KR20180018430A - 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 안테나 또는 빔 선택 방법 및 장치 - Google Patents

빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 안테나 또는 빔 선택 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.

Description

빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 안테나 또는 빔 선택 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SELECTING ANTENNA OR BEAM IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING BEAM-FORMING}
본 개시는 무선 통신 시스템에서 안테나를 선택하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 안테나를 선택하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 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 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 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), 기기 간 통신(Device to Device communication: D2D), 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) 방식인 FQAM(Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication) 등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
이러한 시스템에서 기지국과 단말 간 빔 포밍을 수행하는 경우 기지국으로부터 수신되는 최상의 빔을 알아야만 단말에서 적절한 수신 동작이 이루어질 수 있다. 뿐만 아니라 단말에서도 빔 포밍을 수행하여 기지국의 빔을 수신할 경우 단말에서 최상의 수신 단말 빔을 찾아야만 한다. 또한 이는 단순히 단말의 수신 빔 뿐 아니라 단말의 안테나 및/또는 안테나 포트를 알아야 한다.
따라서 단말에서 기지국의 최상의 기지국 빔과 단말에서의 최상의 단말 빔 및 안테나의 선택이 필요하다.
본 개시에서는 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 안테나를 선택하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 개시에서는 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔의 재설정(refinement)을 위한 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 개시에서는 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 비주기적 기준 신호에 기반하여 안테나를 선택하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 개시에서는 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 비주기적 기준 신호에 기반하여 빔의 재설정(refinement)를 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 방법은, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 방법으로, 특정 단말에 대한 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 생성하여 상위 계층 시그널링을 통해 상기 단말로 전송하는 단계; 빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 생성하여 상기 단말로 전송하는 단계; 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 빔 재설정 기준신호를 송신하는 단계; 및 상기 단말로부터 보고된 빔 재설정 정보를 수신하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 장치는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 기지국 장치로, 적어도 하나의 단말로 신호를 송신 및 수신하기 위한 무선 처리부; 단말로 송신할 기지국 빔 정보 및 기지국 빔 매핑 정보, 단말 빔 정보, 빔 재설정 기준 신호의 할당 정보, 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스를 저장하는 메모리; 및 특정 단말에 대한 상기 빔 재설정 기준신호 식별자 및 상기 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 생성하여 상위 계층 시그널링으로 상기 무선 처리부를 통해 상기 단말로 전송하도록 제어하고, 상기 빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 생성하여 상기 무선 처리부를 통해 상기 단말로 전송하도록 제어하며, 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 빔 재설정 기준신호를 상기 무선 처리부를 통해 송신하도록 제어하며, 상기 단말로부터 보고된 빔 재설정 정보를 수신하는 기지국 처리부;를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 방법은, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔 선택 방법으로, 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신하는 단계; 빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 하향링크 제어 정보를 통해 수신하는 단계; 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 상기 빔 재설정 기준신호를 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하여 각 단말 빔마다 수신하는 단계; 상기 각 단말 빔에 대응하여 수신된 빔 재설정 기준 신호의 수신 신호 세기를 측정하는 단계; 상기 수신 신호 세기 측정에 기반하여 가장 높은 수신 신호 세기를 갖는 단말 빔을 선택하는 단계; 및 상기 단말 빔 선택 정보와 상기 선택된 단말 빔의 기준 신호 식별자를 기지국으로 피드백하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 장치는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택을 위한 단말 장치로, 기지국과 신호를 송신 및 수신하기 위한 무선 처리부; 기지국으로부터 수신된 정보를 저장하며, 단말 빔 정보, 빔 재선택 정보를 저장하는 메모리; 및 상기 무선 처리부를 제어하여 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링을 수신하도록 제어하고, 상기 무선 처리부를 제어하여 빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 수신하도록 제어하며, 상기 무선 처리부를 제어하여 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 상기 빔 재설정 기준신호를 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하여 각 단말 빔마다 수신하도록 제어하고, 상기 각 단말 빔에 대응하여 수신된 빔 재설정 기준 신호의 수신 신호 세기를 측정하고, 상기 수신 신호 세기 측정에 기반하여 가장 높은 수신 신호 세기를 갖는 단말 빔을 선택하고, 및 상기 무선 처리부를 제어하여 상기 단말 빔 선택 정보와 상기 선택된 단말 빔의 기준 신호 식별자를 기지국으로 피드백하도록 제어하는 단말 처리부;를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 방법은, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔 선택 및 안테나 선택 방법으로서, 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신하는 단계; 빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 하향링크 제어 정보를 통해 수신하는 단계; 상기 하향링크 제어 정보에 안테나 선택 모드가 설정되어 있는가를 검사하는 단계; 상기 안테나 선택 모드가 설정되어 있는 경우 단말의 수신 빔을 설정하는 단계; 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하면서 빔 재설정 기준신호를 수신하는 단계; 각 단말 빔마다의 빔 재설정 기준신호에 대한 수신 신호 세기를 측정하는 단계; 상기 측정된 수신 신호 세기와 상기 빔 재설정 기준신호의 조합에 대한 결합 채널 이득을 계산하는 단계; 상기 최상의 채널 이득을 갖는 안테나를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 안테나 정보를 기지국으로 피드백하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 장치는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택 또는 안테나 선택을 위한 단말 장치로서, 기지국과 신호를 송신 및 수신하기 위한 무선 처리부; 기지국으로부터 수신된 정보를 저장하며, 단말 빔 정보, 빔 재선택 정보를 저장하는 메모리; 및 상기 무선 처리부를 제어하여 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신하도록 제어하고, 상기 무선 처리부를 제어하여 빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 하향링크 제어 정보를 통해 수신하도록 제어하며, 상기 하향링크 제어 정보에 안테나 선택 모드가 설정되어 있는가를 검사하고, 상기 안테나 선택 모드가 설정되어 있는 경우 상기 무선 처리부를 제어하여 단말의 수신 빔을 설정하고, 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 상기 무선 처리부를 제어하여 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하면서 빔 재설정 기준신호를 수신하도록 제어하며, 각 단말 빔마다의 빔 재설정 기준신호에 대한 수신 신호 세기를 측정하고, 상기 측정된 수신 신호 세기와 상기 빔 재설정 기준신호의 조합에 대한 결합 채널 이득을 계산하고, 상기 최상의 채널 이득을 갖는 안테나를 선택하고, 상기 선택된 안테나 정보를 기지국으로 피드백하기 위한 메시지를 생성하여 상기 무선 처리부를 제어하여 송신하도록 제어하는 단말 처리부;를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예를 적용하면, 기지국의 최상의 빔을 선택할 수 있으며, 최상의 단말 빔을 선택할 수 있다. 또한 단말에서 선택한 빔을 기지국으로 피드백함으로써 기지국에서 데이터 송/수신에 효율을 증대시킬 수 있다. 뿐만 아니라 단말에서 기지국 빔에 대응한 단말의 최상의 안테나 및/또는 안테나를 선택하고 이를 피드백할 수 있다. 이에 따라 기지국에서 데이터 송/수신의 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 OFDM 심볼 내에 BRRS가 하나의 심볼에 매핑된 경우를 예시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따라 빔 재설정(beam refinement)을 위한 기지국과 단말 간의 동작 절차를 예시한 예시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따라 기지국에서 빔 재설정을 위한 동작의 제어 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 재설정 동작을 위한 단말에서의 제어 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따라 단말에서 빔 재설정 모드 동작에 시의 제어 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따라 단말에서 안테나 선택 모드 혹은 빔 재설정 모드에 따른 제어 동작의 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라 안테나 선택과 빔 재설정 모드를 동시에 수행하는 경우 단말의 제어 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말 장치의 주요 블록 구성도이다.
도 9는 본 개시에 따른 기지국 장치의 기능적인 블록 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 이하에 첨부된 본 개시의 도면은 본 개시의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 개시의 도면에 예시된 형태 또는 배치 등에 본 개시가 제한되지 않음에 유의해야 한다. 또한 본 개시의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 개시의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
또한 이하의 설명에서 기지국은 단말에 자원을 할당하는 주체로서, eNode B, Node B, BS(Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 또한 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신 기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 개시에서 하향링크(Downlink, DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는(Uplink, UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다.
또한, 이하에서 본 개시의 실시 예들을 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널 형태를 갖는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
일반적으로 무선 통신 시스템의 대표적인 예로 셀룰라 이동 통신 시스템을 들 수 있다. 이러한 셀룰라 이동통신 시스템은 기지국과 단말 간 무선 채널을 통해 통신이 이루어진다. 이때, 주기적 채널 상태 정보-기준 신호(Periodic CSI-RS, 이하 "P-CSI-RS"라 함) 또는 동기 신호(Synch signal)와 같은 고정된 전송 주기를 갖는 신호를 전송할 수 있다. P-CSI-RS는 다수 개의 자원(resource)들로 구성될 수 있으며, 각각의 자원들은 서로 다른 기지국 빔에 대응될 수 있다. 이러한 자원과 기지국 빔에 대한 대응관계는 상기 CSI-RS에 대한 신규 설정 또는 설정에 대한 업데이트가 발생하지 않는 한 계속되어 유지될 수 있다. 이하의 설명에서 "기지국 빔 ID"는 상기 P-CSI-RS의 resource에 대응되는 구분자를 의미할 수 있다.
또한 기지국은 비주기적 채널 상태 정보-기준 신호(Aperiodic CSI-RS, 이하"AP-CSI-RS"라 함)를 비주기적으로 전송할 수 있다. 기지국이 AP-CSI-RS를 전송할 것인지의 여부는 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, 이하 "DCI"라 함)를 통해서 단말에게 미리 지시될 수 있다. 이때, AP-CSI-RS는 다수 개의 자원들로 구성될 수 있으며, 각각의 자원들은 기지국에서 송신하는 서로 다른 빔에 대응될 수 있다. AP-CSI-RS를 구성하는 자원과 기지국에서 송신하는 빔 간의 대응 관계는 이하에서 설명하는 본 개시에서 제시하는 방법들에 의해 정의될 수 있다. 본 개시에서 제시하는 실시 예들에 따르면 상기 대응 관계는 기지국이 단말에게 명시적으로 설정해 줄 수 있다. 본 개시에서 제시하는 또 다른 실시 예들에 따르면 상기 대응 관계는 묵시적으로 설정될 수도 있다.
이하의 설명에서 AP-CSI-RS는 빔 재설정 기준신호(Beam refinemet reference signal, 이하 "BRRS"라 함)로 대체되어 설명될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 BRRS를 기준으로 빔 재설정(beam refinement) 및 안테나 선택(antenna selection)에 관한 동작 방식 및 장치에 대해 설명할 것이다.
먼저 BRRS는 하기와 같은 방법으로 기지국에 의해 생성되어 단말로 전송될 수 있다. BRRS를 전송하는 하나의 OFDM 심볼에서는 총 8개의 안테나 포트가 정의될 수 있으며, 각각의 안테나 포트에서 기준신호를 전송하는 기지국의 송신 빔은 서로 다를 수 있다. 이를 이하에서 살펴보기로 하자.
빔 재설정 기준 신호들(Beam refinement reference signals)
빔 재설정 기준 신호들은 8개의 안테나 포트들
Figure pat00001
을 이용하여 전송된다. BRRS의 송신 및 수신은 xPDCCH 상에 할당된 하향링크 자원에서 동적으로 스케줄링된다(Beam refinement reference signals are transmitted on up to eight antenna ports using
Figure pat00002
. The transmission and reception of BRRS is dynamically scheduled in the downlink resource allocation on xPDCCH.).
시퀀스 생성(Sequence generation)
기준 신호
Figure pat00003
는 아래의 <수학식 1>과 같이 생성될 수 있다(The reference signal
Figure pat00004
can be generated as follows.).
Figure pat00005
<수학식 1>에서
Figure pat00006
는 하나의 라디오 프레임 내에서 슬롯의 수이고,
Figure pat00007
은 상기 슬롯 내에서 OFDM 심볼의 수이고,
Figure pat00008
은 5G 표준 문서 중 V5G.211의 7.2절에 정의된 의사-랜덤 시퀀스이다. 상기 의사-랜덤 시퀀스 생성기는 각 OFDM 심볼의 시작에서 아래의 <수학식 2>와 같이 초기화되어야한다(where
Figure pat00009
is the slot number within a radio frame;
Figure pat00010
is the OFDM symbol number within the slot;
Figure pat00011
denotes a pseudo-random sequence defined by clause 7.2. The pseudo-random sequence generator shall at the start of each OFDM symbol be initialised with):
Figure pat00012
상기 양
Figure pat00013
은 RRC 시그널링을 통해 UE에 구성된다(The quantity
Figure pat00014
is configured to the UE via RRC signalling).
자원 요소들로 매핑(Mapping to resource elements)
상기 기준 신호 시퀀스
Figure pat00015
는 하기 <수학식 3>에 따라 안테나 포트 p 상의 복소수 값으로 변환된 변조 심볼
Figure pat00016
에 매핑되어야 한다(The reference signal sequence
Figure pat00017
shall be mapped to complex-valued modulation symbols
Figure pat00018
on antenna port p according to).
Figure pat00019
상기 <수학식 3>에서
Figure pat00020
이다.
상기 BRRS는 하나의 서브 프레임 내에 OFDM 심볼들 l로 전송될 수 있고, 여기서 l은 DCI 포맷으로 'CSI-RS / BRRS 할당을 위한 OFDM 심볼 인덱스 표시'에 의해 구성된다. 각 송신 안테나 포트에서, BRRS는 상이한 송신 빔으로 송신 될 수 있다(The BRRS can be transmitted in OFDM symbols l within a subframe, where l is configured by 'Indication of OFDM symbol index for CSI-RS/BRRS allocation' in DCI format in [2]. On each Tx antenna port, BRRS may be transmitted with different Tx beam).
도 1은 OFDM 심볼 내에 BRRS가 하나의 심볼에 매핑된 경우를 예시한 도면이다.
도 1은 OFDM 심볼 100이 복수의 물리적 자원 블록(Physical Resource Block, PRB)들 101, 102 …, 로 구성됨을 예시하고 있다. 또한 각 PRB들마다 서로 다른 3개의 BRRS가 각각 하나의 OFDM 심볼에 매핑된 경우를 예시하였다. 또한 도 1에서 각 BRRS들에 부여된 600-607의 참조부호들은 위에서 설명한 바와 같이 안테나 포트 번호들에 해당한다.
이하에서 설명되는 본 개시에서는 도 1에 예시한 각 PRB들과 같은 특정 패턴에 제한되지 않는다. 즉, 이하에서 설명되는 본 개시에서는 포트의 개수, 주파수 축에서 포트 간 RE의 매핑 간격, RE에 매핑된 OFDM 심볼의 위치 등이 기지국에 의해 임의로 설정될 수 있다.
상기 BRRS의 전송은 도 1에 예시하고, 앞에서 설명한 바와 같이 DCI에 의해서 트리거링(triggering)될 수 있다. 예를 들어 하기와 같은 DCI를 사용할 수 있다. 즉, DCI에서 "CSI / BSI / BRI request"와 같은 필드를 포함할 수 있다. 상기 "CSI / BSI / BRI request" 필드에서 "010" 또는 "011" 값을 지시하는 경우, 단말은 상기 DCI가 전송되는 서브프레임 n으로부터 m개의 서브프레임 이후에 BRRS가 전송됨을 인지할 수 있다. 상기 m 값은 상기 DCI에 포함된 "Transmission timing of CSI-RS / BRRS" 필드를 통해서 전달받을 수 있다. DCI의 "CSI / BSI / BRI request" 필드에 대하여 좀 더 살펴보면 아래와 같다.
- CSI/BSI/BRI 요청 - 3 비트(CSI / BSI / BRI request - 3 bits)
■ 표시된 값이 000이면, CSI/BSI/BRI 중 어느 것도 요청하지 않는다(If the indicated value is 000, then none of CSI/BSI/BRI is requested).
■ 표시된 값이 001이면, DCI 형식이 BSI보고를 트리거한다(Else if the indicated value is 001, then this DCI format triggers BSI reporting).
■ 표시된 값이 010이면, DCI 형식이 BRRS를 할당하고 해당하는 BRI 보고도 트리거한다(Else if the indicated value is 010, then this DCI format allocates BRRS and also triggers corresponding BRI reporting).
■ 표시된 값이 011이면, DCI 형식은 BRRS를 할당하지만 BRI보고를 트리거하지 않는다(Else if the indicated value is 011, then this DCI format allocates BRRS but does not trigger BRI reporting).
■ 표시된 값이 100이면, DCI 형식이 CSI-RS를 할당하고 해당 CSI보고도 트리한다(Else if the indicated value is 100, then this DCI format allocates CSI-RS and also triggers corresponding CSI reporting).
■ 값 101, 110, 111은 사용되지 않는다(The values 101, 110 and 111 are reserved.)
2비트의 CSI-RS/BRRS의 송신 타이밍, 이 필드는 송신 시간 오프셋 값 m∈ {0, 1, 2, 3}을 나타낸다(Transmission timing of CSI-RS / BRRS - 2 bits, where this field indicates transmission time offset value m∈{0, 1, 2, 3} ).
■ DCI 포맷이 CSI-RS 또는 BRRS 중 하나를 할당하면, 대응하는 전송은 서브 프레임 n+m에 할당된다(If this DCI format allocates either of CSI-RS or BRRS, then the corresponding transmission is allocated in subframe n + m ).
■ 그렇지 않으면, 모두 0으로 설정해야 한다(Otherwise, it shall be set to all zeros.)
이 DCI 포맷이 CSI-RS 또는 BRRS 전송 중 어느 하나를 할당하면(If this DCI format allocates either of CSI-RS or BRRS transmission),
- 프로세스 표시기 - 2 비트(Process indicator - 2 bits)는 아래와 같다.
00 : {Process # 0}, 01 : {Process # 1}, 10 : {Process # 2}, 11 : {Process # 3}
상기 하나의 BRRS는 하나의 프로세스(Process)와 대응될 수 있으며, 상기 하나의 BRRS 프로세스를 정의하기 위하여 하기 <표 1>과 같은 정보들이 기지국과 단말 간에 사전에 정의될 수 있다.
Figure pat00021
하나의 프로세스는 최대 8개의 자원으로 구성될 수 있으며, 하나의 자원은 하나 또는 하나 이상의 BRRS 안테나 포트와 대응관계를 갖는다. 하나의 자원이 하나의 안테나 포트와 대응관계를 갖는 경우, 단말은 상기 안테나 포트를 통해서 측정한 수신 신호 수신 전력(Received Signal Received Power, 이하 "RSRP"라 함) 값을 상기 자원에 대한 빔 품질 값으로 인식할 수 있다. 하나의 자원이 다수 개의 안테나 포트와 대응관계를 갖는 경우, 단말은 다수 개의 안테나 포트를 통해서 측정한 RSRP 값들을 더하거나 또는 평균화하여 상기 자원에 대한 빔 품질 값으로 인식할 수 있다. 상기 <표 3>에서 하나의 BRRS 자원과 8개의 BRRS 안테나 포트 간에 대응관계 여부를 설정하기 위하여 각 자원마다 8비트의 비트맵을 사용한다. 상기 비트맵의 n-번째 비트가 1인 경우, 상기 BRRS 자원과 상기 n-번째 안테나 포트 간에 대응관계가 있음을 의미한다.
또한 기지국과 단말 간의 설정을 통해 사전에 여러 개의 프로세스가 정의될 수 있다. 상기 DCI가 트리거링하는 BRRS가 어떤 프로세스와 대응되는지에 대한 정보를 상기 DCI 내에 "프로세스 지시자(Process indicator)" 필드를 통해서 단말에게 지시할 수 있다. 예를 들어서 상기 프로세스가 총 4 개인 경우, 상기 DCI에서 트리거링하는 상기 BRRS의 프로세스 인덱스를 #0, #1, #2, #3 중에 하나를 상기 DCI에 포함된 "Process indicator" 필드를 통해서 지시할 수 있다. 즉, 앞에서 설명한 <표 2>와 같이 둘 이상의 프로세스에 대하여 DCI를 통해 지시할 수 있다.
기지국이 상기 DCI의 "CSI / BSI / BRI request" 필드에서 "010"값을 지시하고 상기 DCI가 특정 프로세스의 BRRS를 트리거링하는 경우, 단말은 상기 프로세스에 대응하는 BRRS를 수신 후, N 개의 BRRS 자원을 골라서 기지국에 피드백할 수 있다. 여기서 N 값은 기지국과 단말 간의 사전 설정에 따라 특정 값으로 고정될 수도 있고, 상기 DCI에서 특정 값을 지시할 수도 있다. 단말은 상기 N개의 BRRS 자원을 선택할 시, 단말이 측정한 상기 자원에 대한 빔 품질 값 정보를 참고하여 상위 N개의 자원을 선택할 수 있다.
기지국은 BRRS 요청(BRRS request) 메시지 DCI 통하여 단말에게 전달할 수 있다. 상기 DCI에는 BRRS가 전송되는 서브프레임(subframe)의 위치, 안테나 포트, OFDM 심볼(symbol), 서브캐리어(subcarrier)의 위치 정보가 상위 계층 시그널링 예를 들어, RRC 시그널링에 의해 미리 정의된(predefine) 정보 기반으로 지시(indication)될 수 있다. 이때 특정 시간, 주파수, 안테나를 통해 다수개의 BRRS 식별자(이하 "BRRS ID"라 함)가 정의되고, 해당 BRRS ID는 특정 안테나 포트로, 특정 OFDM 심볼에서 전달되는 BRRS가 된다. 기지국이 전송한 다수개의 BRRS 신호에 대하여, 즉 다수개의 BRRS 자원 식별자(BRRS Resource ID, 이하 "BRRS-RI"라 함)에 대하여 빔을 측정하고, 높은 측정 값을 가지는 N개의 BRRS-RI와 해당 RSRP를 기지국으로 피드백(feedback)한다. 이를 통해 재설정(refinement) 동작을 수행을 완료할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에서는 DCI 통해 지시(indication)된 하나의 서브프레임이 BRRS로 할당 되거나 하나의 서브프레임 내에서 마지막 1 혹은 2개의 OFDM 심볼이 BRRS 전송을 위해 할당될 수 있다. 이때 하나의 서브프레임 단위의 할당은 앞/뒤 각 2 심볼을 제외한 10 심볼에 대해서만 할당되도록 정의할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이 본 개시의 실시 예에서 상기 BRRS는 AP-CSI-RS로 대체되어 적용될 수 있다. 이때 상기 BRRS-RI는 상기 AP-CSI-RS에 포함된 CSI-RS 자원 인덱스(resource index, 이하 "CRI"라 함)에 대응된다. 즉, 기지국은 M개의 자원을 포함하는 AP-CSI-RS를 DCI를 통해 트리거링하고, 단말은 상기 AP-CSI-RS를 수신 결과를 기준으로 상기 M개 중 N개의 자원을 선택할 수 있다. 단말은 상기 선택된 N개의 자원에 대응되는 CRI 값들을 기지국에 피드백 할 수 있다. 이때 단말은 상기 선택된 N개의 자원에 대응되는 RSRP 값들과 상기 CRI 값들을 함께 기지국에 피드백 할 수도 있다.
1. 기지국과 단말의 빔 재설정(Beam Refinement)
기지국 빔 재설정(beam refinement)은 특정 단말을 위한 기지국의 최적화된 빔을 찾는 것으로 정의한다. 예를 들어 현재 송신기 관점인 기지국 빔(beam) A와 수신기 관점인 단말 빔(beam) B가 설정 되어 있다고 가정하면, 기지국 빔 A 주위에 있는 빔들 중에서 단말 빔 B를 기준으로 최적화된 빔을 찾는 과정이 될 수 있다. 송신기와 수신기가 반대의 경우로 설정된 경우에도 단말과 기지국 간에 최적의 빔을 설정하는 경우를 빔 재설정이라 칭할 수 있다.
즉, 단말 빔 재설정은 특정 기지국의 기지국 빔에 대하여 단말의 관점에서 최적화된 빔을 찾는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어 현재 단말 빔 A와 기지국 빔 B가 설정 되어 있다고 가정하면, 단말 빔 A 주위에 있는 빔들 중에서 기지국 빔 B를 기준으로 최적화된 빔을 찾는 과정이다.
기지국은 단말로부터 주기적/비주기적으로 빔에 관한 피드백을 통해 현재 기지국과 단말 간 활용 가능한 빔 리스트(beam list)에 관한 정보를 공유하고 있음을 가정한다. 설명의 편의를 위해 기지국/단말 간 RSRP를 기준으로 N개의 최상의 빔 쌍(best beam pair)들에 관한 정보가 업데이트 되어 유지되며, N개의 최상의 빔 쌍(best beam pair)들 중에서 가장 높은 RSRP를 가지는 빔 쌍을 현재의 서비스에 사용하고 있음을 가정한다. 또한 기지국의 경우 N개의 최상의 기지국 빔을 관리하고 있으며, 단말의 경우는 기지국으로 피드백한 기지국 N개의 최상의 빔(best beam)에 대응하는 N개의 단말 빔을 가지고 있다.
앞서 설명한 바와 같이 기지국은 P-CSI-RS 또는 동기 신호(Synch signal)와 같은 고정된 전송 주기를 갖는 신호를 전송할 수 있다. 고정된 주기를 갖는 P-CSI-RS는 다수 개의 빔에 대응되는 자원들을 포함하고 있다. 단말은 상기 자원들에 대한 RSRP 측정을 기반으로, 이 중에 N개의 자원을 선택할 수 있다. 그리고 단말은 상기 N개의 자원에 대응되는 CRI 값을 기지국으로 피드백할 수 있다. 상기 N 의 피드백한 CRI에 대응되는 자원 각각에 대하여 단말은 단말 수신 빔을 설정할 수 있다.
이하의 설명에서 "기지국 빔 ID"는 상기 P-CSI-RS의 자원에 대응되는 구분자를 의미할 수 있다. 또한 이하의 설명에서 기지국과 단말 간에 N개의 기지국 빔 ID들을 공유하고 있음을 가정하고, 이를 서빙 빔 리스트(serving beam list)라 칭하기로 한다. 상기 최상의 빔 리스트(best beam list)에 포함된 기지국 빔 ID들을 결정하는 방법 중 하나로 상기 단말의 CRI 피드백 정보를 사용할 수 있으나, 이하의 실시 예들은 이에 국한되지 않는다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따라 빔 재설정(beam refinement)을 위한 기지국과 단말 간의 동작 절차를 예시한 예시도이다.
먼저 단말 201은 앞에서 설명한 바와 같이 다양한 형태가 될 수 있으나, 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 사용자 장치(User Equipment, UE)를 가정한다. 기지국 202 또한 앞에서 설명한 바와 같이 다양한 형태가 될 수 있으나, 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 eNodeB를 가정한다.
기지국 202는 단말 201과 미리 필요한 정보들을 상위 계층 시그널링 등을 통해 함께 공유하고 있는 경우로 가정하며, 필요한 정보들에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
기지국 201은 210동작에서 DCI를 통해 BRRS 요청(BRRS request) 메시지를 단말로 송신할 수 있다. 이후 기지국 201은 220동작에서 기지국 빔 재설정(Beam refinement)을 수행한다. 여기서 빔 재설정이란, 기지국 202가 단말 201로 송신할 빔들을 결정하는 동작이 될 수 있다. 만일 DCI를 통해 송신할 빔들의 식별자 정보를 제공한 경우 220동작은 송신할 기지국 빔을 설정하는 동작이 될 수 있다. 220동작에서 송신할 기지국 빔의 설정이 완료되면 기지국 202는 230동작에서 해당하는 빔에 BRRS를 삽입하여 송신할 수 있다.
한편 단말 201은 210동작에서 기지국 202로부터 DCI를 통해 BRRS 요청 메시지를 수신한 후 기지국 202로부터 BRRS가 포함된 기지국 빔의 수신을 대기한다. 이후 단말 201은 230동작에서 BRRS를 포함하는 빔을 수신하면, 단말 201은 240동작으로 진행하여 BRRS의 수신 신호 세기를 측정하고, 최상의 빔을 찾는 동작을 수행한다. 이를 이하의 설명에서는 단말 빔 재설정 수행이라 칭하기로 한다. 이처럼 단말 빔 재설정 수행이 완료되면, 단말 201은 250동작에서 재설정된 기지국 빔을 기지국 202로 피드백(feedback)할 수 있다.
그러면 이상에서 설명된 동작들에 대하여 좀 더 자세히 살펴보기로 하자.
220동작의 기지국 빔 재설정 동작의 경우 기지국 202가 N개의 빔들 중에서 특정 빔 혹은 다수 개의 빔들에 대한 빔 재설정을 수행하기 위해서는 단말 201에게 BRRS 전송 이전에 N개의 빔들 중에서 어떤 빔들은 어디서 내려 주는지에 대한 지시(indication)를 해주어야 한다. 단말 201은 해당 지시를 수신함으로써 특정 기지국 빔에 의해 전송되는 BRRS 신호를 수신할 수 있다. 이때, 단말 201은 기지국 202가 송신한 기지국 빔에 대응하여 특정한 단말 빔을 이용하여 수신하게 된다. 이처럼 단말 빔을 이용하여 수신된 기지국 빔에 대하여 수신 신호 세기(RSRP)를 측정할 수 있다.
기지국 202는 BRRS 전송 시 단말 201로 미리 지시한 기지국 빔을 포함하여 기지국 빔 재설정을 위한 지시 빔(indication beam) 주위의 적어도 하나의 기지국 빔을 임의로 설정하여 BRRS들을 전송할 수 있다. 따라서 단말 201은 해당 BRRS를 측정하고 높은 수신 신호 세기를 가지는 BRRS-RI 및 RSRP를 피드백 함으로써 기지국 빔에 관한 재설정 수행이 가능하다.
기지국 202가 단말 201에게 N개의 빔들 중에서 BRRS 전송 시 사용하는 빔에 대한 지시를 하는 방법은 아래의 방법을 이용할 수 있다. 예컨대, 기지국은 AP-CSI-RS에 포함된 자원(들)이 어떤 기지국 빔 ID(들)에 연관되는지에 대한 정보를 하기에 제시하는 방법들을 통하여 단말에게 전달할 수 있다.
(1) BRRS 요구를 위한 DCI 내에 BRRS 전송에 사용하는 기지국 빔을 지시하는 방법 : 특정 빔들에 관한 기지국 빔 재설정을 수행하는 경우 해당 빔들에 관한 인덱스(index) 정보를 DCI에 담아 전송이 가능하다. 또는 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC signaling) 또는 제어 메시지(control message 예를 들어, MAC-CE)를 통해 주기적/비주기적으로 전송할 수 있다. 이때, 인덱스 정보를 예시하면, 하기 <표 2>와 같은 형태를 취할 수 있다.
Figure pat00022
기지국 202는 <표 2>와 같이 구성된 인덱스 정보를 단말 201로 전송하고, 단말 201은 수신된 인덱스 정보에 기반하여 기지국 202가 송신한 BRRS 전송 시에 사용하는 빔에 대하여 단말 빔으로 수신한 후 최상의 기지국 빔(들)을 결정할 수 있다. 그런 후 단말 201은 최상의 기지국 빔(들)에 대한 정보를 다시 기지국 202로 피드백 함으로써 기지국 202가 BRRS 전송 시 사용하는 빔에 관한 정보를 전달할 수 있다. 즉, 기지국 202는 RRC 또는 MAC-CE를 사용하여 N개의 빔 ID에 대하여 테그 인덱스(Tag index)를 "0, 1, …, N-1"까지를 매핑시킬 수 있다. 상기 N개의 기지국 빔 ID는 상기 서빙 빔 리스트(serving beam list)에 포함된 N개의 기지국 빔 ID와 동일할 수 있다.
위의 <표 2>는 N이 4인 경우에 대하여 빔 ID를 각각 #10, #1, #6, 그리고 #27번이 각각 테그 0, 1, 2, 그리고 3에 매핑된 경우를 예시하였다. 상기 테그 인덱스들은 log2(N) 비트를 사용하여 각각 00, 01, 10, 그리고 11로 표현될 수 있다. 기지국 202가 DCI를 사용하여 AP-CSI-RS를 트리거링할 때, 상기 DCI에는 상기 테그 인덱스에 대한 정보가 포함될 수 있다. 상기 DCI 내에 하나의 태그 인덱스가 포함된 경우, 단말은 상기 AP-CSI-RS에 포함된 모든 자원이 상기 테그 인덱스에 대응되는 기지국 빔 ID와 연관되어 있음을 가정할 수 있다. 즉, 단말 201은 상기 기지국 빔 ID에 대응되는 단말 수신빔을 사용하여 상기 AP-CSI-RS에 포함된 자원들을 수신하고 각각에 대하여 RSRP 값을 측정할 수 있다.
또한 본 개시의 한 실시 예에 따르면, 운용 중인 N개의 기지국 빔으로 전송하는 BRRS ID를 미리 정의할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 기준 4개의 BRRS 프로세스가 정의되고, 각 프로세스에 8개의 BRRS ID가 있는 경우를 가정하자. 이중 특정 BRRS 프로세스에서 정의된 BRRS ID는 N개의 기지국 최상위 빔(best beam)과 매핑하여 동작이 가능하다.
예를 들어 첫 번째 BRRS 프로세스의 경우 항상 기지국 빔 재설정을 위해 사용하는 프로세스로 정의하고, BRRS ID {#0, #1}, {#2, #3}, {#4, #5}, {#6, #,7} 를 각 N개의 기지국 빔에 매핑시켜 해당 두개의 BRRS ID로 매핑된 기지국 빔과 해당 빔 재설정을 위한 빔들을 전송할 수 있다. 기지국 빔과 BRRS 프로세스 혹은 BRRS ID 매핑 방식은 다양한 형태의 매핑이 가능하며, 특정 BRRS 프로세스 혹은 BRRS ID를 기지국 202와 단말 201이 가지고 있는 빔 리스트 상에서의 기지국 빔에 매핑시키는 방식을 포함한다. 이 경우 N개의 기지국 빔 들이 RSRP에 따라 정렬되어 있다 가정하고 해당 순서의 빔과 BRRS 프로세스 혹은 BRRS ID를 매핑하는 방식도 포함한다. 즉, 상기 서빙 빔 리스트에 포함되어 있는 N개의 기지국 빔 ID들과 특정 프로세스에 대응되는 AP-CSI-RS에 포함된 M개의 자원 간에 암시적(implicit)인 연관관계를 의미한다. 예를 들어 M = L x N인 경우, 상기 M개의 자원들을 L개씩 그룹핑을 하여 총 N개의 그룹을 형성할 수 있다. 좀 더 풀어서 살펴보면, M 값이 8이고, L 값이 2이며, N 값이 4인 경우, 상기 AP-CSI-RS는 CRI 0, 1, 2, …, 7 값에 대응되는 자원을 포함한다. 그리고 CRI를 기준으로 L 값이 2이므로, 2개씩 그룹핑하여 {0, 1}, {2, 3}, {4, 5}, {6, 7}과 같이 총 N 값이 4개의 그룹을 생성할 수 있다. 이때 각각의 그룹은 상기 서빙 빔 리스트에 포함된 N 개의 기지국 빔 ID와 각각 연관관계를 갖는다.
본 개시에 따르면, 기지국의 빔 재설정 시 기지국이 전송하는 빔들에 대하여 단말 빔 재설정이 동시에 수행할 수 있다. 즉, BRRS 전송 구조에 의해 하나의 OFDM 심볼 내에서 반복되는 신호 패턴이 발생하므로, 기지국 빔 재설정을 위해 내려오는 BRRS 신호에 대해 대응하는 단말 빔과 단말 빔 재설정을 위한 임의의 단말 빔즐로 해당 BRRS 신호 측정이 가능하다. 그러면 이를 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따라 기지국에서 빔 재설정을 위한 동작의 제어 흐름도이다.
기지국 202는 300동작에서 BRRS 프로세스 및 BRRS 식별자 설정 정보를 상위 계층 시그널링에 기반하여 단말로 전송할 수 있다. 이는 앞에서 설명한 바와 같이 상위 계층 시그널링 예컨대, RRC 시그널링으로 전송하거나 또는 제어 메시지(control message) 예를 들어, MAC-CE를 통해 주기적/비주기적으로 전송할 수 있다.
이후 기지국 202는 302동작에서 DCI에 BRRS 요청, 특정 BRRS 프로세스, OFDM 심볼 할당 지시 정보를 포함하여 단말로 전송할 수 있다. 302동작 또한 앞에서 설명한 바와 같이 DCI에 BRRS 요청 메시지를 포함하여 전송할 수 있다. 또한 특정한 BRRS 프로세스와 OFDM 심볼에 할당을 지시하는 정보를 함께 포함시켜 전송함으로써 단말 201에서 미리 DCI로부터 BRRS가 요청되었으며, 어떠한 BRRS 프로세스와 OFDM 심볼 내에에서 신호가 전송되는 위치를 미리 확인할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 DCI는 BRRS의 측정에 기반하여 빔 재설정 및 안테나 선택이 필요한 경우에 이루어질 수 있다.
이후 기지국 202는 304동작에서 상기 상위 계층 시그널링 정보 및 DCI에 기반하여 BRRS를 송신할 수 있다. 이후 기지국 202는 단말 201로부터 빔 재설정에 대한 정보의 수신을 대기한다. 기지국 202는 306동작에서 단말 201로부터 수신된 빔 정보를 수신하고, 수신된 빔 정보에 기반하여 기지국 빔을 재설정할 수 있다. 이는 단말 201과 기지국 202 간 최적의 빔을 선택하기 위함이다. 이를 통해 단말 201과 기지국 간 통신 효율을 증대시킬 수 있다. 즉, 단말 201은 기지국 202가 송신한 기지국 빔들 중에서 최상의 단말 빔 정보 및/또는 복수의 기지국 빔들 중 최적의 기지국 빔을 선택하여 피드백할 수 있다. 이와 같이 최적의 빔 정보를 수신하면, 기지국 202는 피드백된 정보에 기반하여 기지국 빔을 재설정할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 빔 재설정 동작을 위한 단말에서의 제어 흐름도이다.
단말 201은 400동작에서 BRRS 할당 정보 및 해당 BRRS 전송에 사용되는 기지국 빔 정보를 획득할 수 있다. 이러한 정보는 앞서 설명한 바와 같이 상위 계층 시그널링 예컨대, RRC 시그널링으로 전송하거나 또는 제어 메시지(control message) 예를 들어, MAC-CE를 통해 주기적/비주기적으로 수신될 수 있다.
이후 단말 201은 402동작에서 BRRS 송신에 사용되는 기지국 빔에 대응하는 단말 빔을 설정할 수 있다. 이를 좀 더 살펴보면, 기지국 202는 특정한 섹터에서 해당 섹터 내의 다수의 방향으로 또는 기지국의 셀 내의 전 방향으로 빔을 송신하기 위해 많은 수의 빔들을 송신하게 된다. 따라서 기지국 202는 단말 201로 송신할 기지국 빔을 식별할 필요가 있다. 단말 201 또한 다수의 수신 빔을 형성할 수 있다. 기지국 202가 기지국 빔을 송신하는 방향으로 단말 수신 빔이 형성되는 경우 두 빔의 쌍은 최적의 쌍이 될 수 있다. 하지만 단말 수신 빔이 다른 방향으로 형성되는 경우 기지국 빔과 단말 빔 간의 수신이 불량하게 된다. 따라서 단말 201은 기지국 빔을 수신하기 위한 적절한 단말 빔을 설정할 수 있다.
이후 단말 201은 404동작에서 설정된 단말 빔을 기준으로 하여 단말 빔을 스위칭(sweeping)하여 BRRS를 수신할 수 있다. 이를 예를 들어 설명하면 아래와 같이 설명할 수 있다. 가령 단말 201이 신호 수신을 위해 서로 다른 4개의 단말 빔을 가진다고 가정하자. 이때, 신호의 수신을 위한 4개의 각 단말 빔들에 일련번호를 부여하여, 1, 2, 3, 4로 가정하면, 단말 1번 빔, 단말 2번 빔, 단말 3번 빔, 단말 4번 빔이 서로 다른 방향의 단말 빔이 될 수 있다. 이때, 402단계에서 단말 2번 빔을 단말 빔으로 설정하여 BRRS를 수신하고, RSRP 값을 측정할 수 있다. 이러한 동작이 단지 단말 2번 빔에 대해서만 이루어지는 경우 단말 201에서는 2번 빔이 기지국 빔을 수신하기 위한 최적의 빔인지 확인할 수 없다. 따라서 단말 201은 404단계에서 단말 2번 빔을 이용한 경우 다음 단말 3번 빔을 이용하여 BRRS를 수신하고, RSRP 값을 측정하고, 그 이후 단말 4번 빔을 이용하여 BRRS를 수신하고, RSRP 값을 측정하며, 마지막으로 단말 1번 빔을 이용하여 BRRS를 수신하고, RSRP 값을 측정할 수 있다. 이상과 같이 모든 단말 빔들에 대하여 스위핑 동작을 통해 BRRS를 수신하여 RSRP를 측정하는 동작을 수행할 수 있다. 이상의 404동작은 만일 BRRS가 둘 이상의 기지국 빔에 대하여 이루어지는 경우 각 기지국 빔에 대하여 이루어질 수 있다.
이후 단말 201은 406동작에서 가장 높은 BRRS의 RSRP(이하 "BRRS-RP"라 함)를 기준으로 보고할 기지국 빔을 선택할 수 있다. 즉, 둘 이상의 기지국 빔에 대하여 가장 높은 BRRS-RP 값을 포함하는 기지국 빔을 선택할 수 있다. 이때, 만일 필요에 따라서는 가장 높은 BRRS-RP 값을 갖는 기지국 빔 외에 적어도 하나의 다른 기지국 빔을 추가로 선택하여 전송할 수도 있다. 만일 적어도 하나의 다른 기지국 빔을 추가로 선택하는 경우에도 역시 BRRS-RP 값이 높은 기지국 빔들을 선택할 수 있다.
406동작에서 보고할 기지국 빔을 선택한 후 단말 201은 408동작에서 빔 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다. 이때, 빔 정보에는 앞에서 설명한 바와 같이 BRRS-RI와 BRRS-RP 정보를 포함할 수 있다. 또한 빔 정보는 하나의 기지국 빔 정보만 전송할 수도 있고, 필요에 따라서는 둘 이상의 기지국 빔 정보를 피드백할 수도 있다.
2. 단말 빔 재설정 모드(beam refinement mode)의 지원
앞에서는 기지국의 빔 재설정에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 단말의 빔 재설정에 대하여 살펴보기로 한다. 이상에서 설명한 BRRS의 경우 단말 빔 재설정 용도로도 사용할 수 있다.
예를 들어, DCI를 통해 BRRS에 관한 빔 정보, 즉, BRRS-RI 및 BRRS-RP(LTE에서의 RSRP) 보고(reporting)에 대한 요청(request)이 없는 경우 단말은 BRRS를 통해 단말 빔 재설정을 수행하는 것으로 정의할 수 있다. 만약 현재 기지국 빔에 대한 단말 빔 재설정을 하는 경우 해당 빔은 단말에서 바로 빔 변경 적용이 가능하다. 이러한 단말 재설정 용도의 BRRS 동작 지원을 위해 현재의 서비스에 사용 중인 기지국 빔에 대한 지시(indication)가 단말도 함께 알 수 있어야 한다. 그러면 이를 위해 앞에서 설명한 기지국 빔 지시(beam indication) 방식 이외에 적용 가능한 방식을 살펴보기로 한다.
(1) BRRS 자원 구성 기반 재설정 모드의 정의 방식 :
BRRS를 위해 10/5/2/1 OFDM 심볼 할당이 가능한 경우, 2개의 OFDM 심볼 혹은 1개의 OFDM 심볼이 할당된 경우 BRRS는 현재 서비스에 사용 중인 기지국 빔으로만 전송되도록 정의한다. 5개의 OFDM 심볼인 경우는 현재 서비스 중인 기지국 빔과 기지국 빔 재설정용 빔들로 BRRS가 전송되는 것으로 정의하고 현재 서비스 중인 기지국 빔을 이용한 BRRS 전송 자원의 경우 '기지국/단말 빔 재설정'에서 제안된 지시(indication)를 적용하도록 하는 것이 가능하다. 10개의 OFDM 심볼의 경우 특정한 지시 없이 기지국/단말 빔 스위핑을 통해 빔 재설정 수행이 가능하다. OFDM 심볼 수가 많은 경우는 단말의 전체 수신 빔을 트레이닝(training)할 수 있는 기회가 있으므로 기지국 빔에 대한 지시 없이 동작하는 것이 가능하다. 본 개시의 실시 예에서는 단말 빔 재설정 모드를 포함한 기지국 단말 빔 재설정 전체 모드를 포함하는 동작이 될 수 있다. 이를 좀 더 살펴보면 아래와 같다.
(2) BRRS 빔 정보 보고 유무에 따른 기지국 빔 설정 방식 :
BRRS 빔 정보 보고 유무에 따른 기지국 빔 설정 방식은 DCI를 통해 BRRS 빔 정보 보고 없이 BRRS를 전송하는 경우 단말 빔 재설정 모드 동작으로 정의하고 해당 BRRS 전송 시 현재 기지국이 서비스에 사용 중인 빔으로만 BRRS를 전송한다. 혹은 특정 BRRS 프로세스 혹은 BRRS ID를 기준으로 전송되는 BRRS는 현재 기지국이 서비스에 사용 중인 빔으로만 BRRS를 전송한다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따라 단말에서 빔 재설정 모드 동작에 시의 제어 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단말 201은 500동작에서 RRC 시그널링 및 DCI를 수신한다. 여기서도 RRC 시그널링 대신 제어 메시지(control message) 예를 들어, MAC-CE를 통해 RRC에서 수신되는 제어 정보를 수신할 수도 있다. 또한 RRC 시그널링 또는 제어 메시지(control message)는 주기적/비주기적으로 수신될 수 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 RRC 시그널링을 통해 제어 정보가 전송되는 경우로 가정하여 설명하기로 한다. 또한 500동작에서 RRC 시그널링과 DCI를 수신하는 것을 하나의 동작으로 예시한 것은 설명의 편의를 위함일 뿐 반드시 RRC 시그널링과 DCI가 함께 수신된다는 것을 의미하는 것은 아님에 유의하자. 일반적으로 RRC 시그널링과 DCI는 별도로 수신될 수 있다.
500동작에서 RRC 시그널링 및 DCI를 수신한 후 단말 201은 502동작에서 BRRS 할당 정보 및 해당 BRRS 전송에 사용되는 기지국 빔 정보를 획득할 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 RRC 시그널링을 통해서는 BRRS 프로세스 및 BRRS 식별자 설정 정보를 획득할 수 있으며, DCI를 통해서는 BRRS 요청, 특정 BRRS 프로세스, OFDM 심볼 할당 지시 정보를 획득할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 앞에서 이미 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이후 단말 201은 504동작에서 BRRS 송신에 사용되는 기지국 빔에 대응하는 단말 빔을 설정할 수 있다. 이러한 빔 설정 방식은 앞서 설명한 바와 같이 단말 201에서 사용할 수 있는 복수의 단말 빔들 중 하나를 선택할 수 있다. 이때 선택 방법은 가장 최근에 사용한 빔을 가장 먼저 선택할 수도 있고, 랜덤하게 선택할 수도 있다.
단말 빔을 설정한 이후 단말 201은 506동작에서 설정된 단말 빔을 기준으로 해당하는 기지국 빔을 스위핑하여 BRRS를 수신할 수 있다. 이처럼 단말 빔을 스위핑하는 동작을 다시 살펴보면 아래와 같다. 설명의 편의를 위해 앞서 예시한 바와 같이 단말이 4개의 단말 빔을 사용하는 경우를 가정하여 설명하기로 하자.
4개의 각 단말 빔들에 일련번호를 부여하여, 1, 2, 3, 4로 가정하면, 단말 1번 빔, 단말 2번 빔, 단말 3번 빔, 단말 4번 빔이 서로 다른 방향의 단말 빔이 될 수 있다. 이때, 506단계에서 단말 2번 빔을 단말 빔으로 설정하여 BRRS를 수신하고, RSRP 값을 측정할 수 있다. 또한 단말 빔의 스위핑 동작이 이루어지므로, 단말은 단지 단말 2번 빔에 대해서만 수행하지 않고 다른 빔들에 대해서도 동일한 동작을 수행할 수 있다. 따라서 단말 201은 단말 2번 빔을 이용한 경우 다음 단말 3번 빔을 이용하여 BRRS를 수신하여 RSRP 값을 측정하고, 그 이후 단말 4번 빔을 이용하여 BRRS를 수신하여 RSRP 값을 측정하며, 마지막으로 단말 1번 빔을 이용하여 BRRS를 수신하여 RSRP 값을 측정할 수 있다. 이상과 같이 모든 단말 빔들에 대하여 스위핑 동작을 통해 BRRS를 수신하여 RSRP를 측정하는 동작을 수행할 수 있다.
단말 201은 기지국 빔을 스위핑하여 BRRS를 수신한 후 508동작에서 가장 높은 BRRS-RP를 기준으로 하여 단말 빔을 변경할 수 있다. 즉, 단말 201은 508동작에서 단말 1번 빔부터 단말 4번 빔까지의 RSRP들 중 가장 높은 RSRP를 기준으로 단말 빔을 변경할 수 있다.
3 안테나 선택 동작 방식
BRRS는 기지국과 단말의 빔 재설정을 수행하는 방법 외에 기지국 안테나 선택을 위해서도 사용될 수 있다. 동일 빔이 전송되는 환경에서 안테나 포트별 효과적(effective) 채널 이득이 다르므로 다이버시티(diversity) 혹은 다중화(multiplexing) 이득을 최대화할 수 있는 안테나의 선택이 가능하다.
예를 들어 공간 주파수 블록 부호화(Space frequency block coding, 이하 "SFBC"라 함)를 위한 안테나 선택 시 기지국은 안테나 포트 별 동일 빔을 할당한다. 기지국은 하나의 BRRS ID에 각 안테나 포트를 할당하고, 단말은 각 BRRS ID에 대해 단말 빔을 스위핑하여 BRRS-RP를 측정한다. 두 안테나 포트를 선택하는 경우 단말은 동일한 수신 빔으로 수신한 BRRS-RP 기준으로 두 안테나의 조합에 의해 발생되는 효과적(effective) 채널 이득(gain)을 계산하고, 가장 높은 채널 이득을 가지는 두 안테나에 해당 하는 BRRS ID들을 보고할 수 있다. BRRS 기반 수신된 신호들에 대한 결합(combining) 동작 및 비교 동작을 통해 가장 좋은 안테나 포트를 선택하는 동작 수행을 위해 기지국은 BRRS 전송 시 해당 BRRS를 이용하여 안테나 선택을 하는 것을 지시(indication)해 주어야 한다. 기지국의 안테나 선택 모드에 대한 지시 방식은 다음과 같은 방식이 가능하다.
(1) BRRS를 요구하는 DCI에 모드 선택(mode selection)을 위한 지시 비트(indication bit)를 추가 한다. 하나의 지시 비트를 이용하여 안테나 선택에 대한 '온(on)' 혹은 '오프(off)'에 대한 지시가 가능하다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따라 단말에서 안테나 선택 모드 혹은 빔 재설정 모드에 따른 제어 동작의 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 단말 201은 610동작에서 RRC 시그널링 및 DCI를 수신할 수 있다. 여기서도 앞에서 설명한 바와 같이 RRC 시그널링 대신 제어 메시지(control message) 예를 들어, MAC-CE를 통해 RRC에서 수신되는 제어 정보를 수신할 수도 있다. 또한 RRC 시그널링 또는 제어 메시지(control message)는 주기적/비주기적으로 수신될 수 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 RRC 시그널링을 통해 제어 정보가 전송되는 경우로 가정하여 설명하기로 한다. 또한 610동작에서 RRC 시그널링과 DCI를 수신하는 것을 하나의 동작으로 예시한 것은 설명의 편의를 위함일 뿐 반드시 RRC 시그널링과 DCI가 함께 수신된다는 것을 의미하는 것은 아님에 유의하자. 일반적으로 RRC 시그널링과 DCI는 별도로 수신될 수 있다.
이후 단말은 622동작에서 BRRS 할당 정보 및 해당하는 BRRS 전송에 사용되는 기지국 빔 정보를 획득할 수 있다. 이러한 기지국 빔 정보의 획득에 대한 내용은 앞에서 이미 설명하였으므로, 여기서 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
단말 201은 기지국 빔 정보를 획득하면서 동시에 앞에서 설명한 바와 같이 안테나 선택 모드가 온 상태인가를 검사할 수 있다. 즉, 기지국 202가 BRRS를 요구하는 DCI에 모드 선택(mode selection)을 위한 지시 비트(indication bit)를 추가하여 전송한 하나의 지시 비트를 이용하여 안테나 선택에 대한 '온(on)' 혹은 '오프(off)'를 검사할 수 있다. 예컨대, 안테나 선택 모드가 온(on) 상태인 경우 지시 비트를 '1'로 설정하고, 안테나 선택 모드가 오프(off) 상태인 경우 지시 비트를 '0'으로 설정할 수 있다. 안테나 선택 모드의 온/오프 지시 비트 값은 반대로 설정할 수도 있으며, 이러한 정보는 기지국 202와 단말 201 상호간 미리 약속된 정보일 수 있다.
614동작의 검사결과 안테나 선택 모드가 온(on) 상태인 경우 단말 201은 618동작으로 진행하고, 안테나 선택 모드가 오프(off) 상태인 경우 단말 201은 630동작으로 진행한다. 630동작으로 진행하는 경우 단말 201은 빔 재설정을 위한 단말 동작을 수행할 수 있다. 빔 재설정을 위한 단말 동작은 앞에서 설명하였으므로, 여기서는 중복 설명은 생략하기로 한다.
반면에 614동작에서 616동작으로 진행하는 경우 즉, 안테나 선택 모드가 온되어 있는 경우 단말 201은 안테나 선택을 위해 전송되는 BRRS 신호의 기지국 빔에 대응하는 단말 빔을 설정할 수 있다. 이처럼 BRRS 신호의 기지국 빔에 대응하는 단말 빔 설정은 일반적으로 이전에 사용하던 빔으로 설정할 수 있다. 만일 빔 재설정 동작을 통해 단말 빔이 재설정된 경우 재설정된 단말 빔을 선택할 수 있다.
단말 201은 616동작에서 단말 빔을 설정한 후 618동작에서 설정된 단말 빔을 기준으로 단말 빔을 스위핑하여 BRRS를 수신할 수 있다. 단말 빔을 스위핑하여 BRRS를 수신하는 동작에 대해서는 앞에서 설명하였으므로, 추가 설명은 생략하기로 한다.
또한 단말 201은 620동작에서 안테나 선택을 위한 안테나 포트 또는 BRRS ID 조합에 대한 BRRS-RP에 기반하여 결합 채널의 이득을 계산할 수 있다. 620동작에서 결합 채널 이득을 계산하는 방식은 두 개 이상의 안테나 포트 또는 BRRS ID에서 측정한 BRRS-RP 값을 더해서 결합 채널의 이득으로 계산할 수 있다. 예컨대, 안테나 포트 또는 BRRS ID가 3개인 경우 2개의 채널씩 결합하는 경우 조합 가능한 경우의 수는 총 3가지이며, 안테나 포트 또는 BRRS ID가 4개인 경우 2개씩 채널 결합하는 경우 조합 가능한 경우의 수는 6가지가 된다. 안테나 포트의 수 또는 BRRS ID의 수에 따라 이처럼 2개의 채널을 결합하거나 3개의 채널 또는 3개 이상의 채널들을 결합하여 결합 채널 이득을 계산할 수 있다.
이후 단말 201은 622동작에서 채널 이득이 가장 좋은 안테나 또는 안테나 포트를 선택하고, 해당 BRRS-ID 또는 안테나 포트 인덱스들을 기지국 202로 피드백할 수 있다. 여기서 채널 이득이 가장 좋은 안테나는 BRRS-RP 값이 가장 높은 안테나 또는 안테나 포트가 될 수 있다. 단말 201은 622동작에서 채널 이득 또는 결합 채널 이득이 가장 좋은 안테나 포트 인덱스 또는 BRRS-ID에 대응하는 기지국 안테나를 기지국 202로 피드백할 수 있다. 따라서 기지국 202는 단말 201로부터 가장 좋은 안테나 포트 인덱스 또는 BRRS-I에 대응하는 기지국 안테나를 사용하여 SFBC 전송에 사용할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라 안테나 선택과 빔 재설정 모드를 동시에 수행하는 경우 단말의 제어 흐름도이다.
단말 201은 700동작에서 RRC 시그널링 및 DCI를 수신할 수 있다. 여기서도 앞에서 설명한 바와 같이 RRC 시그널링 대신 제어 메시지(control message)를 통해 제어 정보를 수신할 수도 있다. 이에 대해서는 앞에서 여러 번 상술하였으므로, 추가 설명을 생략하기로 한다.
이후 단말 201은 702동작에서 수신된 RRC 시그널링 및 DCI를 이용하여 BRRS 할당 정보 및 해당하는 BRRS 전송에 사용되는 기지국 빔 정보를 획득할 수 있다. 이후 단말 201은 704동작에서 BRRS 구성(configuration)이 안테나 선택 모드인지 또는 빔 재설정 모드인지를 검사할 수 있다. 이에 대한 모드 설정 검사 방법은 아래와 같이 수행할 수 있다.
예를 들어, BRRS 전송 시 구성(configuration) 가능한 BRRS 프로세스 혹은 BRRS ID에서 특정 BRRS 프로세스 또는 BRRS ID가 할당된 경우 단말 201은 안테나 선택 모드 지원을 위한 할당으로 결정할 수 있다. 따라서 BRRS 프로세스 혹은 BRRS ID에서 특정 BRRS 프로세스 또는 BRRS ID가 할당된 경우 단말 201은 704동작에서 706동작으로 진행한다.
반면에 BRRS 프로세스 혹은 BRRS ID에서 특정 BRRS 프로세스 또는 BRRS ID가 할당되지 않은 경우 단말 201은 빔 재설정 모드로 결정할 수 있다. 따라서 BRRS 프로세스 혹은 BRRS ID에서 특정 BRRS 프로세스 또는 BRRS ID가 할당되지 않은 경우 단말 201은 704동작에서 710동작으로 진행한다.
먼저 706동작으로 진행하면, 단말 201은 해당 BRRS 프로세스 또는 BRRS ID를 통해 수신된 신호들에 대한 결합(combining) 동작 및 비교 동작을 통해 가장 좋은 안테나 포트를 선택하는 동작을 수행할 수 있다. 반면에 710동작으로 진행하는 경우 단말 201은 해당 BRRS 자원에 대한 빔 재설정 동작을 수행할 수 있다. BRRS 자원에 대한 빔 재설정 동작은 앞에서 설명하였으므로, 여기서는 추가 설명을 생략하기로 한다.
이상에서 살핀 바와 같이 도 7의 구성을 이용하면, 단말 201은 BRRS 프로세스 또는 BRRS ID 할당 시 안테나 선택 모드 및 빔 재설정 모드를 위한 구성(configuration)을 동시에 단말 201로 전송할 수 있다. 또한 이를 통해 단말 201은 BRRS 프로세스 또는 BRRS ID 할당 시 안테나 선택 모드 및 빔 재설정 모드 중 하나를 선택적으로 수행할 수 있다.
그러면 첨부된 도면을 참조하여 이상에서 설명한 단말의 장치 및 기지국의 구성에 대하여 살펴보기로 한다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말 장치의 주요 블록 구성도이다.
도 8을 참조하면, 단말 장치에서는 단말 처리부 810과 단말 수신부 820, 단말 송신부 830 및 단말 메모리 840을 포함할 수 있다.
단말 처리부 810은 본 발명에 따른 신호 수신에 대한 전반적인 동작을 수행할 수 있다. 특히 단말 처리부 810은 앞에서 설명한 바와 같은 제어 동작을 수행할 수 있다. 즉, 단말 처리부 810은 기지국 202로부터 수신된 정보에 기반하여 빔 재설정 동작 및/또는 안테나 선택 동작의 제어를 수행할 수 있다. 뿐만 아니라 단말 처리부 810은 빔 재선택 및 안테나 선택 동작의 결과 및/또는 기지국으로 보고하기 위한 신호의 생성 및 송신의 제어를 수행할 수 있다. 또한 단말 처리부 810은 앞에서 설명한 정보들을 이용하여 모드를 선택하거나 또는 BRRS-RP에 기반한 빔 선정 및 비교 동작 등의 제어를 수행할 수 있다. 이러한 단말 처리부 810은 하나의 프로세서로 구성될 수도 있고, 둘 이상의 프로세서로 구성될 수도 있다. 예컨대, 어플리케이션 프로세서와 통신 프로세서로 구성되어 각 기능적인 동작을 수행할 수 있다.
단말 수신부 820은 전술한 신호들을 미리 설정된 대역을 통해 수신하고, 대역하강 변환하여 출력할 수 있다. 즉, 단말 수신부 820은 기지국으로부터 수신되는 상위 계층 신호 및/또는 제어 메시지는 물론, BRRS를 위한 각종 신호들을 수신하여 대역 하강하고, 복조 및 복호하여 디지털 신호로 단말 처리부 810으로 제공한다. 또한 단말 수신부 820은 앞서 설명한 실시 예들의 다운링크 신호를 수신하고, 상기 제어부의 지시에 따라 단말 빔포밍을 적용하여 빔 측정을 실시하고, 그 결과를 디지털 값으로 단말 처리부 810으로 제공할 수 있다.
단말 송신부 830은 송신할 신호들을 대역 상승 변환하여 안테나(미도시)를 통해 기지국 202 또는 다른 통신 장치로 전송할 수 있다.
이상에서 설명한 단말 수신부 820 및 단말 송신부 830은 하나의 라디오 로직 또는 라디오 모듈로 구현할 수 있으며, 단말 무선 처리부라 칭하기로 한다. 단말 무선 처리부는 하나의 집적화된 칩(chip)의 형태로 구현될 수도 있으며, 둘 이상의 칩으로 구성하거나 또는 회로적 구성을 통해 구현할 수도 있다.
단말 메모리 840은 기지국에 의해 시그널링된 정보들을 저장할 수 있으며, 이전에 사용한 단말 빔의 정보 및/또는 이전에 선택한 단말 안테나 또는 안테나 포트 정보를 저장할 수 있다. 또한 단말 메모리 840은 이상의 실시 예들에서 설명한 정보들 및/또는 제어 동작을 위한 정보들을 저장할 수 있다.
이상에서 설명한 도 8에서는 본 개시를 설명하기 위해 필요한 구성만을 예시하였으며, 그 외의 구성들은 생략되었음에 유의해야 한다.
도 9는 본 개시에 따른 기지국 장치의 기능적인 블록 구성도이다.
도 9를 참조하여 본 개시에 따른 기지국의 기능적인 동작에 대하여 살펴보기로 하자. 도 9를 참조하면, 기지국 202는 기지국 처리부 910, 기지국 수신부 920, 기지국 송신부 930, 및 기지국 메모리 940을 포함할 수 있다.
기지국 처리부 910은 송신할 데이터를 부호화 및 변조하고, 데이터와 함께 또는 데이터와 별도로 본 개시에 따른 기준 신호를 원하는 위치에 매핑하여 기지국 송신부 920으로 출력할 수 있다. 또한 기지국 처리부 910은 단말 201로 BRRS를 위한 프로세스 또는 BRRS ID를 결정할 수 있고, 사용할 기지국 빔을 결정할 수 있다. 또한 기지국 처리부 910은 이상에서 설명된 필요한 각종 동작들을 제어할 수 있다. 예컨대, 기지국 처리부 910은 적어도 하나의 단말로 전송할 정보들 예컨대, 구성 정보, 상위 계층 시그널링, DCI 및 BRRS 신호 등의 생성 및 생성을 제어할 수 있다. 이러한 기지국 처리부 910은 하나의 프로세서로 구성될 수도 있고, 둘 이상의 프로세서로 구성될 수도 있다.
기지국 수신부 920은 안테나에서 수신된 신호를 저잡음 증폭 및 기저대역의 신호로 대역하강 변환하며, 복조 및 복호하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 동작 등을 수행할 수 있다. 기지국 수신부 920은 이처럼 디지털 신호로 변환된 정보 또는 신호를 기지국 처리부 910으로 제공할 수 있다. 또한 기지국 수신부 920은 앞에서 설명한 바와 같이 단말 201이 피드백한 신호를 수신하여 디지털 신호로 기지국 처리부 910으로 제공할 수 있다.
기지국 송신부 930은 송신할 신호를 시스템에서 동작하는 주파수 대역으로 상승 변환 및 전력 증폭하여 하나 또는 둘 이상의 안테나들을 통해 단말로 전송할 수 있다. 즉, 기지국 송신부 930은 앞서 설명한 바와 같이 상위 계층 시그널링 신호, DCI 및 BRRS를 위한 신호를 적어도 하나의 기지국 빔을 이용하여 단말로 송신할 수 있다.
이상에서 설명한 기지국 수신부 920과 기지국 송신부 930은 총칭하여 무선 처리부로 총칭될 수 있으며, 하나의 집적화된 모듈로 구현할 수 있다. 이러한 집적화된 모듈은 하나의 단말 단위 또는 복수의 단말들과 신호를 송/수신할 수 있도록 구성될 수 있다.
기지국 메모리 940은 기지국에서 필요한 각종 데이터 및 각 단말의 구성 정보, 기지국 빔 정보, 단말의 빔 정보 등의 다양한 정보를 저장할 수 있다. 본 개시에서 예시한 도 9의 기지국의 블록 구성도는 이러한 형상적인 측면에 대해서는 특별한 제약을 두지 않으며, 단지 기능적인 측면에서의 블록 구성임에 유의해야 한다.
또한 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 개시의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 개시의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
810 : 단말 처리부 820 : 단말 수신부
830 : 단말 송신부 840 : 단말 메모리
910 : 기지국 처리부 920 : 기지국 수신부
930 : 기지국 송신부 940 : 기지국 메모리

Claims (26)

  1. 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 방법에 있어서,
    특정 단말에 대한 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 생성하여 상위 계층 시그널링을 통해 상기 단말로 전송하는 단계;
    빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 생성하여 상기 단말로 전송하는 단계;
    상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 빔 재설정 기준신호를 송신하는 단계; 및
    상기 단말로부터 보고된 빔 재설정 정보를 수신하는 단계;를 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 단말의 빔 선택 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 빔 재설정 정보에 기반하여 상기 단말로 데이터를 송신하는 단계;를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 단말의 빔 선택 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 빔 재설정 기준신호는 비주기적 채널 상태 정보 기준 신호인, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 단말의 빔 선택 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상위 계층 시그널링은 기지국 빔들 각각에 대한 인덱스와 각 빔 인덱스를 지시하기 위한 지시 정보를 매핑한 정보를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 단말의 빔 선택 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상위 계층 시그널링은 복수의 기지국 빔들 중 둘 이상을 하나의 쌍으로 하여 지시하기 위한 지시 정보를 매핑한 정보를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 단말의 빔 선택 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하향링크 제어 정보는, 상기 상위 계층 시그널링에서 미리 정의된 정보에 기반하여 상기 빔 재설정 기준신호가 전송되는 서브프레임의 위치, 안테나 포트, OFDM 심볼(symbol), 서브캐리어(subcarrier)의 위치 정보를 지시하는 정보를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 기지국에서 단말의 빔 선택 방법.
  7. 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 기지국 장치에 있어서,
    적어도 하나의 단말로 신호를 송신 및 수신하기 위한 무선 처리부;
    단말로 송신할 기지국 빔 정보 및 기지국 빔 매핑 정보, 단말 빔 정보, 빔 재설정 기준 신호의 할당 정보, 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스를 저장하는 메모리; 및
    특정 단말에 대한 상기 빔 재설정 기준신호 식별자 및 상기 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 생성하여 상위 계층 시그널링으로 상기 무선 처리부를 통해 상기 단말로 전송하도록 제어하고, 상기 빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 생성하여 상기 무선 처리부를 통해 상기 단말로 전송하도록 제어하며, 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 빔 재설정 기준신호를 상기 무선 처리부를 통해 송신하도록 제어하며, 상기 단말로부터 보고된 빔 재설정 정보를 수신하는 기지국 처리부;를 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 기지국 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수신된 빔 재설정 정보에 기반하여 상기 단말로 데이터를 송신하는 단계;를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 기지국 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 빔 재설정 기준신호는 비주기적 채널 상태 정보 기준 신호인, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 기지국 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 상위 계층 시그널링은 기지국 빔들 각각에 대한 인덱스와 각 빔 인덱스를 지시하기 위한 지시 정보를 매핑한 정보를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 기지국 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 상위 계층 시그널링은 복수의 기지국 빔들 중 둘 이상을 하나의 쌍으로 하여 지시하기 위한 지시 정보를 매핑한 정보를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 기지국 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 하향링크 제어 정보는, 상기 상위 계층 시그널링에서 미리 정의된 정보에 기반하여 상기 빔 재설정 기준신호가 전송되는 서브프레임의 위치, 안테나 포트, OFDM 심볼(symbol), 서브캐리어(subcarrier)의 위치 정보를 지시하는 정보를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 단말의 빔 선택을 지시하기 위한 기지국 장치.
  13. 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔 선택 방법에 있어서,
    빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신하는 단계;
    빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 하향링크 제어 정보를 통해 수신하는 단계;
    상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 상기 빔 재설정 기준신호를 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하여 각 단말 빔마다 수신하는 단계;.
    상기 각 단말 빔에 대응하여 수신된 빔 재설정 기준 신호의 수신 신호 세기를 측정하는 단계;
    상기 수신 신호 세기 측정에 기반하여 가장 높은 수신 신호 세기를 갖는 단말 빔을 선택하는 단계; 및
    상기 단말 빔 선택 정보와 상기 선택된 단말 빔의 기준 신호 식별자를 기지국으로 피드백하는 단계;를 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔을 선택하기 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 피드백 시 상기 수신 신호 세기 정보를 함께 송신하는 단계;를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔을 선택하기 위한 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 빔 재설정 기준신호는 비주기적 채널 상태 정보 기준 신호인, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔을 선택하기 위한 방법.
  16. 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택을 위한 단말 장치에 있어서,
    기지국과 신호를 송신 및 수신하기 위한 무선 처리부;
    기지국으로부터 수신된 정보를 저장하며, 단말 빔 정보, 빔 재선택 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 무선 처리부를 제어하여 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 포함하는 상위 계층 시그널링을 수신하도록 제어하고, 상기 무선 처리부를 제어하여 빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보를 수신하도록 제어하며, 상기 무선 처리부를 제어하여 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 상기 빔 재설정 기준신호를 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하여 각 단말 빔마다 수신하도록 제어하고, 상기 각 단말 빔에 대응하여 수신된 빔 재설정 기준 신호의 수신 신호 세기를 측정하고, 상기 수신 신호 세기 측정에 기반하여 가장 높은 수신 신호 세기를 갖는 단말 빔을 선택하고, 및 상기 무선 처리부를 제어하여 상기 단말 빔 선택 정보와 상기 선택된 단말 빔의 기준 신호 식별자를 기지국으로 피드백하도록 제어하는 단말 처리부;를 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택을 위한 단말 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 단말 처리부는,
    상기 피드백 신호에 상기 수신 신호 세기 정보를 더 포함하도록 생성하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택을 위한 단말 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 빔 재설정 기준신호는 비주기적 채널 상태 정보 기준 신호인, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택을 위한 단말 장치.
  19. 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔 선택 및 안테나 선택 방법에 있어서,
    빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신하는 단계;
    빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 하향링크 제어 정보를 통해 수신하는 단계;
    상기 하향링크 제어 정보에 안테나 선택 모드가 설정되어 있는가를 검사하는 단계;
    상기 안테나 선택 모드가 설정되어 있는 경우 단말의 수신 빔을 설정하는 단계;
    상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하면서 빔 재설정 기준신호를 수신하는 단계;
    각 단말 빔마다의 빔 재설정 기준신호에 대한 수신 신호 세기를 측정하는 단계;
    상기 측정된 수신 신호 세기와 상기 빔 재설정 기준신호의 조합에 대한 결합 채널 이득을 계산하는 단계;
    상기 최상의 채널 이득을 갖는 안테나를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 안테나 정보를 기지국으로 피드백하는 단계;를 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔 선택 및 안테나 선택 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 안테나 선택 모드의 설정은 상기 하향링크 제어 정보에서 명시적으로 지시하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔 선택 및 안테나 선택 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 안테나 선택 모드의 설정은 상기 상위 계층 시그널링에 포함된 정보가 특정한 빔 재설정 기준신호 정보를 포함하는 경우 상기 안테나 선택 모드가 설정된 것으로 결정하며, 상기 상위 계층 시그널링에 포함된 정보가 특정한 빔 재설정 기준신호 정보를 포함하지 않는 경우 상기 안테나 선택 모드가 설정되지 않은 것으로 결정하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔 선택 및 안테나 선택 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 안테나 선택 모드가 설정되어 있지 않은 경우 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 상기 빔 재설정 기준신호를 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하여 각 단말 빔마다 수신하는 단계;.
    상기 각 단말 빔에 대응하여 수신되는 빔 재설정 기준 신호의 수신 신호 세기를 측정하는 단계;
    상기 수신 신호 세기 측정에 기반하여 가장 높은 수신 신호 세기를 갖는 단말 빔을 선택하는 단계; 및
    상기 단말 빔 선택 정보와 상기 선택된 단말 빔의 기준 신호 식별자를 기지국으로 피드백하는 단계;를 더 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 단말에서 빔 선택 및 안테나 선택 방법.
  23. 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택 또는 안테나 선택을 위한 단말 장치에 있어서,
    기지국과 신호를 송신 및 수신하기 위한 무선 처리부;
    기지국으로부터 수신된 정보를 저장하며, 단말 빔 정보, 빔 재선택 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 무선 처리부를 제어하여 빔 재설정 기준신호 식별자 및 빔 재설정 기준신호 프로세스의 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 수신하도록 제어하고, 상기 무선 처리부를 제어하여 빔 재설정 기준신호의 할당 정보 및 상기 빔 재설정 지시 정보를 하향링크 제어 정보를 통해 수신하도록 제어하며, 상기 하향링크 제어 정보에 안테나 선택 모드가 설정되어 있는가를 검사하고, 상기 안테나 선택 모드가 설정되어 있는 경우 상기 무선 처리부를 제어하여 단말의 수신 빔을 설정하고, 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반하여 상기 무선 처리부를 제어하여 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하면서 빔 재설정 기준신호를 수신하도록 제어하며, 각 단말 빔마다의 빔 재설정 기준신호에 대한 수신 신호 세기를 측정하고, 상기 측정된 수신 신호 세기와 상기 빔 재설정 기준신호의 조합에 대한 결합 채널 이득을 계산하고, 상기 최상의 채널 이득을 갖는 안테나를 선택하고, 상기 선택된 안테나 정보를 기지국으로 피드백하기 위한 메시지를 생성하여 상기 무선 처리부를 제어하여 송신하도록 제어하는 단말 처리부;를 포함하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택 또는 안테나 선택을 위한 단말 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 안테나 선택 모드의 설정은 상기 하향링크 제어 정보에서 명시적으로 지시하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택 또는 안테나 선택을 위한 단말 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 안테나 선택 모드의 설정은 상기 상위 계층 시그널링에 포함된 정보가 특정한 빔 재설정 기준신호 정보를 포함하는 경우 상기 안테나 선택 모드가 설정된 것으로 결정하며, 상기 상위 계층 시그널링에 포함된 정보가 특정한 빔 재설정 기준신호 정보를 포함하지 않는 경우 상기 안테나 선택 모드가 설정되지 않은 것으로 결정하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택 또는 안테나 선택을 위한 단말 장치.
  26. 제23항에 있어서, 상기 단말 처리부는,
    상기 안테나 선택 모드가 설정되어 있지 않은 경우 상기 무선 처리부를 제어하여 상기 하향링크 제어 정보 및 상기 상위 계층 시그널링에 기반한 상기 빔 재설정 기준신호를 복수의 상기 단말 빔을 스위핑하여 각 단말 빔마다 수신하도록 제어하고, 상기 각 단말 빔에 대응하여 수신되는 빔 재설정 기준 신호의 수신 신호 세기를 측정하도록 제어하며, 상기 수신 신호 세기 측정에 기반하여 가장 높은 수신 신호 세기를 갖는 단말 빔을 선택하고, 상기 단말 빔 선택 정보와 상기 선택된 단말 빔의 기준 신호 식별자를 기지국으로 피드백하도록 더 제어하는, 빔 포밍 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 빔 선택 또는 안테나 선택을 위한 단말 장치.
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