KR102455006B1

KR102455006B1 - 빔 스케줄링 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102455006B1
Application number: KR1020160027204A
Authority: KR
Inventors: 메지아 네코비
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2022-10-17
Also published as: GB2538772B; KR20160140350A; GB2538772A; GB201509177D0

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다.
지향성 빔들을 사용하여 기지국이 휴대 단말들과 통신하는 무선 통신 네트워크에서 기지국을 운영하는 방법. 상기 방법은 복수의 휴대 단말들과 통신하기 위한 빔들의 집합을 결정하는 단계; 각각의 빔 시퀀스가 빔들의 집합 내에 빔들의 고유 순서를 포함하는 빔 시퀀스들의 집합을 결정하는 단계; 빔 시퀀스들의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 따라 휴대 단말들에 프로브 신호들을 전송하는 단계; 프로브 신호들에 응답하여 휴대 단말들로부터 링크 품질의 지시자를 수신하는 단계; 수신된 링크 품질의 지시자를 기반으로 하여 빔 시퀀스들의 집합 내에서 빔 시퀀스를 선택하는 단계; 및 선택된 빔 시퀀스에 따라서 휴대 단말들과 통신하는 단계를 포함한다. 휴대 단말을 운영하는 해당 방법이 또한 개시된다.

Description

빔 스케줄링 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR BEAM SCHEDULING}

본 발명은 빔 스케줄링 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 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 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 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 통신 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM(Hybrid FSK and QAM 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.

한편, 허가되지 않은 스펙트럼은, 예를 들어 2 내지 5 GHz 대역에서, 허가된 스펙트럼에서 허가되지 않은 스펙트럼으로의 트래픽을 오프로딩하는 운영자들에 의해 이용될 수 있기 때문에, 예를 들어, Wi-Fi(LTE/Wi-Fi 인터워킹을 통해), LTE-U(LTE over unlicensed), 또는 라이센스 지원 액세스(LAA) 기술을 사용할 수 있다. 그러나 허가되지 않은 스펙트럼의 이러한 사용의 결과는 네트워크 운영자들이 더 이상 스펙트럼 대역에 대한 배타적 액세스를 가질 수 없다.

본 발명은 허가되지 않은 60 GHz 스펙트럼에서 무선 통신과 관련된 전술한 문제들의 적어도 일부를 해결하는 방법 및 장치를 제공한다.

특히, 본 발명의 특정 실시예들은 60 GHz 대역에서 복수의 간섭 기지국 또는 다른 송신기들의 스펙트럼적으로 효율적인 공존을 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 지향성 빔들을 사용하여 기지국이 휴대 단말들과 통신하는 무선 통신 네트워크에서 기지국을 운영하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 복수의 휴대 단말과 통신하는 빔들의 집합을 결정하는 단계; 각각의 빔 시퀀스가 빔들의 집합 내의 빔들의 고유 순서를 포함하는 빔 시퀀스들의 집합을 결정하는 단계; 빔 시퀀스들의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 따라 휴대 단말들에 프로브 신호들을 전송하는 단계; 프로브 신호들에 응답하여 휴대 단말들로부터 링크 품질의 지시자들을 수신하는 단계; 수신된 링크 품질의 지시자들을 기반으로 하여 빔 시퀀스들의 집합 내에서 빔 시퀀스를 선택하는 단계; 및 선택된 빔 시퀀스에 따라서 휴대 단말들과 통신하는 단계를 포함한다.

지향성 빔은 전송되는 전력의 대부분이 상대적으로 좁은 빔 폭 내에서 전송되는 빔으로서 정의될 수 있다. 이것은 전력이 모든 방향으로 대략적으로 동등하게 전송되는 등방성 빔과 대조적이다. 이것은 주어진 방향으로의 수신 전력을 극대화하기 위해 (및 의도하지 않은 방향들로의 수신 전력을 최소화하기 위해) 수행된다. 이것은 경로 손실을 완화시키는 역할을 하고, 또한 더 타이트한 주파수 재사용 거리들을 허용한다. 지향성 빔은 빔 폭에 의해 정의될 수 있다. 빔 폭은 일반적으로 전력이 빔의 축을 따르는 전력의 임계 비율 이상인 빔의 각도 범위에 의해 정의된다. 지향성 빔들은 주어진 전개 시나리오에서 원하는 링크 예산을 달성하기 위해 필요한 (전방향성 안테나를 참조하여) 추가 안테나 이득에 의해 또한 정의될 수 있다.

빔들의 집합을 결정하는 단계는 기지국이 휴대 단말에 데이터를 전송하고, 휴대 단말로부터 데이터를 수신할 수 있도록 하는 복수의 휴대 단말들의 각각에 대해 빔 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

복수의 휴대 단말들은 기지국이 휴대 단말들과 통신할 수 있는 셀의 가장자리 내측의 미리 결정된 거리 내에 위치하는 휴대 단말들을 포함할 수 있다.

빔 시퀀스들의 집합은 빔들의 집합 내의 모든 가능한 고유 빔 시퀀스 또는 모든 가능한 고유 빔 시퀀스들의 부분집합을 포함할 수 있다.

빔 시퀀스를 선택하는 단계는 수신된 링크 품질의 지시자들을 기반으로 하여 빔 시퀀스들의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 대한 유틸리티 함수를 계산하는 단계; 및 계산된 유틸리티 함수들에 따라 빔 시퀀스를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

계산된 유틸리티 함수들에 따라 빔 시퀀스를 선택하는 단계는 계산된 유틸리티 함수들에 따라 각각의 빔 시퀀스에 확률을 할당하는 단계; 및 할당된 확률들에 따라 빔 시퀀스를 확률적으로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

각각의 빔 시퀀스에 확률을 할당하는 단계는 이전 시퀀스에 대해 계산된 유틸리티 함수 및 빔 시퀀스들의 집합에서의 이전 시퀀스에 할당된 확률을 기초로 하여 빔 시퀀스들의 집합에서의 각각의 시퀀스에 확률을 할당하는 단계; 또는 이전 시퀀스에 대해 계산된 유틸리티 함수가 최대의 계산된 유틸리티 함수이면 빔 시퀀스들의 집합에서의 시퀀스에 최대 확률을 할당하고, 그렇지 않으면 최소 확률을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

빔 시퀀스를 확률적으로 선택하는 단계는 빔 시퀀스들의 집합에서의 각각의 시퀀스에 대한 누적 확률을 결정하는 단계; 최소 확률과 최대 확률 사이의 숫자를 랜덤으로 선택하는 단계; 및 랜덤으로 선택된 숫자가 빔 시퀀스들의 집합에서의 이전 빔 시퀀스에 대한 누적 확률을 초과하지만 해당 빔 시퀀스에 대한 누적 확률보다는 적은 시퀀스를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 미리 결정된 이벤트가 발생하는 경우 프로브 신호들을 전송하는 단계로 돌아가기로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 미리 결정된 이벤트는 이동국들과 통신할 때 임계값보다 큰 검출된 링크 품질의 변화 또는 타이머의 만료를 포함한다.

방법은 선택된 빔 시퀀스에 따라서 휴대 단말들과 통신할 때 링크 품질의 추가 지시자들을 수신하는 단계; 및 수신된 링크 품질의 추가 지시자를 기반으로 하여 링크 품질의 변화를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

방법은 복수의 휴대 단말의 구성 변화를 검출하는 단계에 응답하여 빔들의 집합을 결정하는 단계로 돌아가기로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 지향성 빔을 사용하여 기지국이 휴대 단말과 통신하는 무선 통신 네트워크에서 휴대 단말을 운영하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 기지국에 의해 적용되는 두 개 이상의 빔 시퀀스에 따라 기지국으로부터 프로브 신호들을 수신하는 단계; 수신된 프로브 신호와 관련하여 기지국에 링크 품질의 지시자를 전송하는 단계; 및 전송된 링크 품질의 지시자를 기반으로 하여 기지국에 의해 확립된 빔 시퀀스에 따라서 기지국과 통신하는 단계를 포함한다.

기지국과의 통신 단계는 휴대 단말에 전송되는 데이터의 수신 시 기지국에 링크 품질의 추가 지시자를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

기지국과 휴대 단말 간의 통신은 허가되지 않은 주파수 대역 내의 지향성 빔들을 기반으로 할 수 있다.

허가되지 않은 주파수 대역은 60 GHz 대역을 포함할 수 있다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 상기 방법을 수행하기 위해 배치되는 기지국이 제공된다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 상기 방법을 수행하기 위해 배치되는 휴대 단말이 제공된다.

본 발명의 다른 양태는 전술한 양태들 중 어느 하나에 따라서 방법 및/또는 장치를 구현하기 위해, 실행될 때, 배치되는 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다. 다른 양태는 이러한 프로그램을 저장하는 기계 판독 가능한 저장 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예들은 이후 첨부 도면들을 참조하여 더 설명된다.
도 1은 LTE 이동 통신 네트워크의 개요를 개략적으로 도시한다.
도 2는 사용자들에게 높은 데이터율을 제공하는 60 GHz 5G 소형 셀들과 LTE 매크로 셀의 통합을 개략적으로 도시한다.
도 3은 부적절한 빔 선택으로 인해 발생하는 60 GHz 공존 시나리오에서의 간섭을 개략적으로 도시한다.
도 4는 60 GHz 공존 시나리오에서 본 발명의 적용으로 인해 발생할 수 있는 것과 같은 최적의 빔 시퀀스 선택을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서 빔 시퀀스를 확립하는 기지국 또는 액세스 포인트의 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예를 도시하는 메시지 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 기지국의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 UE의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 5G 기지국이 빔 시퀀스 선택 방법을 구현할 때의 스펙트럼 효율에 대한 모델링 결과들을 도시한다.

LTE 대응 무선 이동 통신 네트워크가 허가되지 않은 60 GHz 대역에서 운영하는 소형 셀들에 의해 증강되는 5G 네트워크 구현의 맥락에서 본 발명의 실시예들이 이제 설명될 것이다. 그러나, 이것은 단지 예시이고, 다른 실시예들이 다른 무선 액세스 기술들을 준수하여 운영하는 다른 무선 네트워크들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 5G 기지국에 의해 구현되는 빔 시퀀스 선택 방법에 대한 참조가 본 명세서에서 이루어지지만, 가장 일반적으로, 본 발명은 지향성 빔들을 전송하는 임의의 네트워크 구성 요소가 간섭을 최소화하고 스펙트럼 효율을 극대화시키기 위해 빔 시퀀스를 조정할 수 있는 방법에 관한 것으로 이해되어야 한다.

전술한 바와 같이, 60 GHz 대역에서 통신할 때 빔 포밍은 일반적으로 서버 경로 손실을 방지할 필요가 있다. 본 문서에서 기술되는 유형의 실제 무선 통신 시스템에 대해, 빔 포밍은 필수적으로 고려되어야 한다. 본질적으로 빔 포밍은 간섭을 감소시키는 역할을 하지만, 빔들의 최적의 스케줄링 없이, 간섭은 빔 충돌 가능성으로 인해 심각할 수 있다. 60 GHz에서 운영하는 다양한 액세스 네트워크들은 다중 사용자 액세스를 위한 상이한 리소스 할당 전략들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 60 GHz 셀룰러 시스템들은 LTE와 유사한 시간 주파수 리소스 블록들을 사용할 수 있고, 여기에서 이용 가능한 스펙트럼 대역폭은 다수의 주파수 및 시간 슬롯들로 분할되고 이후 사용자들은 리소스 블록들의 스케줄링을 통해 서빙된다. 또한, 빔 방향은 LTE에서 사용되는 시간 주파수 리소스 블록들 이외에 멀티플렉싱을 허용하는 특징으로 간주될 수 있다.

본 발명은 LTE 시스템들에 비해 상당히 높은 최대 데이터율(peak data rate)을 제공하는, 예를 들어 허가되지 않은 60 GHz 대역에서, 5G 무선 액세스 기술들에 초점을 맞춘다. 그러나, 60 GHz 스펙트럼이 활용될 수 있는 하나의 방법은 EPC를 기반으로 할 수 있는 코어 네트워크를 이용하는 LTE 매크로 셀들의 제어 하에서 60 GHz 소형 셀들의 전개를 통해서(5G 기지국으로서 본 명세서에서 언급될 수 있는 기지국을 통해서) 이다. 이와 같이, LTE 네트워크의 개요는 도 1에 도시되고, 60 GHz 소형 셀들과 LTE 매크로 셀들 간의 상호 관계는 도 2와 관련되어 나중에 설명될 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, LTE 시스템은 세 개의 하위 레벨 구성 요소, 즉 적어도 하나의 UE(102), E-UTRAN(104) 및 EPC(106)를 포함한다. EPC(106)(코어 네트워크)는 외부 서버 또는 패킷 데이터 네트워크(PDN)(108)들과 통신한다. LTE 시스템의 상이한 부분들 간의 인터페이스들이 도 1에 도시된다. 이중 종단 화살표는 UE(102)와 E-UTRAN(104) 간의 무선 인터페이스를 표시한다. 나머지 인터페이스들에 대해, 사용자 데이터는 실선으로 표시되고, 시그널링은 점선으로 표시된다.

E-UTRAN(104)(무선 액세스 네트워크(RAN))은 무선 인터페이스를 통해 UE(102)와 EPC(106) 간의 무선 통신을 처리하는 역할을 하는, 일반적으로 복수의 eNB가 배치되지만, eNB(E-UTRAN Node B)를 포함한다. LTE는 e-NB들이 하나 이상의 셀에 걸쳐 커버리지를 제공하는 셀룰러 시스템이다.

EPC(106)의 주요 구성 요소들이 도 1에 도시된다. LTE 네트워크에서, UE(102)의 개수, 네트워크의 지리적 영역 및 네트워크를 통해 전송될 데이터의 양에 따라 각 구성 요소의 하나 이상이 존재할 수 있음을 알 수 있을 것이다. eNB와 PDN 게이트웨이(P-GW)(112) 사이에서 데이터를 전송하는 해당 서빙 게이트웨이(S-GW)(110)와 각각의 eNB 사이에서 데이터 트래픽이 전달된다. P-GW(112)는 UE를 하나 이상의 외부 서버 또는 PDN(108)에 연결하는 역할을 한다. 이동성 관리 엔티티(MME)(114)는 E-UTRAN(104)을 통해 UE(102)와 교환되는 시그널링 메시지들을 통해 UE(102)의 하이 레벨 동작을 제어한다. MME(114)는 데이터 트래픽 전송을 지원하기 위해 S-GW(110)와 시그널링 트래픽을 교환한다. 또한, MME(114)는 네트워크에 등록된 사용자들에 대한 정보를 저장하는 홈 가입자 서버(HSS)(116)와 통신한다.

무선 광대역 데이터에 대한 소비자 수요 증가는 전 세계에서의 LTE의 빠른 흡수에서 알 수 있다. 이러한 관점에서, 및 LTE 네트워크들의 용량 증가와 관련된 높은 비용의 관점에서, 데이터 서비스 공급자 및 운영자들은 이들 네트워크를 보강하는 방법을 점점 더 연구하고 있다. 하나의 이러한 방법은 LTE 광대역 데이터 서비스들을 보완하기 위해 허가되지 않은 스펙트럼을 사용하는 것이다. 허가되지 않은 스펙트럼의 추가 사용으로의 이동은 스펙트럼의 새로운 부분들의 개방을 통해 소비자들에 대한 데이터율을 증가시키고자 하는 바램에 의해 부분적으로 구동되지만, 또한 새로운 허가된 스펙트럼을 획득할 때 초래되는 긴 규제 지연 및 요구되는 상당한 투자 때문이다. 또한, LTE에 의해 사용되는 기존의 주파수들 주위의 허가된 스펙트럼의 상당 부분은 이미 사용 중이다. 제안된 5G 네트워크들을 지원하기에 충분한 대역폭의 허가된 스펙트럼을 발견하는 것은 도전이다.

허가되지 않은 스펙트럼은, 예를 들어 2 내지 5 GHz 대역에서, 허가된 스펙트럼에서 허가되지 않은 스펙트럼으로의 트래픽을 오프로딩하는 운영자들에 의해 이용될 수 있기 때문에, 예를 들어, Wi-Fi(LTE/Wi-Fi 인터워킹을 통해), LTE-U(LTE over unlicensed), 또는 라이센스 지원 액세스(LAA) 기술을 사용할 수 있다. 3GPP 릴리스 13은 허가되지 않은 5 GHz 대역에서의 LTE 운영에 대한 지원을 포함할 것으로 기대된다. 진행 중인 3GPP 연구는 2015년 6월에 완료될 예정이고, 또한 5 GHz 대역에서의 공존을 위한 메커니즘들을 다룰 것이다.

LAA에서, 허가된 스펙트럼에서 운영하는 일차 LTE 셀은 허가되지 않은 스펙트럼에서 운영하는 이차 셀과 함께 집성된다. 즉, LAA는 그의 제어 하에서 UE들에 대한 반송파 선택을 또한 처리하는 eNB에 의해 수행될 집중식 스케줄링을 허용할 수 있다. LTE-U는, 예를 들어 LTE의 전형적인 구성에 따라서 달리 운영하는 네트워크에서 허가되지 않은 주파수들만이 사용되는 독립형 LTE-U 솔루션을 제공함으로써, LAA 기술에 의해 제공되는 것에 폭 넓은 네트워킹 솔루션을 제공하는 것으로 간주될 수 있다. 허가된 스펙트럼은 서비스의 품질을 보장하고 중요한 정보를 제공하기 위해 사용되지만, 허가되지 않은 스펙트럼은 필요한 경우 데이터율을 증가시키기 위해 활용될 수 있다.

분명히, 허가되지 않은 스펙트럼의 이러한 사용의 결과는 네트워크 운영자들이 더 이상 스펙트럼 대역에 대한 배타적 액세스를 가질 수 없다는 것이다. 할당된 대역에 대한 배타적 액세스가 존재하는 경우, 전송은 피어투피어식의 시그널링을 통해 또는 시간 주파수 리소스들의 집중식 계획을 통해 복수의 기지국 및 모바일 장치들이 공존할 수 있도록 네트워크를 통해 조정될 수 있다. 네트워크 운영자들이 그들의 스펙트럼 사용을 서로 통지하도록 하는 요구 사항들이 전혀 없기 때문에, 허가되지 않은 스펙트럼에서 이러한 조정이 항상 가능한 것은 아니다.

허가되지 않은 스펙트럼에 대한 공정한 액세스를 보장하고, 간섭을 최소화하기 위한 하나의 옵션은 허가되지 않은 스펙트럼의 효과적인 공유를 용이하도록 하고 전송 전에 반송파들을 감지하기 위한 LBT(listen-before-talk) 절차의 사용이다. LBT 절차는 장비 또는 구성 요소(예를 들어, UE 또는 eNB)가 채널을 사용하기 이전에 빈 채널 평가(CCA) 검사를 적용하는 메커니즘으로서 설명될 수 있는 경합 기반 프로토콜이다. (최소한) 에너지 검출을 사용함으로써, CCA는 결정될 채널에서의 다른 신호들의 존재를 허용한다. 결과적으로, 따라서, 채널이 비었는지 점유되어 있는 지 여부가 결정될 수 있다.

LBT에서, eNB는 "전송 기회"로 표시되는 미리 할당된 시간의 순간에서만 채널에 액세스를 시도한다. 전송 기회에서, 데이터가 전송되어야 하고, 아직 전송되지 않고 있다면, 미리 정의된 시간 간격 동안 채널에서의 에너지 검출을 기반으로 하는 감지가 이루어진다. 검출된 에너지가 임계값 이하인 경우, 채널은 사용 가능하다고 간주되어 전송이 이루어진다. 검출된 에너지가 임계값 이상인 경우, 채널은 붐빈다고 간주되어 전송이 발생하지 않는다. 공존 갭은 LTE 전송에서의 갭들을 사용하는 동일한 대역에서 운영하는 다른 네트워크들에 기회를 제공한다. 공존 갭들은 LTE "OFF" 기간들로 간주될 수 있는 무음 갭(silent gap)들이다. eNB는 채널의 가용성을 평가하지 않고 각각의 공존 갭의 끝에서 전송을 재개한다. LBT는 전송 매체 또는 네트워크를 공유하는 구성 요소들 사이에서의 효과적인 데이터 패킷 전송을 허용한다. 그러나, 숨겨진 노드가 존재하는 경우 이들 네트워크에서 문제가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 숨겨진 노드는 제2 노드(예를 들어, UE)에는 보이지만, 제2 노드와 통신하고 있는 제3 노드(예를 들어, eNB)에는 보이지 않는 제1 노드(예를 들어, 다른 네트워크 운영자에 속하는 eNB 또는 WLAN 액세스 포인트(AP))로 정의될 수 있다. 이러한 가시성 부족은 단순히 노드들이 서로의 범위 밖에 존재하는 결과일 수 있기 때문에, 제1 노드가 제3 노드에 숨겨져 있거나, 제3 노드에 보이지 않는다 (및 잠재적으로 반대의 경우도 마찬가지이다). 대안을 제공하기 위해, 숨겨진 노드는 지향성 빔 전송으로부터 코너를 돌아 존재(즉, 노드가 지향성 빔의 경로 밖에 존재)함으로써 야기될 수 있다. 숨겨진 노드의 존재는 데이터 패킷 충돌 및 손상과 같은 문제들을 야기할 수 있다. 숨겨진 노드들의 존재는 LBT 절차의 사용에 의해 완화될 수 없는 간섭을 초래할 수 있다.

전술한 바와 같이, 무선 통신 시스템들을 통해 전송되는 더 높은 데이터율 및 더 높은 데이터의 양에 대한 지속적으로 증가하는 수요를 충족시키기 위한 하나의 옵션은, 30 GHz에서 300 GHz까지의 극고주파(EHF) 대역에서 사용할 수 있는 것과 같은, 더 넓은 주파수 대역, 또는 예를 들어, 28 GHz 부근의 스펙트럼을 포함하기 위해 훨씬 더 넓은 주파수 대역을 사용하는 것이다. 이러한 대역에서의 전파들은 범위가 10 mm부터 1 mm까지이기 때문에, 대역은 때때로 밀리미터 대역 또는 밀리미터 파(mmW)로 언급된다. 특히, 허가되지 않은 60 GHz 부근의 스펙트럼은 일반적으로 LTE 매크로 셀을 보충하는, 소형 셀에서 높은 데이터율 서비스를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 대략 8 GHz 대역폭은 60 GHz의 허가되지 않은 대역에서 사용할 수 있고, 이것은 셀룰러 시스템들에 사용될 수 있다: pre-5G(5G 기술들의 출원 중인 표준화)로 언급될 수 있는 개념. 허가되지 않은 60 GHz 스펙트럼의 정확한 범위는 상이한 지역들 사이에서 차이가 있다. 아래의 표 1을 참조하면, 이것은 7개의 상이한 지역에서의 허가되지 않은 60 GHz 스펙트럼 대역들을 보여준다. 또한, 표 2는 빔 내의 최대 전송 전력과 함께 각각의 대역에 대해 dBm(데시벨-밀리와트)으로 최대 등가 등방 방사 전력(EIRP)을 식별한다. 본 발명의 목적을 위해, 고려 중의 정확한 허가되지 않은 대역은 관련이 없고, 단지 해당 지향성 빔들이 사용된다.

60 GHz 대역에서의 전파들은 대기의 가스에 의한 흡수로 인해 높은 대기 감쇠 대상이 되기 때문에 더 작은 주파수 재사용 거리 허용의 이익에도 불구하고 범위에서 제한된다. 또한, EHF 전송은 대체로 가시선(line of sight)이고, 그들의 경로에 있는 물체들에 의해 쉽게 블록되거나, 빌딩 가장자리들에 의해 반사 또는 회절된다.

EHF 전송에 대한 이들 제한은 효과적인 전송 범위를 증가시킬 수 있는 빔 포밍(beam-forming)의 사용을 통해 완화될 수 있다. 빔 포밍은 전송 빔 포밍 및 수신 빔 포밍으로 분류될 수 있다. 전송 빔 포밍은 복수의 안테나(안테나 어레이)를 사용하여 특정 방향으로 전파의 도달 영역을 집중시킨다. 전송 범위가 의도된 방향으로는 증가되고 다른 방향으로는 최소화된다. 의도된 방향 이외의 방향들에서의 다른 사용자들에 대한 간섭이 감소된다. 수신 빔 포밍에서, 수신 측은 수신 안테나 어레이를 사용하여 의도된 방향으로부터의 전파의 수신에 집중한다. 의도된 방향으로부터의 수신 신호 강도는 증가되고, 다른 방향들로부터의 수신 신호 강도는 최소화된다.

허가되지 않은 60 GHz 대역이 사용되는 경우, 또한 발생하는 LAA와 관련되어 전술한 스펙트럼의 다른 사용자들로부터의 간섭을 최소화하기 위해 상기가 필요하다는 것을 알 수 있을 것이다. 60 GHz 대역은 특히 지점 간 높은 대역폭 통신 링크에 이미 잘 사용된다. 또한, 60 GHz 대역은 전기 전자 학회(IEEE) 802.11ad 표준에 따라서 무선 네트워킹을 위해 60 GHz 대역의 사용을 촉진하는 WiGig(wireless gigabit alliance)에 의한, 및 소비자 전자 장치들 간의 고화질 비디오 콘텐트의 전송을 위한 무선 HD(울트라기가로도 알려짐)에 의한 사용을 위해 제안된다. 그러나, EHF 전송에 대해 흔한 경우이지만, 높은 지향성 전송이 사용되는 경우 전술된 LBT 절차는 효과적이지 못한 것으로 간주된다. 대조적으로, 2 내지 5 GHz 대역에서의 LAA에 대해 예상되는 전송 시나리오는 전방향성 또는 섹터별이다(즉, 송신 안테나의 안테나 방사 패턴이 넓은 빔폭을 갖는다). 예를 들어, 특정 방향으로 그의 수신기 빔을 향하게 하고 LBT를 구현하는 5G 기지국은 근처의 다른 5G 기지국 (또는 예를 들어, WiGig AP)에 의한 전송을 "받을" 수 없다. 따라서, 5G 기지국은 채널이 없다고 가정하기 때문에 피해자 시스템(예를 들어, WiGig AP 또는 상이한 운영자에 속하는 5G 기지국)에 간섭을 야기할 수 있는 전송을 시작할 것이다. 또한, LBT는 스펙트럼적으로 비효율적이며, 이는 우선 60 GHz 전송으로의 이동을 뒷받침하는 근거의 상당한 부분을 약화시킨다.

WiGig는 임의로 주어진 시간에 전체 채널이 한 명의 사용자에 할당되지만, 사용자들이 IEEE 802.11 향상된 분산 채널 액세스(EDCA)를 기반으로 하는 하이브리드 TDMA-CSMA 방식을 사용하여 서빙될 시간 슬롯들을 두고 경합하는 경합 기반 접근 방식을 사용하여 간섭 문제를 해결하고자 시도한다. WiGig는 최대 4개의 송신기 안테나, 4개의 수신기 안테나, 및 128개의 섹터들을 지원한다. 빔 포밍은 802.11ad에 필수이고, 송신기 측 빔 포밍과 수신기 측 빔 포밍 모두가 지원된다. WiGig 경합 기반 접근 방식 또한 스펙트럼의 비효율을 겪는다.

도 2를 참조하면, 이것은 LTE (또는 유사한) 4G 네트워크로의 60 GHz 소형 셀들의 통합을 보여준다. 도 2는 사용자(204)(본 명세서에서는 UE로 가정)들에게 매크로 셀(202) 내의 허가된 LTE 대역에서 방송하고 있는 LTE eNB(200)를 도시한다. LTE 전송은 점선(206)으로 표시되는 네트워크 시그널링으로만 제한될 수 있다. 허가된 주파수 대역들에서의 감소된 신호 감쇠 및 배타적 스펙트럼 사용으로 인한 그의 더 큰 신뢰성 때문에 시그널링이 LTE RAN을 통해 전송되는 것이 바람직하다. 또한, 일부 사용자 데이터는 실선(208)들로 표시되는 바와 같이 UE(204)와 eNB(200) 사이에서 전송될 수 있다. 유선 또는 무선 링크(212)들을 통해 eNB(200)에 직접 연결되는 소형 셀들을 서빙하는 복수의 고 용량 60 GHz 무선 AP(210)들이 해당 LTE 네트워크와 통합된다. 60 GHz AP는 5G 무선 통신 네트워크에서는 기지국으로서의 역할을 한다는 것을 보여주기 위해 현재의 문서에서는 대안적으로 5G 기지국으로서 언급될 수 있다. 60 GHz AP(210)들은 eNB(200)의 제어 하에 있고, UE가 5G 기지국(210)의 범위 내에 있는 경우 실선(214)으로 표시되는 바와 같이 UE들에 사용자 데이터를 전송하고, UE들로부터 사용자 데이터를 수신한다. 전술한 바와 같이 통신이 높은 지향성 전송 빔 및 수신 빔을 생성하는 빔 포밍을 사용하여 달성되지만 60 GHz 기지국(210)의 범위는 타원형(216)으로 표시된다. 5G 기지국들은 높은 사용자 데이터율을 제공하는 핫스팟들로서의 역할을 하고, 이러한 높은 데이터율이 필요할 수 있는 곳, 예를 들어 사무실 및 바쁜 공공 장소들에 배치된다.

5G 셀룰러 시스템들에 대해 허가되지 않은 스펙트럼을 효율적으로 사용하기 위해, 60 GHz 허가되지 않은 대역의 특성에 적합한 물리적 계층, 매체 액세스 제어(MAC) 계층 및 네트워크 계층 알고리즘들 이외에, 효율적인 간섭 완화 및 공존 메커니즘들이 필요하다. 전술한 바와 같이, 효율적인 간섭 완화 및 공존 메커니즘들은 60 GHz 대역에서 또한 운영할 수 있는 다른 표준(예를 들어, WiGig)을 사용하는 시스템들뿐만 아니라 이러한 대역에서 운영하는 다른 5G 셀룰러 시스템들(예를 들어, 상이한 운영자들에 속하는 시스템들)과의 대역 공유를 고려해야 한다. 이제 도 3을 참조하면, 이것은 이러한 전개 시나리오를 도시한다.

도 3은 상이한 네트워크 운영자들(각각 운영자 A 및 운영자 B)에 의해 운영되는 제1 5G 기지국(300) 및 제2 5G 기지국(302)을 도시한다. 각각의 운영자가 다른 운영자의 존재를 인식하지 못하거나 그들이 그들의 전송을 조정하지 않기로 했다고 가정한다. 물론, 협력이 가능해야 한다면, 빔 시퀀스들은 이것이 하나의 운영자에 의해 운영되는 복수의 5G 기지국들이 존재하는 곳에서 수행될 수 있는 동일한 방법으로 간섭을 최소화하면서 스펙트럼 효율을 극대화하기 위해 동기화될 수 있다. 도 3은 운영자 C에 의해 운영되는 WiGig AP(304)를 또한 도시한다. 다중 표준 및 다중 운영자 스펙트럼 공유 시나리오에서, 이들 네트워크 간의 직접 시그널링 및 동기화가 불가능하도록 셀룰러 시스템들 및 예를 들어 WiGig는 매우 상이한 물리적 계층 및 MAC 계층(상이한 프레임 구조 등)을 사용하기 때문에 상이한 시스템들 간의 협력은 불가능하거나 도전이다. 각각의 5G 기지국(300, 3002) 또는 AP(304)는 UE 및 다른 고정 또는 이동식 전자 장치들과 같은 하나 이상의 장치(306 내지 314)에 60 GHz 대역의 동일한 부분에서 전송될 수 있다. 도시된 장치들(306 내지 314)과 통신하기에 적합한 5G 기지국 또는 AP만 도시되지만, 각각의 5G 기지국 또는 AP(300 내지 304)는 복수의 상이한 빔들을 통해 데이터를 전송할 수 있다.

도 3의 예에서, 일부 5G 기지국 또는 AP들이 그들이 복수의 안테나 어레이들을 제공받는 복수의 빔을 통해 동시에 전송할 수 있는 가능성이 있음을 알 수 있지만, 각각의 5G 기지국 또는 AP는 한 번에 하나의 빔을 사용하여 데이터를 전송할 수 있는 것으로만 가정된다. 구체적으로, 5G 기지국(300)은 빔(a1)을 사용하여 장치(306)에 데이터를 전송할 수 있는 것으로 도시된다. 5G 기지국(302)은 빔(b1)을 사용하여 장치(308)에 데이터를 전송하고, 빔(b2)을 사용하여 장치(310)에 데이터를 전송할 수 있다. WiGig AP(304)는 빔(c1)을 사용하여 장치(312)에 데이터를 전송하고, 빔(c2)을 사용하여 장치(314)에 데이터를 전송할 수 있다. 도 3에서, 주어진 순간에 전송하고 있는 이들 빔은 실선으로 도시되고, 나머지는 점선으로 도시된다. 한 순간에 빔들(a1, b1, c1)이 전송되고 있다면, 간섭이 장치(306), 장치(308) 및 장치(312)의 영역에서 이들 빔을 교차할 가능성이 매우 높다. 부적절한 빔 타이밍을 통한 이러한 간섭 시나리오는 AP, 빔, 및 장치의 수가 점점 증가할 가능성이 있다.

이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라서, 각각의 5G 기지국이 그 자신의 사용자들에게 빔들의 스케줄링을 동적으로 맞추는 빔 시퀀스 선택에 대한 적응 및 분산 솔루션이 제공된다. 도면의 왼쪽 상단에 도시된 바와 같이, 각각의 5G 기지국 또는 WiGig AP에 대해, 빔 시퀀스가 정의된다는 것을 알 수 있다. 5G 기지국(300)에 대해, 이것이 UE와의 통신을 위해 사용 중인 유일한 빔일 때 빔 시퀀스는 각각의 순간에 빔(a1)을 사용하는 전송을 포함한다. (박스에 의해 식별되는) 첫 번째 도시된 순간에 빔들(a1, b2 및 c2)이 전송되도록, 각각의 순간에 전송하고 있는 빔들이 빔 시퀀스들에서 수직으로 배열된다는 것을 알 수 있다. 빔(b1) 및 빔(c2)이 동시에 전송되고 있지 않다는 것을 보장함으로써, 5G 기지국(302) 및 WiGig AP(304)로부터의 전송들의 충돌로 인한 간섭의 위험은 최소화된다.

도 4의 최적의 빔 시퀀싱을 초래하는 적응형 스케줄링은 도 5의 흐름도와 관련하여 더 상세히 후술된다. 적응형 스케줄링은 그 자신의 빔 시퀀스들의 제한된 구성 공간을 독립적으로 탐색하는 각각의 5G 기지국(또는, 아래의 예들은 5G 기지국만들을 언급하지만, 다른 AP)을 기반으로 한다. 빔 시퀀스들은 5G 기지국이 서빙하는 UE들로부터 피드백을 획득하기 위해 테스트될 수 있고, 이후 최적의 빔 시퀀스를 선택하기 위해 학습 알고리즘을 적용한다. 본 발명의 실시예들은 최대 스펙트럼 효율에 매우 가깝게 운영하는 전체 시스템을 초래하는 빔 시퀀스를 선택하기 위한 각각의 5G 기지국에 대한 중앙 제어기로부터의 개입 또는 기지국들 간의 명시적 시스널링에 의존하지 않는다. 적응 이후, 각각의 기지국/AP는 빔 시퀀스들이 특정 기간 이후에 다시 정의될 수 있는 새로운 탐색 단계를 시작한다. 예를 들어, 새로운 탐색 단계는 랜덤화된 타이머를 사용하거나, 이벤트에 의해 예를 들어, 새로운 UE가 셀에 진입하거나 떠날 때 트리거될 수 있다.

이제 도 5를 참조하면, 이것은 5G 기지국 (또는 정말로 지향성 빔들을 사용하여 운영하는 임의의 기지국 또는 AP)에서 빔 시퀀스들을 확립하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 5의 방법을 우선 요약하고 나서 각각의 개별 단계들이 더 상세히 예시될 것이다.

방법은 빔 발견 단계가 이루어지는 단계 500에서 시작된다. 빔 발견 단계는 통신하고 있는 각각의 UE에 사용자 데이터를 전송하기 위해 전송할 필요가 있는 각각의 빔(즉, 각각의 빔 방향)을 식별하는 기지국의 프로세스이다. 예를 들어, 각각의 장치가 복수의 빔과 관련될 수 있고, 하나의 빔이 하나 이상의 장치와 통신하기 위해 사용될 수 있지만, 기지국은 통신하고 있는 각각의 장치와 관련된 하나의 빔을 확립할 수 있다. 빔 발견 단계는 가능한 빔 시퀀스들의 집합을 결정하는 단계를 더 포함한다. 집합 내의 각각의 시퀀스는 빔들이 각각의 UE와 순차적으로 통신하기 위해 형성될 수 있는 하나의 순서를 나타낸다. 당업자는 본 발명이 하나 이상의 주파수가 간섭을 최소화하기 위해 빔 포밍과 함께 사용되는 상황으로 확장 가능하다는 것을 알 수 있지만, 도 5는 5G 기지국이 동일한 주파수에서 각각의 UE와 통신한다는 가정을 기반으로 한다. 빔들은 하나 이상의 빔이 해당 장치에 데이터를 전송할 수 있는 각각의 장치와 통신하는 최적의 빔들이 적절하게 될 수 있다. 도 4를 다시 참조하면, 운영자 B에 의해 운영되는 5G 기지국(302)에 대해, 빔 방향들의 집합은 {b₁,b₂}를 포함한다. 보다 일반적으로, 데이터를 전송하기 위해 기지국이 필요한 M_j개의 UE들의 집합에 대해, i=1, M_j:

인 빔 방향(B_i)들의 집합이 확립된다. i는 UE 및 그들의 관련 빔들에 대한 인덱스(i=1, M_j)이고, j는 기지국들에 대한 인덱스(j=1,N)이다.

다음으로, 단계 500에서, m개의 빔 시퀀싱 조합들의 집합(C)이 다음과 같이 확립된다:

,

,...,

, 여기에서, 각각의 조합은 해당 집합 내의 빔들이 형성될 수 있는 순서를 나타내고, 5G 셀 내의 UE들과 통신하기 위해 기지국에 의해 사용될 수 있는 고유 빔 시퀀스이다. 빔 시퀀싱 조합들의 집합(C)이 빔 방향들의 집합의 모든 가능한 조합들을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 대안적으로, 도 5의 방법의 나머지 부분의 계산 복잡성을 줄이기 위해, 집합은 간섭받을 것이라고 알려진 시퀀스들을 제외하도록 제한될 수 있다. 예를 들어, 하나의 운영자가 그들의 전송을 조정하는 동일한 영역에 복수의 기지국을 갖는 이벤트에서, 알려진 간섭 조합들이 제외될 수 있다. 이것은 LTE eNB의 제어 하에서 LTE 제어 채널을 사용하여 달성될 수 있다. 기지국이 동시에 복수의 빔을 전송할 수 있는 경우, 시퀀스들은 상이한 UE들을 서빙하는 동시 빔들의 그룹 또는 쌍을 지정하기 위해 확장될 수 있다는 것을 또한 이해할 것이다. 또한, 시간 슬롯들이 기지국 사이에서 서로 다를 수 있고, 본 발명에 따른 기지국들 간의 시간 슬롯들의 동기화를 위한 요구 사항은 없지만, 각각의 기지국은 미리 정의된 시간 슬롯들에서 빔들을 전송할 수 있다. 시간 슬롯 동기화는 허가되지 않은 스펙트럼에 우선하는 것과 같이 다중 운영자 및 다중 무선 액세스 표준 환경에서 가능성이 없다.

도 5의 방법의 나머지 부분은 가능한 빔 시퀀스 조합들의 집합 중에서 최적의 빔 시퀀스를 결정하는 단계를 포함한다. 단계 502에서, 탐색 단계가 이루어진다. 단계 500에서 확립된 빔 시퀀스 조합들의 집합의 각각에 대해, 기지국은 시퀀스에 따라 빔들을 형성하고 각각의 빔을 사용하여 해당 UE들에 프로브 신호들을 전송한다. 대안적으로, 빔 시퀀스들의 부분집합만이 전송될 수 있다. 각각의 전송된 시퀀스에 대해, 기지국은 해당 UE들로부터 피드백, 예를 들어 저장될 수 있는 비트 오류율(BER) 또는 평균 기준 신호 수신 품질(RSRQ)을 수신한다. 이러한 피드백은 UE에 의해 전송되는 지향성 빔을 통해 5G 기지국에 직접 되돌려질 수 있고, 또는 대안적으로 이러한 피드백은 LTE eNB를 통해 전송될 수 있다. 보다 일반적으로, 피드백은 해당 빔 시퀀스에 대한 각각의 UE들과 5G 기지국 사이에서의 링크 품질 또는 링크 성능의 측정을 제공한다. 구체적으로, C_m개의 빔 시퀀스들의 집합 및 k=1에 대해, m개의 랜덤 빔 시퀀스(C_k)가 선택되고, i=1에 대해, M_j개의 빔이 시퀀스(C_k) 및 UE들로부터 수신되는 피드백에 따라 형성된다. 모든 가능한 고유 빔 시퀀스가 C_m개의 빔 시퀀스들의 집합에 포함되면, m=M_j이다. (예를 들어, 전술한 바와 같이 알려진 간섭 시퀀스들을 제외한) 감소된 빔 시퀀스들의 집합이 사용되면, m<M_j이다. 이러한 탐색 프로세스는 이후 집합의 각각의 빔 시퀀스 조합에 대해 반복된다. 일 실시예에서, 집합의 빔 시퀀스들은 랜덤으로 선택된 첫 번째 시퀀스로부터 시작하여 순차적으로, 또는 순차적으로 탐색될 수 있다. 이후 UE는 수신된 UE 피드백에 따라 각각의 테스트된 빔 시퀀스 조합에 대한 시스템 정의된 유틸리티 함수를 계산한다. 시퀀스(C_k)에 대한 유틸리티 함수 U(C_k)는 UE들로부터의 누적 피드백을 기반으로 한다. 단지 세 개의 예로서, U(C_k)는 평균 또는 최소 UE 피드백의 합을 포함할 수 있다. 유틸리티 함수들의 추가 예들은 특정 구현 시나리오에 따라 당업자에게 명백할 것이다.

기지국이 탐색 단계(단계 502)에서 획득한 계산된 유틸리티 함수 U(C_k)를 기반으로 하여 가능한 빔 시퀀스 조합(C_m)들의 집합 중 하나를 선택하는 동안, 단계 504에서 학습 단계가 이루어진다. 구체적으로, 이산 확률 함수 P(U(C_k))가 각각의 빔 시퀀스에 대해 확립되고, 최적의 빔 시퀀스(C_opt)가 확률 함수

에 따라 확률적으로 선택된다.

실행 단계에서, 단계 506에서, 선택된 최적의 빔 시퀀스 조합(C_opt)이 통신 세션 동안 UE들에 데이터를 전송하기 위해 사용된다. 구체적으로, i=1에 대해, M_j개의 빔들이 해당 기지국에 의해 서빙되는 M_j개의 UE와 통신하기 위해 시퀀스(C_opt)에 따라 형성된다. 실행 단계 동안, 데이터는 해당 UE들에 전송되고 (및 해당 UE들로부터 선택적으로 수신되고), 피드백이 UE들로부터 수집되어 저장될 수 있다. 피드백의 형성은 탐색 단계(502) 동안 UE들로부터 전송되는 것과 동일할 수 있고, 기지국으로부터 UE에 전송되는 데이터에 응답하여 전송될 수 있다.

단계 508에서, 단계 502에서 다른 탐색 단계가 필요한 지 여부가 결정된다. 이것은 상당한 변화가 검출되는(예를 들어, 새로운 UE가 셀에 진입하는) 경우, 기지국이 UE를 서빙하는 새로운 최적의 빔 시퀀스로 전환할 필요가 있는, 랜덤화된 타이머 만료 또는 실행 단계(506)에서의 피드백의 결과로서 검출되는 링크 품질에 상당한 저하(예를 들어, BER/RSRQ의 상당한 증가)가 있는 경우에 트리거된다. 새로운 탐색 단계가 필요하지 않은 경우, 기지국은 단계 506에서 실행 단계에 남아 있는다. 새로운 탐색 단계가 필요한 경우, 단계 510에서 이것이 UE가 셀에 가입했거나 탈퇴했기 때문인지 여부를 결정한다. 그렇다면, 기지국은 우선 빔 발견 단계(500)로 되돌아가고, 그렇지 않으면, 방법은 이전에 계산된 빔 시퀀스 조합들을 사용하여 탐색 단계(502)를 진행한다.

도 5의 빔 발견 단계(500)가 이제 더 상세히 기술될 것이다. 기지국/AP 안테나 이득이

에 의해 (dB로) 주어진다, 여기에서 G_omni는 어떠한 빔 포밍도 적용되지 않을 때의 기존(전방향) 안테나 이득이고, G_BF는 빔 포밍 이득이다. 일 예로서, 아날로그 빔 포밍을 사용하여, 특정 UE에 대한 지향성 빔을 형성하기 위해 각각의 안테나에 대한 입력 신호의 크기 및 위상을 제어함으로써 빔 포밍 이득이 획득된다. 기지국은 기지국 주위의 방위각 방향들을 균일하게 커버하는 카디널리티 N (또는 코드북이 UE의 개수 변화를 기반으로 하여 다시 계산되는 경우 시간이 지남에 따라 카디널리티가 변경될 수 있는 이벤트에서의 N_t)을 갖는 미리 정의된 빔 코드북 내에서 또는 (상황에 따라) 동적으로 각각의 UE에 대해 최적의 빔 구성을 계산할 수 있다. 주어진 기지국(j)에서의 코드북은

차원의

개의 가중치 인자

에 의해 형성되고, 여기에서 N_BS는 기지국의 총 개수이다. 각각의 벡터는

로서 계산되고, 여기에서

는 i번째 송신 빔에 대한 방위각이고, jj는

를 의미한다. 각각의 UE에 대해, 최적의 빔 포밍을 결정하는 방법은 예를 들어, US-2014/0056256-A1에 개시된 것과 같은 또는 IEE 802.11ad 표준에서 사용된 것과 같은 기존의 방법일 수 있다.

US-2014/0056256-A1은 송신국과 수신국 사이에서의 빔들의 전송 및 수신을 형성하고 유지하는 방법을 개시한다. 송신기는 수신기에 상이한 빔들을 사용하여 기준 신호들의 집합을 전송한다. 이들을 기반으로 하여, 수신기는 송신기에 바람직한 빔 정보를 다시 전송한다. 이러한 정보를 사용하여, 송신기는 바람직한 빔을 사용하여 수신기에 데이터를 전송한다. 상기가 모든 송신기, 수신기 빔 쌍들에 대해 수행될 필요가 있는 경우에, 유사한 절차가 빔 형성을 수신하기 위해 사용될 수 있다. 초기의 최적 빔 포밍 이후에, 필요하다면 빔 변경 절차가 수신기에 의해 개시될 수 있다. 빔 오류들이 (다수의 지시자 또는 하나의 지시자로부터 검출될 수 있는) 수신기에서 발생하는 경우 빔 변경 단계가 필요하다고 판단되고, 수신기로부터 빔 변경 요청을 수신 시 수행된다. 수신기로부터의 요청 시 발생하는 빔 변경 절차 이외에, 전체 빔 변경 절차가 주기적으로 이루어진다. 이러한 절차는 빔들의 집합

을 형성하기 위해 각각의 UE에 대해 최적의 송신 빔들을 결정하기 위해 확장될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 5의 탐사 단계(502)가 이제 더 상세히 기술될 것이다. 주어진 기지국(j) 및 기지국(j)과 관련된 M_j개의 UE에 대해 빔 방향들의 집합

이 주어지면, 기지국이 차례로 각각의 UE에 빔들을 전송할 수 있는 순서에 대해 M_j개의 가능한 빔 스케줄링 시퀀스, 즉 M_j개의 가능한 조합(C)이 존재한다. 예를 들어, 시퀀스

,

, 또는

등. 탐사 절차에서, 각각의 기지국은 모든 가능한 빔 포밍 시퀀스 또는 빔 포밍 시퀀스들의 부분집합을 따르는 빔 방향들의 집합으로부터 해당 빔들을 사용하여 차례로 각각의 UE에 프로브 신호들을 전송한다. 각각의 빔 형성 시퀀스에 대해, 각각의 UE는 그의 RSRQ, BER, 또는 해당 특정 시퀀스에 대한 링크 품질의 다른 지시자를 측정하고, 각각의 UE는 5G 기지국에 이것을 다시 보고한다. 이러한 정보를 수집한 후에, 기지국은 해당 특정 빔 시퀀스(

)에 대응하는 유틸리티 함수를 계산한다.

당업자는 유틸리티 함수들에 대해 잘 알아야 한다. 일 예로서, 각각의 기지국은 비 협력 유틸리티 함수에 따라. 주어진 빔 시퀀스에 대한 UE 측정 RSRQ또는 BER 값들을 사용할 수 있다. 대안적으로, 동일한 운영자에 속하는 기지국들은 협력 유틸리티 함수에 따라, 시스템 레벨 유틸리티 함수를 사용하기 위해 정보를 교환하는 LTE 제어 채널을 사용하여 협력할 수 있다. 이러한 유틸리티 함수의 일 예는 동일한 운영자에 속하는 모든 기지국들의 유틸리티 함수에 걸쳐 얻어지는 평균이다.

기지국 당 가능한 구성의 개수(M_j)는 매우 클 수 있기 때문에, 특정 실시예들에서, 기지국은 셀 가장자리에 가까운 UE들에 대응하는 빔 시퀀스들만 고려함으로써 탐색 시간을 줄일 수 있다. 이때 탐색 단계는, 셀 가장자리 근처의 UE들의 개수인, M'_j 개의 구성에 대해서만 이루어진다. 5G 기지국은 UE들이 기본 LTE 네트워크로부터 수신되는 정보/제어 데이터를 이용함으로써, 또는 UE들부터 수신되는 위치 정보를 기반으로 하여 어떤 UE들이 셀 가장자리 근처에 있는 지를 추론할 수 있다. 전술한 바와 같이, 탐색 공간은 동일한 운영자에 의해 운영되는 다른 5G 기지국들에 간섭을 야기하는 것으로 알려지거나, 다른 5G 기지국들로부터 간섭의 대상이 되는 빔 시퀀스들을 제외함으로써 더 줄일 수 있다. 상이한 무선 액세스 기술들을 포함하여, 다른 운영자들과의 협력을 통해 빔 시퀀싱 및 스케줄링 정보가 사용 가능한 경우, 탐색 공간에서의 동일한 감소가 또한 달성될 수 있다.

도 5의 학습 단계(504)가 이제 더 상세히 기술될 것이다. 주어진 기지국(j) 및 그의 관련된 M_j개의 UE에 대해 빔 발견 단계(502)를 통해 획득되는 것과 같은 빔 방향들의 집합

이 주어지면, 전술한 바와 같이 기지국 당 M_j개의 가능한 빔 시퀀스 조합(C)이 존재한다. 학습 단계(504)에서, 모두 합해서 1과 동일하고, 범위가 0부터 1까지인 M_j개의 확률의 합계가 존재하도록 확률(p)이 각각의 조합에 할당된다. 당업자들은 유틸리티 함수들을 기반으로 하여 확률들을 할당하는 기술에 대해 잘 알아야 한다. 두 개의 실시예가 단지 예시를 위해 제시된다.

제1 옵션에 따르면, 각각의 시퀀스에 적용되는 확률이 이전 시퀀스의 유틸리티 함수 및 이전 시퀀스에 적용되는 확률의 함수인 학습 업데이트가 적용된다. 예를 들어,

이고, 여기서

는 탐색 단계에서 측정되는 바와 같이, 구성(C_i)을 사용하여 획득되는 유틸리티 함수이고,

는 탐색 단계(t=1)에서의 유틸리티 함수들의 최대값이다. 마지막으로, b는 빔 시퀀스들이 각각의 탐색 단계 이후에 구성되는 속도를 조정하는 0과 1 사이의 매개변수이다. b=0이면, 어떠한 구성도 없다. k는 빔 시퀀스에 대한 인덱스이고, k=1, M_j이다.

제2 옵션에 따르면, 가장 큰 유틸리티 함수만이 고려되는 그리디 업데이트가 적용된다:

이면

이 최대이고 그렇지 않으면 0이다. t는 탐색 단계에 대한 인덱스(t, t+1, t+2 등)이다. 본질적으로, 그리디 업데이트는 가장 높은 유틸리티 함수를 갖는 빔 시퀀스 조합을 식별하는 단계 및 아래에 명시되는 선택 절차에 따라 확률적으로 선택되기 때문에, 선택된 최적의 빔 시퀀스 조합(C_opt)에 더 빈번한 변화들을 초래할 가능성이 있음을 보장하는 단계를 포함한다. 학습 업데이트는 탐색 단계(502) 및 학습 단계(504)가 다른 빔 시퀀스 조합들에 대해 계산된 유틸리티 함수를 고려하여 수행될 때마다 항상 조합을 전환하도록 이러한 경향을 완화시킨다. 이것은 적절한 성능을 제공하는 조합에서 나쁜 조합으로의 전환의 위험을 감소시키는 데 유리할 수 있다. 또한, 그것은 시간이 흐름에 따라, 일반적으로 심각하게 특정 구성들에 영향을 미치는 간섭 소스가 존재하는 상황에서 유리할 수 있는 광범위한 범위의 구성들이 사용된다는 것을 확인하는 역할을 한다.

일단 모든 확률이 업데이트되면, 기지국은 할당된 확률들에 따라 빔 스케줄링 시퀀스들 중 하나를 랜덤으로 선택한다. 당업자는 확률적인 선택을 위한 기술들을 잘 알고 있어야 한다. 일 예로서, M_j개의 빔 시퀀스의 각각에 대해 확률들의 집합

을 가정하면, 시퀀스들 중 하나가 다음과 같이 랜덤으로 선택될 수 있다.

1. 누적 확률

을 계산한다.

2. 다음으로 [0, 1] 사이의 랜덤 수(U)가 생성된다.

3. 마지막으로,

a.

이면, 시퀀스 1이 선택되고,

b.

이면, 시퀀스 2가 선택되고,

c.

이면, 시퀀스 3이 선택된다. 이것으로부터 그리디 업데이트를 적용하여, 가장 높은 유틸리티 함수를 갖는 빔 시퀀스 조합이 항상 선택될 것이라는 것을 알 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 해당 셀 내의 UE들과 5G 기지국 사이에서의 메시지의 교환이 도시된다. 전술한 바와 같이, 각각의 가능한 빔 시퀀스 또는 가능한 빔 시퀀스들의 부분집합의 각각에 대한 도 5의 탐색 단계(502) 동안, 5G 기지국은 빔 발견 단계(500)에서 식별되는 빔(즉, 빔 방향)들을 사용하여 각각의 UE(도 6에 세 개가 도시된다)에 차례로 프로브 신호(600)들을 전송한다. 해당 UE에 구체적으로 어드레스될 수 있는, 프로브 신호를 수신하는 각각의 UE는 RSRQ 또는 BER 측정과 같은 링크 품질(602)의 측정을 다시 한다. 도 6은 빔 시퀀스가 해당 순서로 UE1, UE2 및 UE3에 프로브 신호들(600)을 전송하는 빔들에 대한 것인 제1 구성(C_j)의 일 예를 도시한다. 나중에, 실행 단계(506) 동안, 5G 기지국은 선택된 최적의 구성(C_opt)을 사용하여 각각의 UE에 사용자 데이터를 전송한다. 도 6에서, 최적 구성이 해당 순서로 UE1, UE3 및 UE2에 사용자 데이터(604)를 전송하는 단계를 포함하는 일 예가 도시된다.

도 7은 전술한 본 발명의 예들에 따라서 동작하도록 배치되는 5G 기지국(700)의 구조의 개략도를 제공한다. 5G 기지국은 UE들에 사용자 데이터(604) 및 프로브 신호(600)들을 전송하기 위해 배치되는 송신기(702); UE들로부터 링크 품질 피드백(604)을 수신하기 위해 배치되는 수신기(704); 및 송신기 및 수신기를 제어하고 도 5의 방법에 따르는 것과 같은 처리를 수행하기 위해 배치되는 제어기(706)를 포함한다.

도 8은 전술한 본 발명의 예들에 따라서 동작하도록 배치되는 UE(800)의 구조의 개략도를 제공한다. UE는 5G 기지국에 링크 품질 피드백(604)을 전송하기 위해 배치되는 송신기(802); 5G 기지국으로부터 사용자 데이터(604) 및 프로브 신호(600)들을 수신하기 위해 배치되는 수신기(804); 및 송신기 및 수신기를 제어하고 처리를 수행하기 위해 배치되는 제어기(806)를 포함한다.

도 7 및 도 8에는 송신기, 수신기 및 제어기가 별도의 요소들로서 도시되지만, 등가의 기능을 제공하는 하나의 요소 또는 복수의 요소들이 전술한 본 발명의 예들을 구현하기 위해 사용될 수 있다.

유리하게, 본 발명은 다른 운영자들과의 협력을 요구하지 않고 허가되지 않은 60 GHz 대역에서 운영하는 5G 기지국에서의 빔 시퀀스 선택을 허용한다. 이것은 60 GHz 대역에서 운영하는 임의의 무선 액세스 기술의 공통 빔 포밍 기능을 이용함으로써 달성되고, 따라서 (다른 주파수들에서 등) 모든 적합한 빔 포밍 무선 액세스 기술에 동일하게 적용될 수 있다. 이와 같이, 그것은 다중 표준 및 다중 운영자 시나리오에서 작업한다. 본 발명의 실시예들은 아래에 제시되는 모델링에 의해 증명되는 바와 같이, 운영자들 간의 전체 협력을 가정하여 달성될 수 있는 이론적인 최대 스펙트럼 효율에 접근하는 높은 스펙트럼 효율을 달성할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은, 지향성 전송 시나리오들에 내재하는 난청인 LBK(listen before talk) 방법의 "난청" 문제를 겪지 않는다.

MATLAB®(www.mathworks.com에서, 미국, 매사추세츠주, 나티크의 MathWorks®로부터 이용 가능)을 사용하여 생성된 본 발명의 모델을 사용하는 모델링이 이제 제시된다. 모델에서, 두 개의 60 GHz 대역의 5G 기지국들은 각각 그들의 서비스 영역 내에서 다수의 UE를 서빙한다. 각각의 UE에 대해, 해당 UE를 서빙하는 최적의 빔을 형성하기 위해 아날로그 빔 포밍이 사용된다. 각각의 기지국은 16개의 안테나 요소를 갖는다. 시뮬레이션에서 사용되는 추가 매개변수들이 아래 표 2에 주어진다.

기지국들의 집합, 해당 UE들, 및 각각의 UE들과 관련된 빔들이 주어지면, 모든 가능한 스케줄링 구성들에 대한 잠재적인 간섭 레벨들이 계산되었고, 전체 시스템 스펙트럼 효율을 극대화시킨 각각의 기지국에 대한 최적의 빔 스케줄링 시퀀스를 결정하기 위해 철저한 집중된 검색이 수행되었다. 몇 개의 기지국으로는 철저한 검색이 가능하지만 기지국의 개수가 적지 않은 경우에는 계산할 엄두를 못 내기 때문에, 운영자들 사이에서의 전체 협력이 보장될 수 있을 지라도, 일반적으로 시스템은 구현하기 불가능하거나 어려울 것임을 알 수 있을 것이다. 이러한 철저한 검색으로부터, 전체 시스템 스펙트럼 효율을 최소화하는 빔 스케줄링 시퀀스가 또한 결정되었다.

이후, 결과들은, 각각의 기지국이 다른 기지국과의 시그널링 교환 없이 그의 빔 스케줄링 시퀀스를 자율적으로 적응시키는, 본 발명의 실시예들에 따라서 빔 스케줄링 방법들의 성능을 벤치마킹하기 위해 사용되었다. 각각의 기지국과 관련된 UE들의 위치는 랜덤으로 선택되었다. 통계적으로 신뢰할 수 있는 결과들을 획득하기 위해, 각각의 시나리오에 대한 (명목 척도에 따른) 시스템 스펙트럼 효율의 누적 분산 함수(CDF)가 획득되는 몬테카를로 실행이 수행되었다.

도 9 및 도 10은 기지국들 사이에서 각각 400 m 및 300 m의 상이한 지점 간 거리에 대해 획득한, 그들 각각의 셀 가장자리에서 다섯 개의 UE를 각각 서빙하는, 두 개의 60 GHz 5G 기지국의 경우에 대한 결과들이다. 굵은 블랙 라인은 (가장 최적인 빔 스케줄링에 대응하는) 철저한 검색 결과로부터 획득한 최대 시스템 스펙트럼 효율에 대응하고, 가는 블랙 라인은 시스템 스펙트럼 효율을 최소화하는 최악의 가능한 빔 스케줄링에 대응한다. (별표로 표시된) 그리디 또는 (원으로 표시된) 비-그리디 학습 단계를 사용하여, 제안된 방법의 두 가지 구현들을 사용하여 획득한 결과들이 또한 도시된다.

본 발명의 실시 예는 이러한 스펙트럼적으로 효율적인 공존은 복수의 운영자들 간의 조정 또는 협력에 달려 있지 않고, 이들 운영자들에 의해 사용되는 무선 액세스 기술에 상관없이 효과적이다.

두 가지 분산 스케줄링 방법의 구현은, 다소 더 나은 성능을 보여주는 그리디 알고리즘을 사용하여, 철저한 검색으로부터 획득되는 이론적 최대치에 가깝게 수행한다는 것을 알 수 있다. 전술한 바와 같이, 특정 구현 시나리오들에서, 비-그리디 학습 단계는 빔 시퀀스 변화의 빈도를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다.

본 명세서의 설명 및 청구 범위 전반에 걸쳐서, 용어 "포함하다(comprise)"와 "포함하다(contain)" 및 이들의 변형은 "포함하지만 이에 국한되지 않는"을 의미하고, 이들은 다른 구성 요소, 정수 또는 단계들을 제외하도록 (및 제외하지 않도록) 의도되지 않는다. 본 명세서의 설명 및 청구 범위 전반에 걸쳐서, 단수형은 문맥이 달리 요구하지 않는 한 복수형을 포함한다. 특히, 부정 관사가 사용되는 경우, 문맥이 달리 요구하지 않는 한, 명세서는 단수뿐만 아니라 복수를 고려하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 특정 양태, 실시예 또는 예시와 관련하여 기술되는 특징, 정수 또는 특성들은 그것과 양립할 수 없는 것이 아닌 한, 본 명세서에 기술된 다른 양태, 실시예 또는 예시들에 적용 가능한 것으로 이해되어야 한다. (첨부된 청구 범위, 요약 및 도면들을 포함하여) 본 명세서에 개시된 모든 특징 및/또는 그렇게 개시된 방법 또는 프로세스의 모든 단계들은 이러한 특징 및/또는 단계들의 적어도 일부가 상호 배타적인 조합을 제외하고, 모든 조합으로 조합될 수 있다. 본 발명은 전술한 실시예들의 세부 사항들에 한정되지 않는다. 본 발명은 (첨부된 청구 범위, 요약 및 도면들을 포함하여) 본 명세서에 개시되는 특징들 중 임의의 새로운 하나 또는 임의의 새로운 조합, 또는 그렇게 개시되는 방법 또는 프로세스의 단계들 중 임의의 새로운 하나 또는 임의의 새로운 조합으로 확장된다.

독자는 본 출원과 관련되어 본 명세서 이전에 또는 본 명세서와 동시에 제출되고, 본 명세서와 함께 공람되는 모든 논문 및 문서들에 관심이 있고, 모든 이러한 논문 및 문서들의 콘텐트들은 본원에 참고로 인용된다.

본 발명의 다양한 실시예들은, 실행될 때 다른 전술된 실시예들에 따라서 컴퓨터가 동작하도록 야기하기 위해, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 저장된 컴퓨터 실행 가능한 명령들을 통해 또한 구현될 수 있다.

상기 실시예들은 본 발명의 예시적인 예로서 이해되어야 한다. 본 발명의 추가 실시예들이 예상된다. 어느 하나의 실시예에 관하여 기술되는 임의의 특징은 단독으로, 또는 기술되는 다른 특징들과 조합으로 사용될 수 있고, 임의의 다른 실시예들의 임의의 조합, 또는 임의의 다른 실시예들의 하나 이상의 특징들과의 조합으로 또한 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 위에 기술되지 않은 등가물 및 수정예들이 첨부된 청구 범위에서 정의되는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 또한 사용될 수 있다.

Claims

지향성 빔들을 사용하여 기지국이 휴대 단말들과 통신하는 무선 통신 네트워크에서 상기 기지국의 동작 방법에 있어서,
복수의 휴대 단말들과 통신하기 위한 빔들의 집합을 결정하는 단계;
각각의 빔 시퀀스가 상기 빔들의 집합 내의 빔들의 고유 순서를 포함하는 빔 시퀀스들의 집합을 결정하는 단계;
상기 빔 시퀀스들의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 따라 상기 휴대 단말들에 프로브 신호를 전송하는 단계;
프로브 신호에 응답하여 상기 휴대 단말들로부터 링크 품질의 지시자들을 수신하는 단계;
수신된 링크 품질의 지시자들을 기반으로 하여 상기 빔 시퀀스들의 집합 내에서 빔 시퀀스를 선택하는 단계; 및
상기 선택된 빔 시퀀스에 따라서 상기 휴대 단말들과 통신하는 단계를 포함하고,
상기 빔 시퀀스는 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률에 따라 선택되고,
상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률은 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 이전 빔 시퀀스에 할당된 확률 및 상기 수신된 링크 품질의 지시자들에 기반하여 계산된 상기 이전 빔 시퀀스에 대한 유틸리티 함수에 기반하여 할당되는,
방법.
제1 항에 있어서, 상기 빔들의 집합을 결정하는 단계는,
상기 복수의 휴대 단말들의 각각에 대한 빔 방향을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제2 항에 있어서, 상기 복수의 휴대 단말들은 상기 기지국이 통신할 수 있는 셀 가장자리 내측의 미리 결정된 거리 내에 위치하는 휴대 단말들을 포함하는 방법.
◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제3 항에 있어서, 상기 빔 시퀀스들의 집합은,
상기 빔들의 집합 내의 모든 가능한 고유 빔 시퀀스; 또는
모든 가능한 고유 빔 시퀀스들의 부분집합을 포함하는 방법.
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제1 항에 있어서, 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률은,
상기 이전 시퀀스에 대해 계산된 상기 유틸리티 함수가 계산된 최대 유틸리티 함수이면 상기 빔 시퀀스들의 집합 내의 시퀀스에 최대 확률이고, 상기 이전 시퀀스에 대해 계산된 상기 유틸리티 함수가 계산된 최대 유틸리티 함수가 아니면 최소 확률인 방법.
제7항에 있어서, 상기 빔 시퀀스를 선택하는 단계는,
상기 빔 시퀀스들의 집합 내의 각각의 시퀀스에 대한 누적 확률을 결정하는 단계;
최소 확률과 최대 확률 사이의 숫자를 랜덤으로 선택하는 단계; 및
상기 랜덤으로 선택된 숫자가 상기 빔 시퀀스들의 집합 내의 상기 이전 빔 시퀀스에 대한 누적 확률을 초과하고, 해당 빔 시퀀스에 대한 상기 누적 확률보다는 작은 빔 시퀀스를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
제8 항에 있어서, 미리 결정된 이벤트가 발생하는 경우 프로브 신호들을 전송하는 단계를 더 포함하고,
상기 미리 결정된 이벤트는,
타이머의 만료; 또는
이동국들과 통신할 때 임계값보다 큰 검출된 상기 링크 품질의 변화를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 선택된 빔 시퀀스에 따라서 상기 휴대 단말들과 통신할 때 링크 품질의 추가 지시자들을 수신하는 단계; 및
상기 수신된 링크 품질의 추가 지시자들을 기반으로 하여 상기 링크 품질의 변화를 검출하는 단계를 더 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 복수의 휴대 단말들의 구성 변화를 검출함에 응답하여 상기 빔들의 집합이 결정되는 방법.
지향성 빔을 사용하여 기지국이 휴대 단말과 통신하는 무선 통신 네트워크에서 휴대 단말의 동작 방법에 있어서,
상기 기지국에 의해 적용되는 두 개 이상의 빔 시퀀스에 따라 상기 기지국으로부터 프로브 신호들을 수신하는 단계;
상기 수신된 프로브 신호에 대하여 상기 기지국에 링크 품질의 지사자들을 전송하는 단계; 및
상기 전송된 링크 품질의 지사자들을 기반으로 하여 상기 기지국에 의해 확립된 빔 시퀀스에 따라서 상기 기지국과 통신하는 단계를 포함하고,
상기 빔 시퀀스는 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률에 따라 선택되고,
상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률은 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 이전 빔 시퀀스에 할당된 확률 및 상기 전송된 링크 품질의 지시자들에 기반하여 계산된 상기 이전 빔 시퀀스에 대한 유틸리티 함수에 기반하여 할당되는 방법.
제12 항에 있어서, 상기 기지국과 통신하는 단계는, 상기 휴대 단말에 전송되는 데이터의 수신 시 상기 기지국에 상기 링크 품질의 추가 지시자를 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제13 항에 있어서, 상기 기지국과 상기 휴대 단말 간의 통신은, 허가되지 않은 주파수 대역 내의 상기 지향성 빔들을 기반으로 하는 방법.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제14 항에 있어서, 상기 허가되지 않은 주파수 대역은 60 GHz 대역을 포함하는 방법.
지향성 빔들을 사용하여 기지국이 휴대 단말들과 통신하는 무선 통신 네트워크에서 상기 기지국의 장치에 있어서,
복수의 휴대 단말들과 통신하기 위한 빔들의 집합을 결정하고, 각각의 빔 시퀀스가 상기 빔들의 집합 내의 빔들의 고유 순서를 포함하는 빔 시퀀스들의 집합을 결정하는 제어부;
상기 빔 시퀀스들의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 따라 상기 휴대 단말들에 프로브 신호를 전송하는 전송부; 및
상기 프로브 신호에 응답하여 상기 휴대 단말들로부터 링크 품질의 지시자들을 수신하는 수신부를 포함하고,
상기 제어부는, 수신된 링크 품질의 지시자들을 기반으로 하여 상기 빔 시퀀스들의 집합 내에서 빔 시퀀스를 선택하고, 상기 선택된 빔 시퀀스에 따라서 상기 휴대 단말들과 통신하도록 구성되고,
상기 빔 시퀀스는 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률에 따라 선택되고,
상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률은 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 이전 빔 시퀀스에 할당된 확률 및 상기 수신된 링크 품질의 지시자들에 기반하여 계산된 상기 이전 빔 시퀀스에 대한 유틸리티 함수에 기반하여 할당되는 장치.
제16 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 빔들의 집합을 결정할 경우,
복수의 휴대 단말들의 각각에 대한 빔 방향을 결정하도록 구성되는 장치.
제17항에 있어서, 상기 복수의 휴대 단말들은 상기 기지국이 통신할 수 있는 셀 가장자리 내측의 미리 결정된 거리 내에 위치하는 휴대 단말들을 포함하는 장치.
◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제18항에 있어서, 상기 빔 시퀀스들의 집합은,
상기 빔들의 집합 내의 모든 가능한 고유 빔 시퀀스; 또는
모든 가능한 고유 빔 시퀀스들의 부분집합을 포함하는 장치.
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제16항에 있어서, 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률은,
상기 이전 시퀀스에 대해 계산된 상기 유틸리티 함수가 계산된 최대 유틸리티 함수이면 상기 빔 시퀀스들의 집합 내의 시퀀스에 최대 확률이고, 상기 이전 시퀀스에 대해 계산된 상기 유틸리티 함수가 계산된 최대 유틸리티 함수가 아니면 최소 확률인 장치.
제22항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 빔 시퀀스를 선택하는 경우,
상기 빔 시퀀스들의 집합 내의 각각의 시퀀스에 대한 누적 확률을 결정하고, 최소 확률과 최대 확률 사이의 숫자를 랜덤으로 선택하고, 및 상기 랜덤으로 선택된 숫자가 상기 빔 시퀀스들의 집합 내의 상기 이전 빔 시퀀스에 대한 누적 확률을 초과하고, 해당 빔 시퀀스에 대한 상기 누적 확률보다는 작은 빔 시퀀스를 선택하도록 구성되는 장치.
제23항에 있어서, 상기 제어부는 미리 결정된 이벤트가 발생하는 경우 프로브 신호들을 전송하도록 더 구성되고,
상기 미리 결정된 이벤트는,
타이머의 만료; 또는
이동국들과 통신할 때 임계값보다 큰 검출된 상기 링크 품질의 변화를 포함하는 장치.
제24항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 선택된 빔 시퀀스에 따라서 상기 휴대 단말들과 통신할 때 상기 링크 품질의 추가 지시자들을 수신하고, 및 상기 수신된 링크 품질의 추가 지시자들을 기반으로 하여 상기 링크 품질의 변화를 검출하도록 더 구성되는 장치.
제25항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 휴대 단말들의 구성 변화를 검출함에 응답하여 상기 빔들의 집합이 결정되도록 구성되는 장치.
지향성 빔을 사용하여 기지국이 휴대 단말과 통신하는 무선 통신 네트워크에서 휴대 단말의 장치에 있어서,
상기 기지국에 의해 적용되는 두 개 이상의 빔 시퀀스에 따라 상기 기지국으로부터 프로브 신호들을 수신하는 수신부;
상기 수신된 프로브 신호에 대하여 상기 기지국에 링크 품질의 지사자들을 전송하는 전송부; 및
상기 전송된 링크 품질의 지사자들을 기반으로 하여 상기 기지국에 의해 확립된 빔 시퀀스에 따라서 상기 기지국과 통신하는 제어부를 포함하고,
상기 빔 시퀀스는 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률에 따라 선택되고,
상기 빔 시퀀스의 집합 내의 각각의 빔 시퀀스에 할당된 확률은 상기 빔 시퀀스의 집합 내의 이전 빔 시퀀스에 할당된 확률 및 상기 전송된 링크 품질의 지시자들에 기반하여 계산된 상기 이전 빔 시퀀스에 대한 유틸리티 함수에 기반하여 할당되는 장치.
제27 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기지국과 통신하는 경우, 상기 휴대 단말에 전송되는 데이터의 수신 시 상기 기지국에 상기 링크 품질의 추가 지시자를 전송하도록 더 구성되는 장치.
◈청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제28 항에 있어서, 상기 기지국과 상기 휴대 단말 간의 통신은, 허가되지 않은 주파수 대역 내의 상기 지향성 빔들을 기반으로 하는 장치.
◈청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제29 항에 있어서, 상기 허가되지 않은 주파수 대역은 60 GHz 대역을 포함하는 장치.