KR20180099130A - 무선 통신 시스템에서 네트워크 환경 관리 방법 및 장치 - Google Patents

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박성범
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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.
본 발명의 다양한 실시 예는 무선 통신 시스템에서 전자 장치의 네트워크 환경 관리 방법에 있어서, 복수의 송신단과 복수의 수신단 사이의 빔포밍 정보를 획득하는 단계, 상기 획득한 빔포밍 정보에 기반하여, 상기 복수의 송신단과 상기 복수의 수신단에 대한 빔포밍 신호 품질 맵을 구성하는 단계, 상기 빔포밍 신호 품질 맵에 기반하여 송수신단 간 연결 문제의 발생 여부를 감지하는 단계 및 상기 연결 문제 발생 감지 시 적어도 하나의 송신단에 대한 안테나 설정 정보의 변경을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 다만, 상기 실시 예에 한정되지 않으며 다른 실시 예가 가능하다.

Description

무선 통신 시스템에서 네트워크 환경 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING NETWORK ENVIRONMENT IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔포밍 정보를 이용한 네트워크 환경 관리 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, 28~60기가(28~60GHz) 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), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 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.
현재까지의 이동 통신 시스템의 경우, 해당 망을 구성하고 운용하는 중에 주변 환경의 변화 즉, 지형 지물의 변화가 발생한 경우에는 송신단과 수신단 사이의 환경이 바뀌기 때문에, 환경 변화에 따른 연결 불량을 개선하기 위한 다양한 노력이 필요하다. 5G 시스템에서는 초고주파 대역을 사용함으로써 전파 전달 거리가 상대적으로 짧아지기 때문에 일정 영역 내 보다 많은 송신단이 분포 하게 될 것이다. 따라서, 환경 변화에 따른 송신단과 수신단 사이의 연결 문제를 보다 효과적으로 해소할 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명의 목적은 송신단과 수신단 사이의 수신 신호의 변화 정도를 이용하여 빔포밍 신호 품질 맵을 만들고, 이를 이용하여 망 품질 개선 투입 노력을 최소화 시키는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전자 장치의 네트워크 환경 관리 방법은, 복수의 송신단과 복수의 수신단 사이의 빔포밍 정보를 획득하는 단계; 상기 획득한 빔포밍 정보에 기반하여, 상기 복수의 송신단과 상기 복수의 수신단에 대한 빔포밍 신호 품질 맵을 구성하는 단계; 상기 빔포밍 신호 품질 맵에 기반하여 송수신단 간 연결 문제의 발생 여부를 감지하는 단계; 및 상기 연결 문제 발생 감지 시 적어도 하나의 송신단에 대한 안테나 설정 정보의 변경을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전자장치는, 신호를 송수신하는 송수신부; 복수의 송신단과 복수의 수신단 사이의 빔포밍 정보를 획득하고, 상기 획득한 빔포밍 정보에 기반하여, 상기 복수의 송신단과 상기 복수의 수신단에 대한 빔포밍 신호 품질 맵을 구성하며, 상기 빔포밍 신호 품질 맵에 기반하여 송수신단 간 연결 문제의 발생 여부를 감지하고, 상기 연결 문제 발생 감지 시 적어도 하나의 송신단에 대한 안테나 설정 정보의 변경을 제어하는 제어부; 및 상기 빔포밍 신호 품질 맵을 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 송신단과 수신단 간의 망 환경 변화를 주기적으로 추적하여 자동으로 최적화를 수행함으로써 최선의 망 상태를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 송신단-수신단 빔포밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a은 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 신호 품질 맵을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 신호 품질 맵에서 송신단-수신단 연결 문제의 발생을 확인하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍을 이용한 송신단-수신단 연결 문제 개선을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 신호 품질 맵을 이용한 네트워크 환경 관리 방법의 한 예시를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 신호 품질 맵을 업데이트하는 방법의 한 예시를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 송신단-수신단 연결 문제 발생을 해결하기 위한 방법의 한 예시를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 송신단의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 환경을 관리하는 서버의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 사용되었다.
본 발명 가운데 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.
본 발명 가운데 "제 1, " "제2, " "첫째, " 또는 "둘째," 등의 표현들이 본 발명의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
무선 통신 시스템에서 송신단과 수신단 사이의 망 품질을 개선하기 위해서는, 실제 망이 운용되는 상황하에서 차량 등의 이동체에 데이터 수집 장치를 가지고 목표로 하는 영역을 이동하면서 해당 영역에 대한 전파 신호를 수집하고, 이를 별도의 분석 장치로 분석을 하여 다시 해당 망에 적용하는 방식으로 진행되고 있다. 상기 기술에 따르면, 연결 문제가 발생한 해당 영역뿐만 아니라 전 영역에 걸쳐 비용과 인력을 투입하여 주기적인 작업을 진행하여야 한다. 그리고, 수집되는 데이터는 차량이나 인력이 이동할 수 있는 도로에 주로 한정되고, 측정 시점에 한정된 전파 특성을 가지게 되는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 수신단의 실제 위치를 고려하지 못하고, 송신단 관점에서 도로 위주의 특정 환경의 신호만 분석이 되므로 해당 환경에 대한 최적 운용을 위한 대표 값 확보가 어렵다. 특히, 5G 시스템의 경우는 초고주파 사용에 따라 전파 도달 거리가 짧아지고 전파 시신호가 넓게 퍼지지 않고 집중되는 특성이 있으므로, 상기 기술에 따르면 실제 수신 위치에서의 전파 특성을 수집하지 못하여 수신단이 느끼는 실제 체감 정도와 차이가 발생할 수 있다.
한편, 송신단(예컨대, 기지국)과 수신단(예컨대, 단말) 사이의 망 품질을 개선하기 위해서 BRS(Beam Reference Signal) 및 BRRS(Beam Refinement Reference Signal) 신호를 이용한 빔 스위칭(Beam switching) 기술이 사용되고 있으나, 이는 주어진 빔들 안에서 스위칭하는 기술일 뿐이어서, 연결 문제가 발생한 전 영역에 대한 문제 해소에 대한 어려움이 잔존한다.
그리고, SON(self-organizing networks)이라는 방식의 적용을 시도하고 있는데, 기본적으로 송신단의 출력 변경 등으로 부하 분산을 통한 안정화를 꾀할 정도에만 이르고 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 송신단과 수신단 사이의 예컨대 주기적인 신호의 품질 변화를 모니터링하고 이를 이용하여 신호 품질 맵(map)을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 이러한 신호 품질 맵에서 기준 값 이하의 품질을 갖는 영역에 대해서는 송신단 및/또는 인접한 주변 송신단의 안테나 설정 값을 해당 영역에 대한 연결 문제를 개선시킬 수 있는 값으로 자동으로 변경할 수 있다.
더하여, 계속하여 문제 영역의 해소가 어려운 경우에는, 운용자에게 알람을 출력함으로써 실제 현장 방문을 통한 문제 해결을 촉구할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
무선 통신 시스템은 망을 운용하기 위한 기지국들(100, 110, 120)을 포함한다. 기지국들(100, 110, 120)은 각각 서비스 제공이 가능한 커버리지(105, 115, 125)를 갖는다. 기지국들(100, 110, 120)은 각 커버리지(105, 115, 125) 내에 있는 단말들(130, 135, 140)에게 무선 통신 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 무선 망의 환경을 관리하여 최적의 품질을 유지하도록 하기 위한 서버(150)를 더 포함할 수 있다. 서버(150)는 기지국들(100, 110, 120)과는 구분되는 별도의 전자 장치일 수도 있고, 기지국들(100, 110, 120) 중 적어도 하나의 기지국에 포함된 구성일 수도 있다.
서버(150)는 기지국들(100, 110, 120)로부터 빔포밍 정보를 획득하고 이에 기반하여 망 영역 내 신호 품질 맵을 구성할 수 있다. 예컨대, 기지국들(100, 110, 120)은 주기적인 신호를 이용하여 단말들(130, 135, 140)로부터 채널 측정 결과를 획득할 수 있고, 획득한 채널 측정 결과를 포함하는 빔포밍 정보를 서버(150)에 전송할 수 있다. ‘
상기 주기적인 신호는 예컨대 BRS 신호를 포함할 수 있고, 상기 채널 측정 결과는 예컨대 단말 최적의 빔 정보 및 신호 품질 정보를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 제 1 기지국(200)은 커버리지 내에 있는 제 1 및 제 2 단말(205, 210)에 주기적으로 BRS를 전송함으로써 빔 페어(pair) 정보 및 신호 품질 정보를 획득할 수 있다. 상기 빔 페어 정보는, 단말 최적의 빔 정보 및 기지국 최적의 빔 정보를 조합한 정보일 수 있다. 예컨대, 제 1 기지국(200)과 제 1 단말(205)은 3번 빔과 2번 빔이 빔 페어를 이룰 수 있고, 제 1 기지국(200)과 제 2 단말(210)은 6번 빔과 1번 빔이 빔 페어를 이룰 수 있다. 제 2 기지국(220)은 커버리지 내에 있는 제 3 및 제 4 단말(225, 230)에 주기적으로 BRS를 전송함으로써 빔 페어(pair) 정보 및 신호 품질 정보를 획득할 수 있다. 제 2 기지국(220)과 제 3 단말(225)은 2번 빔과 3번 빔이 빔 페어를 이룰 수 있고, 제 2 기지국(220)과 제 4 단말(230)은 6번 빔과 1번 빔이 빔 페어를 이룰 수 있다.
서버(150)가 각 기지국으로부터 획득하는 빔포밍 정보는, 기지국과 단말의 빔 페어(pair) 정보 및 신호 품질 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 신호 품질 정보는, 기지국과 단말 간 상기 빔 페어를 사용하여 채널 측정된 정보일 수 있다.
서버(150)는 망 영역에 대한 신호 품질 맵의 변화를 감지하여, 기지국 단말 간 연결 문제 발생을 확인할 수 있다. 서버(150)는 기지국으로부터 획득하는 단말의 위치 정보에 기반하여 망 영역 내 문제가 발생한 영역을 확인할 수 있다. 예컨대, 단말이 FWA(Fixed Wireless Access)와 같은 고정 수신단인 경우에는 설치 시에 기지국이 수신단 위치 정보를 확보할 수 있다. 단말이 MBB와 같은 이동 수신단인 경우에는 사전 정의된 기준 이하의 신호 품질로의 변화가 감지되면 해당 수신단의 주변 기지국에서 GPS 정보 또는 위치 측량을 이용하여 이슈 발생 위치를 기록할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 신호 품질 맵은, 망 영역 내 제 1 내지 제 m 송신단(예컨대, 기지국)과 제 1 내지 제 n 수신단(예컨대, 단말) 사이의 신호 품질 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 신호 품질 맵은, 송신단 및 수신단 인덱스(mn), 빔 페어 인덱스(ij), 상기 빔 페어 인덱스를 사용한 신호 측정을 카운트한 횟수(n) 및 신호 품질 정보(예컨대, RSRP(Reference Signals Received Power) value)를 포함할 수 있다.
상기 신호 품질 맵은 예컨대 주기적으로 획득되는 빔포밍 정보에 기반하여 업데이트될 수 있다. 예컨대, 획득되는 빔포밍 정보를 실시간으로 반영하거나 또는 소정 구간 동안 통계처리 하여, 신호 품질 정보를 업데이트할 수 있다. 그리고, 획득되는 빔포밍 정보를 실시간으로 누적 반영하거나 또는 소정 구간 동안 통계처리 하여, 빔 페어 인덱스(송신단 및/또는 수신단의 빔 인덱스)를 변경하고, 신호 품질 정보를 업데이트할 수 있다. 도 3b를 참조하면, 도 3a에 도시된 신호 품질 맵으로부터 제 1 송신단과 제 2 수신단 간의 빔 페어 인덱스와 신호 품질 정보가 변경(300)되었음을 확인할 수 있다. 만약, 송신단과 수신단 사이에 특정 빔 페어 인덱스에서 기준 세기 이하의 신호 품질이 발생한다면, 수신단의 위치 정보를 획득하여 해당 영역을 연결 문제가 발생한 영역으로 판단할 수 있고, 문제를 해결하기 위한 검토를 진행하게 할 수 있다.
예컨대, 서버(150)는 연결 문제를 해소할 수 있도록, 연결 문제가 발생한 기지국 및/또는 인접한 기지국의 안테나 설정 정보를 변경하도록 제어할 수 있다. 상기 인접한 기지국은, 상기 확인된 문제 발생 영역에 기반하여 선택될 수 있다. 계속하여 연결 문제가 해소되지 않는 경우에는, 서버(150)는 연결 문제에 대한 알림을 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍을 이용한 송신단-수신단 연결 문제 개선을 설명하기 위한 도면이다.
예컨대, 410 단계에서 기지국은 주기적인 빔 훈련 과정을 수행하기 위하여 단말에게 BRS를 주기적으로 전송하고 이에 기반하여 빔 페어 정보를 획득할 수 있다. 빔 훈련과정은, 빔 훈련 목적의 기준신호를 사용하여 가용한 빔 방향으로 Sweep한 후 그 결과 획득한 RSRP(Reference Signal Received Power), RSSI, RSRQ, EVM 등의 신호 품질을 기준으로 데이터 및 제어신호를 송수신 시 사용하기에 가장 좋은 최적의 빔을 선택하는 과정이다. BRS는 특정 빔에 대한 단말의 수신 품질(예컨대, RSRP)을 측정하기 위한 신호이다. 셀룰라 네트워크 환경에서는 하나의 기지국에 다수의 단말이 함께 빔포밍을 수행하는 구조가 적합하다.
기지국은 매 BRS Subframe에서 모든 가용 송신 빔을 Sweep하고, 단말은 하나의 수신 빔으로 고정하여 기지국 송신 빔에 따른 단말 수신 파워를 측정할 수 있다. 그리고, 이러한 동작을 모든 수신 빔에 대하여 반복할 수 있다. 단말은 수신 빔에 따른 단말 수신 파워를 측정한 결과 최적의 수신 빔 및 이때의 신호 품질을 기지국으로 피드백 해줄 수 있다. 이러한 과정을 통해, 기지국은 기지국 단말 간 최적의 빔 페어 정보를 획득할 수 있다.
420 단계에서 기지국은 비주기적 빔 훈련 과정을 수행하기 위하여 단말에게 BRRS를 전송하고 이에 기반하여 빔 조정을 수행할 수 있다. 비주기적 빔 훈련 과정은, 별도의 트리거링이 필요하고 링크(link) 상황에 따라 수행하는 빔 훈련 과정이다. 기지국이 스케줄링에 의해 BRRS(Beam Refinement Reference Signal)를 전송하면 단말이 상기 BRRS에 대한 측정을 수행함으로써 최적의 빔 정보를 획득하고 최적의 수신 빔 및 이때의 신호 품질을 기지국으로 피드백 해줄 수 있다. 이러한 과정을 통해, 기지국은 기지국 단말 간 빔 페어를 조정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 빔포밍 신호 품질 맵을 이용한 네트워크 환경 관리 방법의 한 예시를 설명하기 위한 순서도이다. 본 실시 예에 따른 네트워크 환경 관리 방법은 예컨대, 도 1에 도시된 서버(150)에 의해 수행될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 서버는 우선 무선 통신 망 내 송신단들(예컨대, 기지국)의 전원 이상 유무를 확인하고, 문제가 있는 송신국이 있으면 운용자가 확인할 수 있도록 알림을 출력할 수 있다.
510 단계에서 서버는 복수의 송신단으로부터 송신단과 수신단(예컨대, 단말)의 빔포밍 정보를 획득할 수 있다. 송신단과 수신단의 빔포밍 정보란, 앞서 도 4에서 논의된 송신단 수신단 간 빔 페어 정보 및 해당 빔 페어에서의 신호 품질 정보를 포함할 수 있다. 서버는 주기적으로 빔포밍 정보를 획득할 수 있다.
520 단계에서 서버는 획득한 빔포밍 정보에 기반하여 망 영역 내 신호 품질 맵 구성 및 업데이트를 수행할 수 있다. 예컨대, 획득되는 빔포밍 정보를 실시간으로 반영하거나 또는 소정 구간 동안 통계처리 하여, 신호 품질 정보를 업데이트할 수 있다.
530 단계에서 서버는 상기 신호 품질 맵의 변화에 기초하여, 망 영역 내 연결 문제가 발생한 것을 감지할 수 있다. 예컨대, 서버는 업데이트된 상기 신호 품질 맵에서 송신단 수신단 간 빔 페어에서의 신호 품질이 기준 세기 이하로 변경된 것으로 감지된 경우, 연결 문제가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 서버는 수신단의 위치 정보를 획득하여 이를 기초로 한 소정 영역을 연결 문제가 발생한 영역으로 판단할 수 있다.
540 단계에서 서버는 상기 영역과 관련한 송신단, 예컨대 상기 연결 문제가 발생한 송신단 및/또는 주변 송신단의 안테나 설정 정보를 변경하도록 제어할 수 있다. 송신단의 안테나 설정 정보를 변경함으로써 해당 영역의 연결 문제를 해결하거나, 이로써는 문제가 해결되지 않는 경우, 해당 영역과 인접하게 위치한 주변 송신단의 안테나 설정 정보를 변경함으로써 해당 영역의 연결 문제를 해결할 수 있다. 상기 안테나 설정 정보는, 예컨대, 안테나의 방위각(azimuth), 경사각(tilt) 및 빔포밍 스캔 범위(beamforming scan range) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 빔포밍 스캔 범위의 조정은, 빔 스위칭(switching)과는 구분되는 것으로, 빔포밍 관련 코드북을 변경함으로써 빔포밍 스캔 범위의 각도, 예컨대 main bore-sight 방향을 조정하는 것이다. 서버는 신호 품질 분석 후 감지된 연결 문제에 기반하여 문제가 발생한 영역이 최적의 연결 상태를 가질 수 있도록, 안테나의 방위각, 경사각 및 빔포밍 스캔 범위 중 적어도 하나의 값을 조정할 수 있다. 예컨대, 안테나의 방위각과 경사각에 우선순위를 두고 조정할 수 있고, 이후 빔포밍 스캔 범위를 조정할 수 있다.
연결 문제 해소를 위해 안테나 설정 값을 변경하기 위해서 아래와 같이 다양한 방식이 고려될 수 있다. 예컨대, 데이터가 누적 관리되는 신호 품질 맵 내에서 해당 문제 영역에 관련된 기존 데이터를 조합하여 분석하는 방법이 있고, 더하여 인근 송신단들 간의 전파 경로를 예측하여 주변 송신단들이 해당 해당 문제 영역을 포인팅하였을 때의 전파 환경 분석 결과를 고려할 수 있다.
한편, 계속하여 연결 문제가 해소되지 않는 경우에 해당 망 운용자가 문제를 확인할 수 있도록, 서버는 연결 문제에 대한 알림을 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 서버(예: 도 1의 150)가 빔포밍 신호 품질 맵을 업데이트하는 방법(예: 도 5의 520 단계의 동작)의 한 예시를 설명하기 위한 순서도이다.
610 단계에서 서버는 획득한 빔포밍 정보에 기반하여 망 영역 내 신호 품질 맵 구성 및 업데이트를 수행할 수 있다. 예컨대, 획득되는 빔포밍 정보를 실시간으로 반영하거나 또는 소정 구간 동안 통계처리 하여 업데이트를 수행할 수 있다. 서버는 상기 빔포밍 정보를 주기적으로 획득할 수 있다.
620 단계에서 서버는 획득하는 빔포밍 정보에서 송신단 수신단 간 빔 페어 정보의 빔 인덱스가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다. 빔 인덱스가 변경되었다는 것은 송신국과 수신국의 무선 연결을 위한 빔 페어가 변경 내지 조정되었다는 것을 의미한다.
630 단계에서 서버는, 변경된 빔 인덱스를 수신한 경우 소정 구간 동안 수신한 빔 인덱스를 통계 내어 신호 품질 맵을 업데이트 할 수 있다. 업데이트로 특정 송신단 수신단 간 빔 페어 정보가 변경된 경우, 변경된 빔 페어 정보에 기반하여 신호 품질 정보도 업데이트할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 서버(예: 도 1의 150)가 송신단-수신단 연결 문제 발생을 해결하기 위한 방법(예: 도 5의 540 단계의 동작)의 한 예시를 설명하기 위한 순서도이다.
710 단계에서 서버는 신호 품질 분석 후 감지된 연결 문제에 기반하여, 연결 문제가 발생한 송신단의 안테나 설정 값, 예컨대 안테나의 방위각, 경사각 및 빔포밍 스캔 범위 값의 변경을 제어할 수 있다. 이때, 방위각 및 경사각 변경에 우선 순위를 두고 우선 제어하고, 이로써 신호 품질 회복이 충분하지 않은 경우 빔포밍 스캔 범위 값의 변경을 제어할 수 있다.
720 단계에서 서버는 상기 연결 문제가 발생한 송신단 안테나의 설정 값 변경에 기초하여 해당 영역의 연결 문제가 해소되었는지 여부를 확인할 수 있다.
만약 연결 문제가 해소되지 않은 경우, 730 단계에서 서버는 상기 연결 문제가 발생한 영역과 관련된 적어도 하나의 주변 송신단의 안테나 설정 값, 예컨대 안테나의 방위각, 경사각 및 빔포밍 스캔 범위 값의 변경을 제어할 수 있다. 이때, 방위각 및 경사각 변경에 우선 순위를 두고 우선 제어하고, 이로써 신호 품질 회복이 충분하지 않은 경우 빔포밍 스캔 범위 값의 변경을 제어할 수 있다.
740 단계에서 서버는 상기 주변 송신단 안테나의 설정 값 변경에 기초하여 해당 영역의 연결 문제가 해소되었는지 여부를 확인할 수 있다.
만약 연결 문제가 해소되지 않은 경우, 750 단계에서 서버는 해당 망 운용자가 문제를 확인할 수 있도록, 예컨대 운용 센터를 통해 연결 문제에 대한 알림을 출력할 수 있다. 상기 알림은 시각적, 청각적 및 촉각적 알림 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이와 같은 예시 외에도, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 서버는 예컨대 저장된 신호 품질 맵의 데이터에 기초하여, 망 내에 있는 송신단들 중 문제가 발생한 영역의 연결 문제를 가장 효율적으로 해소할 수 있는 송신단을 선택할 수 있고, 선택된 송신단의 안테나 설정 값 변경을 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 서버는 망 영역 내 송신단들과 관련한 신호 품질 맵을 관리함으로써 망 영역 내에서 발생한 연결 불량 문제를 해소할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 송신단(예컨대, 기지국)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 송신단은 송수신부(800), 제어부(810) 및 저장부(820)를 포함할 수 있다.
송수신부(800)는 제어부(810)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부(810)의 제어에 의해 외부 장치(예컨대, 단말 및 서버)와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(800)는 빔포밍을 수행할 수 있는 안테나를 포함할 수 있다.
제어부(810)는 앞서 설명한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 송신단의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(810)는 빔 스윕을 통해 BRS 또는 BRRS를 수신단(예컨대, 단말)으로 전송할 수 있다. 제어부(810)는 수신단으로부터 최적의 수신 빔 정보를 수신할 수 있고, 이에 기반하여 최적의 빔 페어를 확인할 수 있다. 그리고, 제어부(810)는 수신단으로부터 해당 빔 페어에 기반하여 측정된 신호 품질 정보를 수신할 수 있다.
제어부(810)는 최적의 빔 페어 정보 및 상기 신호 품질 정보를 포함하는 빔포밍 정보를 서버로 전달할 수 있다. 제어부(810)는 상기 빔포밍 정보를 주기적으로 서버에 전달할 수 있다. 제어부(810)는 수신단의 위치 정보를 획득할 수 있다. 제어부(810)는 서버로부터 연결 문제가 발생하였다는 신호를 수신하면, 문제가 발생한 수신단의 위치 정보를 서버로 전달할 수 있다.
제어부(810)는 서버로부터 안테나 설정 변경 신호를 수신하면, 수신한 신호에 기반하여 안테나의 설정 값을 변경시킬 수 있다. 예컨대, 안테나 설정 값은 안테나의 방위각, 경사각 및 빔포밍 스캔 범위 값을 포함할 수 있다.
저장부(820)는 송신단이 획득한 정보, 예컨대 최적의 빔 페어 정보, 신호 품질 정보, 또는 수신단의 위치 정보를 저장할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 환경을 관리하는 서버의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 송신단은 송수신부(900), 제어부(910) 및 저장부(920)를 포함할 수 있다.
송수신부(900)는 제어부(910)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부(910)의 제어에 의해 외부 장치(예컨대, 송신단)와 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(910)는 앞서 설명한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 서버의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(910)는 복수의 송신단과 복수의 수신단 사이의 빔포밍 정보를 획득하고, 상기 획득한 빔포밍 정보에 기반하여 상기 복수의 송신단과 상기 복수의 수신단에 대한 빔포밍 신호 품질 맵을 구성할 수 있다. 예컨대, 상기 빔포밍 정보는 빔 페어(pair) 정보 및 측정된 신호 품질 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 주기적으로 획득될 수 있다. 망 내 영역에 대한 상기 빔포밍 신호 품질 맵은, 각 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔 페어 정보, 해당 빔 페어를 이용한 신호 측정 카운트 정보 및 상기 해당 빔 페어를 이용해 측정된 신호 품질 정보를 포함할 수 있다.
제어부(910)는 새롭게 획득하는 빔포밍 정보에 기반하여 실시간으로 또는 소정 구간 동안 통계처리 하여 빔포밍 신호 품질 맵을 업데이트할 수 있다. 예컨대, 제어부(910)는 제어부(910)는 새롭게 획득한 빔포밍 정보에 포함된 임의의 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔페어 정보가, 상기 빔포밍 신호 품질 맵의 상기 임의의 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔 페어 정보와 다름을 감지하면, 소정 구간 동안 획득한 상기 빔 페어 정보의 값을 통계 처리하여 데이터를 업데이트할 수 있다.
제어부(910)는 상기 빔포밍 신호 품질 맵에 기반하여 송수신단 간 연결 문제의 발생 여부를 감지할 수 있다. 예컨대, 제어부(910)는 각 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 상기 측정된 신호 품질 정보의 변화를 모니터링하고, 변화된 상기 측정된 신호 품질 정보가 기준 값 보다 낮아지는지 확인함으로써 상기 연결 문제 발생 여부를 감지할 수 있다.
제어부(910)는 상기 연결 문제 발생을 감지하면, 적어도 하나의 송신단에 대한 안테나 설정 정보의 변경을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 안테나 설정 정보는, 안테나의 방위각(azimuth), 경사각(tilt) 및 빔포밍 스캔 범위(beam forming scan range) 중 적어도 설정 정보를 포함할 수 있다.
제어부(910)는 상기 연결 문제 발생 시, 상기 연결 문제가 발생한 수신단의 위치 정보를 획득할 수 있고, 상기 획득한 수신단의 위치 정보에 기반하여 망 내 위치한 송신단들 중 상기 적어도 하나의 송신단을 확인할 수 있다. 예컨대, 상기 적어도 하나의 송신단은, 연결 문제가 발생한 송신단 및 그 주변 송신단들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(910)는 상기 연결 문제 발생 시 상기 송수신단 간 연결 문제에 대한 알림을 출력하도록 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(910)는 상기 안테나 설정 정보 변경으로 연결 문제가 해소가 안되는 경우, 최후적인 방법으로 상기 알림을 출력하도록 제어할 수 있다.
제어부(910)는 새롭게 획득한 빔포밍 정보에 포함된 임의의 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔페어 정보가, 상기 빔포밍 신호 품질 맵의 상기 임의의 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔 페어 정보와 다름을 감지하고, 소정 구간 동안 획득한 상기 빔 페어 정보의 값을 통계 처리하여 상기 빔포밍 신호 품질 맵을 업데이트할 수 있다.
저장부(920)는 제어부(910)의 제어에 의해 상기 빔포밍 신호 품질 맵(925)을 저장할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 사용된 용어 "~부", "장치" 또는 "모듈"은, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은 예를 들어, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component) 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 "~부", "장치" 또는 "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시 예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 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.

Claims (16)

  1. 무선 통신 시스템에서 전자 장치의 네트워크 환경 관리 방법에 있어서,
    복수의 송신단과 복수의 수신단 사이의 빔포밍 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득한 빔포밍 정보에 기반하여, 상기 복수의 송신단과 상기 복수의 수신단에 대한 빔포밍 신호 품질 맵을 구성하는 단계;
    상기 빔포밍 신호 품질 맵에 기반하여 송수신단 간 연결 문제의 발생 여부를 감지하는 단계; 및
    상기 연결 문제 발생 감지 시 적어도 하나의 송신단에 대한 안테나 설정 정보의 변경을 제어하는 단계를 포함하는 전자 장치의 네트워크 환경 관리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 설정 정보는,
    안테나의 방위각(azimuth), 경사각(tilt) 및 빔포밍 스캔 범위(beam forming scan range) 중 적어도 설정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 네트워크 환경 관리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 문제 발생 시, 상기 연결 문제가 발생한 수신단의 위치 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득한 수신단의 위치 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 송신단을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 환경 관리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 송수신단 간 연결 문제에 대한 알림을 출력하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 환경 관리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔포밍 정보는,
    빔 페어(pair) 정보 및 측정된 신호 품질 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 주기적으로 획득되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 네트워크 환경 관리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔포밍 신호 품질 맵은,
    각 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔 페어 정보, 해당 빔 페어를 이용한 신호 측정 카운트 정보 및 상기 해당 빔 페어를 이용해 측정된 신호 품질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 네트워크 환경 관리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 송수신단 간 연결 문제 발생 여부를 감지하는 단계는,
    각 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 상기 측정된 신호 품질 정보의 변화를 모니터링하는 단계; 및
    변화된 상기 측정된 신호 품질 정보가 기준 값 보다 낮아지는지 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 네트워크 환경 관리 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    새롭게 획득한 빔포밍 정보에 포함된 임의의 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔페어 정보가, 상기 빔포밍 신호 품질 맵의 상기 임의의 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔 페어 정보와 다름을 감지하는 단계; 및
    소정 구간 동안 획득한 상기 빔 페어 정보의 값에 기반하여 상기 빔포밍 신호 품질 맵을 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 환경 관리 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 전자장치로서,
    신호를 송수신하는 송수신부;
    복수의 송신단과 복수의 수신단 사이의 빔포밍 정보를 획득하고,
    상기 획득한 빔포밍 정보에 기반하여, 상기 복수의 송신단과 상기 복수의 수신단에 대한 빔포밍 신호 품질 맵을 구성하며,
    상기 빔포밍 신호 품질 맵에 기반하여 송수신단 간 연결 문제의 발생 여부를 감지하고,
    상기 연결 문제 발생 감지 시 적어도 하나의 송신단에 대한 안테나 설정 정보의 변경을 제어하는 제어부; 및
    상기 빔포밍 신호 품질 맵을 저장하는 저장부를 포함하는 전자 장치의 네트워크 환경 관리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 안테나 설정 정보는,
    안테나의 방위각(azimuth), 경사각(tilt) 및 빔포밍 스캔 범위(beam forming scan range) 중 적어도 설정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연결 문제 발생 시, 상기 연결 문제가 발생한 수신단의 위치 정보를 획득하고,
    상기 획득한 수신단의 위치 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 송신단을 확인하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 송수신단 간 연결 문제에 대한 알림을 출력하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 빔포밍 정보는,
    빔 페어(pair) 정보 및 측정된 신호 품질 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 주기적으로 획득되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 빔포밍 신호 품질 맵은,
    각 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔 페어 정보, 해당 빔 페어를 이용한 신호 측정 카운트 정보 및 상기 해당 빔 페어를 이용해 측정된 신호 품질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    각 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 상기 측정된 신호 품질 정보의 변화를 모니터링하고,
    변화된 상기 측정된 신호 품질 정보가 기준 값 보다 낮아지는지 확인하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    새롭게 획득한 빔포밍 정보에 포함된 임의의 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔페어 정보가, 상기 빔포밍 신호 품질 맵의 상기 임의의 송신단과 수신단 사이의 연결에 대한 빔 페어 정보와 다름을 감지하고,
    소정 구간 동안 획득한 상기 빔 페어 정보의 값을 통계 처리하여 상기 빔포밍 신호 품질 맵을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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