KR102016685B1

KR102016685B1 - 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102016685B1
Application number: KR1020120116788A
Authority: KR
Inventors: 정정수
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2019-08-30
Also published as: KR20130043078A; CN103891161B; CN103891161A

Abstract

본 발명은 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 상기 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어를 위한 단말의 방법은, 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 수신 빔을 이용하여 기지국의 다수의 송신 빔으로부터의 하향링크 참조 신호를 수신하는 과정과, 서로 다른 송수신 빔을 통해 수신되는 다수의 하향링크 참조 신호 각각에 대한 수신 신호 세기를 기반으로 경로 손실을 측정하는 과정과, 다수의 하향링크 참조 신호 각각에 대해 측정된 경로 손실 값을 바탕으로 상향링크를 위한 단말의 송신 빔을 선택하는 과정과, 상기 선택한 송신 빔을 이용하여 상향링크 신호를 송신하는 과정을 포함한다.

Description

무선통신 시스템에서 상향링크 제어 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING UPLINK IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 시스템에서 상향링크 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 기지국 접속을 위한 상향링크 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동통신 가입자들이 사용하는 평균 데이터의 양이 기하급수적으로 증가하고 있으며 이와 함께 더 높은 데이터 전송률에 대한 사용자들의 요구가 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라, 최근에는 높은 데이터 전송률을 제공하기 위한 방안으로 30Ghz이상의 초고주파 대역에서의 통신 기술 즉, 밀리미터 웨이브 시스템을 도입하기 위한 연구가 진행되고 있다.

상기 밀리미터 웨이브 시스템에서는 전파 경로 손실이 심각하게 발생하여 기지국의 커버리지가 상당히 감소하게 되는 단점이 있다. 따라서, 상기 밀리미터 웨이브 시스템에서 전파 경로 손실 문제를 해결하기 위해, 송수신 전력을 좁은 공간에 집중하여 안테나의 송수신 효율을 높이는 빔포밍(Beam Forming) 기술이 도입될 것으로 예상된다.

도 1은 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템을 도시하고 있다. 상기 도 1을 참조하면, 기지국(100)과 단말(102)은 각기 다른 방향성을 갖는 다수의 송수신 빔을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이에 따라, 상기 빔포밍을 지원하는 시스템에서 기지국(100)과 단말(102)은 상기 다른 방향성을 갖는 다수의 송수신 빔을 통해 빔 훈련 신호를 송수신하여 최적의 빔을 선택하는 빔 훈련(beam training)을 수행한다. 즉, 상기 기지국(100)과 상기 단말(102)은 송수신 가능한 모든 빔 방향에 대해 빔 훈련 신호를 송수신하는 빔 스위핑(beam sweeping)을 수행하고, 상기 빔 훈련 신호의 수신 품질을 측정하여 최적의 채널 환경을 갖는 송신 빔과 수신 빔을 선택한다. 상기 빔포밍을 지원하는 시스템에서 빔 스위핑 동작은 기지국과 단말이 통신을 시작하기 위해 통신 채널을 설정하는 과정에서 수행된다. 예를 들어 단말이 최초에 랜덤 액세스 과정을 수행할 때 사용하는 송신 빔 방향도 빔 스위핑 동작을 이용하여 복수의 방향으로 복수 번 전송되게 된다

도 2a 및 2b는 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 빔 훈련 신호로 하향 참조 신호(reference signal)을 이용한 하향링크 빔 훈련 과정과 상향 랜덤 액세스 신호를 이용한 상향링크 빔 훈련 과정을 도시하고 있다. 여기서는, 기지국(100)과 단말(102)의 송수신 빔이 각각 4개인 경우를 예로 들어 나타낸다. 먼저, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 하향링크 채널을 설정하기 위해 기지국(100)은 4개의 송신 빔(BS_TX1, BS_TX2, BS_TX3, BS_TX4) 각각을 이용하여 빔 훈련 신호 즉, 참조 신호(reference signal)를 4번씩 전송(4×번 전송)하고, 상기 단말(102)은 4개의 수신 빔(MS_RX1, MS_RX2, MS_RX3, MS_RX4) 각각을 이용하여 상기 4개의 송신 빔으로부터 송신된 참조 신호를 4번씩 수신(4×번 수신)한다. 이후, 상기 단말(102)은 수신 품질이 가장 좋은 참조 신호에 대응하는 기지국(100)의 송신 빔과 단말(102)의 수신 빔을 선택한다. 이러한 빔 훈련 과정은 도 2b에 나타낸 바와 같이 상향링크 송신 빔과 수신 빔을 결정하기 위해서도 동일하게 수행된다. 즉, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 단말(102)은 상향링크 채널을 설정하기 위해 4개의 송신 빔(MS_TX1, MS_TX2, MS_TX3, MS_TX4) 각각을 이용하여 빔 훈련 신호, 즉, 랜덤 액세스 신호를 4번씩 전송(4×번 전송)하고, 기지국(100)은 4개의 수신 빔(BS_RX1, BS_RX2, BS_RX3, BS_RX4) 각각을 이용하여 상기 4개의 송신 빔으로부터 송신된 랜덤 액세스 신호를 4번씩 수신(4×번 수신)한다. 이후, 상기 기지국(100)은 랜덤 액세스 신호의 수신 품질에 따라 단말(102)의 송신 빔과 기지국(100)의 수신 빔을 선택한다.

상기와 같이, 종래 기술에 따른 빔포밍 기법에서는 상향링크 송수신 빔 및 하향링크 송수신 빔을 위해 단말과 기지국 각각이 가능한 모든 송수신 빔 방향에 대해 신호를 송수신하는 빔 스위핑을 수행해야 한다. 그러나, 상기 단말과 기지국 각각이 모든 송수신 빔에 대해 신호를 송수신하는 방식은 에너지 효율성 측면이나 단말 상호 간의 간섭 측면에서 비효율적인 단점이 있다. 따라서, 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 보다 효율적인 빔 훈련 방식이 제공될 필요가 있으며, 빔 스위핑 동작을 이용하여 전송되는 상향 랜덤 액세스 과정도 효율적으로 디자인되어야 할 필요가 있다

또한, 상기 밀리미터 웨이브 시스템에서는 단말이 경로 손실을 극복하기 위해, 랜덤 액세스 신호에 대한 전력을 효율적으로 설정하는 기법이 제안될 필요가 있다. 종래 시스템에서는 단말이 기지국의 참조 신호 송신 세기와 단말의 참조 신호 수신 세기의 차이를 이용하여 경로 손실을 측정하고, 측정된 경로 손실을 바탕으로 송신 전력을 결정하였다. 그러나, 이러한 종래 기법은 옴니(Omni) 안테나를 이용하는 시스템을 바탕으로 한 것이기 때문에, 송수신 빔 방향에 따라 서로 다른 경로 손실이 발생하는 빔포밍 시스템에 적용하기 어려운 단점이 있다.

본 발명의 실시 예는 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 상향링크를 제어하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 실시 예는 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 수행하기 위해 단말이 상향링크 송신 빔을 선택하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 수행하기 위해 단말이 상향링크 송신 전력을 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 서로 다른 송수신 빔 방향에 대한 하향링크 신호의 경로 손실을 바탕으로 상향링크 신호 전송을 위한 송수신 빔을 선택하고, 선택한 송수신 빔에 대한 송신 전력을 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어를 위한 단말의 방법은, 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 수신 빔을 이용하여 기지국의 다수의 송신 빔으로부터의 하향링크 참조 신호를 수신하는 과정과, 서로 다른 송수신 빔을 통해 수신되는 다수의 하향링크 참조 신호 각각에 대한 경로 손실을 측정하는 과정과, 다수의 하향링크 참조 신호 각각에 대해 측정된 경로 손실 값을 바탕으로 상향링크를 위한 단말의 송신 빔을 선택하는 과정과, 상기 선택한 송신 빔을 이용하여 상향링크 신호를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어를 위한 기지국의 방법은, 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 송신 빔을 이용하여 단말의 다수의 수신 빔에 대한 하향링크 참조 신호를 송신하는 과정과, 상기 기지국과 단말 간에 형성되는 서로 다른 송수신 빔 중에서 단말이 경로 손실을 바탕으로 선택한 송신 빔으로부터 상향링크 신호를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어를 위한 단말의 장치는, 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 빔을 형성하는 빔포밍부와, 상기 빔포밍부를 제어하여 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 수신 빔을 통해 기지국의 다수의 송신 빔으로부터의 하향링크 참조 신호를 수신하고, 서로 다른 송수신 빔을 통해 수신되는 다수의 하향링크 참조 신호 각각에 대한 경로 손실을 측정하고, 다수의 하향링크 참조 신호 각각에 대해 측정된 경로 손실 값을 바탕으로 상향링크를 위한 단말의 송신 빔을 선택하고, 상기 선택한 송신 빔을 이용하여 상향링크 신호를 송신하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 상향링크 제어를 위한 기지국의 장치는, 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 빔을 형성하는 빔포밍부와, 상기 빔포밍부를 제어하여 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 송신 빔을 통해 단말의 다수의 수신 빔에 대한 하향링크 참조 신호를 송신하고, 상기 기지국과 단말 간에 형성되는 서로 다른 송수신 빔 중에서 단말이 경로 손실을 바탕으로 선택한 송신 빔으로부터 상향링크 신호를 수신하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 서로 다른 송수신 빔 방향에 대한 하향링크 경로 손실을 바탕으로 단말의 상향링크 송신 빔과 송신 전력을 결정하고, 상기 결정된 송신 전력으로 상기 결정된 송신 빔을 통해 상향링크 랜덤 액세스 신호를 송신함으로써, 랜덤 액세스 절차에 따른 에너지 소모를 감소시킬 수 있으며, 랜덤 액세스 신호 송신에 대한 성공 확률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템을 도시하는 도면,
도 2a 및 2b는 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 하향링크 빔 훈련 및 랜덤 액세스 동작을 이용한 상향링크 빔 훈련을 도시하는 도면,
도 3은 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 하향링크 빔 훈련 신호를 도시하는 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 하향링크 빔 훈련 신호의 수신 세기를 나타내는 도면,
도 6a 내지 6f는 본 발명의 실시 예에 따라 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 빔 훈련 신호의 경로 손실을 바탕으로 선택한 상향링크 송신 빔을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국이 상향링크 랜덤 액세스를 수신하는 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 상향링크 랜덤 액세스 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국의 블럭 구성을 도시하는 도면, 및
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 블럭 구성을 도시하는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 발명에서는 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 상향링크 랜덤 액세스를 위해 단말이 송신 빔을 선택하고, 송신 전력을 결정하는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다. 이하 설명은 동일한 송수신 빔 방향에 대한 하향링크 경로 손실과 상향링크 경로 손실이 동일함을 가정하여 설명한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 하향링크와 상향링크에 대해 동일한 경로 손실을 가정하여 설명한다. 그러나, 이하 본 발명은 하향링크의 경로 손실과 상향링크의 경로 손실이 상이한 경우에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

도 3은 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템의 프레임 구조를 도시하고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 프레임(310)은 다수의 서브프레임(subframe)들(320)을 포함하고, 상기 서브프레임(320)은 하향링크(DL : downlink) 구간(332) 및 상향링크(UL: uplink) 구간(334)으로 구분된다. 상기 도 3에서 상기 하향링크 구간(332) 및 상기 상향링크 구간(334)은 시간축에서 구분된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 하향링크 구간(332) 및 상기 상향링크 구간(334)은 주파수축에서 구분될 수 있다. 여기서, 상기 하향링크 구간(332)의 일부는 동기/방송 채널 구간(340)으로 정의된다. 상기 동기/방송 채널 구간(340)은 하향링크 빔 훈련 신호인 참조 신호의 전송을 위한 동기 채널(Sync channel)(300) 구간과 기지국의 커버리지 전역으로 전송되어야 하는 제어 정보 방송을 위한 방송 제어 채널(BCH:Broadcast channel)(302) 구간을 포함한다. 또한 상기 상향링크 구간(334)의 일부는 상향링크 빔 훈련 신호인 랜덤 액세스 신호의 전송을 위한 랜덤 액세스 채널(Random access channel) 구간(350)으로 정의된다.

이하 본 발명에서는 기지국이 상기 하향링크 구간(332)의 동기 채널 구간에서 하기 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 송신 빔을 통해 빔 훈련을 위한 참조 신호를 송신하고, 상기 방송 제어 채널 구간에서 상향링크 송신 전력 제어를 위한 제어 정보를 송신한다. 여기서, 상기 제어 정보는 기지국의 참조 신호 송신 전력, 상향링크 목표 수신 전력, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값 및 응답 대기 시간 등을 포함한다. 또한, 본 발명에서는 하기 도 5에 도시된 바와 같이, 단말이 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 수신 빔을 통해 상기 기지국으로부터 송신된 참조 신호를 수신하고, 각 송수신 빔에 대한 참조 신호의 수신 세기를 바탕으로 경로 손실을 측정한 후, 측정된 경로 손실 및 상기 제어 정보를 바탕으로 랜덤 액세스를 위한 단말의 송신 빔을 선택하고, 선택된 송신 빔에 대한 송신 전력을 결정한다. 이후, 상기 단말은 도 3의 랜덤 액세스 채널 구간에서 상기 선택된 송신 빔에 해당하는 랜덤 액세스 시점을 통해 상기 결정된 송신 전력을 가지는 랜덤 액세스 신호를 송신한다.

도 4는 본 발명에 따른 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 하향링크 동기 채널을 이용한 빔 훈련 과정을 도시하고 있다. 이하 설명에서는 기지국의 송수신 빔이 6개이고 단말의 송수신 빔이 4개인 경우를 가정하여 설명한다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기지국(400)은 하향링크 동기 채널 구간에서 서로 다른 방향성을 갖는 6개의 송신 빔(BS_TX1, BS_TX2, BS_TX3, BS_TX4, BS_TX5, BS_TX6) 각각을 통해 참조 신호를 4번씩 송신한다. 즉, 상기 기지국(400)은 하나의 송신 빔을 통해 참조 신호를 4번 송신한다. 이는, 상기 단말(402)이 서로 다른 방향성을 갖는 4개의 수신 빔(MS_RX1, MS_RX2, MS_RX3, MS_RX4) 각각을 통해 상기 하나의 송신 빔으로부터 송신된 참조 신호를 수신할 수 있도록 하기 위함이다. 예를 들어, 상기 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX1은 하나의 참조 신호를 4번 반복하여 송신하며, 상기 단말(402)은 4개의 수신 빔 MS_RX1, MS_RX2, MS_RX3, MS_RX4 를 변경해가면서 상기 BS_TX1에서 송신한 참조 신호를 수신한다. 여기서, 상기 단말(402)은 하나의 송신 빔, 수신 빔 쌍에 대해서 특정 시간 동안 참조 신호를 한 번 이상 수신하고, 수신한 참조 신호의 신호 세기를 평균하여 그 값을 상기 송수신 빔 쌍에 대한 신호 수신 세기로 사용할 수 있다. 상기 단말은 특정 시간 동안 한 번 이상 수신된 참조 신호의 평균 수신 세기를 계산하여, 매 참조 신호 측정 시점에서의 순간적인 채널 변동이 배제된 수신 신호 세기를 획득할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 하향링크 동기 채널의 수신 세기를 나타내고 있다. 특히, 도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 각 송신 빔에 대한 단말의 최적의 수신 빔을 나타내며, 도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말의 각 수신 빔에 대한 기지국의 최적의 송신 빔을 나타낸다.

상기 도 5a에서, 점선 형태의 타원으로 표시된 빔은 기지국(400)의 각 송신 빔에 대한 단말(402)의 최적의 수신 빔을 나타낸다. 예를 들어, 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX1에 대해 살펴보면, 단말(402)이 상기 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX1으로부터 송신된 4개의 참조 신호를 4개의 수신 빔 MS_RX1, MS_RX2, MS_RX3, MS_RX4로 수신한 결과, 상기 수신 빔 MS_RX3을 통해 수신된 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 경우, 상기 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX1에 대한 단말(402)의 최적의 수신 빔은 상기 MS_RX3가 된다. 즉, 상기 도 5a를 참조하면, 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX1에 대한 단말(402)의 최적의 수신 빔은 MS_RX3이고, 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX2에 대한 단말(402)의 최적의 수신 빔은 MS_RX2이고, 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX3에 대한 단말(402)의 최적의 수신 빔은 MS_RX4이고, 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX4에 대한 단말(402)의 최적의 수신 빔은 MS_RX3이고, 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX5에 대한 단말(402)의 최적의 수신 빔은 MS_RX1이며, 기지(400)국의 송신 빔 BS_TX6에 대한 단말(402)의 최적의 수신 빔은 MS_RX4임을 알 수 있다. 또한, 상기 도 5a에 도시된의 실시 예에서는 단말(402)이 수신 빔 MS_RX2를 통해 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX2로부터 송신된 참조 신호를 수신한 경우, 참조 신호의 수신 세기가 가장 크게 측정되는 것을 가정한다.

상기 도 5b에서, 점선 형태의 타원으로 표시된 빔은 단말(402)의 각 수신 빔에 대한 기지국(400)의 최적의 송신 빔을 나타낸다. 예를 들어, 단말(402)의 수신 빔 MS_RX1에 대해 살펴보면, 단말(402)이 상기 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX1, BS_TX2, BS_TX3, BS_TX4, BS_TX5, BS_TX6 각각으로부터 송신되는 6개의 참조 신호를 수신 빔 MS_RX1을 통해 수신한 결과, 상기 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX5로부터 송신된 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 경우, 상기 단말(402)의 수신 빔 MS_RX1에 대한 최적의 송신 빔은 상기 BS_TX5가 된다. 즉, 상기 도 5b를 참조하면, 단말(402)의 수신 빔 MS_RX1에 대한 기지국(400)의 최적의 송신 빔은 BS_TX5이고, 단말(402)의 수신 빔 MS_RX2에 대한 기지국(400)의 최적의 송신 빔은 BS_TX2이고, 단말(402)의 수신 빔 MS_RX3에 대한 기지국(400)의 최적의 송신 빔은 BS_TX4이고, 단말(402)의 수신 빔 MS_RX4에 대한 기지국(400)의 최적의 송신 빔은 BS_TX6임을 알 수 있다. 또한, 상기 도 5b에 도시된 실시 예에서는 단말(402)이 수신 빔 MS_RX2를 통해 기지국(400)의 송신 빔 BS_TX2로부터 송신된 참조 신호를 수신한 경우, 참조 신호의 수신 세기가 가장 크게 측정되는 것을 가정한다.

이하 설명에서는 상기 도 5a 및 도 5b에서 나타낸 바와 같은 신호 세기가 측정된 상황임을 가정하여 송신 빔을 선택하고, 송신 전력을 결정하는 기법에 대해 설명한다. 여기서, 상기 단말은 상기 참조 신호에 대한 수신 신호 세기와 상기 기지국으로부터 수신된 제어 정보를 바탕으로 각 송수신 빔에 대한 경로 손실을 계산하고, 상기 경로 손실을 바탕으로 상향링크를 위한 단말의 송신 빔을 선택할 수 있다. 이때, 상기 단말은 상기 제어 정보에 포함된 참조 신호의 송신 전력을 확인하고, 상기 참조 신호의 송신 전력과 상기 참조 신호의 수신 세기간의 차이를 바탕으로 경로 손실을 계산한다.

본 발명에 따른 단말은 여섯 가지 방식을 이용하여 송신 빔을 선택할 수 있으며, 상기 송신 빔 선택 방식은 도 6a 내지 도 6f를 참조하여 설명하기로 한다.

첫 번째 방식은, 상기 단말이 기지국에 대한 모든 송수신 빔들 중에서 경로 손실이 가장 낮은 하나의 송수신 빔을 확인하고, 이에 대응하는 상향링크 송수신 빔을 선택하는 방식이다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이, 기지국 송신 빔 BS_TX2와 단말의 수신 빔 MS_RX2에 대한 참조 신호의 수신 세기가 가장 크게 측정된 경우, 상기 단말은 상기 기지국 송신 빔 BS_TX2와 단말의 수신 빔 MS_RX2에 대응하는 송수신 빔(BS_RX2:MS_TX2)을 선택한다. 여기서, 상기 단말은 상기 송수신 빔(BS_RX2:MS_TX2)을 선택함에 따라, 상향링크 랜덤 액세스 신호를 가능한 송수신 빔의 수(24번)만큼 송신하는 것이 아니라, 상기 송신 빔 MS_TX2로 상기 기지국의 수신 빔 BS_RX2에 대해서만 랜덤 액세스 신호를 송신한다. 이때, 단말은 랜덤 액세스 채널 구간 내에서 단말의 송신 빔 MS_TX2 및 기지국의 수신 빔 BS_RX2에 대응하는 시점에 랜덤 액세스 신호를 송신한다.

두 번째 방식은, 상기 단말이 기지국에 대한 모든 송수신 빔들 중에서 경로 손실이 가장 낮은 하나의 송수신 빔에 해당하는 기지국의 송신 빔을 확인하고, 상기 기지국의 송신 빔에 대응하는 기지국 수신 빔에 대해 단말의 모든 송신 빔들을 선택하는 방식이다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 기지국 송신 빔 BS_TX2와 단말의 수신 빔 MS_RX2에 대한 참조 신호의 수신 세기가 가장 크게 측정된 경우, 상기 단말은 상기 기지국의 송신 빔 BS_TX2에 대응하는 기지국 수신 빔 BS_RX2로의 모든 상향링크 송수신 빔들(BS_RX2:MS_TX1, BS_RX2:MS_TX2, BS_RX2:MS_TX3, BS_RX2:MS_TX4)을 선택한다. 여기서, 상기 단말은 랜덤 액세스 채널 구간 내에서 상기 기지국의 수신 빔 BS_RX2에 대응하는 시점에 자신의 송신 빔들 MS_TX1, MS_TX2, MS_TX3, MS_TX4를 변경해가면서, 상기 기지국 수신 빔 BS_RX2로의 랜덤 액세스 신호를 송신한다.

세 번째 방식은, 상기 단말이 기지국의 송신 빔 별로 경로 손실이 가장 낮은 단말의 수신 빔을 확인하고, 이에 대응하는 상향링크 송수신 빔들을 선택하는 방식이다. 즉, 상기 세 번째 방식은 기지국의 수신 빔 별로 최적의 성능을 갖는 단말의 송신 빔을 선택하여 빔 훈련 신호를 송신하는 방식이다. 예를 들어, 상기 도 5a에 도시된 바와 같이 참조 신호의 수신 세기가 측정된 경우, 상기 단말은 상기 기지국의 송신 빔 별로 최적의 단말의 수신 빔들(BS_TX1:MS_RX3, BS_TX2:MS_RX2, BS_TX3:MS_RX4, BS_TX4:MS_RX3, BS_TX5:MS_RX1, BS_TX6:MS_RX4)을 결정하고, 6c에 도시된 바와 같이, 대응하는 상향링크 송수신 빔들(BS_RX1:MS_TX3, BS_RX2:MS_TX2, BS_RX3:MS_TX4, BS_RX4:MS_TX3, BS_RX5:MS_TX1, BS_RX6:MS_TX4)을 선택한다. 여기서, 상기 단말은 랜덤 액세스 채널 구간 내에서 상기 선택된 송수신 빔에 대응하는 시점에 상기 선택된 송수신 빔에 따라 자신의 송신 빔을 변경해가면서 상기 기지국의 각 수신 빔에 대해 랜덤 액세스 신호를 송신한다.

네 번째 방식은, 상기 단말이 기지국에 대한 모든 송수신 빔들 중에서 경로 손실이 가장 낮은 하나의 송수신 빔에 해당하는 단말의 수신 빔을 확인하고, 상기 단말의 수신 빔에 대응하는 단말의 송신 빔에 대한 기지국의 모든 수신 빔들을 선택하는 방식이다. 예를 들어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 기지국 송신 빔 BS_TX2와 단말의 수신 빔 MS_RX2에 대한 참조 신호의 수신 세기가 가장 크게 측정된 경우, 상기 단말은 상기 단말의 수신 빔 MS_RX2에 대응하는 단말의 송신 빔 MS_TX2를 확인한다. 이후 상기 단말은 도 6d에 도시된 바와 같이, 단말의 송신 빔 MS_TX2에 대한 모든 상향링크 송수신 빔들(BS_RX1: MS_TX2, BS_RX2: MS_TX2, BS_RX3: MS_TX2, BS_RX4: MS_TX2, BS_RX5: MS_TX2, BS_RX6: MS_TX2)를 선택한다. 여기서, 상기 단말은 랜덤 액세스 채널 구간 내에서 상기 단말의 송신 빔 MS_TX2에 대응하는 시점에 상기 MS_TX2를 통해 상기 기지국의 모든 수신 빔 각각으로 랜덤 액세스 신호를 송신한다.

다섯 번째 방식은, 상기 단말이 상기 단말의 수신 빔 별로 경로 손실이 가장 낮은 기지국의 송신 빔을 확인하고, 이에 대응하는 상향링크 송수신 빔들을 선택하는 방식이다. 즉, 상기 다섯 번째 방식은 단말의 송신 빔 별로 최적의 성능을 갖는 기지국의 수신 빔을 선택하여 빔 훈련 신호를 송신하는 방식이다. 예를 들어, 상기 도 5b에 도시된 바와 같이, 참조 신호의 수신 세기가 측정된 경우, 상기 단말은 상기 단말의 수신 빔 별로 최적의 기지국의 송신 빔들(BS_TX5:MS_RX1, BS_TX2: MS_RX2, BS_TX4:MS_RX3, BS_TX6:MS_RX4)을 선택한다. 이후, 상기 단말은 도 6e에 도시된 바와 같이, 대응하는 상향링크 송수신 빔들(BS_RX5:MS_TX1, BS_RX2: MS_TX2, BS_RX4:MS_TX3, BS_RX6:MS_TX4)을 선택한다. 여기서, 상기 단말은 랜덤 액세스 채널 구간 내에서 상기 선택된 송수신 빔에 대응하는 시점에 상기 선택된 송수신 빔에 따라 자신의 송신 빔을 변경해가면서 상기 기지국의 각 수신 빔에 대해 랜덤 액세스 신호를 송신한다.

마지막으로, 여섯 번째 방식은 기지국과 단말 간의 모든 송수신 빔들을 이용하여 빔 훈련 신호를 송신하는 방식이다. 즉, 도 6f에 도시된 바와 같이, 단말은 기지국에 대한 모든 송수신 빔들을 이용하여 빔 훈련 신호를 송신한다.

상술한 바와 같이, 단말은 송신 빔을 선택한 후, 상기 송신 빔에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 상기 단말은 상기 모든 송수신 빔에 대한 경로 손실 값들 중 적어도 하나 이상의 경로 손실 값, 기지국으로부터의 제어 정보에 포함된 수신 전력 목표 값, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값 및 기타 상향링크 전력 제어 값들을 이용하여 상기 송신 빔에 대한 송신 전력을 결정한다. 예를 들어, 상기 단말은 특정 경로 손실 값과 목표 수신 전력 및 기타 전력 제어 값을 더한 값을 송신 전력으로 사용할 수 있다. 이때, 상기 단말은 송신 전력을 결정하기 위한 경로 손실 값으로, 선택한 송수신 빔에 대응하는 경로 손실 값을 이용하거나, 혹은 선택된 하나 이상의 송수신 빔들 중에서 최대 경로 손실 값이나 최소 경로 손실 값을 이용하여, 상기 선택된 하나 이상의 송수신 빔들의 송신 전력을 동일하게 결정할 수도 있다. 또한 상기 단말은 선택한 송수신 빔과 동일한 상향링크 수신 빔을 갖는 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용할 수 있다. 또한, 상기 단말은 전체 송수신 빔에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 송신 전력을 결정할 수도 있다.

예를 들면, 상기 첫 번째 방식과 같이, 모든 송수신 빔들 중에서 경로 손실이 가장 낮은 송수신 빔을 선택한 경우, 상기 단말은 선택한 송수신 빔의 경로 손실 값을 이용하여 상기 송수신 빔에 대한 송신 전력을 설정할 수 있다. 여기서, 상기 선택한 송수신 빔에 대한 경로 손실 값은, 대응하는 하향링크 송수신 빔으로부터 수신한 참조 신호의 경로 손실 값을 의미한다. 즉, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 단말이 송수신 빔(BS_RX2:MS_TX2)를 선택한 경우, 상기 단말은 상기 선택한 송수신 빔에 대한 경로 손실 값(BS_TX2:MS_RX2의 경로 손실 값)을 이용하여 상기 선택한 송수신 빔(BS_RX2:MS_TX2)의 송신 전력을 설정할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 두 번째 방식과 같이, 기지국의 특정 수신 빔에 대해서만 신호를 송신하도록 송수신 빔을 선택한 경우, 상기 단말은 상기 선택한 송수신 빔에 대응하는 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 상기 송수신 빔에 대한 송신 전력을 결정할 수도 있다. 여기서, 상기 선택한 송수신 빔에 대한 경로 손실 값은, 대응하는 하향링크 송수신 빔으로부터 수신한 참조 신호의 경로 손실 값을 의미한다. 예를 들어, 송수신 빔 BS_RX2:MS_TX3에 대한 경로 손실 값은, 대응하는 하향링크 송수신 빔 BS_TX2:MS_RX3로부터 수신한 참조 신호의 경로 손실 값을 의미한다. 즉, 도 6b에서 상기 단말이 기지국 수신 빔 BS_RX2로의 상향링크 송수신 빔들(BS_RX2:MS_TX1, BS_RX2:MS_TX2, BS_RX2:MS_TX3, BS_RX2:MS_TX4)을 선택한 경우, 상기 단말은 상기 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중에서 최대 경로 손실 값(예: BS_TX2:MS_RX4의 경로 손실 값) 혹은 최소 경로 손실 값(예: BS_TX2:MS_RX2의 경로 손실 값)을 이용하여 송신 전력을 결정할 수 있다. 또한, 상기 두 번째 방식과 같이, 기지국의 특정 수신 빔에 대해서만 신호를 송신하도록 송수신 빔을 선택한 경우, 상기 단말은 모든 송수신 빔에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 상기 송수신 빔에 대한 송신 전력을 결정할 수도 있을 것이다.

또 다른 예로, 상기 세 번째 방식과 같이, 기지국의 수신 빔 별로 최적의 경로 손실을 갖는 단말의 송신 빔을 선택한 경우, 상기 단말은 선택한 각 송신 빔에 대응하는 기지국의 수신 빔에 대한 경로 손실 값들 중에서, 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 상기 선택한 송신 빔의 송신 전력을 결정할 수도 있고, 전체 참조 신호에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 상기 선택한 송신 빔의 송신 전력을 결정할 수도 있을 것이다. 여기서, 상기 기지국의 수신 빔에 대한 경로 손실 값은, 단말이 상기 기지국의 수신 빔에 대응하는 기지국의 송신 빔으로부터 수신한 참조 신호들에 대해 측정한 경로 손실 값을 의미한다. 예를 들어, 기지국 수신 빔 BS_RX1에 대한 경로 손실 값은, 대응하는 기지국 송신 빔 BS_TX1으로부터 송신되어 단말의 각 수신 빔들로 수신된 참조 신호들에 대한 경로 손실 값을 의미한다. 즉, 도 6c에서 기지국의 송신 빔 BS_TX1에 대한 경로 손실 값들(BS_TX1:MS_RX1, BS_TX1:MS_RX2, BS_TX1:MS_RX3 및 BS_TX1:MS_RX4의 경로 손실 값) 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 송수신 빔 방향 BS_RX1:MS_TX3에 대한 송신 전력을 설정하고, 기지국의 송신 빔 BS_TX2에 대한 경로 손실 값들(BS_TX2:MS_RX1, BS_TX2:MS_RX2, BS_TX2:MS_RX3 및 BS_TX2:MS_RX4의 경로 손실 값) 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 송수신 빔 방향 BS_RX2:MS_TX2에 대한 송신 전력을 설정할 수 있다. 또한, 상기 단말은 모든 송수신 빔에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 도 6c에 나타낸 바와 같이 선택된 모든 송수신 빔들에 대한 송신 전력을 설정할 수 있을 것이다.

또 다른 예로, 상기 네 번째 방식과 같이, 단말의 특정 송신 빔으로 신호를 송신하도록 송수신 빔을 선택한 경우, 상기 단말은 상기 선택한 송수신 빔에 대응하는 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 상기 송수신 빔에 대한 송신 전력을 결정할 수도 있다. 여기서, 상기 선택한 송수신 빔에 대한 경로 손실 값은, 대응하는 하향링크 송수신 빔으로부터 수신한 참조 신호의 경로 손실 값을 의미한다. 예를 들어, 송수신 빔 BS_RX2:MS_TX2에 대한 경로 손실 값은, 대응하는 하향링크 송수신 빔 BS_TX2:MS_RX2로부터 수신한 참조 신호의 경로 손실 값을 의미한다. 즉, 도 6d에 나타낸 바와 같이, 상기 단말의 송신 빔 MS_TX2에 대한 모든 상향링크 송수신 빔들을 선택한 경우, 선택한 상향링크 송수신 빔들에 대응하는 하향링크 빔들(BS_TX1: MS_RX2, BS_TX2: MS_RX2, BS_TX3: MS_RX2, BS_TX4: MS_RX2, BS_TX5: MS_RX2, BS_TX6: MS_RX2)에 대한 경로 손실 값들 중에서 최대 경로 손실 값(예: BS_TX2:MS_RX2의 경로 손실 값) 혹은 최소 경로 손실 값(예: BS_TX5:MS_RX2의 경로 손실 값)을 이용하여 송신 전력을 결정할 수 있다. 또한, 상기 네 번째 방식과 같이, 단말의 특정 송신 빔으로만 신호를 송신하도록 송수신 빔을 선택한 경우, 상기 단말은 모든 송수신 빔에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 상기 송수신 빔에 대한 송신 전력을 결정할 수도 있을 것이다.

또 다른 예로, 상기 다섯 번째 방식과 같이, 단말의 송신 빔 별로 최적의 경로 손실을 갖는 기지국의 수신 빔을 선택한 경우, 상기 단말은 선택한 각 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중에서, 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 송신 전력을 결정할 수도 있고, 전체 참조 신호에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 송신 전력을 결정할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 도 6e에 나타낸 바와 같이, 네 개의 상향링크 송수신 빔이 선택된 경우, 상기 단말은 선택된 상향링크 송수신 빔들에 대응하는 하향링크 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들(BS_TX2:MS_RX2, BS_TX4:MS_RX3, BS_TX5:MS_RX1 및 BS_TX6:MS_RX4의 경로 손실 값) 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 선택된 네 개의 상향링크 송수신 빔 방향에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다.

마지막으로, 상기 여섯 번째 방식과 같이, 기지국과 단말 간의 모든 상향링크 송수신 빔들을 이용하는 경우, 상기 단말은 각각의 상향링크 송수신 빔에 대응하는 하향링크 송수신 빔의 경로 손실 값을 이용하여 상기 상향링크 송수신 빔의 송신 전력을 결정할 수도 있고, 전체 참조 신호에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 상기 상향링크 송수신 빔의 송신 전력을 결정할 수도 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국이 상향링크 랜덤 액세스를 수신하는 절차를 도시하고 있다.

상기 도 7을 참조하면, 기지국은 701단계에서 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 송신 빔을 이용하여 빔 훈련을 위한 하향링크 참조 신호를 송신한다. 이때, 상기 기지국은 단말의 수신 빔 수에 대응되는 횟수만큼 상기 각 송신 빔을 통해 참조 신호를 송신한다. 예를 들어, 기지국의 송신 빔이 M개이고, 단말의 수신 빔이 N개인 경우, 상기 기지국은 M개의 송신 빔 각각을 통해 참조 신호를 N번씩 전송함으로써, 상기 참조 신호를 M×N번 송신한다. 여기서, 각 참조 신호는 상기 참조 신호를 송신한 기지국의 송신 빔에 대한 정보를 포함한다.

이후, 상기 기지국은 703단계에서 방송 제어 채널 혹은 유니캐스트 시그널링을 통해 상향링크에 대한 전력을 제어하기 위한 제어 정보를 송신한다. 상기 제어 정보는 상기 참조 신호의 송신 전력, 상향링크 신호의 목표 수신 전력, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값 및 응답 대기 시간 등과 같은 상향링크 전력 제어 정보들을 포함한다.

이후, 상기 기지국은 705단계에서 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 수신 빔을 이용하여 상향링크 신호의 수신을 시도하고, 707단계에서 상향링크 신호가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 기지국은 미리 설정된 방식에 따라 수신 빔을 변경해가면서 상향링크 신호의 수신을 시도함으로써, 상기 기지국과 단말 간에 형성되는 서로 다른 송수신 빔 중에서 단말이 경로 손실을 바탕으로 선택한 송신 빔으로부터 상향링크 신호를 수신할 수 있다. 이때, 상기 기지국은 서로 다른 송수신 빔들을 통해 수신되는 상향링크 신호들을 결합(combine)하여, 상향링크 신호의 수신 여부를 결정할 수 있다. 상기 상향링크 신호는 랜덤 액세스 신호일 수 있다.

만일, 상향링크 신호가 수신될 시, 상기 기지국은 709단계에서 해당 단말로 상향링크 신호를 수신하였음을 나타내는 응답 신호를 송신한다. 이때, 상기 기지국은 단말로부터 다수의 상향링크 신호가 수신될 시, 상기 상향링크 신호의 수신 세기를 바탕으로 랜덤 액세스 이후 상향링크 신호 수신을 위한 기지국의 수신 빔과 단말의 송신 빔을 결정할 수 있으며, 상기 응답 신호에 상기 결정된 단말의 송신 빔에 대한 정보를 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 기지국은 상기 상향링크 신호의 수신 세기를 바탕으로 랜덤 액세스 이후의 상향링크 신호 수신을 위해, 다수의 상향링크 송수신 빔들을 결정할 수 있다. 이에 따라, 기지국은 랜덤 액세스 이후에 다수의 상향링크 송수신 빔들을 통해 수신되는 신호들을 결합하여 처리할 수 있으며, 이에 따라 통신 효율을 향상시킬 수 있다.

반면, 상향링크 신호가 수신되지 않을 시, 상기 기지국은 본 발명에 따른 절차를 종료한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 상향링크 랜덤 액세스 절차를 도시하고 있다.

상기 도 8을 참조하면, 단말은 801단계에서 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 수신 빔을 이용하여 하향링크 참조 신호를 수신한다. 이때, 상기 단말은 미리 설정된 방식에 따라 수신 빔을 변경하면서 기지국으로부터의 하향링크 참조 신호를 수신한다. 예를 들어, 기지국의 송신 빔이 M개이고, 단말의 수신 빔이 N개인 경우, 상기 단말은 N개의 수신 빔 각각을 통해 M개의 송신 빔으로부터 수신되는 참조 신호를 M번씩 수신함으로써, 상기 참조 신호를 M×N번 수신하려 시도한다. 여기서, 각 참조 신호는 상기 참조 신호를 송신한 기지국의 송신 빔에 대한 정보를 포함한다.

이후, 상기 단말은 803 단계에서 상기 기지국으로부터 상향링크 송신 전력을 제어하기 위한 제어 정보를 수신한다. 여기서, 상기 제어 정보는 방송 제어 채널을 통해 수신될 수도 있으며, 유니캐스트 시그널링을 통해 수신될 수도 있다. 상기 제어 정보는, 상기 참조 신호의 송신 전력, 상향링크 신호의 목표 수신 전력, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값 및 응답 대기 시간 등과 같은 상향링크 전력 제어 정보들을 포함한다.

이후, 상기 단말은 805단계에서 다수의 송수신 빔을 통해 수신된 하향링크 참조 신호의 수신 세기와 상기 제어 정보에 포함된 상기 참조 신호의 송신 전력 간의 차이를 이용하여 각 송수신 빔을 통해 수신된 참조 신호 각각에 대한 경로 손실을 계산한다. 이후, 상기 단말은 807단계에서 상기 경로 손실을 바탕으로 상향링크 신호를 송신할 송신 빔을 선택한다. 이때, 상기 단말은 상술한 여섯 가지 방식 중 어느 하나의 방식에 따라 송신 빔을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말은 상술한 첫 번째 방식에 따라 기지국에 대한 모든 송수신 빔들 중에서 경로 손실이 가장 낮은 하나의 송수신 빔을 선택할 수 있다. 또한, 상기 단말은 상술한 두 번째 방식에 따라 상기 기지국에 대한 모든 송수신 빔들 중에서 경로 손실이 가장 낮은 하나의 송수신 빔에 해당하는 기지국의 송신 빔을 확인하고, 상기 기지국의 송신 빔에 대응하는 기지국 수신 빔에 대한 모든 송신 빔들을 선택할 수 있다. 또한, 상기 단말은 상술한 세 번째 방식에 따라 상기 기지국의 송신 빔 별로 경로 손실이 가장 낮은 단말의 수신 빔을 확인하고, 이에 대응하는 상향링크 송수신 빔들을 선택할 수 있다. 또한, 상기 단말은 상술한 네 번째 방식에 따라 상기 기지국에 대한 모든 송수신 빔들 중에서 경로 손실이 가장 낮은 하나의 송수신 빔에 해당하는 단말의 수신 빔을 확인하고, 상기 단말의 수신 빔에 대응하는 단말의 송신 빔을 선택한 후, 단말의 송신 빔에 대해 기지국의 모든 수신 빔들을 선택할 수 있다. 또한, 상기 단말은 상술한 다섯 번째 방식에 따라 상기 단말의 수신 빔 별로 경로 손실이 가장 낮은 기지국의 송신 빔을 확인하고, 이에 대응하는 상향링크 송수신 빔들을 선택할 수 있다. 또한, 상기 단말은 상술한 여섯 번째 방식에 따라 상기 기지국에 대한 모든 송수신 빔들을 선택할 수도 있다.

이후, 상기 단말은 809단계로 진행하여 상기 선택된 송신 빔에 대한 송신 전력을 결정한다. 여기서, 상기 단말은 상기 모든 송수신 빔에 대한 경로 손실 값들 중 적어도 하나 이상의 경로 손실 값, 기지국으로부터의 제어 정보에 포함된 수신 전력 목표 값, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값 및 기타 상향링크 전력 제어 값들을 이용하여 상기 송신 빔에 대한 송신 전력을 결정한다. 예를 들어, 상기 단말은 특정 경로 손실 값과 목표 수신 전력 및 기타 전력 제어 값을 더한 값을 송신 전력으로 사용할 수 있다. 이때, 상기 단말은 송신 전력을 결정하기 위한 경로 손실 값으로, 선택한 송수신 빔에 대응하는 경로 손실 값을 이용하거나, 혹은 선택한 송수신 빔과 동일한 상향링크 수신 빔을 갖는 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용할 수 있다. 또한, 상기 단말은 전체 송수신 빔에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 송신 전력을 결정할 수도 있다. 또한, 상기 단말은 선택된 송수신 빔들에 대응하는 경로 손실 값들 중에서 최소 경로 손실 값 혹은 최대 경로 손실 값을 이용하여 상기 선택된 송수신 빔들에 대해 동일한 송신 전력을 결정할 수도 있다.

이후, 상기 단말은 811단계에서 상기 선택된 상향링크 송수신 빔을 이용하여 상기 결정된 송신 전력으로 상향링크 신호 즉, 랜덤 액세스 신호를 송신한 후, 813단계로 진행하여 기지국으로부터 응답 신호가 수신되는지 여부를 검사한다. 만일, 미리 설정된 응답 대기 시간 내에 상기 기지국으로부터 응답 신호가 수신될 시, 상기 단말은 815단계에서 상향링크 송신이 성공적으로 수행되었음을 판단하고, 본 발명에 따른 랜덤 액세스 절차를 종료한다. 이때, 상기 단말과 기지국은 상기 단말의 상향링크 송신 신호와 다른 단말의 상향링크 송신 신호가 동일한 자원 영역에서 전송되어 충돌이 발생하여 복수의 단말이 동일한 응답 신호를 수신할 경우를 대비하여 충돌 해결 동작(collision resolution)을 수행할 수 있으며, 또한 채널 설정과 관련된 동작을 수행할 수 있다.

반면, 미리 설정된 응답 대기 시간 내에 상기 기지국으로부터 응답 신호가 수신되지 않을 시, 상기 단말은 817단계로 진행하여 상기 결정된 송신 전력이 미리 설정된 상향링크 최대 송신 전력보다 작은지 여부를 검사한다. 상기 결정된 송신 전력이 미리 설정된 상향링크 최대 송신 전력보다 작은 경우, 상기 단말은 819단계에서 상기 제어 정보에서 상향링크 송신 전력 조절 값을 확인하여 상기 결정된 송신 전력을 상기 상향링크 송신 전력 조절 값만큼 증가시킨다. 이때, 증가된 송신 전력이 상기 미리 설정된 상향링크 최대 송신 전력보다 큰 경우, 상기 단말은 상기 상향링크 최대 송신 전력을 상기 단말의 상향링크 송신 전력으로 설정한다. 이후, 상기 단말은 811단계로 되돌아가거나 혹은 801단계로 되돌아가(미도시), 상향링크 신호 재송신 동작을 시작할 수 있다. 만약 상기 단말이 801단계로 돌아가 상향링크 신호 재송신에 사용되는 송수신 빔을 다시 선택하는 경우, 상기 단말은 807단계에서 801단계에서 807단계를 거쳐 새롭게 선택된 송수신 빔과 이전 상향링크 신호 송신 혹은 재송신에 사용된 송수신 빔들의 히스토리 정보를 고려하여 상향링크 송수신 빔을 최종적으로 선택할 수 있다. 상기 807단계에서 송수신 빔을 최종적으로 선택하는 구체적인 방법으로는 807의 단계에서 새롭게 선택된 송수신 빔과 이전 상향링크 신호 송신에 사용된 송수신 빔들의 방향을 평균한 방향에 가장 가까운 송수신 빔을 선택하는 방법을 사용할 수 있다. 상기 송수신 빔의 방향을 평균하는 방법은 송신 빔 혹은 수신 빔 각각에 대해서 따로 적용될 수 있다. 즉, 807의 단계에서 새롭게 선택된 송신 빔과 이전 상향링크 신호 송신에 사용된 송신 빔들의 방향을 평균한 방향에 가장 가까운 송신 빔을 최종 송신 빔으로 선택할 수 있고, 807의 단계에서 새롭게 선택된 상향링크 수신 빔과 이전 상향링크 신호 수신에 사용된 수신 빔들의 방향을 평균한 방향에 가장 가까운 수신 빔을 최종 수신 빔으로 선택할 수 있다.

상기 807단계에서 송수신 빔을 최종적으로 선택하는 또 다른 방법으로는 807의 단계에서 새롭게 선택된 송수신 빔과 이전 상향링크 신호 송신에 사용된 송수신 빔들의 방향을 가중 평균한 방향에 가장 가까운 송수신 빔을 선택하는 방법을 사용할 수 있다. 상기 807의 단계에서 사용하는 가중 평균 방법으로는 새롭게 선택된 송수신 빔의 방향에 상수 1을 곱하고, 상향 링크 신호 송신에 사용된 각 송수신 빔들 중 최근에 사용되거나 선택된 송수신 빔들일수록 1에 가까운 (0보다 큰) 상수를 곱하여 평균하는 방법이 사용될 수 있다. 상기 송수신 빔의 방향을 가중 평균하는 방법은 송신 빔 혹은 수신 빔 각각에 대해서 따로 적용될 수 있다.

반면, 상기 결정된 송신 전력이 상향링크 최대 송신 전력과 같거나 큰 경우, 상기 단말은 821단계에서 상향링크 신호 송신이 실패한 것으로 판단하고, 소정 시간 동안 대기한 후, 상기 807단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다. 다른 예로, 상기 단말은 821 단계에서 상향링크 신호 재송신 횟수가 미리 설정된 최대 재전송 횟수보다 작을 경우, 상기 상향링크 신호 재송신 횟수가 상기 최대 재전송 횟수가 될 때까지, 상기 상향링크 신호의 재송신 동작을 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국의 블럭 구성을 도시하고 있다.

상기 도 9를 참조하면, 상기 기지국은 제어부(900), 모뎀(910), RF체인(920), 빔포밍부(930), 데이터 큐(940)를 포함하여 구성된다.

상기 제어부(900)는 상기 기지국의 전반적인 동작을 제어 및 처리하며, 특히 빔포밍부(930)를 제어하여 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 송수신 빔을 통해 단말과 신호를 송수신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.

특히, 상기 제어부(900)는 상기 빔포밍부(930)를 제어하여 상기 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 송신 빔을 통해 하향링크 빔 훈련을 위한 참조 신호를 단말로 송신하고, 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 수신 빔을 통해 단말로부터 상향링크 빔 훈련 신호 즉, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, 상기 참조 신호는 상기 참조 신호를 송신한 기지국의 송신 빔에 대한 정보를 포함한다. 상기 제어부(900)는 상기 빔포밍부(930)를 제어하여 미리 설정된 방식에 따라 수신 빔을 변경해가면서 상향링크 신호의 수신을 시도함으로써, 상기 기지국과 단말 간에 형성되는 서로 다른 송수신 빔 중에서 단말이 경로 손실을 바탕으로 선택한 송신 빔으로부터 상향링크 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 제어부(900)는 상향링크 송신 전력을 제어하기 위한 제어 정보를 단말로 송신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 상기 제어 정보는 방송 제어 채널을 통해 송신될 수도 있으며, 유니캐스트 시그널링을 통해 송신될 수도 있다. 여기서, 상기 제어 정보는 기지국의 참조 신호 송신 전력, 목표 수신 전력, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값 및 응답 대기 시간 등을 포함한다. 또한, 상기 제어부(900)는 단말로부터 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 상향링크 신호가 수신될 시, 상기 상향링크 신호의 수신 세기를 측정하고, 측정된 수신 세기를 바탕으로 랜덤 액세스 이후 상향링크 신호 수신에 대한 단말의 송신 빔 및 기지국의 수신 빔을 결정하여 이에 대한 정보를 상기 단말로 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.

상기 모뎀(910)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(910)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(910)은 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 RF 체인(920)은 상기 모뎀(910)으로부터 제공되는 기저대역 디지털 신호열(stream)을 RF 대역의 아날로그 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 RF 체인(920)은 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor), 필터(filter) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 9는 하나의 RF 체인(920)만을 도시하고 있으나, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 기지국은 다수의 RF 체인들을 포함할 수도 있다.

상기 빔포밍부(930)는 다수의 구성 요소들을 포함하며, 각 구성 요소는 각 안테나 경로에서 신호의 위상 및 크기를 조절한다. 즉, 상기 빔포밍부(930)는 상기 제어부(900)로부터 제공되는 안테나별 신호의 위상 및 크기 값에 따라 각 안테나 경로로 송신되는 신호의 위상 및 크기를 조절함으로써, 서로 다른 방향성을 갖는 송수신 빔을 형성할 수 있다. 상기 도 9에서는, 각 안테나에 대응하는 경로를 1개로 도시하고, 각 경로에 구성 요소들도 안테나당 1개로 도시하고 있으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 각 안테나에 대하여 송신 경로 및 수신 경로가 별도로 구성될 수 있으며, 이 경우에 상기 빔포밍부(930)의 구성 요소들은 안테나 당 2개씩 존재할 수 있을 것이다.

상기 데이터 큐(940)는 상위 네트워크 노드로부터 수신된 데이터를 단말 혹은 서비스 별로 저장한다.

상기 도 9에서는 아날로그 빔포밍을 통해 상기 기지국이 다수의 송수신 빔을 형성하는 경우에 대한 블록 구성을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명에 따른 기지국은 디지털 빔포밍, 안테나를 물리적으로 움직이는 빔포밍, 사전에 정의된 각 빔 방향에 대응되는 안테나들, 안테나 묶음들 혹은 안테나 어레이(array)들 중 적어도 하나를 이용하여 다수의 송수신 빔을 형성할 수도 있을 것이다. 여기서, 상기 디지털 빔포밍의 경우, 상기 빔포밍부(930)는 생략될 수 있으며, 상기 제어부(900)는 송신 신호에 코드북을 곱하여 빔포밍을 수행함으로써, 다수의 송수신 빔을 지원할 수 있다. 즉, 본 발명에서 나타내는 송수신 빔은 물리적으로 빔이 고정된 안테나뿐만 아니라, 디지털 빔포밍, 아날로그 빔포밍 방식 등과 같은 다양한 방식을 통해 형성된 좁은 폭의 빔을 모두 포함하는 의미이다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 빔포밍을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말의 블럭 구성을 도시하고 있다.

상기 도 10을 참조하면, 상기 단말은 제어부(1000), 모뎀(1010), RF체인(1020), 빔포밍부(1030), 저장부(1040)를 포함하여 구성된다.

상기 제어부(1000) 상기 단말의 전반적인 동작을 제어 및 처리하며, 특히 빔포밍부(1030)를 제어하여 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 송수신 빔을 통해 기지국과 신호를 송수신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.

특히, 상기 제어부(1000)는 상기 빔포밍부(1030)를 제어하여 상기 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 수신 빔을 통해 하향링크 빔 훈련을 위한 참조 신호를 수신하고, 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 송신 빔을 통해 상향링크 랜덤 액세스 신호를 송신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, 상기 참조 신호는 상기 참조 신호를 송신한 기지국의 송신 빔에 대한 정보를 포함한다. 또한, 상기 제어부(1000)는 기지국으로부터 상향링크 송신 전력을 제어하기 위한 제어 정보를 수신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 상기 제어 정보는 방송 제어 채널을 통해 수신될 수도 있으며, 유니캐스트 시그널링을 통해 수신될 수도 있다. 여기서, 상기 제어 정보는 기지국의 참조 신호 송신 전력, 목표 수신 전력, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값 및 응답 대기 시간 등을 포함한다.

특히, 상기 제어부(1000)는 상향링크 제어부(1002)를 통해 상기 기지국으로부터 서로 다른 방향성을 갖는 다수의 참조 신호가 수신될 시, 상기 참조 신호의 수신 세기를 측정하고, 측정된 수신 세기를 바탕으로 각 송수신 빔에 대한 경로 손실을 측정하고, 상기 경로 손실을 바탕으로 상향링크 신호 송신을 위한 송수신 빔을 선택하고, 선택한 송수신 빔에 대한 송신 전력을 결정하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 상기 상향링크 제어부(1002)는 상기 도 6a 내지 도 6d에 나타낸 바와 같이 여섯 가지 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상향링크 신호 송신을 위한 송수신 빔을 선택할 수 있다. 또한, 상기 상향링크 제어부(1002)는 기지국과의 모든 송수신 빔에 대한 경로 손실 값들 중 적어도 하나 이상의 경로 손실 값, 기지국의 수신 전력 목표 값, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값 및 기타 상향링크 전력 제어 값들을 이용하여 상기 송신 빔에 대한 송신 전력을 결정한다.

상기 모뎀(1010)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(1010)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(1010)은 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

상기 RF 체인(1020)은 상기 모뎀(1010)으로부터 제공되는 기저대역 디지털 신호열(stream)을 RF 대역의 아날로그 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 RF 체인(1020)은 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor), 필터(filter) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 10은 하나의 RF 체인(1020)만을 도시하고 있으나, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 기지국은 다수의 RF 체인들을 포함할 수도 있다.

상기 빔포밍부(1030)는 다수의 구성 요소들을 포함하며, 각 구성 요소는 각 안테나 경로에서 신호의 위상 및 크기를 조절한다. 즉, 상기 빔포밍부(1030)는 상기 제어부(1000)로부터 제공되는 안테나별 신호의 위상 및 크기 값에 따라 각 안테나 경로로 송신되는 신호의 위상 및 크기를 조절함으로써, 서로 다른 방향성을 갖는 송수신 빔을 형성할 수 있다. 상기 도 10에서는, 각 안테나에 대응하는 경로를 1개로 도시하고, 각 경로에 구성 요소들도 안테나당 1개로 도시하고 있으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 각 안테나에 대하여 송신 경로 및 수신 경로가 별도로 구성될 수 있으며, 이 경우에 상기 빔포밍부(1030)의 구성 요소들은 안테나 당 2개씩 존재할 수 있을 것이다.

상기 저장부(1040)는 상기 단말의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하며, 상기 기지국으로부터 수신된 제어 정보를 저장한다.

상기 도 10에서는 아날로그 빔포밍을 통해 상기 단말이 다수의 송수신 빔을 형성하는 경우에 대한 블록 구성을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명에 따른 단말은 디지털 빔포밍, 안테나를 물리적으로 움직이는 빔포밍, 사전에 정의된 각 빔 방향에 대응되는 안테나들, 안테나 묶음들 혹은 안테나 어레이(array)들 중 적어도 하나를 이용하여 다수의 송수신 빔을 형성할 수도 있을 것이다. 여기서, 상기 디지털 빔포밍의 경우, 상기 빔포밍부(1030)는 생략될 수 있으며, 상기 제어부(1000)는 송신 신호에 코드북을 곱하여 빔포밍을 수행함으로써, 다수의 송수신 빔을 지원할 수 있다. 즉, 본 발명에서 나타내는 송수신 빔은 물리적으로 빔이 고정된 안테나뿐만 아니라, 디지털 빔포밍, 아날로그 빔포밍 방식 등과 같은 다양한 방식을 통해 형성된 좁은 폭의 빔을 모두 포함하는 의미이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
상기 단말의 적어도 하나의 안테나에 대응하는 다수의 수신 빔들을 이용하여 기지국의 적어도 하나의 안테나에 대응하는 다수의 송신 빔들로부터의 다수의 하향링크 기준 신호들을 수신하는 과정과,
상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 수신 신호 세기에 기반하여 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 경로 손실 값을 결정하는 과정과,
상기 경로 손실 값에 기반하여 상향링크를 위한 상기 단말의 적어도 하나의 송신 빔을 결정하는 과정과,
상기 적어도 하나의 송신 빔을 이용하여 상기 기지국에게 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔을 결정하기 위한 적어도 하나의 상향링크 신호를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 상향링크를 위한 상기 단말의 적어도 하나의 송신 빔을 결정하는 과정은,
서로 다른 하향링크 송수신 빔들을 통해 수신되는 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하는 과정과,
가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호의 하향링크 송수신 빔에 대응하는 상향링크 송수신 빔을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 상향링크를 위한 상기 단말의 적어도 하나의 송신 빔을 결정하는 과정은,
서로 다른 하향링크 송수신 빔들을 통해 수신되는 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하는 과정과,
가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호의 하향링크 송신 빔에 대응하는 상향링크 수신 빔을 식별하는 과정과,
상기 식별된 상향링크 수신 빔에 대한 다수의 상향링크 송신 빔들을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 상향링크를 위한 상기 단말의 적어도 하나의 송신 빔을 선택하는 과정은,
서로 다른 하향링크 송수신 빔들을 통해 수신되는 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하는 과정과,
하향링크 송신 빔 별로, 가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호를 식별하는 과정과,
상기 하향링크 송신 빔 별로 식별된 상기 하향링크 기준 신호의 하향링크 송수신 빔에 대응하는 상향링크 송수신 빔을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 상향링크를 위한 상기 단말의 적어도 하나의 송신 빔을 결정하는 과정은,
서로 다른 송수신 빔들을 통해 수신되는 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하는 과정과,
가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호의 하향링크 수신 빔에 대응하는 상향링크 송신 빔을 식별하는 과정과,
상기 식별된 상향링크 송신 빔에 대한 다수의 상향링크 수신 빔들을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 상향링크를 위한 상기 단말의 적어도 하나의 송신 빔을 결정하는 과정은,
서로 다른 하향링크 송수신 빔들을 통해 수신되는 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하는 과정과,
하향링크 수신 빔 별로, 가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호를 식별하는 과정과,
상기 하향링크 수신 빔 별로 상기 식별된 하향링크 기준 신호의 하향링크 송수신 빔에 대응하는 상향링크 송수신 빔을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 기지국으로부터 상향링크 송신 전력에 대한 제어 정보를 수신하는 과정과,
하향링크 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중 적어도 하나의 경로 손실 값과 상기 제어 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 적어도 하나의 송신 빔에 대한 송신 전력을 결정하는 과정을 더 포함하며,
상기 제어 정보는, 상기 기지국의 하향링크 기준 신호 송신 전력, 목표 수신 전력, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값, 및 응답 대기 시간 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 송신 전력은, 결정된 송수신 빔에 대응하는 경로 손실 값, 상기 결정된 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중 최소 또는 최대 경로 손실 값, 상기 결정된 송수신 빔과 동일한 상향링크 수신 빔을 갖는 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중 최소 또는 최대 경로 손실 값, 및 상기 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 또는 최대 경로 손실 값 중 적어도 하나를 이용하여 결정되는 방법.
무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
상기 기지국의 적어도 하나의 안테나에 대응하는 다수의 송신 빔들을 이용하여 단말의 적어도 하나의 안테나에 대응하는 다수의 수신 빔들에 대한 하향링크 기준 신호들을 송신하는 과정과,
상기 단말의 송신 빔들 중에서 상기 단말이 경로 손실 값에 기반하여 결정한 적어도 하나의 송신 빔으로부터 적어도 하나의 상향링크 신호를 수신하는 과정과,
상기 수신된 적어도 하나의 상향링크 신호의 수신 세기에 기반하여 상기 적어도 하나의 상향링크 신호가 수신된 적어도 하나의 수신 빔 중 상기 기지국의 수신 빔을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
제 8항에 있어서,
상기 수신된 적어도 하나의 상향링크 신호의 수신 세기에 기반하여 상기 수신 빔을 결정한 결과, 다수의 수신 빔들이 결정되는 경우,
상기 결정된 다수의 수신 빔들로부터 수신되는 신호들을 결합하는 과정을 더 포함하는 방법.
제 8항에 있어서,
제어 정보를 송신하는 과정을 더 포함하며,
상기 제어 정보는, 상기 기지국의 하향링크 기준 신호 송신 전력, 목표 수신 전력, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값, 및 응답 대기 시간 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 단말의 적어도 하나의 안테나에 대응하는 다수의 수신 빔들을 이용하여 기지국의 적어도 하나의 안테나에 대응하는 다수의 송신 빔들로부터의 다수의 하향링크 기준 신호들을 수신하고, 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 수신 신호 세기에 기반하여 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 경로 손실 값을 결정하고, 상기 경로 손실 값에 기반하여 상향링크를 위한 상기 단말의 적어도 하나의 송신 빔을 결정하고, 상기 적어도 하나의 송신 빔을 이용하여 상기 기지국에게 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔을 결정하기 위한 적어도 하나의 상향링크 신호를 송신하도록 제어하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 서로 다른 하향링크 송수신 빔들을 통해 수신되는 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하고, 가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호의 하향링크 송수신 빔에 대응하는 상향링크 송수신 빔을 결정하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 서로 다른 하향링크 송수신 빔들을 통해 수신되는 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하고, 가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호의 하향링크 송신 빔에 대응하는 상향링크 수신 빔을 식별하고, 상기 식별된 상향링크 수신 빔에 대한 다수의 상향링크 송신 빔들을 결정하도록 제어하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 서로 다른 하향링크 송수신 빔들을 통해 수신되는 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하고, 하향링크 송신 빔 별로, 가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호를 식별하고, 상기 하향링크 송신 빔 별로 식별된 상기 하향링크 기준 신호의 하향링크 송수신 빔에 대응하는 상향링크 송수신 빔을 결정하도록 제어하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 서로 다른 송수신 빔들을 통해 수신되는 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하고, 가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호의 하향링크 수신 빔에 대응하는 상향링크 송신 빔을 식별하고, 상기 식별된 상향링크 송신 빔에 대한 다수의 상향링크 수신 빔들을 결정하도록 제어하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 서로 다른 하향링크 송수신 빔들을 통해 수신되는 상기 다수의 하향링크 기준 신호들 각각에 대한 상기 경로 손실 값을 비교하고, 하향링크 수신 빔 별로, 가장 작은 경로 손실 값을 갖는 하향링크 기준 신호를 식별하고, 상기 하향링크 수신 빔 별로 상기 식별된 하향링크 기준 신호의 하향링크 송수신 빔에 대응하는 상향링크 송수신 빔을 결정하도록 제어하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 기지국으로부터 상향링크 송신 전력에 대한 제어 정보를 수신하고, 하향링크 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중 적어도 하나의 경로 손실 값과 상기 제어 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 적어도 하나의 송신 빔에 대한 송신 전력을 결정하도록 제어하고,
상기 제어 정보는, 상기 기지국의 하향링크 기준 신호 송신 전력, 목표 수신 전력, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값 및 응답 대기 시간 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 송신 전력은, 결정된 송수신 빔에 대응하는 경로 손실 값, 상기 결정된 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중 최소 또는 최대 경로 손실 값, 상기 결정된 송수신 빔과 동일한 상향링크 수신 빔을 갖는 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중 최소 또는 최대 경로 손실 값, 및 상기 송수신 빔들에 대한 경로 손실 값들 중에서 최소 또는 최대 경로 손실 값 중 적어도 하나를 이용하여 결정되는 장치.
무선 통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 기지국의 적어도 하나의 안테나에 대응하는 다수의 송신 빔들을 통해 단말의 적어도 하나의 안테나에 대응하는 다수의 수신 빔들에 대한 하향링크 기준 신호들을 송신하고, 상기 단말의 송신 빔들 중에서 상기 단말이 경로 손실 값에 기반하여 결정한 적어도 하나의 송신 빔으로부터 적어도 하나의 상향링크 신호를 수신하고, 상기 수신된 적어도 하나의 상향링크 신호의 수신 세기에 기반하여 상기 적어도 하나의 상향링크 신호가 수신된 적어도 하나의 수신 빔 중 상기 기지국의 수신 빔을 결정하도록 제어하는 장치.
제 18항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 수신된 적어도 하나의 상향링크 신호의 수신 세기에 기반하여 상기 수신 빔을 결정한 결과, 다수의 수신 빔들이 결정되는 경우, 상기 결정된 다수의 수신 빔들로부터 수신되는 신호들을 결합하도록 제어하는 장치.
제 18항에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 제어 정보를 송신하도록 제어하고,
상기 제어 정보는, 상기 기지국의 하향링크 기준 신호 송신 전력, 목표 수신 전력, 상향링크 최대 송신 전력, 상향링크 송신 전력 조절 값, 및 응답 대기 시간 중 적어도 하나를 포함하는 장치.