KR102417833B1 - 무선 통신 시스템에서 지향성을 제어하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 지향성을 제어하기 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, 장치는 적어도 하나의 송수신기(at least one transceiver)와, 적어도 하나의 프로세서(at least one processor)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 장치의 제1 빔의 제1 방향(direction)에 대한 제1 방향 정보를 결정하고, 상기 장치의 움직임(movement)에 대한 측정 정보에 기반하여, 상기 장치의 제2 빔의 제2 방향에 대한 제2 방향 정보를 결정하고, 상기 제1 방향 정보 및 상기 제2 방향 정보에 기반하여 다른 장치와 빔 탐색(search)을 수행할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 지향성을 제어하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING DIRECTIVITY IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 지향성(directivity)을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
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. 빔포밍 기반의 무선 통신 시스템에서, 기지국과 단말 각각은 최적의 빔을 찾기 위해 빔 탐색(beam search)을 수행한다. 한편, 단말의 움직임(movement)에 따라 빔의 지향하는 방향이 변할 수 있고, 실제 빔이 가리키는 방향과 단말이 필요로 하는 방향 간의 차이가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 최적의 빔을 탐색하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 단말의 움직임을 고려하여 최적의 빔을 탐색하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 단말에서 운용되는 빔들 각각을 방향에 대한 정보로 변환(transform)하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 센서를 이용하여, 단말의 움직임을 보상(compensation)하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 단말의 움직임을 보상하여, 특정 방향으로 빔포밍 설정을 유지하기 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 단말의 움직임에도 불구하고, 자원을 효율적으로 사용하여 빔 탐색을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 단말의 움직임을 고려하여, 빔 탐색의 커버리지(coverage)를 확장하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 단말의 움직임을 예측하여, 효율적인 빔 선택을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 장치는 적어도 하나의 송수신기(at least one transceiver)와, 적어도 하나의 프로세서(at least one processor)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 장치의 제1 빔의 제1 방향(direction)에 대한 제1 방향 정보를 결정하고, 상기 장치의 움직임(movement)에 대한 측정 정보에 기반하여, 상기 장치의 제2 빔의 제2 방향에 대한 제2 방향 정보를 결정하고, 상기 제1 방향 정보 및 상기 제2 방향 정보에 기반하여 다른 장치와 빔 탐색(search)을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 장치의 동작 방법은, 상기 장치의 제1 빔의 제1 방향에 대한 제1 방향 정보를 결정하는 과정과, 상기 장치의 움직임에 대한 측정 정보에 기반하여, 상기 장치의 제2 빔의 제2 방향에 대한 제2 방향 정보를 결정하는 과정과, 상기 제1 방향 정보 및 상기 제2 방향 정보에 기반하여 다른 장치와 빔 탐색을 수행하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 단말의 움직임에 따른 빔의 실제 방향을 고려함으로써, 효율적으로 빔을 선택할 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 단말의 구성의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성의 예를 도시한다.
도 4a 내지 4c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 지향성 제어(directivity control)의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 지향성 제어를 수행하는 단말의 동작 흐름을 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 빔 탐색을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 빔 탐색을 위한 지향성 제어를 수행하는 단말의 동작 흐름을 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 빔 탐색을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 빔 탐색을 위한 지향성 제어를 수행하는 단말의 동작 흐름을 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 보완(complement) 빔 탐색 및 확장(extended) 빔 탐색을 위한 단말의 동작 흐름을 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방향 보상(compensation)을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방향 보상(compensation)을 위한 지향성 제어를 수행하는 단말의 동작 흐름을 도시한다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 움직임과 빔 인덱스의 매핑 예를 도시한다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 빔 인덱스를 이용한 지향성 제어의 예를 도시한다.
도 16은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 빔 그룹을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다.
도 17은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 하이브리드(hybrid) 빔 탐색을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 예측(prediction) 빔 탐색을 위한 단말의 동작 흐름을 도시한다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 예측 빔 탐색의 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.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU(central processing unit) 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말의 움직임을 고려하여 빔 탐색을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 빔 탐색의 목적에 따라, 단말의 움직임을 고려하여 빔이 실제로 방사되는 방향을 획득함으로써, 빔 탐색을 수행하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 정보(예: 인덱스, 자원(resource), 측정값, 설정값, 방향 정보, 제어 정보)을 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어(예: 단말(terminal), 노드(node), 장치(apparatus)), 메시지들을 지칭하는 용어(예: 신호(signal), 데이터(data), 보고(report)), 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어(제어부, 센서부) 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 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국 110, 단말 120, 및 단말 130을 예시한다. 도 1은 하나의 기지국만을 도시하나, 기지국 110과 동일 또는 유사한 다른 기지국(예: 도 18의 제1 기지국 110-1, 제2 기지국 110-2)이 더 포함될 수 있다.
기지국 110은 단말들 120, 130에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국 110은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국 110은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
단말 120 및 단말 130 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국 110과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말 120 및 단말 130 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말 120 및 단말 130 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말 120 및 단말 130 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '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.
기지국 110, 단말 120, 단말 130은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 기지국 110, 단말 120, 단말 130은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 즉, 기지국 110, 단말 120, 단말 130은 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 이를 위해, 기지국 110 및 단말들 120, 130은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 서빙(serving) 빔들 112, 113, 121, 131을 선택할 수 있다. 서빙빔들 112, 113, 121, 131이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔들 112, 113, 121, 131을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성의 예를 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 단말 120의 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, 단말 120은 통신부 210, 저장부 220, 센서부 230, 제어부 240을 포함한다.
통신부 210은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 210은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 210은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 210은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 210은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부 210은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부 210은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 210은 다수의 안테나 요소들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부 210은 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 210은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 210은 빔포밍을 수행할 수 있다.
또한, 통신부 210은 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 210은 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 210은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 210의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 210에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부 220은 단말 120의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 220은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 220은 제어부 240의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 다양한 실시 예들에 따라, 저장부 220은 단말 120이 운용 가능한 빔들 각각에 대한 정보(예: 빔 인덱스 테이블(beam index table))를 인덱스를 통해 저장할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 저장부 220은 단말의 빔들 각각의 방향 차이에 대한 정보(예: 도 14의 빔 거리)를 저장할 수 있다.
센서부 230은 단말 120에 대한 물리량을 계측하거나 단말 120의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서부 230은 예를 들면, 제스처(gesture) 센서, 자이로(gyro) 센서, 지자기(geomagnetic) 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러(color) 센서, 생체 센서, 온/습도 센서, 홀 센서, 조도 센서, 또는 UV(ultra violet) 센서 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서부 230은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 센서부 230은 제어부 240의 요청에 따라 계측 또는 감지된 정보(이하, 측정 정보)를 제공한다. 센서부 230은 단말 120의 AP에게 측정 정보를 제공할 수 있다. 다른 예를 들어, 센서부 230은 단말 120의 CP에게 측정 정보를 제공할 수 있다.
제어부 240은 단말 120의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 240은 통신부 210를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 240은 저장부 220에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 240은 통신 규격에서 요구하는 프로코톨 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 240은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부 210의 일부 및 제어부 240은 CP라 지칭될 수 있다. 제어부 240은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240은 센서로부터 획득되는 정보에 기반하여 탐색할 후보를 식별하는 방향 세트 설정부 241를 포함할 수 있다. 또는 제어부 240은 빔 탐색의 목적에 따라 탐색할 방향을 결정하는 방향 결정부 243를 포함할 수 있다. 또는 제어부 240은 탐색하고자 하는 방향에 대응하는 빔 인덱스를 선택하기 위한 빔 선택부 245를 포함할 수 있다. 여기서, 방향 세트 설정부 241, 방향 결정부 243, 또는 빔 선택부 245는 저장부 240에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 240에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 제어부 240를 구성하는 회로(circuitry)의 일부, 또는 제어부 240의 기능을 수행하기 위한 모듈일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240는 빔이 향하는 방향에 대한 지향성 정보를 저장할 수 있다. 제어부 240은 지향성 정보와 센서부 230으로부터 수신한 측정 정보에 기반하여 빔 탐색을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부 240은 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성의 예를 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 기지국 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 3을 참고하면, 기지국 110은 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 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부 320은 기지국 110에서 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 기지국 110의 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 기지국 110의 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 프로코톨 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 빔 탐색을 위한 자원을 할당하는 할당부 341을 포함할 수 있다. 여기서, 할당부 341는 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 기지국 110이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4a 내지 4c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 4a 내지 4c는 도 2의 통신부 210 또는 도 3의 무선통신부 310의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 4a 내지 4c는 도 2의 통신부 210 또는 도 3의 무선통신부 310의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성요소들을 예시한다.
도 4a를 참고하면, 통신부 210 또는 무선통신부 310은 부호화 및 변조부 402, 디지털 빔포밍부 404, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N, 아날로그 빔포밍부 408를 포함한다.
부호화 및 변조부 402는 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 402는 성상도 맵핑(contellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.
디지털 빔포밍부 404은 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 406-1 내지 406-N로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.
다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-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 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림(stream)들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.
아날로그 빔포밍부 408는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다. 구체적으로, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N 및 안테나들 간 연결 구조에 따라, 아날로그 빔포밍부 408는 도 4b 또는 도 4c와 같이 구성될 수 있다.
도 4b를 참고하면, 아날로그 빔포밍부 408로 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 412-1-1 내지 412-1-M에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들 414-1-1 내지 414-1-M에 의해 증폭된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 4c를 참고하면, 아날로그 빔포밍부 408로 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 412-1-1 내지 412-1-M에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들 414-1-1 내지 414-1-M에 의해 증폭된다. 그리고, 하나의 안테나 어레이를 통해 송신되도록, 증폭된 신호들은 안테나 요소를 기준으로 합산부들 416-1-1 내지 416-1-M에 의해 합산된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 4b는 송신 경로 별 독립적 안테나 어레이가 사용되는 예를, 도 4c 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.
단말은 다른 노드(예: 기지국 110)와 통신을 수행하기에 적합한 빔을 식별하기 위하여, 빔 탐색(beam search) 절차를 수행할 수 있다. 이하, 도 5 내지 도 19 에서는 설명의 편의를 위하여, 단말과 기지국의 하향링크(downlink, DL) 빔 탐색 절차가 예로 설명되나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 본 개시의 지향성 제어는 하향링크 빔 탐색 절차뿐만 아니라, 상향링크(uplink, UL) 빔 탐색 절차, 단말 기기 간 통신(예: sidelink, SL)에서의 빔 탐색 절차, 기타 빔을 이용하는 모든 절차에서 활용될 수 있다. 또한 본 개시는, 효율적인 빔포밍을 위해 다수의 빔들을 통해 신호를 송수신하는 절차를 빔 탐색으로 지칭하여 설명하나, 빔 스위핑(beam sweeping) 또는 빔 훈련(beam training)이 동일 또는 유사한 의미로 사용될 수 있다.
지향성 제어( directivity control)
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 지향성 제어(directivity control)의 예를 도시한다. 도 5의 단말 520은 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다. 지향성 제어는, 단말이 빔을 사용하는 목적에 부합하도록 단말의 움직임에 따른 빔의 방향을 제어하기 위한 절차이다. 단말은 빔이 실제 가리키는 방향을 고려하여 빔을 변경, 탐색, 보상, 또는 식별함으로써, 지향성을 제어한다. 지향성 제어는, 목적에 따라 단말이 사용중인 빔의 방향을 유지하기 위한 지향성 고정(예: 기지국 빔 탐색) 또는 단말로부터 다양한 방향으로 신호를 송신하기 위한 지향성 다이버시티(예: 단말 빔 탐색)를 위한 동작일 수 있다.
도 5를 참고하면, 단말 520은 기지국(미도시)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 단말 520은, 수신 신호의 품질을 높이기 위해, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 단말 520은 빔 탐색 절차를 통해 하향링크 통신에 사용할 빔(하향링크 수신 빔)을 식별할 수 있다. 단말 520은 빔 탐색 절차로서, 단말 520에서 운용되는 복수의 빔들 각각을 통해 신호를 수신할 수 있다. 여기서 신호는 기지국에서 전송되는 기준 신호일 수 있다. 예를 들어, 기준 신호는 BRS(beam refrence signal), BRRS(beam refinement refrence signal), CRS(cell-specific reference signal), CSI-RS(channel state information-reference signal), DM-RS(demodulation-RS) 중 하나일 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 기준 신호는 동기 신호(synchronization signal, SS)로 대체될 수 있다.
단말 520은 기지국으로부터 복수의 신호들을 수신할 수 있다. 단말 520은 복수의 신호들을 각각 다른 빔으로 수신할 수 있다. 단말 520은 각 빔을 통해 수신되는 신호를 측정하여, 각 빔에 대한 채널 품질을 결정할 수 있다. 빔을 식별할 때, 채널 품질을 나타내는 다양한 지표가 사용될 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. 단말 520은 빔들 각각의 채널 품질에 기반하여, 빔들 중에서 최적(optimal)의 빔을 식별할 수 있다. 최적의 빔은 선호(preferred) 빔, 최고(best)의 빔으로 지칭될 수 있다. 최적의 빔은 측정한 채널 품질 값이 가장 크거나(신호 크기 관련 채널 품질) 또는 가장 작은 경우(오류율 관련 채널 품질)에 대응하는 빔을 의미한다.
이하, 단말 520이 3개의 빔들(예: 제1 빔 511, 제2 빔 512, 제3 빔 513)을 이용하여 하향링크 빔 탐색을 수행하는 절차가 예로 서술된다. 단말 520은 제1 빔 511에 대한 제1 인덱스, 제2 빔 512에 대한 제2 인덱스, 및 제3 빔 513에 대한 제3 인덱스를 통해 제1 빔 511, 제2 빔 512, 및 제3 빔 513을 각각 제어할 수 있다. 단말 520은, 제1 빔 511, 제2 빔 512, 및 제3 빔 513 순으로 빔을 변경하면서 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말 520은, 제1 인덱스, 제2 인덱스, 및 제3 인덱스 순으로 빔 설정을 변경하여 빔 탐색을 수행할 수 있다.
단말 520이 기지국과 빔을 탐색하는 도중, 예를 들어, 단말 520이 단말 520의 빔을 변경하면서 빔 탐색 절차를 수행하거나 단말 520이 특정 빔을 통해 기지국으로부터 신호를 수신하는 경우, 단말 520에 움직임이 발생할 수 있다. 단말 520이 움직임이 발생함에 따라, 단말 520에서 형성하는 빔의 실제 방향이 변경될 수 있다. 단말 520은, 빔을 인덱스로 관리하는 경우, 단말이 움직이더라도, 실제로 형성되는 빔의 방향을 추적(tracking)하지 못하기 때문에 단말 520이 사용하고자 하는(또는 의도된) 빔을 사용하기 어려울 수 있다.
단말 520은 송신 빔 탐색을 위해, 제1 빔 511을 통해 신호를 수신할 수 있다. 제1 시구간(time interval) 531 동안, 단말 520은 제1 방향 551을 위하여, 제1 빔 511을 통해 신호를 수신할 수 있다. 제1 빔 511에 대한 빔 탐색을 수행하는 중, 단말 520은 움직일 수 있다. 단말 520이 움직임에 따라, 제1 빔 511이 가리키는 방향이 제1 방향 551에서 제3 방향 553으로 변경될 수 있다. 단말 520이 진행 중인 통신 절차에 따라, 단말 520은, 제1 빔 511을 통해, 신호의 방향을 유지하고자 할 수 있다. 예를 들면, 단말 520은 기지국의 하향링크 송신 빔 탐색을 위해, 빔의 방향을 달리하여 기지국으로부터 전송되는 기준 신호들을 수신할 수 있다. 단말 520은 기지국의 빔들 각각에 대한 채널 품질을 측정하기 위해 동일한 방향으로 신호를 수신할 필요가 있다. 단말 520이 움직이게 되어 단말의 빔 방향이 변경된다면, 기지국의 빔들 각각에 대한 품질 비교가 어려울 수 있기 때문이다. 따라서, 다양한 실시 예들에 따른 단말 520은, 단말의 움직임이 발생하더라도 특정 방향(예: 제1 방향 551)으로 빔포밍을 지속하기 위해, 제1 빔 511에 대한 제1 인덱스 대신 제1 빔 511이 실제로 가리키는 방향에 대한 정보(이하, 방향 정보)를 획득한다.
단말 520은 수신 빔 탐색을 위해, 제1 시구간 531에서는 제1 빔 511, 제2 시구간 532에서는 제2 빔 512, 제3 시구간 533에서는 제3 빔 513을 통해 신호들을 수신하도록 예정될 수 있다. 빔을 시구간마다 달리하는 절차는, 다수의 방향으로 빔을 탐색함으로써, 최적의 수신 빔을 식별하기 위함이다.단말 520은 제1 시구간 531에서, 제1 빔 511을 통한 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말 520은 제1 빔 511을 통해 신호를 수신할 수 있다. 단말 520은 제1 빔 511의 신호에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다. 이 때 제1 빔 511은 제1 방향 551을 가리킨다. 이후, 단말 520은 제2 빔 512를 통한 빔 탐색을 수행하기 위하여 빔을 변경할 수 있다. 단말 520은 빔 탐색을 위해 빔 설정(beam configuration)을 제1 빔 511에서 제2 빔 512로 변경할 수 있다. 단말 520은 빔 인덱스를 제1 인덱스에서 제2 인덱스로 변경할 수 있다. 단말 520은 제2 방향 552을 탐색하기 위하여, 제2 빔 512로 빔 설정을 변경할 수 있다.
단말 520은 제2 빔 512로 빔 설정을 변경하기 전, 단말 520이 움직임이 발생할 수 있다. 움직임이 발생함에 따라, 제2 빔 512가 가리키는 방향이 제2 방향 552에서 제1 방향 551로 변경될 수 있다. 단말 520이 빔 인덱스를 제1 인덱스에서 제2 인덱스로 변경하게 되면, 단말 520은 제1 방향 551에 대한 빔 탐색을 수행할 수 있다. 즉, 단말 520은 제1 방향 551에 대한 빔 탐색을 중복적으로 수행하게 되어, 제2 빔 512를 통한 빔 탐색을 위해 할당된 자원이 낭비될 수 있다. 방향 고려 없이 수행되는 제2 빔 512를 통한 빔 탐색은, 기탐색된 방향과 제2 빔 512를 통해 탐색될 방향이 동일하여, 동일 또는 유사한 탐색 결과를 야기하기 때문이다. 따라서, 단말 520은 제2 구간 532 동안, 다른 방향의 빔을 탐색할 것이 요구된다. 다양한 실시 예들에 따른 단말 520은 다양한 방향에서의 빔 탐색을 위해, 인덱스를 변경하는 대신 운용되는 빔들에 대한 방향에 대한 정보(이하, 방향 정보)를 획득하고, 획득된 방향 정보에 기반하여 빔 탐색을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말 520은 기탐색된 방향인 제1 방향 551이 아니라, 제2 방향 552를 가리키는 제3 빔 513에 대한 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말 520은 제1 빔 511에서 제2 빔 512가 아니라, 제1 빔 511에서 제3빔 553으로 탐색하고자 하는 빔을 변경할 수 있다.
상술한 바와 같이, 빔 탐색 시 실제 빔이 가리키는 방향을 고려하지 않는 경우(예: 빔 인덱스만을 이용), 단말의 움직임에 따라 빔 탐색의 효율성을 저하시키는 문제가 발생한다. 빔 탐색의 효율성을 높이기 위해, 다양한 실시 예들에 따른 단말은, 빔을 탐색 시(또는 방향 탐색 시), 빔이 실제로 방사되는 방향에 대한 정보, 방사 방향을 획득할 수 있는 정보(예: 센서로부터 측정되는 정보, 수신 정보)를 획득하고, 적응적으로 빔 인덱스를 변경함으로써, 효율적으로 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 또한, 빔 탐색 절차 뿐만 아니라, 최적의 빔을 통한 하향링크/상향링크 통신 기타 하나 이상의 빔을 운용하는 모든 절차들에 있어서, 다양한 실시 예들에 따른 단말은, 단말의 움직임에 대한 빔의 방향 정보를 고려함으로써 효율적으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 단순히, 빔포밍을 위해 운용하는 정보를, 빔 도메인(beam domina)에서 방향 도메인(direction domain) 상으로 변경함으로써, 단말은, 목적에 부합하는 빔포밍을 수행할 수 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 지향성 제어를 수행하는 단말의 동작 흐름을 도시한다. 단말은, 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다.
도 6을 참고하면, 601 단계에서 단말은 제1 빔의 제1 방향에 대한 제1 방향 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 방향은 빔이 향하는 방위를 의미한다. 단말은 움직임이 발생하기 전 제1 빔의 제1 방향에 대한 제1 방향 정보를 결정할 수 있다. 단말이 움직이더라도 단말은 제1 빔을 가리키는 인덱스를 통하여 제1 빔을 식별할 수 있으나 제1 빔이 가리키는 방향은 변하기 때문에, 단말은 현재 제1 빔의 제1 방향을 식별하기 위한 제1 방향 정보를결정할 수 있다.
단말은 빔의 방향을 결정하기 위해 센서를 이용할 수 있다. 단말은, 단말이 움직이더라도 빔의 방향을 결정하기 위해 센서를 이용할 수 있다. 단말은 빔의 방향을 결정하기 위해, 센서에 대한 기준 센서값을 설정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은 기준 빔을 설정하고 기준 빔 설정 당시 센서의 측정값을 기준 센서값으로 결정할 수 있다. 단말은 센서의 측정값을 획득함으로써, 움직임이 발생하더라도 설정된 기준 센서값과 획득되는 측정값으로부터 변화량을 결정할 수 있다. 다시 말해, 단말은 운용중인 빔의 실제 방향과 목적하는 방향(이하, 목적 방향(target direction))의 차이를 획득할 수 있다. 예를 들어, 단말은, 자이로 센서가 제공하는 측정값의 변화량으로부터 방향 변화를 획득할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 단말은 절대적인 정보를 이용하여 기준 센서값을 설정할 수 있다. 예를 들면, 단말은 지자기 센서를 통해 절대적인 방향(예: 지자기 북극)을 기준 센서값으로 설정할 수 있다. 단말은, 기준 센서값과 단말이 움직이기 전 빔의 방향에 대한 값의 제1 차이값 및 기준 센서값과 단말이 움직인 후 빔의 방향에 대한 값의 제2 차이값을 비교하여, 방향 변화를 획득할 수 있다.
단말은 제1 빔에 대한 빔 탐색을 수행시 제1 빔의 제1 방향에 대한 제1 방향 정보를 획득할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은, 단말의 제1 빔을 통해 기지국의 송신 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 각각 다른 송신 빔으로 전송되는 기준 신호들을, 하향링크 수신 빔인 제1 빔을 통해 수신할 수 있다. 단말은 제1 빔을 통해 하향링크 송신 빔 탐색 시 제1 빔의 제1 방향에 대한 제1 방향 정보을 획득할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 단말은, 단말의 다수의 빔들에 대해 단말의 수신 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말은 기정해진 순서에 따라 제1 빔을 통해 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신할 수 있다. 단말은 탐색된 방향인, 제1 방향에 대한 제1 방향 정보를 결정할 수 있다. 일부 단말은, 제1 방향에 대한 탐색 결과를, 제1 방향 정보에 대응시켜 저장할 수 있다. 이후, 단말은 제2 빔으로 빔 탐색을 수행하기 위해 빔을 변경할 수 있다.
기지국의 송신 빔 탐색 절차에서 단말이 제1 빔을 통해 기준 신호들 중 일부를 수신하는 중이거나, 단말의 수신 빔 탐색 절차에서 제2 빔으로 신호를 수신하고자 할 때와 같이 빔 탐색 절차 중 단말이 움직일 수 있다. 센서는, 단말의 움직임을 측정할 수 있다. 단말이 움직이는 때, 센서의 측정값은 움직이는 시점 전후로 달라진다.
603 단계에서, 단말은 움직임에 대한 측정 정보에 기반하여, 제2 빔의 제2 방향에 대한 제2 방향 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 움직임은 단말의 회전(rotation) 운동, 이동 또는 기울어짐(tilt) 등과 같은 3차원 공간 내에서 단말의 상태 변화를 가리킨다.
단말은, 적어도 하나의 센서를 통해 단말의 움직임을 측정할 수 있다. 적어도 하나의 센서는, 단말의 움직임과 관련된 정보를 측정하는 센서(예: 자이로 센서, 가속도 센서 등)일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은 자이로 센서를 이용할 수 있다. 자이로 센서는 단말의 움직임의 각속도를 측정하여 회전 운동과 관련된 측정값들을 결정한다. 일부 실시 예들에서, 단말은 가속도 센서를 이용할 수 있다. 가속도 센서는 3차원 공간에서 단말의 운동을 3개의 축(axis)들(예: x축, y축, z축)의 방향의 가속도를 측정하여, 직선 운동과 관련된 측정값들을 결정한다.
단말은, 적어도 하나의 센서로부터 측정 정보를 획득할 수 있다. 단말은 측정 정보에 포함된 측정값들을 통해, 움직임에 따른 방향 변화에 대응하여 빔을 식별하기 위한 정량적인 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 자세(attitude) 파라미터를 결정할 수 있다. 단말은 측정값들을 통해 단말의 자세를 나타내는 물리량들을 결정할 수 있다. 일 예로, 단말은, 단말의 각도로 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)로 표현되는 물리량들을 결정할 수 있다. 단말은 물리량들에 기반하여 변화를 나타내는 자세 파라미터를 결정할 수 있다.
단말은 측정 정보로부터 산출되는 값(예: 자세 파라미터)과 601 단계에서 설정된 기준 센서값의 차이값을 결정할 수 있다. 단말은 차이값에 따라 단말은 움직임 발생 전 제2 빔의 방향과 움직임 발생 후 제2 빔의 방향인 제2 방향의 차이를 결정할 수 있다. 단말은, 단말이 움직이기전 제2 빔의 방향 정보와 상기 차이값에 기반하여 제2 방향을 결정할 수 있다.
단말은, 기지국의 송신 빔 탐색 시, 기지국의 빔들에 대한 피드백을 제공하기 위해, 제1 빔의 제1 방향을 기준 방향으로 유지할 것이 요구된다. 단말이 움직이게 되면, 제1 빔의 방향은, 기준 방향(제1 방향)이 더이상 아닐 수 있다. 따라서, 단말은 다른 빔의 방향이 기준 방향인지 여부를 판단할 수 있다. 단말은 제2 빔의 제2 방향이 기준 방향인지 여부를 판단할 수 있다.
단말은, 단말의 다수의 빔들에 대해 단말의 수신 빔 탐색을 수행할 수 있다. 601 단계에서 상술한 바와 같이, 단말은 기정해진 순서에 따라 제1 빔을 통해 빔 탐색을 수행한 뒤, 제2 빔을 통해 빔 탐색을 수행하기 위해 빔을 변경할 수 있다. 단말은 지향성 다이버시티를 위해, 제2 빔으로 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말은, 단말의 움직임에 따라 제2 빔의 방향이 기존 방향에서 제2 방향으로 변화됨을 검출할 수 있다. 단말 빔 탐색의 목적인 지향성 다이버시티를 위해, 단말은 제2 방향이 제1 방향과 다른지 여부를 판단할 필요가 있다. 따라서, 단말은 제2 빔에 대한 제2 방향을 결정할 수 있다.
605 단계에서, 단말은 제1 방향 정보 및 제2 방향 정보에 기반하여 빔 탐색을 수행할 수 있다. 이하, 본 개시에서는 유효 범위를 이용하여 빔 간의 동일성을 판단한다. 유효 범위란, 특정 방향의 일정 각도(angle)내 범위를 의미한다. 다시 말해, 유효 범위는 특정 방향의 회전 허용 범위를 의미한다. 예를 들어, 제1 방향의 유효 범위는 제3도 회전 범위 내 방향들을 포함할 수 있다. 특정 방향의 유효 범위 내 빔들은, 특정 방향의 빔과 동일 또는 유사한 빔포밍 기능(feature)을 수행할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은, 운용중인 빔 폭에 따라 유효 범위를 설정할 수 있다. 예를 들어 단말에서 운용 중인 빔 폭이 넓어질 수록 유효 범위는 넓게 설정될 수 있다. 빔 폭이 넓어질 수록, 하나의 빔이 커버하는 영역이 증가하고, 특정 영역을 커버하기 위해 필요한 빔의 개수는 줄어들기 때문이다. 빔의 개수가 줄어듬에 따라, 동일성을 판단하기 위한 그래뉼리티(granularity)는 줄어드므로, 유효 범위는 증가할 수 있다.
단말은 제2 방향이 제1 방향의 유효 범위 내에 포함되는지 여부를 결정할 수 있다. 단말이 지향성을 유지(지향성 고정)하려는 경우(예: 기지국의 송신 빔 탐색), 제2 방향이 제1 방향의 유효 범위 내 포함되지 않는다면 단말은 제2 빔 대신 다른 빔을 식별할 수 있다. 기지국으로부터 전송되는 기준 신호들은, 다른 송신 빔으로 전송되는 바, 단말의 수신 빔은 동일하게 유지(maintain)(또는 고정(fixed))될 것이 요구되기 때문이다. 단말은 제1 방향의 유효 범위 내 다른 빔을 식별할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 움직임 이후, 단말은 운용중인 빔들 각각의 방향을 결정하고 제1 방향의 유효 범위 내 포함되는지 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 제1 방향은 빔 탐색을 위해 유지(또는 고정)하고자 하는 방향을 의미한다. 예를 들어, 단말은 제2 방향이 제1 방향의 유효 범위 내임을 결정할 수 있다.
단말이 지향성 다이버시티를 높이려는 경우(예: 하향링크 빔포밍에서 수신 빔 탐색), 제2 방향이 제1 방향의 유효 범위 내 포함된다면, 단말은 제2 빔 대신 다른 빔을 식별할 수 있다. 제2 방향으로 빔을 탐색하는 것이 제1 방향으로 빔을 탐색하는 것과 빔포밍 기능적인 측면에서 다르지 않기 때문이다. 단말은 제1 방향의 유효 범위 밖의 다른 빔을 식별할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은 빔 탐색을 위한 순서에 따라 인덱스를 변경하면서, 해당 인덱스에 대응하는 빔이 가리키는 방향이 제1 방향의 유효 범위 내 포함되는지 순차적으로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 방향은 해당 방향으로 빔 탐색이 이미 수행된 방향을 의미한다. 단말은 제1 방향에 대한 채널 품질 정보(예: RSRP)를 저장할 수 있다.
단말은, 제2 빔이 빔 탐색의 목적에 부합하는 경우, 제2 빔을 통해 빔 탐색을 수행할 수 있다. 그러나, 빔 탐색의 목적에 부합하지 않아 다른 빔을 식별한 경우, 단말은 식별된 다른 빔을 통해 빔 탐색을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 단말은, 단순히 빔의 인덱스를 변경하여 빔 탐색을 수행하는 것이 아니라, 공간(space)에서 단말의 상태를 고려하여 빔의 방향에 대한 정보를 획득하고, 방향에 기반하여 빔 탐색을 수행함으로써 효율적으로 빔 탐색을 수행할 수 있다. 즉, 본 개시에서는, 효율적인 빔 탐색을 위해 방향 정보를 고려하여 빔 탐색을 수행하는 절차가 서술된다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 절차들은, 빔 탐색 외에 방향 탐색(direction search), 방향 스위핑(direction sweeping), 또는 방향 훈련(direction training)으로 지칭될 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 13을 통해, 다양한 실시 예들에 따른 지향성 제어를 수행하기 위한 예들이 서술된다. 구체적으로, 도 7 내지 도 8을 통해, 지향성 고정을 위한 동작들, 도 9 내지 도 11을 통해 지향성 다이버시티를 위한 동작들, 도 12 내지 도 13을 통해 통신 빔의 방향 보상을 위한 동작들이 서술된다.
기지국의 빔 탐색(지향성 고정)
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 빔 탐색을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다. 이하, 기지국은 도 1의 기지국 110을, 단말은 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다.
도 7을 참고하면, 축 710은 단말의 움직임을 측정하는 센서)에 대한 시간 영역(time domain)을 나타낸다. 예를 들어, 센서는 자이로 센서일 수 있다. 다른 예를 들어, 센서는 가속도 센서일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 센서는 그립 센서일 수 있다. 이하, 도 7에 대한 설명은 하나의 센서를 기준으로 서술하나, 다수의 센서들에 대해서도 적용될 수 있다. 이 때, 후술되는 획득 주기 또는 측정 주기는, 다수의 센서들마다 달리 적용되거나, 다수의 센서들에 대한 공통적으로 적용될 수도 있다.
단말은, 단말의 3차원 공간 내에서 상태, 단말의 직선 운동 또는 회전 운동의 판단 등과 같은 단말의 움직임과 관련된 상태를 모니터링(monitoring)하기 위해, 센서를 통해 단말의 움직임을 측정하고, 센서로부터 측정 정보를 획득할 수 있다. 센서는, 단말의 움직임과 관련된 상태를 주기적(periodically)으로 측정하고 기록할 수 있다. 센서는 주기적으로 단말 내 프로세서에게 측정 정보를 제공할 수 있다. 센서가 측정하는 주기(이하, 측정 주기(measurement period))는, 단말이 센서값을 획득하는 주기(이하, 획득 주기(obtaining period))와 다를 수 있다. 이후, 단말이 센서에게 측정된 정보를 주기적으로 요청하거나, 단말이 설정한 주기에 따라 센서가 단말에게 측정된 정보를 보고할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 센서의 측정 주기는 획득 주기보다 짧을 수 있다. 이에 따라, 단말은 획득 시점으로부터 보다 최신의 단말의 상태를 결정할 수 있다.
단말은 획득 주기 (또는 보고 주기(reporting period))를 설정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은 기지국으로부터 신호가 전송되는 간격에 기반하여 상기 획득 주기를 설정할 수 있다. 기지국으로부터 빔을 달리하여 신호가 전송되는 바, 단말은 신호들을 구분하기 위해 상기 간격 이하로, 획득 주기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 간격은 적어도 하나의 심볼(symbol)일 수 있다.
단말은 설정된 주기(예: 보고 주기 740) 마다 측정 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 단말은 시점 711에서 제1 측정 정보, 시점 712에서 제2 측정 정보, 시점 713에서 제3 측정 정보, 시점 714에서 제4 측정 정보, 시점 715에서 제5 측정 정보, 시점 716에서 제6 측정 정보, 시점 717에서 제7 측정 정보, 및 시점 718에서 제8 측정 정보를 순차적으로 획득할 수 있다.
단말은, 이벤트가 발생할 때마다 측정 정보를 획득할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말 내 센서는 일정 범위 이상의 움직임을 감지(detecting)한 경우, 단말 내 프로세서에게 검출 결과를 알릴 수 있다. 단말은 검출 결과를 수신할 때, 센서로부터 측정 정보를 요청할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 단말은 빔을 변경하게 될 때마다 측정 정보를 획득할 수 있다. 단말은 보다 정확한 방향을 계산하기 위하여, 추가적으로 측정 정보를 센서로부터 획득할 수 있다.
축 720은 단말의 수신 빔 설정에 대한 시간 영역을 나타낸다. 기지국은 하향링크 송신 빔 탐색을 위해, 복수의 기준 신호들을 단말에게 전송한다. 복수의 기준 신호들은 다수의 송신 빔들, 즉 방향을 달리하는 빔들을 통해 전송된다. 단말은 기지국으로부터 할당된 자원(예: 서브 프레임(subframe), 슬롯(slot))에 따라 기준 신호를 수신할 수 있다. 기준 신호들은 기지국의 송신 빔에 대한 품질의 측정을 위해 전송된다. 단말은, 기준 신호들에 대한 품질을 측정하기 위해, 수신 빔을 설정할 수 있다. 일 예로, 단말은 방향을 달리하여 전송되는 기준 신호들 각각의 채널 품질을 측정하기 위해, 수신 빔 750을 설정할 수 있다.
단말은, 수신 빔 750을 형성하도록 빔포밍부를 설정할 수 있다. 단말은 수신 빔 750이 가리키는 방향으로 기준 신호들을 수신하기 위해, 빔포밍부를 설정할 수 있다. 한편, 단말은, 축 720과 같이 단말의 움직임에 따른 방향의 변화를 보상하지 않으면, 기준 신호들에 대한 채널 품질 측정 결과는 송신 빔 측정의 목적에 부합하지 않을 수 있다. 단말은 주기적으로 제공되는 측정 정보를 이용하여 방향을 보상, 다시 말해 지향성을 유지(고정)시킬 것이 요구된다.
축 730은 지향성 고정에 대한 시간 영역을 나타낸다. 단말은, 구간 760 동안 지향성 고정을 위한 동작들을 수행할 수 있다. 단말은 구간 760 동안 기지국으로부터 신호들을 수신할 수 있다. 구간 760은, 기지국의 빔들에 대한 품질을 측정하기 위해, 기지국으로부터 할당되는 구간일 수 있다. 단말은 수신 빔 750 설정 시(시점 721), 즉, 시점 731에서 수신 빔 750의 방향에 대한 정보를 획득한다. 또한, 단말은 수신 빔 750 설정 시, 기준 센서값을 설정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은 가장 최근에 보고된 측정 정보가 가리키는 측정값으로 기준 센서값을 설정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 제1 측정 정보가 가리키는 측정값으로 기준 센서값을 설정할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서는, 도 7에 도시된 바와 달리, 단말은 수신 빔 750 설정 직후, 보고되는 제2 측정 정보가 가리키는 측정값으로 기준 센서값을 설정할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 제1 측정 정보가 기준 센서값으로 설정된 경우를 기준으로 서술한다.
이후, 단말은 축 710에서와 같이, 측정 정보가 보고될 때마다, 보고된 측정 정보에 기반하여, 방향을 고정한다. 여기서, 고정되는 방향은 시점 721에서 설정된 수신 빔 750이 가리키는 방향으로, 이하 기준 방향(reference direction)으로 지칭된다. 구체적으로, 단말은 측정 정보가 보고될 때마다, 보고된 측정 정보에 기반하여 현재 빔 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정한다. 단말은 측정 정보가 보고될 때마다 현재 설정된 빔의 방향을 계산한 뒤 유효 범위 내인지 여부를 결정하거나, 측정 정보에 포함된 변화량을 기준으로 유효 범위 내인지 여부를 결정할 수 있다.
단말은 제2 측정 정보가 보고되는 경우, 시점 732에서, 현재 설정된 빔 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정한다. 단말은 기준 센서값과 제2 측정 정보에 기반하여, 현재 설정된 수신 빔 750이 가리키는 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정할 수 있다. 시점 732에서 수신 빔 750이 가리키는 방향이 유효 범위 밖이라면, 단말은 유효 범위 내에 위치한 빔을 식별할 수 있다. 단말은 운용중인 빔들에 대한 방향을 결정하고, 결정된 방향 중 기준 방향의 유효 범위 내 위치한 방향을 갖는 빔을 식별할 수 있다. 이후, 수신 빔 750에서 식별된 빔으로 빔 인덱스를 변경하여, 다시 말해, 빔포밍부 설정을 변경하여, 기준 방향의 유효 범위 내로 빔포밍 방향을 유지할 수 있다. 그러나, 시점 732에서 수신 빔 750이 가리키는 방향이 유효 범위 내라면, 단말은 수신 빔 750을 유지한 채, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다.
단말은 제3 측정 정보가 보고되는 경우, 시점 733에서, 현재 설정된 빔 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정한다. 시점 732에서와 마찬가지로, 단말의 움직임에 따라 현재 설정된 빔의 방향이 변하는지 여부를 결정할 수 있다. 단말은 제4 측정 정보가 보고되는 경우, 시점 734에서, 현재 설정된 빔 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정한다. 단말은 제5 측정 정보가 보고되는 경우, 시점 735에서, 현재 설정된 빔 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정한다. 단말은 제6 측정 정보가 보고되는 경우, 시점 736에서, 현재 설정된 빔 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정한다. 단말은 제7 측정 정보가 보고되는 경우, 시점 737에서, 현재 설정된 빔 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정한다. 단말은 제8 측정 정보가 보고되는 경우, 시점 738에서, 현재 설정된 빔 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 빔 탐색을 위한 지향성 제어를 수행하는 단말의 동작 흐름을 도시한다. 단말은, 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다.
도 8을 참고하면, 801 단계에서, 단말은 빔을 설정할 수 있다. 단말은 기지국으로부터 전송되는 신호들을 수신하기 위해, 수신 빔을 설정할 수 있다. 설정된 빔이 가리키는 방향은 단말이 탐색하고자 하는 방향으로, 이하, 기준 방향 또는 탐색 방향(search direction)으로 지칭될 수 있다. 단말은 탐색 방향을 유지하면서, 기지국으로부터의 신호들을 수신할 것이 요구된다. 따라서, 단말은 탐색 방향을 유지하기 위해 센서 정보를 이용할 수 있다.
803 단계에서, 단말은 기준 센서값을 설정할 수 있다. 단말은 빔 설정 시로부터 인접한 시점에 측정된 값을, 기준 센서값으로 설정할 수 있다. 다시 말해, 단말은 기준 센서값 설정시 가장 최근에 획득된 측정값을, 기준 센서값으로 설정할 수 있다. 단말은 기준 방향에 대응하도록, 기준 센서값을 설정할 수 있다.
805 단계에서, 단말은 측정 정보를 획득할 수 있다. 단말은 주기적으로 측정 정보를 획득할 수 있다. 단말은 설정된 주기마다 측정 정보를 획득할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 주기는, 기지국으로부터 전송되는 신호들 중 하나의 신호가 전송되는 자원 구간 보다 짧도록 설정될 수 있다. 기지국의 송신 빔이 변경되는 동안, 측정 정보를 통해 단말의 움직임을 보상하여 기준 방향이 유지되어야 하기 ‹š문이다. 단말은, 813 단계에서 후술하는 탐색 구간(예: 도 7의 구간 760)이 만료될 때까지, 센서로부터 측정 정보를 획득할 수 있다. 단말은 측정 정보를 획득함에 대응하여, 807단계를 수행할 수 있다.
807 단계에서, 단말은 현재 설정된 빔의 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정할 수 있다. 단말이 측정 정보를 수신한 경우, 단말은 현재 설정된 빔의 방향을 다시 결정할 수 있다. 예를 들어, 803 단계 이후, 단말이 30도 시계 방향으로 기울어지는 경우(tilt), 801 단계에서의 빔의 방향과 현재 빔의 방향 간 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 단말은 차이를 보상하기 위해, 현재 설정된 빔(801 단계에서 설정된 빔)의 방향을 다시 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 기준 센서값과 측정 정보로부터, 단말의 움직임 정도(빔의 방향의 변화량)을 결정할 수 있다.
단말은 결정된 빔의 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정할 수 있다. 다시 말해, 단말은, 현재 빔의 방향이 기준 방향의 일정 범위 내에서 유지되고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 단말은 현재 설정된 빔의 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인 경우, 809 단계를 거치지 않고, 811 단계를 수행할 수 있다. 그러나, 단말은 현재 설정된 빔의 방향이 기준 방향의 유효 범위 내가 아닌 경우, 809 단계를 수행할 수 있다.
809 단계에서, 단말은 방향 보정을 수행할 수 있다. 단말은, 단말이 운용 가능한 복수의 빔들(예: 39개) 중에서, 현재 단말의 상태에 따른 방향이 기준 방향의 유효 범위 내에 위치한 빔을 식별할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은 복수의 빔들 각각에 대한 방향을 계산하고, 계산된 방향이 기준 방향의 유효 범위 내 위치하는지 여부를 결정할 수 있다. 이후, 단말은 기준 방향의 유효 범위 내 위치한 방향에 대응하는 빔을 식별할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 단말은 모든 빔들의 방향을 계산하는 것이 아니라, 현재 설정된 빔에 인접한 일부 빔들의 방향만을 계산할 수 있다. 일부 빔들의 방향을 계산하여, 일부 빔들 중 기준 방향의 유효 범위 내 위치한 빔을 식별할 수 있다. 모든 빔에 대해 계산하는 것이 아니라 일부 빔들에 대해서만 계산함으로써, 연산 복잡도(complexity)를 감소시킬 수 있다. 이 때, 단말은, 단말에서 운용중인 빔들 각각의 방향에 대한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 단말은 빔들 각각의 벡터 정보(예: 방사 각도)에 대한 표(table)를 미리 저장할 수 있다. 단말은 식별된 빔을 통해 빔포밍부를 설정함으로써, 빔포밍 방향을 기준 방향으로 유지할 수 있다. 구체적으로, 단말은, 기 설정된 빔의 인덱스를 식별된 빔의 인덱스로 변경하고, 변경된 인덱스에 대응하는 빔포밍 파라미터들을 통하여 빔포밍을 수행할 수 있다.
811 단계에서, 단말은 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말은 방향을 유지한 채, 기지국으로부터 신호들을 수신할 수 있다. 상기 신호들은 기지국으로부터 송신 빔을 달리하여 전송되는 신호들일 수 있다. 신호들은, 예를 들어 동기 신호(synchronization signal)들일 수 있다. 신호들은, 다른 예를 들어 기준 신호(reference signal)들일 수 있다.
813 단계에서, 단말은 탐색 구간의 만료 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 탐색 구간은, 기지국이 송신 빔의 선택을 위해 단말에게 할당한 시간일 수 있다. 다시 말해, 탐색 구간은 단말의 특정 방향(예: 801 단계의 기준 방향, 탐색 방향)에 대한 기지국의 복수의 송신 빔들의 채널 품질 측정을 위한 시간일 수 있다. 예를 들어, 탐색 구간은 적어도 하나의 서브프레임(subframe)일 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 서브프레임은 동기-서브프레임(synchronization subframe)으로 지칭될 수 있다. 다른 예를 들어, 탐색 구간은 적어도 하나의 슬롯(slot)일 수 있다.
탐색 구간이 만료되지 않은 경우, 단말은 805 단계로 돌아가 측정 정보를 다시 수신할 수 있다. 이후, 단말은 807 단계 내지 813 단계의 동작들을 반복한다. 탐색 구간이 만료된 경우, 단말은, 탐색 방향에 대한 기지국의 빔 탐색 절차를 종료한다.
도 8에서는, 빔을 설정한 뒤에 기준 센서값을 결정하는 것으로 서술되었으나, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시 예들에서, 단말은 기준 센서값을 먼저 설정하고 이후, 탐색할 방향을 위한 빔을 설정할 수도 있다. 단말은 상대적인 빔 방향 차이를 통해, 단말의 움직임을 보상할 수 있기 때문이다. 기준 센서값을 설정한 뒤 탐색할 빔을 설정하기 전에 단말이 움직이더라도, 빔들 간 상대적인 각도 차이는 달라지지 않으므로, 빔을 제어하면서 탐색 방향을 유지할 수 있다. 803 단계는 801 단계보다 이전에 수행될 수도 있다.
도 8에는 도시되지 않았으나, 단말은 추가적으로 단말의 설정 빔을 변경하면서, 단말의 빔과 기지국의 빔의 최적의 조합을 식별할 수 있다. 단말은 도 8에 도시된 동작들을 단말의 빔마다 수행함으로써, 효율적으로 최적의 빔 페어(beam pair)를 탐색할 수 있다. 이 때, 단말에 설정되는 빔을 변경해서 탐색할 때에도 빔의 방향이 단말의 움직임에 따라 변경되는 점을 유의하여야 한다. 따라서, 이하 도 9 내지 도 11을 통하여, 빔 방향의 다양성을 고려하는 지향성 다이버시티를 위한, 빔 탐색 절차가 서술된다.
단말의 빔 탐색(지향성 다이버시티 )
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 빔 탐색을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다. 이하, 기지국은 도 1의 기지국 110을, 단말은 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다. 이하, 하향링크 통신을 위한 빔 탐색 절차가 예로 서술되나, 이에 한정되지 않는다. 후술하는 동작들은 상향링크 통신, 단말 간 통신, 기타 빔을 사용하는 모든 절차에 적용될 수 있다.
도 9를 참고하면, 축 910은 단말의 움직임을 측정하는 센서에 대한 시간 영역을 나타낸다. 단말은 설정된 주기마다 측정 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 단말은 시점 911에서 제1 측정 정보, 시점 912에서 제2 측정 정보, 시점 913에서 제3 측정 정보, 시점 914에서 제4 측정 정보, 시점 915에서 제5 측정 정보, 시점 916에서 제6 측정 정보, 시점 917에서 제7 측정 정보, 및 시점 918에서 제8 측정 정보를 순차적으로 획득할 수 있다.
축 920은 단말의 수신 빔 설정에 대한 시간 영역을 나타낸다. 기지국은 복수의 신호들을 단말에게 전송한다. 단말은 기지국으로부터 할당된 자원(예: 서브 프레임(subframe), 슬롯(slot))에 따라 수신 빔을 달리하여 신호를 수신할 수 있다. 단말은, 각 수신 빔의 채널 품질을 측정하기 위해 수신 빔을 설정할 수 있다. 단말은, 수신 빔 스위핑을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 시점 951에서 제1 빔, 시점 952에서 제2 빔, 시점 953에서 제3 빔으로 순차적으로 빔을 변경할 수 있다.
축 930은 지향성 다이버시티에 대한 시간 영역을 나타낸다. 단말은 수신 빔을 설정할 때마다 설정된 빔에 대한 방향 정보를 획득한다.
단말은 움직임에 대응하는 방향 변화량을 획득하기 위해, 기준 센서값을 설정할 수 있다. 단말은 기준이 되는 방향의 빔 설정 시, 가장 최근에(most recently) 획득된 측정 정보가 가리키는 측정값을 기준 센서값으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 수신 빔 탐색 절차의 기준이 되는 최초 수신 빔 설정 시, 가장 최근에 보고된 측정 정보의 값을 기준 센서값으로 설정할 수 있다.
단말은, 단말이 움직일 때마다 기준 센서값에 대한 센서의 변화량을 통해 빔 방향의 변화량을 결정할 수 있다. 또한, 단말은, 수신 빔 탐색을 위해 빔을 변경할 때마다, 기준 센서값으로부터 예상되는 센서의 예상치와 실제 측정 정보로부터 획득되는 센서의 측정값의 차이를 통해, 단말의 움직임 및 빔 방향의 변화량을 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 센서의 예상치는, 단말과의 상대적인 위치에서 빔들 각각의 방향을 나타내는 파라미터들 간의 차이값을 통해 획득될 수 있다. 단말은 상기 파라미터들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 파라미터는, 도 14의, 특정 빔과 다른 빔 간의 방향 차이를 나타내는 빔 거리일 수 있다.
제1 빔 설정 시, 단말은 시점 931에서 제1 빔의 제1 방향에 대한 제1 방향 정보를 결정한다. 단말은 시점 931로부터 가장 최근에 획득한 측정 정보(시점 911)인 제1 측정 정보를 이용하여 제1 방향 정보를 결정한다. 단말은 제1 빔에 대한 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말은 제1 빔을 통해 기지국으로부터 신호를 수신할 수 있다. 단말은 제1 빔에 대한 탐색을 수행한 뒤, 제1 빔의 제1 방향에 대한 제1 방향 정보를 저장할 수 있다. 단말은, 제1 방향 정보에 대응하는, 제1 빔의 탐색 결과를 저장할 수 있다. 단말은 제1 방향을 탐색 집합(search set)에 포함시킬 수 있다. 탐색 집합은, 탐색이 수행된 방향들을 포함하는 집합이다. 빔의 집합이 아니라, 방향의 집합인 점에 유의하여야 한다. 탐색 집합은, 방향 세트(direction set)으로 지칭될 수 있다.
제2 빔 설정 시, 단말은 시점 932에서 제2 빔에 대한 제2 방향을 결정한다. 단말은 시점 932로부터 가장 최근에 획득한 측정 정보(시점 913)인 제3 측정 정보를 이용하여 제2 방향을 결정한다. 단말은 제2 빔에 대한 빔 탐색을 수행여부를 판단하기 위해, 제2 방향이 탐색 집합에 포함되는지 여부를 결정할 수 있다. 제2 방향이, 탐색 집합 내 제1 방향의 유효 범위 내 포함된다면, 단말은 제2 방향이 탐색 집합에 포함되는 것으로 결정할 수 있다. 단말은 제2 방향에 대한 빔 탐색을 수행하지 않을 수 있다. 제2 방향에 빔 탐색을 하더라도 제1 빔 탐색의 결과와 유사할 것이 예측되기 때문이다.
기지국은 단말에 일정 시간 동안 빔 탐색을 위한 자원을 할당하였으므로, 단말이 제2 빔을 통한 빔 탐색을 수행하지 않는 경우, 자원은 낭비되게 된다. 일부 실시 예들에서, 단말은 해당 자원 구간 동안에, 제1 방향의 유효 범위 내에 있지 않은 방향을 가지는 다른 빔을 식별할 수 있다. 단말이 운용 가능한 빔이 N개라면, 단말이 신호를 송수신할 수 있는 방향도 N개이기 때문이다. 도 9에 도시되지 않았으나, N개를 위해 할당된 시간 동안 방향이 중복될 때마다(유효 범위 내 방향이 겹치는 경우) 빔을 변경하여 탐색 절차를 수행함으로써, 단말은 N개에 대한 탐색 결과를 획득할 수 있다. 단말은 식별된 다른 빔의 방향, 즉 제1 방향의 유효 범위 내에 있지 않은 방향에 대한 빔 탐색을 수행한 경우, 식별된 다른 빔의 방향을 탐색 집합에 포함시킬 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 단말은 해당 자원 구간 동안 기준 신호를 수신하지 않을 수 있다. 단말은 저전력 모드로 동작할 수 있다. 단말은 해당 구간 동안 수신 동작 또는 측정 동작이 요구되지 않으므로, 트랜시버(transceiver) 또는 프로세서 일부를 오프(off)할 수 있다.
단말은 제2 빔을 위해 할당된 시간이 경과한 후, 제3 빔 설정 시, 단말은 시점 933에서 제3 빔에 대한 제3 방향을 결정한다. 단말은 시점 933으로부터 가장 최근에 획득한 측정 정보(시점 915)인 제5 측정 정보를 이용하여 제3 방향을 결정한다. 제2 방향에서와 마찬가지로, 단말은 제3 방향이 탐색 집합에 포함되는지 여부를 결정할 수 있다.
도 9를 통해, 단순히 빔의 인덱스를 순차적으로 변경하는 것이 아니라, 지향성 다이버시티를 고려하여, 방향을 순차적으로 변경하기 위한 단말의 절차가 서술되었다. 도 9에는 도시되지 않았으나, 일부 실시 예들에서, 단말은, 자원의 효율성 및 방향의 다양성 측면에서 빔 탐색 절차(예: 보완(complement) 빔 탐색, 확장(extended) 빔 탐색)를 더 수행할 수 있다.
단말은 보완 빔 탐색을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이 단말이 움직이게 되어 해당 빔으로의 빔 탐색 절차가 변경되면, 단말은 보완 빔 탐색을 수행할 수 있다. 기지국이 단말에 할당된 자원을 모두 활용하기 위하여, 탐색되지 않은 방향을 가리키는 빔에 대한 빔 탐색을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이 3개의 단말 빔들이 운용되는 상황에서, 단말이 제1 빔에 대한 빔 탐색 후, 움직이는 상황을 가정한다. 제2 빔의 방향(제1 방향 551)이 제1 빔에 대한 방향과 동일할 수 있다. 단말은 제3 빔에 대한 빔 탐색 절차(제2 방향 552)를 수행할 수 있다. 그러나, 단말에 할당된 빔 탐색 구간은 3개의 수신 빔을 위해 할당됨에도 불구하고, 2개의 빔에 대해서만 탐색하였는 바, 단말은 제1 빔에 대한 빔 탐색을 한번 더 수행할 수 있다. 단말은 기 탐색된 방향이 아닌 제3 방향 553을 위해, 제1 빔에 대한 빔 탐색을 수행할 수 있다.
또한, 단말은 할당된 구간 동안 모두 빔을 탐색하였더라도 확장 빔 탐색을 수행할 수도 있다. 단말이 이전에 탐색했던 방향에 대한 빔 탐색 결과가, 단말의 움직임 이후 더이상 유효하지 않을 수 있기 때문이다. 이전에 탐색했던 빔 탐색 결과가 제외됨은, 추가적으로 탐색되지 않은 부분이 존재함을 의미하므로, 단말은 탐색되지 않은 부분을 위한 확장 빔 탐색을 수행할 수 있다. 상기 단말의 움직임에 따라 빔 탐색 결과의 유효성 여부를 판단하는 절차는 유효성(validation) 판단(decision)으로 지칭된다. 이러한 경우, 단말은 기지국에게 추가적인 자원의 할당을 요청할 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 빔 탐색을 위한 지향성 제어를 수행하는 단말의 동작 흐름을 도시한다. 단말은, 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다.
도 10을 참고하면, 1001 단계에서, 단말은 빔 탐색을 수행할 수 있다.
단말은 빔포밍을 위해, 빔을 설정할 수 있다. 예를 들어, 설정되는 빔은, 단말의 하향링크 수신 빔 탐색 시, 가장 먼저 설정되는 빔일 수 있다. 단말은 현재 설정된 빔으로 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말은 제1 빔으로 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말은 제1 빔의 제1 방향을 가리키는 방향 정보를 저장할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 단말은 제1 빔에 대한 탐색 결과를 제1 방향에 대응하여 저장할 수 있다. 단말은 제1 방향을 탐색 집합에 포함시킬 수 있다. 이하, 방향을 결정하거나, 방향을 저장하거나, 방향을 포함시키는 것은, 방향을 가리키는 방향 정보를 결정하거나, 방향 정보를 저장하거나, 방향 정보를 특정 정보에 매핑시키는 동작을 지칭할 수 있다. 단말은 다음 탐색할 빔을 식별할 수 있다. 예를 들어, 단말은 빔 인덱스로 미리 정의된 빔 탐색 순서에 따라, 변경할 빔을 식별 수 있다.
1003 단계에서, 단말은 빔을 변경할 수 있다. 단말은, 이전 단계에서, 다음 탐색을 위해 식별된 빔으로 빔포밍 설정을 변경할 수 있다. 단말은 식별된 빔에 대응하는 빔 인덱스로 빔포밍 설정을 변경할 수 있다. 일 예로, 단말은 빔포밍 설정을 제1 빔에서 제2 빔으로 변경할 수 있다. 단말은, 빔 탐색 순서에 따라 빔을 변경할 수 있다. 단말은, 복수의 방향들 각각에 대한 신호 품질을 측정하기 위해, 빔 탐색 순서를 설정할 수 있다. 단말은 빔 탐색 순서에 따라 식별되는 빔으로, 빔포밍 설정을 변경할 수 있다. 추가적으로, 일부 실시 예들에서, 단말은 후술하는 보완 빔 탐색 절차에 따라 빔을 변경할 빔을 식별할 수 있다. 보완 빔 탐색 절차에서 탐색할 빔을 식별하는 절차는 도 11의 1105 단계에서 서술된다. 또한, 단말은 후술하는 확장 빔 탐색 절차에 따라 변경할 빔을 식별할 수 있다. 추가 빔 탐색 절차에서 탐색할 빔을 식별하는 절차는 도 11의 1113 단계에서 서술된다.
1005 단계에서 단말은 측정 정보에 기반하여 변경된 빔의 방향을 가라키는 방향 정보를 결정할 수 있다. 단말은 제2 빔으로 변경 시, 가장 최근에 보고된 또는 가장 최근에 획득된 측정 정보에 기반하여 제2 빔의 제2 방향에 대한 방향 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 측정 정보는 단말의 상태에 대한 정보로, 측정 정보 내 측정값들 및 기준 센서값에 기반하여, 단말은 단말의 움직임 여부 또는 단말의 움직임 정도를 획득할 수 있다.
1007 단계에서, 단말은 방향 정보가 가리키는 빔의 방향을 탐색했는지 여부를 결정할 수 있다. 단말은 1005 단계에서 방향 정보가 가리키는 방향에 대해 빔 탐색 절차가 이전에 수행되었는지 여부를 결정할 수 있다. 여기서 이전에 수행된 빔 탐색 절차는, 1001 단계 또는 이전 사이클에서 후술하는 1009 단계를 의미한다. 예를 들어, 단말은 제2 방향에 대한 빔 탐색 절차가 이미 수행되었는지 여부를 결정할 수 있다. 단말은 탐색 집합에 제2 방향이 포함되는지 여부를 결정할 수 있다. 탐색 집합은 복수의 방향들을 포함할 수 있다. 단말은, 탐색 집합에 포함된 방향들 각각의 방향 정보를 통해, 각 방향의 탐색 여부를 결정할 수 있다. 복수의 방향들 중 적어도 하나의 유효 범위 내 제2 방향이 포함된다면, 단말은 탐색 집합에 제2 방향이 포함되는 것으로 결정할 수 있다. 그러나, 상기 복수의 방향들 중 어느 것의 유효 범위에도 제2 방향이 포함되지 않는다면, 단말은 탐색 집합에 제2 방향이 포함되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
단말은 결정된 방향에 대한 빔 탐색 절차가 이미 수행된 경우, 1011 단계를 수행할 수 있다. 반대로, 단말은 결정된 방향에 대한 빔 탐색 절차가 이미 수행되지 않은 경우, 1009 단계를 수행할 수 있다.
1009 단계에서, 단말은 결정된 방향에 대한 빔 탐색을 수행할 수 있다. 결정된 방향은 이미 탐색된 방향(예: 제1 방향)과 다를 뿐만 아니라, 유효 범위 밖이기 때문이다. 단말은 변경된 빔에 대한 빔 탐색을 수행하고, 탐색 결과를 저장할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 단말은 1003 단계에서 결정된 빔에 대한 탐색 결과를, 1005 단계에서 결정되는 방향 정보에 대응하여 저장할 수 있다. 단말은 방향 정보에 대응하는 방향을 탐색 집합에 포함시킬 수 있다.
일부 실시 예들에서, 기지국의 송신 빔 탐색과 단말의 수신 빔 탐색 절차가 동시에 적용될 수 있다. 예를 들어 기지국이 송신 빔들을 달리하여 기준 신호를 전송하고 단말이 고정된 수신 통해 기준 신호들을 수신할 수 있다. 이후, 단말은, 고정되는 빔만을 달리하여 기준 신호들의 수신 동작을 반복할 수 있다. 이러한 경우, 빔 탐색 절차는 1001 단계 및 1009 단계 내에서 수행될 수 있다. 다시 말해, 도 7 내지 도 8을 통해 서술된 다양한 실시 예들에 따른 지향성 고정을 위한 빔 탐색 절차는 1001 단계 및 1009 단계 내에서 수행될 수 있다.
지향성 다이버시티를 위한 빔 탐색 절차에서는, 빔을 특정 방향으로 고정시키기 위함이 아니라 다양한 방향을 탐색하기 위함이므로, 측정 정보가 보고(또는 획득)될 때마다 현재 빔의 방향을 판단하는 절차가 필수적으로 요구되지 않을 수 있다.
1011 단계에서, 단말은 빔을 더 탐색할지 여부를 결정할 수 있다. 단말은 수신 빔 탐색을 위해 정해진 순서에 따라, 순차적으로 빔을 변경하여 탐색을 수행할 수 있다. 단말은, 미리 정의된 순서의 마지막 빔에 도착할 때까지 빔 탐색을 수행할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 단말은, 상기 순서의 마지막 빔에 대한 빔 탐색을 수행한 경우에도, 추가적인 빔 탐색을 더 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 기지국으로부터 할당된 자원을 모두 사용하기 위해, 보완 빔 탐색을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 단말은 최적의 수신 빔을 찾기 위한 정확도를 높이기 위해 확장 빔 탐색을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 추가적인 빔 탐색에 대한 구체적인 동작들은 도 11을 통해 서술된다.
다른 일부 실시 예들에서, 단말이 더 이상 탐색 절차를 수행하지 않는 것으로 결정하는 경우, 단말은 수신 빔 탐색을 종료할 수 있다. 단말은 기탐색된 빔들 중 적어도 하나의 빔에 대한 측정 결과가 통신을 수행하기 위한 임계값을 초과하는 경우, 더 이상 탐색 절차를 수행하지 않을 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 기탐색된 빔들 중 적어도 하나의 빔의 RSRP값이 임계값을 초과하는 경우, 더 이상 탐색 절차를 수행하지 않을 수 있다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 보완 빔 탐색 및 확장 빔 탐색을 수행하는 단말의 동작 흐름을 도시한다. 단말은, 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다. 도 11은 도 10의 1011 단계에 대한 구체적인 동작들이다.
도 11을 참고하면, 1101 단계에서, 1009 단계에서 탐색된 빔이 마지막 빔인지 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 마지막 빔은, 기정의된 빔 탐색 순서의 마지막 빔을 의미한다. 단말은, 1009 단계에서 탐색된 빔, 즉 현재 설정된 빔이 마지막 빔이 아니라면, 1103 단계를 수행할 수 있다. 단말은, 설정된 빔이 마지막 빔이라면, 1105 단계를 수행할 수 있다.
1103 단계에서, 단말은, 정의된 순서에 따라 단말의 다음 빔(next beam)을 식별할 수 있다. 다음 빔은, 단말이 다음 탐색할 빔을 의미한다. 예를 들어, 단말은 1109 단계에서 7번 빔을 탐색한 경우, 8번 빔을 식별할 수 있다. 단말은 식별된 다음 빔으로, 도 10의 1003 단계를 수행할 수 있다.
1105 단계에서, 단말은 보완 빔 탐색을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 단말은, 기탐색된 방향의 개수(k) 및 단말에서 탐색을 위해 할당된 빔들의 개수(N)에 기반하여 보완 빔 탐색을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.
단말은 기탐색된 방향의 개수(k)와 단말에서 탐색을 위해 할당된 빔들의 개수(N)을 비교할 수 있다. 여기서, 빔들의 개수는 기지국이 단말의 빔 탐색을 위해 시간에 대응하는 수일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 빔들의 개수는, 단말에서 운용중인 빔들 전체의 개수에 대응할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 빔들의 개수는 단말에서 사용 가능한 빔들 중 일부 빔들의 개수에 대응할 수 있다. 이 때, 단말은 도 10 내지 도 11의 절차 동안, 일부 빔들에 대해서 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다.
단말은 기탐색된 방향의 개수(k)가 탐색을 위해 운용되는 총 빔들의 개수(N)보다 적은 경우, 단말은 할당된 자원의 효율을 높이기 위하여 다른 빔으로 빔 탐색을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 보완 빔 탐색을 수행할 것으로 결정할 수 있다. 단말은 보완 빔 탐색을 위해, 1107 단계를 수행할 수 있다. 단말은 기탐색된 방향의 개수가 탐색을 위해 운용되는 총 빔들의 개수보다 많거나 같은 경우, 단말은 1109 단계를 수행할 수 있다.
1107 단계에서, 단말은 보완 빔을 식별할 수 있다. 보완 빔은, 기정의된 빔 탐색 순서에 따라 모든 빔을 탐색한 뒤, 현재 단말의 위치 및 상태를 고려할 때, 탐색 가능한 방향이나 탐색되지 않은 방향에 대응하는 빔일 수 있다. 예를 들어, 보완 빔은 도 5의 제3 방향 533을 가리키는 제1 빔일 수 있다. 보완 빔은, 움직임 이후, 빔 스위핑 절차를 통해 커버되지 않은 영역에 대한 방향을 가리킨다.
일부 실시 예들에서, 단말은, 단말에서 운용 가능한 모든 빔들에 대한 방향들을 결정할 수 있다. 단말은, 결정된 방향들 중 탐색 집합에 포함되지 않은 적어도 하나의 방향을 식별할 수 있다. 단말은 식별된 적어도 하나의 방향에 대응하는 빔을 보완 빔으로 결정할 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 단말은, 운용 가능한 모든 빔들 중 중심으로부터 최외곽에 있는 빔들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 도 15의 빔 단면도에서, 11번 빔, 17번 빔, 25 번 빔, 39번 빔 등을 식별할 수 있다. 단말은 최외곽에 위치한 빔들의 방향이 탐색 집합에 포함되는지 여부를 결정할 수 있다. 단말은, 최외곽에 위치한 빔들 중 탐색 집합에 포함되지 않는 빔을 보완 빔으로 결정할 수 있다. 단말은, 보완빔의 식별이 더 필요한 때, 최외곽빔들부터 순차적으로 중심(예: 0번 빔) 빔까지 순으로, 보완 빔을 더 식별할 수 있다.
단말은 식별된 보완 빔으로, 도 10의 1003 단계를 수행할 수 있다.
1109 단계에서, 단말은 유효성 판단을 수행할 수 있다. 단말은 움직임에 따라 추가적으로 탐색이 필요한 방향(또는 방향에 대응하는 빔으로 커버 가능한 영역)이 있거나, 탐색이 필요함에도 할당된 자원의 문제로 탐색하지 못한 방향(또는 영역)이 있는 경우, 확장 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말은 확장 빔 탐색을 수행하기 위해, 유효성 판단을 수행할 수 있다.
단말에서 N개의 빔들이 운용 가능한 경우, 단말은 최대 N개의 독립된 지향성 통신을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 N개의 방향들에 대해서 탐색을 수행할 수 있다. 단말의 움직임 전 y개의 방향들에 대해 빔 탐색을 수행하고, 단말의 움직임 후 N-y개의 방향들에 대해 빔 탐색을 수행한 경우, 움직임 전 y개의 방향들에 대해 수행된 빔 탐색의 결과는 유효하지 않을 수 있다. 움직임 전 빔 탐색에 대한 결과는, 움직임 후, 커버 가능한 빔 영역을 초과하는 영역을 향하는 방향에 대한 측정 결과일 수 있기 때문이다.
일부 실시 예들에서, 단말은 탐색된 모든 방향들(N) 각각에 대해 유효성 판단을 수행할 수 있다. 탐색된 모든 방향들은 탐색 집합의 원소들일 수 있다. 단말은, 단말에서 운용중인 빔들 각각의 방향을 계산하고, 이에 따른 빔 커버리지를 결정할 수 있다. 단말은 빔 커버리지의 유효 영역(빔 커버리지의 동일성 범위)에서 벗어나는 탐색 집합의 원소들을 식별할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 단말은 탐색된 방향들 중 움직임 전 방향들(y)에 대해 유효성 판단을 수행할 수 있다. 단말은, 움직임 전 방향들 중에서, 현재 단말의 빔 커버리지의 유효 영역에서 벗어나는 적어도 하나의 방향을 식별할 수 있다.
1111 단계에서, 단말은 확장 빔 탐색을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 단말은 탐색 집합에서 제외되는 방향이 있는지 여부를 결정할 수 있다. 탐색 집합에서 제외되는 방향이 있다면, 현재 단말의 상태에서 탐색되지 않은 방향이 존재하기 ‹š문이다. 단말은, 1109 단계에서 식별되는 방향의 유무에 따라, 확장 빔 탐색을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 단말이 확장 빔 탐색을 수행하는 경우, 단말은 1109 단계에서 식별되는 방향을, 탐색 집합에서 제외할 수 있다. 이후 단말은 1113 단계를 수행할 수 있다. 반면, 단말은 1109 단계에서 식별되는 방향이 없거나, 있더라도 확장 빔 탐색을 수행하지 않는 경우, 즉, 탐색된 모든 방향들이 유효하다면, 단말은 도 10 및 도 11의 빔 탐색 절차를 종료할 수 있다.
1113 단계에서, 단말은 기지국에게 추가 자원 할당을 요청할 수 있다. 단말은, 실제 빔포밍에 사용할 수 있는 방향이 N개임에도 불구하고, 탐색의 중복 또는 탐색 결과의 유효성 상실로 인해, 사용 가능한 방향에 대해 할당된 구간 내에 빔 탐색을 수행하지 못할 수 있다. 따라서, 단말은, 추가적으로 빔 탐색을 수행하기 위해, 다시 말해 확장 빔 탐색을 위해 기지국에게 추가 자원 할당을 요청할 수 있다.
1115 단계에서, 단말은 추가 빔을 식별할 수 있다. 단말은, 1113 단계에서의 요청에 따라 추가 할당된 자원을 통해 탐색을 수행할 추가 빔을 식별할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은, 단말에서 운용 가능한 모든 빔들에 대한 방향들을 결정하고, 결정된 방향들 중 탐색 집합에 포함되지 않은 적어도 하나의 방향을 식별할 수 있다. 단말은 식별된 적어도 하나의 방향에 대응하는 빔을 추가 빔으로 결정할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 단말은, 운용 가능한 모든 빔들 중 중심으로부터 (최)외곽에 위치하는 빔들을 식별할 수 있다. 단말은, 외곽에 위치한 빔들 중 탐색 집합에 포함되지 않는 빔을 추가 빔으로 결정할 수 있다. 단말은 1107 단계에서 식별되는 보완 빔과 유사한 방식으로 추가 빔을 결정할 수 있다. 단말은 할당받은 자원을 통해, 1003 단계로 돌아가, 식별된 빔으로 설정 빔을 변경하고, 빔 탐색을 수행할 수 있다.
도 11에서는, 1107 단계 내지 1111 단계를 통한 확장 빔 탐색을 위한 동작들이 서술되었으나, 다양한 실시 예들에 따른 단말은 이에 한정되지 않는다. 일부 실시 예들에서 단말은 확장 빔 탐색을 수행하지 않을 수 있다. 따라서, 단말은 1107 단계 또는 1109 단계 내지 1111 단계를 수행하지 않을 수 있다. 단말이 1107 단계를 수행하지 않는 경우, 1105 단계에서 보완 빔 탐색을 수행하지 않는 경우, 지향성 다이버시티를 위한 빔 탐색 절차는 종료된다. 또한, 단말이 1107 단계를 수행하고, 1109 단계 내지 1111 단계를 수행하지 않을 수도 있다. 단말이 1109 단계를 수행하지 않는 경우, 유효성 판단 후, 지향성 다이버시티를 위한 빔 탐색 절차는 종료된다.
도 7 내지 도 11을 통해, 빔 탐색 절차가 서술되었다. 다양한 실시 예들에 따른 빔 탐색 절차를 통해, 단말은 빔 탐색의 목적에 부합하는 탐색 절차를 수행할 수 있다. 또한, 단말은 빔 탐색을 위해 할당된 자원을 최대한 활용함으로써, 효율적인 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 이하, 도 12 및 도 13을 통해, 빔 탐색을 통해 식별된 최적의 빔의 방향을 유지하기 위한 절차가 서술된다.
방향 보상(direction compensation)
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방향 보상을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다. 이하, 기지국은 도 1의 기지국 110을, 단말은 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다. 이하, 빔 탐색 절차를 통해 하향링크 통신을 위한 단말의 수신 빔이 선택(또는 식별)된 상황이 설명된다. 이하, 상기 빔 선택(beam selection)을 통해 설정되는 단말의 빔은, 통신 빔으로 지칭된다.
후술하는 방향 보상 절차는, 도 7 내지 도 8을 통해 서술된 지향성 고정을 위한 빔 탐색 절차와 일부 동작들이 동일 또는 유사하다. 방향 보상 절차 역시, 통신 빔의 방향을 유지함으로써, 기지국과 최적의 통신 품질을 획득하기 위한 목적이 있기 때문이다. 이하, 지향성 고정을 위한 빔 탐색 절차와 동일 또는 유사한 부분은, 설명이 생략된다. 방향 보상은, 방향 추적(direction tracking)으로 지칭될 수 있다.
도 12를 참고하면, 축 1210은 단말의 움직임을 측정하는 센서의 보고에 대한 시간 영역을 나타낸다. 단말은 설정된 주기마다 측정 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 단말은 시점 1211에서 제1 측정 정보, 시점 1212에서 제2 측정 정보, 시점 1213에서 제3 측정 정보, 시점 1214에서 제4 측정 정보, 시점 1215에서 제5 측정 정보, 시점 1216에서 제6 측정 정보, 시점 1217에서 제7 측정 정보, 및 시점 1218에서 제8 측정 정보를 순차적으로 획득할 수 있다.
축 1220은 단말의 통신 빔 설정에 대한 시간 영역을 나타낸다. 단말은 빔 탐색 절차를 통해 시점 1221에서 통신 빔을 설정한다. 단말은 빔 탐색 절차를 통해 획득한 값들, 예를 들어 RSRP 값들, 중 가장 좋은 품질을 나타내는 값, 예를 들어 가장 큰 RSRP값에 대응하는 빔을 식별할 수 있다. 단말은 식별된 빔을 통신 빔으로 설정할 수 있다. 단말은, 시점 1221에서 통신 빔 설정 시, 가장 최근에 획득한 센서 정보를 기준 센서값으로 설정할 수 있다. 단말은 시점 1211에서 획득한 측정 정보를 기준 센서값으로 설정할 수 있다.
축 1230은 방향 보상에 대한 시간 영역을 나타낸다. 단말은 통신 빔 설정 시(시점 1221)에 대응하는 시점 1231에서, 단말의 통신 빔이 가리키는 방향을 결정할 수 있다. 단말은, 기준 센서값에 대응하는, 통신 빔이 가리키는 방향을 기준 방향으로 설정할 수 있다. 단말은 방향 보상을 위하여, 기준 방향을 설정할 수 있다. 단말은 기준 방향으로부터 통신 빔이 가리키는 방향이 변하는 경우, 상기 설정된 기준 방향에 대한 변화량을 이용하여 단말에 발생하는 움직임을 보상할 수 있다.
단말은 기준 센서값과 획득되는 측정 정보로부터, 단말에서 사용 가능한 빔들 각각에 대한 방향을 결정할 수 있다. 단말은, 시점 1212에서 측정 정보를 획득하는 때, 시점 1212에 대응하는 시점 1232에서 현재 설정된 통신 빔의 방향이 기준 방향의 유효 범위 내 인지 여부를 결정할 수 있다. 단말은 현재 설정된 통신 빔의 방향이 기준 방향의 유효 범위 내가 아니라면, 기준 방향의 유효 범위 내 방향 성분을 가지는 빔을 식별할 수 있다. 단말은 새로 식별된 빔을 통해, 상기 기준 방향으로의 통신 지향성을 유지할 수 있다. 즉, 단말은 움직임에 따라 변경되는 빔의 방향을 보상할 수 있다.
단말은 시점 1212부터 시점 1218까지 획득되는 측정 정보에 대응하여, 시점 1232부터 시점 1328까지 각각 설정된 통신 빔의 방향을 결정하고, 설정된 통신 빔의 방향이 유효 범위 내인지 여부, 유효 범위 내라면 설정된 통신 빔의 방향을 유지하고 유효 범위 내가 아니라면, 다른 빔을 식별함으로써, 기준 방향의 지향성을 유지(또는 고정)할 수 있다.
단말은 기준 방향으로, 적어도 하나의 빔을 이용하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다. 단말은 기준 방향을 유지하기 위해 주기적으로 센서로부터 측정 정보를 획득할 수 있다. 단말이 통신을 수행할 때마다 항상 움직이거나, 방향이 변경되는 것이 아니므로, 단말은 적응적으로 측정 정보를 획득하는 주기(획득 주기)를 설정할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 단말은 통신을 위해 사용 중인 애플리캐이션(application)에 따라 획득 주기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 애플리캐이션을 통해 파일을 다운로드 하는 경우, 획득 주기는 기준 주기보다 길게 설정될 수 있다. 여기서, 기준 주기는 기본으로 설정되는 값(default value)으로 사용자에 의해 설정되거나, 단말의 통계 정보를 통해 설정될 수 있다. 다른 예를 들어, 애플리캐이션을 통해 스트리밍 서비스가 제공되는 경우, 획득 주기는 기준 주기보다 짧게 설정될 수 있다. 제공되는 서비스의 지연(latency)을 최소화하기 위함이다. 또 다른 예를 들어, 사용자의 움직임을 통한 입력이 제공되는 애플리캐이션(예: 게임 애플리캐이션)과 같이, 통상적인 애플리캐이션 보다 센서의 활용 빈도가 높은 애플리캐이션의 획득 주기는 기준 주기보다 짧게 설정될 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 단말은, 단말의 연결성(connectivity)에 따라, 획득 주기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 단말이 다른 기기(예: 노트북, 도킹 스테이션(docking station, TV(television))와 연결되거나, 충전 중인 경우, 획득 주기는 기준 주기보다 길게 설정될 수 있다. 다른 예를 들어, 차량(vehicle)과 연결되는 때, 획득 주기는 기준 주기보다 짧게 설정될 수 있다.
또 다른 일부 실시 예들에서, 단말은 학습(learning) 동작을 통해 획득 주기를 설정할 수 있다. 단말은, 사용자의 서비스 활용에 따른 움직임 패턴에 대한 정보를 저장할 수 있다. 여기서, 움직임 패턴은 제공되는 서비스 별 움직임 발생 주기, 움직임 발생 종류(예: 직선 운동, 회전 운동), 움직임 발생 구간(interval) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단말은, 움직임 패턴에 대한 정보를 주기적으로 갱신할(update) 수 있다. 단말은 갱신된 정보에 기반하여, 적응적으로 획득 주기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 획득 주기는 학습 동작을 통해, 애플리캐이션 별로 설정될 수 있다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방향 보상을 위한 지향성 제어를 수행하는 단말의 동작 흐름을 도시한다. 단말은, 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다.
도 13을 참고하면, 1301 단계에서, 단말은 기준 방향을 설정할 수 있다. 단말은, 빔 탐색 절차를 통해 식별되는 빔의 방향으로 기준 방향을 설정할 수 있다.
1303 단계에서, 단말은 기준 센서값을 설정할 수 있다. 단말은 기준 방향 설정 시를 기준으로, 가장 최근에 보고된 측정 정보를 이용하여 기준 센서값을 설정할 수 있다. 1303 단계는 도 8의 803 단계와 대응되므로, 상기 1303 단계에 대한 구체적인 설명은 생략된다.
1305 단계에서, 단말은 측정 정보를 획득할 수 있다. 단말은 측정 정보에 설정된 획득 주기에 따라, 센서로부터 측정 정보를 획득할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은, 단말과 다른 기기 간의 연결 상태 또는 단말이 사용중인 애플리캐이션에 따라 적응적으로 획득 주기를 설정할 수 있다. 단말은, 획득 주기에 대한 복수의 설정값들 중 하나를 식별하여, 획득 주기를 설정할 수 있다.
1307 단계에서, 단말은 설정된 통신 빔의 방향이 기준 방향의 유효 범위 내인지 여부를 결정할 수 있다. 1307 단계는 도 8의 807 단계와 대응되므로, 상기 1307 단계에 대한 구체적인 설명은 생략된다.
1309 단계에서, 단말은 방향 보상을 수행할 수 있다. 단말은, 1303 단계에서 설정된 기준 센서값과 1305 단계에서 획득된 측정 정보를 통해, 단말의 움직임 정도를 나타내는 값(이하, 움직임 값)을 결정할 수 있다. 단말은 현재 설정된 빔 및 움직임 값에 따라, 1301 단계에서 설정된 기준 방향에 대응하는 빔을 식별할 수 있다. 단말은 식별된 빔을 통신 빔으로 결정할 수 있다. 단말은 결정된 통신 빔의 인덱스를 통해 통신 빔과 관련된 파라미터를 결정할 수 있다. 단말은 결정된 파라미터로 빔포밍부가 식별된 빔을 형성하도록 설정할 수 있다. 단말은 방향 보상을 수행한 뒤, 설정된 통신 빔을 통해 기지국으로부터 신호를 수신 또는 송신할 수 있다.
도 13에는 도시되지 않았으나, 단말은 기지국과 통신을 수행하는 중, 기준 센서값을 재설정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 설정된 통신 빔이 일정 시간 이상 유지되는 경우, 단말은, 사용중인 측정 정보를 기준 센서값으로 재설정할 수 있다. 단말은 기준 센서값을 재설정함으로써, 계산량을 감소시킬 수 있다.
한편, 설정된 기준 방향이, 움직임 이후 단말의 빔들이 가리킬 수 있는 방향의 범위(이하, 방향 커버리지)를 벗어나는 경우, 단말은 새로운 빔 탐색 절차가 필요할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기준 방향이 방향 커버리지를 벗어 나는 경우, 즉, 기준 방향으로의 빔 설정이 불가능한 경우, 단말은 새로운 빔 탐색 절차를 수행하도록 기지국에게 요청 메시지를 전송할 수 있다. 단말은, 기지국에게 새로운 빔 탐색 절차를 위한 자원 할당을 요청할 수 있다.
도 7 내지 도 13을 통해, 다양한 실시 예들에 따른 단말의 빔 탐색 절차 및 방향 보상 절차가 서술되었다. 이하, 도 14 내지 도 15를 통해, 빔 도메인에서 방향 도메인으로의 변환(transform)을 위하여, 빔에 대한 정보와 방향에 대한 정보 간 연산 및 비교에 대한 실시 예들이 서술된다.
움직임의 정량화(Quantification)
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 움직임과 빔 인덱스의 매핑 예를 도시한다. 단말은, 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다.
도 14를 참고하면, 단말은, 인덱스들을 이용하여 단말의 빔들을 관리할 수 있다. 각 인덱스는 각 빔에 대응할 수 있다. 단말은 빔들 각각에 대한 방향 정보를 인덱스에 매핑하여 관리할 수 있다. 방향 정보는, 빔들 각각의 방향에 대한 3차원 좌표계 내에서 표현될 수 있다. 예를 들어, 좌표 공간 1400은, 단말의 빔들의 3차원 구성을 나타낸다. 좌표 공간 1400은, 단말이 운용 가능한 19개의 빔들에 대한 3차원 구성을 나타낸다. 여기서, 빔들 각각의 빔 폭(beamwidth)은 10도의 간격을 가질 수 있다. 좌표 공간 내 단말의 빔들은, 평면도 1450과 같이, 2차원 구성으로 표현될 수 있다.
빔들 간 방향 차이는 정량화될 수 있다. 빔들 간 방향 차이를 정량화 하기 위해, 기준 빔이 설정될 수 있다. 예를 들어, 0번 빔이 기준 빔으로 설정될 수 있다. 설정된 기준 빔의 방향 정보 1410은 (0,0,0) 일 수 있다. 기준 빔을 제외한 다른 빔들 각각의 방향과 기준 빔의 방향 차이가 기준 빔의 방향 정보 1410으로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 0번 빔과 1번 빔 간의 방향 차이는, xyz 좌표값으로 정량화될 수 있다. 1번 빔의 방향정보 1411은 (10,0,0)일 수 있다. 다른 예를 들어, 0번 빔과 7번 빔 간의 방향 차이는 정량화될 수 있다. 7번 빔의 방향 정보 1417은 (20,0,0)일 수 있다.
좌표 공간 1400과 같이, 좌표계상에서 빔과 빔 간의 방향 차이를 나타내는 정보는 빔 거리(beam distance)로 지칭될 수 있다. 단말은, 기지국과의 통신을 위해 운용되는 빔들 간 방향 차이를 이용할 때, 빔 거리를 이용할 수 있다. 단말은, 빔들 간 빔 거리를 저장할 수 있다. 예를 들어, 단말은, 기준 빔 및 각 나머지 빔 간 빔 거리를 저장할 수 있다. 일 예로, 단말은, 기준 빔 및 각 나머지 빔의 빔 거리와 나머지 빔들 각각의 인덱스의 관계를 나타내는 매핑 테이블(mapping table)을 저장할 수 있다. 단말은, 빔들 간 빔 거리를 포함하는, 빔 거리 정보 및 센서로부터의 측정 정보를 이용하여, 특정 방향에 대응하는 빔을 식별할 수 있다.
단말은 센서를 통해 측정되는 단말의 움직임을 정량화할 수 있다. 단말은, 움직임을 정량화하여 측정값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 자이로 센서를 통해 단말의 회전 운동을 측정할 수 있다. 단말은 시점 t0에서의 제1 측정값 및 시점 t1에서의 제2 측정값을 결정할 수 있다. 자이로 센서는 각속도 값을 감지(sensing)하는 바, 단말은 시점 t0에서 제1 측정값 (x0,y0,z0), 시점 t1에서 제2 측정값 (x1,y1,z1)을 결정할 수 있다.
단말은 시간마다 측정되는 측정값들을 이용하여, 방향 변화를 나타내는 값(이하 방향 변화 값)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 방향 변화 값(d)을, 하기의 수학식에 따라 결정할 수 있다.
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여기서, d는 방향 변화 값, (x0,y0,z0)은 시점 t1에서의 제1 측정값(각속도값), (x1,y1, z1)는 시점 t2에서의 제2 측정값(각속도값)을 나타낸다.
단말은, 시간 변화에 대한 측정값의 변화량을 상기 방향 변화 값으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 방향 변화 값은 (-11, 1, -2)일 수 있다.
단말은 결정된 방향 변화 값에 대응하는 빔을 식별할 수 있다. 예를 들어, 기준 방향에 대응하는 빔이 0번 빔인 경우, 단말은 0번 빔으로부터 방향 변화 값에 대응하는 빔을 식별할 수 있다. 예를 들어, 단말은 1번 빔을 식별할 수 있다. 1번 빔은, 복수이 빔들 중 0번 빔과의 빔거리가 (11,-1,2)와 가장 차이가 적은 빔일 수 있다.
단말은 복수의 빔들 중, 현재 사용중인 빔(예: 움직이기 전 기준 방향을 가리키도록 설정된 빔)의 빔 거리(예: 사용 중인 빔이 기준 빔인 경우에는 (0,0,0)) 및 방향 변화 값의 차이에 기반하여, 다른 빔을 식별할 수 있다. 예를 들어, 단말은 현재 사용중인 빔의 빔 거리로부터 방향 변화 값의 차이를 역으로 계산(예: 감산)하여 목적 방향(target direction) 값을 계산할 수 있다. 목적 방향 값은, 움직임 이후 기준 빔의 방향 대비 기준 방향을 가리키는 값일 수 있다. 단말은, 복수의 빔들 중 목적 방향 값과 가장 차이가 적은 가장 근접한 빔 거리를 갖는 빔을 식별할 수 있다. 예를 들어, 현재 사용중인 빔의 빔 거리가 (0,0,0), 즉 단말이 기준 빔으로 설정된 상태에서, 방향 변화 값이 (-11,1,-2)인 경우, 단말은 (11,-1,2)와 가까운 값을 갖는 방향 정보 1417을 식별할 수 있다. 단말은 방향 정보 1417로부터 1번 빔을 식별할 수 있다.
단말이 인덱스로 관리하는 경우와 같이 양자화된 정보로 빔을 관리하지 않고, 파라미터들(위상, 안테나 각도, 전력)로 빔포밍을 수행한다면, 일부 실시 예들에서, 단말은 상기 목적하는 방향에 대응하는 파라미터들을 조정하여 빔포밍을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 단말은 프로토콜(protocol)의 도움 없이, 센서 정보만을 통해, 기준 방향에 대응하는 빔을 식별할 수 있다. 단말은, 설정된 주기마다 측정 또는 설정된 주기마다 획득되는, 측정 정보를 통해 방향 변화를 계산하고, 계산된 방향 변화에 대응하는 빔 인덱스를 식별함으로써, 움직임에 따른 빔의 방향을 결정할 수 있다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 빔 인덱스를 이용한 지향성 제어의 예를 도시한다. 기지국은 도 1의 기지국 110을, 단말은 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다.
도 15를 참고하면, 상황 1510에서, 단말은 사용자의 움직임 등의 외려에 의해 회전될 수 있다. 예를 들어, 단말은 xy 평면 상에서 시계 방향으로 15도(15°)만큼 회전될 수 있다. 단말은 회전 움직임을 보상하기 위한 기준 방향을 설정할 수 있다. 단말은 기준 방향에 대응하는 기준 센서값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 자이로 센서의 기준값을 결정할 수 있다.
상황 1520에서, 단말은 움직임의 변화량을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 15도의 움직임에 대응하는 자이로 센서의 측정값을 결정할 수 있다. 단말은 자이로 센서의 측정값과 기준값을 비교하여, 움직임을 정량화(quantify)할 수 있다.
빔 단면도 1525에 도시된 바와 같이, 단말은, 방향을 보상할 수 있다. 단말은 상황 1520에서 정량화된 움직임 값에 대응하는 방향을 결정할 수 있다. 단말 내 저장부(예: 도 2의 저장부 220)는 빔 테이블(beam table)을 저장할 수 있다. 빔 테이블은, 빔의 방향을 가리키는 방향 정보(예: xyz 좌표계상에서 벡터값)를 포함할 수 있다. 단말은 현재 설정된 빔이 가리키는 방향과 정량화된 움직임 값에 기반하여, 기준 방향에 대응하는 빔을 식별할 수 있다. 예를 들어, 움직임 전 0번 빔에 대응하는 방향이 기준 방향, 0번 빔 설정시 센서값이 기준 센서값인 경우, 단말은 움직임 이후 0번 빔이 가리키는 방향을 결정할 수 있다. 단말은 움직임 이후 0번 빔이 가리키는 방향과 움직임 값에 기반하여, 현재 13번 빔이 기준 방향에 대응함을 결정할 수 있다. 단말은 설정된 빔 인덱스를 0번에서 13번으로 변경할 수 있다. 단말은, 13번 빔에 대응하는 빔포밍 파라미터로 빔포밍부를 설정할 수 있다.
상황 1530 단계에서, 단말은, 움직임을 보상함으로써, 기지국과 통신을 수행할 수 있다. 단말은 기준 방향에 대응하는 통신 빔을 설정하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 움직임 전 0번 빔의 방향(기준 방향)과 동일한 방향인, 움직임 후 13번 빔의 방향으로, 13번 빔을 통해 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
빔 그룹(beam group) 제어
도 16은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 빔 그룹을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다. 단말은, 효율적인 빔 탐색 또는 빔포밍 통신을 위해, 빔을 그룹으로 관리할 수 있다. 이하, 단말이 적어도 2개 이상의 빔을 포함하는 그룹의 단위로 빔 탐색을 수행하거나, 적어도 2개 이상의 빔(예: RSRP가 가장 큰 빔과 두 번째로 RSRP가 큰 빔)을 이용하여, 기지국과 빔포밍 통신을 수행하는 상황을 예로, 빔 그룹 제어 절차가 서술된다.
도 16을 참고하면, 단말은, 빔 그룹 내 빔들의 지향성을 유지하기 위해, 후술하는 동작들을 수행할 수 있다. 단말의 움직임에 따라 그룹의 지향성이 변하는 상황은, 3가지로 구별될 수 있다. 3가지 상황은, 현재 사용 중인 빔들 중 일부가 방향을 유지하고자 하는 범위(이하, 기준 범위(reference range))를 벗어 나는 경우는 제1 상황, 현재 사용중인 빔들 모두가 기준 범위를 벗어나지 않는 제2 상황, 및 현자 사용중인 빔들 모두가 기준 범위를 벗어나는 제3 상황을 포함할 수 있다. 기준 범위는, 단말이 기준 방향 설정 시, 설정된 빔들의 커버리지로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준 범위는 설정된 빔들 각각의 방향의 유효 범위로부터 결정될 수 있다. 이하, 각 상황에서 빔 그룹을 제어하기 위한 단말의 동작들이 서술된다. 기준 범위는 허용 범위(tolerance range)로 지칭될 수 있다.
제1 상황: 일부 빔 불일치
제1 상황(1610, 1660)에서, 단말은 현재 설정된 빔 그룹 중 불일치가 발생한 빔들의 방향이 기준 범위 내를 지향하도록 제어할 수 있다. 단말은 현재 설정된 빔 그룹의 빔들 각각의 방향이 기준 범위 내를 지향하도록 제어할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 단말은 빔 그룹의 빔들 모두에 대해 중 불일치가 발생한 적어도 하나의 빔을 제어할 수 있다. 단말은 불일치가 발생한 적어도 하나의 빔 각각에 대해, 지향성 유지를 위한 방향 보상(또는 방향 보정)을 수행할 수 있다. 단말은, 기준 범위를 고려하여 방향 보상을 수행할 수 있다. 여기서, 기준 범위는 하나의 그룹이 커버하는 방향 범위(방향 커버리지)에 대응할 수 있다. 단말이 북쪽을 기준으로 15도 기울어지는 경우, 기준 범위를 벗어난 빔(불일치가 발생한 빔)에 대해 15도의 움직임만을 보상하여 빔을 식별하면, 단말은 이미 그룹에 포함된 빔을 식별하게 된다. 따라서, 다양한 실시 예들에 따른 단말은, 빔 그룹 내 불일치가 발생한 적어도 하나의 빔에 대해 방향 변화 값 뿐만 아니라 기준 범위의 크기를 고려하여 적어도 하나의 타겟 빔을 식별할 수 있다. 단말은, 식별된 타겟 빔의 인덱스를 설정된 그룹의 빔 인덱스 목록에 포함시킬 수 있다. 단말은, 불일치가 발생한 적어도 하나의 빔을, 설정된 그룹의 빔 인덱스 목록에서 제외할 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 단말은 빔 그룹의 빔들 모두에 대해 지향성 유지가 수행되도록 빔을 제어할 수 있다. 단말은 불일치가 발생한 빔을 포함하는 빔 그룹의 빔들 모두에 대해, 지향성 유지를 위한 방향 보상(또는 방향 보정)을 수행할 수 있다. 여기서, 방향 보상 절차는 도 13의 1309 단계(방향 보정 절차는 도 8의 809 단계)에 대응할 수 있다. 단말은, 방향 보상 절차를 통해, 빔 그룹의 빔들 각각에 대한 타겟 빔들을 식별할 수 있다. 타겟 빔들의 인덱스는 현재 설정된 빔 그룹의 빔 인덱스 목록에 포함되는 인덱스들과 일부 중첩될 수 있다. 그러나, 단말은 개별 빔에 대한 방향 보상 절차와 동일한 방식으로 방향을 보상함으로써, 연산량을 감소시킬 수 있다.
단말은, 지향성 유지를 위한 빔 그룹 제어를 수행할 때마다 빔 그룹을 재설정할 수 있다. 단말은, 그룹에 포함된 빔들의 인덱스를, 움직임에 따라 수정함으로써 효율적인 빔 그룹 제어를 수행할 수 있다. 단말은, 수정된 빔 그룹을 통해 기지국과 빔 탐색 및 빔포밍 통신을 수행할 수 있다.
단말은 빔 그룹을 재설정함으로써, 빔 그룹 내 모든 빔들이 기준 범위 내에서 지향되도록 빔 그룹을 설정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 기준 범위 내에서 지향되도록 수평 빔 그룹을 재설정할 수 있다(1615). 또한 단말은 기준 범위 내에서 지향되도록 수평 빔 그룹을 재설정할 수 있다(1665).
제2 상황: 빔 그룹 일치
제2 상황(1620, 1670)에서, 단말은, 현재 설정된 빔 그룹 내 빔들 모두가 기준 범위 내에서 지향되므로, 빔을 변경 또는 보상하기 위한 절차를 수행하지 않을 수 있다. 예를 들어, 단말은 설정된 수평 빔 그룹을 유지할 수 있다(1620). 단말은 설정된 수직 빔 그룹을 유지할 수 있다(1670).
제3 상황: 전체 빔 불일치
제3 상황(1630, 1680)에서, 단말은 현재 설정된 빔 그룹 내 빔들 모두의 방향들 각각이 기준 범위 내를 지향되도록 제어할 수 있다.
단말은 다른 빔 그룹을 식별할 수 있다. 단말은, 센서로부터 획득되는 측정 정보를 통해, 움직임에 따른 빔 그룹들 각각의 방향 커버리지를 결정할 수 있다. 단말은 기준 범위 내를 지향하는 방향 커버리지를 갖는 빔 그룹을 식별할 수 있다. 단말은 식별된 빔 그룹에 대응하는 그룹 인덱스를 식별할 수 있다. 단말은 식별된 그룹 인덱스를 통해, 빔포밍부 설정을 변경할 수 있다.
단말은 그룹 인덱스를 통해 빔포밍부를 변경함으로써, 빔 그룹 내 모든 빔들이 기준 범위 내에서 지향되도록 빔 그룹을 설정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 기준 범위 내에서 지향되도록 수평 빔 그룹을 재설정할 수 있다(1635). 또한 단말은 기준 범위 내에서 지향되도록 수평 빔 그룹을 재설정할 수 있다(1685).
일부 실시 예들에서, 단말은, 기준 범위 내를 지향하는 방향 커버리지를 갖는 빔 그룹을 식별할 수 없는 경우, 중첩되는 범위가 가장 높은 빔 그룹을 임시로 식별할 수 있다. 단말은, 임시로 식별된 빔 그룹에 대해, 일부 불일치가 예상되는 빔들의 방향이 기준 범위 내를 지향하도록, 제1 상황에서 서술된 동작들을 수행할 수 있다.
도 16은 수직 영역과 수평 영역이 구별되어 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 단말이 수직 빔(또는 수직 빔 그룹) 및 수평 빔(또는 수평 빔 그룹)을 통한 합성 빔을 사용하지 않거나, 선형 어레이를 통한 일차원(one-dimensional)빔을 이용하는 경우에도 적용 가능함은 물론이다.
하이브리드 (hybrid) 빔 탐색
도 17은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 하이브리드(hybrid) 빔 탐색을 위한 지향성 제어의 예를 도시한다. 하이브리드 빔 탐색은, 최적의 빔 페어를 찾기 위해 빔 탐색 절차를 수행할 때, 전방향(omni-directional) 빔과 지향성(directional) 빔을 모두 사용하여 빔 탐색을 수행하는 절차이다.
도 17을 참고하면, 1710 단계에서, 단말은 기지국의 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 기지국은 최적의 기지국의 빔을 찾기 위해, 복수의 송신 빔들을 통해 복수의 신호들을 전송할 수 있다. 복수의 신호들은 각각 방향을 달리하여, 즉, 빔을 달리하여 전송된다. 단말은 전방향 빔을 통해, 복수의 신호들을 수신할 수 있다. 단말은 모든 신호들을 전방향 빔으로 수신하고, 신호들 각각에 대한 채널 품질을 측정할 수 있다. 단말은 채널 품질이 양호한 상위 N개의 신호들에 대한 피드백 정보를 생성 및 기지국에게 상기 피드백 정보를 전송할 수 있다(beam reporting). 기지국은 피드백 정보로부터, 통신에 사용할 최적의 빔을 식별할 수 있다.
신호들 각각의 채널 품질을 측정할 때 단말에 회전 움직임이 발생하더라도, 지향성 빔 대신 전방향 빔을 사용함으로써, 단말은, 회전 움직임에 의한 영향을 줄이 수 있다. 단말이 신호들 각각을 동등한 조건에서 수신할 수 있기 때문이다.
1720 단계에서, 단말은, 단말의 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 단말은, 1710 단계와 달리, 최적의 빔을 찾기 위하여 지향성 빔들을 운용할 수 있다. 단말은 다수의 빔들을 차례대로 설정함으로써, 기지국으로부터 전송되는 신호의 품질을 측정할 수 있다. 이 때, 기지국은 빔포밍된 신호를 전송할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기지국은 1710 단계에서 획득한 최적의 빔을 통해 신호를 전송할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 기지국은, 기지국에서 운용 가능한 송신 빔들을 통해 신호들을 전송할 수 있다. 또 다른 일부 실시 예들에서, 기지국은 전방향 빔을 사용하여 신호를 전송할 수 있다.
단말은, 기지국으로부터 할당된 자원 설정에 따라, 수신 빔 설정을 변경하면서 빔 스위핑(beam sweeping)을 수행할 수 있다. 한편, 단말이 방향을 고려하지 않고, 빔의 인덱스만을 순차적으로 변경하여 빔 탐색을 수행하게 되면, 단말이 움직이는 경우, 빔이 향하는 방향이 단말 빔 탐색의 목적에 부합하지 않게 된다. 1720 단계는 단말의 하향링크 수신 빔 탐색 절차로, 지향성 다이버시티를 위한 빔 탐색 절차이므로, 단말은 방향이 중첩되지 않도록 빔을 변경할 수 있다. 단말은 할당된 자원 내에서, 빔 탐색의 효율을 높이기 위하여, 탐색하고자 하는 방향이 기탐색된 방향과 중첩(유효 범위 내)되는 경우, 다른 방향에 대응하는 빔을 식별한다. 다시 말해, 다양한 실시 예들에 따른 단말은, 할당된 자원 설정에 따라, 방향 탐색 절차를 수행할 수 있다.
단말은 방향 탐색 절차를 통해, 기지국과 통신을 수행할 최적의 방향을 식별할 수 있다. 예를 들어, 최적의 방향은 RSRP 값이 가장 높게 측정되는 방향일 수 있다. 단말은 식별된 최적의 방향에 대응하는 빔을 식별할 수 있다. 단말은 식별된 빔을 최적의 수신 빔으로 결정할 수 있다. 도 17에는 도시되지 않았으나, 하이브리드 빔 탐색을 수행한 뒤, 단말은 최적의 수신 빔으로 기지국과 통신을 수행할 수 있다. 이후, 단말이 움직이는 경우, 단말은 도 12 내지 도 13을 통해 서술되는 방향 보상 절차를 통해, 효율적으로 지향성을 유지할 수 있다.
도 14 내지 도 17에서는, 다양한 실시 예들에 따른, 지향성 제어(예: 지향성 고정 또는 지향성 다이버시티)를 위한 빔 탐색 절차들 및 빔 탐색 이후 절차들이 서술되었다. 이하, 도 18 내지 도 19에서는, 단말의 움직임을 예측하여, 빔 탐색을 수행하기 전, 탐색 후보들을 제한하거나 움직임에 대한 불확실성을 낮춤으로써, 효율적으로 빔을 탐색하기 위한 절차, 즉 예측(prediction) 빔 탐색 절차가 서술된다.
예측(prediction) 빔 탐색
도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 예측 빔 탐색을 위한 단말의 동작 흐름을 도시한다. 단말은, 도 1의 단말 120(또는 단말 130)을 예시한다.
도 18을 참고하면, 1801 단계에서, 단말은 빔 후보 집합(beam candidate set)을 결정할 수 있다. 단말은, 초기 상태의 단말이 기지국 간의 통신에 사용될 수 있는 모든 빔들(또는 빔 페어들)을 포함하는 빔 후보 집합을 결정할 수 있다. 여기서, 초기 상태는, 단말의 움직임이 고려되지 않은 상태일 수 있다. 빔 후보 집합은, 빔 탐색 절차를 통해 식별하고자 하는 빔 또는 빔 페어의 가능한 후보들을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 단말은 단말에서 형성 가능한 빔들, 기지국에서 형성 가능한 빔들, 기지국에서 운용되는 섹터의 개수, 각 섹터당 빔들의 개수, 하향링크 통신을 위해 사용되는 안테나의 개수, 상향링크 통신을 위해 사용되는 안테나의 개수 중 적어도 하나에 기반하여 빔 후보 집합을 결정할 수 있다. 단말은, 빔들의 경우의 수를 결정 짓는 요소들(elements)의 개수에 따라, 빔 후보 집합을 결정할 수 있다. 일 예로, 빔 후보 집합의 개수는, 각 요소들의 경우의 수의 곱으로 결정될 수 있다.
1803 단계에서, 단말은 예상 움직임(expected movement) 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 예상 움직임 정보는, 단말의 상태, 단말의 설정, 또는 사용자의 입력에 따라, 일정 시간 이상 단말의 움직임을 가리킬 수 있다.
일부 실시 예들에서, 단말은, 단말 내 센서로부터 단말의 예상 움직임 정보를 획득할 수 있다. 단말은, 센서로부터 획득되는 측정 정보에 기반하여 단말의 예상 움직임 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 가속도 센서를 통해 단말의 직선 운동을 감지할 수 있다. 단말은 가속도 센서의 측정값에 따라, 단말의 이동 방향을 획득할 수 있다. 단말은, 획득된 이동 방향으로부터 예상 움직임 정보를 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 단말은 자이로 센서를 통해 단말의 회전 운동을 감지할 수 있다. 단말은 자이로 센서의 측정값에 따라, 단말의 회전 방향 또는 회전의 정도를 획득할 수 있다. 단말은 획득된 회전 방향, 회전의 정도로부터 예상 움직임 정보를 결정할 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 단말은, 애플리캐이션으로부터 단말의 예상 움직임 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 단말은, 경로를 찾아 탐색하는 애플리캐이션(예: 내비게이션)으로부터 설정되는 경로 정보로부터, 단말의 예상 움직임 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 단말은 스트리밍 영상 서비스를 제공하는 비디오 애플리캐이션의 재생 버튼이 클릭되는 경우, 단말의 회전 움직임(예: 단말의 위-아래 회전 또는 좌-우 회전)의 범위에 대한 정보를 획득할 수 있다.
또 다른 일부 실시 예들에서, 단말은 기계 학습(machine learning)을 통한 학습 절차를 통해, 단말의 예상 움직임 정보를 획득할 수 있다. 단말은 사용자의 패턴들을 결정할 수 있다. 패턴들은, 움직임 정보를 나타내기 위한 패턴일 수 있다. 단말은, 단말에 입력되는 설정, 단말의 센서로부터 측정되는 정보, 또는 외부 기기로부터 수신되는 정보에 기반하여, 사용자의 패턴들 중, 일정 시간 동안 수행될 확률이 가장 높은, 패턴을 식별할 수 있다. 단말은, 예상 움직임 정보로서, 식별된 패턴에 대응하는 움직임 관련 파라미터값들을 결정할 수 있다.
추가적으로, 일부 실시 예들에서, 단말은, 예상 움직임 정보로부터 획득되는 단말의 움직임의 유형(type)에 기반하여, 단말의 움직임을 측정할 센서 또는 측정 정보를 획득하기 위한 센서를 결정할 수 있다. 움직임의 유형은, 직선 운동인지 회전 운동인지 여부, 회전운동이라면 위-아래 회전인지 좌-우 회전인지 여부를 포함할 수 있다. 단말은, 결정되는 센서만을 ON하여 단말의 전력 소비를 줄이거나, 결정되는 센서의 획득 주기를 짧게 설정함으로써, 단말에 대한 움직임의 변화를 효율적으로 획득할 수 있다.
1805 단계에서, 단말은 빔 후보 집합의 부분 집합(이하, 빔 후보 부분 집합(beam candidate subset))을 결정할 수 있다. 단말은 1803 단계에서 획득한, 예상 움직임 정보로부터 빔 후보 부분 집합을 결정할 수 있다. 단말은, 빔 후보 집합을 결정짓는 요소에 대한 경우의 수를 감소시킴으로써, 빔 후보 집합으로부터 빔 후보 부분 집합을 식별할 수 있다. 예를 들어, 단말은, 예상 움직임 정보로부터 단말의 회전 각도가 북쪽을 기준으로 5도 이내의 움직임이 예상되는 점을 획득할 수 있다. 단말은, 빔 후보 집합 내 전체 빔들(또는 빔 페어들) 중 단말의 빔들 중에서, 북쪽을 기준으로 5도 범위 이내를 지향하는 빔들만을 식별할 수 있다. 단말은 식별된 빔들을 포함하는, 빔 후보 부분 집합을 식별할 수 있다.
단말은, 빔 후보 집합들 중에서 빔 후보 부분 집합을 식별하는 절차는, 빔 제한(beam restriction), 빔 탐색 제한(beam search restriction), 또는 빔 서브셋 제한(beam subset restriction)으로 지칭될 수 있다. 빔포밍 형성 시 사용될 프리코더들의 개수는 감소할 수 있다.
1807 단계에서, 단말은 빔 탐색을 수행할 수 있다. 단말은 1830 단계에서 결정한 빔 후보 부분 집합 내 빔들(또는 빔 페어들)을 통해 빔 탐색을 수행할 수 있다. 빔 후보 부분 집합 내 빔들(또는 빔 페어들)을 통해 빔 탐색을 수행하는 절차는, 감소된 빔 탐색 절차(reduced beam search)로 지칭될 수 있다.
이하, 도 19에서는, 도 18의 예측 빔 탐색 절차의 구체적인 예가 서술된다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 예측 빔 탐색의 예를 도시한다. 제1 기지국 110-1 및 제2 기지국 110-2는 도 1의 기지국 110을 예시한다.
도 19를 참고하면, 단말은 빔 후보 집합을 결정할 수 있다. 단말은, 인접한 기지국들의 개수, 각 기지국의 섹터 수, 섹터 당 운용되는 빔의 수, 단말에서 탐색 가능한 빔의 개수 중 적어도 하나에 기반하여 빔 후보 집합을 결정할 수 있다. 예를 들어, 각 기지국은 3개의 섹터들, 섹터당 40개의 송신 빔들 운용할 수 있다. 단말이 30개의 빔을 운용하는 경우, 단말은 7200(=2x3x40x30)개의 빔 페어들을 포함하는 빔 후보 집합을 결정할 수 있다.
단말의 사용자는, 단말과 함께 기지국 110-2의 방향 1910으로 움직일 수 있다. 단말은, 단말의 방향 1910으로의 이동을 결정할 수 있다. 다시 말해, 단말은, 획득되는 단말의 예상 움직임 정보에 기반하여, 단말이 방향 1910으로 향후 일정 시간 이상 움직일 것으로 결정할 수 있다. 여기서, 일정 시간은 빔 탐색 절차를 수행하는 시간 및 빔 탐색을 통해 식별된 빔을 통한 빔포밍 통신을 수행하는 시간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은 사용 중인 애플리캐이션(예: 내비게이션(navigation))을 통해 방향 1910으로의 움직임을 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 단말은 GPS(global positioning system)를 통해 일정 시간 이상, 방향 1910으로의 움직임이 감지된 경우, 단말이 방향 1910으로 일정 시간 이상 움직일 것을 결정할 수 있다.
단말은, 단말의 이동 방향에 따라 빔 후보 집합 내 빔 페어들 일부를 제외하여, 빔 후보 부분 집합을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 단말의 이동 방향에 따라 빔 탐색을 위한 기지국을 제2 기지국 110-2로 설정하고, 탐색할 하나의 섹터를 결정할 수 있다. 또한, 단말은, 단말이 이동 중인 방향인 방향 1910에 대응하는 단말의 20개의 빔들을 식별할 수 있다. 단말은 800(=1x1x40x20)개의 빔 페어들을 포함하는 빔 후보 부분 집합을 결정할 수 있다. 추가적으로, 단말은 기지국에서 송신되는 빔들 각각의 방향 정보를 획득한다면, 기지국의 송신 빔들의 개수 역시 감소시킬 수 있다. 단말은 800개보다 적은 수의 빔들로 빔 탐색을 수행할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 단말은 단말의 이동 방향(예: 방향 1910)에 대한 정보를 서빙 기지국(예: 제2 기지국 110-2)에게 알릴 수 있다. 서빙 기지국은, 획득된 단말의 이동 방향에 대한 정보에 따라 빔 탐색 절차 시 운용되는 빔 후보 부분 집합의 수를 감소시키거나, 빔 탐색 절차에 사용되는 자원의 크기를 조절할 수 있다
본 개시에서, 특정 조건의 충족(fulfilled) 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 (22)

  1. 무선 통신 시스템에서, 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 장치의 제1 빔의 제1 방향(direction)에 기반하여 신호를 송신하거나 수신하는 과정과,
    상기 장치의 움직임(movement) 이 후 상기 장치의 제2 빔의 제2 방향을 식별하는 과정과,
    상기 제2 방향이 상기 제1 방향의 유효 범위(designated range) 내(within)인 경우, 빔 탐색(beam search)을 위한 복수의 빔들 중 상기 제2 빔과 다른 제3 빔을 식별하는 과정과, 및
    상기 제2 방향이 상기 제1 방향의 상기 유효 범위 내가 아닌 경우, 상기 제2 빔을 이용하여 상기 빔 탐색을 위한 신호를 송신하거나 수신하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 빔이 상기 빔 탐색을 위해 사용가능한지 여부는 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 차이에 기반하여 결정되는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 빔 탐색을 수행하는 과정은,
    상기 제3 빔의 방향이 상기 제1 방향의 상기 유효 범위 내 인지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 제3 빔의 방향이 상기 제1 방향의 상기 유효 범위 내가 아닌 경우, 상기 제3 빔을 통해 상기 빔 탐색을 위한 신호를 송신 또는 수신하는 과정과,
    상기 제3 빔의 방향이 상기 제1 방향의 상기 유효 범위 내인 경우, 상기 빔 탐색을 위한 상기 복수의 빔들 중, 제4 빔을 식별하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치의 센서를 통해 상기 장치의 움직임을 측정하는 과정과,
    상기 제2 빔이 설정될 때, 상기 측정된 장치의 움직임을 나타내는 측정 정보를 획득하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 측정 정보를 획득하는 과정은,
    상기 장치에서 구동중인 애플리캐이션(application)에 대해 설정된 주기(periodicity)마다 상기 측정 정보를 획득하는 과정을 포함하는 방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 측정 정보는, 상기 장치의 상태를 나타내는 파라미터의 기준 설정값으로부터 상기 움직임에 따른 변화량을 가리키는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 장치의 움직임에 대한 측정 정보에 기반하여, 상기 장치의 움직임에 따른 상기 제1 빔이 가리키는 빔의 제3 방향에 대한 제3 방향 정보를 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 빔 탐색을 수행하는 과정은,
    상기 장치의 움직임에 따른 상기 장치의 복수의 빔들 각각에 대한 방향에 기반하여, 상기 복수의 빔들 중에서 상기 제3 방향으로부터 임계 범위 내에 위치한 빔을 식별하는 과정과,
    상기 제3 방향으로부터 임계 범위 내에 상기 제2 방향이 포함되는 경우, 상기 제2 빔을 통해 신호를 송신 또는 수신하는 과정을 포함하고,
    상기 장치의 복수의 빔들은 상기 제1 빔 및 상기 제2 빔을 포함하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치의 빔들 각각에 대한 빔 거리 정보를 저장하는 과정을 더 포함하고,
    상기 빔 거리 정보는,
    상기 장치의 빔들 중 기준 빔에 대한 정보와,
    상기 기준 빔과 상기 장치의 빔들 중 상기 기준 빔을 제외한 다른 빔과의 방향 차이를 가리키는 정보를 포함하는 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치의 빔들 또는 다른 장치의 빔들에 기반하여 빔 탐색 후보들을 결정하는 과정과,
    상기 장치의 움직임 정보에 기반하여, 상기 빔 탐색 후보들 중에서 적어도 하나의 탐색 후보를 식별하는 과정과,
    상기 식별된 적어도 하나의 탐색 후보에 대응하는, 상기 장치의 적어도 하나의 빔 또는 상기 다른 장치의 적어도 하나의 빔에 대한 빔 탐색 절차를 수행하는 과정을 더 포함하고,
    상기 장치의 적어도 하나의 빔은, 상기 제1 빔을 포함하는 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서, 장치에 있어서,
    적어도 하나의 송수신기(at least one transceiver)와,
    적어도 하나의 프로세서(at least one processor)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 장치의 제1 빔의 제1 방향(direction)에 기반하여 신호를 송신하거나 수신하고,
    상기 장치의 움직임(movement) 이 후, 상기 장치의 제2 빔의 제2 방향을 식별하고,
    상기 제2 방향이 상기 제1 방향의 유효 범위(designated range) 내(within)인 경우, 빔 탐색(beam search)을 위한 복수의 빔들 중 상기 제2 빔과 다른 제3 빔을 식별하고, 및
    상기 제2 방향이 상기 제1 방향의 상기 유효 범위 내가 아닌 경우, 상기 제2 빔을 이용하여 상기 빔 탐색을 위한 신호를 송신하거나 수신하도록 구성되는 장치.
  13. 삭제
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 제2 빔이 상기 빔 탐색을 위해 사용가능한지 여부는 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 차이에 기반하여 결정되는 장치.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 빔 탐색을 수행하기 위해,
    상기 제3 빔의 방향이 상기 제1 방향의 상기 유효 범위 내 인지 여부를 결정하고,
    상기 제3 빔의 방향이 상기 제1 방향의 상기 유효 범위 내가 아닌 경우, 상기 제3 빔을 통해 상기 빔 탐색을 위한 신호를 송신 또는 수신하고,
    상기 제3 빔의 방향이 상기 제1 방향의 상기 유효 범위 내인 경우, 상기 빔 탐색을 위한 복수의 빔들 중, 제4 빔을 식별하도록 구성되는 장치.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 장치의 센서를 통해 상기 장치의 움직임을 측정하고,
    상기 제2 빔이 설정될 때, 상기 측정된 장치의 움직임을 나타내는 측정 정보를 획득하도록 추가적으로 구성되는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 측정 정보를 획득하기 위해,
    상기 장치에서 구동중인 애플리캐이션(application)에 대해 설정된 주기(periodicity)마다 상기 측정 정보를 획득하도록 구성되는 장치.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 측정 정보는, 상기 장치의 상태를 나타내는 파라미터의 기준 설정값으로부터 상기 움직임에 따른 변화량을 가리키는 장치.
  19. 청구항 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 방향 및 상기 장치의 움직임에 대한 측정 정보에 기반하여, 상기 장치의 움직임에 따른 상기 제1 빔이 가리키는 빔의 제3 방향에 대한 제3 방향 정보를 결정하도록 추가적으로 구성되는 장치.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 빔 탐색을 수행하기 위해,
    상기 장치의 움직임에 따른 상기 장치의 복수의 빔들 각각에 대한 방향에 기반하여, 상기 복수의 빔들 중에서 상기 제3 방향으로부터 임계 범위 내에 위치한 빔을 식별하고,
    상기 제3 방향으로부터 임계 범위 내에 상기 제2 방향이 포함되는 경우, 상기 제2 빔을 통해 신호를 송신 또는 수신하도록 구성되고,
    상기 장치의 복수의 빔들은 상기 제1 빔 및 상기 제2 빔을 포함하는 장치.
  21. 청구항 12에 있어서,
    상기 장치의 빔들 각각에 대한 빔 거리 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 빔 거리 정보는,
    상기 장치의 빔들 중 기준 빔에 대한 정보와,
    상기 기준 빔과 상기 장치의 빔들 중 상기 기준 빔을 제외한 다른 빔과의 방향 차이를 가리키는 정보를 포함하는 장치.
  22. 청구항 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 장치의 빔들 또는 다른 장치의 빔들에 기반하여 빔 탐색 후보들을 결정하고,
    상기 장치의 움직임 정보에 기반하여, 상기 빔 탐색 후보들 중에서 적어도 하나의 탐색 후보를 식별하고,
    상기 식별된 적어도 하나의 탐색 후보에 대응하는, 상기 장치의 적어도 하나의 빔 또는 상기 다른 장치의 적어도 하나의 빔에 대한 빔 탐색 절차를 수행하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 장치의 적어도 하나의 빔은, 상기 제1 빔을 포함하는 장치.
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