KR102057313B1 - 무선 통신 시스템의 빔형성 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

제어 채널의 커버리지를 확장할 수 있는 빔형성 방법 및 장치를 통해, 인접 통신 기기를 수신 가능한 빔의 개수에 따라서 분류하고 그에 따라 빔의 전송 빈도 또는 전송 주기를 조절하여 제어 채널을 빔형성 방식으로 전송함으로써, 오버헤드를 줄이고, 전송률을 증가시키며 커버리지 홀 현상을 방지할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템의 빔형성 방법 및 장치 {Apparatus and method of beamforming in wireless communication system}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 채널의 커버리지를 확장하기 위한 빔형성 방법 및 장치에 관한 것이다.
셀룰러(cellular) 네트워크, 메쉬(mesh) 네트워크, 애드 혹(ad hoc) 네트워크 등 다양한 무선 통신 네트워크의 통신 기기들은 각종 제어 메시지 및 기준 신호들을 전송(또는 브로드캐스트)하기 위해 제어 채널을 할당하고 할당된 제어 채널을 사용한다. 이 경우, 제어 메시지 등은 통신 네트워크의 링크 제어, 접속 제어, 또는 망 제어 등을 위하여 사용될 수 있다. 제어 채널은 사전에 할당되어 있을 수 있고, 필요에 따라 할당할 수 있다.각 통신 기기가 인접한 통신 기기와 통신 링크 및 망을 형성하고 유지하기 위해서는, 인접한 통신 기기에서 제어 채널에서 전송되는 기준 신호 및 제어 메시지를 성공적으로 수신할 수 있어야 하므로, 통신 링크의 커버리지(coverage)는 제어 채널의 커버리지로 제한될 수 있다.
이때, 다중 안테나 또는 섹터(sector) 안테나를 사용하여 제어 메시지 등에 빔형성(beamforming) 기법을 적용하면, 송신 전력을 증가시키지 않아도 제어 채널의 커버리지를 확장할 수 있지만, 커버리지 홀이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 커버리지 홀이 발생하지 않도록 하기 위하여 커버리지 안에 포함된 모든 통신 기기로 필요한 빔 개수만큼 제어 메시지를 전송하면, 오버헤드가 증가하고 전송률이 감소될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는, 빔 형성 기법을 적용하여 제어 채널의 커버리지를 확장하면서, 오버헤드를 완화하고 전송률을 증대시킬 수 있는 빔형성 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 무선 통신 기기에서의 빔 형성 방법이 제공된다. 상기 빔 형성 방법은, 인접 통신 기기로부터 인접 통신 기기와의 채널 상태 정보 또는 빔 정보를 수신하는 단계, 채널 상태 정보 또는 빔 정보를 바탕으로 빔의 전송 기준을 결정하는 단계, 그리고 전송 기준에 따라 빔을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 빔 형성 방법에서 전송 기준을 결정하는 단계는 채널 상태 정보 또는 빔 정보를 이용하여 복수의 빔을 생성할 경우, 복수의 빔 중 하나의 빔을 수신 가능한 인접 통신 기기의 집합을 각 빔에 대하여 결정하는 단계, 그리고 집합에 포함된 인접 통신 기기를 고려하여 빔의 전송 빈도 또는 전송 주기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 빔 형성 방법에서 전송 빈도 또는 전송 주기를 결정하는 단계는 인접 통신 기기로부터의 제어메시지에 대한 전송 요구량과, 빔에 대한 수신 기회의 형평성을 고려하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 빔 형성 방법에서 전송 빈도 또는 전송 주기를 결정하는 단계는, 집합의 원소의 수를 최대로 하는 빔의 개수 및 복수의 빔의 최소 피드백 주기를 바탕으로 복수의 전송 인덱스를 결정하는 단계, 그리고 복수의 전송 인덱스를 통해 n번째 전송 기회에서 k번째 빔의 전송 기회를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 빔 형성 방법에서 복수의 전송 인덱스를 결정하는 단계는, 복수의 빔의 전송 주기(PInterBlock), 빔의 전송 주기(PIntraBlock), 복수의 빔 중 선택된 빔의 개수(NSelected), 그리고 빔의 전송 주기 동안 선택되지 않은 빔의 개수(NNotSelectedInIntraBlock)을 바탕으로 복수의 전송 인덱스를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 빔 형성 방법에서 인접 통신 기기로부터 인접 통신 기기와의 채널 상태 정보를 수신하는 단계는, 기준 신호의 커버리지가 제어 메시지의 커버리지보다 큰 경우, 인접 통신 기기로 기준 신호를 전송하는 단계, 그리고 인접 통신 기기에서 기준 신호로부터 추정한 채널의 채널 상태 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 빔 형성 방법에서 인접 통신 기기로부터 빔 정보를 수신하는 단계는, 기준 신호의 커버리지가 제어 메시지의 커버리지보다 작거나 같은 경우, 인접 통신 기기로 제어 메시지를 전송하는 단계, 그리고 제어 메시지를 성공적으로 수신한 인접 통신 기기로부터 제어 메시지에서 획득한 빔 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 빔 형성 방법에서 제어 메시지를 전송하는 단계는, 인접 통신 기기로 기준 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 빔 형성 방식으로 제어 채널을 전송하는 빔 형성 장치가 제공된다. 상기 빔 형성 장치는, 인접 통신 기기로부터 인접 통신 기기와의 채널 상태 정보 또는 빔 정보를 수신하는 수신부, 채널 상태 정보 또는 빔 정보를 바탕으로 빔의 전송 기준을 결정하는 제어부, 그리고 전송 기준에 따라 빔을 전송하는 송신부를 포함한다.
상기 빔 형성 장치에서 제어부는, 채널 상태 정보 또는 빔 정보를 이용하여 복수의 빔을 생성할 경우, 복수의 빔 중 각 빔을 수신 가능한 복수의 인접 통신 기기 집합을 산출하고, 집합에 포함된 인접 통신 기기를 고려하여 빔의 전송 빈도 또는 전송 주기를 결정할 수 있다.
상기 빔 형성 장치에서 제어부는, 인접 통신 기기로부터의 제어메시지에 대한 전송 요구량과, 빔에 대한 수신 기회의 형평성을 고려하여 빔의 전송 빈도 또는 전송 주기를 결정할 수 있다.
상기 빔 형성 장치에서 제어부는, 집합의 원소의 수를 최대로 하는 빔의 개수 및 복수의 빔의 최소 피드백 주기를 바탕으로 복수의 전송 인덱스를 결정하고, 복수의 전송 인덱스를 통해 n번째 전송 기회에서 k번째 빔의 전송 기회를 결정할 수 있다.
상기 빔 형성 장치에서 제어부는, 복수의 빔의 전송 주기(PInterBlock), 빔의 전송 주기(PIntraBlock), 복수의 빔 중 선택된 빔의 개수(NSelected), 그리고 빔의 전송 주기 동안 선택되지 않은 빔의 개수(NNotSelectedInIntraBlock)을 바탕으로 복수의 전송 인덱스를 결정할 수 있다.
상기 빔 형성 장치에서 송신부는, 기준 신호의 커버리지가 제어 메시지의 커버리지보다 큰 경우, 인접 통신 기기로 기준 신호를 전송하고, 수신부는, 인접 통신 기기에서 기준 신호로부터 추정한 채널의 채널 상태 정보를 수신할 수 있다.
상기 빔 형성 장치에서 송신부는, 기준 신호의 커버리지가 제어 메시지의 커버리지보다 작거나 같은 경우, 인접 통신 기기로 제어 메시지를 전송하고, 수신부는, 제어 메시지를 성공적으로 수신한 인접 통신 기기로부터 제어 메시지에서 획득한 빔 정보를 수신할 수 있다.
상기 빔 형성 장치에서 송신부는, 인접 통신 기기로 기준 신호를 전송할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 인접 통신 기기를 수신 가능한 빔의 개수에 따라서 분류하고 그에 따라 빔의 전송 빈도 또는 전송 주기를 조절하여 제어 채널을 빔형성 방식으로 전송함으로써, 오버헤드를 줄이고, 전송률을 증가시키며 커버리지 홀 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통신 기기의 제어 채널의 커버리지를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빔 성형을 수행하는 통신 기기를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신 기기에서 채널 상태 정보를 획득하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인접 통신 기기에서 수신 가능한 빔 정보를 획득하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 기기의 빔형성 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 통신 기기에서 전송 기회 마다 전송되는 빔을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통신 기기의 제어 채널의 커버리지를 나타낸 도면이다.
통신 기기A(100)에 인접한 통신 기기B(101) 및 C(102)는 빔형성을 적용하지 않더라도, 통신 기기A(100)와 연결될 수 있지만, 통신 기기D(103) 및 E(104)는 빔형성을 적용하지 않으면 통신 기기A(100)와 연결될 수 없다. 즉, 통신 기기A(100)에서 빔형성을 적용하여 제어 채널을 전송한다면, 통신 기기D(103) 및 E(104)에서도 제어 채널을 수신할 수 있다.
하지만, 통신 기기D(103)에서 수신 가능한 빔과 통신 기기E(104)에서 수신 가능한 빔은 서로 다르므로, 각 통신 기기에서 빔을 전송하기 위해서는 빔형성을 적용하지 않는 경우에 비하여 두 배의 자원이 요구될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 통신 기기가 빔형성을 적용하기 위해서는 인접한 통신 기기로부터 채널 상태 정보를 획득해야 한다. 이때, 통신 기기가 인접한 통신 기기로부터 획득해야 할 채널 상태 정보에는, 추정된 채널 또는 이로부터 계산한 빔형성 벡터(또는 행렬)가 포함될 수 있다. 또는 코드북 기반 채널 피드백을 사용하는 경우, 추정된 채널 또는 최적의 빔형성 벡터에 대응하는 코드워드 인덱스가 채널 상태 정보에 포함될 수 있다.
이때, 인접한 통신 기기로부터 채널 상태 정보를 획득하기 위해서는 인접한 통신 기기에서 채널을 추정해야 하므로, 각 통신 기기는 채널 추정을 위한 기준 신호(예를 들어, 프리앰블, 미드앰블, 또는 파일럿 등)를 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빔을 형성하는 통신 기기를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통신 기기는 송신부(110), 수신부(120), 그리고 제어부(130)를 포함한다.
송신부(110)는, 제어 채널 또는 데이터 채널을 송신하고, 빔을 형성할 수 있다.
수신부(120)는, 제어 채널을 수신하여 제어 채널의 기준 신호로부터 채널 상태 정보를 산출할 수 있다. 또는, 수신부(120)는 제어 채널을 수신하여 제어 채널의 제어 메시지로부터 제어 메시지가 전송될 때 적용된 빔 정보를 산출할 수 있다.
제어부(130)는, 인접 통신 기기로부터 획득한 채널 상태 정보 또는 빔 정보를 바탕으로 빔의 전송 빈도 또는 전송 주기를 결정할 수 있다. 이때, 제어부(130)는 인접 통신 기기의 제어 메시지 전송 요구량 및 인접 통신 기기 사이의 신호 수신 기회에 관한 형평성(fairness)을 고려하여 빔의 전송 빈도 또는 전송 주기를 고려할 수 있다.
아래에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 기기가 빔형성 방식을 통해 제어 채널을 전송하는 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신 기기에서 채널 상태 정보를 획득하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 기준 신호로부터 획득한 채널 상태 정보를 이용하여 제어 채널에 빔형성 방식을 적용하는 경우, 통신 기기A(100)가 인접한 통신 기기로부터 채널 상태 정보를 획득하는 과정을 나타낸다.
통신 기기A(100)는 기준 신호를 브로드캐스트하고(S301), 인접 통신 기기에서는 수신된 기준 신호로부터 채널을 추정(S302)한 후, 추정된 채널로부터 채널 상태 정보를 산출한다(S303).
이후, 인접 통신 기기는 산출된 채널 상태 정보를 통신 기기A(100)로 전송(S304)함으로써, 통신 기기A(100)는 인접 통신 기기와의 채널 상태 정보를 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인접 통신 기기에서 수신 가능한 빔 정보를 획득하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 제어 채널로 제어 메시지가 전송될 때 적용된 빔 정보가 제어 메시지에 포함된 경우, 통신 기기A(100)가 인접한 통신 기기에서 수신 가능한 빔 정보를 인접 통신 기기로부터 획득하는 과정을 나타낸다.
통신 기기A(100)는 기준 신호 및 제어 메시지를 전송할 때 임의의 빔을 형성하여 전송할 수 있고, 제어 메시지에는 적용된 빔의 정보가 포함될 수 있다(S401). 이때, 동일한 전송 기회에 전송되는 기준 신호 및 제어 메시지에는 동일한 빔이 적용될 수 있다. 그리고 빔 정보는 빔형성 벡터에 대응하는 코드워드 인덱스(codeword index), 빔 인덱스(beam index), 또는 프리코딩 행렬 인덱스(precoding matrix index, PMI)를 포함할 수 있다.
이후, 인접 통신 기기에서는 통신 기기A(100)로부터 성공적으로 제어 메시지를 수신한 경우 빔 정보를 획득할 수 있다(S402).
이후, 인접 통신 기기는 획득된 빔 정보를 통신 기기A(100)로 전송할 수 있고, 이때, 미리 정해진 시간 동안 획득한 복수의 빔 정보를 한꺼번에 전송할 수도 있다(S403).
위와 같은 단계를 통해 통신 기기A(100)에서는 각 인접 통신 기기에서 성공적으로 수신 가능한 빔 정보를 알 수 있다. 즉, 통신 기기A(100)는 각 인접 통신 기기와의 채널에 관한 채널 상태 정보가 없으므로 위와 같은 단계를 통해 인접 통신 기기에서 성공적으로 수신 가능한 빔에 관한 정보를 획득할 수 있다.
이후, 통신 기기A(100)는 이렇게 수신한 빔 정보를 바탕으로 빔 전송 빈도를 결정하여 각 통신 기기를 향해 빔을 전송할 수 있다. 따라서, 통신 기기A(100)는 서로 다른 빔을 서로 다른 타이밍(전송 기회)에 전송함으로써, 인접 통신 기기에서의 성공적인 빔 수신을 도모하고, 커버리지 홀을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 기기의 빔형성 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 통신 기기A(100)는 인접한 통신 기기로부터 획득(S501)한 채널 상태 정보 또는 빔 정보에 따라서 인접 통신 기기의 집합을 생성한다(S502). 이때, 인접 통신 기기의 집합은 통신 기기A(100)가 채널 상태 정보 또는 빔 정보를 이용하여 복수의 빔을 생성하는 경우, 복수의 빔 중 특정 빔을 수신 할 수 있는 인접 통신 기기의 집합을 의미한다.
이후, 통신 기기A(100)는 인접 통신 기기의 수신 기회에 대한 형평성(fairness) 또는 제어 메시지의 전송 요구량을 고려하여 각 빔의 전송 빈도 또는 전송 주기를 결정한다(S503). 이때, 통신 기기A(100)는 인접 통신 기기의 집합을 이용하여 인접 통신 기기들의 수신 기회에 대한 형평성을 구할 수 있다.
이후, 통신 기기A(100)는 제어 채널의 전송 기회에 각 빔에 할당된 전송 빈도 또는 전송 주기를 고려하여 빔을 전송할 수 있다(S504).
이때, 기준 신호의 커버리지가 제어 메시지의 커버리지보다 크지 않다면, 통신 기기A(100)는 새롭게 인접하게 된 통신 기기의 수신 가능한 빔 정보, 또는 기존 인접 통신 기기들이 채널 변화에 따라 빔 변경하기 위한 빔 정보를 획득하기 위하여 기존 인접 통신 기기들에서 수신 가능하지 않은 빔(수신 가능한 인접 통신 기기의 집합 크기가 0인 빔)도 전송할 수 있다. 통신 기기A(100)가 수신 가능한 인접 통신 기기의 집합 크기가 0인 빔을 전송함으로써, 인접 통신 기기는 주변 지형 지물 또는 이동으로 인해 채널이 변하는 경우에 수신 가능한 빔을 업데이트 할 수 있고, 커버리지 안으로 새롭게 진입한 경우에도 수신 가능한 빔 정보를 획득할 수 있다.
아래는 본 발명의 한 실시예에 따른 빔 전송 주기 결정 알고리즘을 나타내는 의사코드이다.
[의사코드]
Figure 112013084181583-pat00001
Figure 112013084181583-pat00002
Figure 112013084181583-pat00003
위 의사코드에서, Ik(n)이 1일 때는 n번째 전송 기회(n∈{0, 1, 2,…)에서 k번째 빔(k∈{0, 1, 2,…, |SCB|-1})이 할당되고, 0일 때는 n번째 전송 기회에서 k번째 빔은 할당되지 않는다.
이때 Ik(n)이 1인지 0인지 결정하는데 사용된 a(n), b(n), c(n) 그리고 d(n)은 선택되거나 선택되지 않은 빔의 개수 및 빔의 전송 주기 사이에서 결정된 값으로서, 본 발명에서는 a(n), b(n), c(n) 그리고 d(n)을 전송 인덱스라고 한다. 본 발명의 전송 인덱스에는 전송 기회 인덱스, 빔 인덱스, 그리고 PMI가 포함될 수 있다.
a(n)은 n번째 전송 기회에 대한 Inter-block 내 전송 기회 인덱스를 의미하고, n과 PInterBlock을 이용하여 모드(mod) 함수를 계산한 값이다. 본 발명의 실시 예에서, Inter-block 내 전송 기회 인덱스의 범위는 0에서 PInterBlock-1 사이이다. a(n)은 아래 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013084181583-pat00004
마찬가지로 b(n), c(n) 그리고 d(n)도 수학식 1과 같은 모드 함수 연산을 통해 의사코드에 기재된 식으로 계산될 수 있다.
b(n)은 n번째 전송 기회에서 전송될 선택된 빔 인덱스 또는 PMI(SCB **에 속한)를 의미하고, n, PInterBlock, PIntraBlock, 그리고 Nselected를 이용하여 모드 함수를 세 번 계산함으로써 구할 수 있다.
c(n)은 n번째 전송 기회에 대한 Intra-Block 내 전송 기회 인덱스를 의미하고, n, PInterBlock, 그리고 PIntraBlock를 이용하여 mod 함수를 두 번 계산함으로써 구할 수 있다.
d(n)은 n번째 전송 기회에서 전송될 선택되지 않은 빔 인덱스 또는 PMI(SCB *에 속한)를 의미하고, n, PInterBlock, PIntraBlock, Nselected, 그리고 NNotSelectedIntraBlock을 이용하여 mod 함수 및 바닥(floor) 함수를 계산함으로써 구할 수 있다.
|SCB|는 집합 SCB의 원소의 개수이다. A\B 연산자는 집합 A에서 집합 B를 빼는 집합 뺄셈 연산자이다. 집합 SCB * 및 집합 SCB **는 빔 인덱스 또는 PMI로 구성된 순서 집합이고, Jk * 는 집합 SCB * 포함된 원소 k의 순서(order)를 나타내고, Jk **는 집합 SCB **에 포함된 원소 k의 순서를 나타낸다. Mi는 i번째 빔을 수신할 수 있는 인접 노드의 집합이다. PMax는 채널이 변화함에 따라 빔형성/프리코딩 벡터 또는 빔형성/프리코딩 매트릭스를 업데이트하기 위해 빔이 전송되어야 할 최대 주기이다.
위 의사코드를 참조하면, 채널 변화에 따라 적응적으로 빔을 형성하기 위해 빔형성 벡터 또는 빔형성 매트릭스를 업데이트할 필요가 있고, 업데이트를 수행하기 위해서 전송 주기 PMax 안에 각 빔이 적어도 한 번 전송된다.
이때, 오버헤드를 최소화하기 위해 선택된 빔이 PMax의 전송 주기 동안 PIntraBlock의 주기로 반복 전송 되도록 할 수 있고, 빔 패턴의 주기가 PInterBlock이라면, k번째 빔의 n번째 전송 기회에서의 전송 여부는 의사코드의 Ik(n)에 따라 결정될 수 있다.
NSelected는 위 의사코드의 "While"문을 통해 선택된 PMI(즉, 빔의 번호)의 개수로서, 본 발명의 실시 예에서 선택된 PMI는 0과 3이고 NSelected는 2이다. NNotSelected는 선택되지 않은 나머지 PMI 개수로, 본 발명의 실시 예에서 선택되지 않은 PMI는 1과 2이고, NNotSelected는 2이다. PMin은 각 PMI의 최소 피드백 주기이다.
따라서, 본 발명의 한 실시 예에서 PInterBlock은 8, NIntraBlock은 3, PIntraBlock은 3이고, NNotSelectedinIntraBlock은 1이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 통신 기기에서 각 전송 기회 마다 전송되는 빔을 나타낸 도면이다.
도 6에서는 통신 기기A(100)가 4개의 빔을 이용하여 빔형성이 가능한 경우를 도시하였다. 통신 기기B(101)는 제0빔 및 제1빔을 수신할 수 있고, 통신 기기C(102)는 제2빔 및 제3빔을 수신할 수 있으며, 통신 기기D(103)는 제0빔을 수신할 수 있고, 통신 기기E(104)는 제3빔을 수신할 수 있다.
즉, 제0빔을 수신할 수 있는 인접 통신 기기 집합에는 통신 기기B(101) 및 통신 기기D(103)가 포함되고, 제1빔을 수신할 수 있는 인접 통신 기기 집합에는 통신 기기B(101)가 포함되며, 제2빔을 수신할 수 있는 인접 통신 기기 집합에는 통신 기기C(102)가 포함되고, 제3빔을 수신할 수 있는 인접 통신 기기 집합에는 통신 기기C(102) 및 통신 기기E(104)가 포함될 수 있다. 제0빔과 제3빔은 각각 2개의 통신 기기에서 수신 가능하고, 제1빔과 제2빔은 각각 1개의 통신 기기에서 수신 가능하다.
본 발명의 실시예에서는 통신 기기A(100)에서 인접한 통신 기기로 전송할 제어 메시지의 양이 동일한 경우, 제0빔 및 제3빔의 전송 빈도가 제1빔 및 제2빔의 전송 빈도의 n배가 될 수 있다. 본 발명의 한 실시 예에 따르면, 채널 변화에 따라 수신 가능한 빔 정보를 업데이트 하기 위해 제어 채널의 전송 기회가 총 8회로 정해지면, 제0빔 및 제3빔의 전송 빈도가 제1빔 및 제2빔의 전송 빈도의 3배로 할당될 수 있다.
즉, 단순하게 8회의 제어 채널의 전송 기회를 인접 통신 기기 수(4개)로 나누어 빔을 전송하면 각 인접 통신 기기는 2회씩만 빔을 수신할 수 있게 되지만, 본 발명의 한 실시 예에 따라 각 빔을 수신할 수 있는 인접 통신 기기의 집합을 별도로 관리하여 빔을 전송하게 되면, 각 인접 통신 기기는 3회씩 빔을 수신할 수 있게 된다.
따라서 본 발명의 한 실시 예에 따르면, 제1빔 내지 제4빔을 모두 동일한 빈도로 전송하는 경우에 비하여 통신 기기A(100)의 오버헤드를 감소(약 2/3배)시킬 수 있고, 전송률을 3/2배로 증가(약 3/2배)시킬 수 있다. 즉, 제0빔 및 제1빔은 제1빔 및 제2빔에 비하여 더 많은 인접 통신 기기에서 수신 가능하기 때문에 높은 빈도로 전송되고, 커버리지 홀 현상을 방지할 수 있다.
위와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 인접 통신 기기를 수신 가능한 빔의 개수에 따라서 분류하고 그에 따라 빔의 전송 빈도 또는 전송 주기를 조절하여 제어 채널을 빔형성 방식으로 전송함으로써, 오버헤드를 줄이고, 전송률을 증가시키며 커버리지 홀 현상을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 기기에서의 빔 형성 방법으로서,
    복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 인접 통신 기기와 상기 무선 통신 기기 간의 채널 상태 정보 또는 상기 인접 통신 기기가 수신한 신호의 빔 정보를 수신하는 단계,
    상기 채널 상태 정보 또는 상기 빔 정보를 바탕으로 복수의 빔 중 각각의 빔에 대응하는 복수의 인접 통신 기기 집합을 결정하는 단계,
    상기 복수의 인접 통신 기기로부터의 제어 메시지에 대한 전송 요구량 또는 상기 각각의 빔의 수신 기회의 형평성을 고려하여 상기 각각의 빔의 전송 빈도를 결정하는 단계, 그리고
    상기 전송 빈도에 따라 상기 각각의 빔을 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 인접 통신 기기 집합 중 하나의 인접 통신 기기 집합은 0개의 인접 통신 기기를 포함하거나 또는 적어도 하나의 인접 통신 기기를 포함하는, 빔 형성 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 무선 통신 기기에서의 빔 형성 방법으로서,
    복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 인접 통신 기기와 상기 무선 통신 기기 간의 채널 상태 정보 또는 상기 인접 통신 기기가 수신한 신호의 빔 정보를 수신하는 단계,
    상기 채널 상태 정보 또는 상기 빔 정보를 바탕으로 복수의 빔 중 각각의 빔에 대응하는 복수의 인접 통신 기기 집합을 결정하는 단계,
    상기 복수의 인접 통신 기기 집합의 각각의 원소의 개수 및 상기 복수의 빔 중 상기 각각의 빔의 최소 피드백 주기를 바탕으로 상기 각각의 빔에 대응하는 전송 인덱스를 결정하는 단계, 그리고
    상기 전송 인덱스를 바탕으로 복수의 전송 기회 중에서 상기 각각의 빔의 전송 기회를 결정하는 단계
    상기 전송 기회에서 상기 각각의 빔을 전송하는 단계
    를 포함하는 빔 형성 방법.
  5. 삭제
  6. 무선 통신 기기에서의 빔 형성 방법으로서,
    복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 인접 통신 기기와 상기 무선 통신 기기 간의 채널 상태 정보 또는 상기 인접 통신 기기가 수신한 신호의 빔 정보를 수신하는 단계,
    상기 채널 상태 정보 또는 상기 빔 정보를 바탕으로 복수의 빔 중 각각의 빔의 전송 빈도를 결정하는 단계, 그리고
    상기 전송 빈도에 따라 상기 각각의 빔을 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 상기 채널 상태 정보를 수신하는 것은,
    상기 인접 통신 기기에게 기준 신호를 전송하는 단계, 그리고
    상기 인접 통신 기기에 의해 상기 기준 신호로부터 추정된 채널의 상기 채널 상태 정보를 수신하는 단계
    를 포함하는, 빔 형성 방법.
  7. 무선 통신 기기에서의 빔 형성 방법으로서,
    복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 인접 통신 기기와 상기 무선 통신 기기 간의 채널 상태 정보 또는 상기 인접 통신 기기가 수신한 신호의 빔 정보를 수신하는 단계,
    상기 채널 상태 정보 또는 상기 빔 정보를 바탕으로 복수의 빔 중 각각의 빔의 전송 빈도를 결정하는 단계, 그리고
    상기 전송 빈도에 따라 상기 각각의 빔을 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 상기 빔 정보를 수신하는 것은,
    상기 인접 통신 기기에게 제어 메시지를 전송하는 단계, 그리고
    상기 제어 메시지가 인접 통신 기기에 의해 수신된 후 상기 제어 메시지를 수신한 인접 통신 기기로부터 상기 제어 메시지로부터 획득된 상기 빔 정보를 수신하는 단계
    를 포함하는, 빔 형성 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 제어 메시지를 전송하는 단계는,
    상기 인접 통신 기기에게 기준 신호를 상기 제어 메시지와 함께 전송하는 단계
    를 포함하는 빔 형성 방법.
  9. 빔 형성 방식으로 제어 채널을 전송하는 빔 형성 장치에서,
    복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 인접 통신 기기와 무선 통신 기기 간의 채널 상태 정보 또는 상기 인접 통신 기기가 수신한 신호의 빔 정보를 수신하는 수신부,
    상기 채널 상태 정보 또는 상기 빔 정보를 바탕으로 복수의 빔 중 각각의 빔에 대응하는 복수의 인접 통신 기기 집합을 결정하고, 상기 복수의 인접 통신 기기로부터의 제어 메시지에 대한 전송 요구량 또는 상기 각각의 빔의 수신 기회의 형평성을 고려하여 상기 각각의 빔의 전송 빈도를 결정하는 제어부, 그리고
    상기 전송 빈도에 따라 상기 각각의 빔을 전송하는 송신부
    를 포함하고,
    상기 복수의 인접 통신 기기 집합 중 하나의 인접 통신 기기 집합은 0개의 인접 통신 기기를 포함하거나 또는 적어도 하나의 인접 통신 기기를 포함하는, 빔 형성 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 빔 형성 방식으로 제어 채널을 전송하는 빔 형성 장치에서,
    복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 인접 통신 기기와 무선 통신 기기 간의 채널 상태 정보 또는 상기 인접 통신 기기가 수신한 신호의 빔 정보를 수신하는 수신부,
    상기 채널 상태 정보 또는 상기 빔 정보를 바탕으로 복수의 빔 중 각각의 빔에 대응하는 복수의 인접 통신 기기 집합을 결정하고, 상기 복수의 인접 통신 기기 집합의 각각의 원소의 개수 및 상기 복수의 빔 중 상기 각각의 빔의 최소 피드백 주기를 바탕으로 상기 각각의 빔에 대응하는 전송 인덱스를 결정하고, 상기 복수의 전송 인덱스를 바탕으로 복수의 전송 기회 중에서 상기 각각의 빔의 전송 기회를 결정하는 제어부, 그리고
    상기 전송 기회에서 상기 각각의 빔을 전송하는 송신부
    를 포함하는 빔 형성 장치.
  13. 삭제
  14. 빔 형성 방식으로 제어 채널을 전송하는 빔 형성 장치에서,
    복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 인접 통신 기기와 무선 통신 기기 간의 채널 상태 정보 또는 상기 인접 통신 기기가 수신한 신호의 빔 정보를 수신하는 수신부,
    상기 채널 상태 정보 또는 상기 빔 정보를 바탕으로 복수의 빔 중 각각의 빔에 대응하는 복수의 인접 통신 기기 집합을 결정하고, 상기 복수의 인접 통신 기기로부터의 제어 메시지에 대한 전송 요구량 또는 상기 각각의 빔의 수신 기회의 형평성을 고려하여 상기 각각의 빔의 전송 빈도를 결정하는 제어부, 그리고
    상기 전송 빈도에 따라 상기 각각의 빔을 전송하는 송신부
    를 포함하고,
    상기 송신부는 또한,
    상기 인접 통신 기기에게 기준 신호를 전송하고,
    상기 수신부는 또한,
    상기 인접 통신 기기에 의해 상기 기준 신호로부터 추정된 채널의 상기 채널 상태 정보를 수신하는, 빔 형성 장치.
  15. 빔 형성 방식으로 제어 채널을 전송하는 빔 형성 장치에서,
    복수의 인접 통신 기기 각각으로부터 인접 통신 기기와 무선 통신 기기 간의 채널 상태 정보 또는 상기 인접 통신 기기가 수신한 신호의 빔 정보를 수신하는 수신부,
    상기 채널 상태 정보 또는 상기 빔 정보를 바탕으로 복수의 빔 중 각각의 빔에 대응하는 복수의 인접 통신 기기 집합을 결정하고, 상기 복수의 인접 통신 기기로부터의 제어 메시지에 대한 전송 요구량 또는 상기 각각의 빔의 수신 기회의 형평성을 고려하여 상기 각각의 빔의 전송 빈도를 결정하는 제어부, 그리고
    상기 전송 빈도에 따라 상기 각각의 빔을 전송하는 송신부
    를 포함하고,
    상기 송신부는 또한,
    상기 인접 통신 기기에게 제어 메시지를 전송하고,
    상기 수신부는 또한,
    상기 제어 메시지가 인접 통신 기기에 의해 수신된 후 상기 제어 메시지를 수신한 인접 통신 기기로부터 상기 제어 메시지로부터 획득된 상기 빔 정보를 수신하는, 빔 형성 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 송신부는 상기 제어 메시지를 전송할 때, 상기 인접 통신 기기에게 상기 제어 메시지와 함께 기준 신호를 전송하는, 빔 형성 장치.
  17. 제4항에서,
    상기 전송 인덱스를 결정하는 단계는,
    상기 복수의 인접 통신 기기가 모두 최소한 하나의 빔을 수신할 수 있도록, 상기 원소의 개수 및 상기 최소 피드백 주기를 바탕으로 상기 복수의 빔 중 최소 개수의 빔을 선택하는 단계
    를 포함하는, 빔 형성 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 전송 인덱스를 결정하는 단계는,
    상기 최소 피드백 주기 및 상기 복수의 빔 중 선택된 빔의 개수(NSelected)를 바탕으로 상기 복수의 빔의 전송 주기(PInterBlock), 선택된 빔의 전송 주기(PIntraBlock), 그리고 상기 선택된 빔의 전송 주기(PIntraBlock) 동안 선택되지 않은 빔의 개수(NNotSelectedInIntraBlock)를 결정하는 단계, 그리고
    상기 복수의 빔의 전송 주기(PInterBlock), 상기 선택된 빔의 전송 주기(PIntraBlock), 상기 선택된 빔의 개수(NSelected), 그리고 상기 선택되지 않은 빔의 개수(NNotSelectedInIntraBlock)를 바탕으로 상기 전송 인덱스를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 빔 형성 방법.
  19. 제12항에서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 인접 통신 기기가 모두 최소한 하나의 빔을 수신할 수 있도록, 상기 원소의 개수 및 상기 최소 피드백 주기를 바탕으로 상기 복수의 빔 중 최소 개수의 빔을 선택하는, 빔 형성 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 제어부는 또한,
    상기 최소 피드백 주기 및 상기 복수의 빔 중 선택된 빔의 개수(NSelected)를 바탕으로 상기 복수의 빔의 전송 주기(PInterBlock), 선택된 빔의 전송 주기(PIntraBlock), 그리고 상기 선택된 빔의 전송 주기(PIntraBlock) 동안 선택되지 않은 빔의 개수(NNotSelectedInIntraBlock)를 결정하고,
    상기 복수의 빔의 전송 주기(PInterBlock), 상기 선택된 빔의 전송 주기(PIntraBlock), 상기 선택된 빔의 개수(NSelected), 그리고 상기 선택되지 않은 빔의 개수(NNotSelectedInIntraBlock)를 바탕으로 상기 전송 인덱스를 결정하는, 빔 형성 장치.
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