KR102380185B1 - 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 운용하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 빔포밍을 운용하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시(disclosure)는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 적어도 하나의 기지국과 연결되는 운용 장치(operating device)는 적어도 하나의 송수신기와, 적어도 하나의 송수신기와 결합되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 적어도 하나의 기지국의 빔들에 의한 커버리지를 결정하고, 단말에 제공될 수 있는 빔들의 개수가 임계값 이상이거나 상기 커버리지 외 다른 단말이 위치하는 경우, 상기 적어도 하나의 기지국에 대한 빔 운용 구성(beam operation configuration)을 변경할 수 있다. 본 연구는 2017년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 '범부처 Giga KOREA 사업'의 지원을 받아 수행된 연구이다(No.GK17N0100, 밀리미터파 5G 이동통신 시스템 개발).

Description

무선 통신 시스템에서 빔포밍을 운용하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR OPERATING BEAMFORMING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 운용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 연구는 2017년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 '범부처 Giga KOREA 사업'의 지원을 받아 수행된 연구이다(No.GK17N0100, 밀리미터파 5G 이동통신 시스템 개발).
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
5G 통신 시스템은, 초고주파 대역(예: mmWave)의 특성으로 인한 경로 손실의 문제를 극복하기 위해, 빔포밍 기법을 이용하여 신호 이득을 높이도록 운용되고 있다. 한편, 빔의 공간적으로 제한적인 특성에 따라, 일부 지역에서는 서비스 가능한 빔들이 충분한 반면, 다른 지역에서는 서비스 가능한 빔이 부족할 수 있다. 부족한 빔에 따른 서비스 단절(outage) 또는 과잉 빔에 따른 비효율성(inefficiency) 문제가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 최적의 네트워크 환경을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 최적의 빔포밍 운용을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 빔포밍 효율성(efficiency)을 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 환경 변화에 따른 최적의 네트워크를 설계(design)하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 빔 커버리지를 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 빔포밍 운용 구성(beamforming operation configuration)을 변경하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 적어도 하나의 기지국과 연결되는 운용 장치(operating device)는 적어도 하나의 송수신기와, 적어도 하나의 송수신기와 결합되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 적어도 하나의 기지국의 빔들에 의한 커버리지를 결정하고, 단말에 제공될 수 있는 빔들의 개수가 임계값 이상이거나 상기 커버리지 외 다른 단말이 위치하는 경우, 상기 적어도 하나의 기지국에 대한 빔 운용 구성(beam operation configuration)을 변경할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 장치는, 적어도 하나의 송수신기와, 적어도 하나의 송수신기와 결합되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 기지국에 연결된 단말들 각각으로부터 수신되는 측정 보고에 기반하여, 상기 기지국의 빔들에 의한 커버리지를 결정하고, 단말에 제공될 수 있는 빔들의 개수가 임계값 이상이거나 상기 커버리지 외 다른 단말이 위치한 경우, 상기 기지국에 대한 빔 운용 구성을 변경할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 적어도 하나의 기지국과 연결되는 운용 장치의 방법은, 상기 적어도 하나의 기지국의 빔들에 의한 커버리지를 결정하는 과정과, 단말에 제공될 수 있는 빔들의 개수가 임계값 이상이거나 상기 커버리지 외 다른 단말이 위치하는 경우, 상기 적어도 하나의 기지국에 대한 빔 운용 구성을 변경하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 방법은 상기 기지국에 연결된 단말들 각각으로부터 수신되는 측정 보고에 기반하여, 상기 기지국의 빔들에 의한 커버리지를 결정하는 과정과, 단말에 제공될 수 있는 빔들의 개수가 임계값 이상이거나 상기 커버리지 외 다른 단말이 위치한 경우, 상기 기지국에 대한 빔 운용 구성을 변경하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 상황 변화에 따라 빔포밍 구성을 변경함으로써, 효율적인 빔포밍 네트워크 환경을 제공할 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍 네트워크 운용 장치(operating device)의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 5a 내지 5c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 자가-구성 빔포밍(self-organizing beamforming)을 위한 빔포밍 네트워크 운용 장치의 흐름도를 도시한다.
도 7a는, 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 자가 구성 빔포밍의 예를 도시한다.
도 7b는, 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 자가 구성 빔포밍의 다른 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍 네트워크 설계를 위한 빔포밍 네트워크 운용 장치의 흐름도를 도시한다.
도 9는, 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍 운용 구성의 변경의 예를 도시한다.
도 10은, 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍 운용 구성의 변경의 다른 예를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 빔포밍 네트워크를 구성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 환경 변화에 따라 자체적으로(by itself) 빔포밍 네트워크를 구성(configure)하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 정보와 관련된 표현(예: 측정 정보, 신호 정보, 커버리지 정보(coverage information), 빔 제어 정보(beam control information))을 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어(예: 네트워크 노드(network node), 송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)), 네트워크 환경의 상태를 지칭하는 용어(예: 빔 부족(beam deficiency), 빔 과잉(overflow)(또는 빔 과밀(overcrowding)), 빔 적정 상태(beam reasonable state)), 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 환경 100에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 빔포밍 네트워크 운용 장치 110, 제1 기지국 121, 제2 기지국 122, 제1 단말 131, 제2 단말 132를 예시한다. 무선 통신 환경 100은, 빔포밍을 통해 구성되는 네트워크 환경을 나타낸다. 이하, 사용되는 '셀(cell)'의 용어는, 기지국(base station)에서 서비스 범위(service range)를 가리킬 수 있다. 기지국은 하나의 셀(one cell)을 커버할 수도 있고, 다수의 셀들(multiple cells)을 커버할 수도 있다. 여기서, 다수의 셀들은 지원하는 주파수(frequency), 커버하는 섹터(sector)의 영역에 의해 구분될 수 있다. 이하 설명에서, 기지국은 셀을 포함하는 용어로 사용되거나, 셀은 기지국을 지칭하는 용어로 사용될 수도 있다. 서빙 셀(serving cell)은 단말과 상위 계층 시그널링(예: RRC(radio resource control)) signaling)을 제공하는 셀로써, 하나의 셀이거나 다수의 셀들을 가리킬 수 있다.
도 1을 참고하면, 빔포밍 네트워크 운용 장치 110은 빔포밍 운용을 구성하기(configuring) 위한 장치일 수 있다. 빔포밍 네트워크 운용 장치 110은, 자가 구성 빔포밍(self-organizing beamforming, SOB) 제어 장치, 빔포밍 네트워크 구성(beamforming network configuration) 장치, 빔포밍 네트워크 설계(beamforming network design) 장치, 빔 조직 장치(beam organizer), 빔 배치(beam deployment) 장치, 빔 관리(beam management) 장치, 빔 균형(beam balancing) 장치, 또는 운용 장치(operating device)로 지칭될 수 있다. 이하, 빔포밍 네트워크 운용 장치 110은, 운용 장치 110으로 지칭되어 서술된다.
운용 장치 110은, 각 기지국에 의한 빔포밍을 제어함으로써, 최적의 빔포밍 네트워크 환경을 구성하기 위한 장치일 수 있다. 운용 장치 110은, 각 기지국에서 빔포밍을 통해 커버 가능한 영역, 즉 빔 커버리지(beam coverage)를 결정할 수 있다. 운용 장치 110은, 네트워크 환경 변화를 추적하기 위해 빔 커버리지를 결정할 수 있다. 운용 장치 110은, 빔 커버리지를 통해 서비스가 불가능한 지역, 수요에 비해 많은 빔이 제공되는 지역, 사용량이 적은 빔의 영역 등을 결정하고, 이에 따라 빔포밍 네트워크 환경을 재설계할 수 있다. 이하, 본 개시는 빔포밍 운용 장치 110이 각 기지국의 빔 커버리지를 결정하고, 빔포밍 네트워크를 재구성하기 위한 동작들을 수행하는 것으로 서술되나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시 예들에 따른 각 기지국의 빔 커버리지를 결정하거나 빔포밍 네트워크를 재구성하는 동작들 중 일부는, 후술하는 기지국(예: 제1 기지국 121, 제2 기지국 122)에 의해 수행되거나 빔포밍 운용 장치 110보다 상위 노드(upper node)의 장치에 의해 수행될 수 있다.
제1 기지국 121 또는 제2 기지국 122는, 커버리지 내 단말에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 제1 기지국 121 또는 제2 기지국 122는 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 본 개시에서, 커버리지는 빔포밍을 통해 신호를 송신할 수 있는 범위(range), 즉 빔 커버리지(beam coverage)를 의미할 수 있다. 제1 기지국 121 또는 제2 기지국 122는 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '분산 유닛(distributed unit, DU)', '무선 유닛(radio unit, RU), 원격 무선 장비(remote radio head, RRH) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
제1 단말 131 및 제2 단말 132는 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 해당 사업자의 기지국과 무선 채널(wireless channel)을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 제1 단말 131 및 제2 단말 132 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운용될 수 있다. 예를 들어, 제1 단말 131은 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 제1 단말 131 및 제2 단말 132 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', '전자 장치(electronic device)', 또는 '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말(예: 제1 단말 131, 제2 단말 132)은, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 기지국 121, 제2 기지국 122, 제1 단말 131, 제2 단말 132는 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 제1 기지국 121, 제2 기지국 122, 제1 단말 131, 제2 단말 132는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함한다. 즉, 제1 기지국 121, 제2 기지국 122, 제1 단말 131, 제2 단말 132는 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 제1 기지국 121는 제1 빔 141, 제2 빔 142, 제3 빔 143을 통해, 제2 기지국 122는 제 4빔 144, 제5 빔 145, 제6 빔 146, 제7 빔 147을 통해 빔포밍을 수행할 수 있다. 도 1에는 도시되지 않았으나, 제1 단말 131 또는 제2 단말 132도 빔을 통해 빔포밍을 수행할 수 있다.
빔포밍 기반 통신 시스템에서는, 빔의 지향적인 특성에 따라, 거리뿐만 아니라 단말 위치한 곳의 방향에 따라 서비스 영역이 정의될 수 있다. 이하, 임의의 사업자가 제공하는 서비스에 가입한 단말(예: 제1 단말 131, 제2 단말 132)이, 사업자의 서버로부터 제공되는 데이터를 기지국(예: 제1 기지국 121 또는 제2 기지국 122)을 통해 수신하는 상황이 설명된다.
제1 단말 131은, 제1 기지국 121의 제2 빔 142, 제3 빔 143 또는 제2 기지국 122의 제4 빔 144, 제5 빔 145를 통한 서비스 영역에 위치할 수 있다. 제1 단말은 제2 빔 142, 제3 빔 143, 제4 빔 144, 제5 빔 145 중 적어도 하나를 통해 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 제1 단말이 제1 기지국 121의 제2 빔 142를 통해 하향링크 데이터를 수신한다면, 제3 빔 143, 제4 빔 144, 제5 빔 145는 제1 단말에 대한 여유(free) 빔(또는 여분(extra) 빔, 추가(additional) 빔, 예비(spare) 빔, 더미(dummy) 빔, 잔여(remaining) 빔으로 지칭될 수 있다)일 수 있다. 다른 단말의 존재를 고려하지 않았을 때, 상술한 바와 같은 여유 빔이 발생하는 상황(이하, 빔 과잉(beam overflow))은 전체 빔포밍 네트워크 관점에서 비효율적일 수 있다. 따라서, 다양한 실시 예들에 따른 운용 장치 110은, 빔포밍 네트워크를 효율적으로 운용하기 위해, 빔포밍 운용 방식을 재구성(reconfigure)할 수 있다.
제2 단말 132는 건물 내부에 위치할 수 있다. 상기 건물은 제2 기지국 122의 제7 빔 147를 통한 서비스 영역에 위치할 수 있다. 건물 내 상대적으로 낮은 층에 위치한 단말(미도시), 즉 고도(elevation)가 낮은 곳에 위치한 단말은 제7 빔 147을 통해 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 반면, 건물 내 상대적으로 높은 층에 위치한 단말, 즉 고도가 높은 곳에 위치한 제2 단말 132는 제7 빔 147을 통해 하향링크 데이터를 수신할 수 없다. 따라서, 다양한 실시 예들에 따른 운용 장치 110은, 단말의 서비스 단절(outage)을 예방(prevent)하기 위해, 빔포밍 운용 방식(scheme)을 재구성할 수 있다.
도 1 에서는, 분리형 배치(deployment)로서, 운용 장치 110이 제1 기지국 121 또는 제2 기지국 122와 별도의 장치인 것으로 도시되었다. 일부 실시 예들에서, 운용 장치 110은, 다양한 실시 예들에 따른 빔포밍 네트워크 구성을 위한 별도의 네트워크 엔티티(network entity)일 수 있다. 예를 들어, 운용 장치 110은 제1 기지국 121 및 제2 기지국 122보다 상위 노드의 네트워크 엔티티이거나, 기지국에 부착된 별도의 장치일 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 운용 장치 110은, 무선 액세스 네트워크(radio access network, RAN)에서, 상위 계층(uppler layers)(예: PDCP(packet data convergence protocol), RRC)의 기능을 수행하도록 구성되는 CU일 수 있고, 제1 기지국 121 또는 제2 기지국 122는, 하위 계층(lower layers)(예: MAC(medium access control), PHY(physical))의 기능을 수행하도록 구성되는 DU(또는 TRP)일 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 도 1에 도시된 바와 달리, 운용 장치 110은 일체형 배치(deployment)로서, 제1 기지국 121 또는 제2 기지국 122에 포함되어 구성될 수도 있다. 운용 장치 110은, 특정 기지국(예: 제1 기지국 121)에 위치하여, 다양한 실시 예들에 따른 빔포밍 네트워크 구성을 위한 동작들을 수행하기 위해, 다른 기지국(예: 제2 기지국 122)과 정보(예: 커버리지 정보, 빔 정보 및 수신 세기 정보)를 송수신하는 시그널링을 수행할 수 있다.
이하 본 개시에서는, 설명의 편의를 위해, 운용 장치 110이 제1 기지국 121 및 제2 기지국 122와 독립된 장치로 설명하나, 이에 한정되지 않는다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍 네트워크 운용 장치(operating device)의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 빔포밍 네트워크 운용 장치 110의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2를 참고하면, 빔포밍 네트워크 운용 장치(이하, 운용 장치)는 통신부 210, 백홀 통신부 220, 저장부 230, 및 제어부 240을 포함한다.
통신부 210은 정보를 송수신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신부 210은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 즉, 통신부 210은 운용 장치에서 다른 노드, 예를 들어, 서버, 센서 장치, 상위 네트워크 노드 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 기지국으로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
통신부 210은, 유선 통신 환경에서, 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다. 통신부 210은, 전송 매체(transmission medium)(예: 구리선, 광섬유)를 통해 장치와 장치간의 직접적인 연결을 제어하기 위한, 유선 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부 210은 구리선을 통해 다른 장치에게 전기적 신호를 전달하거나, 전기적 신호와 광신호간 변환을 수행할 수 있다.
통신부 210은, 무선 통신 환경에서, 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 통신부 210은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행할 수 있다. 또한, 통신부 210은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다.
통신부 210은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 210은 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 송신 및 수신은 통신부 210에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
다양한 실시 예들에 따라, 통신부 210은 각 기지국으로부터 커버리지 정보(coverage information)을 수신할 수 있다. 커버리지 정보는, 각 기지국이 빔포밍을 통해 서비스 가능한 영역을 결정하기 위해 고려되는 파라미터들, 제어(예: 빔포밍 운용 구성의 변경)가 필요한 영역을 가리키는 정보, 또는 추가 제어가 요구되는 파라미터들을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 통신부 210은 빔포밍 운용 구성을 변경하기 위해 필요한 빔포밍 파라미터들 또는 하드웨어 정보(예: 렌즈 정보)를 각 기지국에게 제공할 수 있다.
백홀통신부 220은 네트워크 내 다른 노드들(예: 도 1의 제1 기지국 121, 제2 기지국 122)과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부 220은 운용 장치에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 기지국, 상위 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부 230은 운용 장치의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 230은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 230은 제어부 240의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 240은 운용 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 240은 통신부 210 또는 백홀 통신부 220을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 240은 저장부 230에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 240은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240은 운용 장치에서 제어 가능한 기지국들 각각의 커버리지를 모니터링하는 커버리지 관찰부 241 및 환경 변화에 따른 빔포밍 네트워크를 재구성하기 위한 빔 운용 구성부 243을 포함할 수 있다. 커버리지 관찰부 241 또는 빔 운용 구성부 243은, 저장부 230에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 240에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부 240을 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240은 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 운용 장치를 제어할 수 있다.
도 2는 빔포밍 네트워크 운용 장치가, 통신부 210와 백홀 통신부 220를 포함하는 것으로 도시되었으나, 일부 실시 예들에 따라, 통신부 210 및 백홀 통신부 220 중 하나는 생략되어 구성될 수도 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국(base station)의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 제1 기지국 121 또는 제2 기지국 122의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 기지국은 무선통신부 310, 백홀통신부 320, 저장부 330, 제어부 340를 포함한다.
무선통신부 310은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부 310은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부 310은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부 310은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 무선통신부 310은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다.
이를 위해, 무선통신부 310은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부 310은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부 310은 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 무선통신부 310은 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다.
무선통신부 310은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부 310의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부 310에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
백홀통신부 320은 네트워크 내 다른 노드들(예: 도 1의 빔포밍 네트워크 운용 장치 110)과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부 320은 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부 330은 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 330은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 330은 제어부 340의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 340은 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 340은 무선통신부 310를 통해 또는 백홀통신부 320을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 340은 저장부 330에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 340은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 340은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 340은 커버리지 정보 생성부 341을 포함할 수 있다. 커버리지 정보 생성부 341은 기지국에 의해 서비스 가능한 영역(예: 빔포밍 서비스 영역)을 나타내는 커버리지 정보를 생성할 수 있다. 제어부 340은, 생성된 커버리지 정보를 송신하도록 무선 통신부 310을 제어할 수 있다. 여기서, 커버리지 정보 생성부 341은 저장부 330에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 340에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부 340를 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 340는 기지국이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말(user equipment)의 구성을 도시한다. 도 4에 예시된 구성은 제1 단말 131 또는 제2 단말 132의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 4를 참고하면, 단말은 통신부 410, 저장부 420, 제어부 430을 포함한다.
통신부 410은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 410은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 410은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 410은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 410은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부 410은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부 410은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 410은 다수의 안테나 요소들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부 410은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부 410은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 410은 빔포밍을 수행할 수 있다.
또한, 통신부 410은 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 410은 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 블루투스 저 에너지(bluetooth low energy, BLE), Wi-Fi(Wireless Fidelity), WiGig(WiFi Gigabyte), 셀룰러 망(예: LTE(Long Term Evolution) 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 38GHz, 60GHz 등) 대역을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 통신 모듈은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 통신 모듈에 실장된 (mounted) 센서는, 통신 모듈 내 프로세서(예: CP(communication processor)에게 지향성 제어를 위한 동작에 측정 정보(또는 센서 정보)를 제공할 수 있다.
통신부 410은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 410의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 410에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부 420은 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 420은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 420은 제어부 430의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 430은 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 430은 통신부 410를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 430은 저장부 420에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 430은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 430은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부 410의 일부 및 제어부 430은 CP라 지칭될 수 있다. 제어부 430은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 430은, 기지국에 액세스(access)하기 위해, 프리앰블(preamble)을 전송하도록 제어할 수 있다. 프리앰블은 전방향(omni-directional) 또는 지향성(directional) 통신 방식으로 전송될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 430은 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 5a 내지 5c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 5a 내지 5c는 도 3의 무선통신부 310, 또는 도 4의 통신부 410의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 5a 내지 5c는 도 3의 무선통신부 310, 또는 도 4의 통신부 410의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성 요소들을 예시한다. 일부 실시 예들에 따라, 도 5a 내지 5c는 도 2의 통신부 210의 구성 요소들을 예시할 수도 있다.
도 5a를 참고하면, 통신부 210, 무선통신부 310, 또는 통신부 410은 부호화 및 변조부 502, 디지털 빔포밍부 504, 다수의 송신 경로들 506-1 내지 506-N, 아날로그 빔포밍부 508를 포함한다.
부호화 및 변조부 502는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해, LDPC(low density parity check) 코드, 컨볼루션(convoluation) 코드, 폴라(polar) 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 부호화 및 변조부 502는 성상도 맵핑(contellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.
디지털 빔포밍부 504은 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 변조 심벌들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용되며, '프리코딩 행렬(precoding matrix)', '프리코더(precoder)' 등으로 지칭될 수 있다. 디지털 빔포밍부 404는 다수의 송신 경로들 506-1 내지 506-N로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들 506-1 내지 506-N로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.
다수의 송신 경로들 506-1 내지 506-N은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들 506-1 내지 506-N 각각은 IFFT(inverse fast fourier transform) 연산부, CP(cyclic prefix) 삽입부, DAC, 상향 변환부를 포함할 수 있다. CP 삽입부는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 위한 것으로, 다른 물리 계층 방식(예: FBMC(filter bank multi-carrier))이 적용되는 경우 제외될 수 있다. 즉, 다수의 송신 경로들 506-1 내지 506-N은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림(stream)들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들 506-1 내지 506-N의 구성 요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.
아날로그 빔포밍부 508은 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 504는 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다. 구체적으로, 다수의 송신 경로들 506-1 내지 506-N 및 안테나들 간 연결 구조에 따라, 아날로그 빔포밍부 508는 도 5b 또는 도 5c와 같이 구성될 수 있다.
도 5b를 참고하면, 아날로그 빔포밍부 508로 입력된 신호들은 위상/크기 변환, 증폭의 연산을 거쳐, 안테나들을 통해 송신된다. 이때, 각 경로의 신호는 서로 다른 안테나 집합들 즉, 안테나 어레이들을 통해 송신된다. 첫번째 경로를 통해 입력된 신호의 처리를 살펴보면, 신호는 위상/크기 변환부들 512-1-1 내지 512-1-M에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들 514-1-1 내지 514-1-M에 의해 증폭된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 5c를 참고하면, 아날로그 빔포밍부 508로 입력된 신호들은 위상/크기 변환, 증폭의 연산을 거쳐, 안테나들을 통해 송신된다. 이때, 각 경로의 신호는 동일한 안테나 집합, 즉, 안테나 어레이를 통해 송신된다. 첫번째 경로를 통해 입력된 신호의 처리를 살펴보면, 신호는 위상/크기 변환부들 512-1-1 내지 512-1-M에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들 514-1-1 내지 514-1-M에 의해 증폭된다. 그리고, 하나의 안테나 어레이를 통해 송신되도록, 증폭된 신호들은 안테나 요소를 기준으로 합산부들 516-1-1 내지 516-1-M에 의해 합산된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 5b는 송신 경로 별 독립적 안테나 어레이가 사용되는 예를, 도 5c 송신 경로들이 하나의 안테나 어레이를 공유하는 예를 나타낸다. 그러나, 다른 실시 예에 따라, 일부 송신 경로들은 독립적 안테나 어레이를 사용하고, 나머지 송신 경로들은 하나의 안테나 어레이를 공유할 수 있다. 나아가, 또 다른 실시 예에 따라, 송신 경로들 및 안테나 어레이들 간 스위치 가능한(switchable) 구조를 적용함으로써, 상황에 따라 적응적으로 변화할 수 있는 구조가 사용될 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 10을 통해, 다양한 실시 예들에 따른 자가 구성 빔포밍을 위한 구체적인 동작들이 서술된다. 본 개시에서 자가 구성 빔포밍은, 빔포밍 네트워크의 커버리지를 결정하는 커버리지 모니터링(coverage monitoring) 및 네트워크의 상태 변화에 따른 빔포밍 운용 방식의 재구성(또는 재설계)을 포함한다.
자가 구성 빔포밍 (SOB)
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 자가 구성 빔포밍을 위한 빔포밍 네트워크 운용 장치의 흐름도를 도시한다. 이하, 빔포밍 네트워크 운용 장치(이하, 운용 장치)는, 도 1의 빔포밍 네트워크 운용 장치 110을 예시한다.
도 6을 참고하면, 601 단계에서, 운용 장치는 커버리지 모니터링을 수행할 수 있다. 운용 장치는 빔포밍 네트워크의 빔 커버리지를 모니터링할 수 있다. 빔포밍 네트워크는 운용 장치 및 운용 장치에 의해 제어 가능한 기지국들, 각 기지국의 단말들을 포함하는 무선 통신망을 의미한다. 즉, 운용 장치는 기지국의 빔 커버리지를 모니터링할 수 있다.
운용 장치는 빔 커버리지를 결정할 수 있다. 빔 커버리지는 각 기지국 에서 빔포밍을 통해 서비스 가능한 영역을 포함할 수 있다. 운용 장치는, 각 기지국의 배치(deployment)에 대한 정보, 각 기지국에서 운용되는 빔들에 대한 정보, 또는 각 기지국으로부터 수신되는 정보 중 적어도 하나에 기반하여, 각 기지국의 빔 커버리지를 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 운용 장치는, 각 기지국의 빔 커버리지를 통해 운용 장치에 의한 빔포밍 네트워크의 전체 커버리지(total coverage)를 결정할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 운용 장치는 빔포밍 네트워크 상에서 빔포밍 운용 구성을 변경할지 여부의 판단을 위해 필요한 빔 커버리지를 결정할 수 있다.
운용 장치는, 이슈 영역(issue area)을 결정할 수 있다. 여기서, 이슈 영역은, 여유 빔의 수가 많거나 새로운 기지국이 추가된 영역과 같이, 빔포밍 운용 구성의 변경 여부의 판단이 필요한 영역일 수 있다. 운용 장치는, 빔포밍 운용 구성의 변경 여부를 결정하기 위해, 이슈 영역에 인접한 기지국들 각각의 빔 커버리지를 결정할 수 있다. 이하, 이슈 영역을 결정하기 위한 구체적인 예들이 서술된다.
입력(input) 정보
운용 장치는, 입력 정보에 따라 이슈 영역을 결정할 수 있다. 여기서, 입력 정보는 다른 장치(예: 서버, 센서)로부터 수신되거나 사용자의 수동적인 입력에 의해 획득되는 정보일 수 있다. 운용 장치는 수신된 입력 정보에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는, 빔포밍 네트워크 내 새로운 건물(building)의 존재(신축) 또는 부재(예: 철거), 건물의 높이 변화(예: 간판 설치, 증축), 나무의 위치와 같이, 환경 및 지형 지물의 변화를 가리키는 입력 정보를 수신할 수 있다. 운용 장치는 이전 정보 대비 새로운 정보가 입력되는 것과 같이, 상태 변화가 발생한 건물의 위치를 이슈 영역으로 결정할 수 있다.
다른 예를 들어, 운용 장치는 신규 단말에 대한 입력 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 신규 단말이란 운용 장치의 사업자(operator)의 서비스에 새로 가입한 단말을 의미할 수 있다. 신규 단말에 대한 입력 정보는, 새로 가입한 단말에 대한 식별자(identifier, ID) 또는 단말에 대한 위치 정보일 수 있다. 운용 장치는, 신규 단말의 위치를 이슈 영역으로 결정할 수 있다. 단말이 CPE인 경우, 단말의 위치는 서비스에 가입한 사용자에 의해 설정되는 주소에 따라 결정될 수 있다. 단말이 이동 단말인 경우, 단말의 위치는, 단말의 이동성(UE mobility) 정보를 통해 획득되는 통계 정보(statistical information)에 기반하여 결정될 수 있다.
또 다른 예를 들어, 운용 장치는 기지국의 위치, 새로운 기지국의 추가 또는 기존 기지국의 제거, 또는 기지국의 하드웨어 변경(예: 안테나 종류 변경)을 나타내는 입력 정보를 수신할 수 있다. 운용 장치는 상태 변화(추가, 제거, 변경)가 발생한 기지국의 위치를 이슈 영역으로 결정할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 운용 장치는 트래픽의 양에 대한 입력 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로, 운용 장치는 트래픽이 많은 곳, 즉 임계값 이상의 트래픽이 발생하는 지역, 또는 트래픽이 많을 것으로 예상되는 지역을 가리키는 입력 정보를 수신할 수 있다. 여기서 지역은, 셀 단위 또는 섹터 단위일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 임계값은 시간, 지역, 인접 기지국들의 수 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로(adaptively) 설정될 수 있다. 운용 장치는 트래픽의 양이 기준보다 급증하거나 급감하는 지역을 이슈 영역으로 결정할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 운용 장치는 기상 요건에 따른 전파 환경의 변화 및 해당 지역을 나타내는 입력 정보를 수신할 수 있다. 날씨가 급변하여 무선 채널의 상태가 불안정(unstable)해지거나, 기상 요건이 악화되어 잡음(noise) 또는 간섭(interference)의 정도가 심해지고 신호의 수신 감도가 약해질 수 있다. 즉, 기상 조건에 따라 커버리지가 달라질 수 있다. 운용 장치는, 입력 정보에 따라 커버리지의 변화가 예상되는 지역을 이슈 영역으로 결정할 수 있다.
커버리지 정보(coverage information)
운용 장치는, 커버리지 정보에 따라 이슈 영역을 결정할 수 있다. 운용 장치는 기지국으로부터 커버리지 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 커버리지 정보는, 빔 운용 구성을 통해 형성되는 커버리지를 결정하기 위한 정보일 수 있다. 커버리지 정보는 각 기지국이 빔포밍을 통해 서비스 가능한 영역, 즉 빔 커버리지를 설계하기 위한 정보일 수 있다. 서비스 가능 여부는 데이터를 송신/수신할 수 있는지 여부뿐만 아니라 지정된 전송 속도(transmission rate) 또는 품질(예: QoS(quality of service))를 만족하는지 여부를 포함할 수 있다.
운용 장치는 단말의 측정 결과를 포함하는 커버리지 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 측정 결과는 기지국에서 단말에게 전송하는 신호(예: 기준 신호, 동기 신호)를 통해 단말이 측정한 채널 품질을 포함한다. 기준 신호는, 예를 들어, 기준 신호는 BRS(beam reference signal), BRRS(beam refinement reference signal), CRS(cell-specific reference signal), CSI-RS(channel state information-reference signal), DM-RS(demodulation-RS), MRS(measurement reference signal) 중 하나일 수 있다. 단말은, 수신된 신호의 채널 품질을 측정할 수 있다. 예를 들어, 채널 품질은 BRSRP(beam reference signal received power), RSRP(reference signal received power), 외에 RSRQ(reference signal received quality), RSRI(received signal strength indicator), SINR(signal to interference and noise ratio), CINR(carrier to interference and noise ratio), SNR(signal to noise ratio), EVM(error vector magnitude), BER(bit error rate), BLER(block error rate) 중 적어도 하나일 수 있다.
단말은, 각 기지국에서 빔을 달리하여 전송되는 신호들 각각에 대한 채널 품질을 측정하여, 채널 품질 값들을 결정할 수 있다. 단말은, 측정 결과를 포함하는 측정 보고(measurement report, MR) 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 단말은 채널 품질 값들 모두를 포함하는 측정 보고 메시지를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 단말은 가장 채널 품질이 좋은 신호(예: RSRP가 가장 큰)의 빔 또는 상기 빔의 채널 품질 값을 포함하는 측정 보고 메시지를 생성할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 단말은, 채널 품질 값들 중 상위 N개(N은, 2이상의 정수)에 대응하는 빔들 또는 상기 빔들 각각의 채널 품질 값을 포함하는 측정 보고 메시지를 생성할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 단말은 일정 수준 이상의 채널 품질을 갖는 빔들 또는 상기 빔들 각각의 채널 품질 값을 포함하는 측정 보고 메시지를 생성할 수도 있다. 측정되는 채널 품질이 좋은 순서는, 측정 파라미터가 신호 크기 관련 채널 품질인 경우 값이 큰 순서, 측정 파라미터가 오류율 관련 채널 품질인 경우, 값이 작은 순서에 따라 결정될 수 있다.
단말은 측정 보고 메시지를 기지국에게 전송할 수 있다. 기지국은 측정 보고 메시지로부터, 커버리지 정보를 생성할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기지국은, 측정 보고 메시지 내 측정 결과를 모두 포함하는 커버리지 정보를 생성할 수 있다. 즉, 각 기지국은, 해당 셀에 대한 측정 결과를 포함하는 커버리지 정보를 생성할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 기지국은, 측정 결과로부터 셀 단위로 특정 가능한 사항(item)(예: 여유 빔)을 결정하고, 결정된 사항을 포함하는 커버리지 정보를 생성할 수 있다. 기지국은, 커버리지 정보를 운용 장치에게 전송할 수 있다.
운용 장치는, 기지국으로부터 커버리지 정보를 수신할 수 있다. 운용 장치는 커버리지 정보로부터 이슈 영역을 결정할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 운용 장치는 커버리지 정보로부터 채널의 변화의 발생을 감지할 수 있다. 운용 장치는 채널 변화가 발생하는 지역을 이슈 영역으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 건물이 지어짐에 따라 기지국의 빔에 대한 RSRP가 감소함을 감지할 수 있다. 운용 장치는 상기 기지국의 빔과 관련된 영역을 이슈 영역으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 운용 장치는 커버리지를 형성하는 빔들(즉, 측정에 이용되는 빔들) 중 데이터 전송에 사용되지 않는 빔을 식별할 수 있다. 운용 장치는 데이터 전송에 사용되지 않는 빔과 관련된 영역을 이슈 영역으로 결정할 수 있다. 데이터 전송에 사용되지 않는 빔이 식별됨은, 예시적으로, 단말이 이동했거나 단말이 다른 기지국에 의한 서빙 빔을 통해 서비스를 제공받거나, 커버리지 밖에 위치함을 의미할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 운용 장치는, 커버리지 정보로부터, 현재 빔 운용 구성에 따른 빔포밍 네트워크의 전체 커버리지를 결정할 수 있다. 운용 장치는, 전체 커버리지를 결정한 뒤 이슈 영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 기존 단말의 이동성을 확장하기 위해 전체 커버리지 외 영역을 확장할 필요가 있다. 새로운 단말은 현재 빔포밍 운용 구성에 따라 형성되는 전체 커버리지 외 지역에 위치할 수 있다. 운용 장치는 전체 커버리지 영역 중 경계 부분을 이슈 영역으로 결정할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 운용 장치는 새로운 단말(예: 새로운 서비스에 가입한 사용자의 단말)을 감지할 수 있다. 운용 장치는 커버리지 정보로부터, 각 기지국이 수신한 측정 보고 메시지 내 새로운 단말의 식별자를 포함하는지 여부를 결정할 수 있다. 운용 장치는, 새로운 단말의 식별자가 측정 보고 메시지에 포함되는 지 여부에 따라, 새로운 단말에게 서비스 제공이 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 운용 장치는, 현재 빔포밍 운용 구성(즉, 현재 빔포밍 네트워크의 전체 커버리지)을 통해 새로운 단말에게 서비스 제공이 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 운용 장치는 전체 커버리지를 이슈 영역으로 결정할 수 있다.
운용 장치는 기지국의 특성 정보를 포함하는 커버리지 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 기지국의 특성은, 커버리지를 결정하는 기지국의 설정들 또는 제어 가능한 하드웨어 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 특성 정보는 기지국의 빔 제어 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔 제어 구성은, 기지국에서 운용 중인 빔들에 대한 설정 정보(예: 개수, 폭, 방향), 빔 탐색 범위(beam scan range), 빔포밍을 위해 운용 중인 하드웨어 구성(예: RF 체인들의 수, 안테나 수, 렌즈 유무, 사용중인 렌즈), 안테나 특성(예: 종류, 개수, 이득), 또는 전력 정보를 포함할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 특성 정보는 셀 유형(type)을 포함할 수 있다. 셀 유형은 기지국에서 형성하는 셀의 유형을 의미한다. 예를 들어, 셀 유형은, 기지국이 펨토 기지국(또는 소형 기지국)인지 매크로 기지국인지 여부, CA(carrier aggregation) 수행 시 PCell(Primary cell)을 지원하는 기지국으로 동작하는지 여부, DC(dual connectivity) 수행 시 기지국이 MCG(master cell group)을 제공하는 기지국(마스터 기지국) 동작하는지 여부를 포함할 수 있다. 운용 장치는 특성 정보를 통해, 기지국의 설정 또는 하드웨어 구성의 변경에 따른 이슈 영역을 결정할 수 있다.
부하 정보(load information)
운용 장치는, 부하 정보에 따라 이슈 영역을 결정할 수 있다. 운용 장치는 기지국의 트래픽 양을 나타내는 부하 정보를 수신할 수 있다. 운용 장치는 트래픽의 양에 기반하여 이슈 영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 트래픽이 많은 곳, 즉 일정값 이상의 트래픽이 급변하는 지역을 이슈 영역으로 결정할 수 있다. 트래픽의 양은 기지국에서 데이터 채널(data channel)을 위해 운용되는 빔의 지리적 정보에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 각 기지국의 스케줄러(scheduler)의 자원 할당량에 기반하여 각 기지국의 셀 내에서 트래픽 제어가 필요한 이슈 영역을 결정할 수 있다. 특정 빔과 관련된 자원에 부하가 집중되는 경우, 운용 장치는 특정 빔과 관련된 영역을 이슈 영역으로 결정할 수 있다.
입력 정보, 커버리지 정보, 또는 부하 정보를 통해 이슈 영역을 결정하는 실시 예들이 상술되었으나, 이러한 기재들로 본 개시의 권리범위가 한정되지 않는다. 상술한 예들 외에 다른 정보들이 이슈 영역을 결정하기 위해 추가적으로 이용될 수 있음은 물론이다. 또한, 실시 예들에 따라 이슈 영역이 별도로 특정되지 않은 때에는, 운용 장치는 빔포밍 네트워크의 전체 커버리지를 이슈 영역으로 결정할 수 있다. 또한, 상술한 실시 예들에서는, 운용 장치가 커버리지 정보, 부하 정보로부터 이슈 영역을 결정하는 것으로 도시하였으나, 각 기지국에서 해당 셀 내 이슈 영역을 결정하고 운용 장치에게 커버리지 정보를 통해 결정된 이슈 영역을 운용 장치에게 제공할 수도 있다.
603 단계에서, 운용 장치는, 이슈 영역에서 빔 과잉이거나 빔 부족(이하, 빔 과잉/빔 부족)이 발생하는지, 아니면 이슈 영역에서의 네트워크 상태가 빔 적정 상태인지 여부를 결정할 수 있다.
빔 과잉은, 단말에 서비스를 제공하기 위한 빔들의 개수가 임계값을 초과한 상태를 의미한다. 다시 말해, 단말에 빔 과잉이 발생함은, 상기 단말에 제공될 수 있는 빔들의 개수가 임계값을 초과함을 의미한다. 일부 실시 예들에서, 상기 단말에 제공될 수 있는 빔들은 기지국의 동일성과 상관없이, 상기 단말을 서비스하기 위해 중첩적으로 할당될 수 있는 빔들을 지칭할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 단말에 제공될 수 있는 빔들의 개수는 상이한 기지국에 의해 제공되는 빔들의 개수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 제1 단말 131과 같이, 서로 다른 기지국에 의해 서비스 가능한 빔들의 개수가 2개이고, 임계값이 1인 경우, 도 1의 제1 단말 131이 위치에서 빔 과잉이 발생할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 상기 임계값은, 서비스의 특성, 협력 빔포밍 수행 여부, 인접 단말의 수, 인접 기지국의 수, 또는 사용자 설정 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
빔 부족은, 단말에 서비스를 제공하기 위한 빔이 없거나 단말에게 서비스 제공을 위해 필요한 빔들의 개수가 임계값 미만인 상태를 의미한다. 예를 들어, 도 1의 제2 단말 132와 같이 서비스 가능한 빔이 없는 때, 도 2의 제2 단말 132의 위치(또는 고도)에서 빔 부족이 발생할 수 있다.
빔 적정 상태는, 빔 과잉 및 빔 부족이 발생하지 않은 상태를 의미할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 단말 당 서비스 가능한 빔의 개수가 일정 범위 내인 경우, 단말을 포함하는 이슈 영역의 네트워크 상태는 빔 적정 상태일 수 있다. 상기 일정 범위는 서비스의 특성, 협력 빔포밍 수행 여부, 인접 단말의 수, 인접 기지국의 수, 또는 사용자 설정 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
이슈 영역에서 빔 과잉 또는 빔 부족이 발생하는지, 아니면 이슈 영역에 대한 네트워크 상태가 빔 적정 상태인지 여부는, 셀 단위로 결정되거나 하나의 운용 장치에 의해 특정되는 빔포밍 네트워크 단위로 결정될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 셀 단위로 결정되는 때 각 기지국은, 기지국에서 빔 과잉 또는 빔 부족이 발생하는 영역과 관련된 빔(예: 여유 빔 또는 빔 부족 지역에 인접한 빔)을 가리키는 지시 정보를 운용 장치에게 전송할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 운용 장치는 커버리지 정보에 기반하여 이슈 영역에서 빔 과잉/빔 부족의 발생 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 동일 단말에 대하여 채널 품질(예: RSRP)이 임계값 이상인 빔들이 다수 존재하는 때, 빔 과잉이 발생한다고 결정할 수 있다. 구체적인 운용 장치의 동작은, 후술하는 도 7a를 통해 서술된다. 다른 예를 들어, 운용 장치는 이슈 영역과 관련된 빔에 대한 측정 결과를 수신하지 못하는 때 또는 이슈 영역과 관련된 빔들 각각에 대한 측정 결과가 모두 임계값 이하인 때, 빔 부족이 발생한다고 결정할 수 있다. 구체적인 운용 장치의 동작은, 후술하는 도 7a 또는 7b를 통해 서술된다.
또한, 운용 장치는 부하 정보에 기반하여, 이슈 영역에서 빔 과잉/빔 부족의 발생 여부를 결정할 수 있다. 운용 장치는, 부하 정보, 각 기지국에 의해 서비스를 제공받는 단말의 수, 각 기지국에서 운용 중인 빔의 개수, 인접 기지국 간의 커버리지 분담 여부 등에 기반하여 이슈 영역에서 빔 과잉/빔 부족의 발생 여부를 결정할 수 있다.
운용 장치는, 이슈 영역에 빔 과잉 또는 빔 부족이 발생하는 경우, 605 단계를 수행할 수 있다. 빔 과잉 또는 빔 부족을 해소하기 위해, 운용 장치는 빔포밍 운용 구성을 변경하여 커버리지를 확장하거나 커버리지 내 빔 효율성을 증가시켜야 하기 때문이다. 운용 장치는, 이슈 영역에 빔 과잉 및 빔 부족이 발생하지 않는 경우, 601 단계를 다시 수행할 수 있다. 즉, 운용 장치는 현재 빔포밍 운용 구성을 유지할 수 있다.
605 단계에서, 운용 장치는 빔포밍 운용 구성을 변경할 수 있다. 빔포밍 운용 구성은 빔포밍 운용 방식의 구성(또는 설정)을 의미한다. 운용 장치는, 빔포밍 운용 방식을 재구성할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 운용 장치는, 기지국에서 운용되는 빔들의 개수, 각 빔 폭, 빔의 방향을 변경할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 빔 과잉이 발생한 때, 여유 빔을 운용하지 않도록 기지국을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 운용 장치는 빔 부족이 발생한 때, 빔 폭을 넓히도록 기지국을 제어할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 운용 장치는 빔 부족이 발생한 때, 운용 장치는 여유 빔을 형성하는 안테나가 다른 방향을 향하도록, 즉 빔 부족이 발생한 영역을 가리키도록 기지국을 제어할 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 운용 장치는 빔 탐색 범위를 변경할 수 있다. 운용 장치는, 빔 스위핑(beam sweeping)을 수행하는 빔들의 구성을 변경하도록 기지국을 제어할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는, 어느 기지국의 한 섹터 내 단말이 없다고 판단되는 때, 즉 해당 섹터 내 빔들이 모두 데이터 전송에 사용되지 않은 때, 기지국의 빔 탐색 범위에서 해당 섹터 내 빔들을 제외할 수 있다. 빔 탐색 시간은 감소할 수 있다. 이하, 데이터 전송에 사용되지 않는 빔들은 미사용 빔으로 지칭될 수 있다.
또 다른 일부 실시 예들에서, 운용 장치는 기지국에서 빔을 형성하는 RF 체인 구성을 변경할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 빔 부족이 발생한 이슈 영역을 커버하기 위해, 기지국 내 비활성 상태의 RF 체인들을 활성화할 수 있다. 활성화된 RF 체인들을 통해 보다 직진성이 강한 빔이 형성될 수 있다. 해당 빔의 도달 거리가 증가함에 따른 빔포밍 커버리지는 이슈 영역을 커버할 수 있다. 다른 예를 들어, 운용 장치는, 기지국에서 빔을 형성하는 RF 체인들 중 적어도 하나를 변경할 수 있다. 운용 장치는, 빔 과잉이 발생한 때, 이슈 영역을 가리키는 RF 체인들 중 적어도 하나 RF 체인이 다른 방향(예: 위상 변이(phase shift))을 가리키도록, 기지국을 제어할 수 있다.
또 다른 일부 실시 예들에서, 운용 장치는 기지국에서 빔을 형성하기 위해 사용하는 안테나의 렌즈를 변경할 수 있다. 여기서, 안테나는 능동 렌즈 안테나(active lens antenna)일 수 있다. 운용 장치는, 렌즈 별 위상 마스크(phase mask)의 특성에 따라 안테나의 렌즈를 조절함으로써, 이슈 영역에서의 빔 과잉 또는 빔 부족을 해소할 수 있다. 렌즈에 대한 구체적인 설명은 도 10을 통해 서술된다.
상술한 빔포밍 운용 구성의 변경 동작들은 운용 장치에 의해 수행되는 것으로 서술되었으나 이에 한정되지 않는다. 실시 예들에 따라, 운용 장치는 기지국에게 변경의 여부만을 가리키고, 각 기지국에서 605 단계의 빔포밍 운용 구성의 변경 동작을 수행할 수도 있다.
운용 장치는 빔포밍 운용 구성을 변경한 뒤, 601 단계를 다시 수행할 수 있다. 운용 장치는 상술한 601 단계 내지 605 단계의 동작들을 반복적으로 수행함으로써, 빔포밍 운용 방식을 상황에 따라 적응적으로 설정할 수 있다. 다시 말해, 운용 장치는 반복적으로 커버리지 모니터링을 수행하여, 모니터링할 때마다 최적의 빔포밍 네트워크 환경을 설계할 수 있다. 운용 장치를 통해, 자가 구성 빔포밍이 수행될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 커버리지 모니터링의 주기는, 단말이 기지국에게 측정 보고를 수행하는 주기보다 길거나 같게 설정될 수 있다.
도 6에서는, 하나의 운용 장치가 다수의 기지국들을 제어하는 것으로 서술되었으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 계층적 구조(hierarchical structure)를 통해 다수의 운용 장치들을 제어하는 별도의 장치가, 광역으로 네트워크 환경 내 빔포밍 운용 방식을 재구성할 수도 있다.
도 7a는, 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 자가 구성 빔포밍의 예를 도시한다.
도 7a를 참고하면, 무선 통신 환경 700은, 제1 기지국 721, 제2 기지국 722, 제1 단말 731, 제2 단말 732, 제3 단말 733, 제4 단말 734, 및 운용 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 기지국 721은 제1 빔 741, 제2 빔 742, 및 제3 빔 743을 이용하여 커버리지 내 적어도 하나의 단말과 통신을 수행할 수 있다. 제2 기지국 722는 제4 빔 751, 제5 빔 752, 및 제6 빔 753을 이용하여 커버리지 내 적어도 하나의 단말과 통신을 수행할 수 있다. 이하, 제1 단말 731의 서빙 기지국은 제1 기지국 721이고, 제2 단말 732, 및 제3 단말 733의 서빙 기지국은 제2 기지국 722이고, 제4 단말 734는 제1 기지국 721 및 제2 기지국 722의 빔 커버리지 밖에 위치한 상황이 가정된다.
서빙 기지국은, 각 단말로부터 수신되는 측정 보고에 기반하여 빔 과잉/빔 부족의 발생 여부를 결정할 수 있다. 측정 보고는, 단말의 서빙 기지국에서 전송되는 신호에 대한 측정 결과 또는 이웃 기지국(neighboring base station)에서 전송되는 신호에 대한 측정 결과를 포함할 수 있다.
서빙 기지국은 측정 결과로부터 서빙 빔을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 단말 731은 제1 기지국 721에서 전송되는 기준 신호들 각각의 채널 품질 측정할 수 있다. 여기서, 기준 신호들은 각각 빔을 달리하여(예: 제1 빔 741, 제2 빔 742, 및 제3 빔 743) 전송되는 신호들일 수 있다. 제1 단말 731은 측정 결과를 제1 기지국 721에게 전송할 수 있다. 측정 결과는 제2 기지국 722에서 전송되는 신호에 대해 측정된 채널 품질을 포함하지 않을 수 있다. 제1 단말 731은 제2 기지국 722의 빔 커버리지 밖으로, 채널 품질이 낮기 때문이다. 서빙 기지국인 제1 기지국 721은, 채널 품질이 가장 우수한(예: RSRP가 가장 큰) 기준 신호에 대응하는 빔으로 제1 빔 741을 식별할 수 있다. 제1 단말 731은 제1 기지국 721의 제1 빔 741을 통해 빔포밍 통신을 수행할 수 있다. 즉, 제1 빔 741은 제1 단말 731의 서빙 빔(serving beam)이다. 마찬가지로, 제3 단말 733은 제2 기지국의 제6빔 753을 통해 빔포밍 통신을 수행할 수 있다. 제6 빔 753은 제3 단말 733의 서빙 빔이다.
서빙 기지국은 측정 결과로부터 빔 과잉의 발생을 결정할 수 있다. 서빙 기지국은, 측정 결과로부터 여유 빔을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 기지국 721은, 제1 단말 731, 제2 단말 732, 및 제3 단말 733 각각으로부터의 측정 결과에 기반하여 여유 빔을 결정할 수 있다. 제1 기지국 721은, 제3 빔 743을 통해 전송되는 기준 신호에 대한 제1 단말 731의 측정 결과, 제3 빔 743을 통해 전송되는 기준 신호에 대한 제2 단말 732의 측정 결과, 또는 제3 빔 743을 통해 전송되는 기준 신호에 대한 제3 단말 733의 측정 결과 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 제1 기지국 721은, 제3 빔 743이 측정 보고에는 이용되지만, 빔포밍을 통한 데이터의 송수신에는 이용되지 않음을 결정할 수 있다. 제1 기지국 721은, 제3 빔 743을 여유 빔(또는 미사용 빔)으로 결정할 수 있다. 이와 같이, 서빙 기지국은 서빙 기지국 내 단말들로부터의 측정 결과들에 기반하여, 측정의 대상이나 데이터 채널(data channel)을 이용하지 않는 빔을 여유 빔으로 결정할 수 있다. 한편, 서빙 기지국이 직접 여유 빔을 결정하는 것으로 서술하였으나, 서빙 기지국이 측정 결과를 포함하는 커버리지 정보를 운용 장치에게 전송함으로써, 운용 장치가 여유 빔을 결정할 수도 있다.
운용 장치는, 하나의 셀뿐만 아니라 다른 셀을 고려하여 빔 과잉의 발생 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 단말 732는 제1 기지국 721과 제2 기지국 722에서 전송되는 기준 신호들 각각의 채널 품질 측정할 수 있다. 제1 기지국 721의 빔들 중 제2 단말 732에서 측정된 채널 품질이 가장 높은 빔은 제2 빔 742일 수 있다. 제2 기지국 722의 빔들 중 제2 단말 732에서 측정된 채널 품질이 가장 높은 빔은 제5 빔 745일 수 있다. 제2 빔 742에 대한 RSRP는, 제5 빔 752에 대한 RSRP보다 작을 수 있다. 제2 단말 732는 측정 결과를 서빙 기지국인 제2 기지국 722에게 전송할 수 있다. 제2 기지국 722는, 채널 품질이 가장 우수한(예: RSRP가 가장 큰) 기준 신호에 대응하는 빔으로 제5 빔 752를 식별할 수 있다. 제2 단말 732는 제5 빔 752를 통해 빔포밍 통신을 수행할 수 있다. 제2 기지국 722는, 제2 빔 742에 대한 정보 또는 제5 빔 752에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 커버리지 정보를 운용 장치에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 커버리지 정보는 제2 빔 742에 대한 RSRP 또는 제5 빔 752에 대한 RSRP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 커버리지 정보는 제2 빔 742을 가리키는 인덱스 또는 제5 빔 752를 가리키는 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
운용 장치는, 하나의 단말에 대하여 채널 품질이 일정 수준 이상 보장되는 빔들이 적어도 2개 이상인 때, 빔 과잉이 발생했다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는, 제2 빔 742에 대한 RSRP 및 제5 빔 752에 대한 RSRP가 임계값 이상이라고 결정할 수 있다. 운용 장치는, 커버리지 정보로부터 제2 빔 742를 임시(temp) 여유 빔으로 결정할 수 있다. 일 실시 예들에 따라, 운용 장치는 RSRP가 임계값 이상인 빔들을 임시 여유 빔으로 결정할 수 있다. 이후, 운용 장치는, 제2 빔 742에 대한 측정 보고가 수신되지 않거나 수신되더라도 데이터 송수신에 이용되지 않는 경우, 제2 빔 742를 최종적으로 여유 빔으로 결정할 수 있다.
운용 장치는, 하나의 셀뿐만 아니라 다른 셀을 고려하여 빔 부족의 발생 여부를 결정할 수 있다. 운용 장치는, 각 기지국으로부터 빔 부족이 발생한 영역을 빔 결핍 지역(beam deficiency area)으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제4 단말 734는 운용 장치의 사업자가 제공하는 서비스에 새로이 가입한 단말일 수 있다.
실시 예들에 따라, 운용 장치가 제4 단말 734의 위치 정보를 미리 획득할 수 있다. 이 때, 제4 단말 734가 위치한 영역은 이슈 영역일 수 있다. 운용 장치는, 제4 단말 734가 위치한 영역이, 빔포밍 네트워크의 전체 커버리지 밖에 위치한 경우, 제4 단말 734가 위치한 영역을 빔 결핍 지역으로 결정할 수 있다.
다른 실시 예들에 따라, 운용 장치가 제4 단말 734의 위치 정보를 별도로 획득하지 않은 경우, 운용 장치의 빔포밍 네트워크 상에서 제4 단말 734를 서비스하기 위해, 각 기지국은 제4 단말 734에게 서비스를 제공하기 위한 빔을 탐색할 수 있다. 제1 기지국 721은 제4 단말 734로부터 측정 보고를 수신하지 않을 수 있다. 제1 기지국 721은 제4 단말 734로부터 측정 보고를 수신하지 않았음을 나타내는 커버리지 정보를 운용 장치에게 전송할 수 있다. 제2 기지국 722는 제4 단말 734로부터 측정 보고를 수신하지 않을 수 있다. 제2 기지국 722는 제4 단말 734로부터 측정 보고를 수신하지 않았음을 나타내는 커버리지 정보를 운용 장치에게 전송할 수 있다. 운용 장치는, 기지국 모두 제4 단말 734에 대한 측정 보고를 수신하지 못한 때, 각 기지국(예: 제1 기지국 721, 제2 기지국 722)의 커버리지 외 지역을 빔 결핍 지역으로 결정할 수 있다.
운용 장치는 제4 단말 734를 서비스하기 위해, 빔포밍 운용 구성을 변경할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 제1 기지국 721에서 운용되는 빔(예: 빔 744)을 추가할 수 있다. 다른 예를 들어, 운용 장치는, 빔 커버리지 확장을 위해 제1 기지국 721의 빔들 중 일부의 빔 폭을 증가시키도록 제어할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 운용 장치는, 제1 기지국 721에서 빔 형성을 위해 사용되는 안테나의 렌즈를, 제4 단말 734의 위치에 기반하여 변경할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 운용 장치는 제1 기지국 721 또는 제2 기지국 722의 빔들로 제4 단말 734의 빔이 커버되지 않는다고 판단한 경우, 기지국의 증설이 필요함을 서버 또는 운용 장치의 사용자에게 통지할 수 있다.
도 7b는, 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 자가 구성 빔포밍의 다른 예를 도시한다.
도 7b를 참고하면, 무선 통신 환경 750은 기지국 770과 단말 780을 포함할 수 있다. 기지국 770은, 제1 빔 791, 제2 빔 792, 및 제3 빔 793을 통해 빔포밍 통신을 수행할 수 있다. 도 7b에서는, 제2 빔 792의 전파 경로(path)에 장애물(예: 건물 760)이 위치한 상황이 설명된다.
단말 780은, 기지국 770에게 측정 보고를 전송할 수 있다. 단말은, 기지국 770에서 각 빔을 통해 전송되는 신호의 채널 품질을 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 채널 품질은 RSRP를 예로 서술된다.
단말 780은, 제1 빔 791을 통해 전송되는 신호의 제1 RSRP, 제2 빔 792을 통해 전송되는 신호의 제2 RSRP, 제3 빔 793을 통해 전송되는 신호의 제3 RSRP를 측정할 수 있다.
기지국 770은, 제1 빔 791, 제2 빔 792, 또는 제3 빔 793 중 적어도 하나에 대한 측정 결과를 수신할 수 있다. 도 7b는 단말 780만을 도시하였으나, 다른 단말에 의한 측정이 수행될 수도 있다. 건물 760의 존재로 인해, 제2 빔 792에 대한 제2 RSRP 값은 높게 측정되지 않을 수 있다.
기지국 770은, 측정 보고를 통해 획득되는 제2 RSRP의 통계 정보 또는 제2 빔 792 에 대한 측정 결과가 수신되지 않음에 따라, 제2 빔 792가 빔포밍을 통한 데이터 송수신에 이용되지 못함을 결정할 수 있다. 기지국 770은, 제2 빔 792를 여유 빔으로 결정할 수 있다.
도 7b의 건물 760과 같은 장애물로 인해 특정 빔이 여유 빔으로 결정되는 때, 특정 빔을 통한 서비스 영역에서 빔 결핍이 발생할 수 있다. 예를 들어, 기지국 770을 제외한 다른 기지국의 커버리지 내에 단말 780이 위치하지 않은 때, 단말 780이 위치한 영역에서 빔 결핍이 발생할 수 있다. 기지국 770을 제어하는 운용 장치는, 기지국 770 또는 다른 기지국에 대한 빔포밍 운용 구성을 변경하여, 상기 빔 결핍이 발생한 지역을 커버하도록, 현재 빔 커버리지를 확장할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 기지국 770에서 운용되는 RF 체인의 수를 증가시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 운용 장치는, 주파수가 낮은 대역을 통해 빔을 형성함으써, 빔이 많은 방향을 커버하도록 기지국을 제어할 수 있다.
도 7a 내지 도 7b에서 실시된 예는 빔포밍 네트워크를 최적화하기 위한 자가 구성 빔포밍의 예시일 뿐, 도 7a 내지 도 7b의 구체적인 상황에 한정되지 않는다. 다양한 실시 예들에 따른 자가 구성 빔포밍을 위한 운용 장치, 기지국, 또는 단말의 동작들은, 다른 상황(예: 인접 기지국이 3개 이상)에서도 적용될 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍 네트워크 설계를 위한 빔포밍 네트워크 운용 장치의 흐름도를 도시한다.
도 8을 참고하면, 801 단계에서, 운용 장치는 빔 운용 구성을 결정할 수 있다. 운용 장치는, 커버리지 모니터링을 통해 빔포밍 네트워크의 커버리지를 결정할 수 있다. 운용 장치는, 결정된 커버리지에 기반하여 빔 운용 구성을 결정할 수 있다. 여기서, 결정된 빔 운용 구성은, 운용 장치에 연결된 기지국들 각각의 빔 제어 구성이 최대 빔 커버리지를 출력하기 위한 빔 운용 구성일 수 있다.
803 단계에서, 운용 장치는 추가 기지국이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 즉, 운용 장치는, 빔 운용 구성의 변경으로 커버되지 않는 영역이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는, 서비스에 새로 가입한 사용자의 단말을 서비스하기 위해, 단말을 탐색할 수 있다. 운용 장치는, 운용 장치에 연결된 기지국들 각각으로부터 수신되는 측정 보고에 기반하여, 단말의 식별자를 검색할 수 있다. 다른 예를 들어, 운용 장치는 상기 단말을 서비스하기 위해, 단말의 위치 정보로부터, 빔포밍 네트워크의 커버리지 내 상기 단말이 위치하는지 여부를 결정할 수 있다. 단말의 위치 정보는 사전 정보로써 입력되거나 별도의 센서를 통해 획득될 수 있다.
운용 장치는 추가 기지국이 필요하지 않다고 결정하는 경우, 805 단계를 수행할 수 있다. 운용 장치는 추가 기지국이 필요하다고 결정하는 경우, 807 단계를 수행할 수 있다.
805 단계에서, 운용 장치는 빔 운용 구성을 갱신할 수 있다. 운용 장치는, 운용 장치에 연결되는 기지국들 중 적어도 하나의 기지국에 대한 빔 운용 구성을 갱신할 수 있다. 운용 장치는 적어도 하나의 기지국 내 위치한 빔 제어 소프트웨어(beam control software)를 업데이트 할 수 있다.
807 단계에서, 운용 장치는 추가 기지국이 필요한 경우, 알림을 제공할 수 있다. 여기서, 알림은 추가 기지국에 대한 정보(예: 추가로 필요한 기지국들의 개수, 추가 기지국에 대한 하드웨어 정보, 추가 기지국의 설치 필요 지역, 추가 기지국에서 커버해야 하는 빔포밍 지역)를 나타낼 수 있다. 추가 기지국이 필요한 지역은, 도 6 내지 7b를 통해 서술된 빔 결핍이 발생하는 영역에 대응할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 운용 장치는 디스플레이 내 사용자 인터페이스(UI)를 통해, 기지국의 증설이 필요함을 나타내고, 증설이 필요한 지역에 대한 정보를 표시할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 운용 장치는 다른 장치(예: 사업자의 서버)에게 추가 기지국에 대한 정보를 전송할 수 있다.
도 8에 도시된 빔포밍 네트워크 설계를 위한 동작은 일회성 동작으로 도시되었으나, 다양한 실시 예들에 따라, 도 6의 605 단계에 포함되어 반복적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는, 커버리지 모니터링을 수행하여 빔 부족 발생 시마다 추가 기지국의 필요 여부를 결정할 수 있다.
도 8에는 도시되지 않았으나, 추가 기지국이 필요한 때, RF 플래닝(RF planning)이 수행될 수 있다. RF 플래닝을 위해 네트워크 설계 도구(tool)가 이용될 수 있다. 빔포밍 네트워크를 위해, 추가 기지국의 기본(default) 설정 및 관련 파라미터들에 대한 정보가 운용 장치에게 제공될 수 있다. 운용 장치는 추가 기지국의 기본 설정에 따라 빔포밍 운용 구성을 결정 또는 변경할 수 있다. 운용 장치는, 네트워크 설계의 안정성을 위해, 커버리지 모니터링을 수행할 때마다, 추가 기지국의 실제 운용 성능을 보고하고, 망 설계 툴(tool) 캘리브레이션(calibration)을 이용하여, 추가 기지국의 설정을 갱신할 수 있다.
도 9는, 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍 운용 구성의 변경의 예를 도시한다. 운용 장치 또는 기지국은, 기지국에서 운용 중인 안테나의 방사 범위, 즉 안테나에서 사용될 수 있는 빔들의 범위를 변경함으로써, 빔포밍 네트워크의 커버리지를 변화시킬 수 있다.
도 9를 참고하면, 빔 조직도 900은 형성 가능한 전체 빔들을 나타낸다. 빔 조직도 내 빔들 각각은, 3차원(3-dimensional) 빔일 수 있다. 각 빔은 기존의 지향성 외에 고도(elevation) 및 방위(azimuth)가 추가적으로 고려될 수 있다.
빔 조직도 900 내 빔들 각각은, 사용자 요구 조건(user requirement)(예: 요구 출력량(throughput), 데이터 속도(data rate)), 링크 버짓(link budget)의 계산에 따른 각 기지국 안테나의 요구 사항(예: 안테나 이득, 등가 등방 복사 전력(equivalent isotropic radiated power, EIRP), 실효 복사 전력(effective radiated power, ERP)), 안테나 어레이 내 안테나 요소들(antenna elements)의 개수, 빔폭(beamwidth) 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
운용 장치는, 이슈 영역에 대응하는 기지국(이하, 조정 기지국)의 안테나에서, 전기적으로 조정 가능한 범위(electric steering range)(이하, 조정 범위) 내에 위치한 빔들을 식별하도록 조정 기지국을 제어할 수 있다. 조정 기지국은, 제1 조정 범위 910 내에서 식별되는 빔들을 통해 빔포밍 통신을 수행할 수 있다. 제1 조정 범위 910 내 빔들 각각은 방위보다 고도의 변위가 더 크므로, 조정 기지국은 효과적인 고도 빔포밍(elevation beamforming)을 수행할 수 있다.
운용 장치는, 커버리지 모니터링에 따라 빔포밍 네트워크의 환경 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 운용 장치는 제1 조정 범위 910 내에 위치한 건물 옆에 신규 사용자에 대한 입력을 수신할 수 있다. 운용 장치는 신규 사용자의 단말을 서비스하기 위해, 커버리지를 확장하여 옆 건물에게 서비스를 제공할 수 있다. 운용 장치는, 방위 커버리지를 확장하기 위해, 빔 운용 구성을 변경할 수 있다. 운용 장치는, 빔 운용 구성으로, 조정 기지국의 조정 범위를 제1 조정 범위 910에서 제2 조정 범위 920으로 변경할 수 있다. 운용 장치는, 제2 조정 범위 920 내 빔들 각각은 고도보다 방위의 변위가 더 크므로, 조정 기지국은 효과적인 방위 빔포밍(azimuth beamforming)을 수행할 수 있다. 운용 장치는, 빔포밍 네트워크 환경의 변화에 대응하여 방위가 다양한 빔들을 운용할 수 있다. 이 때, 제1 조정 범위 910 내에 위치한 건물에 위치한 단말의 고도는 기준선(0°)에서 일정 범위(예: ±15°) 내일 것이 전제될 수 있다.
도 10은, 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍 운용 구성의 변경의 다른 예를 도시한다. 기지국은, 기지국에서 운용 중인 안테나가 렌즈를 통해 빔포밍을 수행하는 경우, 렌즈를 적응적으로 변경함으로써, 빔포밍 네트워크의 커버리지를 변화시킬 수 있다. 즉, 기지국은, 출력 위상을 조절하여 빔을 쉐이핑(shaping)할 수 있다.
도 10을 참고하면, 다양한 실시 예들에 따라, 기지국의 안테나는 제1 렌즈를 통해 빔포밍을 수행할 수 있다. 도 10은, 제1 렌즈의 렌즈 위상 마스크 1011, 제1 렌즈의 출력 위상 마스크 1012를 도시한다. 제1 렌즈는 미러(mirror) 렌즈로 지칭될 수 있다. 기지국은, 제1 렌즈를 통해 고도 범위 및 방위 범위에서 상대적으로 좁은 커버리지를 획득하는 대신, 높은 이득을 얻을 수 있다. 기지국은, 제1 렌즈를 통해, 고정적인(fixed) 시스템(예: 백홀(backhaul))망에서 빔포밍을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 기지국의 안테나는 제2 렌즈를 통해 빔포밍을 수행할 수 있다. 도 10은, 제2 렌즈의 렌즈 위상 마스크 1021, 제2 렌즈의 출력 위상 마스크 1022를 도시한다. 제2 렌즈는 2D 파라볼라(parabola) 렌즈로 지칭될 수 있다. 기지국은, 제2 렌즈를 통해 낮은 이득을 얻는 대신, 고도 범위 및 방위 범위에서 상대적으로 넓은 커버리지를 획득할 수 있다. 기지국은, 모든 방향에서 커버리지를 확장하고자 할 때, 제2 렌즈를 통해, 빔포밍을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 기지국의 안테나는 제3 렌즈를 통해 빔포밍을 수행할 수 있다. 도 10은, 제3 렌즈의 렌즈 위상 마스크 1031, 1033, 제3 렌즈의 출력 위상 마스크 1032, 1034를 도시한다. 제3 렌즈는 직진(straight) 렌즈로 지칭될 수 있다. 기지국은, 고도 범위 또는 방위 범위 중 하나에서 상대적으로 좁은 커버리지를 획득하는 대신, 제3 렌즈를 통해 높은 이득을 얻을 수 있다. 기지국은, 특정 방향(예: 수평 또는 수직)에서 커버리지를 확장하고자 할 때, 제3 렌즈를 통해, 빔포밍을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 기지국의 안테나는 제4 렌즈를 통해 빔포밍을 수행할 수 있다. 도 10은, 제4 렌즈의 렌즈 위상 마스크 1041, 1043, 제4 렌즈의 출력 위상 마스크 1042, 1044를 도시한다. 제4 렌즈는 쌍곡선(hyperbolic) 렌즈로 지칭될 수 있다. 기지국은, 고도 범위 또는 방위 범위 중 하나에서 상대적으로 좁은 커버리지를 획득하는 대신, 제4 렌즈를 통해 높은 이득을 얻을 수 있다. 기지국은, 특정 방향(예: 수평 또는 수직)에서 커버리지를 확장하고자 할 때, 제4 렌즈를 통해, 빔포밍을 수행할 수 있다.
본 개시에서, 특정 상태의 발생 여부를 판단하기 위해, 이상 또는 이하의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 초과 또는 미만의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (26)

  1. 무선 통신 시스템에서, 기지국 셋(set)과 연결되는 운용 장치(operating device)의 방법에 있어서,
    상기 기지국의 셋의 제1 빔 운용 구성(beam operation configuration)에 따라, 상기 기지국 셋에 의해 제공되는 빔들의 제1 커버리지를 식별하는 과정과,
    제1 영역에서 단말에 제공될 수 있는 하나 이상의 빔의 개수가 임계값 이상임을 식별함에 기반하여, 상기 제1 빔 운용 구성을 제2 빔 운용 구성으로 변경하는 과정을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 제1 커버리지에 기반하여 결정되고,
    상기 제2 빔 운용 구성은, 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에 서비스를 제공하기 위한 상기 하나 이상의 빔 중 빔의 설정에 대한 변경을 제공하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 기지국 셋에 의해 제공되는 빔들의 상기 제1 커버리지를 식별하는 과정은,
    상기 기지국 셋으로부터 전송되는 기준 신호들에 대한 측정에 기반하여, 상기 기지국 셋에 의해 제공되는 빔들의 상기 제1 커버리지를 식별하는 과정을 포함하고,
    상기 기준 신호들은, 상기 기지국 셋으로부터 다른 빔들을 통해 전송되는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 측정에 기반하여, 상기 제1 커버리지 외 다른 단말이 위치하는지 여부를 식별하는 과정과,
    상기 측정에 기반하여, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하는지 식별함에 따라, 상기 다른 단말의 위치를 상기 제2 영역으로 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하는지 여부를 식별하는 과정은,
    상기 측정이 상기 다른 단말에 의해 수행되지 않는 경우, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하지 않는 것으로 식별하는 과정과
    상기 측정이 상기 다른 단말에 의해 수행되는 경우, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하는 것으로 식별하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하는지 여부를 식별하는 과정은,
    상기 측정에 대한 메시지에 상기 다른 단말의 식별자가 포함되는지 여부에 따라, 상기 측정이 상기 다른 단말에 의해 수행되는지 여부를 식별하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 임계값은 서비스의 특성, 협력 빔포밍 수행 여부, 인접 단말들의 수, 인접 기지국의 수, 또는 사용자 설정 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 방법.
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 단말에 제공될 수 있는 상기 하나 이상의 빔 각각은, 상기 기준 신호들 중 하나의 수신 신호 세기가 품질 임계 값을 초과하는 기준 신호에 대응하는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말에 제공될 수 있는 하나 이상의 빔 각각은, 상이한 기지국에 의해 상기 단말에게 제공되는 빔이고,
    상기 임계값은 2인 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 빔 운용 구성을 상기 제2 빔 운용 구성으로 변경하는 과정은,
    상기 기지국 셋 중 제1 기지국의 안테나의 렌즈를 변경하는 과정을 포함하고,
    상기 안테나는 능동 렌즈 안테나(active lens antenna)인 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 빔 운용 구성을 상기 제2 빔 운용 구성으로 변경하는 과정은,
    상기 기지국 셋에서 운용되는 빔들 중 적어도 하나의 빔의 빔폭(beamwidth)을 변경하는 과정을 포함하는 방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 빔 운용 구성을 상기 제2 빔 운용 구성으로 변경하는 과정은,
    상기 기지국 셋 중 제2 기지국의 RF(radio frequency) 체인의 수를 변경하는 과정을 포함하는 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 빔 운용 구성을 통해 상기 기지국 셋에 의해 제공되는 빔들의 제2 커버리지를 결정하는 과정과,
    상기 제2 커버리지 외 다른 단말이 위치한 경우, 새로운 기지국의 추가가 필요함을 가리키는 알림 메시지를 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  13. 삭제
  14. 무선 통신 시스템에서, 기지국 셋과 연결되는 운용 장치(operating device)에 있어서,
    적어도 하나의 송수신기와,
    적어도 하나의 송수신기와 결합되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 기지국의 셋의 제1 빔 운용 구성(beam operation configuration)에 따라, 상기 기지국 셋에 의해 제공되는 빔들의 제1 커버리지를 식별하고,
    제1 영역에서 단말에 제공될 수 있는 하나 이상의 빔의 개수가 임계값 이상임을 식별함에 기반하여, 상기 제1 빔 운용 구성을 제2 빔 운용 구성으로 변경하도록 구성되고,
    상기 제1 영역은 상기 제1 커버리지에 기반하여 결정되고,
    상기 제2 빔 운용 구성은, 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에 서비스를 제공하기 위한 상기 하나 이상의 빔 중 빔의 설정에 대한 변경을 제공하는 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 기지국 셋에 의해 제공되는 빔들의 상기 제1 커버리지를 식별하기 위해, 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 기지국 셋으로부터 전송되는 기준 신호들에 대한 측정에 기반하여, 상기 기지국 셋에 의해 제공되는 빔들의 상기 제1 커버리지를 식별하도록 구성되고,
    상기 기준 신호들은, 상기 기지국 셋으로부터 다른 빔들을 통해 전송되는 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 측정에 기반하여, 상기 제1 커버리지 외 다른 단말이 위치하는지 여부를 식별하고,
    상기 측정에 기반하여, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하는지 식별함에 따라, 상기 다른 단말의 위치를 상기 제2 영역으로 결정하도록 더 구성되는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하는지 여부를 식별하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 측정이 상기 다른 단말에 의해 수행되지 않는 경우, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하지 않는 것으로 식별하고,
    상기 측정이 상기 다른 단말에 의해 수행되는 경우, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하는 것으로 식별하도록 구성되는 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 제1 커버리지 외 상기 다른 단말이 위치하는지 여부를 식별하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 측정에 대한 메시지에 상기 다른 단말의 식별자가 포함되는지 여부에 따라, 상기 측정이 상기 다른 단말에 의해 수행되는지 여부를 식별하도록 구성되는 장치.
  19. 청구항 14에 있어서, 상기 임계값은 서비스의 특성, 협력 빔포밍 수행 여부, 인접 단말들의 수, 인접 기지국의 수, 또는 사용자 설정 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 장치.
  20. 청구항 15에 있어서, 상기 단말에 제공될 수 있는 상기 하나 이상의 빔 각각은, 상기 기준 신호들 중 하나의 수신 신호 세기가 품질 임계 값을 초과하는 기준 신호에 대응하는 장치.
  21. 청구항 14에 있어서,
    상기 단말에 제공될 수 있는 하나 이상의 빔 각각은, 상이한 기지국에 의해 상기 단말에게 제공되는 빔이고,
    상기 임계값은 2인 장치.
  22. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 빔 운용 구성을 상기 제2 빔 운용 구성으로 변경하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 기지국 셋 중 제1 기지국의 안테나의 렌즈를 변경하도록 구성되고,
    상기 안테나는 능동 렌즈 안테나(active lens antenna)인 장치.
  23. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 빔 운용 구성을 상기 제2 빔 운용 구성으로 변경하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 기지국 셋에서 운용되는 빔들 중 적어도 하나의 빔의 빔폭(beamwidth)을 변경하도록 구성되는 장치.
  24. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 빔 운용 구성을 상기 제2 빔 운용 구성으로 변경하기 위해, 상기 기지국 셋 중 제2 기지국의 RF(radio frequency) 체인의 수를 변경하도록 구성되는 장치.
  25. 청구항 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2 빔 운용 구성을 통해 상기 기지국 셋에 의해 제공되는 빔들의 제2 커버리지를 결정하고,
    상기 제2 커버리지 외 다른 단말이 위치한 경우, 새로운 기지국의 추가가 필요함을 가리키는 알림 메시지를 전송하도록 더 구성되는 장치.




  26. 삭제
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