KR20060031188A - 이동통신 시스템에서 빔 형성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 빔 포밍 안테나를 구비한 기지국과, 상기 빔 포빙 안테나를 통해 고속 데이터 서비스를 제공받는 이동 단말을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 이동 단말로부터 수신된 빔포밍 제어 정보를 상기 기지국에 적용하여 순방향 빔을 형성하기 위한 방법에 있어서, 상기 빔포밍 제어 정보의 피드백을 위한 제어 메시지를 포함한 역방향 채널을 복조하는 과정과, 상기 복조된 제어 메시지를 복호하여 상기 복조된 제어 메시지가 나타내는 제어 정보를 저장하는 과정과, 상기 저장된 제어 정보에 따라 순방향 패킷 데이터 채널의 송신 파라미터를 결정하여 상기 결정된 송신 파라미터를 순방향 패킷 데이터 제어 채널에 변조하는 과정과, 상기 순방향 패킷 데이터 제어 채널의 빔 포밍을 확인하여 빔 포밍 여부에 따라 빔을 형성하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

패킷 데이터 채널, 보조 파일럿 채널, 빔포밍, 다중빔, 섹터, 빔, 시스템 용량.

Description

이동통신 시스템에서 빔 형성 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR BEAMFORMING IN COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 이동통신 시스템에서 기지국의 3 섹터 구조를 도시한 도면,

도 2는 일반적인 이동통신 시스템에서 스마트 안테나가 설치된 기지국의 빔포밍을 도시한 도면,

도 3은 일반적인 셀 조각 시스템을 이용하여 빔 형성된 3 섹터 구조를 도시한 도면,

도 4a는 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 빔포밍 하지 않는 경우의 순방향 보조 파일럿 채널과 순방향 보조 파일럿 채널을 전송하는 빔 커버리지를 도시한 도면,

도 4b는 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 빔포밍에 포함하는 경우의 순방향 패킷 데이터 채널과 순방향 보조 파일럿 채널과 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 전송하는 빔 커버리지를 도시한 도면,

도 5는 1xEV-DV 표준에 정해진 순방향 패킷 데이터 채널(F-PDCH)의 구조를 도시한 도면,

도 6은 1xEV-DV 표준에 정해진 순방향 패킷 데이터 제어 채널(F-PDCCH)의 구 조를 도시한 도면,

도 7은 일반적인 순방향 보조 파일럿 채널(F-APICH)의 구조를 도시한 도면,

도 8은 일반적인 스마트 안테나 구조를 기초로 한 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 빔포밍 하지 않는 경우의 순방향 패킷 데이터 채널과 순방향 보조 파일럿 채널을 배열 안테나를 통해 전송하는 기지국 송신기의 구조를 도시한 도면,

도 9는 일반적인 스마트 안테나 구조를 기초로 한 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 빔포밍에 포함하는 경우의 순방향 패킷 데이터 채널과 순방향 보조 파일럿 채널과 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 배열 안테나를 통해 전송하는 기지국 송신기의 구조를 도시한 도면,

도 10은 1xEV-DV 표준에 정해진 역방향 채널 품질 지수 채널(R-CQICH)의 구조를 도시한 도면,

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 역방향 채널 품질 지수 채널(R-CQICH)의 구조를 도시한 도면,

도 12a는 본 발명의 실시예에 따라 이동 단말 주위의 모든 기지국이 순방향 패킷 데이터 채널을 빔포밍하지 않은 경우의 빔을 도시한 도면,

도 12b는 본 발명의 실시예에 따라 이동 단말 주위의 모든 기지국이 순방향 패킷 데이터 채널을 빔포밍한 경우의 빔을 도시한 도면,

도 12c는 본 발명의 실시예에 따라 이동 단말 주위의 일부 기지국이 순방향 패킷 데이터 채널을 빔포밍한 경우의 빔을 도시한 도면,

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예에 따라 이동 단말로부터 기지국으로 전달되는 빔포밍 제어 메시지를 만드는 과정을 도시한 도면,

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예 따라 기지국이 이동 단말로부터 수신한 빔포밍 제어 정보를 순방향 빔포밍에 적용하는 동작을 도시한 도면,

도 15는 본 발명의 실시예에 따라 이동 단말에서 생성된 제어 메시지를 수신하여 빔포밍 제어 정보를 순방향 빔포밍에 적용하기 위한 기지국의 송수신 장치를 대략적으로 도시한 도면.

본 발명은 이동통신 시스템에서 빔포밍을 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 기지국에서 이동 단말로부터 수신된 순방향 보조 파일럿 채널의 수신 품질 지수를 순 방향 빔포밍에 적용하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템은 그 통신 방법에 따라 정해진 주파수 대역을 다수의 채널로 구분하여 가입자 마다 할당된 주파수 채널을 사용하는 주파수 분할 다중화 방식(Frequency Division Multiple Access : FDMA)과, 하나의 주파수 채널을 다수의 가입자가 시간을 나누어 사용하는 시분할 다중화 방식(Time Division Multiple Access : TDMA)과, 다수의 가입자가 동일한 주파수 대역을 동일한 시간대에 사용하되 가입자마다 다른 코드를 할당하여 통신을 하는 코드 분할 다중화 방식(Code Division Multiple Access 이하, CDMA라 칭함) 등으로 구분된다. 이러한 이 동통신 시스템은 현재 통신 기술의 급격한 발전에 따라 일반적인 음성통화 서비스는 물론 대용량의 디지털 데이터 전송이 가능한 패킷(Packet) 데이터 서비스를 제공하는 단계에 이르고 있다.

상기 고속 데이터 서비스를 제공하기 위한 이동통신 시스템은 통상적으로 상기 CDMA 방식을 채택하고 있으며, 상기 CDMA 방식은 알려진 바와 같이 미국 등에서 채택된 동기 방식과 유럽 및 일본 등에서 채택된 비동기 방식으로 구분되어 각 국가별로 다양한 연구가 진행 중이다.

상기 패킷 데이터 서비스와 관련하여 현재 연구가 진행중인 이동통신 시스템으로는 동기 방식으로 고속의 패킷 전송이 가능한 EV-DO(Evolution Data Only)와, 음성과 고속의 패킷 데이터 서비스의 동시 지원이 가능한 EV-DV(Evolution of Data and Voice)와, 비동기 방식으로 W-CDMA 등이 있다.

상기 패킷 데이터 서비스의 경우 이동 단말로 멀티미디어 콘텐츠 등을 제공하는 서비스 특성상 기지국에서 이동 단말로의 순방향 링크의 용량 증대가 요구된다. 순방향 링크의 용량 증대를 위한 해결 방법 중 하나로 기지국의 안테나를 섹터화하여 기지국의 데이터 송신 용량을 증대시키는 방안을 들 수 있다. 이는 방사 패턴이 360도인 종래 무지향성 옴니(omni) 안테나를 예컨대 120도씩 분할된 3 섹터 구조의 지향성 안테나로 교체하여 서로 다른 섹터에 위치된 이동 단말들 사이의 간섭을 최소화하여 기지국의 데이터 송신 용량을 증대시킨 것이다.

도 1은 일반적인 이동통신 시스템에서 기지국의 3 섹터 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 섹터 구조는 하나의 기지국이 관장하는 셀(cell)을 세 개의 섹터(S1~S3)로 나누고, 각 섹터(S1~S3) 마다 다수의 섹터 안테나를 두어 각 섹터의 무선 신호를 송수신하도록 되어 있다. 일반적으로 CDMA 이동통신 시스템의 기지국은 동일한 주파수 할당(Frequency Assignment : FA)의 서로 다른 PN 코드 옵셋(PN0, PN1, PN2)을 사용하여 자신의 셀을 세 개의 섹터(S1~S3)로 나누어 운용한다. 이러한 운용 방식은 음성 서비스와 데이터 서비스에 동일하게 적용된다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 셀을 다수의 섹터로 나누는 것은 주파수 채널 상호간의 간섭 현상을 배제하면서 동시에 거리를 고려하여 동일한 주파수 채널을 재사용하기 위함이다. 여기서 세 개의 섹터(S1~S3)는 동일한 주파수를 사용하지만 기지국 안테나의 방향이 해당 섹터만을 향하고 있으므로 채널 간섭이 평균 1/3로 감소되어 기지국 시스템이 해당 셀에 위치된 이동 단말로 지원 가능한 채널 용량은 이론적으로 세 배로 증가한다.

그러나 IS-95A, IS-95B 등과 같이 종래 데이터 전송률이 비교적 낮은 이동통신 시스템에서는 3 섹터 안테나 시스템으로 충분한 시스템 용량 확보가 가능하였지만, EV-DO 등과 같은 고속 데이터 서비스의 이용이 증가하면서 종래 3 섹터 안테나로는 기지국 시스템의 원활한 운용에 필요한 채널 용량의 확보가 어렵게 되었다. 따라서 기지국 시스템의 용량을 크게 증가시킬 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되어 이에 대한 한 가지 방법으로 다수의 안테나 요소로 지향성 빔을 형성하는 스마트 안테나(smart antenna) 시스템이 크게 주목받고 있다.

도 2는 일반적인 이동통신 시스템에서 스마트 안테나가 설치된 기지국의 빔 을 도시한 도면이다.

상기 스마트 안테나 시스템은 적응 배열 안테나(adaptive array antenna)와 첨단 고성능 디지털 신호처리 기술을 이용하여 RF 신호 환경의 변화에 따라 적응적으로 안테나의 빔 패턴을 제어함으로써 무선 신호의 송수신 성능과 용량을 극대화하는 첨단 신호처리 및 안테나 기술을 말한다.

상기 스마트 안테나 시스템에서는 종래와 같이 전 방향으로 빔을 형성하는 대신에 잘 알려진 바와 같이 원하는 가입자의 이동 단말로 복소 가중치 벡터를 이용한 최적의 지향성 빔(B1~B4)을 형성하고, 다른 가입자의 이동 단말에 의한 간섭 신호의 방향(I1, I2)으로는 패턴 널(pattern null)을 형성하여 간섭 신호를 최소화함으로써 통신 품질과 기지국 시스템의 용량을 높이도록 한다. 즉, 가입자의 이동 단말로 기지국에서 송출한 총 송신 전력대 해당 이동 단말의 유효 수신 전력비가 매우 작은 기존의 기지국 시스템과는 달리 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 스마트 안테나를 이용한 기지국 시스템은 빔 형성 제어에 의해 이동 단말에서의 수신 신호를 최적 결합하여 간섭신호 레벨을 크게 줄임으로써 가입자에게 최적의 수신 신호전력을 제공하게 된다.

상기 스마트 안테나를 이용한 기지국 시스템의 장점은 높은 안테나 이득과, 간섭 신호(interference)와 다중경로(multipath) 신호의 제거, 공간 다이버스티(spatial diversity), 양호한 전력 효율과 커버리지(coverage) 용량, 높은 비트율(bit rate) 및 낮은 전력 소모에 있다.

상기 스마트 안테나 시스템의 종류에는 스위치 빔 안테나(switched beam antenna)와 적응 배열 안테나(adaptive array antenna) 시스템, 그리고 최근 연구되고 있는 셀 조각(cell sculpting) 시스템을 들 수 있다.

그런데 3 섹터 기지국은 각각의 섹터가 고정된 영역을 서비스하고 있어서 섹터 영역별로 통화량이 편중될 경우 주파수 자원이 비효율적으로 이용된다. 그리고 상기 3섹터 기지국은 주파수 자원의 관리와 유지에 과다한 비용이 발생하게 된다.

상기 스마트 안테나 시스템의 종류 중 셀 조각 시스템은 이러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로 섹터의 방향과 송신 빔의 빔 폭을 트래픽 상황에 따라 적응적으로 조절하여 주파수 자원의 효율성을 높이고, 시스템 용량과 커버리지를 증대하도록 제안된 것이다.

도 3은 상기 셀 조각 시스템을 이용하여 빔 형성된 3 섹터 구조를 나타낸 개념도이다.

상기 셀 조각 시스템은 다중 배열 안테나를 이용하여 다수의 좁은 빔 폭의 송신빔을 형성한 다음 각 송신빔의 통화량을 계산하여 섹터별로 통화량이 동일하도록 빔을 합성하여 섹터를 재형성하도록 한다. 이에 따라 통화량이 많은 섹터의 폭은 좁고 통화량이 적은 섹터의 폭은 넓게 만들어진다. 이때 섹터의 방향과 크기는 실시간으로 조절하는게 아니라 일정 기간 동안의 통화량의 변화를 살핀 후 조절하게 된다.

상술한 바와 같이 스마트 안테나 시스템은 기지국의 시스템 용량을 증가시키기 위한 대안이 활발하게 진행되고 있다. 그러나 상기 스마트 안테나 시스템은 음성 서비스 제공 시 핸드오프(handoff)의 과도한 발생을 우려하여 지금까지 3 섹터 구조를 유지하는 방향으로 개발이 이루어지고 있다. 즉, 기지국의 셀을 세 개 이상의 섹터로 나누면 가입자 간의 간섭을 줄이고 가입자 수용 용량을 증대시키는 효과가 있지만, 너무 많은 섹터로 나누게 되면 핸드오프가 빈번해지게 된다.

따라서 핸드오프 시 시간 지연에 민감한 음성 서비스의 경우 통화 차단율(call drop rate)이 높아져 시스템 효율과 통화 품질이 떨어지는 문제점이 발생된다. 그러므로 각 섹터별로 음성 서비스와 데이터 서비스가 통합되어 운용되고 있는 종래 기지국 시스템에서는 상기와 같은 제약으로 인하여 데이터 서비스를 위해 섹터를 더 많이 나눌 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 다중빔을 이용하는 고속 데이터 서비스에 순방향 보조 파일럿 채널을 각 좁은 빔(narrow beam)에 빔포밍하여 전송할 때 이동 단말로부터 수신된 순방향 보조 파일럿 채널의 수신 품질 지수(channel quality indicator)를 기지국에 적용하기 위한 순방향 빔 형성 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기 이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법은, 빔 포밍 안테나를 구비한 기지국과, 상기 빔 포빙 안테나를 통해 고속 데이터 서비스를 제공받는 이동 단말을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 이동 단말로부터 수신된 빔포밍 제어 정보를 상기 기지국에 적용하여 순방향 빔을 형성하기 위한 방법으로서, 상기 빔포밍 제어 정보의 피드백을 위한 제어 메시지를 포함한 역방향 채널을 복조하는 과정 과, 상기 복조된 제어 메시지를 복호하여 상기 복조된 제어 메시지가 나타내는 제어 정보를 저장하는 과정과, 상기 저장된 제어 정보에 따라 순방향 패킷 데이터 채널의 송신 파라미터를 결정하여 상기 결정된 송신 파라미터를 순방향 패킷 데이터 제어 채널에 변조하는 과정과, 상기 순방향 패킷 데이터 제어 채널의 빔 포밍을 확인하여 빔 포밍 여부에 따라 빔을 형성하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 장치는, 빔 포밍 안테나를 구비한 기지국과, 상기 빔 포빙 안테나를 통해 고속 데이터 서비스를 제공받는 이동 단말을 포함하는 이동통신 시스템에서, 기 이동 단말로부터 수신된 빔포밍 제어 정보를 상기 기지국에 적용하여 순방향 빔을 형성하기 위한 장치로서, 상기 빔포밍 제어 정보를 포함하는 제어 메시지를 실은 역방향 채널을 복조는 복조부와, 상기 복조된 제어 메시지를 복호하여 상기 수신된 제어 정보를 저장하는 저장하는 저장부와, 상기 저장된 제어 정보에 따라 순방향 패킷 데이터 채널의 송신 파라미터를 결정하여 상기 결정된 송신 파라미터를 순방향 패킷 데이터 제어 채널에 변조하는 변조부와, 상기 순방향 패킷 데이터 제어 채널의 빔 포밍되었는지를 확인하여 빔 포밍 여부에 따라 빔을 형성하여 빔 형성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적 인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 1.25 MHz 대역 내에서 기존의 cdma2000 1x 서비스와 고속의 순방향 패킷 데이터 서비스를 동시에 지원할 수 있는 cdma 2000 Release C(일반적으로 1xEV-DV라고 함) 시스템에 적용하여 설명하기로 한다.

상기 1xEV-DV에서는 순방향 고속 패킷 데이터 전송이 가능하도록 cdma2000 1x 서비스에 영향을 주지 않는 범위에서 다음과 같은 채널이 순방향 및 역방향에 추가되었다.

첫 번째로, 순방향 패킷 데이터 채널 (Forward Packet Data Channel 이하, F-PDCH라 칭함)는 기지국이 패킷 데이터 전송에 사용하는 순방향 채널로서 408, 792, 1560, 2328, 3096, 3864 비트의 여섯 가지 크기의 패킷 데이터를 전송할 수 있다. 상기 F-PDCH는 1.25, 2.5, 5 msec의 세 가지 종류의 프레임 길이를 가질 수 있으며, 따라서 F-PDCH의 데이터율은 81.6 kbps ~ 3.0912 Mbps의 범위를 가진다. 그리고 상기 F-PDCH는 한 개 이상의 왈시 부호를 병렬로 사용해 패킷 데이터를 전송하게 되지만 사용할 수 있는 왈시 부호의 종류는 시간적으로 달라질 수 있다. 기지국은 F-PDCH를 시분할 멀티플렉싱(Time Division Multiplexing : TDM)방식으로 운영함으로써 여러 사용자에게 패킷 데이터를 전송할 수 있으며, 코드 분할 멀티플렉싱(Code Division Multiplexing : CDM)방식으로 최대 두 개의 F-PDCH를 동시에 사용함으로써 서로 다른 두 이동 단말로 두 가지 패킷 데이터를 전송할 수도 있다.

두 번째로 순방향 패킷 제어 채널 (Forward Packet Data Control Channel 이 하, F-PDCCH라 칭함)은 상기 F-PDCH로 전송되는 패킷 데이터를 이동 단말이 수신하기 위해 필요한 제어 정보 F-PDCH를 수신할 단말 지정, 패킷 데이터의 크기, 프레임 길이, 왈시 부호의 종류 등)와 기타 용도의 제어정보를 전송하는 데에 사용하는 순방향 채널이다. 여기서 기지국은 최대 두 개까지의 F-PDCCH를 사용할 수 있다. 이동 단말은 F-PDCCH가 자신에게 보내진 것으로 판단되면 F-PDCH를 수신하고 성공적인 수신 여부를 일정 시간 후에 피드백 한다.

세 번째로 역방향 채널 품질 지수 채널 (Reverse Channel Quality Indicator Channel 이하, R-CQICH라 칭함)는 이동 단말이 활성 셋트(active set)에 포함된 기지국으로부터 수신한 순방향 공통 파일럿 채널(Forward Common Pilot Channel 이하, F-CPICH라 칭함)의 수신 품질(channel quality)을 측정하고 비교하여 순방향 패킷 데이터를 전송받기를 원하는 기지국을 선택한 후 선택된 기지국으로 파일럿 채널의 수신 품질 지수를 피드백하기 위해 사용하는 역방향 채널이다. 여기서 기지국은 각 이동 단말로부터 피드백된 순방향 수신 품질 지수(channel quality indicator), 패킷 데이터 전송에 사용할 수 있는 기지국 송신 전력의 크기 및 패킷 데이터 전송에 사용할 수 있는 왈시 부호의 종류 등을 기준으로 순방향 전력 제어, 패킷 데이터 채널 스케줄링 패킷 데이터 채널 핸드오프 등을 수행할 수 있다.

네 번째로 역방향 응답 채널(Reverse Acknowledgement Channel : R-ACKCH)은 이동 단말이 기지국으로부터 수신한 F-PDCCH 및 F-PDCH의 성공적인 수신여부를 기지국에게 피드백하는 데에 사용하는 역방향 채널이다.

또한, 본 발명에서 도입되는 순방향 보조 파일럿 채널(Forward Auxiliary Pilot Channel 이하, F-APICH라 칭함)에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 1xEV-DV의 순방향 고속 패킷 데이터 서비스를 더욱더 효율적으로 제공하기 위해 F-PDCH를 빔포밍하여 전송할 수 있데, 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정할 때 발생하는 위상 불일치(phase mismatch)의 문제가 발생한다. 여기서 파일럿 신호는 수신기에서 코히어런트 복조를 위한 위상 기준(phase reference)이 된다. 기지국이 순방향 공통 파일럿 채널(Forward Common Pilot Channel 이하, F-CPICH라 칭함)을 기존의 120°섹터의 넓은 빔을 통해 방송(broadcast)하고 F-PDCH를 빔포밍된 좁은 빔을 통해 전송하는 경우, 파일럿 신호와 데이터 신호가 같은 채널 경로를 거치지 않고 이동 단말에 도착하게 된다. 따라서 상기 F-CPICH의 파일럿 신호로부터 채널을 추정하여 그 결과로써 F-PDCH의 데이터 신호를 복조할 때 서로 다른 채널 경로로 인해 위상 불일치가 발생하고, 이로 인해 빔포밍의 효율이 떨어진다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 상기 1xEV-DV에서는 상기 F-APICH을 도입하여 빔포밍에 이용한다. 따라서 상기 F-CPICH는 빔포밍 하지 않는 채널들을 위해 여전히 필요하므로 빔포밍하지 않은 채로 전송하되, 상기 F-APICH는 F-PDCH의 빔포밍과 같은 방법으로 빔포밍하여 전송함으로써 위상 불일치 문제점을 해결할 수 있다.즉, 상기 F-PDCH를 빔포밍하기 위해 곱하는 빔포밍 복소 가중치와 동일한 복소 가중치를 상기 F-APICH에도 곱해서 빔포밍하여 전송하면 상기 F-PDCH와 같은 채널 경로를 거치게 된다. 그러므로 서로 다른 채널 경로로 인한 위상 불일치가 해소되어 채널 추정 오차가 대폭 줄어들게 된다. 그리고 기지국은 각각의 좁은 빔에 빔포밍 되어 전송되는 F-APICH에 서로 다른 왈시 부호를 할당하므로 이동 단말은 상기 왈시 부호로써 자신이 어느 좁은 빔에 속해 있는지를 알 수 있게 된다.

한편, 상기 F-PDCCH가 넓은 빔을 통해 방송될 때의 F-PDCH, F-APICH 및 F-CPICH을 전송하는 빔 커버리지 및 상기 F-PDCCH가 모든 좁은 빔을 통해 방송될 때의 F-PDCH, F-APICH, 그리고 F-CPICH을 전송하는 빔 커버리지를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 여기서 상기 넓은 빔은 상기 F-PDCCH을 빔포밍하지 않은 경우를 의미하고, 상기 좁은 빔은 상기 F-PDCCH가 빔포밍에 포함되는 경우를 의미한다.

도 4a는 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 빔포밍 하지 않는 경우의 순방향 보조 파일럿 채널과 순방향 보조 파일럿 채널을 전송하는 빔 커버리지를 도시한 도면이고, 도 4b는 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 빔포밍에 포함하는 경우의 순방향 패킷 데이터 채널과 순방향 보조 파일럿 채널과 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 전송하는 빔 커버리지를 도시한 도면이다.

상기 F-PDCCH는 상기 F-PDCH를 수신하는 이동 단말에만 보내는 전용 정보(dedicated information)뿐만 아니라 모든 이동 단말에 보내는 공통 정보(common information)도 운반(carry)한다. 때문에, F-PDCCH는 모든 섹터 내에 방송(broadcast)되어져야 한다. 여기서 상기 F-PDCCH가 모든 섹터 내에 방송되는 방법에는, 좁은 빔에 빔포밍되지 않고 F-CPICH처럼 기존의 120ㅀ 섹터의 넓은 빔을 통해 방송되는 방법과, 각각의 좁은 빔에 F-PDCH와 F-APICH과 함께 빔포밍되어 모든 좁은 빔을 통해 방송되는 방법이 있다. 상기 F-PDCCH는, 전자의 방법에서는 F- CPICH의 파일럿 신호로부터 채널을 추정한 결과를 이용해 복조되고, 후자의 방법에서는 각각의 좁은 빔에 같이 빔포밍 되는 F-APICH의 파일럿 신호로부터 얻은 채널 추정 결과를 이용해 복조된다.

1xEV-DV 표준에 정의된 F-PDCH와 F-PDCCH를 나타내면, 첨부된 도 5와 도 6에 각각 도시된 바와 같으며, 상기 도 5 및 도 6에 대한 상세한 설명은 'Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems Release C'에 나타나있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 F-APICH의 구조는 1xEV-DV 표준에 정의되어 있지 않지만 첨부된 도 7과 같이 나타낼 수 있다. 상기 F-APICH의 구조는 F-CPICH의 블럭도와 거의 비슷하지만 사용되는 왈시 부호에서 차이를 보인다. F-APICH에 사용되는 왈시 부호에 대한 설명은 마찬가지로 'Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems Release C'에 상세하게 나타나 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

그러면 일반적인 스마트 안테나 구조를 기초로하여 F-PDCH과 F-APICH 에 동일한 빔포밍 복소 가중치를 곱해서 한 섹터에 4개의 배열 안테나 소자(array antenna element)로써 4개의 좁은 빔으로 빔포밍하는 구현 예를 설명하기로 한다.

상기 도 8은 F-PDCCH의 넓은 빔을 통해 방송되고 F-PDCH과 F-APICH만이 빔포밍되어 전송되는 경우의 기지국 송신 장치를 도시한 도면이고, 상기 도 9는 F-PDCCH가 F-PDCH과 F-APICH와 함께 빔포밍 되어 전송되는 경우의 기지국 송신 장치를 도시한 도면이다.

상기 도 8 및 도 9에서 덧셈과 곱셈 연산은 모두 복소수 연산이고, W_m ⁽ⁿ⁾ 은 n 번째 입력 신호에 곱해지는 m 번째 안테나 소자의 빔포밍 복소 가중치이다. 그리고 2개의 F-PDCH와 4개의 F-APICH를 빔포밍하여 전송하는 것을 나타낸다. 1xEV-DV 표준에서 기지국은 한 섹터 내에 동시에 최대 2개의 F-PDCH를 전송할 수 있다.

상기 도 8을 참조하면, F-PDCH과 F-APICH은 변조부(810)에서 각각 개별적인 과정을 거쳐 변조되어 합해진다. 상기 합해진 값은 각 안테나 소자(antenna element)별로 분배되어 분배된 값에는 각 빔포밍 복소 가중치가 곱해진다. 그 결과가 제1프로세서(820)에서 공통 과정 A를 거치고, 다른 F-PDCH과 F-APICH 혹은 다른 F-APICH이 동일한 과정을 거쳐 만들어진 신호들과 합해진다. 이렇게 해서 각 안테나 소자별로 전송될 수 있도록 처음으로 구해진 신호는 제2프로세서(830)에서 공통 과정 B를 거친 후 송신부(840)에서 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환되고 전력 증폭(power-amplified)되어 각 안테나 소자를 통해 전송된다. 여기서 상기 제1 프로세서(820) 및 제 2 프로세서(830)는 각 안테나 경로별로 누산기들을 포함한다. 그리고 상기 도 9는 F-PDCCH가 빔포밍에 포함되는 것 외에는 도 8에 도시된 바와 도일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

기지국이 F-APICH을 빔포밍에 이용할 수 있기 위해서는 다음의 선결 조건이 충족되어야 한다. 기지국이 각각의 좁은 빔에 빔포밍되어 전송되는 F-APICH에 서로 다른 왈시 부호를 할당하여 이동 단말이 이 왈시 부호로써 각 F-APICH을 구별하고 자신이 어느 좁은 빔에 속해 있는지를 알 수 있어야 한다. 그리고 통신하고 있는 빔(serving beam)보다 이웃 빔(non-serving beam)의 F-APICH의 수신 품질 측정값이 더 좋은 경우 이동 단말이 더 좋은 수신 품질을 보이는 빔으로 교환(switch)을 요청할 수 있어야 한다. 이러한 교환 요청을 위해서는 R-CQICH가 이용된다.

상기 R-CQICH는 이동 단말의 패킷 데이터 채널 활성 셋트(packet data channel active set)를 구성하는 각 섹터로부터 수신된 F-CPICH의 파일럿 신호 에너지 대 총 잡음 및 간섭 밀도(Epilot/Nt)를 측정하여 그 측정값이 가장 큰 (즉, 채널 상황이 가장 양호한) 섹터를 선택한 후 그 섹터에 할당된 왈시 부호를 이용해 그 섹터로부터 수신한 간섭 밀도(Epilot/Nt) 측정값을 전송한다. 만약 이동 단말과 기지국 사이의 채널 상황이 바뀌어서 새로운 섹터를 선택하고자 하는 경우에는 미리 약속된 형태의 셀 전환 패턴을 사용하여 셀 전환 요청을 기지국에게 알린다. 이러한 R-CQICH 채널 구조는 첨부된 도 10과 같으며, 상기 R-CQICH에 대해 더욱 자세한 설명은 'Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems Release C'에 나타나 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 역방향 패킷 데이터 채널의 빔포밍 여부에 따라 역방향 채널 품질 지수 채널(R-CQICH)의 수신 품질 지수 피드백 동작을 도시한 흐름도이다.

상기 F-CPICH는 빔포밍하지 않는 다른 채널들을 위해 빔포밍하지 않고 전송하고, 상기 R-CQICH은 F-CPICH의 파일럿 신호에 대한 피드백을 제공한다.

도 11을 참조하면, 1101단계에서 PDCCH 제어 메시지가 발생되면, 기지국은 1102단계에서 F-PDCH가 빔포빙되었는지를 확인한다. 이때, F-PDCH가 빔포밍되지 않 은 경우, 1103단계에서 기지국은 R-CQICH가 F-CPICH의 수신 품질 지수(channel quality indicator)를 피드백하도록 한다.

반면, 상기 F-PDCH가 빔포밍되었다면, 1104단계에서 기지국은 F-APICH가 동일한 경로(way)에서 빔포밍되었는지를 확인한다. 이때, F-APICH가 빔포밍되지 않았다면, 1103단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우, 1105단계에서 기지국은 R-CQICH가 F-APICH의 수신 품질 지수를 피드백하도록 한다.

상기 1102단계에서 확인한 결과에서 상기 F-PDCH가 빔포밍되었다면, F-PDCH와 F-CPICH는 다른 채널 경로를 거치기 때문에 상기 R-CQICH은 상기 F-PDCH가 겪는 채널 경로에 대한 정보를 적절하게 기지국으로 피드백하지 못 한다. 따라서 F-PDCH를 빔포밍하여 전송할 때는 R-CQICH이 빔포밍 채널에 대한 정보를 피드백하도록 수정되어질 필요가 있다. 이에 따라 상기 R-CQICH은 다음과 같이 수정된다.

상술한 바와 같이, F-PDCH가 빔포밍되지 않고 전송되면, R-CQICH은 기존대로 F-CPICH의 수신 품질 지수를 피드백하고, F-PDCH와 F-APICH가 동일하게 빔포밍되어 전송되면 상기 R-CQICH은 F-APICH의 수신 품질 지수를 피드백한다. 그 이외의 경우, 상기 R-CQICH은 기존대로 F-CPICH의 수신 품질 지수를 피드백 한다.

다음으로 상기 R-CQICH의 왈시 부호에 대해 고려해야 한다. 1xEV-DV 표준에는 R-CQICH에 이용되는 왈시 부호가 하기 <표 1>과 같이 8개이다. F-PDCH가 빔포밍되지 않고 전송되면, R-CQICH은 가장 수신 품질이 좋은 F-CPICH를 보내는 섹터를 가리키는 왈시 부호를 이용하여 수신 품질 지수를 피드백 한다.

첨부된 도 12a에 도시된 바와 같이, 이동 단말 주위의 모든 기지국이 F-PDCH를 빔포밍하지 않을 경우에는 F-CPICH를 보내는 섹터와 왈시 부호 사이의 일대일 매핑에 사용되는 왈시 부호의 개수가 부족하지 않을 것이다.

그러나 첨부된 도 12b와 도 12c에 도시된 바와 같이, 기지국의 일부 혹은 전부가 F-PDCH를 빔포밍하여 전송할 경우에는, F-CPICH를 보내는 섹터와 F-APICH를 보내는 좁은 빔과 왈시 부호 사이의 일대일 매핑에 사용되는 왈시 부호의 개수가 부족해질 수 있다. 이러한 경우를 대비하기 위해서 왈시 부호를 16개로 늘여야 하므로 상기 <표 1>의 왈시 커버(WALSH_COVER)는 4 비트로, 왈시 부호는 8-ary에서 16-ary로 증가시킨다.

역방향 전용 제어 채널(Reverse Dedicated Control Channel : R-DCCH)을 이용하여 빔포밍된 F-APICH의 수신 품질 지수(channel quality indicator)를 피드백 할 수도 있다. 이를 위해서는 R-DCCH에 사용되는 제어 메시지(control message)를 새로이 추가해야 한다. 이러한 R-DCCH에 사용되는 제어 메시지의 생성 과정을 첨부 된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예에 따라 R-DCCH에 사용되는 제어 메시지의 생성 과정을 도시한 흐름도이다.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 1301단계에서 이동 단말은 기지국으로부터의 F-APICH들을 복조하고, 1302단계에서 서빙 빔(serving beam)의 수신 품질 지수(channel quality indicator)를 측정하는 지를 판단한다. 이때, 상기 서빙 빔의 수신 품질 지수를 측정하는 경우라면, 1303단계에서 서빙 빔의 F-APICH의 수신 품질 지수를 측정한다.

그러면 이동 단말은 1304단계에서 상기 측정된 수신 품질 지수가 완전 피드백(Full Feedback)인지를 확인한다. 확인한 결과가 완전 피드백이라면, 1305단계에서 이동 단말은 채널 품질을 양자화(quantization)하여 1306단계에서 양자화 값으로 완전 채널 품질 지수를 셋팅한 후 1312단계로 진행한다. 반면, 1304단계에서 확인한 결과가 완전 피드백이 아닌 경우, 1307단계에서 이동 단말은 채널 품질 지수가 임계값보다 큰지를 확인한다. 이때, 채널 품질 지수가 더 큰 경우, 1308단계에서 이동 단말은 증가(UP)로 서로 다른 채널 품질 지수를 셋팅한 후 1309단계에서 임계값을 증가시키고 1312단계로 진행한다. 반면, 채널 품질 지수가 임계값보다 작은 경우, 1310단계에서 이동 단말은 감소(DOWN)으로 서로 다른 채널 품질 지수를 셋팅한 후 1311단계에서 임계값을 감소시키고 1312단계로 진행한다. 그런 다음 이동 단믈은 1312단계에서 채널 품질 지수 제어 메시지channel quality indicator control message)를 부호화(encode)한 후 1312단계로 진행한다.

반면, 1302단계에서 확인할 결과, 넌 서빙 빔들(non-serving beams)의 F-APICH의 수신 품질 지수를 측정하는 경우라면, 1320단계에서 이동 단말은 넌 서빙 빔들의 F-APICH의 수신 품질 지수를 측정한 후, 1321단계에서 서빙 빔들의 F-APICH의 채널 품질 지수를 더 측정한다. 그런 다음 이동 단말은 1322단계에서 상기 측정된 서빙 빔들의 채널 품질 지수가 상기 측정된 넌 서빙 빔들의 채널 품질 지수보다 큰지를 확인한다. 이때, 서빙 빔들의 채널 품질 지수가 더 큰 경우, 이동 단말은 1323단계에서 빔 교환을 하지 않는다. 반면, 넌 서빙 빔들의 채널 품질 지수가 더 큰 경우, 이동 단말은 1324단계에서 최상의 채널 품질 지수를 가지는 빔을 찾은 후 1325단계에서 타켓 빔으로 빔 교환을 수행한다. 이후, 이동 단말은 1326단계에서 빔 스위칭 채널 메시지(beam switching control message)를 부호화한다.

그런 다음 이동 단말은 1312단계에서 상기 채널 품질 지수 제어 메지와, 빔 교환 채널 메시지를 연결하여 최종 제어 메시지를 생성한다.

한편, R-CQICH과 R-DCCH에 대한 1xEV-DV 표준을 수정이나 추가를 하기 어렵다면 새로운 채널을 정의할 수 있다. 이에 따라 이동 단말이 기지국의 순방향 빔포밍된 채널들을 수신한 후 빔포밍과 관련된 제어 정보를 기지국으로 보내는 채널을 역방향 빔포밍 제어 채널(Reverse Beamforming Control Channel : R-BFCCH)로 설정한다. 여기서 상기 R-BFCCH는 R-CQICH과 거의 같은 구조와 기능을 갖으며, 두 채널의 큰 차이점은 R-CQICH는 F-CPICH의 수신 품질(channel quality)을 피드백하고, R-BFCCH는 빔포밍된 F-APICH의 수신 품질을 기지국으로 피드백 한다.

다중빔 기지국은 기존 3 섹터 기지국의 각 섹터를 여러 개의 좁은 빔으로 커 버하기 때문에 F-APICH를 보내는 좁은 빔과 왈시 부호 사이의 일대일 매핑에 왈시 부호의 개수가 부족해질 수 있으므로 R-CQICH과는 달리, R-BFCCH의 WALSH_COVER를 4 비트로, 왈시 부호는 16-ary로 증가시킨다. 또한, 채널을 구분하는 왈시 커버(Walsh cover)가 달라야 한다. R-BFCCH는 새로운 채널이므로 다른 채널들이 사용하지 않는 왈시 커버가 배정되어야 한다. 예를 들어, R-CQICH의 왈시 커버는 W12¹⁶ 이다. 이러한 R-BFCCH을 통해 기지국으로 전달되는 제어 메시지를 만드는 과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 설명에 앞서 이동 단말에서 생성된 제어 메시지를 수신하여 빔포밍 제어 정보를 순방향 빔포밍에 적용하기 위한 기지국의 송수신 장치를 대략적으로 도시한 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.

도 15를 참조하면, 기지국은 빔포밍 제어 정보의 피드백을 위해 제어 메시지가 추가된 역방향 전용 제어 채널을 수신하여 복조하는 복조부와, 상기 복조된 제어 메시지를 부호화하는 부호부와, 상기 디코딩된 제어 메시지가 나타내는 순방향 보조 파일럿 채널의 수신 품질 지수를 기지국의 누산기에 저장하는 저장부를 포함한다. 그리고 상기 기지국은 상기 수신 품질 지수를 포함한 여러 입력 정보를 바탕으로 순방향 패킷 데이터 채널의 송신 파라미터를 결정하여 변조하고, 부호화된 패킷을 변조하는 변조부와, 빔을 형성하는 빔 형성부를 포함한다.

또한, 이동 단말의 핸드오프 등으로 빔 교환이 필요한 경우, 상기 디코딩된 제어 메시지가 나타내는 빔 교환 정보에 따라 송신 및 수신 빔포밍 복소 가중치를 수정하여 이동 단말이 핸드오프 하고자 하는 타겟 빔으로 빔을 교환하기 위한 빔 교환부를 포함한다.

상기 빔 형성부는 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 빔포밍하는 경우 순방향 패킷 데이터 채널, 순방향 보조 파일럿 채널 및 순방향 패킷 데이터 제어 채널 모두에 빔포밍을 실시하는 세 채널 빔 형성기와, 순방향 패킷 데이터 제어 채널을 빔포밍하지 않는 경우 순방향 패킷 데이터 채널과 순방향 보조 파일럿 채널에만 빔포밍을 실시하는 두 채널 빔 형성기를 포함한다.

상기 변조부는 상기 수신 품질 지수를 포함한 여러 입력 정보를 바탕으로 순방향 패킷 데이터 채널의 송신 파라미터를 결정하는 채널 파리마터 결정기와, 상기 결정된 송신 파라미터를 순방향 패킷 데이터 제어 채널에 변조하는 순방향 패킷 데이터 제어 채널 변조부와, 상기 송신 파라미터 중 부호화(encoder) 패킷 형식에 맞추어 부화화된 패킷을 순방향 패킷 데이터 채널에 변조하는 순방향 패킷 데이터 채널 변조기를 포함한다.

그러면, 이와 같이 구성된 기지국 장치에서 수신되는 수신 품질 지수를 순방향 빔 포밍에 적용하기 위한 방법을 설명하기로 한다.

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예에 따라 R-BFCCH을 통해 기지국으로 전달되는 제어 메지시를 만드는 과정을 도시한 흐름도이다.

도 14a 및 도 14b를 참조하면, 이동 단말이 빔포밍 된 F-APICH을 수신하여 얻은 빔포밍 제어 정보를 역방향 채널(reverse channel)을 통해 송신하면, 기지국은 1401단계에서 송신되는 채널 즉, R-CQICH, R-DCCH 또는 R-BFCCH 채널을 복조한다. 여기서 상기 이동 단말로부터 역방향 채널을 통해 수신되는 최종 제어 메시지 는 수신 품질 지수를 나타내는 제어 메시지(channel quality indicator control message)와 빔 교환 제어 메시지(beam switching control message)로 구성된다.

그런 다음 기지국은 1402단계에서 수신된 제어 메시지를 디코딩하기 위해 수신된 제어 메지가 채널 품질 지수 또는 빔 교환을 나타내는 메시지인지를 확인한다. 이때, 채널 품질 지수를 나타내는 제어 메시지인 경우, 기지국은 1403단계에서 채널 품질 지수 메시지를 복호한 후 1404단계에서 수신 품질 지수를 나타내는 제어 메시지(channel quality indicator control message)가 F-APICH의 완전한 수신 품질(full channel quality) 즉, 완전 피드백인 경우, 기지국은 1425단계에서 복호된 값으로 기지국의 누산기(accumulator)에 바로 저장한다. 반면, F-APICH의 차등 수신 품질(differential channel quality)을 나타내면, 기지국은 CQI가 증가(UP)인지를 확인하여 증가(UP)이면, 누산기의 값을 0.5 dB 증가(increment)시키며, 그렇지 않고 감소(DOWN)를 나타내는 경우, 누산기의 값을 0.5 dB 감소(decrement)시킨다.

그런 다음 기지국은 1409단계에서 갱신된 누산기의 수신 품질 지수를 포함한 여러 입력 정보를 바탕으로 F-PDCH의 송신 파라미터들을 결정하고, 1410단계에서 상기 결정된 송신 파라미터들을 F-PDCCH에 변조한다. 그리고 이렇게 업데이트된 F-PDCH의 인코더 패킷 형식(encoder packet format)에 맞추어 부호화 패킷(encoder packets)을 F-PDCH에 변조하고, F-APICH를 변조한 후 1411단계로 진행한다.

한편, 1402단계에서 채널 품지 지시 메시지가 아닌 빔 교환 메시지인 경우, 1420단계에서 빔 교환 메시지를 복호한다. 그런 다음 1421단계에서 기지국은 빔 교환 제어 메시지(beam switching control message)가 나타내는 빔 교환(beam switching) 정보가 이동 단말이 현재의 빔에서 주위의 다른 빔으로 옮기는 교환 빔포밍인지를 확인한다. 교환 빔 포밍이 아닌 경우에는 그대로 1411단계로 진행한다. 반면, 교환 빔 포임인 경우, 기지국은 1422단계에서 그 이동 단말로 송신할 때 사용되는 송신 빔포밍 복소 가중치(transmit beamforming weights)와 그 이동 단말로부터 수신할 때 사용되는 수신 빔포밍 복소 가중치(receive beamforming weights)를 수정하여 그 빔(target beam)으로 빔 교환을 실시한다. 그런 다음 1423단계 내지 1424단계에서 필요에 따라서는 핸드오프(handoff)도 수행한다. 여기서 핸드오프가 필요하지 않은 경우에는 그대로 1411단계로 진행한다.

그런 다음 1411단계에서 기지국은 F-PDCCH를 빔포밍 여부에 따라, F-PDCCH를 빔포밍하는지를 확인한다. 이때, 빔포밍하는 경우, F-PDCH, F-APICH 및 F-PDCCH 모두에 빔포밍을 실시하고, 반면, F-PDCCH를 빔포밍 하지 않는 경우 F-PDCH과 F-APICH에만 빔포밍을 실시하여 1414단계에서 전송한다. 여기서 빔포밍 실시는 동일한 빔포밍 복소 가중치(beamforming weights)를 사용하여 빔포밍한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다중빔을 이용하는 고속 데이터 서비스에 파일럿 보조 파일럿 채널을 각 좁은 빔(narrow beam)에 빔포밍하여 전송할 때 이동 단말의 순방향 보조 파일럿 채널의 수신 품질 지수(channel quality indicator)를 역방향 제어 채널들(reverse control channels)을 통해 기지국으로 제공함으로써 기지국이 이동 단말에 가장 적합한 안테나 빔을 형성하고 순방향 패킷 데이터 채널을 효율적으로 활용하는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 빔 포밍 안테나를 구비한 기지국과, 상기 빔 포빙 안테나를 통해 고속 데이터 서비스를 제공받는 이동 단말을 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 이동 단말로부터 수신된 빔포밍 제어 정보를 상기 기지국에 적용하여 순방향 빔을 형성하기 위한 방법에 있어서,

   상기 빔포밍 제어 정보의 피드백을 위한 제어 메시지를 포함한 역방향 채널을 복조하는 과정과,

   상기 복조된 제어 메시지를 복호하여 상기 복조된 제어 메시지가 나타내는 제어 정보를 저장하는 과정과,

   상기 저장된 제어 정보에 따라 순방향 패킷 데이터 채널의 송신 파라미터를 결정하여 상기 결정된 송신 파라미터를 순방향 패킷 데이터 제어 채널에 변조하는 과정과,

   상기 순방향 패킷 데이터 제어 채널의 빔 포밍을 확인하여 빔 포밍 여부에 따라 빔을 형성하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복조된 제어 메시지는 채널 품질 지수 제어 메시지와 빔 교환 제어 메시지로 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어 정보를 저장하는 과정은,

   상기 복조된 제어 메시지에서 채널 품질 지수 제어 메시지를 복호하여 피드백되는 제어 정보가 완전 피드백인 경우, 복호된 값으로 누산 값으로 저장하는 단계와,

   상기 피드백 제어 정보가 완전 피드백이 아닌 경우, 상기 채널 품지 지수에 따라 누산값을 증가 또는 감소하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 이동 단말이 현재 빔에서 다른 빔으로 빔을 교환하는 경우, 송수신 빔포밍 복소 가중치들을 수정하여 타겟 빔으로 빔을 교환하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 복조된 제어 정보가 나타내는 제어 정보는 이동 단말에서 순방향 보조 파일러 지수 채널(F-APICH)의 채널 품질 지수 측정하여 미리 설정된 임계값과 비교하여 결정된 채널 품질 지수를 포함하는 정보임을 특징으로 하는 상기 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 빔을 형성하여 송신하는 과정은,

   상기 순방향 패킷 데이터 제어 채널이 빔 포밍된 경우, 순방향 패킷 데이터 채널 및 순방향 보조 파일럿 채널 및 순방향 패킷 데이터 제어 채널의 세 채널에 빔을 형성하는 단계와,

   상기 순방향 패킷 데이터 제어 채널이 빔 포밍되지 않은 경우, 순방향 패킷 데이터 채널 및 순방향 보조 파일럿 채널의 두 채널에 빔을 형성하는 단계를 포함하는 상기 방법.
7. 빔 포밍 안테나를 구비한 기지국과, 상기 빔 포빙 안테나를 통해 고속 데이터 서비스를 제공받는 이동 단말을 포함하는 이동통신 시스템에서, 기 이동 단말로부터 수신된 빔포밍 제어 정보를 상기 기지국에 적용하여 순방향 빔을 형성하기 위한 장치에 있어서,

   상기 빔포밍 제어 정보를 포함하는 제어 메시지를 실은 역방향 채널을 복조는 복조부와,

   상기 복조된 제어 메시지를 복호하여 상기 수신된 제어 정보를 저장하는 저장하는 저장부와,

   상기 저장된 제어 정보에 따라 순방향 패킷 데이터 채널의 송신 파라미터를 결정하여 상기 결정된 송신 파라미터를 순방향 패킷 데이터 제어 채널에 변조하는 변조부와,

   상기 순방향 패킷 데이터 제어 채널의 빔 포밍되었는지를 확인하여 빔 포밍 여부에 따라 빔을 형성하여 빔 형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 복조된 제어 메시지는 채널 품질 지수 제어 메시지와 빔 교환 제어 메시지로 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 저장부는,

   상기 복조된 제어 메시지에서 채널 품질 지수 제어 메시지를 복호하여 피드백되는 제어 정보가 완전 피드백인 경우, 복호된 값으로 누산 값으로 저장하고, 상기 피드백 제어 정보가 완전 피드백이 아닌 경우, 상기 채널 품지 지수에 따라 누산값을 증가 또는 감소함을 특징으로 하는 상기 장치.
10. 제7항에 있어서,

    상기 복조된 제어 정보가 나타내는 제어 정보는 이동 단말에서 순방향 보조 파일러 지수 채널(F-APICH)의 채널 품질 지수 측정하여 미리 설정된 임계값과 비교 하여 결정된 채널 품질 지수를 포함하는 정보임을 특징으로 하는 상기 장치.
11. 제7항에 있어서,

    상기 이동 단말이 현재 빔에서 다른 빔으로 빔을 교환하는 경우, 송수신 빔포밍 복소 가중치들을 수정하여 타겟 빔으로 빔을 교환하는 빔 교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
12. 제7항에 있어서, 상기 빔 형성부는,

    상기 순방향 패킷 데이터 제어 채널이 빔 포밍된 경우, 순방향 패킷 데이터 채널 및 순방향 보조 파일럿 채널 및 순방향 패킷 데이터 제어 채널의 세 채널에 빔을 형성하는 세 채널 빔 형성기와,

    상기 순방향 패킷 데이터 제어 채널이 빔 포밍되지 않은 경우, 순방향 패킷 데이터 채널 및 순방향 보조 파일럿 채널의 두 채널에 빔을 형성하는 두 채널 빔 형성기를 포함하는 상기 장치.

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