KR20170128772A - 불확실성에 따른 빔포밍 구성 제어 - Google Patents

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마르틴 헤슬러
레자 무사비
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텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
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Abstract

제1 디바이스(100)로부터 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들과 연관된 신호 품질이 결정된다. 또한, 결정된 신호 품질의 불확실성이 결정된다. 결정된 신호 품질 및 불확실성에 따라, 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들을 수행하기 위해 제1 디바이스(100)에 의해 적용되는 빔포밍 구성이 적응된다.

Description

불확실성에 따른 빔포밍 구성 제어
본 발명은 무선 송신들을 제어하기 위한 방법들 및 대응하는 디바이스들에 관한 것이다.
무선 통신 네트워크들(radio communication networks)에서, 성능을 증가시키기 위해 다중-안테나 기술들을 활용하는 것이 공지되어 있다. 예를 들어, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에 의해 특정된 LTE(Long Term Evolution) 셀룰러 무선 기술의 경우, "이벌브드 노드 B(evolved Node B)"(eNB)로 지칭되는 LTE 무선 기술의 기지국의 다수의 안테나를 송신 다이버시티 모드(transmit diversity mode) 또는 공간 멀티플렉싱 모드(spatial multiplexing mode)(예를 들어, 3GPP TS 36.211 V12.4.0 참조)로 동작시킴으로써 다중-안테나 송신 기술들이 적용될 수 있다.
이러한 다중-안테나 기술들을 사용하면, 각각의 안테나로부터의 수신 신호가 특정 수신기, 예를 들어, 사용자 장비(UE)에서 코히어런트하게 가산되도록 하는 방식으로 각각의 안테나로부터의 송신 신호가 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 모든 안테나들로부터의 전체 송신 신호는 결과적으로 하나 이상의 공간 방향들에서 상대적으로 증가되는 수신 신호 전력이 되며, 즉, 하나 이상의 빔들을 형성한다. 이러한 제어를 빔포밍(beamforming)이라고 한다.
빔포밍을 효율적으로 활용함에 있어서, 각각의 빔과 연관된 신호 품질에 대한 정확한 지식은 중요한 측면이다. eNB에서, 업링크 및 다운링크 송신 방향의 상호 관계를 가정하면, 이러한 지식은 예를 들어, UE가 미리 결정된 기준 신호를 송신하게 하고, 이 기준 신호가 다수의 안테나들에서 수신될 때 이를 측정하고, 측정된 기준 신호들에 기초하여, 주어진 빔포밍 구성과 연관된 신호 품질을 추정함으로써 획득될 수 있다. 또한, UE로부터의 피드백에 따라 어느 빔포밍 구성을 적용할지를 정의하는 미리 정의된 코드북이 적용될 수 있다. 이러한 피드백은 예를 들어, 특정 빔에서 송신들을 수행하는 동안에 UE에 의해 측정되는 채널 품질에 대한 리포트들을 포함할 수 있다.
그러나, 특정 시나리오들에서, 특정 UE에 대해 적용되는 빔포밍 구성을 제어하는 공지된 방법들은 불만족스러운 결과들을 제공할 수 있는데, 왜냐하면 현재 적용되는 빔포밍 구성에 대한 선택이 기한이 지난 것(outdated) 또는 충분히 정확하지 못한 것에 기초하여 행해진 신호 품질들에 대한 추정들 때문이다. 이는 결과적으로 예를 들어, 빔이 UE를 "누락시키는" 빔포밍 구성을 선택하게 할 수 있으며, 이는 이 UE에 의해 경험되는 성능이 빔포밍을 활용하지 않은 경우보다 더 낮을 수 있음을 의미한다. 이러한 문제는 더 많은 수의 안테나들을 활용하는 것에 의해 빔들이 더욱 포커싱됨에 따라 더 악화된다. 반면에, 신호 품질들에 대한 추정들의 정확도를 향상시키는 것과 관련해서도 한계점들이 있다. 예를 들어, UE로의 송신들을 위해 특정 빔이 정의되고 나면, UE는 이 빔에 대해서만 측정들을 수행할 것이고, 다른 빔들에 의해 달성될 수 있는 신호 품질들에 대한 정확한 평가는 가능하지 않을 수 있다. 또한, UE가 기준 신호들을 eNB로 송신할 수 있는 시간 밀도(temporal density) 및 전력 또한 통상적으로 제한적이며, 업링크 방향으로 송신되는 신호들에 대한 측정들에 기초하여 다운링크 방향에서 달성될 수 있는 신호 품질을 추정하면 다양한 종류들의 계통적 오차들(systematic errors)을 도입할 수 있게 된다.
따라서, 무선 송신들을 위해 빔포밍을 효율적으로 활용하는 것을 가능하게 하는 기술들이 필요하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 송신들(radio transmissions)을 제어하는 방법이 제공된다. 본 방법에 따르면, 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로의 무선 송신들과 연관된 신호 품질이 결정된다. 또한, 결정된 신호 품질의 불확실성(uncertainty)이 결정된다. 결정된 신호 품질 및 불확실성에 따라, 제2 디바이스로의 무선 송신들을 수행하기 위해 제1 디바이스에 의해 적용되는 빔포밍(beamforming) 구성이 적응(adapt)된다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 디바이스가 제공된다. 디바이스는 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로의 무선 송신들과 연관된 신호 품질을 결정하도록 구성된다. 또한, 디바이스는 결정된 신호 품질의 불확실성을 결정하도록 구성된다. 또한, 디바이스는, 결정된 신호 품질 및 불확실성에 따라, 제2 디바이스로의 무선 송신들을 수행하기 위해 제1 디바이스에 의해 적용되는 빔포밍 구성을 적응시키도록 구성된다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로의 무선 송신들을 제어하도록 구성된 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 제품이 예를 들어, 비일시적 스토리지 매체의 형태로 제공된다. 프로그램 코드의 실행은 디바이스로 하여금 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로의 무선 송신들과 연관된 신호 품질을 결정하게 한다. 또한, 프로그램 코드의 실행은 디바이스로 하여금 결정된 신호 품질의 불확실성을 결정하게 한다. 또한, 프로그램 코드의 실행은, 디바이스로 하여금, 결정된 신호 품질 및 불확실성에 따라, 제2 디바이스로의 무선 송신들을 수행하기 위해 제1 디바이스에 의해 적용되는 빔포밍 구성을 적응시키게 한다.
그러한 실시예들 및 추가적인 실시예들의 세부사항들이 이하의 실시예들의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1A 및 도 1B는 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 구성의 적응을 개략적으로 예시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 구성을 적응시키는 프로세스를 도시한다.
도 3은 이동하는 UE에 대한 신호 품질 추정들의 예시적인 자기상관(autocorrelation)들을 도시한다.
도 4는 이동하는 UE에 빔포밍 구성이 적응되는 예시적인 시나리오를 도시한다.
도 5는 섀도잉 효과들을 고려하여 빔포밍 구성이 적응되는 예시적인 시나리오를 도시한다.
도 6은 신호 품질 추정들이 기초하는 측정들의 에이지(age)를 고려하여 빔포밍 구성이 적응되는 예시적인 시나리오를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방법을 개략적으로 예시하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국을 개략적으로 예시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어 디바이스를 개략적으로 예시한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 보고 기능들을 갖는 통신 디바이스를 개략적으로 예시한다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 개념들이 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다. 예시되는 실시예들은 셀룰러 네트워크와 이하에서 UE들이라고도 지칭되는 통신 디바이스들 사이의 무선 송신들의 제어에 관한 것이다. 특히, 예시되는 예들은 셀룰러 네트워크의 기지국으로부터 특정 UE로의 다운링크 무선 송신들에 빔포밍이 적용된다고 가정한다. 그러나, 이 개념들은 UE로부터 셀룰러 네트워크로의 업링크 무선 송신들에도 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 셀룰러 네트워크는 예를 들어, LTE 무선 기술에 기초할 수 있다. 그러나, 예시되는 개념들이 또한 다른 무선 기술들, 예를 들어, 다른 셀룰러 무선 기술들, 예를 들어, 5G(5th Generation cellular radio technology), WLAN(Wireless Local Area Network) 기술들 또는 PAN(Personal Area Network) 기술들과 관련해서도 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
빔포밍은 기지국 및 UE에서 다수의 안테나들의 어레이를 활용하는 것에 기초할 수 있다. UE에 의해 보고되는 신호 품질들에 프리코딩 벡터들을 매핑하는 미리 구성된 코드북이 활용되는 코드북 기반 빔포밍 메커니즘이 적용될 수 있다. 기지국은 UE에 의해 보고되는 신호 품질을 활용하여, 특정 빔을 정의하는 대응하는 프리코딩 벡터를 선택할 수 있다. 예시된 개념들에서, 신호 품질의 측정 또는 무선 채널 상태들의 변화들과 같은 다양한 오류 팩터들로 인해, 코드북에 기초하여 선택된 빔이, 예를 들어, UE가 실제로는 이 빔이 포커싱하는 공간 영역 밖에 있기 때문에, 원하는 성능을 제공하지 않게 될 확률이 생긴다는 것을 고려해야 한다. 그와 같이 부적절하게 선택될 확률은 UE에 의해 보고된 신호 값이 기한이 지난 것이기 때문일 수도 있다.
예시되는 개념들에서, 기지국으로부터 UE로의 무선 송신들에 적용되는 빔포밍 구성은, 무선 송신들과 연관된 신호 품질에 따라, 예를 들어, UE로부터의 채널 품질 리포트들에 기초하여 적응될 뿐만 아니라, 결정된 신호 품질의 불확실성에 따라서도 적응된다. 불확실성(uncertainty)은 신호 품질의 오류 확률(error probability)을 나타낸다. 즉, 높은 값의 불확실성은 추정되는 신호 품질 값이 부정확할 통계적 확률이 높다는 것을 나타낼 수 있고, 낮은 값의 불확실성은 추정되는 신호 품질 값이 부정확할 통계적 확률이 낮다는 것을 나타낼 수 있다. 불확실성은 예를 들어, 오류 분석 및/또는 통계적 방법들에 의해 결정되는 바와 같은 측정 불확실성에 기초하여, 및/또는 신호 품질을 결정하는 데 사용되는 측정들 또는 리포트들의 에이지에 기초하여 결정될 수 있다. 빔포밍 구성은 2개 이상의 빔을 포함할 수 있는 빔들의 세트를 정의함으로써 적응될 수 있다. 즉, 결정된 신호 품질의 불확실성이 높은 특정 시나리오들에서는, 빔포밍 구성이 다수의 빔들을 제공하도록 적응될 수 있어, 보다 큰 공간 영역이 무선 송신들에 의해 커버될 수 있고, UE가 성공적으로 무선 송신들을 수신할 공산이 증가될 수 있다. 이들 다수의 빔들은 코드북에 의해 정의된 매핑에 따라 선택되는 빔, 및 예를 들어, 코드북으로부터의 다른 프리코딩 벡터에 의해 정의된 바와 같은 하나 이상의 공간적으로 이웃하는 빔들을 포함할 수 있다. 불확실성이 증가함에 따라, 빔들의 수가 증가될 수 있다. 이러한 다수의 빔들 각각에 대해 신호 품질 및 불확실성이 결정될 수 있다. 따라서, 빔포밍 구성은 더 높은 성능을 제공하는 빔들에 더 많은 가중치가 부여되는 방식으로 동적으로 제어될 수 있다.
따라서, 예시적인 프로세스에서는, 하나 이상의 빔들의 세트를 정의하는 초기 빔포밍 구성이 UE에 대해 선택될 수 있고, UE에 무선 송신들을 수행할 때, 기지국에 의해 적용될 수 있다. 이러한 무선 송신들 동안에, UE는 빔들 각각에 대해 신호 품질을 측정하고, 측정된 신호 품질을 기지국에 보고할 수 있다. 그 후, 기지국은 각각의 보고된 신호 품질의 불확실성을 결정한 다음, 각각의 빔의 보고된 신호 품질 및 연관된 불확실성 모두에 따라 빔포밍 구성을 적응시킬 수 있다. 적응은 예를 들어, 송신 전력 및/또는 코드 레이트의 관점에서 빔들의 가중화를 적응시키는 것을 포함할 수 있다. 코드 레이트는 변조 및 코딩 스킴(Modulation and Coding Scheme)(MCS)의 선택에 의해 설정될 수 있다. 이는 예를 들어, 더 높은 신호 품질을 제공하는 빔에 대해서는 송신 전력 및/또는 코드 레이트를 증가시키고, 및/또는 더 낮은 신호 품질을 제공하는 빔에 대해서는 송신 전력 및/또는 코드 레이트를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 또한, 이는 결정된 신호 품질에 대해 더 높은 불확실성을 제공하는 빔에 대해서는 송신 전력 및/또는 코드 레이트를 감소시키고, 다른 빔들, 예를 들어, 공간적으로 이웃하는 빔들에 대해서는 송신 전력 및/또는 코드 레이트를 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 유사하게, 이는 결정된 신호 품질에 대해 더 낮은 불확실성을 제공하는 빔에 대해서는 송신 전력 및/또는 코드 레이트를 증가시키고, 다른 빔들, 예를 들어, 공간적으로 이웃하는 빔들에 대해서는 송신 전력 및/또는 코드 레이트를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 또한, 빔들의 수 또한 불확실성에 따라 적응될 수 있다. 예를 들어, 빔들 중 하나 이상의 빔들에 대해 더 높은 불확실성이 결정되면, 빔들의 수가 증가되어, 빔들에 의해 더 큰 공간 영역을 커버할 수 있게 된다. 유사하게, 빔들 중 하나 이상의 빔들에 대해 더 낮은 불확실성이 결정되면, 빔들의 수가 감소될 수 있다. 여기서, 더 높은 불확실성이란 불확실성이 이전에 결정된 불확실성보다 높거나 또는 불확실성이 임계치보다 높다는 것을 의미할 수 있다. 유사하게, 더 낮은 불확실성이란 불확실성이 이전에 결정된 불확실성보다 낮거나 또는 불확실성이 임계치보다 낮다는 것을 의미할 수 있다. 그리고, 적응된 빔포밍 구성은 UE에 무선 송신들을 수행할 때 기지국에 의해 적용될 수 있으며, 프로세스는 예를 들어, UE의 이동, 섀도잉(shadowing), 채널 페이딩(channel fading) 등으로 인해 변화하는 조건들을 동적으로 고려할 수 있도록 되풀이되는 방식으로 반복될 수 있다.
도 1A 및 도 1B는 위에서 개관한 바와 같은 개념들에 따라 빔포밍 구성을 적응시키는 예들을 개략적으로 예시한다. 특히, 도 1A는 기지국(100)으로부터 UE(10)로의 무선 송신들에 적용되는 제1 빔포밍 구성을 예시하고, 도 1B는 기지국으로부터 UE(10)로의 무선 송신들에 적용되는 제2 빔포밍 구성을 예시한다. 제1 및 제2 빔포밍 구성 각각은 UE(10)에 의해 보고된 신호 품질에 따라 코드북에 따라 선택되는 프라이머리 빔(21) 및 프라이머리 빔(21)의 공간적으로 이웃하는 빔들(22, 23)을 포함한다.
도 1A의 시나리오는 기지국이 N 비트의 데이터를 UE(10)에 전송하는 상황에 대응할 수 있다. 기지국(100)은 3개의 상이한 빔들(21, 22, 23)을 통한 특정 가중화에 따라 이들 비트들의 무선 송신들을 확산시킬 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 이러한 가중화는 빔들(21, 22, 23)을 통해 전체 송신 전력을 분산시킴으로써, 및/또는 빔들(21, 22, 23) 각각에 대해 특정 코드 레이트를 사용함으로써 달성될 수 있다. 이러한 코드 레이트들은 대응하는 변조 및 코딩 스킴을 적용함으로써 설정될 수 있다. 상이한 빔들(21, 22, 23)의 가중화는 빔들(21, 22, 23)에서의 무선 송신들에 대해 추정된 신호 품질의 불확실성에 의존한다. 불확실성이 높은 경우에는, 도 1A에 예시된 바와 같은 제1 빔포밍 구성이 선택될 수 있다. 제1 빔포밍 구성에서는, 상이한 빔들(21, 22, 23)이 동일하게 가중화된다. 즉, 동일한 가중치가 프라이머리 빔(21) 및 이웃하는 빔들(22, 23) 각각에 할당된다. 불확실성이 낮은 경우에는, 도 1B에 예시된 바와 같은 제2 빔포밍 구성이 선택될 수 있다. 제2 빔포밍 구성에서는, 이웃하는 빔들(22, 23)보다 프라이머리 빔(21)에 더 높은 가중치를 할당함으로써 프라이머리 빔(21)에 우선순위가 부여된다.
도 2는 기지국(100)으로부터 UE(10)로의 무선 송신들에 적용되는 빔포밍 구성의 적응을 구현하기 위한 프로세스를 예시하는 흐름도를 도시한다. 이 프로세스는 예를 들어, 기지국(100)이 UE(10)에 데이터를 송신할 필요가 있고, 그에 따라 UE(10)에 무선 접속을 확립한 경우에 단계(210)에서 시작한다.
단계(220)에서, 초기 빔포밍 구성이 데이터의 무선 송신들에 적용된다. 초기 빔포밍 구성은 기지국(100)과 UE(10) 사이의 무선 채널 상태들에 대한 상세한 지식 없이 설정될 수 있으며, 따라서 예를 들어, 큰 불확실성을 가정함으로써 보수적인 방식으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 초기 빔포밍 구성은 도 1A에 예시된 것과 같이 다수의 빔들에 대한 동일한 가중화를 가정할 수 있다.
단계(230)에서, 기지국은 UE(10)에 기준 신호들을 송신할 수 있다. 기준 신호들은 UE(10)에 의해 구별 가능한 방식으로 각각의 빔들에서 송신될 수 있다. 예를 들어, 대응하는 복조 기준 신호(demodulation reference signal)(DMRS) 시퀀스가 상이한 빔들 각각에서 송신될 수 있고, 상이한 빔들의 DMRS 시퀀스들은 UE(10)에 의해 구별 가능하도록 서로에 대해 직교할 수 있다. 기준 신호들에 대한 측정들을 수행함으로써, UE(10)는 빔들 각각에 대해 신호 품질을 결정할 수 있고, 측정된 신호 품질들을 기지국(100)에 보고할 수 있다. 신호 품질은 예를 들어, SNR(Signal-to-Noise-Ratio) 또는 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise-Ratio)의 관점에서 결정될 수 있다.
일부 시나리오들에서, UE(10)는 신호 품질이 임계치보다 높은 것으로 결정된 빔들에 대해서만 신호 품질을 보고할 수 있다. 이러한 임계치는 절대수(absolute number)일 수도 있고, 또는 빔들의 최고 신호 품질과 관련된 상대값으로서 정의될 수도 있다. 임계치보다 높은 신호 품질들만을 보고함으로써, 리포트와 연관된 시그널링 오버헤드가 감소될 수 있다.
일부 시나리오들에서, UE(10)는 신호 품질을 절대값으로서 보고할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, UE(10)는 또한 신호 품질을, 예를 들어, 선택된 MCS가 빔을 통해 송신되도록 허용하는 데이터의 양과 관련하여 정의되는 상대값으로서 보고할 수 있다. 예를 들어, 신호 품질은 최고 성능을 제공하는 MCS를 선택할 때 달성될 수 있는 데이터 스루풋으로서 나타낼 수 있다.
단계(240)에서, 기지국(100)은 UE(10)로부터 측정된 신호 품질들에 대한 하나 이상의 리포트들을 수신한다. 신호 품질에 대한 리포트들이 임계치보다 큰 신호 품질을 갖는 빔들에 대해서만 전송되는 위의 시나리오에서, 기지국(100)이 특정 빔에 대한 리포트를 수신하지 못하면, 이 빔의 신호 품질은 임계치보다 작은 것으로 암시적으로 결정할 수 있다.
단계(250)에서, 기지국(100)은 측정된 신호 품질들에 따라 빔포밍 구성을 적응시킨다. 이러한 목적으로, 기지국(100)은 측정된 신호 품질들의 불확실성, 예를 들어, 각각의 빔에 대해 측정된 신호 품질의 개별적인 불확실성 또는 모든 빔들의 측정된 신호 품질들에 적용되는 전체적인 불확실성을 결정할 수 있다. 기지국(100)은 단계(240)에서 수신된 리포트들에 기초하여, 예를 들어, 보고된 신호 품질 값들의 통계적 분석에 의해, 불확실성을 결정할 수 있다. 또한, 리포트들은 예를 들어, UE(10)에 의해 계산되는 측정 오차 추정치와 관련하여 각각의 측정된 신호 품질의 불확실성을 나타낼 수도 있다. 또한, 불확실성은 UE(10)에 의해 수행되는 측정들의 에이지에 따라 또는 기지국(100)에 의해 수신되는 리포트들의 에이지에 따라 결정될 수도 있다. 예를 들어, 리포트들은 리포트를 전송하는 시간 또는 보고된 신호 품질들이 측정된 시간들을 나타내는 타임스탬프들을 포함할 수 있다. 이 정보로부터, 기지국(100)은 각각의 측정 또는 리포트의 현재 에이지를 차례로 결정할 수 있다. 측정 또는 측정이 보고된 리포트의 에이지가 증가함에 따라, 기지국(100)은 보고된 측정된 신호 품질에 더 높은 불확실성을 할당할 수 있다.
단계(250)의 적응의 결과는 새로운 빔포밍 구성이다. 예를 들어, 이 새로운 빔포밍 구성은 초기 빔포밍 구성과는 상이한 가중치들을 빔들에 할당할 수 있다. 또한, 새로운 빔포밍 구성은 초기 빔포밍 구성과는 상이한 수의 빔들을 정의할 수도 있다. 예를 들어, 측정된 신호 품질들의 불확실성이 높으면, 기지국(100)은 빔들의 수를 증가시킬 수 있다. 한편, 측정된 신호 품질들의 불확실성이 낮으면, 기지국(100)은 빔들의 수를 감소시킬 수 있고, 및/또는 특정 빔에 더 높은 가중치를 할당함으로써 이 빔에 우선순위를 부여할 수 있다.
UE(10)로부터의 리포트가 특정 빔의 상대적 신호 품질이 높다고 나타내는 경우, 그 빔의 가중치가 증가될 수 있다. 유사하게, UE(10)로부터의 리포트가 빔의 상대적 신호 품질이 낮다고 나타내는 경우, 빔의 가중치는 감소될 수 있다. 이러한 상대적 신호 품질들은 다른 빔들에 대해 측정된 신호 품질들과 관련하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 빔의 상대적 신호 품질은 이 빔에 대해 측정된 신호 품질과 다른 빔들에 대해 측정된 신호 품질들의 평균의 비로서 정의될 수 있다.
경우에 따라서는, 특정 빔이 또한 빔 구성으로부터 제거될 수도 있고, 또는 빔의 가중치가 0으로 설정될 수도 있다. 이는 예를 들어, 리포트가 빔의 신호 품질이 임계치, 예를 들어, 신호 품질의 보고를 트리거링하기 위한 위에서 언급된 임계치 또는 일부 다른 임계치보다 낮다고 나타내는 경우에 행해질 수 있다.
빔들과 연관된 상대적 신호 품질들을 고려함으로써, 상이한 빔들 간의 성능의 실제 차이들에 보다 민감하게 빔포밍 구성의 적응이 행해질 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 빔에 대해 유사한 효과들의 영향이 감소될 수 있다. 예를 들어, 모든 빔들에 대한 신호 품질들의 측정에 계통적 오차가 있는 경우, 빔포밍 구성에서 빔들의 가중화의 변화가 회피될 수 있다. 아래에 추가로 예시된 예들로부터, 이 빔에 대해 측정된 신호 품질이 변하지 않더라도, 일부 시나리오들에서는 빔의 가중치가 수정될 수 있음을 또한 알 수 있다. 예를 들어, 그러한 수정은 다른 빔들에 대해 측정된 신호 품질들의 변화들 및/또는 측정된 신호 품질 값들과 연관된 불확실성의 변화들에 의해 트리거될 수 있다.
단계(260)에서, 기지국(100)은 무선 송신들을 계속할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 모든 데이터가 UE(10)로 송신된 것이 아니라면, 기지국(100)은 무선 송신들을 계속하기로 결정할 수 있다. 그 후, 프로세스는 단계(230)로 리턴하고, 예를 들어, 모든 데이터가 UE(10)로 송신되었거나, UE(10)가 다른 기지국으로 핸드오버되었거나, 또는 기지국(100)으로부터 기지국으로의 무선 접속이 손실되었기 때문에, 기지국(100)이 무선 송신들을 계속하지 않기로 결정할 때까지, 단계들(230, 240 및 250)이 되풀이되는 방식으로 반복될 수 있다.
측정된 신호 품질의 불확실성은 예를 들어, 자기상관에 기초하여 결정될 수 있다. 이러한 자기상관은 측정들의 시퀀스에 대해 UE(10)에 의해 수행될 수 있고, 자기상관의 결과는 측정된 신호 품질 값과 함께 기지국(100)에 보고될 수 있다. 대안적으로, 자기상관은 UE(10)에 의해 보고되는 측정된 신호 품질들에 대해 기지국(100)에 의해 수행될 수 있다.
주어진 시간 인스턴스 k에서의 자기상관은 예를 들어, 다음에 따라 앙상블 평균(ensemble average)에 기초하여 자기상관 함수(autocorrelation function)(ACF)를 계산하는 것을 포함할 수 있다.
Figure pct00001
여기서, S는 고려된 측정들의 세트를 나타내고,
Figure pct00002
는 고려된 측정들의 수이고, M은 안테나들의 수를 나타내고,
Figure pct00003
는 시간 인스턴스 s에서 m번째 안테나에 대한 채널 추정치이고,
Figure pct00004
은 채널 추정치
Figure pct00005
의 복소 공액(complex conjugate)이다. 또한, ACF는 다음에 따라 정규화될 수 있다.
Figure pct00006
정규화에 의해, 예를 들어, 대규모 페이딩의 효과들이 제거될 수 있다.
정규화된 ACF는 채널 상태들이 얼마나 빨리 변화하는지를 나타내며, 측정이 얼마나 빨리 기한이 지난 것으로 되는지에 대한 척도로서 사용될 수 있다. 이는 도 3에 도시된 바와 같이 정규화된 ACF의 예시적인 값들에 의해 예시된다. 도 3의 예에서는, 통상적인 도시 환경에서 상이한 속도들(1km/h, 3km/h, 10km/h 및 50km/h)로 UE가 이동하는 것이 시뮬레이션되었고, 정규화된 ACF가 5ms 스텝들로 컴퓨팅되었다. 알 수 있는 바와 같이, 측정들은 UE가 1km/h의 최저 속도로 이동할 때 큰 시간 인터벌에 걸쳐 높게 상관된다. 그러나, 측정들이 상관되는 인터벌은 UE의 속도가 증가함에 따라 좁아진다. 따라서, 정규화된 ACF의 값은 측정의 불확실성의 척도로서 사용될 수 있으며, 즉, 정규화된 ACF의 높은 값은 낮은 불확실성에 대응한다. UE가 50km/h의 속도로 이동하는 시나리오에서는, 다른 시나리오들보다 더 큰 불확실성이 가정된다.
또한, 도 3의 예는 더 긴 주기성으로 측정들을 보고하면 보고된 측정들의 불확실성이 결과적으로 증가될 수 있다는 것을 예시한다. 예를 들어, UE가 50km/h로 이동하는 시나리오에서, UE로의 무선 송신과 UE에 의한 측정들의 최종 리포트 사이에 3ms의 시간 인터벌이 있다고 가정하면, 대응하는 ACF는, 무선 송신 시에, 보고되는 측정들이 더 이상 실제 채널 상태들을 정확하게 반영하지 못함을 나타낸다.
불확실성은 또한 통계적 측정 오차에 기초하여 추정될 수 있다. 또한, 이 경우에도, 추정은 UE(10)에 의해 수행될 수 있고, 추정된 불확실성은 예를 들어, 측정된 신호 품질과 함께 기지국(100)에 보고될 수 있으며, 또는 불확실성은 UE(10)에 의해 보고되는 측정된 신호 품질들에 따라 기지국(100)에 의해 결정될 수 있다. 통계적 측정 오차는 예를 들어, 측정들의 세트의 평균 제곱 오차(mean square error) 또는 최소 평균 제곱 오차(minimum mean square error)에 기초하여 추정될 수 있다. 그리고, 불확실성은 그 후에 통계적 측정 오차 자체의 항들로 또는 그 함수로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 불확실성은 통계적 측정 오차에 가우시안 Q 함수를 적용함으로써 계산될 수 있다.
일부 시나리오들에서는, UE(10)의 이동 또한 불확실성의 결정에서 고려될 수 있다. 여기서, 특히 이동의 속도 및/또는 방향이 고려될 수 있다. 예를 들어, UE(10)의 포지션 데이터에 대한 모니터링이 UE(10)가 고속으로, 예를 들어, 임계치를 초과하는 속도로 이동한다고 나타내는 경우, 측정된 신호 품질들에는 더 높은 불확실성이 할당될 수 있다. 또한, UE(10)가 특정 빔의 전파 방향을 따라 이동 중인 상황과 비교하여, UE(10)가 예를 들어, 빔의 전파 방향으로부터 이동 방향의 각도 편차에 따라 다른 방향들로 이동하는 경우, 이 빔에 대해 측정된 신호 품질들에는 더 높은 불확실성이 할당될 수 있다.
불확실성이 UE(10)에 의해 결정되는 경우, UE(10)로부터 기지국(100)으로 송신되는 대응하여 구성된 측정 리포트들이 정의될 수 있다. 이러한 측정 리포트들은 예를 들어, 각각의 빔에 대해 측정된 신호 품질을 제공할 수 있으며, 또한 이러한 측정된 신호 품질들과 연관된 불확실성을 제공할 수 있다. 측정된 신호 품질들에 기초하여 기지국(100)에 의해 불확실성이 결정되는 경우, 기존 타입들의 측정 리포트들, 예를 들어, CSI RS(Channel State Information Reference Signal) 또는 CSI IM(Channel State Information Interference Measurement)을 보고하기 위해 LTE 무선 기술에서 정의된 바와 같은 측정 리포트들이 또한 활용될 수 있다.
빔포밍 구성의 적응은 특정 타겟 BLER(Block Error Rate)을 충족시키거나 또는 주어진 스루풋에 대한 BLER을 최소화할 목적으로 수행될 수 있다. 이것은 송신 다이버시티를 제공하기 위해 다수의 빔들을 사용함으로써, 즉, 각각의 빔에서 동일한 데이터를 송신함으로써 달성될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 불확실성이 증가함에 따라, 무선 송신들을 위해 더 많은 수의 빔들이 선택될 수 있고/있거나, 각각의 빔의 송신 전력 분포 또는 코드 레이트와 관련하여 빔들의 가중화가 고르게(leveled) 될 수 있다. 빔들의 수의 적응 및 빔들의 가중화의 적응은 순차적으로 수행될 수 있는데, 예를 들어, 먼저 빔들을 먼저 정의하고 이들 빔들을 가중화함으로써, 예를 들어, 추정된 신호 품질들에 기초하여 워터-필링(water-filling) 기반 알고리즘을 사용함으로써 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 이는 빔들의 예상 SINR들이 타겟 BLER을 달성할 수 있을 때까지 빔들의 송신 전력들을 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 송신 전력들은 제로, 중간 및 최대 전력과 같은 미리 정의된 전력 레벨들 사이에서 선택함으로써 적응될 수 있다. 그러나, 전력 레벨들을 적응시키는 더 높거나 더 낮은 세분성(granularity)도 활용될 수 있다. 코드 레이트들은 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)의 상이한 차수들 사이와 같이 상이한 변조 및 코딩 스킴들 사이에서 선택함으로써 적응될 수 있다.
도 4는, UE(10)가 기지국(100)에 대해 이동하는 동안에, 기지국(100)으로부터 UE(10)로의 무선 송신들을 위한 빔포밍 구성이 적응되는 예시적인 시나리오를 도시한다. 도 4의 예에서, 빔포밍 구성은 각각이 15°의 각도 폭을 갖는 하나 이상의 빔들(21, 22, 23, 24)을 정의하고, 데이터의 송신에 활용되고 UE(10)에 의해 검출되는 각각의 빔에 대해, 신호 품질이 보고되는 것으로 가정된다. 도 4에서, 보고된 신호 품질은 대응하는 빔(21, 22, 23, 24)의 파선 표현의 사이즈에 의해 예시된다. 파선 박스는 기지국(100)에 의해 현재 가정되는 UE(10)의 포지션을 예시한다.
처음에, 도 4의 파트 1)에 의해 예시된 바와 같이, UE(10)는 단일 빔(21)에 대해 양호한 신호 품질을 보고한다. 그 후, 도 4의 파트 2)에 의해 예시된 바와 같이, UE(10)는 다른 포지션으로 이동한다. 따라서, 보고되는 신호 품질은 감소하고, 기지국(100)은 더 높은 불확실성을 결정한다. 더 높은 불확실성에 응답하여, 기지국(100)은 빔(21)의 송신 전력을 낮추고, 빔(21)에 이웃하는 2개의 추가적인 빔들(22, 23)에 의해 빔포밍 구성을 확장시킨다. 빔들(21, 22, 23)의 파선 표현들에 의해 예시된 바와 같이, 빔(22)에 대해서는 낮은 신호 품질이 보고되고, 빔(21)에 대해서는 중간 신호 품질이 보고되고, 빔(23)에 대해서는 높은 신호 품질이 보고된다. 이와 같이 보고된 신호 품질들에 기초하여, 기지국(100)은 빔포밍 구성으로부터 빔(22)을 제거하고, 빔(23)에 이웃하는 추가적인 빔(24)을 추가하고, 빔(21)의 송신 전력을 감소시키고, 빔(23)의 송신 전력을 증가시킴으로써, 빔포밍 구성을 추가로 적응시켜, 도 4의 파트 3)에 예시된 바와 같은 빔 구성이 되게 한다. 따라서, 알 수 있는 바와 같이, 기지국(100)은 데이터의 송신에 활용되는 빔들이 UE(10)가 위치하는 방향을 향해 시프트되는 방식으로 빔포밍 구성을 적응시킨다.
도 5는, UE(10)가 기지국(100)에 대해 이동하고 섀도잉 객체(30), 예를 들어, 건물이 존재하는 동안에, 기지국(100)으로부터 UE(10)로의 무선 송신들을 위한 빔포밍 구성이 적응되는 추가적인 예시적인 시나리오를 도시한다. 또한, 도 5의 예에서, 빔포밍 구성은 각각이 15°의 각도 폭을 갖는 하나 이상의 빔들(21, 22, 23, 24, 25)을 정의하고, 데이터 송신에 활용되고 UE(10)에 의해 검출되는 각각의 빔에 대해, 신호 품질이 보고되는 것으로 가정된다. 도 4와 유사하게, 보고되는 신호 품질은 대응하는 빔(21, 22, 23, 24, 25)의 파선 표현의 사이즈에 의해 예시된다.
처음에, 도 5의 파트 1)에 의해 예시된 바와 같이, 기지국(100)은 3개의 빔들(21, 22, 23)의 빔포밍 구성을 선택하고, 이들 빔들(21, 22, 23)을 동일한 송신 전력들로 가중화한다. 그러나, UE(10)는 빔(23)만을 검출하고, 따라서 빔(23)에 대해서만 신호 품질을 보고한다. 보고되는 신호 품질은 빔(23)의 파선 표현에 의해 예시된다. 빔(23)에 대해 높은 신호 품질이 보고되기 때문에, 기지국(100)은 빔포밍 구성으로부터 빔들(21, 22)을 제거하고, 빔(23)에 이웃하는 추가적인 빔(24)을 추가하고, 빔(23)의 송신 전력을 증가시킴으로써, 빔포밍 구성을 적응시켜, 도 5의 파트 2)에 예시된 바와 같은 빔포밍 구성이 되게 한다. 도 5의 파트 2)에 의해 예시된 바와 같이, 이 상황에서는, 빔들(23 및 24)에 대해 실질적으로 동일한 신호 품질이 보고된다. 또한, UE(10)는 섀도잉 객체(30) 뒤로 이동하기 시작하여, 결정되는 불확실성을 증가시킨다. 기지국(100)은 빔(24)에 이웃하는 추가적인 빔(25)을 빔포밍 구성에 추가하고, 빔(23)의 송신 전력을 감소시킴으로써 이 상황에 반응하여, 도 5의 파트 3)에 예시된 바와 같은 빔포밍 구성이 되게 한다. 도 5의 파트 3)에 의해 예시된 바와 같이, UE(10)는 이제 섀도잉 객체(30) 뒤로 완전히 이동하여, 빔(24)이 UE(10)에 의해 더 이상 검출되지 않게 된다. 추가로 예시된 바와 같이, 빔들(23, 25)에 대해서는 실질적으로 동일한 중간 신호 품질들이 보고된다. 결과적으로, 기지국(100)은 빔포밍 구성으로부터 빔(24)을 제거하고, 빔들(23, 25)의 송신 전력들을 증가시킴으로써, 빔포밍 구성을 추가로 적응시켜, 도 5의 파트 4)에 예시된 바와 같은 빔포밍 구성이 되게 한다. 도 5의 예에서 알 수 있는 바와 같이, 약한 성능을 제공하는 빔들, 예를 들어, 임계치 아래의 신호 품질을 갖는 빔들은 빔포밍 구성으로부터 제거될 수 있다.
도 6은 기지국(100)으로부터 UE(10)로의 무선 송신들을 위한 빔포밍 구성이 UE(10)로부터 측정된 신호 품질들의 최종 리포트(40)의 에이지에 따라 적응되는 추가적인 예시적인 시나리오를 도시한다. 또한, 도 6의 예에서, 빔포밍 구성은 각각이 15° 각도 폭을 갖는 하나 이상의 빔들(21, 22, 23, 24, 25)을 정의하고, 데이터의 송신에 활용되고 UE(10)에 의해 검출되는 각각의 빔에 대해, 신호 품질이 보고되는 것으로 가정된다. 도 6의 시나리오에서, 최종 리포트의 에이지가 증가함에 따라, 보고되는 신호 품질들에 더 높은 불확실성이 할당된다. 이는 신호 품질들의 측정들 자체에 따라 불확실성들을 결정하는 것에 더하여, 또는 이에 대한 대안으로서 행해질 수 있다.
t1에서, 기지국은 UE(10)로부터 측정 리포트(40)를 수신한다. 측정 리포트에 표시된 신호 품질들 및 연관된 불확실성이 t2에서 기지국(100)에 의해 활용되어, 3개의 빔들(21, 22, 23)을 갖는 빔포밍 구성을 정의한다. t2에서, 측정 리포트(40)의 에이지는 여전히 낮으며, 따라서 불확실성 또한 낮은 것으로 고려되며, 이는 t2에서 결정되는 빔포밍 구성에서, 빔들 중 하나의 빔(21)에 다른 빔들(22, 23)보다 높은 송신 전력이 할당됨으로써 우선순위가 부여된다는 것을 의미한다. t3에서, 기지국(100)은 t1에서 수신된 측정 리포트(40)의 증가된 에이지를 반영하도록 빔포밍 구성을 적응시킨다. 특히, 기지국(100)은 빔(21)의 송신 전력을 감소시키고, 빔들(22 및 23)의 송신 전력을 증가시킴으로써, 즉, 빔들(21, 22, 23)의 가중화를 고르게 함으로써, 빔포밍 구성을 적응시킨다. t4에서, 기지국(100)은 t1에서 수신된 측정 리포트(40)의 추가로 증가된 에이지를 반영하도록 빔포밍 구성을 추가로 적응시킨다. 이 경우, 기지국(100)은 빔(22)에 이웃하는 추가적인 빔(24) 및 빔(23)에 이웃하는 추가적인 빔(25)을 추가함으로써, 빔포밍 구성을 적응시킨다. 또한, 기지국(100)은 빔들(21, 22, 23)의 송신 전력들을 감소시킨다. 결과적으로, 송신 전력은 보다 큰 각도 영역에 걸쳐 분산된다. t5에서, 기지국(100)은 다음 측정 리포트(40)를 수신한다. 도 6의 시나리오에서는, t1에서 수신된 측정 리포트(40) 및 임의적으로 더 이전의 측정 리포트들이 기지국(100)에 의해 활용되어, t1에서 수신된 측정 리포트(40)가 실제 채널 상태들로부터 얼마나 뚜렷하게 벗어날 것으로 예상될 수 있는지를 평가할 수 있다.
도 7은 예시된 개념들을 구현하는 데 활용될 수 있는 무선 송신들을 제어하는 방법을 예시하기 위한 흐름도를 도시한다. 무선 송신들은 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로, 예를 들어, 기지국(100)과 같은 셀룰러 네트워크의 기지국으로부터 UE(10)와 같이 셀룰러 네트워크에 접속된 통신 디바이스로 수행된다. 본 방법은 무선 송신들을 수행하는 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 또한, 본 방법은 일부 다른 디바이스에 의해 수행되는 무선 송신들을 제어하는 제어 디바이스에 의해서도 수행될 수 있다. 디바이스의 프로세서 기반 구현이 사용되는 경우, 본 방법의 단계들은 디바이스의 하나 이상의 프로세서들에 의해 수행될 수 있다.
단계(710)에서, 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로의 무선 송신들이 수행된다. 무선 송신들을 수행하기 위해, 제1 디바이스에 의해 빔포밍 구성이 적용된다. 빔포밍 구성은 위에서 언급된 빔들(21, 22, 23, 24, 25)과 같은 빔들 중 하나 이상의 빔들의 세트를 정의할 수 있다. 빔들은 다수의 안테나들의 송신 다이버시티 동작에 의해 생성될 수 있다. 전체 송신되는 신호 에너지가 빔 방향이라고도 지칭되는 하나 이상의 공간 방향들로 포커싱되도록, 각각의 빔이 다수의 안테나들을 통해 송신되는 신호의 전력 및 상대 위상과 관련하여 특정 분포에 대응할 수 있다.
단계(720)에서, 무선 송신들과 연관된 신호 품질이 결정된다. 신호 품질은 각각의 빔들에 대해 결정될 수 있다. 신호 품질은 제2 디바이스에 의해 제공되는 리포트들에 기초하여 결정될 수 있다.
단계(730)에서, 결정된 신호 품질의 불확실성이 결정된다. 불확실성은 빔들 각각에 대해 결정될 수 있다. 불확실성은 제2 디바이스에 의해 제공되는 리포트들에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 리포트들은 신호 품질만을 나타낼 수 있고, 불확실성은 리포트들로부터 결정될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 또한, 리포트들은 제2 디바이스에 의해 결정된 불확실성을 나타낼 수도 있다.
불확실성은 신호 품질의 다수의 측정들에 대한 자기상관에 기초하여, 및/또는 신호 품질의 측정들에 대한 다른 통계적 분석에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 불확실성은 제1 디바이스에 대한 제2 디바이스의 이동에 따라, 예를 들어, 이동의 속도 및/또는 방향에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 위에서 언급된 바와 같이, 높은 속도의 이동에 응답하여, 더 높은 불확실성이 가정될 수 있다. 유사하게, 빔 방향으로부터 이동 방향의 증가된 각도 편차에 응답하여, 증가된 불확실성이 가정될 수 있다.
일부 시나리오들에서, 불확실성은 또한 신호 품질의 최종 측정으로부터 경과된 시간 인터벌에 따라 결정될 수 있다. 측정들 또는 측정 리포트들의 에이지에 대한 대응하는 고려사항의 예가 도 6과 관련하여 위에서 설명되었다.
단계(740)에서, 제2 디바이스로의 무선 송신들을 수행하기 위해 제1 디바이스에 의해 적용되는 빔포밍 구성은 결정된 신호 품질 및 불확실성에 따라 적응된다.
빔포밍 구성은, 결정된 불확실성에 따라, 각각의 빔들에 할당되는 송신 전력을 설정함으로써 적응될 수 있다. 이는 예를 들어, 불확실성이 더 낮은 빔들에는 더 높은 송신 전력 가중치를 할당하고, 또는 모든 빔들에 대해 불확실성이 높은 경우, 균일한 송신 전력 가중치 분포를 선택하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 빔포밍 구성은, 결정된 불확실성에 따라, 각각의 빔들에 할당되는 코딩 스킴을 설정함으로써 적응될 수 있다. 이는 예를 들어, 더 큰 불확실성들에 대해서는 더 견고한 코딩 스킴들을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 빔포밍 구성은, 결정된 불확실성에 따라, 빔들의 수를 설정함으로써 적응될 수 있다. 이는 예를 들어, 불확실성이 큰 경우에는 더 많은 수의 빔들을 사용하고, 또는 불확실성이 낮은 경우에 응답해서는 빔들을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 결정된 불확실성의 증가에 응답해서는, 빔들의 수가 증가될 수 있고, 및/또는 결정된 불확실성의 감소에 응답해서는, 빔들의 수가 감소될 수 있다.
또한, 빔포밍 구성은, 결정된 신호 품질에 따라, 빔들의 방향을 설정함으로써 적응될 수 있다. 제1 디바이스에 대한 제2 디바이스의 이동에 응답하는 이러한 적응의 예들은 도 4 및 도 5와 관련하여 위에서 설명되었다.
위에서 설명된 기능들을 고려하여, 예시된 개념들을 구현하기 위한 디바이스에는, 단계(720)와 관련하여 설명된 것과 같이 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로의 무선 송신들과 연관된 신호 품질을 결정하도록 구성된 모듈, 단계(730)와 관련하여 설명된 것과 같이 결정된 신호 품질의 불확실성을 결정하도록 구성된 모듈, 및 제2 디바이스로의 무선 송신들을 수행하기 위해 제1 디바이스에 의해 적용되는 빔포밍 구성을 적응시키도록 구성된 모듈이 제공될 수 있다. 디바이스가 제1 디바이스에 대응하면, 디바이스에는 또한 제2 디바이스로의 무선 송신들을 수행하도록 구성된 모듈이 제공될 수 있다.
도 8은 기지국(100)에서 위의 개념들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 구조들을 예시한다.
예시된 바와 같이, 기지국(100)은 통신 디바이스로의 무선 송신들을 수행하기 위한 무선 인터페이스(810)를 포함할 수 있다. 무선 인터페이스(810)는 다중-안테나 송신들에 의한 빔포밍을 지원하는 것으로 가정된다. 또한, 무선 인터페이스(810)는 또한 측정된 신호 품질들 및/또는 연관된 불확실성들의 리포트들을 수신하기 위해 기지국(100)에 의해 활용될 수 있다. 또한, 디바이스는 예를 들어, 다른 네트워크 노드들과 통신하기 위한 네트워크 인터페이스(820)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(820)는 기지국(100)의 백홀 접속을 확립하는 데 활용될 수 있다.
또한, 기지국(100)은 인터페이스들(810, 820)에 연결된 하나 이상의 프로세서들(850), 및 프로세서(들)(850)에 연결된 메모리(860)를 포함할 수 있다. 메모리(860)는 판독 전용 메모리(ROM), 예를 들어, 플래시 ROM, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 예를 들어, 동적 RAM(DRAM) 또는 정적 RAM(SRAM), 대용량 스토리지, 예를 들어, 하드 디스크 또는 고상 디스크 등을 포함할 수 있다. 메모리(860)는 기지국(100)의 위에서 설명된 기능들을 구현하도록 프로세서(들)(850)에 의해 실행되는 적절히 구성된 프로그램 코드를 포함한다. 특히, 메모리(860)는 기지국(100)으로 하여금 위에서 설명된, 예를 들어, 도 7의 방법 단계들에 대응하는 프로세스들을 수행하게 하는 다양한 프로그램 코드 모듈들을 포함할 수 있다.
예시된 바와 같이, 메모리(860)는 예를 들어, 도 7의 단계(710)와 관련하여 설명된 바와 같이, 무선 인터페이스(810)를 통해 특정 빔포밍 구성에 기초하여 무선 송신들을 수행하는 위에서 설명된 기능들을 구현하기 위한 무선 제어 모듈(870)을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(860)는 예를 들어, 도 7의 단계들(720 및 730)과 관련하여 설명된 바와 같이, 신호 품질들 및 연관된 불확실성들을 결정하는 위에서 설명된 기능들을 구현하기 위한 측정 분석 모듈(880)을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(860)는 예를 들어, 도 7의 단계(740)와 관련하여 설명된 바와 같이, 빔포밍 구성을 적응시키는 위에서 설명된 기능들을 구현하기 위한 빔포밍 관리 모듈(890)을 포함할 수 있다.
도 8에 예시된 구조들은 단지 개략적인 것들이며, 기지국(100)이 명료함을 위해 예시되지 않은 추가적인 컴포넌트들, 예를 들어, 추가적인 인터페이스들 또는 프로세서들을 실제로 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 메모리(860)가 예시되지 않은 추가적인 타입들의 프로그램 코드 모듈들, 예를 들어, 셀룰러 네트워크의 기지국의 공지된 기능들을 구현하기 위한 프로그램 코드 모듈들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시예들에 따르면, 컴퓨터 프로그램은 또한 디바이스의 기능들을 구현하기 위해, 예를 들어, 메모리(860)에 저장될 프로그램 코드 및/또는 다른 데이터를 저장한 물리적 매체의 형태로, 또는 프로그램 코드가 다운로드될 수 있게 함으로써 또는 스트리밍에 의해 제공될 수 있다.
도 9는 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로의 무선 송신들을 제어하는 제어 디바이스(100')에서 위의 개념들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 구조들을 예시한다. 제어 디바이스(100')는 제1 디바이스 및 제2 디바이스와 상이할 수 있으며, 예를 들어, 전용 제어 디바이스에 대응할 수 있다. 예를 들어, 제어 디바이스(100')는 셀룰러 네트워크의 기지국 제어기 또는 무선 네트워크 제어기일 수 있다. 또한, 제어 디바이스(100')는 제2 디바이스, 즉, 무선 송신들의 수신자에 대응할 수도 있다.
예시된 바와 같이, 제어 디바이스(100')는 무선 송신들을 제어하기 위한 제어 인터페이스(910)를 포함할 수 있다. 제어 인터페이스(910)는 다양한 종류들의 제어 프로토콜들에 기초할 수 있으며, 무선 송신들을 수행할 때 적용되는 빔포밍 구성을 설정하기 위한 제어 커맨드들의 유선 기반 또는 무선 송신을 활용할 수 있다. 또한, 제어 인터페이스(910)는 측정된 신호 품질들 및/또는 연관된 불확실성들의 리포트들을 수신하기 위해 제어 디바이스(100')에 의해 활용될 수 있다.
또한, 제어 디바이스(100')는 제어 인터페이스(910)에 연결된 하나 이상의 프로세서들(950), 및 프로세서(들)(950)에 연결된 메모리(960)를 포함할 수 있다. 메모리(960)는 ROM, 예를 들어, 플래시 ROM, RAM, 예를 들어, DRAM 또는 SRAM, 대용량 스토리지, 예를 들어, 하드 디스크 또는 고상 디스크 등을 포함할 수 있다. 메모리(960)는 무선 송신들을 제어하는 위에서 설명된 기능들을 구현하도록 프로세서(들)(950)에 의해 실행되는 적절히 구성된 프로그램 코드를 포함한다. 특히, 메모리(960)는, 제어 디바이스(100')로 하여금 위에서 설명된, 예를 들어, 도 7의 방법 단계들(720, 730 및 740)에 대응하는 프로세스들을 수행하게 하는 다양한 프로그램 코드 모듈들을 포함할 수 있다.
예시된 바와 같이, 메모리(960)는 예를 들어, 도 7의 단계(710)와 관련하여 설명된 바와 같이, 특정 빔포밍 구성에 기초하여 무선 송신들을 제어하기 위한 무선 제어 모듈(970)을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(960)는 예를 들어, 도 7의 단계들(720 및 730)과 관련하여 설명된 바와 같이, 신호 품질들 및 연관된 불확실성들을 결정하는 위에서 설명된 기능들을 구현하기 위한 측정 분석 모듈(980)을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(960)는 예를 들어, 도 7의 단계(740)와 관련하여 설명된 바와 같이, 빔포밍 구성을 적응시키는 위에서 설명된 기능들을 구현하기 위한 빔포밍 관리 모듈(990)을 포함할 수 있다.
도 9에 예시된 구조들은 단지 개략적인 것들이며, 제어 디바이스(100')가 명료함을 위해 예시되지 않은 추가적인 컴포넌트들, 예를 들어, 추가적인 인터페이스들 또는 프로세서들을 실제로 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 메모리(960)가 예시되지 않은 추가적인 타입들의 프로그램 코드 모듈들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시예들에 따르면, 컴퓨터 프로그램은 또한 제어 디바이스(100')의 기능들을 구현하기 위해, 예를 들어, 메모리(960)에 저장될 프로그램 코드 및/또는 다른 데이터를 저장한 물리적 매체의 형태로, 또는 프로그램 코드가 다운로드될 수 있게 함으로써 또는 스트리밍에 의해 제공될 수 있다.
도 10은 UE(10)에게 위의 개념들을 구현하기 위한 보고 기능들을 제공하는 데 사용될 수 있는 예시적인 구조들을 예시한다.
예시된 바와 같이, UE(10)는 무선 송신들을 수신하기 위한 무선 인터페이스(1010)를 포함할 수 있다. 무선 송신들을 수신하기 위해, 무선 인터페이스(1010)는 다중-안테나 수신기 기술을 지원할 수 있다. 또한, 무선 인터페이스(1010)는 측정된 신호 품질들 및/또는 연관된 불확실성들의 리포트들을 전송하는 데 활용될 수 있다.
또한, UE(10)는 무선 인터페이스(1010)에 연결된 하나 이상의 프로세서들(1050), 및 프로세서(들)(1050)에 연결된 메모리(1060)를 포함할 수 있다. 메모리(1060)는 ROM, 예를 들어, 플래시 ROM, RAM, 예를 들어, DRAM 또는 SRAM, 대용량 스토리지, 예를 들어, 하드 디스크 또는 고상 디스크 등을 포함할 수 있다. 메모리(1060)는 UE(10)의 위에서 설명된 보고 기능들을 구현하도록 프로세서(들)(1050)에 의해 실행되는 적절히 구성된 프로그램 코드를 포함한다.
예시된 바와 같이, 메모리(1060)는 무선 인터페이스(1010)를 통해 무선 송신들의 수신을 제어하기 위한 무선 제어 모듈(1070)을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(1060)는 예를 들어, 도 7의 단계들(720 및 730)과 관련하여 설명된 바와 같이, 신호 품질들의 측정들을 수행하고 연관된 불확실성들을 결정하고, 신호 품질들 및 연관된 불확실성들을 결정하는 위에서 설명된 기능들을 구현하기 위한 측정 모듈(1080)을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(1060)는 측정된 신호 품질들 및 연관된 불확실성들의 리포트들을 전송하는 위에서 설명된 기능들을 구현하기 위한 보고 모듈(1090)을 포함할 수 있다.
도 10에 예시된 구조들은 단지 개략적인 것들이며, UE(10)가 명료함을 위해 예시되지 않은 추가적인 컴포넌트들, 예를 들어, 추가적인 인터페이스들 또는 프로세서들을 실제로 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 메모리(1060)가 예시되지 않은 추가적인 타입들의 프로그램 코드 모듈들, 예를 들어, UE의 공지된 기능들을 구현하기 위한 프로그램 코드 모듈들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시예들에 따르면, 컴퓨터 프로그램은 또한 UE(10)의 기능들을 구현하기 위해, 예를 들어, 메모리(1060)에 저장될 프로그램 코드 및/또는 다른 데이터를 저장한 물리적 매체의 형태로, 또는 프로그램 코드가 다운로드될 수 있게 함으로써 또는 스트리밍에 의해 제공될 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 위에서 설명된 개념들은 무선 송신들에서 빔포밍을 효율적으로 활용하는 데 사용될 수 있다. 특히, 적용되는 빔포밍 구성은 적용되는 빔포밍 구성의 빔들을 "소프트(soft)"한 방식으로 가중화함으로써 적응될 수 있으며, 따라서 부정확한 빔을 선택할 리스크를 감소시킬 수 있다. 빔포밍 구성을 동적으로 적응시킴으로써, 실제 채널 상태들에 대한 신속한 적응이 달성될 수 있다. 여기서, 다수의 상이한 빔들을 동시에 평가할 수 있는 가능성에 의해 상당한 이점들이 제공될 수 있다.
위에서 설명된 예들 및 실시예들은 단지 예시적이며, 다양한 수정들을 하기 쉽다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 예시된 개념들은 또한 LTE 또는 5G 무선 기술의 위에서 언급된 예에 제한되지 않고, 인프라스트럭처가 없는 애드혹 네트워크 기술들 또는 디바이스 대 디바이스 무선 기술들을 포함하여, 다양한 무선 기술들과 관련하여 적용될 수 있다. 또한, 위의 개념들은 기존 디바이스의 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 대응하여 설계된 소프트웨어를 사용함으로써, 또는 전용 디바이스 하드웨어를 사용함으로써 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (31)

  1. 무선 송신들(radio transmissions)을 제어하는 방법으로서,
    제1 디바이스(100)로부터 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들과 연관된 신호 품질을 결정하는 단계;
    상기 결정된 신호 품질의 불확실성(uncertainty)을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 신호 품질 및 불확실성에 따라, 상기 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들을 수행하기 위해 상기 제1 디바이스(100)에 의해 적용되는 빔포밍(beamforming) 구성을 적응(adapting)시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔포밍 구성은 다수의 안테나들의 송신 다이버시티 동작(transmit diversity operation)에 의해 생성되는 빔들(21, 22, 23, 24, 25) 중 하나 이상의 빔들의 세트를 정의하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25) 각각에 대해 상기 신호 품질 및 상기 불확실성을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 빔포밍 구성은, 상기 결정된 불확실성에 따라, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25) 각각에 할당되는 송신 전력을 설정함으로써 적응되는 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔포밍 구성은, 상기 결정된 불확실성에 따라, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25) 각각에 할당되는 코딩 스킴(coding scheme)을 설정함으로써 적응되는 방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔포밍 구성은, 상기 결정된 불확실성에 따라, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25)의 수를 설정함으로써 적응되는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결정된 불확실성의 증가에 응답하여, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25)의 수를 증가시키는 단계; 및/또는
    상기 결정된 불확실성의 감소에 응답하여, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25)의 수를 감소시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔포밍 구성은, 상기 결정된 신호 품질에 따라, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25)의 방향을 설정함으로써 적응되는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 품질 및 상기 불확실성은 상기 제2 디바이스(10)에 의해 제공되는 리포트들(40)에 기초하여 결정되는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불확실성은 상기 신호 품질의 다수의 측정들의 자기상관(autocorrelation)에 기초하여 결정되는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불확실성은 상기 제1 디바이스(10)에 대한 상기 제2 디바이스(10)의 이동에 따라 결정되는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불확실성은 상기 신호 품질의 최종 측정으로부터 경과된 시간 인터벌(time interval)에 따라 결정되는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 디바이스(100)는 셀룰러 네트워크의 기지국이고, 상기 제2 디바이스(10)는 상기 셀룰러 네트워크에 접속된 통신 디바이스인 방법.
  14. 디바이스(100, 100')로서, 상기 디바이스(100, 100')는,
    - 제1 디바이스(100)로부터 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들과 연관된 신호 품질을 결정하고,
    - 상기 결정된 신호 품질의 불확실성을 결정하고,
    - 상기 결정된 신호 품질 및 불확실성에 따라, 상기 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들을 수행하기 위해 상기 제1 디바이스(100)에 의해 적용되는 빔포밍 구성을 적응시키도록
    구성되는 디바이스(100, 100').
  15. 제14항에 있어서,
    상기 빔포밍 구성은 다수의 안테나들의 송신 다이버시티 동작에 의해 생성되는 빔들(21, 22, 23, 24, 25) 중 하나 이상의 빔들의 세트를 정의하는 디바이스(100, 100').
  16. 제15항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25) 각각에 대해 상기 신호 품질 및 상기 불확실성을 결정하도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는, 상기 결정된 불확실성에 따라, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25) 각각에 할당되는 송신 전력을 설정함으로써, 상기 빔포밍 구성을 적응시키도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는, 상기 결정된 불확실성에 따라, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25) 각각에 할당되는 코딩 스킴을 설정함으로써, 상기 빔포밍 구성을 적응시키도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는, 상기 결정된 불확실성에 따라, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25)의 수를 설정함으로써, 상기 빔포밍 구성을 적응시키도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  20. 제19항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는,
    - 상기 결정된 불확실성의 증가에 응답하여, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25)의 수를 증가시키고, 및/또는
    - 상기 결정된 불확실성의 감소에 응답하여, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25)의 수를 감소시키도록
    구성되는 디바이스(100, 100').
  21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는, 상기 결정된 신호 품질에 따라, 상기 빔들(21, 22, 23, 24, 25)의 방향을 설정함으로써, 상기 빔포밍 구성을 적응시키도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  22. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는 상기 제2 디바이스(10)에 의해 제공되는 리포트들(40)에 기초하여 상기 신호 품질 및 상기 불확실성을 결정하도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  23. 제14항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는 상기 신호 품질의 다수의 측정들의 자기상관에 기초하여 상기 불확실성을 결정하도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  24. 제14항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는 상기 제1 디바이스(10)에 대한 상기 제2 디바이스(10)의 이동에 따라 상기 불확실성을 결정하도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  25. 제14항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는 상기 신호 품질의 최종 측정으로부터 경과된 시간 인터벌에 따라 상기 불확실성을 결정하도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  26. 제14항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 디바이스(100)는 셀룰러 네트워크의 기지국이고, 상기 제2 디바이스(10)는 상기 셀룰러 네트워크에 접속된 통신 디바이스인 디바이스(100, 100').
  27. 제14항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100)는 상기 제1 디바이스(100)에 대응하고, 상기 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들을 수행하기 위한 무선 인터페이스(810)를 포함하는 디바이스(100).
  28. 제14항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100)는 상기 제1 디바이스(100)로부터 상기 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들을 제어하기 위한 제어 인터페이스(910)를 포함하는 디바이스(100').
  29. 제14항에 있어서,
    상기 디바이스(100, 100')는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 구성되는 디바이스(100, 100').
  30. 제1 디바이스(100)로부터 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들을 제어하도록 구성된 디바이스(100, 100')의 적어도 하나의 프로세서(850, 950)에 의해 실행되는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 프로그램 코드의 실행은 상기 디바이스(100, 100')로 하여금 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램.
  31. 제1 디바이스(100)로부터 제2 디바이스(10)로의 무선 송신들을 제어하도록 구성된 디바이스(100, 100')의 적어도 하나의 프로세서(850, 950)에 의해 실행되는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 프로그램 코드의 실행은 상기 디바이스(100, 100')로 하여금 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
KR1020177028537A 2015-03-10 2015-03-10 불확실성에 따른 빔포밍 구성 제어 KR20170128772A (ko)

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