KR20130052670A - 다수의 안테나들을 이용하는 통신 시스템에서 이동성 관리를 지원하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

다수의 안테나들을 이용하는 통신 시스템에서 이동성 관리를 지원하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔 운용에 관한 것으로, 기지국의 동작 방법은, 이동국이 측정을 수행하도록 기준 신호를 포함하는 적어도 하나의 제1제어 빔을 송신하는 과정과, 상기 이동국으로부터 상기 적어도 하나의 제1제어 빔에 대한 제1측정 보고를 수신하는 과정과, 상기 제1측정 보고에 기초하여 상기 이동국에 할당될 적어도 하나의 제어 채널을 위해, 상기 적어도 하나의 제1제어 빔 중 적어도 하나를 선택하는 과정과, 적어도 하나의 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 이동국으로 상기 적어도 하나의 제어 채널을 통해 제어 정보를 송신하는 과정을 포함한다.

Description

다수의 안테나들을 이용하는 통신 시스템에서 이동성 관리를 지원하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING MOBILITY MANAGEMENT IN COMMUNICATION SYSTEMS WITH LARGE NUMBER OF ANTENNAS}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 특히, 다수의 안테나들을 이용하는 통신 시스템에서 이동성 관리(mobility management)를 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신은 근대에서 가장 성공적인 혁신 중 하나이다. 최근, 무선 통신 서비스에 대한 가입자의 수가 상당수에 이르렀으며, 빠르게 증가하고 있다. 스마트 폰(smart phone) 내지 노트 패드(note pad), 컴퓨터(computer), 넷북(net books), 전자책 리더(eBook readers)와 같은 다른 이동 데이터 장치들의 사업 및 소비자들 간 증가하는 인기로 인해, 무선 데이터 트래픽(traffic)에 대한 요구가 급격이 증가하고 있다. 따라서, 이동 데이터 트래픽에서의 높은 성장의 요구를 충족하기 위하여, 무선 인터페이스(radio interface) 효율의 증대, 새로운 스펙트럼(spectrum)의 할당 등이 매우 중요한 과제가 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 급격히 증가하는 무선 데이터 트래픽에 대한 요구를 충족시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스의 효율 증대를 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 서로 다른 빔 폭을 가지는 빔들을 이용하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 서로 다른 빔 폭을 가지는 빔들을 효과적으로 운용하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선 망에서 기지국의 동작 방법은, 이동국이 측정을 수행하도록 기준 신호를 포함하는 적어도 하나의 제1제어 빔을 송신하는 과정과, 상기 이동국으로부터 상기 적어도 하나의 제1제어 빔에 대한 제1측정 보고를 수신하는 과정과, 상기 제1측정 보고에 기초하여 상기 이동국에 할당될 적어도 하나의 제어 채널을 위해, 상기 적어도 하나의 제1제어 빔 중 적어도 하나를 선택하는 과정과, 적어도 하나의 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 이동국으로 상기 적어도 하나의 제어 채널을 통해 제어 정보를 송신하는 과정을 포함한다. 여기서, 상기 제어 정보는, 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하고, 상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔은, 상기 이동국에 할당되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선 망에서 기지국 장치는, 이동국이 측정을 수행하도록 기준 신호를 포함하는 적어도 하나의 제1제어 빔을 송신하고, 상기 이동국으로부터 상기 적어도 하나의 제1제어 빔에 대한 제1측정 보고를 수신하고, 상기 제1측정 보고에 기초하여 상기 이동국에 할당될 적어도 하나의 제어 채널을 위해 상기 적어도 하나의 제1제어 빔 중 적어도 하나를 선택하고, 적어도 하나의 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 이동국으로 상기 적어도 하나의 제어 채널을 통해 제어 정보를 송신하도록 구성된 처리부를 포함한다. 여기서, 상기 제어 정보는, 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하고, 상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔은, 상기 이동국에 할당되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 무선 망에서 이동국의 동작 방법은, 기지국으로부터 다수의 기준 신호들을 포함하는 적어도 하나의 제1제어 빔을 수신하는 과정과, 상기 기준 신호들에 대한 측정을 수행하는 과정과, 상기 적어도 하나의 제1제어 빔들에 대한 제1측정 보고를 송신하는 과정과, 상기 제1측정 보고는, 상기 기지국이 상기 이동국에 할당될 적어도 하나의 제어 채널을 위해 상기 적어도 하나의 제1제어 빔 중 적어도 하나를 선택할 수 있도록 구성되며, 적어도 하나의 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 적어도 하나의 제어 채널을 통해 제어 정보를 수신하는 과정을 포함한다. 여기서, 상기 제어 정보는 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하고, 상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔은, 상기 이동국에 할당되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 무선 망에서 이동국 장치는, 기지국으로부터 다수의 기준 신호들을 포함하는 적어도 하나의 제1제어 빔을 수신하고, 상기 기준 신호들에 대한 측정을 수행하고, 상기 적어도 하나의 제1제어 빔들에 대한, 상기 기지국이 상기 이동국에 할당될 적어도 하나의 제어 채널을 위해 상기 적어도 하나의 제1제어 빔 중 적어도 하나를 선택할 수 있도록 구성된, 제1측정 보고를 송신하고, 적어도 하나의 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 적어도 하나의 제어 채널을 통해 제어 정보를 수신하도록 구성된 처리부를 포함한다. 여기서, 상기 제어 정보는, 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하고, 상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔은, 상기 이동국에 할당되는 것을 특징으로 한다.
무선 통신 시스템에서 서로 다른 빔 폭을 가지는 다수의 빔들을 전달되는 정보 또는 신호에 따라 분류하여 운용함으로써, 무선 자원을 보다 효과적으로 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 망을 도시하는 도면,
도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 밀리미터 파 송신 경로의 상위 레벨(level) 다이어그램을 도시하는 도면,
도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA 또는 밀리미터 파 수신 경로의 상위 레벨 다이어그램을 도시하는 도면,
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO(multiple input multiple output) 기저대역 처리 및 다수의 안테나들을 이용한 아날로그 빔포밍을 위한 송신 경로를 도시하는 도면,
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 MIMO 기저대역 처리 및 다수의 안테나들을 이용한 아날로그 빔포밍을 위한 송신 경로를 도시하는 도면,
도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 기저대역 처리 및 다수의 안테나들을 이용한 아날로그 빔포밍을 위한 수신 경로를 도시하는 도면,
도 3d는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 MIMO 기저대역 처리 및 다수의 안테나들을 이용한 아날로그 빔포밍을 위한 수신 경로를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 어레이들을 사용하는 무선 통신 시스템을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 섹터 또는 셀 내에서 다른 목적을 위해 다른 형태를 가지는 다른 빔들의 예를 도시하는 도면,
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 셀 내에서 이동국 또는 기지국으로 동일하거나 서로 다른 정보를 전달하는 빔들의 사용을 도시하는 도면,
도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 이동국으로 제어 정보를 전달하는 빔들의 사용을 도시하는 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 빔들 및 제어 채널 빔들이 대체로 동일한 빔 폭을 경우의 서빙 셀을 모니터링하는 방법을 도시하는 도면,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 빔들 및 제어 채널 빔들이 서로 다른 빔 폭들을 경우의 서빙 셀을 모니터링하는 방법을 도시하는 도면,
도 9a, 도 9b, 도 10a, 도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 아이들 모드(idle mode) 또는 초기 망 진입(initial network entry)에서의 셀 모니터링을 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 및 셀 모니터링과 핸드오버의 예시들을 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 동일한 제어 정보를 송신하는 다수의 빔들을 결합하는 이동국을 도시하는 도면,
도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 셀 간 제어 빔 스위칭을 위한 신호 교환을 도시하는 도면,
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 셀 간 제어 빔 스위칭을 위한 신호 교환을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 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.
다음의 문헌 또는 표준 문서가 설명된 것과 마찬가지로 본 발명에 포함된다: F. Khan 및 Z. Pi, "MmWave Mobile Broadband (MMB): Unleashing The 3?300 GHz Spectrum", Proc. 샤노프 심포지엄(Sarnoff Symposium), 2011년(이하 "REF1"); Z. Pi 및 F. Khan, "An Introduction To Millimeter-Wave Mobile Broadband Systems", IEEE(Institute of Electrical and Electronical Engineers) 통신 매거진(Communication Magazine), 2011년 6월(이하 "REF2"); Z. Pi 및 F. Khan, "System Design And Network Architecture For A Millimeter-Wave Mobile Broadband (MMB) System", Proc. 샤노프 심포지엄, 2011년(이하 "REF3").
LTE(Long Term Evolution) 및 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)를 포함하는 현재의 4세대(4G: 4th generation) 무선 통신 시스템, 즉, 4G 시스템은, bps/Hz/셀(cell)과 같은 단위에서 이론적 한계에 가까운 스펙트럼 효율(spectral efficiencies)을 달성하기 위해, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), MIMO (Multiple Input Multiple Output), 다중 사용자 다이버시티(multi-user diversity), 링크 적응(link adaptation) 등과 같은 진보된 기술들을 이용한다. 무선 인터페이스(air-interface) 성능에서의 지속적인 발전은 반송파 집성(carrier aggregation), 높은 차수의 MIMO, CoMP(coordinated Multipoint) 전송, 중계(relay) 등과 같은 새로운 기술의 소개를 통해 이루어지고 있다. 그러나, 스펙트럼 효율에 있어서의 더 이상의 진보는 근소할 것으로 예상된다.
bps/Hz/셀(cell)과 같은 단위에서의 스펙트럼 효율(spectral efficiencies)이 현저하게 개선될 수 없는 경우, 용량을 증가시킬 수 있는 다른 가능성은 더 작은 셀들을 이용하는 것이다. 그러나, 지리적 지역 내에 배치 가능한 작은 셀들의 개수는 새로운 장소의 획득, 장비의 설치, 백홀의 공급 등을 포함하는 비용적 이유에 의해 제한된다. 이론적으로, 용량에서의 1000배(one-thousand-fold) 증가를 위해서는, 셀들의 개수 또한 동일 비율로 증가되어야 한다. 매우 작은 셀들의 다른 하나의 단점은 망 시그널링(signaling) 오버헤드(overhead) 및 지연(latency)를 야기하는 핸드오프(handoff)들이 빈번하게 발생하는 것이다. 그러므로, 비록 작은 셀들이 향후 무선 망의 구성 요소가 되더라도, 상기 작은 셀 단독으로는 비용 효과적인 측면에서 이동 데이터 트래픽의 양적 증가를 수용하기 위해 필요한 용량을 만족시킬 것을 기대하기 어렵다.
상술한 새로운 기술들에 더하여, 더 많은 기술들이 이동 데이터의 폭발적 수요를 만족시키기 위해 연구 중에 있다. 상술한 REF1, REF2, REF3 등의 문헌들은, 광역 커버리지(coverage)를 이용한, 이동 광대역을 위한 밀리미터 파(Millimeter-wave) 대역(3-300GHz 스펙트럼)(MMB: Millimeter-wave band for Mobile Broadband)를 논의한다. 작은 파장(wave length)들로 인해, 더 많은 밀리미터 파 안테나들이 상대적으로 좁은 영역에 배치될 수 있고, 이로 인해, 작은 형태 인자(form factor) 내에서 높은 이득(high-gain) 안테나가 구현될 수 있다. 상기 MMB 통신을 이용함으로써, 현재의 4G 시스템에 비하여 더 넓은 대역들이 사용될 수 있고, 더 높은 전송률이 달성될 수 있다.
현재의 셀룰러 시스템들에서, 이동국(MS : Mobile Station)은 적어도 하나의 전방향 수신(omni-receiving) 안테나들을 이용하여 기지국(BS : Base Station)을 검출하고, 적어도 하나의 전방향 송신(omni-transmitting) 안테나를 이용하여 상기 기지국으로 정보를 송신할 수 있다. 이러한 특징들은 상기 이동국이 상기 기지국으로부터의 하향링크 제어 채널을 쉽게 수신하고, 상기 기지국을 검출하게 하며, 또한, 상기 이동국이 랜덤 엑세스(random access) 절차 동안 상기 기지국으로 쉽게 정보를 송신할 수 있게 한다.
그러나, 상기 MMB 셀룰러 시스템과 같은, 방향성(directional) 안테나들 또는 안테나 어레이(array)를 가지는 보다 새로운 셀룰러 시스템의 경우, 해결 과제들 중 하나는 이동국이 어떻게 기지국들을 검출하고, 망으로 진입하기 위한 통신을 설정할 수 있는가 이다. 이를 해결 과제로 만드는 하나의 이유는 상기 기지국이 자신의 하향링크 제어 채널(예: 동기(synchronization) 채널) 또는 방송(broadcast) 채널를 방향성 빔(beam)들로 송신하며, 상기 이동국은 방향성 빔들을 통해 정보를 송신 및 수신하기 때문이다. 이는 상기 이동국에 있어서 기지국의 발견 및 랜덤 억세스의 시도를 어렵게 한다. 종래 기술(예 : REF1, REF2, REF3)에 따르면, 방향성 안테나들 또는 안테나 어레이를 이용하는 시스템에서, 상기 이동국의 망으로의 랜덤 억세스를 어떻게 효과적이고 안정적으로 지원할지의 문제를 해결하는 구체적 기술이 존재하지 아니한다.
본 발명은 밀리미터 파 광대역 통신에 있어서 셀 모니터링(monitoring)을 지원하기 위한 장치 및 방법을 설명한다. 비록 본 발명이 밀리미터 파를 이용하는 통신을 전제로 설명되나, 본 발명은 다른 매체(예: 밀리미터 파와 유사한 특성을 보이는 3 내지 30GHz를 이용하는 무선 파)의 경우에도 적용될 수 있다. 몇몇 경우, 본 발명은 THz(TeraHertz) 주파수를 가지는 전자기파, 적외선, 가시광선 또는 다른 광학 매체 등에도 적용될 수 있다. 설명의 편의를 위해, ‘셀룰러 대역’ 및 ‘밀리미터 파 대역’의 용어가 사용되며, 상기 ‘셀룰러 대역’은 대략 수백 MHz 내지 수 GHz의 주파수를 나타내고, 상기 ‘밀리미터 대역’은 수십 GHz 내지 수백 GHz의 주파수를 나타낸다. 양자 간 차이점은 셀룰러 대역에서의 무선 파들이 더 적은 전파 손실(propagation loss)을 가지고, 우월한 커버리지 제공할 수 있으나, 더 많은 수의 안테나들이 요구되는 것이다. 밀리미터 파 대역에서의 무선 파는 더 높은 전파 손실을 보이나, 작은 형태 인자 내에서의 높은 이득 안테나들 또는 안테나 어레이들을 제공한다.
상술한 바와 같이, 일반적으로 밀리미터 파는 1mm 내지 100mm 범위에서 파장을 가지는, 3GHz 내지 300GHz의 무선 주파수에 상응하는, 무선 파를 나타낸다. ITU(International Telecommunications Union)에 의한 정의에 따르면, 이러한 주파수들은 EHF(Extremely High Frequency) 대역으로 지칭된다. 이렇나 무선 파들은 독특한 전파(propagation) 특성을 보인다. 예를 들어, 더 낮은 주파수의 무선 파들과 비교하면, 상기 밀리미터 파는 더 높은 전파 손실을 가지며, 물체(예: 건물, 벽, 나무) 투과(penetrate)에 대하여 열악한 능력을 가지고, 대기 흡수(atmosphere absorption), 공기 중 입자(particles)(예: 빗방울)로 인한 굴절(deflection) 및 회절(diffraction)에 보다 민감하다. 그러나, 짧은 파장으로 인해, 더 많은 밀리미터 파 안테나들이 상대적으로 작은 영역에 설치될 수 있으며, 이는 작은 형태 인자 내에서 높은 이득의 안테나를 구현 가능케 한다. 더욱이, 상술한 불이익들로 인해, 이러한 무선 파들은 더 낮은 주파수의 무선 판들보다 적게 사용된다. 따라서, 이러한 대역의 스펙트럼은 적은 비용으로 얻어질 수 있다.
상기 ITU는 3GHz 내지 30GHz의 주파수를 SFH(Super High Frequency)로 정의한다. 상기 SHF 내의 주파수들은, 큰 전파 손실, 작은 형태 인자에서의 높은 이특을 가지는 안테나들의 구현 가능성 등, 상기 EFH 대역(예: 밀리미터 파) 내의 무선 파들과 유사한 특성을 보인다.
상기 밀리미터 파 대역에서 많은 양의 스펙트럼이 사용 가능하다. 예를 들어, 상기 밀리미터 파 대역은 10미터 내의 근거리(short range)에서 사용된 바 있다. 그러나, 밀리미터 파 대역에서 현존하는 기술들은 더 넓은 커버리지를 가지는 상업적 이동 통신을 위해 최적화되지 아니하였고, 상기 밀리미터 파 대역에서의 두드러진 상업적 이동 셀룰러 시스템은 현재 존재하지 아니한다. 본 발명에 걸쳐, 3 내지 300GHz 주파수를 이용하는 이동 광대역 통신 시스템은 MMB로 지칭된다.
본 발명의 실시 예에 따라, 이동 통신을 위한 현존하는 기술들이 데이터 통신을 위한 추가적 스펙트럼으로서 상기 밀리미터 파 채널을 이용할 수 있다. 이러한 시스템에서, 통신국(서로 다른 종류의 이동국들, 기지국들, 중꼐국들을 포함하는)은 셀룰러 대역 및 밀리미터 파 대역을 모두 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 상기 셀룰러 대역들은 약 수백 MHz 내지 수 GHz의 주파수일 수 있다. 밀리미터 파와 비교하면, 상기 셀룰러 대역 내 주파수의 무선 파들은 적은 전파 손실을 보이고, 장해물을 더 잘 투과하며, 비가시선(NLOS: non-line-of-sight) 통신 링크(link) 또는 산소, 비, 다른 공기 중의 입자들에 의한 흡수와 같은 다른 장애에 덜 민감하다. 그러므로, 특정한 중요한 제어 채널 신호들은 상기 셀룰러 무선 주파수들을 통해 송신하고, 높은 데이터 전송률 통신을 위해서는 상기 밀리미터 파를 이용하는 것이 이득이 될 것이다.
본 발명의 실시 예에 따라, 독립한(stand alone) 이동 통신 및 제어/데이터 통신 모두가 MMB에서 이루어질 수 있다. 상기 MMB에서의 통신들은 현재의 셀룰러 시스템들(예: 4G, 3G 등)과 공존할 수 있다. 이동국이 MMB 시스템에서의 커버리지 홀(hole)에 있거나, MMB의 기지국으로부터의 신호 세기가 충분히 강하지 아니하는 상황에서, 상기 이동국은 현존하는 3G 또는 4G 셀룰러 시스템으로 핸드오버할 수 있다. 상기 MMB의 기지국들은, 큰 셀들이 작은 셀들을 포함하는, 중첩된 계층적 망 구조(overlay hierarchical network structure)를 가지는 서로 다른 크기들을 포함할 수 있다.
이하 본 발명은 기지국들 및 이동국들 간 통신(예: 기지국에서 이동국으로의 전송)을 주로 설명한다. 당업자들은 후술되는 본 발명의 실시 예들이 기지국들 간 통신(예: 기지국에서 기지국으로의 전송), 이동국들 간 통신(이동국에서 이동국으로의 전송)에도 적용될 수 있음을 인식할 것이다. 이하 본 발명은, MME, RF 대역 등의 시스템과 같은, 다수의 안테나들을 가지는 통신 시스템에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 망을 도시하고 있다. 상기 도 1에 도시된 무선 통신 망(100)의 실시 예는 일 예에 불과하다. 상기 무선 통신 망(100)의 다른 실시 예들이 본 발명의 범주를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 상기 무선 통신 망(100)은 기지국(101), 기지국(102), 기지국(103), 및 그 밖의 유사한 기지국(미도시)을 포함한다. 상기 기지국(101)은 상기 기지국(102) 및 상기 기지국(103)과 통신할 수 있다. 또한, 상기 기지국(101)은 인터넷(internet)(130) 또는 유사한 IP(Internet Protocol)-기반 네트워크(도시되지 않음)와 통신한다.
기지국(102)은 기지국(102)의 서비스 제공 영역(coverage area)(120) 내의 제1다수의 가입자국들에 기지국(101)을 통하여 인터넷(130)으로의 광대역 무선 접속(wireless broadband access)을 제공한다. 본 발명에 걸쳐, ‘이동국’의 용어는 상기 ‘가입자국’과 혼용될 수 있다. 상기 제1다수의 가입자국은, 소기업(SB : Small Business)에 위치할 수 있는 가입자국(111)과, 기업(E : Enterprise)에 위치할 수 있는 가입자국(112)과, WiFi(Wireless Fidelity) 핫 스팟(HS : HotSpot)에 위치할 수 있는 가입자국(113)과, 제1거주지(R)에 위치할 수 있는 가입자국(114)과, 제2거주지(R)에 위치할 수 있는 가입자국(115)과, 셀 폰, 무선 랩톱, 무선 PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 이동 디바이스(M : Mobile)일 수 있는 가입자국(116)을 포함한다.
기지국(103)은 기지국(103)의 서비스 제공 영역(125) 내의 제2다수의 가입자국들에 기지국(101)을 통한 인터넷(130)으로의 광대역 무선 접속을 제공한다. 상기 제2다수의 가입자국들은 가입자국(115) 및 가입자국(116)을 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 기지국들(101 내지 103)은 OFDM 또는 OFDMA 기술을 이용하여 가입자국들(111 내지 116)과 통신할 수 있다.
상기 기지국들(101 내지 103) 각각은 전체에서 유일한(globally unique)한 기지국 식별자(BSID : Base Station Identifier)를 가질 수 있다. 상기 기지국 식별자는 MAC(Media Access Control) ID(IDentifeir)일 수 있다. 상기 기지국들(101 내지 103) 각각은 각자의 물리적 셀 식별자 또는 동기 채널에서 전달되는 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 가지는 다수의 셀들(예: 하나의 섹터나 하나의 셀일 수 있음)를 가질 수 있다.
단지 6개의 기지국만이 상기 도 1에 도시되어 있지만, 상기 무선 통신 망(100)은 추가 가입자국에 광대역 무선 접속을 제공할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 가입자국(115) 및 가입자국(116)이 양측의 서비스 제공 영역(120) 및 서비스 제공 영역(125) 모두의 에지에 위치한다는 점에 유의한다. 가입자국(115) 및 가입자국(116)은, 당업자에게 알려진 바와 같이, 양측의 기지국(102) 및 기지국(103) 모두와 각각 통신하며 핸드오프 모드(handoff mode)에서 동작하고 있는 것으로 간주될 수 있다.
상기 가입자국들(111 내지 116)은 인터넷(130)을 통해 음성, 데이터, 비디오, 화상 회의, 및/또는 그 밖의 광대역 서비스에 액세스할 수 있다. 예를 들어, 가입자국(116)은, 무선 접속가능 랩톱 컴퓨터(wireless-enabled laptop computer), 개인 휴대 정보 단말기, 노트북, 휴대용 디바이스, 또는 그 밖의 무선 접속가능 디바이스를 포함하는 다수의 이동 디바이스들 중 임의의 것일 수 있다. 가입자국(114, 115)은, 예를 들어 무선 접속가능 개인용 컴퓨터(PC), 랩탑 컴퓨터, 게이트웨이, 또는 다른 디바이스일 수 있다.
도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA 또는 밀리미터 파 송신 경로의 상위 레벨(level) 다이어그램을 도시하고, 도 2a은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA 또는 밀리미터 파 수신 경로의 상위 레벨 다이어그램을 도시한다. 상기 도 2a 및 상기 도 2b에서, 상기 송신 경로(200)는 상기 기지국(102)에 구현될 수 있으며, 상기 수신 경로(250)는 도 1의 상기 가입자국(116)과 같은 가입자국에 구현될 수 있다. 그러나, 상기 수신 경로(250)는 기지국(예: 도 1의 상기 기지국(102))에 구현될 수 있고, 상기 송신 경로(200)는 가입자국에 구현될 수도 있다. 상기 송신 경로(200) 및 상기 수신 경로(250)의 의 전부 또는 일부는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.
상기 송신 경로(200)는 채널 코딩 및 변조 블록(205), S-P(serial-to-parallel) 블록(210), N-IFFT(Inverse fast Fourier transform) 블록(215), 병렬-직렬(P-to-S : parallel-to-serial) 블록(220), CP(Cyclic Prefix) 삽입 블록(225), 상향 변환부(UC : up-converter)(230)를 포함한다. 상기 수신 경로(250)는 하향 변환부(DC : down-converter)(255), CP 제거 블록(260), 직렬-병렬(S-to-P : Serial to Parallel) 블록(265), N-FFT(Fast Fourier Transform) 블록(270), 병렬-직렬 블록(275), 채널 디코딩 및 복조 블록(280)을 포함한다.
상기 도 2a 및 상기 도2b의 구성요소들 중 적어도 일부분은 소프트웨어로 구현될 수 있는 반면, 그 밖의 구성소자들은 설정가능 하드웨어에 의해 또는 소프트웨어와 설정가능 하드웨어의 혼합에 의해 구현될 수 있다. 특히, 이 개시사항에 설명된 상기 FFT 블록 및 상기 IFFT 블록은 설정가능 소프트웨어 알고리즘으로서 구현될 수 있고, 그 구현 예에 따라서 크기 N의 값이 수정될 수 있다는 점에 유의한다.
나아가, 이 개시사항이 FFT 및 IFFT을 구현하는 실시 예에 관한 것이기는 하지만, 이것은 오로지 예시이며, 개시사항의 범주를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 개시사항의 대안 실시 예에서, FFT 함수 및 IFFT 함수는 각각 DFT(Discrete Fourier Transform) 함수 및 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 함수로 용이하게 대체될 수 있다는 점이 이해될 것이다. DFT 및 IDFT 함수에 대해서 가변 N의 값은 임의의 정수(즉, 1, 2, 3, 4 등)일 수 있으며, 그 반면에 FFT 및 IFFT 함수에 대해서 가변 N의 값은 2의 제곱인 임의의 정수(즉, 1, 2, 4, 8, 16 등)일 수 있다는 점이 이해될 것이다.
상기 송신 경로(200)에서, 상기 채널 코딩 및 변조 블록(205)은 정보 비트의 집합을 수신하고, 코딩(예 : LDPC(Low Density Parity Code) 코딩)을 적용하며, 입력 비트를 변조(예 : QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation))하여, 일련의 주파수 축 변조 심벌을 생성한다. 상기 직렬-병렬 블록(210)은 직렬 변조된 심벌을 병렬 데이터로 변환하여, 즉, 역다중화하여, N이 상기 기지국(102) 및 상기 가입자국(116)에서 사용되는 IFFT/FFT 크기인 N개의 병렬 심벌 스트림을 생성한다. 그러면, N-IFFT 블록(215)은 N개의 병렬 심벌 스트림에 대해 IFFT 동작을 수행하여, 직렬 시간 축 신호를 생성한다. 이어서, 상기 CP 삽입 블록(225)은 CP를 시간 축 신호에 삽입한다. 마지막으로, 상기 상향 변환부(230)는 상기 CP 삽입 블록(225)의 출력을 무선 채널을 통한 송신용 RF(Radio Frequency) 주파수로 변조한다(즉, 상향 변환한다). 상기 신호는 또한 RF 주파수로의 변환 이전에 기저대역에서 필터링될 수 있다.
송신된 RF 신호는 무선 채널을 통과한 후에 상기 가입자국(116)에 도달하고, 상기 기지국(102)에서 이러한 신호들에 대한 역 동작이 수행된다. 상기 하향 변환부(255)는 수신된 신호를 기저대역 주파수로 하향 변환하며, 상기 CP 제거 블록(260)은 CP를 제거하여 직렬 시간 축 기저대역 신호를 생성한다. 상기 직렬-병렬 블록(265)은 시간 축 기저대역 신호를 병렬 시간 축 신호로 변환한다. 그러면, 상기 N-FFT 블록(270)은 FFT 알고리즘을 실행하여 N 병렬 주파수 축 신호를 생성한다. 상기 병렬-직렬 블록(275)은 병렬 주파수 축 신호를 일련의 변조된 데이터 심벌로 변환한다. 상기 채널 디코딩 및 복조 블록(280)은 변조된 심벌을 복조한 후에 디코딩함으로써, 원래의 입력 데이터 스트림을 복구한다.
각각의 기지국들(101 내지 103)은 상기 가입자국들(111 내지 116)으로 하향링크에서 송신하는 것과 유사한 송신 경로(200)를 구현할 수 있고, 상기 가입자국들(111 내지 116)으로부터 상향링크에서 수신하는 것과 유사한 수신 경로(250)를 구현할 수 있다. 마찬가지로, 각각의 가입자국(116)은 상기 기지국들(101 내지 103)으로 상향링크에서 송신하기 위한 구조에 대응하는 상기 송신 경로(200)를 구현할 수 있고, 상기 기지국들(101 내지 103)으로부터 하향링크에서 수신하기 위한 아키텍처에 대응하는 상기 수신 경로(250)를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 기지국은 하나 또는 다수의 셀들을 가질 수 있고, 각 셀은 하나 또는 다수의 안테나 어레이들을 가질 수 있으며, 하나의 셀에 속한 상기 각 어레이는 서로 다른 프레임 구조들(예: TDD(Time Division Duplex) 시스템에서 상향링크 및 하향링크의 비율이 다른)을 가질 수 있다. 다수의 송신/수신 체인(chain)들이 하나의 어레이 또는 하나의 셀 내에 적용될 수 있다. 하나의 셀 내에서의 하나 또는 다수의 안테나 어레이들이 동일한 하향링크 제어 채널(예: 동기 채널, 물리적 방송 채널 등) 전송을 가지는 동시에, 각 안테나 어레이에 특정한 프레임 구조에 따라 다른 채널(예: 데이터 채널)이 송신될 수 있다.
상기 기지국은 빔포밍(beamforming)을 수행하기 위해 적어도 하나의 안테나 또는 안테나 어레이를 사용할 수 있다. 안테나 어레이들은 서로 다른 폭을 가지는 빔들(예: 넓은 빔, 좁은 빔 등)을 형성할 수 있다. 하향링크 제어 채널 정보, 방송 신호 및 메시지, 방송 데이터 채널, 제어 채널은 넓은 빔들을 통해 송신될 수 있다. 상기 넓은 빔은 1회 송신되는 단일의 넓은 빔 또는 연속하여 송신되는 좁은 빔들의 스윕(sweep)을 포함할 수 있다. 멀티캐스트(multicast) 및 유니캐스트(unicast) 데이터, 제어 신호 및 메시지는 좁은 빔들을 통해 송신될 수 있다.
셀들의 식별자들은 동기 채널을 통해 전달될 수 있다. 어레이, 빔 등의 식별자들은 하향링크 제어 채널(예: 동기 채널, 물리적 방송 채널 등)을 통해 암시적 또는 명시적으로 전달될 수 있다. 상술한 채널들은 넓은 빔들을 통해 송신될 수 있다. 이러한 채널들을 획득함으로써, 이동국은 식별자들을 검출할 수 있다.
이동국은 적어도 하나의 안테나 또는 안테나 어레이를 이용하여 빔포밍을 수행할 수 있다. 상기 기지국의 안테나 어레이와 같이, 상기 이동국의 안테나 어레이들은 서로 다른 폭의 빔들(예: 넓은 빔, 좁은 빔 등)을 형성할 수 있다. 방송 신호 및 메시지, 방송 데이터 채널, 제어 채널은 넓은 빔을 통해 송신될 수 있다. 멀티캐스트 및 유니캐스트 데이터, 제어 신호 및 메시지는 좁은 빔을 통해 송신될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO(multiple input multiple output) 기저대역 처리 및 다수의 안테나들을 이용한 아날로그 빔포밍을 위한 송신 경로(300)를 도시하고 있다. 상기 송신 경로(300)은 기저대역 처리로부터 출력된 모든 신호들이 상기 안테나 어레이의 위상 천이기(phase shifter)들 및 전력 증폭기(PA: power amplifier)들에 빠짐없이(fully) 연결된 빔포밍 구조(architecture)를 포함한다.
상기 도 3a에 도시된 바와 같이, Ns 개의 정보 스트림(stream)들이 기저대역 처리부(미도시)에 의해 처리된 후, 송신 MIMO 처리부(310)로 입력된다. 상기 송신 MIMO 처리 이후, 상기 정보 스트림들은 DAC(digital and analog converter)(312)에서 아날로그 신호로 변환되고, 기저대역 신호를 RF 반송파 대역의 신호로 변환하는 IF(interim frequency) 및 RF(radio frequency) 상향 변환부(up-converter)(314)에 의해 처리된다. 본 발명의 실시 예에 따라, 하나의 정보 스트림은 변조를 위한 I(in-phase) 및 Q(quadrature) 신호들로 분리될 수 있다. 상기 IF 및 RF 상향 변환부(314) 이후, 신호들은 송신 빔포밍부(316)로 입력된다.
상기 도 3a는 상기 빔포밍부(316)의 가능한 하나의 구조로서, 신호들이 송신 안테나들의 모든 전력 증폭기들 및 위상 천이기들에 빠짐없이 연결된 경우를 나타낸다. 상기 IF 및 RF 상향 변환부(314)로부터의 신호들 각각은 하나의 위상 천이기(318) 및 전력 증폭기(320)로 제공되고, 송신 안테나 어레이(324)의 안테나들 중 하나에서 송신되도록 결합기(combiner)(322)를 통해 모든 신호들이 결합된다. 상기 도 3a에서, Nt개의 송신 안테나들이 상기 송신 안테나 어레이(324)에 포함된다. 각 안테나는 무선(air)을 통해 신호를 송신한다. 제어부(330)는 기저대역 처리부, 상기 IF 및 RF 상향 변환부(314), 상기 송신 빔포밍부(316), 상기 송신 안테나 어레이(324)를 포함하는 송신 모듈들과 상호 작용할 수 있다. 수신부(332)는 피드백 신호들을 수신할 수 있고, 상기 피드백 신호들은 상기 제어부(330)로 입력될 수 있다. 상기 제어부(330)는 상기 피드백 신호를 처리하고, 송신 모듈들을 제어할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 MIMO 기저대역 처리 및 다수의 안테나들을 이용한 아날로그 빔포밍을 위한 송신 경로(301)를 도시하고 있다. 상기 송신 경로(301)는 기저대역 처리로부터 출력된 신호가 안테나 어레이 내의 서브-어레이(sub-array)의 전력 증폭기들 및 위상 천이기에 연결된 빔포밍 구조(architecture)를 포함한다. 상기 송신 경로(301)는 빔포밍부(316)에서의 차이점을 제외하고, 상기 도 3a의 송신 경로(300)과 유사하다.
상기 도 3b에 도시된 바와 같이, 기저대역으로부터의 신호는 IF 및 RF 상향 변환부(314)를 통해 처리되고, 안테나 어레이(324)의 서브-어레이의 위상 천이기들(318) 및 전력 증폭기들(320)로 입력된다. 여기서, 상기 서브-어레이는 Nf개의 안테나들을 포함한다. 기저대역 처리로부터의 Nd개의 신호들(예: 송신 MIMO 처리부(310)의 출력)에 대하여, 총 송신 안테나들의 개수 Nt는 Nd×Nf일 수 있다. 상기 송신 경로(310)는 각 서브-어레이에 대하여 동일 개수의 안테나들을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 이와 달리, 각 서브-어레이를 위한 안테나 개수는 모든 서브-어레이들에 걸쳐 동일하지 아니할 수 있다.
상기 송신 경로(301)는 송신 MIMO 처리부(310)로부터의 하나의 출력 신호를 안테나들의 하나의 서브-어레이에 대한 RF 처리의 입력으로 처리한다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 아니한다. 이와 달리, 기저대역 처리(예: 송신 MIMO 처리부(310)의 출력)로부터의 Nd개의 신호들 중 하나 또는 다수의 신호들이 상기 서브-어레이들 중 하나로 입력될 수 있다. 상기 송신 MIMO 처리부(310)로부터의 다수의 출력 신호들이 서브-어레이들 중 하나의 입력이 되는 경우, 상기 송신 MIMO 처리부(310)로부터의 다수의 출력 신호들 각각은 상기 서브-어레이의 안테나들의 전부 또는 일부와 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나들의 서브-어레이들 각각에 대한 상기 RF 및 IF 처리는 상기 도 3a에 도시된 안테나 어레이와 같을 수 있고, 또는, 안테나 어레이에 대한 어떠한 형태의 RF 및 IF 처리와도 같을 수 있다. 안테나들 중 하나의 서브-어레이에 대한 처리는 하나의 ‘RF 체인’으로 지칭될 수 있다.
도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO 기저대역 처리 및 다수의 안테나들을 이용한 아날로그 빔포밍을 위한 수신 경로(350)를 도시하고 있다. 상기 수신 경로(350)는 수신 안테나들에 수신된 모든 신호들이 증폭기(예: LAN(low noise amplifier)) 및 위상 천이기를 통해 처리되는 빔포밍 구조(architecture)를 포함한다. 상기 신호들은 하나의 아날로그 스트림의 형태로 결합되고, 기저대역 신호로 변환된 후, 기저대역에서 처리된다.
상기 도 3c에 도시된 바와 같이, 수신 안테나 어레이(360)의 NR개의 수신 안테나들은 무선을 통해 송신 안테나들에 의해 송신된 신호들을 수신한다. 상기 수신 안테나들로부터의 상기 신호들은 LNA들(362) 및 위상 천이기들(364)에 의해 처리된다. 이후, 상기 신호들은 하나의 결합기(366)에서 하나의 아날로그 스트림 형태로 결합된다. 전체로 보면, Nd개의 아날로그 스트림들이 형성된다. 각 아날로그 스트림은 RF 및 IF 하향 변환부(368) 및 ADC(analog to digital converter)(370)에 의해 기저대역 신호로 변환된다. 변환된 디지털 신호들은 기저대역 수신 MIMO 처리부(372) 및 다른 기저대역 처리에 의해 처리되어 복원된 Ns개의 정보 스트림들이 얻어진다. 제어부(380)는 기저대역 프로세서, 상기 RF 및 IF 하향 처리부(368), 수신 빔포밍부(363), 수신 안테나 어레이(360) 등을 포함하는 수신 모듈들과 상호 작용한다. 상기 제어부(380)는 피드백 신호를 송신하는 송신부(382)로 신호들을 송신한다. 상기 제어부(380)는 상기 수신 모듈들을 제어하고, 상기 피드백 신호를 결정 및 생성한다.
도 3d는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 MIMO 기저대역 처리 및 다수의 안테나들을 이용한 아날로그 빔포밍을 위한 수신 경로(351)를 도시하고 있다. 상기 수신 경로(351)는 안테나 어레이의 서브-어레이에 의해 수신된 신호들이, 변환되고 기저대역에서 처리되될 수 있는 아날로그 스트림들을 형성하기 위해, 증폭기들 및 위상 천이기들을 통해 처리되는 빔포밍 구조(architecture)를 포함한다. 상기 수신 경로(351)는 상기 빔포밍부(363)에서의 차이점을 제외하고 상기 도 3c의 수신 경로(351)와 유사하다.
상기 도 3d에 도시된 바와 같이, 안테나 어레이(360) 내의 서브 어레이의 NfR 개의 수신 안테나들을 통해 수신된 신호들은 LNA들(362) 및 위상 천이기(364)에 의해 처리되고, 아날로그 스트림을 구성하기 위해 결합기(366)에서 결합된다. 각 서브-어레이가 하나의 아날로그 스트림을 형성하는, NdR개의 서브-어레이들(NdR=NR/NFR)이 존재할 수 있다. 각 아날로그 스트림은 RF 및 IF 하향 변환부(368) 및 ADC(370)에 의해 기저대역 신호로 변환될 수 있다. NdR개의 디지털 신호들은 Ns개의 정보 스트림들을 복원하기 위해 기저대역 수신 MIMO 처리부(372)에 의해 처리된다. 상기 수신 경로(351)는 각 서브-어레이에 대하여 동일한 개수의 안테나들을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 아니한다. 이와 달리, 각 서브-어레이를 위한 안테나들의 개수는 모든 서브-어레이들에 대하여 동일하지 아니할 수 있다.
상기 수신 경로(351)는 안테나들 중 하나의 서브-어레이에 대한 RF 처리로부터의 하나의 출력 신호를 하나의 기저대역 처리에 대한 입력들 중 하나로 처리한다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 아니한다. 이와 달리, 안테나들 중 하나의 서브-어레이에 대한 RF 처리로부터의 하나 또는 다수의 출력 신호들이 기저대역 처리로의 입력들로 제공될 수 있다. 안테나들 중 하나의 서브-어레이에 대한 RF 처리로부터의 다수의 출력 신호들이 입력들이 되는 경우, 안테나들 중 하나의 서브-어레이에 대한 RF 처리로부터의 다수의 출력 신호들 각각은 서브-어레이의 안테나들의 전부 또는 일부와 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나들의 서브-어레이들 각각에 대한 상기 RF 및 IF 처리는 상기 도 3c에 도시된 안테나 어레이에 대한 처리와 같을 수 있고, 또는, 안테나 어레이에 대한 어떠한 형태의 RF 및 IF 처리와도 같을 수 있다. 안테나들 중 하나의 서브-어레이에 대한 처리는 하나의 ‘RF 체인’으로 지칭될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 도 3a 내지 상기 도 3d에 도시된 경로와 유사하지만 다른 빔포밍 구조를 가지는 다른 형태의 송신 경로 및 신 경로가 가능하다. 예를 들어, 증폭기들의 개수가 감소되도록, 전력 증폭기(320)이 결합기(322) 이후에 존재할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 어레이들을 사용하는 무선 통신 시스템을 도시하고 있다. 상기 도 4에 도시된 무선 통신 시스템(400)의 실시 예는 일 예에 불과하다. 상기 무선 통신 시스템(400)의 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 시스템(400)은 기지국들(401 내지 403), 이동국들(410 내지 430)을 포함한다. 상기 기지국들(410 내지 403)은 상기 도 1의 기지국들(101 내지 103) 중 적어도 하나일 수 있다. 유사하게, 상기 이동국들(410-430)은 상기 도 1의 가입자국들(111 내지 116) 중 적어도 하나일 수 있다.
기지국(401)은 3개의 셀들, 즉, 셀0, 셀1, 셀2를 포함한다. 각 셀은 2개의 어레이들, 즉, 어레이0, 어레이1을 포함한다. 상기 기지국(401)의 셀0에서, 안테나 어레이0 및 어레이1은 동일한 하향링크 제어 채널들을 넓은 빔으로 송신한다. 그러나, 어레이0은 어레이1과는 상이한 프레임 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 어레이0는 이동국(420)으로부터 상향링크 유니캐스트 통신을 수신할 수 있고, 어레이1은 기지국(402)의 셀2 어레이0을 이용하여 하향링크 백홀(backhaul) 통신을 송신할 수 있다. 상기 기지국(402)는 적어도 하나의 백홀 망으로 연결되는 유선(wired) 백홀을 포함할 수 있다. 동기 채널(SCH: synchronization channel) 및 방송 채널(BCH: broadcast channel)은 상기 도 4에 도시된 상기 기지국(401)로부터의 가장 넓은 송신 빔만큼은 넓지 아니한 빔 폭을 가지는 다수의 빔들을 통해 송신될 수 있다. 상기 동기 채널 또는 상기 방송 채널을 위한 상기 다수의 빔들 각각은, 기지국 및 단일 이동국 간 통신을 위한, 유니캐스트 데이터 통신을 위한 빔들보다는 넓은 빔 폭을 가질 수 있다.
본 발명에서, 송신 빔들은 상기 도 3a 및 상기 도 3b에 나타난 바와 같은 송신 경로에 의해 형성될 수 있다. 유사하게, 수신 빔들은 상기 도 3c 및 상기 도 3d에 나타난 바와 같은 수신 경로에 의해 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 적어도 하나의 무선 링크들은 LOS(Line-Of-Sight) 차단(blockage)(예: LOS 상으로 이동한 자동차, 사람 등의 장애물)에 의해 단절될 수 있고, 또는, NLOS는 통신을 유지하는데 충분히 강한 광선(ray)를 포함하지 아니할 수 있다. 이동국이 기지국과 가깝고 상기 이동국이 짧은 거리를 이동할 때 조차, 상기 링크는 단절될 수 있다. 이러한 경우, 현재의 링크가 복구될 수 없다면, 상기 이동국은 링크들 간 스위칭을 수행해야 한다. 이동국이 셀 경계에 있지 아니하더라도, 상기 이동국은 링크의 스위칭을 수행해야 한다.
어레이 내의 각 안테나가 높은 상하각(elevation)에 위치하지 아니하면, 구체(sphere)를 커버하는 송신 빔들 또는 수신 빔들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 각 빔이 연필(pencil)과 같은 모양을 가지면, 방위각(azimuth) 검색의 360도 원(circle)의 각 샘플링 포인트(sampling point)에서, 180도 상하각(elevation)의 검색이 필요할 수 있다. 이에 대체하여, 안테나가 높은 상하각(elevation)에 위치하면, 방위각(azimuth) 검색의 360도 원(circle)의 각 샘플링 포인트(sampling point)에서, 180도 보다 적은 상하각(elevation)의 검색으로도 충분할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 섹터 또는 셀 내에서 다른 목적을 위해 다른 형태를 가지는 다른 빔들의 예를 도시하고 있다. 상기 도 5에 도시된 실시 예는 일 예에 불과하다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다. 상기 도 5에 도시된 섹터/셀은 상기 도 4에 도시된 적어도 하나의 기지국 셀을 나타낸다. 본 발명에서, 송신 빔들 및 수신 빔들을 포함하는 빔들은 다양한 빔 폭 및 다양한 모양들을 가질 수 있으며, 상기 모양은 규칙적 또는 불규칙적 모양일 수 있고, 본 발명은 도면의 도시에 제한되지 아니한다.
섹터 또는 셀에서, 하나 또는 다수의 RF 체인들을 가지는 하나 또는 다수의 어레이들은 서로 다른 목적을 위해 서로 다른 모양의 빔들을 생성할 수 있다. 상기 도 5에서, 수평 차원(dimension)은 상하각(elevation)을, 수직 차원은 방위각(azimuth)을 나타낸다. 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 넓은 빔들 BB(Broadcast Beam)1, BB2는 동기, 물리적 방송 채널, 물리적 데이터 제어 채널이 어디에 위치하는지를 지시하는 물리적 구성 지시 채널(physical configuration indication channel)을 위해 구성될 수 있다. 상기 넓은 빔들 BB1, BB2는 셀에 대한 동일한 정보를 전달할 수 있다.
2개의 넓은 빔들 BB1, BB2가 상기 도 5에 도시되었으나, 셀은 하나 또는 다수의 BB들을 위해 구성될 수 있다. 다수의 BB들이 셀 내에 존재하는 경우, 상기 BB들은 묵시적 또는 명시적인 식별자에 의해 구분될 수 있고, 상기 식별자는 이동국에서 BB들을 모니터링하고 보고하기 위해 사용될 수 있다. 상기 BB 빔들은 스윕(sweep)되고, 반복(repeat)될 수 있다. 상기 BB 빔들을 통한 정보의 반복은 상기 BB 빔을 수신하기 위한 상기 이동국의 수신 빔들의 개수에 의존한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 BB 빔들을 통한 정보의 반복 횟수는 상기 BB 빔을 수신하기 위한 이동국의 수신 빔의 개수 미만이 아닐 수 있다.
넓은 제어 채널 빔들 B1 내지 B4(총칭하여, B 빔들)는 제어 채널들을 위해 사용될 수 있다. 제어 채널 빔들 B1 내지 B4은 상기 넓은 빔들 BB1, BB2와 같이 동일한 빔 폭을 사용하거나, 사용하지 아니할 수 있다. 이동국이 측정하고 모니터링하도록, 빔들 B1 내지 B4는 상기 넓은 빔들 BB1, BB2와 같이 동일한 기준 신호(reference signal)들을 사용하거나, 사용하지 아니할 수 있다. 상기 넓은 빔들 B1 내지 B4는, 이동국을 위한 자원 할당 등의 이동국 특정 제어 정보와 같은 특정한 이동국을 위한 제어 신호처럼, 이동국의 그룹을 향한 방송 또는 멀티캐스트에 특히 유용하다.
4개의 제어 채널 빔들 B1 내지 B4이 상기 도 5에 도시되어 있으나, 셀은 하나 또는 다수의 B 빔들을 위해 구성될 수 있다. 다수의 B 빔들이 셀 내에 존재할 때, 상기 B 빔들은 명시적 또는 묵시적 식별자에 의해 구분될 수 있고, 상기 식별자는 상기 B 빔들을 모니터링하고 보고하기 위해 이동국에 의해 사용될 수 있다. 상기 B 빔들은 스윕되고, 반복될 수 있다. 상기 B 빔을 통한 정보의 반복은 상기 B 빔을 수신하기 위한 상기 이동국의 수신 빔들의 개수에 의존한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 B 빔들을 통한 정보의 반복 횟수는 상기 B 빔을 수신하기 위한 이동국의 수신 빔의 개수 미만이 아닐 수 있다. 이동국은 상기 빔들 BB1, BB2를 통해 수신된 정보를 이용하여 상기 빔들 B1 내지 B4에 대한 검색을 수행하거나, 수행하지 아니할 수 있다.
빔들 b11 내지 b44 (총칭하여, ‘b 빔들’)은 데이터 통신을 위해 사용될 수 있다. 하나의 b 빔은 적응적 빔 폭을 가질 수 있다. 몇몇 이동국들(예: 저속의 이동국)에 대하여 상대적으로 더 좁은 빔이 사용되고, 다른 몇몇 이동국들에 대하여 상대적으로 더 넓은 빔이 사용될 수 있다. 기준 신호들은 b 빔들에 의해 전달될 수 있다. 상기 도 5에 19개의 b 빔들이 도시되었으나, 셀은 하나 또는 다수의 b 빔들을 위해 구성될 수 있다. 상기 b 빔들이 셀에서 존재할 때, 상기 b 빔들은 명시적 또는 묵시적 식별자에 의해 구분될 수 있고, 상기 식별자는 상기 b 빔들을 모니터링하고 보고하기 위해 이동국에 의해 사용될 수 있다. 상기 b 빔들은 반복될 수 있다. 상기 b 빔을 통한 정보의 반복은 상기 b 빔을 수신하기 위한 상기 이동국의 수신 빔들의 개수에 의존한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 b 빔들을 통한 정보의 반복 횟수는 상기 b 빔을 수신하기 위한 이동국의 수신 빔의 개수 미만이 아닐 수 있다. 이동국이 빔들을 모니터링한 후, 송신 빔 b는 하나의 수신 빔에 대해 고정(lock)될 수 있다. 데이터 정보가 고정된 수신 빔을 통해 송신되면, 상기 b 빔을 통한 정보의 반복은 불필요할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 셀 내에서 이동국 또는 기지국으로 동일하거나 서로 다른 정보를 전달하는 빔들의 사용을 도시하고 있다. 상기 도 6a에 도시된 실시 예는 일 예에 불과하다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
상기 도 6a에 도시된 바와 같이, 빔 B1 내지 B4(총칭하여, ‘B 빔들’)는, 특정 장치들(예: 이동국을 위한 자원 할당과 같은 이동국 또는 기지국 특정 제어 정보)을 위한 제어 정보와 마찬가지로, 이동국들 및 기지국들과 같은 장치들의 그룹을 향한 제어 정보 방송/멀티캐스트와 같은, 제어 채널들을 위해 구성될 수 있다. 자원 할당(예: 자원 블록, 전력 제어 등)에 대한 공통의(common) 정보를 제공하는 상기 제어 채널(예: PDCCH(physical downlink control channel))은 셀 내의 모든 이동국들에게 제공되는 시스템 정보 블록(SIB: system information block)의 자원 할당 정보 및 특정 이동국에게 할당된 자원 할당에 대한 이동국 특정한 정보일 수 있다.
하향링크 제어 정보(DCI: downlink control information)는 이동국 특정한 정보 및 모든 이동국들에 대한 공통된 정보를 모두 포함하는 형식(format)으로 송신될 수 있다. 상향링크 전력 제어 명령들과 마찬가지로, 상기 하향링크 제어 정보는 하향링크 또는 상향링크 스케줄링 정보를 전달한다. 전용(dedicated) 제어 접근은 상기 하향링크 제어 정보를 전달하기 위한 PDCCH(physical downlink control channel)를 위해 사용될 수 있다.
다수의 하향링크 제어 정보 형식이 존재할 수 있고, 일부 형식들은 이동국 특정한 하향링크 제어 정보만을 포함할 수 있고, 일부 형식들은 이동국 공통의 정보만을 포함할 수 있고, 일부는 이동국 특정 정보 및 이동국 공통의 정보 모두를 포함할 수 있다. 하나 또는 다수의 PDCCH들이 서브프레임(subframe)에서 하향링크 제어 정보의 적어도 하나의 형식을 이용하여 송신될 수 있다. 몇몇 물리적 자원들로 구성되는 하나의 제어 채널 요소(CCE: control channel element)는 PDCCH 송신에 대한 최소의 단위일 수 있다. PDCCH는 하나 또는 다수의 제어 채널 요소를 포함할 수 있다. 하향링크 제어 정보 및 하향링크 제어 정보 형식은 논리적 레벨에서의 통신 정보를 위한 것이며, PDCCH 및 제어 채널 요소는 물리적 레벨에서의 개념이다. PDCCH는 하향링크 제어 정보 형식에 속하는 하향링크 제어 정보를 전달하는 물리적 채널이고, PDCCH 자신은 하향링크 제어 정보 형식과 명시적인 관계를 가지지 아니하는 자신의 형식을 가질 수 있다.
이동국은 검색 공간의 관점에서 PDCCH 후보들의 집합을 모니터링할 수 있다. 여기서, 상기 검색 공간은 PDCCH 후보들의 집합으로 정의될 수 있으며, 이러한 정의는 이동국에 대하여 미리 정의된 공식 또는 매핑 방법을 이용할 수 있다. 상기 공식 또는 매핑 방법은 시스템 파라미터(parameter)들(예: 이동국의 MAC ID, RNTI(radio network temporary identifier), 집성 레이어 인덱스(aggregation layer index), 주어진 검색 공간에서 모니터링되는 PDCCH 후보들의 개수, 주어진 검색 공간 에서의 제어 채널 요소들의 개수 등)으로부터의 상기 검색 공간의 PDCCH 후보에 대응되는 제어 정보 요소들의 인덱스들에 대한 매핑일 수 있다. 상기 검색 공간은 2가지 종류들, 이동국 특정 공간 및 공통 공간을 가질 수 있다. 이동국 특정 제어 정보는 이동국 특정 검색 공간 내의 PDCCH에 포함될 수 있고, 공통된 정보는 공통 검색 공간 내의 PDCCH에 포함될 수 있다. 상기 공통 검색 공간 및 상기 이동국 특정 검색 공간은 중첩될 수 있다.
이동국은 공통 검색 공간 및 이동국 특정 검색 공간을 모니터링할 수 있고, PDCCH들에 대한 블라인드(blind) 디코딩을 수행한다. 몇몇 경우, 상기 PDCCH는 고통 검색 공간만을 또는 이동국 특정 검색 공간만을 가질 수 있으며, 이동국은 검색 공간들 중 하나의 종류에 상응하여 모니터링을 수행할 수 있다. CRC(cyclic redundancy code)가 PDCCH 정보에 부가되며, MAC ID는, RNTI로 지칭되기도 하는, 상기 CRC로 묵시적으로 인코딩된다. 상기 MAC ID를 상기 CRC로 인코딩하기 위한 일 예는 상기 MAC ID를 스크램블링하고, CRC로 XOR(exclusive or) 연산하는 것이다. 다른 예는 해쉬(hash) 함수 등을 이용하여 MAC ID를 CRC에 매핑하는 것이다. 또 다른 예는 MAC ID를 CRC 생성을 위한 파라미터로서 이용하여 CRC를 생성하는 것이다. 이외 다른 예들이 사용될 수 있다.
공통 검색 공간 내의 PDCCH들은 미리 정의된 CRC 또는 예약된 CRC를 이용하고, 상기 CRC는 다수의 이동국들에게 공통적일 수 있다. 상기 예약된 CRC는 미러 정의된 또는 예약된 MAC ID 또는 공통의 MAC ID에 대응할 수 있다. 하나 또는 다수의 예약된 CRS들이 상기 공통 검색 공간 내의 하나 또는 다수의 PDCCH들을 위해 사용될 수 있다. 이동국은 상기 공통 검색 공간들 내의 PDCCH들을 블라인드 디코딩하기 위해 예약되거나 미리 정의된 MAC ID, 예약되거나 미리 정의된 CRC를 사용할 수 있다. 이동국 특정 검색 공간들 내의 PDCCH의 경우, 이동국에 특정한 정보를 위하여, 이동국의 MAC ID로 인코딩된 CRC가 이용될 수 있다. 일 예는 XOR 연산에 의해 CRC를 이용하여 이동국의 MAC ID를 스크램블링하는 것이다. 상기 이동국이 PDCCH를 블라인드 디코딩하는 경우, 자신의 MAC ID를 도출된 CRC를 이용하여 XOR 연산하기 위해 사용함으로써 블라인드 디코딩을 수행한다.
제1예시로서, PDCCH에서 CRC를 이용하여 XOR 연산될 수 있는 제1특정 스크램블링 코드를 이용함으로써, 상기 PDCCH는 모든 이동국들에 공통의 정보를 전달할 수 있다. 여기서, 상기 공통의 정보는 SIB들에 대한 자원 할당 정보를 포함한다.
제2예시로서, PDCCH에서 CRC를 이용하여 XOR 연산될 수 있는 제2특정 스크램블링 코드를 이용함으로써, 상기 PDCCH는 모든 이동국들에 공통의 정보를 전달할 수 있다. 여기서, 상기 공통의 정보는, 자원 할당, 자원 블록 할당 및 홉핑(hopping) 자원 할당, MCS(modulation and coding scheme), 리던던시 버전(redundancy version), 전력 제어 정보, 스케줄링된 상향링크 제어 또는 데이터 채널에 대한 전력 제어, CQI(channel quality indicator) 요청, 새로운 데이터 지시자, 상향링크 데이터 채널에서의 상향링크 전송에 대한 스케줄링 정보 등과 같은 모든 이동국들에게 제공되는 공통의 제어 시그널링을 포함할 수 있다.
제3예시로서, PDCCH에서 CRC를 이용하여 XOR 연산될 수 있는 스크램블링 코드로서 이동국 식별자를 이용함으로써, 상기 PDCCH는 이동국 식별자에 연관된, 다시 말해, 상기 이동국 식별자를 할당 받은 이동국에 특정한 정보를 전달할 수 있다. 여기서, 상기 정보는 상기 이동국에 특정한 자원 할당, 전력 제어 정보, 상향링크 제어 또는 데이터 채널에 대한 전력 제어, HARQ(hybrid automatic repeat request) 프로세스 번호, 프리코딩(precoding) 정보, MCS, 리던던시 버전, 새로운 데이터 지시자, 상향링크 데이터 채널에서의 상향링크 전송에 대한 스케줄링 정보 등을 포함할 수 있다.
PDCCH가 수신되는 경우, 이동국은 상기 PDCCH를 디코딩하기 위해 블라인드 디코딩을 이용할 수 있다. XOR 연산을 이용하여, 상기 이동국은 CRC를 스크램블링하기 위해 사용된 스크램블링 코드가 무엇인지 검출할 수 있고, 상기 이동국은 디코딩된 스크램블링 코드에 기초하여 수신된 PDCCH의 목적을 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 이동국은 PDCCH가 SIB들에 대한 자원 할당인지, 공통 시그널링을 위한 것인지, 자기 자신에 특정한 자원 할당인지 여부를 판단할 수 있다.
공통-PDCCH(PDCCH-common) 채널은 이동국들에게 공통된 하나 또는 다수의 정보를 전달하는 PDCCH일 수 있다. 예를 들어, PDCCH가 하나의 종류의 정보를 전달하는 형식을 가지면, 공통-PDCCH 채널은 상술한 제1예시 또는 제2예시에 설명된 PDCCH일 수 있다. PDCCH가 상기 이동국들에게 공통된 정보의 다수의 종류들을 전달하는 형식이면, 예를 들어, 상기 공통-PDCCH 채널은 공통 시그널링 및 SIB들의 자원 할당 정보 모두를 전달하는 PDCCH일 수 있다.
이동국-특정-PDCCH(PDCCH-MS-specific) 채널은 특정 이동국에 특정한 정보를 전달하는 형식을 가질 수 있다. 또한, 이동국-특정-PDCCH 채널은 모든 이동국들에 공통된 정보 및 특정 이동국에 특정한 정보를 전달하는 PDCCH일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 셀의 모든 B 빔들은 셀 내의 모든 이동국들에게 동일한 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 도 6a의 (a)에 도시된 셀(601)과 같이, PDCCH는 모든 B 빔들 B1 내지 B4를 이용하여 송신될 수 있다. 여기서, PDCCH는 모든 이동국들에게 공통되는 정보를 포함하거나, 또는, 하나 또는 다수의 개별적 이동국들에 특정한 정보를 포함할 수 있다. 상기 빔들 B1 내지 B4는 이동국이 자신들을 식별하고, 모니터링하고, 보고할 수 있도록 명시적 또는 묵시적으로 식별자들을 전달할 수 있다. 이에 대체하여, 이동국이 B 빔들을 식별할 수 없는 경우, 상기 B 빔들은 식별자 정보를 전달하지 아니할 수 있다. 이러한 B 빔들은 셀의 모든 B 빔들의 커버리지를 포함하는 넓은 빔의 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라, 셀의 상기 B 빔들은 셀 내의 이동국들에게 서로 다른 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 도 6a의 (b)에 도시된 셀(602)와 같이, 공통-PDCCH 채널은 모든 B 빔들 B1 내지 B4를 사용할 수 있다. 여기서, 이동국-특정-PDCCH 채널은 B1 내지 B4 중에 커버리지에 내에 위치한 특정 이동국을 커버하는 특정한 B 빔을 이용한다. 빔들 B1 내지 B4는 이동국이 자신들을 식별하고, 모니터링하고, 보고할 수 있도록 명시적 또는 묵시적으로 식별자들을 전달할 수 있다. 상기 빔 B1 내지 B4 각각은 자신의 커버리지 내의 이동국들과 관련된 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 관련된 정보는 자신의 커버리지 내의 이동국들로의 데이터 빔을 위한 자원 할당(예: 자원 블록, 전력 제어 등)을 포함할 수 있다.
상술한 예시들의 결합 또한 적용될 수 있다. 예를 들어, 제어 정보는 2개의 범주(category)들을 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 범주는 셀 내의 모든 이동국들에 공통되는 공통된 정보를 포함하고, 다른 범주는 각 B 빔의 커버리지에 속한 이동국들의 그룹만 관련된 정보를 포함할 수 있다. 셀 내의 이동국들의 전체 그룹을 위한 상기 공통된 정보는 모든 B 빔들을 통해 송신될 수 있고, B 빔 커버리지 내의 이동국들에만 관련된 정보는 특정 B 빔을 통해서 송신될 수 있다.
도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 이동국으로 제어 정보를 전달하는 빔들의 사용을 도시하고 있다. 상기 도 6b에 도시된 실시 예는 일 예에 불과하다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
상기 도 6b의 (a)에서, 제어 빔(610)은 다수의 이동국들 MS1 내지 MS5로 데이터 제어 정보를 전달하는 단일 제어 빔을 나타낸다. 상기 제어 빔은 이동국들 MS1 내지 MS5를 위한 PDCCH를 전달한다. 상기 PDCCH는 모든 이동국들을 위한 이동국-공통의 정보를 포함한다. 또한, 상기 PDCCH는 이동국들 MS1 내지 MS5 각각을 위한 자원 할당 정보를 포함한다.
반면, 상기 도 6b의 (b)는 MMB 망에서 다수의 빔들을 사용하는 PDCCH 형식을 나타낸다. 상기 PDCCH는 이동국-공통-PDCCH(PDCCH-MS-common) 정보(621) 및 이동국-특정-PDCCH 정보(622) 등 2개의 부분들을 포함한다. 상기 이동국-공통-PDCCH 정보(621)는 4개의 빔들 B1 내지 B4 각각에 의해 전달된다. 각 이동국을 위한 상기 이동국-특정-PDCCH 정보(622)는 의도된 이동국의 위치에 상응하는 하나의 빔에 의해 전달된다. 예를 들어, 이동국 MS1을 위한 상기 이동국-특정-PDCCH 정보(622)는 빔 B1 만을 통해 송신되는 자원 할당 정보를 포함한다. 이동국 MS4 및 이동국 MS5는 모두 빔 B5의 커버리지 지역 내에 위치하기 때문에, 상기 이동국 MS4 및 상기 이동국 MS5를 위한 이동국-특정-PDCCH 정보(622)는 빔 B5를 통해 송신되는 정보를 포함한다. MS 특정 정보를 전달하는 좁은 빔들의 사용은 오버헤드를 감소시키며, 이는 시스템의 신뢰도를 강화할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 빔들 및 제어 채널 빔들이 대체로 동일한 빔 폭을 경우의 서빙 셀을 모니터링하는 방법을 도시하고 있다. 상기 도 7a 및 도 7b에 도시된 실시 예는 일 예에 불과하다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
상기 도 7a를 참고하면, 공통 제어 정보 및 공통 데이터는 BB-레벨 빔들 또는 B-레벨의 빔들을 통해 송신된다. 상기 BB-레벨 빔들 또는 상기 B-레벨의 빔들은 모두 동일한 정보를 송신하고, BB-레벨 및 B-레벨의 빔 폭은 동일하다. 이동국-특정 제어 정보 및 이동국-특정 데이터는 B-레벨 빔들 각각에서 서로 다르게 또는 b-레벨 빔들 각각에서 서로 다르게 송신될 수 있다. 예를 들어, BB-레벨 빔은 동기 채널 및 물리적 방송 채널의 송신을 위해, B-레벨 빔은 데이터 제어 채널의 송신을 위해, b-레벨 빔은 유니캐스트 데이터 송신을 위해 사용될 수 있다.
상기 도 7b를 참고하면, 701단계에서, 기지국은 동기 신호 및 물리적 방송 채널(PBCH: Physical Broadcast Channel)을 송신한다. 예를 들어, 상기 동기 신호는 프리앰블(preamble), 셀 ID 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 동기 신호 및 상기 물리적 방송 채널은 BB-레벨 빔을 통해 송신된다. 밀리미터 파 통신 시스템의 셀은 조직적인(systematic) 측정을 이용하고, 기지국 및 이동국 간 메시지 교환을 보고함으로써 모니터링될 수 있다.
703단계에서, 이동국은 동기화하고, 셀 특정 기준 신호를 검출한 후, 측정을 수행하고, BB-레벨에서의 송신/수신 빔 쌍(pair)를 결정한다. 즉, 상기 이동국은 하나 또는 다수의 기지국들로부터 BB 빔들(예: BB1 내지 BB4)을 이용하여 송신되는 동기 채널을 스캔(scan)한다. 상기 동기 채널은 상기 이동국에게 각 기지국으로부터의 수신 신호를 측정하고, 측정된 최대 강도를 가지는 기지국으로 접속할 수 있게 한다. 상기 동기 채널 내의 기준 심벌들은 상기 이동국이 상기 기지국과의 시간 및 반송파의 동기화를 가능하게 하고, 송신 BB 빔들을 측정할 수 있게 한다.
705단계에서, 상기 이동국은 우수한 송신/수신 빔 쌍을 선택하고, 제어 채널들을 모니터링한다. 다시 말해, 상기 이동국은 PDCCH와 같은 다른 제어 채널들을 위한 자원 위치 정보를 전달하는 PCFICH(physical control format indication channel)의 모니터링을 위해 하나 또는 다수의 우수한 송신 BB 빔들을 선택할 수 있다. 우수한 송신 BB 빔 및 수신 빔 모두를 최적화함으로써, 상기 이동국은 상기 PCFICH 제어 채널을 모니터링할 수 있다. 여기서, 수신 빔에 대한 최적화는 선택적 동작이다. 상기 수신 빔에서의 빔포밍의 불실시는 다수의 빔들 중 하나인 수신 빔포밍의 부분 집합으로 고려될 수 있다. 몇몇 경우에, 상기 PCFICH 채널은 시스템에서 필요하지 아니하고, PBCH가 다른 하향링크 제어 채널 및 PDCCH에 대한 자원 위치 정보 및 형식을 지시할 수 있다. 몇몇 경우에, 상기 PCFICH 채널은 다른 이름으로 지칭될 수 있으나, 여전히 다른 제어 채널들에 대한 형식 정보 및 자원 위치 정보를 지시하는 목적을 수행할 수 있다.
본 발명에서, 상기 기준 신호들 또는 기준 심벌들에 대한 측정은 SNR(signal to noise ratio), RSRP(reference signal received power), RSRQ(reference signal received quality), SINR(signal to interference and noise ratio), SIR(signal to interference ratio), CINR(carrier to interference and noise ratio), CNR(carrier to noise ratio) 등의 측정 지표(metric)들이 될 수 있다.
일단 상기 이동국이 송신 BB 빔을 최적화하면, 상기 이동국은, 최적화된 송신 BB 빔에 속한 B-레벨 송신 빔(예: B1 내지 B4) 중 하나에 대해 빔을 조정(refine)하기 위해 기준 심벌들을 더 모니터링할 수 있다. 상기 BB 빔이 상기 B 송신 빔과 동일한 빔 폭을 가지는 경우, 상기 BB 빔으로부터 B 빔으로의 조정은 불필요할 수 있다. B-레벨에서, 모니터링은 모든 빔들에서 송신되는 공통-PDCCH 제어 채널 또는 공통 검색 공간들 내의 PDCCH들에서의 기준 심벌들을 관찰함으로써 수행될 수 있다. 기준 심벌들에 대한 측정을 이용하여, 상기 이동국은 데이터 채널(예: 기지국으로부터 이동국으로 송신되는 PDSCH(physical downlink shared channel))을 통해 송신되는 SIB들을 모니터링하기 위한 우수한 B 송신 빔 및 수신 빔을 선택한다. 이러한 SIB들은 PDSCH SIB들로 지칭될 수 있다.
707단계에서, 상기 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 상기 PCFICH를 송신한다. 그리고, 709단계에서, 상기 기지국은 B/BB-레벨 빔을 통해 상기 공통-PDCCH를 송신한다. 또한, 711단계에서, 상기 이동국은 선택된 송신/수신 빔 쌍을 이용하여 모니터링을 지속한다. 그리고, 713단계에서, 상기 기지국은 B/BB-레벨 빔을 통해 PDSCH SIB를 송신한다. 이에 따라, 상기 이동국은 상기 PCFICH, 상기 공통-PDCCH, 상기 PDSCH SIB를 수신할 수 있다. 제어 채널들(예: PCFICH, 공통-PDCCH, PDSCH SIB들)의 수신에 따라, 상기 이동국은 상기 기지국과의 데이터 연결을 구성하기 위해 필요한 시스템 설정(setting)에 대한 충분한 정보를 가지게 된다.
상기 이동국은 상기 기지국과의 통신을 시도할 수 있고, 상기 기지국은 랜덤 억세스 절차의 성공 후 상기 단말의 서빙 셀이 될 수 있다.
상기 이동국이 상기 기지국과 통신을 수행하기 위해, 상기 이동국은 랜덤 억세스 신호를 송신하고, 접속(access)을 획득할 것을 시도한다.
715단계에서, 상기 기지국은 상기 랜덤 억세스 절차 동안의 특정 단계를 통해 상기 이동국으로 측정 구성 정보(measurement configuration information)를 송신한다. 예를 들어, 상기 기지국은 랜덤 억세스 응답(response)을 통해 상기 이동국으로 상기 측정 구성 정보를 송신할 수 있다. 상기 측정 구성은 B/BB-레벨 빔들의 기준 신호의 구성 또는 자원 할당, 측정 지표, 측정을 위한 타이밍(예: 시간 구간, 주기 등)을 포함할 수 있다. 몇몇 경우, 상기 기지국으로부터의 상기 측정 구성은 생략될 수도 있다.
717단계에서, 상기 이동국은 b-레벨에서 빔들을 모니터링한다. 이와 달리, 상기 이동국은 B/BB-레벨에서 빔들을 모니터링할 수 있다. 또는, 상기 이동국은 b-레벨 및 B/BB-레벨 모두에서 빔들을 모니터링할 수 있다.
719단계에서, 상기 이동국은, 상기 랜덤 억세스 절차 동안의 특정 단계를 통해, 상기 기지국으로 B/BB-레벨에 대한 측정 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 이동국은 어느 B/BB 송신 빔들이 우수한지를 지시하거나, B/BB 송신 빔들의 몇몇에 대해 측정된 측정 지표를 지시하는 등의 방식으로 측정 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 이동국은, 랜덤 억세스 요청(request) 신호 또는 메시지에서 다른 정보와 함께, 랜덤 억세스 요청 신호 또는 메시지를 통해 상기 기지국으로 상기 측정 정보를 송신할 수 있다. 또한, 상기 이동국은 별도의(standalone) 메시지를 통해 상기 기지국에게 상기 측정 정보(예: 강한 B/BB-레벨 기지국 송신 빔들에 대한 지시자)를 송신할 수 있다.
상기 기지국이 상기 이동국으로부터 B/BB-레벨 빔에 대한 상기 측정 정보를 수신한 후, 상기 기지국은 상기 이동국의 특정 데이터 제어 정보를 포함하기에 적합한 B/BB-레벨 빔들이 무엇인지를 결정할 수 있다. 즉, 상기 기지국은 상기 이동국의 초기 접근(attachment)을 상기 기지국의 B/BB-레벨 빔들로 할 것을 결정할 수 있다.
721단계에서, 상기 기지국은 B/BB-레벨 빔을 통해 이동국-특정-PDCCH를 송신한다. 여기서, 하나 또는 다수의 B/BB-레벨 빔들이 상기 이동국에 특정한 데이터 제어 정보, 즉, 상기 이동국의 자원 할당 정보, 상향링크 전력 제어 명령 등을 전달한다. 상기 랜덤 억세스 절차가 성공한 후, 상기 이동국은 임시 MAC ID, 스테이션(station) ID, RNTI 중 적어도 하나를 할당 받을 것이고, 상기 기지국은 상기 이동국과 할당된 ID 정보를 공유할 것이다. 이후, 상기 기지국은 상기 이동국에 특정한 정보를 전달하는 PDCCH에 부착된 CRC를 이용할 수 있다. 여기서, 상기 이동국의 RNTI는 상기 CRC로 인코딩되고, 상기 PDCCH는 상기 이동국에 특정한 제어 정보에 적합하다고 상기 기지국에 의해 판단된 하나 또는 다수의 B/BB 빔들을 통해 송신된다. 이에 따라, 723단계에서, 상기 이동국은 B/BB 레벨에서 빔을 수신한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 719단계에서, 상기 기지국의 b-레벨 좁은 빔에 대한 상기 이동국의 측정이 상기 이동국에 의해 보고될 수 있고, 상기 기지국은 상기 이동국에 특정한 제어 정보를 포함할 B/BB-레벨 빔이 무엇인지 결정하기 위해 상기 B/BB에 대한 측정 및 다른 정보에 더하여 상기 b-레벨에 대한 측정을 더 이용할 수 있다. 상기 기지국은, 상기 715단계에서, 상기 랜덤 억세스 절차 동안 특정 단계를 통해 상기 이동국으로 측정 구성 정보를 송신할 수 있고, 상기 측정 구성은 b-레벨 빔들 및 B/BB-레벨 빔들의 기준 신호의 구성 또는 자원 할당, 측정 지표, 측정을 위한 타이밍(예: 시간 구간, 주기 등)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국은 랜덤 억세스 응답을 통해 상기 이동국으로 상기 측정 구성 정보를 송신할 수 있다. 몇몇 경우, 상기 기지국으로부터의 상기 측정 구성은 생략될 수도 있다.
상기 이동국은, 상기 719단계에서, 랜덤 억세스 절차의 특정 단계를 통해, 상기 기지국으로 B/BB-레벨 및 b-레벨에 대한 측정 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 이동국은 어느 B/BB-레벨 송신 빔들 및 어느 b-레벨 송신 빔들이 우수한지를 지시하거나, B/BB 송신 빔들 및 b-레벨 송신 빔들의 몇몇에 대해 측정된 측정 지표를 지시하는 등의 방식으로 측정 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 이동국은, 랜덤 억세스 요청 신호 또는 메시지에서 다른 정보와 함께, 랜덤 억세스 요청 신호 또는 메시지를 통해 상기 기지국으로 상기 측정 정보를 송신할 수 있다. 또한, 상기 이동국은 별도의(standalone) 메시지를 통해 상기 기지국에게 상기 측정 정보(예: 강한 B/BB-레벨 기지국 송신 빔들 또는 강한 b-레벨 기지국 송신 빔들에 대한 지시자)를 송신할 수 있다.
상기 기지국이 상기 이동국으로부터 B/BB-레벨 및 b-레벨에 대한 상기 측정 정보를 수신한 후, 상기 기지국은 상기 이동국의 특정 데이터 제어 정보를 포함하기에 적합한 B/BB-레벨 빔들이 무엇인지를 결정할 수 있다. 즉, 상기 기지국은 상기 이동국의 초기 접근(attachment)을 상기 기지국의 B/BB-레벨 빔들로 할 것을 결정할 수 있다. 여기서, 하나 또는 다수의 B/BB-레벨 빔들이 상기 이동국에 특정한 데이터 제어 정보, 즉, 상기 이동국의 자원 할당 정보, 상향링크 전력 제어 명령 등을 전달한다. 선택된 B/BB-레벨 빔 또는 빔들은 자신의 커버리지에서 우수한 b-레벨 빔을 포함할 수 있다.
상기 랜덤 억세스 절차가 성공한 후, 상기 이동국은 임시 MAC ID, 스테이션(station) ID, RNTI 중 적어도 하나를 할당 받을 것이고, 상기 기지국은 상기 이동국과 할당된 ID 정보를 공유할 것이다. 이후, 상기 기지국은 상기 이동국에 특정한 정보를 전달하는 PDCCH에 부착된 CRC를 이용할 수 있다. 여기서, 상기 이동국의 RNTI는 상기 CRC로 인코딩되고, 상기 PDCCH는 상기 이동국에 특정한 제어 정보에 적합하다고 상기 기지국에 의해 판단된 하나 또는 다수의 B/BB 빔들을 통해 송신된다.
상기 이동국은 상기 기지국과 물리(PHY: physical) 계층 측정 구성을 설정(set up)할 수 있고, 상기 기지국은 최적화된 B-레벨 빔을 이용하여 설정한다. 이러한 동작에 따라, 상기 기지국은, PDSCH 데이터 채널을 위해 상기 기지국에 의해 사용되고 B-레벨 송신 빔들보다는 더 좁은, b-레벨에서의 빔들을 이용하여 기준 신호들을 포함하는 측정 채널을 설정할 수 있다. 상기 기준 신호들은 상기 이동국이 b-레벨 송신 빔들을 모니터링하고, PDSCH 데이터 전송을 수신할 최적의 b-레벨 송신 빔을 선택할 수 있게 한다. 상기 이동국으로부터의 최적의 b-레벨 송신 빔에 대한 측정의 피드백(feedback)은 상기 기지국에게 상기 이동국으로의 송신을 지원하기 위해 적용할 수 있는 빔포밍 전략에 대한 정보를 제공한다. 상기 최적의 B-레벨 빔을 이용하여 송신되는 상기 이동국-특정-PDCCH 정보는 데이터가 송신될 자원, 상기 데이터를 위한 b-레벨 송신 빔의 빔 인덱스를 포함하는 데이터 전송을 위한 파라미터들을 지시한다.
B/BB-레벨에서 상기 이동국-특정-PDCCH 정보를 수신하면, 상기 이동국은 상기 이동국-특정-PDCCH 정보에 의해 특정된 자원에서 선택된 b-레벨 빔을 이용하여 송신되는 PDSCH를 수신할 준비를 수행한다. 따라서, 현재 셀 모니터링은, PCFICH와 같은 제어 채널들을 송신하기 위해 사용되는 BB 레벨에서의, 공통-PDCCH, PDCCH SIB, 이동국-특정-PDCCH을 송신하기 위해 사용되는 B-레벨에서의, 유니캐스트 PDSCH 전송을 위한 b-레벨에서의 빔 모니터링을 포함한다. 즉, 725단계에서, 상기 기지국은 b-레벨 빔을 통해 PDSCH를 유니캐스트 송신하고, 727단계에서, 상기 이동국은 b-레벨에서 상기 PDSCH를 수신한다.
상기 이동국이 서빙 셀로부터 서비스를 제공받은 경우, 동기화하고, 갱신된 시스템 정보를 획득하고, 측정을 수행하는 등의 목적을 위해, 상기 이동국은 상기 서빙 셀의 BB-레벨 빔들 및 B-레벨 빔들을 지속적으로 모니터링할 수 있다.
상기 공통-PDCCH 정보는 자원 할당(예: 자원 블록, 전력 제어 등), SIB들의 자원 할당 정보 등 셀 내의 모든 이동국들에게 공통되는 정보를 포함할 수 있다. 상기 이동국-특정-PDCCH 정보는 특정 이동국에게 특정된 자원 할당을 포함할 수 있다.
상기 공통-PDCCH 채널은 모든 이동국들을 향한 PDCCH에서의 공통되는 정보 모두를 포함하는 채널이거나, 또는, 모든 이동국들을 향한 PDCCH에서의 공통되는 정보의 일부를 포함하는 채널일 수 있다. 몇몇 경우, 상기 공통-PDCCH 채널은 공통-PDCCH 정보를 전달하는 PDCCH들을 위한 공통 검색 공간일 수 있다. 상기 이동국-특정-PDCCH 채널은 특정 이동국을 향한 자원 할당을 포함하는 채널이거나, 또는, 모든 이동국에 공통되는 PDCCH 내의 정보를 더 포함할 수 있다. 몇몇 경우, 상기 이동국-특정-PDCCH 채널은 상기 이동국-특정-PDCCH 정보를 전달하는 PDCCH들을 위한 이동국-특정 검색 공간들일 수 있다. 상기 공통-PDCCH 채널 및 상기 이동국-특정-PDCCH 채널은 동일하거나 또는 서로 다른 물리적 형식(예: 동일한 CRC 또는 서로 다른 CRC)을 가질 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 방송 빔들 및 제어 채널 빔들이 서로 다른 빔 폭들을 경우의 서빙 셀을 모니터링하는 방법을 도시하고 있다.
상기 도 8a를 참고하면, 공통 제어 정보 및 공통 데이터는 BB-레벨 빔들 또는 B-레벨의 빔들을 통해 송신된다. 상기 BB-레벨 빔들 또는 상기 B-레벨의 빔들은 모두 동일한 정보를 송신하고, BB-레벨 및 B-레벨의 빔 폭은 서로 다르다. 이동국-특정 제어 정보 및 이동국-특정 데이터는 B-레벨 빔들 각각에서 서로 다르게 또는 b-레벨 빔들 각각에서 서로 다르게 송신될 수 있다. 예를 들어, BB-레벨 빔은 동기 채널 및 물리적 방송 채널의 송신을 위해, B-레벨 빔은 데이터 제어 채널의 송신을 위해, b-레벨 빔은 유니캐스트 데이터 및 정보 방송 채널(information broadcast channel)의 송신을 위해 사용될 수 있다.
상기 도 8b를 참고하면, 801단계에서, 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 동기 신호 및 물리적 방송 채널을 송신한다. 그리고, 803단계에서, 이동국은 동기화하고, 셀 특정 기준 신호를 검출한 후, 측정을 수행하고, BB-레벨에서의 송신/수신 빔 쌍(pair)를 결정한다. 이어, 805단계에서, 상기 이동국은 우수한 송신/수신 빔 쌍을 선택하고, 제어 채널들을 모니터링하고, 807단계에서, 상기 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 PCFICH를 송신한다. 809단계에서, 상기 이동국은 송신(B-레벨)/수신 빔 쌍을 모니터링하고, 811단계에서, 상기 기지국은 B-레벨 빔을 통해 공통-PDCCH를 송신한다. 813단계에서, 상기 이동국은 우수한 송신(B-레벨)/수신 빔 쌍을 선택하고, 제어 채널을 모니터링한다. 815단계에서, 상기 기지국은 B-레벨 빔을 통해 PDSCH SIB를 송신한다. 이후, 817단계에서, 상기 기지국은 B-레벨 빔을 통해 물리 계층 측정 구성을 송신한다. 819단계에서, 상기 이동국은 b-레벨에서 빔들을 모니터링한다. 이와 달리, 상기 이동국은 B-레벨 또는 BB-레벨에서 빔들을 모니터링할 수 있다. 또는, 상기 이동국은 b-레벨, B-레벨, BB-레벨 모두에서 빔들을 모니터링할 수 있다. 이후, 821단계에서, 상기 이동국은 측정 피드백을 송신한다. 이어, 823단계에서, 상기 기지국은 B-레벨 빔을 통해 이동국-특정-PDCCH를 송신한다. 이후, 825단계에서, 상기 이동국은 지정된 자원에서 정보를 수신할 것을 준비하고, 827단계에서, 상기 기지국은 b-레벨 빔을 통해 PDSCH를 유니캐스트 송신한다. 이에 따라, 829단계에서, 상기 이동국은 b-레벨에서 상기 PDSCH를 수신한다.
상기 도 8a에 도시된 바와 같이, 방송 빔, 즉, BB-레벨 빔 및 제어 채널 빔, 즉, B-레벨 빔은 서로 다른 빔폭들을 이용한다. 그리고, 상기 도 8b에 도시된 바와 같이, BB-레벨 빔을 모니터링한 이동국은 선택된 우수한 송신-수신 쌍(pair)을 이용하여 B-레벨 빔을 모니터링할 수 있다. 나머지 절차들은 상기 도 7a 및 상기 도 7b에 도시된 실시 예에 나타난 바와 동일하거나 유사하다. 상기 도 8a 및 상기 도 8b에 도시된 실시 예는, B-레벨 빔이 BB-레벨과 다른 빔 폭을 이용한다는 것을 제외하고, 상기 도 7a 및 상기 도 7b에 도시된 실시 예와 유사하다. 상기 도 7a 및 상기 도 7b와 상기 도 8a 및 상기 도 8b에 도시된 실시 예로부터 확장된 시나리오(scenario)들이 이하 설명된다.
제1시나리오에 따르면, B-레벨 빔들 및 BB-레벨 빔들은 동일함 빔 폭을 가지며, 기지국으로부터 이동국으로의 동기 전송 동안 최적화된다.
제2시나리오에 따르면, 현재 셀의 모니터링은 제어 채널에 포함되는 BB-레벨의 송신 빔을 이용한 기준 심벌들의 송신을 포함한다. 상기 제어 정보는 공통-PDCCH, PDCCH SIB 또는 이동국들에게 하향링크에서 대체로 동일한 정보를 송신하는 이동국-특정-PDCCH을 포함할 수 있다.
제3시나리오에 따르면, 기지국이 연결된 셀의 모니터링은 제어 채널들에 포함된 BB-레벨의 송신 빔들을 이용한 기준 심벌들의 송신을 포함한다. 상기 제어 정보는 공통-PDCCH, PDCCH SIB 또는 이동국에게 서로 다른 BB 빔들을 통해 서로 다른 정보를 송신하는 이동국-특정-PDCCH을 포함할 수 있다.
제4시나리오에 따르면, 상기 기지국이 상기 이동국이 최적의 b-레벨 송신 빔을 측정하고, 선택하도록 하기 위한 물리 계층 측정 구성은, 이동국이 선택된 B-레벨 송신 빔에 속한 모든 b-레벨 송신 빔들에 대하여, 또는, 선택된 B-레벨 송신 빔에 속한 b-레벨 송신 빔들의 부분 집합에 대하여 훈련(train)하도록 함으로서, 각 이동국에 대하여 독립적으로 구성될 수 있다.
제5시나리오에 따르면, 상기 기지국이 상기 이동국이 최적의 b-레벨 송신 빔을 측정하고, 선택하도록 하기 위한 물리 계층 측정 구성은, 최적의 b-레벨 송신 빔을 지시하도록 이동국들 각각을 위한 배타적 피드백 채널들을 준비(provison)한 상황에서, 모든 이동국들을 향한 공통의 기준 심벌 송신으로서 구성될 수 있다.
도 9a, 도 9b, 도 10a, 도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 아이들 모드(idle mode) 또는 초기 망 진입(initial network entry)에서의 셀 모니터링을 도시하고 있다.상기 도 9a, 상기 도 9b, 상기 도 10a, 상기 도 10b에 도시된 실시 예는 예시에 불과하다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
상기 도 9a 및 상기 도 9b의 경우, 상기 도 9a의 (a) 및 상기 도 9b의 (b)에 도시된 바와 같이, BB-레벨 빔들 및 B-레벨 빔들은 동일한 빔 폭을 가진다. 상기 도 10a 및 상기 도 10b의 경우, 상기 도 10a의 (a) 및 상기 도 10b의 (a)에 도시된 바와 같이, BB-레벨 빔들 및 B-레벨 빔들은 서로 다른 빔 폭을 가진다. 상기 도 9a 및 상기 도 10a의 경우, 상기 도 9a의 (a) 및 상기 도 10a의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어 빔들은 동일한 정보를 전달한다. 상기 도 9b 및 상기 도 10b의 경우, 상기 도 9b의 (a) 및 상기 도 10b의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어 빔들은 서로 다른 정보를 전달한다.
상기 도 9a의 (b)를 참고하면, 901단계에서, 이웃 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 동기 신호 및 물리적 방송 채널을 송신한다. 그리고, 903단계에서, 이동국은 동기화하고, 셀 특정 기준 신호를 검출한 후, 측정을 수행하고, BB-레벨에서의 송신/수신 빔 쌍(pair)를 결정한다. 이어, 905단계에서, 상기 이동국은 우수한 송신/수신 빔 쌍을 선택하고, 제어 채널들을 모니터링하고, 907단계에서, 상기 이웃 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 PCFICH를 송신하고, 909단계에서, 상기 이웃 기지국은 B/BB-레벨 빔을 통해 공통-PDCCH를 송신한다. 911단계에서, 상기 이동국은 선택된 송신/수신 빔 쌍을 이용하여 모니터링을 지속하고, 913단계에서, 상기 이웃 기지국은 B/BB-레벨 빔을 통해 PDSCH SIB를 송신한다.
상기 도 9b의 (b)를 참고하면, 961단계에서, 이웃 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 동기 신호 및 물리적 방송 채널을 송신한다. 그리고, 963단계에서, 이동국은 동기화하고, 셀 특정 기준 신호를 검출한 후, 측정을 수행하고, BB-레벨에서의 송신/수신 빔 쌍(pair)를 결정한다. 이어, 965단계에서, 상기 이동국은 우수한 송신/수신 빔 쌍을 선택하고, 제어 채널들을 모니터링하고, 967단계에서, 상기 이웃 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 PCFICH를 송신하고, 969단계에서, 상기 이웃 기지국은 B/BB-레벨 빔을 통해 PDCCH를 송신한다. 971단계에서, 상기 이동국은 선택된 송신/수신 빔 쌍을 이용하여 모니터링을 지속하고, 973단계에서, 상기 이웃 기지국은 B/BB-레벨 빔을 통해 PDSCH SIB를 송신한다.
상기 도 10a의 (b)를 참고하면, 1001단계에서, 이웃 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 동기 신호 및 물리적 방송 채널을 송신한다. 그리고, 1003단계에서, 이동국은 동기화하고, 셀 특정 기준 신호를 검출한 후, 측정을 수행하고, BB-레벨에서의 송신/수신 빔 쌍(pair)를 결정한다. 이어, 1005단계에서, 상기 이동국은 우수한 송신/수신 빔 쌍을 선택하고, 제어 채널들을 모니터링하고, 1007단계에서, 상기 이웃 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 PCFICH를 송신한다. 1009단계에서, 상기 이동국은 송신(B-레벨)/수신 빔 쌍을 모니터링하고, 1011단계에서, 상기 이웃 기지국은 B-레벨 빔을 통해 공통-PDCCH를 송신한다. 1013단계에서, 상기 이동국은 우수한 송신(B-레벨)/수신 빔 쌍을 선택하고, 제어 채널을 모니터링한다. 1015단계에서, 상기 이웃 기지국은 B-레벨 빔을 통해 PDSCH SIB를 송신한다.
상기 도 10b의 (b)를 참고하면, 1061단계에서, 이웃 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 동기 신호 및 물리적 방송 채널을 송신한다. 그리고, 1063단계에서, 이동국은 동기화하고, 셀 특정 기준 신호를 검출한 후, 측정을 수행하고, BB-레벨에서의 송신/수신 빔 쌍(pair)를 결정한다. 이어, 1065단계에서, 상기 이동국은 우수한 송신/수신 빔 쌍을 선택하고, 제어 채널들을 모니터링하고, 1067단계에서, 상기 이웃 기지국은 BB-레벨 빔을 통해 PCFICH를 송신한다. 1069단계에서, 상기 이동국은 송신(B-레벨)/수신 빔 쌍을 모니터링하고, 1071단계에서, 상기 이웃 기지국은 B-레벨 빔을 통해 PDCCH를 송신한다. 1073단계에서, 상기 이동국은 우수한 송신(B-레벨)/수신 빔 쌍을 선택하고, 제어 채널을 모니터링한다. 1015단계에서, 상기 이웃 기지국은 B-레벨 빔을 통해 PDSCH SIB를 송신한다.
상술한 바와 같이, 초기 망 진입(initial network entry) 또는 망 재진입(network reentry)에서, 이동국은 BB 빔들(예: 빔 BB1, 빔 BB2)을 이용하여 기지국으로부터 송신되는 동기 채널을 스캔한다. 상기 동기 채널은 상기 이동국이 각 기지국으로부터의 수신 신호를 측정하고, 최대의 측정 강도를 가지는 기지국으로 접속할 수 있게 한다. 상기 동기 채널의 상기 기준 심벌들은 상기 이동국이 상기 기지국과 시간 및 반송파 상에서 동기화할 수 있게 하고, 송신 BB 빔들에 대한 측정을 가능하게 한다. 상기 이동국은, PDCCH와 같은 다른 제어 채널들의 자원 위치 정보를 전달하는, PCFICH의 모니터링을 위해 하나 또는 다수의 우수한 송신 BB 빔들을 선택할 수 있다. 우수한 송신 BB 빔 및 수신 빔 모두를 최적화함으로써, 상기 이동국은 PCFICH 제어 채널을 모니터링할 수 있다. 상기 수신 빔 최적화는 선택적 동작이다. 상기 수신 빔에서의 빔포밍의 불실시는 다수의 빔들 중 하나인 수신 빔포밍의 부분 집합으로 고려될 수 있다.
일단 상기 이동국이 송신 BB 빔을 최적화하면, 상기 이동국은, 최적화된 송신 BB 빔에 속한 B-레벨 송신 빔(예: B1 내지 B4) 중 하나에 대해 빔을 조정(refine)하기 위해 기준 심벌들을 더 모니터링할 수 있다. 상기 BB 빔이 상기 B 송신 빔과 동일한 빔 폭을 가지는 경우, 상기 BB 빔으로부터 B 빔으로의 조정은 불필요할 수 있다. B-레벨에서, 모니터링은 모든 빔들에서 송신되는 공통-PDCCH 제어 채널에서의 기준 심벌들을 관찰함으로써 수행될 수 있다. 기준 심벌들을 이용하여, 상기 이동국은 데이터 채널(예: 기지국으로부터 이동국으로 송신되는 PDSCH)을 통해 송신되는 SIB들을 모니터링하기 위한 우수한 B 송신 빔 및 수신 빔을 선택한다. 이러한 SIB들은 PDSCH SIB들로 지칭될 수 있다. 제어 채널들(예: PCFICH, 공통-PDCCH, PDSCH SIB들)의 수신에 따라, 상기 이동국은 상기 기지국과의 데이터 연결을 구성하기 위해 필요한 시스템 설정(setting)에 대한 충분한 정보를 가지게 된다.
상기 이동국은 상기 기지국과의 통신을 시도할 수 있고, 상기 기지국은 랜덤 억세스 절차의 성공 후 상기 단말의 서빙 셀이 될 수 있다.
상기 이동국이 아이들 모드(idle mode)인 경우, 상기 이동국은 셀들을 모니터링하기 위해 유사한 절차를 이용할 수 있다. 상기 이동국이 서빙 셀에 연결된 상태에서 이웃 셀들을 모니터링하는 경우, 상기 이동국은 유사한 절차를 이용하여 상기 셀들을 모니터링할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 및 셀 모니터링과 핸드오버의 예시들을 도시하고 있다. 상기 도 11에 도시된 실시 예는 일 예에 불과하다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
셀들 및 빔들에 대한 모니터링 후, 이동국은 데이터 빔 스위칭, 셀 간 빔 스위칭, 셀 간 핸드오버, 셀 내 핸드오버 등의 상응하는 동작들을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 이동국은 BB-레벨 빔들 또는 B-레벨 빔들에서 하나 또는 다수의 서빙 셀들 및 이웃 셀들을 모니터링한다. 특정한 조건이 만족되면, 상기 이동국은 서빙 셀로부터 다른 셀 사이트(site)들 내의 이웃 셀들로 핸드오버(예: 셀들 간 핸드오버)를 수행한다. 다른 실시 예에 따라, 상기 이동국은 상기 서빙 셀과 동일한 셀 사이트 내의 이웃 셀들을 모니터링한다. 특정한 조건이 만족되면, 상기 이동국은 상기 서빙 셀과 동일한 셀 사이트 내의 셀들로 핸드오버(예: 셀 내 핸드오버)를 수행한다. 상기 조건들은 다음과 같은 항목들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- BB-레벨 또는 B-레벨에서, 이웃 셀들이 서빙 셀들보다 특정 임계값만큼 강한 신호의 빔들을 가짐.
- 이웃 셀들에 대한 BB-레벨 빔들 또는 B-레벨 빔들의 SIR이 서빙 기지국보다 특정 임계값 만큼 우수함.
- 이웃 셀들에 대한 BB-레벨 빔들 또는 B-레벨 빔들의 SINR이 서빙 기지국보다 특정 임계값 만큼 우수함.
셀 내 핸드오버를 위해 만족되어야 하는 조건 및 셀 간 핸드오버를 위해 만족되어야 하는 조건은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 셀 간 핸드오버보다 셀 내 핸드오버가 더 높은 우선순위를 가지도록, 셀 간 핸드오버를 위해 만족되어야 하는 조건은 셀 내 핸드오버를 위해 만족되어야 하는 조건보다 더 엄격할 수 있다. 예를 들어, 서빙 셀로부터의 약한 빔 및 이웃 셀로부터의 강한 빔 간 차이에 대한 임계값이 더 클 수 있다.
셀의 BB-레벨 빔들 또는 B-레벨 빔들의 측정은 셀의 측정을 지시하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 셀의 측정은 최적의 BB-레벨 빔 또는 B-레벨 빔에 의해, 다수의 우수한 BB-레벨 빔들 또는 B-레벨 빔들에 의해, 또는 다수의 우수한 BB-레벨 빔들 또는 B-레벨 빔들의 평균에 의해 지시도리 수 있다. 상술한 조건들은 BB-레벨 또는 B-레벨 측정에 기초하거나, 상기 셀 측정에 기초할 수 있다. 상기 빔들의 측정(예: 더 강한 빔, 더 약한 빔 등으로 정의되는)은 빔들의 신호 세기, 빔들의 SIR, 빔들의 SINR 등을 포함할 수 있다. 상기 빔들의 측정은 하나 또는 다수의 송신 빔들, 하나 또는 다수의 수신 빔들, 또는, 송신 빔 및 수신 빔의 조합에 기초할 수 있다. 예를 들어, 하나의 측정은 가장 세기가 센 수신 빔 및 송신 빔의 쌍을 정의할 수 있다.
또한, 상기 이동국은 서빙 셀의 데이터 제어 빔들을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 제어 빔들은 B-레벨에 속할 수 있다. 특정한 조건들이 만족되면, 상기 서빙 셀은 이동국으로 상기 셀 내의 다른 데이터 제어 빔들로의 스위칭을 청한다. 또는, 상기 이동국이 스위칭을 요청하거나, 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 만족되어야 하는 상기 조건들은, 현재의 데이터 제어 빔이 셀 내의 다른 데이터 제어 빔들보다 특정 임계값만큼 약한 것, 또는, 셀 내의 다른 데이터 제어 빔이 현재의 데이터 제어 빔보다 더 강한 것을 포함할 수 있다. 상기 빔들의 측정(예: 더 강한 빔 또는 더 약한 빔으로 정의되는)은 다수의 지표들, 예를 들어, 빔들의 신호 세기, 빔들의 SIR, 빔들의 SINR 등을 포함할 수 있다. 상기 빔들의 측정은 하나 또는 다수의 송신 빔들, 하나 또는 다수의 수신 빔들, 또는, 송신 빔 및 수신 빔의 조합에 기초할 수 있다. 예를 들어, 하나의 측정은 가장 세기가 센 수신 빔 및 송신 빔의 쌍을 정의할 수 있다.
또한, 상기 이동국은 데이터 제어 빔 내의 데이터 빔 스위칭을 수행할 수 있다. 이는 좁은 빔들의 레벨(예: b-레벨)에서 빔들의 측정에 의해 수행될 수 있다. 상기 좁은 빔들은 송신단, 수신단 또는 양자 모두에서 존재할 수 있다. 상기 빔들의 측정은 하나 또는 다수의 기준 신호들에 기초할 수 있다. 특정한 조건들이 만족되는 경우, 상기 서빙 셀은 이동국으로 셀 내의 다른 데이터 빔들로 스위칭할 것을 요청할 수 있다. 또는, 상기 이동국이 스위칭을 요청하거나, 상기 이동국이 스위칭을 할 수 있다.
데이터 빔 스위칭, 셀 내 제어 빔 스위칭, 셀 내 핸드오버, 셀 간 핸드오버 등의 동작을 위하여, 상기 이동국은 빔들 및 셀들을 모니터링하고, 서빙 빔/셀 및 후보 빔/셀의 목록(list)을 관리한다.
상기 도 11에서의 예시 1, 예시 2, 예시 3은 상기 이동국이 관리할 수 있는 목록들의 예들을 나타낸다. 상기 목록은 측정 결과들을 포함할 수 있다. 각 예시에서, 송신 빔 및 수신 빔의 쌍이 사용된다. 상기 예시 1에서, 송신 빔 모니터링은 BB-레벨에서, 수신 빔 모니터링은 B-레벨에서 이루어진다. 상기 예시 2에서, 송신 빔 모니터링은 B-레벨에서, 수신 빔 모니터링은 B-레벨에서 이루어진다. 상기 예시 3에서, 목록은 송신 빔 및 수신 빔에 대하여 서로 다른 레벨들의 혼합으로 이루어진다. 예를 들어, 상기 예시 3의 목록에서, 송신 빔 모니터링은 b-레벨, 수신 빔 모니터링은 b-레벨에서, 또는, 송신 빔 모니터링은 B-레벨, 수신 빔 모니터링은 B-레벨에서, 또는, 송신 빔 모니터링은 BB-레벨, 수신 빔 모니터링은 B-레벨에서 이루어질 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 동일한 제어 정보를 송신하는 다수의 빔들을 결합하는 이동국을 도시하고 있다. 본 발명의 실시 예에서, 기지국은 동일한 제어 정보를 송신하기 위해, 데이터 제어 빔들과 같은, 모든 제어 빔들을 구성할 수 있다. 이동국은 하나 또는 다수의 빔들로부터 제어 정보를 수신할 수 있다. 상기 이동국은 제어 정보를 결정하기 위해 빔들을 결합할 수 있다. 상기 도 12에 도시된 실시 예는 일 예에 불과하다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
상기 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 이동국이 연결 상태임에 따라, 1201단계에서, 상기 기지국은 측정 및 보고 구성을 상기 이동국으로 송신한다. 1203단계에서, 상기 이동국은 빔들 및 셀들에 대한 측정을 수행하고, 1205단계에서, 상기 기지국으로 측정 보고를 송신한다. 1207단계에서, 상기 기지국은 셀의 모든 제어 빔들이 셀 내의 모든 이동국들을 위한 할당 정보와 같은 동일한 제어 정보를 송신하도록 할 수 있다. 이어, 1209단계에서, 상기 기지국은 제어 정보를 송신한다. 이에 따라, 상기 이동국은 하나 또는 다수의 빔들로부터 제어 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 1211단계에서, 상기 이동국은 제어 정보를 획득하기 위해 상기 빔들을 결합할 수 있다.
상기 공통-PDCCH 정보는 상술한 방식으로 송신 및 수신될 수 있다. 상기 PDCCH- 만일, 셀 내의 빔들 각각이 동일한 정보, 예를 들어, 셀 내의 모든 이동국들을 위한 자원 할당 정보를 송신한다면, 이동국-특정 정보도 상술한 방식으로 송신 및 수신될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 셀 간 제어 빔 스위칭을 위한 신호 교환을 도시하고 있다. 본 발명의 실시 예에서, 기지국은 이동국을 위한 제어 빔을 스위칭하고, 상기 이동국은 스스로 스위칭을 판단한다. 예를 들어, 상기 이동국은 블라인드 디코딩을 통해 스위칭을 판단할 수 있다. 상기 도 13에 도시된 실시 예는 일 예에 불과하다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
상기 기지국은, 해당 제어 빔에 연관된, 다시 말해, 상기 해당 제어 빔을 할당 받은, 이동국을 위한 자원 할당을 지시하는 제어 정보와 같은, 서로 다른 제어 정보를 송신하기 위해, 데이터 제어 빔들과 같은, 모든 송신 빔들을 구성할 수 있다. 각 이동국은 하나 또는 다수의 제어 빔들과 연관될 수 있다. 다시 말해, 상기 이동국은 적어도 하나의 제어 빔을 할당 받을 수 있다. 이동국이 하나의 제어 빔에 연관되는 경우, 상기 이동국은 수신된 빔으로부터 상기 이동국에 관련된 정보를 획득할 수 있다. 상기 이동국이 다수의 제어 빔들에 연관된 경우, 상기 이동국은 제어 정보를 획득하기 위해 다수의 빔들을 결합하여 처리할 수 있다.
특정한 조건들이 만족되는 경우, 상기 이동국은 하나 또는 다수의 다른 제어 빔들로 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 상기 조건들은 상기 이동국이 연관된 제어 빔 또는 빔들이 다른 제어 빔들보다 특정한 임계값 만큼 약한 것일 수 있다. 여기서, 측정은 다수의 지표들, 예를 들어, 신호 세기, SIR, SINR 등에 기초할 수 있다.
상기 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 이동국이 연결 상태임에 따라, 1301단계에서, 상기 기지국은 측정 및 보고 구성을 상기 이동국으로 송신한다. 1303단계에서, 상기 이동국은 빔들 및 셀들에 대한 측정을 수행하고, 1305단계에서, 상기 기지국으로 측정 보고를 송신한다. 상기 측정에 기초하여, 상기 기지국은 상기 이동국이 동일 셀 내의 제어 채널을 위한 다른 빔으로 스위칭해야 하는지 여부를 판단할 수 있다. 1307단계에서, 상기 기지국 및 망은 동일 셀 내에서 상기 이동국과 연관될 제어 채널을 위한 빔을 선택할 수 있다. 1309단계에서, 상기 기지국은, 예를 들어, 선택된 제어 빔에서 송신되는 제어 정보를 통해 상기 이동국에 대한 자원 할당 정보를 포함시킴으로써, 선택된 제어 빔에 상기 이동국을 연관시킬 것을 준비한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 선택된 제어 빔을 상기 이동국에 할당한다. 이후, 1311단계에서, 상기 기지국은 선택된 제어 빔들 이용하여 상기 이동국으로 제어 정보를 송신한다. 이후, 1313단계에서, 상기 이동국은 어느 제어 빔을 수신해야 하는지 판단한다. 예를 들어, 상기 이동국은 다수의 제어 빔들에 대한 디코딩을 시도하기 위해 블라인드 디코딩을 이용하고, 자신의 정보를 포함하는 제어 빔이 무엇인지를 결정할 수 있다. 상기 이동국은 상기 제어 빔에 자신을 연관시킨다. 다시 말해, 상기 이동국은 상기 제어 빔을 할당 받음을 판단한다. 상기 이동국-특정-PDCCH 정보 또한 상술한 실시 예에 따라 송신되고, 수신되고, 스위칭될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 셀 간 제어 빔 스위칭을 위한 신호 교환을 도시하고 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 이동국을 위한 제어 빔의 스위칭 전에, 기지국은 이동국으로 제어 빔 스위칭에 대해 알릴 수 있다. 이후, 상기 이동국은 준비된 제어 빔 스위칭을 수행한다. 상기 도 14에 도시된 실시 예는 일 예에 불과하다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 사용될 수 있다.
상기 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 이동국이 연결 상태임에 따라, 1401단계에서, 상기 기지국은 측정 및 보고 구성을 상기 이동국으로 송신한다. 1403단계에서, 상기 이동국은 빔들 및 셀들에 대한 측정을 수행하고, 1405단계에서, 상기 기지국으로 측정 보고를 송신한다. 상기 측정에 기초하여, 상기 기지국은 상기 이동국이 동일 셀 내의 제어 채널을 위한 다른 빔으로 스위칭해야 하는지 여부를 판단할 수 있다. 1407단계에서, 상기 기지국 및 망은 동일 셀 내에서 상기 이동국과 연관될, 다시 말해, 상기 이동국에 할당될, 제어 채널을 위한 빔을 선택할 수 있다. 이후, 1409단계에서, 상기 기지국은 상기 이동국에게 선택된 제어 빔으로 스위칭할 것을 요구하는 요청을 송신한다. 상기 기지국은 상기 이동국으로의 메시지를 통해 상기 선택된 제어 빔을 특정할 수 있다. 상기 메시지를 수신한 후, 1411단계에서, 상기 이동국은 다름 제어 빔, 예를 들어, 상기 기지국에 의해 선택된 제어 빔의 수신을 준비한다. 1413단계에서, 상기 이동국은 상기 제어 빔 스위칭에 관해 상기 기지국으로 응답을 송신할 수 있다. 1415단계에서, 상기 기지국은 상기 이동국에 대한 선택된 제어 빔으로의 제어 빔 연관을 수행한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 이동국에 상기 선택된 제어 빔을 할당한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 선택된 제어 채널을 통해 송신되는 제어 정보에 상기 이동국을 위한 하나 또는 다수의 자원 할당 지시자를 포함시킬 수 있다. 이후, 1417단계에서, 상기 기지국은 상기 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 이동국으로 제어 정보를 송신한다. 1419단계에서, 상기 이동국은 수신 빔을 이용하여 새로운 제어 빔을 수신한다. 상기 수신 빔은, 모니터링 또는 측정 간계 동안, 이미 새로운 제어 빔을 위해 고정될 수 있다. 상기 이동국-특정-PDCCH 정보 또한 상술한 방식에 따라 송신되고, 수신되고, 스위칭될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따라, 기지국은 동일 셀 내에서 제어 채널을 위한 다수의 후보 빔들을 선택한다.
본 발명의 실시 예에 따라, 이동국-관련 정보(예: 자원 할당 정보)는 제어 빔 스위칭이 완료되기 전까지의 특정 시간 동안 현재 제어빔 및 후보 제어 빔 모두를 통해 송신된다. 이러한 방식의 이점은 상기 이동국이 제어 빔에 관련될 수 있는 더 많은 기회를 가질 수 있는 것과, 제어 빔을 유실할 가능성이 감소하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따라, 셀 내 핸드오버 또는 셀 간 핸드오버를 위해, 빔 고정(locking)을 위한 핸드쉐이크(handshake)가 필요할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 아이들 모드에서, 상기 이동국은 기지국들로부터의 빔들을 모니터링할 수 있다. 모니터링 이후, 상기 이동국이 상기 기지국으로 정보(예: 이동국 위치 갱신(location update)에 관련된 정보, 페이징(paging)에 대한 응답 등)를 송신할 것을 결정하면, 상기 이동국은 하나 또는 다수의 송신 빔들에서 상기 정보를 송신한다. 이동국이 자신의 송신 빔들을 스티어링(steering)하는 동안 기지국이 자신의 수신 빔들 중 하나를 유지한다면 상기 기지국에서의 수신 빔들 중 하나가 상기 정보를 수신할 수 있도록, 상기 이동국은 송신 빔들을 스티어링(steering)하거나 또는 송신 빔들을 동시 발생시킴으로써 자신의 모든 송신 빔들을 통해 정보를 송신할 수 있다. 하나의 대체안으로, 상기 기지국이 자신의 수신 빔들을 스티어링하는 때 상기 기지국에서의 수신 빔들 중 적어도 하나가 상기 정보를 수신할 수 있도록, 상기 이동국은 사진의 송신 빔들 중 하나를 통해 정보를 송신하고, 상기 정보를 다수 회 반복적으로 송신할 수 있다. 다른 대체안으로, 상기 이동국이 정보를 송신하기 전에, 상기 이동국은 기지국 수신 빔에 고정될 이동국 송신 빔을 알 수 있도록 상기 기지국으로 훈련 빔(training beam)들을 송신하고, 상기 이동국은 빔이 고정된 후 고정된 또는 훈련된 빔을 통해 상기 정보를 송신할 수 있다.
본 발명의 청구항 및/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 발명의 청구항 및/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(ROM, Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM, Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs, Digital Versatile Discs) 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, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 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 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (28)

  1. 무선 망에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    이동국이 측정을 수행하도록 기준 신호를 포함하는 적어도 하나의 제1제어 빔을 송신하는 과정과,
    상기 이동국으로부터 상기 적어도 하나의 제1제어 빔에 대한 제1측정 보고를 수신하는 과정과,
    상기 제1측정 보고에 기초하여 상기 이동국에 할당될 적어도 하나의 제어 채널을 위해, 상기 적어도 하나의 제1제어 빔 중 적어도 하나를 선택하는 과정과,
    적어도 하나의 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 이동국으로 상기 적어도 하나의 제어 채널을 통해 제어 정보를 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 제어 정보는, 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔은, 상기 이동국에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 정보를 송신하는 과정은,
    상기 이동국의 랜덤 억세스(random access) 절차가 성공하여 상기 이동국에 RNTI(radio network temporary identifier)가 할당된 후, 상기 이동국의 RNTI에 의해 인코딩된 CRC(cyclic redundancy code)를 상기 적어도 하나의 제어 채널에 포함시키는 과정과,
    상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔을 상기 이동국으로 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 제어 정보는, 상기 이동국에 의해 블라인드(blind) 디코딩으로 디코딩되도록 구성되며,
    상기 제어 정보는 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자, 사익 이동국을 위한 적어도 하나의 상향링크 전력 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동국으로부터 랜덤 억세스 절차를 통해 제어 정보를 위한 적어도 하나의 제2제어 빔에 대한 제2측정 보고를 수신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제2제어 빔은, 상기 이동국에 할당되지 아니한 제어 빔인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동국으로 측정 및 보고 구성(configuration)을 송신하는 과정과,
    상기 이동국으로부터 제2측정 보고를 수신하는 과정과, 상기 제2측정 보고는 제어 채널로 할당된 적어도 하나의 제2제어 빔 및 적어도 하나의 후보 제어 빔에 대한 상기 이동국에 의한 측정을 포함하며,
    상기 제2측정 보고에 기초하여, 상기 이동국에 할당될 제어 채널을 위한 적어도 하나의 제3제어 빔을 선택하는 과정과, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔은 상기 적어도 하나의 제2제어 빔과 동일 셀(cell)에 속하며,
    상기 적어도 하나의 제3제어 빔을 이용하여 상기 이동국으로 제어 정보를 송신하는 과정을 더 포함하며, 상기 제어 정보는 상기 이동국을 위한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제3제어 빔은 상기 이동국에게 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동국으로 상기 적어도 하나의 제3제어 빔으로의 스위칭(switching)을 요구하는 요청을 송신하는 과정과,
    상기 이동국으로부터 상기 스위칭의 확인을 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제3제어 빔의 신호 세기 및 상기 적어도 하나의 제2제어 빔의 신호 세기 간 차이가 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔으로의 스위칭을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동국의 초기 망 진입 또는 망 진입 동안 넓은 빔을 이용하여 상기 이동국과 통신을 수행하는 과정과,
    상기 이동국이 접속한 후, 상대적으로 더 좁은 빔을 이용하여 상기 이동국과 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 무선 망에서 기지국 장치에 있어서,
    이동국이 측정을 수행하도록 기준 신호를 포함하는 적어도 하나의 제1제어 빔을 송신하고, 상기 이동국으로부터 상기 적어도 하나의 제1제어 빔에 대한 제1측정 보고를 수신하고, 상기 제1측정 보고에 기초하여 상기 이동국에 할당될 적어도 하나의 제어 채널을 위해 상기 적어도 하나의 제1제어 빔 중 적어도 하나를 선택하고, 적어도 하나의 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 이동국으로 상기 적어도 하나의 제어 채널을 통해 제어 정보를 송신하도록 구성된 처리부를 포함하며,
    상기 제어 정보는, 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔은, 상기 이동국에 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 제어 정보를 송신하기 위해, 상기 이동국의 랜덤 억세스(random access) 절차가 성공하여 상기 이동국에 RNTI(radio network temporary identifier)가 할당된 후, 상기 이동국의 RNTI에 의해 인코딩된 CRC(cyclic redundancy code)를 상기 적어도 하나의 제어 채널에 포함시키고, 상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔을 상기 이동국으로 송신하도록 제어하며,
    상기 제어 정보는, 상기 이동국에 의해 블라인드(blind) 디코딩으로 디코딩되도록 구성되며,
    상기 제어 정보는 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자, 사익 이동국을 위한 적어도 하나의 상향링크 전력 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 이동국으로부터 랜덤 억세스 절차를 통해 제어 정보를 위한 적어도 하나의 제2제어 빔에 대한 제2측정 보고를 수신하도록 제어하고,
    상기 적어도 하나의 제2제어 빔은, 상기 이동국에 할당되지 아니한 제어 빔인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 상기 처리부는,
    상기 이동국으로부터 제어 채널로 할당된 적어도 하나의 제2제어 빔 및 적어도 하나의 후보 제어 빔에 대한 상기 이동국에 의한 측정을 포함하는 제2측정 보고를 수신하고, 상기 제2측정 보고에 기초하여 상기 이동국에 할당될 제어 채널을 위한 적어도 하나의 제3제어 빔을 선택하고, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔을 이용하여 상기 이동국으로 제어 정보를 송신하도록 제어하며,
    상기 적어도 하나의 제3제어 빔은, 상기 적어도 하나의 제2제어 빔과 동일 셀(cell)에 속하며,
    상기 제어 정보는, 상기 이동국을 위한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제3제어 빔은 상기 이동국에게 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 이동국으로 상기 적어도 하나의 제3제어 빔으로의 스위칭(switching)을 요구하는 요청을 송신하고, 상기 이동국으로부터 상기 스위칭의 확인을 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔의 신호 세기 및 상기 적어도 하나의 제2제어 빔의 신호 세기 간 차이가 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔으로의 스위칭을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 이동국의 초기 망 진입 또는 망 진입 동안 넓은 빔을 이용하여 상기 이동국과 통신을 수행하고, 상기 이동국이 접속한 후, 상대적으로 더 좁은 빔을 이용하여 상기 이동국과 통신을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 무선 망에서 이동국의 동작 방법에 있어서,
    기지국으로부터 다수의 기준 신호들을 포함하는 적어도 하나의 제1제어 빔을 수신하는 과정과,
    상기 기준 신호들에 대한 측정을 수행하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 제1제어 빔들에 대한, 상기 기지국이 상기 이동국에 할당될 적어도 하나의 제어 채널을 위해 상기 적어도 하나의 제1제어 빔 중 적어도 하나를 선택할 수 있도록 구성된, 제1측정 보고를 송신하는 과정과,
    적어도 하나의 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 적어도 하나의 제어 채널을 통해 제어 정보를 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 제어 정보는, 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔은, 상기 이동국에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 채널은, 상기 이동국의 랜덤 억세스(random access) 절차가 성공하여 상기 이동국에 RNTI(radio network temporary identifier)가 할당된 후, 상기 이동국의 RNTI에 의해 인코딩된 CRC(cyclic redundancy code)를 포함하고,
    상기 제어 정보는, 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자, 사익 이동국을 위한 적어도 하나의 상향링크 전력 명령을 포함하고,
    블라인드(blind) 디코딩을 이용하여 상기 제어 정보를 디코딩하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    랜덤 억세스 절차를 통해 제어 정보를 위한 적어도 하나의 제2제어 빔에 대한 제2측정 보고를 송신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제2제어 빔은, 상기 이동국에 할당되지 아니한 제어 빔인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 측정 및 보고 구성(configuration)을 수신하는 과정과,
    제어 채널로 할당된 적어도 하나의 제2제어 빔 및 적어도 하나의 후보 제어 빔에 대한 측정을 수행하는 과정과,
    상기 기지국으로 상기 측정을 포함하는 제2측정 보고를 송신하는 과정과,
    적어도 하나의 제3제어 빔을 이용하여 상기 기지국으로부터 제어 정보를 수신하는 과정과, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔은 상기 측정 보고에 기초하여 상기 제어 채널을 위해 상기 기지국에 의해 선택되며, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔은 상기 적어도 하나의 제2제어 빔과 동일 셀(cell)에 속하며, 상기 제어 정보는 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제3빔이 할당되었다 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 제3제어 빔으로의 스위칭(switching)을 요구하는 요청을 수신하는 과정과,
    상기 기지국으로 상기 스위칭의 확인을 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제3제어 빔은, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔의 신호 세기 및 상기 적어도 하나의 제2제어 빔의 신호 세기 간 차이가 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우, 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제15항에 있어서,
    초기 망 진입 또는 망 진입 동안 넓은 빔을 이용하여 상기 기지국과 통신을 수행하는 과정과,
    상기 기지국에 접속한 후, 상대적으로 더 좁은 빔을 이용하여 상기 기지국과 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 무선 망에서 이동국 장치에 있어서,
    기지국으로부터 다수의 기준 신호들을 포함하는 적어도 하나의 제1제어 빔을 수신하고, 상기 기준 신호들에 대한 측정을 수행하고, 상기 적어도 하나의 제1제어 빔들에 대한, 상기 기지국이 상기 이동국에 할당될 적어도 하나의 제어 채널을 위해 상기 적어도 하나의 제1제어 빔 중 적어도 하나를 선택할 수 있도록 구성된, 제1측정 보고를 송신하고, 적어도 하나의 선택된 제어 빔을 이용하여 상기 적어도 하나의 제어 채널을 통해 제어 정보를 수신하도록 구성된 처리부를 포함하며,
    상기 제어 정보는, 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 선택된 제어 빔은, 상기 이동국에 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 채널은, 상기 이동국의 랜덤 억세스(random access) 절차가 성공하여 상기 이동국에 RNTI(radio network temporary identifier)가 할당된 후, 상기 이동국의 RNTI에 의해 인코딩된 CRC(cyclic redundancy code)를 포함하고,
    상기 제어 정보는, 상기 이동국에 대한 적어도 하나의 자원 할당 지시자, 사익 이동국을 위한 적어도 하나의 상향링크 전력 명령을 포함하고,
    블라인드(blind) 디코딩을 이용하여 상기 제어 정보를 디코딩하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 처리부는, 랜덤 억세스 절차를 통해 제어 정보를 위한 적어도 하나의 제2제어 빔에 대한 제2측정 보고를 송신하도록 제어하며,
    상기 적어도 하나의 제2제어 빔은, 상기 이동국에 할당되지 아니한 제어 빔인 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 기지국으로부터 측정 및 보고 구성(configuration)을 수신하고, 제어 채널로 할당된 적어도 하나의 제2제어 빔 및 적어도 하나의 후보 제어 빔에 대한 측정을 수행하고, 상기 기지국으로 상기 측정을 포함하는 제2측정 보고를 송신하고, 적어도 하나의 제3제어 빔을 이용하여 상기 기지국으로부터 제어 정보를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제3빔이 할당되었다 판단하도록 구성되며,
    상기 적어도 하나의 제3제어 빔은 상기 측정 보고에 기초하여 상기 제어 채널을 위해 상기 기지국에 의해 선택되며, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔은 상기 적어도 하나의 제2제어 빔과 동일 셀(cell)에 속하며, 상기 제어 정보는 적어도 하나의 자원 할당 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 제3제어 빔으로의 스위칭(switching)을 요구하는 요청을 수신하고, 상기 기지국으로 상기 스위칭의 확인을 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제3제어 빔은, 상기 적어도 하나의 제3제어 빔의 신호 세기 및 상기 적어도 하나의 제2제어 빔의 신호 세기 간 차이가 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우, 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 처리부는, 초기 망 진입 또는 망 진입 동안 넓은 빔을 이용하여 상기 기지국과 통신을 수행하고, 상기 기지국에 접속한 후, 상대적으로 더 좁은 빔을 이용하여 상기 기지국과 통신을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
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