룹 식별자(Cell ID group,
Figure 112013058437106-pat00001
)에 따라서 복수의 M 시퀀스
Figure 112013058437106-pat00002
,
Figure 112013058437106-pat00003
를 생성할 수 있다. 예를 들어, 전송부(210)는 하기의 수학식 1 내지 수학식 7에 따라서 복수의 M 시퀀스
Figure 112013058437106-pat00004
,
Figure 112013058437106-pat00005
를 생성할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112013058437106-pat00006

수학식 1에서,
Figure 112013058437106-pat00007
는 전송 장치가 포함된 셀 그룹 식별자이고,
Figure 112013058437106-pat00008
는 하기 수학식2에따라서 결정된다.
[수학식 2]
Figure 112013058437106-pat00009

수학식 2에서,
Figure 112013058437106-pat00010
는 하기 수학식 3에 따라서 결정된다.
[수학식 3]
Figure 112013058437106-pat00011

[수학식 4]
Figure 112013058437106-pat00012
Figure 112013058437106-pat00013

[수학식 5]
Figure 112013058437106-pat00014
Figure 112013058437106-pat00015

수학식 5에서,
Figure 112013058437106-pat00016
는 하기 수학식 6에 따라서 결정된다.
[수학식 6]
Figure 112013058437106-pat00017

수학식 6에서,
Figure 112013058437106-pat00018
는 하기 수학식 7에 따라서 결정된다.
[수학식 7]
Figure 112013058437106-pat00019

수학식 7에서, x(i)의 초기값은 x(0)=0, x(1)=0, x(2)=0, x(3)=0, x(4)=1로 결정된다.
전송부(210)는 곱셈기(410)를 이용하여 생성된 M 시퀀스
Figure 112013058437106-pat00020
에 스크램블링 시퀀스
Figure 112013058437106-pat00021
를 곱할 수 있다. 전송부(210)는 하기 수학식 8 내지 수학식 11에 따라서 스크램블링 시퀀스
Figure 112013058437106-pat00022
를 생성할 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112013058437106-pat00023
Figure 112013058437106-pat00024

수학식 8에서,
Figure 112013058437106-pat00025
는 셀 그룹 내 식별자이고, 그 값은
Figure 112013058437106-pat00026
로 결정된다. 또한,
Figure 112013058437106-pat00027
는 하기 수학식 9에 따라서 결정된다.
[수학식 9]
Figure 112013058437106-pat00028

수학식 9에서, x(i)의 초기값은 x(0)=1, x(1)=0, x(2)=0, x(3)=0, x(4)=1로 결정된다.
[수학식 10]
Figure 112013058437106-pat00029
Figure 112013058437106-pat00030

수학식 10에서,
Figure 112013058437106-pat00031
는 하기 수학식 11에 따라서 결정된다.
[수학식 11]
Figure 112013058437106-pat00032

수학식 11에서, x(i)의 초기값은 x(0)=0, x(1)=0, x(2)=0, x(3)=0, x(4)=1로 결정된다.
전송부(210)는 수학식 8내지 수학식 11에서 생성된 스크램블링 시퀀스를 M 시퀀스의 홀수 성분(odd)와 짝수 성분(even)에 나눠 곱할 수 있다. 일측에 따르면, 전송부(210)는 하기 수학식 12에 따라서 생성된 스크램블링 시퀀스를 M 시퀀스의 홀수 성분(odd)와 짝수 성분(even)에 나눠 곱할 수 있다.
[수학식 12]
Figure 112013058437106-pat00033

수학식 12에서,
Figure 112013058437106-pat00034
이다.
전송부(210)는 스크램블링 시퀀스가 곱해진 세컨더리 동기 신호 SSS(k)를 인터리버(420, 430)를 이용하여 인터리빙할 수 있다. 일측에 따르면, 전송부(210)는 하기 수학식 13에 따라서 인터리빙된 세컨더리 동기 신호의 위상을 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조할 수 있다.
[수학식 13]
Figure 112013058437106-pat00035

수학식 13에서,
Figure 112013058437106-pat00036
는 하기 수학식 14에 따라서 결정된다.
[수학식 14]
Figure 112013058437106-pat00037

수학식 14에서, k는 세컨더리 동기 신호가 점유하고 있는 부반송파의 인덱스이고, b는 전송 트레이닝 빔의 인덱스 이다. 또한, N은 세컨더리 동기 신호가 점유하는 부반송파의 수,
Figure 112013058437106-pat00038
는 위상변경인자로서, 미리 결정된 상수이다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 곱셈기(440)를 이용하여 인터리빙된 세컨더리 동기 신호의 위상을 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 전송부(210)는 생성된 세컨더리 동기 신호의 위상을 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조하고, 위상이 변조된 세컨더리 동기 신호를 인터리빙하여 수신 장치로 전송할 수 있다. 이하 구체적인 실시예는 도 5를 참고하여 설명한다.
도 5는 인터리빙되지 않은 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 구조를 도시한 도면이다. 전송부(210)를 곱셈기(510, 550) 및 인터리버(530, 540)를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다.
전송부(210)는 수학식 1 내지 수학식 12에 따라서 세컨더리 동기 신호를 생성할 수 있다.
전송부(210)는 수학식 15에 따라서, 인터리빙 되지 않은 세컨더리 동기 신호의 위상을 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조할 수 있다. 일측에 따르면, 전송부(210)는 곱셈기(510, 520)을 이용하여 인터리빙 되지 않은 세컨더리 동기 신호의 위상을 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조할 수 있다.
[수학식 15]
Figure 112013058437106-pat00039

수학식 15에서,
Figure 112013058437106-pat00040
및
Figure 112013058437106-pat00041
는 하기 수학식 16에 따라서 결정된다.
[수학식 16]
Figure 112013058437106-pat00042

여기서, k는 각 세컨더리 동기 신호가 점유하는 부반송파의 인덱스이고, N은 각 세컨더리 동기 신호가 점유하는 부반송파의 개수를 나타낸다.
Figure 112013058437106-pat00043
는 위상변경인자로서, 미리 결정된 상수이다. 여기서,
Figure 112013058437106-pat00044
은
Figure 112013058437106-pat00045
의 값을 가지며,
Figure 112013058437106-pat00046
은
Figure 112013058437106-pat00047
의 값을 가질 수 있다.
Figure 112013058437106-pat00048
과
Figure 112013058437106-pat00049
은
Figure 112013058437106-pat00050
와
Figure 112013058437106-pat00051
과 같은 방법으로 생성될 수 있다.
전송부(210)는 위상이 변조된 세컨더리 동기 신호를 인터리버(530, 540)를 이용하여 인터리빙하고, 인터리빙된 세컨더리 동기 신호를 수신 장치로 전송할 수 있다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 수학식 13, 15에 따라서 위상이 변경된 공용 레퍼런스 신호를 도 3의 (c)에 도시된 프레임에 포함하여 전송할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전송부(210)는 공용 레퍼런스 신호(CRS: Common Reference Signal)의 위상을 변조하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다. 공용 레퍼런스 신호는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 채널 추정 및 동기화 과정에서 사용되는 신호이다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 골드 시퀀스를 이용하여 수학식 17 내지 수학식 20에 따라서 공용 레퍼런스 신호를 생성할 수 있다.
[수학식 17]
Figure 112013058437106-pat00052

여기서, c(n)은 골드 시퀀스이고, 그 초기값은 하기 수학식 18에 따라서 결정된다.
[수학식 18]
Figure 112013058437106-pat00053

수학식 18에서,
Figure 112013058437106-pat00054
는 골드 시퀀스 c(n)의 초기값이다.
Figure 112013058437106-pat00055
는 프레임 내에서의 슬롯 번호이고,
Figure 112013058437106-pat00056
은 슬롯 내에서 OFDM 심볼의 번호를 나타낸다.
Figure 112013058437106-pat00057
는 전송 장치가 포함된 셀의 식별자이고,
Figure 112013058437106-pat00058
는 LTE 시스템의 CP(Cyclic Prefix) 에 따라 하기 수학식 19와 같이 값이 결정되는 변수이다.
[수학식 19]
Figure 112013058437106-pat00059

또한, 수학식 17 및 수학식 19에서,
Figure 112013058437106-pat00060
은 하기 수학식 20과 같이 결정된다.
[수학식 20]
Figure 112013058437106-pat00061

수학식 17 내지 수학식 20을 참고하면, 공용 레퍼런스 신호(CRS)는 프레임 내의 슬롯 번호, 슬롯 내에서의 OFDM 심볼의 번호, 전송 장치가 포함된 셀의 식별자, CP의 종류에 따라서 고유하게 결정된다. 따라서, 공용 레퍼런스 신호는 수신 장치가 셀을 선택하기 위하여 사용될 수 있다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 하기 수학식 21에 따라서 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 공용 레퍼런스 신호의 위상을 변조할 수 있다.
[수학식 21]
Figure 112013058437106-pat00062

수학식 21에서,
Figure 112013058437106-pat00063
는 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 위상이 변조된 공용 레퍼런스 신호이고,
Figure 112013058437106-pat00064
는 수학식 17에 따라서 생성된 공용 레퍼런스 신호이다.
Figure 112013058437106-pat00065
는 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 결정되는 위상 변경 값으로서 하기 수학식 22에 따라서 결정된다.
[수학식 22]
Figure 112013058437106-pat00066

수학식 22에서, k는 공용 레퍼런스 신호가 점유하고 있는 부반송파의 인덱스를 나타내며
Figure 112013058437106-pat00067
이고, b는 전송 트레이닝 빔의 식별자로서
Figure 112013058437106-pat00068
이고,
Figure 112013058437106-pat00069
는 위상변경인자로서, 미리 결정된 상수이다. N은 프라이머리 동기 신호(PSS: Primary Synchronization Signal)를 이용하여 채널을 보상할 수 있는 대역에 포함되는 공용 레퍼런스 신호의 부반송파의 개수를 나타낸다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 수학식 21에 따라서 위상이 변경된 공용 레퍼런스 신호를 도 3의 (c)에 도시된 프레임에 포함하여 전송할 수 있다. 도 3의 (b)와 달리, 공용 레퍼런스 신호에 전송 트레이닝 빔의 식별자를 포함하는 경우 세컨더리 동기 신호(SSS), 프라이머리 동기 신호(PSS), 공용 레퍼런스 신호(CRS)의 순서로 전송하면 프라이머리 동기 신호로 초기 동기를 잡은 이후 세컨더리 동기 신호 및 공용 레퍼런스 신호를 검출하는 경우, 채널 보상을 좀더 용이하게 수행할 수 있다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 전송 빔(131, 132, 133, 134)들 중에서, 어느 하나의 전송 빔을 전송 트레이닝 빔으로 선택하여 빔 트레이닝을 수행할 수 있다. 이 경우에, 수신 장치(140)도 어느 하나의 수신 빔을 수신 트레이닝 빔으로 선택하여 빔 트레이닝을 수행할 수 있다. 전송 빔의 개수를 N, 수신 빔의 개수를 M이라 하면, 빔 트레이닝을 위해서는 M x N 개의 빔 조합에 대하여 빔 매칭을 수행할 수 있다. 이 경우, 전송부(210)는 도 3에 도시된 바와 같은 프레임을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다.
도 6의 (a)는 복수의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 동시에 여러 개의 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 실시예를 도시한 도면이다.
전송 장치(610)는 전송 어레이(620)를 이용하여 복수의 전송 빔(631, 632, 633, 634)을 형성할 수 있다. 또한 수신 장치(640)는 수신 어레이(650)를 이용하여 수신 빔(650)을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 전송 장치(610)의 전송부(210)는 도 6에 도시된 바와 같이 모든 빔을 전송 트레이닝 빔으로 선택하고, 선택된 각 전송 트레이닝 빔을 이용하여 각 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 전송 트레이닝 빔(631)의 식별자는 제1 전송 트레이닝 빔(631)을 이용하여 전송되고, 제2 전송 트레이닝 빔(632)의 식별자는 제2 전송 트레이닝 빔(632)을 이용하여 전송된다. 제3 전송 트레이닝 빔(633)의 식별자와 제4 전송 트레이닝 빔(634)의 식별자도 유사한 방법으로 전송된다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 도 6의 (b)에 도시된 프레임을 이용하여 세컨 더리 동기 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다. 제1 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제1 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(661) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(662)을 포함할 수 있다. 유사한 방법으로, 제N 번째 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제N 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(671) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(672)을 포함할 수 있다. 여기서, 세컨더리 동기 신호 옆의 괄호에 포함된 숫자는 각 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송되는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 나타낸다. 전송부(210)는 도 6의 (b)에 도시된 각 프레임들을 동시에 전송하고, 수신 장치(640)는 각 프레임들을 동시에 수신할 수 있다. 도 4, 도 5 또는 수학식 1 내지 수학식 16에서 설명된 실시예에 따라서 세컨더리 동기 신호의 위상을 변조하면, 각 프레임에 포함된, 위상이 변조된 동기 신호들은 모두 직교(orthogonal)한다. 따라서, 수신 장치(640)는 서로 다른 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 세컨더리 신호들을 구분하여 수신할 수 있고, 각 전송 트레이닝 빔의 식별자를 구분할 수 있다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 도 6의 (c)에 도시된 프레임에 포함된 공용 레퍼런스 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다. 제1 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제1 프레임은 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제1 슬롯(681), 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제2 슬롯(682) 및 공용 레퍼런스 신호(CRS)를 포함하는 제3 슬롯(683)을 포함할 수 있다. 유사한 방법으로, 제N 번째 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제N 프레임은 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제1 슬롯(691), 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제2 슬롯(692) 및 공용 레퍼런스 신호(CRS)를 포함하는 제3 슬롯(693)을 포함할 수 있다. 여기서, 공용 레퍼런스 신호 옆의 괄호에 포함된 숫자는 각 공용 레퍼런스 신호를 이용하여 전송되는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 나타낸다. 수학식 17 내지 수학식 22 에서 설명된 실시예에 따라서 공용 레퍼런스 신호의 위상을 변조하면, 각 프레임에 포함된, 위상이 변조된 공용 레퍼런스 신호들은 모두 직교(orthogonal)한다. 따라서, 수신 장치(640)는 서로 다른 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 공용 레퍼런스 신호들을 구분하여 수신할 수 있고, 각 전송 트레이닝 빔의 식별자를 구분할 수 있다.
도 6에 도시된 실시예에 따르면, 전송 장치는 여러 개의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 동시에 전송할 수 있다. 따라서, 전송 장치가 N개의 전송 빔을 형성하고, 수신 장치가 M개의 수신 빔을 형성하는 경우에도, 수신 장치가 M개의 빔 조합에 대하여만 빔 매칭을 수행하면 빔 트레이닝을 완료할 수 있다.
도 6에서는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 슬롯(662, 672, 683, 693)에 하나의 심볼만이 포함되어 전송되는 것처럼 도시되었으나, 실시예에 따르면, 각 슬롯(662, 672, 683, 693)은 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 복수의 심볼들을 포함할 수 있다. 각 심볼들은 세컨더리 동기 신호 또는 공용 레퍼런스 신호의 일부일 수 있다. 전송 트레이닝 빔의 식별자를 포함하는 여러 개의 심볼들이 전송되면, 수신 장치는 여러 개의 심볼을 평균하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 좀더 정확히 검출할 수 있다.
도 7의 (a)는 서로 인접하지 않은 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 실시예를 도시한 도면이다.
전송 장치(710)는 전송 어레이(720)를 이용하여 복수의 전송 빔(731, 732, 733, 734)을 형성할 수 있다. 또한 수신 장치(740)는 수신 어레이를 이용하여 수신 빔(750)을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 전송 장치(710)의 전송부(210)는 도 7에 도시된 바와 같이 전송 어레이(720)를 이용하여 형성할 수 있는 N개의 빔(731, 732, 733, 734)들 중에서 일부인 N/2개의 빔들을 전송 트레이닝 빔으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 전송부(210)는 N개의 빔(731, 732, 733, 734)들을 이득이 최대인 방향에 따라 정렬할 수 있다. 일측에 따르면, 전송부(210)는 N개의 빔(731, 732, 733, 734)들 중에서 서로 인접하지 않은 전송 빔(731과 733 또는 732와 734) 들을 전송 트레이닝 빔으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 전송부(210)는 정렬된 빔들 중에서 홀수 번째 빔들을 전송 트레이닝 빔으로 선택하거나, 짝수 번째 빔들을 전송 트레이닝 빔으로 선택할 수 있다.
도 7의 (b)는 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 경우의 프레임을 도시한 것이다.
제1 시간 구간 동안에, 전송부(210)는 제1 전송 트레이닝 빔, 제3 전송 트레이닝 빔, 제N-1 전송 트레이닝 빔을 이용하여 프레임을 전송한다. 제1 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제1 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(761) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(762)을 포함할 수 있다. 유사한 방법으로, 제3 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제3 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(765) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(766)을 포함할 수 있으며, 제N-1 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제N-1 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(771) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(772)을 포함할 수 있다. 여기서, 세컨더리 동기 신호 옆의 괄호에 포함된 숫자는 각 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송되는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 나타낸다.
제2 시간 구간 동안에, 전송부(210)는 제2 전송 트레이닝 빔, 제4 전송 트레이닝 빔, 제N 전송 트레이닝 빔을 이용하여 프레임을 전송한다. 제2 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제2 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(763) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(764)을 포함할 수 있다. 유사한 방법으로, 제4 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제4 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(767) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(768)을 포함할 수 있으며, 제N 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제N 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(773) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(773)을 포함할 수 있다.
도 7의 (c)는 공용 레퍼런스 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 경우의 프레임을 도시한 것이다.
제1 시간 구간 동안에, 전송부(210)는 제1 전송 트레이닝 빔, 제3 전송 트레이닝 빔, 제N-1 전송 트레이닝 빔을 이용하여 프레임을 전송한다. 제1 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제1 프레임은 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제1 슬롯(781), 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제2 슬롯(782) 및 공용 레퍼런스 신호(CRS)를 포함하는 제3 슬롯(783)을 포함할 수 있다. 유사한 방법으로, 제3 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제3 프레임은 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제1 슬롯(787), 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제2 슬롯(788) 및 공용 레퍼런스 신호(CRS)를 포함하는 제3 슬롯(789)을 포함할 수 있으며, 제N-1 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제N-1 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(793), 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(794) 및 공용 레퍼런스 신호를 포함하는 제3 슬롯(795)을 포함할 수 있다. 여기서, 세컨더리 동기 신호 옆의 괄호에 포함된 숫자는 각 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송되는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 나타낸다.
제2 시간 구간 동안에, 전송부(210)는 제2 전송 트레이닝 빔, 제4 전송 트레이닝 빔, 제N 전송 트레이닝 빔을 이용하여 프레임을 전송한다. 제2 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제2 프레임은 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제1 슬롯(784), 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제2 슬롯(785) 및 공용 레퍼런스 신호(CRS)를 포함하는 제3 슬롯(786)을 포함할 수 있다. 유사한 방법으로, 제4 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제4 프레임은 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제1 슬롯(790), 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제2 슬롯(791) 및 공용 레퍼런스 신호(CRS)를 포함하는 제3 슬롯(792)을 포함할 수 있으며, 제N 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송되는 제N 프레임은 프라이머리 동기 신호(PSS)를 포함하는 제1 슬롯(796), 세컨더리 동기 신호(SSS)를 포함하는 제2 슬롯(797) 및 공용 레퍼런스 신호(CRS)를 포함하는 제3 슬롯(798)을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에 따르면, 서로 인접한 빔에 의한 성능 저하를 방지하면서도 복수의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 동시에 전송할 수 있다. 따라서, 빔 트레이닝 시간을 크게 단축할 수 있다.
도 7에서는 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 슬롯(762, 764, 766, 768, 772, 774, 783, 786, 789, 792, 795, 798)에 하나의 심볼만이 포함되어 전송되는 것처럼 도시되었으나, 실시예에 따르면, 각 슬롯(762, 764, 766, 768, 772, 774, 783, 786, 789, 792, 795, 798)은 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 복수의 심볼들을 포함할 수 있다. 각 심볼들은 세컨더리 동기 신호 또는 공용 레퍼런스 신호의 일부일 수 있다. 전송 트레이닝 빔의 식별자를 포함하는 여러 개의 심볼들이 전송되면, 수신 장치는 여러 개의 심볼을 평균하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 좀더 정확히 검출할 수 있다.
수신 장치는 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송 장치로부터 전송된 전송 신호를 수신한다. 여기서, 전송 신호는 LTE 시스템의 세컨더리 동기 신호일 수도 있고, 공용 레퍼런스 신호일 수도 있다.
수신 장치는 전송 장치로부터 전송된 전송 신호를 이용하여 전송 장치로부터 수신 장치까지의 무선 채널에 대한 채널 상태 정보를 생성한다. 일측에 따르면, 채널 상태 정보는 신호대잡음비(SNR:Signal to Noise Ratio) 또는 신호대간섭및잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)일 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 복수의 전송 신호가 전송된 경우에는, 각 전송 트레이닝 빔에 대응되는 무선 채널의 추정이 필요하다. 도 4, 도 5 또는 수학식 1 내지 수학식 16에서 설명된 실시예에 따라서 위상이 변조된 세컨더리 동기 신호가 전송 신호로 사용되거나, 수학식 17 내지 수학식 22 에서 설명된 실시예에 따라서 위상이 변조된 공용 레퍼런스 신호가 전송 신호로 사용되면, 각 전송 신호들은 서로 직교한다. 따라서, 수신 장치는 각 전송 신호들을 구분하여 수신하고, 각 전송 트레이닝 빔에 대응되는 무선 채널을 용이하게 추정할 수 있다.
수신 장치는 생성된 채널 상태 정보를 전송 장치로 전송한다. 전송 장치의 수신부(220)는 수신 장치(240)로부터 채널 상태 정보를 수신한다. 수신부(220)는 수신한 채널 상태 정보에 기반하여 전송 트레이닝 빔 및 수신 트레이닝 빔으로 구성된 송수신 빔 쌍(pair)의 데이터 전송 성능을 평가할 수 있다. 일측에 따르면, 전송 장치는 모든 송수신 빔 쌍(pair)에 대하여 데이터 전송 성능을 평가하고, 데이터 전송 성능이 가장 우수한 송수신 빔 쌍에 포함된 전송 빔을 데이터 전송 빔으로, 데이터 전송 성능이 가장 우수한 송수신 빔 쌍에 포함된 수신 빔을 데이터 수신 빔으로 선택할 수 있다. 전송부(210)는 데이터 전송 빔을 이용하여 데이터를 수신 장치(240)로 전송할 수 있다.
수신 장치(240)는 프라이머리 동기 신호(PSS), 세컨더리 동기 신호(SSS) 및 공용 레퍼런스 신호를 이용하여 빔 식별자를 검출할 수 있다.
일측에 따르면, 전송 장치(210)는 도 4에 도시된 바와 같이 인터리빙한 세컨더리 동기 신호를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송할 수 있다. 이 경우에, 수신 장치(240)는 하기 수학식 23에 따라 ML(Maximum Likelihood) 기법을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
[수학식 23]
Figure 112013058437106-pat00070
Figure 112013058437106-pat00071

수학식 23에서, y(k)는 수신 장치(240)가 수신한 인터리빙된 세컨더리 동기 신호이고,
Figure 112013058437106-pat00072
는 i번째 셀의 b번째 전송 빔이 전송 트레이닝 빔으로 사용된 경우, 전송 트레이닝 빔의 식별자이다. 수학식 23에 따르면, 수신 장치는 수신된 신호와 기준 신호(
Figure 112013058437106-pat00073
)의 상호 상관값을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다. 여기서,
Figure 112013058437106-pat00074
는 i번째 셀로부터 인터리빙된 세컨더리 동기 신호가 b번째 전송 빔을 이용하여 전송된 경우를 가정한 기준 신호이다.
다른 측면에 따르면, 전송 장치(210)는 도 5에 도시된 바와 같이, 세컨더리 동기 신호에 전송 트레이닝 빔의 식별자를 포함시키고, 그 이후에 인터리빙을 수행할 수 있다. 이 경우에, 수신 장치(240)는 하기 수학식 24에 따라 ML 기법을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
[수학식 24]
Figure 112013058437106-pat00075

수학식 24에서,
Figure 112013058437106-pat00076
및
Figure 112013058437106-pat00077
는 디인터리빙된 세컨더리 동기 신호로서, 하기 수학식 25에 따라서 결정되고,
Figure 112013058437106-pat00078
및
Figure 112013058437106-pat00079
는 셀 식별자와 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출하기 위한 기준 신호로서, 하기 수학식 26에 따라서 결정된다.
[수학식 25]
Figure 112013058437106-pat00080

[수학식 26]
Figure 112013058437106-pat00081

또 다른 측면에 따르면, 전송부(210)는 수학식 17 내지 수학식 22 에서 설명된 실시예에 따라서 공용 레퍼런스 신호에 전송 레퍼런스 빔의 식별자를 포함하여 전송할 수 있다. 이 경우에, 수신 장치(240)는 하기 수학식 27에 따라서 ML 기법을 이용하여 전송 레퍼런스 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
[수학식 27]
Figure 112013058437106-pat00082

수학식 27에서,
Figure 112013058437106-pat00083
는 전송 트레이닝 빔의 식별자의 추정값이고,
Figure 112013058437106-pat00084
는 공용 레퍼런스 신호를 수신한 수신 신호이고,
Figure 112013058437106-pat00085
는 전송 트레이닝 빔을 포함하여 전송되는 공용 레퍼런스 신호의 기준 신호이다. k는 공용 레퍼런스 신호가 점유하는 부반송파 신호의 인덱스이다. LTE 시스템의 경우, 공용 레퍼런스 신호가 점유하는 부반송파의 개수는 10개이므로, 수학식 27에서는 k=0, ... ,9 의 값을 합산하였다.
일측에 따르면, 전송부(210)는 도 3의 (c), 도 6의 (c), 도 7의 (c)에 도시된 프레임을 이용하여 전송 레퍼런스 빔의 식별자를 전송할 수 있다. 이 경우에, 수신 장치는 프라이머리 동기 신호(PSS)와 공용 레퍼런스 신호(CRS)가 인접한 것을 이용하여 공용 레퍼런스 신호(CRS)의 채널을 정확히 보상할 수 있다.
수신 장치(240)는 전송 레퍼런스 빔의 식별자가 포함된 복수의 전송 신호를 수신할 수 있다. 일측에 따르면, 수신 장치(240)는 수신한 모든 전송 신호로부터 전송 레퍼런스 빔의 식별자를 검출할 수도 있다. 다른 측면에 따르면, 수신 장치(240)는 각 수신 신호의 수신 파워를 측정하고, 수신 파워가 소정의 임계치 이상인 수신 신호로부터 수신 신호에 대응하는 전송 레퍼런스 빔의 식별자를 검출할 수도 있다.
도 8은 수신 장치(810)가 하나의 전송 장치로부터 다중 경로를 이용하여 복수의 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신한 경우를 도시한 도면이다.
전송 장치(820)는 전송 어레이(821)를 이용하여 복수의 전송 빔(841, 842)을 형성할 수 있다. 전송 장치(820)는 복수의 전송 빔(841, 842) 각각을 전송 트레이닝 빔으로 선택하고, 선택된 전송 트레이닝 빔(841, 842)을 이용하여 전송 트레이닝 빔(841, 842)의 식별자를 전송할 수 있다. 이 경우에, 전송 트레이닝 빔(841)의 식별자는 제1 경로(851)를 따라 전송 장치(820)로부터 수신 장치(810)로 전송되고, 전송 트레이닝 빔(842)의 식별자는 건물(830)에 반사되는 제2 경로(852)를 따라 전송 장치(820)로부터 수신 장치(810)로 전송된다.
수신 장치(810)는 제1 경로(851)를 이용하여 수신되는 제1 신호 및 제2 경로(852)를 이용하여 수신되는 제2 신호가 모두 포함된 수신 신호를 수신한다. 수신 장치(810)는 제1 신호 및 제2 신호에 대하여 셀 식별자 및 전송 트레이닝 빔 식별자를 검출한다. 도 8에서 제1 신호 및 제2 신호의 셀 식별자는 동일하고, 전송 트레이닝 빔 식별자는 상이하다. 셀 식별자가 동일하고, 전송 트레이닝 빔의 식별자가 상이하면, 수신 장치는 제1 신호와 제2 신호가 동일한 기지국에서 다중 경로를 이용하여 수신된 신호로 판단할 수 있다.
일측에 따르면, 수신 장치(810)는 다이버시티 방식 또는 공간 다중화 방식을 이용하여 전송 장치(820)로부터 데이터를 수신할 수 있다.
수신 장치(810)가 다이버시티 방식을 이용하는 경우에, 전송 장치(820)는 제1 트레이닝 빔(841) 및 제2 트레이닝 빔(842)을 모두 데이터 전송 빔으로 선택할 수 있다. 이 경우에, 전송 장치(820)는 동일한 데이터를 포함하는 전송 신호를 제1 데이터 전송 빔(841) 및 제2 데이터 전송 빔(842)으로 전송할 수 있다. 수신 장치(810)는 제1 데이터 전송 빔(841) 및 제2 데이터 전송 빔(842)을 이용하여 수신한 신호를 결합할 수 있다. 수신 장치(810)는 결합된 신호로부터 데이터를 검출할 수 있다.
수신 장치(810)가 공간 다중화 방식을 이용하는 경우에, 전송 장치(820)는 제1 트레이닝 빔(841) 및 제2 트레이닝 빔(842)을 모두 데이터 전송 빔으로 선택할 수 있다. 이 경우에, 전송 장치(820)는 제1 데이터를 포함하는 제1 전송 신호를 제1 데이터 전송 빔(841)을 이용하여 전송하고, 제2 데이터를 포함하는 제2 전송 신호를 제2 데이터 전송 빔(842)를 이용하여 전송할 수 있다. 수신 장치(810)는 제1 전송 신호에서 제1 데이터를 검출하고, 제2 전송 신호에서 제2 데이터를 검출할 수 있다.
도9는 예시적 실시예에 따른 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 예시적 실시예에 따른 수신 장치(900)는 수신부(910), 빔 식별자 검출부(920), 채널 상태 정보 생성부(930) 및 전송부(940)를 포함한다.
전송 장치(960)는 전송 어레이(970)를 구비한다. 전송 장치(960)는 전송 어레이(970)를 이용하여 복수의 전송 빔을 형성할 수 있다. 전송 장치(960)는 복수의 전송 빔들 중에서 선택된 데이터 전송 빔을 이용하여 데이터를 수신 장치(900)로 전송할 수 있다.
수신부(910)는 수신 어레이(950)를 구비한다. 수신부(910)는 수신 어레이(950)를 이용하여 형성 가능한 복수의 수신 빔들 중에서 선택된 데이터 수신 빔을 이용하여 데이터를 전송 장치(960)로부터 수신할 수 있다.
복수의 전송 전송 빔 및 복수의 수신 빔들 중에서 데이터를 전송하기 위한 데이터 전송 빔 및 데이터 수신 빔의 쌍(pair)를 선택하기 위하여, 수신 장치(900)는 빔 트레이닝을 수행할 수 있다.
수신부(910)는 복수의 전송 빔들 중에서 선택된 적어도 하나의 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송 장치(960)로부터 수신할 수 있다. 일측에 따르면, 수신부(910)는 선택된 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신할 수 있다. 일측에 따르면, 수신부(910)는 복수의 수신 빔들 중에서 선택된 수신 트레이닝 빔의 식별자를 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신할 수 있다.
전송 장치(960)는 N개의 전송 빔을 생성하고, 수신 장치(900)는 M개의 수신 빔을 생성할 수 있다. 일측에 따르면, 전송 장치(960)가 1개의 전송 트레이닝 빔을 선택하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 경우에, 전송 장치(960) 및 수신 장치(900)는 M x N 개의 조합에 대하여 빔 매칭을 수행하고, 빔 매칭에 따른 채널 상태 정보를 생성할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 전송 장치(960)가 N개의 전송 빔을 모두 전송 트레이닝 빔으로 선택하고, 전송 트레이닝 빔의 N개의 식별자를 동시에 전송할 수 있다. 이 경우에, 전송 장치(960) 및 수신 장치(900)는 N개의 조합에 대하여 빔 매칭을 수행하고, 빔 매칭에 따른 채널 상태 정보를 생성할 수도 있다.
또 다른 측면에 따름녀, 전송 장치(960)는 N/2 개의 전송 빔을 전송 트레이닝 빔으로 선택하고, 전송 트레이닝 빔의 N/2개의 식별자를 동시에 전송할 수 있다. 이 경우에, 전송 장치(960) 및 수신 장치(900)는 N/2개의 조합에 대하여 2번 빔 매칭을 수행하고, 빔 매칭에 따른 채널 상태 정보를 생성할 수도 있다.
일측에 따르면, 전송 장치(960)는 전송 장치(960)로부터 수신 장치(910)로 전송되는 수신 신호의 위상에 전송 트레이닝 빔의 식별자를 포함하여 전송할 수 있다. 이 경우에, 수신부(910)는 전송 장치(960)로부터의 수신 신호를 수신하고, 빔 식별자 검출부(920)는 수신 신호의 위상으로부터 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
일측에 따르면, 수신부(910)가 수신하는 수신 신호는 LTE 시스템의 세컨더리 동기 신호일 수 있다. 인터리빙된 세컨더리 동기 신호의 위상을 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라 변조하여 생성된 수신 신호를 수신부(910)가 수신한 경우에, 빔 식별자 검출부(920)는 수학식 23에 따라 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다. 또한, 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라 위상이 변조된 세컨 더리 동기신호가 인터리빙되어 생성된 수신 신호를 수신부(910)가 수신한 경우에, 빔 식별자 검출부(920)는 수학식 24에 따라 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
일측에 따르면, 수신부(910)가 수신하는 수신 신호는 LTE 시스템의 공용 레퍼런스 신호일 수 있다. 공용 레퍼런스 신호의 위상을 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라 변조하여 생성된 수신 신호를 수신부(910)가 수신한 경우에, 빔 식별자 검출부(920)는 수학식 27에 따라 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
일측에 따르면, 수신부(910)는 동기식(coherent) 수신 기법 또는 비동기식(non coherent) 수신 기법을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다. 수신부(910)가 동기식 수신 기법을 이용하는 경우에, 수신부(910)는 전송 트레이닝 빔을 이용하여 프라이머리 동기 신호를 수신한다. 수신부(910)는 프라이머리 동기 신호를 이용하여 전송 장치(960)와의 시간 동기를 맞춘다. 또한, 수신부(910)는 전송 장치(960)로부터 수신 장치(900)까지의 무선 채널을 추정한다. 수신부(910)는 추정된 채널을 이용하여 전송 트레이닝 빔의 식별자를 포함하는 수신 신호(세컨더리 동기 신호 또는 공용 레퍼런스 신호)의 위상을 보상한다. 빔 식별자 검출부(920)는 위상이 보상된 수신 신호로부터 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다. 일측에 따르면, 빔 식별자 검출부(920)는 세컨더리 동기 신호 또는 공용 레퍼런스 신호의 위상이 변조된 값을 산출하고, 위상이 변조된 값으로부터 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
수신부(920)가 비동기식 수신 기법을 이용하는 경우에, 수신부(910)는 프라이머리 동기 신호를 이용하여 전송 장치(960)와의 시간 동기를 맞춘다. 빔 식별자 검출부(920)는 채널 왜곡이 보상되지 않은 수신 신호로부터 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
채널 상태 정보 생성부(930)는 수신부(910)가 수신한 수신 신호를 이용하여 전송 장치(960)로부터 수신 장치(900)까지의 무선 채널에 대한 채널 상태 정보를 생성한다. 여기서, 채널 상태 정보는 신호대잡음비(SNR:Signal to Noise Ratio) 또는 신호대간섭및잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)일 수 있다.
전송부(940)는 생성된 채널 상태 정보를 전송 장치(960)로 전송할 수 있다. 전송 장치(960)는 생성된 채널 상태 정보에 기반하여 전송 트레이닝 빔과 수신 트레이닝 빔으로 구성된 송수신 빔 쌍(pair)의 데이터 전송 성능을 평가할 수 있다. 전송 장치는 데이터 전송 성능이 가장 우수한 송수신 빔 쌍에 포함된 전송 빔을 데이터 전송 빔으로, 데이터 전송 성능이 가장 우수한 송수신 빔 쌍에 포함된 수신 빔을 데이터 수신 빔으로 선택할 수 있다. 즉, 채널 상태 정보는 해당 전송 트레이닝 빔, 수신 트레이닝 빔을 이용하여 데이터를 전송 장치(960)로부터 수신 장치(900)로 전송할지 여부를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
일측에 따르면, 수신부(910)는 전송 장치(960)로부터 전송 레퍼런스 빔의 식별자가 포함된 복수의 전송 신호를 수신할 수 있다. 일측에 따르면, 빔 식별자 검출부(920)는 수신한 모든 전송 신호로부터 전송 레퍼런스 빔의 식별자를 검출할 수도 있다. 다른 측면에 따르면, 수신부(910)는 각 수신 신호의 수신 파워를 측정하고, 빔 식별자 검출부(920)는 수신 파워가 소정의 임계치 이상인 수신 신호로부터 수신 신호에 대응하는 전송 레퍼런스 빔의 식별자를 검출할 수도 있다.
일측에 따르면, 수신부(910)는 복수의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 각 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신할 수 있다. 즉, 수신부(910)는 제1 전송 트레이닝 빔을 이용하여 제1 경로로 전송되는 제1 신호를 수신하고, 제2 전송 트레이닝 빔을 이용하여 제2 경로로 전송되는 제2 신호를 수신할 수 있다.
이 경우에, 빔 식별자 검출부(920)는 제1 신호 및 제2 신호가 모두 포함된 수신 신호로부터 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출할 수 있다.
만약 수신 신호에서 2개 이상의 서로 다른 전송 트레이닝 빔의 식별자가 검출된다면, 수신부(910)는 각 식별자에 대응되는 전송 트레이닝 빔을 모두 이용하여 데이터 전송을 수행할 수 있다.
일측에 따르면, 수신부(910)가 다이버시티 방식을 이용하는 경우에, 전송 장치(960)는 제1 트레이닝 빔 및 제2 트레이닝 빔을 모두 데이터 전송 빔으로 선택할 수 있다. 이 경우에, 전송 장치(960)는 동일한 데이터를 포함하는 전송 신호를 제1 데이터 전송 빔 및 제2 데이터 전송 빔으로 전송할 수 있다. 수신부(910)는 제1 데이터 전송 빔 및 제2 데이터 전송 빔을 이용하여 수신한 신호를 결합할 수 있다. 수신 부(910)는 결합된 신호로부터 데이터를 검출할 수 있다.
수신부(910)가 공간 다중화 방식을 이용하는 경우에, 전송 장치(960)는 제1 트레이닝 빔 및 제2 트레이닝 빔을 모두 데이터 전송 빔으로 선택할 수 있다. 이 경우에, 전송 장치(960)는 제1 데이터를 포함하는 제1 전송 신호를 제1 데이터 전송 빔을 이용하여 전송하고, 제2 데이터를 포함하는 제2 전송 신호를 제2 데이터 전송 빔를 이용하여 전송할 수 있다. 수신부(910)는 제1 전송 신호에서 제1 데이터를 검출하고, 제2 전송 신호에서 제2 데이터를 검출할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 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 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
110: 전송 장치
120: 전송 어레이
131, 132, 133, 134: 전송 빔
140: 수신 장치
150: 수신 어레이
161, 162, 163: 수신 빔

Claims (24)

  1. 세컨더리 동기 신호(SSS: Secondary Synchronization Signal)를 생성하고, 생성된 세컨더리 동기 신호를 인터리빙하고,
    상기 인터리빙된 세컨더리 동기 신호의 위상을 전송 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 전송 빔들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 상기 선택된 전송 트레이닝 빔의 식별자(ID: Identifier)에 따라서 변조하고,
    상기 위상이 변조된 상기 세컨더리 동기 신호를 수신 장치로 전송하는 전송부
    를 포함하는 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신 장치는 수신 어레이를 구비하고,
    상기 전송된 전송 트레이닝 빔의 식별자는 상기 수신 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 수신 빔들 중에서, 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치로 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 데이터 수신 빔 및 상기 전송 빔들 중에서 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치로 데이터를 수신하기 위하여 사용되는 데이터 전송 빔을 포함하는 데이터 송수신 빔 쌍(pair)을 선택하기 위하여 사용되는 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전송부는 상기 수신 장치로 전송되는 전송 신호의 위상을 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 변조하여 전송하는 전송 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전송부는 공용 레퍼런스 신호(CRS: Common Reference Signal)를 이용하여 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 전송하는 전송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 빔들 중에서 복수의 전송 트레이닝 빔이 선택되고,
    상기 전송부는 상기 선택된 각각의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 각 전송 트레이닝 빔의 식별자를 동시에 전송하는 전송 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 전송 빔들은 이득이 최대인 방향에 따라 정렬되고, 상기 정렬된 복수의 전송 빔들 중에서 서로 인접하지 않은 전송 빔들이 상기 전송 트레이닝 빔으로 선택되는 전송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    수신부
    를 더 포함하고,
    상기 전송부는 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송 신호를 상기 수신 장치로 전송하고,
    상기 수신부는 상기 전송 신호를 이용하여 상기 수신 장치에서 생성된 채널 상태 정보를 수신하고, 상기 채널 상태 정보에 따라서 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 데이터를 상기 수신 장치로 전송할지 여부를 결정하는 전송 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는 신호대잡음비(SNR:Signal to Noise Ratio) 또는 신호대간섭및잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)인 전송 장치.
  12. 전송 어레이를 구비한 전송 장치로부터 상기 전송 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 전송 빔들 중에서 선택된 적어도 하나의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송된 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 세컨더리 동기 신호(SSS: Secondary Synchronization Signal)를 이용하여 수신하는 수신부; 및
    빔 식별자 검출부
    를 포함하고,
    상기 세컨더리 동기 신호는 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자에 따라서 위상이 변조되고,
    상기 수신부는 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 전송된 프라이머리 동기 신호를 수신하고, 상기 프라이머리 동기 신호를 이용하여 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치까지의 채널을 추정하고,
    상기 빔 식별자 검출부는 상기 추정된 채널을 이용하여 상기 세컨더리 동기 신호의 위상이 변조된 값을 산출하고, 상기 위상이 변조된 값으로부터 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출하는 수신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수신부는 수신 어레이를 구비하고, 상기 수신 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 수신 빔들 중에서 선택된 적어도 하나의 수신 트레이닝 빔을 이용하여 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신하는 수신 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 수신된 전송 트레이닝 빔의 식별자는 상기 수신 장치의 수신 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 수신 빔들 중에서, 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치로 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 데이터 수신 빔 및 상기 전송 빔들 중에서 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치로 데이터를 수신하기 위하여 사용되는 데이터 전송 빔을 포함하는 데이터 송수신 빔 쌍(pair)을 선택하기 위하여 사용되는 수신 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 전송 장치로부터 수신되는 수신 신호의 위상으로부터 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 검출하는 빔 식별자 검출부
    를 더 포함하는 수신 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제12항에 있어서,
    상기 수신부는 공용 레퍼런스 신호(CRS: Common Reference Signal)를 이용하여 상기 전송 트레이닝 빔의 식별자를 수신하는 수신 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    채널 상태 정보 생성부; 및
    전송부
    를 더 포함하고,
    상기 수신부는 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 전송된 수신 신호를 수신하고,
    상기 채널 상태 정보 생성부는 상기 수신 신호를 이용하여 상기 전송 장치로부터 상기 수신 장치까지의 무선 채널에 대한 채널 상태 정보를 생성하고,
    상기 전송부는 상기 채널 상태 정보를 상기 전송 장치로 전송하고,
    상기 채널 상태 정보는 상기 전송 트레이닝 빔을 이용하여 데이터를 상기 수신 장치로 전송할지 여부를 결정하기 위하여 사용되는 수신 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는 신호대잡음비(SNR:Signal to Noise Ratio) 또는 신호대간섭및잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)인 수신 장치.
  21. 제12항에 있어서,
    빔 식별자 검출부
    를 더 포함하고,
    상기 수신부는 복수의 전송 트레이닝 빔을 이용하여 전송된 복수의 수신 신호를 수신하고, 상기 수신 신호의 수신 파워를 측정하고,
    상기 수신 파워가 소정의 임계치 이상인 수신 신호에 대응하는 트레이닝 빔에 대하여 식별자를 검출하는 수신 장치.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 전송 트레이닝 빔들 중에서 선택된 복수의 데이터 전송 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 복수의 수신 신호를 각각 수신하고, 각각 수신된 신호를 결합(combine)하고, 결합된 수신 신호로부터 데이터를 검출하는 수신 장치.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 전송 트레이닝 빔들 중에서 선택된 제1 데이터 전송 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 제1 데이터를 수신하고, 상기 전송 트레이닝 빔들 중에서 선택된 제2 데이터 전송 빔을 이용하여 상기 전송 장치로부터 제2 데이터를 수신하는 수신 장치.
  24. 세컨더리 동기 신호(SSS: Secondary Synchronization Signal)를 생성하고,
    상기 생성된 세컨더리 동기 신호의 위상을 전송 어레이를 이용하여 형성 가능한 복수의 전송 빔들 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 전송 트레이닝 빔의 식별자(ID: Identifier)에 따라서 변조하고,
    상기 위상이 변조된 세컨더리 동기 신호를 인터리빙하고, 상기 인터리빙된 세컨더리 동기 신호를 수신 장치로 전송하는 전송부
    를 포함하는 전송 장치.
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