KR20190047194A - 히스토리 기반 빔 탐색 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(machine to machine, M2M), MTC(machine type communication) 및 사물 인터넷(internet of things, IoT)을 위한 기술과 관련된 것이다. 본 개시는 상기 기술을 기반으로 하는 지능형 서비스(스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 활용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 단말이 수신 빔을 선택하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 단말의 위치를 식별하는 단계, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 단말에 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계, 및 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 단말에 저장되어 있는 경우, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보에 기초하여 수신 빔을 선택하는 단계를 포함한다.

Description

히스토리 기반 빔 탐색 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR BEAM SEARCHING BASED ON HISTORY}

본 발명은 이동 통신 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 단말이 이전에 사용했던 빔에 관한 정보에 기초하여 수신 빔을 찾는 방법에 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 간섭 제거(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 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 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, M2M, MTC 등의 기술이 5G 통신 기술이 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.

최근 LTE(long term evolution) 및 LTE-Advanced의 발전에 따라 빔포밍 시스템에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 빔포밍이란 둘 이상의 어레이 안테나를 이용하여 전파의 도달 영역을 특정한 방향으로 집중시켜 신호의 전송 거리를 늘리고, 해당 집중된 방향 이외의 방향에서는 수신되는 신호의 크기를 줄어들게 하여 간섭을 줄일 수 있게 하는 기술이다. 빔포밍 기술이 적용되는 경우, 서비스 영역 증가/간섭 신호 감소 등의 효과를 기대할 수 있다.

그러나, 기존의 빔포밍 기술에서는 최적의 빔 페어(beam pair)를 선택하기 위한 수신 빔의 탐색에 비교적 오랜 시간이 걸린다. 따라서, 빔포밍 시스템에서 단말이 수신 빔을 선택에 걸리는 시간을 줄이는 방법이 필요하다.

본 발명은 빔포밍 시스템에서 단말이 수신 빔을 탐색 및 선택하는데 걸리는 시간을 줄이기 위한 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말이 수신 빔을 선택함에 있어서 이전에 사용했던 수신 빔의 정보가 이용된다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 단말의 위치를 식별하는 단계, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 단말에 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계, 및 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 단말에 저장되어 있는 경우, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보에 기초하여 수신 빔을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서의 단말이 제공된다. 상기 단말은 수신 빔에 대한 정보를 저장하는 메모리, 및 상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는, 상기 단말의 위치를 식별하고, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 메모리에 저장되어 있는지 여부를 확인하며, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 메모리에 저장되어 있는 경우, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보에 기초하여 수신 빔을 선택하도록 구성된다.

수신 빔 선택을 위해 지연되는 시간을 줄일 수 있다.

도 1은 빔포밍 시스템에서 빔을 운용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 단말이 측정한 송신(Tx) 빔에 대한 결과를 보고하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명이 제안하는 방법의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 영역을 운영하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 단말이 빔 페어 정보가 저장되어 있는지 여부에 따라 빔 선택 과정을 수행하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 단말의 위치에서 이전에 사용된 Tx-수신(Rx) 빔 페어에 대한 정보가 저장되어 있는 경우 단말이 Rx 빔을 선택하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 단말의 위치에서 이전에 사용된 Tx-Rx 빔 페어에 대한 정보가 저장되어 있지 않은 경우 단말이 Rx 빔을 선택하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 단말이 Tx-Rx 빔 페어를 선택한 후 빔 페어를 변경해야 하는지 여부를 결정하는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 단말이 영역에 대한 정보를 서버로부터 수신하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 나타낸 도면이다.

본 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 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.

실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.

도 1은 빔포밍 시스템에서 빔을 운용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

송신 빔과 수신 빔의 가장 좋은 빔 페어(pair)를 찾기 위해, 송신 측(Tx), 예컨대 기지국은 빔에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신 측(Rx), 예컨대 단말(user equipment, UE)로 전송할 수 있다. 빔에 관한 정보는 빔 ID를 포함할 수 있다. 빔 형성을 위한 훈련 신호로서 주기적인 동기 신호, 예컨대 BRS(beam reference signal), 또는 단말 특정 CSI-RS(channel state information reference signal)가 이용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 송신 측을 기지국으로 수신 측을 단말로 가정한다. 그러나, 본 발명은 송신 측이 기지국이고 수신 측이 단말인 경우, 즉 다운링크의 경우에 한정되지 않고, 송신 측이 단말이고 수신 측이 기지국인 경우, 즉 업링크의 경우 또는 단말간 통신에도 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 단말은 BRS 전송 주기(transmission period) T1 동안 기지국의 송신(Tx) 빔을 스윕핑(sweep)한다. 다시 말해, 단말이 기지국의 모든 Tx 빔을 스윕핑하는데 소요되는 시간은 T1이다. 기지국이 T1동안 전송 가능한 Tx 빔의 개수는 2비트의 필드로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 필드 값이 "00"인 경우 5ms 미만의 단일 슬롯(single slot)에서 안테나 포트당 최대 7개의 다운링크 송신 빔들이 전송될 수 있고, 필드 값이 "01"인 경우 5ms의 단일 서브프레임(single subframe)에서 안테나 포트당 최대 14개의 다운링크 송신 빔들이 전송될 수 있고, 필드 값이 "10"인 경우 두 서브프레임들(two subframes), 즉 10ms 동안 안테나 포트당 최대 28개의 다운링크 송신 빔들이 전송될 수 있으며, 필드 값이 "11"인 경우 4개의 서브프레임들(four subframes)에서, 즉 20ms 동안 안테나 포트당 최대 56개의 다운링크 송신 빔들이 전송될 수 있다. 기지국의 운용에 따라 T1 동안 전송되는 Tx 빔의 개수는 변경될 수 있다. 예를 들어, 기지국이 112개의 Tx 빔을 운용하는 경우, 20ms의 주기로(도 1의 T1에 해당) 총 40ms 동안(도 1의 T1+T2에 해당) 전체(total) 112개의 Tx 빔에 대한 스윕핑이 수행될 수 있다. Tx 빔의 개수에 관한 필드는 빔에 관한 정보에 포함되어 단말로 전송될 수 있다.

기지국이 T1동안 모든 Tx 빔을 이용하여 BRS를 전송하면, 단말은 T1동안 하나의 수신(Rx) 빔으로 BRS에 대한 측정을 수행한다. 따라서, 최적의 Tx 빔 및 Rx 빔의 페어(pair)를 찾기 위해서는 BRS 전송 주기(transmission period) × Rx 빔 개수만큼의 시간이 필요하다. 예를 들어, Tx 빔의 개수가 56개인 경우, 전송 가능한 Tx 빔의 개수를 나타내는 필드는 "11"으로 설정(configure)되고, 4개의 서브프레임들, 즉 20ms에서 BRS가 전송된다. 이 경우, 단말의 Rx 빔의 개수가 39개라면, 단말은 780ms(20ms×39)이 지나야 최적의 Tx 빔 및 Rx 빔의 페어를 찾을 수 있다. 빔 탐색(beam search)에 시간이 많이 소요되면, 단말의 성능이 저하되고 핸드오버(handover) 및/또는 셀 재선택(cell reselection) 시 문제가 발생할 수 있다.

도 2는 단말이 측정한 Tx 빔에 대한 결과를 보고하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

송신 측(예컨대, 기지국)은 수신 측(예컨대, 단말)에게 BSI(beam status indicator) 보고 스케줄링을 전송한다(210). 예를 들어 BSI 보고 스케줄링은 LTE 시스템에서의 PDCCH(physical downlink control channel)와 같은 다운링크 제어 채널을 통해 다운링크 제어 정보(downlink control information, DCI)에서 전송될 수 있다.

단말은 BSI 보고 스케줄링을 통해 BSI를 보고해야 하는 타이밍을 알 수 있다. 즉, 단말은 기지국으로부터 RSI 보고 스케줄링(report scheduling)이 지시하는(indicate) RSI 전송 시점에서 BSI 보고(report)를 전송한다(220). 예를 들어, BSI 보고는 Tx 빔 RSRP(reference signal received power)와 같은 단말이 측정한 빔 정보 및 Tx 빔 ID를 포함할 수 있다.

상술한 BSI 보고(report) 동작(procedure)은 기지국의 지시에 의해 개시될 수 있다. 그러나 기지국에 의해 지시되더라도, 기지국이 단말의 수신 능력(Rx capability)을 고려하여 BSI 보고(report)를 요청하는 것은 아니므로, 단말이 완전한 수신 스위핑(Rx full sweeping)을 수행하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 최적의 Tx-Rx 빔 페어(Tx-Rx best ream pair)를 찾지 못할 가능성이 높다.

도 3은 본 발명이 제안하는 방법의 예시를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말은 단말이 위치한 곳에서 사용된 빔 정보를 누적하여 저장한다. 상기 단말은 특정 경로를 반복하여 이동하는 단말일 수 있다. 예를 들어, 단말은 버스와 같은 차량 또는 지하철이나 트램과 같은 이동 수단에 부착된 장치일 수 있다. 단말은 경로에서 특정 위치에 다시 위치할 때, 저장된 빔 정보를 이용하여 해당 위치에서 사용할 빔을 빠르게 탐색한다.

단말은 GPS(global positioning system) 센서나 그 밖의 위치 정보 획득 장치를 이용하여 단말의 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. GPS 기반 위치 추적 기술과 함께 또는 개별적으로 무선 랜(LAN, local area network) 기반 위치 추적 기술이 이용될 수 있다. 또한, 단말은 서빙 기지국의 ID 또는 셀 ID에 기초하여 단말의 위치를 식별할 수도 있다.

단말은 기지국 또는 서버로부터 영역(zone) 정보를 제공받을 수 있다. 상기 영역 정보는 리스트의 형태로 제공될 수 있다. 단말은 단말의 위치를 식별한 후, 현재 위치가 리스트 내의 영역들 중 어느 영역에 해당하는지를 알아낼 수 있다. 영역은 특정 위치를 기준으로 반경, 또는 방위(즉, 동, 서, 남, 북)와 거리로서 결정될 수 있다. 영역들은 식별자(identifier, ID)들에 기초하여 관리될 수 있다.

단말은 기지국 또는 서버로부터 영역(zone) 정보를 제공 받거나 단말 스스로 영역 정보를 생성할 수 있다. 상기 영역 정보는 리스트의 형태로 제공되거나 생성될 수 있다. 단말은 단말의 위치를 식별한 후, 현재 위치가 리스트 내의 영역들 중 어느 영역에 해당하는지를 알아낼 수 있다. 영역은 특정 위치를 기준으로 반경, 또는 방위(즉, 동, 서, 남, 북)와 거리로서 결정될 수 있다. 영역들은 식별자(identifier, ID)들에 기초하여 관리될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 영역을 운영하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4의 예에서 영역이 원의 형태인 경우, X는 원의 반경을 의미한다. 도 4의 예에서 영역이 정사각형의 형태인 경우, X는 한 변(Y)의 절반을 의미한다(Y=2X). 도 4의 X는 아래와 같은 [수학식 1]에 기초하여 결정될 수 있다.

[수학식 1]

X = z / (Full Sweeping Period (ms) * 단말의 이동 속도(m/ms))

z는 고정된 값으로 단말에 저장되어 있을 수 있다. 대안적으로, z의 값은 영역의 크기를 배수로 확장시키기 위해 조정될 수 있다. 예를 들어, z의 값을 100으로 고정하여 사용할 수 있으나, 영역의 크기를 두 배로 운용하고자 하는 경우 z의 값을 200으로 조정할 수도 있다.

[수학식 1]과 같이, 영역의 크기는 전체 빔을 탐색하는데 걸리는 시간, 즉 Full Sweeping Period에 연관된다. 앞서 설명한 바와 같이, 전체 빔을 탐색하는데 걸리는 시간은 Tx 빔 기준 신호를 전송하는 주기 및 Rx 빔의 개수의 곱으로 계산된다. 예를 들어, Tx 빔 기준 신호를 전송하는 주기가 20ms이고, 단말의 Rx 빔이 10개인 경우, 전체 빔을 탐색하는데 걸리는 시간은 200ms이다. [수학식 1]에서 z의 값이 100으로 설정되고, 단말의 이동 속도가 60km/h인 경우를 가정하면, 단말은 1ms 당 0.016m를 이동하므로, 사용가능한 영역의 최대 반경은 약 32m이다. 반면에, 동일한 가정하에, Tx 빔 기준 신호를 전송하는 주기가 20ms이고, 단말의 Rx 빔이 39개인 경우에는 전체 빔을 탐색하는데 780ms가 걸리므로, 최대 약 8m 반경의 영역이 사용가능하다.

한편, [수학식 1]을 참조하면, 영역의 크기는 단말의 이동 속도와 같은 경로의 상황에 따라 결정될 수 있다. 단말의 이동 속도가 빠른 영역의 크기는 작게, 단말의 이동 속도가 느린 영역의 크기는 크게 설정될 수 있다. 예를 들어, 차량의 평균 속도가 60km/h인 곳인 영역의 크기는 12m로 운영하고 차량의 평균 속도가 30km/h인 곳인 영역의 크기는 24m로 운영할 수 있다.

이와 반대로, 도 4의 X가 아래의 [수학식 2]에 기초하여 결정된다면, 단말의 이동 속도가 빠른 영역의 크기는 크게, 단말의 이동 속도가 느린 영역의 크기는 작게 설정된다.

[수학식 2]

X = (Full Sweeping Period (ms) * 단말의 이동 속도(m/ms)) * z

[수학식 2]에서 z의 값은 [수학식 1]과 동일한 역할, 즉, 영역의 크기를 배수로 확장시키는 역할을 할 수 있다. 또한, [수학식 2]에서 z는 1의 값을 갖는 상수일 수 있다.

단말은 영역의 크기에 대한 정보를 미리 저장하고 있을 수 있다. 또한, 단말은 영역의 크기에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하여 갱신할 수 있다.

단말은 이동 중에 특정 위치에서 적어도 한번 또는 미리 결정된(predetermined) 횟수 N번보다 많이 사용된 Tx 빔 및 Rx 빔에 대한 정보를 저장하고 있을 수 있다. 예를 들어, 단말은 특정 영역에서 사용된 Tx 및 Rx 빔의 인덱스를 저장하고 있을 수 있다. 미리 결정된 횟수 N은 영역마다 다를 수 있다. 미리 결정된 횟수 N은 단말의 위치에 기초하여 단말에 의해 결정되거나, 영역에 대한 정보에 기초하여 기지국에 의해 결정되어 단말로 전달될 수 있다. Tx 빔 및 Rx 빔에 대한 정보는 단말의 위치(예컨대, 영역), 방향, 셀 ID와 연관되어 저장될 수 있다. 방향은 특정 위치에서의 단말의 이동 방향을 의미한다. 예를 들어, 단말은 버스 노선에서 상향 또는 하향 경로로 이동할 수 있으며, 이동 방향이 상향 경로인지 하향 경로인지에 기초하여, Tx 빔 및 Rx 빔에 대한 정보를 저장할 수 있다.

도 3을 참조하면, 단말은 영역 1에서 Tx 빔 4에 대해 Rx 빔 3을 사용한 경우, Tx 빔 4와 Rx 빔 3을 매칭하여 빔 페어 정보로서 저장할 수 있다. 한편, 단말은 다른 위치로 이동한 후 다시 해당 위치(즉, 영역 1)에 위치한 경우, 채널 상황이 변경되어 Tx 빔 4에 대해 Rx 빔 2를 사용할 수 있다. 이 경우, 단말은 Tx 빔 4와 Rx 빔 2를 매칭하여 저장한다. 동일한 방식으로, 단말은 해당 위치에 위치할 때마다, Tx 빔 및 Rx 빔 페어에 대한 정보를 누적하여 갱신 및 저장할 수 있다. Tx 빔 및 Rx 빔 페어에 대한 정보는 사용된 횟수 순으로 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 보여지는 것과 같이, 영역 1에서 Tx 빔 4가 사용된 경우, Tx 빔 4에 대해 가장 많이 사용된 Rx 빔들의 인덱스 3, 5, 6, 1이 순서대로 리스트로서 저장될 수 있다. 또한, 영역 2에서 Tx 빔 0이 사용된 경우, Tx 빔 0에 대해 가장 많이 사용된 Rx 빔들의 인덱스 4, 7, 1, 8이 순서대로 리스트로서 저장될 수 있다. 또한, Tx 빔 및 Rx 빔 페어를 이용하여 수신된 신호의 평균 세기에 대한 정보가 추가적으로 저장될 수 있다.

한편, Tx 빔의 인덱스는 동기 신호 또는 CSI-RS를 통해 파악함으로써 생성될 수 있다.

표 1은 히스토리 기반 빔 정보의 구성(configuration)을 나타낸 실시예이다.

단말은 특정 위치에서의 최적의 빔 페어(best beam pair)와 관련된 정보를 표 1과 같이 저장하여 관리할 수 있다. 예를 들어, 최적의 빔 페어와 관련된 정보는 위치 정보, 빔 정보, 단말의 진행 방향 등을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 단말은 특정 위치에서 특정 빔 페어가 N번 이상 사용된 경우에만 해당 정보를 저장하도록 구성될 수 있다.

단말은 위치 정보를 영역 ID 별로 저장할 수 있다. 예를 들어, 단말은 GPS 센서를 이용하여 획득한 지리적 위치 또는 기지국으로부터 수신된 영역 정보에 기초하여 단말이 위치하는 영역을 식별하고, 식별된 영역 ID를 저장할 수 있다. 대안적으로, 단말은 위치 정보를 지리적 위치(예컨대, 위도, 경도)에 기초하여 저장할 수 있다.

빔에 대한 정보는 기지국 별로 셀 ID에 기초하여 관리될 수 있다. 대안적으로, 빔에 대한 정보는 기지국과 관계없이 단말의 위치에만 기초하여 관리될 수 있다. 예를 들어, 단말은 표 1과 같이 셀 ID 1의 Tx 빔 1에 대해 사용된 Rx 빔, 셀 ID 1의 Tx 빔 2에 대해 사용된 Rx 빔, 셀 ID 2의 Tx 빔에 대해 사용된 Rx 빔을 영역 별로 및/또는 단말의 진행 방향 별로 관리하여 저장할 수 있다. Rx 빔에 대한 정보는 최소 1개 이상 최대 N 개(미리 설정됨)까지 저장될 수 있다. 예를 들어, 각 영역에서 Tx 빔 별로 가장 많이 사용된 3개의 Rx 빔에 대한 정보가 저장될 수 있다. 빔에 대한 정보는 해당 빔 페어에 대한 신호 세기의 평균값(예컨대, RSRP)을 포함할 수 있다.

단말은 진행 방향에 대한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 차량 단말의 경우, 단말은 상행/하행 차선을 기준으로 진행 방향에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또는, 단말은 진행 방향에 대한 정보를 동, 서, 남, 북과 같이 방위로 표현하여 저장할 수 있다.

단말은 히스토리 정보의 업데이트 주기에 대한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 단말은 주기적으로(예컨대, 매 ms, 초, 분, 시, 일마다) 히스토리 정보를 업데이트할 수 있다. 또는, 단말은 특정 이벤트(예컨대, 빔 페어 정보가 변경된 경우)에만 히스토리 정보를 업데이트할 수 있다.

도 5는 단말이 빔 페어 정보가 저장되어 있는지 여부에 따라 빔 선택 과정을 수행하는 것을 나타내는 도면이다.

단말은 단말의 위치를 지속적으로 확인(monitor)한다(S510). 예를 들어, 단말은 GPS를 이용하여 단말이 특정 영역에 계속 위치하고 있는지, 즉, 단말이 속하는 영역이 변경되는지를 지속적으로 확인할 수 있다. 대안적으로, 단말은 기지국의 ID 또는 셀 ID를 통해 위치를 지속적으로 확인할 수 있다. 또한, 단말은 단말의 위치와 함께 이동 방향을 확인할 수 있다.

단말은 단말의 위치에서 이전에 사용된 Tx-Rx 빔 페어에 대한 정보가 단말에 저장되어 있는지를 확인한다(S520). 예를 들어, Tx-Rx 빔 페어에 대한 정보는 표 1과 같은 형태로 저장되어 있을 수 있다.

단말의 위치에서 이전에 사용된 Tx-Rx 빔 페어에 대한 정보가 저장되어 있는 경우, 단말은 저장된 정보에 기초한 Rx 빔 선택 과정을 수행한다(S530). 저장된 정보에 기초한 Rx 빔 선택 과정은 도 6을 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.

단말의 위치에서 이전에 사용된 Tx-Rx 빔 페어에 대한 정보가 단말에 저장되어 있지 않은 경우, 단말은 보통의 Rx 빔 선택 과정을 수행한다(S540). 보통의 Rx 빔 선택 과정은 도 7을 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.

도 6은 단말의 위치에서 이전에 사용된 Tx-Rx 빔 페어에 대한 정보가 저장되어 있는 경우 단말이 Rx 빔을 선택하는 과정을 설명하는 도면이다.

상술한 바와 같이, 단말은 도 5의 단계 S520을 통해 단말의 위치에서 이전에 사용된 Tx-Rx 빔 페어 정보가 저장되어 있는지를 확인한다. 빔 페어 정보가 저장되어 있는 경우, 단말은 도 6과 같이, 저장된 정보에 기초하여 Rx 빔 선택 과정을 수행한다.

단말은 기지국으로부터 기준 신호(예컨대, BRS)를 수신한다(S531). 또한, 단말은 기지국으로부터 기준 신호에 대한 정보, Tx 빔에 대한 정보 등을 수신할 수 있다.

단말은 저장된 정보에 기초하여 Rx 빔을 순차적으로 탐색한다(S532). 단말은 단말의 위치(예컨대, 영역)를 확인하고, 해당 위치에서 많이 선택된 순서대로 Rx 빔을 이용하여 기준 신호의 세기를 측정한다.

이때, 단말은 Tx 빔을 단말의 위치와 함께 고려하여 Rx 빔 탐색 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 빔 페어 정보가 표 1과 같은 형태로 저장되어 있는 경우, 해당 위치에서 최근에 사용된 빔 페어의 Tx 빔을 기준으로 가장 많이 선택된 Rx 빔을 우선적으로 탐색할 수 있다. 다른 예를 들어, 단말은 해당 위치에서 가장 많이 사용된 빔 페어의 Tx 빔을 기준으로 가장 많이 선택된 Rx 빔을 우선적으로 탐색할 수 있다. 대안적으로, 단말은 Tx 빔과 관계없이 해당 위치에서 가장 많이 선택된 순서대로 Rx 빔 탐색 과정을 수행할 수도 있다.

단말은 Rx 빔을 이용하여 Tx와 Rx 간의 BRS의 신호 세기를 측정한다. 측정된 신호의 세기가 문턱값 이하인 경우, 단말은 다음 순번의 Rx 빔을 이용하여 BRS의 신호 세기를 측정할 수 있다. 측정된 신호의 세기가 특정 문턱값을 초과하는 경우, 단말은 더 이상 Rx 빔 탐색 과정을 수행하지 않고 해당 Tx 빔과 Rx 빔을 빔 페어로 선택할 수 있다. 대안적으로, 단말은 단말의 위치에서 가장 많이 선택된 특정 개수 N개의 Rx 빔을 이용하여 BRS의 신호의 세기를 측정하고, 그 중에서 수신된 신호의 세기가 가장 양호한 빔 페어를 선택할 수 있다.

단말은 Rx 빔을 선택한 후, 빔 탐색 동작에 대한 결과를 보고한다(S533). 상기 빔 탐색 동작에 대한 결과는 기지국과 단말 간의 통신에 사용될 Tx 빔 및 Rx 빔에 대한 정보, 수신된 신호의 세기 등을 포함할 수 있다.

단말은 빔 탐색 동작에 대한 결과를 보고한 후, 그 결과를 저장하여 Tx-Rx 빔 페어에 대한 정보를 갱신한다(S534).

도 7은 단말의 위치에서 이전에 사용된 Tx-Rx 빔 페어에 대한 정보가 저장되어 있지 않은 경우 단말이 Rx 빔을 선택하는 과정을 설명하는 도면이다.

상술한 바와 같이, 단말은 도 5의 단계 S520을 통해 단말의 위치에서 이전에 사용된 Tx-Rx 빔 페어 정보가 저장되어 있는지를 확인한다. 빔 페어 정보가 저장되어 있지 않은 경우, 단말은 도 7과 같이, 보통의 Rx 빔 선택 과정을 수행한다.

단말은 기지국으로부터 기준 신호(예컨대, BRS)를 수신한다(S541). 또한, 단말은 기지국으로부터 기준 신호에 대한 정보, Tx 빔에 대한 정보 등을 수신할 수 있다.

단말은 Rx 빔을 탐색한다(S542). 일 실시예에서, 단말은 Rx 빔의 인덱스 순서에 따라 순차적으로 Rx 빔을 탐색할 수 있다. 다른 실시예에서, 단말은 Rx 빔의 인덱스를 무작위로(randomly) 선택하여 Rx 빔을 탐색할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 단말은 단말이 최근 사용한 Rx 빔부터 역순으로 Rx 빔을 탐색할 수 있다.

단말은 Rx 빔을 이용하여 Tx와 Rx 간의 BRS의 신호 세기를 측정한다. 단말은 모든 Rx 빔을 탐색하여 최적의 빔 페어를 선택하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 단말은 측정된 신호의 세기가 문턱값 이하인 경우에만 다음 순번의 Rx 빔을 이용하여 BRS의 신호 세기를 측정하고, 측정된 신호의 세기가 특정 문턱값을 초과하는 경우에는 더 이상 Rx 빔 탐색 과정을 수행하지 않고 해당 Tx 빔과 Rx 빔을 빔 페어로 선택할 수 있다.

단말은 Rx 빔을 선택한 후, 빔 탐색 동작에 대한 결과를 보고한다(S543). 상기 빔 탐색 동작에 대한 결과는 기지국과 단말 간의 통신에 사용될 Tx 빔 및 Rx 빔에 대한 정보, 수신된 신호의 세기 등을 포함할 수 있다.

단말은 빔 탐색 동작에 대한 결과를 보고한 후, 그 결과를 해당 위치에서의 Tx-Rx 빔 페어에 대한 정보로서 저장한다(S544).

도 8은 단말이 Tx-Rx 빔 페어를 선택한 후 빔 페어를 변경해야 하는지 여부를 결정하는 것을 나타내는 도면이다.

단말은 도 5 내지 도 7의 빔 선택 과정을 수행하여 Tx-Rx 빔 페어를 선택한다(S810).

단말은 사용중인 Tx-Rx 빔 페어를 변경해야 하는지 또는 유지해야 하는지를 결정한다(S820). 예를 들어, 단말은 단말이 이동하여 단말이 위치가 다른 영역에 속하는 것으로 변경되는 경우, 이러한 결정을 수행할 수 있다. 또한, 단말은 사용중인 Tx-Rx 빔 페어의 신호 세기가 특정 문턱값 이하인 경우, Tx-Rx 빔 페어를 변경해야 하는 것으로 결정할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 현재 사용중인 Tx-Rx 빔 페어를 변경하지 않고 계속하여 사용하도록 결정할 수 있다.

사용중인 Tx-Rx 빔 페어를 변경해야 하는 경우, 단말은 도 5 내지 도 7의 빔 선택 과정을 수행할 수 있다(S830). 도 5 내지 도 7의 과정들 중 어느 것을 수행할지는 기지국이 지시하거나, 저장된 정보에 기초하여 단말이 직접 결정할 수 있다.

사용중인 Tx-Rx 빔 페어를 변경하지 않아도 되는 경우, 단말은 현재 사용중인 Tx-Rx 빔 페어를 유지한다(S840).

도 9는 단말이 영역에 대한 정보를 서버로부터 수신하는 과정을 나타낸 도면이다.

단말은 단말의 현재 위치에서의 빔에 관한 정보를 서버로 전송한다(S910). 단말이 서버로 전송하는 빔에 대한 정보는 단말의 현재 위치, 현재 사용중인 빔 페어에 대한 정보, 단말의 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단말의 위치는 GPS를 이용하여 획득된 정보일 수 있다. 빔 페어에 대한 정보는 현재 사용 중인 Tx-Rx 빔 페어의 인덱스 및 수신된 신호의 세기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 단말의 타입은 차량의 이동 경로(예컨대, 버스 노선), 차량의 모델명 등을 의미할 수 있다.

서버는 단말들로부터 빔에 대한 정보를 수신하여 단말의 타입별로 및/또는 영역별로 빔 정보를 생성한다. 서버는 단말이 위치한 영역 및 빔에 대한 정보에 기초하여 빔 페어에 대한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 빔 페어에 대한 정보는 표 1과 같이, 각 영역에 대응하는 최적의 빔 페어에 대한 정보를 포함할 수 있다.

서버는 단말의 위치에 대응하는 영역 정보를 단말로 전송한다(S920). 영역 정보는 영역의 인덱스에 대한 정보 및 해당 영역에서의 최적의 빔 페어에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서버는 표 1과 같은 형태로 빔 페어에 대한 정보를 전송할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 나타낸 도면이다.

단말은 센서(1011), 센서 허브(1012), AP(application processor, 1021), CP(communication processor, 1022), 안테나(1030) 및 메모리(1040)를 포함할 수 있다.

센서(1011)는 GPS 디바이스를 포함할 수 있고, 단말의 위치를 확인하도록 구성된다.

AP(1021)은 위치 정보를 처리하는 프로세서로서, 센서(1011)를 이용하여 획득한 위치 정보를 센서 허브(1012)를 통해(via) 수신하고, 위치 정보를 처리하여 CP(1022)로 전달한다.

CP(1022)는 단말의 위치 정보와 저장된 빔 페어 정보를 이용하여 도 5 내지 도 7의 Rx 빔 탐색 과정을 수행한다. 예를 들어, 단말은 도 6과 같이, 저장된 빔 페어에 대한 정보에 기초하여 우선적으로 탐색할 Rx 빔을 결정할 수 있다. 또한, CP(1022)는 우선적으로 탐색할 Rx 빔을 이용하여 기준 신호를 측정하도록 안테나(1030)를 제어할 수 있다.

안테나(1030)는 기지국 또는 서버로부터 신호를 수신할 수 있고, 특정 실시예에서 단말의 위치를 파악하는데 사용될 수 있다. 또한, 안테나(1030)는 트랜시버(transceiver)를 구성할 수 있다.

메모리(1040)는 본 발명의 실시예를 수행하기 위한 빔 페어 정보를 저장한다.

한편, 도 10에서는 센서(1011)와 센서 허브(1012)는 별개의 디바이스로 되어 있으나, 하나의 디바이스, 예컨대, 센서부(1010)로 구현될 수 있다. 또한, AP(1021)와 CP(1022)는 하나의 디아비스, 예컨대 제어부(controller, 1020)로 구현될 수 있다. 또는, AP(1021)가 생략되고, CP(1022)가 센서(1011)를 이용하여 획득한 위치 정보를 센서 허브(1012)를 통해(via) 수신하고, 위치 정보를 처리하며, 단말의 위치 정보와 저장된 빔 페어 정보를 이용하여 수신(Rx) 빔 탐색 과정을 수행할 수 있다.

한편, 이상과 같은 다양한 실시 예에 따른 슬롯 집성 시그널링을 수행하기 위한 프로그램 코드는 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (20)

1. 단말이 수신 빔을 선택하는 방법에 있어서,
   단말의 위치를 식별하는 단계;
   상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 단말에 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계; 및
   상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 단말에 저장되어 있는 경우, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보에 기초하여 수신 빔을 선택하는 단계를 포함하는, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 수신 빔에 대한 정보는 상기 단말의 위치가 속하는 영역에 기초하여 생성된 것인, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 수신 빔에 대한 정보는 상기 영역에 대한 정보, 상기 영역에서 이전에 사용된 송신 빔 및 수신 빔의 페어에 대한 정보 또는 상기 단말의 진행 방향 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
   
4. 제2항에 있어서, 상기 영역의 크기는 상기 단말의 이동 속도에 기초하여 결정되는 것인, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 수신 빔을 선택하는 단계는 상기 단말의 위치가 속하는 영역에서 이전에 사용된 횟수가 많은 순서대로 수신 빔들을 탐색하는 단계를 포함하는 것인, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 수신 빔을 선택하는 단계는 상기 단말의 위치가 속하는 영역에서 마지막으로 사용된 송신 빔에 대응하여 사용된 횟수가 많은 순서대로 수신 빔들을 탐색하는 단계를 포함하는 것인, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 단말에 저장되어 있지 않은 경우, 수신 빔들의 인덱스 순서대로 상기 수신 빔들을 탐색하는 단계를 더 포함하는, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 단말에 저장되어 있지 않은 경우, 상기 단말이 마지막으로 사용한 수신 빔부터 역순으로 수신 빔들을 탐색하는 단계를 더 포함하는, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 식별된 단말의 위치에서의 상기 수신 빔에 대한 정보를 업데이트하기 위해 상기 선택된 수신 빔에 대한 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
   
10. 제1항에 있어서,
    서버로 상기 선택된 수신 빔에 대한 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 서버로부터 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는, 단말이 수신 빔을 선택하는 방법.
    
    
11. 무선 통신 시스템에서의 단말에 있어서,
    수신 빔에 대한 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 단말의 위치를 식별하고,
    상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 메모리에 저장되어 있는지 여부를 확인하며,
    상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 메모리에 저장되어 있는 경우, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보에 기초하여 수신 빔을 선택하도록 구성된 것인, 단말.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 수신 빔에 대한 정보는 상기 단말의 위치가 속하는 영역에 기초하여 생성된 것인, 단말.
    
13. 제12항에 있어서, 상기 수신 빔에 대한 정보는 상기 영역에 대한 정보, 상기 영역에서 이전에 사용된 송신 빔 및 수신 빔의 페어에 대한 정보 또는 상기 단말의 진행 방향 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 단말.
    
14. 제12항에 있어서, 상기 영역의 크기는 상기 단말의 이동 속도에 기초하여 결정되는 것인, 단말.
    
15. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 수신 빔을 선택하기 위해, 상기 단말의 위치가 속하는 영역에서 이전에 사용된 횟수가 많은 순서대로 수신 빔들을 탐색하도록 구성되는 것인, 단말.
    
16. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 수신 빔을 선택하기 위해, 상기 단말의 위치가 속하는 영역에서 마지막으로 사용된 송신 빔에 대응하여 사용된 횟수가 많은 순서대로 수신 빔들을 탐색하도록 구성되는 것인, 단말.
    
17. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 메모리에 저장되어 있지 않은 경우, 수신 빔들의 인덱스 순서대로 상기 수신 빔들을 탐색하도록 구성되는 것인, 단말.
    
18. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보가 상기 메모리에 저장되어 있지 않은 경우, 상기 단말이 마지막으로 사용한 수신 빔부터 역순으로 수신 빔들을 탐색하도록 구성되는 것인, 단말.
    
19. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 식별된 단말의 위치에서의 상기 수신 빔에 대한 정보를 업데이트하기 위해 상기 선택된 수신 빔에 대한 정보를 상기 메모리에 저장하도록 구성되는 것인, 단말.
    
20. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는 서버로 상기 선택된 수신 빔에 대한 정보를 전송하고, 상기 서버로부터 상기 식별된 단말의 위치에서 이전에 사용된 수신 빔에 대한 정보를 수신하도록 더 구성되는 것인, 단말.
    

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