KR102062300B1 - 다수의 안테나들을 구비하는 시스템에서 랜덤 액세스에서 유연한 빔 통신을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

이동국은 무선 망에서 랜덤 액세스를 위한 방법을 수행한다. 상기 방법은, 기지국으로부터, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔의 구성에 관한 정보를 수신하는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 기지국으로부터의 상기 구성 정보에 기초하여 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 적어도 하나의 송신 빔을 구성하는 것을 포함한다. 상기 방법은 상기 적어도 하나의 송신 빔에서 상기 랜덤 액세스 신호를 상기 기지국으로 송신하는 것을 더 포함한다.

Description

다수의 안테나들을 구비하는 시스템에서 랜덤 액세스에서 유연한 빔 통신을 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR FLEXIBLE BEAM COMMUNICATIONS IN RANDOM ACCESS IN SYSTEM WITH LARGE NUMBER OF ANTENNAS}
본 명세서는 일반적으로 무선 통신과 관련되고, 특히, 다수의 안테나들을 구비하는 시스템의 랜덤 액세스에서 유연한 빔 통신을 위한 방법 및 장치와 관련된다.
무선 통신은 현대 역사에서 가장 성공적인 혁신들 중에 하나가 되었다. 최근에, 무선 통신 서비스에 대한 가입자들의 수는 5십억명을 초과하였고, 지속적으로 빠르게 증가한다. 사용자들과 스마트폰들 및 "노트패드" 컴퓨터들, 넷북들, 그리고 e북 리더들과 같은 다른 모바일 데이터 장치들 사이의 인기 증가로 인해, 무선 데이터 트래픽의 수요는 급격히 증가하고 있다. 모바일 데이터 트래픽의 높은 증대를 만족시키기 위해, 라디오 간섭 효율의 증가 및 새로운 스펙트럼의 할당은 매우 중요하다.
본 개시의 실시예들은, 방향성 안테나들 또는 안테나 배열들을 구비하는 시스템에서, 이동국으로부터 기지국으로의 랜덤 액세스에서 유연성 있는 빔 통신을 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
무선 망에서 이동국에 의한 랜덤 액세스를 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 기지국으로부터, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔의 구성에 관한 정보를 수신하는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 기지국으로부터의 상기 구성 정보에 기초하여 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 적어도 하나의 송신 빔을 구성하는 것을 포함한다. 상기 방법은 상기 적어도 하나의 송신 빔에서 상기 랜덤 액세스 신호를 상기 기지국으로 송신하는 것을 더 포함한다.
무선 망에서 랜덤 액세스를 구성하는 이동국에서 사용하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 기지국으로부터, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔의 구성에 관한 정보를 수신하도록 구성되는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 또한 상기 기지국으로부터의 상기 구성 정보에 기초하여 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 적어도 하나의 송신 빔을 구성하도록 구성된다. 상기 프로세서는 또한 상기 기지국으로부터의 상기 구성 정보에 기초하여 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 적어도 하나의 송신 빔을 구성하도록 더 구성된다.
무선 망에서 기지국에 의한 랜덤 액세스를 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 이동국으로, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔의 구성에 관한 정보를 송신하는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 적어도 하나의 수신 빔에서 상기 이동국으로부터 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하는 것을 포함한다. 상기 랜덤 액세스 신호는 상기 기지국으로부터의 상기 수신 빔 구성 정보에 기초하여 구성된 적어도 하나의 송신 빔에서 상기 이동국으로부터 송신된다.
무선 망에서 랜덤 액세스를 위해 구성되는 기지국에서 사용하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔의 구성에 관한 정보를 이동국으로 송신하고, 상기 적어도 하나의 수신 빔에서 상기 이동국으로부터 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위해 구성되는 프로세서를 포함한다. 상기 랜덤 액세스 신호는 상기 기지국으로부터의 상기 수신 빔 구성 정보에 기초하여 구성된 적어도 하나의 송신 빔에서 상기 이동국으로부터 송신된다.
본 개시와 이것의 이점들을 더 완전히 이해하기 위해, 참고는 비슷한 참고 번호들이 비슷한 부분들을 나타내는, 첨부된 도면들과 함께 아래의 설명으로 이루어진다:
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 무선 통신 망을 도시한다;
도 2A는 본 개시의 실시 예에 따른 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 또는 밀리미터파 송신 경로의 상위 계층 다이어그램을 도시한다;
도 2B는 본 개시의 실시 예에 따른 OFDMA 또는 밀리미터 파 수신 경로의 상위 계층 다이어그램을 도시한다;
도 3A는 본 개시의 실시 예에 따른 다중 입력 다중 출력(MIMO) 기저대역 처리 및 많은 수의 안테나들과의 아날로그 빔 포밍을 위한 송신 경로를 도시한다;
도 3B는 본 개시의 실시 예에 따른, MIMO 기저대역 처리 및 안테나 수가 많은 아날로그 빔 포밍을 위한 다른 송신 경로를 도시한다;
도 3C는 본 개시의 실시 예에 따른 MIMO 대역 처리 및 안테나 수가 많은 아날로그 빔 포밍을 위한 수신 경로를 도시한다;
도 3D는 본 개시의 실시 예에 따른 MIMO 대역 처리 및 안테나 수가 많은 아날로그 빔 포밍을 위한 다른 수신 경로를 도시한다;
도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 안테나 배열들을 사용하는 무선 통신 시스템을 도시한다;
도 5는 본 개시의 실시 예에 따른 밀리미터 파 시스템에서 송신기 및 수신기의 신호 처리의 예를 도시한다;
도 6은 본 개시의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 이전의 과정 및 랜덤 액세스의 초기 단계들의 수의 예를 도시한다;
도 7-10은 본 개시의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 신호를 위한 다른 구성들을 유연하게 사용하는 다른 이동국들을 도시한다;
도 11 및 도 12는 본 개시의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 각 기지국 수신 빔에 대한 다양한 지속기간의 예를 도시한다;
도 13은 본 개시의 실시 예에 따른 다른 RF 체인들과의 다양한 빔들의 예를 도시한다;
도 14 및 도 15는 본 개시의 실시 예에 따른 이동국이 송신 방식을 결정할 수 있도록 기지국의 수신 빔 성능을 이동국으로 알리는 기지국의 예를 도시한다;
도 16은 본 개시의 실시 예에 따른 기지국이 송신 방식을 결정할 수 있도록 이동국의 수신 빔 성능을 기지국에 알리는 이동국의 예를 도시한다.
아래의 구체적인 설명에 착수하기 전, 본 특허 문서에서 사용된 특정한 단어들 및 구문들에 대한 정의를 하는 것이 유리할 수 있다. "포함한다" 및 "구성된다" 뿐만 아니라 이들에 파생되는 용어는, 제한 없이 포함함을 의미한다. "또는"이라는 용어는, 및/또는 이라는 의미를 포함한다. "~와 관련된"이라는 구문뿐만 아니라 이들에 파생되는 용어는, 포함한다, ~에 포함된다, ~와 연결된다, 들어있다, ~에 들어있다, ~와 통신할 수 있다, ~와 협력한다, 끼운다, 병치하다, ~에 근접하다, ~의 범위 내에 있다, 가지다, ~특성을 가지다 등을 의미한다. 그리고, "제어기"라는 용어는, 어떤 장비, 시스템 또는 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어, 또는 이들 중 적어도 하나를 결합한 것과 같은 적어도 하나의 동작을 제어하는 것의 일부를 의미한다. 어떤 특정한 제어기와 연관된 기능은 집중화되거나 분산화될 수 있고, 근접 또는 원격일 수 있음에 주목해야 한다. 특정한 단어들 및 구문들에 대한 정의는 본 특허 문서 전반에 걸쳐 제공되고, 당업자는 대부분의 예들은 아니더라도, 많은 경우, 이러한 정의들은, 정의된 단어들 및 구문들에 대한 미래의 사용뿐만 아니라 종래에도 적용된다는 것을 이해해야 한다.
도 1 내지 16, 아래에 논의되는, 그리고 이 발명 문서에서 본 개시의 원칙들을 설명하기 위해 사용되는 다양한 실시 예들은 오직 예시의 방법에 의한 것이고, 본 개시의 범위를 제한하는 어떤 방식에서 이해되어서는 안 된다. 당업자는 본 개시의 원칙들은 어떤 적절하게 배열된 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
본 개시의 양상들, 특징들 및 효과들은, 실시 예들 및 구현들의 수의 설명을 통해, 아래의 상세한 설명으로부터 명백하다. 본 개시는 또한 다른 그리고 상이한 실시 예들을 포함하고, 이것의 몇몇 세부 사항들은 다양하고 명백한 관점들에서 수정될 수 있고, 모두 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않을 수 있다.
본 개시에서, 기지국들 및 이동국들, 서비스 흐름들, 연결들, 경로들, 또는, 사용 경우들의 제한된 숫자 및 형식들은, 도면에 대한 예들로서 사용될 수 있다. 그러나, 또한 여기서 본 개시의 실시 예들은, 기지국들, 이동국들, 서비스 흐름들, 연결들, 경로들 및 다른 관련된 사용 경우들의 다른 숫자들 및 형식들에 적용 가능하다.
아래의 문서들 및 표준 설명들은, 여기서 완전히 설명하는 것 같이 이로써 본 개시에 포함된다: (ⅰ) F.Khan and Z. Pi., "MMB(MmWave Mobile Broadband):Unleashing the 3-300 GHz Spectrum", in Proc. Sarnoff Symposium, 2011(이하, "참고1"), (ⅱ) Z. Pi and F. Khan, "An Introduction To Millimeter-Wave Mobile Broadband Systems", IEEE Communication Magazine, June 2011(이하 "참고2"), (ⅲ) Z. Pi and F. Khan, "System Design And Network Architecture For A MMB(Millimeter-Wave Mobile Broadband) System", in Proc. Sarnoff Symposium, 2011(이하 "참고3").
무선 데이터 트래픽에 대한 수요는, 스마트폰 및 노트패드, 노트북, 전자책 단말과 같은 다른 이동 데이터 장치들의 사업과 소비자들 사이의 인기 증가에 기인하여 급속히 증가하고 있다. 이동 데이터 트래픽에서 높은 성장을 충족시키기 위하여, 무선 인터페이스 효율성의 증가 및 새로운 스펙트럼의 할당은 다른 무엇보다 중요하다.
최근 LTE 및 이동 WiMAX를 포함하는 4G 시스템은, OFDM, MIMO, 다중 사용자 다이버시티, 링크 적용, bps/Hz/Cell의 용어들의 이론적 한계들에 근접한 스펙트럼의 효율에 도달하기 위한 것들과 같은 진보된 기술들을 사용한다. 공기-인터페이스 수행의 지속적인 향상은, 반송파 집합, 고차 MIMO, 조정된 다중점(CoMP) 송신 및 중계 등과 같은 새로운 기술들의 소개에 의한 것으로 여겨진다. 그러나, 스펙트럼의 효율성에서 어떤 보다 나은 향상은 미미할 것이라는 것이 일반적으로 동의된다.
bps/Hz/Cell의 용어들에서의 스펙트럼 효율성이 상당히 향상되지 않을 때, 용량을 증가시킬 수 있는 다른 가능성은, 많은 작은 셀들을 배치하는 것이다. 그러나, 지리적 영역에서 배치될 수 있는 작은 셀들의 수는, 새로운 부지의 요구, 장비 설치, 백홀 공급 등과 관련된 비용들 때문에 제한될 수 있다. 이론적으로, 용량의 1000배 증가를 달성하기 위해서는, 셀들의 수 또한, 같은 요소에 의한 증가가 필요하다. 따라서, 작은 셀들이 미래 무선 망의 구성 요소가 될 수 있지만, 상기 작은 셀들 단독으로는, 셀비용 효율적인 방식에서 이동 데이터 트래픽의 규모 증가의 요구를 수용하기 위해 요구되는 상기 용량을 충족시키기는 어려울 것으로 예상된다.
상술한 상기 새로운 기술들에 더하여, 더 많은 기술들은 이동 데이터의 폭발적인 수요를 충족시키기 위해 탐색되고 있다. 상기 참고1, 상기 참고2, 상기 참고3은, 넓은 영역 범위와 함께 MMB 적용을 위한 밀리미터-파 대역(3-300GHz 스펙트럼) 사용을 논의한다. 이들 주파수들의 핵심적인 장점들은, 짧은 파장들 때문에, 안테나들 및 다른 라디오 장비들과 같은 작은 구성 크기들 및 스펙트럼 가용성이다. 이들 더 작은 파장들 때문, 더 많은 밀리미터파 안테나들은 상대적으로 작은 지역에 위치될 수 있고, 따라서, 작은 형성 요소에서 사용 가능한 높은 이득 안테나가 될 수 있다. 큰 대역들이 사용될 수 있고, 높은 전송률이 현재 4G 시스템과 비교되는 MMB 통신을 사용하여 달성될 수 있다.
특정 셀룰러 시스템에서, 이동국(MS)은 매우 넓은 빔과 함께하는 안테나들 또는 전 수신 안테나들을 하나 또는 그 이상 사용하여 기지국(BS)을 발견할 수 있다. 이 특징들은 상기 이동국이 상기 기지국으로부터 하향링크 신호를 쉽게 수신하고 상기 기지국을 발견하도록 허락한다.
그러나, MMB 셀룰러 시스템과 같은, 방향성의 안테나들 또는 안테나 배열들을 구비하는 특정한 새로운 시스템에서, 수신 빔들은 좁을 수 있고, 수신 빔 포밍이 요구될 수 있다. 도전들 중에 하나는, 상기 빔들에 대한 제약들이 있을 때, 상기 빔들을 어떻게 관리할 것인가 이다. 예를 들어, 어떤 빔들은 형성되지 않거나 물리적인 장비 제약들 때문에 때때로 사용되지 않을 수 있다.
본 개시는, 방향성 안테나들 또는 안테나 배열들을 구비하는 시스템에서 이동국으로부터 기지국으로의 랜덤 액세스에서 유연성 있는 빔 통신을 갖기 위한 해결책들을 설명하고, 여기서, 상기 이동국은 통신 채널들의 다른 성능들 또는 다른 품질들을 가질 수 있고, 상기 기지국 또한 다른 성능들을 가질 수 있다. 어떤 실시예에서, 개시된 방법들은 밀리미터파 통신에서 랜덤 액세스의 유연성 있는 빔 통신에 적용될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들은, 밀리미터파와 함께하는 통신의 문맥에서 설명되어지고, 또한, 상기 본 개시의 실시 예들은, 예를 들어, 밀리미터파와 유사한 특징들을 나타내는 3GHz-30GHz의 주파수와 함께하는 라디오파와 같은 다른 통신 매개체들에서 적용될 수 있다. 어떤 경우들에서, 상기 본 개시의 실시 예들은, 또한, 테라헤르츠 주파수, 적외선, 가시광선, 그리고 다른 광학 매개체와 함께 전자기파에 적용될 수 있다. 설명을 목적으로, "셀룰러 대역" 및 "밀리미터파 대역"은 여기서 사용되고, 상기 "셀룰러 대역"은 대략 몇백 메가헤르츠에 몇 기가헤르츠의 주파수들을 의미하고, 상기 "밀리미터파 대역"은, 대략 몇십 기가헤르츠에서 몇백 기가헤르츠의 주파수들을 의미한다. 상기 둘의 차이점은 셀룰러 대역에서의 라디오파는 전파 손실을 덜 갖고 우수한 범위를 제공할 수 있지만, 큰 안테나들이 필요하다는 것이다. 반면, 밀리미터파 대역의 라디오파는, 보통 높은 전파 손실을 나타내지만, 자기 스스로를 빌려 소형 형성 요소에서 높은 이득 안테나들 또는 안테나 배열 설계들을 잘 한다.
본 발명의 양상들, 특징들, 그리고 이점들은 특정한 실시 예들 및 구현들의 수를 단순히 도시함으로써, 아래의 상세한 설명으로부터 명백하고, 본 발명을 수행하기 위해 고려된 최선의 방식을 포함한다. 또한, 본 발명은 또 다른 실시 예들에서 사용될 수 있고, 이것들의 몇 가지 세부 사항들은, 다양하고 명백한 측면에서 수정될 수 있고, 본 발명의 사상 및 범위로부터 분리되지 않는 모든 것일 수 있다. 따라서, 상기 도면들 및 설명은, 본질적으로 예시적인 것으로 간주되고, 제한으로 간주되지 않는다. 본 개시는, 첨부된 도면들의 특성들에서, 예시의 방식으로 실증되고, 제한의 방식으로 실증되지 않는다. 본 개시에서 우리는 실증을 위한 예로서, 기지국들의 제한된 수와 종류들 또는 이동국들의 제한된 수 또는 서비스 흐름들의 제한된 수 또는 연결들의 제한된 수 또는 경로들의 제한된 수 또는 제한된 사용을 사용한다. 그러나, 본 개시의 실시 예들은, 기지국들의 임의의 개수 및 종류들, 이동국들의 임의의 개수, 서비스 흐름들의 임의의 개수, 연견들의 임의의 개수, 그리고 다른 관련된 사용 경우들에 또한 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 밀리미터파는 일반적으로 3GHz 내지 300GHz의 라디오 주파수에 대응하는 1mm 내지 100mm의 범위의 파장의 라디오파를 의미한다. ITU(International Telecommunications Union)에 의해 정의된 것과 같이, 상기 주파수들은 EHF(Extremely High Frequency) 대역을 의미한다. 상기 라디오파는 독특한 전파 특성들을 나타낸다. 예를 들어, 낮은 주파수 라디오파와 비교되는 밀리미터파는 종종 높은 전파 손실과 관련되고, 사물들(예, 건물들, 벽들, 나뭇잎)을 침투하는 능력이 떨어질 수 있고, 대기 흡수에 더 민감하고, 공기 중의 입자들(예, 빗방울) 때문에 편향 및 회절된다. 그러나, 그들의 작은 파장 때문에, 더 많은 밀리미터파 안테나들은 비교적 작은 지역에 위치될 수 있고, 따라서, 작은 폼 요소들의 높은 이득 안테나들 사용될 수 있다. 게다가, 상술한 인식된 단점들 때문에, 이러한 라디오파는 보다 더 낮은 주파수 라디오파 보다 덜 사용된다. 따라서, 이 대역의 스펙트럼은 낮은 가격이 요구될 수 있다.
상기 ITU는 3GHz 내지 30GHz의 주파수들을 SHF(Super High Frequency)로 정의한다. 상기 SHF 대역에서의 상기 주파수들은, 긴 전파 손실 및 작은 폼 요소들에서 높은 이득 안테나들 구현의 가능성과 같은, 상기 EHF 밴드(예, 밀리미터파)에서의 라디오파들과 유사한 동작을 나타낸다.
스펙트럼의 광대한 양들은, 상기 밀리미터파 대역에서 사용 가능하다. 예를 들어, 상기 밀리미터파 대역은, 짧은 범위(10미터) 통신에서 사용되어왔다. 그러나, 밀리미터파 대역에서 존재하는 기술들은 넓은 범위를 갖는 상업적 이동 통신 시스템에 최적화되지 않았기 때문에, 밀리미터파 대역에서 의미있는 상업적 셀룰러 시스템은 현재 없다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 3 내지 300GHz 주파수에 배치된 이동 광대역 통신 시스템은 MMB로 정의될 것이다.
하나의 시스템 설계 방법은, 이동 통신을 위한 기존의 기술들을 활용하고, 데이터 통신을 위한 추가적인 스펙트럼으로서 상기 밀리미터파를 이용하는 것이다. 이러한 시스템에서, 통신국(이동국, 기지국 및 중계국의 다른 종류를 포함)은 셀룰러 대역 및 밀리미터파 대역을 둘 다 사용한다. 상기 셀룰러 대역은 대략 몇백 메가헤르츠 내지 기가헤르츠의 주파수 내에 있을 수 있다. 밀리미터파와 비교하면, 이 주파수 내의 상기 라디오파는, 낮은 전파 손실을 보이고, 장애물들에 대해 더 잘 침투할 수 있고, 비시선(NLOS) 통신 링크 또는 산소, 비, 공기 중의 다른 물질들에 의한 흡수와 같은 다른 장애에 덜 민감하다. 따라서, 높은 데이터 속도 통신을 위한 상기 밀리미터파를 사용하는 동안, 상기 셀룰러 라디오 주파수를 통해 특정 중요한 제어 채널 신호를 송신하는 것이 유리할 수 있다.
다른 시스템 설계 방법에서, 표준 독립 이동 통신 및 제어/데이터 통신 둘 다는, MMB에서 발생할 수 있다. MMB에서의 상기 통신은 현재의 셀룰러 시스템(예, 4G, 3G 등)과 공존할 수 있다. 이동국은 상기 MMB 시스템에서 범위 "구멍"에 상기 이동국이 있거나, MMB에서 기지국들로부터의 신호 세기가 충분히 강하지 않은 상황에서, 존재하는 3G 또는 4G 셀룰러 시스템으로 핸드 오버할 수 있다. 작은 셀들이 큰 셀들에 의해 오버레이될 수 있는 곳에서, MMB내의 기지국은, 오버레이 계층적 망 구조와 함께 다른 크기를 포함한다.
MMB 셀룰러 시스템과 같은, 방향성 안테나들 또는 안테나 배열들을 가진 시스템에서, 과제들 중 하나는, 특히, 물리적 장비 제한들 때문에 같은 시간에서 사용되거나 형성될 수 없는 어떤 빔들이 있는 시스템과 같은 시스템 제한들이 있는 경우, 상기 셀들을 어떻게 검색할 것인가이다. 본 개시의 실시 예는, 상기 이동국이 상기 통신 채널들의 다른 성능들 또는 다른 품질들을 가질 수 있고, 기지국 또한 다른 성능들을 가질 수 있는 곳에서, 방향성 안테나들 또는 안테나 배열들을 갖는 시스템에서 이동국에서 기지국으로의 랜덤 액세스에서 유연한 빔 통신 방법의 문제를 해결한다. 또한, 여기서, 본 개시의 실시 예는, 기지국 및 이동국 사이의 통신을 설명하지만, 상기 본 개시의 실시 예는, 또한, 기지국 및 기지국 사이의 통신에 적용 가능하다.
도 1은 본 개시의 실시 예들에 따른 무선 통신 망을 도시한다. 도 1에 도시된 무선 통신 망 100의 실시 예는, 오직 실례를 위한 것이다. 상기 무선 통신 망 100의 다른 실시 예는, 본 발명의 범위로부터의 벗어남 없이 사용될 수 있다.
상기 도시된 실시 예에서, 상기 무선 통신 망 100은 기지국 101, 기지국 102, 기지국 103 및 다른 유사한 기지국들(미도시)을 포함한다. 상기 기지국 101은 상기 기지국 102 및 상기 기지국 103과 통신한다. 또한, 상기 기지국 101은 인터넷 130 또는 유사한 IP 기반의 시스템(미도시)와 통신한다.
기지국 102는, 무선 대역 액세스(상기 기지국 101을 통해)를 인터넷 130을 통해 커버리지 범위 120 내의 복수의 가입자국들(SS)(또한 이동국들로 지칭)로 제공한다. 본 개시를 통해, 용어 이동국(MS)은 용어 가입자국(SS) 및 용어 단말(UE)이라는 용어로 교환될 수 있다. 상기 복수의 가입자국들은, 중소기업(SB)에 위치할 수 있는 가입자국 111, 대기업(E)에 위치할 수 있는 가입자국 112, 와이파이 핫 스팟(HS)에 위치할 수 있는 가입자국 113, 제1 주거지역(R)에 위치할 수 있는 가입자국 114, 제2 주거지역(R)에 위치할 수 있는 가입자국 115, 셀룰러폰, 무선 랩탑, 무선 PDA 또는 상기 셀룰러폰, 상기 무선 랩탑, 상기 무선 PDA와 비슷한 장비와 같은 이동장비(M)일 수 있는 가입자국 116을 포함한다.
기지국 103은 무선 대역 액세스(기지국 101을 통해)를 인터넷 130을 통해 커버리지 범위 125 내의 제2 복수의 가입자국들로 제공한다. 상기 제2 복수의 가입국들은 가입자국 115 및 가입자국 116을 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 기지국들 101-103은 OFDM 또는 OFDMA 기술들을 이용하여 서로 통신할 수 있고, 가입자국들 111-116과 통신할 수 있다.
각 기지국들 101-103은 세계적으로 독특한 기지국 식별자(BSID)를 가질 수 있다. 상기 BSID는 종종 미디어 접근 제어(MAC) ID일 수 있다. 상기 각 기지국들 101-103은 다중 셀들(예, 하나의 섹터는 하나의 셀일 수 있다.), 각 물리적 셀 식별자, 동기화 채널에서 종종 전달되는 프리앰블 시퀀스를 가질 수 있다.
도 1에는 오직 6개의 가입자국들이 묘사되었지만, 상기 무선 통신 망 100은 추가적인 가입자국들에 무선 대역 액세스를 제공할 수 있다는 것은 이해된다. 가입자국 115 및 가입자국 116은 커버리지 범위 120 및 커버리지 범위 125 둘 다의 가장자리에 위치된다. 가입자국 115 및 가입자국 116은, 기지국 102 및 기지국 103 둘 다와 각각 통신하고, 통상의 기술자에게 알려진, 핸드오프 모드에서 동작할 수 있다.
가입자국들 111-116은 음성, 데이터, 영상, 화상 회의 및/또는 다른 대역 서비스에 인터넷 130을 통해 접근할 수 있다. 예를 들어, 가입자국 116은 무선 통신 가능한 랩탑 컴퓨터, PDA, 노트북, 핸드헬드 장비, 또는 다른 무선 통신 가능한 장비들을 포함하는 이동 장비들의 어떤 개수일 수 있다. 예를 들어, 가입자국 114 및 가입자국 115은 무선 통신 가능한 PC, 랩탑 컴퓨터, 게이트웨이, 또는 다른 장비일 수 있다.
도 2A는 본 개시의 실시 예에 따른 OFDMA 또는 밀리미터 파 송신 경로의 상위 계층 다이어그램을 도시한다. 도 2B는 본 개시의 실시 예에 따른 OFDMA 또는 밀리미터 파 수신 경로의 상위 계층 다이어그램을 도시한다. 도 2A 및 2B에서, 상기 송신 경로 200은, 예를 들어, 상기 기지국 102에서 구현될 수 있고, 상기 수신 경로 250은, 예를 들어, 도 1의 가입자국 116과 같은 가입자국에서 구현될 수 있다. 그러나, 상기 수신 경로 250은 기지국(예, 도 1의 기지국 102)에서 구현될 수 있고, 상기 송신 경로 200은 가입자국에서 구현될 수 있다는 것을 이해될 수 있다. 상기 송신 경로 200 및 상기 수신 경로 250의 전부 또는 일부는 구성할 수 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들로 구성될 수 있다.
상기 송신 경로 200은, 채널 부호 및 변조 블록 205, 직렬 대 병렬(S-to-P) 블록 210, N 크기 역 고속 푸리에 변형(IFFT) 블록 215, 병렬 대 직렬(P-to-S) 블록 220, 순환 프리픽스 추가 블록 225, 상향 컨버터(UC) 230을 포함한다. 상기 수신 경로 250은, 하향 컨버터(DC) 255, 순환 프리픽스 삭제 블록 260, 직렬 대 병렬 블록 265, N 크기 FFT 블록 270, 병렬 대 직렬 블록 275, 채널 복호 및 복조 블록 280을 포함한다.
도 2A 및 2B에서 구성요소들의 적어도 몇몇은 소프트웨어에서 구현될 수 있는 반면, 다른 구성 요소들은 구성 가능한 하드웨어 또는 소프트웨어와 구성 가능한 하드웨어의 혼합 구성에 의해 구현될 수 있다. 특히, 본 개시에서의 상기 FFT 블록들 및 상기 IFFT 블록들은, 구성 가능한 소프트웨어 알고리즘으로서 구현될 수 있고, 상기 N 크기의 값은 상기 구현에 따라 수정될 수 있다는 것은 알려져 있다.
게다가, 본 개시는, 상기 FFT 및 상기 IFFT를 구현하는 실시 예에 대해 직접적일지라도, 이것은 단지 예시의 방법에 의한 것이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 개시의 다른 실시 예에서, 상기 FFT 함수 및 상기 IFF 함수는, 이산 푸리에 변환(DFT) 함수 및 역 고속 푸리에 변환(IDFT) 함수에 의해 각각 쉽게 대체될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 상기 FFT 및 상기 IFFF 함수들에 대해, 변수 값 N은, 2의 제곱인 어떤 임의의 정수일 수 있는 반면, DFT 및 IDFT 함수에 대한 변수 값 N은, 어떤 임의의 정수일 수 있다.
송신 경로 200에서, 채널 부호화 및 변조 블록 205는, 정보 비트들의 세트를 수신하고, 부호화(예, LDPC 부호화)를 적용하고, 주파수 영역 변조 심볼들의 연속 처리를 위한 입력 비트들을 변조(예, 직각 위상 이동 키잉(QPSK) 또는 직각 증폭 변조(QAM)한다. 직렬 대 병렬 블록 210은 직렬 변조된 심볼들을 N 병렬 심볼 스트림들을 처리하기 위한 병렬 데이터로 전환(예, 디-멀티플렉스)한다. 여기서, N은 기지국 102 및 가입자국 106에서 사용된 IFFF/FFT 크기이다. 그리고, N 크기의 IFFF 블록 215는,상기 N 병렬 심볼 스트림들에서 IFFT 동작을 수행한다. 병렬 대 직렬 블록 220은, N 크기의 IFFT 블록 215로부터의 상기 병렬 시간 영역 출력 심볼들을 전환(예, 멀티플렉스)하여 직렬 시간 영역 신호를 생산한다. 그리고, 순환 프리픽스 추가 블록 225는, 순환 프리픽스를 상기 시간 영역 신호에 삽입한다. 마지막으로, 상향 컨버터 230은, 상기 순환 프리픽스 추가 블록 225의 출력을 무선 채널을 경유한 송신을 위한 RF로 변조(상향 전환)한다. 또한, 상기 신호는, 상기 RF로 전환 전에 기저대역에서 필터링될 수 있다.
상기 전송된 RF 신호는, 상기 무선 채널을 통해 통과하고, 기지국 102에서 역동작이 수행된 후에 가입자국 116에 도착한다. 하향 컨버터 255는, 상기 수신된 신호를 기저대역 주파수로 하향 전환하고, 순환 프리픽스 삭제 블록 260은, 상기 직렬 시간 영역 기저대역 신호를 생성하기 위한 상기 순환 프리픽스를 제거한다. 직렬 대 병렬 블록 265는, 상기 시간 영역 기저대역 신호를 병렬 시간 영역 신호들로 전환한다. 그리고, N 크기의 FFT 블록 270은, N 병렬 주파수 영역 신호들을 생성하기 위한 FFT 알고리즘을 수행한다. 병렬 대 직렬 블록 275는, 상기 병렬 주파수-영역 신호들을 변조된 데이터 심볼들의 시퀀스로 전환한다. 채널 복호 및 복조 블록 280은, 상기 변조된 심볼들을 원래의 입력 데이터 스트림으로 복구하기 위해 복조하고 복호한다.
각각의 기지국들 101-103은, 가입자국들 111-116으로의 상기 하향링크에서 송신과 유사한 송신 경로를 구현할 수 있고, 상기 가입자국들 111-116으로부터의 상기 상향링크에서 수신과 유사한 수신 경로를 구현할 수 있다. 마찬가지로, 각각의 가입자국들 111-116은, 상기 기지국들 101-103으로의 상기 상향링크에서 송신하기 위한 구조에 대응하는 송신 경로를 구현할 수 있고, 상기 기지국들 101-103으로부터의 상기 하향링크에서 수신하기 위한 구조에 대응하는 수신 경로를 구현할 수 있다.
본 개시의 실시 예에서, 기지국은 하나 또는 복수의 셀을 가질 수 있고, 각 셀은, 하나 또는 다중의 안테나 배열을 가질 수 있고, 각 배열은, 예를 들어, 시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서 다른 상향링크 및 하향링크 속도인, 다른 프레임 구조를 갖을 수 있는 셀을 갖는다. 다중 송신/수신 체인들은, 하나의 배열 또는, 하나의 셀에 적용될 수 있다. 하나의 셀에서 하나 또는 다수의 안테나 배열들은, 동일한 하향링크 제어 채널(예, 동기화 채널, 물리적 방송채널 등) 송신을 갖는 반면, 다른 채널들(예, 데이터 채널)은, 각 안테나 배열에 특정한 프레임 구조에서 송신될 수 있다.
상기 기지국은, 빔포밍을 수행하기 위한 하나 또는 그 이상의 안테나 또는 안테나 배열들을 사용할 수 있다. 안테나 배열들은, 다른 폭들(예, 넓은 빔, 좁은 빔 등)을 갖는 빔을 형성할 수 있다. 하향링크 제어 채널 정보, 방송 신호들 및 메시지들, 그리고, 방송 데이터 채널들 및 제어 채널들은, 송신(예, 넓은 빔들에서)될 수 있다. 하향링크 제어 채널 정보, 방송 신호들 및 메시지들, 그리고, 방송 데이터 채널들 및 제어 채널들은, 예를 들어, 넓은 빔들에서 송신될 수 있다. 넓은 빔은, 한 번씩 송신되는 단일의 넓은 빔, 또는, 연속적인 시간에서의 좁은 빔들의 스윕을 포함할 수 있다. 멀티캐스트 및 유니캐스트, 그리고 제어 신호들 및 메시지들은, 예를 들어, 좁은 빔들에서, 송신될 수 있다.
셀들의 식별자들은 상기 동기화 채널에서 수행될 수 있다. 배열들, 빔들 등의 식별자들은, 상기 하향링크 제어 채널들(예, 동기화 채널, 물리적 방송 채널 등)에서 암시적으로 또는 명시적으로 수행될 수 있다. 이러한 채널들은, 넓은 빔들을 통해서 전송될 수 있다. 이러한 채널들을 획득함으로써, 상기 이동국은 상기 식별자들을 검출할 수 있다.
이동국은, 또한, 빔 포밍을 수행하기 위한 하나 또는 그 이상의 안테나들, 또는 안테나 배열들을 사용할 수 있다. 기지국 안테나 배열들에서와 같이, 상기 이동국에서의 안테나 배열들은, 다른 폭들(예, 넓은 빔, 좁은 빔 등)의 빔들을 형성할 수 있다. 방송 신호들 및 메시지들, 그리고 방송 데이터 채널들 및 제어 채널들은, 예를 들어, 넓은 빔들에서, 송신될 수 있다. 멀티캐스트 및 유니캐스트 데이터, 그리고, 제어 신호들 및 메시지들은, 예를 들어, 좁은 빔들에서, 송신될 수 있다.
상기 빔들은 다양한 형태들로 될 수 있고, 또는, 다양한 빔 패턴들을 가질 수 있다. 상기 빔 형태들 또는 상기 빔 패턴들은, 예를 들어, 펜슬 빔 형태, 콘 빔 형태, 사이드 로브들의 불규칙적인 메인 로브, 등과 같이 규칙적이거나, 불규칙적일 수 있다. 상기 빔들은, 예를 들어, 도3A 내지 3D에서 상기 송신 경로들 및 상기 수신 경로들을 이용하여, 형성되고, 송신되고, 수신될 수 있다.
도 3A는 본 개시의 실시 예들에 따른 MIMO 대역 처리 및 많은 수의 안테나들과의 아날로그 빔 포밍을 위한 송신 경로를 도시한다. 상기 송신 경로 300은, 기저대역 처리로부터 출력된 모든 신호들이 안테나 배열의 전력 증폭기(PA)들 및 모든 페이즈 이동기들과 완전히 연결된 빔 포밍 구조를 포함한다.
도 3A에 도시된 바와 같이, NS개의 정보 스트림들은, 기저대역 프로세서(미도시)에 의해 처리되고, 상기 기저대역 송신 MIMO 처리 블록 310으로 입력된다. 상기 기저대역 송신 MIMO 처리 후, 상기 정보 스트림들은, 디지털 및 아날로그 컨버터(DAC) 312에서 전환되고, 상기 기저대역 신호를 상기 RF 반송파 대역의 신호로 전환하는, 잠정적인 주파수(IF) 및 라디오 주파수(RF) 상향 컨버터 314에 의해 더 처리된다. 일부 실시 예들에서, 하나의 정보 스트림은 변조를 위한 I(in-phase) 및 Q(Quadrature) 신호들로 분리될 수 있다. 상기 IF 및 RF 상향 컨버터 314 이후, 상기 신호들은, 송신 빔 포밍 모듈 316에 입력된다.
도 3A는, 상기 빔 포밍 모듈 316에 대해, 상기 신호들이 상기 송신 안테나들의 상기 모든 페이즈 이동기들 및 전력 증폭기들에 완전히 연결된, 하나의 가능한 구조를 도시한다. 상기 IF 및 RF 상향 컨버터들 314로부터의 각각의 상기 신호들은, 하나의 페이즈 이동기 318 및 하나의 전력 증폭기 320을 통과할 수 있고, 결합기 322를 통해, 상기 모든 신호들은, 상기 송신 안테나 배열 324의 상기 안테나들 중 하나에 기여하도록 결합될 수 있다. 도 3A에서, 상기 송신 안테나 배열 324에서 Nt개의 송신 안테나들이 존재한다. 각 안테나는, 하나 또는 다수의 안테나 구성요소들을 가질 수 있다. 각 안테나는, 공기를 통해, 상기 신호를 송신한다. 제어기 330은, 상기 기저대역 프로세서, 상기 IF 및 RF 상향 컨버터 314, 상기 송신 빔 포밍 모듈 316, 그리고 상기 송신 안테나 배열 모듈 324를 포함하는 송신 모듈들과 상호 작용할 수 있다. 수신 모듈 332는, 피드백 신호들을 수신할 수 있고, 상기 피드백 신호들은 상기 제어기 330으로 입력될 수 있다. 상기 제어기 330은, 상기 피드백 신호를 처리할 수 있고, 상기 송신 모듈들을 조정할 수 있다.
도 3B는, 본 개시의 실시 예들에 따른, MIMO 기저대역 처리 및 안테나 수가 많은 아날로그 빔 포밍을 위한 다른 송신 경로를 도시한다. 상기 송신 경로 301은, 기저대역 처리로부터 출력된 신호가, 상기 안테나 배열의 하나의 하위 배열의 상기 페이즈 이동기들 및 전력 증폭기과 연결된 빔 포밍 구조를 포함한다. 상기 송신 경로 301은, 상기 빔 포밍 모듈 316에서의 차이들을 제외하고, 도 3A의 상기 송신 경로 300과 유사하다.
도 3B에 도시된 바와 같이, 상기 기저대역으로부터의 상기 신호는, 상기 IF 및 RF 상향 컨버터 314를 통해 처리되고, 상기 안테나 배열 324의 하위 배열의 상기 페이즈 이동기들 318 및 전력 증폭기들 320으로 입력되고, 상기 하위 배열은, Nf개의 안테나들을 갖는다. 기저대역 처리(예, 상기 MIMO 처리의 상기 출력)로부터의 Nd개의 신호들을 위해, 각각 신호가 Nf개의 안테나들 하위 배열로 갈 경우, 송신 안테나들의 상기 총 개수 Nt는 Nd*Nf가 되어야 한다. 상기 송신 경로 301은 각 하위 배열의 안테나들과 동일한 개수를 포함한다. 그러나, 본 개시은 이것에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 각 하위 배열에 대한 안테나들의 상기 개수는, 모든 하위 배열들에 걸쳐 동일할 필요는 없다.
상기 송신 경로 301은, 안테나들의 하나의 하위 배열의 상기 RF 처리로의 입력으로서, 상기 MIMO 처리로부터의 하나의 출력 신호를 포함한다. 그러나, 본 개시은 이에 한정되지 않는다. 오히려, 기저대역 처리(예, 상기 MIMO 처리의 상기 출력)로부터의 상기 Nd개의 신호들의 하나 또는 다수의 신호들의 출력은, 상기 하위 배열들 중 하나에 입력될 수 있다. 상기 MIMO 처리로부터의 다중 출력 신호들이, 상기 하위 배열들 중 하나에 대한 상기 입력일 경우, 상기 MIMO 처리로부터의 상기 다중 출력 신호들 각각은, 상기 하위 배열의 상기 안테나들 중 일부 또는 전부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 안테나들의 상기 하위 배열 각각의 상기 RF 및 IF 신호 처리는, 도 3A에서와 같이, 안테나들의 상기 배열의 상기 처리와 같이 될 수 있거나, 안테나들의 하나의 배열의 상기 RF 및 IF 신호 처리의 어떤 형태일 수 있다. 상기 안테나들의 하나의 하위 배열과 연관된 상기 처리는, 하나의 "RF 체인"으로 지칭될 수 있다.
도 3C는 본 개시의 실시 예들에 따른, MIMO 대역 처리 및 안테나 수가 많은 아날로그 빔 포밍을 위한 수신 경로를 도시한다. 상기 수신기 경로 350은, 상기 수신 안테나들에서 수신된 모든 상기 신호들이, 증폭기(예, 저잡음 증폭기(LNA)) 및 페이즈 이동기를 통해 처리되는, 빔 포밍 구조를 포함한다. 아날로그 스트림을 형성하기 위해 조합된 상기 신호들은, 상기 기저대역 신호로 전환될 수 있고, 기저대역에서 처리될 수 있다.
도 3C에 도시된 바와 같이, NR개의 수신 안테나들 360은, 상기 공기를 통해 상기 송신 안테나들에 의해 송신된 상기 신호들을 수신한다. 각 수신 안테나는, 하나 또는 다수의 안테나 구성 요소들을 가질 수 있다. 상기 수신 안테나들로부터의 상기 신호들은 상기 LNA들 362 및 상기 페이즈 이동기들 364를 통해 처리된다. 상기 신호들은 결합기 366에서 아날로그 스트림을 형성하기 위해 결합된다. 전체적으로, Nd개의 아날로그 스트림들이 형성될 수 있다. 각 아날로그 스트림은, RF 및 IF 하향 컨버터 368 및 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 370을 통해 상기 기저대역 신호로 전환될 수 있다. 상기 전환된 디지털 신호들은, 기저대역 수신 MIMO 처리 모듈 372 및 다른 기저대역 처리에서, 복구된 NS개의 정보 스트림들을 획득하기 위해 처리될 수 있다. 제어기 380은, 기저대역 프로세서, RF 및 IF 하향 컨버터 368, 수신 빔 포밍 모듈 363, 그리고 수신 안테나 배열 모듈 360을 포함하는 상기 수신 모듈들과 상호 작용할 수 있다. 상기 제어기 380은, 피드백 신호를 보낼 수 있는 송신 모듈 382로 신호들을 보낼 수 있다. 상기 제어기 380는, 상기 수신 모듈들을 조정할 수 있고, 상기 피드백 신호를 결정하고 형성할 수 있다.
도 3D는 본 개시의 실시 예들에 따른, MIMO 대역 처리 및 안테나 수가 많은 아날로그 빔 포밍을 위한 다른 수신 경로를 도시한다. 상기 수신 경로 351은, 상기 안테나 배열의 하위 배열에 의해 수신된 상기 신호들이, 상기 기저대역에서 전환되고 처리될 수 있는 아날로그 스트림을 형성하기 위해, 증폭기들 및 페이즈 이동기들에 의해 처리될 수 있는, 빔 포밍 구조를 포함한다. 상기 수신 경로 351은, 빔 포밍 모듈 363에서의 차이들을 제외하고, 도 3C의 상기 수신 경로 350과 유사하다.
도 3D에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 배열 360의 하위 배열의 NfR개의 안테나들에 의해 수신된 상기 신호들은, 상기 LNA들 362 및 페이즈 이동기 364에 의해 처리되고, 결합기들 366에서 아날로그 스트림을 형성하기 위해 결합된다. 하나의 아날로그 스트림을 형성하는 각 하위 배열과 함께, NdR개의 하위 배열들(NdR=NR/NfR)이 존재할 수 있다. 따라서, 전체적으로, NdR개의 아날로그 스트림들이 형성될 수 있다. 각 아날로그 스트림은, RF 및 IF 하향 컨버터 368 및 ADC 370을 통해 상기 기저대역 신호로 전환될 수 있다. 상기 NdR개의 디지털 신호들은, 상기 Ns개의 정보 스트림들을 복구하기 위해, 상기 기저대역 모듈 372에서 처리된다. 상기 수신 경로 351은, 각 하위 배열에 대한 안테나들의 동일한 개수를 포함한다. 그러나, 본 개시는 이것으로 한정되지 않는다. 오히려, 각 하위 배열에 대한 안테나들의 상기 개수는, 모든 하위 배열들에 걸쳐 동일할 필요는 없다.
상기 수신 경로 351은, 상기 기저대역 처리로의 입력들 중 하나로서, 안테나들 중 하나의 하위 배열의 상기 RF 처리로부터 하나의 출력 신호를 포함한다. 그러나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 오히려, 안테나들 중 하나의 배열의 상기 수신 처리로부터의 하나 또는 다수의 출력 신호들은, 상기 기저대역 처리로의 상기 입력들이 될 수 있다. 안테나들 중 하나의 하위 배열의 상기 RF 처리로부터의 다수의 출력 신호들이, 상기 입력들일 경우, 안테나들 중 하나의 하위 배열의 상기 RF 처리로부터의 상기 다수의 출력 신호들 각각은, 상기 하위 배열의 상기 안테나들의 일부 또는 전부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 안테나들 중 상기 하위 배열 각각의 상기 RF 및 IF 신호 처리는, 도 3C와 같이 안테나들 중 상기 배열의 상기 처리와 같을 수 있거나, 안테나들 중 하나의 배열의 상기 RF 및 IF 신호 처리의 어떤 형태일 수 있다. 상기 안테나들 중 하나의 하위 배열과 연관된 상기 처리는 하나의 "RF 체인"으로 지칭될 수 있다.
다른 실시 예에서, 도 3A 내지 3D의 상기 경로들과 유사하지만, 다른 빔 포밍 구조들을 가진, 다른 송신 및 수신 경로들이 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 증폭기 320은, 상기 결합기 322 다음에 존재할 수 있고, 그 결과, 증폭기들의 개수는 줄어들 수 있다.
도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 안테나 배열들을 사용하는 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 4에 도시된 무선 통신 시스템 400의 실시 예는, 단지 설명을 위한 것이다. 무선 통신 시스템 400의 다른 실시 예는, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 시스템 400은, 기지국들 401-403 및 이동국들 410-430을 포함한다. 상기 기지국들 401-403은, 도 1의 기지국들 101-103 중 하나 또는 그 이상을 나타낼 수 있다. 마찬가지로 상기 이동국들 410-430은 도 1의 가입자국들 111-116 중 하나 또는 그 이상을 나타낼 수 있다.
기지국 401은, 3개의 셀들, 셀 0, 셀 1, 그리고 셀 3을 포함할 수 있다. 각 셀은 2개의 배열들, 배열 0 및 배열 1을 포함할 수 있다. 기지국 401의 셀0에서, 안테나 배열 0 및 배열 1은 넓은 빔에서 같은 하향링크 제어 채널들을 송신할 수 있다. 그러나, 배열 0 은 배열 1과 다른 프레임 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 배열 1은, 기지국 402의 셀 2 배열 0의 하향링크 백홀 통신을 송신할 수 있는 반면, 배열 0은, 이동국 420으로부터 상향링크 유니캐스트 통신을 수신할 수 있다. 기지국 402는, 하나 또는 그 이상의 백홀 망들에 연결하는 유선 백홀을 포함한다. 동기화 채널(SCH) 및 방송 채널(BCH)은, 도 4에 도시된 기지국 401로부터의 가장 넓은 송신 빔과 같지 않은, 빔 폭의 다중 빔들을 통해 송신될 수 있다. 상기 SCH 또는 BCH를 위한 다중의 빔들 각각은, 기지국 및 단일 이동국 사이의 통신을 위해 존재할 수 있는, 유니캐스트 데이터 통신을 위한 빔들보다 넓은 빔 폭을 가질 수 있다.
본 개시를 통해, 상기 송신 빔들은, 도 3A 및 3B에서 도시된 바와 같이, 송신 경로에 의해 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 수신 빔들은, 도 3C 및 3D에 도시된 바와 같은 수신 경로에 의해 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 상기 무선 링크들의 하나 또는 그 이상은, LOS 막힘(예, 상기 LOS로 이동하는 사람들 또는 자동차들과 같은 물체들)에 의해 깨질 수 있고, 또는, NLOS는, 상기 통신을 유지하기 위해 충분히 강한 광선들을 갖지 못할 수 있다. 이동국이 기지국과 가깝거나, 상기 이동국이 단지 짧은 거리를 이동할지라도, 상기 링크는 깨질 수 있다. 이러한 경우, 상기 이동국은, 현재의 링크가 복구될 수 없다면, 링크들을 전환할 필요가 있다. 이동국은, 상기 이동국이 상기 셀 가장자리에 없는 경우에도, 링크들을 전환할 필요가 있다.
만약 상기 배열들에서 각 안테나가 높은 고도에 위치되지 않는다면, 범위를 상당하게 커버링하는 송신 또는 수신 빔들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 각 빔이 연필처럼 날카로울 경우, 방위각 검색의 360도 원의 각 샘플링 점에서, 180도 고도 검색이 필요할 수 있다. 대안적으로, 만약 각 안테나가 높은 고도에 위치된다면, 방위각 검색의 360도 원의 각 샘플링 점에서, 180도 고도 보다 낮은 검색이 충분할 수 있다.
섹터 또는 셀에서, 하나 또는 다수의 RF 체인들의 하나 또는 다수의 배열들은 다른 목적들을 위한 다른 형태들의 빔들을 생성할 수 있다. 하나의 RF 체인은, 하나 또는 다수의 안테나 하위 배열들이 될 수 있다. 하나의 안테나 하위 배열은 하나 또는 다수의 빔들을 형성할 수 있다.
디지털 빔 포밍은, 상기 기저대역 MIMO 처리에서 수행될 수 있다. 아날로그 빔 포밍은, 상기 페이즈 이동기, 상기 전력 증폭기, 또는, 상기 LNA을 조정함에 의해 수행될 수 있다. 넓은 빔들은, 아날로그 빔 포밍, 또는 아날로그 및 디지털 빔 포밍 둘 다에 의해 형성될 수 있다. 좁은 빔들은, 아날로그 및 디지털 빔 포밍에 의해 형성될 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시 예에 따른 밀리미터파 시스템에서 송신기 및 수신기의 신호 처리의 예를 도시한다. 도 5에서 도시된 상기 밀리미터파 시스템 500의 실시 예는, 단지 설명을 위한 것이다. 상기 밀리미터파 시스템 500의 다른 실시 예들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 5에서, 상기 밀리미터파 시스템 500은, 송신기 501 및 수신기 502를 포함한다. 송신기 501은, 도 4의 기지국들 401-403 또는 이동국들 410-430의 하나 또는 그 이상을 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 수신기 502는, 기지국들 401-403 또는 이동국들 410-430의 하나 또는 그 이상을 나타낼 수 있다. 송신기 501은, 다수의 송신 RF 체인들 1 내지 n을 포함한다. 수신기 502는, 다수의 수신 RF 체인들 1 내지 n을 포함한다. 상기 수신 RF 체인 1은, 빔들 U1 및 U2를 형성한다. 상기 U1 및 U2는 조종 장치에 의해 형성될 수 있다. 상기 수신 RF 체인 2는, 빔들 U2 및 U4를 형성한다. 상기 U3 및 U4는 조종 장치에 의해 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 U2는 상기 B2를 수신할 수 있다. 상기 U3는, B4가 반사기에 의해 반사된 후에, 상기 B4를 수신할 수 있다. 상기 B3는, 상기 U1에 도달할 수 있다. 따라서, 3개의 가능한 링크들 (B2, U2), (B3, U1), (B4, U3)가 존재한다. 상기 각 RF 체인으로부터의 상기 빔들이 조종 장치에 의해 형성되기 때문에, 상기 3개의 링크들 (B2, U2), (B3, U1), (B4, U3)은 동시에 존재하지 않는다. 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 가능한 동시 연결들은, (B2, U2) 및 (B4, U3)이다.
일 실시 예에서, 상기 기지국 또는 상기 망은, 상기 이동국이 따라야 하는 구성 또는 랜덤 액세스의 규정을 포함하는 정보를 이동국으로 송신할 수 있다. 대안적으로, 상기 정보는, 이동국이 랜덤 액세스 신호 송신을 위한 이것의 송신 구성을 유도할 수 있다는 것, 예를 들어, 상기 랜덤 액세스를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들의 구성을 포함할 수 있다.
상기 이동국은, 상기 기지국으로 랜덤 액세스 신호를 송신한다. 상기 이동국은, 이동국 송신 빔들(예, 좋은 품질에서 하향링크를 수신할 수 있는 좋은 빔들)의 개수 및 빔 폭(넓음 또는 좁음 등)을 선택할 수 있다. 상기 랜덤 액세스를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들의 상기 구성에 기초하여, 상기 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 어떻게 송신할지 결정할 수 있다. 이 방법은, 예를 들어, 초기 망 진입(상기 망으로 진입하기 위한 전원 활성화로 부터), 또는, 아이들 상태로부터 연결된 상태 기간과 같은, 상기 이동국이 랜덤 액세스 신호를 상기 기지국으로 송신할 필요가 있는 상황에 적용될 수 있다.
도 6은 본 개시의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 이전의 과정 및 랜덤 액세스의 초기 단계들의 개수의 예를 도시한다. 도 6에 도시된 과정 600의 실시 예는, 단지 설명을 위한 것이다. 상기 과정 600의 다른 실시 예들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
동작 601에서, 상기 이동국은, 상기 기지국으로부터 B1 내지 B4를 통해 송신될 수 있는, 동기, BCH, 그리고, 셀 특정 참고 신호(CRS)을 획득한다. 동작 602에서, 상기 이동국은, 상기 기지국으로부터 B1 내지 B4를 통해 송신될 수 있는, 물리적 하향 링크 제어 채널(PDCCH) 및 CRS를 획득한다. 동작 603에서, 상기 기지국은, 예를 들어, 물리적 하향 링크 제어 채널(PDCCH)을 통해, 시스템 정보 블록(SIB)들을 상기 이동국으로 송신한다. 상기 이동국은 상기 SIB들을 복호한다. 상기 SIB는, 예를 들어, 상기 랜덤 액세스를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들의 구성과 같은, 상기 이동국이 따라야 하는 상기 랜덤 액세스의 규정 또는 구성을 포함할 수 있다.
동작 604에서, 상기 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 상기 기지국으로 송신한다. 상기 이동국은, 이동국 수신 빔들(예, 좋은 품질에서, 하향링크를 수신할 수 있는 좋은 빔들)의 개수 및 상기 빔폭(넓음 또는 좁음 등)을 선택할 수 있다. 상기 랜덤 액세스를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들의 상기 구성에 기초하여, 상기 이동국은, 상기 랜덤 액세스 신호를 어떻게 송신할지 결정할 수 있다. 예를 들어, 상호성에 의해, U1 및 U2가 상기 하향링크에서 강한 신호들을 수신한다면, 상기 이동국은, 상기 상향링크에서 상기 랜덤 액세스 신호를 송신하기 위해 상기 U1 및 상기 U2를 사용할 수 있다. 상기 기지국 수신 빔들이 조종에 의해 구성된다면, 상기 이동국은, 조종에 의해 형성된 기지국 수신 빔들의 개수와 동일한 횟수만큼 상기 랜덤 액세스 신호를 반복해야 한다. 상기 이동국은, 예를 들어, 몇몇 강한 또는 가장 강한 기지국 송신 빔들과 같은, 기지국 송신 빔들에 관한 피드백을 상기 기지국으로 할 수 있다. 예를 들어, 상기 이동국은, 상기 B2가 최고의 빔임을 피드백 할 수 있다. 상기 기지국은, 상기 상향링크 신호를 측정할 수 있다.
동작 605에서, 상기 기지국은, 상기 이동국으로 상기 PDCCH 빔을 송신하기 위해 상기 B2를 선택한다. 상기 기지국은, 상기 이동국으로 상기 PDSCH를 송신하기 위하여, 상기 같은 빔을 사용할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국 수심 빔들을 조종할 수 있다. 상기 이동국 송신 빔은, 상기 기지국 수신 빔들이 조종되는 동안, 특정 방향을 유지할 수 있다. 그런 다음, 상기 이동국 송신 빔은, 상기 기지국 수신 빔들의 조종이 반복되는 동안, 다음 방향으로 이동하고 유지한다.
상기 기지국은, 예를 들어, SIB2에서, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기지국 수신 빔들에 대한 이것의 구성에 관한 정보를 상기 이동국으로 송신한다. 상기 정보는, 예를 들어, 표 1에 도시된 정보들을 포함할 수 있다.
표 1 : 상기 기지국이 상기 이동국으로 송신하는 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기지국 수신 빔들에 관한 정보의 예
정보 비고
조종에 의해 형성된 기지국 수신 빔들의 개수(P) 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 M번 반복함.
(M은 적어도 P이어야 함)
상기 기지국 수신 빔들 조종하는 단계들의 수 이동국 송신을 위해, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성될 수 있는 상기 빔들의 개수(예, N/S)는 R보다 커야함. 여기서, 상기 N은 이동국 송신 빔들의 총 개수, 상기 S는 RF 체인의 개수.
상기 기지국 수신 빔들의 시간 정보 : 각 수신 빔의 지속 기간, 또는, 조종의 단계의 지속 기간(P 빔들), 또는, 조종의 R 단계들의 지속 기간(P*R 빔 횟수) 상기 지속기간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에서 존재할 수 있음.
또한, 상기 정보는, 다른 해석들의 다른 포맷들에서 송신될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는, 표 2에 도시된 바와 같이, 상기 기지국의 수신 빔 성능 보다, 상기 이동국에 대한 요구사항들을 포함할 수 있다.
표 2 : 상기 기지국이 상기 이동국으로 송신하는, 랜덤 액세스 신호를 송신하기 위한 이동국 송신 빔들에 관한 정보의 예
정보 비고
이동국 랜덤 액세스 신호의 반복 횟수(M) 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 M번 반복함.
이동국 송신을 위해, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성되는 상기 빔들의 최대 개수(R) 이동국 송신을 위해, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성될 수 있는 상기 빔들의 개수는 R 보다 크지 않아야 함.
상기 이동국 송신 빔들의 시간 정보 : 각 이동국 송신 빔의 지속 기간(M번 반복), 또는, 한번의 반복에 대한 각 이동국 송신 빔의 지속 기간 상기 지속 기간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에서, 존재할 수 있다.
상기 이동국은, 기지국 송신 빔들(예, 좋은 품질에서 상기 하향링크를 수신할 수 있는 상기 좋은 빔들)의 개수 및 빔폭(예, 좁음 또는 넓음 등)을 결정할 수 있다. 상기 랜덤 액세스를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들의 상기 구성에 기초하여, 상기 이동국은, 상기 랜덤 액세스 신호를 어떻게 보낼지 결정할 수 있다. 상기 이동국은, 상기 요구조건들이 충족되는한, 그 자신의 상황에 기초하여 유연하게 다른 선택들을 할 수 있다. 도 7에서 예가 도시되었다.
도 7은, 본 개시의 실시 예에 따른, 상기 랜덤 액세스 신호에 대한 다른 구성들을 유연하게 사용하는 다른 이동국들을 도시한다. 도 7에 도시된 구성들은, 단지 설명을 위한 것이다. 다른 구성들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 7은, 기지국 703과의 통신에서, 다수의 이동국들 701, 702를 포함한다. 상기 기지국 703은, 기지국 수신 빔 포밍에 관해, 상기 이동국들 701, 702에 알린다. 도 7에 도시된 바와 같이, S는, 송신 RF 체인들의 개수를 나타내고, N은, 각 이동국에서 빔들의 총 개수를 나타내고, M은, 반복횟수를 나타낸다. P는, 조종에 의해 형성되는 수신 빔들의 개수를 나타내고, R은, 상기 수신 빔들을 조종하는 단계들의 수를 나타낸다. 도 7에서는, P=4 이고, R=3이다.
만약 P(조종에 의해 형성된 수신 빔들의 개수)가, 상기 송신에서 알려져 있다면, 상기 송신은, M=P로써 M(반복횟수)을 결정할 수 있다. 상기 숫자 P는 상기 TX 측에 신호 되거나, 유도되거나, 미리 구성될 수 있다. 시간에서 송신 전송의 수(N/S)에 관한 상기 송신 측의 정보는, R(수신 빔들을 조종하는 단계들의 수)를 결정하기 위한 상기 수신 측을 위해 사용될 수 있다. 여기서, R=N/S이다. 상기 숫자 N/S는, 상기 수신 측에 신호 되거나, 유도되거나, 미리 구성될 수 있다. 대안적으로, R(수신 빔들을 조종하는 단계들의 개수)는 구성될 수 있다. 상기 숫자 R은, 상기 송신으로 전송될 수 있다. 그 다음에, 상기 송신은, 송신을 위해 얼마나 많은 빔들을 사용할지 결정할 수 있다. 빔들의 총 개수 N은, 송신이 N/S≤R을 만족할 경우에 사용된다.
도 7에서, 이동국 701은, 충분한 전력을 갖고, 상기 이동국 701은 상기 하향링크 측정에 기초하여 매우 높은 신호 세기의 링크들을 갖지 못한다. 따라서, 이동국 701은, 좁은 송신 빔들을 사용할 것을 결정한다. 이동국 701이 2개의 RF 체인들을 사용하는 것을 결정한다면, 사용할 수 있는 빔들의 최대 개수는 3*2=6 개의 빔들이고, 각 체인은 3개의 빔들을 갖기 때문에 R=3 이다.
이동국 702는, 상기 하향링크에서 2개의 강한 링크들 또는 2개의 강한 방향들을 찾는다. 이동국 702는, 랜덤 액세스를 위해 상기 2개의 강한 방향들을 사용한다. 이동국 702는, 하나의 RF 체인을 사용할 수 있고, 상기 빔들을 조종할 수 있다. 이동국 702는, 오직 2개의 빔들만 사용하기 때문에, 상기 기지국 수신 조종의 3번째 단계에서, 상기 기지국으로의 상기 이동국 701의 링크에 대한 간섭이 줄어들 수 있다. 이동국 701 및 이동국 702 각각은, 각 방향 또는 각 빔에서 상기 신호를 4번씩 반복한다.
본 개시 전반에 걸쳐, 다수의 이동국들(예, 이동국 701 및 이동국 702)을 위한 상기 랜덤 액세스 자원들은, 시간 영역에 필수적으로 정렬되지 않을 수 있다. 다수의 이동국들이, 상기 시간 영역에서 랜덤 액세스 자원들을 사용할 때, 상기 자원들은, 충돌을 피하기 위해 주파수 영역에서 상이할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들을 조종한다. 상기 기지국은, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기지국 수신 빔들에 대한 그것의 구성에 관한 정보를 상기 이동국으로 송신(예, SIB 2에서)한다. 상기 기지국은, 동시에(같은 시간에) 빔들을 형성할 수 있는 다수의 RF 체인들을 사용할 수 있고, 각 체인에 대하여, 기지국 수신 빔들의 개수는 감소될 수 있다.
표 3 : 상기 기지국이 상기 이동국으로 송신하는, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기지국 수신 빔들에 관한 정보의 예
정보 비고
RF 체인당 조종에 의해 형성되는 기지국 수신 빔들의 개수(Z) 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 M회 반복한다.(M은 적어도 Z이어야 함)
상기 기지국 수신 빔들을 조종하는 단계들의 수(R) 이동국에 대하여, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성될 수 있는 상기 빔들의 개수는 R보다 작아야 한다.
상기 기지국 수신 빔들의 시간 정보: 각 수신 빔의 지속 기간, 또는 조종하는 단계의 지속 기간(Z 빔들), 또는 조종하는 R 단계들의 지속 기간(Z*R 빔 시간) 상기 지속 기간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에 존재할 수 있다.
상기 정보는 또한 다른 해석들과 다른 포맷들에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는, 아래의 표 4에 도시된 바와 같이, 상기 기지국의 수신 빔 성능 보다, 상기 이동국에 대한 필요조건들을 포함할 수 있다.
표 4 : 상기 기지국이 상기 이동국으로 송신하는, 랜덤 액세스 신호를 송신하기 위한 이동국 송신 빔들에 관한 정보의 예
정보 비고
이동국 랜덤 액세스 신호의 반복횟수(M) 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 M회 반복한다.
이동국 송신에 대하여, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성되는 상기 빔들의 최대 개수(R) 이동국 송신에 대하여, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성될 수 있는 상기 빔들의 개수는, R보다 크지 않아야 한다.
상기 이동국 송신 빔들의 시간 정보: 각 이동국 송신 빔의 지속 기간(M회 반복), 또는 한번의 반복에 대한 각 이동국 송신 빔의 지속 기간 상기 지속 기간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에 존재할 수 있다.
상기 이동국은, 이동국 송신 빔들의 개수(예, 좋은 품질에서 상기 하향링크를 수신할 수 있는 상기 좋은 빔들) 및 빔 폭(예, 좁음 또는 넓음 등)을 결정할 수 있다. 상기 랜덤 액세스를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들의 상기 구성에 기초하여, 상기 이동국은, 상기 랜덤 액세스 신호를 어떻게 송신할지 결정할 수 있다. 상기 이동국은, 상기 필요조건들이 충족되는 한, 그 자신의 상황에 기초하여 유연하게 다른 선택들을 할 수 있다. 하나의 예는 도 8에 도시되어있다.
도 8은, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 상기 랜덤 액세스 신호를 위한 다른 구성들을 유연하게 사용하는 다른 이동국들을 도시한다. 도 8에 도시된 상기 구성들은 단지 설명을 위한 것이다. 다른 구성들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 8은, 기지국 803과의 통신에서 다수의 이동국들 801, 802를 포함한다. 단지 하나의 RF 체인만을 포함하는, 도 7의 기지국 703과 대조적으로, 상기 기지국 803은 다수의 RF 체인들을 포함한다. 상기 기지국 803은, 각 RF 체인에서 기지국 수신 빔 포밍에 관해, 상기 이동국들 801, 802에게 알린다. 도 8에 도시된 바와 같이, S는 송신 RF 체인들의 개수를 나타내고, N은 각 이동국에서 빔들의 총 개수를 나타내고, M은 반복횟수를 나타낸다. P는, 조종에 의해 형성되는 수신 빔들의 개수를 나타내고, R은 상기 수신 빔들을 조종하는 단계들의 수를 나타내고, Z는 상기 RF 체인에서 조종되는 빔들의 개수를 나타낸다. 도 8에서, Z=2이고, R=3이다.
P(조종에 의해 형성되는 수신 빔들의 개수)가 상기 송신에서 공지되면, 상기 송신은, M=P로서 M(반복횟수)를 결정할 수 있다. 상기 P는, 상기 송신 측에서 신호되거나, 유도되거나, 미리 구성될 수 있다. 시간에서 송신 전송들의 개수(N/S)에 관한 상기 송신 측의 정보는, R(수신 빔들을 조종하는 단계들의 수)를 결정하기 위해 상기 수신 측에서 사용될 수 있다. 여기서, R=N/S다. 상기 N/S는, 상기 수신 측으로 신호되거나, 유도되거나, 미리 구성될 수 있다. 대안적으로, 상기 R(수신 빔들을 조종하는 단계들의 개수)은, 구성될 수 있다. 상기 R은, 상기 송신으로 전송될 수 있다. 그 다음에, 상기 송신은, 송신에 대해 얼마나 많은 빔들을 사용할지 결정할 수 있다. 빔들의 총 개수 N은, 송신이 N/R≤R을 만족할 때 사용된다.
이동국 801에 대해, M=Z=2이다. 이동국 801은, 각각 2회씩 반복되는 6개의 빔들을 갖는다. 이동국 802에 대하여, M=2, N=2이다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은, 상기 이동국 송신 빔들이 다른 방향들로 조종될 동안, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 특정 방향에서 상기 기지국 수신 빔들을 유지할 수 있다. 그 다음에, 상기 기지국 수신 빔들은, 반복되는 상기 이동국 송신 빔들이 조종되는 동안, 또 다른 방향으로의 이동되고, 유지될 수 있다.
상기 기지국은, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기지국 수신 빔들에 대한 그것의 구성에 관한 정보를, 예를 들어, SIB2에서, 상기 이동국으로 송신한다. 상기 정보는, 예를 들어, 표 5에 도시된 정보를 포함할 수 있다.
표 5 : 상기 기지국이 상기 이동국으로 전송하는, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기지국 수신 빔들에 관한 정보의 예
정보 비고
1. 조종에 의해 형성되는 기지국 수신 빔들의 개수(P) 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 M회 반복한다.(M은 적어도 P이어야 한다.)
2. 조종에 의해 형성되는 이동국 송신 빔들에서, 빔들 중 하나를 상기 기지국 수신이 유지하는 지속 기간에서 허용된 각 RF 체인에서 상기 이동국 송신 빔들의 최대 개수(R) 이동국 송신에 대해, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성될 수 있는 상기 빔들의 개수는 R 보다 커야한다.
3. 상기 이동국 송신 빔들의 시간 정보: 1회반복을 위한 이동국 송신 빔의 지속 t시간(t_TX) 상기 지속 시간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에 존재할 수 있다.
4. 시간 정보: 하나의 빔을 유지하는 기지국 수신의 지속 시간(D) 상기 지속 시간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에 존재할 수 있다.
D=R*t_TX, 여기서 R은, 각 RF 체인에서 이동국이 조종하는 이동국 송신 빔들의 개수이다.
비고: 상기 정보는, 위의 항목 1, 2, 3으로부터 어떤 2개의 항목들을 포함할 수 있다. 왜냐하면, 나머지 항목들은, 포함된 상기 2개의 항목으로부터 유도될 수 있기 때문이다.
상기 정보는 또한 다른 해석들과 함께 다른 포맷들에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 아래의 표 6에 도시된 바와 같이 상기 기지국의 수신 빔 성능보다, 상기 이동국에 대한 필요조건들을 포함할 수 있다.
표 6 : 상기 기지국이 상기 이동국으로 전송하는, 랜덤 액세스 신호를 전송하기 위한 이동국 송신에 관한 정보의 예
정보 비고
1. 이동국 랜덤 액세스 신호의 반복 횟수(M), 또는 상기 이동국 송신 빔들의 조종 단계들의 수 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 M회 반복한다.
2. 조종에 의해 형성되는 이동국 송신 빔들에서 기지국 수신이 그것의 빔들 중 하나를 유지하는 지속 시간에서 허용되는 각 RF 체인에서 상기 이동국 송신 빔들의 최대 개수(R) 이동국 송신에 대해, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성될 수 있는 상기 빔들의 개수는, R보다 커야한다.
3. 상기 이동국 송신 빔들의 시간 정보: 1회 반복을 위한 각 이동국 송신 빔의 지속 시간(t_TX) 상기 지속 시간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에 존재할 수 있다.
4. 시간 정보: R개의 이동국 송신 빔들의 지속 시간(R*t_TX) 상기 지속 시간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에 존재할 수 있다.
비고: 상기 정보는, 위의 항목들 2, 3, 4로부터 어떤 2개의 항목들을 포함할 수 있다. 왜냐하면, 나머지 항목은, 포함된 상기 2개의 항목들로부터 유도될 수 있기 때문이다.
상기 이동국은, 이동국 송신 빔들(예, 좋은 품질에서 상기 하향링크를 수신할 수 있는 상기 좋은 빔들) 및 빔 폭(예, 좁음 또는 넓음 등)을 결정할 수 있다. 상기 랜덤 액세스를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들의 상기 구성에 기초하여, 상기 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 어떻게 송신할지 결정할 수 있다. 상기 이동국은, 상기 필요조건들이 충족되는 한, 그 자신의 상황에 기초하여 유연하게 다른 선택들을 할 수 있다. 도 9에 예가 도시되었다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 상기 랜덤 액세스 신호를 위한 다른 구성들을 유연하게 사용하는 다른 이동국들을 도시한다. 도 9에 도시된 구성들은, 단지 설명을 위한 것이다. 다른 구성들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 9는 기지국 903과의 통신에서 다수의 이동국들 901, 902를 포함한다. 상기 기지국 903은, 기지국 수신 빔 포밍에 관하여, 상기 이동국들 901, 902에 알린다. 도 9에서, S는, 송신 RF 체인들의 개수를 나타내고, N은, 각 이동국에서 빔들의 총 개수를 나타내고, M은, 반복 횟수를 나타낸다. P는, 조종에 의해 형성되는 수신 빔들의 개수를 나타내고, D는, 각 빔들을 유지하기 위한 지속 시간을 나타낸다. 도 9에서, P=4, R=3이다.
만약 상기 송신에서 P(조종에 의해 형성된 수신 빔들의 개수)가 공지된다면, 상기 송신은, M=P로서 M(반복 횟수)를 결정할 수 있다. 상기 P는, 상기 송신 측으로 신호로 보내지거나, 유도되거나, 미리 구성될 수 있다. 제 시간의 송신 전송들의 수(N/S)에 관한 상기 송신 측의 정보는, D(수신을 유지하기 위한 각 수신 빔의 지속 시간)를 결정하기 위해 상기 수신측에서 사용될 수 있다. 여기서, D=(N/S)*t_TX이고, 상기 t_TX는, 예를 들어, 각 송신 빔의 상기 송신 지속 시간이다. 다수의 (N/S)값들이 있는 경우, 상기 D는, 상기 모든 (N/S)값들의 최대값에 의해 결정되어야 한다. 상기 지속 시간 D는, 상기 수신 측으로 신호로 보내지거나, 유도되거나, 미리 구성될 수 있다. 대안적으로, 상기 D(상기 수신 빔 유지 시간)은 구성될 수 있고, 상기 D에 관한 정보는 상기 송신 측에 전송될 수 있다. 상기 t_TX(예를 들어, 각 송신 빔의 상기 송신 지속 시간)의 값은 구성될 수 있다. 그 다음에, 상기 송신은, 송신을 위해 얼마나 많은 빔을 사용할지 결정할 수 있다.
도 9에서, 이동국 901은 충분한 전력을 가질 수 있고, 상기 이동국 901은, 하향링크 측정에 기초한 매우 높은 신호 강도의 링크들을 갖지 않는다. 따라서, 상기 이동국 901은 좁은 송신 빔들을 사용할 것을 결정한다. 상기 이동국 901이 2개의 RF 체인들을 사용한다면, 상기 이동국 901이 사용할 수 있는 빔들의 최대 개수는, 3*2=6 개의 빔들이고, R=3이기 때문에, 각 체인은 3개의 빔들을 갖는다.
이동국 902는, 상기 하향링크에서 2개의 강한 링크들 또는 2개의 강한 방향들을 찾는다. 이동국 902는, 랜덤 액세스를 위한 상기 2개의 강한 방향들을 사용한다. 이동국 902는, 하나의 RF 체인을 사용할 수 있고, 상기 빔들을 조종할 수 있다. 이동국 902는, 각 지속 시간 D의 제3 빔 슬롯에서, 오직 2개의 빔들을 사용하기 때문에, 상기 기지국으로의 이동국 901의 링크에 대한 간섭은 감소될 수 있다. 이동국 902는 또한 2개의 넓은 빔들 대신 2개의 좁은 빔들을 사용할 수 있다. 이동국 901 및 이동국 902은, 각 방향 또는 각 빔에서 각각 상기 신호를 4회 반복한다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은, 상기 이동국 송신 빔들이 다른 방향들로 조종되는 동안, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 특정 방향에서 상기 기지국 수신 빔들을 유지할 수 있다. 그 다음에, 상기 기지국 수신 빔들은, 상기 이동국 송신 빔들의 조종이 반복되는 동안, 또 다른 방향으로 이동하여 유지될 수 있다. 상기 기지국 수신 빔들은, 빔들을 동시에 형성할 수 있는, 다수의 RF 체인들을 사용할 수 있다. 이와 같은 경우에는, 각 체인을 위한 기지국 수신 빔들의 개수는 감소될 수 있다.
상기 기지국은, 예를 들어, SIB2에서, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기지국 수신 빔들에서, 그것의 구성에 관한 정보를 상기 이동국으로 전송한다. 상기 정보는, 예를 들어, 아래의 표 7에 도시된 정보를 포함할 수 있다.
표 7 : 상기 기지국이 상기 이동국으로 전송하는, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기지국 수신 빔들에 관한 정보의 예
정보 비고
1. RF 체인 당 조종에 의해 형성되는 기지국 수신 빔들의 개수(Z) 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 M회 반복한다.(M은 적어도 Z이어야 한다.)
2. 조종에 의해 형성되는 상기 이동국 송신 빔들에서, 상기 기지국 수신이 유지하는 그것의 빔들 중 하나의 지속 시간에서 허용된 각 RF 체인에서 이동국 송신 빔들의 최대 개수(R) 이동국 송신에 대해, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성될 수 있는 빔들의 개수는 R보다 크지 않아야 한다.
3. 상기 이동국 송신 빔들의 시간 정보: 1회 반복을 위한 각 이동국 송신 빔의 지속 시간(t_TX) 상기 지속 시간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에서 존재할 수 있다.
4. 시간 정보: 하나의 빔을 유지하는 기지국 수신의 지속 시간(D) 상기 지속 시간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에서 존재할 수 있다.
D=R*t_TX, 여기서 R은 각 RF 체인에서 이동국이 조종하는 상기 이동국 송신 빔들의 개수이다.
비고: 상기 정보는 위의 항목 2, 3, 4로부터 어떤 2개의 항목들을 포함할 수 있다. 왜냐하면, 나머지 항목이, 포함된 상기 2개의 항목들로부터 유도될 수 있기 때문이다.
상기 정보는 또한 다른 해석들과 함께 다른 포맷들에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 아래의 표 8에 도시된 바와 같은, 상기 기지국의 수신 빔 성능이 아닌, 상기 이동국에 대한 필요조건들을 포함할 수 있다.
표 8 : 상기 기지국이 상기 이동국으로 전송하는, 랜덤 액세스 신호를 전송하기 위한 이동국 송신 빔들에 관한 정보의 예
정보 비고
1. 이동국 랜덤 액세스 신호의 반복 횟수(M), 또는 상기 이동국 송신 빔들 조종의 단계들의 수 이동국은 상기 랜덤 액세스 신호를 M회 반복한다.
2. 조종에 의해 형성되는 상기 이동국 송신 빔들에서, 상기 기지국 수신이 그것의 빔들 중 하나를 유지하는 지속 시간에서 허용된 각 RF 체인에서 이동국 송신 빔들의 최대 수(R) 이동국 송신에 대해, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성될 수 있는 상기 빔들의 개수는, R보다 크지 않아야 한다.
3. 상기 이동국 송신 빔들의 시간 정보: 1회 반복을 위한 각 이동국 송신 빔의 지속 시간(t_TX) 상기 지속 시간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에서 존재할 수 있다.
4. 시간 정보: R개의 이동국 송신 빔들의 지속 시간(R*t_TX) 상기 지속 시간은, 예를 들어, 심볼들의 유닛에서 존재할 수 있다.
비고: 상기 정보는 위의 항목들 2, 3, 4로부터 어떤 2개의 항목들을 포함할 수 있다. 왜냐하면, 나머지 항목은, 포함된 상기 2개의 항목들로부터 유도될 수 있기 때문이다.
상기 이동국은, 이동국 송신 빔들(예, 좋은 품질에서 상기 하향링크를 수신할 수 있는 상기 좋은 빔들)의 개수 및 빔 폭(예, 좁음 또는 넓은 등)을 결정할 수 있다. 상기 랜덤 액세스를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들의 상기 구성에 기초하여, 상기 이동국은, 상기 랜덤 액세스 신호를 어떻게 송신할지 결정할 수 있다. 상기 이동국은, 상기 필요조건이 충족되는 한, 그 자신의 상황에 기초하여 유연하게 다른 선택들을 할 수 있다. 아래의 도 10에 예가 도시되어있다.
도 10은, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른, 상기 랜덤 액세스 신호를 위한 다른 구성들을 유연하게 사용하는 다른 이동국들을 도시한다. 도 10에 도시된 상기 구성들은, 단지 설명을 위한 것이다. 다른 구성들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 10은, 기지국 1003과의 통신에서, 다수의 이동국들 1001, 1002를 포함한다. 기지국 1003은, 각 RF 체인에서 기지국 수신 빔 포밍에 관하여 상기 이동국들 1001, 1002에게 알린다. 도 10에서, S는, 송신 RF 체인들의 개수를 나타내고, N은, 각 이동국에서 빔들의 총 개수를 나타내고, M은 반복 횟수를 나타낸다. P는, 조종에 의해 형성되는 수신 빔들의 개수를 나타내고, D는 각 수신 빔을 유지하기 위한 지속 시간을 나타낸다. Y는, 동시에 발생하는 수신 RF 체인들의 개수를 나타내고, Z는 상기 RF 체인에서 조종에 의한 빔들의 개수를 나타낸다. 도 10에서, Z=2이고, R=3이다. 이동국 1001에 대해, M=Z=2이다. 이동국 1001은 6개의 빔들을 갖고, 빔들은 2회 반복된다. 이동국 1002에 대해, M=2이고 N=2이다.
Z(조종에 의해 형성되는 RF 체인 당 수신 빔들의 개수)가 상기 송신에서 공지되어 있을 경우, 상기 송신은, M=Z로서, M(반복 횟수)를 결정할 수 있다. 상기 Z는, 상기 송신 측에 신호로 전송되거나, 유도되거나, 미리 구성될 수 있다. 제 시간의 송신 전송들의 개수(N/S)에 관한 상기 송신 측의 정보는, D(수신을 위해 각 RX 빔을 유지하는 지속 시간)을 결정하기 위한 상기 수신 측에 의해 사용될 수 있다. 여기서, D=(N/S)*t_TX이고, 하나의 예로, 상기 t_TX는 각 TX 빔의 상기 TX 지속 시간이다. 지속 시간 D는, 상기 수신 측으로 신호로 전송되거나, 유도되거나, 미리 구성될 수 있다. 대안적으로, 상기 D(상기 수신 빔 유지 시간)는 구성될 수 있고, 상기 D에 관한 정보는 상기 송신 측으로 전송될 수 있다. 상기 t_TX(하나의 예로, 각 TX 빔의 상기 TX 지속 시간)의 값은 구성될 수 있다. 그 다음에, 상기 송신은, 송신을 위해 얼마나 많은 빔들을 사용할지 결정할 수 있다.
도 7 내지 10에 실시 예들의 이점은, 다른 상태들 및 성능들의 이동국들에 대한 유연성을 제공할 수 있다는 것이다.
일 실시 예에서, 상기 방송 채널은, 예를 들어, SIB에서, 이전의 실시 예들의 상기 정보를 조합할 수 있는, 예를 들어, 모드 표시를 포함함으로써, 정보를 포함할 수 있다. 상기 모드 표시는, 상기 기지국이 상기 빔을 조종하는 동안, 상기 이동국이 상기 빔을 유지할 수 있는지 여부, 또는 그 반대의 경우를 나타낸다. 예를 들어, 상기 방송 채널에서 상기 정보는, 아래의 표 9의 정보를 포함할 수 있다.
표 9 : 상기 기지국이 상기 이동국으로 전송하는, 랜덤 액세스 신호를 전송하기 위한 이동국 송신 빔들에 관한 정보의 예
정보 비고
조종의 한 단계에서 이동국 송신 빔들의 개수 조종의 한 단계에서 이동국 송신 빔들의 최대 개수. 이동국은 이보다 더 많은 송신 빔들을 사용해서는 안 된다.
각 빔에서 송신들의 개수 각 이동국 송신 빔에서의 상기 송신들. 각 송신은 랜덤 액세스의 프리앰블의 하나의 송신, 이동국 송신 빔 식별자, 이동국 식별자를 포함할 수 있다.
송신들의 모드들:
'0'은 모드 1을 의미
'1'은 모드 2를 의미		 모드 1: 상기 기지국은 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들을 조종할 수 있다. 이동국 송신 빔은 상기 기지국 수신 빔들이 조종되는 동안 특정 방향을 유지할 수 있다. 그리고, 상기 기지국 수신 빔들의 상기 조종이 반복되는 동안, 이동국 송신 빔은 다음 방향으로 이동하고 유지할 수 있다.
모드 2: 상기 기지국은, 상기 이동국 송신 빔들이 다른 방향들로 조정되는 동안, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 특정 방향에 대한 상기 기지국 수신 빔들을 유지할 수 있다. 그리고, 상기 기지국 송신 빔들은, 상기 이동국 송신 빔들의 상기 조종이 반복되는 동안, 또 다른 방향으로 이동할 수 있다.
모드 1에 대한 시간 정보 모드 1에 대해, 상기 기지국 수신 조종의 총 시간 및 상기 기지국 수신 빔들의 개수, 또는 하나의 빔에서 상기 기지국 수신 조종의 시간
모드 2에 대한 시간 정보 모드 2에 대해, 하나의 빔을 유지하는 상기 기지국 수신의 시간
상기 이동국은, 다른 개수들의 송신 빔들을 가질 수 있다. 예를 들어, 어떤 이동국들은 송신을 위해 2개의 송신 빔들을 사용할 수 있고, 어떤 이동국들은, 송신을 위해 4개의 빔들을 사용할 수 있다. 상기 기지국이 상기 이동국의 송신을 놓치지 않는 것을 보장하기 위해, 상기 기지국은, 최대 개수의 이동국 송신 빔들을 사용하는 상기 이동국으로부터 상기 빔들을 수신하기 위해 필요한 지속 시간을 위한 상기 랜덤 액세스 채널을 감시한다. 예를 들어, 상기 기지국은, 4개의 송신 빔들을 사용하는 상기 이동국으로부터의 빔들을 수신하기 위해 필요한 지속 시간을 위한 상기 랜덤 액세스 채널을 감시할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 이동국은, 상기 이동국으로부터의 각 송신 빔에서 상기 정보를 전송할 수 있거나, 상기 랜덤 액세스 신호는, 랜덤 액세스를 위한 프리앰블, 상기 이동국 송신 빔 식별자 등과 같은 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은, 다른 이동국들로부터 랜덤 액세스 메시지들을 성공적으로 수신하기 위하여 사용된 상기 기지국 수신 빔들을 추적할 수 있다. 상기 이동국들이 아이들 모드일 경우, 상기 이동국들은, 접속 상태로 전환하는 랜덤 액세스 절차를 시작한다. 상기 기지국은, 다른 기지국 수신 빔들이 배치된 주파수를 변화시킴으로써 상기 전환을 용이하게 할 수 있다. 특히, 상기 기지국은, 이전에 더 자주 사용되어왔던 수신 방향들에서 더 자주 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은, 상기 이동국들로부터 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위해 그것의 기지국 수신 빔들을 구성할 수 있다. 상기 랜덤 액세스 신호를 수신한 상기 기지국 수신 빔들은 동일하거나 상이한 지속 시간들을 가질 수 있다. 하나 또는 그 이상의 상기 기지국 수신 빔들은 더 긴 지속 시간을 가질 수 있다. 예를 들어, 과거의 데이터에 기초할 경우, 더 많은 이동국들로부터 랜덤 액세스 신호들을 수신할 수 있을 것 같은 기지국 수신 빔 방향이 결정되고, 기지국 수신 빔은, 이동국 랜덤 액세스 신호들을 수신하기 위한 더 긴 지속 시간을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 기지국 수신 빔들의 패턴 및 지속 시간들은 상기 이동국들로 전송될 수 있다. 상기 이동국들은, 랜덤 액세스 시그널링을 위한 상기 송신 방식을 유연하게 결정할 수 있다. 상기 기지국이 더 긴 시간 동안 특정한 방향에서 수신한다면, 이동국은, 그것이 필요로 하는 송신 횟수를 충족하는 한, 랜덤화할 수 있고, 그것의 랜덤 액세스 시그널링을 송신하기 위한 자유의 특정량을 갖을 수 있다. 이는 많은 수의 이동국들이 발견될 때, 기지국 수신 빔 방향을 따라 이동국들의 랜덤 액세스의 충돌의 가능성을 줄이는데 도움이 될 수 있다.
예를 들어, 상기 모드 1(상기 표 9 참조)에서, 상기 기지국은 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들을 조종할 수 있다. 상기 이동국 송신 빔은, 상기 기지국 수신 빔들이 조종되는 동안, 특정 방향에 대해 유지할 수 있다. 그 다음에, 상기 이동국 송신 빔은, 상기 기지국 수신 빔들의 조종이 반복되는 동안, 다음 방향으로 이동하고 유지한다. 상기 모드 1에 대한 상기 기지국 수신 빔들의 정보는, 예를 들어, 아래의 표 10의 정보를 포함할 수 있다.
표 10 : 상기 모드 1에서 상기 기지국 수신 빔들의 정보의 예
모드 1에 대한 상기 빔들의 정보는 아래를 포함함
기지국 수신 빔들의 개수 P
기지국 수신 조종의 단계들의 개수 R
하나의 빔에서 상기 기지국 수신 조종의 횟수 t_RX
하나의 빔을 유지하기 위한 수신 빔의 횟수(디폴트 값: 1) m_1, m_2,..., m_P.
기지국 수신 빔 i 는 m i*t_RX의 지속 시간을 유지한다.
다른 예로서, 상기 모드 1에 대한 상기 기지국 수신 빔들의 정보는, 아래의 표 11의 정보를 포함할 수 있다.
표 11 : 상기 모드 1에 대한 상기 기지국 수신 빔들의 정보의 다른 예
모드 1에 대한 빔들의 정보
기지국 수신 빔들의 개수 P
기지국 수신 조종의 단계들의 수 R
하나의 빔에서 기지국 수신 조종의 횟수 t_RX
유지하기 위한 하나의 빔에 대한 수신 빔 횟수들이 1보다 큰, 기지국 수신 빔들의 개수 Q
q=1, 2,...,Q, 에 대해 1보다 큰, 기지국 수신 빔 q의 인덱스(i_q) 및 유지하기 위한 하나의 빔에 대한 수신 빔 횟수의 그것의 응답 개수(m, q) (i_1, m_1), (i_2, m_2),...,(i_Q, m_Q).
기지국 수신 빔 i_q는 m_q*t_RX의 지속 시간을 유지하고,
m_q＞1, q=1,2,...,Q
모드 2(상기 표 9 참조)에서, 상기 기지국은, 상기 이동국 송신 빔들이 다른 방향들로 조종되는 동안, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 특정 방향에 대한 상기 기지국 수신 빔들을 유지할 수 있다. 그 다음에, 상기 기지국 수신 빔은, 상기 이동국 수신 빔의 조종이 반복되는 동안, 다른 방향으로 이동하고 유지할 수 있다. 상기 모드 2에 대한 상기 기지국 수신 빔들의 정보는, 예를 들어, 아래의 표 12의 정보를 포함할 수 있다.
표 12 : 상기 모드 12에서 상기 기지국 수신 빔들의 정보의 예
모드 2에 대한 정보에 포함되는 것:
기지국 수신 빔들의 개수 P
하나의 빔을 유지하는 기지국 수신의 개수 t_RX_1
t_RX_2
......
t_RX_P
(심볼들과 같은 유닛들을 가질 수 있다.)
1회 반복에 대한 각 이동국 수신 빔의 지속 시간(선택적인) t_TX
조종에 의해 형성되는 이동국 송신 빔들에서, 기지국 수신이 그것의 빔들 중 하나를 유지하는 시간 동안에 허용된 각 RF 체인에서 이동국 송신 빔들의 최대 개수는, 각 i=1, 2, ... ,P에 대하여, t_RX_i/t_TX 보다 크지 않아야 한다. 다시 말해, 이동국 수신 빔들에 대해, 각 RF 체인에서 조종에 의해 형성될 수 있는 상기 빔들의 개수는, 각 i=1, 2, ... , P.에 대해, t_RX_i/t_TX 보다 크지 않아야한다.
상기 시간의 모든 정보들이 절대 값으로 표현되지 않는다는 것이 알려져 있다. 기지국 수신 빔들의 패턴들의 숫자 및 시간 영역에서 상기 기지국 수신 빔들의 지속 시간에 대한 제한이 있을 경우, 상기 빔들은, 예를 들어, 상기 패턴들의 인덱스들을 이용하여, 코딩될 수 있다. 상기 패턴들은, 미리 구성될 수 있고, 상기 이동국들에서 미리 일려질 수 있다. 따라서, 상기 기지국은, 상기 패턴 인덱스만 상기 이동국으로 전송한다.
일 실시 예에서, 상기 이동국은, 그것의 랜덤 액세스 신호 또는 다른 상향링크 신호를 수신하기 위한 상기 좋은 기지국 수신 빔들을 저장할 수 있다. 이어서, 상기 이동국이 아이들 상태 또는 유휴 상태로부터 재개할 경우, 상기 이동국은 랜덤 액세스 처리를 수행한다. 상기 랜덤 액세스 처리는, 상기 저장된 정보를 사용할 수 있다. 상기 저장된 정보로부터, 상기 이동국은, 가장 좋은 또는 좋은 기지국 수신 및 이동국 송신 또는 빔들을 결정할 수 있다. 이어서, 시스템 정보로부터(예, 상기 SIB로부터), 상기 이동국은, 랜덤 액세스 수신을 위한 상기 기지국 수신 빔들의 상기 패턴을 결정할 수 있다. 상기 이동국은, 이어서, 송신 빔을 송신할 때를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 이동국은 상기 모든 송신 빔들을 송신하지 않을 수 있고, 오히려, 상기 이동국은, 상기 좋은 기지국 수신 빔들에 대응하는, 상기 저장된 좋은 송신 빔 또는 빔들을 송신할 수 있다. 이것은, 모든 상기 송신 빔들을 송신하기 위해 사용되는 에너지의 양을 줄일 수 있기 때문에, 상기 이동국에서 에너지를 저장할 수 있다. 도 11은, 상기 모드 1에 대한 예를 도시하고, 도 12는, 상기 모드 2에 대한 예를 도시한다.
도 11은 본 개시의 실시 예에 따른, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 각 기지국 수신 빔에 대한 가변 지속 시간의 예를 도시한다. 도 11에서 도시된 실시 예는, 단지 설명을 위한 것이다. 다른 실시 예들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 11은, 기지국 1104와의 통신에서 다수의 이동국들 1101-1103을 포함한다. 상기 기지국 수신 빔 2는 긴 시간 동안 활성화된다. 이동국 1101의 송신은, 기지국 수신 빔2의 지속 시간 동안 반복들 중 하나가 발생하고, 개별적으로, 기지국 수신 빔 1, 2, 4의 지속 시간 동안 반복들 중 하나가 발생하는 한, 유연한 방법에서 스케줄된 그것의 반복들을 가질 수 있다. 기지국 수신 빔 2가 긴 지속 시간을 갖기 때문에, 기지국 수신 빔 2가 활성화된 시간 동안에는, 수신되고 있는 하나의 반복 외에는, 상기 이동국 1101로부터 어떤 송신도 존재하지 않을 수 있다. 유사한 시나리오가 이동국 1102 및 이동국 1103에 대해 기술될 수 있다.
빔 조합들{이동국 송신1, 기지국 수신2} 및 {이동국 송신2, 기지국 수신3}이 좋은 조합이라는 정보를 이동국 1103이, 저장한 것으로 간주될 수 있다. 이어서, 이동국 1103은, 기지국 수신 빔 2가 활성화되는 어느 시간 동안 이동국 송신 빔 1을 전송한다. 이동국 1103은, 기지국 수신 빔 3이 활성화되는 시간 동안, 이동국 송신 빔 2를 전송할 수 있다. 이동국 1103은 모든 상기 빔들을 전송하거나 반복할 필요가 없다.
도 12는, 본 개시이 다른 실시 예에 따른, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 각 기지국 수신 빔에 대한 가변 지속 시간의 예를 도시한다. 도 12에 도시된 예는 단지 설명을 위한 것이다. 다른 실시 예들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 12는, 기지국 1204와의 통신에서 다수의 이동국들 1201-1203을 포함한다. 상기 기지국 수신 빔 2는 긴 지속 시간을 갖는다. 상기 긴 지속 시간은, 송신 빔들을 스케줄하기 위한 이동국들에 더 많은 유연성을 제공한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 기지국 수신 빔 2가 활성화되어 있는 시간 동안, 이동국들 1201-1203은, 상기 이동국들이 어떤것도 송신하지 않는 어떤 시간을 가질 수 있다. 이것은, 기지국 수신 빔 2의 방향이 더 많은 이동국들을 포함할 경우, 랜덤 액세스 충돌 가능성을 줄일 수 있다.
도 13은 본 개시의 실시 예에 따른 다른 RF 체인들과의 다양한 빔들의 예를 도시한다. 도 13에 도시된 실시 예는, 단지 설명을 위한 것이다. 다른 실시 예들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국 수신 빔들은, 각 RF 체인에 대해 가변적인 지속 시간을 가질 수 있다. 각 RF 체인은, 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 다른 개수의 기지국 수신 빔들을 가질 수 있다. 도 13에서, RF 체인 1에 2개의 빔들이, RF 체인 2에 3개의 빔들이 존재한다. 각 빔은 다른 지속 시간을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은, 상기 이동국 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 그것의 기지국 수신 빔들을 구성할 수 있다. 따라서, 상기 정보(예, 표 1~12의 정보)의 내용은 달라질 수 있다. 예를 들어, 대역 백홀 내에 있고, 적은 자원들이 이동 액세스를 위해 할당될 경우, 상기 이동국 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 RF 체인 또는 기지국 수신 빔들의 개수는 감소될 수 있다. 따라서, 상기 정보(예, 상기 SIB에서)의 업데이트는 변경될 수 있다. 이러한 업데이트는 상기 SIB 또는 상기 SIB로부터의 다른 메시지를 통해 송신될 수 있다. 다른 실시 예로서, 상기 기지국이 작은 커버리지 영역(예, 펨토 기지국)을 갖는 경우, 상기 기지국은, 넓은 빔들을 사용하는 동안에 상기 기지국 수신 빔들의 개수를 감소시킬 수 있고, 상기 표 1~12의 정보의 내용은, 기지국으로부터 기지국으로, 달라질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 이동국은 상기 송신 빔의 각 반복이, 상기 수신 빔들 중 각 하나의 의해 수신될 수 있는 한, 상기 기지국 수신 빔 수신 시간의 모드 1에서 상기 송신 빔들의 그것의 반복들은 임의적일 수 있다. 상기 이동국은 상기 기지국 수신 빔 수신 시간 이내이고, 상기 송신 빔들의 각 반복이 상기 수신 빔들 중 각 하나에 의해 수신될 수 있는 한, 그것의 송신 빔들(예, 상기 빔의 상기 반복들 사이의 랜덤화된 대기 시간의)의 가능한 패턴들을 가질 수 있다.
하나 또는 다수의 상기 송신 빔 반복들의 가능한 패턴들이 존재할 수 있다. 상기 이동국은, 상기 가능한 패턴들 모두로부터 하나의 패턴을 선택할 수 있다. 상기 선택된 패턴 인덱스는, 상기 이동국 식별자, 상기 빔 지속 시간의 유닛의 개수, 수신 빔 구성 인덱스, 빔 식별자 등과 같은 시스템 파라미터들의 해시 함수가 될 수 있다.
또한 상기 이동국 송신 빔들 반복들에 대해 가능한 패턴들의 제한 없는 개수가 존재할 수 있다. 예를 들어, 하나의 송신 빔의 하나의 반복은, 그것의 수신 빔들의 하나에서 기지국이 수신하고 있는 시간 구간 동안의 어떤 시간에서 전송될 수 있다. 상기 기지국이 수신 빔들 중 하나를 사용하여 수신하고 있는 지속 시간의 시간 구간이, 하나의 송신 빔의 1회 반복에 대해 필요한 실제 송신 시간보다 클 경우, 상기 송신 빔의 반복은, 상기 수신 시간 구간 내에 있는 한, 어느 시간에서 임의로 전송될 수 있다.(상기 송신 조정을 위한 상기 타이밍 어드밴스 및 수신 시간 정렬은 이미 해결된 것으로 가정한다.)
상기 송신 빔의 반복에 대한 가능한 시작 시간이, 시간 구간[a, b]에 있을 경우, 상기 송신 빔의 반복에 대한 상기 이동국의 송신 시간에 대한 하나의 반복은, 구간[a, b]에 있는 임의의 값 x가 될 수 있다. 예를 들어, 랜덤화는, 상기 x가, 구간[a, b]에서 균일한 임의 가변 변수가 되게 할 수 있다. 또한, 상기 가변값 x는, 상기 이동국 식별자, 상기 빔 시간 지속 시간의 유닛들의 개수, 수신 빔 구성 인덱스 당, 빔 식별자 등과 같은 시스템 파라미터들과 관련된 임의의 변수가 될 수 있다.
다른 방법은, 가능한 패턴들의 개수를 한정하기 위해, 가능한 패턴들의 제한된 수를 양자화 하는 것이 될 수 있다. 예를 들어, 상기 구간[a, b]은, 인덱스 0, 1, 2, ..., Z-1에서, 작은 구간들 Z로 균등하게 나뉠 수 있다. 상기 이동국은, 0, 1, 2, ... , Z-1 중 인덱스를 임의로 선택할 수 있다. 상기 선택된 패턴 인덱스는, 상기 이동국 식별자, 상기 빔 시간 지속 기간의 유닛들의 개수, 수신 빔 구성 인덱스 당, 빔 식별자 등과 같은 시스템 파라미터들의 해시 함수가 될 수 있다.
예를 들어, 도 11에서, 이동국 1101은, 신호가 기지국 1104에서 수신 빔 2에 의해 수신되는 한, 송신되는 어느 시간에서 빔들 1, 2, 3, 4, 5, 6에 대해 그것의 2번째 반복을 가질 수 있다. 이동국 1101은, 빔들 1, 2, 3, 4, 5, 6의 그것의 2번째 반복을 송신할 때, 임의의 선택을 할 수 있다. 도 11에서, 이동국 1101은, 이동국 빔들 1, 2에 대한 2회 반복들을 갖고, 대기 시간을 갖고, 이동국 빔들 1, 2에 대한 다른 2회 반복들을 갖는다. 이것은, 각 반복은, 상기 수신 빔들 각각에 의해 수신될 수 있다. 이동국 1101은, 이동국 빔들 3, 4에 대한 하나의 반복을 가질 수 있고, 이어서, 대기 시간을 갖고, 이어서, 이동국 빔들 3, 4에 대한 다른 3회 반복들을 갖는다. 이것은 또한, 각 반복이 수신 빔들 각각에 의해 수신될 수 있음을 보장한다. 수신 빔 2는 더 긴 수신 시간을 갖기 때문에, 이 패턴들은 가능하다.
일 실시 예에서, 상기 이동국은, 상기 송신 빔의 각 반복이, 상기 수신빔들 각각에 의해 수신될 수 있는 한, 상기 기지국 수신 빔 수신 시간 내에서, 상기 모드 2에서 송신 빔 조종을 랜덤화할 수 있다. 상기 이동국은, 모든 이동국 송신 빔들의 조종/송신 시간의 하나의 단계가 하나의 기지국 수신 빔 수신 시간 내에 있는 한, 그리고, 상기 송신 빔들 각각의 송신이 상기 수신 빔들 각각에 의해 수신될 수 있는 한, 그것의 송신 빔들(예, 상기 송신 또는 상기 빔들의 조종 사이의 랜덤화된 대기 시간, 또는, 상기 빔들을 조종하는 단계 내의 상기 송신 빔들 사이의 랜덤화된 대기 시간에서)의 가능한 패턴들을 가질 수 있다.
상기 송신 빔들의 하나 또는 다수의 가능한 패턴들이 존재할 수 있다. 상기 이동국은 모든 가능한 패턴들로부터 하나의 패턴을 선택할 수 있다. 상기 선택된 패턴 인덱스는, 상기 이동국 식별자, 상기 빔 시간 지속 시간의 유닛들의 개수, 수신 빔 구성 인덱스, 빔 식별자 등과 같은 시스템 파라미터들의 해시 함수일 수 있다.
또한 상기 이동국 송신 빔들에 대한 가능한 패턴들의 제한된 개수가 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 이동국의 모든 송신 빔들의 하나의 조종 단계는, 상기 기지국이 그것의 수신 빔들 중 하나를 수신하거나 유지하는 시간 구간에서 어떤 시간에 전송될 수 있다. 만약 상기 기지국이 그것의 수신 빔들 중 하나를 수신하고 있는 상기 시간 구간 지속 시간이, 상기 이동국의 모든 송신 빔들의 하나의 단계를 위해 필요한 실제 송신 시간 보다 클 경우, 상기 송신의 반복은, 상기 수신 시간 구간 내에 있는 한, 어떤 시간에서 임의로 전송될 수 있다.(상기 송신을 조정하는 TA 및 수신 시간 정렬이 사전에 검토된 것으로 가정한다.)
만약 상기 이동국의 송신 빔들의 하나의 단계에 대한 가능한 시작 시간이 시간 구간[a, b] 내에 있는 경우, 송신 빔들의 하나의 단계에 대한 상기 이동국의 송신 시간에 대한 하나의 반복은, 구간[a, b] 내의 랜덤 값인 x가 될 수 있다. 예를 들어, 상기 랜덤화는, x가 구간[a, b] 내에서 균일 랜덤 가변 변수가 되게 할 수 있다. 또한, 상기 가변 변수 x는, 상기 이동국 식별자, 상기 빔 시간 지속 시간의 유닛들의 개수, 수신 빔 구성 인덱스 당, 빔 식별자 등과 같은 시스템 파라미터들과 관련된 랜덤 가변 변수가 될 수 있다.
다른 방법은, 가능한 패턴들의 개수를 제한하기 위해, 가능한 패턴들의 상기 제한된 개수를 양자화하는 것이다. 예를 들어, 상기 구간[a, b]는, 인덱스 0, 1, 2, ... , Z-1에 대한, 작은 구간들 Z로 균등하게 분리될 수 있다. 상기 이동국은, 0, 1, 2, ... , Z-1중 임의로 선택된 인덱스(예, 균일한 랜덤 가변 변수)를 가질 수 있다. 상기 선택된 패턴 인덱스는, 상기 이동국 식별자, 상기 빔 시간 지속 시간의 유닛들의 개수, 수신 빔 구성 인덱스 등과 같은, 시스템 파라미터들의 해시 함수가 될 수 있다.
예를 들어, 도 12에서, 모든 빔들이 기지국 1204에서 수신 빔 2에 의해 수신되는 한, 어느 시간에서 각 이동국은 빔 조종 및 송신의 그것의 2번째 단계를 가질 수 있다. 각 이동국은 상기 모든 빔들에 대한 빔 조종의 2번째 단계를 송신하기 위한 시간을 임의로 선택할 수 있다. 도 12에서, 이동국 1201은 기지국 송신 빔 2의 유지 시간 내에 빔 조종의 그것의 2번째 단계를 임의로 선택할 수 있다. 이동국 1202는 상기 기지국 송신 빔 내에서 빔 조종의 그것의 2번째 단계를 임의로 가질 수 있다. 또한, 각 이동국은, 상기 조종 또는 송신의 단계 내에서 상기 빔들 사이의 시간을 랜덤화할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제2 이동국 1202는 상기 2번째 조종 단계에서, 빔 1 및 빔 N 사이의 시간을 랜덤화할 수 있다. 이 패턴들은, 수신 빔 2가 더 긴 수신 시간을 갖기 때문에 가능하다.
일 실시 예에서, 망 진입 및 전용 랜덤 액세스을 위한 랜덤 액세스 슬롯 할당은, 개별적으로 제공될 필요가 있다. 기지국의 특정한 수신 빔을 수신하는 시간의 지속 시간 내에서, 랜덤 액세스 슬롯을 획득하는 이동국을 위한 상기 해시 함수는, 상기 기지국의 특정한 수신 빔 수신 시간의 상기 지속 시간을 위한 상기 랜덤 액세스 할당에 의존할 수 있다. 상기 기지국 또는 상기 망은, 상기 이동국에 대한 상기 임의를 구성할 수 있고, 상기 기지국이 이웃 셀들 또는 타켓 셀들에 임의로 접근하고 있을 때, 연결된 모드에서 상기 구성을 따르기 위한 상기 이동국과 연결될 수 있다. 대안은, 상기 랜덤 알고리즘이 미리 결정되거나 미리 정의되는 것이다. 따라서, 이동국 및 기지국 둘 다는, 상기 같은 알고리즘을 사용한다.
일 실시 예에서, 상기 초기 망 진입 동안(전원 입력으로부터, 상기 망 진입까지), 또는 상기 연결 상태를 위한 아이들 상태에서부터, 이동국은, 동기화 채널(SCH) 획득과 함께 시작할 수 있다. 상기 기지국은, 빔들의 미리 정의된 개수와 함께 상기 SCH를 전송할 수 있다. 상기 SCH는, 얼마나 많은 빔들이 상기 물리적인 방송 채널(PBCH)을 위해 사용될 것인지와 같은 PBCH에 대한 정보를 전할 수 있다. 상기 이동국은, 상기 PBCH를 획득할 수 있다. 상기 PBCH는, 상기 이동국이 상기 CRS(Cell specific Reference Signal)를 수신한 후에, 상기 이동국에 의해 디코딩될 수 있다. 상기 기지국은, 하나 또는 그 이상의 자원들(예, 상기 SCH 또는 PBCH인 상기 같은 빔들이 사용하고 있는)을 사용하여 상기 CRS를 전송할 수 있다. 상기 이동국은, 상기 PBCH를 디코딩한다. 상기 PBCH는, 예를 들어, 얼마나 많은 빔들을 사용하는가와 같은, 상기 PDCCH에 관한 정보를 전할 수 있다.
상기 이동국은 상기 SCH 빔들을 측정할 수 있다. 상기 이동국은 수신 빔들이 SCH 빔들을 수신하기 위해 좋은지 결정할 수 있다. 만약, 상기 SCH 빔들 및 PBCH 빔들이 동일한 물리적 빔들(예, 같은 방향, 같은 빔 폭 등등)을 사용하고 있다면, 상기 이동국은, 상기 PBCH를 수신하기 위한 나쁜 수신 빔들을 사용하지 않는 반면, 상기 이동국에서 에너지 소비를 줄이기 위해, 상기 PBCH를 수신하기 위한 상기 좋은 수신 빔들을 사용할 수 있다. 상기 좋은 수신 빔들 및 상기 나쁜 수신 빔들은, 하나 또는 그 이상의 행렬들(예, 신호 대 잡음 비율(SNR), 신호 세기, 신호 대 간섭 비율(SIR), 신호 대 간섭 및 잡음 비율(SINR), 전력을 수신한 참고 신호, 품질을 수신한 참고 신호 등)이 특정 임계치를 초과할 때 또는 특정 임계치 미만일 때를 각각 결정할 수 있다. 또한, 상기 이동국은 CRS를 통해 상기 빔들을 측정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은, 상기 이동국으로 상기 PDCCH를 전송한다. 상기 PDCCH는, 일반적으로 기지국에 의해 방송되는, 중요한 시스템 정보인, 시스템 정보 블록(SIB)들을 위한 상기 자원 할당에 관한 정보를 전할 수 있다. 상기 PDCCH 빔들은, 상기 SCH 또는 PBCH를 위한 상기 빔들로서, 상기 동일한 빔들을 통해 전송될 수 있다. 상기 이동국인 상기 PDCCH를 디코딩한 후에, 상기 이동국은 어디에 상기 SIB들(예, SIB1, SIB2)가 위치하는지 알 수 있다. 상기 이동국은, 상기 PDCCH 빔들(예, 상기 CRS를 통해)을 측정할 수 있다. 상기 이동국은, 어떤 수신 빔들이 PBCH 빔들 수신하기 위해 좋은지 알 수 있다. 만약, 상기 PBCH 빔들 및 PDCCH 빔들이 상기 동일한 물리적 빔들(예, 같은 방향, 같은 빔 폭 등)을 사용한다면, 상기 이동국은, 상기 PDCCH를 수신하기 위한 상기 나쁜 빔들을 사용하지 않는 반면, 상기 PDCCH를 수신하는 상기 PBCH를 수신하기 위해 상기 좋은 수신 빔들을 사용할 수 있다. 이것은, 상기 이동국에서 에너지 소비를 줄일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은, 예를 들어, 넓은 빔들을 통해, 상기 이동국들로 SIB들을 전송할 수 있다. 상기 SIB들 빔들은, 상기 PDCCH, 상기 SCH, 또는, 상기 PBCH를 위한 상기 빔들로서 상기 동일한 빔들을 통해 전송될 수 있다. 상기 SIB들 중의 일부는, 랜덤 액세스 신호 또는 상향링크 신호를 전송하는 상기 이동국을 위한 정보를 포함할 수 있다. 상기 이동국은, 예를 들어, 상기 CRS, 또는 CSI RS(Channel State Information Reference Signal)을 통해, 상기 SIB 빔들을 측정할 수 있다. 상기 이동국은, 어떤 빔들이 SIB 빔들을 수신하기 위해 좋은지 결정할 수 있다. 만약 상기 SIB 빔들 및 PDCCH 빔들이, 상기 동일한 물리적 빔들(예, 같은 방향, 같은 빔 폭, 등등)을 사용한다면, 상기 이동국은 상기 SIB들을 수신하는 상기 나쁜 빔들을 사용하지 않는 반면, 상기 SIB들을 수신하는 상기 PDCCH를 수신하기 위한 상기 좋은 수신 빔들을 사용할 수 있다. 이것은, 상기 이동국에서 에너지 소비를 줄일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 랜덤 액세스 신호 또는 상향링크 신호를 수신하는 상기 이동국을 위한 정보를 포함하는 SIB들을 수신한 후, 상기 이동국은, 어디서 상기 상향링크 신호를 전송할지 결정할 수 있다. 그리고, 상기 이동국은 상기 랜덤 액세스 절차를 시작할 수 있다. 상기 이동국은, 상기 상향링크 신호(이것은 상기 에너지 소비를 줄이는데 도움을 줄 수 있다.)를 송신하는 상기 좋은 수신 빔들을 사용할 수 있다. 대안적으로, 상기 이동국은, 상기 상향링크 신호를 송신하기 위해 모든 수신 빔들을 사용할 수 있다.
상기 기지국은, 상기 이동국으로부터 상기 상향링크 신호들을 수신하기 위한 그것의 수신 빔들의 모두를 사용할 수 있다. 만약, 상기 기지국이 상기 수신 빔들을 조종한다면, 상기 이동국은, 예를 들어, 기지국 수신 빔들의 개수와 동일한 횟수로, 상기 상향링크 신호를 반복해야한다. 그러나, 반대로 상기 기지국이 상기 수신 빔들을 조종하지 않는다면, 상기 기지국은 한번에 모든 수신 빔들을 사용하고, 상기 이동국은 상기 상향링크 신호를 반복하는 것이 필요하지 않을 수 있다. 상기 상향링크 신호는, 예를 들어, 상기 기지국 송신 빔 식별자를 포함함으로써, 어떤 기지국 송신 빔이 좋은지 지시할 수 있다.
도 14는 본 개시의 실시 예에 따른, 이동국이 송신 방식을 결정할 수 있도록 기지국의 수신 빔 성능을 이동국으로 알리는 기지국의 예를 도시한다. 도 14에 도시된 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 다른 실시 예들은, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 14에서, 기지국은, 예를 들어, 이동국들로 상기 정보를 전송함으로써, 조종 방식에서 그것이 그것의 수신 빔들을 사용할 것인지, 또는 상기 수신 빔들이 모든 같은 시간에서 형성될 수 있는지를 나타낼 수 있다. 상기 정보는 상기 파라미터들 또는 상기 랜덤 액세스 신호를 위한 정보를 포함하는 SIB와 같은, SIB들 중 하나에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 이동국들에게 나타낼 수 있다.
● 필요한 상기 상향링크 신호 반복 수: 4
● 기지국 수신 빔들의 개수: 4, 형성 방법: 조종
● 기지국 수신 빔들의 개수: 4, 형성 방법: 한번에 모두
● 기지국 수신 빔들의 개수: 4, 형성 방법: 빔 1-2 조종, 빔 3-4 조종, 같은 시간에 빔 1, 3, 같은 시간에 2, 4.
형성 방법은, 예를 들어, '00', '01', '10' 과 같이, 부호화될 수 있다.
그리고, 상기 이동국은, 상기 프리앰블들을 반복해서 전송하고, 상기 반복 횟수는, 상기 기지국에 의해 지시되는 것 또는, 조종에 의해 형성되는 상기 기지국 수신 빔들의 개수가 될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 이동국은, 명시적으로 상기 이동국으로 상기 메시지 또는 신호를 전송하는 이동국 없이, 상기 시간 영역에서 랜덤 액세스 프리앰블들에 대한 반복 횟수를 결정할 수 있다. 오히려, 상기 정보는, 예를 들어, 미리 정해진 값, 미리 구성된 값 또는, 동기, PBCH, SIB 등에 대한 상기 기지국 넓은 빔들의 상기 송신 방식에 기초하여, 암시적일 수 있다. 상기 미리 정의된 값 또는 미리 구성된 값은, 동기, PBCH, SIB와 같은 넓은 빔들을 위한 상기 기지국 송신 빔들의 개수일 수 있고, 상기 빔들은 조종에 의해 형성된다.
다른 실시 예에서, 상기 동기 채널에서, 상기 기지국은, 상기 PBCH와 같은 넓은 빔들을 위해, 조종을 통해 형성된 상기 기지국 송신 빔들의 개수를 방한다. 그리고, 상기 이동국은, 상기 이동국 랜덤 액세스 프리앰블들의 반복 횟수를 결정할 수 있고, 상기 반복 횟수는, 상기 PBCH와 같은 넓은 빔들을 위해, 조종을 통해 형성된 기지국 송신 빔들의 개수일 수 있다.
이동국 랜덤 액세스 프리앰블들의 반복 횟수의 디폴트 값은, 동기, PBCH, SIB 등과 같은 넓은 빔들을 위한 기지국 송신 빔들의 개수일 수 있고, 상기 빔들은 조종에 의해 형성된다. 예를 들어, 만약, 4개의 PBCH 빔들이 존재하고, 상기 빔들은 한번 또는 그 이상의 조종을 통해 형성된다면, 이동국 랜덤 액세스 프리앰블들의 반복 횟수는 4일 수 있다. 만약, 4개의 PBCH 빔들이 상기 "빔 1-2 조종, 빔 3-4 조종, 동시에 빔 1, 3, 동시에 빔 2, 4" 방법을 통해 형성된다면, 이동국 랜덤 액세스 프리앰블들의 반복 횟수는 2일 수 있다. 도 15는, 본 개시의 실시 예에 따라, 이동국이 송신 방식을 결정할 수 있도록 기지국의 수신 빔 성능을 상기 이동국에 알리는 상기 기지국의 예를 도시한다.
만약, 상기 시간 영역에서 이동국 랜덤 액세스 프리앰블들의 반복 횟수에 대해 상기 이동국으로 알리기 위한 상기 기지국으로부터 신호가 없을 경우, 상기 이동국은 상기 디폴트 값을 취할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 상향링크 신호(예, 상기 참고 신호) 또는 사운딩 신호는, 반복 횟수를 위해 반복될 수 있고, 상기 반복 횟수는, 조종에 의해 형성되는 상기 기지국 수신 빔들의 개수일 수 있다. 상기 기지국은, 상기 사운딩 신호의 반복 횟수를 상기 이동국으로 알릴 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기지국은, 예를 들어, 이동국의 요청에 기초하여, 또는, 기지국 자신의 결정에 기초하여, 상기 이동국으로 전송하기 위한 상기 PDCCH 빔들을 선택할 수 있다. 만약, 상기 선택이, 상기 이동국의 요청에 기초한다면, 상기 이동국은, 상기 PDCCH를 수신하기 위해 상기 이동국이 선택한 이동국 수신 빔들을 사용할 수 있다. 이것은 또한 상기 PDCCH를 위한 반복 횟수를 줄일 수 있다. 도 16은 그러한 예를 도시한다. 도 16에서, 본 개시의 실시 예에 따라, 기지국이 송신 방식을 결정할 수 있도록, 이동국의 수신 빔 성능을 상기 기지국으로 알리는 상기 이동국을 도시한다.
상기 PDCCH 빔들은, 만약, 상기 이동국이, 상기 시간 영역에서 상기 이동국 수신 측에서 조종하는 빔을 사용한다면, 상기 시간 영역에서 반복될 수 있다. 다시 말해, 상기 이동국 수신 빔들은 같은 시간에 형성되지 않고, 오히려 다른 시간에 형성된다. 상기 시간 영역에서 상기 PDCCH의 반복 횟수는, 상기 이동국 수신 빔들이 상기 같은 시간에서 형성되지 않을 때, 상기 PDCCH를 수신하기 위해 사용되는 이동국 수신 빔들의 개수가 될 수 있다. 예를 들어, 만약, 상기 이동국이 상기 PDCCH를 수신하기 위한 2개의 수신 빔들을 갖고 있고, 상기 2개의 수신 빔들은 같은 시간에 형성되지 않는다면, 상기 PDCCH는 같은 시간에 2번 반복될 수 있다.
이러한 시나리오, 이것은 수신 빔들, 그리고 어떤 수신 빔들이 같은 시간에서 형성되는지, 또는 상기 수신 빔들이 조종되는지 상기 기지국으로 알리기 위한 상기 이동국에 유리할 수 있다. 상기 정보는, 상기 상향링크 통신에서 상기 지기국으로, 예를 들어, 상기 송신 빔 보고와 함께, 상기 이동국 피드백에서 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 랜덤 액세스 채널에서, 상기 이동국은, 상기 이동국 수신 빔들이 조종에 의해 형성될 경우, 그것의 수신 빔들의 개수에 기초하여, 상기 PDCCH를 위한 반복 횟수를 지시할 수 있다. 상기 반복 횟수는 명시 또는 암시될 수 있다. 만약, 오직 하나의 수신 빔(예, 전 방향의 수신 빔)이 존재한다면, 상기 이동국은, 그것의 수신 빔들에 관한 어떤 것도 상기 기지국으로 전송할 필요가 없다.
상기 기지국이 상기 기지국 스스로의 선택에 기초하여, 상기 이동국으로 전송하기 위한 상기 PDCCH 빔들을 선택할 때, 상기 이동국은 어떤 빔들이 선택되는지 알 수 없기 때문에, 상기 이동국은 수신하기 위한 그것의 수신 빔들의 모두를 사용할 수 있다. 또한, 상기 이동국은 수신하기 위한 그것의 좋은 수신 빔들을 사용한다.
상기 PDCCH에서, 상기 기지국은 후속 PDSCH에 관한 정보를 전송할 수 있다. 상기 기지국은, 상기 PDCCH로서 같은 수신 빔에서 상기 PDSCH를 전송할 수 있고, 상기 이동국은, 상기 이동국이 상기 PDCCH를 수신하는 것 같이, 상기 같은 수신 빔들에서 상기 PDSCH를 수신할 수 있다. 상기 이동국은, 그것이 상기 PDSCH를 수신하기 위해 사용하는 상기 빔들과 같이, 상기 같은 빔에서 상기 PUSCH를 수신할 수 있고, 상기 기지국은, 상기 기지국이 상기 PUCCH를 수신하기 위해 사용하는 것과 같이, 상기 같은 수신 빔들을 사용하는 상기 PUSCH를 수신할 수 있다.
본 개시가, 예시적인 실시 예와 함께 기술되었을 지라도, 다양한 변경들 및 수정들이 당업자에게 제안될 수 있다. 본 개시는 첨부된 청구항들의 범위 내에서 그러한 변화들과 수정들을 포함하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 이동국(mobile station)에 의한 랜덤(random) 액세스(access)를 위한 방법에 있어서:
    랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 기지국의 적어도 하나의 수신 빔(beam)의 구성에 관한 제1 정보 및 상기 랜덤 액세스 신호를 송신하기 위한 상기 이동국의 적어도 하나의 송신 빔의 구성에 관한 제2 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 과정;
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기반하여 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 상기 적어도 하나의 송신 빔을 구성하는 과정;
    상기 적어도 하나의 송신 빔을 이용하여 상기 랜덤 액세스 신호를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함하고,
    상기 제1 정보는 상기 기지국의 수신 빔들에 대한 시간 정보(timing information)를 포함하고,
    상기 제2 정보는 상기 이동국의 적어도 하나의 송신 빔의 최대 개수에 대한 정보를 포함하는 방법.
  2. 무선 통신 시스템에서 랜덤(random) 액세스(access)를 위해 구성된 이동국(mobile station)에서 사용하기 위한 장치에 있어서:
    송수신기와;
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    기지국으로부터, 랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔의 구성에 관한 제1 정보 및 상기 랜덤 액세스 신호를 송신하기 위한 상기 이동국의 적어도 하나의 송신 빔의 구성에 관한 제2 정보를 수신하고;
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기반하여 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 상기 적어도 하나의 송신 빔을 구성하고; 및
    상기 적어도 하나의 송신 빔을 이용하여 상기 랜덤 액세스 신호를 상기 기지국으로 송신하도록 구성되고,
    상기 제1 정보는 상기 기지국의 수신 빔들에 대한 시간 정보(timing information)를 포함하고,
    상기 제2 정보는 상기 이동국의 적어도 하나의 송신 빔의 최대 개수에 대한 정보를 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 정보는, 시간 자원(time resource), 주파수 자원, 공간 방향(spatial direction) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 상기 적어도 하나의 송신 빔을 구성하는 과정은:
    송신 빔들의 개수, 빔 폭(width), 및 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 시간(timing) 중 적어도 하나를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 송신 시간은, 상기 기지국이 상기 기지국의 특정 수신 빔을 이용하여 상기 랜덤 액세스 신호를 수신할 수 있도록 결정되는 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 송신 빔들의 개수, 빔 폭(width), 및 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 시간(timing) 중 적어도 하나를 결정함으로써 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 상기 적어도 하나의 송신 빔을 구성하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 송신 시간은, 상기 기지국이 상기 기지국의 특정 수신 빔을 이용하여 상기 랜덤 액세스 신호를 수신할 수 있도록 결정되는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기지국은 제2 수신 빔을 유지하는 시간 보다 더 긴 시간의 구간에 대해 제1 수신 빔을 유지하고,
    상기 제1 수신 빔은 상기 이동국이 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 빔에 대한 송신 시간을 선택함에 있어서 상대적으로 큰 유연성을 가지도록 하는 방향에 대응하고,
    상기 제2 수신 빔은 상기 이동국이 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 빔에 대한 송신 시간을 선택함에 있어서 상대적으로 작은 유연성을 가지도록 하는 방향에 대응하는 방법.
  9. 무선 망에서 기지국에 의한 랜덤 액세스를 위한 방법에 있어서:
    랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔의 구성에 관한 제1 정보 및 상기 랜덤 액세스 신호를 송신하기 위한 이동국의 적어도 하나의 송신 빔의 구성에 관한 제2 정보를 상기 이동국으로 송신하는 과정; 및
    상기 적어도 하나의 수신 빔에서 상기 이동국으로부터 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하는 과정을 포함하고,
    상기 랜덤 액세스 신호는 상기 기지국으로부터의 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여 구성된 상기 적어도 하나의 송신 빔에서 상기 이동국으로부터 송신되고,
    상기 제1 정보는 상기 기지국의 수신 빔들에 대한 시간 정보(timing information)를 포함하고,
    상기 제2 정보는 상기 이동국의 적어도 하나의 송신 빔의 최대 개수에 대한 정보를 포함하는 방법.
  10. 무선 망에서 랜덤 액세스를 구성하기 위한 기지국에서 사용하기 위한 장치에 있어서:
    송수신기와;
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    랜덤 액세스 신호를 수신하기 위한 상기 기지국의 적어도 하나의 수신 빔의 구성에 관한 제1 정보 및 상기 랜덤 액세스 신호를 송신하기 위한 이동국의 적어도 하나의 송신 빔의 구성에 관한 제2 정보를 상기 이동국으로 송신하고;
    상기 적어도 하나의 수신 빔에서 상기 이동국으로부터 상기 랜덤 액세스 신호를 수신하도록 구성되고,
    상기 랜덤 액세스 신호는 상기 기지국으로부터의 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여 구성된 상기 적어도 하나의 송신 빔에서 상기 이동국으로부터 송신되고,
    상기 제1 정보는 상기 기지국의 수신 빔들에 대한 시간 정보(timing information)를 포함하고,
    상기 제2 정보는 상기 이동국의 적어도 하나의 송신 빔의 최대 개수에 대한 정보를 포함하는 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 정보는 시간 자원, 주파수 자원, 공간 방향 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 적어도 하나의 송신 빔은, 송신 빔들의 개수, 빔 폭(width), 및 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 시간(timing) 중 적어도 하나를 결정함에 의해 구성되는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 송신 시간은, 상기 기지국이 상기 기지국의 특정 수신 빔을 이용하여 상기 랜덤 액세스 신호를 수신할 수 있도록 결정되는 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 기지국은, 상기 기지국이 제2 수신 빔을 유지하는 시간 보다 더 긴 시간 구간 동안 제1 수신 빔을 유지하고,
    상기 제1 수신 빔은, 상기 이동국이 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 빔에 대한 송신 시간을 선택함에 있어서 상대적으로 큰 유연성을 가지도록 하는 방향에 대응하고,
    상기 제2 수신 빔은, 상기 이동국이 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 빔에 대한 송신 시간을 선택함에 있어서 상대적으로 작은 유연성을 가지도록 하는 방향에 대응하는 방법.
  15. 제2항에 있어서, 상기 제1 정보는, 시간 자원(time resource), 주파수 자원, 공간 방향(spatial direction) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함하는 장치.
  16. 제2항에 있어서, 상기 기지국은 제2 수신 빔을 유지하는 시간 보다 더 긴 시간의 구간에 대해 제1 수신 빔을 유지하고,
    상기 제1 수신 빔은 상기 이동국이 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 빔에 대한 송신 시간을 선택함에 있어서 상대적으로 큰 유연성을 가지도록 하는 방향에 대응하고,
    상기 제2 수신 빔은 상기 이동국이 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 빔에 대한 송신 시간을 선택함에 있어서 상대적으로 작은 유연성을 가지도록 하는 방향에 대응하는 장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기 제1 정보는 시간 자원, 주파수 자원, 공간 방향 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함하는 장치.
  18. 제10항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 신호의 송신을 위한 적어도 하나의 송신 빔은, 송신 빔들의 개수, 빔 폭(width), 및 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 시간(timing) 중 적어도 하나를 결정함에 의해 구성되는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 송신 시간은, 상기 기지국이 상기 기지국의 특정 수신 빔을 이용하여 상기 랜덤 액세스 신호를 수신할 수 있도록 결정되는 장치.
  20. 제10항에 있어서, 상기 기지국은, 상기 기지국이 제2 수신 빔을 유지하는 시간 보다 더 긴 시간 구간 동안 제1 수신 빔을 유지하고,
    상기 제1 수신 빔은, 상기 이동국이 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 빔에 대한 송신 시간을 선택함에 있어서 상대적으로 큰 유연성을 가지도록 하는 방향에 대응하고,
    상기 제2 수신 빔은, 상기 이동국이 상기 랜덤 액세스 신호의 송신 빔에 대한 송신 시간을 선택함에 있어서 상대적으로 작은 유연성을 가지도록 하는 방향에 대응하는 장치.

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