KR20130021919A

KR20130021919A - 무선통신시스템에서 빔 선택 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130021919A
Application number: KR1020110084486A
Authority: KR
Inventors: 김영수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2013-03-06
Also published as: WO2013028013A3; CN103782524A; EP2748941B1; US9294163B2; US20130051302A1; JP6117205B2; WO2013028013A2; EP2748941A4; KR101820733B1; JP2014524712A; EP2748941A2

Abstract

본 발명은 다수 개의 안테나 빔들을 구성할 수 있는 무선통신시스템에서 빔을 선택하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 이때, 신호를 전송하기 위한 방법은, 수평 방향의 폭은 좁고, 수직 방향의 폭은 넓은 다수 개의 수직 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하는 과정과, 수평 방향의 폭은 넓고, 수직 방향의 폭은 좁은 다수 개의 수평 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하는 과정과, 수평 방향의 폭과 수직 방향의 폭이 좁은 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 이용하여 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하는 과정을 포함한다.

Description

무선통신시스템에서 빔 선택 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SELECTING BEAM IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신시스템에서 관한 것으로서, 다수 개의 안테나 빔을 사용하는 무선통신시스템에서 빔을 선택하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선통신시스템은 빔 포밍 기술을 이용하여 데이터 전송 속도를 높일 수 있다. 상기 빔 포밍 기술은 이득이 높은 안테나를 사용하여 송수신 성능을 개선할 수 있다. 더욱이, 빔 포밍 기술을 사용하는 경우, 안테나의 이득을 높이기 위해서는 안테나 빔의 폭을 줄여야 한다. 이에 따라, 무선통신시스템에서 빔 포밍 기술을 통해 송수신 성능을 높이기 위해서는 모든 방향으로 신호를 전송할 수 있는 폭이 좁은 다수의 빔들을 사용해야 한다. 이하 설명에서 폭이 좁은 빔을 좁은 빔이라 칭한다.

상기 빔포밍 기술을 사용하는 경우, 무선통신시스템은 데이터뿐만 아니라 동기신호 및 제어신호를 빔포밍한다. 이동국으로 데이터를 전송하는 경우, 기지국은 각 이동국에 대한 최적의 좁은 빔을 이용하여 각 이동국으로 해당 데이터를 빔 포밍한다. 하지만, 동기신호와 공통제어신호는 다수의 이동국들이 공통적으로 사용한다. 이에 따라, 상기 기지국은 좁은 빔을 이용하여 모든 방향으로 좁은 빔을 통해 동일한 동기신호와 공통제어신호를 반복적으로 전송해야하는 오버헤드가 발생한다.

무선통신시스템은 동기신호와 공통제어신호에 대한 빔 포밍 오버헤드를 줄이기 위해 폭이 넓은 빔을 이용하여 동기신호와 공통제어신호를 전송한다.

상술한 바와 같이 넓은 빔을 사용하는 경우, 무선통신시스템은 다중 경로 페이딩에 의해 신호들 사이의 간섭이 증가하는 문제가 발생한다. 더욱이, 직교주파수분할 다중 방식(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)의 경우, OFDM 심볼간 간섭을 줄이기 위해 CP(Cyclic Prefix)를 크게 설정하여 CP에 의한 오버헤드가 증가하는 문제가 발생한다.

또한, 송신 단에서 신호를 전송하는 좁은 빔을 변경할 경우, 무선통신시스템은 넓은 빔을 사용하는 경우와 비슷하게 다중 경로 페이딩에 의해 신호 간섭이 발생하는 문제가 있다.

무선통신시스템은 전송속도를 높이기 위해 다수 개의 빔들을 이용하여 다수 개의 이동국들과 동시에 신호를 송수신할 수 있다. 이 경우, 무선통신시스템은 다른 이동국과 송수신하는 신호에 의한 다중 경로 페이딩에 의해 신호 간섭이 발생하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 빔포밍 기술을 사용하는 무선통신시스템에서 빔포밍에 의한 오버헤드를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 빔포밍 기술을 사용하는 무선통신시스템에서 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔포밍 기술을 사용하는 무선통신시스템에서 빔포밍에 의한 오버헤드 및 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔포밍 기술을 사용하는 무선통신시스템에서 동기신호 및 공통제어신호 전송에 의한 오버헤드 및 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔포밍 기술을 사용하는 무선통신시스템에서 셀 선택을 위한 훈련신호 전송에 의한 오버헤드 및 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔포밍 기술을 사용하는 무선통신시스템에서 빔 변경에 의한 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 빔포밍 기술을 사용하는 무선통신시스템에서 다수 개의 빔들을 동시에 사용하여 발생하는 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다수 개의 안테나 빔들을 구성할 수 있는 무선통신시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 방법은, 수평 방향의 폭은 좁고, 수직 방향의 폭은 넓은 다수 개의 수직 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하는 과정과, 수평 방향의 폭은 넓고, 수직 방향의 폭은 좁은 다수 개의 수평 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하는 과정과, 수평 방향의 폭과 수직 방향의 폭이 좁은 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 이용하여 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다수 개의 안테나 빔들을 구성할 수 있는 무선통신시스템의 수신 단에서 신호를 수신하기 위한 방법은, 수평 방향의 폭은 좁고, 수직 방향의 폭은 넓은 다수 개의 수직 빔들을 통해 훈련 신호들이 수신되는 경우, 상기 수직 빔들 중 수신 전력이 최대인 어느 하나의 수직 빔을 선택하는 과정과, 수평 방향의 폭은 넓고, 수직 방향의 폭은 좁은 다수 개의 수평 빔들을 통해 훈련 신호들이 수신되는 경우, 상기 수평 빔들 중 수신 전력이 최대인 어느 하나의 수평 빔을 선택하는 과정과, 상기 선택한 수직 빔과 수평 빔을 이용하여 수평 방향의 폭과 수직 방향의 폭이 좁은 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다수 개의 안테나 빔들을 구성할 수 있는 무선통신시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 장치는, 다수 개의 안테나 요소들로 구성되는 안테나부와, 다수 개의 안테나 빔들 중 제어부의 제어에 따라 어느 하나의 안테나 빔을 선택하는 빔 선택부와, 상기 빔 선택부에서 선택한 안테나 빔을 형성하도록 제어하는 RF 체인과, 수평 방향의 폭은 좁고, 수직 방향의 폭은 넓은 다수 개의 수직 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하고, 수평 방향의 폭은 넓고, 수직 방향의 폭은 좁은 다수 개의 수평 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 제어부는, 상기 안테나 요소들 중 적어도 하나의 안테나 요소들을 이용하여 구성할 수 있는 수평 방향의 폭과 수직 방향의 폭이 좁은 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 이용하여 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다수 개의 안테나 빔들을 구성할 수 있는 무선통신시스템의 수신 단에서 신호를 수신하기 위한 장치는, 신호를 수신하는 수신부와, 수평 방향의 폭은 좁고, 수직 방향의 폭은 넓은 다수 개의 수직 빔들을 통해 훈련 신호들이 수신되는 경우, 상기 수직 빔들 중 수신 전력이 최대인 어느 하나의 수직 빔을 선택하고, 수평 방향의 폭은 넓고, 수직 방향의 폭은 좁은 다수 개의 수평 빔들을 통해 훈련 신호들이 수신되는 경우, 상기 수평 빔들 중 수신 전력이 최대인 어느 하나의 수평 빔을 선택하며, 상기 선택한 수직 빔과 수평 빔을 이용하여 수평 방향의 폭과 수직 방향의 폭이 좁은 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 선택하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 빔포밍 기술을 사용하는 무선통신시스템에서 수평 방향의 폭이 좁고 수직 방향의 폭이 넓은 빔을 사용하여 동기 신호와 공통제어 신호를 전송함으로써, 동기 신호와 공통 제어신호를 전송하는 횟수를 줄여 좁은 빔을 통해 동기 신호와 공통제어신호를 반복적으로 전송하여 발생하는 오버헤드 및 간섭을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 무선통신시스템에서 수평 방향의 폭이 좁고 수직 방향의 폭이 넓은 빔과 수평 방향의 폭이 넓고 수직 방향의 폭이 좁은 빔을 이용하여 훈련신호를 전송함으로써, 훈련신호를 전송하는 횟수를 줄여 좁은 빔을 통해 훈련 신호 전송하여 발생하는 오버헤드 및 간섭을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 무선통신시스템에서 빔 변경 시, 수직방향의 각도가 다른 빔을 선택하여 빔을 변경함으로써, 빔 변경에 따라 발생하는 간섭을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 무선통신시스템의 송신 단에서 동시에 다수 개의 빔들을 통해 신호를 전송하는 경우, 수직 방향으로 각도가 동일한 빔들을 동시에 사용하지 않으므로써, 다수 개의 빔들을 통해 동시에 신호 전송 시 발생하는 간섭을 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 송수신기의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 RF 체인의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 RF 체인의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 배열에 따른 좁은 빔의 패턴을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 넓은 빔의 패턴을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 단에서 빔포밍을 통해 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신 단에서 신호를 수신하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 송신 단에서 빔포밍을 통해 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수신 단에서 신호를 수신하기 위한 절차를 도시하는 도면, 및
도 10은 본 발명에 따른 수신 단의 블록 구성을 도시하는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 발명은 빔포밍 기술을 사용하는 무선통신시스템에서 빔 포밍에 의한 오버헤드 및 간섭을 줄이기 위한 기술에 대해 설명한다.

이하 설명에서 무선통신시스템은 안테나 빔포밍 기술을 사용하는 것으로 가정한다. 상기 안테나 빔포밍 기술은 각 안테나별로 송수신되는 고주파 신호의 위상을 변환하여 빔을 형성하는 기술이다.

도 1은 본 발명에 따른 송수신기의 블록 구성을 도시하고 있다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 송수신기는 제어부(100), 빔 선택부(110), 안테나부(120), 송신부(130) 및 수신부(140)를 포함하여 구성된다.

상기 제어부(100)는 상기 송수신기에서 빔을 형성하도록 제어한다. 예를 들어, 사용자 제어신호와 데이터를 전송하는 경우, 상기 제어부(100)는 수신 단이 선택한 좁은 빔을 통해 사용자 제어신호와 데이터 중 적어도 하나를 전송하도록 상기 빔 선택부(110)를 제어한다. 다른 예를 들어, 동기 신호와 공통 제어 신호를 전송하는 경우, 상기 제어부(100)는 수직 빔을 통해 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 전송하도록 상기 빔 선택부(110)를 제어한다. 또 다른 예를 들어, 훈련 신호를 전송하는 경우, 상기 제어부(100)는 수신 단이 최적의 좁은 빔을 선택할 수 있도록 수직 빔과 수평 빔을 통해 훈련신호를 순차적으로 전송하도록 상기 빔 선택부(110)를 제어한다. 여기서, 상기 좁은 빔은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 수직 방향과 수평 방향으로 좁은 빔을 나타내고, 상기 수직 빔은 수평 방향으로 좁고 수직 방향으로 넓은 빔을 나타내며, 상기 수평 빔은 수직 방향으로 좁고 수평 방향으로 넓은 빔을 나타낸다. 또한, 상기 공통 제어 신호는, 시스템에 대한 각종 정보 및 시스템에 접속하기 위한 필수 정보를 포함하고, 상기 사용자 제어 신호는 자원 할당 정보 및 제어 정보를 포함한다.

상기 제어부(100)는 빔 변경 시, 수직방향의 빔 각도가 달라지도록 좁은 빔을 선택하도록 상기 빔 선택부(110)를 제어한다. 이때, 상기 제어부(100)는 수직 방향으로 빔 방향 변화가 최대가 되도록 빔을 전환한다. 예를 들어, 상기 도 4의 (b)에 도시된 좁은 빔들을 사용할 수 있는 경우, 상기 제어부(100)는 B1i -> B3j -> B5k -> B2m -> B4n의 순서로 빔을 전환하도록 제어한다. 여기서, 상기 i, j, k, m, n은 수평 방향 안테나 요소의 인덱스를 나타낸다.

만일, 수평 방향으로만 빔을 전환할 수 있는 경우, 상기 제어부(100)는 수평 방향의 변화가 최소가 되도록 빔을 전환한다. 예를 들어, 도 5의 (a)에 도시된 수직 빔들을 사용할 수 있는 경우, 상기 제어부(100)는 Bc1 -> Bc2 -> Bc3 -> Bc4 -> Bc5의 순서로 빔을 전환하도록 제어한다. 여기서, 상기 c는 수직 방향 안테나 요소의 인덱스를 나타낸다.

상기 송신부(130)에서 다수 개의 빔들을 통해 다수 개의 수신 단들로 신호를 동시에 전송하는 경우, 상기 제어부(100)는 수직 방향으로 각도가 동일한 빔들을 동시에 사용하지 못하도록 상기 빔 선택부(110)를 제어한다.

상기 빔 선택부(110)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라 해당 패턴의 빔을 선택한다. 예를 들어, 데이터를 전송하는 경우, 상기 빔 선택부(110)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라 수신 단이 선택한 방향의 좁은 빔을 선택한다. 다른 예를 들어, 동기 신호와 공통 제어 신호를 전송하는 경우, 상기 빔 선택부(110)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라 수직 빔을 선택한다. 또 다른 예를 들어, 훈련 신호를 전송하는 경우, 상기 빔 선택부(110)는 상기 제어부(100)의 제어에 따라 수직 빔과 수평 빔을 순차적으로 선택한다.

상기 빔 선택부(110)는 송신 빔포밍 시, 상기 송신부(130)로 선택한 빔 패턴 정보를 전송하고, 수신 빔포밍 시, 상기 수신부(140)로 선택한 빔 패턴 정보를 전송한다.

상기 안테나부(120)는 다수 개의 안테나 요소들로 구성된다. 예를 들어, 상기 안테나부(120)는 도 2의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 다수 개의 무지향성 안테나 요소들로 구성된다. 다른 예를 들어, 상기 안테나부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 방향으로 신호를 전송하는 다수 개의 지향성 안테나 요소들로 구성될 수도 있다.

상기 송신부(130)는 송신 모뎀(132)과 송신 RF체인(134)를 포함하여 구성된다.

상기 송신 모뎀(132)은 안테나를 통해 수신 단으로 전송할 데이터를 부호화 및 변조하고, 변조된 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 이때, 상기 송신 모뎀(132)은 아날로그-기저대역 신호를 상기 송신 RF 체인(134)으로 전송한다.

상기 송신 RF 체인(134)은 각 안테나 요수들로 신호를 전송하는 다수 개의 RF 경로들을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 송신 RF 체인(134)은 상기 빔 선택부(110)에서 선택한 빔 패턴 및 빔 폭에 따라 일부의 안테나 요소 및 일부의 RF 경로들만 사용할 수 있다.

상기 송신 RF 체인(134)은 상기 송신 모뎀(132)으로부터 제공받은 기저대역 신호를 활성화된 적어도 하나의 RF 경로로 다중화하고, 각 RF 경로에서 해당 기저대역 신호를 고주파 신호로 변환하여 상기 안테나부(120)를 통해 신호를 전송한다. 이때, 상기 송신 RF 체인(134)은 상기 빔 선택부(110)에서 선택한 빔 패턴에 따라 빔을 형성할 수 있도록 상기 기저대역 신호를 제어한다. 예를 들어, 상기 안테나부(120)가 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 다수 개의 무지향성 안테나 요소들로 구성된 경우, 상기 송신 RF 체인(134)은 각 안테나 요소의 RF 경로를 통해 전송되는 신호의 위상을 변경하는 위상 변경부들(200-1 내지 200-N)을 포함하여 구성된다. 각 위상 변경부(200-1 내지 200-N)는 상기 빔 선택부(110)에서 선택한 빔 패턴 및 빔 폭에 따라 각 안테나 요소를 통해 전송할 신호의 위상을 변경한다.

다른 예를 들어, 상기 안테나부(120)가 도 3에 도시된 바와 같이 다수 개의 지향성 안테나 요소들로 구성된 경우, 상기 송신 RF 체인(134)은 상기 송신 모뎀(132)과 빔 패턴에 따라 안테나 요소를 연결하는 스위치(300)를 포함하여 구성된다. 상기 스위치(300)는 상기 빔 선택부(110)에서 선택한 빔 패턴 및 빔 폭에 따라 적어도 하나의 안테나 요소와 상기 송신 모뎀(132)을 연결한다. 여기서, 상기 스위치(300)는 하나의 송신 모뎀(132)과 적어도 하나의 안테나 요소를 연결할 수 있다.

상기 수신부(140)는 수신 RF체인(142)과 수신 모뎀(144)을 포함하여 구성된다.

상기 수신 RF 체인(142)은 각 안테나 요수들을 통해 수신된 고주파 신호를 위한 다수 개의 RF 경로들을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 수신 RF 체인(142)은 상기 빔 선택부(110)에서 선택한 빔 패턴 및 빔 폭에 따라 일부의 안테나 요소 및 일부의 RF 경로들만 사용할 수 있다.

상기 수신 RF 체인(142)은 각 안테나 요소들로부터 제공받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환하여 상기 수신모뎀(144)으로 전송한다. 이때, 상기 수신 RF 체인(142)은 상기 빔 선택부(110)에서 선택한 빔 패턴에 따라 빔을 형성할 수 있도록 상기 기저대역 신호를 제어한다. 예를 들어, 상기 안테나부(120)가 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 다수 개의 무지향성 안테나 요소들로 구성된 경우, 상기 수신 RF 체인(142)은 각 안테나 요소를 통해 수신된 신호의 위상을 변경하는 위상 변경부들(220-1 내지 220-N)을 포함하여 구성된다. 각 위상 변경부(220-1 내지 220-N)는 상기 빔 선택부(110)에서 선택한 빔 패턴 및 빔 폭에 따라 각 안테나 요소를 통해 수신된 신호의 위상을 변경한다.

다른 예를 들어, 상기 안테나부(120)가 상기 도 3에 도시된 바와 같이 다수 개의 지향성 안테나 요소들로 구성된 경우, 상기 수신 RF 체인(142)은 상기 수신 모뎀(144)과 빔 패턴에 따라 안테나 요소를 연결하는 스위치(300)를 포함하여 구성된다. 상기 스위치(300)는 상기 빔 선택부(110)에서 선택한 빔 패턴 및 빔 폭에 따라 적어도 하나의 안테나 요소와 상기 수신 모뎀(144)을 연결한다. 여기서, 상기 스위치(300)는 하나의 수신 모뎀(144)과 적어도 하나의 안테나 요소를 연결할 수 있다.

상기 수신 모뎀(144)은 상기 수신 RF 체인(142)을 통해 제공받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 복조 및 복호화한다.

상술한 실시 예에서 상기 송수신기는 하나의 안테나부(120)를 공유한다. 다른 실시 예에서 송신기와 수신기는 서로 다른 안테나부를 사용할 수 있다. 또 다른 실시 예에서 송신기와 수신기는 서로 분리된 모듈로 구성될 수도 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 송수신기에서 상기 안테나부(120)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 5×5 안테나 배열로 구성될 수 있다. 이때, 상기 송수신기는 상기 도 4의 (b)와 같은 방향으로 좁은 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어, 안테나부(120)의 안테나 요소가 지향성 안테나로 구성되는 경우, 상기 송수신기는 신호를 송수신하기 위해 사용되는 안테나 요소의 개수가 많을수록 빔 폭이 넓어진다. 즉, 지향성 안테나를 사용하는 경우, 상기 송수신기는 하나의 안테나 요소를 사용할 때 빔 폭을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 상기 송수신기는 각 안테나 요소를 이용하여 좁은 빔을 형성한다. 다른 예를 들어, 안테나부(120)의 안테나 요소가 무지향성 안테나로 구성되는 경우, 상기 송수신기는 사용되는 안테나의 개수가 많을수록 빔 폭이 좁아진다. 이에 따라, 상기 송수신기는 다수 개의 안테나 요소들의 위상을 변경하여 좁은 빔들을 형성할 수 있다.

또한, 상기 안테나부(120)가 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 구성되는 경우, 상기 송수신기는 동기 신호와 공통 제어 신호를 전송하기 위해 상기 도 5의 (a)와 같은 수직 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어, 안테나부(120)의 안테나 요소가 지향성 안테나로 구성되는 경우, 상기 송수신기는 상기 안테나부(120)에서 하나의 수직열에 포함되는 안테나 요소들을 이용하여 수직 빔을 생성한다. 즉, 상기 송수신기에서 Bc1의 수직 빔을 생성하는 경우, 상기 안테나부(120)의 A11, A21, A31, A41 및 A51의 안테나 요소들만 ON된다. 이때, 상기 안테나부(120)의 나머지 안테나 요소들은 OFF된다. 다른 예를 들어, 안테나부(120)의 안테나 요소가 무지향성 안테나로 구성되는 경우, 상기 송수신기는 상기 안테나부(120)에서 하나의 수평 열에 포함되는 안테나 요소들을 이용하여 수직 빔을 생성한다. 즉, 상기 송수신기에서 Bc1의 수직 빔을 생성하는 경우, 상기 안테나부(120)의 A31, A32, A33, A34 및 A35의 안테나 요소들만 ON된다. 이때, 상기 안테나부(120)의 나머지 안테나 요소들은 OFF된다.

또한, 상기 안테나부(120)가 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 구성되는 경우, 상기 송수신기는 훈련 신호를 전송하기 위해 상기 도 5의 (a)와 같은 수직 빔과 도 5의 (b)와 같은 수평 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어, 지향성 안테나를 이용하여 수평 빔을 형성하는 경우, 상기 송수신기는 상기 안테나부(120)에서 하나의 수평 열에 포함되는 안테나 요소들을 이용하여 수평 빔을 생성한다. 즉, 상기 송수신기에서 Br1의 수평 빔을 생성하는 경우, 상기 안테나부(120)의 A11, A12, A13, A14 및 A15의 안테나 요소들만 ON된다. 이때, 상기 안테나부(120)의 나머지 안테나 요소들은 OFF된다. 다른 예를 들어, 무지향성 안테나를 이용하여 수평 빔을 형성하는 경우, 상기 송수신기는 상기 안테나부(120)에서 하나의 수직 열에 포함되는 안테나 요소들을 이용하여 수평 빔을 생성한다. 즉, 상기 송수신기에서 Br1의 수평 빔을 생성하는 경우, 상기 안테나부(120)의 A13, A23, A33, A43 및 A53의 안테나 요소들만 ON된다. 이때, 상기 안테나부(120)의 나머지 안테나 요소들은 OFF된다.

상술한 바와 같이 수직 빔을 사용하는 경우, 상기 송수신기는 수평 방향으로 빔 폭이 좁으므로 수평 방향으로 발생하는 다중 경로 페이딩의 발생을 줄여 수평 방향의 간섭을 줄일 수 있다. 또한, 수직 빔을 사용하는 경우, 수신 단은 지면에서 반사된 신호에 의한 다중 경로 페이딩이 발생한다. 하지만, 지면을 통해 반사된 신호는 LOS(Lind of Sight) 신호와 이동 거리 및 이동 시간의 차이가 작으므로 수직 빔에 의한 간섭의 영향이 매우 작다.

이하 설명은 송신 단에서 전송 신호를 빔포밍하기 위한 방법에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 단에서 빔포밍을 통해 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 6을 참조하면 송신 단은 601단계에서 수직 빔을 이용하여 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 수신 단으로 전송한다. 예를 들어, 상기 도 5의 (a)와 같은 수직 빔들을 사용하여 동기 신호와 공통 제어 신호를 전송하는 경우, 상기 송신 단은 5개의 수직 빔들(Bc1 내지 Bc5) 각각을 이용하여 동기 신호와 공통 제어 신호를 5번 전송한다. 이때, 상기 수직 빔의 수평 방향의 폭은 좁은 빔의 수평 방형의 폭과 동일하거나 클 수도 있다.

이후, 상기 송신 단은 603단계로 진행하여 수직 빔과 수평 빔을 이용하여 훈련 신호를 전송한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 도 5의 (a)와 같은 5개의 수직 빔들(Bc1 내지 Bc5)과 상기 도 5의 (b)와 같은 5개의 수평 빔들(Br1 내지 Br5)을 통해 훈련 신호를 순차적으로 전송한다. 이때, 상기 수직 빔의 수평 방향의 폭은 좁은 빔의 수평 방형의 폭과 동일하고, 상기 수평 빔의 수직 방향의 폭은 좁은 빔의 수직 방향의 폭과 동일하다.

상기 훈련 신호를 전송한 후, 상기 송신 단은 605단계로 진행하여 수신 단으로부터 빔 선택 정보가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 빔 선택 정보는 해당 수신 단의 최적인 좁은 빔에 대한 정보를 포함한다.

상기 빔 선택 정보가 수신된 경우, 상기 송신 단은 607단계로 진행하여 상기 수신 단에서 선택한 최적은 좁은 빔을 통해 상기 수신 단으로 데이터를 전송한다.

이후, 상기 송신 단은 본 알고리즘을 종료한다.

상술한 실시 예에서 송신 단은 빔 선택 정보가 수신되지 않는 경우, 빔 선택 정보의 수신을 대기한다. 다른 실시 예에서 상기 송신 단은 기준 시간 내로 빔 선택 정보가 수신되지 않는 경우, 훈련 신호를 다시 전송할 수도 있다.

상술한 바와 같이 송신 단은 수신 단이 선택한 좁은 빔을 통해 데이터를 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 데이터에 따라 송신 단의 빔을 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 송신 단은 수직방향의 빔 각도가 달라지도록 상기 송신 단의 빔을 변경할 수 있다. 이때, 상기 송신 단은 수직 방향으로 빔 방향 변화가 최대가 되도록 빔을 전환한다. 예를 들어, 상기 도 4의 (b)에 도시된 좁은 빔들을 사용하는 경우, 상기 송신 단은 B1i -> B3j -> B5k -> B2m -> B4n의 순서로 빔을 변경한다. 여기서, 상기 i, j, k, m, n은 수평 방향 안테나 요소의 인덱스를 나타낸다.

만일, 수평 방향으로만 빔을 전환할 수 있는 경우, 상기 송신 단은 수평 방향의 변화가 최소가 되도록 빔을 전환한다. 예를 들어, 상기 도 5의 (a)에 도시된 수직 빔들을 사용하는 경우, 상기 송신 단은 Bc1 -> Bc2 -> Bc3 -> Bc4 -> Bc5의 순서로 빔을 전환한다. 여기서, 상기 c는 수직 방향 안테나 요소의 인덱스를 나타낸다.

이하 설명은 수신 단에서 송신 단이 빔포밍한 신호를 수신하기 위한 방법에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신 단에서 신호를 수신하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 7을 참조하면 상기 수신 단은 701단계에서 송신 단이 수직 빔을 통해 전송한 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 수신한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 상기 도 5의 (a)와 같은 수직 빔들을 통해 송신 단에서 전송하는 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 수신한다.

이후, 상기 수신 단은 703단계로 진행하여 훈련 신호가 수신되는지 확인한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 송신 단이 상기 도 5의 (a)와 같은 5개의 수직 빔들(Bc1 내지 Bc5)과 상기 도 5의 (b)와 같은 5개의 수평 빔들(Br1 내지 Br5)을 통해 순차적으로 전송하는 훈련 신호를 수신한다.

훈련 신호가 수신되는 경우, 상기 수신 단은 705단계로 진행하여 수직 빔과 수평 빔을 통해 수신한 훈련 신호를 통해 데이터 수신에 사용할 좁은 빔을 선택한다. 예를 들어, 송신 단은 상기 도 5의 (a)와 같은 5개의 수직 빔들(Bc1 내지 Bc5)과 상기 도 5의 (b)와 같은 5개의 수평 빔들(Br1 내지 Br5)을 통해 훈련 신호를 순차적으로 전송한다. 이 경우, 상기 수신 단은 상기 수직 빔들 중 최적의 수직 빔을 선택하고, 상기 수평 빔들 중 최적의 수평 빔을 선택한다. 이후, 상기 수신 단은 최적의 수직 빔과 최적의 수평 빔이 중첩되는 좁은 빔을 데이터를 수신하는데 사용할 좁은 빔으로 선택한다. 여기서, 최적의 수신 빔은 상기 수직 빔들 중 수신 전력이 최대인 수직 빔을 나타내고, 상기 최적의 수평 빔은 상기 수평 빔들 중 수신 전력이 최대인 수평 빔을 나타낸다.

이후, 상기 수신 단은 707단계로 진행하여 상기 선택한 좁은 빔에 대한 정보를 상기 송신 단으로 전송한다.

상기 좁은 빔에 대한 정보를 송신 단으로 전송한 후, 상기 수신 단은 709단계로 진행하여 상기 좁은 빔을 통해 데이터를 수신한다.

이후, 상기 수신 단은 본 알고리즘을 종료한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 송신 단에서 빔포밍을 통해 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 8을 참조하면 송신 단은 801단계에서 수직 빔을 이용하여 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 수신 단으로 전송한다. 예를 들어, 상기 도 5의 (a)와 같은 수직 빔들을 사용하여 동기 신호와 공통 제어 신호를 전송하는 경우, 상기 송신 단은 5개의 수직 빔들(Bc1 내지 Bc5) 각각을 이용하여 동기 신호와 공통 제어 신호를 5번 전송한다. 이때, 상기 수직 빔의 수평 방향의 폭은 좁은 빔의 수평 방형의 폭과 동일하거나 클 수도 있다.

이후, 상기 송신 단은 803단계로 진행하여 수직 빔과 수평 빔을 이용하여 훈련 신호를 전송한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 도 5의 (a)와 같은 5개의 수직 빔들(Bc1 내지 Bc5)과 상기 도 5의 (b)와 같은 5개의 수평 빔들(Br1 내지 Br5)을 통해 훈련 신호를 순차적으로 전송한다. 이때, 상기 수직 빔의 수평 방향의 폭은 좁은 빔의 수평 방형의 폭과 동일하고, 상기 수평 빔의 수직 방향의 폭은 좁은 빔의 수직 방향의 폭과 동일하다.

상기 훈련 신호를 전송한 후, 상기 송신 단은 805단계로 진행하여 수신 단으로부터 빔 선택 정보가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 빔 선택 정보는 해당 수신 단이 선택한 최적의 수직 빔과 수평 빔에 대한 정보를 포함한다. 이때, 상기 최적의 수신 빔은 상기 수신 단이 수신한 수직 빔들 중 수신 전력이 최대인 수직 빔을 나타내고, 상기 최적의 수평 빔은 상기 수신 단이 수신한 수평 빔들 중 수신 전력이 최대인 수평 빔을 나타낸다.

상기 빔 선택 정보가 수신된 경우, 상기 송신 단은 807단계로 진행하여 상기 수신 단이 선택한 최적의 수직 빔과 수평 빔을 이용하여 상기 수신 단으로 데이터를 전송할 때 사용할 좁은 빔을 선택한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 수신 단이 선택한 최적의 수직 빔과 최적의 수평 빔이 중첩되는 좁은 빔을 상기 수신 단으로 데이터를 전송하는데 사용할 좁은 빔으로 선택한다.

상기 수신 단으로 데이터를 전송할 때 사용할 좁은 빔을 선택한 후, 상기 송신 단은 809단계로 진행하여 상기 807단계에서 선택한 좁은 빔을 통해 상기 수신 단으로 데이터를 전송한다.

이후, 상기 송신 단은 본 알고리즘을 종료한다.

상술한 바와 같이 송신 단은 수신 단으로 데이터를 전송하기 위한 좁은 빔을 선택하여 데이터를 전송한다. 이때, 상기 송신 단은 데이터에 따라 송신 단의 빔을 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 송신 단은 수직방향의 빔 각도가 달라지도록 상기 송신 단의 빔을 변경할 수 있다. 이때, 상기 송신 단은 수직 방향으로 빔 방향 변화가 최대가 되도록 빔을 전환한다. 예를 들어, 상기 도 4의 (b)에 도시된 좁은 빔들을 사용하는 경우, 상기 송신 단은 B1i -> B3j -> B5k -> B2m -> B4n의 순서로 빔을 변경한다. 여기서, 상기 i, j, k, m, n은 수평 방향 안테나 요소의 인덱스를 나타낸다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수신 단에서 신호를 수신하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 9를 참조하면 상기 수신 단은 901단계에서 송신 단이 수직 빔을 통해 전송한 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 수신한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 상기 도 5의 (a)와 같은 수직 빔들을 통해 송신 단에서 전송하는 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 수신한다.

이후, 상기 수신 단은 903단계로 진행하여 훈련 신호가 수신되는지 확인한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 송신 단이 상기 도 5의 (a)와 같은 5개의 수직 빔들(Bc1 내지 Bc5)과 상기 도 5의 (b)와 같은 5개의 수평 빔들(Br1 내지 Br5)을 통해 순차적으로 전송하는 훈련 신호를 수신한다.

훈련 신호가 수신되는 경우, 상기 수신 단은 905단계로 진행하여 최적의 수직 빔과 최적의 수평 빔에 대한 정보를 상기 송신 단으로 전송한다. 예를 들어, 송신 단은 상기 도 5의 (a)와 같은 5개의 수직 빔들(Bc1 내지 Bc5)과 상기 도 5의 (b)와 같은 5개의 수평 빔들(Br1 내지 Br5)을 통해 훈련 신호를 순차적으로 전송한다. 이 경우, 상기 수신 단은 상기 수직 빔들 중 최적의 수직 빔을 선택하고, 상기 수평 빔들 중 최적의 수평 빔을 선택하여 상기 송신 단으로 전송한다. 여기서, 최적의 수신 빔은 상기 수직 빔들 중 수신 전력이 최대인 수직 빔을 나타내고, 상기 최적의 수평 빔은 상기 수평 빔들 중 수신 전력이 최대인 수평 빔을 나타낸다.

이후, 상기 수신 단은 907단계로 진행하여 최적의 수직 빔과 최적의 수평 빔을 이용하여 데이터 수신에 사용할 좁은 빔을 선택한다. 예를 들어, 상기 수신 단은 최적의 수직 빔과 최적의 수평 빔이 중첩되는 좁은 빔을 데이터를 수신하는데 사용할 좁은 빔으로 선택한다.

이후, 상기 수신 단은 909단계로 진행하여 상기 선택한 좁은 빔에 대한 정보를 상기 송신 단으로 전송한다.

상기 좁은 빔에 대한 정보를 송신 단으로 전송한 후, 상기 수신 단은 909단계로 진행하여 상기 좁은 빔을 통해 데이터를 수신한다.

이후, 상기 수신 단은 본 알고리즘을 종료한다.

이하 설명은 송신 단으로부터 신호를 수신하기 위한 수신 단의 구성에 대해 설명한다.

도 10은 본 발명에 따른 수신 단의 블록 구성을 도시하고 있다.

상기 도 10에 도시된 바와 같이 수신 단은 듀플렉서(1001), 수신부(1003), 제어부(1005), 빔 선택부(1007) 및 송신부(1009)를 포함하여 구성된다.

상기 듀플렉서(1001)는 듀플렉싱 방식에 따라 상기 송신부(1009)로부터 제공받은 송신신호를 안테나를 통해 송신하고, 안테나로부터의 수신신호를 수신부(1003)로 제공한다.

상기 수신부(1003)는 상기 듀플렉서(1001)로부터 제공받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환하여 복조한다. 예를 들어, 상기 수신부(1003)는 RF처리 블록, 복조블록, 채널복호블록 및 메시지 처리블록 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 RF처리 블록은 상기 듀플렉서(1001)로부터 제공받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. 상기 복조블록은 상기 RF처리 블록으로부터 제공받은 신호에 대한 FFT연산을 통해 각 부반송파에 실린 데이터를 추출한다. 상기 채널복호블럭은 복조기, 디인터리버 및 채널디코더 등으로 구성된다. 상기 메시지 처리블록은 수신 신호에서 제어 정보를 추출하여 상기 제어부(1005)로 제공한다.

상기 제어부(1005)는 상기 수신 단의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1005)는 데이터를 수신하기 위한 빔을 선택하도록 상기 빔 선택부(1007)를 제어한다.

상기 빔 선택부(1007)는 송신 단으로부터 훈련 신호를 수신받은 다수 개의 수직 빔들 중 최적의 수직 빔을 선택하고, 훈련 신호를 수신받은 다수 개의 수평 빔들 중 최적의 수평 빔을 선택한다. 예를 들어, 상기 빔 선택부(1007)는 수신 전력이 최대인 수직 빔을 최적의 수직 빔으로 선택하고, 수신 전력이 최대인 수평 빔을 최적의 수평 빔으로 선택한다.

이후, 상기 빔 선택부(1007)는 최적의 수직 빔과 최적의 수평 빔이 중첩되는 좁은 빔을 데이터를 수신하기 위한 최적의 빔으로 선택한다.

상기 송신부(1009)는 상기 송신 단으로 전송할 데이터 및 제어 메시지를 부호화 및 고주파 신호로 변환하여 상기 듀플렉서(1001)로 전송한다. 예를 들어, 상기 송신부(1009)는 메시지 생성 블록, 채널부호블록, 변조 블록 및 RF처리 블록 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메시지 생성 블록은 상기 빔 선택부(1007)에서 선택한 좁은 빔에 대한 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성한다. 예를 들어, 상기 메시지 생성 블록은 상기 빔 선택부(1007)에서 선택한 좁은 빔 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성한다. 다른 예를 들어, 상기 빔 선택부(1007)에서 선택한 최적의 수직 빔과 수평 빔에 대한 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성한다.

상기 채널부호블럭은 변조기, 인터리버 및 채널인코더 등으로 구성된다. 상기 변조블록은 IFFT 연산을 통해 상기 채널부호블록으로부터 제공받은 신호를 각 부반송파에 매핑한다. 상기 RF처리 블록은 상기 변조블록으로부터 제공받은 기저대역 신호를 고주파신호로 변환하여 상기 듀플렉서(1001)로 출력한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

다수 개의 안테나 빔들을 구성할 수 있는 무선통신시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 방법에 있어서,
수평 방향의 폭은 좁고, 수직 방향의 폭은 넓은 다수 개의 수직 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하는 과정과,
수평 방향의 폭은 넓고, 수직 방향의 폭은 좁은 다수 개의 수평 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하는 과정과,
수평 방향의 폭과 수직 방향의 폭이 좁은 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 이용하여 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 훈련 신호를 전송하기 전, 상기 수직 빔들을 이용하여 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서,
상기 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 전송하는 과정은,
각각의 수직 빔을 통해 동일한 동기 신호와 공통 제어 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 훈련 신호를 전송하는 수직 빔은, 상기 좁은 빔과 수평 방향의 폭이 동일하고,
상기 훈련 신호를 전송하는 수평 빔은, 상기 좁은 빔과 수직 방향의 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하는 과정은,
상기 수신 단으로부터 빔 선택 정보가 수신되는 경우, 상기 다수 개의 좁은 빔들 중 상기 빔 선택 정보를 포함된 어느 하나의 좁은 빔을 이용하여 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하는 과정은,
상기 수신 단으로부터 빔 선택 정보가 수신되는 경우, 상기 빔 선택 정보에 포함된 상기 수신 단이 선택한 수직 빔과 수평 빔을 이용하여 상기 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 확인하는 과정과,
상기 확인한 좁은 빔을 이용하여 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 사용자 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔을 변경하는 경우, 빔의 방향이 수직 방향으로 다른 좁은 빔을 선택하는 과정과,
상기 선택한 좁은 빔으로 상기 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하는 빔을 변경하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
다수 개의 좁은 빔들을 이용하여 다수 개의 수신 단들로 동시에 신호를 송수신하는 경우, 빔의 방향이 수직 방향으로 다른 다수 개의 좁은 빔들을 선택하여 다수 개의 수신 단들로 동시에 신호를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다수 개의 안테나 빔들을 구성할 수 있는 무선통신시스템의 수신 단에서 신호를 수신하기 위한 방법에 있어서,
수평 방향의 폭은 좁고, 수직 방향의 폭은 넓은 다수 개의 수직 빔들을 통해 훈련 신호들이 수신되는 경우, 상기 수직 빔들 중 수신 전력이 최대인 어느 하나의 수직 빔을 선택하는 과정과,
수평 방향의 폭은 넓고, 수직 방향의 폭은 좁은 다수 개의 수평 빔들을 통해 훈련 신호들이 수신되는 경우, 상기 수평 빔들 중 수신 전력이 최대인 어느 하나의 수평 빔을 선택하는 과정과,
상기 선택한 수직 빔과 수평 빔을 이용하여 수평 방향의 폭과 수직 방향의 폭이 좁은 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9항에 있어서,
상기 훈련 신호를 수신하기 전, 상기 다수 개의 수직 빔들 중 어느 하나의 수직 빔을 이용하여 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9항에 있어서,
상기 훈련 신호를 수신하는 수직 빔은, 상기 좁은 빔과 수평 방향의 폭이 동일하고,
상기 훈련 신호를 수신하는 수평 빔은, 상기 좁은 빔과 수직 방향의 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
제 9항에 있어서,
상기 수평 빔을 선택을 선택한 후, 상기 선택한 수직 빔과 상기 선택한 수평 빔에 대한 정보를 송신 단으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9항에 있어서,
상기 좁은 빔을 선택하는 과정은,
상기 선택한 수직 빔과 상기 선택한 수평 빔이 중첩되는 부분의 좁은 빔을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9항에 있어서,
상기 선택한 좁은 빔에 대한 정보를 송신 단으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다수 개의 안테나 빔들을 구성할 수 있는 무선통신시스템의 송신 단에서 신호를 전송하기 위한 장치에 있어서,
다수 개의 안테나 요소들로 구성되는 안테나부와,
다수 개의 안테나 빔들 중 제어부의 제어에 따라 어느 하나의 안테나 빔을 선택하는 빔 선택부와,
상기 빔 선택부에서 선택한 안테나 빔을 형성하도록 제어하는 RF 체인과,
수평 방향의 폭은 좁고, 수직 방향의 폭은 넓은 다수 개의 수직 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하고, 수평 방향의 폭은 넓고, 수직 방향의 폭은 좁은 다수 개의 수평 빔들을 이용하여 훈련 신호를 순차적으로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되며,
상기 제어부는, 상기 안테나 요소들 중 적어도 하나의 안테나 요소들을 이용하여 구성할 수 있는 수평 방향의 폭과 수직 방향의 폭이 좁은 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 이용하여 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 수직 빔들을 이용하여 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 16항에 있어서,
상기 제어부는, 각각의 수직 빔을 통해 동일한 동기 신호와 공통 제어 신호를 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 훈련 신호를 전송하는 수직 빔은, 상기 좁은 빔과 수평 방향의 폭이 동일하고,
상기 훈련 신호를 전송하는 수평 빔은, 상기 좁은 빔과 수직 방향의 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 RF 체인은,
각 안테나 요소와 연결되는 다수 개의 RF 경로들을 포함하며,
각각의 RF 경로는 상기 빔 선택부에서 선택한 빔의 패턴에 따라 각 안테나 요소를 통해 송수신되는 신호의 위상을 조절하는 위상 조절기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 RF 체인은,
송수신모뎀과 상기 안테나 요소들을 연결하는 스위치를 포함하여 구성되며,
상기 스위치는, 상기 빔 선택부에서 선택한 빔의 패턴에 따라 상기 송수신 모뎀과 적어도 하나의 안테나 요소를 연결하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 다수 개의 안테나 요소들 중 신호를 전송하는 빔 패턴에 따라 적어도 하나의 안테나 요소를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 수신 단으로부터 빔 선택 정보가 수신되는 경우, 상기 다수 개의 좁은 빔들 중 상기 빔 선택 정보를 포함된 어느 하나의 좁은 빔을 이용하여 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 수신 단으로부터 빔 선택 정보가 수신되는 경우, 상기 빔 선택 정보에 포함된 상기 수신 단이 선택한 수직 빔과 수평 빔을 이용하여 상기 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 확인하고, 상기 확인한 좁은 빔을 이용하여 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 사용자 제어 정보와 데이터를 송수신하는 빔을 변경하는 경우, 빔의 방향이 수직 방향으로 다른 좁은 빔으로 상기 사용자 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 송수신하는 빔을 변경하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 제어부는, 다수 개의 좁은 빔들을 이용하여 다수 개의 수신 단들로 동시에 신호를 송수신하는 경우, 빔의 방향이 수직 방향으로 다른 다수 개의 좁은 빔들을 선택하여 다수 개의 수신 단들로 동시에 신호를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
다수 개의 안테나 빔들을 구성할 수 있는 무선통신시스템의 수신 단에서 신호를 수신하기 위한 장치에 있어서,
신호를 수신하는 수신부와,
수평 방향의 폭은 좁고, 수직 방향의 폭은 넓은 다수 개의 수직 빔들을 통해 훈련 신호들이 수신되는 경우, 상기 수직 빔들 중 수신 전력이 최대인 어느 하나의 수직 빔을 선택하고, 수평 방향의 폭은 넓고, 수직 방향의 폭은 좁은 다수 개의 수평 빔들을 통해 훈련 신호들이 수신되는 경우, 상기 수평 빔들 중 수신 전력이 최대인 어느 하나의 수평 빔을 선택하며, 상기 선택한 수직 빔과 수평 빔을 이용하여 수평 방향의 폭과 수직 방향의 폭이 좁은 다수 개의 좁은 빔들 중 어느 하나의 좁은 빔을 선택하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 26항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 훈련 신호를 수신하기 전, 상기 수신부를 통해 상기 다수 개의 수직 빔들 중 어느 하나의 수직 빔을 이용하여 동기 신호와 공통 제어 신호 중 적어도 하나를 수신받는 것을 특징으로 하는 장치.
제 26항에 있어서,
상기 훈련 신호를 수신하는 수직 빔은, 상기 좁은 빔과 수평 방향의 폭이 동일하고,
상기 훈련 신호를 수신하는 수평 빔은, 상기 좁은 빔과 수직 방향의 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 장치.
제 26항에 있어서,
상기 제어부에서 선택한 수직 빔과 수평 빔에 대한 정보를 송신 단으로 전송하는 송신부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 26항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 선택한 수직 빔과 상기 선택한 수평 빔이 중첩되는 부분의 좁은 빔을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 26항에 있어서,
상기 제어부에서 선택한 좁은 빔에 대한 정보를 송신 단으로 전송하는 송신부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.