KR102602370B1 - 무선 통신 시스템에서 안테나들을 제어하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 3G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 상기 단말에 구비된 안테나들에 관련된 상태를 검출하는 과정과, 상기 안테나들에 관련된 상태에 따라 제1 안테나를 활성화하는 과정과, 상기 안테나들에 관련된 상태에 따라 제2 안테나를 불활성화하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 안테나들을 제어하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ANTENNAS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 안테나들을 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 3G 네트워크 이후(Beyond 3G 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.
단말은 안테나 어레이를 이용하여 빔포밍을 수행할 수 있다. 이때, 보다 효율적인 빔포밍을 위해, 단말은 다수의 안테나 어레이들을 구비할 수 있다. 이 경우, 다수의 안테나 어레이들을 효과적으로 운용하기 위한 방안이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 안테나들을 효과적으로 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 안테나들을 선택적으로 활성화하기(activate) 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 다수의 안테나들에 의한 전력 소모량을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 센서 데이터를 이용하여 적절한 안테나 서브셋(subset)을 선택하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 빔들에 대한 측정 결과에 따라 적절한 안테나 서브셋을 선택하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 상기 단말에 구비된 안테나들에 관련된 상태를 검출하는 과정과, 상기 안테나들에 관련된 상태에 따라 제1 안테나를 활성화하는 과정과, 상기 안테나들에 관련된 상태에 따라 제2 안테나를 불활성화하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 안테나들과, 상기 안테나들과 연결된 송수신부와, 상기 송수신부와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 안테나들에 관련된 상태를 검출하고, 상기 안테나들에 관련된 상태에 따라 제1 안테나를 활성화하고, 상기 안테나들에 관련된 상태에 따라 제2 안테나를 불활성화할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 안테나들에 관련된 상태에 따라 안테나들을 선택적으로 활성화함으로써, 불필요한 전력 소비를 감소시키고, 통신 효율을 증대시킬 수 있다.
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 2은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 3a 내지 3c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍에 의한 신호의 방사 패턴들의 예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다수의 안테나들의 설치 예를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 파지(grip) 상태에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 센서를 구비한 단말의 구성을 도시한다.
도 9a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 파지 위치에 따라 활성화되는 안테나들의 예를 도시한다.
도 9b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 파지 위치에 따른 안테나들의 제어 시 처리량(throughput) 변화의 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나들의 상대적 위치에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 상대적 위치에 따라 활성화되는 안테나들의 예를 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 환경의 예를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 신호의 수신 방향에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 신호의 수신 방향에 따라 활성화되는 안테나들의 예를 도시한다.
도 15a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 15b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 다른 흐름도를 도시한다.
도 15c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 또 다른 흐름도를 도시한다.
도 16a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 신호의 수신 각도 추정에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 16b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 신호의 수신 각도 추정에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 다른 흐름도를 도시한다.
도 17a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔의 각도에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 17b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔의 각도에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 다른 흐름도를 도시한다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 안테나들의 다른 배치를 도시한다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 20은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기본(default) 안테나를 이용하여 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 21a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 스위칭이 수행되는 시점의 예를 도시한다.
도 21b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 스위칭의 시점에 따른 처리량 변화의 예를 도시한다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 스위칭의 허용 시점을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 23은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 그립 센서를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 24는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 센서 데이터를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 25는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔 관련 정보를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 26은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 스위칭 기능의 존부에 따라 파지 상태를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 27은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 2가지 센서 데이터를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
도 28은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 2가지 센서 데이터 및 빔포밍 관련 데이터를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 안테나들을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 다수의 안테나 어레이들 중 적어도 일부를 선택적으로 활성화하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 장치의 상태를 지칭하는 용어, 센서의 종류를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격에서 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, 단말 130을 예시한다. 도 1은 하나의 기지국만을 도시하나, 기지국 110과 동일 또는 유사한 다른 기지국이 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)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 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. 서빙 빔들 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.
제1 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널의 광범위한(large-scale) 특성들이 제2 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널로부터 추정될(inferred) 수 있다면, 제1 안테나 포트 및 제2 안테나 포트는 QCL 관계에 있다고 평가될 수 있다. 예를 들어, 광범위한 특성들은 지연 스프레드(delay spread), 도플러 스프레드(doppler spread), 도플러 쉬프트(doppler shift), 평균 이득(average gain), 평균 지연(average delay), 공간적 수신 파라미터(spatial receiver parameter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 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 2을 참고하면, 단말은 통신부 310, 저장부 320, 제어부 330를 포함한다.
통신부 310은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 310은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 310은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 310은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 310은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부 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, 통신부 310은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 통신부 310은 서로 다른 위치에 설치된 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 여기서, 안테나들 각각은 다수의 안테나 요소(element)들을 포함하는 어레이 안테나일 수 있다. 그리고, 통신부 310은 각 안테나에 연결된 다수의 RF 체인들을 이용하여 빔포밍을 수행할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부 310은 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.
통신부 310은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 310의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 310에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부 320은 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 320은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 320은 제어부 330의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 330은 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 330은 통신부 310를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 330은 저장부 320에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 330은 통신 규격에서 요구하는 프로토톨 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 330은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부 310의 일부 및 제어부 330은 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 330은 다수의 안테나들을 선택적으로 활성화하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부 330은 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 3a 내지 3c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 3a 내지 3c는 도 2의 통신부 210의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 3a 내지 3c는 도 2의 통신부 210의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성요소들을 예시한다.
도 3a를 참고하면, 통신부 210은 부호화 및 변조부 302, 디지털 빔포밍부 304, 다수의 송신 경로들 306-1 내지 306-N, 아날로그 빔포밍부 308를 포함한다.
부호화 및 변조부 302는 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 302는 성상도 맵핑(contellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.
디지털 빔포밍부 304는 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 304는 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 304는 다수의 송신 경로들 306-1 내지 306-N로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들 306-1 내지 306-N로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.
다수의 송신 경로들 306-1 내지 306-N은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들 306-1 내지 306-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 306-1 내지 306-N은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림(stream)들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들 306-1 내지 306-N의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.
아날로그 빔포밍부 308는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 304는 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다. 구체적으로, 다수의 송신 경로들 306-1 내지 306-N 및 안테나들 간 연결 구조에 따라, 아날로그 빔포밍부 308는 도 3b 또는 도 3c와 같이 구성될 수 있다.
도 3b를 참고하면, 아날로그 빔포밍부 308로 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 312-1-1 내지 312-1-M에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들 314-1-1 내지 314-1-M에 의해 증폭된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 3c를 참고하면, 아날로그 빔포밍부 308로 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 312-1-1 내지 312-1-M에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들 314-1-1 내지 314-1-M에 의해 증폭된다. 그리고, 하나의 안테나 어레이를 통해 송신되도록, 증폭된 신호들은 안테나 요소를 기준으로 합산부들 316-1-1 내지 316-1-M에 의해 합산된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 3b는 송신 경로 별 독립적 안테나 어레이가 사용되는 예를, 도 3c 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.
도 3a 내지 3c를 참고하여 설명된 구조는, 하나의 안테나 어레이에 대한 구성으로 이해될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 단말(예: 단말 120)은 다수의 안테나 어레이들을 구비할 수 있다. 이 경우, 도 3a 내지 3c에 도시된 구성요소들 중 적어도 하나는 다수의 안테나 어레이들의 개수만큼 존재할 수 있다. 예를 들어, N개의 안테나 어레이들이 구비된 경우, N개의 아날로그 빔포밍부들이 형성될 수 있다.
도 3a 내지 3c를 참고하여 설명된 구조를 이용하여, 단말은 빔포밍을 수행할 수 있다. 빔포밍에 의해, 송신 신호는 특정 방향에서 높은 이득을 가진다. 빔포밍에 따른 방향성의 변화의 예가 도 4를 참고하여 설명된다. 도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍에 의한 신호의 방사 패턴들의 예를 도시한다. 도 4를 참고하면, 패턴 410은 빔포밍을 수행하지 아니한 경우, 즉, 무지향성(omni-directional) 빔의 방사 패턴을 예시하고, 패턴 420은 빔포밍을 수행한 경우, 즉, 지향성(directional) 빔의 방사 패턴을 예시한다. 패턴 410을 참고하면, 빔포밍을 수행하지 아니하는 경우, 모든 방향으로 비교적 일정한 이득이 나타난다. 패턴 420을 참고하면, 빔포밍을 수행하는 경우, 특정 방향에 대하여 상대적으로 큰 이득이 나타나지만, 다른 방향에 대한 이득이 감소함이 확인된다.
도 4와 같이, 빔포밍을 수행하는 경우, 신호는 특정 방향에 대하여 높은 이득을 가진다. 이러한 빔포밍의 특징은 경로 손실을 극복할 수 있는 하나의 대안으로서 활용될 수 있다. 빔포밍을 수행하기 위해서, 일반적으로 안테나 어레이가 사용된다. 따라서, 단말의 특정 위치에 적어도 하나의 안테나 어레이가 설치된다. 예를 들어, 안테나 어레이는 패치(patch) 안테나로 구현될 수 있다.
이때, 단말은 안테나 외 다른 구성요소(예: 기판, 디스플레이, 하우징 등)를 포함하고 있으며, 이에 따라, 안테나의 적어도 어느 하나의 면 또는 방향은 다른 구성요소에 의해 차폐될(blocked) 수 있다. 따라서, 안테나를 통해 신호를 송신함에 있어서, 기구 및 회로기판의 방향에 따라 특정 방향으로의 방사가 제한될 수 있다. 이로 인해, 하나의 안테나가 효과적으로 신호를 송/수신할 수 있는 방향의 범위가 제한될 수 있다. 또한, 사용자의 파지(grip), 단말의 회전(rotation), 움직임(movement)에 의해서, 신호 송/수신에 적절한 안테나가 달라질 수 있다. 그러므로, 넓은 신호의 송/수신 범위를 확보하기 위해, 둘 이상의 위치들에 다수의 안테나들을 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 안테나들은 이하 도 5와 같이 설치될 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다수의 안테나들의 설치 예를 도시한다. 도 5를 참고하면, 단말 120은 4개의 안테나들 512, 522, 532, 542를 포함한다. 4개의 안테나들 512, 522, 532, 542 각각은 다수의 안테나 요소들을 포함할 수 있다. 제1 안테나 512는 단말의 좌상단 모서리 510의 부근에, 제2 안테나 522는 단말의 좌하단 모서리 520의 부근에, 제3 안테나 532는 단말의 우하단 모서리 530의 부근에, 제4 안테나 542는 단말의 우상단 모서리 540의 부근에 위치한다.
안테나들 512, 522, 532, 542 각각을 통해 신호를 송신함에 있어서, 기구 및 회로기판의 방향에 따라 특정 방향으로의 방사가 제한될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 512의 경우, 단말 120의 상단 방향 및 좌측 방향은 비교적 개방되어 있으나, 하단 방향 및 우측 방향은 기판 등의 다른 구성요소에 의해 비교적 차폐되어 있다. 따라서, 다른 안테나들(예: 제2 안테나 522, 제3 안테나 532, 제4 안테나 542)이 제1 안테나 512에 의해 커버(cover)되지 못하는 방향으로의 신호 송/수신을 보충하기 위해 사용될 수 있다.
도 5를 참고하여 설명한 바와 같이, 단말 120은 4개의 안테나들을 포함할 수 있다. 그러나, 도 5는 일 예로서, 도 5의 구조가 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 예를 들어, 단말 120은 3개 이하 또는 5개 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 안테나들 중 일부는 단일 안테나 요소로 구성될 수 있고, 4개의 모서리가 아닌 다른 위치에 적어도 하나의 안테나가 설치될 수 있다.
도 5와 같이, 단말에 다수의 안테나들이 설치될 수 있다. 이때, 설치된 모든 안테나들을 활성화하는 경우, 전력 소비량이 매우 클 수 있다. 여기서, 활성화는 해당 안테나를 통해 신호를 송신/수신 가능한 상태에 두는 것으로서, 안테나에 연결된 적어도 하나의 신호를 처리하는 구성요소(예: 증폭기 등)를 정상 동작 가능한 상태로 천이시키는 것을 의미한다. 따라서, 전력 소비량 감소를 위해, 일부 안테나만 활성화, 다시 말해, 나머지 안테나를 불활성화하는 방안이 고려될 수 있다. 여기서, 불활성화는 해당 안테나를 통해 신호를 송/수신 가능하지 아니한 상태로 두는 것으로서, 안테나에 연결된 적어도 하나의 신호를 처리하는 구성요소(예: 증폭기 등)를 정상 동작 가능하지 아니한 상태(예: 오프, 전원 차단, 저전력 상태, 준비(stand-by) 상태, 슬립(sleep) 상태 등)로 천이시키는 것을 의미한다. 이에 따라, 이하 본 개시는 안테나들을 선택적으로 활성화하기 위한 다양한 실시 예들을 제안한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 6은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 6을 참고하면, 601 단계에서, 단말은 안테나들에 관련된 상태를 검출한다. 여기서, 안테나들에 관련된 상태는 구체적인 실시 예들에 따라 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 안테나들에 관련된 상태는 현재 활성화된 안테나를 통해 송/수신되는 신호, 단말에 구비된 센서 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
603 단계에서, 단말은 안테나들에 관련된 상태에 따라 제1 안테나를 활성화한다. 즉, 단말은 현재 활성화된 안테나를 대체하여 또는 추가적으로, 제1 안테나를 활성화할 수 있다. 이에 따라, 제1 안테나 또는 제1 안테나를 포함하는 다수의 안테나들이 활성화될 수 있다.
605 단계에서, 단말은 안테나들에 관련된 상태에 따라 제2 안테나를 불활성화한다. 즉, 단말은 현재 불활성화된 안테나를 대체하여 또는 추가적으로, 제2 안테나를 활성화할 수 있다. 이에 따라, 제2 안테나 또는 제2 안테나를 포함하는 다수의 안테나들이 불활성화될 수 있다.
도 6을 참고하여 설명한 바와 같이, 안테나들에 관련된 상태에 따라 안테나들의 동작 상태(예: 활성화, 불활성화)가 제어될 수 있다. 이에 따라, 활성화된 안테나 및 불활성화된 안테나가 변경될 수 있으며, 이러한 동작은 이하 '안테나 스위칭(antenna switching)'이라 지칭될 수 있다. 여기서, 안테나들에 관련된 상태는 다양하게 정의될 수 있으며, 일 실시 예에 따라, 각 안테나가 설치된 위치가 사용자에 의해 파지(grip)되었는지 여부를 포함할 수 있다. 파지 여부에 따른 실시 예가 이하 도 7 내지 도 9b를 참고하여 설명된다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 파지(grip) 상태에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 7은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 7을 참고하면, 701 단계에서, 단말은 안테나들 각각의 파지 상태가 변경되는지 판단한다. 여기서, 파지 상태는 안테나가 설치된 위치가 다른 물체(예: 사용자의 손)에 의해 차단되었는지 여부를 의미한다. 사용자에 의한 단말의 사용에 따라, 파지 상태는 변경될 수 있고, 단말은 센서를 통해 파지 상태의 변경을 검출할 수 있다.
파지 상태가 변경되면, 703 단계에서, 단말은 개방된 안테나들 중 적어도 하나의 안테나를 활성화한다. 즉, 단말은 다른 물체에 의해 차단되지 아니한 적어도 하나의 안테나를 활성화한다. 예를 들어, 단말은 센서 데이터에 기반하여 통신을 위해 사용할 적어도 하나의 안테나를 선택하고, 선택된 적어도 하나의 안테나를 활성화한다.
705 단계에서, 단말은 파지된 안테나들 중 적어도 하나의 안테나를 활성화한다. 즉, 단말은 다른 물체에 의해 차단된 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다. 예를 들어, 단말은 센서 데이터에 기반하여 통신을 위해 사용하지 아니할 적어도 하나의 안테나를 선택하고, 선택된 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다.
도 7과 같이 파지 상태에 따라 안테나들이 제어될 수 있다. 이를 위해, 단말은 파지 상태를 검출하기 위한 센서를 구비할 수 있다. 센서를 구비한 단말의 일 예가 도 8을 참고하여 설명된다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 센서를 구비한 단말의 구성을 도시한다. 도 8에 예시된 구성은 단말 120의 구성으로서 이해될 수 있다. 도 8을 참고하면, 단말은 RFB(RF-B) 814, 다수의 RFA(RF-A)들 816-1 내지 816-4, CP 832, AP(application processor) 834, 다수의 센서들 842-1 내지 842-4를 포함한다.
RFB 814는 RF 신호를 처리한다. RFB 814는 모든 안테나들을 통해 송/수신되는 신호들에 대한 공통적인 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, RFB 814는 이득 제어, 중간 주파수(intermediate frequency) 신호의 처리, 주파수 상향 변환, 주파수 하향 변환 등의 기능을 수행할 수 있다. 단, 각 안테나에 대한 신호는 논리적 또는 물리적으로 구분되어 처리될 수 있다. 이를 위해, RFB 814는 다수의 채널들(예: 채널1, 채널2)로, 나아가 서브채널들(예: 채널1-1, 채널1-2, 채널2-1, 채널 2-2)로 분류된 논리적 또는 물리적 구조를 가질 수 있다.
다수의 RFA들 816-1 내지 816-4는 RF 신호를 처리한다. 다수의 RFA들 816-1 내지 816-4 각각은 대응하는 안테나를 통해 송/수신되는 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 RFA 816-1은 제1 안테나를 통해 송/수신되는 신호를 처리할 수 있다. 이에 따라, 다수의 RFA들 816-1 내지 816-4 각각은 대응하는 안테나들에 근접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 다수의 RFA들 816-1 내지 816-4는 위상 천이(phase shifting), 증폭, 스위칭, 다중화(multiplexing) 등의 기능 등을 수행할 수 있다.
CP 832는 통신에 관련된 기능들을 수행 및 제어하는 프로세서이다. CP 832는 기저대역 신호를 처리하고, RFB 814 및 다수의 RFA들 816-1 내지 816-4의 동작을 제어할 수 있다. AP 834는 단말의 통신 외 다양한 기능들을 수행 및 제어하는 프로세서이다. 예를 들어, AP 834는 단말의 센싱 동작을 제어하고, 센서 데이터를 처리할 수 있다. 예를 들어, AP 834는 다수의 센서들 842-1 내지 842-4로부터 제공되는 센서 데이터에 기반하여, 안테나들에 관련된 상태를 판단할 수 있다.
다수의 센서들 842-1 내지 842-4는 파지 상태를 판단하기 위한 센서 데이터를 생성한다. 예를 들어, 다수의 센서들 842-1 내지 842-4는 그립(grip) 센서, 근접 센서, 열 센서 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 842-1은 커패시터를 포함할 수 있으며, 파지에 따른 커패시터의 충전/방전 현상에 기반하여 센서 데이터를 생성할 수 있다.
도 8을 참고하여 설명한 구조에서, RF 신호에 대한 처리의 일부는 RFB 814에 의해, 나머지는 다수의 RFA들 816-1 내지 816-4에 의해 수행되는 것으로 설명되었다. 그러나, 이는 일 예로서, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시 예에 따라, 모든 RF 신호에 대한 처리가 RFB 814에 의해 수행되고, 다수의 RFA들 816-1 내지 816-4가 제외될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따라, 모든 RF 신호에 대한 처리가 다수의 RFA들 816-1 내지 816-4에 의해 수행되고, RFB 814가 제외될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참고하여 설명한 실시 예에 따라, 사용자의 손이 파지된 위치에 따라 안테나들의 동작 상태(예: 활성화, 불활성화)가 제어될 수 있다. 도 5의 구조를 기반으로, 파지 위치에 따른 안테나들의 제어에 대한 구체적인 예가 이하 도 9a를 참고하여 설명된다. 도 9a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 파지 위치에 따라 활성화되는 안테나들의 예를 도시한다.
도 9a를 참고하면, 상태 910은 단말 120의 좌하단 및 우하단이 파지된 상태로서, 좌상단 510 및 우상단 940에 위치한 안테나들이 활성화된다. 상태 920은 단말 120의 좌상단 및 좌하단이 파지된 상태로서, 우하단 530 및 우상단 540에 위치한 안테나들이 활성화된다. 상태 930은 단말 120의 우상단 및 좌상단이 파지된 상태로서, 좌하단 520 및 우하단 530에 위치한 안테나들이 활성화된다. 상태 940은 단말 120의 우하단 및 우상단이 파지된 상태로서, 좌상단 510 및 좌하단 520에 위치한 안테나들이 활성화된다.
도 9a에 예시된 4가지 상태들 910, 920, 930, 940의 순차적인 변화와 이에 대응한 안테나의 제어에 따른 처리량(throughput) 변화의 예가 이하 도 9b에 도시된다. 도 9b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 파지 위치에 따른 안테나들의 제어 시 처리량 변화의 예를 도시한다. 도 9b를 참고하면, 모든 안테나들이 파지되지 아니한 개방 상태일 때, 처리량은 약 2.7×106이다. 이때, 단말의 하단이 파지됨에 따라, 단말은 상태 910을 감지하고, 좌상단 510 및 우상단 940에 위치한 안테나들을 활성화한다. 이후, 파지 위치가 좌측으로 변경되면, 활성화된 좌상단 510에 위치한 안테나가 차단되고, 이에 따라 일시적으로 저리량이 감소된다. 파지 위치의 변경을 감지한 단말은 좌상단 510에 위치한 안테나를 불활성화하고, 우하단 530에 위치한 안테나를 활성화한다. 이에 따라, 다시 처리량이 회복된다. 또한, 파지 위치가 상단으로 변경되면, 일시적으로 저리량이 감소되고, 단말은 우상단 540에 위치한 안테나를 불활성화하고, 좌하단 520에 위치한 안테나를 활성화한다. 유사하게, 파지 위치가 우측으로 변경되면, 일시적으로 저리량이 감소되고, 단말은 좌하단 530에 위치한 안테나를 불활성화하고, 좌상단 510에 위치한 안테나를 활성화한다. 이에 따라, 처리량이 회복될 수 있다.
상술한 바와 같이, 파지 상태에 기반하여 안테나들이 제어될 수 있다. 다른 실시 예들에 따라, 안테나들은 다른 센서 데이터에 따라 제어될 수 있다. 예를 들어, 안테나들은 가속도 센서 또는 자이로 센서에 의해 생성된 센서 데이터에 따라 제어될 수 있다. 가속도 센서 또는 자이로 센서를 이용한 제어는 단말의 움직임/자세 또는 안테나들의 상대적 위치 관계의 변화에 따른 제어로 이해될 수 있다. 안테나들의 상대적 위치 관계의 변화에 따라 안테나들이 제어되는 실시 예가 이하 도 10 및 도 11을 참고하여 설명된다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나들의 상대적 위치에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 10은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 10을 참고하면, 1001 단계에서, 단말은 안테나들 각각의 상대적 위치가 변경되는지 판단한다. 여기서, 상대적 위치는 해당 안테나가 다른 안테나에 비하여 놓여있는 위치(예: 좌측, 우측, 상단, 하단)를 의미한다. 안테나들 각각의 상대적 위치는 단말의 회전, 움직임 등에 따라 변경될 수 있다.
1003 단계에서, 단말은 제1 위치로 이동한 적어도 하나의 안테나를 활성화한다. 여기서, 제1 위치는 통신을 위해 활성화하는 것이 유리할 것으로 예상되는 위치로서, 미리 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 위치는 상단으로 정의될 수 있다. 즉, 다른 안테나에 비하여 상단에 위치한 적어도 하나의 안테나가 활성화될 수 있다.
1005 단계에서, 단말은 제2 위치로 이동한 적어도 하나의 안테나를 활성화한다. 여기서, 제2 위치는 통신을 위해 활성화하는 것이 불리할 것으로 예상되는 위치로서, 미리 정의될 수 있다. 예를 들어, 제2 위치는 하단으로 정의될 수 있다.
도 10을 참고하여 설명한 실시 예에서, 단말은 안테나들의 상대적 위치가 변경됨을 판단한다. 일 실시 예에 따라, 단말은 가속도 센서 또는 자이로 센서로부터 제공되는 센서 데이터에 기반하여 단말의 회전, 움직임을 판단하고, 이에 따른 각 안테나의 상대적 위치 변경을 판단할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 단말은 화면의 회전에 기반하여 각 안테나의 상대적 위치 변경을 판단할 수 있다. 일반적으로, 단말은 화면을 표시하기 위한 디스플레이를 구비하며, 사용자의 편의를 위해 화면은 단말의 회전의 반대 방향으로 회전하도록 설정된다. 즉, 화면의 화전이 곧 단말의 회전을 의미하므로, 단말은 화면의 회전에 기반하여 안테나들의 상대적 위치 변경을 판단할 수 있다. 구체적으로, 단말은 화면의 회전에 대한 설정 데이터 등에 기반하여 안테나들의 상대적 위치 변경을 판단할 수 있다.
도 10을 참고하여 설명한 실시 예에 따라, 상대적인 위치에 따라 안테나들의 동작 상태(예: 활성화, 불활성화)가 제어될 수 있다. 도 5의 구조를 기반으로, 상대적 위치에 따른 안테나들의 제어에 대한 구체적인 예가 이하 도 11을 참고하여 설명된다. 도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 상대적 위치에 따라 활성화되는 안테나들의 예를 도시한다. 도 11의 예에서, 활성화되기 위한 조건으로서의 상대적 위치는 상단으로, 불활성화되기 위한 조건으로서의 상대적 위치는 하단으로 예시된다.
도 11을 참고하면, 상태 1110은 단말 120의 좌상단 510 및 우상단 940이 상단을 향하는 상태로서, 좌상단 510 및 우상단 940에 위치한 안테나들이 활성화된다. 상태 1120은 단말 120의 우하단 530 및 우상단 540이 상단을 향하는 상태로서, 우하단 530 및 우상단 540에 위치한 안테나들이 활성화된다. 상태 1130은 단말 120의 좌하단 520 및 우하단 530이 상단을 향하는 상태로서, 좌하단 520 및 우하단 530에 위치한 안테나들이 활성화된다. 상태 1140은 단말 120의 좌상단 510 및 좌하단 520이 상단을 향하는 상태로서, 좌상단 510 및 좌하단 520에 위치한 안테나들이 활성화된다. 이에 따라, 안테나가 위치하지 아니한 부분이 파지되거나, 파지되지 아니한 상황(예: 거치대에 거치한 경우)에서도, 활성화되는 안테나가 적절히 선택될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상대적 위치에 기반하여 안테나들이 제어될 수 있다. 다른 실시 예들에 따라, 안테나들은 안테나들을 통해 송/수신되는 신호에 기반하여 제어될 수 있다. 신호에 기반하는 경우, 이하 도 12와 같은 환경에서도 적절한 안테나가 선택될 수 있다. 도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 통신 환경의 예를 도시한다.
도 12를 참고하면, 단말 120의 서빙 기지국이 기지국 110-1인 경우, 서빙 기지국은 단말 120의 상단이 향하는 방향에 위치한다. 이 경우, 상단, 즉, 좌상단 510 및 우상단 520에 위치한 안테나들을 활성화할 수 있다. 그러나, 기지국 110-1 및 단말 110 간 최단 경로는 장애물 130-2에 의해 차단되어 있고, 기지국 110-1로부터의 신호는 장애물 130-1에 의해 반사된 후, 수신된다. 이에 따라, 신호는 단말 120의 상단이 아닌 좌측의 방향에서 수신된다. 또한, 단말 120의 서빙 기지국이 기지국 110-2인 경우, 서빙 기지국은 단말 120의 상단이 아닌 좌측 방향에 위치한다. 이 경우, 신호는 단말 120의 상단이 아닌 좌측의 방향에서 수신된다. 따라서, 상단을 안테나가 활성화되기 위한 조건으로서 정의하는 것이 항상 최적인 것은 아닐 수 있다. 이에, 본 개시는 이하 도 13 내지 도 20을 참고하여 수신 신호에 기반하여 안테나들을 제어하는 실시 예들을 설명한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 신호의 수신 방향에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 13은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 13을 참고하면, 1301 단계에서, 단말은 신호의 수신 방향이 변경되는지 판단한다. 여기서, 신호의 수신 방향은 수신 빔들에 대한 측정 결과에 기반하여 결정될 수 있다.
1303 단계에서, 단말은 신호의 수신 방향에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화한다. 예를 들어, 단말은 신호의 수신 방향에 위치한 적어도 하나의 안테나를 활성화할 수 있다. 이에 따라, 현재 활성화된 안테나를 대체하여 또는 추가적으로, 적어도 하나의 안테나가 활성화될 수 있다.
1305 단계에서, 단말은 신호의 나머지 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다. 예를 들어, 단말은 신호의 수신 방향에 위치하지 아니한 적어도 하나의 안테나를 불활성화할 수 있다. 이에 따라, 현재 불활성화된 안테나를 대체하여 또는 추가적으로, 적어도 하나의 안테나가 불활성화될 수 있다.
도 13을 참고하여 설명한 실시 예에 따라, 신호의 수신 방향에 따라 안테나들의 동작 상태(예: 활성화, 불활성화)가 제어될 수 있다. 즉, 신호의 수신 방향이 판단되면, 판단된 방향에서 수신되는 신호에 대하여 보다 우수한 이득/스캔(scan) 범위를 제공할 수 있는 안테나가 활성화될 수 있다. 도 5의 구조를 기반으로, 상대적 위치에 따른 안테나들의 제어에 대한 구체적인 예가 이하 도 14를 참고하여 설명된다. 도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 신호의 수신 방향에 따라 활성화되는 안테나들의 예를 도시한다.
도 14를 참고하면, 단말 120은 좌측 방향에 위치한 기지국 110과 통신을 수행한다. 최초, 상태 1410과 같이, 단말 120은 좌상단 510 및 우상단 540에 위치한 안테나들을 활성화한다. 이때, 좌상단 510에 위치한 안테나에서 수신 빔 1412, 우상단 540에 위치한 안테나에서 수신 빔 1442를 통해 신호가 수신된다. 수신 빔 1412 및 수신 빔 1442의 방향이 좌측이므로, 상태 1420과 같이, 단말 120은 좌상단 510 및 좌하단 520에 위치한 안테나들을 활성화함으로써, 안테나 스위칭을 수행한다.
상술한 바와 같이, 신호의 수신 방향에 따라 안테나들이 제어될 수 있다. 이때, 신호의 수신 방향은 다양한 알고리즘들에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 신호의 수신 방향은 최적의(best) 빔, 수신 각도(angle of arrival, AOA)의 추정 결과, 최적의 빔의 각도, 수신 신호 세기 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, 최적의 빔은 빔들에 대한 측정 결과에 따라 단말에 의해 선택된 빔으로서, 최대의 채널 품질 또는 임계치 이상의 채널 품질을 제공하는 빔을 의미하며, 반드시 실제 사용되는 빔과 동일해야 하는 것은 아니다. 최적의 빔, 수신 각도의 추정 결과, 최적의 빔의 각도, 수신 신호 세기로부터 도출되는 다양한 조합들 중 어느 하나가 신호의 수신 방향을 결정하기 위해 적용될 수 있다. 이하, 구체적인 조합의 예가 이하 도 15a 내지 도 17b을 참고하여 설명된다. 먼저, 최적의 빔에 기반한 실시 예들이 이하 도 15a 및 도 15c를 참고하여 설명된다.
도 15a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 15a는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 15a를 참고하면, 1501 단계에서, 단말은 최적의 빔을 결정한다. 최적의 빔을 결정하기 위해, 단말은 기지국으로부터 수신되는 신호(예: 기준 신호, 동기 신호)들을 다수의 수신 빔들을 통해 반복적으로 수신하고, 수신 신호 세기를 측정할 수 있다. 그리고, 단말은 최대의 수신 신호 세기를 제공하는 수신 빔을 최적의 빔으로 결정할 수 있다. 이때, 다수의 안테나들이 활성화 상태인 경우, 안테나 당 하나의 수신 빔, 다시 말해, 다수의 수신 빔들이 최적의 빔들로서 결정될 수 있다.
1503 단계에서, 단말은 최적의 빔에 대응하는 안테나 서브셋(subset)을 활성화한다. 즉, 각 수신 빔 및 안테나 서브셋의 대응 관계에 기반하여, 단말은 최적의 빔으로서 선택된 수신 빔에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화할 수 있다. 수신 빔 및 안테나 서브셋 간 대응 관계는 미리 정의될 수 있고, 하나의 안테나 서브셋은 다수의 수신 빔들 또는 수신 빔들의 조합들에 대응할 수 있다.
도 15b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 다른 흐름도를 도시한다. 도 15b는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 15b를 참고하면, 1511 단계에서, 단말은 최적의 빔을 결정한다. 최적의 빔을 결정하기 위해, 단말은 기지국으로부터 수신되는 신호(예: 기준 신호, 동기 신호)들을 다수의 수신 빔들을 통해 반복적으로 수신하고, 수신 신호 세기를 측정할 수 있다. 그리고, 단말은 최대의 수신 신호 세기를 제공하는 수신 빔을 최적의 빔으로 결정할 수 있다. 이때, 다수의 안테나들이 활성화 상태인 경우, 안테나 당 하나의 수신 빔, 다시 말해, 다수의 수신 빔들이 최적의 빔들로서 결정될 수 있다.
1513 단계에서, 단말은 최적의 빔이 미리 정의된 빔인지 판단한다. 다시 말해, 단말은 최적의 빔이 미리 정의된 빔들 중 하나인지 판단한다. 여기서, 미리 정의된 빔들은 안테나 스위칭을 야기하는 빔들의 집합이다. 예를 들어, 미리 정의된 빔들은 단말에서 사용 가능한 모든 빔들을 포함하거나, 일부 빔들을 포함할 수 있다. 최적의 빔이 미리 정의된 빔이 아니면, 단말은 본 절차를 종료한다.
최적의 빔이 미리 정의된 빔이면, 1515 단계에서, 단말은 안테나 스위칭을 수행한다. 즉, 단말은 현재의 최적의 빔에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화하고, 나머지 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다. 이로 인해, 활성화된 안테나가 변경될 수 있다. 단, 최적의 빔이 미리 정의된 빔이라도, 1511 단계에서 결정된 최적의 빔에 대응하는 적어도 하나의 안테나가 이미 활성화되어 있는 경우, 활성화된 안테나는 변경되지 아니할 수 있다. 즉, 안테나 스위칭을 야기하는 최적의 빔은 현재 활성화된 적어도 하나의 안테나가 무엇인가에 따라 달라질 수 있다.
도 15a 및 도 15b를 참고하여 설명한 실시 예에서, 최적의 빔의 변경에 따라, 활성화되는 안테나가 변경될 수 있다. 이에 더하여, 현재 활성화된 안테나를 이용하여 수행되는 통신의 품질이 안테나 스위칭의 조건으로서 더 사용될 수 있다. 왜냐하면, 최적의 빔이 변경되더라도, 현재 통신의 품질이 일정 수준 이상이면, 안테나 스위칭이 필수가 아닐 수 있기 때문이다. 따라서, 다른 실시 예에 따라, 단말은 활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치를 초과하면, 최적의 빔의 변경에도 불구하고 현재 활성화된 안테나를 유지할 수 있다.
도 15c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 또 다른 흐름도를 도시한다. 도 15c는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 15c를 참고하면, 1521 단계에서, 단말은 최적의 빔을 결정한다. 최적의 빔을 결정하기 위해, 단말은 기지국으로부터 수신되는 신호(예: 기준 신호, 동기 신호)들을 다수의 수신 빔들을 통해 반복적으로 수신하고, 수신 신호 세기를 측정할 수 있다. 그리고, 단말은 최대의 수신 신호 세기를 제공하는 수신 빔을 최적의 빔으로 결정할 수 있다. 이때, 다수의 안테나들이 활성화 상태인 경우, 안테나 당 하나의 수신 빔, 다시 말해, 다수의 수신 빔들이 최적의 빔들로서 결정될 수 있다.
1523 단계에서, 단말은 최적의 빔이 미리 정의된 빔인지 판단한다. 다시 말해, 단말은 최적의 빔이 미리 정의된 빔들 중 하나인지 판단한다. 여기서, 미리 정의된 빔들은 안테나 스위칭을 야기하는 빔들의 집합이다. 예를 들어, 미리 정의된 빔들은 단말에서 사용 가능한 모든 빔들을 포함하거나, 일부 빔들을 포함할 수 있다. 최적의 빔이 미리 정의된 빔이 아니면, 단말은 본 절차를 종료한다.
최적의 빔이 미리 정의된 빔이면, 1525 단계에서, 단말은 활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치 이하인지 판단한다. 여기서, 임계치는 일정 수준의 품질을 제공하는 신호 세기 값으로 정의될 수 있다. 따라서, 신호 세기가 임계치를 초과하면, 현재 상황은 안테나 스위칭이 반드시 필요한 상황은 아닌 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치를 초과하면, 단말은 본 절차를 종료한다.
활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치 이하이면, 1525 단계에서, 단말은 안테나 스위칭을 수행한다. 즉, 단말은 현재의 최적의 빔에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화하고, 나머지 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다. 이로 인해, 활성화된 안테나가 변경될 수 있다. 단, 최적의 빔이 미리 정의된 빔이라도, 1521 단계에서 결정된 최적의 빔에 대응하는 적어도 하나의 안테나가 이미 활성화되어 있는 경우, 활성화된 안테나는 변경되지 아니할 수 있다. 즉, 안테나 스위칭을 야기하는 최적의 빔은 현재 활성화된 적어도 하나의 안테나가 무엇인가에 따라 달라질 수 있다.
도 16a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 신호의 수신 각도 추정에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 16a는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 16a을 참고하면, 1601 단계에서, 단말은 신호의 수신 각도를 추정한다. 여기서, 수신 각도는 기지국으로부터 수신되는 신호들의 수신 빔 별 측정 결과에 기반하여 추정될 수 있다.
1603 단계에서, 단말은 수신 각도에 대응하는 안테나 서브셋을 활성화한다. 즉, 각 수신 각도 및 안테나 서브셋의 대응 관계에 기반하여, 단말은 추정된 수신 각도에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화할 수 있다. 수신 각도 및 안테나 서브셋 간 대응 관계는 미리 정의될 수 있다. 예를 들어, 단말은 전체 수신 각도들을 분할한 다수의 영역들 중 추정된 수신 각도가 속하는 영역을 확인하고, 확인된 영역에 대응하는 안테나 서브셋을 활성화할 수 있다.
도 16b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 신호의 수신 각도 추정에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 다른 흐름도를 도시한다. 도 16b는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 16b를 참고하면, 1611 단계에서, 단말은 신호의 수신 각도를 추정한다. 여기서, 수신 각도는 기지국으로부터 수신되는 신호들의 수신 빔 별 측정 결과에 기반하여 추정될 수 있다.
1613 단계에서, 단말은 활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치 이하인지 판단한다. 여기서, 임계치는 일정 수준의 품질을 제공하는 신호 세기 값으로 정의될 수 있다. 따라서, 신호 세기가 임계치를 초과하면, 현재 상황은 안테나 스위칭이 반드시 필요한 상황은 아닌 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치를 초과하면, 단말은 본 절차를 종료한다.
활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치 이하이면, 1615 단계에서, 단말은 안테나 스위칭을 수행한다. 즉, 단말은 수신 각도에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화하고, 나머지 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다. 즉, 각 수신 각도 및 안테나들 간 대응 관계에 기반하여, 단말은 추정된 수신 각도에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화할 수 있다. 수신 각도 및 안테나들 간 대응 관계는 미리 정의될 수 있다. 이로 인해, 활성화된 안테나가 변경될 수 있다. 단, 1611 단계에서 결정된 수신 각도에 대응하는 적어도 하나의 안테나가 이미 활성화되어 있는 경우, 활성화된 안테나는 변경되지 아니할 수 있다. 즉, 안테나 스위칭을 야기하는 수신 각도는 현재 활성화된 적어도 하나의 안테나가 무엇인가에 따라 달라질 수 있다.
도 16a 및 도 16b를 참고하여 설명한 실시 예에서, 단말은 신호의 수신 각도를 추정한다. 신호의 수신 각도는 다양한 방식에 따라 추정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 신호의 수신 각도는 최적의 수신 빔에 기반하여 추정될 수 있다. 이 경우, 단말은 최적의 수신 빔의 각도를 확인하고, 확인된 각도를 수신 각도로 판단할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 신호의 수신 각도는 다수의 수신 빔들에 대한 측정 결과에 기반하여 추정될 수 있다. 이 경우, 단말은 수신 빔들에 대한 측정 값들의 조합을 이용하여 신호의 수신 각도를 판단할 수 있다. 수신 빔들에 대한 측정 값들의 조합을 이용하는 경우, 최적의 수신 빔이 동일하더라도, 수신 방향이 다르게 추정될 수 있다.
도 17a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔의 각도에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 17a는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 17a을 참고하면, 1701 단계에서, 단말은 최적의 빔의 각도를 확인한다. 수신 빔들은 일정한 각도를 가지며, 이에 따라, 단말은 최적의 빔을 결정함에 따라 해당 빔의 각도를 확인할 수 있다. 즉, 단말은 최적의 빔의 인덱스를 각도로 환산할 수 있다.
1703 단계에서, 단말은 최적의 빔의 각도에 대응하는 안테나 서브셋을 활성화한다. 즉, 각 최적의 빔의 각도 및 안테나 서브셋의 대응 관계에 기반하여, 단말은 최적의 빔의 각도에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화할 수 있다. 최적의 빔의 각도 및 안테나 서브셋 간 대응 관계는 미리 정의될 수 있다. 예를 들어, 단말은 가용한 빔들의 각도들을 분할한 다수의 영역들 중 최적의 빔의 각도가 속하는 영역을 확인하고, 확인된 영역에 대응하는 안테나 서브셋을 활성화할 수 있다.
도 17b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔의 각도에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 다른 흐름도를 도시한다. 도 17b는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 17b를 참고하면, 1711 단계에서, 단말은 최적의 빔의 각도를 확인한다. 수신 빔들은 일정한 각도를 가지며, 이에 따라, 단말은 최적의 빔을 결정함에 따라 해당 빔의 각도를 확인할 수 있다.
1713 단계에서, 단말은 활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치 이하인지 판단한다. 여기서, 임계치는 일정 수준의 품질을 제공하는 신호 세기 값으로 정의될 수 있다. 따라서, 신호 세기가 임계치를 초과하면, 현재 상황은 안테나 스위칭이 반드시 필요한 상황은 아닌 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치를 초과하면, 단말은 본 절차를 종료한다.
활성화된 안테나에서의 신호 세기가 임계치 이하이면, 1715 단계에서, 단말은 안테나 스위칭을 수행한다. 즉, 단말은 최적의 빔의 각도에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화하고, 나머지 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다. 즉, 각 최적의 빔의 각도 및 안테나들 간 대응 관계에 기반하여, 단말은 최적의 빔의 각도에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화할 수 있다. 최적의 빔의 각도 및 안테나들 간 대응 관계는 미리 정의될 수 있다. 이로 인해, 활성화된 안테나가 변경될 수 있다. 단, 1711 단계에서 확인된 각도에 대응하는 적어도 하나의 안테나가 이미 활성화되어 있는 경우, 활성화된 안테나는 변경되지 아니할 수 있다. 즉, 안테나 스위칭을 야기하는 각도는 현재 활성화된 적어도 하나의 안테나가 무엇인가에 따라 달라질 수 있다.
도 16a 내지 도 17b를 참고하여 설명한 실시 예들에서, 수신 신호 또는 최적의 빔의 각도에 기반한 안테나 스위칭이 수행된다. 여기서, 안테나 스위칭을 위한 각도의 해상도 및 추정 또는 확인되는 각도의 해상도는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 추정 또는 확인되는 각도가 변화하더라도, 각도의 변화량이 임계치 미만이면, 활성화된 안테나는 변경되지 아니할 수 있다. 즉, 추정 또는 확인되는 각도의 모든 변화가 안테나 스위칭을 야기하는 것은 아닐 수 있다.
상술한 다양한 실시 예들에서, 단말의 4개 모서리들(예: 위치들 510, 520, 530, 540)에 안테나들이 설치된 구조가 예시되었다. 이와 달리, 단말의 전면 또는 후면의 중앙 인근에 하나의 안테나가 더 설치된 이하 도 18과 같은 구조가 고려될 수 있다. 도 18은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 안테나들의 다른 배치를 도시한다.
도 18을 참고하면, 단말 120의 4개의 모서리들에 제1 안테나 1812, 제2 안테나 1822, 제3 안테나 1832, 제4 안테나 1842가 배치되고, 단말 120의 중앙 인근에 제5 안테나 1852가 배치된다. 제5 안테나 1852는 전면(예: 디스플레이가 존재하는 방향)에 또는 후면(예: 커버가 존재하는 방향)에 배치될 수 있다. 제5 안테나 1852가 전면에 배치된 경우, 제5 안테나 1852는 '디스플레이 안테나(display antenna)'라 지칭될 수 있다.
일반적으로, 안테나의 형상에서 수직으로 형성되는 빔(예: 안테나 평면에 대하여 90°로 형성되는 빔)에 대한 이득이 상대적으로 우수하고, 안테나 평면 및 빔 방향의 각도가 감소할수록 이득이 상대적으로 감소한다. 따라서, 제5 안테나 1852에 대하여 상대적으로 측면에 위치한 영역들 1814, 1824, 1834, 1844에 속한 빔이 최적의 빔으로 선택되거나, 영역들 1814, 1824, 1834, 1844에서 신호의 수신 방향이 추정되면, 4개의 모서리들에 배치된 제1 안테나 1812, 제2 안테나 1822, 제3 안테나 1832, 제4 안테나 1842 중 하나를 사용하는 것이 더 우수한 통신 품질을 제공할 수 있다. 따라서, 이 경우, 제5 안테나 1852에서 제1 안테나 1812, 제2 안테나 1822, 제3 안테나 1832, 제4 안테나 1842 중 적어도 하나로 안테나 스위칭이 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역 1814은 제1 안테나 1812와 대응되고, 제2 영역 1824은 제2 안테나 1822와 대응되고, 제3 영역 1834은 제3 안테나 1832와 대응되고, 제4 영역 1844은 제4 안테나 1842와 대응된다.
상술한 바와 같이, 중앙 인근에 위치한 제5 안테나 1852가 활성화될 안테나를 결정하기 위한 모니터링 안테나로서 사용될 수 있다. 관련 실시 예가 이하 도 19를 참고하여 설명된다.
도 19는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적의 빔에 따라 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 19는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 19를 참고하면, 1901 단계에서, 단말은 전면 또는 후면에 배치된 안테나에서의 신호 수신 방향을 결정한다. 이하 설명의 편의를 위해, 전면 또는 후면에 배치된 안테나는 '모니터링 안테나'라 지칭된다. 즉, 모니터링 안테나가 활성화된 상태에서, 단말은 모니터링 안테나를 기준한 신호의 수신 방향을 추정한다.
1903 단계에서, 단말은 신호의 모니터링 안테나에서의 신호의 수신 방향에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화한다. 예를 들어, 단말은 신호의 수신 방향에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화할 수 있다. 이에 따라, 현재 활성화된 안테나를 대체하여 또는 추가적으로, 적어도 하나의 안테나가 활성화될 수 있다. 예를 들어, 신호의 수신 방향이 모니터링 안테나의 측면에 속하면(예: 영역들 1814, 1824, 1834, 1844 중 하나에 속하면), 모니터링 안테나와 다른 적어도 하나의 안테나가 활성화될 수 있다.
1905 단계에서, 단말은 신호의 나머지 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다. 예를 들어, 단말은 신호의 수신 방향에 대응하지 아니한 적어도 하나의 안테나를 불활성화할 수 있다. 이에 따라, 현재 불활성화된 안테나를 대체하여 또는 추가적으로, 적어도 하나의 안테나가 불활성화될 수 있다. 예를 들어, 신호의 수신 방향이 모니터링 안테나의 측면에 속하면(예: 영역들 1814, 1824, 1834, 1844 중 하나에 속하면), 모니터링 안테나가 불활성화될 수 있다.
도 20은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기본(default) 안테나를 이용하여 안테나들을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 20은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 20을 참고하면, 2001 단계에서, 단말은 전원-온(on)되는지 판단한다. 즉, 단말은 전원-오프(off) 상태에서 벗어나는지 확인한다. 이에 따라, 단말은 부팅(booting)되고, 일부 설정들을 초기화할 수 있다.
2003 단계에서, 단말은 기본 안테나를 활성화한다. 즉, 전원-온에 따라, 미리 정의된 초기 값들이 적용될 수 있고, 예를 들어, 초기화 시 사용되는 것으로 정의된 기본 안테나가 활성화될 수 있다. 예를 들어, 기본 안테나는 단말의 전면 또는 후면의 중앙 인근에 배치된 안테나일 수 있다.
2005 단계에서, 단말은 기본 안테나에서의 신호의 수신 방향을 결정한다. 여기서, 신호의 수신 방향은 수신 빔들에 대한 측정 결과에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 단말은 최적의 빔, 수신 각도의 추정 결과, 최적의 빔의 각도, 수신 신호 세기 중 적어도 하나에 기반하여 신호의 수신 방향을 결정할 수 있다.
2007 단계에서, 단말은 신호의 수신 방향에 대응하는 적어도 하나의 안테나를 활성화한다. 이에 따라, 현재 활성화된 안테나를 대체하여 또는 추가적으로, 적어도 하나의 안테나가 활성화될 수 있다. 예를 들어, 기본 안테나가 모니터링 안테나인 경우, 신호의 수신 방향이 모니터링 안테나의 측면에 속하면(예: 영역들 1814, 1824, 1834, 1844 중 하나에 속하면), 모니터링 안테나와 다른 적어도 하나의 안테나가 활성화될 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 상태 정보에 기반하여, 안테나들이 제어될 수 있다. 활성화된 안테나의 변경은 통신 채널의 변화를 야기할 수 있다. 따라서, 안테나 스위칭은 통신 채널의 변화에 대한 부담이 비교적 적은 시점에 수행되는 것이 바람직하다. 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템은 프레임 기반의 통신을 지원한다. 구체적으로, 기지국은 프레임 또는 서브프레임으로 구분되는 구조로 신호를 송신하고, 데이터 외 통신을 수행하기 위해 필요한 신호들을 일부 프레임 또는 서브프레임을 통해 송신한다. 예를 들어, 데이터 외 신호는 동기화/동기 추적(tracking)를 위한 신호, 빔 측정(measurement)/추적을 위한 신호, 자동 이득 제어(automatic gain control, AGC)에 사용되는 신호, 빔 변경을 위해 사용되는 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
데이터 외 신호는 주로 동기화 및 측정에 관련되며, 동기화 및 측정은 안테나 스위칭에 의한 채널의 변화에 비교적 민감하다. 따라서, 도 21a에 도시된 바와 같이, 데이터 외 신호가 송신되는 비-데이터 구간 2104에서 빔 스위칭이 수행되면, 동기화 및 측정의 실패가 발생할 가능성이 증가할 수 있다. 여기서, 비-데이터 구간 2104는 '프리앰블(preamble) 구간'이라 지칭될 수 있다. 또한, 동기화 및 측정 시, 빔포밍에 관한 설정을 변경(예: 빔 방향을 변경)하기 위한 RF 회로에 대한 제어가 수행될 수 있는데, 안테나 스위칭이 병행될 경우, RF 오작동의 가능성이 있다. 처리량의 변화를 통해 안테나 스위칭의 영향을 살펴보면 이하 도 21b와 같다.
도 21b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 스위칭의 시점에 따른 처리량 변화의 예를 도시한다. 도 21b를 참고하면, 제2 구간에서, 안테나 스위칭의 시점이 임의로 제어되며, 비-데이터 구간은 물론 데이터 구간에서도 안테나 스위칭이 수행된다. 제2 구간의 경우, 안테나 스위칭 없는 제1 구간과 비교하여, 1초 간격인 경우 유사한 처리량을 보이며, 0.5초 간격, 5ms 간격으로 안테나 스위칭의 수행 간격이 좁아질수록 점차 처리량이 감소함이 확인된다. 제3 구간은 안테나 스위칭을 비-데이터 구간에서만 수행하는 구간으로서, 이 경우, 처리량이 급격히 감소함이 확인된다. 따라서, 안테나 스위칭이 허용되는 시점을 적절히 제어하는 것이 바람직하다.
도 22는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 스위칭의 허용 시점을 제어하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 22는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 22를 참고하면, 2201 단계에서, 단말은 비-데이터 구간인지 확인한다. 단말은 기지국과 동기화되어 있으며, 이에 따라 프레임 및 서브프레임의 구조를 알 수 있다. 따라서, 단말은 현재 구간이 데이터가 송신되는 구간인지, 동기, 측정 등을 위한 신호가 송신되는 구간인지 판단할 수 있다.
비-데이터 구간이면, 2203 단계에서, 단말은 안테나 스위칭 없이 동작한다. 즉, 단말은 안테나 스위칭을 위한 동작을 중단한다. 다시 말해, 단말은 안테나 스위칭 기능을 일시적으로 디스에이블(disable)한다. 그리고, 단말은 비-데이터 구간에서 필요한 동작, 예를 들어, 동기화, 동기 추적, 빔 측정, 빔 추적 등의 동작을 수행할 수 있다.
2205 단계에서, 단말은 데이터 구간인지 확인한다. 단말은 기지국과 동기화되어 있으며, 이에 따라 프레임 및 서브프레임의 구조를 알 수 있다. 따라서, 단말은 현재 구간이 데이터가 송신되는 구간인지, 동기, 측정 등을 위한 신호가 송신되는 구간인지 판단할 수 있다.
데이터 구간이면, 2207 단계에서, 단말은 안테나들에 관련된 상태에 기반하여 안테나 스위칭을 수행한다. 즉, 단말은 데이터의 송신 및 수신 동작에 더하여, 필요에 따라 안테나 스위칭을 위한 동작을 수행할 수 있다. 단, 데이터 구간 동안 안테나 스위칭이 반드시 수행되어야 하는 것은 아니다. 즉, 안테나 스위칭을 위한 조건이 만족되지 아니하면, 단말은 안테나 스위칭 없이 동작할 수 있다.
상술한 바와 같이, 안테나 스위칭은 현재 구간이 프레임 상 어느 구간인지에 따라 선택적으로 인에이블될 수 있다. 안테나 스위칭 기능의 선택적 인에이블링은 상술한 안테나 스위칭의 다양한 조건들과 결합적으로(jointly) 수행될 수 있다. 또한, 상술한 안테나 스위칭의 다양한 조건들 중 적어도 둘 이상이 결합적으로 수행될 수 있다. 이하 본 개시는 상술한 다양한 실시 예들이 결합적으로 수행되는 다양한 실시 예들을 설명한다.
도 23은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 그립 센서를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 23은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 23을 참고하면, 2301 단계에서, 단말은 그립 센서 정보를 획득한다. 다시 말해, 단말은 다수의 안테나들이 배치된 위치들에 설치된 그립 센서들에 의해 생성된 센서 데이터를 획득한다.
2303 단계에서, 단말은 적어도 하나의 그립 센서가 온 상태인지 판단한다. 다시 말해, 단말은 적어도 하나의 그립 센서가 그립 상태를 감지하였는지 판단한다. 즉, 단말은 그립 센서들이 설치된 위치들 중 적어도 하나가 파지되었는지 판단한다.
적어도 하나의 그립 센서가 온 상태이면, 2305 단계에서, 단말은 프레임 타이밍 정보를 획득한다. 즉, 단말은 현재 구간이 프레임의 어느 구간인지, 다시 말해, 데이터 구간인지 또는 비-데이터 구간인지를 확인하기 위한 정보를 확인한다.
2307 단계에서, 단말은 현재 구간이 비-데이터 구간인지 확인한다. 현재 구간이 비-데이터 구간이면, 안테나 스위칭을 수행하지 아니하는 것이 바람직하다. 따라서, 단말은 2305 단계로 되돌아간다.
현재 구간이 비-데이터 구간이 아니면, 다시 말해, 데이터 구간이면, 2309 단계에서, 단말은 안테나 스위칭 기능을 인에이블한다. 이에 따라, 일정 조건이 만족되면, 단말은 안테나 스위칭을 수행할 수 있다.
도 24는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 센서 데이터를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 24는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 24를 참고하면, 2401 단계에서, 단말은 센서 데이터를 획득한다. 센서 데이터는 센서(예: 그립 센서, 가속도 센서, 자이로 센서)에 의해 생성되며, 단말에 가해진 물리적 변화에 대응하는 데이터를 의미한다.
2403 단계에서, 단말은 센서 데이터를 처리한다. 다시 말해, 단말은 센서 데이터를 처리함으로써, 물리적 변화를 나타내는 정보를 생성한다. 예를 들어, 단말은 안테나 스위칭의 수행 여부를 판단하기 위해 필요한 정보를 생성한다. 예를 들어, 단말은 파지 위치를 나타내는 정보, 안테나들의 상대적 위치를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
2405 단계에서, 단말은 센서 데이터로부터 새로운 안테나 상태 값을 획득한다. 안테나 상태 값은 어느 안테나를 활성화하고 어느 안테나를 불활성화하는지를 지시하는 정보 또는 각 안테나의 활성화 여부를 지시하는 정보이다. 처리된 센서 데이터에 대응하는 안테나 상태 값이 미리 정의될 수 있고, 단말은 미리 정의된 맵핑 정보에서 안테나 상태 값을 검색할 수 있다.
2407 단계에서, 단말은 기존 안테나 상태와 새로운 안테나 상태가 상이한지 판단한다. 즉, 단말은 활성화된 안테나를 변경해야 하는지 판단한다. 만일, 기존 안테나 상태와 새로운 안테나 상태가 동일하면, 단말은 2401 단계로 되돌아간다.
반면, 기존 안테나 상태와 새로운 안테나 상태가 상이하면, 2409 단계에서, 단말은 비-데이터 구간인지 판단한다. 현재 구간이 비-데이터 구간이면, 안테나 스위칭을 수행하지 아니하는 것이 바람직하다. 따라서, 단말은 2411 단계로 진행하지 아니한다.
현재 구간이 비-데이터 구간이 아니면, 다시 말해, 데이터 구간이면, 2411 단계에서, 단말은 안테나들의 온/오프를 설정한다. 즉, 단말은 새로운 안테나 상태에 따라 적어도 하나의 안테나를 활성화하고, 나머지 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다.
도 25는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔 관련 정보를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 25는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 25를 참고하면, 2501 단계에서, 단말은 빔 훈련을 수행한다. 빔 훈련은 최적의 빔을 결정하기 위한 절차로서, 기준 신호들의 수신 동작, 빔 스위핑(sweeping) 동작을 포함할 수 있다. 만일, 송신 빔을 이용하는 경우, 빔 훈련 절차는 기준 신호들의 송신 동작, 피드백 수신 동작을 포함할 수 있다.
2503 단계에서, 단말은 빔 훈련의 결과에 대한 정보를 획득한다. 여기서, 빔 훈련의 결과에 대한 정보는 최적의 빔에 대한 정보, 신호의 수신 각도에 대한 정보, 신호의 수신 세기에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이를 통해, 단말은 빔에 관련된 상태를 확인할 수 있다.
2505 단계에서, 단말은 안테나 스위칭이 필요한지 판단한다. 예를 들어, 단말은 빔 관련 정보를 통해 확인되는 상태가 미리 정의된 조건을 만족하는지 판단한다. 예를 들어, 미리 정의된 조건은 현재 활성화된 안테나를 통해 수신되는 신호의 수신 세기가 임계치 이하인 것, 수신 신호 또는 최적의 수신 빔에 대한 각도가 임계치 이상인 것, 최적의 수신 빔이 미리 정의된 수신 빔들 중 하나인 것 중 적어도 하나로 정의될 수 있다. 만일, 안테나 스위칭이 필요하지 아니하면, 단말은 2501 단계로 되돌아간다.
반면, 안테나 스위칭이 필요하면, 2507 단계에서, 단말은 빔 관련 데이터로부터 새로운 안테나 상태 값을 획득한다. 안테나 상태 값은 어느 안테나를 활성화하고 어느 안테나를 불활성화하는지를 지시하는 정보 또는 각 안테나의 활성화 여부를 지시하는 정보이다. 빔 관련 데이터에 대응하는 안테나 상태 값이 미리 정의될 수 있고, 단말은 미리 정의된 맵핑 정보에서 안테나 상태 값을 검색할 수 있다.
2509 단계에서, 단말은 기존 안테나 상태와 새로운 안테나 상태가 상이한지 판단한다. 즉, 단말은 활성화된 안테나를 변경해야 하는지 판단한다. 만일, 기존 안테나 상태와 새로운 안테나 상태가 동일하면, 단말은 2501 단계로 되돌아간다.
반면, 기존 안테나 상태와 새로운 안테나 상태가 상이하면, 2511 단계에서, 단말은 비-데이터 구간인지 판단한다. 현재 구간이 비-데이터 구간이면, 안테나 스위칭을 수행하지 아니하는 것이 바람직하다. 따라서, 단말은 2513 단계로 진행하지 아니한다.
현재 구간이 비-데이터 구간이 아니면, 다시 말해, 데이터 구간이면, 2513 단계에서, 단말은 안테나들의 온/오프를 설정한다. 즉, 단말은 새로운 안테나 상태에 따라 적어도 하나의 안테나를 활성화하고, 나머지 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다.
도 26은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 안테나 스위칭 기능의 존부에 따라 파지 상태를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 26은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 26을 참고하면, 2601 단계에서, 단말은 안테나 스위칭 기능이 존재하는지 판단한다. 예를 들어, 단말은 장치의 모델 번호 또는 스펙 정보에 기반하여 안테나 스위칭 기능이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
안테나 스위칭 기능이 존재하지 아니하면, 2603 단계에서, 단말은 안테나 A 내지 D를 턴-온한다. 다시 말해, 단말은 모든 안테나들을 활성화할 수 있다. 안테나 스위칭 기능이 존재하면, 2605 단계에서, 단말은 안테나 스위칭 기능이 인에이블되어 있는지 확인한다. 안테나 스위칭 기능은 선택적으로 인에이블될 수 있다.
안테나 스위칭 기능이 인에이블 되어 있지 아니하면, 2605 단계에서, 단말은 기본 안테나가 안테나 A 및 C인지 판단한다. 기본 안테나가 안테나 A 및 C이면, 2607 단계로 진행하여, 단말은 안테나 A 및 C를 턴-온하고, 안테나 B 및 D를 턴-오프한다. 기본 안테나가 안테나 A 및 C가 아니면, 다시 말해, 기본 안테나가 안테나 B 및 D이면, 2609 단계로 진행하여, 단말은 안테나 B 및 D를 턴-온하고, 안테나 A 및 C를 턴-오프한다.
안테나 스위칭 기능이 인에이블되어 있으면, 2611 단계에서, 단말은 파지 상태를 안테나 상태로 변환한다. 2613 단계에서, 단말은 변환된 안테나 상태가 기존 안테나 상태와 상이한지 판단한다. 변환된 안테나 상태가 기존 안테나 상태와 동일하면, 단말은 본 절차를 종료한다. 변환된 안테나 상태가 기존 안테나 상태와 상이하면, 2615 단계에서, 단말은 변환된 안테나 상태를 적용한다. 다시 말해, 단말은 변환된 안테나 상태에 의해 지시되는 적어도 하나의 안테나를 활성화한다. 2617 단계에서, 단말은 현재 안테나 상태를 갱신한다. 즉, 단말은 현재 활성화된 안테나들을 지시하도록 안테나 상태에 대한 정보를 수정한다.
도 27은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 2가지 센서 데이터를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 27은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 27을 참고하면, 2701 단계에서, 단말은 그립 센서 데이터가 존재하는지 판단한다. 그립 센서 데이터가 존재하지 아니하면, 2703 단계에서, 단말은 가속도/자이로 센서 데이터가 존재하는지 판단한다. 여기서, 그립 센서 데이터가 존재함은 적어도 하나의 그립 센서가 배치된 위치에서 파지가 발생함을 의미한다. 가속도/자이로 센서 데이터가 존재함은 단말의 회전/움직임이 발생함을 의미한다.
그립 센서 데이터가 존재하지 아니하고, 가속도/자이로 센서 데이터가 존재하는 경우, 2705 단계에서, 단말은 가속도/자이로 센서 데이터를 회전 상태로 변환한다. 회전 상태는 단말의 어느 부분이 상단에 위치하는지, 안테나들 각각의 상대적 위치가 어디인지 등을 나타내는 정보이다. 2707 단계에서, 단말은 회전 상태를 안테나 상태로 변환한다.
그립 센서 데이터가 존재하지 아니하는 경우, 2709 단계에서, 단말은 그립 센서 데이터를 그립 상태로 변환한다. 그립 상태는 단말의 어느 위치가 파지되었는지, 단말에 포함된 안테나들 각각이 파지되었는지 여부 등을 나타내는 정보이다. 2711 단계에서, 단말은 그립 상태를 안테나 상태로 변환한다.
2713 단계에서, 단말은 기존 안테나 상태와 새로운 안테나 상태가 상이한지 판단한다. 즉, 단말은 활성화된 안테나를 변경해야 하는지 판단한다. 만일, 기존 안테나 상태와 새로운 안테나 상태가 동일하면, 단말은 2701 단계로 되돌아간다.
반면, 기존 안테나 상태와 새로운 안테나 상태가 상이하면, 2715 단계에서, 단말은 비-데이터 구간인지 판단한다. 현재 구간이 비-데이터 구간이면, 안테나 스위칭을 수행하지 아니하는 것이 바람직하다. 따라서, 단말은 2717 단계로 진행하지 아니한다.
현재 구간이 비-데이터 구간이 아니면, 다시 말해, 데이터 구간이면, 2717 단계에서, 단말은 안테나들의 온/오프를 설정한다. 즉, 단말은 새로운 안테나 상태에 따라 적어도 하나의 안테나를 활성화하고, 나머지 적어도 하나의 안테나를 불활성화한다.
도 27을 참고하여 설명한 실시 예에서, 그립 센서 데이터의 존재 여부가 가속도/자이로 센서 데이터의 존재 여부보다 먼저 판단된다. 즉, 그립 센서 데이터는 링크의 차단(blockage)을 의미하므로, 그립 센서 데이터가 존재하면 그립 센서 데이터에 우선순위가 주어진다. 따라서, 그립 센서 데이터의 존재 여부가 먼저 판단된다. 그러나, 다른 실시 예에 따라, 가속도/자이로 센서 데이터에 높은 우선순위가 부여되고, 가속도/자이로 센서 데이터의 존재 여부가 먼저 판단될 수 있다.
도 28은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 2가지 센서 데이터 및 빔포밍 관련 데이터를 이용하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 단말의 흐름도를 도시한다. 도 28은 단말 120의 동작 방법을 예시한다.
도 27을 참고하면, 2801 단계에서, 단말은 그립 센서 데이터가 존재하고, 신호의 수신 세기가 임계치 이하인지 판단한다. 여기서, 그립 센서 데이터가 존재함은 적어도 하나의 그립 센서가 배치된 위치에서 파지가 발생함을 의미한다. 그립 센서 데이터가 존재하고, 신호의 수신 세기가 임계치 이하이면, 2803 단계에서, 단말은 그립 센서 기반의 안테나 스위칭을 수행한다. 즉, 단말은 안테나들의 파지 상태에 따라 적어도 하나의 안테나를 활성화한다.
그립 센서 데이터가 존재하지 아니하거나 또는 신호의 수신 세기가 임계치를 초과하면, 2805 단계에서, 단말은 빔포밍 기반 안테나 스위칭의 조건이 만족되는지 판단한다. 빔포밍 기반의 기반 안테나 스위칭의 조건은 최적의 빔, 최적의 빔의 각도, 신호의 도달 각도, 신호의 수신 세기 중 적어도 하나에 기반하여 정의될 수 있다. 빔포밍 기반 안테나 스위칭의 조건이 만족되면, 2807 단계에서, 단말은 빔포밍 기반의 안테나 스위칭을 수행한다. 즉, 단말은 최적의 빔, 최적의 빔의 각도, 신호의 도달 각도 중 적어도 하나에 기반하여 활성화될 적어도 하나의 안테나를 선택하고, 제어한다.
빔포밍 기반 안테나 스위칭의 조건이 만족되지 아니하면, 2809 단계에서, 단말은 가속도/자이로 센서 데이터가 존재하는지 판단한다. 가속도/자이로 센서 데이터가 존재함은 단말의 회전/움직임이 발생함을 의미한다. 가속도/자이로 센서 데이터가 존재하면, 2811 단계에서, 단말은 가속도/자이로 센서 데이터 기반의 안테나 스위칭을 수행한다. 즉, 단말은 안테나들의 상대적 위치에 따라 적어도 하나의 안테나를 활성화한다.
도 28을 참고하여 설명한 실시 예에서, 그립 센서 데이터의 존재 여부가 먼저 판단된다. 즉, 그립 센서 데이터의 존재 및 수신 세기의 낮음은 링크의 차단(blockage)을 의미하므로, 그립 센서 데이터가 존재하면 그립 센서 데이터에 가장 높은 우선순위가 주어진다. 그러나, 다른 실시 예에 따라, 빔포밍 기반 안테나 스위칭 또는 가속도/자이로 센서 데이터 기반 안테나 스위칭에 더 높은 우선순위가 부여될 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 (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    상기 단말에 구비된 복수의 안테나들에 연관된 복수의 상태들을 검출하는 과정과,
    현재 구간이 동기화 및 측정과 연관된 비-데이터(non-data) 구간인지 여부를 식별하는 과정과,
    상기 현재 구간이 상기 비-데이터 구간이 아닌 경우에만, 상기 복수의 안테나들과 연관된 상기 복수의 상태들에 기초하여 상기 복수의 안테나들 중 적어도 하나의 제1 안테나를 활성화하고, 상기 복수의 안테나들과 연관된 상기 복수의 상태들에 기초하여 상기 복수의 안테나들 중 적어도 하나의 제2 안테나를 비활성화하는 과정을 포함하고,
    상기 복수의 상태들은 상기 단말에 배치된 상기 복수의 안테나들 각각과 연관된 상대적 위치에 기반하고,
    상기 단말은 화면을 표시하기 위한 디스플레이를 포함하며, 상기 화면은 상기 단말의 회전과 반대 방향으로 회전하여 상기 디스플레이에 표시되도록 설정되며,
    만약 상기 적어도 하나의 제1 안테나가 상기 디스플레이에 표시된 상기 화면의 상단에 위치하면 상기 적어도 하나의 제1 안테나가 활성화되며,
    상기 비-데이터 구간은, 동기화 또는 동기 추적(tracking)를 위한 신호, 빔 측정(measurement) 또는 추적을 위한 신호, 자동 이득 제어(automatic gain control, AGC)에 사용되는 신호, 또는 빔 변경을 위해 사용되는 신호 중 적어도 하나를 수신하는 구간을 포함하는 것인,
    방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 안테나들에 연관된 복수의 상태들은, 현재 활성화된 적어도 하나의 안테나를 통해 송신 또는 수신되는 신호, 상기 단말에 구비된 적어도 하나의 센서에 의해 생성된 센서 데이터 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 안테나는, 상기 적어도 하나의 제2 안테나가 설치된 위치가 다른 물체에 의해 차단됨에 따라 불활성화되는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나는, 상기 적어도 하나의 제1 안테나가 다른 적어도 하나의 안테나에 비하여 상대적으로 상단에 위치함에 따라 활성화되는 방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나는, 기지국으로부터의 신호의 수신 방향에 위치함에 따라 활성화되는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나는, 최적의(best) 빔, 수신 각도(angle of arrival, AOA)의 추정 결과, 상기 최적의 빔의 각도, 수신 신호 세기 중 적어도 하나에 기반하여 활성화되는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,상기 복수의 안테나들과 연관된 상기 복수의 상태들을 검출하는 과정은,
    단말의 전원-온 시 활성화되는 기본(default) 안테나에서의 신호의 수신 방향을 결정하는 과정을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나는, 상기 기본 안테나에서의 상기 신호의 수신 방향에 대응하는 안테나를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나 및 상기 적어도 하나의 제2 안테나를 포함하는 상기 복수의 안테나들은 제한된 방향으로 빔포밍을 수행하고, 상기 기본 안테나는 전방향으로 빔포밍을 수행하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 기본 안테나는, 상기 단말의 전면 또는 후면의 중앙에 배치된 방법.
  10. 삭제
  11. 무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    안테나들과,
    상기 안테나들과 연결된 송수신부와,
    상기 송수신부와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 단말에 구비된 복수의 안테나들에 연관된 복수의 상태들을 검출하고,
    현재 구간이 동기화 및 측정과 연관된 비-데이터(non-data) 구간인지 여부를 식별하고,
    상기 현재 구간이 상기 비-데이터 구간이 아닌 경우에만, 상기 복수의 안테나들과 연관된 상기 복수의 상태들에 기초하여 상기 복수의 안테나들 중 적어도 하나의 제1 안테나를 활성화하고, 상기 복수의 안테나들과 연관된 상기 복수의 상태들에 기초하여 상기 복수의 안테나들 중 적어도 하나의 제2 안테나를 비활성화하며,
    상기 복수의 상태들은 상기 단말에 배치된 상기 복수의 안테나들 각각과 연관된 상대적 위치에 기반하고,
    상기 단말은 화면을 표시하기 위한 디스플레이를 포함하며, 상기 화면은 상기 단말의 회전과 반대 방향으로 회전하여 상기 디스플레이에 표시되도록 설정되며,
    만약 상기 적어도 하나의 제1 안테나가 상기 디스플레이에 표시된 상기 화면의 상단에 위치하면 상기 적어도 하나의 제1 안테나가 활성화되며,
    상기 비-데이터 구간은, 동기화 또는 동기 추적(tracking)를 위한 신호, 빔 측정(measurement) 또는 추적을 위한 신호, 자동 이득 제어(automatic gain control, AGC)에 사용되는 신호, 또는 빔 변경을 위해 사용되는 신호 중 적어도 하나를 수신하는 구간을 포함하는 것인, 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 안테나들에 연관된 복수의 상태들은, 현재 활성화된 적어도 하나의 안테나를 통해 송신 또는 수신되는 신호, 상기 단말에 구비된 적어도 하나의 센서에 의해 생성된 센서 데이터 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 안테나는, 상기 적어도 하나의 제2 안테나가 설치된 위치가 다른 물체에 의해 차단됨에 따라 불활성화되는 장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나는, 상기 적어도 하나의 제1 안테나가 다른 적어도 하나의 안테나에 비하여 상대적으로 상단에 위치함에 따라 활성화되는 장치.
  15. 삭제
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나는, 기지국으로부터의 신호의 수신 방향에 위치함에 따라 활성화되는 장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나는, 최적의(best) 빔, 수신 각도(angle of arrival, AOA)의 추정 결과, 상기 최적의 빔의 각도, 수신 신호 세기 중 적어도 하나에 기반하여 활성화되는 장치.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 안테나들과 연관된 상기 복수의 상태들을 검출하는 과정은,
    단말의 전원-온 시 활성화되는 기본(default) 안테나에서의 신호의 수신 방향을 결정하는 과정을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나는, 상기 기본 안테나에서의 상기 신호의 수신 방향에 대응하는 안테나를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 안테나 및 상기 적어도 하나의 제2 안테나를 포함하는 상기 복수의 안테나들은 제한된 방향으로 빔포밍을 수행하고, 상기 기본 안테나는 전방향으로 빔포밍을 수행하는 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 기본 안테나는, 상기 단말의 전면 또는 후면의 중앙에 배치된 장치.
  20. 삭제
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