KR102113507B1 - 무선 통신을 위한 빔 관리 - Google Patents

Abstract

통신 네트워크는 제1 빔을 이용하여 제1 통신 트래픽을 제1 네트워크 엔티티에 통신하게 하고, 제2 빔을 이용하여 제2 통신 트래픽을 제2 네트워크 엔티티에 통신하게 하는 기지국을 포함한다. 각각의 제1 통신 트래픽과, 제2 통신 트래픽은 백홀 트래픽, 무선 접속 트래픽, 그리고 네트워크 엔티티 간의 조정을 위한 트래픽을 포함한다.

Description

무선 통신을 위한 빔 관리 {BEAM MANAGEMENT FOR WIRELESS COMMUNICATION}

본 발명은 일반적으로 송신(TX) 빔들(beams) 및 수신(RX) 빔들을 이용한 무선 통신에 관한 것이고, 특히 통용되는 무선 통신에서, TX 빔들 및 RX 빔들의 관리에 관한 것이다.

최근 무선 통신 서비스의 가입자 수가 5억 명을 초과하였고, 그 수는 빠르게 증가하고 있다. 이동 통신 기술은 위와 같이 증가하는 수요를 충족시키고, 더 많고, 더 나은 이동 통신 어플리케이션(applications) 및 서비스를 제공하기 위해서 발전되어왔다. 더 많은 사람들이 무선 통신 시스템을 사용하고, 더 많은 서비스가 이러한 시스템을 통해 제공됨에 따라, 더 큰 용량(capacity), 더 높은 스루풋(throughput), 낮은 레이턴시(latency), 높은 신뢰성(reliability)을 갖춘 무선 통신 시스템에 대해, 증가하는 수요가 존재한다.

따라서 개선된 무선 통신 시스템에 대한 수요가 존재하고, 특히, 무선 통신에 있어 빔 관리(beam management)가 필요하게 된다.

본 발명의 일 실시 예는 무선 통신에서 빔 관리(beam management)를 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시 예는 단말에 의한 빔 관리를 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 기지국에 의한 빔 관리를 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 단말의 빔포밍 제약을 확인하고, 기지국과 단말 사이의 채널을 측정하여, RF 빔포밍 피드백 정보를 기지국으로 송신하기 위한 방법을 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 기지국이 수신된 빔포밍 피드백 정보에 기초하여, 제어 정보를 전송하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 무선 통신에서 빔 관리(beam management)를 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 단말에 의한 빔 관리를 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 단말의 빔포밍(beamforming) 제약(constraint)을 확인하는 과정을 포함한다. 또한, 상기 방법은 최소한 하나의 송신(TX) 빔 및 최소한 하나의 수신(RX) 빔에 있어, 기지국(BS, base station)과 단말 사이의 채널에 관한 측정을 수행하는 과정을 포함한다. 추가로, 상기 방법은 상기 단말의 상기 확인된 제약 및 채널 측정에 기초하여, RF 빔포밍 피드백 정보(RF beamforming feedback information)를 송신하는 과정을 포함한다.

다른 실시 예에서, 기지국에 의해 수행되는 빔 관리를 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 단말의 무선 주파수(radio frequency) 빔포밍 제약 또는 상기 기지국 및 상기 단말 간의 채널에 있어 채널 측정 정보 가운데 적어도 하나로 구성되는 빔포밍 피드백 정보를 수신하는 과정을 포함한다. 추가적으로, 상기 방법은 상기 단말로, 수신된 빔포밍 피드백 정보에 기초하여, 상기 단말과의 하향링크 통신을 위해 이용되는 단말 RX 빔들 또는 기지국 TX 빔들 가운데 적어도 하나에 관한 지시를 포함하는 제어 정보를 전송하는 과정을 포함한다.

다른 실시 예에서, 단말에 포함된 빔 관리를 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 제어부와 트랜시버(transceiver)를 포함한다. 상기 제어부는 단말의 빔포밍 제약을 확인하고, 적어도 하나의 송신 빔과 적어도 하나의 수신 빔에 있어서, 상기 기지국 및 상기 단말 사이의 채널 측정을 수행한다. 상기 트랜시버는 확인된 상기 단말의 RF 제약 및 상기 채널 측정에 기초하여 RF 빔포밍 피드백 정보를 전송한다.

하나의 실시 예에서, 상기 트랜시버는 상기 빔포밍 피드백 정보를 전송하는데 있어서, 어떤 단말 빔들이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시를 기지국에 전송하고, 채널 측정 보고를 상기 기지국으로 전송한다. 그리고, 상기 트랜시버는 송신 방식 및 이용되는 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 지시하는 하향링크 스케줄링에 관한 통지에 대응하여, 지시된 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 수신할 수 있는 적어도 하나의 단말 수신 빔들을 이용하여, 상기 기지국으로부터 하향링크 통신을 위한 신호를 수신하고, 상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 가운데 적어도 하나를 포함한다.

하나의 실시 예에서, 상기 제어부는 단말의 빔포밍 제약에 기초하여, 동시에 이용될 수 있는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들의 적어도 하나의 세트를 확인한다. 상기 트랜시버는 상기 빔포밍 피드백 정보를 전송하는데 있어서, 어떤 단말 빔들이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시를 기지국에 전송한다. 그리고, 상기 트랜시버는 송신 방식 및 이용되는 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 지시하는 하향링크 스케줄링에 관한 통지에 대응하여, 지시된 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 수신할 수 있는 적어도 하나의 단말 수신 빔들을 이용하여, 상기 기지국으로부터 하향링크 통신을 위한 신호를 수신하고, 상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 가운데 적어도 하나를 포함한다.

하나의 실시 예에서, 상기 제어부는 단말의 빔포밍 제약에 기초하여, 동시에 이용될 수 있는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들의 적어도 하나의 세트를 확인한다. 상기 트랜시버는 상기 RF 빔포밍 피드백 정보를 전송하는데 있어서, 상기 기지국에 대해, 동시에 이용될 수 있는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들의 적어도 하나의 세트의 기지국 TX 빔들의 적어도 하나의 세트에 관한 지시를 기지국에 전송한다. 그리고, 상기 트랜시버는 송신 방식 및 이용되는 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 지시하는 하향링크 스케줄링에 관한 통지에 대응하여, 지시된 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 수신할 수 있는 적어도 하나의 단말 수신 빔들을 이용하여 상기 기지국으로부터 하향링크 통신을 위한 신호를 수신하고, 상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 가운데 적어도 하나를 포함한다.

하나의 실시 예에서, 상기 트랜시버는 상기 빔포밍 피드백 정보를 전송하는데 있어서, 다중점 협력 통신(coordinated multipoint communication)을 수행하기 위한 결정에 대응하여 빔포밍 피드백 정보를 전송한다. 그리고, 상기 트랜시버는 송신 방식 및 제 1 기지국을 위해 이용되는 적어도 하나의 기지국 송신 빔들 및 제 2 기지국을 위해 이용되는 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 지시하는 하향링크 스케줄링에 관한 통지를 수신한다. 상기 통지에 대응하여, 지시된 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 수신할 수 있는 적어도 하나의 단말 수신 빔들을 이용하여, 상기 기지국으로부터 하향링크 통신을 위한 신호를 수신하고, 상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 가운데 적어도 하나를 포함한다.

다른 실시 예에서, 기지국에서 빔 관리를 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 제어부와 트랜시버를 포함한다. 상기 트랜시버는 단말의 무선 주파수 빔포밍 제약 가운데 적어도 하나 또는 상기 기지국 및 상기 단말 사이의 채널에 관한 채널 측정 정보를 포함하는 빔포밍 피드백 정보를 수신한다. 상기 트랜시버는 또한 단말로 수신된 빔포밍 피드백 정보에 기초하여 상기 단말과 하향링크 통신에 사용되는 상기 단말 RX 빔들 또는 상기 기지국 TX 빔들을 포함하는 제어 정보를 전송한다.

하나의 실시 예에서, 빔포밍 피드백 정보는 어떤 단말이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시 및 채널 측정 보고를 포함한다. 상기 장치는 송신 방식 및 어떤 단말 빔들이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시에 기초하여 이용되는 적어도 하나의 기지국 TX 빔들을 결정하도록 하는 제어부를 포함한다. 상기 제어 정보를 전송하는데 있어서, 상기 트랜시버는 상기 송신 방식 및 이용될 상기 적어도 하나의 기지국 TX 빔들에 관한 통지를 전송하고, 상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 가운데 적어도 하나를 포함한다.

하나의 실시 예에서, 상기 빔포밍 피드백 정보는 상기 단말의 빔포밍 제약에 기초하여, 동시에 이용될 수 있는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들 가운데 적어도 하나의 세트에 관한 지시를 포함한다. 상기 장치는 송신 방식 및 동시에 이용될 수 있는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들 가운데 적어도 하나의 세트에 관한 지시에 기초하여 이용되는 적어도 하나의 기지국 TX 빔들을 결정하도록 하는 제어부를 포함한다. 상기 제어 정보를 전송하는데 있어서, 상기 트랜시버는 상기 송신 방식 및 이용될 상기 적어도 하나의 기지국 TX 빔들에 관한 통지를 전송하고, 상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 가운데 적어도 하나를 포함한다.

하나의 실시 예에서, 상기 빔포밍 피드백 정보는 동시에 이용될 수 있는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들 가운데 적어도 하나의 세트의 기지국 TX 빔들의 적어도 하나의 세트에 관한 지시를 포함한다. 상기 장치는 송신 방식 및 기지국 TX 빔들 가운데 적어도 하나의 세트에 관한 지시에 기초하여 이용되는 적어도 하나의 기지국 TX 빔들을 결정하도록 하는 제어부를 포함한다. 상기 제어 정보를 전송하는데 있어서, 상기 트랜시버는 상기 송신 방식 및 이용될 상기 적어도 하나의 기지국 TX 빔들에 관한 통지를 전송하고, 상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 가운데 적어도 하나를 포함한다.

하나의 실시 예에서, 상기 기지국은 제 1 기지국이고, 상기 빔포밍 피드백 정보는 다중 협력 통신을 수행하기 위한 결정에 대응하여 수신된다. 상기 장치는 송신 방식 및 이용되는 적어도 하나의 기지국 TX 빔들을 결정하기 위하여, 상기 트랜시버를 통해 제 2 기지국과 협력하는 제어부를 포함한다. 상기 제어 정보를 전송하는데 있어서, 상기 트랜시버는 상기 송신 방식 및 이용될 상기 적어도 하나의 기지국 TX 빔들에 관한 통지를 전송하고, 상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 가운데 적어도 하나를 포함한다.

이하 본 발명의 상세한 설명으로 들어가기 전에, 본 발명 문헌에 걸쳐 사용된 특정한 단어와 구문의 정의에 대하여 설명하는 것이 유용할 수 있다. "구비하다"와 "포함하다"라는 용어는 이들의 파생어와 마찬가지로 비한정 함유를 의미한다. "또는,"이라는 용어는 그리고/또는 의 의미를 포함한다. "~와 연관된" 및 "그와 연관된"이라는 구문은 그 파생어와 마찬가지로 포함하다, ~내에 포함되다, ~와 상호 연결하다, 함유하다, ~내에 함유되다, 사이에 끼우다, 병치하다, 에 근접하다, ~에 또는 ~와 결합하다, 가지다, 의 특성을 가진다 등을 의미할 수 있다. 그리고 "제어기"라는 용어는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 장치, 그러한 장치의 시스템 또는 그 일부를 의미하며, 그러한 장치는 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어 또는 이들 중 적어도 2개의 일부 조합에서 실행될 수 있다. 임의의 특정한 제어기와 연관된 기능성은 로컬로 또는 원격으로의 여부에 따라 중앙집중화되거나 분포될 수 있음을 숙지해야 할 것이다. 본 발명 문헌에 걸쳐 제공된 특정한 단어와 구문에 위한 정의에 대하여, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 가장 많은 경우는 아니더라도 상당한 경우에 그러한 정의가 그러하게 정의된 단어와 구문의 이전 사용뿐만 아니라 향후 사용에도 적용된다는 것을 이해할 것이다.

본 발명을 통해, 무선 통신 시스템에서 송신 빔들 및 수신 빔들에 대한 관리를 수행함으로써, 더 큰 용량(capacity), 더 높은 스루풋(throughput), 낮은 레이턴시(latency), 높은 신뢰성(reliability)을 갖춘 무선 통신 시스템을 구현할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 및 이것의 이점에 대한 보다 완전한 이해를 위해, 이제 첨부한 도면과 결부되어 다음의 설명이 참조되며, 도면에서 유사한 참고 기호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 한가지 예시적인 무선 시스템을 도시한다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 또는 밀리미터 파 송신 경로(millimeter wave transmit path)의 하이-레벨(high-level) 다이어그램(diagram)을 도시한다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 OFDMA 또는 밀리미터 파 수신(receive) 경로의 하이-레벨 다이어그램을 도시한다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 MIMO(multiple input multiple output) 베이스밴드(baseband) 프로세싱을 위한 송신 경로(transmit path)와 다수의 안테나와의 아날로그 빔포밍을 도시한다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 MIMO 베이스밴드 프로세싱을 위한 다른 송신 경로 및 다수의 안테나와의 아날로그 빔포밍을 도시한다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 MIMO 베이스밴드 프로세싱을 위한 수신 경로(receive path)와 다수의 안테나와의 아날로그 빔포밍을 도시한다.
도 3d는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 MIMO 베이스밴드 프로세싱을 위한 또 다른 수신 경로(receive path)와 다수의 안테나와의 아날로그 빔포밍을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 어레이(array)을 사용한 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기 및 수신기의 빔 포밍 능력에 관한 한가지 예를 도시하고 있다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 및 단말의 빔포밍 능력의 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말로부터 수신된 측정 보고 및 빔포밍 능력 정보에 기초하여 기지국이 전송 방식(scheme)을 결정하는 빔 관리를 위한 절차의 흐름도(flow diagram)를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 단말로부터 수신되는 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들의 가능한 세트를 포함하는 측정 보고에 기초하여, 기지국이 송신 방식을 결정하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 선호되는 송신 방식을 결정하고 요청하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 빔포밍 능력 정보에 기초하여, 기지국이 빔 쌍들을 측정하기 위해 상향링크 신호를 이용하고, 송신 방식을 결정하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 기지국에 단말의 빔포밍 능력에 관해 동적으로 통지하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 11a는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 RF 체인들을 이용하는 다중 기지국들에 동시에 연결된 단말의 예를 도시한다.
도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 다중 RF 체인들을 이용하는 다중 기지국들에 동시에 연결된 단말의 다른 예를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국들이 측정 보고 및 단말로부터 수신한 빔포밍 능력 정보에 기초하여 결정하기 위해 협력하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 다중 기지국을 위한 다중-점 통신을 위한 선호되는 송신 방식을 결정하고, 요청하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국들이 빔 쌍들을 측정하기 위해서 상향링크 신호들을 이용하고, 단말(1405)의 빔포밍 능력에 기초하여 송신 방식을 결정하기 위해 협력하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 기지국들에 기지국들이 송신 방식을 결정하고 협력하기 위한 단말의 빔포밍 능력에 관하여 동적으로 통지하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 RF 체인들을 이용한 기지국 1 및 MS 1에 동시에 연결된 기지국 2의 예를 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 단말에 의한 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에 의한 빔 관리 프로세스의 흐름도를 도시한다.

아래에서 설명되는 도 1 에서 도 18 및 본 명세서에 기술된 본 발명의 원리를 설명하기 위해 이용되는 다양한 실시 예들은 단지 설명을 위한 것이고, 상기 발명의 범위를 제한하는 어떠한 방식으로도 이해되어서는 아니 된다. 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 원리들이 적절히 배열된 시스템 또는 장치로 구현될 수 있다는 사실을 이해할 것이다.

본 발명의 역할, 특성, 이점은 수많은 실시 예에 관한 설명을 통한 이하 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다. 또한, 본 발명은 다른 실시 예들을 포함한다. 그리고, 본 발명의 몇 가지 세부사항들은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 다양하고, 명백한 관점에서 수정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 기지국과 단말의 제한된 수와 유형, 서비스 플로우(service flows), 연결(connections), 경로(routes) 또는 유스 케이스(use cases)는 설명을 위한 예시로서 이용될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시 예들은 또한 기지국과 단말의 다른 수와 유형, 서비스 플로우, 연결, 경로 및 다른 관련된 유스 케이스에 적용가능하다.

이어지는 문서와 표준 설명서가 완전히 설명된 것처럼, 본 발명의 실시 예와 결합 될 것이다. (ⅰ) F. Khan and Z. Pi., "밀리미터 파 모바일 광대역(MmWave Mobile Broadband (MMB)): 37300 GHz 스펙트럼을 촉발시키는(Unleashing)", 사노프 심포지엄(Sarnoff Symposium), 2011 (이하, "참조 1"), (ⅱ) Z. Pi and F. Khan, "밀리미터-파 모바일 광대역 시스템에 관한 입문". IEEE 통신 매거진, 2011. 6. (이하, "참조 2"), 및 (ⅲ) Z. Pi and F. Khan, "밀리미터-파 모바일 광대역(MMB) 시스템을 위한 시스템 디자인 및 네트워크 아키텍처", 사노프 심포지엄(Sarnoff Symposium), 2011 (이하, "참조 3").

스마트 폰 및 노트패드(notepads), 노트북(netbooks), 이북 리더(eBook readers) 등과 같은 다른 모바일 데이터 장치의 소비자들 및 사업자들 사이에서 커져가는 인기로 인해 무선 데이터 트래픽(traffic)에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있다. 모바일 데이터 트래픽에 있어 높은 성장을 충족시키기 위해서, 무선 인터페이스 효율(radio interface efficiency)에 있어서의 개선과 새로운 스펙트럼(spectrum)의 할당이 가장 중요하다.

LTE(long term evolution) 및 Mobile WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)를 포함하는 현재 4세대 무선 통신 시스템("4G 시스템")은 초당 비트수(Bps)/헤르츠(Hz)/Cell 단위에 관한 이론적 한계에 근접해 있는 스펙트럼 효율(spectral efficiencies)을 성취하기 위해서, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), MIMO(Multiple Input Multiple Output), 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity), 링크 적응(link adaptation) 등과 같은 진보된 기술을 사용한다. CA(Carrier Aggregation), 고차 MIMO, CoMP(coordinated Multipoint), 송신과 중계국(Relay) 등의 새로운 기술의 도입을 통해 무선 인터페이스(air-interface) 성능의 지속적인 개선이 이루어지고 있다. 그러나 비록 최적의 조건에서도 스펙트럼 효율의 어떠한 추가적인 개선은 한계가 있다는 것이 일반적으로 인정된다.

BPS/Hz/Cell 등의 단위를 사용하는 무선 통신 시스템에서, 스펙트럼 효율을 크게 향상시킬 수 없는 경우, 용량을 증가시킬 수 있는 또 다른 방법은 많은 소형 셀을 배치하는 것이다. 그렇지만 지리적 영역에서 배치될 수 있는 소형 셀들의 수는 새로운 사이트들을 얻기 위해, 장비를 설치하기 위해, 백홀을 공급하기 위해, 소모되는 비용으로 인해 한계가 있다. 이론적으로, 1000배의 용량을 증가시키기 위해서는 셀들의 수 또한 동일한 양만큼 증가되어야 한다. 소형 셀의 또 다른 문제점은 네트워크 시그널링 오버헤드(network signaling overhead)와 지연(latency)을 증가시키는 잦은 핸드오프(handoffs)이다. 소형 셀은 미래의 무선 네트워크를 위해 필요하다. 그러나 그들 자체만으로는 비용을 고려한, 이동 데이터 트래픽 수요의 예상된 규모 증가를 수용하기 위한 용량을 충족시키기 어렵다.

앞서 설명한 새로운 기술에 더해, 모바일 데이터의 폭발적인 수요를 충족시키기 위해서 더 많은 기술들이 연구되고 있다. 참조 1, 참조 2, 참조 3은 넓은 지역 커버리지(wide area coverage)를 가진 모바일 광대역(Mobile Broadband, MMB) 어플리케이션(applications)을 위해 밀리미터-파 대역(Millimeter-wave band, 3-300GHz 스펙트럼)을 이용하는 것에 관해 논의하고 있다. 이러한 주파수들의 주요 이점은 짧은 파장으로 인한, 스펙트럼 가용성(spectrum availability) 및 안테나와 다른 무선 장치(radio devices)와 같은 부품(component)의 작은 크기이다. 그들의 더 작은 파장 때문에, 더 많은 밀리미터 파 안테나가 상대적으로 좁은 지역에 설치될 수 있다. 그 결과 고-이득(high-gain) 안테나가 작은 폼 팩터(form factor)를 가지도록 할 수 있다. 더 넓은 대역들이 사용될 수 있고, MMB 통신을 이용함으로써, 현재 4G 시스템과 비교할 때, 더 높은 스루풋이 얻어질 수 있다.

특정한 셀룰러(cellular) 시스템에서, 단말은 하나 또는 그 이상의 전-수신 안테나(omni-receiving antennas) 또는 매우 넓은 빔을 이용하는 안테나를 이용하여, 기지국을 탐지할 수 있다. 이러한 특성은 단말이 기지국으로부터의 하향링크(downlink) 신호를 쉽게 듣고, 상기 기지국을 쉽게 찾도록 한다.

그러나, MMB 무선 통신 시스템과 같은, 지향성 안테나(directional antennas) 또는 안테나 어레이(array)를 사용하는 장래 무선 통신 시스템에서, 수신된 빔들은 좁을(narrow) 수도 있고, 빔 포밍(beam forming)이 필요할 수도 있다. 장래 무선 통신 시스템을 위한 도전 과제 중 하나는 빔들을 어떻게 관리하느냐이다. 일부 빔들이 포밍되지(formed) 않거나, 통신 장치의 물리적 제약(constraint) 때문에 동시에 이용되는 것과 같은 빔포밍에 있어 기능 제한(capability limitations)이 존재하는 경우, 이러한 과제는 특히 현존할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 단말과 기지국과 같은 무선 통신 장치는 그들의 빔포밍 능력(capability)에 있어서 물리적 제약을 가질 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에 따라, 이러한 물리적 제약의 통신과 빔포밍 능력은 효율적인 무선 통신을 위해 필요할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예는 무선 통신을 위한 빔들의 선택을 관리하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 또한 본 발명의 실시 예는 효율적이고 신뢰성 있는 무선 통신을 위해, 빔포밍이 제약되는 장치를 확인하고, 빔 선택, 선택된 빔을 통한 통신 모드 선택, 선택된 빔을 포밍(forming)하는 것 등을 포함하여, 적절히 빔을 관리하기 위한 피드백 정보를 주고 받게 하는 시스템 및 방법을 제공한다.

아래의 도 1 내지 도 2는 OFDM 또는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템에서 수행되는 다양한 실시 예를 도시한다. 도 1 내지 도 2의 설명은 물리적 또는 구조적 제한을 암시하는 것은 아니며, 다른 실시 예가 수행될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예는 적절히 배열된 어떠한 통신 시스템에서 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예의 원리에 따라, 메시지를 송신하는 예시적인 무선 시스템(100)을 도시한다. 도시된 실시 예에서, 무선 시스템(100)은 기지국(101), 기지국(102), 기지국(103) 및 다른 비슷한 기지국 또는 중계국(도시되지 않음)과 같은 송신 점들(transmission points, 예를 들어, e(Evolved) 노드 B(eNB), 노드 B)을 포함한다. 기지국(101)은 기지국(102) 및 기지국(103)과 통신한다. 기지국(101)은 또한 인터넷(130) 또는 비슷한 IP 기반 시스템(도시되지 않음)과 통신한다.

기지국(102)은 기지국(102)의 통신 가능 구역(coverage area, 120) 안의 제 1 다수의 단말들(plurality of mobile stations, 예를 들어 모바일 폰, 사용자 장치, 가입자 지국(subscriber station))을 통해 인터넷(130)으로의 무선 광대역(broadband) 접속(기지국(101)을 통한)을 제공한다. 제 1 다수의 단말들은 소규모 기업(small business, SB) 안에 위치될 수 있는 단말(111), 기업(enterprise, E) 안에 위치될 수 있는 단말(112), WiFi 핫 스팟(hotspot, HS) 안에 위치될 수 있는 단말(113), 제 1 가정(residence) 안에 위치될 수 있는 단말(114), 제 2 가정 안에 위치될 수 있는 단말(115), 휴대전화, 무선 랩탑, 무선 PDA 등과 같은 이동 장치가 될 수 있는 단말(116)을 포함한다.

기지국(103)은 기지국(3503)의 통신 가능 구역(coverage area, 125) 안의 제 2 다수의 단말들을 통해 인터넷(130)으로의 무선 광대역 접속(기지국(101)을 통하여)을 제공한다. 제 2 다수의 단말들은 단말(115)과 단말(116)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 기지국들(101-103)은 서로 통신할 수 있고, OFDM 또는 OFDMA를 이용하여 단말들(111-116)과 통신할 수 있다.

비록 도 1에는 단지 6개의 단말이 도시되어 있지만, 무선 시스템(100)은 추가적인 단말들로의 무선 광대역 접속을 제공할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 단말(115)과 단말(116)은 두 개의 통신 가능 구역(120과 125)의 경계에 위치된다. 단말(115)과 단말(116)은 각각 기지국(102), 기지국(103)과 통신한다. 그리고 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려졌듯이, 핸드오프 모드에서 동작할 수 있다.

단말들(111-116)은 인터넷(130)을 통해 음성, 데이터, 비디오, 비디오 회의, 및/또는 다른 광대역 서비스에 접근할 수 있다. 하나의 실시 예에서, 하나 또는 그 이상의 단말(111-116)은 WiFi WLAN(Wireless-Fidelity wireless local area network)의 접근 점(access point, AP)과 관련된다. 단말(116)은 무선으로 이용 가능한 랩탑 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기, 노트북, 핸드헬드(Handheld) 장치, 또는 다른 무선 연결이 가능한 장치들을 포함한 수많은 이동통신 장비 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 단말(114와 115)은 무선 연결이 가능한 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 게이트웨이 또는 또 다른 장비일 수 있다.

도 2a는 송신 경로 회로(transmit path circuitry, 200)의 하이-레벨(high-level) 다이어그램(diagram)을 도시한다. 예를 들어, 상기 송신 경로 회로(200)는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 통신을 위해 사용될 수 있다. 도 2b는 수신 경로 회로(receive path circuitry, 250)의 하이-레벨 다이어그램을 도시한다. 예를 들어, 상기 수신 경로 회로(200)는 OFDMA 통신을 위해 사용될 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서, 하향링크 통신을 위해서, 상기 송신 경로 회로(200)는 기지국(102) 또는 중계국에서 구현될 수 있다. 그리고 상기 수신 경로 회로(250)는 단말(예를 들어, 도 1의 단말(116))에서 구현될 수 있다. 다른 실시 예에서, 상향링크(uplink, UL) 통신을 위해서, 상기 수신 경로 회로(250)는 기지국(예를 들어, 도 1의 기지국(102)) 또는 중계국에서 구현될 수 있고, 상기 송신 경로 회로(200)는 단말(예를 들어, 도 1의 단말(116))에서 구현될 수 있다

송신 경로 회로(200)는 채널 코딩(channel coding)과 변조(modulation) 블록(205), 직렬-병렬 (serial-to-parallel, S-to-P) 블록(210), 사이즈 N IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 블록(215), 병렬-직렬 (parallel-to-serial, P-to-S) 블록(220), CP(cyclic prefix) 첨가 블록(225), 업-컨버터(up-converter, UC) (230)로 구성된다. 수신 경로 회로(250)는 다운-컨버터(down-converter, DC) (255), CP 제거 블록(260), 직렬-병렬 (serial-to-parallel, S-to-P) 블록(265), 사이즈 N FFT(Fast Fourier Transform) 블록(270), 병렬-직렬 (parallel-to-serial, P-to-S) 블록(275), 채널 디코딩과 복조(demodulation) 블록(280)으로 구성된다.

도 2a와 2b에서, 구성 요소의 적어도 일부는 소프트웨어에서 수행될 수 있다. 반면에 다른 구성 요소는 설정 가능한(configurable) 하드웨어 또는 소프트웨어와 설정 가능한 하드웨어의 혼합에 의하여 수행될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 FFT 블록과 IFFT 블록은 위 수행에 따라 수정된 사이즈 N 값을 의미하는 설정 가능한 소프트웨어 알고리즘으로 수행된다는 점을 주의해야 한다.

게다가, 비록 본 발명의 실시 예는 FFT 및 IFFT를 수행하는 것으로 되어 있지만, 이는 단지 설명을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다. 또 다른 실시 예에서, FFT 기능 및 IFFT 기능은 DFT(Discrete Fourier Transform) 기능 및 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 기능에 의해서 쉽게 대체될 수 있다. DFT 및 IDFT를 위해, 변수 N 값은 임의의 정수가 될 수 있다. (즉, 1, 2, 3, 4 등), 반면에, FFT 및 IFFT 기능을 위해, 변수 N 값은 2의 지수(즉, 1, 2, 4, 8, 16 등)에 해당하는 임의의 정수가 될 수 있다.

송신 경로 회로(200)에서, 채널 코딩과 복조 블록(205)은 정보 비트들의 세트(set)를 수신하고, 코딩(예를 들어, LDPC)을 적용하고, 주파수-도메인 변조 심볼(frequency-domain modulation symbols)의 시퀀스(sequence)를 생산하기 위하여 입력 비트를 복조한다(예를 들어 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 또는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)). 직렬-병렬 블록(210)은 기지국(102)과 단말(116)에서 사용되는 IFFT/FFT 사이즈인 N 병렬 심볼 스트림(N parallel symbol streams)을 생산하기 위해서 직렬 복조된 심볼을 병렬 데이터로 바꾼다(즉, 디-멀티플렉스(de-multiplexes)). 사이즈 N IFFT 블록(215)은 시간-도메인(time-domain) 출력 신호를 생산하기 위해서, N 병렬 심볼 스트림에 대한 IFFT 동작을 수행한다. 병렬-직렬 블록(220)은 직렬 타임-도메인 신호를 생산하기 위해 병렬의 시간-도메인 사이즈 N IFFT 블록(215)으로부터 나온 출력 심볼을 전환한다(즉, 멀티플렉스(multiplexes)). 그리고 나서 CP 첨가 블록(225)은 CP를 시간-도메인 신호에 삽입시킨다. 마지막으로 업-컨버터(230)는 CP 첨가 블록(225)의 출력 값을 무선 채널을 통해 송신하기 위한 RF 주파수로 복조(즉, 상향-전환(up-converts))한다. 그 신호는 RF 주파수로의 전환 이전에 베이스밴드(baseband)에서 필터링(filtered)될 수 있다.

송신된 RF 신호는 무선 채널을 통과한 후 단말(116)에 도착한다. 그리고 기지국(102)에서 수행되었던 동작들이 역으로 행해진다. 다운-컨버터(255)는 수신된 신호를 베이스밴드 주파수로 하향-전환(down-convert)시킨다. CP 제거 블록(260)은 직렬 시간-도메인 베이스밴드 신호를 생산하기 위해서 CP를 제거시킨다. 직렬-병렬 블록(265)은 시간-도메인 베이스밴드 신호를 병렬 시간-도메인 신호로 전환시킨다. 그리고 나서, 사이즈 N FFT 블록(270)은 N 병렬 주파수-도메인 신호를 생산하기 위하여 FFT 알고리즘을 수행한다. 병렬-직렬 블록(275)은 병렬 주파수-도메인 신호를 변조된 데이터 심볼의 시퀀스로 전환시킨다. 채널 디코딩과 복조 블록(280)은 변조된 심볼을 본래의 입력 데이터 스트림으로 회복시키기 위해서 복조하고, 디코딩한다.

각각의 기지국(101-103)은 하향링크에서 단말(111-116)로 송신하는 것과 유사한 송신 경로를 구현할 수 있다. 그리고 상향링크에서 단말(111-116)로부터 수신하는 것과 유사한 수신 경로를 구현할 수 있다. 비슷하게, 각각의 단말(111-116)은 상향링크에서의 송신을 위한 아키텍처(architecture)에 대응하는 송신 경로를 구현할 수 있다. 그리고 기지국(101-103)으로부터 하향링크에서의 수신을 위한 아키텍처에 대응하는 수신 경로를 구현할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에서, 기지국(BS)은 하나 또는 다수의 셀들을 가질 수 있다. 그리고 각각의 셀은 하나 또는 다수의 안테나 어레이를 가질 수 있다. 이 경우, 하나의 셀 안에 있는 각각의 어레이는 다른 프레임 구조(frame structures)를 가질 수 있다. (예를 들어, 시분할 복신(TDD, time division duplex) 시스템에서 다른 상향링크 및 하향링크 비(ratios)). 다중 TX/RX(transmitting/receiving) 체인은 하나의 어레이 또는 하나의 셀 안에서 적용될 수 있다. 하나의 셀 안에 있는 하나 또는 다수의 안테나 어레이는 동일한 하향링크 제어 채널(예를 들어, 동기 채널(synchronization channel), 물리 방송 채널(physical broadcast channel) 등) 을 송신할 수 있다. 반면에, 다른 채널들(예를 들면, 데이터 채널)은 각각의 안테나 어레이에 특화되어(specific to) 동일한 프레임 구조로 송신될 수 있다.

상기 기지국은 빔포밍을 수행하기 위해서 하나 또는 그 이상의 안테나 또는 안테나 어레이를 사용할 수 있다. 안테나 어레이는 다양한 너비(예를 들어, 와이드 빔(wide beam), 내로 빔(narrow beam) 등)를 가지는 빔들을 포밍할 수 있다. 예들 들어, 와이드 빔에서 하향 링크 제어 채널 정보, 방송 신호 및 메시지, 방송 데이터 채널 및 제어 채널은 송신될 수 있다. 와이드 빔은 한번에 송신되는 단일 와이드 빔을 포함할 수 있거나 여러 번에 거친 내로 빔들의 스윕(sweep)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 내로 빔들에서 멀티캐스트(multicast) 및 유니캐스트(unicast) 데이터, 제어 신호 및 메시지는 송신될 수 있다.

셀들의 식별자들(identifiers)은 동기 채널에서 운반될 수 있다. 어레이, 빔 등의 식별자는 암시적으로 또는 명시적으로 하향링크 제어 채널(예를 들어, 동기 채널, 물리 방송 채널 등)에서 운반될 수 있다. 이러한 채널들은 와이드 빔을 통해 보내질 수 있다. 이러한 채널들을 획득함으로써, 단말은 식별자들을 탐지할 수 있다.

단말은 빔포밍을 수행하기 위해서 하나 또는 그 이상의 안테나 또는 안테나 어레이를 사용할 수 있다. 기지국 안테나 어레이를 따라, 단말에서의 안테나 어레이는 다른 너비(예를 들어, 와이드 빔, 내로 빔 등)를 가진 빔들을 포밍할 수 있다. 예들 들어, 와이드 빔에서 방송 신호 및 메시지, 방송 데이터 채널 및 제어 채널은 송신될 수 있다. 예를 들어, 내로 빔들에서 멀티캐스트 및 유니캐스트 데이터, 제어 신호 및 메시지는 송신될 수 있다.

상기 빔들은 다양한 형태(shapes)로 존재할 수 있거나, 다양한 빔 패턴(patterns)을 가질 수 있다. 상기 빔 형태 또는 빔 패턴은 예들 들어, 펜슬(pencil) 빔 형태, 콘(cone) 빔 형태, 사이드 로브들(side lobes)을 가진 불규칙적인 주 로브(main lobe) 등으로 규칙적이거나 불규칙적으로 존재할 수 있다. 상기 빔들은 예들 들어, 도 3a 내지 도 3d에서 송신 경로 및 수신 경로를 사용하여 포밍되고, 송신되고, 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 3a 내지 도 3d에서 상기 송신 경로 및 수신 경로는 무선 통신을 위한 다른 지점에서 무선 통신 장치의 트랜시버(transceivers)에 위치할 수 있다(예를 들어, 도 1에서 하나 또는 그 이상의 기지국(101-103) 또는 단말(111-116)에서의 송신 경로 및 수신 경로).

도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO(multiple input multiple output) 베이스밴드(baseband) 프로세싱을 위한 송신 경로(transmit path)와 다수의 안테나와의 아날로그 빔포밍을 도시한다. 송신 경로(300)는 베이스밴드 프로세싱으로부터 출력되는 모든 신호가 안테나 어레이의 모든 이상기(phase shifters)와 전력 증폭기(power amplifiers, PAs)에 완전히 연결되는 빔포밍 아키텍처를 포함한다.

도 3a에 도시되듯이, N 정보 스트림은 베이스밴드 프로세서(도시되지 않음)에 의해 처리되고, 베이스밴드 TX MIMO 프로세싱 블록(310)으로 입력된다. 베이스밴드 TX MIMO 프로세싱 이후에, 정보 스트림은 디지털-아날로그 변환기(digital and analog converter, DAC)에서 전환된다. 나아가, 베이스밴드 신호를 RF 캐리어 밴드에 있는 신호로 전환시키는 IF(interim frequency) 및 RF 업-컨버터(314)에 의하여 처리된다. 본 발명의 실시 예에서, 하나의 정보 스트림은 변조를 위해, I(in-phase)와 Q(quadrature) 신호로 나뉠 수 있다. IF 및 RF 업-컨버터(314)이후, 신호는 TX 빔포밍 모듈(316)로 입력된다.

도 3a는 신호들이 송신 안테나의 모든 이상기와 전력 증폭기(PAs)에 완전히 연결되는, 빔포밍 모듈(316)을 위한 하나의 가능한 아키텍처를 보여준다. IF 및 RF 업-컨버터(314)로부터 얻어진 각각의 신호는 하나의 이상기(318)와 하나의 PA(320)를 통과한다. 그리고 결합기(combiner, 322)를 통해, 모든 신호는 TX 안테나 어레이(324)의 안테나 중 하나를 위해 결합될 수 있다. 도 3a에서 도시되듯, TX 어레이(324)에서 N 송신 안테나가 존재한다. 각각의 안테나는 하나 또는 다수의 안테나 요소를 가질 수 있다. 각각의 안테나는 무선으로 신호를 송신한다. 제어부(controller, 330)는 베이스밴드 프로세서, IF 및 RF 업-컨버터(314), TX 빔포밍 모듈(TX beam forming module, 316), TX 안테나 어레이 모듈(TX antenna array module, 324)을 포함하는 TX 모듈과 상호작용할 수 있다. 수신기 모듈(receiver module, 332)은 피드백(feedback) 신호를 수신할 수 있다. 피드백 신호는 제어부(330)로 입력될 수 있다. 제어부(330)는 피드백 신호를 처리할 수 있고, TX 모듈들을 조정할 수 있다.

도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 베이스밴드 프로세싱을 위한 송신 경로 및 다수의 안테나와의 아날로그 빔포밍을 도시한다. 송신 경로(301)는 베이스밴드 프로세싱으로부터 출력되는 신호가 안테나 어레이의 서브-어레이의 모든 이상기와 전력 증폭기(PAs)에 완전히 연결되는 빔포밍 아키텍처를 포함한다. 송신 경로(301)는 TX 빔포밍 모듈(316)에 있어서 차이를 제외하고는 도 3a의 송신 경로(300)와 유사하다.

도 3b에 도시되었듯이, 베이스밴드로부터의 신호는 IF 및 RF 업-컨버터(314)를 통해 처리되고, 안테나 어레이(324)의 서브-어레이(sub-array)의 이상기(318)와 전력 증폭기(320)로 입력된다. 이 경우, 서브-어레이은 Nf 안테나들을 가지고 있다. 베이스밴드 프로세싱(예를 들어, MIMO 프로세싱의 출력)으로부터의 Nd 신호를 위해서, 만약 각각의 신호가 Nf 안테나의 서브-어레이로 전달된다면, 송신 안테나 Nt의 모든 수는 Nd*Nf가 되어야 한다. 송신 경로(301)는 각각의 서브-어레이를 위한 안테나의 수와 동일한 수를 포함한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 이에 제한되지 않는다. 오히려 각각의 서브-어레이를 위한 안테나의 수는 모든 서브-어레이에 대해 동일할 필요는 없다.

송신 경로(301)는 안테나의 한 서브-어레이인 RF 프로세싱에 대한 입력으로서, 동시에 MIMO 프로세싱으로부터 출력되는 출력신호를 포함한다. 그러나 본 발명의 실시 예는 이에 제한되지 않는다. 베이스밴드 프로세싱(예를 들어, MIMO 프로세싱의 출력)으로부터의 Nd 신호들 중 하나 또는 다수의 신호는 서브-어레이들 중 하나에 대한 입력이 될 수 있다. MIMO 프로세싱으로부터의 다중 출력 신호들이 서브-어레이들 중 하나의 입력이 되는 경우, MIMO 프로세싱으로부터의 다중 출력 신호들 각각은 상기 서브-어레이의 안테나의 일부 또는 전부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 안테나의 서브-어레이의 각각에 대한 상기 RF 및 IF 신호 프로세싱은 도 3a에서의 안테나 어레이에 대한 프로세싱 또는 안테나의 어레이에 대한 임의의 유형의 RF 및 IF 신호 프로세싱과 동일할 수 있다. 안테나의 한 서브-어레이와 관련된 상기 프로세스는 하나의 "RF 체인"으로 언급될 수 있다.

도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 베이스밴드 프로세싱을 위한 수신 경로(receive path)와 다수의 안테나와의 아날로그 빔포밍을 도시한다. 수신 경로(350)는 RX 안테나에서 수신된 신호가 증폭기(amplifier) (예를 들면, LNA(a low noise amplifier))와 이상기를 통하여 처리되는 빔포밍 아키텍처를 포함한다. 그리고 나서 그 신호들은 베이스밴드 신호로 전환될 수 있고, 베이스밴드에서 처리될 수 있는 아날로그 스트림을 형성하기 위해 결합된다.

도 3c에 도시되듯이, NR 수신 안테나(360)는 송신 안테나로부터 무선으로 신호를 송신받는다. 각각의 수신 안테나는 하나 또는 다수의 안테나 요소를 가질 수 있다. RX 안테나로부터의 신호는 LNA들(362)과 이상기(364)를 통해 처리된다. 그리고 나서 신호는 아날로그 스트림을 형성하기 위하여 결합기(366)에서 결합된다. 전체로서, Nd 아날로그 스트림이 형성될 수 있다. 나아가 각각의 아날로그 스트림은 RF 및 IF 다운-컨버터(368)와 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter, ADC, 370)를 통해 베이스밴드 신호로 전환될 수 있다. 전환된 디지털 신호는 회복된 NS 정보 스트림을 얻기 위해서 베이스밴드 RX MIMO 프로세싱 모듈(372)과 다른 베이스밴드 프로세싱을 통해 처리될 수 있다. 제어부(380)는 베이스밴드 프로세서, RF 및 IF 다운-컨버터(368), RX 빔포밍 모듈(363), 그리고 RF 안테나 어레이 모듈(360)을 포함하는 RX 모듈과 상호작용할 수 있다. 제어부(380)는 피드백 신호를 보낼 수 있는 송신기 모듈(transmitter module, 382)에 신호를 보낼 수 있다. 제어부(380)는 RX 모듈을 조정할 수 있고 피드백 신호를 형성할 수 있다.

도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 베이스밴드 프로세싱을 위한 또 다른 수신 경로(receive path)와 다수의 안테나와의 아날로그 빔포밍을 도시한다. 수신 경로(351)는 베이스밴드에서 전환되고 처리될 수 있는 아날로그 스트림을 형성하기 위하여 안테나의 서브-어레이에 의하여 수신된 신호가 증폭기와 이상기에 의하여 처리될 수 있는 빔포밍 아키텍처를 포함한다. 수신 경로(351)는 빔포밍 모듈(363)에서의 차이를 제외하고 도 3c의 수신 경로(350)와 유사하다.

도 3에 도시되듯이, 안테나 어레이(360)의 서브-어레이의 NfR 안테나로부터 수신된 신호는 LNA들(362)과 이상기(364)에 의하여 처리된다. 그리고 아날로그 스트림을 형성하기 위하여 결합기(366)에서 결합된다. 하나의 아날로그 스트림을 형성하는 각각의 서브-어레이와 함께 NdR 서브-어레이(NdR = NR/NFR)가 존재할 수 있다. 따라서 전체로서 NdR 아날로그 스트림이 형성될 수 있다. 각각의 아날로그 스트림은 RF 및 IF 다운-컨버터(368)와 ADC(370)를 통하여 베이스밴드 신호로 전환될 수 있다. NdR 디지털 신호는 Ns 정보 스트림을 회복시키기 위하여 베이스밴드 모듈(372)에서 처리될 수 있다. 수신 경로(351)는 각각의 서브-어레이에 대한 동일한 수의 안테나를 포함한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시 예에 제한되는 것은 아니다. 오히려 각각의 서브-어레이를 위한 안테나의 수는 모든 서브-어레이에 대하여 동일한 수일 필요는 없다.

수신 경로(351)는 안테나의 하나의 서브-어레이에 대한 RF 프로세싱으로부터의 출력 신호를 포함한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시 예에 제한되는 것은 아니다. 오히려 안테나의 하나의 서브-어레이에 대한 RF 프로세싱으로부터의 하나 또는 다수의 출력 신호가 베이스밴드 프로세싱에 대한 입력이 될 수 있다.

안테나의 하나의 서브-어레이에 대한 RF 프로세싱으로부터의 다중 출력 신호가 입력이 되는 경우, 안테나의 하나의 서브-어레이에 대한 RF 프로세싱으로부터의 각각의 다중 출력 신호는 상기 서브-어레이의 안테나의 일부 또는 전부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 안테나의 서브-어레이의 각각에 대한 상기 RF 및 IF 신호 프로세싱은 도 3c에서의 안테나 어레이에 대한 프로세싱 또는 안테나의 어레이에 대한 임의의 유형의 RF 및 IF 신호 프로세싱과 동일할 수 있다. 안테나의 한 서브-어레이과 관련된 상기 프로세스는 하나의 "RF 프로세싱 체인"으로 언급될 수 있다.

다른 실시 예에서, 도 3a부터 도 3d에 도시된 경로와 유사하고, 다른 빔 포밍 구조를 가지고 있는 다른 송신 경로 및 수신 경로가 존재할 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭기(320)는 결합기(322) 뒤에 존재할 수 있다. 그 결과 증폭기의 수는 줄어들 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 어레이를 사용한 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 4에 도시된 무선 통신 시스템(400)의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 무선 통신 시스템(400)의 다른 실시 예들 또한 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.

도 4에 도시되었듯이, 시스템(400)은 기지국(402-403) 및 단말(410-430)을 포함한다. 기지국(401-403)은 도 1의 하나 또는 그 이상의 기지국(101-103)을 나타낼 수 있다. 유사하게, 단말(410-430)은 도 1의 하나 또는 그 이상의 단말(111-116)을 나타낼 수 있다.

기지국(401)은 셀 0, 셀 1, 셀 2와 같이 세 개의 셀들을 포함한다. 각각의 셀은 어레이 0 및 어레이 1과 같이 두 개의 어레이를 포함한다. 기지국(401)의 셀 0에서, 안테나 어레이 0 및 어레이 1은 와이드 빔에서 동일한 하향링크 제어 채널들을 송신할 수 있다. 그러나 어레이 0은 어레이 1로부터 다른 프레임 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 어레이 0은 단말(420)로부터 상향링크 유니캐스트 통신을 위한 신호를 수신할 수 있다. 반면에, 어레이 1은 기지국(402)의 셀 2 어레이 0과 통신하는 하향링크 백홀(backhaul)에 관한 신호를 송신한다. 기지국(402)은 하나 또는 그 이상의 백홀 네트워크(411)와 연결된 유선 백홀을 포함한다. 또한 동기 채널(SCH) 및 방송 채널(BCH)은 도 4에 도시된 기지국(401)으로부터, 가장 넓은(widest) 송신 빔만큼 넓지는 않은 너비를 가진 다중 빔들을 통해 송신될 수 있다. SCH 또는 BCH를 위한 이러한 다중 빔들 가운데 각각은 기지국과 단일 단말 간의 통신을 위한 유니캐스트 데이터 통신을 위한 빔들보다 넓은 빔 너비를 가질 수 있다.

본 발명의 실시 예를 통해, 송신 빔은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 송신 경로를 통해 포밍될 수 있다. 유사하게, 수신 빔은 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 수신 경로에 의해 포밍될 수 있다.

도 4에 도시된 하나 또는 그 이상의 무선 링크는 LOS(line of sight) 차단(blockage, 예를 들어 LOS로 움직이는 사람 또는 자동차와 같은 물체)에 의하여 깨어질 수 있거나, NLOS(non-line of sight)는 통신을 유지하기 위하여 충분히 강한 광선(ray)을 가지지 못할 수 있다. 비록 단말이 기지국에 가까워지고, 상기 단말이 단지 짧은 거리를 이동하더라도, 상기 링크는 깨어질 수 있다. 이와 같은 상황에서, 상기 단말은 현재 무선 링크가 복구되지 못할 때 링크를 전환할 필요가 있다. 비록 단말이 셀 에지(cell edge)에 있지 않더라도, 단말은 링크를 전환할 필요가 있다.

만약 어레이 안에 있는 각각의 안테나가 높은 고도(high elevation)에 위치하지 않는다면, 구체(sphere)를 커버(covering)하고 있는 상당한 TX 또는 RX 빔들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 각각의 빔이 연필(pencil) 모양의 형상을 가졌다면, 방위각 탐색(azimuth search)의 360도 원(circle)의 각각의 샘플링 지점에서, 180도 고도 탐색(elevation search)이 필요할 수 있다. 그렇지 않고, 각각의 안테나가 높은 고도에 위치한다면, 180도 고도 탐색보다 적은 방위각 탐색의 360도 원의 각각의 샘플링만으로 충분하다.

본 발명의 실시 예를 통해, 빔은 프로젝션(projection) 또는 에너지 복사의 전파 스트림(propagating stream)으로 언급될 수 있다. 빔포밍은 이상기 및 신호를 송신 또는 수신하기 위해 복사된 에너지를 특정 방향으로 집중시키기 위한 다른 요소들을 조정함으로써 수행될 수 있다. 상기 집중된 복사는 공간 빔(spatial beam)으로 불릴 수 있다. 이상기를 적용되게 변화시킴으로써(예를 들어, 이상기(318 또는 364)에서), 다른 공간 빔들이 생성될 수 있다. 상기 빔은 포밍될 수 있는 다른 빔들 사이에서 특유의 형태로 상기 빔을 식별할 수 있는 식별자를 가질 수 있다. 상기 빔들은 와이드 빔 또는 내로 빔이 될 수 있다. 상기 빔은 연필 형태의 빔, 콘 형태의 빔, 3차원에서 울퉁불퉁한(uneven) 진폭을 가진 불규칙적 형태의 빔 등과 같은 임의의 형상이 될 수 있다. 상기 빔들은 데이터 통신 또는 제어 채널 통신을 위해 존재할 수 있다. 상기 통신은 기지국으로부터 단말로, 단말로부터 기지국으로, 기지국으로부터 다른 기지국으로, 단말로부터 다른 단말로 이루어질 수 있다.

도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기(500) 및 수신기(550)의 빔 포밍 능력에 관한 한가지 예를 도시하고 있다. 예를 들어, 상기 송신기(500)는 도 3a에 있는 송신 경로(300) 또는 도 3b에 있는 송신 경로(301)와 유사하게 송신 경로를 구현할 수 있다. 상기 수신기(550)는 도 3c에 있는 수신 경로(350) 또는 도 3d에 있는 수신 경로(351)와 유사하게 수신 경로를 구현할 수 있다.

상기 수신기(550)에 있는 상기 RX 안테나 어레이(551)는 빔들을 포밍하고, 조정(steer)할 수 있다. RX 빔들 가운데 일부는 동시에 사용되지 않을 수 있고, 대신에, 예를 들어, 제 1 시간에 빔 1을 보내고, 제 1 시간 바로 뒤인 제 2 시간에 빔 2를 보내는 것과 같이, 다른 시간에 사용되거나 조정될 수 있다. 이러한 빔포밍 제약은 수신기(550)의 능력 제한 때문에 존재하게 된다. 예를 들어, 다중 RF 프로세싱 체인들, 안테나 서브-어레이들, 또는 특정한 경우에 있어서, 특정 방향의 특정 빔들이 모든 서브-어레이로부터가 아니라 안테나 서브-어레이 가운데 하나에 의하여 포밍될 수 있는 것과 같이, 다른 방향을 향하고 있는 패널들(panels)이 존재할 수 있다. 다른 실시 예에서, 하나의 RF 프로세싱 체인 또는 안테나 서브-어레이는 단지 한번에 하나의 빔을 조정 또는 포밍할 수 있는 능력을 가질 수 있다. 따라서 동시적인 빔포밍을 위해, 상기 수신기(550)는 동시적으로 포밍될 필요가 있는 각각의 RX 빔을 위해, 다른 RF 프로세싱 체인 또는 안테나 서브-어레이를 이용할 필요가 있다.

예를 들어, 어떤 빔들이 동시에 포밍 또는 이용될 수 없는지 또는 어떤 빔들이 동시에 포밍 또는 이용될 수 있는지 등과 같이, 상기 빔들에 있어, RF 빔포밍 능력은 송신기(500)로 되돌아 갈 수 있다. 상기 송신기(500, 또는 스케줄링(scheduling) 제어부 또는 코디네이터(coordinator))는 어떤 송신(TX) 빔들이 이용되어야 하는지, 상기 송신기에 대한 입력으로서 단일 스트림 또는 다중 스트림 가운데 어느 것을 이용할 것인지, 단일 사용자 MIMO 프로세싱 또는 다중-사용자 MIMO 프로세싱 가운데 어느 것을 이용할 것인지, 또는 다중 송신 점(transmitting points) 또는 수신기(550)와 통신하기 위한 송신기 가운데 어느 것을 사용할 것인지 등과 같은 송신 방식(scheme)을 결정하기 위한 요소들 가운데 하나로서 빔포밍 능력을 가지는 하나 또는 다수의 수신기들을 이용할 수 있다.

상기 송신기(500) 및 상기 수신기(550)는 다중 RF 프로세싱 체인들을 포함할 수 있다. 상기 RF 체인들 가운데 하나는 전체 안테나 어레이의 서브세트(subset)가 될 수 있는 하나 또는 그 이상의 안테나 서브-어레이를 포함할 수 있다.

도 5a에 도시되었듯이, 상기 수신기(550)에 있는 RF 체인 1(561)은 RX B1 및 RX B2, 두 개의 RX 빔들을 포밍할 수 있다. 이러한 예에서, RX B1 및 RX B2는 동시에 포밍될 수 없다. 왜냐하면, 상기 안테나들이 동일한 RF 체인 1(561)의 일부이기 때문이다. 오히려 RX B1 및 RX B2는 상이한 시간에 이용되거나 조정될 수 있다. 상기 수신기(500)에서의 RF 체인 2(562)는 또한 RX B3 및 RX B4, 두 개의 RX 빔들을 가질 수 있다. 비슷하게, RX B3 및 RX B4는 동시에 포밍될 수 없다. 오히려, RX B3 및 RX B4는 상이한 시간에 이용되거나 조정될 수 있다. 송신기(500)를 위해 RF 체인 1(511)은 TX B1 및 TX B2를 포밍할 수 있다. 그러나 TX B1 및 TX B2는 동시에 포밍될 수 없으나, 상이한 시간에 조정될 수 있다. 비슷하게 RF 체인 2(512)는 TX B3 및 TX B4를 포밍할 수 있다. 그러나 TX B3 및 TX B4는 동시에 포밍될 수 없고, 상이한 시간에 조정될 수 있다.

이러한 실시 예에서, RX 및 TX 측면에서 빔들을 조정함으로써, 상기 수신기(550)는 상기 송신기(500)와 함께 포밍될 수 있는, 즉, (TX B2, RX B2), (TX B3, RX Bl), 및 (TX B4, RX B3)와 같은 세 가지 가능한 링크(또는 TX 및 RX 빔들의 쌍(pairs))를 식별할 수 있다. 세 쌍 가운데, (TX B2, RX B2) 및 (TX B3, RX Bl)은 수신기(550)에 의해서 동시에 수신될 수 없다. 왜냐하면, RX Bl 및 RX B2는 동시에 포밍될 수 없기 때문이다. 만약 정보 스트림(예를 들어, 송신기(500)로의 입력)이 단일 스트림 통신과 같이 동일한 단일 스트림이라면, TX 빔들 가운데 각각은 동일한 정보를 송신한다. 그리고, 송신기(501)가 어떤 RX 빔들이 동시에 포밍될 수 없는지와 같은 수신기(550)의 빔포밍 능력을 알게 할 필요는 존재하지 않게 할 수 있다. 상기 송신기(501)는 상기 수신기(550)로부터의 측정 보고를 통해 단순히 가장 우수한 TX 및 RX 쌍을 선택할 수 있다.

정보 스트림이 다중-스트림 통신과 같이 다른 스트림이라면, RF 체인들 가운데 일부는 다른 RF 체인들과는 다른 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 RF 체인(511)은 제 1 스트림을 송신할 수 있다. 그리고 상기 RF 체인(512)은 제 2 스트림을 송신할 수 있다. 이러한 예시에서, 상기 송신기(500)는 어떤 RX 빔이 동시에 포밍될 수 없는지와 같은 수신기(550)의 빔포밍 능력을 알 필요가 있다. 상기 수신기(550)는 동시에 (TX B2, RX B2) 및 (TX B3, RX Bl) 쌍들을 수신할 수 없기 때문에, 상기 송신기(500)는 유리하게, 스트림 1을 송신하기 위한 TX B2 및 스트림 2를 송신하기 위한 TX B4를 이용하기 위해 선택할 수 있다. 이러한 구성에서, 상기 수신기(550)는 RF 체인(562)을 이용하여 RX B3에 있는 스트림 2를 수신하는 동안에, RF 체인(561)을 이용하여 RX B2에 있는 스트림 1을 수신할 수 있다. 그 결과, 상기 송신기(500)는 수신기(550)의 빔포밍 제약에 관한 정보를 알 수 있고, 상기 수신기(550)는 동시에 정보의 다중 스트림을 적절히 수신하고 처리할 수 있다.

도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템(580)에서 기지국(570) 및 단말(575)의 빔포밍 능력의 예를 도시한다. 예를 들어, 기지국(570)은 도 5a에서 송신기(500)의 한 실시 예가 될 수 있다. 그리고 단말(575)은 도 5a의 수신기(550)의 한 실시 예가 될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 기지국(570)에 대한 단말(575)의 위치는 단말(575) 및/또는 기지국(570)의 RF 빔포밍 능력에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 단말(575) 안에서 안테나 서브-어레이 또는 패널의 위치는 단말(575)이 제조된 방식 및/또는 단말(575)의 위치 또는 잡힌 방식에 의존하여, 다른 방향을 향할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(575)은 단말(575)의 다른 패널들에 각각 위치한 두 개의 다른 RF 프로세싱 체인(581), RF 프로세싱 체인(582)을 가지고 있다. 시스템(580)의 조건(예를 들어, 채널 조건, 반사기(reflectors)의 존재 등) 및 3 차원 공간에서 기지국(570)에 대한 단말(575)의 위치에 기초하여, 특정한 빔포밍 제약이 존재할 수 있다. 예를 들어, 도시되었듯이, 단말(575)은 TX B2를 수신하기 위해 RX B1을 포밍할 수 있고, TX B1을 수신하기 위해 RX B2를 포밍할 수 있다. 그러나, 상기 단말(575)은 단일한 RF 프로세싱 체인(581)에서 포밍되는 물리적 제약 때문에, RX B1 및 RX B2를 동시에 포밍할 수 없다. RF 프로세싱 체인 2(582)를 이용하는 경우, 상기 단말(575)은 TX B2를 수신하기 위해 RX B3를 포밍할 수 있다. 그러나, 시스템(580)의 조건(예를 들면, 단말(575) 안에 있는 RF 프로세싱 체인 2(582)의 위치, 기지국(570)에 대한 단말(575)의 위치, 채널 조건 등)때문에, 상기 단말(575)은 RF 프로세싱 체인 2(582)를 사용하여, 기지국(570)으로부터 TX B1을 수신하기 위하여 포밍 또는 조정을 할 수 없다. 이러한 예에서, 발생할 양 스트림 동시 통신을 위한 상기 쌍들(pairs)은 (TX B2, RX B3) 및 (TX Bl, RX B2)이 되어야 한다. 다양한 실시 예에서, 상기 단말(575) 및/또는 기지국(570)은 동시적인 빔포밍에 있어 이러한 제약을 식별하고, 이용할 적절한 송신 방식을 결정하는데 있어서, 이러한 제약을 이용한다.

여기에서 설명되는 빔 관리 기술(beam management techniques)은 실시 예에서, 기지국과 단말 사이의 상향링크 및 하향링크 통신을 위해 수행될 수 있다. 추가적으로, 비록 기지국과 단말 사이의 통신을 수많은 실시 예가 설명하고 있지만, 다양한 실시 예가 또한 기지국과 기지국, 단말과 단말 사이의 통신에 적용가능하다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 송신기(500)(또는 기지국(570))는 예를 들어, 식별자를 암시적으로 또는 명시적으로 포함하는 참조 신호(reference signals)와 같은 TX 빔들을 방송(broadcast)한다. 그 결과, 상기 수신기(550)(또는 상기 단말(575))는 TX 빔들을 식별할 수 있다. 상기 수신기(550)(또는 상기 단말(575))는 RX 빔들을 표시하고(index), 나타낼(indicate) 수 있다. 그 결과, 수신기(550)(또는 상기 단말(575))가 RX 빔들(예를 들어, 어떤 RX 빔들이 동시에 포밍될 수 없거나 이용될 수 없는지 등)에 관한 능력 정보를 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티(entity)로 송신하는 경우, 상기 기지국 및 다른 네트워크 엔티티는 어떤 RX 빔들이 언급되었는지를 이해할 수 있게 된다. 시분할 복신(TDD) 시스템을 위해, 상기 TX 빔들은 수신을 위해서만 이용될 수 있거나, 송신 및 수신이 동일한 빔을 통해 이루어질 수 있다(예를 들어, 상향링크 및 하향링크 통신이 동일한 빔들을 이용할수 있다. 예를 들어, 채널이 교호(reciprocal)하는 시나리오(scenarios)에서)

다양한 실시 예에서, 상기 송신기(500)(또는 상기 기지국(570)) 및/또는 상기 수신기(550)(또는 단말(575))는 어떤 TX 및 RX 빔들의 쌍이 이용될 수 있는지(예를 들어, 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR) 또는 신호 대 간섭 잡음비(signal to interference-noise ratio, SINR) 등을 가지는)를 결정하기 위해서, 조정될 수 있는 다양한 RX 및 TX 빔들에 관한 측정을 수행한다. 하나의 실시 예에서, 상기 송신기(500)(또는 상기 기지국(570))는 어떤 수신기(550)(또는 단말(575))가 다른 RX 빔들(예를 들어, 가능한 모든 RX 빔들을 모두 소모하게 하는)을 조정(그리고 측정)하는 기간 동안, 전송하는 빔 식별자를 운반하는 TX 빔들 중 하나를 이용할 수 있다. 그리고 나서, 상기 수신기(550)(또는 상기 단말(575))가 상기 RX 빔들을 조정(그리고 측정)하는 동안에, 상기 송신기(500)는 제 2 TX 빔을 조정한다. 이러한 과정은 모든 TX 빔들이 조정(그리고 측정)될 때까지, 반복될 수 있다. 다른 예에서, 상기 수신기(550)(또는 상기 단말(575))는 상기 송신기(500)(또는 상기 기지국(570))가 다른 TX 빔들(예를 들면, 모든 TX 빔들을 소모하게 하는)을 조정(그리고 측정)하도록 순환하는(cycles through) 동안, 수신하기 위한 하나의 RX 빔을 이용할 수 있다. 그리고 나서, 상기 송신기(500)(또는 상기 기지국(570))가 상기 TX 빔들을 조정(그리고 측정)하는 동안, 상기 수신기(550)(또는 상기 단말(575))는 제 2 RX 빔을 조정한다. 이러한 과정은 모든 RX 빔들이 조정(그리고 측정)될 때까지, 반복될 수 있다. 한 실시 예에서, 단말에서 상기 RX 빔들은 기지국과의 통신뿐만 아니라, 셀 모니터링(monitoring)을 위해서 부분적으로 이용될 수 있다.

하나의 실시 예에서, 단말의 빔포밍 능력 정보는 빔들(RX 빔들 또는 TX 빔들을 포함하여)이 동시에 포밍될 수 있는 제약을 포함한다. 상기 단말은 빔포밍 능력에 관한 정보를 송신기(500)(또는 기지국(570))로 피드백(feed back)한다. 상기 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티는 예를 들어, 어떤 기지국 TX 빔들이 이용되어야 하는지, 송신기(500)(또는 기지국(570))에 대한 입력으로서 단일 스트림 또는 다중 스트림 가운데 어느 것을 이용할 것인지, 단일 사용자 MIMO 프로세싱 또는 다중-사용자 MIMO 프로세싱 가운데 어느 것을 이용할 것인지, 수신기(550)(또는 단말(575))와 통신하기 위하여, 다중 전송 점 또는 기지국들 가운데 어느 것을 이용할 것인지 등과 같은 스케줄링 및 송신 방식을 결정하기 위하여, 하나 또는 몇몇 단말들의 능력 정보를 이용할 수 있다. 만약 단말의 빔포밍 능력이 시간에 따라, 동적으로(dynamically) 또는 상당한 정도로(significantly) 변화하지 않는다면, 상기 단말은 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티로 능력 정보를 한번 보낼 수 있다. 만약 상기 단말의 빔포밍 능력이 더 빈번하게 변화한다면, 최신 정보(updates) 또는 보고(reports)가 단말 또는 다른 네트워크 엔티티에서 필요로 하거나 보내진 경우, 상기 단말은 최신 정보 또는 보고를 보다 빈번히 보낼 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말(605)로부터 수신된 측정 보고 및 빔포밍 능력 정보에 기초하여 기지국(600)이 송식 방식을 결정하는 빔 관리를 위한 절차의 흐름도(flow diagram)를 도시한다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(605)은 단말(605)의 빔포밍 능력 정보를 식별하고 상기 정보를 기지국(600) 또는 다른 네트워크 엔티티로 보낸다(611단계). 단말의 빔포밍 능력 정보는 RF 빔포밍 제약에 관한 정보, 예를 들어, 어떤 단말 RX 빔들이 동시에 조정될 수 없거나 포밍될 수 없거나 이용될 수 없는지를 포함할 수 있다. 그리고 나서, 상기 단말(605)은 포밍되고 조정될 수 있는 다른 기지국 TX 및 단말 RX 쌍에 대한 측정(measurement)을 수행한다(612단계). 예를 들어, 상기 단말(605)은 측정 구성 또는, 기지국(600) 또는 다른 네트워크 엔티티로부터의 지시에 기초하여, 측정을 수행할 수 있다. 상기 단말(605)은 기지국(600)으로 측정 보고를 보낼 수 있다. 상기 측정 보고는 기지국 TX 및 단말 RX 빔들 쌍(예를 들어, TX 및 RX 빔들의 지수(indices) 또는 다른 지시자(indicator)) 및 상기 쌍들에 대응하는 측정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 측정 기준(measurement metric)은 SNR, SINR, 신호 대 간섭비(signal to interference ratio (SIR)), 참조 신호 수신 전력(reference signal received power(RSRP)), 참조 신호 수신 품질(reference signal received quality (RSRQ)) 등이 될 수 있다.

상기 기지국(600) 또는 다른 네트워크 엔티티는 어떤 기지국 TX 빔들이 이용될 것인지, 단일 스트림 전송 또는 다중 스트림 전송 가운데 어느 것을 이용할 것인지, 또는 다중 스트림 전송을 위해서 어떤 전송 전략이 이용될 것인지(예를 들어, 상기 다른 스트림들을 다른 RX RF 체인들 및 빔들과 어떻게 연관시킬 것이지 등)와 같은 송신 방식을 결정할 수 있다. 만약 상기 기지국(600)이 단말로 다중 스트림을 보낸다면, 상기 다중 스트림은 다중 TX 빔들을 따라 존재할 수 없게 된다. 오히려, 그들은 시간 도메인(domain) 또는 주파수 도메인에서 다중화(multiplexed)될 수 있다(다중 독립 빔들을 수신하기 위해 단말(605)의 빔포밍 능력이 제한되어 있기 때문에 공간(spatial) (빔) 도메인에서는 아니다.).

단말(605)의 빔포밍 능력에 관한 지시에 기초하여, 만약 단말(605)이 동시에 다중 빔들을 수신할 수 있다면, 상기 기지국(600)은 단말(605)로 다중 스트림을 보낼 수 있도록 선택할 수 있다. 만약 상기 기지국(600)인 다중 빔들에 따라 동시에 단말(605)로 다중 스트림을 보내기로 계획한다면, 단말(605)의 빔포밍 능력 및 기지국 TX 및 단말 RX 빔들 쌍에 관한 측정에 기초하여, 상기 기지국(600)은 기지국 TX 빔들을 선택할 수 있다(614단계). 예를 들어, 상기 단말(605)이 다중 RX 빔들을 통해 상기 정보 스트림을 수신할 수 있도록 하기 위해서, 상기 기지국(600)은 상기 정보 스트림이 보내졌다고 확신할 수 있다.

예를 들어, 도 5a에서 도시된 예에서, 만약 상기 정보 스트림(송신기(500)로의 입력)이 다른 스트림, 즉, 다중-스트림 통신이라면, RF 체인들의 일부는 다른 체인들과는 다른 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 스트림 1은 제 1 TX RF 체인(511)에 의해 송신될 수 있고, 스트림 2는 제 2 TX RF 체인(512)에 의해 송신될 수 있다. 이러한 예에서, 상기 송신기(500)는 어떤 RX 빔들이 동시에 포밍될 수 없는지와 같은 수신기(550)의 빔포밍 능력을 알기를 필요로 할 수 있다. RX B1 및 RX B2가 동시에 포밍될 수 없음으로 인해, (TX B2, RX B2) 및 (TX B3, RX Bl)이 수신기(550)에 의해 수신될 수 없기 때문에, 상기 송신기(500)는 스트림 1을 송신하기 위해 TX B2를 선택할 수 있고, 스트림 2를 송신하기 위해 TX B4를 선택할 수 있다. 그 결과, 상기 수신기(550)는 RX B3를 통해 스트림 2를 수신하는 동안에, RX B2를 통해 스트림 1을 수신할 수 있다.

기지국(600)이 단말(605)로의 하나의 스트림 통신을 이용하는 경우, 상기 기지국(600)은 하나의 스트림 통신에 관한 신호를 단말(605)로 보낼 수 있다. 이러한 예에서, 상기 단말(605)은 상기 단말(605)이 상기 기지국(600)으로 단말 빔포밍 능력 정보를 보낼 필요가 없다는 사실을 알 수 있다. 다른 실시 예에서, 만약 상기 단말(605)이 상기 단말 빔포밍 능력 정보를 포함하지 않는다면, 디폴트(default)에 의해서, 상기 기지국(600)은 상기 단말(605)이 동시에 다중 빔들을 조정할 수 없거나 사용할 수 없다는 사실을 식별할 수 있다(예를 들어, 상기 단말(605)은 기지국(600)과 통신 가능한 단지 하나의 RF 체인을 가질 수 있다.).

기지국(600)이 어떤 TX 빔들을 사용할지 결정한 다음, 상기 기지국(600)은 제어 정보로서, 결정에 관한 통지(notification)를 보낸다(단계615). 상기 통지는 기지국(600)에 의해 이용되는 TX 빔들을 포함하여 형식을 갖출 수 있다. 그리고 나서, 어떤 RX 빔들이 이미 결정된 TX 빔들과 쌍을 이룰 수 있는지에 기초하여, 상기 단말(605)은 어떤 RX 빔들을 사용할지를 결정할 수 있다(616 단계). 다른 예에서, 상기 기지국(600)은 이미 결정된 TX 빔들에 대응하는 추천된 단말 RX 빔들에 관한 지시(indication)를 보낼 수 있다. 그 결과 기지국(600)에 의해 이용되는 TX 빔들에 있는 송신된 상기 스트림을 수신하기 위해서, 상기 단말(605)은 선호되는 RX 빔들을 이용할 수 있다.

이러한 실시 예에서, 상기 단말 빔포밍 능력 정보는 다른 많은 방식에 따라 형식을 갖출 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 빔포밍 능력 정보는 RF 체인들 및 RX 빔들 사이의 관계에 관한 형식(format) 안에 있을 수 있다(예를 들어, RX 빔들 및 그들과 연관된 RF 체인들에 관한 정보). 이러한 정보는 연관된 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 줄이기 위해서 코드화될 수 있다. 한가지 예에서, 상기 단말 빔포밍 능력 정보는 RF 체인 1, RX 빔 식별자(ID) 1, 2, 3; RF 체인 2, RX 빔 ID 4, 5, 6을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 단말 빔포밍 능력 정보는 RF 체인 1, RX 빔 ID 1-3(즉 연속적인 빔 ID들, 시작 빔 ID 1, 종료 빔 ID 3); RF 체인 2, RX 빔 ID 4-6(즉, 연속적인 빔 ID들, 시작 빔 ID 4, 종료 빔 ID 6)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 종료 빔 ID는 상기 RF 체인(예를 들어, 시작 빔 ID N 개의 연속적인 빔 ID들)과 관련된 빔 ID들의 수로 대체될 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 RX 빔 ID는 두 개의 요소를 가질 수 있다. 제 1 요소는 RF 체인 인덱스(index)를 나타내고, 제 2 요소는 예를 들어, RX 빔 ID (1,1), (1,2), (1,3), (2,1), (2,2), (2,3)과 같은 RF 체인 안에 있는 빔 인덱스를 나타낸다. 또 다른 예에서, 만약 각각의 RF 체인이 동일한 수(N)의 ID들을 가지고 있다면, 상기 단말(605)은 각각의 RF 체인과 관련된 빔 ID들의 수(N)에 관한 정보를 보낼 수 있다. 그리고 나서 상기 기지국(600) 및 다른 네트워크 엔티티는 RF 체인 i에 따라 (i-1)*N+1부터 i*N까지 상기 RX 빔 ID들이 존재한다는 것을 알 수 있다. 하기 표 1은 RX 빔들 및 그들의 연관된 RF 체인들을 나타내는 예를 보여준다.

RF 체인들의 수	2
RF 체인 1	RX 빔 1, 2, 3
RF 체인 2	RX 빔 4, 5, 6
RF 체인들의 수	2
RF 체인 1	1에서 시작하여 3에서 끝나는 연속적인 빔 ID들
RF 체인 2	4에서 시작하여 6에서 끝나는 연속적인 빔 ID들

비록 이러한 예는 공통의 원소를 가지지 아니하는 RX 빔들 또는 공통의 원소를 가지지 아니하는 RX 빔 식별자들을 가지는 각각의 RF 프로세싱 체인을 보여준다 하더라도, 다시 말해, 각각의 RF 체인은 다른 RF 체인들로부터 다른 RX 빔들을 가지고 있다 하더라도, 본 발명의 모든 실시 예는 상기 RF 프로세싱 체인들이 일부 공통 요소(즉, 공통의 RX 빔들)를 가질 수 있는 RX 빔들의 세트(set)를 가질 수 있는 경우에 적용가능하다. 예를 들어, RF 체인 1은 RX 빔들, RX B1, B2, B3를 포밍할 수 있고, RF 체인 2는 RX 빔들, RX B1, B4, B5를 포밍할 수 있다. 이 경우, RX B1은 RF 체인 1 또는 RF 체인 2 둘 중의 하나에 의해서 포밍될 수 있다.

일부 실시 예에서, 상기 단말(605)은 기지국(600) 및/또는 다른 네트워크 엔티티에 일부 빔들이 동시에 조정될 수 없거나 포밍될 수 없거나 이용될 수 없다는 사실을 통지할 수 있다. 상기 단말(605)은 이러한 정보를 분리된 메시지로 보낼 수 있거나, 이를 측정 보고에 포함시킬 수 있다. 하기 표 2는 동시에 조정될 수 없거나 포밍될 수 없거나 이용될 수 없는 상기 RX 빔들을 나타내는 예들을 보여준다.

동일한 세트 내에 있는 빔들이 동시에 포밍될 수 없는 빔들의 세트	RX 빔 세트 1 (1, 2, 3)
	RX 빔 세트 2 (4, 5, 6)
	RX 빔 세트 3 (7, 8, 9)

상기 기지국(600) 또는 다른 네트워크 엔티티는 또한 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔의 쌍 및 측정 보고를 받는다. 이러한 보고로부터 상기 기지국(600)은 동시에 어떤 TX 빔들이 동일한 세트에서 RX 빔들에 의해 수신되도록 의도된 다른 정보 스트림을 가지고 있는지 식별한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 단말(705)로부터 수신되는 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들의 가능한 세트를 포함하는 측정 보고에 기초하여, 기지국(700)이 송신 방식을 결정하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(705)은 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들에 있어 측정을 수행한다(711단계). 상기 단말(705)은 기지국(700) 또는 다른 네트워크 엔티티에 측정 보고를 보낸다(712단계). 상기 측정 보고는 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들의 가능한 세트를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 세트 내의 상기 쌍들은 RX 빔들이 동시에 이용될 수 있는 쌍들이 된다.

상기 기지국(700) 또는 다른 네트워크 엔티티는 어떤 기지국 TX 빔들을 이용할 것인지, 단일 스트림 송신 또는 다중 스트림 송신 가운데 어느 것을 이용할 것인지, 다중 스트림 송신을 위해 어떠한 송신 전략을 이용할 것인지(예를 들어, 다중 스트림을 다중 TX RF 체인들과 어떻게 연관시킬 것인지 등)와 같은 방식을 결정한다(713단계). 상기 기지국(700) 또는 다른 네트워크 엔티티는 기지국 TX 및 단말 TX 쌍들의 세트 내의 쌍들이 RX 빔들이 동시에 이용될 수 있는 쌍들이 되는 기지국 TX 및 단말 TX 쌍들의 가능한 세트의 리스트, 및/또는 TX 빔들에 대한 기지국 TX 능력(예를 들어, 기지국(700)의 빔포밍 제약 때문에 어떤 TX 빔들이 동시에 조정될 수 없거나, 포밍될 수 없거나, 이용될 수 없는지)에 관한 상기 측정 보고에 기초하여 결정을 내릴 수 있다. 예를 들어, 만약 단말(705)이 보고된 하나의 세트 내에 있는 두 개의 우수한 쌍들을 보고 한다면, 상기 기지국(700)은 단말(705)로 동시에 두 개의 스트림을 전달하는 것이 가능하다고 결정할 것이다.

도 5a에 도시된 예에서, 상기 측정 및 조정은 (TX B2, RX B2), (TX B3, RX Bl), 및 (TX B4, RX B3)의 세 개의 우수한 쌍들을 발견한다. 단말(705)에 의해 보내진 상기 측정 보고는 빔 쌍들 (TX B2, RX B2), (TX B4, RX B3)를 포함하는 세트 1, 빔 쌍들 (TX B3, RX B1), (TX B4, RX B3)를 포함하는 세트 2와 같은 세트들을 포함한다. 동일한 세트 내에서, 모든 RX 빔들은 동시에 이용될 수 있다. 또는 더욱 자세히, 상기 수신기(550)는 이러한 RX 빔들을 동시에 사용할 능력을 가지고 있다.

상기 기지국(700) 또는 다른 네트워크 엔티티가 측정 보고를 수신하는 경우, 상기 기지국(700)은 보고된 쌍의 세트들에 관한 상기 송신기(500)의 빔포밍 능력을 결정하기 위한 빔의 쌍들을 더 고려할 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 예에서, TX B3 및 TX B4는 둘 다 동일한 RF 체인(RF 체인(512))에 의하여 포밍되거나 조정되고, 동시에 포밍되거나 조정될 수는 없기 때문에, 세트 2에 있는 두 개의 쌍이 선택될 수 있다. 이에 따라, 상기 기지국(700)은 세트 1의 빔들을 통해 두 개의 스트림을 보낼 수 있다.

기지국(700)이 어떤 TX 빔들을 이용할 것인지를 결정한 후, 상기 기지국(700)은 상기 결정에 관한 통지를 단말(705)로 보낸다(714단계). 예를 들어, 상기 통지는 기지국(700)에 의해 이용되는 TX 빔들을 포함하여 형식을 갖출 수 있다. 그리고 나서, 상기 단말(705)은 어떤 RX 빔들이 결정된 TX 빔들과 쌍을 이룰 수 있는지에 기초하여, 어떤 RX 빔들이 이용될 것인지를 결정할 수 있다(715단계). 다른 예에서, 상기 기지국(700)은 결정된 TX 빔들에 대응하는 추천된 단말 RX에 관한 지시(indication)를 보낼 수 있다. 그 결과, 상기 단말(705)은 기지국(700)에 의해 이용되는 TX 빔들에 있는 송신된 스트림을 수신하기 위해서, 선호되는 RX 빔들을 이용할 수 있다.

측정 보고에서, 상기 단말(705)은 동시에 조정되거나 포밍될 수 있는 단말 RX 빔들을 포함하는 기지국 TX 및 단말 RX 쌍의 가능한 모든 세트들을 상기 기지국(700) 및/또는 다른 네트워크 엔티티에 알린다. 다시 말해, 상기 단말(705)은 단말(705)이 RX 빔들을 동시에 조정할 수 없다는 기지국 TX 및 단말 RX에 관한 측정 정보를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 방식에서, 단말(705)의 빔포밍 제약에 기초하여, 가능한 기지국 TX 및 단말 RX의 ID(identification)를 이용함으로써, 시그널링 오버헤드의 양은 감소될 수 있다.

이러한 측정 보고를 형식화하는 것에 관해, 상기 단말(705)은 큰 수의 요소를 가진 세트로부터 시작하여, 세트를 형성할 수 있다. 그리고 나서, 상기 단말(705)은 증가하지 않는 순서로 요소들의 수를 가진 다른 세트와 함께 지속될 수 있다. 상기 단말(705)은 이렇게 이미 형성된 세트들의 어떠한 서브세트(subset)를 포함할 필요가 없을 수 있다. 이를 통해, 시그널링의 오버헤드를 줄일 수 있다. 물론, 단말(705)이 전체 서브세트를 포함한다면, 상기 기지국(700)은 여전히 피드백을 처리할 수 있다. 그러나 상기 피드백의 메시지 크기는 증가하게 된다. 예를 들어, 만약 단말(705)이 다중 스트림 통신에 적합한 세트들 안에 있는 이러한 쌍들을 포함한다면, 이러한 쌍들은 단일 스트림 통신에 적합한 쌍들을 위한 세트 안에서 다시 보내지도록 요구되지는 않는다. 왜냐하면, 다중 스트림 통신에 적합한 세트 안에 있는 모든 쌍들은 단일 스트림 통신을 위해서도 적합해야만 하기 때문이다. 하기 표 3은 단말(705)에 의해 피드백 될 수 있는 측정 보고 안에 있는 빔 보고의 한가지 예를 제공한다.

단말이 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티에 보고하는 빔 쌍들의 세트들, 여기에서, 동일한 세트 내에 있는 RX 빔들은 동시에 포밍된다.	세트 1 : 빔 쌍들(TX B2, RX B2), (TX B4, RX B3)
	세트 2 : 빔 쌍들 (TX B3, RX B1), (TX B4, RX B3)

본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(705)은 피드백 기지국(700) 정보의 양을 더 줄이기 위해서, 상기 기지국(700)의 빔포밍 능력에 관한 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국(700) 또는 다른 네트워크 엔티티는 TX 빔들을 위한 어떤 빔들이 포밍 또는 조정 또는 이용을 동시에 할 수 있는지 또는 할 수 없는지와 같은 기지국 빔포밍 능력에 관해 단말(705)에 알린다. 그리고 나서, 단말 측정 보고에서, 상기 단말(705)은 더 가려낼 수 있고(screen), RX 빔들은 동시에 이용될 수 있고, TX 빔들이 동시에 이용될 수 있는 이러한 빔 쌍들을 보고할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 상기 단말(705)은 상기 기지국(700) 및/또는 다른 네트워크 엔티티에 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들의 가능한 세트를 알릴 수 있다. 여기에서, 각각의 가능한 세트는 단지 동시에 조정되거나 포밍될 수 있는 이러한 기지국 TX 및 단말 RX 빔 쌍들을 포함할 수 있다.

도 5a에서 도시된 예에서, 상기 단말(705)은 송신기(500)의 빔포밍 능력에 관한 지식 때문에, 상기 표 3의 세트 2를 제거할 수 있다. 그리고, 만약 양 스트림 통신이 이용된다면, 상기 단말(705)은 오직 세트 1만을 보고할 수 있다. 그러나, 만약 상기 단말(705)이 단일 스트림 통신 또는 다중 스트림 통신 가운데 어느 것이 될 것인지를 인식하지 못한다면, 상기 단말(705)은 단일 스트림 통신에 적합할 수 있는 이러한 쌍들을 포함할 수 있다. 만약 이러한 쌍들이 다중 스트림 통신에 적합한 세트 내에 이미 포함된다면, 상기 단말(705)은 단일 스트림 통신에 적합한 쌍들을 위한 세트 내에서, 이러한 쌍들을 다시 보내도록 요구되지 않을 것이다. 왜냐하면, 다중 스트림 통신에 적합한 세트 내에 있는 쌍들은 또한 단일 스트림 통신에도 적합해야 하기 때문이다.

따라서, 상기 단말(705)은 단일 스트림 통신의 가능성을 위한 보고 안에 있는 쌍 (TX B3, RX Bl)을 포함해야만 한다. 상기 단말(705)은 단일 스트림 통신의 가능성을 위한 보고 안에 있는 쌍 (TX B4, RX B3)를 포함할 필요는 없다. 왜냐하면, 상기 쌍은 세트 1에 포함되어 있기 때문이다. 하기 표 4는 단일 스트림 통신의 가능성을 포함하는 빔 쌍 보고의 예를 제공한다.

빔 쌍 단말 보고가 가지는 이점들 중의 하나는 기지국이 단말의 어떤 RX 빔들이 이웃 셀들(neighboring cells)을 모니터링하기 위해 이용되는지, 단말의 어떤 RX 빔들이 상기 기지국과의 데이터 통신을 위해 이용될 수 있는지를 결정하기 위한 더 많은 정보를 가질 수 있다는 것이다.

단말이 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티에 보고하는 빔 쌍들의 세트들, 여기에서, 동일한 세트 내에 있는 RX 빔들은 동시에 포밍된다.	세트 1 : 빔 쌍들 (TX B2, RX B2), (TX B4, RX B3)
	세트 2 : (TX B3, RX B1)

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단말(805)이 선호되는 송신 방식을 결정하고 요청하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(805)은 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들에 대한 측정을 수행한다(811단계). 상기 단말(805)은 어떤 기지국 TX 빔들이 선호되는지 결정한다(812단계). 상기 단말(805)은 상기 쌍들의 측정 및 단말 빔포밍 능력 제한에 기초하여 이러한 결정을 형성할 수 있다. 상기 단말(805)은 결정된 기지국 TX 빔들을 요청할 수 있다(813단계). 기지국(800) 또는 다른 네트워크 엔티티가 상기 요청을 수신한 경우, 상기 기지국(800) 및/또는 다른 네트워크 엔티티는 요청된 TX 빔들을 통해 송신하기 위하여, 상기 송신기(500)의 능력을 결정한다. 상기 기지국(800)은 요청된 기지국 TX 빔들이 사용될 것인지를 단말(805)에 확인한다(814단계). 상기 단말(805)은 예를 들어, 813단계에서의 요청의 일부로서 또는 분리된 요청으로서, 상기 단말(805)이 얼마나 많은 데이터 스트림을 선호하는지를 기지국(800)에 지시한다. 그 후에, 상기 단말(805)은 기지국(800)으로부터의 확인 메시지에 대응하여, 상기 기지국(800)과 통신하는데 이용될 RX 빔들을 식별한다(815단계).

본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(805)은 기지국(800) 및/또는 다른 네트워크 엔티티에 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들 가운데 가능한 기지국 TX 빔들의 모든 세트에 관해 알릴 수 있다. 이 경우, 각각의 세트는 단말 RX 빔들이 동시에 조정되고 포밍될 수 있는 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들 가운데 단지 이러한 기지국 TX 빔들을 포함할 수 있다. 이러한 방식에서, 빔 선택과 연관된 시그널링 오버헤드의 양은 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들을 나타내는 것과는 반대로 단말(805)이 단지 상기 기지국 TX 빔들만 나타낸다는 사실 때문에 줄어들 수 있다.

하나의 예에서, 상기 단말(805)은 큰 수의 요소들을 가진 세트로부터, 세트의 형식을 갖출 수 있다. 그리고 나서, 그리고 나서, 상기 단말(805)은 증가하지 않는 순서로 요소들의 수를 가진 다른 세트와 함께 지속될 수 있다. 상기 단말(805)은 이렇게 이미 형성된 세트들의 어떠한 서브세트(subset)를 포함할 필요가 없을 수 있다. 이러한 구성은 빔 선택과 연관된 시그널링의 오버헤드를 상당히 줄일 수 있다. 물론, 단말(805)이 전체 서브세트를 포함한다면, 상기 기지국(800)은 여전히 피드백을 처리할 수 있다. 그러나 상기 피드백의 메시지 크기는 증가하게 된다. 예를 들어, 만약 단말(805)이 다중 스트림 통신에 적합한 세트들 안에 있는 이러한 쌍들을 포함한다면, 이러한 쌍들은 단일 스트림 통신에 적합한 쌍들을 위한 세트 안에서 다시 보내지도록 요구되지는 않는다. 왜냐하면, 다중 스트림 통신에 적합한 세트 안에 있는 모든 쌍들은 단일 스트림 통신을 위해서도 적합해야만 하기 때문이다. 하기 표 5는 단일 스트림 통신의 가능성을 포함하기 위한 기지국 TX 빔 보고의 예를 제공한다.

각각의 세트가 단말 RX 빔들이 동시에 조정되고 포밍될 수 있는 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들 가운데 단지 이러한 기지국 TX 빔들을 포함할 수 있는 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들 가운데 가능한 기지국 TX 빔들의 모든 세트들.	세트 1 : TX 빔들 TX B2, TX B4
	세트 2 : TX 빔들 TX B3, TX B4

기지국 TX 빔 보고의 부분으로서, 상기 단말(805)은 또한 연관된 측정 보고를 포함할 수 있다.

이러한 실시 예에서, 상기 단말(805)은 선호되는 송신 방식을 나타내기 위해서, 대신에 부호워드(codewords) 또는 부호록(codebook)에 있는 부호워드 인덱스들을 보고할 수 있다. 상기 부호워드는 RF 빔포밍 또는 아날로그 빔포밍을 위한 부호록에서 얻어질 수 있다.

일부 실시 예에서, 상기 단말(805)은 기지국(800)으로 피드백되는 정보의 양을 더욱 줄이기 위해서, 기지국(800)의 빔포밍 능력에 관한 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국(800) 또는 다른 네트워크 엔티티는 단말(805)에 TX 빔들을 위한, 어떤 빔들이 동시에 포밍, 조정, 또는 이용되거나 되지 않을 수 있는지와 같은 기지국 빔포밍 능력을 알린다. 그리고 나서, 기지국 TX 빔 요청에서, 상기 단말(805)은 더 가려낼 수 있고(screen), RX 빔들이 동시에 이용될 수 있고, TX 빔들이 동시에 이용될 수 있는 단지 이러한 기지국 빔들을 보고할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 상기 단말(805)은 상기 기지국(800) 및/또는 다른 네트워크 엔티티에 기지국 TX 빔들의 가능한 세트를 알릴 수 있다. 여기에서, 각각의 가능한 세트는 단지 동시에 조정되거나 포밍될 수 있는 이러한 기지국 TX 및 단말 RX 빔 쌍들을 포함할 수 있다.

도 5a에서 도시된 예에서, 상기 단말(805)은 송신기(500)의 빔포밍 능력에 관한 지식 때문에, 상기 표 5의 세트 2를 제거한다. 그리고, 만약 양 스트림 통신이 이용된다면, 상기 단말(805)은 오직 세트 1만을 보고한다. 그러나, 만약 상기 단말(805)이 단일 스트림 통신 또는 다중 스트림 통신 가운데 어느 것이 될 것인지를 인식하지 못한다면, 상기 단말(805)은 단일 스트림 통신에 적합할 수 있는 기지국 TX 빔들을 포함할 수 있다. 만약 기지국 TX 빔들이 다중 스트림 통신에 적합한 세트 내에 이미 포함된다면, 상기 단말(805)은 단일 스트림 통신에 적합한 기지국 TX 빔들을 위한 세트 내에서, 이러한 기지국 TX 빔들을 다시 보내도록 요구되지 않을 것이다. 왜냐하면, 다중 스트림 통신에 적합한 세트 내에 있는 기지국 TX 빔들은 또한 단일 스트림 통신에도 적합해야 하기 때문이다.

따라서, 상기 단말(805)은 단일 스트림 통신의 가능성을 위한 보고 안에 있는 기지국 TX 빔 (TX B3)를 포함해야만 한다. 상기 단말(805)은 단일 스트림 통신의 가능성을 위한 보고 안에 있는 기지국 TX 빔 (TX B4)를 포함할 필요는 없다. 왜냐하면, 상기 기지국 TX 빔은 세트 1에 포함되어 있기 때문이다. 하기 표 6은 단일 스트림 통신의 가능성을 포함하는 빔 쌍 보고의 예를 제공한다.

각각의 세트가 기지국 TX 및 단말 RX 모두가 동시에 조정되고 포밍될 수 있는 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들 가운데 단지 이러한 기지국 TX 빔들을 포함할 수 있는 기지국 TX 및 단말 RX 쌍들 가운데 가능한 기지국 TX 빔들의 모든 세트들.	세트 1 : TX 빔들 TX B2, TX B4
	세트 2 : TX 빔들 TX B3

이러한 실시 예에서, 상기 단말(805)은 선호되는 송신 방식을 나타내기 위해서, 대신에 부호워드 또는 부호록에 있는 부호워드 인덱스들을 보고할 수 있다. 상기 부호워드는 RF 빔포밍 또는 아날로그 빔포밍을 위한 부호록에서 얻어질 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단말(905)의 빔포밍 능력 정보에 기초하여, 기지국(900)이 빔 쌍들을 측정하기 위해 상향링크 신호를 이용하고, 송신 방식을 결정하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(905)은 단말 빔포밍 능력 정보를 기지국(900) 또는 다른 네트워크 엔티티로 보낸다(911단계). 상기 단말 빔포밍 능력 정보는 예를 들어, 단말 빔들이 동시에 조정된 수 없거나 포밍될 수 없거나 이용될 수 없는 것과 같은 빔포밍 제약에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 단말(905)은 기지국(900)에 의한 측정을 위해 예를 들어 참조 신호와 같은 상향링크를 송신한다(912단계). 상기 기지국(900)은 상향링크 측정을 수행한다(913단계). 예를 들어, 상기 단말(905)은 송신 및 수신을 위해 동일한 빔들을 이용할 수 있다. 즉, 상기 단말(905)의 상기 TX 및 RX 빔들은 예를 들어, 시분할 다중(time division multiplexing) 통신 시스템 또는 상기 채널이 교호(reciprocal)하는 통신시스템에서 동일할 수 있다. 상기 기지국(900) 또는 다른 네트워크 엔티티는 어떤 기지국 TX 빔들이 이용될지 결정한다(914단계). 상기 결정은 측정 결과, 단말로 전달할 다중 스트림이 존재하는 경우, 동시적인 빔들에 관한 단말 빔포밍 능력 제한, 기지국 빔포밍 능력 제한에 기초할 수 있다. 상기 기지국(900)은 단말(905)에 어떤 단말 RX 빔들이 장래 통신을 위해 이용될 것인지에 관해 통지한다(915단계). 그 이후, 상기 단말(905)은 상기 기지국(900)으로부터의 통지 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국(900)과의 통신에 이용되는 상기 RX 빔들을 식별한다(916단계). 일부 실시 예에서, 만약 상기 단말(905)이 또한 하향링크 측정을 수행한다면, 상기 기지국(900)은 상기 단말(905)에 이용될 기지국 TX 빔들에 관해 알릴 수 있다. 그리고 나서, 상기 단말(905)은 상기 단말(905)에 의해 행해진 측정에 기초하여, 어떤 RX 빔들이 이용될 수 있는지를 결정할 수 있다.

일부 실시 예에서, 상기 단말(905)은 어떤 RF 체인들 또는 어떤 단말 빔들이 통신을 위해 이용되어야 하는지 요청할 수 있다. 상기 단말(905)이 이용하는 이러한 RF 체인들 또는 빔들은 단말 수신기에 있는 전체 RF 체인들 또는 전체 빔들의 서브세트가 될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말(1005)이 기지국(1000)에 단말(1005)의 빔포밍 능력에 관해 동적으로 통지하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 기지국(1000)은 평행하게, 다중 스트림 정보를 이용할지 여부를 결정하기 위하여 또는 하나의 링크를 통한 단일 스트림, 다중 링크를 통한 단일 스트림 또는 다중 스트림 등과 같은 다른 송신 방식을 이용하기 위하여 단말 빔포밍 능력 정보 및 측정을 이용할 수 있다. 단일 점 통신을 위해, 만약 상기 기지국(1000)이 상기 단말(1005)로 평행하게 송신될 수 있는 다중 스트림을 가지고 있다면, 상기 기지국(1000) 또는 다른 네트워크 엔티티는 상기 단말(1005)의 어떤 빔들이 동시에 상기 TX 빔들을 수신할 수 없는지에 관한 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말(1005)의 물리적 제한 때문에, 이러한 빔들은 단일 RF 체인으로부터 존재할 수 있다.

이러한 실시 예에서, 상기 단말(1005) 및 기지국(1000) 모두 각각 최소한 하나의 RF 프로세싱 체인을 가지고 있다고 가정된다면, 상기 통신은 단일 스트림 통신으로 시작될 수 있다(1011단계). 이후, 상기 단말(1005)은 단일 스트림 통신 표준을 통해, 측정(1012단계) 및 측정 보고(1013단계)를 수행한다. 상기 단말(1005)은 예를 들어, 네트워크 조건 또는 더 빠른 통신 속도를 위한 요구 때문에 변화하는 능력에 기초하여, 임의의 점에서, 다중 스트림 통신이 요구되는지 결정한다. 상기 단말(1005)은 다중 스트림 통신을 요청하고(1014단계), 적절한 RF 빔포밍 피드백 정보를 보낸다(1015단계). 상기 RF 빔포밍 능력 정보, 즉, 기지국 TX 빔 및 단말 RF 및 쌍들은 앞서 설명한 다양한 임의의 빔 관리 실시 예에 따라, 요구되는 송신 방식 및/또는 기지국 TX 빔들을 요청한다. 상기 기지국(1000)은 단말(1005)에 다중 스트림 통신을 위해 이용되는 송신 방식을 나타내고, 확인하는 제어 정보를 보낸다. 예를 들어, 이러한 제어 정보는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들, 기지국 TX 빔들, 단말 RX 빔 쌍들, 또는 송신 방식에서 요구되는 단말의 확인을 포함할 수 있다. 제어 정보를 보내는데 앞서, 상기 기지국(1000) 또는 다른 네트워크 엔티티는 송신 방식 또는 송신 방식에서 요구되는 단말의 확인을 결정할 수 있다. 이후, 상기 단말(1005)은 상기 기지국(1000)으로부터의 상기 제어 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국(1000)과의 통신에 이용될 상기 RX 빔들을 식별한다.

일부 실시 예에서, 동시에 조정될 수 없거나, 포밍될 수 없거나, 이용될 수 없는 상기 빔들은 다른 이유 때문에 존재할 수 있다. 상기 단말(1005)은 이러한 빔들을 상이한 카테고리(categories)에서 보낼 수 있다. 예를 들어, 상기 상이한 이유는 제한 없이, 상기 빔들이 동일한 RF 체인에 의해 포밍되거나 조정될 수 있다는 것을 포함한다. 이 경우 상기 RF 체인은 단지 한번에 하나의 독립된 빔을 포밍할 수 있거나 상기 빔들은 서로서로 간섭을 일으킬 수 있다. 상기 기지국(1000) 또는 다른 네트워크 엔티티는, 다르게, 상기 이유들에 기초하여, 동일한 세트 내에 있고, 동시에 포밍될 수 없는 빔들의 세트를 취급할 수 있다. 예를 들어, 만약 상기 이유가 RF 체인과 같은 물리적인 제한 때문이라면, 상기 기지국(1000) 또는 다른 네트워크 엔티티는 동일한 세트 내에 있는 이러한 빔들을 이용하지 않을 것이다. 또는 동일한 세트 내에 있는 이러한 빔들에 의하여 수신되기로 의도될 수 있는 빔들을 송신하지 않을 것이다. 만약 상기 이유가 간섭 때문이라면, 상기 기지국(1000) 또는 다른 네트워크 엔티티는 간섭 레벨 등에 기초하여, 동일한 세트 내에 있는 이러한 빔들을 여전히 이용할 수 있다.

도 11a는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 RF 체인들을 이용하는 다중 기지국들(1105 및 1110)에 동시에 연결된 단말(1100)의 예를 도시한다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(1100)은 예를 들어 다중점 협력 통신(coordinated multipoint (CoMP) communication)을 통해, 다중 기지국들(1105 및 1110)에 동시에 연결될 수 있다. 만약 단말이 다른 네트워크 엔티티의 임의의 노드, 예를 들어 기지국으로 대체되는 경우, 여전히 이러한 실시 예는 적용가능하다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 기지국들(1105 및 1110)은 공동 자원 할당(joint resource allocation)이 수행되기 위해서, 어떤 RF 빔을 이용하여 어떤 빔이 포밍될 수 있는지에 관해 알 필요가 있을 수 있다. 이러한 실시 예에서, 상기 단말(1100)은 RX 빔들, 즉, RF 체인 1로부터의 RX B1 및 RX B2, Rf 체인 2로부터의 RX B3 및 RX B4를 조정할 수 있다. 상기 기지국들(1105 및 1110)은 RX B1 및 RX B2가 RF 체인 1로부터 오고, RX B3 및 RX B4가 체인 2로부터 온다는 사실을 알 필요가 있을 수 있다. 기지국 협력(base station coordination)을 위해서, 제 1 기지국(1105)은 상기 기지국 TX 및 단말 RX 빔 쌍들을 선택할 수 있다. 여기에서, 상기 단말 RF 빔들은 제 2 기지국(1110)에 의해 이용될 수 있는 상이한 단말 RF 체인으로부터 얻어진다. 예를 들어, 기지국 1(1105)은 기지국 1 TX 및 RX B1의 쌍을 선택할 수 있다. 반면에, 기지국 2(1110)는 기지국 2 TX B1 및 RX B4의 쌍을 선택할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 기지국 2(1110)는 BS2 TX B2 및 MS RX B2의 쌍이 우수한 신호 강도를 가지고 있다 하더라도, 상기 쌍을 선택하지 않을 수 있다. 왜냐하면, 단말 RX B2는 기지국 1(1105)이 통신하고 있는 다른 RF 체인으로부터 존재하기 때문이다. 만약 상기 기지국 2(1110)가 BS2 TX B2 및 MS RX B2를 이용한다면, 상기 단말(1100)은 상기 기지국 1(1105) 및 상기 기지국 2(1110) 모두와 통신하기 위해서, RF 체인 1의 RX 빔들을 공유해야만 한다. 이러한 예에서, 시간 도메인 또는 주파수 도메인 다중화(multiplexing)가 이용될 수 있다.

도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템(1165)에서 다중 RF 체인들을 이용하는 다중 기지국들(1155 및 1160)에 동시에 연결된 단말(1150)의 예를 도시한다. 예를 들어, CoMP 통신이 그러하다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 단말(1150)의 상대적인 위치 및 상기 기지국들(1155 및 1160)은 상기 단말(1150) 및/또는 상기 기지국들(1155 및 1160)의 상기 RF 빔포밍 능력에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 상기 단말(1150) 내에 있는 안테나 서브-어레이 또는 패널들의 위치는 단말(1150)이 제조된 방식 및/또는 상기 단말(1150)이 위치된 또는 잡힌 방식에 의존하여, 다른 방향으로 향할 수 있다. 이러한 예에서, 상기 단말(1150)은 상기 단말(1150)의 상이한 패널들에 위치해 있는 세 가지 다른 RF 프로세싱 체인들(1161, 1162 및 1163)을 가지고 있다. 시스템(1161) 내에서의 조건(예를 들어, 채널 조건, 반사기의 존재(예를 들어, 반사기(1170)) 등) 및 3 차원 공간에서 기지국들(1155 및 1160)에 대한 단말(1150)의 위치에 기초하여, 특정 빔포밍 제약은 존재할 수 있다. 예를 들어, 도시되었듯이, 상기 단말(1150)은 RF 프로세싱 체인 1(1161)의 제한 때문에, RX B2 및 RX B3를 동시에 포밍할 수 없다. 그러나 상이한 RF 체인들(예를 들어, RX B1 및 RX B3 또는 RX B1 및 RX B2)에서의 RX 빔들은 동시에 포밍될 수 있다. 이러한 예에서, 단말(1150)과 기지국들(1155 및 1160) 사이의 동시적인 통신을 위해, (BSl TX Bl, MS RX B3) 및 (BS2 TX B4, MS RX Bl)이 이용될 수 있다. 비-동시적인 통신을 위해, 단말(1150)이 하나의 RF 프로세싱 체인(1161)을 이용하기 위해 (BSl TX Bl, MS RX B3), (BS2 TX B4, MS RX B2)가 이용될 수 있고, 단말(1150)이 두 개의 RF 프로세싱 체인들(1161 및 1162)을 이용하기 위해 (BSl TX Bl, MS RX B3) 및 (BS2 TX B4, MS RX B1)이 이용될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 단말(1150) 및/또는 상기 기지국들(1155 및 1160)은 동시적인 빔포밍에 있어 이러한 제약들을 식별할 수 있고, 이용할 적절한 송신 방식을 결정하는데 있어 이러한 제약들을 이용할 수 있다.

도 11a 및 도 11b가 상기 단말(1100)(또는 단말(1150))이 다중 기지국들(1105 및 1110)(또는 기지국들(1155 및 1160))과 통신하게 되는 실시 예를 도시하는 반면, 이러한 실시 예는 다른 네트워크 엔티티, 예를 들어, 다중 기지국들(1105 및 1110)(또는 기지국들(1155 및 1160))과 통신하는 기지국의 임의의 노드에서 또한 수행될 수 있다. 이러한 실시 예는 기지국 또는 단말이 다중 기지국 또는 다중 단말과 통신하는 시스템에서 또한 수행될 수 있다.

상기 설명된 실시 예에서의 상기 빔 선택 관리 기술은 도 12 내지 도 15에서 자세하게 설명될 분리된 물리적 장치들, 예를 들어 CoMP로부터 오는 다중 스트림에 관한 실시 예에도 적용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국들(1200 및 1210)이 측정 보고 및 단말(1205)로부터 수신한 빔포밍 능력 정보에 기초하여 결정하기 위해 협력하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(1205)은 빔포밍 능력 정보를 상기 기지국 1(1200)(1211단계) 및 기지국 2(1212단계)로 보고한다. 상기 단말(1205)은 측정과 연관된 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들의 지시(indication) 및 수신기(550)에서의 RF 체인들의 수를 포함할 수 있다. 상기 기지국들(1200 및 1210)은 다중-점 통신(multi-point communication)을 위한 송신 방식을 결정하기 위해 협력(coordination)을 수행하고(1213단계), 단말(1205)에 각각의 기지국과 통신하기 위해 이용되는 RF 체인에 관해 별도로 알린다(1214단계 및 1215단계). 상기 단말(1205)은 지시된 RF 체인들에 기초하여, RX 빔들을 포밍할 수 있다. 도시된 프로세스는 다중-점 통신에 적용되는 도 6에 관해 전술한 바와 같이 수행될 수 있다.

RF 체인 및 상기 RX 빔들 간의 관계가 비교적 일정하다면, 상기 단말(1205)은 이러한 관계 정보를 네트워크 엔티티에 한번 보낼 수 있다. 만약 상기 RF 체인 및 RX 빔들 간의 관계가 변화한다면, 상기 단말(1205)은 이러한 정보를 주기적으로 갱신한다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 단말(1305)이 다중 기지국을 위한 다중-점 통신을 위한 선호되는 송신 방식을 결정하고, 요청하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 단말(1305)은 기지국 1(1300) 및 기지국 2(1310)를 위한 기지국 TX 빔들 및 연관된 RF 체인들을 포함한 송신 방식을 측정하고 결정한다(1311단계). 상기 단말(1305)은 기지국 1(1300) 및기지국 2(1310)로부터 결정된 기지국 TX 빔들을 요청한다(1312단계 및 1313단계). 상기 단말(1305)은 예를 들어, 도 8에 관하여 위해서 설명되었듯이, 단말(1305)의 빔포밍 능력, 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들에 관한 측정 및/또는 기지국 1(1300) 및 기지국 2(1310)의 알려진 능력 정보에 기초하여, 상기 기지국 TX 빔들을 결정한다. 상기 기지국들(1300 및 1310)은 단말(1305)로 요청된 기지국 TX 빔들을 확인한다(1314단계 및 1315단계). 상기 단말(1205)은 요청된 기지국 TX 빔들에 기초하여 RX 빔들을 포밍할 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국들이 빔 쌍들을 측정하기 위해서 상향링크 신호들을 이용하고, 단말(1405)의 빔포밍 능력에 기초하여 송신 방식을 결정하기 위해 협력하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 단말(1405)은 단말 빔포밍 능력 정보 및 기지국들(1400 및 1410)(또는 다른 네트워크 엔티티)로의 상향링크 신호를 보낸다(1411단계 및 1412단계). 상기 단말 빔포밍 능력 정보는 빔포밍 제약, 예를 들어, 어떤 단말 빔들이 동시에 조정될 수 없거나, 포밍될 수 없거나 또는 이용될 수 없는지에 관한 정보를 포함한다. 상기 기지국들(1400 및 1410)은 상향링크 측정을 수행한다(1413단계). 예를 들어, 상기 단말(1405)은 송신 및 수신을 위해 동일한 빔들을 이용할 수 있다. 즉, 상기 단말(1405)의 TX 및 RX 빔들은 예를 들어, 시분할 다중 통신 시스템 또는 채널이 교호하는(reciprocal) 통신 시스템에서 동일할 수 있다. 상기 기지국들(1400 및 1410)(또는 다른 네트워크 엔티티)은 조정을 수행하고, 이용할 송신 방식을 결정한다(1414단계). 상기 결정은 예를 들어 도 9에 관해 위에서 설명하였듯이, 측정 결과, 단말로 전달할 다중 스트림이 존재한다면, 동시적인 빔들에 있어 상기 단말 빔포밍 능력 제한, 및 기지국 빔포밍 능력 제한에 기초할 수 있다. 상기 기지국들(1400 및 1410)은 단말(1405)에 어떤 단말 RF 체인들이 장래의 통신을 위해 개별 기지국에 의에 이용될 수 있는지에 관해 통지할 수 있다(1415단계 및 1416단계).

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 단말(1505)이 기지국들(1500 및 1510)에 기지국들이 송신 방식을 결정하고 협력하기 위한 단말(1005)의 빔포밍 능력에 관하여 동적으로 통지하는 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 기지국 2 (1510)은 아이들(idle)할 수 있고, 또는 기지국 1(1500)과의 단일 점 통신이 발생할 수 있다(1511단계).

상기 단말(15050)은 이웃 셀들(neighboring cells)을 모니터링(monitor)할 수 있고(1512단계), 일부 지점에서, 예를 들어, 네트워크 조건들 또는 다중-점 통신을 위한 요구로 인한 기지국 2(1510)의 가용성(availability)에 관한 탐지에 기초하여, 다중 스트림 통신이 요구될 수 있다. 상기 단말(1505)은 적절한 RF 빔포밍 피드백 정보를 보낸다(1513단계). 상기 RF 빔포밍 피드백 정보는 앞서 설명된 다수의 빔 관리 실시 예에 따라, 측정 보고, 상기 단말 빔포밍 능력 정보, 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들의 가능한 세트, 요구된 송신 방식을 위한 요청, 및/또는 기지국 TX 빔들을 위한 요청을 포함할 수 있다. 상기 기지국들(1500 및 1510)(또는 다른 네트워크 엔티티)은 협력을 수행하고, 어떤 송신 방식(예를 들어, 어떤 기지국이 어떤 단말 RF 프로세싱 체인을 이용하는지)을 이용할지 결정한다(1515단계). 상기 기지국(1500)은 다중 스트림 통신을 위해 이용되는 송신 방식을 나타내는 제어 정보를 상기 단말(1505)로 보낸다(1516단계). 예를 들어, 이러한 제어 정보는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들, 기지국 TX 빔들, 단말 RX 빔 쌍들 또는 요청된 송신 방식에 과한 단말의 확인을 포함한다. 이후, 상기 단말(1505)은 기지국 2(1510)와 레인징(ranging)을 수행하고(1517단계 및 1518단계), 기지국 1(1500) 및 기지국 2(1510)와 다중-점 통신을 수행한다(1519단계).

다양한 실시 예에서, 단말은 통신 및/또는 셀들의 모니터링을 위한 상이한 RF 프로세싱 체인들의 빔들을 관리하기 위한 융통성을 가지고 있다. 예를 들어, 단말(예를 들어, 도 11a에서 상기 단말(1100) 또는 도 11b에서 상기 단말(1150))은 제 1 기지국(1105)과 상향링크 연결을 가질 수 있고, 제 2 기지국(1110)과 하향링크 연결을 가질 수 있다. 상기 단말은 제 1 기지국(1105)과 통신하기 위한 제 1 RF 체인을 이용할 수 있고, 제 2 기지국(1110)과 통신하기 위한 제 2 RF 체인과 통신할 수 있다. 한 실시 예에서, 제 1 RF 체인이 제 1 기지국(1105)과 하향링크 통신이 아닌, 상향링크 통신하기 위해 이용되는 경우, 상기 단말(1100)은 이웃 셀들 및 빔들을 모니터링하기 위한 RF 빔들을 이용하기 위하여, 하향링크를 위해 스케줄링된(scheduled) 모든 시간에서 제 1 RF 체인을 이용할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 RF 체인들을 이용한 기지국 1(1605) 및 MS 1(1610)에 동시에 연결된 기지국 2(1600)의 예를 도시한다. 이러한 예시에서, 상기 기지국 2(1600)는 상기 기지국 1(1605) 및 상기 단말 1(1610)과 다른 시간에서 통신하기 위하여, RF 체인 1을 이용할 수 있고, 단말 1(1610)과 통신하기 위하여 RF 체인 2를 이용할 수 있다. 상기 기지국 2(1600)는 또한 이웃 셀들과 빔들을 모니터링 하기 위하여, RF 체인 2 및 RF 체인 3을 이용할 수 있다(단말 1(1610)과 통신하기 위해 이용되지 않는 시간 동안). 도 16은 기지국 1(1605) 및 단말 1(1610)에 동시에 연결된 기지국 2(1600)의 한 가지 예를 도시하는 반면, 본 발명의 실시 예는 기지국 또는 단말이 임의의 수의 다른 RF 프로세싱 체인들을 이용하는 임의의 수의 단말 및/또는 기지국과 통신하도록 수행될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 단말(1100)은 또한 보고된 TX 빔 또는 TX RX 빔 쌍들 등과 연관된 지연(delay)을 보고할 수 있다(예를 들어, 상기 기지국 TX 빔으로부터 상기 단말 RX 빔으로의 지연). 상기 지연은 송신 방식에 관한 결정을 내리기 위해서, 기지국들 또는 다른 네트워크 엔티티를 위해 이용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 단말(1100)은 빔 쌍들 또는 TX빔들을 보고하는 대안적인 방법으로서 부호록에 있는 부호워드를 보고할 수 있다. 상기 단말(1100)은 또한 자유도(degree of freedom)를 보고할 수 있다. 상기 부호워드는 RF 빔포밍, 아날로그 빔포밍, 디지털 빔포밍, 공동 디지털 빔포밍, 또는 공동 RF 빔포밍을 위한 부호록으로부터 얻어질 수 있다. 상기 단말(1100)은 RF 빔포밍에 있어 선호되는 부호워드를 선택할 수 있고, 이를 기지국에 보고할 수 있다. 그리고 상기 부호워드는 송신 순위 또는 송신기가 송신할 수 있는 상이한 데이터 스트림의 수와 같은 디지털 빔포밍 부호워드 및 송신 방식을 결정하기 위한 요소들 가운데 하나로서, 상기 지상국 또는 다른 네트워크 엔티티에 의해 이용될 수 있다.

비록 본 발명의 실시 예가 밀리미터 파를 통해 통신하는 맥락 내에서 설명되고 있지만, 본 발명의 실시 예는 또한, 예를 들어, 밀리미터 파와 비슷한 특성을 보여주는 10GHz - 30GHz의 주파수를 가진 라디오 파, 또는 셀룰러 통신 대역에 존재하는 다른 통신 매체를 통해 수행될 수 있다. 게다가, 본 발명의 다양한 실시 예는 또한 테라헤르츠(terahertz) 주파수를 가진 전자기파, 적외선, 가시광선과 같은 광학 매체를 이용하여 수행될 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 단말에 의한 빔 관리를 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 예를 들어, 도 17에 도시된 상기 프로세스는 도 4에 있는 단말(410) 또는 도 5a에 있는 수신기(550)와 같은 단말(MS)에 의해 수행될 수 있다.

상기 프로세스는 단말의 무선 주파수(RF) 빔포밍 제약을 식별하는 단말과 함께 시작된다(1705단계). 1705단계에서, 상기 단말의 무선 주파수(RF) 빔포밍 제약은 예를 들어, 네트워크 조건들 때문에 수신될 수 있는 기지국 TX 빔들에 기초하거나, 단말의 물리적 제한에 기초하여 동시에 포밍될 수 있는 많은 RX 빔들에 기초할 수 있다.

그리고 나서, 상기 단말은 기지국(BS) 송신(TX) 빔 및 단말 수신(RX) 빔 쌍들을 측정할 수 있다(1710단계). 이후, 상기 단말은 RF 빔포밍 피드백 정보를 보낸다(1715단계). 1715단계에서, 상기 RF 빔포밍 피드백 정보는 어떤 단말 빔들이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시 및 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들에 관한 지시 및 연관된 측정을 포함한다. 다른 예에서, 상기 RF 빔포밍 피드백 정보는 상기 단말 및/또는 상기 기지국의 상기 RF 빔포밍 제약에 기초하여, 기지국으로 동시에 이용될 수 있는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들 가운데 최소한 하나의 세트에 관한 지시를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 RF 빔포밍 피드백 정보는 시그널링 오버헤드를 줄이기 위하여, 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들의 가능한 세트들로부터 기지국 TX 빔들을 이용하기 위한 상기 기지국에 대한 요청을 포함한다. 다른 예에서, 상기 단말은 다중-스트림 및/또는 다중 점 통신을 수행하기 위한 결정에 응답하여, 이러한 RF 빔포밍 피드백 정보를 보내기로 결정한다.

상기 단말은 제어 정보를 수신한다(1720단계). 1720단계에서, 상기 제어 정보는 상기 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티에 의해 보내질 수 있다. 상기 제어 정보는 어떤 단말 RX 빔들이 이용될 것인지에 관한 통지, 상기 기지국에 의해 이용되는 TX 빔들의 통지, 상기 단말에 의해 요청되는 기지국 TX 빔들의 확인, 및/또는 어떤 단말 RF 프로세싱 체인이 다른 기지국들과 통신하기 위해 이용될 것인지에 관한 통지를 포함할 수 있다.

이후, 상기 단말은 기지국과의 통신을 수행할 수 있다(1725단계). 1725단계에서, 상기 단말은 상기 RX 빔들 및/또는 하향링크 통신을 수행하기 위한 연관된 TX 빔들을 수신하기 위해 이용되는 RF 프로세싱 체인을 식별할 수 있다. 상기 단믈은 또한 유사한 구성, 예를 들어, TDD 시스템 또는 통신 채널이 교호하는 다른 시스템에서 상향링크 통신을 수행할 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에 의한 빔 관리 프로세스의 흐름도를 도시한다. 예를 들어, 도 18에 도시된 상기 프로세스는 도 4 에 있는 기지국(401) 또는 네트워크(411) 또는 도 5a에 있는 송신기(500)와 같은 네트워크 엔티티에 의해 수행될 수 있다.

상기 프로세스는 RF 빔포밍 피드백 정보를 수신함으로써 시작될 수 있다(1805단계). 1805단계에서, 상기 RF 빔포밍 피드백 정보는 단말의 무선 주파수(RF) 빔포밍 제약, 측정된 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들에 관한 정보, 어떤 단말 빔들이 단말 및/또는 기지국의 RF 빔포밍 제약에 기초하여, 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시, 상기 단말 및/또는 기지국의 RF 빔포밍 제약에 기초하여, 동시에 이용될 수 있는 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들의 가능한 세트에 관한 지시, 기지국 TX 빔 및 단말 RX 빔 쌍들의 가능한 세트로부터 기지국 TX 빔들을 이용하기 위한 기지국에 대한 요청, 및/또는 다중 기지국과의 다중 점 협력 통신을 위해 이용되는 RF 프로세싱 체인들을 포함할 수 있다.

상기 프로세스는 송신 방식을 결정한다(1810단계). 결정된 상기 송신 방식은 단일-스트림 통신, 다중-스트림을 통한 정보가 동일한 각각의 스트림을 위한 비-동시적인 시간에서의 다중-스트림 통신, 다중-스트림을 통한 상기 정보가 동일한 동시적인 시간에서의 다중-스트림 통신, 다중-스트림을 통신 정보가 상이한 각각의 스트림을 위한 비-동시적인 시간에서의 다중-스트림 통신, 다중-스트림을 통한 정보가 상이한 동시적인 시간에서의 다중-스트림 통신 등을 포함한다.

상기 프로세스는 제어 정보를 보낸다(1815단계). 1815단계에서, 상기 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티는 기지국으로의 송신 방식을 나타내기 위해서 제어 정보를 단말로 보낸다. 상기 제어 정보는 상기 수신된 RF 빔포밍 피드백 정보 또는 요청된 기지국 TX 빔들의 확인에 기초하여, 단말 RX 빔들 및/또는 단말과 하향링크에서 통신하기 위해 이용되는 기지국 TX 빔들에 관한 지시를 포함할 수 있다. 이러한 단계의 부분으로서, 상기 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티는 어떤 단말 RF 프로세싱 체인이 이용될 것인지를 결정하기 위해, 제 2 기지국과 협력할 수 있고, 제어 정보 내에 있는 각각의 기지국들과 통신하기 위해, 어떤 단말 RF 프로세싱 체인을 이용할 것인지에 관한 통지를 포함할 수 있다.

이후, 상기 프로세스는 단말과 통신을 수행한다(1820단계). 1820단계에서, 상기 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티는 결정된 송신 방식에 따라, 기지국 TX 빔들을 이용한 통신을 수행할 수 있다.

비록 도 17 및 도 18이 단말 및 기지국 각각에 의한 빔 관리를 위한 프로세스의 예를 도시하고 있지만, 도 17 및 도 18에 다양한 변화가 만들어질 수 있다. 예를 들어, 일련의 단계들이 도시되어 있는 동안에, 각각의 도표에서의 다양한 스텝들은 겹쳐질 수 있거나, 평행하게 발생할 수 있거나, 다른 순서로 발생될 수 있거나, 여러 번 발생할 수 있다. 다른 예에서, 기지국에 관한 단계들은 원격 무선 장비(remote radio head), 네트워크 서버, 기지국 제어부, 게이트웨이(gateway) 등과 같은 다른 네트워크 엔티티에 의해 수행될 수 있다.

비록 본 발명은 예시와 함께 설명되었지만, 다양한 변화와 수정이 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 제안될 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 있는 그러한 변화 및 수정을 포함하도록 의도된다.

Claims (15)

1. 단말에 의한 빔 관리 방법에 있어서,
   동시에 형성 가능하거나 불가능한 단말의 수신 빔들에 관한 정보를 포함하는 빔포밍(beamforming) 제약(constraint)을 확인하는 과정과,
   기지국의 적어도 하나의 송신 빔과 상기 단말의 적어도 하나의 수신 빔에 있어서, 상기 기지국 및 상기 단말 사이의 채널을 측정하는 과정과,
   상기 단말의 확인된 제약 및 채널 측정에 기반하여, 빔포밍 피드백(feedback) 정보를 전송하는 과정을 포함하고,
   상기 빔포밍 피드백 정보를 전송하는 과정은, 상기 단말의 어떤 수신 빔들이 상기 기지국으로 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시(indication)를 전송하는 과정과, 상기 기지국으로 채널 측정 보고를 전송하는 과정을 포함하고,
   송신 방식(scheme) 및 이용될 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 지시하는 하향링크 스케줄링(downlink scheduling)에 대한 통지에 대응하여, 지시된 적어도 하나의 상기 기지국 송신 빔들을 수신할 수 있는 적어도 하나의 단말 수신 빔들을 이용하여, 상기 기지국으로부터 하향링크 통신을 위한 신호를 수신하는 과정을 더 포함하고,
   여기에서, 상기 송신 방식은, 단일 스트림(stream) 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간(concurrent time)에서의 다중 스트림 통신 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 단말의 상기 빔포밍 제약에 기반하여, 동시에 이용될 수 있는 기지국 송신 빔 및 단말 수신 빔 쌍들의 적어도 하나의 세트(set)를 확인하는 과정을 더 포함하고,
   상기 빔포밍 피드백 정보를 전송하는 과정은,
   상기 기지국에 대해, 동시에 이용될 수 있는 기지국 송신 빔 및 단말 수신 빔 쌍들의 적어도 하나의 세트에 관한 지시를 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 단말의 상기 빔포밍 제약에 기반하여, 동시에 이용될 수 있는 기지국 송신 빔 및 단말 수신 빔 쌍들의 적어도 하나의 세트를 확인하는 과정을 더 포함하고,
   상기 빔포밍 피드백 정보를 전송하는 과정은,
   상기 기지국에 대해, 동시에 이용될 수 있는 기지국 송신 빔 및 단말 수신 빔 쌍들의 세트에서 상기 기지국 송신 빔들의 세트에 관한 지시를 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   빔포밍 피드백 정보를 전송하는 과정은,
   다중점 협력 통신(coordinated multipoint communication)을 수행하기 위한 결정에 대응하여, 빔포밍 피드백 정보를 전송하는 과정을 포함하고,
   송신 방식 및 제 1 기지국을 위해 이용되는 적어도 하나의 기지국 송신 빔들 및 제 2 기지국을 위해 이용되는 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 지시하는 하향링크 스케줄링의 통지를 수신하는 과정과,
   상기 통지에 대응하여, 상기 지시된 기지국 송신 빔들을 수신할 수 있는 적어도 하나의 단말 수신 빔들을 이용하여, 상기 기지국으로부터 하향링크 통신을 위한 신호를 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
   
6. 기지국에 의한 빔 관리 방법에 있어서,
   동시에 형성 가능하거나 불가능한 단말의 수신 빔들에 관한 정보를 포함하는 빔포밍 제약 또는 기지국 및 상기 단말 사이의 채널에 관한 채널 측정 정보 가운데 적어도 하나를 포함하는 빔포밍 피드백 정보를 수신하는 과정과,
   상기 수신된 빔포밍 피드백 정보에 기반하여 하향링크 통신에서 이용되는 단말 수신 빔들 또는 기지국 송신 빔들 가운데 적어도 하나에 대한 지시를 포함하는 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함하고,
   상기 빔포밍 피드백 정보는, 상기 단말의 어떤 수신 빔들이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시 및 채널 측정 보고를 포함하고,
   상기 단말의 어떤 수신 빔들이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시에 기반하여 송신 방식 및 이용될 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 결정하는 과정을 더 포함하고,
   상기 제어 정보를 전송하는 과정은,
   상기 송신 방식 및 상기 이용될 적어도 하나의 기지국 송신 빔들에 관한 통지를 전송하는 과정을 포함하고,
   상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
   
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,
   상기 빔포밍 피드백 정보는, 상기 단말의 빔포밍 제약에 기반하여 동시에 이용될 수 있는 기지국 송신 빔 및 단말 수신 빔 쌍들의 적어도 하나의 세트에 관한 지시를 포함하고,
   동시에 이용될 수 있는 기지국 송신 빔 및 단말 수신 빔 쌍들의 적어도 하나의 세트에 관한 지시에 기반하여 송신 방식 및 이용될 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 빔포밍 피드백 정보는, 동시에 이용될 수 있는 기지국 송신 빔 및 단말 수신 빔 쌍들의 세트에서 기지국 송신 빔들의 세트에 관한 지시를 포함하고,
   상기 기지국 송신 빔들의 세트에 관한 지시에 기반하여, 송신 방식 및 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 기지국은, 제 1 기지국 및 제 2 기지국을 포함하고,
    상기 빔포밍 피드백 정보는, 다중점 협력 통신을 수행하기 위한 결정에 대응하여 수신되고,
    송신 방식 및 상기 기지국에서 이용될 적어도 하나의 송신 빔들을 결정하기 위해, 상기 제 2 기지국과 협력하는 과정을 더 포함하는 방법.
    
11. 단말 장치에 있어서,
    동시에 형성 가능하거나 불가능한 단말의 수신 빔들에 관한 정보를 포함하는 빔포밍 제약을 식별하고, 기지국의 적어도 하나의 송신 빔과 상기 단말의 적어도 하나의 수신 빔에 있어서, 상기 기지국 및 상기 단말 사이의 채널을 측정하는 제어부와,
    상기 단말의 상기 식별된 제약 및 상기 채널 측정에 기초한 RF 빔포밍 피드백 정보를 전송하는 트랜시버(transceiver)를 포함하고,
    상기 트랜시버는, 상기 RF 빔포밍 피드백 정보를 전송하는데 있어서, 상기 단말의 어떤 수신 빔들이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시를 상기 기지국에 전송하고, 채널 측정 보고를 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하고,
    상기 트랜시버는, 송신 방식 및 이용되는 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 지시하는 하향링크 스케줄링에 관한 통지에 대응하여, 지시된 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 수신할 수 있는 적어도 하나의 단말 수신 빔들을 이용하여 상기 기지국으로부터 하향링크 통신을 위한 신호를 수신하고,
    상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
    
12. 삭제
13. 제11항에 있어서,
    청구항 제3항 내지 제5항 중 하나의 방법을 실행하는 장치.
    
14. 기지국 장치에 있어서,
    동시에 형성 가능하거나 불가능한 단말의 수신 빔들에 관한 정보를 포함하는 빔포밍 제약 또는 상기 기지국 및 상기 단말 사이의 채널에 관한 측정 정보 중 적어도 하나를 포함하는 빔포밍 피드백 정보를 수신하고, 상기 수신된 빔포밍 피드백 정보에 기반하여 상기 단말과의 하향링크 통신에 이용되는 단말 수신 빔들 또는 기지국 송신 빔들 중 적어도 하나에 관한 지시를 포함하는 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 트랜시버를 포함하고,
    상기 빔포밍 피드백 정보는, 상기 단말의 어떤 수신 빔들이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시 및 채널 측정 보고를 포함하고,
    상기 트랜시버는, 상기 단말의 어떤 수신 빔들이 동시에 이용될 수 없는지에 관한 지시에 기반하여 송신 방식 및 이용될 적어도 하나의 기지국 송신 빔들을 결정하고,
    상기 트랜시버는, 상기 송신 방식 및 상기 이용될 적어도 하나의 기지국 송신 빔들에 관한 통지를 전송하고,
    상기 송신 방식은, 단일 스트림 통신, 상이한 시간에서의 다중 스트림 통신, 또는 동시적인 시간에서의 다중 스트림 통신 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
    
15. 제14항에 있어서,
    청구항 제8항 내지 제10항 중 하나의 방법을 실행하는 장치.
    
    

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