KR101602243B1 - 셀룰러 네트워크에서의 안테나 빔 형성을 지원하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 광대역 통신 네트워크에서 향상된 빔 패턴, 빔 스윕(beam sweep) 패턴, 피드백 및 보고 규칙들을 갖는 파일럿(pilot) 채널 디자인 및 제어 신호 디자인(control signaling design)으로 빔 형성 안테나 시스템을 지원하기 위한 방법 및 시스템이다. 특히, 향상된 빔 패턴은 셀 세그먼트 내에 적어도 두 개의 공간 빔을 형성하는 무선 네트워크에서 무선 통신을 지원하는 방법을 포함하는데, 여기서 상기 적어도 두 개의 공간 빔은 상이한 전력 레벨들과 연관되며, 별도로, 적어도 두 개의 공간 빔이 고유한 스윕 패턴에 따라 상기 셀 세그먼트를 가로질러 이동될 수 있다. 파일럿 채널 디자인은 네트워크 대역폭 성능을 향상시키고, 사용자 이동성 추적을 향상시킨다. 피드백 및 보고 규칙들은 바람직한 실시예에서 특정한 필드 지정자(field designator), CQI를 사용하여 수립될 수 있다.

Description

셀룰러 네트워크에서의 안테나 빔 형성을 지원하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SUPPORTING ANTENNA BEAMFORMING IN A CELLULAR NETWORK}

[관련 출원 데이터]

본 출원은 2008년 5월 9일에 출원된 미국 가특허 출원 61/052,011호와 관련되고, 이러한 선행 출원에 대한 우선권이 35 U.S.C. §119(e)하에서 주장되며, 본 출원은 2008년 10월 6일에 출원된 PCT 출원 번호 PCT/US2008/078913호와 관련되고, 이러한 선행 출원에 대한 우선권이 35 U.S.C. §120하에서 주장된다. 상기 가특허 출원 및 선행 PCT 출원은 본 특허 출원에 참조로서 포함된다.

[발명의 기술 분야]

본 발명은 셀 세그먼트(cell segment) 내의 공간 빔(spatial beam)들의 형성을 지원하는 것과 관련된다.

음성 및 고속 데이터 서비스를 제공하기 위한 이동 무선 오퍼레이터들에 대한 요구가 증가하고 있고, 동시에 이러한 오퍼레이터들은 기지국 당 더 많은 사용자들을 지원하여 전체 네트워크 비용을 감소시키고 가입자들이 서비스를 입수할 수 있도록 만들기를 원한다. 그 결과, 더 높은 데이터 속도 및 더 큰 용량을 가능하게 하는 무선 시스템들이 필요하다. 그러나, 무선 서비스를 위한 가용 스펙트럼이 한정되어 있고, 고정된 대역폭 내에서 트래픽(traffic)을 증가시키기 위한 이전의 시도는 시스템 내의 간섭을 증가시켰고, 신호 품질을 저하시켰다.

무선 통신 네트워크들은 전형적으로 셀들로 분할되며, 셀들 각각은 셀 섹터들로 더 분할된다. 기지국은 각 셀에 제공되어 셀 내에 위치한 이동국들과의 무선 통신을 가능하게 한다. 종래의 무지향성 안테나들이 기지국에서 사용되는 경우에 한 가지 문제점이 존재하는데, 그 까닭은 각 사용자의 신호의 송신/수신이 네트워크 상의 동일 셀 위치 내에 위치한 다른 사용자들에게 간섭원이 되어 전체 시스템 간섭이 한정되게 만들기 때문이다. 이러한 무지향성 안테나가 도 1의 (a)에 도시된다.

이러한 종래의 무지향성 안테나 셀룰러 네트워크 시스템들에서는, 기지국이 셀 내의 이동 유닛들의 위치에 관한 정보를 갖지 않으며, 무선 커버리지(radio coverage)를 제공하기 위해 셀 내의 모든 방향으로 신호를 방사한다. 이는 도달할 이동 유닛들이 존재하지 않는 경우에 송신에 대해 전력을 낭비하는 결과를 가져올 뿐만 아니라, 소위 동일 채널(co-channel) 셀들이라고 불리는 동일한 주파수를 사용하는 인접한 셀들에 대한 간섭을 야기한다. 마찬가지로, 수신시에는 안테나가 잡음과 간섭을 포함하는 모든 방향으로부터 오는 신호들을 수신한다.

대역폭 사용의 효율을 증가시키고 이러한 유형의 간섭을 감소시키기 위한 효과적인 방식은 송신기와 수신기에서 복수의 안테나를 지원하는 다중 입력 다중 출력(Multiple Input-Multiple Output; MIMO) 기술을 사용하는 것이다. 셀룰러 네트워크 상의 다운링크(downlink)와 같은 복수의 안테나 방송 채널에 대해, 셀을 복수의 섹터로 분할하고 섹터화된 안테나들을 사용하여 복수의 사용자와 동시에 통신함으로써 다운링크 처리량(throughput)을 최대화하기 위한 송신/수신 전략이 개발되었다. 이러한 섹터화 안테나 기술은 간섭 레벨을 감소시키고 시스템 용량을 향상시키기 위한 현저히 향상된 해결책을 제공한다.

섹터화 안테나 시스템은 통신 세션(session)에 관여되는 복수의 수신기(사용자 장비, 셀폰 등)와 동시에 통신하는 중앙화된 송신기(셀 사이트/타워)를 특징으로 한다. 이러한 기술로, 각 사용자의 신호는 기지국에 의해 그 특정한 사용자의 방향으로만 송신 및 수신된다. 이는 시스템이 시스템 내의 전체 간섭을 현저히 감소시킬 수 있도록 한다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 섹터화 안테나 시스템은 셀의 섹터의 커버리지 영역(coverage area)에 위치한 사용자들을 향해 상이한 송신/수신 빔들을 지향시키는 안테나들의 어레이(array)로 이루어진다.

섹터화된 셀 섹터의 성능을 향상시키기 위해, 소위 공간 분할 다중 액세스(Space-Division Multiple Access; SDMA) 시스템들로 불리기도 하는 직교 주파수 영역 다중 액세스(Orthogonal Frequency Domain Multiple Access; OFDMA) 시스템들을 사용하는 기법들이 구현되었다. 이러한 시스템들에서, 이동국들은 이러한 공간 빔들 중 하나 이상을 사용하여 기지국과 통신할 수 있다. 빔 형성(beamforming)이라고 불리는, 신호들의 송신 및 수신을 직교하여 지향시키는 이러한 방법은 기지국에서의 진보된 신호 처리를 통해 가능해진다.

빔 형성 기법은 셀 섹터를 상이한 커버리지 영역들로 분할하도록 셀 섹터 내에 복수의 공간 빔을 형성함으로써 정의된다. 송신 및 수신 모두에 있어서의 기지국의 방사 패턴은 각 사용자에 대해 그 사용자의 방향에서 가장 높은 이득(gain)을 획득하도록 적응된다. 섹터화 안테나 기술을 사용하고 셀 내의 이동 유닛들의 공간 위치 및 채널 특성에 영향을 줌으로써, SDMA라고 불리는 통신 기법들이 성능을 개선시키기 위해 개발되었다. SDMA 기법들은 본질적으로 빔 형성 및/또는 사전 코딩(precoding)을 통해 동시에 송신하는 복수의 비상관 공간 파이프를 생성하며, 이에 의해 복수의 액세스 무선 통신 시스템에서 더 우수한 성능을 제공할 수 있다.

빔 형성 기법 중 한 가지 유형은 이동국의 위치를 향해 빔들을 동적으로 지향시키는 적응형 빔 형성 기법이다. 이러한 적응형 빔 형성 기법은 이동성 추적을 필요로 하는데, 적응형 빔들을 생성하기 위한 목적으로 이동국들의 위치들 및 공간적 특성들이 추적된다. 위치 및 공간적 특성들에 따라, 각 안테나에 들어오고 나가는 신호의 진폭 및 위상을 조절하는 복소 가중치(complex weighting)들로 각 사용자의 신호를 곱한다. 이는 섹터화 안테나들의 어레이로부터의 출력이 원하는 방향에서 송신/수신 빔을 형성하고 다른 방향들에서의 출력을 최소화하도록 야기하는데, 이는 도 2에서 도표로 볼 수 있다.

그러나, 이러한 빔 형성 안테나 시스템들에 의해 요구되는 네트워크 셀 내의 사용자 위치의 이동성 및 공간 채널 추적은 시스템의 오버헤드(overhead)를 증가시킨다. 더욱이, 이동성 및 공간 채널 추적은 상대적으로 높은 속도로 이동하는 이동국들에 대해서는 불가능하거나 실용적이지 않을 수 있다. 위에서 확인한 문제들 중 일부를 해결하는 것을 포함하여, 이동 광대역 통신 네트워크들에서 섹터화된 빔 형성 안테나 시스템들의 지원에 대한 필요가 존재한다.

시스템 상의 다양한 컴포넌트는 어떠한 특정 네트워크 구성 또는 통신 시스템 상에서 사용되는 명명법에 따라 상이한 명칭들로 불릴 수 있다. 예컨대, "사용자 장비"는 케이블 네트워크 상의 PC들뿐만 아니라, 인터넷 액세스, 이메일 및 메시징(messaging) 서비스 등과 같은 다양한 특징 및 기능을 갖는 이동 단말기들("셀폰들")의 다양한 만듦새와 모델에 의해 경험될 수 있는 바와 같이 셀룰러 네트워크에 직접 무선 접속에 의해 연결되는 다른 유형의 장비를 포괄한다.

또한, "수신기" 및 "송신기"라는 단어들은 통신이 송신 또는 수신되고 있는 방향에 따라 "액세스 포인트(Access Point; AP)", "기지국" 및 "사용자"라고 일컬어질 수 있다. 예컨대, 다운링크 환경의 경우 액세스 포인트(AP) 또는 기지국(eNodeB 또는 eNB)은 송신기이고 사용자는 수신기이며, 반면에 업링크 환경의 경우 액세스 포인트(AP) 또는 기지국(eNodeB 또는 eNB)은 수신기이고 사용자는 송신기이다. 이러한 용어들(예컨대 송신기 또는 수신기)은 한정적으로 정의되는 것이 아니며, 네트워크 상에 위치한 다양한 이동 통신 유닛 또는 송신 장치를 포함할 수 있다.

본 발명은 이동 광대역 통신 네트워크에서 향상된 빔 패턴, 빔 스윕(beam sweep) 패턴, 피드백 및 보고 규칙들을 갖는 파일럿(pilot) 채널 디자인 및 제어 신호 디자인(control signaling design)으로 빔 형성 안테나 시스템을 지원하기 위한 방법 및 시스템이다. 특히, 향상된 빔 패턴은 셀 세그먼트 내에 적어도 두 개의 공간 빔을 형성하는 무선 네트워크에서 무선 통신을 지원하는 방법을 포함하는데, 여기서 상기 적어도 두 개의 공간 빔은 상이한 전력 레벨들과 연관되며, 별도로, 적어도 두 개의 공간 빔은 고유한 스윕 패턴에 따라 셀 세그먼트를 가로질러 이동될 수 있다.

파일럿 채널 신호 디자인은 네트워크 대역폭 성능을 향상시키고, 사용자 채널 특성, 이동성 및 위치의 추적을 향상시킨다. 피드백 및 보고 규칙들은 바람직한 실시예에서 특정한 필드 지정자(field designator), CQI를 사용하여 수립될 수 있다. 또한, 제어 신호 디자인은 네트워크 대역폭 성능을 향상시키고 사용자 채널 특성, 이동성 및 위치의 추적을 향상시키기 위해 본 발명에서 제안되는데, 이는 바람직한 실시예에서 순방향 링크(forward link)(다운링크) 제어 신호(FL)를 사용한다. 이러한 파일럿 채널 및 제어 신호 디자인들은 어느 지향성 송신 빔이 사용자 장비에 대한 송신에 가장 적합한지 또는 언제 지향성 송신 빔이 활성화되어야 하는지를 시스템이 분석하는 것을 돕는다.

본 발명은 사용자 장비 공간 채널 특성, 이동성 또는 위치의 추적과 연관된 문제들을 해결하고, 네트워크의 대역폭 및 커버리지 성능을 향상시키며, 네트워크의 오버헤드 송신을 감소시킨다.

본 발명의 목적들 및 특징들은 동일한 번호들이 동일한 요소들을 나타내는 첨부된 도면들과 함께 읽는 경우 아래의 상세한 설명 및 첨부된 청구항들로부터 더 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 무지향성 안테나(a) 및 섹터화 안테나(b)의 도표.
도 2는 원하는 사용자에게 지향되는 가중화된 섹터화 송신 빔의 도표.
도 3은 바람직한 실시예에 따른, 스윕 패턴에 따라 이동되는 상이한 전력 레벨들을 갖는 공간 빔들을 형성할 수 있는 기지국과 연관된 예시적인 셀을 도시하는 도면.
도 4는 바람직한 실시예에 따른, 셀 섹터 내에 형성되는 상이한 빔 위치들과 연관된 공간 빔들을 도시하는 도면.
도 5a 내지 5f는 일 실시예에 따른, 공간 빔들의 스윕 패턴들을 도시하는 도면.
도 6 및 7은 일부 바람직한 실시예들에 따른, 상이한 빔 구성들을 도시하는 도면.
도 8은 바람직한 실시예에 따른, 상이한 셀 섹터들 내에서 형성되는 공간 빔들을 도시하는 도면.
도 9는 일부 바람직한 실시예들에 따라 공간 빔들을 형성할 수 있는 안테나 요소들을 각각 갖는 두 개의 안테나 패널을 갖는 기지국의 안테나 구조의 정면도.
도 10은 도 9의 안테나 구조의 측면도.
도 11은 일 실시예에 따른, 두 개의 상이한 셀에서 생성되는 공간 빔들의 제1 구성을 도시하는 도면.
도 12는 다른 실시예에 따른, 두 셀에서 생성되는 공간 빔들의 제2 구성을 도시하는 도면.
도 13 및 14는 일부 바람직한 실시예들에 따른, 제어 및 데이터 신호를 통신하는 상이한 기법들을 도시하는 도면.
도 15 및 16은 일부 바람직한 실시예들에 따른, 데이터를 통신하기 위한 프레임 구조들을 도시하는 도면.
도 17은 기지국 및 이동국의 예시적인 구성 요소들의 블록도.
도 18은 PHY 프레임들 및 파일럿 지시자(pilot indicator) 채널 신호를 나타내는 도면.

도 1의 (a)에서, 화살표(125, 115, 135 및 140)로 나타낸 다양한 방향으로 균등하게 방사상으로 밖을 향해 송신하는 무지향성 안테나(105)의 전체 송신 아키텍처(100)가 도시된다. 커버리지 영역의 둘레는 송신 아키텍처(100)에 대한 영역(120)에 의해 도시된다. 도 1의 (b)에 도시된 섹터화 안테나 아키텍처(141)를 사용함으로써 향상된 효율들이 달성되었다.

복수의 안테나(145, 147 및 148)가 아키텍처(140)에 도시되며, 각 안테나는 셀룰러 네트워크의 상이한 영역을 향해 지향되는데, 이는 커버리지 영역(150)에 대한 지향성 송신(175), 커버리지 영역(157)에 대한 송신(190) 및 커버리지 영역(155)에 대한 지향성 송신(180)에 의해 도시된다. 이러한 맥락에서, 섹터화 아키텍처에 의해 시스템 용량을 향상시키는 것이 가능하다.

다양한 송신 신호의 세기를 변화시킴으로써, 섹터화 아키텍처(200)에 대해 도 2에 도시된 바처럼 추가적인 효율 및 감소된 간섭이 달성될 수 있다. 복수의 안테나(215, 220, 227 및 230)는 섹터화 안테나 아키텍처(200)에서 송신을 지향(또는 송신을 수신)한다. 안테나 요소(230)로부터의 신호의 세기를 증가시킴으로써 지향성 안테나 빔(235)이 형성된다. 원하는 사용자(205)가 높은 신호 세기의 커버리지 영역(235)에서 원하는 송신(245)을 수신하는 것으로 도시되는데, 이는 그 사용자(205)에 대해 지향되도록 의도되는 더 높은 전력을 갖는 빔이다. 간섭하는 사용자(210)는 더 낮은 세기의 송신 신호(240)를 갖는 것으로 도시되는데, 이는 그 사용자(210)와 관련되는 시스템에서 대하게 되는 간섭을 감소시킨다.

일부 바람직한 실시예들에 따르면, "기회적" 공간 시간 다중 액세스(Opportunistic Space Time Multiple Access; OSTMA) 기법이 무선 통신 네트워크들에서 사용되도록 제공된다. OSTMA 기법은 셀 세그먼트(셀 또는 셀 섹터)에서 복수의 공간 빔을 형성할 수 있도록 하는데, 셀 세그먼트의 복수의 공간 빔 중 적어도 일부는 셀 세그먼트 내의 상이한 커버리지 영역들을 제공하도록 상이한 전력 레벨들과 연관된다. 공간 빔(또는 더 간단하게 "빔")은 기지국과 이동국(들) 사이에 무선 통신이 수행될 수 있는 셀 세그먼트 내의 지리적으로 구분되는 커버리지 영역을 지칭한다.

또한, OSTMA 기법은 셀 세그먼트 내의 빔들에 대한 스윕 패턴을 정의하는데, 스윕 패턴은 고정 스윕 패턴 또는 동적 스윕 패턴일 수 있다. "스윕 패턴"은 셀 세그먼트 내의 빔들이 셀 세그먼트 내의 빔 위치들 사이에서 시간에 걸쳐 이동되는 방식을 지칭한다. 고정 스윕 패턴은 빔들이 미리 결정된 시퀀스(sequence)에 따라 빔 위치들 사이에서 이동되는 것을 의미한다. 동적 스윕 패턴은 하나 이상의 기준에 따라 가능하게는 상이한 시퀀스들로 빔 위치들 사이에서 빔들이 이동될 수 있음을 의미한다. 바람직한 실시예들에 따르면, 빔들이 이동할 수 있는 빔 위치들은 고정된 빔 위치들이다. 따라서, 공간 빔들이 셀 세그먼트 내에서 이동할 수 있지만, 이러한 빔들이 이동되는 위치들은 소정의 지속 시간(time duration) 동안 고정된 상태로 남는다. 시스템 내의 빔 위치들을 재구성하는 것이 또한 가능하다(예컨대 2개의 빔을 4개의 빔 또는 8개의 빔 등으로 바꿈).

일부 바람직한 실시예들에 대해, OSTMA 기법이 기지국으로부터 이동국들로의 순방향 무선 링크를 위해 제공된다. 대안적인 실시예들에서, OSTMA 기법은 이동국으로부터 기지국으로의 역방향 무선 링크를 위해 또한 사용될 수 있다. 기지국으로부터 이동국으로 데이터가 흐르는 통신 접속은 순방향 링크(forward link; FL)라고 불린다. 마찬가지로, 이동국으로부터 기지국으로 데이터가 흐르는 통신 접속은 역방향 링크(Reverse Link; RL)라고 불린다. 통신 조건들은 FL과 RL 모두에 대해 항상 동일하지는 않다. 예컨대, 이동국은 매우 정체되는 RL 트래픽을 갖지만 상대적으로 여유 있는 FL 흐름을 갖는 서비스 기지국과 통신하고 있을 수 있다. 이동국은 자신의 RL 접속들을 조절해야 할 필요가 있을 수 있는데, 그 까닭은 FL과 RL 모두에 대해 동일한 기지국에 머무르는 것(더 여유 있는 RL 접속이 다른 기지국으로부터 이용 가능한 경우)은 통신 자원을 가장 잘 사용하는 것이 아닐 수 있기 때문이다.

일례에서, 도 3에 도시된 바처럼, 셀(300)은 세 개의 섹터(300A, 300B 및 300C)를 갖는다. 섹터(300A) 내에서, 기지국(302)은 고전력 빔(304) 및 저전력 빔들(306)을 포함하는 복수의 공간 빔을 형성하는 안테나 구조를 갖는다. "고전력 빔"은 높은 송신 전력에서 무선 통신이 수행되는 빔을 지칭하고, 한편으로 "저전력 빔"은 높은 송신 전력보다 낮은 송신 전력에서 무선 통신이 수행되는 빔을 지칭한다.

도 3에서, 내부 에지(308) 내의 커버리지 영역은 "내부 셀 영역"이라고 일컬어지고, 내부 셀 영역과 셀의 외부 에지(300) 사이의 고리 모양 영역은 "외부 셀 영역"이라고 일컬어진다. 고전력 빔(304)은 커버리지 영역을 안테나 구조(302)로부터 셀의 에지(300)까지 제공할 수 있음에 주목한다. 한편, 저전력 빔(306)은 내부 에지(308)까지 커버리지를 제공할 수 있는데, 내부 에지는 셀의 외부 에지(300)와 연관된 반경보다 작은 반경을 갖는다.

고전력 빔(304)은 내부 및 외부 셀 영역들 모두에 위치한 이동국들에 대한 커버리지를 제공하고, 한편으로 저전력 빔(306)은 내부 셀 영역(외부 셀 영역은 아님) 내에 위치한 이동국들에 대한 커버리지를 제공하는 데 사용된다. 저전력 빔들은 실질적으로 유사한 전력 레벨들 또는 유사하지 않은 전력 레벨들에서 동작 가능할 수 있으며, 각 사례에서 이는 고전력 레벨보다 적은 송신 전력으로 이루어진다. 단지 하나의 고전력 빔(304)이 도시되지만, 복수의 고전력 빔(304)이 대안적인 바람직한 실시예들에서 사용될 수 있음에 주목한다.

본 발명에서, 기지국(액세스 노드)로부터 송신되는 동시적인 고전력 및 저전력 빔들의 빔 패턴이 순방향 링크에 적용되지만, 역방향 링크에도 적용되도록 적응될 수 있다. 고전력 빔은 셀 사이트의 에지 상에 있는 사용자들을 서비스하고, 한편으로 저전력 빔들은 셀 사이트의 중앙에 있는 사용자들을 서비스한다. "수퍼프레임(superframe)" 프리앰블은 본 발명과 함께 사용될 수 있고, 섹터에서 무지향적으로 송신될 수 있다.

저전력 빔들(306)을 이용하는 것은 셀 섹터들(300A, 300B 및 300C) 각각에서 송신으로부터 더 적은 간섭을 받을 수 있게 한다. 이는 셀 섹터 내에 형성된 복수의 빔이 고정된 전력 레벨을 갖는 종래의 기법들과 대비되는데, 고정된 전력 레벨은 빔이 셀 섹터의 에지까지 모두 커버할 수 있을 정도로 충분히 높다. 그 결과, 복수의 빔을 모두 상대적으로 높은 동일한 전력 레벨로 이용함으로써, 인접한 셀들에서 생성되는 간섭이 증가한다. 반면, 셀 섹터의 빔들 중 일부가 셀 섹터 내의 다른 빔들보다 낮은 전력을 갖는 바람직한 실시예들에 따른 OSTMA 기법을 사용하여, 감소된 간섭이 달성된다.

본 설명에서는 셀 섹터에서 공간 빔들을 제공하는 것에 대한 참조가 이루어지지만, 전체 셀들에 대해 유사한 기법들이 제공될 수 있음에 주목한다. 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 셀 섹터 내의 공간 빔들 전부가 외부 셀 영역 내의 이동국들에게 커버리지를 제공할 수 있는 것은 아니므로, 외부 셀 영역 내의 상이한 위치들에 위치한 상이한 이동국들에 대한 커버리지를 제공하도록 고전력 빔(304)이 상이한 빔 위치들로 이동될 수 있다.

셀 섹터 또는 셀 내의 빔들은 중첩되지 않은 빔들(예컨대 도 6에 도시된 것들)이거나 중첩된 빔들(예컨대 도 7에 도시된 것들)일 수 있다. 일부 구현예들에서, 빔들은 다음이 참인 경우 중첩되지 않은 것으로 간주된다: 3 dB(데시벨) 빔폭(beamwidth)이 x°인 경우, 빔들은 도 6에 도시된 바처럼 매 약 x°로 분리된다. 빔들은 다음이 참인 경우 중첩된 것으로 간주된다: 3 dB 빔폭이 x°인 경우, 빔들은 x°의 소정의 미리 정의된 분수(예컨대 1/2) 미만으로 분리된다. 도 7은 인접한 빔들이 x/2° 간격으로 분리되는 예를 도시한다.

도 4는 6개의 가능한 빔 위치가 제공되는 예를 도시한다. 도 4의 예에서, 고전력 빔(404)이 빔 위치 1에서 제공되고, 한편으로 저전력 빔들(406)이 빔 위치 2 내지 6에서 제공된다. 빔 위치 1 내지 6은 저전력 및 고전력 빔들(404, 406)이 스위핑될 수 있는 고정된 빔 위치들이다.

도 4의 6개의 예시적인 빔 위치 사이에서 빔들을 스위핑하는 것이 도 5a 내지 5f에 도시된다. 도 5a 내지 5f는 AT1 및 AT2로 표기된 두 개의 이동국을 도시한다. 이동국 AT1은 외부 셀 영역에 위치하므로, 고전력 빔(404)의 도달 범위 내에 있지만 저전력 빔들(406)의 도달 범위 내에 있지 않다. 한편, 이동국 AT2는 내부 셀 영역 내에 위치하므로, 저전력 빔들(406)의 커버리지 영역 내에 있다. 시간 간격 1(도 5a)에서, 도 5a 내지 5f에 도시된 예의 고전력 빔은 빔 위치 1에 위치한다. 저전력 빔들(406)은 빔 위치 2 내지 6에 위치한다.

시간 간격 2(도 5b)에서, 고전력 빔(404)이 빔 위치 2로 이동되었고, 저전력 빔(406)이 이제 빔 위치 1에 있다. 도 5b에서 이동국 AT1은 빔 위치 1에 있는 저전력 빔(406)의 커버리지 영역 밖에 있음에 주목한다. 도 5c의 시간 간격 3에서, 고전력 빔(404)은 빔 위치 3으로 이동되고, 저전력 빔은 빔 위치 2에 있는 고전력 빔을 대체한다. 후속 시간 간격 4, 5 및 6 각각에서 고전력 빔(404)과 저전력 빔(406)의 이동이 계속된다(각각 도 5d, 5e 및 5f).

6개의 시간 간격이 함께 스윕 기간을 이룬다. 스윕 기간 내에, 고전력 빔(404)은 모든 가능한 빔 위치를 커버하도록 이동가능하다. 보다 일반적으로, 각 스윕 기간 내에, 임의의 주어진 빔은 모든 가능한 빔 위치를 커버하도록 이동가능하다. 이후 스윕 패턴은 다음 빔 기간에 대해 반복되고, 고전력 빔(404)은 시간 간격 7에서 빔 위치 1로 돌아가며, 빔 위치 1에 대한 다음 간격인 시간 간격 13으로 계속된다. 도 5a 내지 5f에 도시된 스윕 패턴은 각 빔이 각 시간 간격에 하나의 빔 위치만큼 순환하는 고정된(또는 결정적) 패턴의 예이다. 상이한 실시예에서, 다른 유형의 결정적 패턴들 또는 심지어 무작위 패턴들을 포함하는 다른 패턴들이 사용될 수 있다. 고전력 빔은 또한 각 빔 패턴에서의 셀 에지 사용자 밀도에 기초하여 스케줄링(schedule)될 수 있다.

대안적인 실시예에서, 6개의 빔 대신 4개의 빔이 사용될 수 있는데, 하나의 빔은 고전력 빔(404)이고 나머지 3개의 빔은 저전력 빔들(406)이다. 8 인터페이스 HARQ 구조가 이 실시예에서 사용될 것이다. 이 실시예의 빔 스윕 패턴은 시간 간격 1에서 고전력 빔(404)이 위치 1에 있고 저전력 빔들이 위치 2, 3 및 4에 있는 것으로 시작할 것이다. 시간 간격 2에서, 고전력 빔(406)은 위치 2로 시프트(shift)할 것이고, 저전력 빔들은 위치 1, 3 및 4에 있을 것이다. 시간 간격 3에서, 고전력 빔(406)은 위치 3으로 시프트할 것이고, 저전력 빔들은 위치 1, 2 및 4에 있을 것이다. 시간 간격 4에서, 고전력 빔(406)은 위치 4로 시프트할 것이고, 저전력 빔들은 위치 1, 2 및 3에 있을 것이다. 시간 간격 5에서, 빔 패턴은 고전력 빔(406)에 대해 빔 위치 1을 반복할 것이고, 저전력 빔들은 위치 2, 3 및 4에 있을 것이다. 이후 빔 패턴은 그 고정된 빔 패턴으로 셀 섹터에 걸쳐 시퀀스 스위핑을 반복할 것이다.

대안적인 실시예에서, 4개나 6개의 빔 대신 3개의 빔이 사용될 수 있는데, 하나의 빔은 고전력 빔(404)이고 나머지 두 개의 빔은 저전력 빔들(406)이다. 6 인터페이스 HARQ 구조가 이 실시예에서 사용될 것이다. 이 실시예의 빔 스윕 패턴은 시간 간격 1에서 고전력 빔(404)이 위치 1에 있고 저전력 빔들이 위치 2 및 3에 있는 것으로 시작할 것이다. 시간 간격 2에서, 고전력 빔(406)은 위치 2로 시프트할 것이고, 저전력 빔들은 위치 1 및 3에 있을 것이다. 시간 간격 3에서, 고전력 빔(406)은 위치 3으로 시프트할 것이고, 저전력 빔들은 위치 1 및 2에 있을 것이다. 시간 간격 4에서, 빔 패턴은 고전력 빔(406)에 대해 빔 위치 1을 반복할 것이고, 저전력 빔들은 위치 2 및 3에 있을 것이다. 이후 빔 패턴은 그 고정된 빔 패턴으로 셀 섹터에 걸쳐 시퀀스 스위핑을 반복할 것이다.

대안적인 실시예들에서, 고정된 스윕 패턴을 사용하는 대신 동적 스윕 패턴이 이용될 수 있다. 동적 스윕 패턴으로, 셀 섹터의 빔 위치들에 걸친 빔들의 이동은 셀 섹터의 지리적 영역 내의 이동국들의 존재, 채널 조건들(예컨대 무선 링크들의 조건들), 무선 통신에 관여된 애플리케이션들의 서비스 품질(Quality of Service; QoS) 요건들 및 채널들의 부하 등의 기준 중 하나 이상에 동적으로 기초할 수 있다.

예컨대, 상기 하나 이상의 기준에 따라, 도 5a 내지 5f에 도시된 결정적인 방식으로 고전력 빔(404)이 스위핑하도록 하는 대신에, 기지국과 연관된 스케줄러가 1보다 큰 시간 간격에 대해 고전력 빔이 특정한 빔 위치에 남아있도록 지정할 수 있다. 또한, 스케줄러는, 고전력 빔(404)이 각 시간 간격에 다음 빔 위치로 점진적으로 이동하기보다는, 그 대신 고전력 빔이 몇 위치 떨어진 다른 목표 빔 위치로 이동될 수 있도록 지정할 수 있다. 고전력 빔을 이러한 방식으로 이동하는 것이 바람직할 수 있는 사례들은 목표 빔 위치에 있는 이동국들이 서비스를 필요로 할 수 있음을 스케줄러가 탐지하였을 수 있는 사례들을 포함한다(예컨대, 이러한 이동국들은 더 낮은 QoS 요건들을 갖는 다른 이동국들에 비해 이러한 이동국들을 서비스하는 데 우선권이 주어져야 함을 나타내는 더 높은 QoS 요건들을 가질 수 있음).

일부 실시예들에서, 각 빔은 그 자신의 스윕 패턴 및 빔 지속 시간을 가질 수 있음에 주목한다. 기지국은 셀 또는 셀 섹터 내의 복수의 빔의 복수의 스윕 패턴 및 빔 지속 시간을 조율(coordinate)할 수 있다. 빔들의 스윕 패턴은 빔들의 공간적 변화를 제공한다. 공간적 변화를 제공하는 것 외에도, 소정의 바람직한 실시예들은 또한 빔 지속 시간(빔이 특정한 빔 위치에 머무르는 시간의 양)에 의해 정의되는 시간-기반 변화를 가능하게 한다. 일반적으로, 바람직한 실시들에 따른 빔 디자인은 이것의 빔 스윕 패턴 및 빔 지속 시간에 의해 지정된다. 스윕 패턴(고정 또는 동적)은 시간의 경과에 따른 빔 위치들의 시퀀스에 의해 지정된다. 빔 지속 시간은 또한 고정 또는 동적일 수 있다.

상이한 셀들 또는 셀 섹터들은 고정된 빔 위치들의 상이한 집합들뿐만 아니라 동시에 턴온(turn on)되는 상이한 개수의 빔들을 사용할 수 있다. 스윕 패턴들 및/또는 빔 지속 시간들은 또한 상이한 셀들 또는 셀 섹터들에서 상이할 수 있다. 빔 스윕 패턴 실시예들(6, 4 또는 3개의 빔, 고정 또는 동적 스윕 패턴들 등)은 셀 사이트 위치 상의 단일 섹터와 관련된다. 다른 섹터들은 유사한 빔 패턴 스윕들 또는 고-저 전력 빔들을 사용하여 다른 섹터들에 위치한 사용자 장비와 통신할 수 있다. 그러나, 이러한 빔 패턴들이 셀 사이트 위치 내의 상이한 섹터들 사이에서 조율되지 않는 경우에 초래될 수 있는 고전력 빔 충돌을 방지하기 위해, 시스템은 이웃한 섹터들의 빔 패턴들 및 동기(synchronous) 시스템들을 고려해야 한다. 그러므로, 셀간/섹터간 간섭을 감소시키고 네트워크 기반 MIMO(다중 입력 다중 출력)(복수의 안테나를 갖는 송신기가 수신기의 복수의 안테나에 의한 수신을 위해 복수의 정보를 동시에 송신할 수 있는 능력을 지칭함)를 지원하기 위해 복수의 기지국 사이의 조율이 바람직할 것이다.

일부 실시예들에서, 4개의 가능한 구성, 즉 (1) 구성 1(정적 스윕 패턴 및 정적 빔 지속 시간), (2) 구성 2(동적 스윕 패턴 및 동적 빔 지속 시간), (3) 구성 3(동적 스윕 패턴 및 정적 빔 지속 시간) 및 (4) 구성 4(정적 스윕 패턴 및 동적 빔 지속 시간)가 이용 가능할 수 있다.

정적(고정) 빔 지속 시간을 갖는 정적(고정) 스윕 패턴이 사용되는 구성 1에 의하면, 한 가지 가능한 이점은 보다 적은 제어 오버헤드와 피드백이 필요할 것이라는 점이다. 예컨대, 고정 스윕 패턴 및 고정 빔 지속 시간으로, 스윕 기간 내의 시간 간격은 빔 식별자로서 암시적으로 사용될 수 있고, 이동국은 빔 식별자에 관한 어떠한 피드백도 제공할 필요가 없다. 이동국은 또한 예컨대 이동국이 빔이 자신의 위치로 스위핑할 것을 예상하는 경우에만 순방향 링크를 청취(listen)하는 것{즉, 불연속 수신(Discontinuous Reception; DRX)}과 같은 예측 알고리즘들을 실행시킬 수 있다. 빔의 특정한 커버리지 영역 내에 이동국이 존재하지 않는 경우 불연속 송신(Discontinuous Transmission; DTX)이 수행될 수 있다. DTX는 송신을 턴오프(turn off)하도록 송신기에 인가되는 게이팅(gating)을 지칭한다.

스윕 패턴을 기술하는 빔 위치들의 시퀀스는 빔 위치들에 관해 코딩되거나, 의사 무작위이거나, 또는 순차적일 수 있다. 셀 섹터 당 5개의 빔이 존재하는 예에서, 순차적 스윕 패턴의 일례는 {1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, ...}이다. 이것이 의미하는 바는 특정한 빔이 제1 시간 간격에 빔 위치 1로 가고, 제2 시간 간격에 위치 2로, 제3 시간 간격에 위치 3으로, 제4 시간 간격에 위치 4로, 제5 시간 간격에 위치 5로 가며, 제6 시간 간격에 다시 위치 1로 돌아가는 등의 방식이라는 점이다.

의사 무작위 스윕 패턴의 예는 {2, 5, 3, 1, 4, 2, 5, 3, 1, 4, ...}이다. 의사 무작위 스윕 패턴과 순차적 스윕 패턴 사이의 차이는 5개의 시간 간격의 스윕 기간 내에 스윕의 시퀀스가 위치 1로부터 위치 2로 위치 3으로 위치 4로 위치 5로 진행하지 않지만, 특정한 빔의 스윕이 무작위화(randomize)된다는 것이라는 점에 주목한다. 위의 예에서, 빔 위치는 제1 시간 간격에서 위치 2에서 시작하고, 제2 시간 간격에서 위치 5로 진행하며, 제3 시간 간격에서 위치 3으로 진행하고, 제4 시간 간격에서 위치 1로 진행하며, 제5 시간 간격에서 위치 4로 진행한다. 이러한 시퀀스는 다음 스윕 기간에 다시 반복된다. 따라서, 스윕 기간들 사이에서는 의사 무작위 스윕 패턴이 동일한 순서의 패턴 위치들을 반복한다.

코딩된 스윕 패턴은 빔들이 어느 셀 섹터에 위치하는지에 의존하는 스윕 패턴을 지칭한다. 상이한 셀 섹터들(상이한 코드들과 연관됨)이 상이한 스윕 패턴들을 사용할 것이다. 도 8은 복수의 셀(800, 802, 804 및 806)을 갖는 예를 도시하며, 각 셀은 3개의 셀 섹터를 갖는다. 도 8의 예에서, 셀 섹터 당 3개의 빔이 존재하는 것으로 가정한다. 빔 위치들은 반시계 방향으로 1부터 3으로 순차적으로 숫자가 매겨진다. 셀(806) 내의 셀 섹터의 스윕 패턴은 {1, 2, 3, 1, 2, 3, ...}일 수 있다. 셀들(800 및 804) 각각의 셀 섹터의 스윕 패턴은 {2, 3, 1, 2, 3, 1, ...}일 수 있고, 셀(802)의 각 셀 섹터에서의 스윕 패턴은 {3, 1, 2, 3, 1, 2, ...}일 수 있다. 상이한 셀들에서 사용되는 상이한 스윕 패턴들은 셀간 간섭(상이한 셀들에 위치한 빔들 사이의 간섭)을 감소시키도록 디자인된다.

동적 스윕 패턴 및 동적 지속 시간이 사용되는 구성 2에서는, 유연한 주문형(on-demand) 빔 형성이 제공될 수 있다. 예컨대, 빔은 빔의 커버리지 영역 내의 이동국의 존재에 기초하여, 채널 조건에 기초하여, QoS에 기초하여, 및 네트워크 기반 MIMO와 같은 특별한 송신 기법들의 지원에 기초하여 형성될 수 있다. 그러나, 유연성이 개선되지만, 이러한 빔 형성 패턴들 및 지속 시간들을 지원하기 위해 기지국 스케줄러 및 피드백 메커니즘의 복잡도가 또한 증가한다. 동적 스윕 패턴 및 동적 빔 지속 시간을 가능하게 하기 위해, 사전 플래시(pre-flash) 메시지들(아래에서 더 논의됨)이 기지국에 의해 발송되어 이동국들로 하여금 다시 기지국에 측정치들을 보고하도록 할 수 있다.

이용될 수 있는 다른 구성들은 동적 스윕 패턴 및 정적 빔 지속 시간을 사용하는 구성 3 및 정적 스윕 패턴 및 동적 빔 지속 시간을 사용하는 구성 4를 포함한다. 보다 일반적으로, 하나 이상의 특성(예컨대 1, 5 스윕 패턴 및/또는 빔 지속 시간)의 동적 변화는 특정한 지리적 영역 내의 이동국들의 존재, 채널 조건들(예컨대 무선 링크들의 조건들), 무선 통신에 관여된 애플리케이션들의 QoS 요건들 및 채널들의 부하 등의 기준 중 하나 이상에 기초할 수 있다. (위에 열거된 기준들 중 하나 이상에 기초하여) 변화될 수 있는 빔들의 다른 특성은 빔 듀티 사이클(duty cycle)이며, 이는 빔 지속 시간 내에 빔이 활성화되거나 턴온되는 시간의 양을 지정한다. 빔의 듀티 사이클은 주어지 빔 위치에 대해 주어진 시간 간격 동안에 빔이 활성화(또는 턴"온")되는 시간 대 빔이 비활성화(또는 턴"오프")되는 시간의 양의 비율을 지칭한다. 예컨대, 빔 위치 1에서 특정한 빔의 듀티 사이클은 70%일 수 있는데, 이는 빔이 시간 간격 중 70% 동안 활성화(또는 턴"온")될 것이고 시간 간격 중 30% 동안 비활성화(또는 턴"오프")될 것임을 의미한다. 스케줄링 요구들에 기초하여 빔의 듀티 사이클을 변화시킬 수 있는 능력은 보다 낮은 간섭 레벨을 가능하게 하는데, 그 까닭은 더 이상 필요하지 않은 빔들은 일시적으로 또는 더 긴 기간 동안에 턴오프될 수 있기 때문이다.

일부 바람직한 실시예에 따르면, 기지국들은 하나 이상의 특성(예컨대 스윕 패턴, 빔 지속 시간, 빔 듀티 사이클 등)의 동적 조절을 가능하게 하도록 "사전 플래시"를 수행할 수 있다. 예컨대, 동적 스윕 패턴이 사용되는 경우, 고전력 빔은 상대적으로 늘어난 기간 동안에 특정한 빔 위치에 위치할 수 있다. 이러한 상황은 다른 빔 위치들의 외부 셀 영역 내의 다른 이동국들이 상대적으로 늘어난 기간 동안에 기지국과 통신할 수 없게 할 수 있다.

이러한 문제에 대처하기 위해, 사전 플래싱이 사용될 수 있는데, 사전 플래싱은 기지국이 짧은 파일럿 버스트(pilot burst)(또는 다른 메시징의 버스트)를 특정한 방향으로 발행하는 절차를 지칭한다. 이후 특정한 방향에 대응하는 커버리지 영역 내의 이동국들은 사전 플래시 메시지에 대한 측정을 할 수 있고, 그 측정치들에 관한 보고들을 기지국에 다시 제공할 수 있다. 일례에서, 이동국은 채널 품질 지표(Channel Quality Indication; CQI)의 형태와 같은 무선 채널 품질의 지표를 보고할 수 있다. 기지국은 특정한 셀 섹터의 모든 방향으로 사전 플래시들을 수행할 수 있다. 이동국들로부터의 측정치 보고들을 사용하여, 기지국은 빔 지속 시간, 듀티 사이클 및 빔 스케줄링을 동적으로 조절함으로써 위에서 논의된 바처럼 스케줄링을 수행할 수 있다.

기지국에 의해 발행된 사전 플래시들 및 실제 트래픽 송신은 상이한 주기로 시간 다중화될 수 있음(이는 사전 플래시들이 송신되는 기간들이 트래픽이 송신되는 기간들에 대하여 조절될 수 있음을 의미함)에 주목한다. 예컨대, 사전 플래시들은 특정한 이동국에 대한 데이터의 긴 다운로드 도중에 발행될 수 있는데, 사전 플래시들은 특정한 이동국에 대한 데이터의 다운로드와 시간 다중화되는 방식으로 이루어질 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, 도 9에 도시된 바처럼, 안테나 구조(900){이는 도 3에 도시된 기지국(302)과 같은 기지국의 일부임}에는 안테나 지지부(906)에 장착된 상부 안테나 어셈블리(assembly)(902) 및 안테나 지지부에 장착된 하부 안테나 어셈블리(904)를 포함하는 복수의 안테나 어셈블리가 제공될 수 있다. 도 9에 도시된 구현예에서, 안테나 어셈블리들(902 및 904) 각각은 안테나 패널이다. 안테나 어셈블리(904)는 상부 안테나 어셈블리(902)의 아래에(수직 방향으로) 위치한다.

안테나 어셈블리(902)는 복수의 안테나 요소(908)를 포함한다. 하부 안테나 어셈블리(904)는 복수의 안테나 요소(910)를 포함한다. 안테나 요소들(908 및 910)은 안테나 구조(900)에 의해 서비스되는 셀 섹터 내의 빔들을 형성하도록 협력할 수 있다.

안테나 구조(900)의 측면도가 도 10에 도시된다. 하부 안테나 패널(904)은 전방면(forward face)(912){안테나 요소들(910)이 장착됨}이 (소정의 각도로) 약간 아래를 향하도록 지지부(906)의 수직축에 대해 기울어져 있음에 주목한다. 도 10의 예에서, 상부 안테나 패널(902)은 지지부(906)의 수직축에 대체로 평행하다. 다른 구현예들에서, 상부 및 하부 안테나 패널들(902 및 904)의 다른 배열이 제공될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 2개보다 많은 안테나 패널이 사용될 수 있다.

하나의 예시적인 구현예에서, 상부 안테나 패널(902)의 안테나 요소들(908)은 외부 셀 영역을 커버할 뿐만 아니라 이웃하는 셀들 내의 인접한 기지국들과 통신하도록 빔들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 하부 안테나 패널(904)은 주어진 셀 섹터에 대한 저전력 빔들뿐만 아니라, 가능하게는 특정한 셀 섹터의 에지까지 커버하기 위한 고전력 빔을 형성하는 데 사용될 수 있다.

상이한 셀들에 있는 기지국들 사이에 빔들 내에서 통신되는 정보는 귀로(backhaul) 정보 및 조율 정보를 포함한다. 조율 정보는 상이한 셀들 사이에서 이동국들의 핸드오버(handover)를 조율하는 데 사용될 수 있다. 조율 정보는 또한 셀간/섹터간 간섭을 감소시키고 네트워크 기반 MIMO를 지원하도록 상이한 셀들에서의 스윕 패턴들 및 스윕 지속 시간들의 조율을 가능하게 할 수 있다.

"귀로" 정보는 기지국과 무선 네트워크 제어기(예컨대 패킷 데이터 서비스 노드, 서비스 게이트웨이 등) 사이의 귀로 접속을 거쳐 전형적으로 통신되는 제어 및 데이터를 지칭한다. 무선 통신 네트워크들과 연관된 문제는, 특히 도시 지역들과 같은 밀집 거주 지역에서, 셀들의 크기들이 상대적으로 작다는 점이다. 작은 셀 크기들에 대한 다른 이유는 높은 데이터 속도 또는 높은 반송파 주파수에 대한 요건들일 수 있다. 셀 크기들이 더 작으면, 더 많은 수의 셀들(따라서 대응하는 기지국들)이 존재한다. 각 기지국은 전형적으로 귀로 네트워크에 의해 무선 네트워크 제어기에 접속되어야 한다. 다수의 기지국은 대응하는 다수의 귀로 접속이 제공되어야 할 것임을 의미한다. 귀로 접속들은 배치하는 데 많은 비용이 들 수 있고, 무선 통신 네트워크에 상대적으로 많은 수의 이러한 귀로 접속들을 제공하는 것은 무선 네트워크 오퍼레이터에 대한 비용을 증가시킬 수 있다.

일부 바람직한 실시예들에 따르면, 배치되어야 할 귀로 접속들의 개수를 감소시키기 위해, 기지국들의 안테나 구조들은 귀로 정보를 나르는 데 사용되는 빔들("귀로 빔들"이라고 일컬어짐)을 형성할 수 있다. 예컨대, 도 9 및 10에서, 상부 안테나 패널(902)의 빔은 귀로 접속에 의해 무선 네트워크 제어기에 접속될 수 있는 다른 기지국에 귀로 정보를 통신하기 위한 목적으로 이용될 수 있다. 일반적으로, 무선 네트워크 내의 기지국들의 부분 집합은 무선 네트워크 제어기에 대한 귀로 접속들과 함께 배치될 수 있다. 나머지 기지국들은 귀로 접속들과 함께 배치되지 않고, 그 대신 이러한 기지국들은 귀로 접속과 함께 배치된 대응하는 기지국(들)에 대한 빔들을 통해 귀로 정보를 통신한다.

도 11은 두 개의 상이한 대응하는 셀에 위치한 두 개의 안테나 구조(900A 및 900B)를 도시한다. 도 11의 구성에서, 상부 및 하부 안테나 패널들(902A, 904A)(그리고 902B 및 904B) 사이에 커버리지 존들이 중첩되지 않는다. 귀로 빔은 각각 두 개의 안테나 구조(900A 및 900B)의 상부 안테나 패널들(902A 및 902B) 사이에 형성될 수 있다. 하부 안테나 패널들(904A 및 904B) 각각은 각각의 셀 내의 커버리지에 대한 빔들을 형성하는 데 사용될 수 있다.

도 12는 상부 패널 빔과 하부 패널 빔에 의한 커버리지의 중첩이 존재하는 구성을 도시한다. 이러한 방식으로, 두 패널은 외부 셀 영역에서 MIMO를 제공할 수 있는데, 여기서 복수의 출력 안테나는 상부 및 하부 패널들로부터의 안테나들의 소정의 조합을 포함한다. 따라서, 상부 패널 및 하부 패널의 복수의 출력 안테나들은 증가된 다이버시티(diversity) 이득, 다중화 이득 및/또는 어레이 이득을 함께 제공할 수 있다.

다양한 다른 구성이 또한 가능하다. 예컨대, 상이한 시간에, 상부 및 하부 안테나 패널들은 상이한 시간 간격들에서 셀 섹터에 대해 상이한 커버리지를 제공하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 하나의 기간에, 하부 패널은 전체 셀을 커버하는 데 사용될 수 있다. 다른 기간에, 상부 패널은 외부 셀 영역만을 커버할 뿐만 아니라 귀로 빔을 제공하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 기간에, 상부 및 하부 패널들 모두가 외부 셀 영역을 커버하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 구성에서, 제1 기간에 하부 패널은 내부 셀 영역을 커버하는 데 사용될 수 있고, 한편으로 상부 안테나 패널은 귀로 빔을 제공하는 데 사용된다. 상이한 기간에 상부 및 하부 안테나 패널들은 내부 셀 영역을 커버하는 데 사용된다.

원하는 구성에 따라, 상부 및 하부 안테나 패널들은 가까이서 함께 또는 멀리 떨어져 위치할 수 있다. 또한, 두 개의 안테나 패널은 상이한 안테나 극성들(polarizations)을 갖는 안테나 요소들을 사용할 수 있다. 두 안테나 패널은 독립적으로 또는 협력하여 동작할 수 있다. 두 안테나 패널은 시분할 다중화 방식으로 또는 동시에 송신할 수 있다. 대안적으로, 두 안테나 패널은 주파수 영역 다중화(Frequency Domain Multiplex; FDM) 방식으로 또는 동일한 주파수에서 송신될 수 있다.

더욱이, 상부 및 하부 안테나 패널들 사이에 조율이 존재하는 경우, 하부 패널 빔으로부터 상부 패널 빔으로, 또는 그 역으로 이동국의 핸드오프(handoff)가 가능하다. 또한, 상부 및 하부 안테나 패널들을 사용하면, 상부 및 하부 패널들의 안테나 요소들에 의해 형성되는 셀 커버리지에 대한 모든 빔들의 전력 레벨들이 동일한 전력 레벨에 있을 수 있음에 주목한다. 이러한 구성에서, 내부 셀 영역 대 외부 셀 영역의 커버리지(고리 기반 커버리지)는 상부 및 하부 패널들을 상이하게 지향시킴으로써 달성될 수 있다(예컨대 하부 패널이 내부 셀 영역을 커버하도록 아래를 향해 기울어질 수 있고, 한편으로 상부 패널이 외부 셀 영역을 커버하도록 기울어지지 않음).

도 13은 셀 섹터 내의 특정한 빔 위치에 대해 복수의 시간 간격(800A, 800B, 800C 및 800D)을 도시한다. 저전력 빔들은 시간 간격 800A, 800B 및 800D에 송신되고, 고전력 빔은 시간 간격 800C에 송신된다. 도 13에 도시된 바처럼, 시간 간격 800B에서의 저전력 빔과 같은 저전력 빔이 822에 의해 표현되는 바와 같이 사용자 데이터 및 제어 신호들을 송신하는 데 사용될 수 있다. 한편, 시간 간격 800C에서의 고전력 빔은 사용자 데이터 및 제어 신호들뿐만 아니라 방송 오버헤드 채널들 및 사전 플래시 메시지들과 같은 다른 제어 정보를 송신하는 데 사용될 수 있다. 방송 오버헤드 채널들은 시간 및 주파수 동기화 정보뿐만 아니라 셀, 섹터, 또는 빔 식별자 정보를 포함하는 시스템 획득 채널과, 빔 스윕 패턴 등과 같은 시스템 파라미터들을 운반할 수 있는 시스템 방송 오버헤드 채널을 포함할 수 있다.

대안적인 구현예에서, 시간 간격들(800A, 800B, 800C 및 800D)에 송신되는 저전력 빔들과 고전력 빔 외에도, 다른 시간 간격 800E(도 14)가 할당되어 무지향성 오버헤드 채널을 송신할 수 있다. 무지향성 송신은 오버헤드 채널이 특정한 셀 섹터(또는 셀)의 모든 방향으로 방송됨을 의미한다. 무지향성 송신이 사용되는 경우, 상이한 기지국들에 의한 무지향성 오버헤드 채널들의 송신들 사이의 시간, 공간, 또는 주파수 조율이 존재할 수 있으며, 이는 이동국에서의 신호 수신을 더 양호하게 개선시킨다(그리고 상이한 셀들 사이의 간섭을 감소시킨다).

일부 구현예들에서, OSTMA는 순방향 링크에 적용될 수 있지만 역방향 링크에는 적용되지 않을 수 있다. 이러한 구현예에서, 셀 크기가 순방향 링크의 도달 범위에 기초하여 디자인되는 경우, 순방향 링크는 이동국이 역방향 링크에서 갖게 되는 것보다 더 먼 도달 범위를 가질 수 있다(고전력 빔의 존재에 기인함). 이러한 문제에 대처하기 위해, 중계 특징{"애드 혹(ad hoc) 중계"라고 지칭됨}이 셀 섹터 내의 이동국들에서 제공될 수 있는데, 하나의 이동국은 다른 이동국을 청취할 수 있고, 다른 이동국의 정보를 기지국에 중계할 수 있다. 예컨대, 제1 이동국은 특정한 셀 섹터의 에지 근처에 위치할 수 있고, 한편으로 제2 이동국은 기지국에 더 가까이 위치한다. 이러한 시나리오에서, 제1 이동국에 의해 역방향 링크에서 송신되는 정보는 제2 이동국에 의해 기지국에 중계될 수 있다. 중계가 없으면, 제1 이동국으로부터의 송신이 신뢰성 있게 기지국에 도달하는 것이 불가능할 수 있다.

위에서 논의된 바와 같은 애드혹 중계를 위해 제1 이동국으로부터 제2 이동국으로 역방향 링크 정보를 송신하기 위해, 시분할 이중화(Time Division Duplexing; TDD) 시스템에서는 역방향 링크 방향으로 역방향 정보를 제1 이동국으로부터 제2 이동국으로 중계하기 위해 미사용 순방향 링크 타임 슬롯(time slot)이 재사용될 수 있다.

또한, 셀 크기가 순방향 링크 도달 범위에 기초하여 디자인되는 경우에 제어 채널들의 더 견고한 통신을 위해, 이동국은 트래픽 데이터를 하나의 기지국에만 송신할 수 있지만, 의도된 서비스 기지국에 제어 채널들이 도달하는 것을 보장하도록 애드혹 중계를 사용하여 복수의 기지국에 제어 채널들을 송신할 수 있다.

순방향 링크 도달 범위에 기초하여 셀 크기들을 디자인하는 것과 연관된 다른 문제는 위에서 논의된 애드혹 중계로 인해 역방향 링크 제어 메시지 ACK가 기지국에 느리게 돌아올 수 있다는 점이다. 이러한 문제에 대처하기 위해, 기지국은 응답 승인을 기다리지 않고 단순히 트래픽 데이터의 버스트들을 송신할 수 있다.

대안적으로, 셀 크기는 역방향 링크의 도달 범위에 기초하여 디자인될 수 있는데, 이러한 경우 셀 크기들은 더 작을 것이다. 이러한 구현예에서, 기지국은 순방향 링크 내의 복수의 셀에 도달할 수 있고, 그 결과, 순방향 링크에 대한 서비스 셀 섹터가 역방향 링크에 대한 서비스 셀 섹터와 상이한 것이 가능할 수 있다. 예컨대, 셀 A 내의 기지국 A는 순방향 링크 서비스 기지국일 수 있고, 한편으로 셀 B 내의 기지국 B는 역방향 서비스 기지국이다. 기지국 A는 셀 A 및 셀 B 둘 다에 도달할 수 있지만, 셀 B 내의 이동국은 기지국 B에만 도달할 수 있다. 이러한 시나리오에서, 소정의 역방향 제어 메시지들, 예컨대 CQI 메시지들 또는 역방향 승인(Reverse Acknowledgement; RACK) 메시지들이 역방향 링크 상에서 이동국으로부터 기지국 B로 발송될 수 있고, 이후 기지국 B는 제어 메시지들을 기지국 A(순방향 링크 서비스 기지국임)로 중계한다.

소정의 유형의 제어 정보가 모든 방향으로 모든 기지국에 전달되어야 할 수 있음에 주목한다. 그러나, 고전력 빔은 임의의 주어진 시간 간격에서 하나의 빔 위치만을 커버하므로, 고전력 빔은 모든 이동국들에게 이러한 제어 정보를 송신하는 데 사용될 수 없다. 이에 대처하기 위해, 이러한 제어 정보는 기지국에 의해 저전력 빔 내에서 낮은 코드 속도로 송신될 수 있다(이는 셀 에지 근처에 위치한 이동국들에 의한 이러한 제어 정보의 고확률 디코딩을 가능하게 함). 모든 방향으로 모든 이동국에게 전달되어야 할 수 있는 제어 정보의 예들은 순방향 링크 승인 채널(이동국들에게 승인을 제공하기 위한 것임) 및 순방향 링크 전력 제어 채널(이동국들에게 전력 제어 메시지들을 제공하기 위한 것임)을 포함한다.

동적 스윕 패턴 및/또는 동적 빔 지속 시간이 사용되는 경우(이는 빔 식별자들이 이동국들에게 제공되어야 할 것임을 의미할 수 있음), 기지국은 또한 낮은 코드 속도로 저전력 빔들을 사용하여 빔 식별자들을 셀 에지 근처에 위치한 이동국들에게 전달할 수 있다. 빔 식별자는 다음의 어느 빔이 턴온될 것인지를 이동국이 알 수 있도록 한다.

일부 실시예들에서, OSTMA 서브시스템이 비 OSTMA 시스템과 통합될 수 있음에 주목한다. 비 OSTMA 시스템은 위에서 논의된 OSTMA 기법들을 이용하지 않는다.

이러한 시나리오에서, OSTMA 데이터 및 비 OSTMA 데이터의 인터리빙(interleaving)은 무선 링크를 거쳐 수행될 수 있다. 예컨대, 도 15에 도시된 바처럼, OSTMA 수퍼프레임들(950)은 OSTMA 동작과 연관된 간격 동안에 송신되고, 반면 비 OSTMA 수퍼프레임들(952)은 OSTMA 동작의 기간들 밖에서 송신된다. "수퍼프레임"은 다른 프레임들을 포함하는 프레임 구조를 지칭한다. 보다 일반적으로, 무선 링크를 거쳐 발송되는 데이터의 모음(collection)인 "프레임"에 대한 참조가 이루어진다.

대안적인 실시예에서, 도 16에 도시된 바처럼, 수퍼프레임(960)은 OSTMA 데이터로 인터레이싱(interlace)된 비 OSTMA 데이터를 포함할 수 있다. 수퍼프레임(910)의 시작은 비 OSTMA 데이터 및 OSTMA 데이터의 위치들을 지시하기 위한 전체 방송 프리앰블(omni-broadcast preamble)(954)을 포함할 수 있다. 대안적인 구현예들에서, 다른 프레임 구조들이 사용될 수 있다.

기지국(1000) 및 이동국(1002)의 예시적인 구성요소들이 도 17에 도시된다. 기지국(1000)은 무선 링크를 거쳐 이동국(1002) 내의 무선 인터페이스(1006)와 무선으로 통신하기 위한 무선 인터페이스(1004)를 포함한다. 기지국(1000)은 기지국의 작업들을 수행하도록 기지국(1000) 내의 하나 이상의 중앙 처리 유닛(Central Processing Unit; CPU)(1010) 상에서 실행될 수 있는 소프트웨어(1008)를 포함한다. CPU(들)(1010)은 메모리(1012)에 접속된다. 소프트웨어(1008)는 스케줄러 및 다른 소프트웨어 모듈들을 포함할 수 있다. 기지국(1000)은 또한 귀로 정보 및/또는 조율 정보와 같은 정보를 다른 기지국과 통신하기 위한 기지국간 인터페이스(1014)를 포함한다.

유사하게, 이동국(1002)은 메모리(1020)에 접속된 하나 이상의 CPU(1018) 상에서 실행될 수 있는 소프트웨어(1016)를 포함한다. 소프트웨어(1016)는 이동국(1002)의 작업들을 수행하도록 실행될 수 있다. 이러한 소프트웨어(1008 및 1016)의 명령들은 실행을 위해 CPU들 또는 다른 유형의 프로세서들 상으로 적재될 수 있다. 프로세서는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러(microcontroller), 프로세서 모듈 또는 서브시스템(하나 이상의 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러를 포함함), 또는 다른 제어 또는 컴퓨팅 장치들을 포함할 수 있다. "프로세서"는 단일 구성 요소 또는 복수의 구성 요소를 지칭할 수 있다.

(소프트웨어의) 데이터 및 명령들은 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 또는 컴퓨터 사용 가능 저장 매체로서 구현되는 각각의 저장 장치들에 저장된다. 저장 매체는 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 또는 SRAM(Static Random Access Memory), EPROM(Erasable and Programmable Read-Only Memory), ERPROM(Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory) 및 플래시 메모리와 같은 반도체 메모리 장치들, 고정식, 플로피(floppy) 및 착탈식 디스크와 같은 자기 디스크들, 테이프를 포함하는 다른 자기 매체 및 CD(Compact Disk) 또는 DVD(Digital Video Disk)와 같은 광학 매체를 포함하는 상이한 형태의 메모리를 포함한다.

본 발명의 추가적인 실시예로서, CQI가 송신을 지원하는 데 사용되는데, CQI는 PHY 프레임 신호 구조 내의 순방향 링크 상에서 주기적으로 방송되는 파일럿 채널 지시자 신호에 기초하여 추정된다. 이러한 실시예는 OSTMA 시스템들을 위한 UMB 표준에서의 다중화 모드 1 및 2 둘 다에 적용될 수 있다. 특히, CQI는 다중화 모드 1에 대해 F-CPICH 공통 파일럿 지시자 채널 신호로부터 추정되고, 다중화 모드 2에서는 DRCH 분포 자원 존(distribution resources zone)으로부터 추정되거나, 또는 대안적으로 다중화 모드 2의 BRCH 블록 자원 채널 존에서의 F-CQIPICH 파일럿 지시자 채널 신호로부터 추정된다. F-CPICH 또는 F-CQIPICH 파일럿 지시자 채널 신호는 빔 당 하나의 신호로 빔 형성되고, F-CPICH 또는 F-CQIPICH 파일럿 지시자 채널 신호는 고전력으로 송신되어 셀 에지의 사용자가 모든 빔으로부터의 파일럿 지시자 채널 신호를 보도록 보장한다. SISO 또는 MIMO 송신 프로토콜이 이러한 파일럿 지시자 채널 신호를 위해 각 빔에서 사용되며, F-CPICH 파일럿 지시자 신호를 사용하는 PHY 프레임의 예가 도 18에 도시된다. 빔 위치 1, 2, 3 및 4의 F-CPICH는 지시된 시간 프레임들에서 주기적으로 방송되는 것으로 도시된 180에 있는 블록들에 의해 지시된다.

이러한 실시예에서, 이동국(1002)은 모든 빔 형성된 송신으로부터 수신되는 바와 같은 F-CPICH 또는 F-CQIPICH 파일럿 지시자 채널 신호를 수신할 것이다. 이동국(1002)은 F-CPICH 또는 F-CQIPICH 파일럿 지시자 채널 신호에 기초하여 어느 빔 위치가 고전력 빔에 대응하는지를 결정할 것이고, 이동국(1002)은 F-CPICH 또는 F-CQIPICH 파일럿 지시자 채널 신호로부터 CQI 값을 추정할 것이다. 이동국(1002)은 또한 액세스 단말로 일컬어질 수 있다. CQI가 추정될 것이고, 빔 색인(beam index)이 계산되어 빔 위치에 대한 정보를 제공할 것이다.

이동국(1002)은 두 모드로 기지국(1000)에 피드백을 제공할 것이다. 제1 모드에서, 이동국(1002)은 가장 높은 CQI 값 및 그의 대응하는 빔 위치를 빔 색인(예컨대 4-빔 섹터 내의 빔 위치 1, 2, 3 또는 4)을 통해 기지국(1000)에 피드백할 것이다. 제2 모드에서, 이동국(1002)이 자신이 두 개의 중첩하는 빔의 서비스 영역에 위치하는 것으로 판정하는 경우, 이동국(1002)은 가장 높은 두 개의 CQI 값 및 두 개의 대응하는 빔 위치를 빔 색인(예컨대 4-빔 섹터 내의 빔 위치 1 및 2, 2 및 3 등)을 통해 기지국(1000)에 피드백할 것이다. 이동국(1002)은 계층 3 신호(Layer 3 signaling)를 개시하여 피드백을 제공하는 두 모드 사이에서 스위치를 트리거(trigger)한다.

이러한 피드백에 응답하여, 기지국(1000)은 이동국(1002)에 송신될 통신을 빔 위치 색인 및 CQI 값에 기초하여 스케줄링할 것이다. 제2 모드에서, 기지국(1000)은 사용자들을 스케줄링하여 고전력 빔이 이웃한 저전력 빔들 내의 사용자들에게 강한 간섭을 생성하지 않도록 한다. 이동국(1002)이 두 빔의 중간에 위치하는 경우, 기지국(1000)은 두 중첩하는 빔 상의 데이터 송신을 스케줄링할 수 있다. 이러한 중첩하는 빔 상의 데이터는 동일한 자원 위치를 점유할 것이고, 데이터는 두 빔에 대해 동일한 스크램블링(scrambling) 프로토콜들을 통해 처리될 것이다. 중첩하는 빔 영역들에 위치하는 이동국(1002)은 송신을 수신하고 가장 높은 값의 CQI를 갖는 빔 위치 상의 F-SCCH 파라미터 값을 모니터링할 것이며, F-SCCH 파라미터 내의 하나의 비트는 두 중첩하는 빔 위치 상의 중복(redundant) 데이터 송신을 지정할 것이다.

CQI 값 및/또는 빔 색인 정보로부터, 기지국(1000) 또는 이동국(1002)은 이동국(1002)이 고전력 또는 저전력 빔에 의해 서비스되고 있는지를 결정할 것이다. 기지국(1000)이 그러한 결정을 내리는 경우, 이동국(1002)은 고전력 및 저전력 빔들 모두에 대해 가장 높은 CQI 값을 갖는 빔 위치에 대한 F-SCCH 파라미터 값을 모니터링할 필요가 있을 것이다.

이러한 접근법은 고전력 및 저전력 빔들 모두에 대한 스케줄링에 있어서 기지국(1000)에게 더 많은 유연성을 주는데, 그 까닭은 고전력 빔들이 또한 셀 중앙의 사용자들을 서비스할 수 있기 때문이다. 이동국(1002)이 그러한 결정을 내리는 경우, 이동국(1002)은 저전력 또는 고전력 빔의 선택을 지시하기 위한 송신 내의 신호 비트 또는 고전력 빔 및/또는 빔 색인 정보에 대응하는 채널 품질 지시자(CQI)를 피드백할 것이다. 이러한 실시예에서, 이동국(1002)이 고전력 또는 저전력 빔에 대해, 특히 셀 에지의 사용자들에 대해 가장 높은 CQI 값을 갖는 빔 위치의 F-SCCH 파라미터 값을 모니터링하게 함으로써 상당한 전력 절감이 달성될 수 있다. 이동국(1002)이 저전력 빔에 의해 서비스되는 경우, 보고된 CQI는 장래의 송신을 위해 조절될 것이다.

CQI 측정치에 대한 파일럿 채널 지시자들은 또한 고전력 빔에서만 송신될 수 있고, 한편으로 저전력 빔은 복조 목적을 위해 상이한 유형의 파일럿 신호를 송신한다. 이러한 실시예에서, CQI는 사용자가 고전력 빔을 수신하는 경우에만, 또는 추정된 CQI가 최소 문턱값을 초과하는 경우에만 보고된다. 기지국(1000)에 의해 통신되는 바와 같은 빔 스위핑 패턴에 관한 지식에 기초하여, 사용자는 섹터 내의 고전력 빔 송신과 연관된 타이밍에 관해 알 것이다. 빔 색인은 CQI 색인과 함께 기지국(1000)에 피드백되지 않을 수 있는데, 그 까닭은 기지국(1000)이 빔 송신의 품질 및 CQI 피드백과 연관된 타이밍에 기초하여 사용자에 대한 빔 커버리지를 도출할 수 있기 때문이다.

다른 실시예에서, 이동국(1002)에 대한 송신을 위한 가장 적합한 빔의 위치 파악을 돕는 상이한 신호들 및 방법들을 사용하여 순방향 링크(FL) 제어 채널 신호가 송신된다. 하나의 접근법에서, 다중화 모드 2에서의 DRCH 분포 자원 존 신호는 FL 제어 신호들을 송신할 것이다. 각 빔 내의 한정된 수의 사용자들로 인해, 빔 당 단일 또는 복수의 DRCH 신호가 사용되어 신호를 제어할 수 있다. 제어 DRCH 신호는 이웃하는 빔들과의 충돌을 최소화하기 위해 섹터 주위로 무작위로 호핑(hop)하도록 천이(transition)될 수 있다. 저전력 빔 내의 제어 채널은 낮은 전력에 있을 것이고, 고전력 빔 내의 제어 채널은 높은 전력에 있을 것이다.

제2 접근법에서, FL 제어 채널 신호는 F-SCCH 파라미터를 사용하여 송신되고, 액세스 허가가 고전력 빔에서 발송된다. 이동국(1002)은 고전력 빔 지정에 대해 F-SCCH 파라미터 값을 모니터링한다. 제3 접근법에서, F-ACKCH 파라미터가 FL 제어 채널 신호를 송신하는 데 사용된다. 이러한 접근법에서, ACK 신호의 몇몇 톤(tone)은 셀 에지의 사용자들에게 도달할 수 있도록 저전력 빔 상에서 고전력으로 송신된다.

제4 접근법에서, F-PCCH 및 F-PQICH 신호들이 FL 제어 채널 신호를 발송하는 데 사용될 수 있고, 이러한 신호들은 이동국(1002)의 위치에 대응하는 고전력 빔 위치 상에서 발송될 수 있다. 송신은 이동국(1002)이 하나의 빔 위치로부터 다른 빔 위치로 이동하는 경우에 조절될 수 있다. UMB(Ultra Mobile Broadband) 프로토콜에서, F-PCCH는 전형적으로 매 8개의 프레임마다 발송되고, F-PQICH는 매 16개의 프레임마다 발송된다.

제5 접근법에서, F-FOSICH 및 F-IOTCH 신호들이 FL 제어 신호를 발송하는 데 사용될 수 있다. 이러한 신호들은 고전력 빔에 의해 송신될 수 있고, 이동국(1002)은 이러한 F-FOSICH 및 F-IOTCH 신호들을 매 4개의 프레임마다 수신한다. 또는, 그 대신 이러한 신호들은 모든 빔에 의해 송신될 수 있고, F-FOSICH 및 F-IOTCH 신호들의 몇몇 톤이 셀 에지의 사용자들에게 도달할 수 있도록 저전력 빔 내에서 고전력으로 송신되도록 한다. UMB 프로토콜에서, F-FOSICH는 전형적으로 매 프레임마다 방송되고, F-IOTCH는 매 프레임만큼 빠르게 방송될 수 있다.

이상의 설명에서, 다수의 세부 사항이 제시되어 본 발명의 이해를 제공한다. 그러나, 본 기술 분야의 당업자는 본 발명이 이러한 세부 사항들 없이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명이 한정된 개수의 실시예에 관하여 개시되었지만, 본 기술 분야의 당업자는 이로부터 다수의 수정 및 변경을 이해할 것이다. 첨부된 청구항들은 본 발명의 진정한 취지 및 범위에 속하는 바와 같은 이러한 수정 및 변경을 포괄하고자 하는 것이다.

1000: 기지국
1002: 이동국
1004, 1006: 무선 인터페이스
1008: 소프트웨어
1010: 중앙 처리 유닛
1012: 메모리

Claims (20)

1. 통신 노드를 동작시키기 위한 방법으로서,
   복수의 공간 빔을 사용하여 상기 통신 노드로부터 파일럿 채널 지시자 신호들을 송신하는 단계 - 상기 파일럿 채널 지시자 신호들 중 각각의 파일럿 채널 지시자 신호는 상기 복수의 공간 빔 중 개별 공간 빔 상에서 빔 형성된 방식으로 송신됨 -;
   상기 통신 노드에서, 제1 수신기로부터의 피드백 신호를 획득하는 단계 - 상기 제1 수신기는 상기 파일럿 채널 지시자 신호들에 기초하여 상기 피드백 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 피드백 신호는 상기 복수의 공간 빔 중 특정 빔에 대응하는 제1 채널 품질 지시자를 포함함 -;
   상기 제1 채널 품질 지시자 및 제1 빔 색인의 분석에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 통신 노드로부터 상기 제1 수신기로의 송신들을 스케줄링하는 단계 - 상기 제1 빔 색인은 상기 복수의 공간 빔 중에서 상기 특정 빔을 지시하고, 상기 분석은 상기 제1 수신기로의 송신 빔을 결정함 -
   를 포함하는, 통신 노드 동작 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 공간 빔 중 하나 이상의 공간 빔 상에 제2 수신기가 스케줄링되는, 통신 노드 동작 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 수신기는 상기 복수의 공간 빔 중 2개 이상의 공간 빔 상에서 송신들을 수신하도록 스케줄링되는, 통신 노드 동작 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 피드백 신호는 상기 공간 빔들 중 제2의 공간 빔에 관한 제2 채널 품질 지시자를 또한 포함하는, 통신 노드 동작 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 공간 빔은 상기 통신 노드의 세그먼트 내에서 구성되고, 상기 공간 빔들은 독립적으로 제어 가능한 전력 레벨들을 가지는, 통신 노드 동작 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 파일럿 채널 지시자 신호들을 송신하는 단계는 시간 주기적인(periodic in time), 통신 노드 동작 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 공간 빔들 중 하나 이상의 공간 빔 상에서 제어 채널이 송신되는, 통신 노드 동작 방법.
8. 제1항에 있어서
   하나 이상의 다른 통신 노드와의 간섭을 방지하기 위해, 상기 공간 빔들의 결정을 상기 하나 이상의 다른 통신 노드와 조율하는 단계
   를 더 포함하는, 통신 노드 동작 방법.
9. 통신 노드를 동작시키기 위한 비일시적(non-transitory) 메모리 매체로서, 상기 메모리 매체는 프로그램 명령들을 저장하고, 상기 프로그램 명령들은 프로세서에 의해 실행될 때 상기 통신 노드로 하여금,
   복수의 공간 빔을 사용하여 상기 통신 노드로부터 파일럿 채널 지시자 신호들을 송신하는 것 - 상기 파일럿 채널 지시자 신호들 중 각각의 파일럿 채널 지시자 신호는 상기 복수의 공간 빔 중 개별 공간 빔 상에서 빔 형성된 방식으로 송신됨 -;
   상기 통신 노드에서, 제1 수신기로부터의 피드백 신호를 획득하는 것 - 상기 제1 수신기는 상기 파일럿 채널 지시자 신호들에 기초하여 상기 피드백 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 피드백 신호는 상기 복수의 공간 빔 중 특정 빔에 대응하는 제1 채널 품질 지시자를 포함함 -;
   상기 제1 채널 품질 지시자 및 제1 빔 색인의 분석에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 통신 노드로부터 상기 제1 수신기로의 송신들을 스케줄링하는 것 - 상기 제1 빔 색인은 상기 복수의 공간 빔 중에서 상기 특정 빔을 지시하고, 상기 분석은 상기 제1 수신기로의 송신 빔을 결정함 -
   을 구현하도록 하는, 비일시적 메모리 매체.
10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 공간 빔 중 하나 이상의 공간 빔 상에 제2 수신기가 스케줄링되는, 비일시적 메모리 매체.
11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 수신기는 상기 복수의 공간 빔 중 2개 이상의 공간 빔 상에서 송신들을 수신하도록 스케줄링되는, 비일시적 메모리 매체.
12. 제9항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 상기 공간 빔들 중 제2의 공간 빔에 관한 제2 채널 품질 지시자를 또한 포함하는, 비일시적 메모리 매체.
13. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 공간 빔은 상기 통신 노드의 세그먼트 내에서 구성되고, 상기 공간 빔들은 독립적으로 제어 가능한 전력 레벨들을 가지는, 비일시적 메모리 매체.
14. 제9항에 있어서,
    상기 파일럿 채널 지시자 신호들을 송신하는 것은 시간 주기적인, 비일시적 메모리 매체.
15. 제9항에 있어서,
    상기 공간 빔들 중 하나 이상의 공간 빔 상에서 제어 채널이 송신되는, 비일시적 메모리 매체.
16. 제9항에 있어서
    상기 프로그램 명령들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 통신 노드로 하여금, 하나 이상의 다른 통신 노드와의 간섭을 방지하기 위해, 상기 공간 빔들의 결정을 상기 하나 이상의 다른 통신 노드와 조율하도록 하는, 비일시적 메모리 매체.
17. 통신 노드로서,
    프로세서; 및
    프로그램 명령들을 저장하는 메모리
    를 포함하고,
    상기 프로그램 명령들은 프로세서에 의해 실행될 때 상기 통신 노드로 하여금,
    복수의 공간 빔을 사용하여 상기 통신 노드로부터 파일럿 채널 지시자 신호들을 송신하는 것 - 상기 파일럿 채널 지시자 신호들 중 각각의 파일럿 채널 지시자 신호는 상기 복수의 공간 빔 중 개별 공간 빔 상에서 빔 형성된 방식으로 송신됨 -;
    상기 통신 노드에서, 제1 수신기로부터의 피드백 신호를 획득하는 것 - 상기 제1 수신기는 상기 파일럿 채널 지시자 신호들에 기초하여 상기 피드백 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 피드백 신호는 상기 복수의 공간 빔 중 특정 빔에 대응하는 제1 채널 품질 지시자를 포함함 -;
    상기 제1 채널 품질 지시자 및 제1 빔 색인의 분석에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 통신 노드로부터 상기 제1 수신기로의 송신들을 스케줄링하는 것 - 상기 제1 빔 색인은 상기 복수의 공간 빔 중에서 상기 특정 빔을 지시하고, 상기 분석은 상기 제1 수신기로의 송신 빔을 결정함 -
    을 구현하도록 하는, 통신 노드.
18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 공간 빔 중 하나 이상의 공간 빔 상에 제2 수신기가 스케줄링되는, 통신 노드.
19. 제17항에 있어서,
    상기 파일럿 채널 지시자 신호들을 송신하는 것은 시간 주기적인, 통신 노드.
20. 제17항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 상기 공간 빔들 중 제2의 공간 빔에 관한 제2 채널 품질 지시자를 또한 포함하는, 통신 노드.

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