KR20160081742A - 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법 - Google Patents

사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 빔-포밍 기반 무선 통신 시스템에 있어서 사용자 단말에 적응적으로 빔을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 사용자 단말의 특성에 따라 빔 폭, 빔 이득, 빔 개수 등의 빔 특성을 능동적으로 제어할 수 있는 빔 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

Description

사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR USER TERMINAL-ADAPTIVE BEAM CONTROL}
본 발명은 하이브리드 빔-포밍 기반 무선 통신 시스템에 있어서 사용자 단말에 적응적으로 빔을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신에 있어, 성능의 향상과 자원의 효율적인 사용을 위해, 다양한 통신 방식들이 제안되었다. 상기 제안된 통신 방식들은 시간, 주파수, 코드, 공간 등의 자원을 활용하는 방안이었다. 즉 시간 분할 다중 접속 (TDMA: Time Division Multiple Access) 방식, 주파수 분할 다중 접속 (FDMA: Frequency Division Multiple Access) 방식, 코드 분할 다중 접속 (CDMA: Code Division Multiple Access) 방식, 공간 분할 다중 접속(SDMA: Space Division Multiple Access) 방식이 제안된 통신 방식의 일례이다.
그 외에 새로이 제안되고 있는 자원으로는 다중 안테나 시스템에서의 빔(beam)이 있으며, 이를 이용하는 통신 방식으로 빔 분할 다중 접속 (BDMA: Beam Division Multiple Access) 방식이 제안되었다.
다중 안테나 기반의 통신 시스템에서는 공간 영역(Spatial Domain)에서의 자유도(Degree-of-Freedom)를 얻을 수 있다. 이를 이용하여 공간 다이버시티(Spatial Diversity)를 통해 오류율을 낮추거나 공간 다중화(Spatial Multiplexing)을 통해 주파수 사용 효율을 증가시킬 수 있다.
한편, 수십 GHz에서 수백 GHz 사이의 주파수인 밀리미터파는 파장이 매우 짧은 특성을 가지고 있어서 안테나 간 간격을 매우 좁게 유지할 수 있으므로 좁은 면적에 많은 수의 안테나를 배치할 수 있다. 이에 따라 빔 폭이 매우 좁고 직진성이 강한 펜슬 빔-포밍(Pencil Beam-forming)이 가능하며 이러한 빔으로 다중 사용자를 구분하여 접속 가능하게 하는 빔 분할 다중 접속(Beam-Division Multiple Access)이 가능하다. 빔 분할 다중 접속에 의하면 공간적으로 분포되어 있는 사용자 단말에 각각 좁은 빔 폭을 가지는 빔을 할당해주어 사용자 간 간섭을 최소화하며 다중 접속이 가능하다.
한편, BDMA 방식은 아날로그 빔-포밍(Analog Beam-forming)과 디지털 빔-포밍(Digital Beam-forming)을 결합함으로써, 빔 형성 및 다중 스트림 전송을 낮은 복잡도로 구현 가능한 하이브리드 빔-포밍(Hybrid Beam-forming)을 통해 구현 가능하다. 즉, 아날로그 빔-포밍을 통해 다수의 빔을 생성하고 디지털 빔-포밍을 통해 생성된 빔들에 대한 다중 접속을 가능케 한다.
전술한 종래의 BDMA 방식은 빔 폭, 빔 이득, 빔 개수 등이 고정되어 있으므로, 사용자 단말이 이동하거나 사용자 수 변화에 유연하게 대응하여 원활한 접속을 도모할 수 없다는 한계점이 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 사용자 단말의 특성에 따라 빔 폭, 빔 이득, 빔 개수 등의 빔 특성을 능동적으로 제어할 수 있는 빔 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제 및 해결 방안 등은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 명백해질 것이다. 또한, 본 발명의 기술적 과제 및 해결 방안 등은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치는, 공통 시스템 정보를 사용자 단말로 전송하는 송신 모듈, 상기 사용자 단말로부터 사용자 단말 정보를 수신하는 수신 모듈. 상기 사용자 단말과 데이터 통신을 수립(establish)하기 위한 빔(beam)을 형성하는 빔-포밍(beam-forming) 모듈, 및 상기 공통 시스템 정보와 상기 수신된 사용자 단말 정보에 기반하여 빔 제어 정보를 생성하고, 상기 빔 제어 정보에 따른 빔을 형성하도록 상기 빔-포밍 모듈을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치는, 기지국 장치에 포함될 수 있으며. 상기 공통 시스템 정보는 상기 기지국 장치가 커버하는 셀의 ID, 상기 셀의 반경, 상기 사용자 단말에게 제공 가능한 최대 빔 폭, 및 상기 사용자 단말에게 제공 가능한 최대 빔 개수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 상기 사용자 단말 정보는, 상기 사용자 단말의 위치, 이동 속도, 및 이동 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치의 수신 모듈은, 사용자 단말 정보를 주기적으로 수신할 수 있으며, 프로세서는 주기적으로 수신되는 사용자 단말 정보에 미리 정해진 레벨 이상의 변경사항이 발생하면, 상기 변경사항을 반영한 빔 제어 정보를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치의 프로세서는, 기지국 장치가 커버하는 셀의 환경 정보를 더 고려하여 상기 빔 제어 정보를 생성할 수 있다. 상기 환경 정보는, 셀 내의 도로 정보, 건물 배치 정보, 및 지형 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법에 의하면, 빔 폭, 빔 이득, 빔 개수 등의 빔 특성을 유연하게 능동적으로 제어할 수 있으므로 사용자 단말의 위치, 속도, 분포 등의 변화에 능동적으로 대처할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법이 적용될 수 있는 환경을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법이 적용될 수 있는 또다른 환경을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치에 있어서의 빔 제어 방법을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법이 적용될 수 있는 환경을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 환경은 기지국(BS: Base Station)(10)과 (예를 들어 차량에 실린) 사용자 단말(MS: Mobile Station)(20a, 20b, 20c; 통칭하는 경우 단순히 '20'이라 표기함)을 포함할 수 있다.
사용자 단말(20a, 20b, 20c)은 이동성을 가질 수 있다. 기지국(10)은 사용자 단말(20)의 위치를 고려하여 이동 방향과 속도에 적합한 빔을 형성할 수 있다.
예를 들어, 기지국(10)은 도로(30a)가 연장하는 방향(종방향)의 일단에 설치될 수 있고, 상기 도로(30a)를 따라 사용자 단말(20a)이 이동할 수 있다. 이러한 경우 기지국(10)은 도로(30a)가 연장하는 방향으로 길고, 도로(30a)의 횡방향(도로폭 방향)으로는 좁은 빔을 생성할 수 있다. 기지국(10)측에서 사용자 단말(20a)을 바라볼 때 도로(30a)의 횡방향의 빔 방향 변화는 거의 없는 반면 도로(30a)의 종방향으로는 빔 각도를 지속적으로 변경해 주어야 하기 때문이다. 그러므로 도로(30a)의 횡방향으로는 좁고, 종방향으로는 넓은 빔을 생성함으로써 불필요한 빔 스위칭 또는 빔 방향 변경 과정 없이 이동 중인 사용자 단말(20a)의 원활한 통신을 가능케 할 수 있다. 불필요한 빔 스위칭 또는 빔 방향 변경을 줄임으로써 이로 인한 전송률 손실을 감소시킬 수 있다. 아울러, 이러한 전송률 손실 절감 효과는 사용자 단말(20a)이 고속으로 이동하는 환경에서와 같이 빔 스위칭이 빈번하게 이루어지는 경우 더욱 커질 수 있다.
한편, 기지국(10)은 도로(30b)의 한쪽 갓길 측에 설치될 수 있고, 상기 도로(30b)를 따라 사용자 단말(20b, 20c)이 이동할 수 있다. 이러한 경우, 기지국(10)은 도로(30b)가 연장하는 방향(종방향)으로는 넓고, 도로의 횡방향(도로폭 방향)으로는 좁은 빔을 형성할 수 있다. 기지국(10)측에서 사용자 단말(20b, 20c)을 바라볼 때, 도로(30b)의 폭방향의 빔 방향 변화는 거의 없는 반면, 도로(30a)가 연장하는 방향으로는 빔 방향을 변화시키거나 빔 스위칭을 해야 하기 때문이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법이 적용될 수 있는 또다른 환경을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 환경은 기지국(BS)(10)과 (예를 들어 엘리베이터에 실린) 사용자 단말(MS)(20d)을 포함할 수 있다.
기지국(10)은 빌딩 내 사무실에 정지해 있는 사용자 단말(미도시)에게 지면을 기준으로 수평 방향으로 넓고 수직 방향으로 좁은 빔을 사용하여 통신 접속을 제공할 수 있다. 한편, 기지국(10)은 엘리베이터나 계단 등을 이용하여 수직 이동하는 사용자 단말(20d)에 대해, 이동성을 고려하여 지면을 기준으로 수평 방향으로 좁고 수직 방향으로 넓은 빔을 생성할 수 있다. 이로써 빔 스위칭 또는 빔 방향 변경에 따른 불필요한 동작을 최소화시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치(1000)는 프로세서(100), 메모리(200), 및 통신 모듈(300)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치(1000)는 도 1 및 도 2의 기지국 (10)에 설치된 기지국 장치에 탑재될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에서 설명한 빔 포밍은 빔 제어 장치(1000)가 기지국 장치에 포함되어 동작함으로써 구현될 수 있다.
프로세서(100)는 메모리(200)에 저장된 각종 정보나 데이터 등을 판독/기입할 수 있고, 특정 정보를 생성 및 가공할 수 있다. 프로세서(100)는 빔 제어 장치(1000) 내 다른 구성의 기능 및 동작을 제어하거나, 특정 정보/데이터를 도시하지 않은 내부 버스를 통해 전달할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(100)는 메모리(200)에 저장된 공통 시스템 정보(예: 기지국 시스템 정보)를 읽어내어 송신 모듈(301)로 전달할 수 있다. 상기 공통 시스템 정보는 기지국 장치가 커버하는 셀의 ID, 셀의 반경, 사용자 단말(20)에게 제공 가능한 최대 빔 폭, 사용자 단말들에게 제공 가능한 최대 빔 개수, 또는 동기 신호 등을 포함할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 수신 모듈(302)을 통해 사용자 단말(20)로부터 사용자 단말 정보를 수신할 수 있다. 상기 사용자 단말 정보에는, 사용자 단말의 위치(수평 및 수직), 이동 속도, 이동 방향 등의 정보가 포함될 수 있다.
프로세서(100)는 상기 공통 시스템 정보와 상기 사용자 단말 정보에 기반하여 빔 제어 정보를 생성하고, 상기 빔 제어 정보에 따른 빔을 형성하도록 빔-포밍 모듈(303)을 제어할 수 있다.
빔 제어 정보는 빔-포밍 모듈(303)로 전달되는 제어 정보로서, 빔-포밍 모듈(303)은 상기 빔 제어 정보에 따라 사용자 단말(20)의 상태에 가장 적합한 빔 폭과 빔 이득을 가진 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어 상기 빔 제어 정보는 디지털 빔-포밍을 위한 프리코딩, 각 RF 경로로부터 개별 안테나 어레이까지의 연결과, 아날로그 빔-포밍을 위한 증폭기(amplifier)와 위상 천이기(phase shifter) 동작에 이용되는 각종 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(100)는, 기지국 장치가 커버하는 셀의 환경 정보를 더 고려하여 상기 빔 제어 정보를 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 환경 정보는, 셀 내의 도로 정보, 건물 배치 정보, 및 지형 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 샐 내의 사용자 단말들의 분포 및 밀도 정보 등을 포함할 수도 있다. 예컨대, 셀의 환경 정보에는 도 1에 도시된 도로의 형상 정보, 또는 도 2에 도시된 건물의 배치 정보가 포함될 수 있다. 상기 환경 정보는 미리 메모리(200)에 저장되어 있거나, 외부의 장치(예: 도로 정보의 경우 도로 교통 당국 서버)로부터 획득될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 프로세서(100)는 주기적으로 수신되는 사용자 단말 정보에 미리 정해진 레벨 이상의 변경사항이 발생하면, 상기 변경사항을 반영한 빔 제어 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(100)는 사용자 단말(20)로부터 (예컨대, 주기적으로) 수신되는 사용자 단말 정보를 참조하여, 사용자 단말(20)의 위치, 속도, 분포 등에 변화가 있는 경우 새로이 빔 제어 정보를 생성하여 빔-포밍 모듈(303)로 하여금 재차 빔 제어를 수행하게 할 수도 있다. 즉, 프로세서(100)는 사용자 단말 정보로부터 기지국이 커버하는 셀 내의 사용자 단말들의 위치, 이동 속도 등을 모니터링할 수 있고, 당해 사용자 단말의 위치, 속도에 가장 적합한 빔을 제공할 수 있다.
메모리(200)는 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치(1000)의 동작에 필요한 데이터, 정보 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(200)는 공통 시스템 정보(기지국 시스템 정보), 사용자 단말(20)로부터 수신한 사용자 단말 정보, 및/또는 셀의 환경 정보를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 사용자 단말 정보는 주기적으로 갱신될 수 있다. 한편, 메모리(200)는 후술할 본 발명의 다양한 실시예에 따른 빔 제어 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드, 명령 등을 저장할 수도 있다.
통신모듈(300)은 송신 모듈(301), 수신 모듈(302), 및 빔-포밍 모듈(303)을 포함할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 상기 송신 모듈(301), 수신 모듈(302), 및 빔-포밍 모듈(303)은 각각 별개의 모듈로 설명되어 있으나, 상기 모듈들 중 적어도 2이상의 조합은 하나의 회로 모듈로서 구현될 수 있다.
송신 모듈(301)은 프로세서(100)의 제어 하에 공통 시스템 정보를 사용자 단말(20)로 전송할 수 있다. 수신 모듈(302)은 프로세서(100)의 제어 하에 사용자 단말(20)로부터 빔 제어에 필요한 사용자 단말 정보를 수신할 수 있다. 상기 공통 시스템 정보 및 상기 사용자 단말 정보는 소정의 주기로 송수신될 수 있다.
빔-포밍 모듈(303)은 프로세서(100)에서 생성된 빔 제어 정보를 기초로, 사용자 단말(20)과 데이터 통신을 수립(establish)하기 위한 하이브리드 빔 포밍을 수행할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 빔-포밍 모듈(303)은 디지털 빔-포밍 및 아날로그 빔-포밍를 위한 구성(예: 안테나 어레이(array), 디지털-아날로그 컨버터(DAC), 아날로그-디지털 컨버터(ADC), 증폭기(amplifier), 위상 천이기(phase shifter) 등)을 포함할 수 있다. 상기 빔-포밍 모듈(303)에 의한 하이브리드 빔-포밍을 전제로, 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치를 포함한 기지국 장치와 사용자 단말은 데이터 통신을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 제어 장치(1000)의 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법은, 사용자 단말(20)와의 사이에서 수행될 수 있다. 빔 제어 장치(1000)는 예를 들어, 기지국 장치 내에 탑재될 수 있다.
단계 S401에서, 빔 제어 장치(1000)는 공통 시스템 정보(기지국 시스템 정보)를 사용자 단말(20)로 전송할 수 있다. 단계 S402에서, 사용자 단말(20)은 빔 제어 장치(1000)로 사용자 단말 정보를 전송할 수 있다. 단계 S403에서, 빔 제어 장치(1000)는 상기 기지국 정보와 상기 수신된 사용자 단말 정보에 기반하여 빔 제어 정보를 생성할 수 있다. 단계 S404에서 빔 제어 장치(1000)는 상기 생성된 빔 제어 정보에 따라서 사용자 단말(20)과 데이터 통신을 수립하기 위한 빔을 형성할 수 있다. 단계 S405에서 빔 제어 장치(1000)와 사용자 단말(20)은 상기 형성된 빔을 토대로 데이터 패킷을 상호 전송할 수 있다.
도 4에서 빔 제어 장치(1000)는 하나의 사용자 단말(20)과의 사이에서 빔 제어 방법을 실시한다. 그러나, 이에 제한되는 것이 아니며, 빔 제어 장치(1000)는 복수의 사용자 단말 사이에서 상기 빔 제어 방법을 수행할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치에 있어서의 빔 제어 방법을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 단계 S501에서 기지국 장치에 포함된 빔 제어 장치(1000)는 공통 시스템 정보(기지국 시스템 정보)를 사용자 단말(20)로 전송할 수 있다. 공통 시스템 정보는 기지국 장치가 커버하는 셀의 ID, 셀 반경, 생성 가능한 최대 빔 폭, 최대 빔 개수, 동기 신호 등을 포함할 수 있다.
단계 S502에서 빔 제어 장치(1000)는 공통 시스템 정보의 전송에 대응하여 사용자 단말(20)로부터 빔 제어에 필요한 사용자 단말 정보를 수신할 수 있다. 사용자 단말 정보는 위치(수평 및 수직), 이동 속도, 이동 방향, 분포 등의 정보를 포함할 수 있다. 일례에 따르면, 상기 사용자 단말 정보는 소정의 주기마다 수신될 수 있다.
단계 S503에서 빔 제어 장치(1000)는 빔 제어 정보를 생성할 수 있다. 빔 제어 장치(1000)는, 상기 공통 시스템 정보, 상기 사용자 단말 정보, 및/또는 셀 환경 정보를 기반으로 빔 제어 정보를 생성할 수 있다. 상기 셀 환경정보는, 상기 셀 내의 도로 정보, 건물 배치 정보, 및 지형 정보 등을 포함할 수 있다. 빔 제어 정보는 각 사용자 단말(20)의 상태에 가장 적합한 빔 폭과 빔 이득을 가진 빔을 형성하기 위한 정보로서, 디지털 빔-포밍을 위한 프리코딩, 각 RF 경로로부터 개별 안테나까지의 연결과, 아날로그 빔-포밍을 위한 증폭기와 위상 천이기의 동작에 필요한 각종 정보를 포함할 수 있다.
단계 S504에서 빔 제어 장치(1000)는 단계 S503에서 생성된 빔 제어 정보에 따라 사용자 단말(20)과 데이터 통신을 수립하기 위한 하이브리드 빔-포밍을 수행할 수 있다.
단계 S505에서 빔 제어 장치(1000)는 상기 하이브리드 빔-포밍을 전제로 사용자 단말(20)과 데이터 패킷을 송수신할 수 있다. 이로써 사용자 단말(20)은 기지국(10)과 데이터 통신을 수행할 수 있다.
단계 S506에서 빔 제어 장치(1000)는 사용자 단말(20)로부터 후속 사용자 단말 정보를 수신할 수 있다. 전술한 바와 같이 사용자 단말 정보는 소정의 주기마다 수신될 수 있으므로, 단계 S506에서의 사용자 단말 정보는 단계 S502의 사용자 단말 정보가 수신된 시점에서 소정의 주기가 경과한 이후에 수신될 수 있다.
단계 S507에서 빔 제어 장치(1000)는 상기 사용자 단말(20)로부터 수신되는 사용자 단말 정보를 참조하여, 사용자 단말(20)의 위치, 이동 속도, 이동 방향, 또는 분포 등에 미리 정해진 레벨 이상의 변화가 발생하였는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 빔 제어 장치(1000)는 단계 S502에서 수신된 사용자 단말 정보와 단계 S506에서 수신된 사용자 단말 정보를 비교하여 미리 정해진 레벨 이상의 변화가 발생하였는지 판단할 수 있다.
사용자 단말 정보에 미리 정해진 레벨 이상의 변경사항이 발생하였다면(단계 S507에서 Yes), 빔 제어 장치(1000)는 단계 S503로 되돌아가 상기 변경사항이 반영된 빔 제어 정보(즉, 단계 S506의 후속 사용자 단말 정보에 기초한 것)를 생성할 수 있다. 반면, 사용자 단말 정보에 미리 정해진 레벨 이상의 변경사항이 발생하지 않았다면(단계 S507에서 No), 기존에 생성되었던 빔(즉, 단계 S502의 사용자 단말 정보에 기초한 것)을 기반으로 데이터 통신을 계속할 수 있다.
예를 들어, 도 1의 도로(30b)에서 주행중인 사용자 단말(20b)이 주행방향 전면의 삼거리에서 우회전함으로써 도로(30a)에 진입하면, 빔 제어 장치(1000)는 사용자 단말(20b)로부터 전송되어 오는 사용자 단말 정보를 기초로 급격한 위치 변화, 이동 속도, 및/또는 이동 방향의 변화를 판단할 수 있다. 빔 제어 장치(1000)는 상기 위치 변화, 이동 속도, 또는 이동 방향이 미리 정해진 값 이상 변화하였다고 판단하면, 폭이 넓은 빔-포밍에서 폭이 좁은 빔-포밍으로 전환할 수 있다.
한편, 도 5에서 단계 S507의 판단 동작은, 사용자 단말 정보의 수신 주기마다 수행되는 것으로 설명되어 있으나, 이것에 제한되지 않는다. 예를 들면, 사용자 단말(20) 또는 빔 제어 장치(1000)에 있어서의 특정한 이벤트의 발생 여부에 따라 단계 S507의 동작이 수행될 수도 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로도 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현할 수 있다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치 및 방법에 의하면, 빔 폭, 빔 이득, 빔 개수 등의 빔 특성을 유연하게 능동적으로 제어할 수 있으므로 사용자 단말(20)의 위치, 속도, 분포 등의 변화에 능동적으로 대처할 수 있다. 이로써, 형성된 빔을 통해 통신 데이터 전송 시 안정성이 향상될 수 있고, 전송률 역시 증가될 수 있는 등의 이점을 달성할 수 있다.
본 명세서에 있어서의 설명들은 일 실시예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래의 회로 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (12)

  1. 공통 시스템 정보를 사용자 단말로 전송하는 송신 모듈;
    상기 사용자 단말로부터 사용자 단말 정보를 수신하는 수신 모듈;
    상기 사용자 단말과 데이터 통신을 수립(establish)하기 위한 빔(beam)을 형성하는 빔-포밍(beam-forming) 모듈; 및
    상기 공통 시스템 정보와 상기 수신된 사용자 단말 정보에 기반하여 빔 제어 정보를 생성하고, 상기 빔 제어 정보에 따른 빔을 형성하도록 상기 빔-포밍 모듈을 제어하는 프로세서;를 포함하는 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치는 기지국 장치에 포함될 수 있고,
    상기 공통 시스템 정보는, 상기 기지국 장치가 커버하는 셀의 ID, 상기 셀의 반경, 상기 사용자 단말에게 제공 가능한 최대 빔 폭, 및 상기 사용자 단말에게 제공 가능한 최대 빔 개수 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자 단말 정보는, 상기 사용자 단말의 위치, 이동 속도, 및 이동 방향 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신 모듈은, 상기 사용자 단말 정보를 주기적으로 수신하고,
    상기 프로세서는, 상기 주기적으로 수신되는 사용자 단말 정보에 미리 정해진 레벨 이상의 변경사항이 발생하면, 상기 변경사항을 반영한 빔 제어 정보를 생성하는, 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치는 기지국 장치에 포함될 수 있고,
    상기 프로세서는, 상기 기지국 장치가 커버하는 셀의 환경 정보를 더 고려하여 상기 빔 제어 정보를 생성하는, 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 환경 정보는, 상기 셀 내의 도로 정보, 건물 배치 정보, 및 지형 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 단말 적응적 빔 제어 장치.
  7. 빔 제어 장치의 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법에 있어서,
    공통 시스템 정보를 사용자 단말로 전송하는 동작;
    상기 사용자 단말로부터 사용자 단말 정보를 수신하는 동작;
    상기 공통 시스템 정보와 상기 수신된 사용자 단말 정보에 기반하여 빔 제어 정보를 생성하는 동작; 및
    상기 생성된 빔 제어 정보에 따라 상기 사용자 단말과 데이터 통신을 수립하기 위한 빔을 형성하는 동작을 포함하는 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 빔 제어 장치는 기지국 장치에 포함되고,
    상기 공통 시스템 정보는, 상기 기지국 장치가 커버하는 셀의 ID, 상기 셀의 반경, 상기 사용자 단말에게 제공 가능한 최대 빔 폭, 및 상기 사용자 단말에게 제공 가능한 최대 빔 개수 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 사용자 단말 정보는, 상기 사용자 단말의 위치 및 이동 속도 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 사용자 단말 정보를 수신하는 동작은 주기적으로 수행되고,
    상기 빔 제어 정보를 생성하는 동작은, 상기 주기적으로 수신되는 사용자 단말 정보에 미리 정해진 레벨 이상의 변경사항이 발생하면 상기 변경사항을 반영한 빔 제어 정보를 생성하는 동작을 포함하는, 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 빔 제어 장치는 기지국 장치에 포함되고,
    상기 빔 제어 정보를 생성하는 동작은, 상기 기지국 장치가 커버하는 셀의 환경 정보를 더 고려하여 상기 빔 제어 정보를 생성하는 동작인, 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 환경 정보는, 상기 셀 내의 도로 정보, 건물 배치 정보, 및 지형 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 단말 적응적 빔 제어 방법.
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