KR20170044994A - 밀리미터파 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법 - Google Patents

밀리미터파 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170044994A
KR20170044994A KR1020150144801A KR20150144801A KR20170044994A KR 20170044994 A KR20170044994 A KR 20170044994A KR 1020150144801 A KR1020150144801 A KR 1020150144801A KR 20150144801 A KR20150144801 A KR 20150144801A KR 20170044994 A KR20170044994 A KR 20170044994A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sta
reference signal
signal
beamforming
communication system
Prior art date
Application number
KR1020150144801A
Other languages
English (en)
Inventor
노동휘
조오현
윤성록
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020150144801A priority Critical patent/KR20170044994A/ko
Priority to US15/293,911 priority patent/US10517000B2/en
Priority to EP16855771.8A priority patent/EP3342061A4/en
Priority to PCT/KR2016/011551 priority patent/WO2017065554A1/en
Publication of KR20170044994A publication Critical patent/KR20170044994A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0408—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more beams, i.e. beam diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0636—Feedback format
    • H04B7/0639—Using selective indices, e.g. of a codebook, e.g. pre-distortion matrix index [PMI] or for beam selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868—Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/088—Hybrid systems, i.e. switching and combining using beam selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/21—Control channels or signalling for resource management in the uplink direction of a wireless link, i.e. towards the network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)

Abstract

본 발명은 롱 텀 에볼루션(long term evolution: LTE)과 같은 4세대(4th-generation: 4G) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5세대(5th-generation: 5G) 또는 프리-5G(pre-5G) 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명은 밀리미터파(millimeter wave: mmWave) 통신 시스템에서 억세스 포인트(access point: AP)가 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 방법에 있어서, 기준 신호 송신 구간에서 전방향성 기준 신호를 송신하는 과정과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 전방향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 한다.

Description

밀리미터파 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING BEAM FORMING OPERATION IN MILLILETER WAVE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 밀리미터파(millimeter wave: mmWave, 이하 " mmWave"라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
4세대(4th-generation: 4G, 이하 "4G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5세대(5th-generation: 5G, 이하 "5G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템 또는 프리-5G(pre-5G, 이하 " pre-5G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (post LTE) 이후의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은 주파수 대역)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔 포밍(beam forming), 거대 배열 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: massive MIMO, 이하 " massive MIMO"라 칭하기로 한다) 기술과, 전차원 다중 입력 다중 출력(full dimensional mIMO: FD-MIMO, 이하 " FD-MIMO"라 칭하기로 한다) 기술과, 어레이 안테나(array antenna) 기술과, 아날로그 빔 포밍(analog beam-forming) 기술 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 디바이스 대 디바이스 (device to device: D2D, 이하 "D2D"라 칭하기로 한다) 통신, 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (advanced coding modulation: ACM, 이하 " ACM"이라 칭하기로 한다) 방식인 하이브리드 주파수 쉬프트 키잉(frequency shift keying: FSK, 이하 "FSK"라 칭하기로 한다) 및 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation: QAM, 이하 "QAM"이라 칭하기로 한다)(hybrid FSK and QAM: FQAM, 이하 " FQAM"라 칭하기로 한다) 방식 및 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC, 이하 " SWSC"라 칭하기로 한다) 방식과, 진보된 억세스 기술인 필터 뱅크 멀티 캐리어(filter bank multi carrier: FBMC, 이하 "FBMC"라 칭하기로 한다) 기술과, 비직교 다중 억세스(non orthogonal multiple access: NOMA, 이하 " NOMA"라 칭하기로 한다) 기술 및 성긴 코드 다중 억세스(sparse code multiple access: SCMA, 이하 " SCMA"라 칭하기로 한다) 기술 등이 개발되고 있다.
최근 5G 통신으로 대두되고 있는 mmWave 대역을 사용하는 광대역 반송파 송신에서는 각 송신 안테나를 어레이 안테나(array antenna)로 사용하고, 따라서 무선 주파수(radio frequency: RF, 이하 "RF"라 칭하기로 하다) 빔 포밍을 통해 빔 이득(beam gain)을 획득할 수 있다. 이 경우, 사용자 단말기는 각 송신 안테나에 대해 빔 스위핑(beam sweeping) 프로세스를 수행하고, 상기 빔 스위핑 프로세스 결과를 기반으로 최적 송신 안테나 및 최적 송신 빔을 선택한다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 일반적인 mmWave 통신 시스템의 업링크 커버리지(uplink coverage) 및 다운링크 커버리지(downlink coverage)간의 미스매치(mismatch) 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 mmWave 통신 시스템의 업링크 커버리지 및 다운링크 커버리지간의 미스매치 환경을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 설명하기에 앞서, 상기 mmWave 통신 시스템은 일 예로 국제 전기 전자 기술자 협회(institute of electrical and electronics engineers: IEEE, 이하 ‘IEEE’라 칭하기로 한다) 802.11ad 통신 시스템이라 가정하기로 한다.
도 1을 참조하면, 상기 mmWave 통신 시스템은 억세스 포인트(access point: AP)(111)와, 다수의, 일 예로 N개의 단말기들, 일 예로 단말기#1(113-1)과, 단말기#2(113-2), ... , 단말기#N(113-N)을 포함한다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상기 AP(111)와 상기 단말기#1(113-1)과, 단말기#2(113-2), ... , 단말기#N(113-N)의 출력 전력이 상이함을 알 수 있다. 즉, 상기 AP(111)의 출력 전력이 상기 단말기#1(113-1)과, 단말기#2(113-2), ... , 단말기#N(113-N)의 출력 전력보다 큼을 알 수 있다.
이렇게, 출력 전력이 다름으로 인해 링크 커버리지 역시 다르게 되며, 따라서 상기 AP(111)의 링크 커버리지, 즉 다운링크 커버리지와 상기 단말기#1(113-1)과, 단말기#2(113-2), ... , 단말기#N(113-N)의 링크 커버리지들, 즉 업링크 커버리지들간의 미스매치가 발생된다.
도 1에서는 일반적인 mmWave 통신 시스템의 업링크 커버리지 및 다운링크 커버리지간의 미스매치 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 일반적인 mmWave 통신 시스템에서 수행되는 빔 포밍 방식에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 일반적인 mmWave 통신 시스템에서 수행되는 빔 포밍 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 설명하기에 앞서, 상기 mmWave 통신 시스템은 일 예로 IEEE 802.11ad 통신 시스템이라 가정하기로 한다.
도 2를 참조하면, 상기 mmWave 통신 시스템은 AP(211)와 STA(213)를 포함한다.
상기 AP(211)는 상기 STA(213)의 위치를 고려하지 않고 빔 포밍 동작을 수행한다.
상기 AP(211)는 송신 빔 포밍을 위해 동일한 패킷, 일 예로 비콘(beacon) 신호를 다양한 지향성(directional) 방향들로 반복적으로 송신한다. 여기서, 상기 AP(211)는 비콘 송신 구간(beacon transmission interval: BTI, 이하 "BTI"라 칭하기로 한다) 동안 상기 비콘 신호를 반복적으로 송신한다. 이 경우, 상기 STA(213)의 안테나 방향은 준-전방향성(quasi-omnidirectional)으로 설정된다.
한편, 상기 STA(213)의 송신 빔 포밍을 위해, 상기 STA(213)는 동일한 패킷, 일 예로 섹터 스위프(sector sweep: SSW, 이하 "SSW"라 칭하기로 한다) 신호를 다양한 지향성 방향들로 반복적으로 송신한다. 여기서, 상기 STA(213)는 연관 빔포밍 트레이닝(association beamforming training: A-BFT, 이하 "A-BFT"라 칭하기로 한다) 구간 동안 상기 SSW 신호를 반복적으로 송신한다. 이 경우, 상기 AP(211)의 안테나 방향은 준-전방향성으로 설정된다. 또한, 상기 AP(211)는 상기 STA(213)에서 송신된 SSW 신호에 대한 섹터 스위프 피드백(sector sweep feedback: SSW-FB, 이하 "SSW-FB"라 칭하기로 한다) 신호를 상기 A-BFT 구간 내에서 상기 STA(213)로 송신할 수 있다. 여기서, 상기 SSW-FB는 상기 STA(213)에서 송신한 SSW 신호들을 기반으로 상기 AP(211)가 결정한 최적 수신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함한다.
상기에서 설명한 바와 같이 일반적인 mmWave 통신 시스템에서 수행되는 빔 포밍 방식에서는, AP 및 STA 각각이 별도로 빔 포밍 동작을 수행한다. 이렇게, AP와 STA 각각이 별도로 빔 포밍 동작을 수행함에 따라 유효 데이터가 송신되지 않는 구간이 증가하게 되고, 즉, 비콘 신호 및 SSW 신호가 송신되는 구간이 증가하게 되고, 이는 네트워크 오버헤드(network overhead)를 증가시킨다.
한편, 도 1에서 설명한 바와 같이 일반적인 mmWave 통신 시스템에서 빔 포밍 동작이 수행될 경우 수신 안테나의 안테나 방향에 따라 안테나 수신 성능이 감소될 수 있으며, 이런 안테나 수신 성능 감소에 의한 링크 커버리지 손실이 발생될 수 있다.
또한, 비콘 구간(beacon interval: BI, 이하 "BI"라 칭하기로 한다) 단위로 스케쥴링(scheduling) 동작이 수행되는 IEEE 802.11ad 통신 시스템에서는 STA에서 송신된 서비스 주기 요청(service period request)을 수용하는데 소요되는 시간과 AP에서 할당한 서비스 주기에 상응하는 시간의 합이 상기 BI에 상응하는 시간을 초과하게 되므로, 비교적 큰 네트워크 레이턴시(network latency)가 발생하게 된다.
한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 mmWave 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 mmWave 통신 시스템에서 링크 커버리지를 고려하여 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 mmWave 통신 시스템에서 네트워크 오버헤드를 고려하여 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은; 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 억세스 포인트(access point: AP)가 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 방법에 있어서, 기준 신호 송신 구간에서 전방향성 기준 신호를 송신하는 과정과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 전방향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 방법은; 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 억세스 포인트(access point: AP)가 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 방법에 있어서, 기준 신호 송신 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 지향성 기준 신호를 송신하는 과정과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 지향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 또 다른 방법은; 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 단말기(station: STA)가 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 방법에 있어서, 기준 신호 송신 구간에서 전방향성 기준 신호를 수신하는 과정과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 과정을 포함하며, 상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 전방향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 또 다른 방법은; 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 단말기(station: STA)가 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 방법에 있어서, 기준 신호 송신 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 지향성 기준 신호를 수신하는 과정과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 과정을 포함하며, 상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 지향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는; 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 억세스 포인트(access point: AP)에 있어서, 기준 신호 송신 구간에서 전방향성 기준 신호를 송신하는 동작과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴(beamforming pattern)들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 동작을 수행하는 송신기를 포함하며, 상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 전방향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 장치는; 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 억세스 포인트(access point: AP)에 있어서, 기준 신호 송신 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 지향성 기준 신호를 송신하는 동작과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 동작을 수행하는 송신기를 포함하며, 상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 지향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 또 다른 장치는; 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 단말기(station: STA)에 있어서, 기준 신호 송신 구간에서 전방향성 기준 신호를 수신하는 동작과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴(beamforming pattern)들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 동작을 수행하는 수신기를 포함하며, 상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 전방향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 또 다른 장치는; 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 단말기(station: STA)에 있어서, 기준 신호 송신 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 지향성 기준 신호를 수신하는 동작과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 동작을 수행하는 수신기를 포함하며, 상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 지향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시예들을 개시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.
하기의 본 개시의 구체적인 설명 부분을 처리하기 전에, 이 특허 문서를 통해 사용되는 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들을 설정하는 것이 효과적일 수 있다: 상기 용어들 “포함하다(include)” 및 “포함하다(comprise)”와 그 파생어들은 한정없는 포함을 의미하며; 상기 용어 “혹은(or)”은 포괄적이고, “및/또는”을 의미하고; 상기 구문들 “~와 연관되는(associated with)” 및 “~와 연관되는(associated therewith)”과 그 파생어들은 포함하고(include), ~내에 포함되고(be included within), ~와 서로 연결되고(interconnect with), 포함하고(contain), ~내에 포함되고(be contained within), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(connect to or with), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(couple to or with), ~와 통신 가능하고(be communicable with), ~와 협조하고(cooperate with), 인터리빙하고(interleave), 병치하고(juxtapose), ~로 가장 근접하고(be proximate to), ~로 ~할 가능성이 크거나 혹은 ~와 ~할 가능성이 크고(be bound to or with), 가지고(have), 소유하고(have a property of) 등과 같은 내용을 의미하고; 상기 용어 “제어기”는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 디바이스, 시스템, 혹은 그 부분을 의미하고, 상기와 같은 디바이스는 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어, 혹은 상기 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어 중 적어도 2개의 몇몇 조합에서 구현될 수 있다. 어떤 특정 제어기와 연관되는 기능성이라도 집중화되거나 혹은 분산될 수 있으며, 국부적이거나 원격적일 수도 있다는 것에 주의해야만 할 것이다. 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들은 이 특허 문서에 걸쳐 제공되고, 해당 기술 분야의 당업자는 많은 경우, 대부분의 경우가 아니라고 해도, 상기와 같은 정의들이 종래 뿐만 아니라 상기와 같이 정의된 단어들 및 구문들의 미래의 사용들에도 적용된다는 것을 이해해야만 할 것이다.
본 발명의 일 실시예는 mmWave 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 mmWave 통신 시스템에서 링크 커버리지를 고려하여 빔 포밍 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 mmWave 통신 시스템에서 네트워크 오버헤드를 고려하여 빔 포밍 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1은 일반적인 mmWave 통신 시스템의 업링크 커버리지 및 다운링크 커버리지간의 미스매치 환경을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 2는 일반적인 mmWave 통신 시스템에서 수행되는 빔 포밍 방식을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 비콘 신호의 포맷을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 8은 도 3의 Ext-BTI 동안의 AP의 동작과, STA의 수신 빔 트레이닝 동작 및 Ext-A-BFT 구간 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 9는 도 3의 Ext-BTI 동안의 AP 송신 빔 트레이닝 동작과 STA의 동작 및 Ext-A-BFT 구간 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 다른 예들을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템의 업링크 커버리지 및 다운링크 커버리지 환경을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 14는 일반적인 mmW 통신 시스템에서 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 안테나 수신 성능 감소에 따른 링크 커버리지 손실을 도시한 도면이다;
도 15는 일반적인 mmW 통신 시스템에서 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 네트워크 오버헤드 증가를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 제안된 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 빔 포밍 패턴들의 개수에 따른 네트워크 오버헤드 감소를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 제안된 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 업링크 커버리지 증가를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
첨부되는 도면들을 참조하는 하기의 상세한 설명은 청구항들 및 청구항들의 균등들로 정의되는 본 개시의 다양한 실시예들을 포괄적으로 이해하는데 있어 도움을 줄 것이다. 하기의 상세한 설명은 그 이해를 위해 다양한 특정 구체 사항들을 포함하지만, 이는 단순히 예로서만 간주될 것이다. 따라서, 해당 기술 분야의 당업자는 여기에서 설명되는 다양한 실시예들의 다양한 변경들 및 수정들이 본 개시의 범위 및 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 공지의 기능들 및 구성들에 대한 설명은 명료성 및 간결성을 위해 생략될 수 있다.
하기의 상세한 설명 및 청구항들에서 사용되는 용어들 및 단어들은 문헌적 의미로 한정되는 것이 아니라, 단순히 발명자에 의한 본 개시의 명료하고 일관적인 이해를 가능하게 하도록 하기 위해 사용될 뿐이다. 따라서, 해당 기술 분야의 당업자들에게는 본 개시의 다양한 실시예들에 대한 하기의 상세한 설명은 단지 예시 목적만을 위해 제공되는 것이며, 첨부되는 청구항들 및 상기 청구항들의 균등들에 의해 정의되는 본 개시를 한정하기 위해 제공되는 것은 아니라는 것이 명백해야만 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표현들을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 이해되어야만 한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함할 수 있다. 일 예로, 전자 디바이스는 스마트 폰(smart phone)과, 태블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(personal computer: PC, 이하 ‘PC’라 칭하기로 한다)와, 이동 전화기와, 화상 전화기와, 전자책 리더(e-book reader)와, 데스크 탑(desktop) PC와, 랩탑(laptop) PC와, 넷북(netbook) PC와, 개인용 복합 단말기(personal digital assistant: PDA, 이하 ‘PDA’라 칭하기로 한다)와, 휴대용 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player: PMP, 이하 ‘PMP’라 칭하기로 한다)와, 엠피3 플레이어(mp3 player)와, 이동 의료 디바이스와, 카메라와, 웨어러블 디바이스(wearable device)(일 예로, 헤드-마운티드 디바이스(head-mounted device: HMD, 일 예로 ‘HMD’라 칭하기로 한다)와, 전자 의류와, 전자 팔찌와, 전자 목걸이와, 전자 앱세서리(appcessory)와, 전자 문신, 혹은 스마트 워치(smart watch) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 가지는 스마트 가정용 기기(smart home appliance)가 될 수 있다. 일 예로, 상기 스마트 가정용 기기는 텔레비젼과, 디지털 비디오 디스크(digital video disc: DVD, 이하 ‘DVD’라 칭하기로 한다) 플레이어와, 오디오와, 냉장고와, 에어 컨디셔너와, 진공 청소기와, 오븐과, 마이크로웨이브 오븐과, 워셔와, 드라이어와, 공기 청정기와, 셋-탑 박스(set-top box)와, TV 박스 (일 예로, Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, 혹은 Google TVTM)와, 게임 콘솔(gaming console)과, 전자 사전과, 캠코더와, 전자 사진 프레임 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 의료 기기(일 예로, 자기 공명 혈관 조영술(magnetic resonance angiography: MRA, 이하 ‘MRA’라 칭하기로 한다) 디바이스와, 자기 공명 화상법(magnetic resonance imaging: MRI, 이하 “MRI”라 칭하기로 한다)과, 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography: CT, 이하 ‘CT’라 칭하기로 한다) 디바이스와, 촬상 디바이스, 혹은 초음파 디바이스)와, 네비게이션(navigation) 디바이스와, 전세계 위치 시스템(global positioning system: GPS, 이하 ‘GPS’라 칭하기로 한다) 수신기와, 사고 기록 장치(event data recorder: EDR, 이하 ‘EDR’이라 칭하기로 한다)와, 비행 기록 장치(flight data recorder: FDR, 이하 ‘FER’이라 칭하기로 한다)와, 자동차 인포테인먼트 디바이스(automotive infotainment device)와, 항해 전자 디바이스(일 예로, 항해 네비게이션 디바이스, 자이로스코프(gyroscope), 혹은 나침반)와, 항공 전자 디바이스와, 보안 디바이스와, 산업용 혹은 소비자용 로봇(robot) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함하는, 가구와, 빌딩/구조의 일부와, 전자 보드와, 전자 서명 수신 디바이스와, 프로젝터와, 다양한 측정 디바이스들(일 예로, 물과, 전기와, 가스 혹은 전자기 파 측정 디바이스들) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스들의 조합이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스에 한정되는 것이 아니라는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 단말기(station: STA, 이하 "STA"라 칭하기로 한다)는 일 예로 전자 디바이스가 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, STA는 신호 송신 장치 혹은 신호 수신 장치가 될 수 있고, 억세스 포인트(access point: AP, 이하 "AP"라 칭하기로 한다)는 신호 송신 장치 혹은 신호 수신 장치가 될 수 이따.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치 및 방법은 롱 텀 에볼루션 (long-eerm evolution: LTE, 이하 ‘LTE’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드 (long-term evolution-advanced: LTE-A, 이하 ‘LTE-A’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 인가-보조 억세스(licensed-assisted access: LAA, 이하 " LAA"라 칭하기로 한다)-LTE 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA, 이하 ‘HSDPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA, 이하 ‘HSUPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation project partnership 2: 3GPP2, 이하 ‘3GPP2’라 칭하기로 한다)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD, 이하 ‘HRPD’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(wideband code division multiple access: WCDMA, 이하 ‘WCDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(code division multiple access: CDMA, 이하 ‘CDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(institute of electrical and electronics engineers: IEEE, 이하 ‘IEEE’라 칭하기로 한다) 802.16ad 통신 시스템과, IEEE 802.16m 통신 시스템과, IEEE 802.16e 통신 시스템과, 진화된 패킷 시스템(evolved packet system: EPS, 이하 'EPS'라 칭하기로 한다)과, 모바일 인터넷 프로토콜(mobile internet protocol: Mobile IP, 이하 ‘Mobile IP ‘라 칭하기로 한다) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능하다.
먼저, 일반적인 mmWave 통신 시스템에서 수행되는 빔 포밍 방식에서는, AP 및 STA 각각이 별도로 빔 포밍 동작을 수행한다. 이렇게, AP와 STA 각각이 별도로 빔 포밍 동작을 수행함에 따라 유효 데이터가 송신되지 않는 구간이 증가하게 되고, 즉, 비콘(beacon) 신호 및 섹터 스위프(sector sweep: SSW, 이하 "SSW"라 칭하기로 한다) 신호가 송신되는 구간이 증가하게 되고, 이는 네트워크 오버헤드(network overhead)를 증가시킨다.
이와 같은 빔포밍 관련 네트워크 오버헤드는:
(1) 빔 포밍 주기가 주기가 짧아질수록
(2) AP 및 STA에서 지원하는 빔들의 개수가 증가할 수록
(3) AP에 접속되는 STA들의 개수가 증가할 수록
증가하게 된다.
그리고, 이런 빔포밍 관련 네트워크 오버헤드는 네트워크 처리량(network throughput)을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 밀리미터파(millimeter wave: mmWave, 이하 " mmWave"라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 mmWave 통신 시스템에서 링크 커버리지(link coverage)를 고려하여 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 mmWave 통신 시스템에서 네트워크 오버헤드(network overhead)를 고려하여 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 설명하기에 앞서, 상기 mmWave 통신 시스템은 일 예로 IEEE 802.11ad 통신 시스템이라 가정하기로 하며, 이는 설명의 편의를 위한 일 예일 뿐 본 개시의 범위를 한정하는 형태로 해석되어서는 안 된다.
도 3을 참조하면, 먼저 상기 mmW 통신 시스템은 AP(311)와, 다수개의 STA들, 일 예로 2개의 STA들, 즉 STA#1(311-1) 및 STA#2(313-3)를 포함한다.
먼저, 상기 AP(311) 및 STA#1(311-1) 및 STA#2(313-3)는 비콘 구간(beacon interval: BI, 이하 "BI"라 칭하기로 한다)를 기반으로 빔 포밍 동작을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에서는 링크 커버리지 별로 빔 포밍 방식을 다르게 함으로써 송신 전력을 절약하고, 네트워크 오버헤드를 감소시키는 것이 가능하도록 하는 새로운 빔포밍 절차 및 프레임(frame) 구조를 제안한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는, AP(311)가 송신 빔 탐색 동작을 수행할 경우 STA들, 즉 STA#1(311-1) 및 STA#2(313-3)는 수신 빔 탐색 동작을 수행할 수 있으며, 따라서 STA들의 수신 빔 탐색 동작을 수행하는데 필요로 되는 시간을 비교적 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 채널 호혜(channel reciprocity) 원리를 기반으로 STA가 결정한 AP에 대한 상기 STA의 최적 수신 빔을 상기 STA에 대한 상기 AP의 최적 송신 빔으로 설정한 후, AP가 수신 빔 탐색 동작을 수행할 수 있으며, 따라서 업링크 커버리지를 향상시킬 수 있다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP(311)는 노말(normal) 빔 포밍 동작을 수행할 경우에는 BI 동안 비콘 송신 구간(beacon transmission interval: BTI, 이하 "BTI"라 칭하기로 한다)와, 연관 빔포밍 트레이닝(association beamforming training: A-BFT, 이하 "A-BFT"라 칭하기로 한다) 구간과, 데이터 전달 구간(data transfer interval: DTI, 이하 "DTI"라 칭하기로 한다)을 운영한다. 상기 BTI와, A-BFT 구간과, DTI는 일반적인 IEEE 802.11ad 통신 시스템과 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP(311)는 송신 빔 탐색 동작을 수행할 경우 상기 STA#1(313-1)이 수신 빔 탐색 동작을 수행할 수 있도록 BI를 일반 노말 빔 포밍 동작이 수행될 경우와 다르게 운영할 수 있는데 이해 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 AP(311)는 BI 동안 전방향성 비콘 송신 구간(omnidirectional-beacon transmission interval: O-BTI, 이하 "O-BTI"라 칭하기로 한다)과, 전방향성 연관 빔포밍 트레이닝(omnidirectional-association beamforming training: O-A-BFT, 이하 "O-A-BFT"라 칭하기로 한다) 구간과, DTI를 운영한다. 여기서, 상기 O-BTI와 O-A-BFT는 본 발명의 일 실시예에서 새롭게 제안된 구간이며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 O-BTI 동안 상기 AP(311)는 전방향성으로 비콘 신호를 송신하고, 그 이후 상기 AP(311)에서 지원하는 다수 개의 빔 패턴(beam pattern)들, 일 예로 N개의 빔 패턴들 각각을 기반으로 미리 설정되어 있는 카운트(count)에 상응하게 트레이닝 시퀀스(training sequence)를 반복 송신한다. 여기서, 상기 트레이닝 시퀀스는 상기 비콘 신호에 비해 상대적으로 짧은 길이를 가지며, 상기 트레이닝 시퀀스의 길이는 상기 mmW 통신 시스템에서 사용되는 다양한 파라미터들을 기반으로 결정될 수 있으며, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 O-BTI 동안 상기 STA#1(313-1)은 전방향성으로 비콘 신호를 수신하고, 상기 STA#1(313-1)에서 지원하는 다수 개의 빔 패턴들, 일 예로 M개의 빔 패턴들 각각을 기반으로 상기 AP(311)로부터 트레이닝 시퀀스를 수신한다. 그리고, 상기 STA#1(313-1)는 상기 O-BTI 동안 비콘 신호 및 트레이닝 시퀀스들을 기반으로 최적 수신 빔 패턴을 선택한다. 도 3에서는 상기 STA#1(313-1)가 상기 AP(311)에 대한 상기 STA#1(313-1) 자신의 최적 수신 빔 패턴으로 수신 빔 패턴 #2를 선택하고, 상기 STA#1(313-1)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴으로 송신 빔 패턴#1을 선택했다고 가정하기로 한다. 여기서, 채널 호혜 원리를 기반으로 상기 STA#1(313-1)의 최적 수신 빔 패턴은 상기 STA#1(313-1)의 최적 송신 빔 패턴으로 결정될 수 있다.
그리고, 상기 O-A-BFT 동안 상기 AP(311)은 안테나 방향을 전방향성으로 설정하고 수신 동작을 수행한다. 또한, 상기 STA#1(313-1)은 상기 O-A-BFT 동안 상기 선택한 최적 송신 빔 패턴, 즉 송신 빔 패턴#2를 기반으로 상기 선택한 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴, 즉 송신 빔 패턴#1에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 송신한다. 그러면, 상기 AP(311)는 상기 응답 신호에 포함되어 있는 상기 STA#1(313-1)의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 기반으로 상기 STA#1(313-1)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴을 결정한다. 따라서 상기 AP(311)는 상기 STA#1(313-1)에서 송신된 응답 신호에 대한 피드백(feedback: FB) 신호를 상기 STA#1(313-1)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 O-A-BFT 구간 내에서 상기 STA#1(313-1)로 송신할 수 있다.
또한, 상기 O-A-BFT 구간 내에서 상기 STA#1(313-1)는 최적 수신 빔 패턴, 즉 수신 빔 패턴#2를 기반으로 상기 AP(311)에서 송신한 피드백 신호를 수신한다.
다음으로, 상기 AP(311)는 BI 동안 확장된 비콘 송신 구간(extended-beacon transmission interval: Ext-BTI, 이하 "Ext-BTI"라 칭하기로 한다)과, 확장된 연관 빔포밍 트레이닝(extended-association beamforming training: Ext-A-BFT, 이하 "Ext-A-BFT"라 칭하기로 한다) 구간과, DTI를 운영한다. 여기서, 상기 Ext-BTI와 Ext-A-BFT는 본 발명의 일 실시예에서 새롭게 제안된 구간이며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 Ext-BTI 동안 상기 AP(311)는 상기 AP(311)에서 지원하는 N개의 송신 빔 패턴들 각각에 대해서 비콘 신호를 1번 송신하고, 상기 비콘 신호 다음에 미리 설정되어 있는 카운트에 상응하게 트레이닝 시퀀스를 반복 송신한다.
또한, 상기 Ext-BTI 동안 상기 STA#1(313-1)은 전방향성으로 비콘 신호를 수신하고, 상기 STA#1(313-1)가 지원하는 M개의 수신 빔 패턴들 각각을 기반으로 상기 AP(311)로부터 트레이닝 시퀀스를 수신한다. 그리고, 상기 STA#1(313-1)는 상기 Ext-BTI 동안 비콘 신호 및 트레이닝 시퀀스들을 기반으로 최적 수신 빔 패턴을 선택한다. 도 3에서는 상기 STA#1(313-1)가 상기 AP(311)에 대한 상기 STA#1(313-1) 자신의 최적 수신 빔 패턴으로 수신 빔 패턴 #2를 선택하고, 상기 STA#1(313-1)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴으로 송신 빔 패턴#1을 선택했다고 가정하기로 한다. 여기서, 채널 호혜 원리를 기반으로 상기 STA#1(313-1)의 최적 수신 빔 패턴은 상기 STA#1(313-1)의 최적 송신 빔 패턴으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 Ext-BTI 동안 상기 STA#2(313-2)는 전방향성으로 비콘 신호를 수신하고, 상기 STA#2(313-2)가 지원하는 M개의 수신 빔 패턴들 각각을 기반으로 상기 AP(311)로부터 트레이닝 시퀀스를 수신한다. 그리고, 상기 STA#2(313-2)는 상기 Ext-BTI 동안 비콘 신호 및 트레이닝 시퀀스들을 기반으로 최적 수신 빔 패턴을 선택한다. 도 3에서는 상기 STA#2(313-2)가 상기 AP(311)에 대한 상기 STA#2(313-2) 자신의 최적 수신 빔 패턴으로 수신 빔 패턴 #1를 선택하고, 상기 STA#2(313-2)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴으로 송신 빔 패턴#3을 선택했다고 가정하기로 한다. 여기서, 채널 호혜 원리를 기반으로 상기 STA#2(313-2)의 최적 수신 빔 패턴이 상기 STA#2(313-2)의 최적 송신 빔 패턴으로 결정될 수 있다.
그리고, 상기 Ext-A-BFT 동안 상기 AP(311)은 상기 AP(311)가 지원하는 수신 빔 패턴들 각각을 기반으로 수신 동작을 수행한다.
또한, 상기 STA#1(313-1)은 상기 Ext-A-BFT 동안 상기 선택한 최적 송신 빔 패턴, 즉 송신 빔 패턴#2를 기반으로 상기 선택한 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴, 즉 송신 빔 패턴#1에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 송신한다. 그러면, 상기 AP(311)는 상기 응답 신호에 포함되어 있는 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 기반으로 상기 STA#1(313-1)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴을 결정한다. 따라서 상기 AP(311)는 상기 STA#1(313-1)에서 송신된 응답 신호에 대한 피드백 신호를 상기 STA#1(313-1)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 Ext-A-BFT 구간 내에서 상기 STA#1(313-1)로 송신할 수 있다.
또한, 상기 Ext-A-BFT 구간 내에서 상기 STA#1(313-1)는 최적 수신 빔 패턴, 즉 수신 빔 패턴#2를 기반으로 상기 AP(311)에서 송신한 피드백 신호를 수신한다.
또한, 상기 STA#2(313-2)는 상기 Ext-A-BFT 동안 상기 선택한 최적 송신 빔 패턴, 즉 송신 빔 패턴#1을 기반으로 상기 선택한 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴, 즉 송신 빔 패턴#3에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 송신한다. 그러면, 상기 AP(311)는 상기 응답 신호에 포함되어 있는 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 기반으로 상기 STA#2(313-2)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴을 결정한다. 따라서 상기 AP(311)는 상기 STA#2(313-2)에서 송신된 응답 신호에 대한 피드백 신호를 상기 STA#2(313-2)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 Ext-A-BFT 구간 내에서 상기 STA#2(313-2)로 송신할 수 있다.
또한, 상기 Ext-A-BFT 구간 내에서 상기 STA#1(313-1)는 최적 수신 빔 패턴, 즉 수신 빔 패턴#1을 기반으로 상기 AP(311)에서 송신한 피드백 신호를 수신한다.
도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저 411단계에서 STA는 AP로부터 수신한 신호 세기, 빔 방향, 상기 AP의 송신 출력 세기 정보, 상기 AP의 송신 안테나 이득 정보 및 상기 STA의 수신 안테나 이득 정보를 기반으로 다운링크 커버리지에 관련된 정보 및 업링크 커버리지에 관련된 정보를 획득하고 413단계로 진행한다. 상기 STA가 상기 다운링크 커버리지에 관련된 정보 및 업링크 커버리지에 관련된 정보를 획득하는 것이 가능하도록 하기 위해서는 상기 AP가 비콘 신호에 상기 AP의 송신 출력 세기 정보, 상기 AP의 송신 안테나 이득 정보 및 상기 AP의 수신 안테나 이득 정보를 포함시켜 송신한다. 여기서, 상기 AP는 상기 비콘 신호 이외의 다른 신호, 일 예로 파일럿(pilot) 신호를 통해 상기 송신 안테나 이득 정보 및 수신 안테나 이득 정보를 포함시켜 송신할 수 있다.
한편, 상기 STA는 상기 획득한 상기 다운링크 커버리지에 관련된 정보 및 업링크 커버리지에 관련된 정보를 기반으로 상기 STA 자신의 송신 환경과 커버리지 용량(capability)를 비교한다. 그리고, 상기 STA는 상기 비교 결과를 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하게 되는데, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 413단계에서 상기 STA는 다운링크/업링크 빔 포밍 방식을 사용하지 않고도 신호를 수신하는 것이 가능한지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 다운링크/업링크 빔 포밍 방식을 사용하지 않고도 신호를 수신하는 것이 가능할 경우 상기 STA는 415단계로 진행한다. 상기 415단계에서 상기 STA는 상기 다운링크/업링크 빔 포밍 방식을 사용하지 않고도 신호를 수신하는 것이 가능하므로 전방향성 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작을 수행하고 417단계로 진행한다. 즉, 상기 415단계에서 상기 STA는 다운링크 및 업링크 각각에 대해서 전방향성 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작을 수행한다. 여기서, 상기 전방향성 빔 포밍 방식은 일 예로 내부 셀(inner cell) STA에 대해서 네트워크 오버헤드를 최적화시키기 위해 사용되는 것이다.
상기 417단계에서 상기 STA는 상기 전방향성 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작에 대한 결과를 기반으로 최적 송신 빔 패턴 및 최적 수신 빔 패턴을 결정하고 419단계로 진행한다. 상기 419단계에서 상기 STA는 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴 및 최적 수신 빔 패턴을 기반으로 링크를 셋업하고, 데이터 송/수신 동작을 수행한다.
한편, 상기 413단계에서 검사 결과 상기 다운링크/업링크 빔 포밍 방식을 사용하지 않고도 신호를 수신하는 것이 가능하지 않을 경우 상기 STA는 421단계로 진행한다. 상기 421단계에서 상기 STA는 업링크 빔 포밍 방식만을 사용하여 신호를 수신하는 것이 가능한지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 업링크 빔 포밍 방식만을 사용하여 신호를 수신하는 것이 가능할 경우 상기 STA는 423단계로 진행한다. 상기 423단계에서 상기 STA는 노말 빔 포밍 방식을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하고 상기 417단계로 진행한다. 즉, 상기 423단계에서 상기 STA는 다운링크에 대해서는 전방향성 빔 포밍 방식을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하고, 업링크에 대해서는 지향성 빔 포밍 방식을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행한다. 일 예로, 상기 노말 빔 포밍 방식은 아웃도어(outdoor) 환경을 고려하지 않고도 정상적인 신호 송/수신이 가능한 영역에 위치되는 STA에 적용되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 417단계에서 상기 STA는 상기 노말 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작에 대한 결과를 기반으로 최적 송신 빔 패턴 및 최적 수신 빔 패턴을 결정하고 419단계로 진행한다. 상기 419단계에서 상기 STA는 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴 및 최적 수신 빔 패턴을 기반으로 링크를 셋업하고, 데이터를 송/수신한다.
한편, 상기 421단계에서 검사 결과 업링크 빔 포밍 방식만을 사용하여 신호를 수신하는 것이 가능하지 않을 경우 상기 STA는 425단계로 진행한다. 상기 425단계에서 상기 STA는 업링크 빔 포밍 방식만을 사용하여 신호를 수신하는 것이 가능하지 않으므로 업링크 커버리지 확장 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작을 수행하고 상기 417단계로 진행한다. 여기서, 상기 업링크 커버리지 확장 빔 포밍 방식은 도 3에서 설명한 바와 같은 빔 포밍 방식을 나타낸다. 즉, 상기 STA는 상기 425단계에서 다운링크 및 업링크 모두에 대해서 지향성 빔 포밍 방식을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행하고 417단계로 진행한다. 여기서, 상기 업링크 커버리지 확장 빔 포밍 방식은 다운링크 커버리지와 업링크 커버리지의 미스매치로 인해 전방향성 빔 포밍 방식 혹은 노말 빔 포밍 방식을 기반으로 빔 포밍 동작을 수행할 경우 링크 접속이 어려운 STA에 적용되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 상기 업링크 커버리지 확장 빔 포밍 방식은 셀 외부(outer cell) STA에 적용되는 것이 바람직할 수 있으며, 이 경우 상기 셀 외부 STA의 다운링크 커버리지 및 업링크 커버리지가 확장될 수 있다.
상기 417단계에서 상기 STA는 상기 업링크 커버리지 확장 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작에 대한 결과를 기반으로 최적 송신 빔 패턴 및 최적 수신 빔 패턴을 결정하고 419단계로 진행한다. 상기 419단계에서 상기 STA는 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴 및 최적 수신 빔 패턴을 기반으로 링크를 셋업하고, 데이터를 송/수신한다.
한편, 도 4가 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 일 예를 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 4에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 4에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 4에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 비콘 신호의 포맷에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 비콘 신호의 포맷을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 설명하기에 앞서, 도 4에서 설명한 바와 같이 STA가 다운링크 커버리지에 관련된 정보 및 업링크 커버리지에 관련된 정보를 획득하기 위해서는 AP가 송신 안테나 이득 정보 및 수신 안테나 이득 정보를 송신해야만 한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 AP가 상기 AP의 송신 출력 세기 정보, 상기 AP의 송신 안테나 이득 정보 및 상기 AP의 수신 안테나 이득 정보를 비콘 신호에 포함시켜 송신하는 것을 제안하며, 따라서 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 비콘 신호의 포맷을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 비콘 신호는 프레임 제어(frame control) 필드(511)와, 기간(duration) 필드(513)와, 기본 서비스 집합 식별자(basic service set identifier: BSSID, 이하 "BSSID"라 칭하기로 한다) 필드(515)와, 바디(body) 필드(517)와, 프레임 체크 시퀀스(frame check sequence: FCS, 이하 "FCS"라 칭하기로 한다) 필드(519)를 포함한다. 일 예로, 상기 프레임 제어 필드(511)는 2옥텟(octet)으로 구현될 수 있으며, 상기 기간 필드(513)는 2 옥텟으로 구현될 수 있으며, 상기 BSSID 필드(515)는 6 옥텟으로 구현될 수 있으며, 상기 FCS 필드(519)는 4옥텟으로 구현될 수 있으며, 상기 바디 필드(517)는 가변 길이로 구현될 수 있다. 상기 프레임 제어 필드(511)와, 기간 필드(513)와, BSSID 필드(515)와, FCS 필드(519)는 IEEE 802.11 ad 통신 시스템에서 사용되는 프레임 제어 필드와, 기간 필드와, BSSID 필드와, FCS 필드와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 바디 필드(517)는 송신 전력(TX PWR) 필드(521)와, 송신 안테나 이득(TX ANT GAIN) 필드(523), 수신 안테나 이득(RX ANT GAIN) 필드(525)를 포함한다.
한편, 상기 AP의 송신 출력 세기 정보, 상기 AP의 송신 안테나 이득 정보 및 상기 AP의 수신 안테나 이득 정보는 일 예로 상기 바디 필드(517)에 포함된다. 즉, 상기 AP의 송신 출력 세기 정보는 송신 전력 필드(521)에 포함되고, 상기 AP의 송신 안테나 이득 정보는 송신 안테나 이득 필드(523)에 포함되고, 상기 AP의 수신 안테나 이득 정보는 상기 수신 안테나 이득 필드(525)에 포함된다.
한편, 상기 바디 필드(517)는 BTI 관련 스케쥴링(scheduling) 송신 정보를 나타내는 필드들을 포함할 수 있으며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 BTI 관련 스케쥴링 송신 정보를 나타내는 필드들은 다음 비콘(next beacon) 필드(527)와, 다음 전방향성 비콘(next omni beacon) 필드(529)와, 다음 확장 비콘(next extension beacon) 필드(531)를 포함한다.
상기 다음 비콘 필드(527)는 지향성 대역(directional band: DBand, 이하 " DBand"라 칭하기로 한다) 비콘 신호가 존재하지 않을 현재의 BI 다음의 BI들의 개수를 나타낸다.
상기 다음 전방향성 비콘 필드(529)는 전방향성 대역(omnidirectional band: Omi DBand, 이하 " Omi DBand"라 칭하기로 한다) 비콘 신호가 존재하지 않을 현재의 BI 다음의 BI들의 개수를 나타낸다.
상기 다음 확장 비콘 필드(531)는 확장 DBand 비콘 신호가 존재하지 않을 현재의 BI 다음의 BI들의 개수를 나타낸다.
한편, 도 5에서 설명한 바와 같은 필드들은 그 위치가 도 5와 동일하게 고정되는 것 뿐만 아니라 필요에 따라 변경될 수도 있음은 물론이다. 또한, 도 5에서 설명한 바와 같은 필드들 중 적어도 두 개는 1개의 필드로 통합될 수도 있음은 물론이다.
도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 비콘 신호의 포맷에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 먼저 도 6에 도시되어 있는 AP의 동작 과정은 송신 빔 패턴과 수신 빔 패턴을 동시에 탐색하기 위한 AP의 동작 과정임에 유의하여야만 할 것이다.
먼저, 611단계에서 상기 AP는 트레이닝 동작이 수행되지 않은 임의의 송신 빔 패턴을 선택하고 613단계로 진행한다. 상기 613단계에서 상기 AP는 상기 선택한 송신 빔 패턴을 기반으로 비콘 신호를 송신하고 615단계로 진행한다. 상기 615단계에서 상기 AP는 상기 선택한 송신 빔 패턴을 기반으로 트레이닝 시퀀스를 미리 설정되어 있는 카운트에 상응하게 반복 송신하고 617단계로 진행한다. 상기 617단계에서 상기 AP는 상기 AP에서 지원되는 송신 빔 패턴들 모두에 대해 비콘 신호 및 트레이닝 시퀀스를 송신하였는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 AP에서 지원되는 송신 빔 패턴들 모두에 대해 비콘 신호 및 트레이닝 시퀀스를 송신하지 않았을 경우 상기 AP는 상기 611단계로 되돌아간다.
한편, 상기 617단계에서 검사 결과 상기 AP에서 지원되는 송신 빔 패턴들 모두에 대해 비콘 신호 및 트레이닝 시퀀스를 송신하였을 경우 상기 AP는 619단계로 진행한다. 상기 619단계에서 상기 AP는 그 동작 모드를 수신 모드로 전환한 후 트레이닝 동작이 수행되지 않은 임의의 수신 빔 패턴을 선택하고 621단계로 진행한다.
상기 621단계에서 상기 AP는 STA로부터 응답 신호가 수신되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 STA로부터 응답 신호가 수신되었을 경우 상기 AP는 623단계로 진행한다. 상기 623단계에서 상기 AP는 그 동작 모드를 송신 모드로 전환하고, 상기 응답 신호에 포함되어 있는 상기 STA에 대한 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 대한 정보를 기반으로 상기 STA에 대한 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴으로 결정하고, 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 피드백 신호를 송신하고 625단계로 진행한다.
한편, 상기 621단계에서 검사 결과 상기 STA로부터 응답 신호가 수신되지 않았을 경우 상기 AP는 625단계로 진행한다. 상기 625단계에서 상기 AP는 상기 AP에서 지원하는 모든 수신 빔 패턴들에 대해서 트레이닝 동작이 수행되었는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 AP에서 지원하는 모든 수신 빔 패턴들에 대해서 트레이닝 동작이 수행되지 않았을 경우, 즉 트레이닝 동작이 수행될 수신 빔 패턴이 존재할 경우 상기 AP는 상기 619단계로 되돌아간다.
한편, 도 6이 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 일 예를 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 6에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 6에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 6에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 먼저 도 7에 도시되어 있는 STA의 동작 과정은 송신 빔 패턴과 수신 빔 패턴을 동시에 탐색하기 위한 STA의 동작 과정임에 유의하여야만 할 것이다.
먼저, 711단계에서 상기 STA는 수신 모드에서 전방향성 빔 패턴을 선택하고 713단계로 진행한다. 상기 713단계에서 상기 STA는 AP로부터 비콘 신호를 수신하고 715단계로 진행한다. 상기 715단계에서 상기 STA는 상기 STA가 지원하는 모든 수신 빔 패턴들 각각을 기반으로 상기 AP로부터 트레이닝 시퀀스를 수신하고 717단계로 진행한다. 상기 717단계에서 상기 STA는 상기 AP가 상기 AP가 지원하는 모든 송신 빔 패턴들에 대해 비콘 신호 및 트레이닝 신호를 송신하였는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 AP가 지원하는 모든 송신 빔 패턴들에 대해 비콘 신호 및 트레이닝 신호를 송신하지 않았을 경우 상기 AP는 상기 711단계로 되돌아간다.
한편, 상기 717단계에서 상기 검사 결과 상기 AP가 지원하는 모든 송신 빔 패턴들에 대해 비콘 신호 및 트레이닝 신호를 송신하였을 경우 719단계로 진행한다. 상기 719단계에서 상기 STA는 수신 성능이 가장 양호한, 상기 AP의 송신 빔 패턴 및 상기 STA의 수신 빔 패턴을 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴 및 상기 STA의 최적 수신 빔 패턴으로 선택하고 721단계로 진행한다. 상기 721단계에서 상기 STA는 상기 AP의 수신 빔 패턴이 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴과 동일한 구간에서 상기 STA의 최적 수신 빔 패턴과 동일한 송신 빔 패턴을 기반으로 응답 신호를 송신한다. 여기서, 상기 응답 신호는 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함한다.
한편, 도 7이 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 다른 예를 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 7에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 7에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 7에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 8을 참조하여 도 3의 Ext-BTI 동안의 AP 및 STA의 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 도 3의 Ext-BTI 동안의 AP 동작과, STA의 수신 빔 트레이닝 동작 및 Ext-A-BFT 구간 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 먼저 AP(311)는 비콘 신호 혹은 트레이닝 시퀀스를 송신할 경우 각 프레임의 마지막 부분에 트레이닝 필드를 송신함으로써 수신 빔 탐색 동작을 수행한다.
또한, 상기 STA#1(313-1) 및 STA#2(313-3) 각각은 비콘 신호 혹은 트레이닝 시퀀스 송신이 종료되는 시점에서 AP의 최적 송신 빔 패턴 및 STA의 최적 수신 빔 패턴을 선택한다.
도 8에서는 상기 STA#1(313-1)의 최적 송신 빔 패턴은 송신 빔 패턴#2이고, 상기 STA#1(313-1)의 최적 수신 빔 패턴은 수신 빔 패턴 #2이고, 상기 STA#1(313-1)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴은 송신 빔 패턴#1이고, 상기 STA#1(313-1)에 대한 상기 AP(311)의 최적 수신 빔 패턴은 수신 빔 패턴#1이라고 가정하기로 한다.
또한, 도 8에서는 상기 STA#2(313-2)의 최적 송신 빔 패턴은 송신 빔 패턴#1이고, 상기 STA#2(313-2)의 최적 수신 빔 패턴은 수신 빔 패턴 #1이고, 상기 STA#2(313-2)에 대한 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴은 송신 빔 패턴#2이고, 상기 STA#2(313-2)에 대한 상기 AP(311)의 최적 수신 빔 패턴은 수신 빔 패턴#2라고 가정하기로 한다.
도 8을 참조하면, 채널 호혜 원리를 기반으로 STA의 최적 수신 빔 패턴을 상기 STA의 최적 송신 빔 패턴으로 결정할 수 있으며, 따라서 상기 STA는 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 Ext-A-BFT 구간에서 응답 신호를 송신한다.
또한, 업링크 트레이닝 구간, 일 예로, Ext-A-BFT 구간에서 AP(311)는 일정한 구간마다 수신 빔 패턴을 변경해가면서 수신 섹터 스위프(sector sweep)(1 ~ N) 동작을 수행한다. 여기서, 상기 수신 섹터 변경 간격을 비교적 길게 유지할 경우 해당 구간 내에서 다수의 STA들이 응답 신호를 송신하는 것이 가능하게 된다.
상기 Ext-A-BFT 구간에서 상기 STA#1(313-1)은 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴/최적 수신 빔 패턴, 즉 송신 빔 패턴#1/수신 빔 패턴#1이 적용되는 구간에서 응답 신호를 송신한다. 여기서, 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴과 상기 AP(311)의 최적 수신 빔 패턴이 동일한 이유는 채널 호혜의 원리가 적용되기 때문이다. 이 경우, 상기 STA#1(313-1)은 최적 송신 빔 패턴#2를 기반으로 응답 신호를 송신한다. 여기서, 상기 응답 신호는 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴/최적 수신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함한다.
상기 Ext-A-BFT 구간에서 상기 STA#1(313-1)로부터 응답 신호를 수신한 AP(311)는 상기 응답 신호에 포함되어 있는 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보에 상응하게 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 피드백 신호를 송신한다. 여기서, 상기 STA#1(313-1)가 상기 AP(311)의 최적 송신 빔 패턴을 송신 빔 패턴#1로 결정하였으므로, 상기 AP(311)는 송신 빔 패턴#1을 기반으로 상기 피드백 신호를 송신하는 것이다. 이 경우, 상기 STA#1(313-1)은 최적 수신 빔 패턴, 즉 수신 빔 패턴#2를 기반으로 상기 AP(311)에서 송신한 피드백 신호를 수신한다.
도 8에서는 도 3의 Ext-BTI 동안의 AP 동작과, STA의 수신 빔 트레이닝 동작 및 Ext-A-BFT 구간 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 9를 참조하여 도 3의 Ext-BTI 동안의 AP 송신 빔 트레이닝 동작과 STA의 동작 및 Ext-A-BFT 구간 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 도 3의 Ext-BTI 동안의 AP 송신 빔 트레이닝 동작과 STA의 동작 및 Ext-A-BFT 구간 동작 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 먼저 AP(311)는 비콘 신호 혹은 트레이닝 시퀀스를 송신할 경우 각 프레임의 마지막 부분에 트레이닝 필드를 송신함으로써 송신 빔 탐색 동작을 수행한다.
상기와 같은 동작을 제외한 나머지 동작은 도 8에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 9에서는 도 3의 Ext-BTI 동안의 AP 송신 빔 트레이닝 동작과 STA의 동작 및 Ext-A-BFT 구간 동작 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 먼저 도 10에 도시되어 있는 AP의 동작 과정은 네트워크 오버헤드를 감소시키기 위한, 즉 트레이닝 시퀀스 송신을 기반으로 하는 빔 포밍 방식에서의 AP의 동작 과정임에 유의하여야만 할 것이다.
도 10을 참조하면, 먼저 AP는 1011단계에서 전방향성 송신 빔 패턴을 설정하고 1013단계로 진행한다. 상기 1013단계에서 상기 AP는 상기 전방향성 송신 빔 패턴을 기반으로 비콘 신호를 송신하고 1015단계로 진행한다. 상기 1015단계에서 상기 AP는 상기 AP가 지원하는 송신 빔 패턴들 중 특정 송신 빔 패턴을 기반으로 트레이닝 시퀀스를 미리 설정되어 있는 카운트에 상응하게 반복 송신하고 1017단계로 진행한다. 상기 1017단계에서 상기 AP는 상기 AP가 지원하는 모든 송신 빔 패턴들에 대해서 M회 트레이닝 시퀀스를 송신하였는지 검사한다. 즉, 상기 AP는 총 M*N회의 트레이닝 시퀀스들을 송신하였는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 AP가 지원하는 모든 송신 빔 패턴들에 대해서 M회 트레이닝 시퀀스를 송신하지 않았을 경우, 즉 송신해야할 트레이닝 시퀀스들이 남아있을 경우 상기 AP는 상기 1015단계로 진행한다.
한편, 상기 1017단계에서 검사 결과 상기 AP가 지원하는 모든 송신 빔 패턴들에 대해서 M회 트레이닝 시퀀스를 송신하였는지 검사한다. 즉, 상기 AP는 총 N*M회의 트레이닝 시퀀스들을 송신하였을 경우 상기 AP는 1019단계로 진행한다. 상기 1019단계에서 상기 AP는 전방향성 수신 빔 패턴을 설정하고 1021단계로 진행한다. 상기 1021단계에서 상기 AP는 STA올부터 응답 신호가 수신되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 STA로부터 응답 신호가 수신될 경우 상기 AP는 1023단계로 진행한다. 상기 1023단계에서 상기 AP는 상기 STA로부터 수신한 응답 신호에 포함되어 있는 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보에 상응하는 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 STA로 피드백 신호를 송신한다.
한편, 도 10이 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 다른 예를 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 10에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 10에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 10에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 동작 과정의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 먼저 도 11에 도시되어 있는 STA의 동작 과정은 네트워크 오버헤드를 감소시키기 위한, 즉 트레이닝 시퀀스 송신을 기반으로 하는 빔 포밍 방식에서의 STA의 동작 과정임에 유의하여야만 할 것이다.
먼저, 1111단계에서 상기 STA는 전방향성 수신 빔 패턴을 설정하고 1113단계로 진행한다. 상기 1113단계에서 상기 STA는 상기 전방향성 수신 빔 패턴을 기반으로 비콘 신호를 수신하고 1115단계로 진행한다. 상기 1115단계에서 상기 STA는 상기 STA가 지원하는 수신 빔 패턴들 중 특정 수신 빔 패턴을 기반으로 상기 AP로부터 트레이닝 시퀀스를 미리 설정되어 있는 카운트에 상응하게 반복 수신하고 1117단계로 진행한다. 상기 1117단계에서 상기 STA는 상기 STA가 지원하는 모든 수신 빔 패턴들에 대해서 N회 트레이닝 시퀀스를 수신하였는지 검사한다. 즉, 상기 STA는 총 M*N회의 트레이닝 시퀀스들을 수신하였는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 STA가 지원하는 모든 수신 빔 패턴들에 대해서 N회 트레이닝 시퀀스를 수신하지 않았을 경우, 즉 수신해야할 트레이닝 시퀀스들이 남아있을 경우 상기 STA는 상기 1115단계로 진행한다.
한편, 상기 1117단계에서 검사 결과 상기 STA가 지원하는 모든 수신 빔 패턴들에 대해서 N회 트레이닝 시퀀스를 수신하였을 경우 상기 STA는 1119단계로 진행한다. 상기 1119단계에서 상기 STA는 상기 수신한, 총 M*N회의 트레이닝 시퀀스들을 기반으로 최적 송신 빔 패턴을 결정하고 1121단계로 진행한다. 상기 1121단계에서 상기 STA는 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 상기 AP로 송신하고 1123단계로 진행한다. 상기 1123단계에서 상기 STA는 상기 AP로부터 피드백 신호를 수신한다.
한편, 도 11이 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 또 다른 예를 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 11에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 11에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 11에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 11에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 동작 과정의 또 다른 예에 대해서 설명하였으며, 도 12a 및 도 12b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 다른 예들에 대해서 설명하기로 한다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 다른 예들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12a 및 도 12b를 설명하기에 앞서, 상기 mmWave 통신 시스템은 일 예로 IEEE 802.11ad 통신 시스템이라 가정하기로 하며, 이는 설명의 편의를 위한 일 예일 뿐 본 개시의 범위를 한정하는 형태로 해석되어서는 안 된다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 먼저 상기 mmW 통신 시스템은 AP(1211)와 STA(1213)를 포함한다.
먼저, 상기 AP(1211) 및 STA(12113)은 BI를 기반으로 빔 포밍 동작을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에서는 네트워크 오버헤드를 감소시키는 것이 가능하도록 하는 새로운 빔포밍 절차 및 프레임 구조를 제안한다.
도 12a 및 도 12b에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP(1211)는 비콘 신호 혹은 트레이닝 시퀀스를 송신할 경우, 각 프레임의 마지막 부분에서 트레이닝 필드를 송신하여 상기 AP(1211)의 송신 빔 패턴 탐색 동작과 상기 STA(1213)의 수신 빔 패턴 탐색 동작을 동시에 수행할 수 있다.
상기 비콘 신호 혹은 트레이닝 시퀀스의 송신이 종료되는 시점에서, 상기 STA(1211)는 상기 AP(1211)의 송신 빔 패턴들 중 최적 송신 빔 패턴을 선택하고, 상기 STA(1213) 자신의 최적 수신 빔 패턴을 결정한다.
한편, 상기 STA(1213)는 채널 호혜의 원리를 기반으로 상기 STA(1213) 자신의 최적 수신 빔 패턴을 상기 STA(1213) 자신의 최적 송신 빔 패턴으로 결정할 수 있으며, 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 AP(1211)로 응답 신호를 송신한다. 이 경우, 별도의 UL 트레이닝 구간이 필요로 되지 않는다. 또한, 상기 응답 신호에는 상기 AP(1211)의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보가 포함된다.
또한, 상기 AP(1211)는 상기 STA(1213)로부터 수신한 응답 신호에 포함되어 있는 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 기반으로 최적 송신 빔 패턴을 결정하고, 상기 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 응답 신호에 대한 피드백 신호를 상기 STA(1213)로 송신한다.
도 12a에 도시되어 있는 빔 포밍 동작을 수행하는 과정과 도 12b에 도시되어 있는 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 차이는 AP(1211)가 트레이닝 시퀀스를 상기 AP(1211)가 지원하는 송신 빔 패턴들에 대해서 순차적으로 1개씩 미리 설정되어 있는 카운트에 상응하게 반복 송신하는지 혹은 상기 AP(1211)가 지원하는 송신 빔 패턴들 모두에 대해서 트레이닝 시퀀스를 1번 송신하고, 다시 상기 카운트에 도달할 때까지 상기 AP(1211)가 지원하는 송신 빔 패턴들 모두에 대해서 트레이닝 시퀀스를 순차적으로 송신하는지가 다르다는 것이다.
또한, 도 12a에 도시되어 있는 빔 포밍 동작을 수행하는 과정과 도 12b에 도시되어 있는 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 차이는 STA(1211)가 트레이닝 시퀀스를 상기 STA(1213)가 지원하는 수신 빔 패턴들에 대해서 순차적으로 1개씩 미리 설정되어 있는 카운트에 상응하게 트레이닝 시퀀스를 반복 수신하는지 혹은 상기 STA(1213)가 지원하는 수신 빔 패턴들 모두에 대해서 트레이닝 시퀀스를 1번 수신하고, 다시 상기 카운트에 도달할 때까지 상기 STA(1213)가 지원하는 수신 빔 패턴들 모두에 대해서 트레이닝 시퀀스를 순차적으로 송신하는지가 다르다는 것이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 과정의 다른 예들에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템의 업링크 커버리지 및 다운링크 커버리지 환경에 대해서 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템의 업링크 커버리지 및 다운링크 커버리지 환경을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 상기 mmW 통신 시스템은 AP(1311)와, 다수의, 일 예로 N개의 단말기들, 일 예로 단말기#1(1313-1)과, 단말기#2(1313-2), ... , 단말기#N(1313-N)을 포함한다.
도 13에 도시되어 있는 바와 같이 상기 AP(1311)와 상기 단말기#1(1313-1)과, 단말기#2(1313-2), ... , 단말기#N(1313-N)의 출력 전력이 상이함을 알 수 있다. 즉, 상기 AP(1311)의 출력 전력이 상기 단말기#1(1313-1)과, 단말기#2(1313-2), ... , 단말기#N(1313-N)의 출력 전력보다 큼을 알 수 있다.
이렇게, 출력 전력이 다름으로 인해 링크 커버리지 역시 다르게 되며, 따라서 상기 AP(1311)의 링크 커버리지, 즉 다운링크 커버리지와 상기 단말기#1(1313-1)과, 단말기#2(1313-2), ... , 단말기#N(1313-N)의 링크 커버리지들, 즉 업링크 커버리지들간의 미스매치가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 링크 커버리지를 고려하여 빔 포밍 동작이 수행됨으로써 네트워크 오버헤드가 감소된다. 또한, 상기와 같은 다운링크 커버리지와 업링크 커버리지간의 미스매치 환경에서, 그 커버리지가 작은 방향의 빔 포밍 이득을 증가시킴으로써 커버리지 한계를 극복할 수 있게 된다. 상기 링크 커버리지를 고려하여 빔 포밍 동작을 수행하는 과정에 대해서는 도 3 내지 도 12b에서 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
즉, 상기 AP(1311)와 STA#1(1313-1)간에는 간략화된 절차로, 즉 네트워크 오버헤드를 감소시키는 것이 가능하도록 안정적인 링크가 확보될 수 있다. 또한, 상기 AP(1311)와 상기 STA#N(1313-N)간에는 노말 빔 포밍 방식을 통해서는 링크 성립 자체가 불가능하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 기반으로 빔 포밍 동작이 수행될 경우에는 안정적인 링크가 확보될 수 있다.
도 13에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템의 업링크 커버리지 및 다운링크 커버리지 환경에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 14를 참조하여 일반적인 mmW 통신 시스템에서 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 안테나 수신 성능 감소에 따른 링크 커버리지 손실에 대해서 설명하기로 한다.
도 14는 일반적인 mmW 통신 시스템에서 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 안테나 수신 성능 감소에 따른 링크 커버리지 손실을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 노말 빔 포밍 방식에 따른 빔 포밍 동작이 수행될 경우 수신 안테나의 방향은 준-전방향성으로 설정되며, 따라서 안테나 수신 성능이 감소될 경우, 링크 커버리지 손실이 발생되게 된다. 여기서, 상기 안테나 수신 성능 감소는 수신 안테나의 방향이 지향성으로 설정될 경우의 안테나 수신 성능 대비 감소되는 것을 의미한다.
도 14에서는 일반적인 mmW 통신 시스템에서 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 안테나 수신 성능 감소에 따른 링크 커버리지 손실에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 15를 참조하여 일반적인 mmW 통신 시스템에서 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 네트워크 오버헤드 증가에 대해서 설명하기로 한다.
도 15는 일반적인 mmW 통신 시스템에서 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 네트워크 오버헤드 증가를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 상기 노말 빔 포밍 방식에 따른 빔 포밍 동작이 수행될 경우 AP 및 STA 각각은 빔 포밍 동작을 수행하기 위해 빔 트레이닝(beam training) 과정을 수행하며, 이런 빔 트레이닝 과정은 유효 데이터를 송신하지 않는 네트워크 오버헤드 구간이 된다. 이런 네트워크 오버헤드 구간의 증가는 결과적으로 네트워크의 처리량을 감소시키게 된다.
또한, 상기 mmW 통신 시스템에서 상기 AP 및 STA 각각에서 지원하는 빔 패턴들의 개수가 증가할 수록 네트워크 오버헤드 구간 역시 증가된다. 상기 AP는 상기 AP에 접속되어 있는 모든 STA들과 빔 포밍 동작을 수행하므로, 상기 AP에 접속되어 있는 STA들의 개수가 증가할수록 네트워크 오버헤드 구간 역시 증가된다. 이런 네트워크 오버헤드 구간의 증가는 결과적으로 네트워크의 처리량을 감소시키게 된다.
도 15에서는 일반적인 mmW 통신 시스템에서 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 네트워크 오버헤드 증가에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 16을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 제안된 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 빔 포밍 패턴들의 개수에 따른 네트워크 오버헤드 감소에 대해서 설명하기로 한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 제안된 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 빔 포밍 패턴들의 개수에 따른 네트워크 오버헤드 감소를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식이 사용될 경우 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들의 개수가 증가할 수록 그 네트워크 오버헤드가 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우에 비해 감소됨을 알 수 있다.
도 16에서 "One-shot BF"로 도시된 그래프가 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식이 사용될 경우 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들의 개수에 따른 빔 포밍 시간을 나타낸다. 또한, 도 16에서 " Legacy BF"로 도시된 그래프가 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들의 개수에 따른 빔 포밍 시간을 나타낸다. 또한, 도 16에서 "STA's sector number"는 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들의 개수를 나타낸다.
도 16에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 제안된 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 빔 포밍 패턴들의 개수에 따른 네트워크 오버헤드 감소에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 17을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 제안된 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 업링크 커버리지 증가에 대해서 설명하기로 한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 제안된 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 업링크 커버리지 증가를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식이 사용될 경우 AP에 접속되는 STA들의 개수가 증가할 수록 그 네트워크 오버헤드가 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우에 비해 감소됨을 알 수 있다.
도 17에서 "One-shot BF"로 도시된 그래프가 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식이 사용될 AP에 접속되는 STA들의 개수에 따른 빔 포밍 시간을 나타낸다. 또한, 도 17에서 " Legacy BF"로 도시된 그래프가 노말 빔 포밍 방식이 사용될 경우 AP에 접속되는 STA들의 개수에 따른 빔 포밍 시간을 나타낸다. 또한, 도 17에서 "STA's sector number"는 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들의 개수를 나타낸다.
도 17에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 제안된 빔 포밍 방식이 사용될 경우의 업링크 커버리지 증가에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 18을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, AP(1800)은 송신기(1811)와, 제어기(1813)와, 수신기(1815)와, 저장 유닛(1817)을 포함한다.
먼저, 상기 제어기(1813)는 상기 AP(1800)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작에 대해서는 도 3 내지 도 12b에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신기(1811)는 상기 제어기(1813)의 제어에 따라 상기 mmW 통신 시스템에서 포함하는 다른 엔터티(entity)들, 일 예로 STA 등과 같은 다른 엔터티들로 각종 신호 및 각종 메시지들을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(1811)가 송신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 3 내지 도 12b에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 수신기(1815)는 상기 제어기(1813)의 제어에 따라 상기 mmW 통신 시스템에서 포함하는 다른 엔터티들, 일 예로 STA 등과 같은 다른 엔터티들로부터 각종 신호 및 각종 메시지들을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(1815)가 수신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 3 내지 도 12b에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 저장 유닛(1817)은 상기 제어기(1813)의 제어에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작에 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다.
또한, 상기 저장 유닛(1817)은 상기 수신기(1815)가 상기 다른 엔터티들로부터 수신한 각종 신호 및 각종 메시지들을 저장한다.
한편, 도 18에는 상기 AP(1800)가 상기 송신기(1811)와, 제어기(1813)와, 수신기(1815)와, 저장 유닛(1817)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 AP(1800)은 상기 송신기(1811)와, 제어기(1813)와, 수신기(1815)와, 저장 유닛(1017) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다. 또한, 상기 AP(1800)은 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.
도 18에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 AP의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 19를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 mmW 통신 시스템에서 STA의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 19를 참조하면, STA(1900)는 송신기(1911)와, 제어기(1913)와, 수신기(1915)와, 저장 유닛(1917)을 포함한다.
먼저, 상기 제어기(1913)는 상기 STA(1900)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작에 대해서는 도 3 내지 도 12b에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신기(1911)는 상기 제어기(1913)의 제어에 따라 상기 mmW 통신 시스템에서 포함하는 다른 엔터티들, 일 예로 AP 등과 같은 다른 엔터티들로 각종 신호 및 각종 메시지들을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(1911)가 송신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 3 내지 도 12b에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 수신기(1915)는 상기 제어기(1913)의 제어에 따라 상기 mmW 통신 시스템에서 포함하는 다른 엔터티들, 일 예로 AP 등과 같은 다른 엔터티들로부터 각종 신호 및 각종 메시지들을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(1915)가 수신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 3 내지 도 12b에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 저장 유닛(1917)은 상기 제어기(1913)의 제어에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 기반으로 하는 빔 포밍 동작을 수행하는 동작에 관련된 동작에 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다.
또한, 상기 저장 유닛(1917)은 상기 수신기(1915)가 상기 다른 엔터티들로부터 수신한 각종 신호 및 각종 메시지들을 저장한다.
한편, 도 19에는 상기 STA(1900)가 상기 송신기(1911)와, 제어기(1913)와, 수신기(1915)와, 저장 유닛(1917)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 STA(1900)는 상기 송신기(1911)와, 제어기(1913)와, 수신기(1915)와, 저장 유닛(1917) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다. 또한, 상기 STA(1900)는 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(Random-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형할 수 있음은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (48)

  1. 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 억세스 포인트(access point: AP)가 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 방법에 있어서,
    기준 신호 송신 구간에서 전방향성 기준 신호를 송신하는 과정과,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 전방향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 과정은;
    상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들 각각을 기반으로 미리 설정된 카운트에 상응하게 상기 트레이닝 신호를 반복 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 과정은;
    상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들 모두를 기반으로 상기 트레이닝 신호를 1회 송신하는 동작을 미리 설정된 카운트에 도달할 때까지 반복 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전방향성 기준 신호는 송신 안테나 이득 정보와, 수신 안테나 이득 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 트레이닝 신호를 송신한 후 단말기(station: STA)로부터 상기 STA가 결정한, 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보에 상응하게 상기 STA에 대해 적용할 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴을 결정하고, 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 응답 신호에 대한 피드백 신호를 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  7. 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 억세스 포인트(access point: AP)가 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 방법에 있어서,
    기준 신호 송신 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 지향성 기준 신호를 송신하는 과정과,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 지향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 과정은;
    상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들 각각을 기반으로 미리 설정된 카운트에 상응하게 상기 트레이닝 신호를 반복 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 과정은;
    상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들 모두를 기반으로 상기 트레이닝 신호를 1회 송신하는 동작을 미리 설정된 카운트에 도달할 때까지 반복 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 지향성 기준 신호는 송신 안테나 이득 정보와, 수신 안테나 이득 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 트레이닝 신호를 송신한 후 단말기(station: STA)로부터 상기 STA가 결정한, 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보에 상응하게 상기 STA에 대해 적용할 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴을 결정하고, 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 응답 신호에 대한 피드백 신호를 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  13. 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 단말기(station: STA)가 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 방법에 있어서,
    기준 신호 송신 구간에서 전방향성 기준 신호를 수신하는 과정과,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 전방향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 과정은;
    상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들 각각을 기반으로 미리 설정된 카운트에 상응하게 상기 트레이닝 신호를 반복 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 과정은;
    상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들 모두를 기반으로 상기 트레이닝 신호를 1회 수신하는 동작을 미리 설정된 카운트에 도달할 때까지 반복 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 지향성 기준 신호는 송신 안테나 이득 정보와, 수신 안테나 이득 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 트레이닝 신호를 수신한 후 억세스 포인트(access point: AP)로 상기 STA가 결정한, 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 AP로부터 상기 응답 신호에 대한 피드백 신호를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  19. 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 단말기(station: STA)가 빔 포밍(beam forming) 동작을 수행하는 방법에 있어서,
    기준 신호 송신 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 지향성 기준 신호를 수신하는 과정과,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 지향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 과정은;
    상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들 각각을 기반으로 미리 설정된 카운트에 상응하게 상기 트레이닝 신호를 반복 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 과정은;
    상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들 모두를 기반으로 상기 트레이닝 신호를 1회 수신하는 동작을 미리 설정된 카운트에 도달할 때까지 반복 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 지향성 기준 신호는 송신 안테나 이득 정보와, 수신 안테나 이득 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 트레이닝 신호를 수신한 후 억세스 포인트(access point: AP)로 상기 STA가 결정한, 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 AP로부터 상기 응답 신호에 대한 피드백 신호를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA가 빔 포밍 동작을 수행하는 방법.
  25. 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 억세스 포인트(access point: AP)에 있어서,
    기준 신호 송신 구간에서 전방향성 기준 신호를 송신하는 동작과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴(beamforming pattern)들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 동작을 수행하는 송신기를 포함하며,
    상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 전방향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 동작은;
    상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들 각각을 기반으로 미리 설정된 카운트에 상응하게 상기 트레이닝 신호를 반복 송신하는 동작을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 동작은;
    상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들 모두를 기반으로 상기 트레이닝 신호를 1회 송신하는 동작을 미리 설정된 카운트에 도달할 때까지 반복 수행하는 동작을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 전방향성 기준 신호는 송신 안테나 이득 정보와, 수신 안테나 이득 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 트레이닝 신호를 송신한 후 단말기(station: STA)로부터 상기 STA가 결정한, 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 수신하는 수신기를 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보에 상응하게 상기 STA에 대해 적용할 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴을 결정하는 제어기를 더 포함하며,
    상기 송신기는 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 응답 신호에 대한 피드백 신호를 송신함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  31. 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 억세스 포인트(access point: AP)에 있어서,
    기준 신호 송신 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 지향성 기준 신호를 송신하는 동작과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 동작을 수행하는 송신기를 포함하며,
    상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 지향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 동작은;
    상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들 각각을 기반으로 미리 설정된 카운트에 상응하게 상기 트레이닝 신호를 반복 송신하는 동작을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 송신되는 구간과 다른 구간에서 상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 송신하는 동작은;
    상기 AP가 지원하는 빔 포밍 패턴들 모두를 기반으로 상기 트레이닝 신호를 1회 송신하는 동작을 미리 설정된 카운트에 도달할 때까지 반복 수행하는 동작을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 지향성 기준 신호는 송신 안테나 이득 정보와, 수신 안테나 이득 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 트레이닝 신호를 송신한 후 단말기(station: STA)로부터 상기 STA가 결정한, 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 수신하는 수신기를 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보에 상응하게 상기 STA에 대해 적용할 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴을 결정하는 제어기를 더 포함하며,
    상기 송신기는 상기 결정한 최적 송신 빔 패턴을 기반으로 상기 응답 신호에 대한 피드백 신호를 송신함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 AP.
  37. 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 단말기(station: STA)에 있어서,
    기준 신호 송신 구간에서 전방향성 기준 신호를 수신하는 동작과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴(beamforming pattern)들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 동작을 수행하는 수신기를 포함하며,
    상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 전방향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 동작은;
    상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들 각각을 기반으로 미리 설정된 카운트에 상응하게 상기 트레이닝 신호를 반복 수신하는 동작을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  39. 제37항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 전방향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 동작은;
    상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들 모두를 기반으로 상기 트레이닝 신호를 1회 수신하는 동작을 미리 설정된 카운트에 도달할 때까지 반복 수행하는 동작을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 지향성 기준 신호는 송신 안테나 이득 정보와, 수신 안테나 이득 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  41. 제37항에 있어서,
    상기 트레이닝 신호를 수신한 후 억세스 포인트(access point: AP)로 상기 STA가 결정한, 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 송신하는 송신기를 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 AP로부터 상기 응답 신호에 대한 피드백 신호를 수신함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  43. 밀리미터파(millimeter Wave: mmWave) 통신 시스템에서 단말기(station: STA)에 있어서,
    기준 신호 송신 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴(pattern)들을 기반으로 지향성 기준 신호를 수신하는 동작과, 상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 동작을 수행하는 수신기를 포함하며,
    상기 트레이닝 신호의 길이는 상기 지향성 기준 신호의 길이보다 짧음을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 동작은;
    상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들 각각을 기반으로 미리 설정된 카운트에 상응하게 상기 트레이닝 신호를 반복 수신하는 동작을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 기준 신호 송신 구간 중 상기 지향성 기준 신호가 수신되는 구간과 다른 구간에서 상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들을 기반으로 트레이닝 신호를 수신하는 동작은;
    상기 STA가 지원하는 빔 포밍 패턴들 모두를 기반으로 상기 트레이닝 신호를 1회 수신하는 동작을 미리 설정된 카운트에 도달할 때까지 반복 수행하는 동작을 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  46. 제43항에 있어서,
    상기 지향성 기준 신호는 송신 안테나 이득 정보와, 수신 안테나 이득 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  47. 제43항에 있어서,
    상기 트레이닝 신호를 수신한 후 억세스 포인트(access point: AP)로 상기 STA가 결정한, 상기 AP의 최적 송신 빔 패턴에 관련된 정보를 포함하는 응답 신호를 송신하는 송신기를 더 포함함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 AP로부터 상기 응답 신호에 대한 피드백 신호를 수신함을 특징으로 하는 mmWave 통신 시스템에서 STA.
KR1020150144801A 2015-10-16 2015-10-16 밀리미터파 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법 KR20170044994A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150144801A KR20170044994A (ko) 2015-10-16 2015-10-16 밀리미터파 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법
US15/293,911 US10517000B2 (en) 2015-10-16 2016-10-14 Apparatus and method for performing beamforming operation in millimeter wave communication system
EP16855771.8A EP3342061A4 (en) 2015-10-16 2016-10-14 Apparatus and method for performing beamforming operation in millimeter wave communication system
PCT/KR2016/011551 WO2017065554A1 (en) 2015-10-16 2016-10-14 Apparatus and method for performing beamforming operation in millimeter wave communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150144801A KR20170044994A (ko) 2015-10-16 2015-10-16 밀리미터파 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170044994A true KR20170044994A (ko) 2017-04-26

Family

ID=58517689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150144801A KR20170044994A (ko) 2015-10-16 2015-10-16 밀리미터파 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10517000B2 (ko)
EP (1) EP3342061A4 (ko)
KR (1) KR20170044994A (ko)
WO (1) WO2017065554A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020009373A1 (ko) * 2018-07-04 2020-01-09 삼성전자 주식회사 데이터 통신을 제어하는 방법, 전자 장치 및 저장 매체
WO2020204299A1 (ko) * 2019-04-02 2020-10-08 삼성전자 주식회사 카메라가 수집한 데이터에 기반하여 빔을 제어하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY191137A (en) * 2016-03-10 2022-05-31 Interdigital Patent Holdings Inc Systems and methods for beamforming training in wireless local area networks
US20170338925A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 National Taiwan University Scheduling method of communication system using directional reference signals and related apparatuses using the same
US9942886B1 (en) * 2016-10-07 2018-04-10 Qualcomm Incorporated Variable physical uplink control channel (PUCCH) signaling and transmission
JP6864476B6 (ja) * 2017-01-05 2021-06-23 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ 基地局制御装置、基地局装置および制御方法
US10506576B2 (en) 2017-01-27 2019-12-10 Qualcomm Incorporated Multi-link new radio (NR)-physical downlink control channel (PDCCH) design
US10779273B2 (en) 2017-03-10 2020-09-15 Qualcomm Incorporated NR uplink transmit beam selection based on PDCCH/PDSCH receive beams
US10897295B2 (en) * 2017-04-13 2021-01-19 Futurewei Technologies, Inc. System and method for beam indexing reference signal design for initial access
KR102400089B1 (ko) * 2017-06-09 2022-05-23 삼성전자 주식회사 통신을 제어하는 전자장치 및 동작 방법
US10411778B1 (en) * 2018-02-28 2019-09-10 Apple Inc. Antenna diversity for beacon broadcasting in directional wireless network
US11082117B2 (en) * 2018-09-28 2021-08-03 At&T Intellectual Property I, L.P. Facilitation of beam management for 5G or other next generation network
US11246082B1 (en) * 2020-10-02 2022-02-08 Bluwireless Technology Limited Wireless communication for end node

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8879516B2 (en) * 2008-12-10 2014-11-04 Marvell World Trade Ltd Efficient formats of beacon, announcement, and beamforming training frames
WO2010099040A1 (en) 2009-02-24 2010-09-02 Marvell World Trade Ltd. Techniques for flexible and efficient beamforming
US8625565B2 (en) 2009-10-06 2014-01-07 Intel Corporation Millimeter-wave communication station and method for multiple-access beamforming in a millimeter-wave communication network
US9267099B2 (en) * 2010-03-15 2016-02-23 Indiana University Research And Technology Corporation Engineered lumenized vascular networks and support matrix
US20130044695A1 (en) * 2011-08-17 2013-02-21 Broadcom Corporation Fast link establishment for wireless stations operating in millimeter-wave band
AU2013203066B2 (en) * 2012-01-25 2016-04-21 Leo Pharma A/S Process for the preparation of ingenol-3-angelate
US9225401B2 (en) 2012-05-22 2015-12-29 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Method and apparatus of beam training for MIMO operation and multiple antenna beamforming operation
US9048894B2 (en) 2012-05-22 2015-06-02 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Method and apparatus of beam training for MIMO operation
US8989163B2 (en) * 2012-06-06 2015-03-24 Intel Corporation Device, system and method of communicating during an association beamforming training (A-BFT) period
US20150004974A1 (en) * 2012-08-21 2015-01-01 Bizhan Karimi-Cherkandi Method and apparatus for selecting an access point based on direction of movement
US9166660B2 (en) * 2013-11-27 2015-10-20 Marvell World Trade Ltd. Uplink multi-user multiple input multiple output beamforming

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020009373A1 (ko) * 2018-07-04 2020-01-09 삼성전자 주식회사 데이터 통신을 제어하는 방법, 전자 장치 및 저장 매체
US11265051B2 (en) 2018-07-04 2022-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method, electronic device, and storage means for controlling data communication
WO2020204299A1 (ko) * 2019-04-02 2020-10-08 삼성전자 주식회사 카메라가 수집한 데이터에 기반하여 빔을 제어하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법
US11290166B2 (en) 2019-04-02 2022-03-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device for controlling beam based on data obtained by camera and method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20170111806A1 (en) 2017-04-20
WO2017065554A1 (en) 2017-04-20
EP3342061A4 (en) 2018-09-12
EP3342061A1 (en) 2018-07-04
US10517000B2 (en) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170044994A (ko) 밀리미터파 통신 시스템에서 빔 포밍 동작을 수행하는 장치 및 방법
KR102270450B1 (ko) 빔 포밍을 지원하는 풀 듀플렉스 통신 시스템에서 통신을 수행하는 장치 및 방법
KR102139223B1 (ko) 빔포밍 시스템에서 동기 설정 및 신호 송수신 방법 및 장치
WO2020164601A1 (zh) 传输配置编号状态指示的方法和通信装置
US10516448B2 (en) Beam operation device and method in communication system supporting hybrid multiple-input multiple-output mode
US10477494B2 (en) Method and apparatus for controlling timing advance
EP3509228A1 (en) Method by which terminal determines beam in wireless communication system and terminal therefor
US10305551B2 (en) Apparatus and method for transmitting and receiving transmission beam information and channel quality information in communication system supporting multi-user multi-input multi-output scheme
CN109997320A (zh) 包括天线的设备及其控制方法
US20230421224A1 (en) Method and device for performing improved beam tracking in next-generation wireless communication system
WO2016129725A1 (ko) 밀리미터 웨이브를 지원하는 무선 접속 시스템에서 하이브리드 스캐닝 수행 방법 및 장치
WO2021174458A1 (en) Method, device and computer storage medium for communication
US10523302B2 (en) Apparatus and method for selecting beam pattern in communication system supporting beamforming scheme
US20210076370A1 (en) Calibrating an array antenna
CN113243090B (zh) 测试无线通信模块的方法及包含无线通信模块的电子设备
JP7244316B2 (ja) 端末及び基地局
CN109587694A (zh) 一种提高城中村信号覆盖的方法及电子设备
WO2021053370A1 (en) Pmi distance (pmid) assisted mu-mimo transmission
US20230396296A1 (en) Phase correction method and communication apparatus
CN116171617B (zh) 用于信道状态信息开销减少的大规模终端分组
CN107770831A (zh) 用于传输小区系统信息的方法和设备
EP4311332A1 (en) Method for transmitting physical downlink control channel and device
KR102041669B1 (ko) 수신 장치의 이동성 지원을 위한 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법 및 시스템
CN117615441A (zh) 上行功率控制方法及终端设备
CN117098179A (zh) 通信方法及相关装置