KR20180040368A - 무선 통신 시스템에서 안테나 구성에 기반한 빔 탐색 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 안테나 구성에 기반한 빔 탐색 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른, 기지국의 장치는, 단말(terminal)로부터 수신한 능력 정보(capability information) 및 상기 단말과의 하향링크(downlink)에 이용된 상기 기지국의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부에 기반하여, 상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔(beam) 및 상기 단말의 빔을 상향링크(uplink)에서 이용할지 여부를 결정하고, 상기 기지국의 빔 및 상기 단말의 빔을 상향링크에서 이용하지 아니한다고 결정한 경우, 상기 상향링크 빔 탐색(beam search)을 수행하도록 구성될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 안테나 구성에 기반한 빔 탐색 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BEAM SEARCHING BASED ON ANTENNA CONFIGURATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 빔 탐색에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 안테나 구성에 기반하여 빔을 탐색하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 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(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 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 경로 손실 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 Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude 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.
안테나를 통한 빔포밍 동작시, 빔 선택을 위하여 다수의 빔포밍된 기준 신호들(beamformed reference signals)을 전송하는 빔 탐색(beam search) 절차가 수행된다. 한편, 데이터를 전송시, 적절한 프리코딩을 위하여 기준 신호(reference signal)를 전송하는 채널 추정(channel estimation) 동작이 수행된다. 그러나, 다수의 빔포밍된 기준 신호들을 전송하는 동작 또는 기준 신호를 전송하는 동작은 데이터를 전송하기 까지의 시간을 지연시킬 수 있다. 따라서, 데이터를 효율적으로 전송하기 위하여, 빔 탐색 절차 또는 채널 추정 절차를 간소화하기 위한 방안이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는 무선 통신 시스템에서 효과적으로 빔 탐색을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 안테나 구성에 따라 결정된 절차에 기반하여 빔 탐색을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 안테나 구성에 따라 상향링크에 대한 빔 탐색의 수행 여부를 판단하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 하향링크 빔에 기초하여 상향링크에 대한 빔 탐색을 위해 사용할 빔의 범위를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 개시는 무선 통신 시스템에서 기지국 또는 단말이 송수신 공용 안테나를 사용하는지 여부를 결정하여, 빔 탐색 절차 또는 채널 추정 절차를 간소화하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국(base station)의 장치는 통신부와 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 상기 통신부와 동작적으로 결합된(operatively coupled) 적어도 하나의 프로세서는, 단말(terminal)로부터 수신한 능력 정보(capability information) 및 상기 단말과의 하향링크(downlink)에 이용된 상기 기지국의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부에 기반하여, 상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔(beam) 및 상기 단말의 빔을 상향링크(uplink)에서 이용할지 여부를 결정하고, 상기 기지국의 빔 및 상기 단말의 빔을 상향링크에서 이용하지 아니한다고 결정한 경우, 상기 상향링크 빔 탐색(beam search)을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 단말의 장치는 통신부와 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 통신부는, 기지국에게 상기 단말의 능력 정보를 송신하고, 상기 기지국으로부터 상향링크의 빔 탐색을 위한 동작 모드를 가리키는 제어 메시지를 수신하고, 상기 동작 모드에 따라 상기 상향링크의 빔 탐색을 수행할 수 있다. 상기 동작 모드는, 상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔이 상기 상향링크에 이용 가능한지 여부 및 상기 단말의 능력 정보에 따라 결정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국의 동작 방법은, 단말로부터 수신한 능력 정보 및 상기 단말과의 하향링크에 이용된 상기 기지국의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부에 기반하여, 상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔 및 상기 단말의 빔을 상향링크에서 이용할지 여부를 결정하는 과정과, 상기 기지국의 빔 또는 상기 단말의 빔을 상향링크에서 이용하지 아니한다고 결정한 경우, 상기 상향링크의 빔 탐색을 수행하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 단말 동작 방법은 기지국에게 상기 단말의 능력 정보를 송신하는 과정과, 상기 기지국으로부터 상향링크의 빔 탐색을 위한 동작 모드를 가리키는 제어 메시지를 수신하는 과정과, 상기 동작 모드에 따라 상기 상향링크의 빔 탐색을 수행할 수 있다. 상기 동작 모드는, 상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔이 상기 상향링크에 이용 가능한지 여부 및 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 빔이 상기 상향링크에 이용 가능한지 여부에 따라 결정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 송수신 공용 안테나의 사용 여부에 따라, 빔 상호성(beam reciprocity) 또는 채널 상호성(channel reciprocity)을 이용함으로써, 빔 탐색 또는 채널 추정 절차를 간소화할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 네트워크 환경(wireless network environment)을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국(base station)의 기능적 구성의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말(terminal)의 기능적 구성의 예를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말 능력 정보(capability information)의 협상(negotiation) 프로세스를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 빔(beam) 결정의 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 빔 결정의 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 동작 모드들의 결정의 예를 도시한다.
도 8a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제1 동작 모드에서 기지국 및 단말의 빔 탐색(beam search) 절차를 도시한다.
도 8b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제2 동작 모드에서 기지국 및 단말의 빔 탐색 절차를 도시한다.
도 8c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제3 동작 모드에서 기지국 및 단말의 빔 탐색 절차를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른, 기지국 및 단말의 다른 빔 탐색 절차의 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국에서 채널 추정(channel estimation)의 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말에서 채널 추정의 흐름도를 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 보상(compensation)의 예를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU(central processing unit) 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 빔 탐색(beam search)을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 안테나 구조에 대응하는 절차를 통해 빔 탐색을 수행하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명에서, 채널 상호성(channel reciprocity)이란, 상향링크 채널 및 상향링크 채널이 유사한 특성을 가지는 성질, 다시 말해 상향링크 채널 응답을 하향링크 채널 응답과 동일하게 취급할 수 있는 채널의 속성을 의미한다. 채널 상호성을 이용하면, 상향링크 채널 응답을 이용하여 하향링크 채널 응답을 얻거나, 하향링크 채널 응답을 이용하여 상향링크 채널 응답을 얻는 것이 가능하다. 이와 유사하게, 빔 상호성(beam reciprocity)이란, 상향링크 빔 및 하향링크 빔이 유사한 특성을 가지는 성질, 다시 말해 상향링크 빔 방향을 하향링크 빔 방향과 동일하게 취급할 수 있는 빔의 속성을 이미한다. 빔 상호성을 이용하면, 상향링크에서 이용한 빔을 하향링크에서 이용하거나, 하향링크에서 이용한 빔을 상향링크에서 이용하는 것이 가능하다. 채널 추정 혹은 빔 추적시, 데이터 송신시 사용되는 안테나와 데이터 수신시 사용되는 안테나가 동일한 경우에는, 동일한 공간 자원으로 간주되어 상호성의 이용을 고려할 수 있다. 이하 본 명세서에서는, 기지국 또는 단말의 안테나가 송수신 공용 안테나이지 여부와 채널 상호성, 빔 상호성의 관계에 대하여 서술한다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 네트워크 환경(wireless network environment)을 도시한다.
도 1을 참조하면, 상기 무선 네트워크 환경은 무선 네트워크 환경 100일 수 있다.
상기 무선 네트워크 환경 100은 기지국 110 및 단말 120을 포함할 수 있다. 네트워크 유형에 따라, 상기 기지국 110은 "기지국(base station)" 외에 "액세스 포인트(AP: Access Point)", 이노드비("eNodeB" 또는 "eNB"), 5G 노드(5th generation nodeB), 송수신 포인트(Transmission Reception Point, TRP)들이 대신 사용될 수 있다. 이하 편의상, 기지국 110은 본 특허 문서에서 원격(remote) 단말기들(terminals)에 무선 액세스를 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure) 구성 요소들을 의미하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 네트워크 유형에 따라, 단말 120은 "사용자 장비(User Equipment, UE)" 외에 "이동국(mobile station)", "가입자국(subscriber station)", "원격 단말기(remote terminal)", "무선 단말기(wireless terminal)", 또는 "사용자 장치(user device)"와 같은 다른 잘 알려진 용어들이 사용될 수도 있다.
상기 무선 네트워크 환경 100은 상기 기지국 110에서 상기 단말 120으로의 링크인 하향링크(downlink) 및 상기 단말 120에서 상기 기지국 110으로의 링크인 상향링크(uplink)를 포함한다.
상기 기지국 110은 다수의 안테나를 포함할 수 있다. 상기 기지국 110은 안테나 112를 포함할 수 있다. 상기 기지국 110은, 상기 안테나 112를 통하여 하향링크를 통한 송신(transmission) 및 상향링크를 통한 수신(reception) 모두를 수행할 수 있다. 즉, 상기 안테나 112은 송수신(TX/RX) 공용 안테나일 수 있다. 상기 단말 120은 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 상기 단말 120은 수신용 안테나 122 및 송신용 안테나 124를 포함할 수 있다. 이하 설명에서는, 상기 수신용 안테나 122 및 상기 수신용 안테나 124는 일정 거리 이상 분리되어 있는 것을 기준으로 설명하나, 이에 한정되지 않는다.
상기 기지국 110은 상기 안테나 112를 통하여, 상기 단말 120에게 하향링크 데이터를 전송할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 하향링크 데이터의 송신을 위하여, 다수의 기지국 빔들 115 중에서 하향링크 송신 빔 116을 선택할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 수신용 안테나 122를 통하여, 상기 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 하향링크 데이터의 수신을 위하여, 다수의 단말 빔들 125 중에서 하향링크 수신 빔 126을 선택할 수 있다.
상기 단말 120은 상기 송신용 안테나 124를 통하여, 상향링크 데이터를 송신할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 상향링크 데이터 전송을 위하여, 상기 다수의 단말 빔들 125 중에서 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다. 상기 송신용 안테나 124와 상기 수신용 안테나 122가 일정 거리 이내에 있는 경우, 상기 단말 120은 하향링크 데이터의 수신시 사용한 빔을 상기 상향링크 송신 빔으로 결정할 수 있다. 상기 단말 120은, 상기 송신용 안테나 124와 상기 수신용 안테나 122가 일정 거리 이내에 있는 경우로서, 상기 송신용 안테나 124와 상기 수신용 안테나 122가 하나의 안테나에서 구현되는 경우에도 하향링크 데이터의 수신시 사용한 빔을 상기 상향링크 송신 빔으로 결정할 수 있다. 상기 단말 120은 하향링크에서 빔 탐색 결과를 상향링크 빔 탐색 절차에 이용할 수 있다. 다시 말하면, 상기 단말 120은 상향링크 송신 빔을 결정하기 위하여, 빔 상호성을 이용할 수 있다. 그러나, 상기 송신용 안테나 124와 상기 수신용 안테나 122가 일정 거리 밖에 있는 경우, 상기 단말 120은 하향링크 수신 빔을 상기 상향링크 송신 빔으로 결정하기 어렵다고 판단할 수 있다. 즉, 상기 단말 120은 빔 상호성을 이용하기 어렵다고 결정할 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 예와 같이, 상기 단말 120은 상기 단말 120은 상향링크에 대한 빔 탐색 절차를 수행하여, 상기 다수의 단말 빔들 중에서 상향링크 송신 빔 127을 결정할 수 있다.
상기 기지국 110은, 상기 안테나 112를 통하여, 상기 상향링크 데이터를 수신할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 상향링크 데이터의 수신을 위하여, 상기 다수의 기지국 빔들 112 중에서, 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있다. 이 때, 송신용 안테나 및 수신용 안테나가 하나의 안테나 112로 구현됨에 따라, 상기 기지국 110은, 빔 상호성을 이용할 수 있다고 결정할 수 있다. 상기 기지국 120은 상기 하향링크 송신 빔 116을 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다. 이에 따라, 상기 기지국 110은 상향링크 수신 빔을 결정하기 위한 빔 탐색 절차를 생략할 수 있다.
한편, 통신 환경에 따라, 상기 기지국 110은, 상향링크 채널의 추정 결과를 변환하여 하향링크 채널을 추정하거나, 하향링크 채널의 추정 결과를 변환하여 상향링크 채널을 추정할 수 있다. 다시 말하면, 통신 환경에 따라, 상기 기지국 110은 채널 상호성을 이용할지 여부를 결정할 수 있다. 상기 통신 환경의 예로, TDD(time division duplex) 통신 환경인지 FDD(frequency division duplex)인지 여부, 또는 데이터 전송에 사용되는 공간 자원(예: 안테나)의 구성이 있다.
상기 기지국 110은, 하향링크용 안테나들(기지국의 송신용 안테나, 단말의 수신용 안테나)과 상향링크용 안테나들(기지국의 수신용 안테나, 단말의 송신용 안테나)이 동일하지 않은 경우, 안테나의 공간적인(spatial) 분리로 인하여, 채널 상호성의 이용이 불가능하다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 1과 같이, 상기 안테나 112는 송수신 공용 안테나이나, 단말 측의 안테나는 수신용 안테나 122와 송신용 안테나 124로 분리되어 있는바, 상기 기지국 110은 채널 상호성을 이용하기 어렵다고 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은 상향링크 채널 추정을 수행한 뒤, 상향링크 채널 추정의 결과를 변환하여 하향링크 데이터 전송에 그대로 적용하기 어려울 수 있다. 따라서, 상기 기지국 110은 하향링크 채널 추정을 위하여 별도의 보상 또는 별도의 기준 신호의 전송(예: CRS(cell-specific reference signal), CSI-RS(channel state information-reference signal), DM-RS(demodulation-RS))이 요구될 수 있다.
도 1에서는 도시되지 않았으나, 하향링크용 안테나들과 상향링크용 안테나들이 동일한 경우, 채널 상호성의 이용이 가능할 수 있다. 동일한 주파수 대역에서, 시간을 달리하여 상향링크 전송 및 하향링크 전송이 수행되는 경우, 기지국은 상향링크에서의 채널 추정 결과를 이용하여 하향링크 데이터 전송시 프리코딩에 적용할 수 있다. 즉, 기지국은 별도의 기준 신호를 전송하거나, 이에 대한 채널 상태 정보(CSI)를 피드백 받는 동작, 또는 보상 절차를 수행함 없이, 하향링크의 데이터를 전송할 수 있다.
도 1에서는, 기지국 110의 안테나는 송수신 공용 안테나이고 단말 120의 안테나는 송신용 안테나와 수신용 안테나가 분리된 것으로 설명하였으나, 이는 빔 상호성 및 채널 상호성을 설명하기 위한 예시일 뿐, 이러한 도시에 한정되지 않는다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국 110은 송수신 공용 안테나를 포함하지 않을 수 있다. 다시 말해, 상기 기지국 110은 물리적으로 분리된 송신용 안테나 및 수신용 안테나를 포함할 수 있다. 또한 단말 120은 분리된 수신용 안테나, 송신용 안테나 대신, 송수신 공용 안테나를 포함할 수도 있다.
기지국 110 및 단말 120의 동작들은, 빔 상호성을 이용하는 빔 탐색 단계와 채널 상호성을 이용하는 채널 추정 단계로 구분될 수 있다. 도 2는 상기 기지국 110, 도 3은 상기 단말 120의 전반적인 동작을 설명하고, 도 4는 상기 기지국 110 및 상기 단말 120의 빔 탐색 이전의 동작을 설명한다. 이후 도 5 내지 도 9에서는, 빔 상호성을 이용한 빔 탐색 절차에 대해 설명한다. 도 10 내지 도 12에서는, 채널 상호성을 이용한 채널 추정에 대해 설명한다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 빔 상호성에 근거한 빔 탐색 절차에 대하여 설명시, 하향링크에서 사용된 빔을 상향링크에서도 사용하려는 경우를 예로 들어 설명하나, 상향링크에서 사용된 빔을 하향링크에서도 사용하려는 경우에도 적용될 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 기능적 구성의 예를 도시한다. 상기 기지국은 상기 도 1의 기지국 110일 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 도 2에서는 다양한 실시 예들을 설명하기 위하여 필요한 용어들에 대하여 정의한다. 이하 설명에서 사용되는 제어 정보를 지칭하는 용어, 연산 상태를 위한 용어(예: 모드(mode), 동작(operation)), 데이터를 지칭하는 용어(예: 정보(information), 값(value)), 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어(예: 문의(enquiry), 신호(signal)), 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 기지국 110은 통신부 210, 제어부 220, 저장부 230을 포함할 수 있다.
상기 통신부 210은 무선 채널을 통해 신호를 송신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신부 210은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터를 송신하는 경우, 상기 통신부 210은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심볼들을 생성할 수 있다. 또한, 데이터를 수신하는 경우, 상기 통신부 210은 기저대역 신호를 복조 및 복호화하여 수신 비트열로 복원할 수 있다. 상기 통신부 210은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환하여 안테나를 통해 송신할 수 있다. 상기 통신부 210은 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신부 210은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서mixer), 오실레이터, DAC(Digital Analog Converter), ADC(Analog Digital Converter) 등을 포함할 수 있다. 상기 통신부 210은 다수의 안테나들이 구비된 경우, 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 통신부 210은 송수신 공용 안테나를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 통신부 210은 송신 동작 및 수신 동작시, 동일한 안테나 구성(antenna configuration)을 이용할 수 있다. 상기 안테나 구성은 필터, 저잡음 증폭기(LNA: low noise amplifier), 커플러(coupler), 안테나 형상(예: 안테나 배열(array))과 같이, 안테나의 아날로그 제어(analog control)에 필요한 구성을 포함할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 통신부 210은 송신용 안테나와 수신용 안테나를 각각 별개로 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 통신부 210은 상기 송신용 안테나를 위한 안테나 구성과 수신용 안테나를 안테나 구성을 각각 포함할 수 있다.
상기 통신부 210은 다양한 기준 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신부 210은 빔포밍 수행시, 송신 또는 수신 성능이 좋은 빔을 찾기 위하여, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 상기 빔 탐색 절차의 수행을 위하여, 상기 통신부 210은 다수의 기준 신호들(reference signals)을 송신할 수 있다. 여기서, 기준 신호들은 빔포밍된 후 전송되며, 이에 따라, 빔 기준 신호(beam reference signal) 또는 빔 정제 기준 신호(beam refinement reference signal)라 지칭될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 통신부 210은 채널 추정의 동작으로서, CRS, CSI-RS, DM-RS 중 적어도 하나를 송신할 수도 있다. 상기 통신부 210은 상기 다양한 기준 신호에 대응하여 상기 단말 120으로부터 피드백 정보를 수신할 수 있다.
상기 통신부 210은 다양한 기준 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상향링크에 이용할 빔, 즉 최적(optimal) 또는 선호(preferred) 상향링크 빔을 탐색하려는 경우, 상기 통신부 210은 기준 신호들을 수신할 수 있다. 여기서, 기준 신호들은 단말 120에서 송신 빔포밍된 후 송신되며, 통신부 210에 의해 수신 빔포밍될 수 있다. 다른 예를 들어, 상향링크에 대한 채널 추정을 수행하는 경우, 상향링크 DM-RS를 수신할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 통신부 210은 상향링크의 채널에 따른 스케줄링 및 링크 적응을 위한 채널 추정시, 상향링크 SRS(sounding reference signal)을 수신할 수도 있다. 필요에 따라, 상기 통신부 210은 상기 다양한 기준 신호에 대응하여 상기 단말 120에게 피드백 정보를 송신할 수 있다.
상기 통신부 210은 단말 120과 단말 능력 정보(capability information)를 협상(negotiation)하기 위해 사용될 수 있다. 상기 통신부 210은 상기 단말 120과 초기 접속 절차 수행시, 상기 단말 능력 정보를 요구하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 상기 통신부 210은 상기 단말 120에게 단말 능력 정보 조회(enquiry) 메시지를 송신할 수 있다. 상기 통신부 210은 상기 단말 120으로부터 상기 조회 메시지에 대한 응답으로, 상기 단말 능력 정보를 수신할 수 있다. 상기 단말 능력 정보는 단말 능력 정보 231일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 단말 능력 정보 231은 빔 상호성 또는 채널 상호성의 이용이 가능한지 여부를 판단하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 능력 정보 231은 상기 단말 120의 안테나가 송신용 안테나와 수신용 안테나가 분리되어 있는지 여부를 가리키는 제1 정보, 상기 단말 120에 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 가리키는 제2 정보, 상기 단말 120에 채널 상호성의 이용이 가능한 지 여부를 가리키는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 통신부 210은 제어 메시지(control message)를 상기 단말 120에게 송신할 수 있다. 상기 제어 메시지는 제어부 220에서 결정된 동작 모드를 가리킬 수 있다. 상기 통신부 210은 상기 제어 메시지를 통하여, 상기 단말 120이 어떤 동작 모드로 빔 탐색을 수행할 것인지, 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 어떻게 결정할 것인지에 대하여 상기 단말 120에게 지시(instruct)할 수 있다. 상기 제어 메시지는 상기 단말 120과의 상위 계층 시그널링(high layer signaling)을 통하여 전송되거나, DCI(downlink control information)를 통하여 전송될 수 있다.
상기 통신부 210은 단말 120으로부터 안테나 분리에 대한 보상값을 수신할 수도 있다. 상기 안테나 분리에 대한 보상값은, 상기 단말 120의 송신용 안테나 124와 상기 단말 120의 수신용 안테나 122가 분리됨에 따라, 상호성 에러(예: 경로 오차)를 보상하기 위한 보상값일 수 있다.
상기 제어부 220은 상호성 판단부 221, 동작 모드 결정부 223, 빔 결정부 225, 채널 추정부 227을 포함할 수 있다. 빔 상호성을 이용한 빔 탐색 절차 수행시, 상기 제어부 220은 상기 상호성 판단부 221, 상기 동작 모드 결정부 223, 상기 빔 결정부 225를 이용할 수 있다. 채널 상호성을 이용한 채널 추정시, 상기 제어부 220은 상기 상호성 판단부 221, 상기 채널 추정부 227을 이용할 수 있다. 이하, 빔 상호성에 대한 제어부 220의 동작을 설명한 뒤, 채널 상호성에 대한 제어부 220의 동작을 설명한다.
상기 상호성 판단부 221은 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 상기 상호성 판단부 221은 상기 기지국 110이 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부 및 상기 단말 120이 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.
상기 상호성 판단부 221은 상기 기지국 110에 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 상기 상호성 판단부 221은 상기 단말 120과의 통신에 사용된 상기 기지국 110의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부에 따라, 상기 기지국 110에 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 결정할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110의 안테나가 송수신 공용 안테나인 경우, 송신을 위한 안테나의 위치와 수신을 위한 안테나의 위치에 따른 차이가 없는바, 상기 상호성 판단부 221은 빔 상호성의 이용이 가능하다고 결정할 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 기지국 110의 안테나가 송수신 공용 안테나가 아닌 경우, 송신을 위한 안테나의 위치와 수신을 위한 안테나의 위치에 따라 상호성 판단부 221은 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 상호성 판단부 221은 하향링크 송신 빔에 사용된 안테나와 상향링크 수신 빔에 사용할 안테나 사이의 거리에 따라 빔 상호성의 이용 가부를 판단할 수 있다. 하향링크 송신 빔에 사용된 안테나와 상향링크 수신 빔에 사용할 안테나가 일정 거리 이상 분리된 경우, 상기 상호성 판단부 221은 상향링크 수신 빔 결정시, 빔 상호성의 이용이 불가능함을 결정할 수 있다. 반대로, 하향링크 송신 빔에 사용된 안테나와 상향링크 수신 빔에 사용할 안테나가 일정 거리 이내인 경우에는, 상기 상호성 판단부 221은 상향링크 수신 빔 결정시, 빔 상호성의 이용이 가능함을 결정할 수 있다. 안테나들 각각의 위치는 상기 기지국 110의 설계 당시 고려될 수 있는바, 상기 기지국 110은 상기 안테나들 각각의 위치와 관련된 정보를 미리 저장할 수 있다.
상기 상호성 판단부 221은 상기 단말 120에 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 결정할 수도 있다. 상기 상호성 판단부 221은 상기 단말 120으로부터 수신한 단말 능력 정보에 기반하여 상기 단말 120에 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 결정할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 단말 능력 정보는 상기 단말 120의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부를 가리키는 제1 정보를 포함할 수 있다. 상기 제1 정보가 상기 단말 120의 안테나가 송수신 공용 안테나임을 가리키는 경우, 상기 상호성 판단부 221은 상기 단말 120의 빔 결정 시 빔 상호성을 이용할 수 있다고 결정할 수 있다. 반대로, 상기 제1 정보가 상기 단말 120의 송신용 안테나와 수신용 안테나가 분리된 경우에는, 상기 상호성 판단부 221은 상기 단말 120의 빔 결정시, 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 별도의 절차를 통하여 결정할 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 상기 단말 능력 정보는 상기 단말 120의 빔 결정시, 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 가리키는 제2 정보를 포함할 수도 있다. 즉, 상기 상호성 판단부 221은 상기 제1 정보와 관계없이, 상기 제2 정보가 가리키는 바에 따라 상기 단말 120에 빔 상호성의 이용 가능성 여부를 판단할 수 있다. 상기 제1 정보로부터 상기 단말 120에 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 판단하지 못한 경우, 상기 상호성 판단부 221은 상기 제2 정보의 분석에 대한 실익이 있다.
상기 동작 모드 결정부 223은 상기 상호성 판단부 221의 결과에 기반하여, 기지국 110과 단말 120의 빔 결정 프로세스 대한 동작 모드를 결정할 수 있다. 기지국 110 및 단말 120 모두에 빔 상호성을 이용할 수 있는 경우, 동작 모드 결정부 223은 하향링크 송신 빔으로 기지국 110의 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있고, 하향링크 수신 빔으로 단말 120의 상향링크 송신 빔을 결정하도록 상기 단말 120을 제어할 수 있다. 이에 따라, 기지국 110은 상향링크에 대한 빔을 결정하기 위하여, 별도의 빔 탐색 절차가 요구되지 않을 수 있다. 상술한 바와 같이, 빔 탐색 절차 없이 상기 상향링크 수신 빔 및 송신 빔을 결정하는 동작 모드는, 상호성 동작 모드(reciprocity operation mode)로 지칭될 수 있다.
상기 동작 모드 결정부 223은, 상기 단말 120에 빔 상호성의 이용이 가능하나, 상기 기지국 110에는 빔 상호성을 이용할 수 없는 경우, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120이 상기 기지국 110의 상향링크 수신 빔을 탐색하기 위한 제1 동작 모드로 동작하도록 결정할 수 있다.
상기 동작 모드 결정부 223은, 상기 단말 120에 빔 상호성의 이용이 불가능하고, 상기 기지국 110에는 빔 상호성을 이용할 수 있는 경우, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120이 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 탐색하기 위한 제2 동작 모드로 동작하도록 결정할 수 있다.
상기 동작 모드 결정부 223은, 상기 단말 120 및 상기 기지국 110 모두에 빔 상호성의 이용이 불가능한 경우, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120이 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔 및 상기 기지국 110의 상향링크 수신 빔을 탐색하기 위한 제3 동작 모드로 동작하도록 결정할 수 있다.
상기 동작 모드 결정부 223은 상기 기지국 110 및 상기 단말 120의 동작 모드를 결정한 뒤, 상기 단말 120에게 결정된 동작 모드를 알리기 위하여, 제어 메시지를 생성할 수 있다. 상기 동작 모드 결정부 223은 상기 통신부 210이 상기 제어 메시지를 송신하도록 제어할 수 있다.
상기 빔 결정부 225는, 상기 동작 모드 결정부 223에서 결정된 동작 모드에 따라 빔을 결정할 수 있다. 상기 결정된 동작 모드가 상호성 동작 모드인 경우, 상기 빔 결정부 225는 상기 기지국 110의 하향링크 송신에 사용된 빔을 상기 기지국 110의 상향링크 수신에 사용할 빔으로 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 빔 결정부 225는, 하향링크의 데이터 전송에 이용된 빔과 동일한 방향의 빔 또는 동일한 인덱스를 가지는 빔을 상향링크의 데이터 수신에 이용할 수 있다.
상기 결정된 동작 모드가 제1 동작 모드인 경우, 상기 빔 결정부 225는 상기 기지국 110의 상향링크 수신 빔을 선택하기 위한, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 이 때, 상기 제1 동작 모드임을 알리는 제어 메시지에 따라 상기 단말 120은 하향링크 수신 빔으로, 상향링크 송신 빔을 결정한다. 상기 단말 120은, 상기 결정된 상향링크 송신 빔을 고정할 수 있다. 상기 빔 결정부 225는 고정된 상기 상향링크 송신 빔을 기준으로, 상향링크 수신 빔을 탐색하기 위한 절차를 수행할 수 있다. 상기 빔 결정부 225는 상기 고정된 상향링크 송신 빔으로 송신되는 다수의 기준 신호들을 각각 다른 상향링크 수신 빔으로 수신할 수 있다. 상기 빔 결정부 225는, 상기 다수의 기준 신호들 중에서, 기준 신호의 신호 품질에 따라 하나의 빔을 선택할 수 있다. 상기 신호 품질의 예로, RSSI(received signal strength index), RSRP(reference signal received power), 또는 RSRQ(reference signal received quality)가 수 있다. 상기 빔 결정부 225는 상기 선택된 하나의 빔을 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다.
상기 결정된 동작 모드가 제2 동작 모드인 경우, 상기 빔 결정부 225는 상기 기지국 110의 하향링크 송신에 사용된 빔을 상기 기지국 110의 상향링크 수신에 사용할 빔으로 결정할 수 있다. 이후, 상기 빔 결정부 225는, 상기 단말 120으로부터 수신되는 기준 신호들을 수신하고, 상기 단말 120에게 피드백함으로써, 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔 결정 절차를 수행할 수 있다.
상기 결정된 동작 모드가 제3 동작 모드인 경우, 상기 빔 결정부 225는 상기 기지국 110의 상향링크 수신 빔을 선택하기 위한, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 이 때, 상기 제1 동작 모드와 달리, 상기 제어 메시지에 따라 상기 단말 120은 상향링크 송신 빔들로, 다수의 기준 신호들을 송신할 수 있다. 상기 빔 결정부 225는, 각각 다른 상향링크 송신 빔으로 송신되는 상기 다수의 기준 신호들을 각각 다른 상향링크 수신 빔으로 수신할 수 있다. 상기 빔 결정부 225는, 상기 수신한 다수의 기준 신호들에 대하여 각각 품질을 측정하고, 피드백 정보를 생성할 수 있다. 상기 빔 결정부 225는 상기 측정된 품질에 따라 상기 다수의 기준 신호들 중에서 하나의 빔을 선택할 수 있다. 상기 빔 결정부 225는 상기 선택된 하나의 빔을 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다. 상기 빔 결정부 225는 상기 피드백 정보를 송신하도록 상기 통신부 210을 제어할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 피드백 정보에 기반하여 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다.
상기 상호성 판단부 221은 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부는 상기 단말 120이 송수신 공융 안테나를 사용하는지 여부 및 상기 기지국 110이 송수신 공용 안테나를 사용하는지 여부에 기초하여 판단될 수 있다. 나아가, 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부는 분리된 송신 안테나 및 수신 안테나들 간 거리를 더 고려하여 판단될 수 있다.
상기 상호성 판단부 221은, 상기 단말 120과의 통신에 사용된 상기 기지국 110의 안테나가 송수신 공용 안테나인 경우, 상기 기지국 110에서 채널 상호성을 이용할 수 있다고 결정할 수 있다. 반대로, 상기 상호성 판단부 221은, 상기 기지국 110의 안테나가 송수신 공용 안테나가 아닌 경우, 상기 기지국 110에 채널 상호성의 이용이 불가능하다고 결정할 수 있다.
상기 상호성 판단부 221은, 상기 단말 120으로부터 수신한 단말 능력 정보가 상기 단말 120의 안테나가 송수신 공용 안테나임을 가리키는 경우, 상기 단말 120에 채널 상호성의 이용이 가능하다고 결정할 수 있다. 반대로, 상기 상호성 판단부 221은, 상기 단말 능력 정보가 상기 단말 120의 안테나가 송신용과 수신용이 구분되어 있는 경우, 상기 단말 120에 채널 상호성의 이용이 가능하지 않다고 결정할 수 있다.
상기 상호성 판단부 221은, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 모두에서 채널 상호성을 이용할 수 있는 경우, 채널 상호성을 만족한다고 결정할 수 있다. 반대로, 상기 상호성 판단부 221은, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 중 적어도 하나에 채널 상호성의 이용이 불가능한 경우, 채널 상호성을 만족하지 않는다고 결정할 수 있다.
상기 채널 추정부 227은 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 모두에 채널 상호성을 이용할 수 있는 경우, 별도의 하향링크 채널 추정 동작없이, 상향링크 채널 추정 결과를 이용하여 프리코딩을 수행하고, 하향링크 데이터를 전송할 수 있다.
그러나, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 중 적어도 하나에 채널 상호성을 이용할 수 없는 경우, 상기 기지국 110은 하향링크 데이터의 전송을 위하여, 별도의 하향링크 채널 추정을 위해 기준 신호(예: CRS, CSI-RS, DM-RS)를 송신하는 동작 또는 상향링크 채널 추정 결과를 교정(calibration)하는 동작이 요구될 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 추정부 227은 하향링크 채널 추정을 위하여 기준 신호를 송신하도록 상기 통신부 210을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 채널 추정부 227은 하향링크 채널 추정을 위하여, 보상 동작을 수행할 수도 있다. 상기 보상 동작은 상기 기지국 110에서 채널 상호성을 이용할 수 없는 경우, 채널 상호성의 보상을 위한 기지국 보상값을 결정하는 동작 및 상기 단말 120에서 채널 상호성을 이용할 수 없는 경우, 상기 단말 120으로부터 채널 상호성의 보상을 위한 단말 보상값을 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 저장부 230은 단말 능력 정보 231를 저장할 수 있다. 상기 저장부 230은 상기 단말 120으로부터 수신한 상기 단말 능력 정보 231을 저장할 수 있다. 상기 단말 능력 정보 231은, 상기 단말 120이 송수신 공용 안테나를 구비하는지 여부를 가리키는 제1 정보, 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 가리키는 제2 정보, 상기 단말 120에서 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 가리키는 제3 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 저장부 230은 빔 정보 233을 저장할 수 있다. 상기 저장부 230은 상기 기지국 110이 상기 단말 120과 하향링크 통신에서 사용한 빔에 대한 정보인, 상기 빔 정보 233을 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 빔 정보 233은 상기 사용한 빔을 가리키는 인덱스(index)일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 빔 정보 233은 상기 사용한 빔을 가리키는 파라미터일 수 있다. 상기 파라미터는 디지털 빔포밍을 위한 파라미터(예: precoding matrix indicator(PMI)) 또는 아날로그 빔포밍을 위한 파라미터(예: 위상값) 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 저장부 230은 채널 정보 235를 저장할 수 있다. 상기 저장부 235는 상기 기지국 110이 상기 단말 120과의 상향링크 통신 수행시, 획득한 채널 추정 결과인, 상기 채널 정보 235를 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 정보 235는 상향링크 채널에 대한 채널 행렬일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 채널 정보 235는 상향링크 채널에 적용한 프리코딩과 관련된 파라미터(예: 채널 상태 정보(CSI: channel state information), 프리코딩 행렬(precoding matrix))일 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 기능적 구성의 예를 도시한다. 상기 단말은 상기 도 1의 단말 120일 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 단말 120은 통신부 310, 제어부 320, 저장부 330을 포함할 수 있다.
상기 통신부 310은, 상기 도 2의 통신부 210과 유사한 기능들을 수행할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 통신부 310은 송수신 공용 안테나를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 통신부 310은 송신 동작 및 수신 동작시, 동일한 안테나 구성을 이용할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 통신부 310은 송신용 안테나와 수신용 안테나를 각각 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 송신 및 수신 동작시, 상기 통신부 310은, 각각 별개의 안테나 구성을 이용할 수 있다.
상기 통신부 310은, 상기 기지국 110에게 단말 능력 정보를 전송할 수 있다. 상기 통신부 310은, 상기 단말 120이 상기 기지국 110과 초기 접속(initial access) 절차를 수행하는 경우, 상기 단말 능력 정보를 전송할 수 있다. 상기 기지국 110의 상기 단말 능력 정보 요청에 대응하여, 상기 통신부 310은 상기 단말 능력 정보를 상기 기지국 110에게 전송할 수 있다.
상기 통신부 310은, 상기 기지국 110으로부터 제어 메시지를 수신할 수 있다. 상기 통신부 310은, 상기 수신한 제어 메시지가 가리키는 동작 모드에 따르는 빔 탐색 절차를 위한 상향링크 기준 신호들을 송신할 수 있다. 상기 통신부 310은, 상기 제어 메시지가 가리키는 동작 모드에 따라 결정된 상기 단말 120의 송신 빔으로, 상향링크 데이터를 송신할 수 있다.
상기 통신부 310은, 상기 기지국 110에게, 상기 단말 120의 안테나 분리에 대한 보상값을 전송할 수 잇다. 상기 안테나 분리에 대한 보상값은, 상기 단말 120의 송신용 안테나 124와 상기 단말 120의 수신용 안테나 122가 분리됨에 따라, 상호성 에러를 보상하기 위한 보상값일 수 있다.
상기 제어부 320은 단말 능력 정보 생성부 321, 상호성 판단부 323, 빔 결정부 325를 포함할 수 있다.
상기 단말 능력 정보 생성부 321은, 상기 기지국 110으로부터 수신한 단말 능력 정보 조회 요청에 대응하여, 단말 능력 정보를 생성할 수 있다. 상기 단말 능력 정보 생성부 321은 상기 단말 120의 송신용 안테나와 수신용 안테나가 분리되어 있는지 여부, 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부, 상기 단말 120에서 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부에 기반하여 상기 단말 능력 정보를 생성할 수 있다. 상기 단말 120의 송신용 안테나와 수신용 안테나가 분리되어 있는지 여부는 상기 단말 120의 설계, 제조 당시에 결정될 수 있는 바, 해당 정보는 미리 저장된 정보일 수 있다.
상기 상호성 판단부 323은 상기 단말 120의 빔 결정시, 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 상호성 판단부 323은, 상기 동작 모드를 가리키는 제어 메시지를 수신과 상관없이, 상기 빔 상호성의 이용 가부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 상호성 판단부 323은, 상기 단말 120의 안테나가 송수신 공용 안테나인 경우, 상기 단말 120에 빔 상호성의 이용이 가능하다고 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 상호성 판단부 323은, 상기 단말 120의 안테나가 송신용 안테나와 수신용 안테나로 분리되어 구현된 경우, 상기 송신용 안테나와 상기 수신용 안테나 간 거리에 따라 상기 단말 120에 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.
상기 상호성 판단부 323은, 채널 추정시 상기 단말 120에서, 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 상호성 판단부 323은, 상기 단말 120의 안테나가 송수신 공용 안테나인 경우, 상기 단말 120에서 채널 상호성을 이용할 수 있다고 결정할 수 있다. 이러한 경우, 상기 단말 120은 채널 추정시, 안테나 분리에 대한 보상값을 결정하지 않을 수 있다. 반대로, 상기 상호성 판단부 323은, 상기 단말 120의 안테나가 송신용 안테나와 수신용 안테나로 분리되어 구현된 경우, 상기 단말 120에서 채널 상호성을 이용할 수 없다고 결정할 수 있다. 이러한 경우, 상기 단말 120은 채널 추정시, 안테나 분리에 대한 보상값을 결정할 수 있다.
상기 빔 결정부 325는, 상시 기지국 110으로부터 수신한 제어 메시지가 가리키는 동작 모드에 따라, 빔을 결정할 수 있다. 상기 결정된 동작 모드가 상호성 동작 모드인 경우, 상기 빔 결정부 325는 상기 단말 120의 하향링크에 사용된 빔을 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔으로 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 빔 결정부 325는, 하향링크의 데이터 수신에 이용된 빔과 동일한 방향의 빔 또는 동일한 인덱스를 가지는 빔을 상향링크의 데이터 전송에 이용하도록 상기 통신부 310을 제어할 수 있다.
상기 결정된 동작 모드가 제1 동작 모드인 경우, 상기 빔 결정부 325는 상기 단말 120의 하향링크 빔 탐색 절차에 의해 선택된 빔을 상향링크 송신 빔으로 결정할 수 있다. 이후, 상기 빔 결정부 325는, 상기 기지국 110이 상향링크 수신 빔을 결정하도록, 다수의 기준 신호들을 송신할 수 있다. 여기서, 기준 신호들은 통신부 310에서 빔포핑된 후, 송신된다.
상기 결정된 동작 모드가 제2 동작 모드인 경우, 상기 빔 결정부 325는 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 선택하기 위한, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 상기 단말 120은 상향링크 송신 빔을 선택하기 위하여, 다수의 기준 신호들을 송신할 수 있다. 이 때, 기준 신호들은 통신부 310에서 서로 다른 송신 빔들을 이용하여 빔포밍된 후, 송신된다. 상기 기지국 110은 하향링크 송신 빔과 동일한 방향을 가지는 상향링크 수신 빔을 이용하여, 상기 다수의 기준 신호들을 수신하고, 이에 대응하여 상기 단말 120에게 피드백 정보를 송신할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 기지국 110으로부터 수신한 피드백 정보에 기반하여 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다.
상기 결정된 동작 모드가 제3 동작 모드인 경우, 상기 빔 결정부 325는 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 선택하기 위한, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 이 때, 상기 제2 동작 모드와 달리, 상기 단말 120은 상기 제어 메시지에 따라 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 고정하지 않고, 다수의 기준 신호들을 송신할 수 있다. 즉, 기준 신호들은 통신부 310에서 서로 다른 송신 빔들을 이용하여 빔포밍된 후, 송신된다. 상기 기지국 110은 각각 다른 상향링크 송신 빔으로 송신되는 상기 다수의 기준 신호들을 각각 다른 상향링크 수신 빔으로 수신할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 수신한 다수의 기준 신호들 중 하나를 선택하고, 선택된 기준 신호에 대응하는 상향링크 수신 빔을 데이터 송신 시 이용할 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다. 상기 빔 결정부 325는, 상기 송신한 다수의 기준 신호들에 대응하는 피드백 정보에 기반하여, 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다.
상기 도 3에서는, 상기 단말 120의 제어부 320이 채널 추정부를 포함하지 않는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 단말 120은, 채널 추정을 위하여, 상기 기지국 110의 요청에 따라 상향링크 채널 추정을 위한 기준 신호를 송신할 수 있고, 상기 기지국 110으로부터 수신한 기준 신호에 대응하여 피드백 정보를 상기 기지국 110에게 전송할 수도 있다.
상기 저장부 330은 빔 정보 333을 저장할 수 있다. 상기 저장부 330은 상기 단말 120이 상기 기지국 110과의 하향링크 통신에서 사용한 빔에 대한 정보인, 상기 빔 정보 333을 저장할 수 있다. 상기 빔 정보 333은 상기 사용한 빔을 가리키는 인덱스이거나, 상기 빔을 가리키는 빔포밍 파라미터일 수 있다.
상기 저장부 330은 채널 정보 335를 저장할 수 있다. 상기 저장부 335는 상기 단말 120이 상기 기지국 110과 상향링크 통신 수행시, 획득한 채널 추정 결과인, 상기 채널 정보 335를 저장할 수 있다. 상기 채널 정보 335는 채널 행렬, 상기 상향링크에 대한 채널 응답을 나타내는 파라미터, 상향링크 채널에 대한 채널 상태 정보, 또는 프리코딩 행렬일 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말 능력 정보(capability information)의 협상 프로세스를 도시한다.
도 4를 참조하면, 410 단계에서, 상기 기지국 110은 상기 단말 120에게 단말 능력 정보를 요청하는 단말 능력 조회(Capability enquiry) 메시지를 전송할 수 있다. 상기 단말 능력 조회 메시지는 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 간의 무선 접속 네트워크(radio access network, RAN)와 관련된 상기 단말 120의 능력 정보를 요청하는 메시지일 수 있다. 상기 단말 능력 조회 메시지는 DCCH(dedicated control channel)의 논리 채널을 통하여 전송될 수 있다.
420 단계에서, 상기 단말 120은 상기 기지국 110에게 단말 능력 정보를 송신할 수 있다. 이를 위해, 상기 단말 120은 상기 단말 능력 정보를 생성할 수 있다. 구체적으로, 상기 단말 120은 무선 주파수 성능(RF capability), 전송 채널 성능(transport channel capability), 물리 채널 성능(physical channel capability), 보안 성능(secure capability), 측정 성능(measurement capability) 뿐만 아니라, 안테나 성능(antenna capability), 상호성 성능(reciprocity capability)에 대한 정보를 포함하도록 상기 단말 능력 정보를 생성할 수 있다.
상기 안테나 성능에 대한 정보는 상기 단말 120의 안테나 구성에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 안테나 성능에 대한 정보는 상기 단말 120이 송수신 공용 안테나를 사용하는지 여부 또는 상기 단말 120에 송신용 안테나와 수신용 안테나가 분리되어 구현되는지 여부를 가리키는 정보를 포함할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 안테나 성능에 대한 정보는 상기 단말 120에서 상향링크 수신에 사용되는 안테나와 하향링크 송신에 사용되는 안테나간 거리(distance)를 가리키는 정보를 포함할 수 있다.
상기 상호성 성능에 대한 정보는 빔 상호성에 대한 정보와 채널 상호성에 대한 정보를 포함할 수 있다. 빔 상호성에 대한 정보는 상기 단말 120에서 빔 상호성의 이용 가부를 가리키는 정보일 수 있다. 다시 말해, 빔 상호성에 대한 정보는 하향링크 빔을 상향링크 빔으로 사용할 수 있는지 여부를 가리킬 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 빔 상호성에 대한 정보는 1 비트(bit)로 구성되어, 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 직접적으로 가리킬 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 빔 상호성에 대한 정보는 다수의 비트들(bits)로 구성되어, 사용된 빔과 관련된 후보 빔들을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 상기 후보 빔들은 상기 사용된 빔과 인접한 빔들일 수 있다. 이 경우, 상기 기지국 110은 상기 인접한 빔들의 범위를 고려하여, 다양한 동작 모드를 결정할 수 있다.
채널 상호성에 대한 정보는 상기 단말 120에서 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 가리키는 정보일 수 있다. 다시 말하면, 상기 채널 상호성에 대한 정보는 하향링크 채널에 대한 추정 값을 상향링크 채널에 대한 추정 값으로 사용할 수 있는지 여부를 가리킬 수 있다. 구체적으로, 상기 채널 상호성에 대한 정보는 상기 단말 120 내부의 전송 경로, 대기 중으로 신호가 전송되기 전 까지 발생하는 아날로그 제어 경로가 상향링크 채널과 하향링크 채널에 대하여 차이가 있는지 여부를 가리키는 정보일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 채널 상호성에 대한 정보는 1비트로 구성되어, 상기 단말 120에 채널 상호성의 이용 가부를 직접적으로 가리킬 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 채널 상호성에 대한 정보는 다수의 비트들로 구성되어, 상기 단말 120에 채널 상호성의 이용이 가능한지 여부를 가리킬 뿐만 아니라, 채널 상호성의 이용할 수 없는 경우, 이에 대한 보상값을 결정하기 위한 파라미터를 나타내는 정보를 포함할 수도 있다.
430 단계에서, 상기 기지국 110은 상기 단말 능력 정보를 송신함에 대응하여, 상기 단말 능력 정보를 저장하고, 상기 단말 120에게 상기 단말 능력 정보에 대한 확인 메시지를 전송할 수 있다. 상기 단말 능력 정보 및 상기 확인 메시지는 DCCH의 논리 채널을 통하여 전송될 수 있다.
440 단계에서, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 상호성 판단 및 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 단말 능력 정보에 기반하여, 빔 탐색 절차를 위한 동작 모드를 결정할 수 있다. 여기서, 동작 모드는 빔 탐색을 위해 필요한 빔 스위핑(sweeping)의 대상, 빔 스위핑의 횟수, 상향링크에 대한 별도의 빔 탐색 수행 여부 등 빔 탐색 절차의 구성(configuration)을 대표한다. 상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 결정된 동작 모드에 따라, 각각 상향링크 수신 빔 및 상향링크 송신 빔을 선택할 수 있다.
도 4에 도시되지 아니하였으나, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 하향링크 송신 빔 및 하향링크 수신 빔을 결정하기 위한 하향링크 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 하향링크 빔 탐색 절차는 단말 120의 능력 협상 절차(예: 410 단계, 420 단계, 430 단계) 이전에 수행될 수 있다. 또는, 하향링크 빔 탐색 절차는 단말 120의 능력 협상 절차 이후에 수행될 수 있다. 여기서, 하향링크 빔 탐색 절차는 기지국 110이 송신 빔포밍과 함께 기준 신호들을 송신하고, 단말 120이 수신 빔포밍과 함께 상기 기준 신호들을 수신하고, 단말 120이 피드백 정보를 송신하는 단계들을 포함할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 9는 상기 450 단계에서 수행되는, 빔 상호성 판단, 동작 모드 결정, 및 빔 탐색 절차의 구체적인 프로세스에 대하여 설명한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국의 빔 결정의 흐름도를 도시한다. 상기 기지국은 상기 도 1의 기지국 110일 수 있다.
도 5를 참조하면, 510 단계에서, 상기 기지국 110은 단말 능력 정보 및 상기 기지국 110의 안테나가 송수신용 공용 안테나인지 여부에 기반하여 기지국 및 단말에서 빔 상호성을 이용할지 여부를 결정할 수 있다.
상기 기지국 110은 상기 단말 능력 정보로부터, 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 단말 능력 정보는 상기 단말 120의 안테나 구성에 관한 제1 정보 또는 상기 단말 120의 빔 상호성에 관한 제2 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 제1 정보가 상기 단말 120의 안테나가 송수신 공용 안테나임을 가리키는 경우, 상기 기지국 110은 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 있다고 결정할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 제2 정보가 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 없다고 직접적으로 가리키는 경우, 상기 기지국 110은 바로, 상기 단말 120에 빔 상호성의 이용이 불가능하다고 결정할 수도 있다.
상기 기지국 110은, 상기 단말 120과의 통신에 사용되는 시스템 방식에 기반하여, 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은, 상기 단말 120과의 통신 방식이 TDD 방식인 경우, 빔 상호성을 이용이 가능하다고 결정할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은, 상기 단말 120과의 통신 방식이 FDD 방식인 경우, 빔 상호성을 이용이 가능하다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110은 DL 및 UL 사이의 대역폭이 일정 임계값보다 크지 않은 경우, 최적의(best) 하향링크 송신 빔을 이용하여 상향링크 최적의 수신 빔을 결정할 수 있다. 상기 대역폭은 가드 대역폭(guard bandwidth)일 수 있다.
상기 기지국 110은, 상기 단말 120과의 통신(예: 하향링크)에 이용된 상기 기지국 110의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부에 기반하여, 상기 기지국 110에서 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110의 안테나가 송수신 공용 안테나인 경우, 송신시 사용되는 안테나와 수신시 사용되는 안테나 사이의 거리에 차이가 없는 바, 상기 기지국 110에서 빔 상호성을 이용할 수 있다고 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 하향링크에 이용된 기지국 110의 안테나가 송신 전용 안테나인 경우, 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110에서 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 별도의 절차를 통하여 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110의 송신용 안테나와 수신용 안테나 사이의 거리에 따라 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 송신용 안테나와 수신용 안테나 사이의 거리는 제조 당시 기록된 정보 또는 설계에 따른 파라미터로부터 획득할 수 있는바, 상기 기지국 110은 미리 저장된 값들에 따라 상기 빔 상호성의 이용 가부를 결정할 수 있다.
520 단계에서, 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110 또는 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용하지 않는다고 결정하는 경우, 상향링크 빔 탐색을 위한 동작 모드를 결정할 수 있다. 상기 기지국 110의 빔 상호성 이용이 가능한지 여부 및 상기 단말 120의 빔 상호성 이용이 가능한지 여부에 따라 4가지 경우의 수가 도출될 수 있다. 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 모두에서 빔 상호성의 이용이 가능한 경우, 상기 기지국 110은 하향링크 송신 빔을, 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있고, 상기 단말 120은 하향링크 수신 빔을, 상향링크 송신 빔으로 결정할 수 있다. 즉, 상향링크에 이용할 송신 빔, 수신 빔을 탐색하기 위한 빔 탐색 절차가 요구되지 않을 수 있다. 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120의 동작 모드를 상호성 동작 모드로 결정할 수 있다.
상기 기지국 110 또는 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 없다고 결정한 경우, 상향링크 빔 탐색이 요구되는 바, 상기 기지국 110은 상향링크 빔 탐색을 위한 동작 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110에서만 빔 상호성의 이용이 불가능한 경우, 상기 기지국 110은 상향링크 수신 빔을 선택하기 위한 제1 동작 모드를 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 단말 120에만 빔 상호성의 이용이 불가능한 경우, 상기 기지국 110은 상향링크 송신 빔을 선택하기 위한 제2 동작 모드를 결정할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 모두에 빔 상호성을 이용할 수 없는 경우, 상기 기지국 110은 상향링크 송신 빔, 수신 빔 모두를 결정하기 위한 제3 동작 모드를 결정할 수 있다.
530 단계에서, 상기 기지국 110은 상기 상향링크에 이용할 상기 기지국 110의 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있다. 상기 기지국 110에 빔 상호성 이용이 가능한 동작 모드인 경우(예: 제2 동작 모드), 상기 기지국 110은 하향링크에서 이용한 하향링크 송신 빔을 상기 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있다. 반대로, 상기 기지국 110에 빔 상호성의 이용이 불가능한 동작 모드인 경우(예: 제1 동작 모드, 제3 동작 모드), 상기 기지국 110은, 상기 단말 120으로부터 수신한 기준 신호들에 기반하여, 상기 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있다. 상향링크에 대한 빔을 결정하기 위함인 바, 기준 신호는 상기 단말 120에서 상기 기지국 110으로 송신된다. 상기 기지국 110은, 상기 기준 신호들 각각을 다수의 수신 빔들 각각을 통하여 수신할 수 있다. 상기 기지국 110은, 상기 다수의 수신 빔들 중, 해당 기준 신호의 수신 품질 또는 수신 전력에 기반하여 하나의 빔을 선택할 수 있다. 상기 기지국 110은 선택된 빔을 상기 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 상향링크 수신 빔을 통하여 상기 단말 120과 상향링크 통신을 수행할 수 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말의 빔 결정의 흐름도를 도시한다. 상기 단말은 상기 도 1의 단말 120일 수 있다.
도 6을 참조하면, 610 단계에서, 상기 단말 120은 빔 탐색 절차에 대한 동작 모드를 가리키는 메시지를 상기 기지국 110으로부터 수신할 수 있다. 상기 동작 모드는 빔 탐색 절차가 요구되는 제1 동작 모드, 제2 동작 모드, 제3 동작 모드 및 빔 탐색 절차 없이 빔을 결정하는 상호성 동작 모드 중 하나를 가리킬 수 있다.
620 단계에서, 상기 단말 120은 상기 결정된 동작 모드에 기반하여 상향링크에 이용할 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 120은 상기 제1 동작 모드 또는 상기 상호성 동작 모드인 경우, 하향링크 수신 빔을 상기 상향링크 송신 빔으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 단말 120은 상기 제2 동작 모드 또는 상기 제3 동작 모드로 동작하는 경우, 빔 탐색 절차를 수행하여, 상기 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다.
상기 단말 120은 상기 제2 동작 모드 또는 상기 제3 동작 모드인 경우, 구체적으로, 상기 기지국 110으로 기준 신호들을 송신할 수 있다. 이 때, 상기 기준 신호들은 다수의 송신 빔들을 이용하여 빔포밍된다. 상향링크에 대한 빔을 결정하기 위함인 바, 상기 단말 120은 상기 기지국 110으로 기준 신호를 송신한다. 상기 단말 120은 상기 기지국 110으로부터 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 기반하여 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다. 여기서, 피드백 정보는 다수의 송신 빔들에 대한 측정 결과를 포함하거나 최적의 송신 빔에 대한 상기 기지국 110의 선택을 알릴 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 동작 모드들의 결정의 예를 도시한다. 이하, 도 7의 설명에서는, 기지국 110이 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 먼저 결정한 뒤, 상기 기지국 110에서 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정하나 이러한 순서에 한정되지 않는다. 즉, 도시된 바와 달리, 상기 기지국 110에서 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 먼저 결정할 수도 있다.
도 7을 참조하면, 710 단계에서, 상기 기지국 110은 상기 단말 120에서 상기 단말 120의 빔 선택시, 빔 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 단말 120에서 빔 상호성의 이용 가부는, 상기 단말 120으로부터 수신한 단말 능력 정보에 기반하여 결정될 수 있다.
이후, 720 단계 및 730 단계에서, 상기 기지국 110은 상기 기지국 110에서 상기 기지국 110의 빔 선택시, 빔 상호성의 이용이 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 상기 기지국 110에서 빔 상호성의 이용할 수 있는지 여부는, 미리 정해진 정보(예: 안테나 설계, 거리, 이격 범위, 안테나 형상) 및 단말 120과의 통신에 사용되는 안테나에 따라 결정될 수 있다.
상기 기지국 110은, 상기 기지국 110에서의 빔 상호성 이용 가부 판단 및 상기 단말 120에서의 빔 상호성의 이용 가부 판단에 따라, 4가지 동작 모드를 결정할 수 있다. 기지국 110은, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 모두에 빔 상호성을 이용할 수 있는 경우 상호성 동작 모드로 결정할 수 있다. 기지국 110은, 상기 단말 120에만 빔 상호성의 이용이 가능한 경우 제1 동작 모드로 결정할 수 있다. 기지국 110은, 상기 기지국 110에만 빔 상호성의 이용이 가능한 경우 제2 동작 모드로 결정할 수 있다. 기지국 110은, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 모두에서 빔 상호성을 이용할 수 없는 경우 제3 동작 모드로 결정할 수 있다. 이를 정리하면 하기의 표 1과 같다.
기지국 빔 상호성 이용 가능 기지국 빔 상호성 이용 불가능
단말 빔 상호성 이용 가능 상호성 동작 모드 제1 동작 모드
단말 빔 상호성 이용 불가능 제2 동작 모드 제3 동작 모드
상기 기지국 110은 제어 메시지를 통하여, 상기 단말 120에게 상기 4가지의 동작 모드 중 결정된 동작 모드를 알릴 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은 상위 계층 시그널링을 통하여 상기 제어 메시지를 상기 단말 120에게 전달할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은 별도의 DCI를 통하여, 상기 제어 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 제어 메시지는 데이터 채널 또는 제어 채널을 통해 전송될 수 있다. 일 예로, 상기 제어 메시지는 4가지의 동작 모드를 지시하기 위하여, 2비트로 구성된 정보를 포함할 수 있다.
상기 기지국 110 및 상기 단말 120은, 상호성 동작 모드가 결정된 경우, 별도의 빔 탐색 절차가 요구되지 않는다. 따라서, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 하향링크에서 사용한 빔들을 그대로 상향링크에서 이용할 수 있다.
상기 기지국 110 및 상기 단말 120은, 제1 동작 모드 내지 제3 동작 모드가 결정된 경우, 빔 탐색 절차가 요구될 수 있다. 이 때, 상기 기지국 110은 상향링크 빔 탐색 절차를 위한 자원(예: 서브 프레임)을 상기 단말 120에게 할당할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은 상위 계층 시그널링을 통하여 반고정(semi-static) 또는 주기적인(periodic) 서브 프레임을 상기 단말 120에게 할당할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은 DCI를 통하여 동적(dynamic) 또는 비주기적(aperiodic)으로 상기 서브 프레임을 상기 단말 120에게 할당할 수도 있다.
상기 기지국 110은, 결정된 동작 모드에 따라, 상향링크 빔 탐색 절차를 위한 자원을 할당할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110은, 제1 동작 모드로 동작 모드를 결정한 경우에, 기준 신호의 전송을 위한 N개의 서브 프레임(또는 심볼)을 단말 120에게 할당할 수 있다. 반면, 제3 동작 모드의 경우, 제1 동작 모드의 경우보다 더 많은 빔을 탐색하기 위한 기준 신호의 전송이 필요로하므로, 상기 기지국 110은 기준 신호의 전송을 위한 M(>N)개의 서브 프레임(또는 심볼)을 단말 120에게 할당할 수 있다.
상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 빔 상호성에 따라 둘 중 어느 하나의 빔(예: 상향링크 송신 빔 또는 수신 빔 중 하나)이 결정되더라도, 다른 하나의 빔 결정을 위하여 제어 메시지 또는 피드백 정보를 송신/수신할 수 있다. 제1 동작 모드 또는 제3 동작 모드에서, 상기 기지국 110은 빔 탐색 절차로서, 상기 단말 120으로부터 수신한 기준 신호들에 기반하여 상향링크에서 사용할 수신 빔을 결정할 수 있다. 제2 동작 모드에서, 상기 단말 120은 빔 탐색 절차로서, 상기 기지국 110으로부터 수신한, 기준 신호에 대한 피드백 정보에 기반하여, 상향링크에서 사용할 송신 빔을 결정할 수 있다.
도 7에서, 상기 제어 메시지는 4가지 동작 모드 중 하나를 가리키는 것으로 서술하였으나, 상호성 동작 모드를 제외한 3가지 동작 모드 중 하나를 가리키는 것으로 설정될 수도 있다. 즉, 상기 단말 120은 제어 메시지와 상관없이 상호성 동작 모드에 대응하는 상기 단말 120의 동작을 수행할 수 있는 바, 상기 제어 메시지는 3가지의 동작 모드만을 가리키도록 생성될 수 있다.
이하 도 8a 내지 도 8c에서, 상기 제1 동작 모드 내지 제3 동작 모드에 대해 구체적으로 서술한다. 전술한 바와 같이, 도 8a 내지 도 8c는 하향링크에서 사용한 빔들을 상향링크에서 사용하기 위한 예로 설명하나, 이에 한정되지 않는다. 상향링크에서 사용한 빔들을 하향링크에서 사용하기 위한 실시예의 경우, 기지국과 단말 간의 빔 탐색을 위한 동작들 각각의 주체가 바뀔 수 있다.
도 8a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제1 동작 모드에서 기지국 및 단말의 빔 탐색 절차를 도시한다. 상기 기지국은 상기 도 1의 기지국 110 일 수 있다. 상기 단말은 상기 도 1의 단말 120일 수 있다.
도 8a를 참조하면, 810 단계에서, 상기 단말 120은 상기 제1 동작 모드를 가리키는 제어 메시지를 수신할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 제어 메시지가 지시(instruct)하는 바에 따라, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 120은 상기 제어 메시지를 수신시 특정 빔 탐색 절차를 수행하도록 미리 설정될 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제어 메시지는 상기 단말 120이 수행할 빔 탐색 절차의 개별적인 동작을 구체적으로 지시하고, 상기 단말 120은 이에 따라 빔 탐색 절차를 수행할 수도 있다.
821 단계에서, 상기 단말 120은 상기 제어 메시지를 수신함에 따라 상향링크 송신 빔을 결정하고, 결정한 빔을 고정(fix)할 수 있다.. 구체적으로, 상기 단말 120은, 하향링크에서 사용된 하향링크 수신 빔을 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔으로 결정하고, 고정할 수 있다. 상기 고정된 빔은 기준 신호의 전송에 사용될 수 있다
823 단계에서, 상기 단말 120은 상기 고정된 상향링크 송신 빔을 이용하여, 상기 기지국 110에게 기준 신호들을 전송할 수 있다. 상기 기지국 110은 다수의 수신 빔들 각각을 통하여, 상기 단말 120으로부터 상기 기준 신호들을 수신할 수 있다. 구체적으로, 상기 단말 120은 지속적으로 상기 기준 신호들을 전송하고, 상기 기지국 110은 수신 빔의 방향을 지속적으로 변경하면서 상기 다수의 수신 빔들을 통하여 상기 기준 신호들을 수신할 수 있다. 즉, 상기 기지국 110은 빔 스윕(sweep) 동작을 통하여 상기 기준 신호들을 수신할 수 있다. 상기 기지국 110은 다수의 수신 빔들 모두에 대하여 기준 신호를 수신한 경우, 빔 스윕 동작을 종료할 수 있다.
이 때, 상기 단말 120의 송신 빔은 상기 고정된 상향링크 송신 빔인바, 상기 기지국 110은, 수신 빔의 개수만을 고려하여, 수신되는 기준 신호들의 수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110의 다수의 수신 빔들의 개수가 NB개인 경우, 사용되는 송신 빔은 1개인바, 최적의 빔 선택을 위하여 상기 기지국 110은 적어도 NB개(NB x 1개)의 기준 신호들을 수신할 수 있다.
825 단계에서, 상기 기지국 110은 수신한 기준 신호들에 기반하여 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110은 수신한 기준 신호들 중 수신 강도(received strength)를 나타내는 RSSI, 수신 품질(received quality)을 나타내는 RSRQ, 수신 전력을 나타내는 RSRP 중 적어도 하나에 따라 상기 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있다. 상기 RSRP의 경우, BRSRP(beam reference signal received power)로 지칭될 수 있다.
도 8b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제2 동작 모드에서 기지국 및 단말의 빔 탐색 절차를 도시한다. 상기 기지국은 상기 도 1의 기지국 110 일 수 있다. 상기 단말은 상기 도 1의 단말 120일 수 있다.
도 8b를 참조하면, 830 단계에서, 상기 기지국 110은 상기 제2 동작 모드를 가리키는 제어 메시지를 송신할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 제어 메시지가 지시하는 바에 따라, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다.
841 단계에서, 상기 기지국 110은 기지국 110의 상향링크 수신 빔을 결정하고, 결정한 빔을 고정할 수 있다. 구체적으로, 상기 기지국 110은, 하향링크 송신 빔을 상기 상향링크 송신 빔으로 결정하고, 고정할 수 있다. 도 8b에서는 제어 메시지를 송신한 다음, 상향링크 수신 빔을 결정하는 것으로 도시하였으나, 동작의 선후관계는 바뀔 수 있다. 즉, 상기 기지국 110은 상향링크 수신 빔을 결정한 뒤에, 제어 메시지를 송신할 수도 있다.
843 단계에서, 상기 단말 120은 상기 기지국 110에게 다수의 기준 신호들을 전송할 수 있다. 구체적으로, 상기 단말 120은 지속적으로 기준 신호들을 전송할 뿐만 아니라, 송신 빔을 변경하면서 상기 기준 신호들을 전송한다. 즉, 상기 단말 120은 빔 스윕(sweep) 동작을 통하여 상기 다수의 기준 신호들을 전송할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 고정된 상향링크 송신 빔을 통하여, 상기 단말 120으로부터 상기 다수의 기준 신호들을 수신할 수 있다.
상기 기지국 110의 수신 빔은 상기 고정된 상향링크 수신 빔인바, 상기 기지국 110은, 송신 빔의 개수만을 고려하여, 수신되는 기준 신호들의 수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 120의 다수의 송신 빔들의 개수가 NUE개인 경우, 사용되는 수신 빔은 1개인바, 최적의 빔 선택을 위하여 상기 기지국 110은 적어도 NUE개(NUE x 1개)의 기준 신호들을 수신할 수 있다.
845 단계에서, 상기 기지국 110은 수신한 기준 신호들에 기반하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말 120에게 송신할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 수신한 기준 신호들에 대한 전력 정보, 품질 정보, 채널 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 피드백 정보를 생성할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은 상기 전력 정보, 품질 정보, 채널 정보 중 적어도 하나에 기반하여 수신한 기준 신호들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 기지국 110은 선택된 기준 신호에 대응하는 인덱스를 포함하도록 상기 피드백 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 인덱스는 9비트일 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은 기준 신호 각각에 대응하는 전력 정보(BRSRP)를 포함하도록 상기 피드백 정보를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 상기 BRSRP는 7비트일 수 있다.
상기 기지국 110은, 상기 단말 120에 스케줄링된, 상기 단말120의 다음 데이터 전송(예: PUSCH 전송) 시점 이전에, 상기 생성된 피드백 정보를 전송할 수 있다.
847 단계에서, 상기 단말 120은 상기 피드백 정보에 기반하여 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은 상기 피드백 정보가 가리키는 적어도 하나의 인덱스 중 하나에 해당하는 빔을 상기 상향링크 송신 빔으로 결정할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은 상기 피드백 정보에 포함된 BRSRP들 중, 가장 큰 값을 가지는 BRSRP에 대응하는 빔을 상기 상향링크 송신 빔으로 결정할 수 있다.
도 8c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제3 동작 모드에서 기지국 및 단말의 빔 탐색 절차를 도시한다. 상기 기지국은 상기 도 1의 기지국 110 일 수 있다. 상기 단말은 상기 도 1의 단말 120일 수 있다.
도 8c를 참조하면, 850 단계에서, 상기 단말 120은 상기 제3 동작 모드를 가리키는 제어 메시지를 수신할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 제어 메시지가 지시하는 바에 따라, 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다.
863 단계에서, 상기 단말 120은 상기 제3 동작 모드를 가리키는 제어 메시지를 수신함에 따라, 다수의 기준 신호들을 상기 기지국 110에게 전송할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 다수의 기준 신호들을 다수의 송신 빔을 통하여 전송할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 다수의 기준 신호들을 다수의 수신 빔을 통하여 전송할 수 있다. 구체적으로, 상기 단말 120은 다수의 송신 빔들 각각을 지속적으로 변경하면서, 상기 다수의 기준 신호들을 송신할 수 있다. 상기 기지국 110은 다수의 수신 빔들 각각을 지속적으로 변경하면서, 상기 다수의 기준 신호들을 수신할 수 있다.
이 때, 상기 제3 동작 모드는 상기 제1 동작 모드 및 상기 제2 동작 모드와 달리, 고정된 빔이 없는 바 상기 기지국 110 및 상기 기지국 110의 모든 빔들에 대한 스윕이 요구될 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110에서 지원하는 빔들의 총 개수가 NB개이고, 상기 단말 120에서 지원하는 빔들의 총 개수가 NUE개인 경우, 최적의 빔 선택을 위하여 상기 기지국 110은 적어도 NB개 x NUE개의 기준 신호들을 수신할 수 있다.
865 단계에서, 상기 기지국 110은 수신한 기준 신호들에 기반하여 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110은 NB x NUE개의 기준 신호들의 BRSRP의 크기 값에 따라 기준 신호들 중 하나를 결정하고, 이에 대응하는 수신 빔을 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다.
867 단계에서, 상기 기지국 110은 수신한 기준 신호들에 기반하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말 120에게 송신할 수 있다. 상기 피드백 정보는 상기 기준 신호들 각각에 대한 인덱스를 포함하거나, 수신된 전력에 대한 값들을 포함할 수 있다. 상기 인덱스는 상기 기준 신호들 각각에 대응하는 빔의 인덱스 일 수 있다. 상기 전력에 대한 값은 상기 기준 신호들 각각에 대응하는 RSRP(즉, BRSRP)일 수 있다.
869 단계에서, 상기 단말 120은 상기 피드백 정보에 기반하여 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 제2 동작 모드의 847 단계와 유사한 방식으로, 상기 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에 따른 상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 빔 상호성 판단을 수행함으로써, 빔 탐색을 위한 절차를 간소화 할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110이 빔 상호성의 이용 가부를 판단하지 않는 경우, 상기 기지국 110은 NUE X NB개의 기준 신호들의 수신이 요구된다. 즉, 가능한 모든 빔 조합에 대한 기준 신호들을 수신함으로써, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 데이터 전송을 위한 송신 빔 및 수신 빔 각각을 결정할 수 있다. 그러나, 상기 기지국 110에서 빔 상호성을 이용하는 경우, 최적의 기지국 110의 빔을 찾기 위한 빔 탐색 절차의 수행이 생략될 수 있다. 상기 제2 동작 모드의 경우, 최적의 기지국 110의 빔을 찾기 위하여, 상기 기지국 110은 NUE개의 기준 신호들의 수신이 요구될 수 있다. 다시 말하면, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 빔 상호성을 활용한 동작 모드를 통하여, 데이터를 전송하기 위한 빔을 결정하는데 소모되는 시간을 절약할 수 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른, 기지국 및 단말의 다른 빔 탐색 절차의 예를 도시한다. 도 9는 기지국이 수신 빔들을 스윕하고, 단말이 송신 빔들을 스윕하는, 즉, 기지국 및 단말이 모두 상향링크 빔을 탐색하는 경우를 예시한다. 상기 기지국은 상기 도 1의 기지국 110 일 수 있다. 상기 단말은 상기 도 1의 단말 120일 수 있다.
도 9를 참조하면, 910 단계에서, 상기 기지국 110은 상기 단말 120에게 제어 메시지를 송신할 수 있다. 상기 제어 메시지는 빔 상호성의 이용 여부에 대한 정보(예: 동작 모드) 외에, 사용 가능한 빔의 범위를 가리키는 지시 정보를 포함할 수 있다. 이하 설명에서는 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 모두 빔 상호성의 이용이 불가능한 경우(예: 제 3 동작 모드)를 기준으로 설명하나, 이에 한정되지 않는다.
920 단계에서, 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110의 상향링크 수신 빔 후보들을 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110에서 빔 상호성을 이용할 수 없다고 판단한 경우, 상향링크 수신 빔 후보들을 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은 상향링크 수신 빔 후보들로서, 하향링크 송신 빔의 인접 빔들을 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은 하향링크 송신 빔을 상향링크 수신 빔으로 결정하지 않더라도, 상기 하향링크 송신 빔의 인접 빔들 중 하나를 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다. 구체적으로, 총 32개의 빔 중 15번째 빔을 이용하여 하향링크 데이터 전송을 수행한 경우, 빔 상호성을 이용하지 않더라도, 상기 기지국 110은 상기 15번째 빔 주위의 빔을 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다. 상기 단말 120의 일정 범위 이상의 움직임(movement)이 감지되지 않는 경우, 빔 방향이 크게 변하지 않는 것이 예측될 수 있기 때문이다. 다른 예를 들어, 상기 기지국 110의 송신용 안테나와 수신용 안테나의 거리가 일정 범위 이내인 경우 역시 빔 방향이 크게 변하지 않는 것이 예측될 수 있는 바, 상기 기지국 110은 하향링크 송신 빔과 인접한 빔들 중 하나를 선택하여, 상기 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다. 상기 인접 빔들은 수신 빔 후보들로 지칭될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 수신 빔 후보들의 범위는 미리 정해진 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110은 고정적으로 인접한 2개의 빔들을 상기 인접한 빔들로 결정할 수 있다. 상기 기지국 110이 시계 방향으로 1번부터 12번으로 넘버링 되는 12개의 빔들을 가지고, 상기 12개의 빔들 중 7번 빔으로 상기 단말 120에게 하향링크 데이터 전송을 수행한 경우, 상기 기지국 110은 상기 5번 빔, 6번 빔, 8번 빔, 9번 빔을 상향링크 데이터 수신을 위한 후보 빔으로 결정할 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 상기 수신 후보 빔들의 범위는 적응적으로(adaptively) 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110의 송신용 안테나와 수신용 안테나의 거리에 따라 상기 수신 빔 후보들의 범위가 결정될 수 있다. 상기 기지국 110이 하향링크 데이터 전송에 사용한 송신용 안테나와, 상기 기지국 110이 상향링크 데이터 수신에 사용할 수신용 안테나와의 거리에 따라 상기 수신 빔 후보들의 범위가 결정될 수 있다. 상기 송신용 안테나와 상기 기지국 110의 제1 수신용 안테나 사이의 거리가 3이고, 상기 송신용 안테나와 상기 기지국 110의 제2 수신용 안테나 사이의 거리가 7인 경우, 상기 기지국 110은 상기 단말 120과 제1 수신용 안테나를 사용하는지, 제2 수신용 안테나를 사용하는지 여부에 따라 다른 개수의 수신 빔 후보들을 결정할 수 있다.
930 단계에서, 상기 단말 120은 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔 후보들을 결정할 수 있다. 상기 단말 120은, 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 없다고 판단한 경우, 상향링크 빔을 결정하기 위한 빔 탐색 절차를 수행할 수 있다. 일정 조건을 만족하는 경우, 상기 단말 120은 하향링크 수신 빔을 상향링크 송신 빔으로 결정하지 않더라도, 상기 하향링크 수신 빔의 인접 빔들 중 하나를 상향링크 송신 빔으로 결정할 수 있다. 상기 인접 빔들은 상기 상향링크 송신 빔 후보들로 지칭될 수 있다. 상기 단말 120은, 상기 920 단계에서 상기 기지국 110이 후보 수신 빔들을 결정하는 절차와 유사한 방식으로, 상기 단말 120의 후보 송신 빔들을 결정할 수 있다. 일 예로, 상기 단말 120은 상기 단말 120에 포함된 송신용 안테나와 수신용 안테나 간 거리 및 하향링크에 사용된 빔에 따라 상기 후보 송신 빔들을 결정할 수 있다.
943 단계에서, 상기 단말 120은 상기 기지국 110에게 다수의 기준 신호들을 송신할 수 있다. 구체적으로, 상기 단말 120은 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔 후보들 중에서 하나씩 송신 빔을 변경하면서, 상기 다수의 기준 신호들을 지속적으로 전송할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 상향링크 수신 빔 후보들 중에서 하나씩 수신 빔을 변경하면서, 상기 다수의 기준 신호들을 지속적으로 전송할 수 있다. 상기 상향링크 수신 빔 후보의 개수가 NB,candidate 개이고, 상기 상향링크 송신 빔 후보의 개수가 NUE,candidate개인 경우, 최적의 빔 선택을 위하여, 상기 기지국 110은 적어도 NB,candidate x NUE,candidate개의 기준 신호들을 수신할 수 있다. 즉, 상기 기지국 110은 상기 도 8c의 제3 동작 모드에 비하여 적은 횟수의 기준 신호들을 수신함으로써, 최적의 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있다.
950 단계에서, 상기 기지국 110은 상기 상향링크 수신 빔 후보들 중에서 수신한 기준 신호들에 기반하여 상향링크 수신 빔을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 상향링크 수신 빔 후보들 중 가장 큰 BRSRP에 대응하는 빔을 상기 상향링크 수신 빔으로 결정할 수 있다.
960 단계에서, 상기 기지국 110은 수신한 기준 신호들에 기반하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말 120에게 전송할 수 있다. 상기 피드백 정보는 상기 기준 신호들 각각에 대한 인덱스를 포함하거나, 수신된 전력에 대한 값들을 포함할 수 있다.
970 단계에서, 상기 단말 120은 상기 상향링크 송신 빔 후보들 중에서 상기 수신한 피드백 정보에 기반하여 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 도 8b의 847 단계와 유사한 방식으로, 상기 상향링크 송신 빔을 결정할 수 있다.
도 9는 기지국 및 단말이 모두 상향링크 빔을 결정하는 경우, 즉, 제3 동작 모드인 경우를 예시한다. 그러나, 본 개시의 다른 실시 예들에 따라, 빔 후보를 감소시키는 실시 예는 제1 동작 모드 또는 제2 동작 모드에도 적용될 수 있다. 다시 말하면, 상기 기지국 110에서 빔 상호성을 이용할 수 있고 상기 단말 120에서 빔 상호성을 이용할 수 없는 경우(예: 제2 동작 모드)에도, 상기 단말 120은 상기 제어 메시지에 따라 탐색할 상기 단말 120의 상향링크 송신 빔의 범위를 특정 범위로 설정할 수 있다. 상기 기지국 110에서 빔 상호성을 이용할 수 없는 경우(예: 제1 동작 모드), 상기 기지국 110이 상기 기지국 110의 상향링크 수신 빔의 범위를 일정 범위로 설정할 수 있음은 물론이다. 상술한 바와 같이, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 빔 상호성을 이용할 수 없더라도, 하향링크에서 사용된 빔과 인접한 빔들 중 하나를 상향링크에서 사용할 빔으로 결정할 수 있다. 전체 빔 조합 모두에 대하여 기준 신호 전송 및 피드백 절차를 수행하는 것이 아니라, 빔 조합에 대한 후보를 설정함으로써, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120은 빔을 탐색하는 데 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.
상기 도 5 내지 도 9에서는, 상기 기지국 110 및 상기 안테나 120의 안테나의 설계, 형상, 구성에 따라 빔 상호성의 이용 가부를 판단함으로써, 불필요한 기준 신호들의 전송을 줄이고, 기준 신호 및 데이터 전송을 위한 최적의 빔을 선택하기 위한 시간을 단축시킬 수 있는 점이 서술되었다.
이하, 도 10 내지 도 12에서는, 채널 상호성을 이용한 채널 추정이 설명된다. 도 10 내지 도 12에서는, 채널 상호성 이용시, 상향링크 채널 추정의 결과를 하향링크 데이터 전송시에 이용하는 경우를 예로 들어 설명하나, 하향링크 채널 추정의 결과를 상향링크 데이터 전송시 이용하는 경우에도 적용될 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국에서 채널 추정(channel estimation)의 흐름도를 도시한다. 상기 기지국은 상기 도 1의 기지국 110일 수 있다.
도 10을 참조하면, 1010 단계에서, 상기 기지국 110은 상향링크 채널 추정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 기지국 110은 상향링크 채널 추정을 위하여 상향링크 SRS 신호의 요청을 단말 120에게 전송할 수 있다. 이에 대응하여, 상기 단말 120은 상기 기지국 110에게 상기 상향링크 SRS 신호를 송신할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 상향링크 SRS 신호의 수신에 대응하여, 상기 단말 120에서 상기 기지국 110으로의 채널을 추정할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 채널의 추정 결과에 기반하여 채널에 관한 파라미터를 결정할 수 있다. 상기 채널에 관한 파라미터는 신호 전송 시 발생하는 감쇄, 위상 변위, 또는 시간 지연(timing delay)를 포함할 수 있다. 상기 채널에 관한 파라미터는 프리코딩 벡터(또는 행렬)를 포함할 수 도 있다. 상기 기지국 110은 상기 상향링크 채널의 추정 결과를 저장할 수 있다.
1020 단계에서 상기 기지국 110은, 상기 단말 120과의 채널 상호성이 만족되는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110에 대한 채널 상호성을 이용할 수 있고, 상기 단말 120에 대한 채널 상호성의 이용이 가능한 경우, 채널 상호성을 만족한다고 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 기지국 110은, 상향링크/하향링크 전환에 따라 주파수 변동이 거의 없는 통신 시스템(예: TDD)이고, 상향링크 채널 추정시 사용된 상기 기지국 110의 안테나가 송수신 공용 안테나인 경우, 상기 기지국 110에 대한 채널 상호성을 이용할 수 있다고 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 단말 120으로부터 채널 능력 정보를 수신할 수 있고, 상기 채널 능력 정보로부터 상기 단말 120에 대한 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.
1030 단계에서, 상기 기지국 110은 하향링크 채널 추정의 결과를 결정하기 위하여, 교정(calibration)을 수행할 수 있다. 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110의 상향링크 채널 추정시 사용된 수신용 안테나가 하향링크 전송에 사용할 송신용 안테나와 다른 경우, 상기 기지국 110의 안테나 분리에 대한 보상값을 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 송신용 안테나의 물리적인 구성과 상기 수신용 안테나의 물리적인 구성의 차이에 따른 보상값을 결정할 수 있다. 상기 물리적인 구성의 차이는 송신단 및 수신단 선로의 경로 차이, 상기 선로 각각에서 발생하는 지연 시간의 차이 및 오차, 또는 상기 선로 각각에 의한 임펄스 응답의 차이일 수 있다.
상기 기지국 110은, 교정 신호(calibration signal)을 송신하고 상기 교정 신호를 수신함으로써, 교정을 수행할 수도 있다. 상기 기지국 110은, 상기 교정 신호에 대한 채널 응답을 통하여, 상향링크 채널과 하향링크 채널 사이의 차이(gap)을 보상할 수 있다. 상기 교정 신호는 훈련 신호(training signal), 훈련 시퀀스(training sequence)로 지칭될 수 있다.
상기 기지국 110은, 상기 단말 120으로부터 단말 120에 대한 보상값을 수신할 수 있다. 상기 단말 120에 대한 보상값은 상기 단말 120의 안테나 분리에 대한 보상값일 수 있다. 상기 단말 120의 안테나 분리에 대한 보상값은, 상기 기지국 110의 안테나 분리에 대한 보상값과 유사한 방식으로 결정될 수 있다. 상기 단말 120은 교정 신호를 송신 및 수신하여 상기 단말 120에 대한 보상값을 결정할 수 있다.
1040 단계에서, 상기 기지국 110은 교정 결과를 이용하여 하향링크 채널 추정의 결과를 결정할 수 있다. 즉, 상기 기지국 110은 상향링크 채널 추정 결과에 상기 1030 단계에서의 보상값을 반영하여 상기 하향링크 채널 추정의 결과를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상값은 상기 기지국 110의 안테나 분리에 대한 보상값 및 상기 단말 120의 안테나 분리에 대한 보상값 중 적어도 하나일 수 있다.
1050 단계에서, 상기 기지국 110이 채널 상호성이 만족한다고 결정하는 경우, 상기 기지국 110은 상향링크 채널의 추정 결과를 이용하여 하향링크 채널의 추정 결과를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110은 하기의 수학식과 같이, 상기 상향링크 채널 응답을 전치 변환(transpose)하여 하향링크 채널 응답을 획득할 수 있다.
Figure pat00001
HDL은 하향링크 채널 응답을 나타내고, HUL은 상향링크 채널 응답을 나타낸다.
상기 상향링크 채널 응답 및 상기 하향링크 채널 응답은 행렬의 형태로 획득될 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 획득한 하향링크 채널 응답을 이용하여 하향링크 데이터 전송시 사용할 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다.
다른 예를 들어, 상기 기지국 110은 상향링크 채널 추정시 사용된 프리코딩 행렬을 이용하여, 하향링크 데이터 전송시 사용할 프리코딩 행렬을 결정할 수 있다. 채널 상호성이 만족되는 바, 상기 기지국 110은 별도의 하향링크 기준 신호의 전송 없이 프리코딩 기법을 결정할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말에서 채널 추정의 흐름도를 도시한다. 상기 단말은 상기 도 1의 단말 120일 수 있다.
도 11을 참조하면, 1110 단계에서, 상기 단말 120은, 상기 단말 120에 대한 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 단말 120은 상향링크 채널 추정 시 사용한 안테나가 송수신 공용 안테나인지, 아니면 송신용 안테나인지 여부에 따라 상기 단말 120에 대한 채널 상호성의 이용 가부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 120이 상향링크 채널 추정 시 사용한 안테나가 송신용 안테나이고, 수신용 안테나는 별도로 구비된 경우, 상기 단말 120은, 상기 단말 120에 대한 채널 상호성을 이용할 수 있다고 결정할 수 있다.
1120 단계에서, 상기 단말 120은 채널 상호성 에러에 대한 보상값을 결정할 수 있다. 상기 채널 상호성 에러란, 상향링크 채널 추정시 채널 응답과 하향링크 채널 추정시 채널 응답에서 발생하는 차이를 지칭할 수 있다. 상기 채널 상호성 에러는, 수신용 안테나가 분리되어 설계됨에 따라 발생할 수 있다. 상기 보상값은 상기 단말 120의 안테나 분리에 대한 보상값일 수 있다. 상기 단말 120은, 교정 신호를 송신용 안테나를 통하여 전송하고 수신용 안테나를 통하여 수신함으로써, 상기 단말 120 내에서의 상호성 에러에 대한 보상값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 120은 상기 교정 신호를 송신하는 송신단 내 임펄스 응답과 상기 교정 신호를 수신하는 수신단 내 임펄스 응답을 산출할 수 있다. 상기 송신단은 상기 단말 120의 송신용 안테나의 아날로그 제어를 수행하고, 상기 수신단은 상기 단말 120의 수신용 안테나의 아날로그 제어를 수행한다. 상기 단말 120은, 상향링크 채널 추정시 채널 응답에 상기 임펄스 응답을 반영하여, 하향 링크 채널 추정시 결과인 채널 응답을 획득할 수 있다.
1130 단계에서, 상기 단말 120은 상기 기지국 110에게 상기 1120 단계에서 결정한 보상값을 송신할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 단말 120은 단말 능력 정보를 통하여 상기 보상값을 송신할 수 있다. 상기 보상값은, 상기 단말 120의 안테나 분리에 대한 보상값일 수 있다. 상기 단말 120의 송신용 안테나 및 수신용 안테나의 분리 여부, 상기 단말 120의 송신단, 수신단 내 각각의 선로 임펄스 응답은 상기 단말 120의 제조 단계에서 설정될 수 있다. 따라서, 상기 단말 120은 상기 단말 120의 안테나 분리에 대한 보상값을 미리 저장할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 기지국 110에 초기 접속시, 상기 안테나 분리에 대한 보상값을 상기 기지국 110에게 전송할 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 상기 단말 120은 MAC(medium access control) CE(control element)를 통하여 상기 보상값을 전송할 수 있다. 상기 MAC CE는 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 사이에서 MAC 계층(layer) 제어 시그널링(control signaling)에 사용된다. 상기 단말 120은 상기 보상값에 대한 논리 채널 식별자(LCID: logical channel identifier)를 설정하여, 상기 MAC CE를 구성할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 기지국 110에게 UL-SCH(uplink-shared channel)를 통하여 상기 MAC CE를 전송할 수 있다.
또 다른 일부 실시 예들에서, 상기 단말 120은 별도의 절차를 통하여 상기 보상값을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 상기 기지국 110은 상기 단말 120에게 PDCCH(physical downlink control channel)를 통하여, 상기 보상값을 전송을 지시하는, DCI를 전송할 수 있다. 상기 단말 120은 상기 DCI를 디코딩한 후, 상기 보상값을 PUCCH(physical uplink control channel) 또는 PUSCH(physical uplink shared channel)로 전송할 수 있다. 즉, 상기 단말 120은 일반적인 데이터의 전송 동작과 유사한 방식으로, 상기 보상값을 전송할 수 있다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 보상(compensation)의 예를 도시한다.
도 12를 참조하면, 상기 단말 120은 상향링크 신호를 상기 기지국 110에게 전송할 수 있다. 상기 상향링크 신호는 상기 단말 120의 송신 경로 1226을 통하여 전송되고, 상향링크 무선 채널을 통하여 전송된 뒤, 상기 기지국 110의 수신 경로 1216을 통하여 전송된다. 즉, 상기 상향링크 신호가 상기 단말 120으로부터 상기 기지국 110에게 전송되는 동안, 3개의 채널을 통과할 수 있다. 마찬가지로, 상기 기지국 110이 상기 단말 120에게 하향링크 신호를 전송하는 경우, 상기 하향링크 신호는 상기 기지국 110의 송신 경로 1213, 하향링크 무선 채널, 상기 단말 120의 수신 경로 1223의 3개의 채널을 통과하게 될 수 있다.
전체 상향링크 채널의 경우, 상향링크 신호가 통과하는 채널은 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00002
HUL 은 상향링크 신호가 통과하는 전체 상향링크 채널에 대한 채널 응답이다. HUE,Tx는 상기 단말 110의 송신 경로 1226에서의 임펄스 응답이다. HUL,air는 상기 단말 110으로부터 상기 기지국 120로의 대기 중의(on air) 무선 채널에 대한 채널 응답이다. HB,Rx는 상기 기지국 120의 수신 경로 1216에서의 임펄스 응답이다.
전체 하향링크 채널의 경우, 하향링크 신호가 통과하는 채널은 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00003
HDL 은 하향링크 신호가 통과하는 전체 하향링크 채널에 대한 채널 응답이다. HB,Tx는 상기 기지국 110의 송신 경로 1213에서의 임펄스 응답이다. HDL,air는 상기 기지국 120으로부터 상기 단말 110으로의 대기 중의 무선 채널에 대한 채널 응답이다. HUE,Rx는 상기 단말 110의 수신 경로 1223에서의 임펄스 응답이다.
TDD 통신 시스템과 같이, 상향링크 채널과 하향링크 채널 내 주파수의 변화가 없는 경우에는, 대기 중의 무선 채널은 채널 상호성을 만족할 수 있다. 즉, 상기 HDL,air과 HUL,air는 전치 관계가 성립될 수 있다. 그러나, 상기 기지국 110에서 상기 송신 경로 1213 및 상기 수신 경로 1216이 분리되어 구현됨에 따라, 상기 송신 경로 1213에서의 임펄스 응답 및 상기 수신 경로 1216에서의 임펄스 응답은 전치 관계가 성립하지 않을 수 있다. 따라서 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110에 대한 채널 상호성을 이용할 수 없다고 결정할 수 있다. 마찬가지로, 상기 단말 120의 송신 경로 1226 및 수신 경로 1223이 분리됨에 따라, 상기 단말 120은, 상기 단말 120에 대한 채널 상호성을 이용할 수 없다고 결정할 수 있다.
상기 기지국 110은 상기 기지국 110에 대한 채널 상호성을 이용할 수 없는 바, 해당 채널의 상호성 에러를 보상할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 채널의 상호성 에러를 보상하기 위하여, 교정 신호 1219를 송신할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 교정 신호 1219를 송신하고 수신함으로써, 대기 중의 무선 채널에 대한 채널 응답을 포함하지 않고, 상기 송신 경로 1213의 임펄스 응답(HB,Tx) 및 상기 수신 경로 1216의 임펄스 응답(HB,Rx)을 획득할 수 있다. 구체적으로, 상기 기지국 110은 상기 송신 경로 1213을 통하여 상기 교정 신호 1219를 송신하고, 상기 수신 경로 1216을 통하여 상기 교정 신호 1219를 수신할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 단말 120과의 무선 채널을 통과하지 않고, 상기 교정 신호 1219를 송신 및 수신할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 교정 신호 1219의 전송을 통하여, 상기 송신 경로 1213 및 상기 수신 경로 1216의 제1 보상 응답(HB,Rx x HB,Tx)을 획득할 수 있다. 마찬가지로, 상기 단말 120은 교정 신호 1229의 전송을 통하여, 상기 송신 경로 1226 및 상기 수신 경로 1213의 제2 보상 응답(HUE,Rx x HUE,Tx)을 획득할 수 있다
상기 기지국 110은, 상향링크 채널 추정 결과(예: HUL)를 이용하여, 하향링크 채널 추정 결과(예: HDL)를 결정하고자 하는 경우, 상기 상향링크 채널 추정 결과를 전치 변환한 뒤, 상기 기지국 110의 보상값(예: HB,Rx x HB,Tx)과 상기 단말 120의 보상값(예: HUE,Rx x HUE,Tx)을 반영하여 상기 하향링크 채널 추정 결과를 결정할 수 있다.
도 12에서는, 상기 기지국 110 및 상기 단말 120 모두에 대하여 채널 상호성 에러를 보상하는 것으로 서술하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 기지국 110만 송신용 안테나와 수신용 안테나가 분리되고, 상기 단말 120은 송수신 공용 안테나를 통하여 상기 기지국 110과 데이터 송수신을 수행하는 경우, 상기 기지국 110은, 상기 기지국 110의 상호성 에러에 대한 보상값만을 결정하여 하향링크 채널 추정 결과를 결정할 수도 있다.
상기 기지국 110은 상기 단말 120과의 상향링크 채널 추정에 사용된 안테나들이 송수신 공용 안테나인지 여부에 따라, 채널 추정을 위한 절차를 생략할 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나들 모두가 송수신 공용 안테나임에 따라 상기 기지국 110 및 상기 단말 120에 대한 채널 상호성을 이용할 수 있다고 결정한 경우, 상기 기지국 110은 하향링크 채널 추정을 위한 기준 신호의 전송 절차를 생략할 수 있다. 상기 기지국 110은 상향링크 채널 추정 결과를 이용하여 기준 신호의 전송 및 피드백 절차 없이 상기 하향링크 채널 추정 결과를 결정할 수 있다. 상기 기지국 110은 상기 기준 신호의 전송 절차를 생략함으로써, 자원 블록(resource block)에서, 채널 추정을 위한 자원과 데이터 전송에 대한 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 단말 120의 안테나가 송수신 공용 안테나가 아닌 경우, 상기 기지국 110은, 상기 단말 120으로부터 획득한 안테나 분리에 대한 보상값과 상향링크 채널 추정결과를 이용하여 하향링크 채널 추정 결과를 결정할 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로, 상기 기지국 110은 기준 신호의 전송 및 피드백 절차를 생략함으로써, 자원의 효율적인 활용을 도모할 수 있다. 즉, 상기 기지국 110 및 상기 안테나 120은 사용되는 안테나의 설계, 형상에 따라 채널 상호성의 이용 가부를 판단함으로써, 불필요한 기준 신호의 전송을 줄이고 데이터 전송을 위한 시간을 단축시킬 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (26)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국(base station)의 동작 방법에 있어서,
    단말(terminal)로부터 수신한 능력 정보(capability information) 및 상기 단말과의 통신에 이용되는 상기 기지국의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부에 기반하여, 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔(beam) 및 상기 단말의 빔을 상향링크(uplink)에서 이용할지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 기지국의 빔 또는 상기 단말의 빔을 상향링크에서 이용하지 아니한다고 결정한 경우, 상기 상향링크의 빔 탐색(beam search)을 수행하는 과정을 포함하고,
    상기 능력 정보는 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부를 가리키는 정보를 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 능력 정보는 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 빔이 상기 상향링크에 이용 가능한지 여부를 가리키는 정보를 더 포함하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 상향링크 빔 탐색을 수행하는 과정은,
    상기 상향링크 빔 탐색을 위한 동작 모드를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 동작 모드를 알리는 제어 메시지를 상기 단말에게 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 상향링크 빔 탐색을 수행하는 과정은,
    상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔이 상기 상향링크에 적용 가능하지 않고 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 빔이 상기 상향링크에 적용 가능한 경우, 상기 동작 모드를 제1 동작 모드로 결정하는 과정과,
    서로 다른 수신 빔들을 이용하여 상기 단말로부터 상향링크 기준 신호들을 수신하는 과정과,
    상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여, 상기 서로 다른 수신 빔들 중 하나를 상향링크 수신 빔으로 결정하는 과정을 포함하고,
    상기 상향링크 기준 신호들은 상기 하향링크에서 이용된 상기 단말의 빔으로 송신 빔포밍되어 전송되는 방법.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 상향링크 빔 탐색을 수행하는 과정은,
    상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔이 상기 상향링크에 적용 가능하고, 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 빔이 상기 상향링크에 적용 가능하지 않은 경우, 상기 동작 모드를 제2 동작 모드로 결정하는 과정과,
    상기 하향링크에서 이용된 상기 기지국의 빔으로 상향링크 수신 빔을 결정하는 과정과,
    상기 상향링크 수신 빔을 이용하여 상기 단말로부터 상향링크 기준 신호들을 수신하는 과정과,
    상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말에게 송신하는 과정을 포함하고,
    상기 상향링크 기준 신호들은 서로 다른 송신 빔들로 각각 송신 빔포밍되어 전송되고,
    상기 피드백 정보는 상기 단말의 상향링크 송신 빔을 결정하기 위해 이용되는 방법.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 상향링크 빔 탐색을 수행하는 과정은,
    상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔 및 상기 단말의 빔 모두가 상기 상향링크에 적용 가능하지 않은 경우, 상기 동작 모드를 제3 동작 모드로 결정하는 과정과,
    서로 다른 수신 빔들을 이용하여 상기 단말로부터 상향링크 기준 신호들을 수신하는 과정과,
    상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여, 상기 서로 다른 수신 빔들 중 하나를 상향링크 수신 빔으로 결정하는 과정과,
    상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말에게 송신하는 과정을 포함하고,
    상기 상향링크 기준 신호들은 서로 다른 송신 빔들로 각각 송신 빔포밍되어 전송되고,
    상기 피드백 정보는 상기 단말의 상향링크 송신 빔을 결정하기 위해 이용되는 방법.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 상향링크 빔 탐색을 수행하는 과정은,
    상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔으로부터 설정된 범위에 기반하여, 상향링크 빔 후보들을 결정하는 과정과,
    상기 상향링크 빔 후보들 각각을 이용하여 상기 단말로부터 상향링크 기준 신호들을 수신하는 과정과,
    상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여, 상기 상향링크 빔 후보들 중 하나를 상향링크 수신 빔으로 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 능력 정보에 기반하여, 상기 하향링크에 대한 채널 추정시 채널 상호성(channel reciprocity)을 이용할 수 있는지 여부를 결정하는 과정을 더 포함하고,
    상기 능력 정보는 상기 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 가리키는 정보를 더 포함하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 채널 상호성을 이용할 수 없는 경우,
    상기 하향링크에 이용되는 상기 기지국의 안테나와 상기 상향링크에 이용되는 상기 기지국의 안테나의 분리에 대한 제1 보상값 및 상기 하향링크에 이용되는 상기 단말의 안테나와 상기 상향링크에 이용되는 상기 단말의 안테나의 분리에 대한 제2 보상값 중 적어도 하나에 기반하여 상기 하향링크에 대한 채널 추정의 결과를 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 하향링크에 이용된 기지국의 빔 및 상기 단말의 빔을 상향링크에서 이용한다고 결정한 경우, 상기 하향링크에 이용된 기지국의 빔을 이용하여, 상기 단말로부터 데이터를 수신하는 과정을 더 포함하고,
    상기 데이터는 상기 단말의 빔으로 빔포밍되어 전송되는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 단말(terminal)의 동작 방법에 있어서,
    기지국(base station)에게 상기 단말의 능력 정보(capability information)를 송신하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 상향링크(uplink)의 빔 탐색(beam search)을 위한 동작 모드(operation mode)를 가리키는 제어 메시지(control message)를 수신하는 과정과,
    상기 동작 모드에 따라 상기 상향링크의 빔 탐색을 수행하는 과정을 포함하고,
    상기 동작 모드는, 상기 하향링크(downlink)에 이용된 상기 기지국의 빔이 상기 상향링크에 이용 가능한지 여부 및 상기 단말의 상기 능력 정보에 따라 결정되는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 단말 능력 정보는 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부를 가리키는 정보 또는 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 빔이 상기 상향링크에 이용 가능한지 여부를 가리키는 정보를 포함하는 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 하향링크에 이용되는 상기 단말의 안테나와 상기 상향링크에 이용되는 상기 단말의 안테나의 분리에 대한 보상값을 상기 기지국에게 전송하는 과정을 더 포함하고,
    상기 보상값은 채널 추정에 이용되고,
    상기 단말 능력 정보는 상기 단말에 채널 상호성의 적용이 가능한 지 여부를 가리키는 정보를 더 포함하는 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 기지국(base station)의 장치(apparatus)에 있어서,
    통신부와,
    상기 통신부와 동작적으로 결합된(operatively coupled) 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    단말(terminal)로부터 수신한 능력 정보(capability information) 및 상기 단말과의 하향링크(downlink)에 이용된 상기 기지국의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부에 기반하여, 상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔(beam) 및 상기 단말의 빔을 상향링크(uplink)에서 이용할 지 여부를 결정하고,
    상기 기지국의 빔 또는 상기 단말의 빔을 상향링크에서 이용하지 아니한다고 결정한 경우, 상기 상향링크의 빔 탐색(beam search)을 수행하도록 구성되고,
    상기 능력 정보는 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부를 가리키는 정보를 포함하는 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 능력 정보는 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 빔이 상기 상향링크에 이용 가능한지 여부를 가리키는 정보를 더 포함하는 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 상향링크 빔 탐색을 위한 동작 모드를 결정하고,
    상기 통신부는, 상기 결정된 동작 모드를 알리는 제어 메시지(control message)를 상기 단말에게 전송하도록 구성되는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔이 상기 상향링크에 적용 가능하지 않고, 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 빔이 상기 상향링크에 적용 가능한 경우 상기 동작 모드를 제1 동작 모드로 결정하고,
    상기 통신부에 의해, 서로 다른 수신 빔들을 이용하여 상기 단말로부터 상향링크 기준 신호들을 수신하고,
    상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여, 상기 서로 다른 수신 빔들 중 하나를 상향링크 수신 빔으로 결정하고,
    상기 상향링크 기준 신호들은 상기 하향링크에서 이용된 상기 단말의 빔으로 송신 빔포밍되어 전송되는 장치.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔이 상기 상향링크에 적용 가능하고, 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 빔이 상기 상향링크에 적용 가능하지 않은 경우, 상기 동작 모드를 제2 동작 모드로 결정하고,
    상기 하향링크에서 이용된 상기 기지국의 빔으로 상향링크 수신 빔을 결정하고,
    상기 통신부에 의해, 상기 상향링크 수신 빔을 이용하여 상기 단말로부터 상향링크 기준 신호들을 수신하고,
    상기 통신부에 의해, 상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말에게 송신하도록 구성되고,
    상기 상향링크 기준 신호들은 서로 다른 송신 빔들로 각각 송신 빔포밍되어 전송되고,
    상기 피드백 정보는 상기 단말의 상향링크 송신 빔을 결정하기 위해 이용되는 장치.
  19. 청구항 16에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔 및 상기 단말의 빔 모두가 상기 상향링크에 적용 가능하지 않은 경우, 상기 동작 모드를 제3 동작 모드로 결정하고,
    상기 통신부에 의해, 서로 다른 수신 빔들을 이용하여 상기 단말로부터 상향링크 기준 신호들을 수신하고,
    상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여, 상기 서로 다른 수신 빔들 중 하나를 상향링크 수신 빔으로 결정하고,
    상기 통신부에 의해, 상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여 생성된 피드백 정보를 상기 단말에게 송신하도록 구성되고,
    상기 상향링크 기준 신호들은 서로 다른 송신 빔들로 각각 송신 빔포밍되어 전송되고,
    상기 피드백 정보는 상기 단말의 상향링크 송신 빔을 결정하기 위해 이용되는 장치.
  20. 청구항 16에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 하향링크에 이용된 상기 기지국의 빔으로부터 설정된 범위에 기반하여, 상향링크 빔 후보들을 결정하고,
    상기 통신부에 의해, 상기 상향링크 빔 후보들 각각을 이용하여 상기 단말로부터 상향링크 기준 신호들을 수신하고,
    상기 상향링크 기준 신호들에 기반하여, 상기 상향링크 빔 후보들 중 하나를 상향링크 수신 빔으로 결정하도록 구성되는 장치.
  21. 청구항 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 능력 정보에 기반하여, 상기 하향링크에 대한 채널 추정시 채널 상호성(channel reciprocity)를 이용할 수 있는지 여부를 결정하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 능력 정보는 상기 채널 상호성을 이용할 수 있는지 여부를 가리키는 정보를 더 포함하는 장치.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 채널 상호성을 이용할 수 없는 경우, 상기 하향링크에 이용되는 상기 기지국의 안테나와 상기 상향링크에 이용되는 상기 기지국의 안테나의 분리에 대한 제1 보상값 및 상기 하향링크에 이용되는 상기 단말의 안테나와 상기 상향링크에 이용되는 상기 단말의 안테나의 분리에 대한 제2 보상값 중 적어도 하나에 기반하여 상기 하향링크에 대한 채널 추정의 결과를 결정하도록 추가적으로 구성되는 장치.
  23. 청구항 14에 있어서, 상기 통신부는,
    상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 하향링크에 이용된 기지국의 빔 및 상기 단말의 빔을 상향링크에서 이용한다고 결정한 경우, 상기 하향링크에 이용된 기지국의 빔을 이용하여, 상기 단말로부터 데이터를 수신하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 데이터는 상기 하향링크에 이용된 단말의 빔으로 빔포밍되어 전송되는 장치.
  24. 단말(terminal)의 장치에 있어서,
    통신부와,
    상기 통신부와 동작적으로 결합된(operatively coupled) 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함하고,
    상기 통신부는,
    기지국(base station)에게 상기 단말의 능력 정보(capability information)를 송신하고,
    상기 기지국으로부터 상향링크(uplink)의 빔 탐색(beam search)을 위한 동작 모드(operation mode)를 가리키는 제어 메시지(control message)를 수신하고,
    상기 동작 모드에 따라 상기 상향링크의 빔 탐색을 수행하는 과정을 포함하고,
    상기 동작 모드는, 상기 하향링크(downlink)에 이용된 상기 기지국의 빔이 상기 상향링크에 이용 가능한지 여부 및 상기 단말의 상기 능력 정보에 따라 결정되는 장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 단말 능력 정보는 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 안테나가 송수신 공용 안테나인지 여부를 가리키는 정보 또는 상기 하향링크에 이용된 상기 단말의 빔이 상기 상향링크에 이용 가능한지 여부를 가리키는 정보를 포함하는 장치.
  26. 청구항 24에 있어서, 상기 통신부는,
    상기 하향링크에 이용되는 상기 단말의 안테나와 상기 상향링크에 이용되는 상기 단말의 안테나의 분리에 대한 보상값을 상기 기지국에게 전송하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 보상값은 채널 추정에 이용되고,
    상기 단말 능력 정보는 상기 단말에 채널 상호성의 적용이 가능한 지 여부를 가리키는 정보를 더 포함하는 장치.
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