KR20200060346A - 전자 디바이스 및 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 전자 디바이스 및 통신 방법에 관한 것이다. 제1 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스는 프로세싱 회로를 포함하고, 여기서 프로세싱 회로는: 사전 정보에 따라, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신에서 실행될 빔 스캐닝 동안 제1 통신 디바이스의 다수의 전송 빔들의 전송 순서를 결정하고; 결정된 전송 순서로 빔 스캐닝을 위해 다수의 전송 빔들의 사용을 제어하도록 구성된다.

Description

전자 디바이스 및 통신 방법
관련 출원들의 상호 참조
본 출원은 2017년 9월 29일자로 출원된 중국 특허 출원 제201710902184.4호에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이 중국 특허 출원의 본 개시내용은 본 출원의 일부로서 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술 분야
본 개시내용은 전자 디바이스 및 통신 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 빔 스위핑을 위한 전자 디바이스 및 통신 방법에 관한 것이다.
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 기술을 사용하는 무선 통신 시스템에서, (시스템에서 네트워크 측 통신 디바이스 또는 통신 노드의 예로서의) 기지국 및 (시스템에서 사용자 측 통신 디바이스 또는 통신 노드의 예로서, UE(User Equipment)라고도 지칭되는) 단말 디바이스는 MIMO 기술을 지원하는 복수의 안테나들을 갖는다. 기지국에 대한 안테나들 및 UE에 대한 안테나들은, 특정 방향으로 강한 전력 커버리지를 제공함으로써, 고주파 대역(예컨대, 밀리미터파) 채널들에 존재하는 큰 경로 손실에 대항하기 위해, 보다 좁은 지향성을 갖는 공간 빔들을 형성할 수 있다. 그렇지만, 이러한 공간 빔들은 강한 지향성 및 좁은 커버리지를 갖기 때문에, 기지국 및 UE의 복수의 전송 및 수신 빔들 중에서 업링크 및 다운링크 채널들 상에서의 데이터 및/또는 제어 신호들의 전송에 적절한 전송 및 수신 빔들을 선택하는 것이 필요하다.
적절한 전송 및 수신 빔들은 빔 스위핑에 의해 선택될 수 있다. 구체적으로는, 기지국으로부터 UE로의 다운링크 빔 스위핑을 수행함으로써, 다운링크 기준 신호들은 기지국의 복수의 전송 빔들 상에서 전송되고, 다운링크 기준 신호들은 UE의 복수의 수신 빔들에 의해 수신되고, 기지국의 가장 강한 전송 빔 및 UE의 가장 강한 수신 빔이 다운링크 채널 상에서의 데이터 및/또는 제어 신호들의 전송을 위해 선택될 수 있다. 마찬가지로, UE로부터 기지국으로의 업링크 빔 스위핑을 수행함으로써, 기지국의 가장 강한 수신 빔 및 UE의 가장 강한 전송 빔이 업링크 채널 상에서의 데이터 및/또는 제어 신호들의 전송을 위해 선택될 수 있다.
본 개시내용의 일부 양태들에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해, 본 개시내용의 간략한 요약이 아래에 주어진다. 그렇지만, 이 요약이 본 개시내용의 포괄적인 요약이 아니라는 것이 이해되어야 한다. 이 요약은 본 개시내용의 핵심적인 또는 중요한 요소들을 식별하는 것으로 또는 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 이 요약의 유일한 목적은 나중에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 도입부로서 본 개시내용의 일부 개념들을 단순화된 형태로 제시하는 것이다.
본 개시내용의 일 양태에 따르면, 제1 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스가 제공된다. 전자 디바이스는 프로세싱 회로부를 포함할 수 있고, 프로세싱 회로부는: 사전 정보에 기초하여, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신에 대해 수행될 빔 스위핑에서 제1 통신 디바이스의 복수의 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정하도록 구성될 수 있다. 프로세싱 회로부는 결정된 전송 순서에 따라 빔 스위핑에서 복수의 전송 빔들을 사용하도록 제어하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 제2 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스가 제공된다. 전자 디바이스는 프로세싱 회로부를 포함할 수 있고, 프로세싱 회로부는: 제1 통신 디바이스에 의해 전송된 기준 신호를 측정하도록 구성될 수 있다. 프로세싱 회로부는, 측정된 기준 신호에 대한 수신 품질이 처음으로 미리 결정된 임계치 초과인 경우에, 수신 품질이 미리 결정된 임계치 초과인 기준 신호에 대응하는 제1 통신 디바이스의 전송 빔을 지시하는 정보를 제1 통신 디바이스에 피드백하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 통신 방법이 제공된다. 이 방법은: 제1 통신 디바이스에 의해, 사전 정보에 기초하여, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신에 대해 수행될 빔 스위핑에서 제1 통신 디바이스의 복수의 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 이 통신 방법은: 제1 통신 디바이스에 의해, 결정된 전송 순서에 따라 빔 스위핑에서 복수의 전송 빔들을 사용하도록 제어하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 통신 방법이 제공된다. 이 방법은: 제2 통신 디바이스에 의해, 제1 통신 디바이스에 의해 전송된 기준 신호를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 이 통신 방법은: 제2 통신 디바이스에 의해, 측정된 기준 신호에 대한 수신 품질이 처음으로 미리 결정된 임계치 초과인 경우에, 수신 품질이 미리 결정된 임계치 초과인 기준 신호에 대응하는 제1 통신 디바이스의 전송 빔을 지시하는 정보를 제1 통신 디바이스에 피드백하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 정보 프로세싱 디바이스에 의해 실행될 때, 정보 프로세싱 디바이스로 하여금 본 개시내용에 따른 통신 방법을 수행하게 하는 실행가능 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 제공된다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따르면, 업링크 및 다운링크 채널들 상에서의 데이터 및/또는 제어 신호들의 전송에 적절한 전송 및 수신 빔들이 빔 스위핑에서 보다 신속하게 결정될 수 있다.
본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 개시내용의 실시예들을 예시하고, 설명과 함께, 본 개시내용의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
본 개시내용은 첨부 도면들을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 보다 분명하게 이해될 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템에서의 빔 스위핑 프로세스를 예시하는 개략 다이어그램이다;
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스의 예시적인 구성을 예시하는 블록 다이어그램이다;
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스 측에 대한 통신 방법을 예시하는 예시적인 플로차트이다;
도 4는 본 개시내용에 따른 빔 트레이닝 스킴이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 예를 예시하는 개략 다이어그램이다;
도 5는 본 개시내용에 따른 빔 트레이닝 스킴이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 예를 예시하는 개략 다이어그램이다;
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스가 전송 빔들의 전송 순서를 결정하는 것을 예시하는 예시적인 흐름 다이어그램이다;
도 7은 본 개시내용의 실시예에 따른 2-페이즈 빔 트레이닝의 예를 예시하는 개략 다이어그램이다;
도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른 2-페이즈 빔 트레이닝을 예시하는 예시적인 시그널링 다이어그램이다;
도 9는 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스의 예시적인 구성을 예시하는 블록 다이어그램이다;
도 10은 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스 측에 대한 통신 방법을 예시하는 예시적인 플로차트이다;
도 11은 본 개시내용의 실시예에 따른 제2 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스의 예시적인 구성을 예시하는 블록 다이어그램이다;
도 12는 본 개시내용의 실시예에 따른 제2 통신 디바이스 측에 대한 통신 방법을 예시하는 예시적인 플로차트이다;
도 13은 본 개시내용의 실시예에 따른 제2 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스의 예시적인 구성을 예시하는 블록 다이어그램이다;
도 14는 본 개시내용의 실시예에 따른 제2 통신 디바이스 측에 대한 통신 방법을 예시하는 예시적인 플로차트이다;
도 15는 본 개시내용의 실시예에 따른 전송-수신 빔 쌍들의 횟수 기록 정보에 기초한 빔 트레이닝을 예시하는 예시적인 시그널링 다이어그램이다;
도 16은 본 개시내용의 실시예에 따른 통신을 위한 프레임 구조의 예를 예시하는 개략 다이어그램이다;
도 17 내지 도 20은 본 개시내용의 실시예에 따른 빔 트레이닝의 예의 시뮬레이션 결과들을 도시한다;
도 21은 본 개시내용의 실시예에 따른 gNB의 개략적 구성의 제1 예를 예시하는 블록 다이어그램이다;
도 22는 본 개시내용의 실시예에 따른 gNB의 개략적 구성의 제2 예를 예시하는 블록 다이어그램이다;
도 23은 본 개시내용의 실시예에 따른 스마트폰의 개략적 구성의 예를 예시하는 블록 다이어그램이다;
도 24는 본 개시내용의 실시예에 따른 자동차 내비게이션 디바이스의 개략적 구성의 예를 도시하는 블록 다이어그램이다.
본 개시내용의 다양한 예시적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 이제 상세히 설명될 것이다. 이 실시예들에서 기재된 컴포넌트들 및 단계들의 상대적 배열들, 수치 표현들, 및 수치 값들이, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 본 개시내용의 범위를 제한하지 않는다는 점에 유의해야 한다.
한편, 도면들에 도시된 각자의 부분들의 사이즈가 설명의 편의를 위해 실제 비례 관계로 그려져 있지 않다는 것이 이해되어야 한다.
적어도 하나의 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명은 단지 예시적인 것이며 본 개시내용, 그의 응용, 또는 사용들을 제한하는 것으로 결코 의도되지 않는다.
관련 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 기술들, 방법들, 및 장치들은 상세히 논의되지 않을 수 있지만 적절한 경우 본 명세서의 일부인 것으로 의도된다.
본 명세서에 도시되고 논의된 모든 예들에서, 임의의 특정의 값은 제한적인 것이 아니라 단지 예시적인 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 예시적인 실시예들의 다른 예들은 상이한 값들을 가질 수 있다.
이하의 도들에서 유사한 참조 번호들 및 문자들이 유사한 항목들을 지칭하고, 따라서 일단 항목이 하나의 도에서 정의되면, 후속 도들에서 그에 대한 추가 논의가 필요하지 않다는 것에 유의해야 한다.
본 개시내용에 따른 기술적 해결책들의 보다 나은 이해를 용이하게 하기 위해, 본 개시내용의 실시예들에 적용가능한 일부 무선 통신 기술들이 아래에서 간략하게 설명된다.
기지국 및 UE는 MIMO 기술을 지원하는 다수의 안테나들을 갖는다. MIMO 기술의 사용은 기지국 및 UE가 공간 다중화, 빔포밍, 및 송신 다이버시티를 지원하기 위해 공간 도메인을 활용할 수 있게 해준다. 공간 다중화는 상이한 데이터 스트림들을 동일한 주파수 상에서 동시에 전송하는 데 사용될 수 있다. 이 데이터 스트림들은 데이터 레이트를 증가시키기 위해 단일 UE로 전송될 수 있거나(이는 SU-MIMO 기술로 분류될 수 있음) 또는 전체 시스템 용량을 증가시키기 위해 다수의 UE들로 전송될 수 있다(이는 MU-MIMO 기술로 분류될 수 있음). 이것은 각각의 데이터 스트림을 공간적으로 프리코딩하고(즉, 기저대역에서 진폭 스케일링 및 위상 조정을 적용하고) 이어서 각각의 공간적으로 프리코딩된 스트림을 다수의 송신 안테나들을 통해 다운링크(DL) 상에서 기지국으로부터 UE로 전송하는 것에 의해 달성된다. 공간적으로 프리코딩된 데이터 스트림들은 상이한 공간 시그너처들로 UE(들)에 도달하며, 이는 UE(들) 각각이 그의 다수의 안테나들을 통해 데이터 스트림들을 수신하고 UE를 목적지로 하는 하나 이상의 데이터 스트림을 복구할 수 있게 해준다. UE로부터 기지국으로의 업링크(UL) 상에서, 각각의 UE는 공간적으로 프리코딩된 데이터 스트림들을 그의 다수의 안테나들을 통해 전송하며, 이는 기지국이 데이터 스트림들을 그의 안테나를 통해 수신하고 각각의 공간적으로 프리코딩된 데이터 스트림의 소스를 식별할 수 있게 해준다.
기저대역에서의 공간 프리코딩에 부가하여, 각각의 라디오 주파수 링크에 접속된 다수의 안테나들의 위상들이 빔포밍을 사용하여 특정의 방향으로 각자의 라디오 주파수 링크의 전송/수신 에너지를 포커싱하도록 조정될 수 있으며, 그에 의해 신호 전송/수신 강도를 개선시킬 수 있다. 본 개시내용의 이하의 실시예들에서 언급되는 빔들은 주로 이러한 방식으로 형성된다.
다음에, LTE(Long Term Evolution), NR(New Radio)에서의 사용자 평면 및 제어 평면에서 사용하기 위한 라디오 프로토콜 아키텍처가 설명된다. UE 및 eNB, gNB에서 사용하기 위한 라디오 프로토콜 아키텍처는 3개의 계층: 계층 1, 계층 2 및 계층 3으로 나타내어진다. 계층 1(L1 계층)은 최하위 계층이며 물리 계층에서의 다양한 신호 프로세싱 기능들을 구현한다. L1 계층은 본 명세서에서 물리 계층이라고 지칭될 것이다. 계층 2(L2 계층)는 물리 계층 위에 있으며 UE와 eNB, gNB 사이의 물리 계층 위의 링크를 담당한다.
사용자 평면에서, L2 계층은 MAC(Medium Access Control) 서브계층, RLC(Radio Link Control) 서브계층, 및 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 서브계층을 포함하며, 이들은 네트워크 측의 eNB, gNB에서 종단된다. UE는 네트워크 측의 PDN 게이트웨이에서 종단되는 네트워크 계층(예컨대, IP 계층), 및 접속의 다른 쪽 단부(예컨대, 원단(far end) UE, 서버 등)에서 종단되는 애플리케이션 계층을 포함한, L2 계층 위의 몇 개의 상위 계층을 또한 가질 수 있다.
PDCP 서브계층은 상이한 라디오 베어러들과 논리 채널들 사이의 다중화를 제공한다. PDCP 서브계층은 또한 라디오 전송 오버헤드를 감소시키기 위해 상위 계층 데이터 패킷들에 대한 헤더 압축을 제공하고, 데이터 패킷들을 암호화함으로써 보안을 제공하며, 각자의 eNB들, gNB들 사이에서의 UE들에 대한 핸드오버 지원을 제공한다. RLC 서브계층은 상위 계층 데이터 패킷들의 세그먼트화 및 재조립, 손실된 데이터 패킷들의 재전송, 및 HARQ(hybrid automatic repeat request)로 인한 비순차 수신을 보상하기 위한 데이터 패킷들의 재정렬을 제공한다. MAC 서브계층은 논리 채널들과 전송 채널들 사이의 다중화를 제공한다. MAC 서브계층은 또한 하나의 셀에서 UE들 간에 다양한 라디오 자원들(예컨대, 자원 블록들)을 할당하는 것을 담당한다. MAC 서브계층은 또한 HARQ 동작들을 담당한다.
제어 평면에서, UE 및 eNB, gNB에서 사용하기 위한 라디오 프로토콜 아키텍처는, 제어 평면에서 헤더 압축 기능이 없다는 것을 제외하고는, 물리 계층 및 L2 계층에 대해 실질적으로 동일하다. 제어 평면은 계층 3(계층 L3)에서의 RRC(Radio Resource Control) 서브계층을 추가로 포함한다. RRC 서브계층은 라디오 자원들(즉, 라디오 베어러들)을 획득하고 eNB, gNB와 UE 사이의 RRC 시그널링을 사용하여 하위 계층들을 구성하는 것을 담당한다.
기지국 측에 의해 구현되는 L1 계층(즉, 물리 계층)의 다양한 신호 프로세싱 기능들이 간략하게 설명된다. 이러한 신호 프로세싱 기능들은 UE에 대한 FEC(Forward Error Correction) 및 다양한 변조 스킴들(예컨대, BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), M-PSK(M-phase shift keying), M-QAM(M-quadrature amplitude modulation))에 기초한 신호 성상도들에 대한 매핑을 용이하게 하기 위한 코딩 및 인터리빙을 포함한다. 코딩되고 변조된 심벌들은 이어서 병렬 스트림들로 분할된다. 각각의 스트림은 이어서, 기준 신호와 함께, 시간 도메인 심벌들의 스트림을 운반하는 물리 채널을 생성하는 데 사용된다. 심벌 스트림은 공간적으로 프리코딩되어 복수의 공간 스트림들을 생성한다. 채널 추정치는 공간 프로세싱을 위해 코딩 및 변조 스킴을 결정하는 데 사용될 수 있다. 채널 추정치는 UE에 의해 전송되는 기준 신호 및/또는 채널 조건 피드백으로부터 도출될 수 있다. 각각의 공간 스트림은 이어서 별개의 송신기를 통해 상이한 안테나에 제공된다. 각각의 송신기는 전송을 위해 각자의 공간 스트림으로 RF 캐리어를 변조한다.
UE에서, 각각의 수신기는 그 각자의 안테나를 통해 신호를 수신한다. 각각의 수신기는 RF(Radio Frequency) 캐리어 상에 변조된 정보를 복구하고 L1 계층의 다양한 신호 프로세싱 기능들에 정보를 제공한다. 공간 프로세싱이 L1 계층에서 이 정보에 대해 수행되어 UE를 목적지로 하는 임의의 공간 스트림을 복구한다. 다수의 공간 스트림들이 UE를 목적지로 하는 경우, 이들은 단일 심벌 스트림으로 결합될 수 있다. 심벌 스트림은 이어서 시간 도메인으로부터 주파수 도메인으로 변환된다. 각각의 심벌은 물론 기준 신호는 eNB, gNB에 의해 전송될 가능성이 가장 높은 신호 성상도 포인트들을 결정함으로써 복구 및 복조된다. 이러한 소프트 결정들은 채널 추정치에 기초할 수 있다. 이러한 소프트 결정들은 이어서 디코딩되고 디인터리빙되어, 물리 채널 상에서 eNB, gNB에 의해 원래 전송되었던 데이터 및 제어 신호들을 복구한다. 이러한 데이터 및 제어 신호들은 이어서 프로세싱되기 위해 상위 계층들에 제공된다.
무선 통신 시스템에서의 빔 스위핑 프로세스가 도 1과 관련하여 아래에서 설명된다. 도 1에서 우측으로의 화살표는 기지국(1000)으로부터 단말 디바이스(1004)로의 다운링크 방향을 나타내고, 좌측으로의 화살표는 단말 디바이스(1004)로부터 기지국(1000)으로의 업링크 방향을 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(1000)은 nt_DL개의(nt_DL은 1보다 크거나 같은 자연수이고, 도 1에서 nt_DL = 9로서 예시됨) 다운링크 전송 빔들을 포함하고, 단말 디바이스(1004)는 nr_DL개의(nr_DL은 1보다 크거나 같은 자연수이고, 도 1에서 nr_DL = 5로서 예시됨) 다운링크 수신 빔들을 포함한다. 게다가, 도 1에 도시된 무선 통신 시스템에서, 예에 따르면, 기지국(1000)의 업링크 수신 빔들의 개수(nr_UL) 및 각각의 빔의 커버리지는 다운링크 전송 빔들의 것들과 동일하고, 단말 디바이스(1004)의 업링크 전송 빔들의 개수(nt_UL) 및 각각의 빔의 커버리지는 다운링크 수신 빔들의 것들과 동일하다. 그렇지만, 기지국의 업링크 수신 빔들 및 다운링크 전송 빔들의 커버리지 및 개수가 시스템 요구사항들 및 설정들에 따라 상이할 수 있고, 단말 디바이스에 대해서도 마찬가지라는 것이 이해되어야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 다운링크 빔 스위핑 프로세스에서, 기지국(1000)의 nt_DL개의 다운링크 전송 빔들 중 하나(예컨대, 빔(1002))는 nr_DL개의 다운링크 기준 신호들을 단말 디바이스(1004)에게 전송하고, 단말 디바이스(1004)는 nr_DL개의 다운링크 기준 신호들을 제각기 nr_DL개의 다운링크 수신 빔들을 통해 수신한다. 단말 디바이스(1004)는 nr_DL개의 다운링크 기준 신호들을 측정하며(예컨대, 다운링크 기준 신호들의 수신 신호 전력(예컨대, 기준 신호 수신 전력(RSRP)), 채널 품질(예컨대, 채널 품질 지시(CQI))을 측정하며, 그에 의해 단말 디바이스(1004)의 가장 강한 다운링크 수신 빔을 결정한다. 다음에, 기지국(1000)의 nt_DL개의 다운링크 전송 빔들 중, 예를 들어, 빔(1002)을 제외한 nt_DL-1개의 다운링크 전송 빔들은, 제각기, nt_DL-1개의 다운링크 기준 신호들을 단말 디바이스(1004)에게 전송하고, 단말 디바이스(1004)는 결정된 다운링크 수신 빔을 사용하여 nt_DL-1개의 다운링크 기준 신호들을 제각기 수신 및 측정하며, 그에 의해 기지국(1000)의 가장 강한 전송 빔을 결정한다.
업링크 빔 스위핑 프로세스는 다운링크 빔 스위핑 프로세스와 유사하며, 단말 디바이스(1004)의 nt_UL개의 업링크 전송 빔들 및 기지국(1000)의 nt_UL개의 업링크 수신 빔들은 단말 디바이스(1004)의 가장 강한 업링크 전송 빔 및 기지국(1000)의 가장 강한 업링크 수신 빔을 결정하기 위해 업링크 빔 스위핑을 수행하는 데 사용된다.
기지국의 업링크 수신 빔들 및 다운링크 전송 빔들의 커버리지 및 개수가 상이할 수 있고, 단말 디바이스의 업링크 전송 빔들 및 다운링크 수신 빔들의 커버리지 및 개수가 또한 상이할 수 있으며, 상기 결정 동작이 또한 유사하게 수행될 수 있음이 이해되어야 한다.
다운링크 빔 스위핑 및 업링크 빔 스위핑이 완료된 후에, 기지국 및 단말 디바이스의 결정된 가장 강한 전송 및 수신 빔들은 데이터 및/또는 제어 신호들의 후속 전송에 사용된다.
빔 스위핑을 통해 기지국 및 단말 디바이스의 가장 강한 전송 및 수신 빔들을 결정하는 상기 프로세스는 빔 트레이닝 프로세스라고도 지칭된다. 빔 트레이닝 프로세스 동안 수행되는 빔 스위핑들의 횟수는 빔 트레이닝 오버헤드에 의해 표현될 수 있다. 도 1에 도시된 빔 트레이닝 프로세스에서, 다운링크 빔 트레이닝 오버헤드는 nt_DL+nr_DL이고, 업링크 빔 트레이닝 오버헤드는 nt_UL+nr_UL이다.
그에 부가하여, 도 1에 도시된 빔 트레이닝 프로세스와 달리, 일부 빔 트레이닝 프로세스들에서, 기지국(1000) 및 단말 디바이스(1004)의 가장 강한 전송 및 수신 빔 쌍을 결정하기 위해, 기지국(1000) 및 단말 디바이스(1004)의 모든 전송 및 수신 빔 쌍들을 트래버스(traverse)할 필요가 있으며; 이 경우에, 다운링크 빔 트레이닝 오버헤드는 nt_DL×nr_DL이고, 업링크 빔 트레이닝 오버헤드는 nt_UL×nr_UL이다.
기지국 및 단말 디바이스의 수신 빔들 및 전송 빔들은 DFT(Discrete Fourier Transform) 벡터들에 의해 생성될 수 있다. 이하에서, 기지국 측에서의 다운링크 전송 빔이 설명을 위한 예로서 취해지고, 기지국 측에서의 업링크 수신 빔 및 단말 디바이스 측에서의 전송/수신 빔이 또한 유사한 방법에 의해 생성될 수 있다.
예를 들어, 기지국 측에서의 DFT 벡터(um)는 기지국의 하나의 다운링크 전송 빔을 지시할 수 있으며, 이는 수학식 1로서 표현되며:
[수학식 1]
Figure pct00001
어디서 nt는 기지국 측에 제공되는 송신 안테나들의 개수를 나타내고, O2는 오버샘플링 파라미터를 나타내며, m =0, 1, …, O2nt－1이다.
일반적으로, 안테나들의 개수(nt) 또는 O2와 nt의 곱이 클수록, 획득된 빔의 공간 지향성은 강하고 빔포밍 능력은 강하지만, 일반적으로 빔 폭은 좁다. 일부 실시예들에서, O2=1 및 nt=1이 취해질 수 있고, 결과적인 DFT 벡터(um)는 nt개의 요소들이 모두 1인 벡터이다.
위에서 설명된 빔 트레이닝 프로세스에서, 가장 적합한 전송 및 수신 빔들을 선택하기 위해 기지국 및 단말 디바이스의 모든 업링크 전송 및 수신 빔들 및 다운링크 전송 및 수신 빔들을 트래버스할 필요가 있다. 그러한 빔 트레이닝 프로세스는 많은 양의 시스템 자원들이 소비되는 것을 요구하고 높은 시스템 지연을 갖는다.
본 개시내용은 사전 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴을 제안하며, 여기서 사전 정보는 빔 스위핑에서 적절한 전송 및 수신 빔들의 보다 빠른 결정을 가능하게 해주기 위해 빔 스위핑이 수행될 전송 빔들 및 수신 빔들의 전송 순서 및 수신 순서를 결정하는 데 이용된다. 본 개시내용에 따른 사전 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴은 도 2 내지 도 14를 참조하여 아래에서 설명된다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스(2000)의 예시적인 구성을 예시하는 블록 다이어그램이다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스(2000)는 프로세싱 회로부(2010)를 포함할 수 있다. 전자 디바이스(2000)의 프로세싱 회로부(2010)는 전자 디바이스(2000)의 다양한 기능들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 전자 디바이스(2000)의 프로세싱 회로부(2010)는 제1 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스(2000)의 통신 방법을 수행하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 회로(2010)는 컴퓨팅 시스템에서의 기능들을 수행하는 디지털 회로부, 아날로그 회로부, 또는 혼합 신호(아날로그와 디지털의 조합) 회로부의 다양한 구현들을 지칭할 수 있다. 프로세싱 회로부는, 예를 들어, IC(Integrated Circuit), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 개별 프로세서 코어의 부분들 또는 회로들, 전체 프로세서 코어, 개별 프로세서, FPGA(Field Programmable Gate Array)와 같은 프로그래밍가능 하드웨어 디바이스, 및/또는 다수의 프로세서들을 포함하는 시스템과 같은 회로부를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세싱 회로부(2010)는, 나중에 설명되는 도 3에 예시된 제1 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스(2000)의 통신 방법에서의 단계(S3000) 및 단계(S3010)를, 제각기, 수행하도록 구성된, 전송 순서 결정 유닛(2020) 및 빔 스위핑 제어 유닛(2030)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스(2000)는 메모리(도시되지 않음)을 또한 포함할 수 있다. 전자 디바이스(2000)의 메모리는 프로세싱 회로부(2010)에 의해 생성되는 정보 및 전자 디바이스(2010)의 동작을 위한 프로그램들 및 데이터를 저장할 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 예를 들어, 메모리는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 및 플래시 메모리를 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다.
그에 부가하여, 전자 디바이스(2000)는 칩 레벨로 구현될 수 있거나, 또는 다른 외부 컴포넌트들을 포함함으로써 디바이스 레벨로 또한 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 디바이스(2000)는 전체적으로 제1 통신 디바이스로서 구현될 수 있고, 복수의 안테나들을 추가로 포함할 수 있다.
상기 유닛들이 유닛들에 의해 실현되는 특정 기능들에 따라 분할된 로직 모듈들에 불과하며, 특정 구현들을 제한하기 위해 사용되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 실제 구현에서, 상기 유닛들은 별개의 물리적 엔티티들로서 구현될 수 있거나, 또는 단일 엔티티(예컨대, 프로세서(CPU 또는 DSP 등), 집적 회로 등)에 의해 또한 구현될 수 있다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스 측에 대한 통신 방법을 예시하는 예시적인 플로차트이다. 통신 방법은 사전 정보에 기초하여 빔 트레이닝을 구현하고, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 전자 디바이스(2000)에서 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 단계(S3000)에서, 제1 통신 디바이스는, 사전 정보에 기초하여, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신에 대해 수행될 빔 스위핑에서 제1 통신 디바이스의 복수의 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정한다. 단계(S3010)에서, 제1 통신 디바이스는 결정된 전송 순서에 따라 빔 스위핑에서 복수의 전송 빔들을 사용하도록 제어한다.
일부 실시예들에서, 제1 통신 디바이스는 기지국이고, 제2 통신 디바이스는 단말 디바이스이며, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신은 다운링크 통신이다. 추가의 실시예들에서, 제1 통신 디바이스는 단말 디바이스이고, 제2 통신 디바이스는 기지국이며, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신은 업링크 통신이다.
일부 실시예들에서, 사전 정보는 제1 통신 디바이스의 복수의 전송 빔들이 데이터 전송에서 사용된 횟수를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사전 정보는 제2 통신 디바이스의 지리적 위치 정보를 포함할 수 있다.
사전 정보는 사전 기록(pre-recording), 사전 측정(pre-measuring) 등에 의해 제1 통신 디바이스에 의해 직접 획득될 수 있다. 사전 정보는 제2 통신 디바이스로부터의 피드백에 기초하여 제1 통신 디바이스에 의해 또한 획득될 수 있다. 사전 정보는 제2 통신 디바이스 이외의 다른 디바이스들로부터 제1 통신 디바이스에 의해 또한 획득될 수 있다. 그에 부가하여, 사전 정보는 제1 통신 디바이스 측 및 제2 통신 디바이스 측에 동시에 기록될 수 있다.
본 개시내용의 사전 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴에서, 빔 스위핑이 수행될 복수의 전송 빔들에 대한 전송 순서는 사전 정보에 기초하여 결정되고 결정된 전송 순서에 따른 빔 스위핑이 수행되며, 이는 데이터 및/또는 제어 신호들의 후속 전송을 위해, 빔 스위핑에서 적절한 전송 빔들의 보다 빠른 결정을 가능하게 해준다.
도 4는 본 개시내용에 따른 빔 트레이닝 스킴이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템(4000)을 예시하는 예시적인 개략 다이어그램이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 무선 통신 시스템(4000)은 기지국(4002) 및 복수의 단말 디바이스들(4004)을 포함한다. 기지국(4002)은 상이한 전송 방향들을 갖는 복수의 전송 빔들(40061, 40062, 40063, 및 40064)을 갖는다. 그에 부가하여, 단말 디바이스(4004)는 하나 이상의 수신 빔(도시되지 않음)을 가질 수 있다. 복수의 단말 디바이스들(4004)은, 제각기, 영역들(4008, 4010 및 4012)에 위치되고, 여기서 영역(4008)에서의 단말 디바이스들의 밀도는 영역들(4010 및 4012)에서의 단말 디바이스들의 밀도들보다 높다. 그에 부가하여, 기지국(4002)은, 예를 들어, 도 3을 참조하여 설명된 제1 통신 디바이스에 대응할 수 있고, 단말 디바이스(4004)는, 예를 들어, 도 3을 참조하여 설명된 제2 통신 디바이스에 대응할 수 있다.
무선 통신 시스템에서의 통신 동안 기지국의 복수의 전송 빔들이 데이터 전송에서 사용된 횟수는 상이할 수 있다. 그러한 차이는 도 4에 도시된 바와 같이 단말 디바이스들의 분포 밀도가 균일하지 않은 무선 통신 시스템에서 특히 더욱 현저하며, 조밀하게 분포된 단말 디바이스들로 지향되는 전송 빔들이 보다 많은 횟수로 사용될 수 있다. 본 개시내용의 발명자들은 횟수에 관한 그러한 정보가 수행될 빔 스위핑에서 전송 빔들의 전송 순서를 결정하기 위한 사전 정보로서 사전에 기록될 수 있음을 발견하였으며, 따라서 보다 많은 횟수로 사용되는 전송 빔들이 빔 스위핑에서 우선적으로 사용되며, 그에 의해 적절한 전송 빔이 빔 스위핑에서 보다 신속하게 결정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 사전 정보는 복수의 전송 빔들(40061, 40062, 40063, 및 40064)이 데이터 전송에서, 제각기, 사용된 사전 기록된 횟수를 포함할 수 있다. 기지국(4002)은 사전 정보에 기초하여 전송 빔들(40061, 40062, 40063, 및 40064)의 전송 순서를 결정하고, 결정된 전송 순서에 따라 빔 스위핑을 수행한다. 이하에서, 이 사전 정보는 전송 빔들의 횟수 기록 정보라고도 때때로 지칭된다.
일부 실시예들에서, 보다 많은 횟수로 사용된 전송 빔의 전송 순서가 보다 앞서도록(earlier), 전송 빔들의 전송 순서가 빔들의 사전 횟수 정보로부터 결정될 수 있다.
표 1은 전송 빔들의 횟수 기록 정보에 따라 결정된 전송 순서를 예시한다. 이 예에서, 전송 빔들(40061, 40062, 40063, 및 40064)의 횟수 기록 정보는, 제각기, 10, 20, 25, 및 15이다. 기지국(4002)은 전송 빔들(40061, 40062, 40063, 및 40064)의 전송 순서를 횟수 기록 정보에 따라 내림 차순으로 배열하며, 즉 전송 빔들(40061, 40062, 40063, 및 40064)의 전송 순서는, 제각기, 4, 2, 1, 및 3이다. 다음에, 기지국(4002)은 결정된 전송 순서에 따라 빔 스위핑에서 전송 빔들(40063, 40062, 40064, 40061)을 순서대로 사용한다.
전송 빔(40063)이 이전 데이터 전송에서 가장 빈번히 사용되기 때문에, 전송 빔(40063)이 수행될 빔 스위핑에서 적절한 전송 빔인 것으로 결정될 가능성이 가장 높고, 따라서 빔 스위핑에서 적절한 전송 빔을 상대적으로 신속하게 결정하는 것이 가능하다.
Figure pct00002
표 1에 보여진 전송 순서가 제한이 아니라 예에 불과하고, 전송 빔들의 횟수 기록 정보에 따라 결정된 전송 순서가 본 명세서에서 설명된 전송 순서로 제한되지 않으며, 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 개시내용의 교시 하에서 통신 시스템의 실제 상황들에 따라 사전 정보에 기초하여 전송 순서에 대한 규칙을 설계할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
일부 실시예들에서, 전송 빔들의 횟수 기록 정보는 복수의 전송 빔들이 기지국으로부터 기지국에 의해 제어되는 셀 내의 복수의 상이한 단말 디바이스들로의 데이터 전송들에서 제각기 사용되는 횟수를 포함할 수 있다. 이 횟수 기록 정보는 셀-특정 횟수 기록 정보라고 지칭될 수 있다.
예를 들어, 표 1에 보여지는 전송 빔(4006i (i =1, 2, 3, 또는 4))의 횟수 기록 정보는 전송 빔(4006i)이 복수의 단말 디바이스들(4008)에 의해 사용되는 횟수의 합일 수 있다. 이 합은 단말 디바이스들의 분포를 어느 정도 반영할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 영역(4008)에서의 단말 디바이스들의 밀도(4개의 단말 디바이스로서 예시됨)가 영역들(4010 및 4012)에서의 단말 디바이스들의 밀도(각각 하나의 단말 디바이스로서 예시됨)보다 높기 때문에, 영역(4008)으로 지향되는 전송 빔들(40062 및 40063)은 다른 영역들로 지향되는 전송 빔들보다 데이터 전송에서 더 많은 횟수로 사용된다.
이 실시예들에서, 보다 높은 사용자 분포 밀도를 갖는 영역으로 지향되는 전송 빔이 먼저 빔 스위핑에 사용될 수 있고, 단말 디바이스가, 후속 데이터 전송을 위해, 기지국의 적절한 전송 빔을 보다 신속하게 결정할 수 있도록, 빔 트레이닝은 셀-특정 횟수 기록 정보를 사용하여 수행된다. 그러한 실시예들은 사용자 분포 밀도가 균일하지 않은 무선 통신 환경들에 특히 적용가능하다.
일부 실시예들에서, 전송 빔들의 횟수 기록 정보는 기지국으로부터 동일한 하나의 단말 디바이스로의 데이터 전송에서 복수의 전송 빔들이 제각기 사용되는 횟수를 포함할 수 있다. 이 횟수 기록 정보는 UE-특정 횟수 기록 정보라고 지칭될 수 있다. 예를 들어, 표 1에 보여지는 전송 빔(4006i (i =1, 2, 3, 또는 4))의 횟수 기록 정보는 전송 빔(4006i)이 단일 단말 디바이스(4004)에 의해 사용되는 횟수를 지시할 수 있다.
이 실시예들에서, 각각의 단말 디바이스의 빔 스위핑 프로세스가 목표한 방식으로 최적화될 수 있도록, 빔 트레이닝은 UE-특정 횟수 기록 정보를 사용하여 수행되며, 이것은 단말 디바이스의 위치가 상대적으로 고정되어 있는 시나리오(예를 들어, 근무 시간에 사무실에서 및 야간에 집에서) 또는 단말 디바이스가 사물 인터넷(Internet of things)에서 고정된 위치를 갖는 스마트 전기 계량기와 같은 사물 인터넷 디바이스인 시나리오에 특히 적합하다. 그러한 시나리오에서, UE-특정 횟수 기록 정보는 빔 트레이닝을 위한 범위를 선택하는 데 또한 사용될 수 있으며, 예를 들어, 일부 전송 빔들이 특정 UE에 의해 결코 또는 거의 사용되지 않는다면, 이러한 전송 빔들은 나중의 시간 기간 동안 빔 트레이닝으로부터 제외될 수 있으며, 즉 후속 트레이닝을 위한 전송 빔들의 서브세트가 결정될 수 있으며, 이는 빔 스위핑의 오버헤드를 추가로 감소시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는, 전송 빔들의 횟수 정보는 시간 관련 정보를 또한 포함하며, 예를 들어, 하루의 24 시간이 몇 개의 시간 간격들로 분할되고, 각각의 시간 간격에서의 단말의 위치의 특성들에 적응하기 위해, 각각의 시간 간격에 대해 표 1에 보여진 바와 같은 정보가 제각기 기록된다.
일부 실시예들에서, 사전 정보는 기지국 측에 사전 기록될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 데이터 전송에서 실제로 사용되는 전송 빔들을 카운팅하고 기록한다. 일부 다른 실시예들에서, 사전 정보는 단말 디바이스 측에 사전 기록될 수 있고, 기지국은 단말 디바이스로부터의 피드백을 통해 사전 정보를 취득한다. 그에 부가하여, 기지국과 단말 디바이스는 사전 정보를 동시에 기록하고 유지할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사전 기록된 사전 정보는 데이터 전송이 한 번 이루어질 때마다 업데이트될 수 있다.
도 4는 본 개시내용의 빔 트레이닝 방법이 제1 통신 디바이스가 기지국이고 제2 통신 디바이스가 단말 디바이스인 무선 통신 시스템(4000)의 다운링크 통신에 적용되는 경우를 예시한다. 본 개시내용에 따른 빔 트레이닝 스킴이 제1 통신 디바이스가 단말 디바이스이고 제2 통신 디바이스가 기지국인 무선 통신 시스템의 업링크 통신에 동일하게 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다.
무선 통신 시스템의 통신 프로세스에서, 단말 디바이스의 지리적 위치는 기지국의 전송 빔의 선택에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 상대적으로 분산된 분포를 갖는 적은 수의 단말 디바이스들의 경우에, 단말 디바이스의 지리적 위치는 전송 빔의 선택에 큰 영향을 미친다. 본 개시내용의 발명자들은, 데이터 통신에 사용될 가능성이 보다 높은 전송 빔들이 빔 스위핑에 우선적으로 사용되고, 그에 의해 빔 스위핑에서 적절한 전송 빔을 보다 신속하게 결정하도록, 그러한 지리적 위치 정보가 수행될 빔 스위핑에서 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정하는 데 사전 정보로서 사용될 수 있음을 발견하였다. 본 개시내용에 따른 지리적 위치 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴은 도 5를 참조하여 아래에서 상세히 설명될 것이다.
도 5는 본 개시내용에 따른 빔 트레이닝 스킴이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템(5000)을 예시하는 예시적인 개략 다이어그램이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 무선 통신 시스템(5000)은 기지국(5002) 및 복수의 단말 디바이스들(5004)을 포함한다. 기지국(5002)은 전송 방향들이 상이한 복수의 전송 빔들(50061, 50062, 50063, 50064 및 50065)을 갖는다. 단말 디바이스(5004)는 특정한 위치에 위치될 수 있고 하나 이상의 수신 빔(도시되지 않음)을 가질 수 있다. 그에 부가하여, 기지국(5002)은, 예를 들어, 도 3을 참조하여 설명된 제1 통신 디바이스에 대응할 수 있고, 단말 디바이스(5004)는, 예를 들어, 도 3을 참조하여 설명된 제2 통신 디바이스에 대응할 수 있다.
일부 실시예들에서, 사전 정보는 단말 디바이스(5004)의 지리적 위치 정보를 포함할 수 있다. 기지국(5002)은 지리적 위치 정보로부터 전송 빔들(50061, 50062, 50063, 50064 및 50065)에 대한 전송 순서를 결정하고, 결정된 전송 순서에 따라 빔 스위핑을 수행한다.
일부 실시예들에서, 지리적 위치 정보에 의해 지시된 지리적 위치에 보다 가까운 방향을 가리키는 전송 빔의 전송 순서가 보다 앞서도록, 전송 빔들에 대한 전송 순서는 지리적 위치 정보로부터 결정될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 기지국(5002)으로부터 단말 디바이스(5004)로의 파선 화살표(5008)는 단말 디바이스(5004)의 지리적 위치를 가리키는 방향을 지시한다. 일부 실시예들에서, 파선 화살표(5008)의 방향에 보다 가까운 지향 방향(pointing direction)을 갖는 전송 빔의 전송 순서가 보다 앞서도록, 전송 빔들(50063, 50062, 50064, 50061, 50065)은, 전송 빔이 가리키는 방향이 화살표(5008)가 가리키는 방향에 대해 얼마나 가까운지에 따라, 순서대로 빔 스위핑에 사용될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 화살표(5008)의 지향 방향에 가장 가까운 지향 방향을 갖는 전송 빔이 먼저 결정될 수 있고, 이어서 전송 빔은 중간 빔(middle beam)으로서 역할하고 그 양측에 있는 빔들이 순서대로 시퀀싱되며, 빔 스위핑은 전송 순서에 따라 수행된다.
이 예에서, 전송 빔(50063)이 지향되는 방향이 단말 디바이스의 지리적 위치에 가장 가깝기 때문에, 적절한 전송 빔이 빔 스위핑에서 보다 신속하게 결정될 수 있도록, 전송 빔(50063)이 수행될 빔 스위핑에서 적절한 전송 빔으로 결정될 가능성이 가장 높다.
일부 실시예들에서, 기지국(5002)은 단말 디바이스(5004)의 지리적 위치 정보에 기초하여 후보 전송 빔 세트를 결정할 수 있고, 여기서 후보 전송 빔 세트 내부의 전송 빔들은 빔 스위핑에서 적절한 전송 빔들로서 결정될 가능성이 보다 높고, 후보 전송 빔 세트 외부의 전송 빔들은 빔 스위핑에서 적절한 전송 빔들로서 결정될 가능성이 보다 낮다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 미리 결정된 임계치(θ)의 범위 내에서(도 5에서 2개의 점선 내에서) 화살표(5008)의 지향 방향과 상이한 지향 방향들을 갖는 전송 빔들{50062, 50063, 50064}은 후보 전송 빔 세트로서 취해질 수 있다. 후보 빔 세트 내부의 전송 빔들에 대해, 전송 순서는 위에서 설명된 바와 같이 단말 디바이스의 지리적 위치에 따라 결정될 수 있다. 후보 빔 세트 외부의 전송 빔들에 대해, 이들은 빔 스위핑에 사용되지 않을 수 있다. 이러한 방식으로, 빔 스위핑에 사용되는 전송 빔들의 개수가 감소될 수 있고, 그에 의해 빔 트레이닝 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 부가적으로, 후보 빔 세트 외부의 전송 빔들은 또한 후보 빔 세트 내부의 모든 전송 빔들 이후에 큐잉될 수 있다.
일부 실시예들에서, 미리 결정된 임계치(θ)는 단말 디바이스의 지리적 위치의 정확도에 기초하여 조정될 수 있다. 단말 디바이스의 지리적 위치의 정확도가 낮을 때, 미리 결정된 임계치(θ)는 후보 전송 빔 세트의 범위를 좁히기 위해 보다 작게 설정될 수 있고, 그에 의해 빔 트레이닝 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 단말 디바이스의 지리적 위치의 정확도가 낮을 때, 미리 결정된 임계치(θ)는 후보 전송 빔 세트의 범위를 확장시키기 위해 보다 크게 설정될 수 있고, 그에 의해 빔 스위핑 프로세스 동안 적절한 전송 빔이 결정될 수 있도록 보장할 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 개시내용의 지리적 위치 정보에 따른 빔 트레이닝 스킴은 수직 방향에서의 빔 트레이닝 프로세스에 적용될 수 있다. 예를 들어, 지면에 보다 수직으로 지향하는 전송 빔의 전송 순서가 보다 앞서게 될 수 있다. 실제 무선 통신 시스템에서, 수직 방향에서의 사용자들의 분포가 지면 상에 보다 집중되기 때문에, 수직 방향에서의 전송 빔은 그러한 빔 트레이닝을 수행함으로써 보다 신속하게 결정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 단말 디바이스의 지리적 위치 정보는 GPS와 같은 위치결정 시스템에 의해 취득될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 위치 정보에 따라 수행될 빔 스위핑에서 기지국의 복수의 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정하기 위해, 매크로셀 기지국은 저주파 대역 제어 신호를 통해 단말 디바이스의 위치 정보를 취득하고, 마이크로셀 기지국은 백홀 링크(예컨대, 밀리미터파 백홀 링크)를 통해 매크로셀로부터 단말 디바이스의 위치 정보를 취득한다.
단말 디바이스의 지리적 위치 정보의 취득이 본 발명에서 설명된 방식으로 제한되지 않으며, 단말 디바이스의 지리적 위치 정보가 다른 방식들로 취득될 수 있음이 이해되어야 한다.
도 5는 본 개시내용의 빔 트레이닝 방법이 제1 통신 디바이스가 기지국이고 제2 통신 디바이스가 단말 디바이스인 무선 통신 시스템(5000)의 다운링크 통신에 적용되는 경우를 예시한다. 본 개시내용에 따른 빔 트레이닝 스킴이 제1 통신 디바이스가 단말 디바이스이고 제2 통신 디바이스가 기지국인 무선 통신 시스템의 업링크 통신에 동일하게 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다.
사전 정보가 전송 빔들의 횟수 기록 정보 및 지리적 위치 정보인 경우들이, 제각기, 도 4 및 도 5를 참조하여 위에 설명되어 있다. 본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 사전 정보는 전송 빔들의 횟수 기록 정보 및 지리적 위치 정보 둘 다를 포함할 수 있다. 전송 빔들에 대한 전송 순서가 전송 빔들의 횟수 기록 정보 및 지리적 위치 정보에 기초하여 결정되는 실시예가 도 5 및 도 6을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스가 전송 빔들의 전송 순서를 결정하는 것을 예시하는 예시적인 흐름 다이어그램이다. 제1 통신 디바이스는, 예를 들어, 도 5에서의 기지국(5002)에 대응하고, 제2 통신 디바이스는, 예를 들어, 도 5에서의 단말 디바이스(5004)에 대응한다.
단계(S6000)에서, 기지국(5002)은, 단말 디바이스(5004)의 지리적 위치 정보로부터, 지향하는 지리적 위치가 지리적 위치 정보에 의해 지시된 지리적 위치로부터 미리 결정된 임계치 미만만큼 벗어나는(예컨대, 방향의 벗어남(deviation)이 θ 미만인) 하나 이상의 전송 빔을 결정한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 결정된 하나 이상의 전송 빔은 전송 빔 세트{50062, 50063, 50064}이다.
단계(S6010)에서, 기지국은 전송 빔 세트{50062, 50063, 50064} 내의 각각의 전송 빔의 기록 횟수 정보로부터 전송 빔 세트 내의 각각의 전송 빔의 전송 순서를 결정한다. 일부 실시예들에서, 기지국은 전송 빔들의 기록 횟수 정보로부터 전송 빔 세트 내의 각각의 전송 빔의 전송 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 보다 많은 횟수로 사용된 전송 빔의 전송 순서를 보다 앞서게 배열할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 기지국은 단말 디바이스의 지리적 위치 정보에 기초하여 전송 빔 세트 내의 각각의 전송 빔의 전송 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 지향 방향이 화살표(5008)의 지향 방향에 보다 가까운 전송 빔의 전송 순서를 보다 앞서게 배열할 수 있다.
단계(S6020)에서, 기지국은 전송 빔 세트 외부의 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정한다. 일부 실시예들에서, 기지국은 전송 빔 세트 외부의 전송 빔들을 큐잉하지 않을 수 있으며, 즉 이러한 전송 빔들을 빔 스위핑에 사용하지 않을 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 기지국은 전송 빔 세트 내부의 모든 전송 빔들 이후에 전송 빔 세트 외부의 전송 빔들을 큐잉할 수 있다. 그에 부가하여, 전송 빔 세트 외부의 전송 빔들에 대한 전송 순서에 관해, 전송 빔들의 전송 순서는 전송 빔들의 횟수 기록 정보에 따라 결정될 수 있거나, 또는 전송 빔들의 전송 순서는 지리적 위치 정보에 따라 결정될 수 있다.
사전 정보에 따라 전송 빔들의 전송 순서를 결정하는 실시예들은 도 4 내지 도 6을 참조하여 위에서 설명되었다. 전송 순서가 결정된 후에, 제1 통신 디바이스는 결정된 전송 순서에 따라 빔 스위핑에서 복수의 전송 빔들을 사용하도록 제어한다.
일부 실시예들에서, 제1 통신 디바이스는, 전송 순서가 보다 앞서게 배열된 전송 빔이 먼저 전송되도록, 복수의 전송 빔들이 결정된 전송 순서에 따라 전송되는 시간 시퀀스를 조정한다. 그에 부가하여, 제1 통신 디바이스는 전송 순서에 따라 각각의 전송 빔에 의해 점유되는 시간-주파수 자원들을 조정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전송될 각각의 타깃 빔에 대해, 제1 통신 디바이스는 타깃 빔을 생성하기 위한 다수의 안테나들의 위상 시프터들의 위상 값 조합을 조정하고 빔 스위핑을 위해 조정된 시간-주파수 자원들 상에서 타깃 빔을 전송할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신의 동기화 페이즈에서, 복수의 전송 빔들은 결정된 전송 순서에 따라 빔 스위핑에 사용될 수 있다. 동기화 페이즈에서 수행되는 빔 트레이닝은 이후부터 동기화 페이즈 빔 트레이닝이라고 지칭된다.
다운링크 동기화 페이즈에서, 기지국은 다운링크 동기화를 수행하기 위해 복수의 전송 빔들을 사용하여 복수의 다운링크 동기화 신호들(SS들)을 셀 내의 복수의 단말 디바이스들에게 전송할 수 있다. 복수의 다운링크 SS들은 셀 전체의 범위를 커버할 수 있는 다운링크 SS 블록을 형성한다. 일부 실시예들에서, 기지국은, 다운링크 동기화 페이즈 빔 트레이닝을 수행하기 위해, 결정된 전송 순서에 따라 복수의 전송 빔들을 사용하여 복수의 다운링크 SS들을 셀 내의 복수의 단말 디바이스들에게 전송할 수 있다.
업링크 동기화 페이즈에서, 단말 디바이스는 업링크 PRACH(physical random access signal)를 통해 기지국과 업링크 동기화를 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단말 디바이스는 결정된 전송 순서에 따라 복수의 전송 빔들을 사용하여 PRACH를 기지국에게 전송할 수 있으며, 그에 의해 업링크 동기화 페이즈 빔 트레이닝을 수행할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신의 데이터 전송 페이즈에서, 복수의 전송 빔들은 결정된 전송 순서에 따라 빔 스위핑에 사용될 수 있다. 데이터 전송 페이즈에서 수행되는 빔 트레이닝은 이후부터 데이터 전송 페이즈 빔 트레이닝이라고 지칭된다.
다운링크 데이터 전송 페이즈에서, 기지국은 다운링크 채널 상태를 측정하기 위해 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal)를 각각의 단말 디바이스에게 전송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기지국은 결정된 전송 순서에 따라 복수의 전송 빔들을 사용하여 CSI-RS를 단말 디바이스에게 전송할 수 있고, 그에 의해 다운링크 데이터 전송 페이즈 빔 트레이닝을 수행할 수 있다.
업링크 데이터 전송 페이즈에서, 단말 디바이스는 업링크 채널 품질을 측정하기 위해 SRS(Sounding Reference Signal)를 기지국에게 전송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단말 디바이스는 결정된 전송 순서에 따라 SRS를 기지국에게 전송할 수 있으며, 그에 의해 업링크 데이터 전송 페이즈에서 빔 트레이닝을 수행할 수 있다.
본 개시내용의 실시예에 따르면, 동기화 페이즈 및 데이터 전송 페이즈에서의 빔 트레이닝은 개별적으로 또는 조합하여 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 동기화 페이즈 빔 트레이닝 이후에, 데이터 전송 페이즈 빔 트레이닝이 동기화 페이즈 빔 트레이닝의 결과들을 사용하여 수행될 수 있다. 그러한 빔 트레이닝은 이후부터 2-페이즈 빔 트레이닝이라고 지칭된다. 본 개시내용에 따른 2-페이즈 빔 트레이닝은 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 7은 2-페이즈 빔 트레이닝의 예시적인 개략 다이어그램을 예시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 기지국(7002)은 대략적인(coarse) 전송 빔을 사용하여 동기화 페이즈 빔 트레이닝을 수행하고 미세한(fine) 전송 빔을 사용하여 데이터 전송 페이즈 빔 트레이닝을 수행한다. 그에 부가하여, 예시의 간단함을 위해, 단말 디바이스가 도 7에 묘사되어 있지 않다.
도 8은 2-페이즈 빔 트레이닝의 예시적인 시그널링 다이어그램을 예시하고, 여기서 단계들(S8000 내지 S8020)은 동기화 페이즈 빔 트레이닝을 위한 것이고 단계들(S8030 내지 S8050)은 데이터 전송 페이즈 빔 트레이닝을 위한 것이다.
동기화 페이즈 빔 트레이닝에서, 단계(S8000)에서, 기지국(7002)은 셀에 대한 사전 정보에 기초하여 동기화 페이즈 빔 스위핑에서 기지국(7002)의 복수의 대략적인 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정한다. 일부 실시예들에서, 셀에 대한 사전 정보는 셀 내의 단말 디바이스들의 셀-특정 횟수 기록 정보 및/또는 지리적 위치 정보를 포함할 수 있다.
단계(S8010)에서, 기지국(7002)은 결정된 전송 순서에 따라 복수의 대략적인 전송 빔들을 사용하여 동기화 페이즈 빔 스위핑을 수행한다. 일부 실시예들에서, 기지국(7002)은 동기화 페이즈 빔 스위핑을 위해 복수의 대략적인 전송 빔들을 사용하여 복수의 다운링크 동기화 신호들을 셀 내의 복수의 단말 디바이스들에게 전송할 수 있다.
상기 단계들(S8000 및 S8010)은, 제각기, 도 3을 참조하여 위에서 설명된 단계들(S3000 및 S3010)에 대응할 수 있다.
단계(S8020)에서, 단말 디바이스는 최적의 대략적인 전송 빔을 기지국에 피드백한다. 일부 실시예들에서, 단말 디바이스는 다운링크 동기화 신호를 측정하고, 측정 결과에 따라 최적의 대략적인 전송 빔을 피드백한다. 단말 디바이스로부터 기지국(7002)에 피드백되는 최적의 대략적인 전송 빔(7004)은 도 7에 도시되어 있다.
데이터 전송 페이즈 빔 트레이닝에서, 기지국은 동기화 페이즈 빔 트레이닝에 의해 결정된 최적의 대략적인 전송 빔(7004)의 범위 내의 미세한 전송 빔들을 사용하여 빔 스위핑을 수행한다.
구체적으로는, 단계(S8030)에서, 기지국(7002)은 단말 디바이스에 대한 사전 정보에 기초하여 데이터 전송 페이즈 빔 스위핑에서 최적의 대략적인 전송 빔(7004)의 범위 내의 복수의 미세한 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정한다. 일부 실시예들에서, 단말 디바이스에 대한 사전 정보는 제2 단말 디바이스의 UE-특정 횟수 기록 정보 및/또는 지리적 위치 정보를 포함할 수 있다.
단계(S8040)에서, 기지국(7002)은 결정된 전송 순서에 따라 복수의 미세한 전송 빔들을 사용하여 데이터 전송 페이즈 빔 스위핑을 수행한다. 일부 실시예들에서, 기지국(7002)은 데이터 전송 페이즈 빔 스위핑을 수행하기 위해 복수의 미세한 전송 빔들을 사용하여 CSI-RS를 단말 디바이스에게 전송할 수 있다.
상기 단계들(S8000 및 S8010)은, 제각기, 도 3을 참조하여 위에서 설명된 단계들(S3000 및 S3010)에 대응할 수 있다.
단계(S8050)에서, 단말 디바이스는 최적의 미세한 전송 빔을 기지국에 피드백한다. 일부 실시예들에서, 단말 디바이스는 CSI-RS를 측정하고, 측정 결과에 따라 최적의 미세한 전송 빔을 피드백한다. 단말 디바이스로부터 기지국(7002)에 피드백되는 최적의 미세한 전송 빔(7006)은 도 7에 도시되어 있다.
도 7 및 도 8은 다운링크 통신에서의 2-페이즈 빔 트레이닝의 프로세스를 예시한다. 본 개시내용의 실시예들에 따른 2-페이즈 빔 트레이닝이 업링크 통신에서 또한 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 업링크 통신에서, 단말 디바이스는, 최적의 대략적인 전송 빔을 결정하기 위해, 동기화 페이즈 빔 스위핑을 수행하기 위해 복수의 대략적인 전송 빔들을 사용하여 PRACH를 전송할 수 있다. 다음에, 단말 디바이스는, 최적의 미세한 전송 빔을 결정하기 위해, 데이터 전송 페이즈 빔 스위핑을 수행하기 위해 최적의 대략적인 전송 빔의 범위 내의 복수의 미세한 전송 빔들을 사용하여 SRS를 전송한다.
그에 부가하여, 동기화 페이즈에서, 보통 적은 수의 대략적인 전송 빔들이 있으며, 시스템 오버헤드 및 지연이 허용될 때, 그 빔 트레이닝 대신에, 도 1에 도시된 바와 같은 전통적인 빔 트레이닝이 수행될 수 있다. 데이터 전송 스테이지에서, 데이터 전송 페이즈에서의 빔 트레이닝은 동기화 페이즈에서의 전통적인 빔 트레이닝의 결과에 따라 수행된다.
도 9는 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스(9000)의 예시적인 구성을 예시하는 블록 다이어그램이다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스(9000)는 프로세싱 회로부(9010)를 포함할 수 있다. 전자 디바이스(9000)의 프로세싱 회로(9010)는 전자 디바이스(9000)의 다양한 기능들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 전자 디바이스(9000)의 프로세싱 회로부(9010)는 제1 통신 디바이스 측에서 사용되는 전자 디바이스(9000)에 대한 통신 방법을 수행하도록 구성될 수 있다.
전자 디바이스(9000)는, 피드백 정보 취득 유닛(9040) 및 데이터 전송 제어 유닛(9050)을 추가로 포함하는 것을 제외하고는, 도 2를 참조하여 위에서 설명된 전자 디바이스(2000)와 동일한 구성을 가지며, 여기서 전송 순서 결정 유닛(9020) 및 빔 스위핑 제어 유닛(9030)은, 제각기, 도 2에서의 전송 순서 결정 유닛(2020) 및 빔 스위핑 제어 유닛(2030)에 대응한다. 일부 실시예들에서, 전송 순서 결정 유닛(9020), 빔 스위핑 제어 유닛(9030), 피드백 정보 취득 유닛(9040), 및 데이터 전송 제어 유닛(9050)은, 제각기, 나중에 설명되는 도 10에 예시된 제1 통신 디바이스 측에서 사용되는 전자 디바이스(9000)의 통신 방법에서 단계들(S10000 내지 S10030)을 실행하도록 구성된다.
도 10은 본 개시내용의 실시예에 따른 제1 통신 디바이스 측에서 사용하기 위한 통신 방법을 예시하는 예시적인 플로차트이다. 이 통신 방법은, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같은 전자 디바이스(9000)에 대해 사용될 수 있다.
도 10에서의 단계들(S10000 및 S10010)은, 제각기, 도 3을 참조하여 설명된 단계들(S3000 및 S3010)에 대응하고, 여기서 또다시 설명되지 않는다.
단계(S10020)에서, 제1 통신 디바이스는 제2 통신 디바이스로부터 피드백 정보를 취득하고, 피드백 정보는 제1 통신 디바이스의 복수의 전송 빔들 중 제1 전송 빔을 지시하며, 여기서 제1 전송 빔에 의해 전송된 기준 신호에 대한 제2 통신 디바이스의 수신 품질은 미리 결정된 임계치(μ)보다 높다. 단계(S10030)에서, 제1 통신 디바이스는 통신의 데이터 전송에서 제1 전송 빔을 사용하도록 제어한다.
이 실시예에서, 통신의 데이터 전송에 사용하기 위한 적절한 전송 빔이 모든 전송 빔들을 스위핑할 필요 없이 결정될 수 있기 때문에, 빔 스위핑의 속도가 증가될 수 있고 시스템 지연이 감소될 수 있다.
일부 실시예들에서, 미리 결정된 임계치(μ)는 빔 트레이닝 오버헤드와 빔포밍 이득 사이에서 동적으로 조정하도록 적절하게 설정될 수 있다. 미리 결정된 임계치(μ)가 높게 설정될 때, 피드백되는 제1 전송 빔은 최적의 전송 빔일 수 있다. 그에 따라, 제1 전송 빔을 피드백하기 위해 요구되는 빔 스위핑의 오버헤드가 또한 클 수 있다. 미리 결정된 임계치(μ)가 낮게 설정될 때, 피드백되는 제1 전송 빔은 최적의 전송 빔이 아니라 서비스에 사용될 수 있고 요구된 수신 품질을 충족시키는 이용가능한 빔일 수 있다. 그에 따라, 그러한 제1 전송 빔을 피드백하기 위해 요구되는 빔 스위핑의 오버헤드가 작을 수 있다.
그에 부가하여, 제1 통신 디바이스가 nt개의 송신 안테나를 사용하여 nt개의 직교 전송 빔을 제공할 때, 최적의 전송 빔은 적절한 미리 결정된 임계치(μ)를 선택함으로써 획득될 수 있다. 그렇지만, 오버샘플링이 발생할 때, 즉 nt개의 송신 안테나가 nt개 초과의 전송 빔을 제공할 때(예컨대, nt개의 송신 안테나가 4배 오버샘플링으로 4nt개의 전송 빔을 제공할 때), 미리 결정된 임계치(μ)를 선택하는 것은 일반적으로 최적의 전송 빔을 결과할 수 없지만, 서비스에 사용될 수 있고 요구된 수신 품질을 충족시키는 이용가능한 전송 빔을 결과할 수 있다.
일부 실시예들에서, 미리 결정된 임계치(μ)는 제2 통신 디바이스에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 디바이스는 통신 채널의 조건에 따라 그 자신의 수신 품질 요구사항을 충족시키는 미리 결정된 임계치(μ)를 결정할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 미리 결정된 임계치(μ)는 제1 통신 디바이스에 의해 제2 통신 디바이스에게 통지될 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 디바이스가 기지국이고 제2 통신 디바이스가 단말 디바이스인 경우에, 셀 내의 복수의 단말 디바이스들의 조건들에 따라 미리 결정된 임계치(μ)가 기지국에 의해 각각의 단말 디바이스에게 통지될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호는, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신이 다운링크 통신인지 또는 업링크 통신인지, 동기화 페이즈 통신인지 또는 데이터 전송 페이즈 통신인지에 따라, SS, PRACH, CSI-RS, SRS 중 하나일 수 있다. 그에 부가하여, 기준 신호는 위에서 열거된 바와 같은 유형들로 제한되지 않으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 무선 통신 시스템의 실제 조건들에 따라 상이한 기준 신호들을 채택할 수 있다.
표 2는, 제2 통신 디바이스에 의해, 제1 통신 디바이스의 상이한 전송 순서들의 전송 빔들에 의해 전송되는 기준 신호들을 수신하는 수신 품질을 예시한다. 미리 결정된 임계치 μ = 1인 것으로 가정하면, 전송 순서가 "2"인 전송 빔의 기준 신호에 대한 제2 통신 디바이스에 의한 수신 품질(Q)은 미리 결정된 임계치(μ)보다 큰 1.1이고, 따라서 전송 순서가 "2"인 전송 빔은 제1 전송 빔으로서 결정되고, 제1 전송 빔을 지시하는 피드백 정보가 제1 통신 디바이스에게 전송된다.
Figure pct00003
일부 실시예들에서, 피드백 정보는, 표 2에 보여지는 제1 전송 빔의 전송 순서 "2"와 같은, 제1 전송 빔의 전송 순서를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 피드백 정보는 제1 전송 빔의 인덱스를 지시하는 정보를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 전송 순서가 "2"인 전송 빔이 40062라는 것을 표 1을 참조하여 알 수 있고, 피드백 정보는 전송 빔(40062)의 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 피드백 정보는 제1 전송 빔(예컨대, 전송 빔(40062))이 대응하는 안테나 포트를 지시하는 정보를 또한 포함할 수 있다. 그에 부가하여, 피드백 정보는 제1 전송 빔(예컨대, 전송 빔(40062))을 지시하기 위한 CRI(CSI-RS Resource Indicator)를 또한 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전송 순서가 제1 전송 빔보다 선행하는 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호에 대한 제2 통신 디바이스에 의한 수신 품질은 미리 결정된 임계치(μ) 미만이다. 예를 들어, 표 2에 보여지는 바와 같이, 기준 신호에 대한 수신 품질이 처음으로 미리 결정된 임계치(μ = 1) 초과일 때, 기준 신호에 대응하는 전송 빔(전송 순서는 "2"임)은 제1 전송 빔으로서 결정되고, 제1 통신 디바이스에 피드백이 이루어진다.
일부 실시예들에서, 제1 통신 디바이스가 제2 통신 디바이스로부터 피드백 정보를 취득할 때 제1 통신 디바이스는 빔 스위핑을 중지한다. 이 실시예에서, 제1 통신 디바이스는 다른 전송 빔들을 사용하여 빔 스위핑을 계속함이 없이 데이터 전송을 위해 제1 전송 빔을 사용할 수 있고, 그에 의해 빔 트레이닝 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 전송 빔들의 전송 순서가 사전 정보에 기초하여 결정되고, 보다 이른 전송 순서를 갖는 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호에 대한 수신 품질이 보다 늦은 전송 순서를 갖는 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호에 대한 수신 품질보다 높을 가능성이 보다 많기 때문에, 미리 결정된 임계치 초과의 수신 품질을 갖는 기준 신호에 대응하는 전송 빔을 사용하기로 결정된 후에 나머지 전송 빔들이 스위핑되지 않더라도, 앞서는 품질들을 갖는 전송 빔들이 사용되는 것이 실질적으로 보장될 수 있다.
일부 다른 실시예들에서, 제1 통신 디바이스가 제2 통신 디바이스로부터 피드백 정보를 취득하는 동안 제1 통신 디바이스는 빔 스위핑을 계속 수행한다. 예를 들어, 제1 통신 디바이스가 기지국이고 제2 통신 디바이스가 단말 디바이스인 경우에, 기지국이 하나의 단말 디바이스로부터 피드백 정보를 취득할 때, 기지국은 기지국에 의해 제어되는 셀 내의 다른 단말 디바이스들에 대한 빔 스위핑을 계속 수행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전송 빔들 중에서, 전송 순서가 제1 전송 빔보다 선행하는 제2 전송 빔은 빔 스위칭을 위한 후보 전송 빔으로서 사용될 수 있으며, 여기서 제2 통신 디바이스에 의한 제2 전송 빔에 대한 수신 품질은 제1 전송 빔에 대한 수신 품질에 이어 두번째이다. 예를 들어, 표 2에 보여지는 전송 순서가 "1"인 전송 빔은 제2 전송 빔, 즉 빔 스위칭을 위한 후보 전송 빔으로서 역할할 수 있고, 전송 순서가 "2"인 제1 전송 빔이 통상적으로 사용될 수 없는 경우에, 제2 전송 빔을 사용하도록 스위칭된다.
일부 실시예들에서, 제1 통신 디바이스에 의해 전송되는 기준 신호에 대한, 제2 통신 디바이스의 복수의 수신 빔들에 의한, 최적의 수신 품질이 미리 결정된 임계치(μ) 초과일 때, 기준 신호에 대응하는 제1 통신 디바이스의 전송 빔이 제1 전송 빔으로서 결정되고 제1 통신 디바이스에 피드백된다. 이 실시예는 제1 통신 디바이스와 제2 통신 디바이스 사이의 가시선 채널(line-of-sight channel)이 주된 시나리오인 개방 영역(open-area) 무선 통신 시스템(예컨대, 기지국과 드론 사이의 통신)에 적용가능하다.
일부 실시예들에서, 제1 통신 디바이스의 동일한 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호에 대한, 제2 통신 디바이스의 복수의 수신 빔들에 의한, 평균 수신 품질이 미리 결정된 임계치(μ) 초과일 때, 전송 빔은 제1 전송 빔인 것으로 결정되고 제1 통신 디바이스에 피드백된다. 이 실시예는 제1 통신 디바이스와 제2 통신 디바이스 사이의 비-가시선 채널이 주된 시나리오인 비-개방 영역 무선 통신 시스템에 적용가능하고, 그러한 무선 통신 시스템에서, 제2 통신 디바이스는 빈번하게 이동하고 회전할 수 있거나 또는 이와 유사한 것을 할 수 있다.
본 개시내용의 사전 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴이 제1 통신 디바이스 측에서 사용되는 실시예들이 도 2 내지 도 10을 참조하여 위에서 설명되었다. 본 개시내용의 빔 트레이닝 스킴은 제2 통신 디바이스 측에서 또한 사용될 수 있으며, 아래에서 도 11 내지 도 14를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 11은 본 개시내용의 실시예에 따른 제2 통신 디바이스 측에서 사용되는 전자 디바이스(11000)의 예시적인 구성을 예시하는 블록 다이어그램이다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스(11000)는 프로세싱 회로부(11010)를 포함할 수 있다. 전자 디바이스(11000)의 프로세싱 회로부(11010)는 전자 디바이스(11000)의 다양한 기능들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 전자 디바이스(11000)의 프로세싱 회로부(11010)는 제2 통신 디바이스 측에서 사용되는 전자 디바이스(11000)의 통신 방법을 수행하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 회로부(11010)는 컴퓨팅 시스템에서의 기능들을 수행하는 디지털 회로부, 아날로그 회로부, 또는 혼합 신호(아날로그와 디지털의 조합) 회로부의 다양한 구현들을 지칭할 수 있다. 프로세싱 회로부는, 예를 들어, IC(Integrated Circuit), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 개별 프로세서 코어의 부분들 또는 회로들, 전체 프로세서 코어, 개별 프로세서, FPGA(Field Programmable Gate Array)와 같은 프로그래밍가능 하드웨어 디바이스, 및/또는 다수의 프로세서들을 포함하는 시스템과 같은 회로부를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세싱 회로부(11010)는, 나중에 설명되는 도 12에 도시된 제2 통신 디바이스 측에서 사용되는 전자 디바이스(11000)의 통신 방법에서의 단계(S12000) 및 단계(S12010)를, 제각기, 수행하도록 구성된, 측정 유닛(11020) 및 피드백 유닛(11030)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스(11000)는 메모리(도시되지 않음)을 또한 포함할 수 있다. 전자 디바이스(11000)의 메모리는 프로세싱 회로(11010)에 의해 생성되는 정보는 물론 전자 디바이스(11010)의 동작을 위해 사용되는 프로그램들 및 데이터를 저장할 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 예를 들어, 메모리는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 및 플래시 메모리를 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다.
그에 부가하여, 전자 디바이스(11000)는 칩 레벨로 구현될 수 있거나, 또는 다른 외부 컴포넌트들을 포함함으로써 디바이스 레벨로 또한 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 디바이스(11000)는 전체적으로 제2 통신 디바이스로서 구현될 수 있고, 복수의 안테나들을 추가로 포함할 수 있다.
상기 유닛들이 유닛들에 의해 실현되는 특정 기능들에 따라 분할된 로직 모듈들에 불과하며, 특정 구현들을 제한하기 위해 사용되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 실제 구현에서, 상기 유닛들은 별개의 물리적 엔티티들로서 구현될 수 있거나, 또는 단일 엔티티(예컨대, 프로세서(CPU 또는 DSP 등), 집적 회로 등)에 의해 또한 구현될 수 있다.
도 12는 본 개시내용의 실시예에 따른 제2 통신 디바이스 측에서 사용하기 위한 통신 방법을 예시하는 예시적인 플로차트이다. 이 통신 방법은, 예를 들어, 도 11에 도시된 전자 디바이스(11000)에 대해 사용될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 단계(S12000)에서, 제2 통신 디바이스는 제1 통신 디바이스에 의해 전송된 기준 신호를 측정한다. 단계(S12010)에서, 측정된 기준 신호에 대한 수신 품질이 처음으로 미리 결정된 임계치(μ) 초과인 경우에, 수신 품질이 미리 결정된 임계치(μ) 초과인 기준 신호에 대응하는 제1 통신 디바이스의 전송 빔을 지시하는 정보가 제1 통신 디바이스에 피드백된다.
예를 들어, 일 예에서, 표 2를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 전송 순서가 "2"인 전송 빔의 기준 신호에 대한 수신 품질(Q)이 미리 결정된 임계치(μ = 1) 초과인 1.1일 때, 전송 순서가 "2"인 전송 빔에 대한 정보가 제1 통신 디바이스에 피드백된다.
일부 실시예들에서, 제2 통신 디바이스에 의한 기준 신호에 대한 수신 품질이 처음으로 미리 결정된 임계치(μ) 초과인 경우에, 제2 통신 디바이스는 제1 통신 디바이스의 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호를 수신하는 것을 중지할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 디바이스는 전송 순서들이 "3" 및 "4"인 전송 빔들에 의해 전송되는 기준 신호들을 수신하는 것을 중지할 수 있다. 이 실시예에 따르면, 제2 통신 디바이스는 모든 전송 빔들에 의해 전송되는 기준 신호들을 수신할 필요 없이 빔 스위핑 프로세스를 완료할 수 있으며, 그에 의해 빔 트레이닝 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 제2 통신 디바이스는 수신 품질이 미리 결정된 임계치(μ) 초과인 기준 신호에 대응하는 제1 통신 디바이스의 전송 빔 이후의 전송 빔들을 기다리지 않고 피드백한다. 이 실시예에서, 기준 신호에 대한 수신 품질이 처음으로 미리 결정된 임계치(μ)보다 높을 때, 제2 통신 디바이스는 제1 통신 디바이스에 대한 피드백을 수행하고(예컨대, "2"의 전송 순서 이후에 "3" 및 "4"의 전송 순서들을 갖는 전송 빔들을 기다리지 않고 "2"의 전송 순서를 갖는 전송 빔을 피드백함), 제1 통신 디바이스는 빔 스위핑 프로세스가 완료되기 전에 제2 통신 디바이스로부터 피드백을 수신할 수 있으며, 그에 의해 대응하는 프로세스를 사전에 수행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제2 통신 디바이스는 수신 품질이 미리 결정된 임계치(μ) 초과인 기준 신호에 대응하는 제1 통신 디바이스의 전송 빔 이후의 전송 빔을 지시하는 정보를 피드백하지 않는다. 예를 들어, "3"의 전송 순서를 갖는 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호에 대한 수신 품질이 "2"의 전송 순서를 갖는 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호에 대한 수신 품질 초과이더라도, 제2 통신 디바이스는 "3" 및 "4"의 전송 순서들을 갖는 전송 빔들에 대한 정보를 제1 통신 디바이스에 피드백하지 않을 수 있다. 미리 결정된 임계치(μ)를 적절하게 설정함으로써, 수신 품질이 미리 결정된 임계치(μ) 초과인 기준 신호에 대응하는 전송 빔을 발견한 후에, 전송 빔이 서비스 요구사항을 충족시킬 수 있다고 결정될 수 있고, 따라서 전송 빔 이후의 다른 전송 빔들이 더 이상 제1 통신 디바이스에 피드백될 수 없다.
일부 실시예들에서, 제1 통신 디바이스는 기지국이고, 제2 통신 디바이스는 단말 디바이스이며, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신은 다운링크 통신이다. 일부 추가의 실시예들에서, 제1 통신 디바이스는 단말 디바이스이고, 제2 통신 디바이스는 기지국이며, 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신은 업링크 통신이다.
본 개시내용의 실시예에 따르면, 본 개시내용에 따른 사전 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴은 제2 통신 디바이스 측에서 사용될 수 있고, 빔 스위핑에서 적합한 수신 빔이 보다 신속하게 결정될 수 있도록, 사전 정보는 제2 통신 디바이스의 복수의 수신 빔들에 대한 수신 순서를 결정하는 데 사용된다. 이것은 이하에서 도 13 및 도 14를 참조하여 구체적으로 설명될 것이다.
도 13은 본 개시내용의 실시예에 따른 제2 통신 디바이스 측에서 사용되는 전자 디바이스(13000)의 예시적인 구성을 예시하는 블록 다이어그램이다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스(13000)는 프로세싱 회로부(13010)를 포함할 수 있다. 전자 디바이스(13000)의 프로세싱 회로부(13010)는 전자 디바이스(13000)의 다양한 기능들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 전자 디바이스(13000)의 프로세싱 회로부(13010)는 제2 통신 디바이스 측에서 사용되는 전자 디바이스(13000)의 통신 방법을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 11을 참조하여 위에서 설명된 전자 디바이스(11000)와 비교하여, 전자 디바이스(13000)는, 수신 순서 결정 유닛(13040) 및 기준 신호 수신 유닛(13050)을 추가로 포함하는 것을 제외하고는, 전자 디바이스(11000)와 동일한 구성을 가지며, 여기서 측정 유닛(13020) 및 피드백 유닛(13030)은, 제각기, 도 11에서의 측정 유닛(11020) 및 피드백 유닛(11030)에 대응한다.
일부 실시예들에서, 측정 유닛(13020), 피드백 유닛(13030), 수신 순서 결정 유닛(13040), 및 기준 신호 수신 유닛(13050)은 나중에 설명되는 도 14에 도시된 제2 통신 디바이스 측에서 사용되는 전자 디바이스(13000)의 통신 방법에서 단계들(S14000 내지 S14030)을, 제각기, 수행하도록 구성된다.
도 14는 본 개시내용의 실시예에 따른 제2 통신 디바이스 측에서 사용하기 위한 통신 방법의 예시적인 플로차트를 도시한다. 이 통신 방법은, 예를 들어, 도 13에 도시된 전자 디바이스(13000)에 대해 사용될 수 있다.
도 14에서의 단계들(S14000 및 S14010)은 도 12를 참조하여 설명된 단계들(S12000 및 S12010)에, 제각기, 대응하며, 따라서 본 명세서에서 반복되지 않는다.
단계(S14020)에서, 제2 통신 디바이스는 사전 정보에 기초하여 제1 통신 디바이스에 의해 전송되는 기준 신호를 수신하는 제2 통신 디바이스의 복수의 수신 빔들에 대한 수신 순서를 결정한다. 단계(S14030)에서, 제2 통신 디바이스는 복수의 수신 빔들이 결정된 수신 순서에 따라 기준 신호를 수신하도록 제어한다.
사전 정보는 사전 기록, 사전 측정 등을 통해 제2 통신 디바이스에 의해 직접 획득될 수 있다. 사전 정보는 또한 제1 통신 디바이스에 의해 제2 통신 디바이스에 통지될 수 있다. 사전 정보는 제1 통신 디바이스 이외의 다른 디바이스들로부터 제2 통신 디바이스에 의해 또한 획득될 수 있다. 그에 부가하여, 사전 정보는 제1 통신 디바이스 측 및 제2 통신 디바이스 측에 동시에 기록될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 제1 통신 디바이스에 의해 전송되는 기준 신호를 수신하는 복수의 수신 빔들에 대한 수신 순서는 사전 정보에 기초하여 결정되고, 기준 신호는 결정된 수신 순서로 수신되며, 이는 빔 스위핑에서 적절한 수신 빔이 보다 신속하게 결정될 수 있게 해준다.
일부 실시예들에서, 사전 정보는 복수의 수신 빔들이 데이터 전송에서 제각기 사용된 사전 기록된 횟수를 포함할 수 있다. 이후부터, 이 사전 정보는 때때로 수신 빔의 횟수 기록 정보라고 지칭된다.
일부 실시예들에서, 수신 빔들에 대한 수신 순서는 보다 많은 횟수로 사용된 수신 빔들의 수신 순서가 보다 앞서도록 수신 빔들의 횟수 기록 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
표 3은 수신 순서가 수신 빔의 횟수 기록 정보로부터 결정되는 경우를 예시한다. 수신 빔들(r1 내지 r4)의 횟수 정보는, 제각기, 10, 20, 25 및 15이다. 제2 통신 디바이스는 수신 빔들(1 내지 4)의 수신 순서를 횟수 기록 정보에 따라 내림 차순으로 배열하며, 즉 수신 빔들(1 내지 4)에 대한 수신 순서는, 제각기, 4, 2, 1 및 3이다. 다음에, 제2 통신 디바이스는 기준 신호를 결정된 수신 순서에 따라 차례로 수신한다.
Figure pct00004
상기 빔 트레이닝 스킴에 의해, 적절한 수신 빔이 보다 신속하게 결정될 수 있도록, 보다 많은 횟수로 사용된 수신 빔이 보다 앞서 기준 신호를 수신하는 데 사용될 수 있다.
표 3에 보여진 전송 순서가 제한이 아니라 예에 불과하고, 수신 빔들의 횟수 기록 정보에 따라 결정된 수신 순서가 본 명세서에서 설명된 수신 순서로 제한되지 않으며, 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 개시내용의 교시 하에서 통신 시스템의 실제 상황들에 따라 사전 정보에 기초하여 수신 순서에 대한 규칙을 설계할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
그에 부가하여, 제1 통신 디바이스의 전송 빔에 대해 위에서 설명된 전송 빔의 횟수 기록 정보는 또한 제2 통신 디바이스의 수신 빔의 횟수 기록 정보에도 적용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 발명에 따른 사전 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴은 제1 통신 디바이스 측 및 제2 통신 디바이스 측에서, 제각기, 사용될 수 있다. 제1 통신 디바이스 측에서, 복수의 전송 빔들은 사전 정보에 기초하여 결정된 전송 순서에 따라 기준 신호들을 제2 통신 디바이스에게 전송하고, 제2 통신 디바이스 측에서, 복수의 수신 빔들은 사전 정보에 기초하여 결정된 수신 순서에 따라 제1 통신 디바이스로부터 기준 신호들을 수신한다. 그러한 스킴에 의해, 빔 스위핑에서 적절한 전송 및 수신 빔들이 보다 신속하게 결정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 사전 정보는 전송 빔-수신 빔 쌍들(이후부터 "전송-수신 빔 쌍들"이라고 지칭됨)이 데이터 전송에서 제각기 사용된 사전 기록된 횟수를 포함할 수 있다. 이후부터, 사전 정보는 때때로 전송-수신 빔 쌍의 횟수 기록 정보라고도 지칭된다.
도 15는 본 개시내용의 실시예에 따른 전송-수신 빔 쌍의 횟수 기록 정보에 기초한 빔 트레이닝을 예시하는 예시적인 시그널링 다이어그램이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 단계(S15000)에서, 기지국은, 전송-수신 빔 쌍의 횟수 기록 정보에 기초하여, 수행될 빔 스위핑에서의 기지국의 복수의 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정한다. 일부 실시예들에서, 데이터 전송에서 보다 많은 횟수로 사용되는 빔 쌍에서의 전송 빔의 전송 순서는 보다 앞서게 배열될 수 있다.
일 예에서, 기지국의 전송 빔들이 t1, t2, t3 및 t4이고, 단말 디바이스의 수신 빔들이 r1 및 r2라고 가정하면, 전송-수신 빔 쌍의 횟수 기록 정보는 아래의 표 4에 보여진 바와 같다. 표 4에서, ti-rj 빔 쌍들(i =1,2,3,4, j =1, 2)의 횟수 기록 정보는 데이터 전송에서 ti-rj 빔 쌍들이 사용되는 횟수를 나타낸다. 표 4에 나타낸 바와 같이, t3-r2 빔 쌍의 횟수 기록 정보가 가장 크고, 따라서 전송 빔(t3)의 전송 순서가 맨 먼저 배열될 수 있다.
Figure pct00005
단계(S15010)에서, 기지국은 빔 스위핑을 수행하기 위해 결정된 전송 순서에 따라 복수의 전송 빔들을 사용하여 기준 신호를 단말 디바이스에게 전송한다.
단계(S15020)에서, 단말 디바이스는 전송-수신 빔 쌍의 횟수 기록 정보로부터 기준 신호를 수신하는 복수의 수신 빔들에 대한 수신 순서를 결정한다. 예를 들어, 전송 빔(t3)에 의해 전송된 기준 신호를 수신할 때, 단말 디바이스는, 전송 빔(t3)을 갖는 전송-수신 빔 쌍들의 횟수 기록 정보(즉, t3-r1의 횟수 정보는 12이고, t3-r2의 횟수 정보는 8임)에 따라, 보다 큰 횟수 기록 정보를 갖는 수신 빔(r2)을 수신 빔(r1)보다 먼저 배열함으로써 기준 신호를 수신할 수 있다.
일부 실시예들에서, 단말 디바이스는 사용되어야 하는 수신 빔들의 순서를 기지국에 의해 통지받을 수 있다. 이 경우에, 단말 디바이스는 전송-수신 빔 쌍들의 횟수 기록 정보를 기록 및 유지하지 않을 수 있고, 기지국에 의해 통지된 수신 빔들의 순서에 따라 기준 신호들을 수신할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 전송-수신 빔 쌍들의 횟수 기록 정보는 기지국과 단말 디바이스 측에 동시에 기록 및 유지될 수 있다.
단계(S15030)에서, 복수의 수신 빔들은 결정된 수신 순서에 따라 기준 신호를 수신한다.
도 15에 도시된 방법에 따르면, 데이터 및/또는 제어 신호들의 후속 전송을 위해 적절한 전송-수신 빔 쌍들이 보다 신속하게 결정될 수 있도록, 빔 트레이닝은 전송-수신 빔 쌍들의 빔 기록 정보를 사용하여 수행된다.
도 15에 도시된 전송-수신 빔 쌍들의 횟수 기록 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴이 동기화 페이즈 또는 데이터 전송 페이즈에서 단독으로 사용될 수 있거나, 또는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 2-페이즈 빔 트레이닝 스킴을 구현할 수 있음이 이해되어야 한다. 전송-수신 빔 쌍들의 횟수 기록 정보에 기초한 2-페이즈 빔 트레이닝 스킴에서, 사전 정보는 전송-수신 빔 쌍들의 횟수 기록 정보를 포함할 수 있고, 다른 프로세싱은 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된 실시예와 동일하며, 본 명세서에서 반복되지 않는다.
도 16은 본 개시내용의 실시예에 따른 통신을 위한 프레임 구조의 예를 예시하는 개략 다이어그램이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 사전 정보에 기초하여 기지국의 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정하는 것은 기지국의 빔 스위핑 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 마찬가지로, 사전 정보에 기초하여 기준 신호에 대한 단말 디바이스의 수신 빔들에 대한 수신 순서를 결정하는 것은 단말 디바이스의 빔 스위핑 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 본 개시내용에서 상이한 기지국들 및 단말 디바이스들에 대한 상이한 빔 트레이닝 오버헤드들을 수용하기 위해, 본 개시내용의 발명자들은 유연한 빔 스위핑 슬롯들을 지원하기 위해 도 16에 도시된 바와 같은 전용 프레임 구조를 설계하였다.
도 16에 도시된 프레임 구조는 기지국 빔 스위핑 슬롯, 단말 디바이스 빔 스위핑 슬롯, 피드백 슬롯, 및 데이터 전송 슬롯을 포함한다. 그에 부가하여, 프레임 구조에서의 다른 내용은 도 16에서 생략되어 있다.
기지국 빔 스위핑 슬롯은 빔 스위핑에서 사용되는 전송 빔들의 개수에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 표 2에 보여진 바와 같이, 전송 순서 "2"를 갖는 전송 빔이 제1 전송 빔으로서 결정되고 피드백이 수행될 때, 빔 스위핑에서 사용되는 전송 빔들의 개수는 2이고, 그러면 기지국 빔 스위핑 슬롯들의 개수는 2일 수 있으며, 이는 기지국 전송 빔들의 개수(nt=4)보다 작다. 유사하게, 도 16에 도시된 단말 디바이스 빔 스위핑 슬롯들은 빔 스위핑에서 사용되는 수신 빔들의 개수에 따라 결정될 수 있고, 또한 단말 디바이스 수신 빔들의 개수(nr)보다 작을 수 있다.
기지국 빔 스위핑 슬롯들을 예로 들 때, l0이 제1 전송 빔의 전송 순서라고 가정하면, 기지국 빔 스위핑 슬롯들의 개수가 또한 l0이다. 복수의 단말 디바이스들에 대한 기지국 빔 스위핑 슬롯들의 평균 개수
Figure pct00006
은 수학식 2로서 표현될 수 있고,
[수학식 2]
Figure pct00007
여기서
Figure pct00008
은 l0의 기대치를 나타낸다.
기지국 빔 스위핑 슬롯들의 평균 개수
Figure pct00009
은 사전 정보에 관련되어 있다. 예를 들어, 사전 정보가 전송 빔들의 횟수 기록 정보인 경우에,
Figure pct00010
은 오랜 시간 기간에 걸친 많은 수의 단말 디바이스들의 분포에 관련되어 있다. 사전 정보가 지리적 위치 정보인 경우에,
Figure pct00011
은 지리적 위치 정보의 정확도에 관련되어 있다. 그에 부가하여,
Figure pct00012
은 미리 결정된 임계치(μ)에 또한 관련되어 있다.
다음에, 본 개시내용의 실시예에 따른 빔 트레이닝의 예의 시뮬레이션 결과들이 도 17 내지 도 20을 참조하여 설명된다.
기지국 측에 구성된 안테나들의 개수 및 전송 빔들의 개수가 둘 다 32라고 가정하면, 단말 디바이스 측에 단일 안테나가 구성되고, 기지국의 미세한 전송 빔들만이 빔 트레이닝을 거친다. 기지국의 제i 전송 빔에 대한 빔 벡터는 수학식 3으로서 표현될 수 있고:
[수학식 3]
Figure pct00013
여기서
Figure pct00014
는 제i 전송 빔의 방향이고,
Figure pct00015
의 균일 양자화(uniform quantization)이며, 즉
[수학식 4]
Figure pct00016
본 개시내용의 예의 시뮬레이션에서, 미리 결정된 임계치(μ)는 단말 디바이스가 성능 손실없이 최적의 전송 빔을 선택할 수 있도록 보장하기 위해 높게 설정된다. 상이한 스킴들의 빔 트레이닝 오버헤드가 이 시점에서 공정하게 비교될 수 있다.
도 17은, 사전 정보가 전송 빔들의 횟수 기록 정보인 경우에, 2개의 단말 디바이스 분포 시나리오에서의 빔 트레이닝 오버헤드들의 히스토그램들의 비교를 예시하며: 시나리오 (1)에서, 단말 디바이스들의 도달각들은
Figure pct00017
에서 균일하게 분포되고; 시나리오 (2)에서, 단말 디바이스들은
Figure pct00018
에서 근사 가우시안(near gaussian) 방식으로 분포되고, 그의 중심은
Figure pct00019
방향으로 있으며, 표준 편차는
Figure pct00020
이고, 즉, 대부분의 단말 디바이스들은 기지국에 의해 제공되는 전송 빔들의 커버리지 내에 분포된다. 도 17에서의 히스토그램의 수평 축은 빔 트레이닝 오버헤드, 즉 수신 품질이 미리 결정된 임계치(μ)보다 높을 때 수행되는 빔 스위핑들의 횟수를 나타낸다. 그에 부가하여, 도 17에서의 히스토그램의 수직 축은 대응하는 빔 트레이닝 오버헤드가 발생하는 횟수를 나타낸다.
도 17에 도시된 바와 같이, 근사 가우시안 분포에서는, 균일 분포(uniform distribution)와 비교할 때, 보다 큰 트레이닝 오버헤드들이 덜 빈번하게 발생하고 평균 빔 트레이닝 오버헤드가 또한 보다 낮다.
표 4는 평균 트레이닝 오버헤드의 비교를 보여주며, 여기서 전통적인 빔 트레이닝 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 기지국의 전송 빔들을 트래버스하는 빔 트레이닝 방법이다. 본 개시내용에 따른 빔 트레이닝 방법이 최악의 시나리오(즉, 단말 디바이스들의 정규 분포)에서도 오버헤드의 절반을 절감할 수 있으며, 근사 가우시안 분포에서의 평균 오버헤드는
Figure pct00021
이다.
[표 4]
Figure pct00022
도 18은 2개의 상이한 시나리오 (1) 및 시나리오 (2)에서 기지국의 32개의 전송 빔이 사용된 횟수의 히스토그램을 예시하며, 여기서 가로 좌표는 전송 빔들의 일련 번호를 나타내고 세로 좌표는 전송 빔들이 사용된 횟수를 나타낸다.
도 18에 도시된 바와 같이, 단말 디바이스들이 균일하게 분포되는 시나리오에서, 32개의 빔이 대략 동일한 횟수로 사용되며, 이 경우에, 보다 적은 사전 정보가 생성되고 후속 빔 트레이닝에 도움이 되지 않는다. 단말 디바이스들이 근사 가우시안 분포로 되어 있는 시나리오에서, 전송 빔들이 사용된 횟수가 또한 가우시안 분포로 되어 있으며, 보다 많은 사전 빔 정보가 생성되고 후속 빔 트레이닝에 매우 도움이 되며, 이는 빔 트레이닝 오버헤드를 효과적으로 감소시킬 수 있고 시스템 지연을 더욱 감소시킬 수 있다.
도 19는, 상이한 위치결정 정확도들 하에서, 사전 정보가 지리적 위치 정보인 빔 트레이닝 방법의 오버헤드의 비교를 예시하며, 여기서 가로 좌표는 빔 트레이닝 오버헤드를 나타내고 세로 좌표는 대응하는 빔 트레이닝 오버헤드가 발생하는 횟수를 나타낸다. 위정확도 정확도는 위치결정 표준 편차
Figure pct00023
에 의해 주어지고,
Figure pct00024
가 클수록, 정확도가 낮고, 트레이닝 오버헤드가 크며;
Figure pct00025
가 작을수록, 정확도가 높고, 트레이닝 오버헤드가 작다.
표 5는 평균 트레이닝 오버헤드의 비교를 예시하며, 여기서 전통적인 빔 트레이닝 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 기지국의 전송 빔들을 트래버스하는 빔 트레이닝 방법이다. 도 19 및 표 5 둘 다로부터 알 수 있는 바와 같이,
Figure pct00026
일 때 평균 트레이닝 오버헤드가 크게 감소된다.
Figure pct00027
도 20은 지리적 위치 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴과 지리적 위치 정보에 기초하지 않은 빔 트레이닝 스킴의 오버헤드의 비교를 예시하며, 여기서 가로 좌표는 위치결정 표준 편차
Figure pct00028
를 나타내고 세로 좌표는 빔 트레이닝 오버헤드를 나타낸다. 도 20에 도시된 바와 같이, 지리적 위치 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴은 지리적 위치 정보에 기초하지 않은 빔 트레이닝 스킴에 비해 상당히 감소된 빔 트레이닝 오버헤드를 갖는다. 그에 부가하여, 지리적 위치 정보에 기초한 빠른 트레이닝 스킴에서, 위치결정 정확도가 개선됨에 따라(즉, 위치결정 표준 편차
Figure pct00029
가 감소됨에 따라), 빔 트레이닝 오버헤드가 점점 더 작아진다.
본 개시내용은 사전 정보에 기초한 빔 트레이닝 스킴을 제시한다. 빔 트레이닝은 빔 관리의 일 양태이다. 본 기술분야의 통상의 기술자는, 본 개시내용의 교시들이 주어지면, 그 중에서도, 빔 복구, 빔 트래킹, 및 빔 캘리브레이션과 같은, 빔 관리의 다른 양태들에서 본 개시내용의 스킴을 사용할 수 있다.
본 개시내용에 따른 응용 예들이 이하에서 설명될 것이다.
본 개시내용의 기술은 다양한 제품들에 적용될 수 있다.
예를 들어, 기지국은, 매크로 eNB/gNB 및 소형 eNB/gNB와 같은, 차세대 무선 통신에서 임의의 유형의 eNB(evolved Node B) 또는 gNB(gNodeB)로서 실현될 수 있다. 소형 eNB/gNB는, 피코 eNB/gNB, 마이크로 eNB/gNB, 및 홈(펨토) eNB/gNB와 같은, 매크로 셀보다 작은 셀을 커버하는 eNB/gNB일 수 있다. 대안적으로, 기지국은, GSM 시스템에서의 BTS(base transceiver station) 및 BSC(base station controller) 중 하나 또는 둘 다와 같은, 임의의 다른 유형들의 기지국들로서 실현될 수 있거나, WCDMA 시스템에서의 RNC(radio network controller) 및 NodeB 중 하나 또는 둘 다일 수 있거나, 또는 미래의 통신 시스템에서의 대응하는 노드일 수 있다. 기지국은: 무선 통신을 제어하도록 구성된 본체(main body)(기지국 디바이스라고도 지칭됨); 및 본체와 상이한 장소에 배치된 하나 이상의 RRH(remote radio head)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 나중에 논의될 다양한 유형들의 단말들은 또한 기지국 기능을 일시적으로 또는 반영구적으로 실행함으로써 기지국으로서 동작할 수 있다.
예를 들어, 단말 디바이스는 (스마트 폰, 태블릿 PC(personal computer), 노트북 PC, 휴대용 게임 단말, 휴대용/암호화된 동글형 모바일 라우터, 및 디지털 카메라 장치와 같은) 모바일 단말 또는 (자동차 내비게이션 디바이스와 같은) 차량내 단말로서 실현될 수 있다. 단말 디바이스는 또한 M2M(machine-to-machine) 통신을 수행하는 단말(MTC(machine type communication) 단말이라고도 지칭됨)로서 실현될 수 있다. 게다가, 단말 디바이스는 상기 단말들 각각에 탑재된 (단일 다이를 포함한 집적 회로 모듈과 같은) 무선 통신 모듈일 수 있다.
[기지국에 관한 응용 예들]
(제1 응용 예)
도 21은 본 개시내용의 기술이 적용될 수 있는 gNB의 개략적 구성의 제1 예를 예시하는 블록 다이어그램이다. gNB(800)는 하나 이상의 안테나(810) 및 기지국 디바이스(820)를 포함한다. 기지국 디바이스(820)와 각각의 안테나(810)는 RF 케이블을 통해 서로 접속될 수 있다.
안테나들(810) 각각은 단일 안테나 요소 또는 (MIMO(multiple input multiple output) 안테나에 포함된 다수의 안테나 요소들과 같은) 다수의 안테나 요소들을 포함하고, 기지국 디바이스(820)가 라디오 신호들을 전송 및 수신하는 데 사용된다. gNB(800)는, 도 21에 예시된 바와 같이, 다수의 안테나들(810)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 안테나들(810)은 gNB(800)에 의해 사용되는 다수의 주파수 대역들과 호환될 수 있다. 기지국 디바이스(820)는 제어기(821), 메모리(822), 네트워크 인터페이스(823), 및 무선 통신 인터페이스(825)를 포함한다.
제어기(821)는, 예를 들어, CPU 또는 DSP일 수 있으며, 기지국 디바이스(820)의 상위 계층들의 다양한 기능들을 동작시킨다. 예를 들어, 제어기(821)는 무선 통신 인터페이스(825)에 의해 프로세싱된 신호들 내의 데이터로부터 데이터 패킷들을 생성하고, 생성된 패킷들을 네트워크 인터페이스(823)를 통해 전송한다. 제어기(821)는 다수의 기저 대역 프로세서들로부터의 데이터를 번들링하여 번들링된 패킷(들)을 생성하고 생성된 번들링된 패킷(들)을 전송할 수 있다. 제어기(821)는 라디오 자원 제어, 라디오 베어러 제어, 이동성 관리, 수락 제어, 및 스케줄링과 같은 제어를 수행하는 로직 기능들을 가질 수 있다. 이 제어는 gNB, eNB 또는 근방에 있는 코어 네트워크 노드(예컨대, 액세스 및 이동성 관리 기능)와 협력하여 수행될 수 있다. 메모리(822)는 RAM 및 ROM을 포함하고, 제어기(821)에 의해 실행되는 프로그램, 및 (단말 리스트, 전송 전력 데이터, 및 스케줄링 데이터와 같은) 다양한 유형들의 제어 데이터를 저장한다.
네트워크 인터페이스(823)는 기지국 디바이스(820)를 코어 네트워크(824)에 접속시키기 위한 통신 인터페이스이다. 제어기(821)는 네트워크 인터페이스(823)를 통해 코어 네트워크 노드 또는 다른 gNB/eNB와 통신할 수 있다. 이 경우에, gNB(800)와 코어 네트워크 노드 또는 다른 gNB들/eNB들은 (N2 인터페이스, AMF 및 Xn 인터페이스, 및 gNB와 같은) 논리 인터페이스를 통해 서로 접속될 수 있다. 네트워크 인터페이스(823)는 또한 라디오 백홀을 위한 유선 통신 인터페이스 또는 무선 통신 인터페이스일 수 있다. 네트워크 인터페이스(823)가 무선 통신 인터페이스이면, 네트워크 인터페이스(823)는 무선 통신 인터페이스(825)에 의해 사용되는 주파수 대역보다 높은 주파수 대역을 무선 통신을 위해 사용할 수 있다.
무선 통신 인터페이스(825)는 (LTE, LTE-Advanced, NR(New Radio)과 같은) 임의의 셀룰러 통신 스킴을 지원하고, 안테나(810)를 통해 gNB(800)의 셀에 배치된 단말(들)에 무선 접속을 제공한다. 무선 통신 인터페이스(825)는 전형적으로, 예를 들어, BB(baseband) 프로세서(826) 및 RF 회로(827)를 포함할 수 있다. BB 프로세서(826)는, 예를 들어, 인코딩/디코딩, 변조/복조, 및 다중화/역다중화를 수행할 수 있고, (L1, MAC(Medium Access Control), RLC(Radio Link Control), 및 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)와 같은) 계층들의 다양한 유형들의 신호 프로세싱을 수행할 수 있다. BB 프로세서(826)는 제어기(821) 대신에 위에서 설명된 로직 기능들의 일부 또는 전부를 가질 수 있다. BB 프로세서(826)는 통신 제어 프로그램을 저장하는 메모리, 또는 프로그램을 실행하도록 구성된 프로세서 및 관련 회로를 포함하는 모듈일 수 있다. 프로그램을 업데이트하는 것은 BB 프로세서(826)의 기능들이 변경될 수 있게 해줄 수 있다. 모듈은 기지국 디바이스(820)의 슬롯에 삽입되는 카드 또는 블레이드일 수 있다. 대안적으로, 모듈은 또한 카드 또는 블레이드에 탑재된 칩일 수 있다. 한편, RF 회로(827)는, 예를 들어, 믹서, 필터, 및 증폭기를 포함할 수 있고, 안테나(810)를 통해 라디오 신호들을 전송 및 수신한다.
무선 통신 인터페이스(825)는, 도 21에 예시된 바와 같이, 다수의 BB 프로세서들(826)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 BB 프로세서들(826)은 gNB(800)에 의해 사용되는 다수의 주파수 대역들과 호환될 수 있다. 무선 통신 인터페이스(825)는, 도 21에 예시된 바와 같이, 다수의 RF 회로들(827)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 RF 회로들(827)은 다수의 안테나 요소들과 호환될 수 있다. 도 21이 무선 통신 인터페이스(825)가 다수의 BB 프로세서들(826) 및 다수의 RF 회로들(827)을 포함하는 예를 예시하지만, 무선 통신 인터페이스(825)는 단일 BB 프로세서(826) 또는 단일 RF 회로(827)를 또한 포함할 수 있다.
(제2 응용 예)
도 22는 본 개시내용의 기술이 적용될 수 있는 gNB의 개략적 구성의 제2 예를 예시하는 블록 다이어그램이다. gNB(830)는 하나 이상의 안테나(840), 기지국 디바이스(850), 및 RRH(860)를 포함한다. RRH(860)와 각각의 안테나(840)는 RF 케이블을 통해 서로 접속될 수 있다. 기지국 디바이스(850)와 RRH(860)는 광섬유 케이블과 같은 고속 회선(high speed line)을 통해 서로 접속될 수 있다.
안테나들(840) 각각은 단일 안테나 요소 또는 (MIMO 안테나에 포함된 다수의 안테나 요소들과 같은) 다수의 안테나 요소들을 포함하고, RRH(860)가 라디오 신호들을 전송 및 수신하는 데 사용된다. gNB(830)는, 도 22에 예시된 바와 같이, 다수의 안테나들(840)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 안테나들(840)은 gNB(830)에 의해 사용되는 다수의 주파수 대역들과 호환될 수 있다. 기지국 디바이스(850)는 제어기(851), 메모리(852), 네트워크 인터페이스(853), 무선 통신 인터페이스(855), 및 접속 인터페이스(857)를 포함한다. 제어기(851), 메모리(852), 및 네트워크 인터페이스(853)는 도 21을 참조하여 설명된 제어기(821), 메모리(822), 및 네트워크 인터페이스(823)와 동일하다.
무선 통신 인터페이스(855)는 (LTE 및 LTE-Advanced와 같은) 임의의 셀룰러 통신 스킴을 지원하고 RRH(860) 및 안테나(840)를 통해 RRH(860)에 대응하는 섹터에 배치된 단말(들)에 무선 통신을 제공한다. 무선 통신 인터페이스(855)는 전형적으로, 예를 들어, BB 프로세서(856)를 포함할 수 있다. BB 프로세서(856)는, BB 프로세서(856)가 접속 인터페이스(857)를 통해 RRH(860)의 RF 회로(864)에 접속되는 것을 제외하고는, 도 21을 참조하여 설명된 BB 프로세서(826)와 동일하다. 무선 통신 인터페이스(855)는, 도 22에 예시된 바와 같이, 다수의 BB 프로세서들(856)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 BB 프로세서들(856)은 gNB(830)에 의해 사용되는 다수의 주파수 대역들과 호환될 수 있다. 도 22가 무선 통신 인터페이스(855)가 다수의 BB 프로세서들(856)을 포함하는 예를 예시하지만, 무선 통신 인터페이스(855)는 단일 BB 프로세서(856)를 또한 포함할 수 있다.
접속 인터페이스(857)는 기지국 디바이스(850)(무선 통신 인터페이스(855))를 RRH(860)에 접속시키기 위한 인터페이스이다. 접속 인터페이스(857)는 또한 기지국 디바이스(850)(무선 통신 인터페이스(855))를 RRH(860)에 접속시키는 위에서 설명된 고속 회선에서의 통신을 위한 통신 모듈일 수 있다.
RRH(860)는 접속 인터페이스(861) 및 무선 통신 인터페이스(863)를 포함한다.
접속 인터페이스(861)는 RRH(860)(무선 통신 인터페이스(863))를 기지국 디바이스(850)에 접속시키기 위한 인터페이스이다. 접속 인터페이스(861)는 또한 위에서 설명된 고속 회선에서의 통신을 위한 통신 모듈일 수 있다.
무선 통신 인터페이스(863)는 안테나(840)를 통해 라디오 신호들을 전송 및 수신한다. 무선 통신 인터페이스(863)는 전형적으로, 예를 들어, RF 회로(864)를 포함할 수 있다. RF 회로(864)는, 예를 들어, 믹서, 필터, 및 증폭기를 포함할 수 있고, 안테나(840)를 통해 무선 신호들을 전송 및 수신한다. 무선 통신 인터페이스(863)는, 도 22에 예시된 바와 같이, 다수의 RF 회로들(864)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 RF 회로들(864)은 다수의 안테나 요소들을 지원할 수 있다. 도 22가 무선 통신 인터페이스(863)가 다수의 RF 회로들(864)을 포함하는 예를 예시하지만, 무선 통신 인터페이스(863)는 단일 RF 회로(864)를 또한 포함할 수 있다.
도 21 및 도 22에 예시된 gNB(800) 및 gNB(830)에서, 도 2 및 도 11을 참조하여 설명된 프로세싱 회로(2010/11010)에 포함된 하나 이상의 컴포넌트는 무선 통신 인터페이스(912)에서 실현될 수 있다. 대안적으로, 이 컴포넌트들의 적어도 일 부분은 또한 제어기(821) 및 제어기(851)에 의해 실현될 수 있다.
[단말 디바이스에 관한 응용 예들]
(제1 응용 예)
도 23은 본 개시내용의 기술이 적용될 수 있는 스마트폰(900)의 개략적 구성의 일 예를 예시하는 블록 다이어그램이다. 스마트폰(900)은 프로세서(901), 메모리(902), 스토리지(903), 외부 접속 인터페이스(904), 카메라(906), 센서(907), 마이크로폰(908), 입력 디바이스(909), 디스플레이 디바이스(910), 스피커(911), 무선 통신 인터페이스(912), 하나 이상의 안테나 스위치(915), 하나 이상의 안테나(916), 버스(917), 배터리(918), 및 보조 제어기(919)를 포함한다.
프로세서(901)는, 예를 들어, CPU 또는 SoC(system on chip)일 수 있고, 스마트폰(900)의 애플리케이션 계층 및 다른 계층의 기능들을 제어할 수 있다. 메모리(902)는 RAM 및 ROM을 포함하고, 프로세서(901)에 의해 실행되는 프로그램 및 데이터를 저장한다. 스토리지(903)는 반도체 메모리 및 하드 디스크와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다. 외부 접속 인터페이스(904)는 메모리 카드 및 USB(universal serial bus) 디바이스와 같은 외부 디바이스를 스마트폰(900)에 접속시키기 위한 인터페이스이다.
카메라(906)는 CCD(charge coupled device) 및 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)와 같은 이미지 센서를 포함하고 캡처된 이미지(들)를 생성한다. 센서(907)는 측정 센서, 자이로 센서, 지자기 센서, 및 가속도 센서와 같은 센서들의 그룹을 포함할 수 있다. 마이크로폰(908)은 스마트폰(900)에 입력되는 사운드들을 오디오 신호들로 변환한다. 입력 디바이스(909)는, 예를 들어, 디스플레이 디바이스(910)의 스크린 상에서의 터치를 검출하도록 구성된 터치 센서, 키패드, 키보드, 버튼, 또는 스위치를 포함하고, 사용자로부터 입력되는 조작(들) 또는 정보를 수신한다. 디스플레이 디바이스(910)는 LCD(liquid crystal display) 및 OLED(organic light emitting diode) 디스플레이와 같은 스크린을 포함하고, 스마트폰(900)의 출력 이미지를 디스플레이한다. 스피커(911)는 스마트폰(900)으로부터 출력되는 오디오 신호들을 사운드들로 변환한다.
무선 통신 인터페이스(912)는 (LTE 및 LTE-Advanced와 같은) 임의의 셀룰러 통신 스킴을 지원하고, 무선 통신을 수행한다. 무선 통신 인터페이스(912)는 전형적으로, 예를 들어, BB 프로세서(913) 및 RF 회로(914)를 포함할 수 있다. BB 프로세서(913)는, 예를 들어, 인코딩/디코딩, 변조/복조, 및 다중화/역다중화를 수행할 수 있고, 무선 통신을 위한 다양한 유형들의 신호 프로세싱을 수행할 수 있다. 한편, RF 회로(914)는, 예를 들어, 믹서, 필터, 및 증폭기를 포함할 수 있고, 안테나(916)를 통해 라디오 신호들을 전송 및 수신한다. 무선 통신 인터페이스(912)는 BB 프로세서(913) 및 RF 회로(914)가 통합되어 있는 하나의 칩 모듈일 수 있다. 무선 통신 인터페이스(912)는, 도 23에 예시된 바와 같이, 다수의 BB 프로세서들(913) 및 다수의 RF 회로들(914)을 포함할 수 있다. 도 23이 무선 통신 인터페이스(912)가 다수의 BB 프로세서들(913) 및 다수의 RF 회로들(914)을 포함하는 예를 예시하지만, 무선 통신 인터페이스(912)는 단일 BB 프로세서(913) 또는 단일 RF 회로(914)를 또한 포함할 수 있다.
게다가, 셀룰러 통신 스킴에 부가하여, 무선 통신 인터페이스(912)는, 단거리 무선 통신(short distance wireless communication) 스킴, 근거리 통신(near field communication) 스킴, 및 무선 LAN(local area network) 스킴과 같은, 다른 유형의 무선 통신 스킴을 지원할 수 있다. 그 경우에, 무선 통신 인터페이스(912)는 각각의 무선 통신 스킴에 대한 BB 프로세서(913) 및 RF 회로(914)를 포함할 수 있다.
안테나 스위치들(915) 각각은 무선 통신 인터페이스(912)에 포함된 (상이한 무선 통신 스킴들에 대한 회로들과 같은) 다수의 회로들 사이에서 안테나들(916)의 접속 목적지들을 스위칭한다.
안테나들(916) 각각은 단일 안테나 요소 또는 (MIMO 안테나에 포함된 다수의 안테나 요소들과 같은) 다수의 안테나 요소들을 포함하고, 무선 통신 인터페이스(912)가 무선 신호들을 전송 및 수신하는 데 사용된다. 스마트폰(900)은, 도 23에 예시된 바와 같이, 다수의 안테나들(916)을 포함할 수 있다. 도 23이 스마트폰(900)이 다수의 안테나들(916)을 포함하는 예를 예시하지만, 스마트폰(900)은 단일 안테나(916)를 또한 포함할 수 있다.
게다가, 스마트폰(900)은 각각의 무선 통신 스킴에 대한 안테나(916)를 포함할 수 있다. 그 경우에, 안테나 스위치들(915)은 스마트폰(900)의 구성으로부터 생략될 수 있다.
버스(917)는 프로세서(901), 메모리(902), 스토리지(903), 외부 접속 인터페이스(904), 카메라(906), 센서(907), 마이크로폰(908), 입력 디바이스(909), 디스플레이 디바이스(910), 스피커(911), 무선 통신 인터페이스(912), 및 보조 제어기(919)를 서로 접속시킨다. 배터리(918)는 도면에 파선들로서 부분적으로 도시되는 피더 라인들(feeder lines)을 통해 도 23에 예시된 스마트폰(900)의 블록들에 전력을 공급한다. 보조 제어기(919)는, 예를 들어, 슬립 모드에서 스마트폰(900)의 최소 필요 기능을 동작시킨다.
도 23에 예시된 스마트폰(900)에서, 도 2 및 도 11을 참조하여 설명된 프로세싱 회로(2010/11010)에 포함된 하나 이상의 컴포넌트는 무선 통신 인터페이스(912)에서 실현될 수 있다. 대안적으로, 이 컴포넌트들 중 적어도 일부는 또한 프로세서(901) 또는 보조 제어기(919)에 의해 실현될 수 있다.
(제2 응용 예)
도 24는 본 개시내용의 기술이 적용될 수 있는 자동차 내비게이션 디바이스(920)의 개략적 구성의 예를 예시하는 블록 다이어그램이다. 자동차 내비게이션 디바이스(920)은 프로세서(921), 메모리(922), GPS(global positioning system) 모듈(924), 센서(925), 데이터 인터페이스(926), 콘텐츠 플레이어(927), 저장 매체 인터페이스(928), 입력 디바이스(929), 디스플레이 디바이스(930), 스피커(931), 및 무선 통신 인터페이스(933), 하나 이상의 안테나 스위치(936), 하나 이상의 안테나(937), 및 배터리(938)를 포함한다.
프로세서(921)는, 예를 들어, CPU 또는 SoC일 수 있으며, 자동차 내비게이션 디바이스(920)의 내비게이션 기능 및 다른 기능을 제어한다. 메모리(922)는 RAM 및 ROM을 포함하고, 프로세서(921)에 의해 실행되는 프로그램 및 데이터를 저장한다.
GPS 모듈(924)은 GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호들을 사용하여 자동차 내비게이션 디바이스(920)의 (위도, 경도, 및 고도와 같은) 위치를 측정한다. 센서(925)는, 자이로 센서, 지자기 센서, 및 기압 센서와 같은, 센서들의 그룹을 포함할 수 있다. 데이터 인터페이스(926)는, 예를 들어, 도시되지 않은 단말을 통해 차량내 네트워크(941)에 접속되고, 차량에 의해 생성되는 (차량 속도 데이터와 같은) 데이터를 취득한다.
콘텐츠 플레이어(927)는 저장 매체 인터페이스(928)에 삽입되는 (CD 및 DVD와 같은) 저장 매체에 저장된 콘텐츠를 재생한다. 입력 디바이스(929)는, 예를 들어, 디스플레이 디바이스(930)의 스크린 상에서의 터치를 검출하도록 구성된 터치 센서, 버튼, 또는 스위치를 포함하고, 사용자로부터 입력되는 조작(들) 또는 정보를 수신한다. 디스플레이 디바이스(930)는 LCD 또는 OLED 디스플레이와 같은 스크린을 포함하고, 내비게이션 기능의 이미지 또는 재생되는 콘텐츠를 디스플레이한다. 스피커(931)는 내비게이션 기능의 사운드들 또는 재생되는 콘텐츠를 출력한다.
무선 통신 인터페이스(933)는 (LTE 및 LTE-Advanced와 같은) 임의의 셀룰러 통신 스킴을 지원하고, 무선 통신을 수행한다. 무선 통신 인터페이스(933)는 전형적으로, 예를 들어, BB 프로세서(934) 및 RF 회로(935)를 포함할 수 있다. BB 프로세서(934)는, 예를 들어, 인코딩/디코딩, 변조/복조, 및 다중화/역다중화를 수행할 수 있고, 무선 통신을 위한 다양한 유형들의 신호 프로세싱을 수행할 수 있다. 한편, RF 회로(935)는, 예를 들어, 믹서, 필터, 및 증폭기를 포함할 수 있고, 안테나(937)를 통해 라디오 신호들을 전송 및 수신한다. 무선 통신 인터페이스(933)는 또한 BB 프로세서(934) 및 RF 회로(935)가 통합되어 있는 하나의 칩 모듈일 수 있다. 무선 통신 인터페이스(933)는, 도 24에 예시된 바와 같이, 다수의 BB 프로세서들(934) 및 다수의 RF 회로들(935)을 포함할 수 있다. 도 24가 무선 통신 인터페이스(933)가 다수의 BB 프로세서들(934) 및 다수의 RF 회로들(935)을 포함하는 예를 예시하지만, 무선 통신 인터페이스(933)는 단일 BB 프로세서(934) 또는 단일 RF 회로(935)를 또한 포함할 수 있다.
게다가, 셀룰러 통신 스킴에 부가하여, 무선 통신 인터페이스(933)는, 단거리 무선 통신 스킴, 근거리 통신 스킴, 및 무선 LAN 스킴과 같은, 다른 유형의 무선 통신 스킴을 지원할 수 있다. 그 경우에, 무선 통신 인터페이스(933)는 각각의 무선 통신 스킴에 대한 BB 프로세서(934) 및 RF 회로(935)를 포함할 수 있다.
안테나 스위치들(936) 각각은 무선 통신 인터페이스(933)에 포함된 (상이한 무선 통신 스킴들에 대한 회로들과 같은) 다수의 회로들 사이에서 안테나들(937)의 접속 목적지들을 스위칭한다.
안테나들(937) 각각은 단일 안테나 요소 또는 (MIMO 안테나에 포함된 다수의 안테나 요소들과 같은) 다수의 안테나 요소들을 포함하고, 무선 통신 인터페이스(933)가 무선 신호들을 전송 및 수신하는 데 사용된다. 자동차 내비게이션 디바이스(920)는, 도 24에 예시된 바와 같이, 다수의 안테나들(937)을 포함할 수 있다. 도 24가 자동차 내비게이션 디바이스(920)가 다수의 안테나들(937)을 포함하는 예를 예시하지만, 자동차 내비게이션 디바이스(920)는 단일 안테나(937)를 또한 포함할 수 있다.
게다가, 자동차 내비게이션 디바이스(920)는 각각의 무선 통신 스킴에 대한 안테나(937)를 포함할 수 있다. 그 경우에, 안테나 스위치들(936)은 자동차 내비게이션 디바이스(920)의 구성으로부터 생략될 수 있다.
배터리(938)는 도면에 파선들로서 부분적으로 도시되는 피더 라인들을 통해 도 24에 예시된 자동차 내비게이션 디바이스(920)의 블록들에 전력을 공급한다. 배터리(938)는 차량으로부터 공급되는 전력을 축적한다.
도 24에 예시된 자동차 내비게이션 디바이스(920)에서, 도 2 및 도 11을 참조하여 설명된 프로세싱 회로(2010/11010)에 포함된 하나 이상의 컴포넌트는 무선 통신 인터페이스(912)에서 실현될 수 있다. 대안적으로, 이 컴포넌트들 중 적어도 일부는 또한 프로세서(921)에 의해 실현될 수 있다.
본 개시내용의 기술은 또한 자동차 내비게이션 디바이스(920), 차량내 네트워크(941), 및 차량 모듈(942) 중 하나 이상의 블록을 포함하는 차량내 시스템(또는 차량)(940)으로서 실현될 수 있다. 차량 모듈(942)은 차량 속도, 엔진 속도, 및 고장 정보와 같은 차량 데이터를 생성하고, 생성된 데이터를 차량내 네트워크(941)에 출력한다.
본 명세서에서의 어구 "실시예" 또는 유사한 표현이 그 실시예와 관련하여 설명된 특정의 특징, 구조, 또는 특성이 본 개시내용의 적어도 하나의 특정 실시예에 포함된다는 것을 의미한다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 명세서에서, 용어들 "본 개시내용의 실시예에서" 및 이와 유사한 것의 출현은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시내용이 시스템, 장치, 방법, 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서의 컴퓨터 판독가능 매체(예컨대, 비일시적 저장 매체)로서 구체화된다는 것을 이해할 것이다. 그에 따라, 본 개시내용은, 완전 하드웨어 실시예, 완전 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함함)와 같은 다양한 형태들로, 또는, 아래에서 "회로", "모듈" 또는 "시스템"이라고 지칭될, 소프트웨어와 하드웨어의 구현으로서 구체화될 수 있다. 게다가, 본 개시내용은 또한 컴퓨터 사용가능 프로그램 코드가 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 임의의 유형적 매체 형태로 구체화될 수 있다.
본 개시내용의 관련 설명은 본 개시내용의 특정 실시예들에 따른 시스템들, 장치들, 방법들, 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 플로차트 예시들 및/또는 블록 다이어그램들을 참조하여 설명되어 있다. 각각의 플로차트 및/또는 블록 다이어그램의 각각의 블록, 및 플로차트들 및/또는 블록 다이어그램들에서의 블록들의 임의의 조합이 컴퓨터 프로그램 명령어들을 사용하여 구체화될 수 있음이 이해될 것이다. 이 컴퓨터 프로그램 명령어들은 범용 컴퓨터 또는 특수 컴퓨터의 프로세서 또는 다른 프로그래밍가능 데이터 프로세싱 장치로 구성된 머신에 의해 실행될 수 있고, 명령어들은 플로차트(들) 및/또는 블록 다이어그램(들)에 설명된 기능들 또는 동작들의 구현을 위해 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍가능 데이터 프로세싱 장치에 의해 프로세싱된다.
본 개시내용의 다양한 실시예들에 따른 시스템들, 장치들, 방법들, 및 컴퓨터 프로그램 제품들에 의해 구체화될 수 있는 아키텍처, 기능들, 및 동작들의 플로차트들 및 블록 다이어그램들이 도면들에 도시되어 있다. 따라서, 플로차트들 또는 블록 다이어그램들에서의 각각의 블록은 명시된 논리 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행가능 명령어를 포함하는 모듈, 세그먼트, 또는 프로그램 코드 부분을 나타낼 수 있다. 부가적으로, 일부 다른 실시예들에서, 블록들에 설명된 기능들이 예시된 바와 같은 순서로 수행되지 않을 수 있음에 유의해야 한다. 예로서, 접속된 것으로 예시된 2개의 블록은 실제로 동시에 실행될 수 있거나, 일부 경우들에서, 관련 기능에 따라, 예시된 바와 반대의 순서로 또한 실행될 수 있다. 그에 부가하여, 각각의 블록 다이어그램 및/또는 플로차트의 블록들, 및 블록 다이어그램들 및/또는 플로차트들에서의 블록들의 조합들이 전용 하드웨어(들)에 기초한 시스템에 의해 구체화될 수 있거나, 또는 특정 기능들 또는 동작들이 전용 하드웨어(들)와 컴퓨터 명령어들의 조합에 의해 수행될 수 있음에 유의해야 한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 대한 설명들은 예시의 목적들을 위해 제시되었지만, 총망라적이거나 개시된 실시예들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 많은 수정들 및 변형들이 설명된 실시예들의 범위 및 사상을 벗어나지 않으면서 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에서 사용된 전문용어는 실시예들의 원리들, 실용적인 응용 또는 시장에서 발견되는 기술들에 대한 기술 개선을 가장 잘 설명하기 위해, 또는 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 명세서에 개시된 실시예들을 이해할 수 있게 해주기 위해 선택되었다.

Claims (29)

  1. 제1 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스로서,
    사전 정보에 기초하여, 상기 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신에 대해 수행될 빔 스위핑에서 상기 제1 통신 디바이스의 복수의 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정하고;
    상기 결정된 전송 순서에 따라 상기 빔 스위핑에서 상기 복수의 전송 빔들을 사용하도록 제어하도록 구성된 프로세싱 회로부
    를 포함하는 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사전 정보는 상기 복수의 전송 빔들이 데이터 전송에서 제각기 사용된 사전 기록된 횟수를 포함하는 전자 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 사전 정보는 상기 복수의 전송 빔들이 상기 제1 통신 디바이스로부터 상기 제2 통신 디바이스로의 상기 데이터 전송에서 제각기 사용된 사전 기록된 횟수를 포함하는 전자 디바이스.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 사전 정보에 기초하여, 상기 복수의 전송 빔들에 대한 상기 전송 순서를 결정하는 것은: 전송 빔이 보다 많은 횟수로 사용되었으면, 전송 빔의 상기 전송 순서를 보다 앞서게 배열하는 것을 포함하는 전자 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 사전 정보는 상기 제2 통신 디바이스의 지리적 위치 정보를 포함하는 전자 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 사전 정보에 기초하여, 상기 복수의 전송 빔들에 대한 상기 전송 순서를 결정하는 것은: 전송 빔의 지향 방향이 상기 지리적 위치 정보에 의해 지시된 지리적 위치에 보다 가까우면, 상기 전송 빔의 상기 전송 순서를 보다 앞서게 배열하는 것을 포함하는 전자 디바이스.
  7. 제5항에 있어서, 상기 사전 정보는 상기 복수의 전송 빔들이 상기 데이터 전송에서 제각기 사용된 사전 기록된 횟수를 추가로 포함하고,
    상기 사전 정보에 기초하여, 상기 복수의 전송 빔들에 대한 상기 전송 순서를 결정하는 것은: 지향하는 지리적 위치가 상기 지리적 위치 정보에 의해 지시된 지리적 위치로부터 미리 결정된 임계치 미만만큼 벗어난 하나 이상의 전송 빔에 대해, 전송 빔이 보다 많은 횟수로 사용되었으면 상기 전송 빔의 상기 전송 순서를 보다 앞서게 배열하는 것을 포함하는 전자 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 전송 빔들은 상기 통신의 동기화 페이즈 및/또는 데이터 전송 페이즈에서 상기 결정된 전송 순서에 따라 상기 빔 스위핑에서 사용되는 전자 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 프로세싱 회로부는:
    상기 제2 통신 디바이스로부터 피드백 정보를 획득하고 - 상기 피드백 정보는 상기 제1 통신 디바이스의 상기 복수의 전송 빔들 중의 제1 전송 빔을 지시하고, 상기 제1 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호에 대한 상기 제2 통신의 수신 품질은 미리 결정된 임계치보다 높음 -;
    상기 통신의 상기 데이터 전송에서 상기 제1 전송 빔을 사용하도록 제어하도록
    추가로 구성되는 전자 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 빔 스위핑은 상기 제2 통신 디바이스로부터 피드백 정보가 획득될 때 중지되는 전자 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 통신을 위한 프레임에서, 상기 빔 스위핑을 위한 타임 슬롯들은 상기 빔 스위핑에서 사용되는 상기 전송 빔들의 개수에 따라 결정되는 전자 디바이스.
  12. 제9항에 있어서, 상기 피드백 정보는: 상기 제1 전송 빔의 인덱스를 지시하는 정보, 상기 제1 전송 빔의 상기 전송 순서를 지시하는 정보, 상기 제1 전송 빔에 대응하는 안테나 포트를 지시하는 정보, 및 상기 제1 전송 빔을 지시하는 CSI-RS 자원 지시자 중 적어도 하나를 포함하는 전자 디바이스.
  13. 제9항에 있어서, 전송 순서가 상기 제1 전송 빔의 전송 순서보다 앞서는 전송 빔에 의해 전송되는 기준 신호에 대한 상기 제2 통신의 수신 품질은 상기 미리 결정된 임계치보다 낮은 전자 디바이스.
  14. 제9항에 있어서, 전송 순서가 상기 제1 전송 빔의 전송 순서보다 앞서는 전송 빔들 중의 제2 전송 빔은 빔 스위칭에서 백업 전송 빔으로서 사용되며, 상기 제2 전송 빔에 대한 상기 제2 통신의 수신 품질은 상기 제1 전송 빔의 수신 품질에 이어 두번째인 전자 디바이스.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 통신 디바이스는 단말 디바이스이고, 상기 제2 통신 디바이스는 기지국인 전자 디바이스.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 통신 디바이스는 기지국이고, 상기 제2 통신 디바이스는 단말 디바이스인 전자 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 사전 정보에 기초하여, 상기 복수의 전송 빔들에 대한 상기 전송 순서를 결정하는 것은:
    상기 통신의 상기 동기화 페이즈에서, 상기 기지국에 의해 제어되는 셀에 대한 상기 사전 정보에 기초하여 상기 빔 스위핑에서 상기 기지국의 복수의 대략적인 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정하는 것; 및
    상기 통신의 상기 데이터 전송 페이즈에서, 상기 단말 디바이스에 대한 상기 사전 정보에 기초하여 상기 빔 스위핑에서 상기 기지국의 복수의 미세한 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정하는 것 - 상기 복수의 미세한 전송 빔들의 커버리지는 상기 복수의 대략적인 전송 빔들 중 하나의 커버리지 내에 있음 -
    을 포함하는 전자 디바이스.
  18. 제2 통신 디바이스 측에 대한 전자 디바이스로서,
    제1 통신 디바이스에 의해 전송된 기준 신호를 측정하고;
    상기 측정된 기준 신호에 대한 수신 품질이 처음으로 미리 결정된 임계치 초과인 경우에, 상기 수신 품질이 상기 미리 결정된 임계치 초과인 상기 기준 신호에 대응하는 상기 제1 통신 디바이스의 전송 빔을 지시하는 정보를, 제1 통신 디바이스에, 피드백하도록 구성된 프로세싱 회로부를 포함하는 전자 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 피드백은 상기 수신 품질이 상기 미리 결정된 임계치 초과인 상기 기준 신호에 대응하는 상기 제1 통신 디바이스의 상기 전송 빔 이후의 전송 빔들을 기다리지 않고 수행되는 전자 디바이스.
  20. 제18항에 있어서, 상기 수신 품질이 상기 미리 결정된 임계치 초과인 상기 기준 신호에 대응하는 상기 제1 통신 디바이스의 상기 전송 빔 이후의 전송 빔들을 지시하는 정보는 피드백되지 않는 전자 디바이스.
  21. 제18항에 있어서, 상기 프로세싱 회로부는:
    사전 정보에 기초하여, 상기 제1 통신 디바이스에 의해 전송되는 상기 기준 신호를 수신하는 상기 제2 통신 디바이스의 복수의 수신 빔들에 대한 수신 순서를 결정하고;
    상기 복수의 수신 빔들이 상기 결정된 수신 순서에 따라 상기 기준 신호를 수신하도록 제어하도록
    추가로 구성되는 전자 디바이스.
  22. 제21항에 있어서, 상기 사전 정보는 상기 복수의 수신 빔들이 데이터 전송에서 제각기 사용된 사전 기록된 횟수를 포함하는 전자 디바이스.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 통신 디바이스는 단말 디바이스이고, 상기 제2 통신 디바이스는 기지국인 전자 디바이스.
  24. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 통신 디바이스는 기지국이고, 상기 제2 통신 디바이스는 단말 디바이스인 전자 디바이스.
  25. 통신 방법으로서,
    제1 통신 디바이스에 의해, 사전 정보에 기초하여, 상기 제1 통신 디바이스로부터 제2 통신 디바이스로의 통신에 대해 수행될 빔 스위핑에서 상기 제1 통신 디바이스의 복수의 전송 빔들에 대한 전송 순서를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 통신 디바이스에 의해, 상기 결정된 전송 순서에 따라 상기 빔 스위핑에서 상기 복수의 전송 빔들을 사용하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 사전 정보는 상기 복수의 전송 빔들이 데이터 전송에서 제각기 사용된 사전 기록된 횟수를 포함하는 통신 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 사전 정보는 상기 제2 통신 디바이스의 지리적 위치 정보를 포함하는 통신 방법.
  28. 통신 방법으로서,
    제2 통신 디바이스에 의해, 제1 통신 디바이스에 의해 전송된 기준 신호를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 기준 신호에 대한 수신 품질이 처음으로 미리 결정된 임계치 초과인 경우에, 상기 제2 통신 디바이스에 의해, 상기 수신 품질이 상기 미리 결정된 임계치 초과인 상기 기준 신호에 대응하는 상기 제1 통신 디바이스의 전송 빔을 지시하는 정보를 상기 제1 통신 디바이스에 피드백하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  29. 정보 프로세싱 디바이스에 의해 실행될 때, 상기 정보 프로세싱 디바이스로 하여금 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 통신 방법을 실행하게 하는 실행가능 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
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