KR20210010199A - 무선 통신 시스템에서 전력 제어를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시(disclosure)는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 기지국의 장치는 적어도 하나의 송수신기와, 상기 적어도 하나의 송수신기와 결합되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 유효 송신 전력(effective transmit power)에 대한 제한값(limit value)을 획득하고, 상기 기지국의 안테나(antenna)에 대한 이득 정보를 획득하고, 상기 유효 송신 전력에 대한 제한값 및 상기 이득 정보에 기반하여 적어도 하나의 레이어 각각에 대한 송신 전력을 결정하고, 상기 송신 전력에 기반하여, 상기 적어도 하나의 레이어들에 대응하는 적어도 하나의 데이터 스트림을 전송하도록 상기 적어도 하나의 송수신기를 제어하도록 구성될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 전력 제어를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POWER CONTROL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 전력 제어(power control)를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 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 Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
송신 전력의 증가는 전송률을 높이기 위한 방안으로 이용되고 있다. 무선 네트워크는 빔포밍 기법을 이용하여 신호 이득을 높이도록 운용되고 있다. 이 때, 빔포밍 기법에 방사 전력의 제약이 있어, 송신 전력을 제어하기 위한 방안이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 전력 제어를 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 단일 레이어 전송의 전력 제어를 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 다중 레이어 전송의 전력 제어를 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 전력에 기반하여 단말들을 스케줄링 하기위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 방법은 유효 송신 전력(effective transmit power)에 대한 제한값(limit value)을 획득하는 과정과, 상기 기지국의 안테나(antenna)에 대한 이득 정보를 획득하는 과정과, 상기 유효 송신 전력에 대한 제한값 및 상기 이득 정보에 기반하여 적어도 하나의 레이어 각각에 대한 송신 전력을 결정하는 과정과, 상기 송신 전력에 기반하여, 상기 적어도 하나의 레이어들에 대응하는 적어도 하나의 데이터 스트림을 전송하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 장치는 적어도 하나의 송수신기와, 상기 적어도 하나의 송수신기와 결합되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 유효 송신 전력(effective transmit power)에 대한 제한값(limit value)을 획득하고, 상기 기지국의 안테나(antenna)에 대한 이득 정보를 획득하고, 상기 유효 송신 전력에 대한 제한값 및 상기 이득 정보에 기반하여 적어도 하나의 레이어 각각에 대한 송신 전력을 결정하고, 상기 송신 전력에 기반하여, 상기 적어도 하나의 레이어들에 대응하는 적어도 하나의 데이터 스트림을 전송하도록 상기 적어도 하나의 송수신기를 제어하도록 구성될 수 있다.
무선 통신 시스템에서 전력 제어를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POWER CONTROL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 4a 내지 4c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 레이어 전송(layer transmission)의 전력 제어(power control)의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 지향성 기반 전력 제어를 수행하기 위한 기지국의 동작 흐름을 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 전력 기반 스케줄링(power-based scheduling)을 위한 기지국의 동작 흐름을 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 전력 제어(power control)를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 빔포밍에 따른 안테나 이득(antenna gain)/EIRP(effective isotropic radiated power)를 고려하여, 전력 제어(power control)를 수행하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 송신 전력과 관련된 파라미터(예: ERP(effective radiated power), EIRP, 이득, 안테나 이득, 방사 이득), 임계값(threshold)을 지칭하는 용어 (예: 제한값, 한계값, 최대 전력, 최대 송신 전력, Pmax, EIRPlim ,), 신호를 지칭하는 용어(신호, 심볼, 레이어, 스트림, 데이터, 빔포밍 신호), 신호의 종류를 지칭하는 용어(예: 기준 신호, 시스템 정보, 제어 신호, 데이터)을 지칭하는 용어, 빔과 관련된 용어(공통 빔(common beam), 빔패턴, 빔형상, 공간 빔, 서빙 빔(serving beam)), 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어(안테나 어레이(antenna array), 안테나 엘리멘트(antenna element), 통신부, 안테나), 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어(예: 통신 노드(communication node), 무선 노드(radio node), 무선 유닛(radio unit), 네트워크 노드(network node), 송수신 포인트(transmission/reception point, TRP), DU(digital unit), RU(radio unit), MMU(Massive MIMO unit) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
이하, 후술되는 본 개시의 다양한 실시 예들은, 5G 통신 시스템에 적용될 수 있으나, 5G 통신 시스템에 국한되지 않는다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 4G 통신 시스템(예: LTE)의 Massive MIMOO 기술에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110) 및 단말들(120-1, 120-2, 120-3, 120-4)를 예시한다.
기지국(base station)(110)은 단말에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 이하, 사용되는 '커버리지'의 용어는, 기지국(110)에서 서비스 가능한 영역(service coverage area)을 가리킬 수 있다. 기지국(110)은 하나의 셀(one cell)을 커버할 수도 있고, 다수의 셀들(multiple cells)을 커버할 수도 있다. 여기서, 다수의 셀들은 지원하는 주파수(frequency), 커버하는 섹터(sector)의 영역에 의해 구분될 수 있다.
기지국(110)은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', 'gNB(next generation node B)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', 'gNB(next generation node B)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', 중앙 유닛(centralized unit, CU), 분산 유닛(distributed unit, DU),'디지털 유닛(digital unit, DU)', '무선 유닛(radio unit, RU), 원격 무선 장비(remote radio head, RRH) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 이하, 본 개시는 기지국(110)을 하나의 엔티티로 서술하나, 실시 예에 따라, 분산된 엔티티들로 구현될 수 있다. 예로, 기지국(110)은 DU와 RU로 구별되어 구현될 수 있다. RU는 MMU를 포함할 수 있다. 즉, 스케줄링을 수행하는 기기와 스케줄링에 따른 신호를 방사하는 기기가 물리적으로 구별되는 위치에 각각 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 기지국(110)은, 하나 이상의 '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)'와 연결될 수 있다. 기지국(110)은 하나 이상의 TRP들을 통해, 단말에게 하향링크 신호를 전송하거나 상향링크 신호를 수신할 수 있다.
단말들(120-1, 120-2, 120-3, 120-4) 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말들(120-1, 120-2, 120-3, 120-4)중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말들(120-1, 120-2, 120-3, 120-4) 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말들(120-1, 120-2, 120-3, 120-4) 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', '전자 장치(electronic device)', 또는 '차량(vehicle)용 단말', '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 단말들(120-1, 120-2, 120-3, 120-4)에 공통적으로 적용 가능한 설명은, 단말(120)으로 지칭하여 서술된다.
다양한 실시 예들에 따라, 기지국(110)은, 채널 이득의 향상을 위해 빔포밍을 통해 단말들(120-1, 120-2, 120-3, 120-4)에게 무선 접속을 제공할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 제1 빔(130-1)에 기반하여 단말(120-1)에게 신호를 송신하거나 수신할 수 있다. 기지국(110)은 제2 빔(130-2)에 기반하여 단말(120-2)에게 신호를 송신하거나 수신할 수 있다. 기지국(110)은 제3 빔(130-3)에 기반하여 단말(120-3)에게 신호를 송신하거나 수신할 수 있다. 기지국(110)은 제4 빔(130-4)에 기반하여 단말(120-4)에게 신호를 송신하거나 수신할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은 채널 응답 혹은 채널 상태에 기초하여 빔포밍 웨이트(beamforming weight)를 획득하고, 빔포밍 웨이트에 따라 셀 내 단말들을 서비스하기 위한 빔을 형성할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서 기지국(110) 및 단말들(120-1, 120-2, 120-3, 120-4)은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 각 서빙 빔을 선택할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 여기서, 서빙 빔이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다.
제1 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널의 광범위한(large-scale) 특성들이 제2 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널로부터 추정될(inferred) 수 있다면, 제1 안테나 포트 및 제2 안테나 포트는 QCL 관계에 있다고 평가될 수 있다. 예를 들어, 광범위한 특성들은 지연 스프레드(delay spread), 도플러 스프레드(doppler spread), 도플러 쉬프트(doppler shift), 평균 이득(average gain), 평균 지연(average delay), 공간적 수신 파라미터(spatial receiver parameter) 중 적어도 하나를 포함할 수 잇다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 기지국(110)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2를 참고하면, 기지국(110)은 무선통신부 (210), 백홀통신부 (220), 저장부 (230), 제어부 (240)를 포함한다.
무선통신부 (210)은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부 (210)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부 210은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부 (210)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 무선통신부 (210)은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다.
이를 위해, 무선통신부(210)은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부(210)은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부(210)은 다수의 안테나 엘리멘트들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 무선통신부(210)은 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 무선 통신부(210)은 빔을 형성하는 유닛, 즉 빔포밍부(beamforming unit)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(210)은 빔포밍을 위한 MMU(massive MIMO unit)을 포함할 수 있다.
무선통신부(210)은 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 무선통신부(210)은 적어도 하나의 송수신기(transceiver)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선통신부(210)은 동기 신호(synchronization signal), 기준 신호(reference signal), 시스템 정보, 메시지, 제어 정보, 또는 데이터 등을 전송할 수 있다. 또한, 무선통신부(210)은 빔포밍을 수행할 수 있다. 무선통신부(210)은, 송수신하고자 하는 신호에 제어부 240의 설정에 따른 방향성을 부여하기 위해, 신호에 빔포밍 가중치를 적용할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 무선 통신부(210)는 스케줄링 결과 및 송신 전력 계산 결과에 따라 기저 대역 신호를 생성할 수 있다. 또한, 무선 통신부(21) 내 RF 유닛은 생성된 신호를 안테나를 통해 송신할 수 있다.
무선통신부(210)은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부(210)의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부(210)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
백홀통신부(220)은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부(220)은 기지국(110)에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어 네트워크 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부(230)은 기지국(110)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(230)은 메모리(memory)를 포함할 수 있다. 저장부(230)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(230)은 제어부(240)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 일 실시 예에 따라, 저장부(230)은 단말에 대한 정보들을 포함하는 단말 정보 관리부를 포함할 수 있다. 단말 정보는, 각 단말의 채널 정보, 평균 용량 정보, 전송할 데이터를 포함할 수 있다.
제어부(240)은 기지국(110)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(240)은 무선통신부(210)을 통해 또는 백홀통신부(220)을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(240)은 저장부(230)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(240)은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(240)은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부(240)은 스케줄러 및 송신 전력 계산부를 포함할 수 있다. 스케줄러는 송신 전력 계산부로 빔포밍 가중치를 전송하고, 송신 전력 계산부로부터 해당 단말에 대하여 계산된 송신 전력에 대한 정보를 수신할 수 있다. 스케줄러는 수신된 정보에 기초하여 스케줄링을 수행할 수 있다. 스케줄러는 스케줄링 결과를 송신 전력 계산부 및 신호처리부로 전달하거나, 또는 스케줄링 결과 및 그에 해당하는 송신 전력 계산 결과를 신호처리부로 전달할 수 있다. 송신 전력 계산부는, 스케줄러의 정확한 메트릭 계산을 위해 할당 레이어(혹은 단말)에 대한 송신 전력 계산을 수행할 수 있다. 또한, 송신 전력 계산부는, 스케줄링 결과에 해당하는 송신 전력을 무선 통신부(210)로 전달할 수 있다. 여기서, 스케줄러 및 송신 전력 계산부는 저장부 230에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부(240)에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부(240)을 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다. 한편, 다른 일 실시 예에 따라, 스케줄러와 송신 전력 계산부는 개별 장치에서 각각 독립적으로 구현될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부(240)은 기지국(110)이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 2에 도시된 기지국(110)의 구성은, 기지국의 일 예일뿐, 도 2에 도시된 구성으로부터 본 개시의 다양한 실시 예들을 수행하는 기지국의 예가 한정되지 않는다. 즉, 다양한 실시 예들에 따라, 일부 구성이 추가, 삭제, 변경될 수 있다.
도 2에서는 기지국을 하나의 엔티티로 서술하였으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국은 일체형 배치뿐만 아니라 기지국은 분산 배치(distributed deployment)를 갖는 액세스 네트워크(access network)를 형성하도록 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 기지국은 CU(central unit)와 DU(digital unit)로 구별되어, CU는 상위 계층 기능(upper layers) (예: PDCP(packet data convergence protocol, RRC)) DU는 하위 계층 기능(lower layers)(예: MAC(medium access control), PHY(physical))을 수행하도록 구현될 수 있다. 기지국의 DU는 무선 채널 상에 빔 커버리지를 형성할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, CU대신 DU(digital unit), DU 대신 RU(radio unit)으로 구성되어, 기지국의 RU는 무선 채널 상에 빔 커버리지를 형성할 수 있다. RU는 빔포밍을 위한 MMU를 포함할 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 단말(120)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 단말(120)은 통신부(310), 저장부 320, 제어부 330을 포함한다.
통신부(310)은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부(310)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(310)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부(310)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부(310)은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부(310)은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(310)은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(310)은 안테나부를 포함할 수 있다. 통신부(310)은 다수의 안테나 엘리멘트들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부(310)은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부(310)은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 통신부(310)은 빔포밍을 수행할 수 있다. 통신부(310)은, 송수신하고자 하는 신호에 제어부(330)의 설정에 따른 방향성을 부여하기 위해, 신호에 빔포밍 가중치를 적용할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 통신부(310)은 RF(radio frequency) 블록(또는 RF 부)을 포함할 수 있다. RF 블록은 안테나와 관련된 제1 RF 회로(circuitry)와 기저대역 프로세싱과 관련된 제2 RF 회로(circuitry)를 포함할 수 있다. 제1 RF 회로는 RF-A(antenna)로 지칭될 수 있다. 제2 RF 회로는 RF-B(baseband)로 지칭될 수 있다.
또한, 통신부(310)은 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(310)은 적어도 하나의 송수신기(transceiver)를 포함할 수 있다. 통신부(310)은 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 하향링크 신호는 동기 신호(synchronization signal, SS), 기준 신호(reference signal, RS)(예: CRS(cell-specific reference signal), DM(demodulation)-RS), 시스템 정보(예: MIB, SIB, RMSI(remaining system information), OSI(other system information)), 설정 메시지(configuration message), 제어 정보(control information) 또는 하향링크 데이터 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(310)은 상향링크 신호를 전송할 수 있다. 상향링크 신호는 랜덤 액세스 관련 신호(예: 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RAP)(또는 Msg1(message 1)), Msg3(message 3)) 또는 기준 신호(예: SRS(sounding reference signal), DM-RS) 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(310)은 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(310)은 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 블루투스 저 에너지(bluetooth low energy, BLE), Wi-Fi(Wireless Fidelity), WiGig(WiFi Gigabyte), 셀룰러 망(예: LTE(Long Term Evolution), NR(new radio) 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(super high frequency, SHF)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 38GHz, 60GHz 등) 대역을 포함할 수 있다. 또한 통신부(310)은 서로 다른 주파수 대역(예: LAA(licensed Assisted Access)를 위한 비면허 대역, CBRS(citizens broadband radio service)(예: 3.5 GHz)) 상에서 동일한 방식의 무선 접속 기술을 이용할 수도 있다.
통신부(310)은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(310)의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(310)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부(320)은 단말(120)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(320)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(320)은 제어부(330)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 다양한 실시 예들에 따라, 저장부(320)은 단말(120)에서 운용될 빔 셋의 각 빔 또는 보조 빔 페어의 각 빔에 대한 방향 정보를 저장할 수 있다.
제어부(330)은 단말(120)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(330)은 통신부(310)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(330)은 저장부(320)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(330)은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(330)은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 제어부(330)은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부(310)의 일부 및 제어부(330)은 CP라 지칭될 수 있다. 제어부(330)은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부(330)은 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
전파 경로 손실을 완화하고 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 기술 중 하나로써, 빔포밍 기술이 이용되고 있다. 빔포밍은, 일반적으로, 다수의 안테나를 이용하여 전파의 도달 영역을 집중시키거나, 특정 방향에 대한 수신 감도의 지향성(directivity)를 증대시킨다. 따라서, 단일 안테나를 이용하여 등방성(isotropic) 패턴으로 신호를 형성하는 대신 빔포밍 커버리리를 형성하기 위해, 통신 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 통신 노드는 MMU를 포함할 수 있다. 이때, 다수의 안테나들이 집합된 형태는 안테나 어레이(antenna array), 어레이에 포함되어 있는 각 안테나는 어레이 엘리멘트(array element), 또는 안테나 엘리멘트(antenna element)라 지칭될 수 있다. 상기 안테나 어레이는 선형 어레이(linear array), 평면 어레이(planar array) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 안테나 어레이는 매시브 안테나 어레이(massive antenna array)로 지칭될 수 있다.
이하, 본 개시에서는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 환경에서 통신을 위한 복수의 안테나들로서 안테나 어레이를 예로 서술하나, 일부 실시 예들에서 빔포밍을 위한 용이한 변경이 가능함은 물론이다. 이하, 도 4a 내지 도 4c를 통해 빔포밍 아키텍처(beamforming architecture)의 예가 서술된다.
도 4a 내지 4c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 4a 내지 4c는 도 2의 무선통신부(210) 또는 도 3의 통신부(310)의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 4a 내지 4c는 도 2의 무선통신부(210) 또는 도 3의 통신부(310)의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성 요소들을 예시한다.
도 4a를 참고하면, 무선통신부(210) 또는 통신부(310)은 부호화 및 변조부(402), 디지털 빔포밍부(404), 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N), 아날로그 빔포밍부(408)를 포함한다.
부호화 및 변조부(402)는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해, LDPC(low density parity check) 코드, 터보(turbo) 코드, 블록(block) 코드, 컨볼루션(convolution) 코드, 폴라(polar) 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 부호화 및 변조부(402)는 성상도 맵핑(constellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.
디지털 빔포밍부(404)는 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부(404)는 변조 심벌들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용되며, '프리코딩 행렬(precoding matrix)', '프리코더(precoder)' 등으로 지칭될 수 있다. 디지털 빔포밍부(404)는 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.
다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 구체적으로, 신호의 스트림들은 기저대역에서 처리될 수 있다. 이후, 신스트림들은 디지털-아날로그 변환기(DAC)에서 변환될 수 있다. 또한, 각 정보 스트림은 기저대역 신호를 RF 반송파 대역 신호로 변환하는 상향 변환(예: 중간 주파수(intermediate frequency, IF) 변환 및 무선 주파수(radio frequency, RF) 변환)에 따라 추가적으로 처리될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 하나의 스트림은 변조를 위해 동 위상 성분(in-phase component, I component) 및 직교 위상 성분(quadrature phase component, Q component)으로 분리될 수 있다. 상향 변환 이후, 처리된 각 스트림은 아날로그 빔포밍부(408)로 입력될 수 있다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N) 각각은 IFFT(inverse fast fourier transform) 연산부, CP(cyclic prefix) 삽입부, DAC, 상향 변환부를 포함할 수 있다. CP 삽입부는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 위한 것으로, 다른 물리 계층 방식(예: FBMC(filter bank multi-carrier))이 적용되는 경우 제외될 수 있다. 즉, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.
아날로그 빔포밍부(408)는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부(404)은 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다. 구체적으로, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N) 및 안테나들 간 연결 구조에 따라, 아날로그 빔포밍부(408)는 도 4b 또는 도 4c와 같이 구성될 수 있다.
도 4b를 참고하면, 아날로그 빔포밍부(408)은 기저대역 처리에서 출력된 신호가 안테나 어레이의 서브-어레이의 위상/크기 변환부 및 증폭기와 연결되는 빔포밍 모듈에 대한 아키텍처를 예시한다. 위상/크기 변환부는 위상 천이기(phase shifter)를 포함할 수 있다. 증폭기는 전력 증폭기(power amplifier, PA)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상향 변환부에서 출력된 신호들 각각은 안테나 어레이의 서브-어레이에 대한 위상/크기 변환부 및 증폭기로 입력될 수 있고, 서브-어레이는 하나 이상의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 각 서브-어레이는 동일한 개수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 일부 서브-어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수는 서브-어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 다를 수 있다. 출력되는 신호들 각각은 서브-어레이의 안테나들의 일부 또는 전체와 연결될 수 있다.
아날로그 빔포밍부(408)로 입력된 신호들은 위상/크기 변환, 증폭의 연산을 거쳐, 안테나들을 통해 송신된다. 이때, 각 경로의 신호는 서로 다른 안테나 집합들 즉, 안테나 어레이들을 통해 송신된다. 예를 들어, 첫번째 경로를 통해 입력된 신호의 처리를 살펴보면, 신호는 위상/크기 변환부들(412-1-1 내지 412-1-M)에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들(414-1-1 내지 414-1-M)에 의해 증폭된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 4c를 참고하면, 아날로그 빔포밍부(408)은 신호들이 송신 안테나들의 모든 위상/크기 변환부 및 증폭기들에 완전히 연결되는 빔포밍 모듈에 대한 아키텍처를 예시한다. 구체적으로, 상향 변환부에서 출력된 신호들 각각은 하나의 위상/크기 변환부 및 하나의 증폭기로 입력될 수 있고, 결합기를 통해 모든 신호들이 결합되어 안테나 어레이의 안테나들 중 하나로 출력될 수 있다.
아날로그 빔포밍부(408)로 입력된 신호들은 위상/크기 변환, 증폭의 연산을 거쳐, 안테나들을 통해 송신된다. 각 경로의 신호는 동일한 안테나 집합, 즉, 안테나 어레이를 통해 송신된다. 첫번째 경로를 통해 입력된 신호의 처리를 살펴보면, 신호는 위상/크기 변환부들(412-1-1 내지 412-1-M)에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들(414-1-1 내지 414-1-M)에 의해 증폭된다. 그리고, 하나의 안테나 어레이를 통해 송신되도록, 증폭된 신호들은 안테나 엘리멘트를 기준으로 결합기들(416-1-1 내지 416-1-M)에 의해 합산된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 4b는 송신 경로 별 독립적 안테나 어레이가 사용되는 예를, 도 4c 송신 경로들이 하나의 안테나 어레이를 공유하는 예를 나타낸다. 그러나, 다른 실시 예에 따라, 일부 송신 경로들은 독립적 안테나 어레이를 사용하고, 나머지 송신 경로들은 하나의 안테나 어레이를 공유할 수 있다. 나아가, 또 다른 실시 예에 따라, 송신 경로들 및 안테나 어레이들 간 스위치 가능한(switchable) 구조를 적용함으로써, 상황에 따라 적응적으로 변화할 수 있는 구조가 사용될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따라, 도 2의 제어부(240)은 상술한 구성 요소들, 상향 변환부, 빔포밍 모듈, 위상/크기 변환부, 증폭기, 또는 안테나 어레이 모듈 중 적어도 하나 상호 작용하도록 작동적으로 결합될 수 있다. 예시적으로, 안테나 중 하나의 서브-어레이와 관련된 처리를 위한 구성 요소들은 하나의 "RF 체인(RF chain)"으로 지칭될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c를 통해, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방향 추정을 위한 통신 환경, 기지국, 또는 단말의 예시적인 구성이 서술되었다. 이하, 도 5a 내지 도 5b를 통해, 빔포밍 시스템에서 전력 제어가 필요한 상황을 예시하고, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전력 제어(power control)를 위한 용어들을 정의한다.
통신 성능을 높이기 위해 다수의 안테나들을 장착한 제품이 개발되고 있고, Massive MIMO 기술을 활용하여 점점 보다 훨씬 더 많은 수의 안테나를 갖는 장비가 사용될 것으로 예상된다. 기지국은 다수의 안테나들을 통해 단말들과 통신을 수행할 수 있다(예: MU(multi-user)-MIMO). 각 안테나에 적절한 빔포밍 가중치(beamforming weight)가 적용되면, 단일 안테나를 사용하는 것에 비하여 다수의 안테나들을 사용하는 것은 높은 안테나 이득(antenna gain)을 좁은 영역에 제공할 수 있다. 또한, 빔포밍을 통해, 서로 중첩되지 않는, 서로 다른 영역에 있는 단말들에게 동시에 데이터를 전송할 수 있는 다중 레이어 (multiple-layer) 전송이 가능하다. 한편, 기지국의 하향링크 송신 전력은, 장비의 출력 성능, 특정 주파수에서의 출력 제약 및 방사 전력 제약 등으로 인해 결정될 수 있다. 이 때, 기지국이 전송되는 레이어 수에 관계없이 단일 레이어 전송 시 혹은 다중 레이어 전송 시 일정한 송신 전력(예: 할당 전력 최대값(Pmax))을 할당하면, 비효율이 발생할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 레이어 전송(layer transmission)의 전력 제어(power control)의 예를 도시한다. 빔포밍을 제공하는 장치(이하, 빔포밍 장치)로서, 기지국(110)이 예로 서술된다.
도 5a를 참고하면, 기지국(110)은 단일 레이어 전송(501)을 위하여, 제1 빔(510)을 형성할 수 있다. 제1 빔(510)은 하나의 레이어에 대응할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)의 최대 송신 전력이 P(540)인 경우, 상기 하나의 레이어의 전송에 할당되는 송신 전력은 P일 수 있다. 기지국(110)은 이중 레이어(혹은 듀얼 레이어(dual layer)) 전송(502)을 위하여 제1 빔(521) 및 제2 빔(522)를 형성할 수 있다. 제1 빔(521)은 2개의 레이어들 중 제1 레이어에 대응하고, 제2 빔(522)은 2개의 레이어들 중 제2 레이어에 대응할 수 있다. 이 때, 각 레이어에 할당되는 송신 전력은 P/2일 수 있다. 마찬가지로, 기지국(110)은 4개의 레이어들을 통한 데이터 스트림들의 전송(503)을 위하여 제1 빔(531), 제2 빔(532), 제3 빔(533), 및 제4 빔(534)을 형성할 수 있다. 제1 빔(531), 제2 빔(532), 제3 빔(533), 및 제4 빔(534) 각각은 각 레이어에게 할당될 수 있다. 즉, 각 레이어에 할당되는 송신 전력은 P/4일 수 있다. 이와 같이, 다중 레이어 전송 시 하나의 레이어에 할당되는 전력은, 평균적으로 단일 레이어 전송 시 송신 전력/(레이어 수)에 불과하다. 즉, 하나의 레이어만을 고려한다면, 동시에 보내는 레이어 수가 증가할수록 빔 당 방사전력(예: EIRP)이 감소하는 문제가 있다. 또한, 레이어들의 개수가 증가하는 경우, 레이어 별 송신 전력의 감소에 따른 전송률 감소와 다중 레이어 전송에 따른 전송률 증가의 두가지 측면들이 존재하게 된다.
상술한 바와 같이, 레이어들의 개수가 증가하면, 다중 레이어 전송에 따른 전송률 증가가 이루어지는 반면 레이어 당 송신전력의 감소에 따른 전송률 감소도 발생할 수 있다. 즉, 하나의 레이어만을 고려하면, 동시에 보내는 레이어들의 개수가 증가할수록 각 레이어에 할당되는 유효 방사 전력(예: ERP, EIRP)이 감소할 수 있다. 동시에 전송되는 레이어들이 공간적으로 완전히 분리가 될 수 있다면, 다중 레이어 전송의 경우, 이상적으로는 "레이어들의 개 수" 배만큼 할당된 전력에 기반하여 데이터 전송을 수행할 수 있음에도 불구하고, 보다 약한 전력에 기반하여 데이터 전송이 수행될 수 있다. 이러한 감속된 전력은 전송률 감소를 야기하므로, 충분한 전력을 활용하지 못함에 따른 비효율이 발생할 수 있다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들은 Massive MIMO 시스템에서 다중 레이어 전송 시 최대한 높은 전력을 사용하도록 전력을 제어함으로써, 더 높은 전송률 (transmission rate)을 달성하기 위한 장치 및 방법을 제안한다. 이하, 본 개시의 전력 제어를 설명하기 위한 용어들이 정의된다.
1) 송신 전력(transmit power) : 송신 전력은 기지국의 안테나들에서 방사되는 전력을 의미한다. 송신 전력은, 방사 전력으로 지칭될 수 있다. 본 개시에서 별도의 정의를 하지 않는 한, 송신 전력은 기지국 전체의 송신 전력을 의미할 수 있다. 레이어 별 송신 전력은, 각 레이어의 데이터 스트림의 전송을 위해 할당되는 전력을 의미할 수 있다. 단일 레이어 전송의 경우, 전체 송신 전력과 레이어 별 송신 전력은 동일할 수 있다. 다중 레이어 전송의 경우, 전체 송신 전력과 레이어 별 송신 전력은 동일하거나 다를 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전체 송신 전력과 레이어 별 송신 전력의 차이는 공간적 분리 정도에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 전체 송신 전력과 레이어 별 송신 전력의 차이는 채널 상태에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 전체 송신 전력과 레이어 별 송신 전력의 차이는 방사 방향의 차이에 기초하여 결정될 수 있다.
2) 최대 송신 전력(maximum transmit power, P max ) : 최대 송신 전력은 특정 조건(예: 주파수, 서빙 셀(serving cell) 등) 하에서 시스템에서 정의되는 방사 전력의 최대치를 의미한다. 최대 송신 전력은, 시스템 출력 제약 및 주파수에서의 출력 제약 등 후술하는 유효 송신 전력에 대한 제약을 제외한 나머지 제약에 의해 결정되는 기지국의 출력 제약을 의미할 수 있다.
3) 유효 송신 전력(effective transmit power) : 유효 송신 전력은 최대 세기 방향으로 복사되는 전력을 의미한다. 안테나에서 방출되는 피크 전력 밀도는 안테나의 이득이 최대인 방향에서 측정될 수 있다. 이 때, 등방성 안테나(혹은 다이폴 안테나)로부터 이 피크 전력 밀도와 같은 전력 밀도가 측정될 때, 등방성 안테나(혹은 다이폴 안테나)에서 방출되는 전력의 크기는 유효 송신 전력을 의미할 수 있다. 일 예로, n개의 빔들이 형성되는 경우, 임의의 방향에서 n개의 빔들 중 적어도 일부가 중첩될 수 있다. 이 때, 유효 송신 전력은 상기 적어도 일부가 가장 많이 중첩됨으로써, 가장 높은 전력을 제공하는 방향의 전력을 의미한다(단일 빔의 경우를 포함한다). 일부 실시 예들에서, 유효 송신 전력은 EIRP를 포함할 수 있다. EIRP는 안테나 출력(Pt)과 등방성 안테나를 기준으로 정의되는 안테나의 절대 이득(Gh)에 기반하여 결정될 수 있다. EIRP는 등가 등방성 방사 전력(equivalent isotropic radiated power)으로 지칭될 수도 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 유효 송신 전력은 ERP를 포함할 수 있다. ERP는 안테나 출력(Pt)과 다이폴 안테나를 기준으로 정의되는 안테나의 상대 이득(Ga)에 기반하여 결정될 수 있다. ERP는 등가 방사 전력(equivalent radiated power)으로 지칭될 수도 있다. 이하, 본 개시의 다양한 실시 예들은, 유효 송신 전력으로서 EIRP가 예로 서술된다.
4) 레이어 (layer) : 레이어는 데이터의 전송 단위일 수 있다. 즉, 기지국은 동시에 여러 단말들을 서비스하거나 혹은 하나의 단말 내에서 다수의 스트림들을 전송하기 위해, 복수의 데이터 스트림들을 생성할 수 있다. 이 때, 하나의 데이터 스트림은 하나의 레이어에 대응할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 2개의 단말들을 동시에 서비스하는 경우, 기지국은 2개의 레이어들에 따른 2개의 데이터 스트림들을 전송할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 레이어들의 개수를 결정함에 있어, 단일 단말 내 랭크가 이용될 수 있다. 단말의 랭크는 본 개시의 전력 제어의 레이어들의 개수에 고려될 수 있다. 예를 들어, 기지국이 2개의 단말들을 동시에 서비스하고, 각 단말의 랭크(rank)가 2인 경우, 기지국은 총 4개의 데이터 스트림들을 전송할 수 있다. 기지국은 4개의 스트림들 각각에 대한 송신 전력을 계산하고, 계산된 송신 전력을 각 데이터 스트림에 할당할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 단말의 랭크는 본 개시의 전력 제어의 레이어들의 개수에 고려되지 않을 수 있다. 즉, 단말의 랭크는 단순히 디지털 빔포밍을 위한 프리코더의 크기 산정에 이용될 뿐, 기지국은 하나의 단말을 하나의 레이어로 간주하고, 스케줄링을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 기지국이 2개의 단말들을 동시에 서비스하고, 각 단말의 랭크가 2이더라도, 기지국은 전체 레이어들의 개수를 2로 간주하고, 전력 제어 및 스케줄링을 수행할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 별도로 언급하지 않는 한, 레이어는, 각 단말의 랭크가 1인 상황에서 사용자를 구별하기 위한 단위를 의미할 수 있다. 즉, 다중 레이어 전송은 서로 다른 단말에게 데이터 스트림을 전송하는 동작을 포함하는 것으로 서술된다. 그러나, 각 단말의 랭크, 다중 안테나 전송에 따른 단말 별 공간 다중화(spatial multiplexing)이 함께 이용될 수 있음은 물론이다.
5) 안테나 이득(antenna gain) : 안테나 이득은 기준 안테나(예: 등방성 안테나) 대비 실제 안테나의 이득을 의미한다. 일 예로, 안테나 이득은 최대 복사 방향(boresight)에서 기준 안테나와 단위 입체각 당 방사 전력의 비로 정의될 수 있다. 안테나 이득은 지향성과 복사 효율에 기반하여 도출될 수 있다. 안테나 이득은, 주어진 방향으로 기준 안테나 대비 신호를 얼마나 집중시킬 수 있는지를 가리킬 수 있다. 안테나 이득은, 기준 안테나에 따라 절대 이득을 의미하거나 혹은 상대 이득을 의미할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 신호를 방사하는 안테나가 어레이 안테나인 경우, 안테나 이득은 안테나 엘리멘트들 모두에 대한 전체 이득을 의미하거나 안테나 엘리멘트들 중 일부(예: 서브-어레이, 안테나 엘리멘트)에 대한 이득을 의미할 수도 있다.
기존의 시스템 상에서 정의되는 최대 송신 전력은 빔의 지향적인 특성을 고려하지 않은 상태에서 정의되었다. 각 단말에게 할당되는 송신 빔들 간 공간적인 분리가 충분히 보장되지 않아, 중첩으로 인한 송신 전력의 증가가 야기되기 때문이다. 그러나, 기술의 발전으로 인해 공간적인 분리의 달성이 어느정도 보장됨에 따라, 유효 송신 전력에 대한 제한값과 같은 새로운 임계값이 도입될 수 있다. 송신 전력의 증가는 전송률의 증가를 야기하기 때문에, 전술한 바와 같이 일괄적으로 최대 송신 전력을 분할하는 것은 비효율적이다. 따라서, 빔들간 공간적 분리(예: 두 빔 간 특정 방향에서 중첩되는 영향이 감소)가 충분히 보장되는 상황 하에서, 유효 송신 전력에 대한 제한값을 고려하여 전력을 할당하는 예가 서술된다.
도 5b를 참고하면, 기지국(110)은 단일 레이어 전송(551)을 위하여, 제1 빔(560)을 형성할 수 있다. 제1 빔(560)은 하나의 레이어에 대응할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)의 최대 송신 전력이 P(540)인 경우, 상기 하나의 레이어의 전송에 할당되는 송신 전력은 P일 수 있다. 기지국(110)은 이중 레이어(혹은 듀얼 레이어(dual layer)) 전송(552)을 위하여 제1 빔(571) 및 제2 빔(572)를 형성할 수 있다. 제1 빔(571)은 2개의 레이어들 중 제1 레이어에 대응하고, 제2 빔(572)은 2개의 레이어들 중 제2 레이어에 대응할 수 있다. 이 때, 일 예로, 각 레이어에 할당되는 송신 전력은 P-β2일 수 있다. β2는 유효 송신 전력에 대한 제한값에 기초하여 획득될 수 있다. 마찬가지로, 기지국(110)은 4개의 레이어들을 통한 데이터 스트림들의 전송(553)을 위하여 제1 빔(581), 제2 빔(582), 제3 빔(583), 및 제4 빔(584)을 형성할 수 있다. 제1 빔(581), 제2 빔(582), 제3 빔(583), 및 제4 빔(584) 각각은 각 레이어에게 할당될 수 있다. 이 때, 일 예로, 각 레이어에 할당되는 송신 전력은 P-β4일 수 있다. β4는 유효 송신 전력에 대한 제한값에 기초하여 획득될 수 있다. 이와 같이, 동일한 최대 송신 전력 내에서 데이터를 전송하는 것이 아니라, 유효 송신 전력의 제한값에 기반하여 전체 송신 전력을 증가시킴으로써, 전송률의 증가가 달성될 수 있다. 또한, 레이어들의 개수에 따라 일괄적으로 송신 전력을 분배하는 것이 아니라, 레이어들 간 공간적 분리를 전제로, 각 레이어에서 독립된 제한값을 활용함으로써, 다중 레이어 전송에 따른 전송률은 보다 증가할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에서는 빔포밍 장치로써, 기지국(110)을 예로 서술하였으나, 본 개시의 다양한 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 빔포밍 장치는 기지국(110)외에, DU, AU(access unit), MMU, TRP 등과 같이 무선 접속 네트워크(radio access network)의 일부로서, 빔포밍을 통해 무선 신호를 생성하기 위한 동작들의 관련된 장치를 의미할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 안테나, RF 경로들이 증가함에 따라 필요한 연산량은 기하 급수적으로 증가할 수 있고, 이러한 연산은 단일 통신 노드 자체에서는 해결하기에 부담이 될 수 있다. 따라서, 빔포밍 장치는 기지국(110)의 일부로서 연산 장치와 독립적으로 배치되는 분산 네트워크 상에서 구현될 수 있다.
지향성 기반 전력 제어( directivity -based power control)
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 지향성 기반 전력 제어를 수행하기 위한 기지국의 동작 흐름(600)을 도시한다. 기지국은 기지국(110)을 예시한다. 지향성 기반 전력 제어란, 지향성에 따라 새로이 정의되는 임계값(예: 후술되는 유효 송신 전력에 대한 제한값)과 지향성에 따라 달성되는 공간적인 분리를 고려하여 수행되는 전력 제어를 의미한다.
도 6을 참고하면, 단계(601)에서, 기지국(110)은 유효 송신 전력의 제한값을 획득할 수 있다. 유효 송신 전력은 EIRP를 포함할 수 있다. 기지국(110)은 임의의(any) 방향에서 방사할 수 있는 전력의 최대치를 의미하는, 유효 송신 전력의 제한값을 획득할 수 있다. 유효 송신 전력의 제한값은 다양한 방법으로 획득될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 유효 송신 전력의 제한값은 미리 저장된 값일 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 유효 송신 전력의 제한값은 상위 네트워크 노드로부터 수신할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 유효 송신 전력의 제한값은 채널 상태에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 유효 송신 전력의 제한값은 수동적인 입력값에 따라 획득될 수 있다.
단계(603)에서, 기지국(110)은 안테나 이득을 획득할 수 있다. 기지국(110)은, 기지국(110)의 안테나 이득 혹은 기지국(110)과 연결되고, 실제 물리적인 신호를 방사하는 엔티티에서의 안테나 이득을 획득할 수 있다. 여기서, 안테나 이득은 실시 예에 따라 다양하게 정의될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 안테나 이득은 안테나의 전체 엘리멘트들에 대한 이득(이하, 최대 이득)을 포함할 수 있다. 최대 이득이란, 기지국의 전체 안테나들을 이용하여 얻을 수 있는 최대 안테나 이득을 의미한다. 예를 들어, 안테나 어레이를 통해 신호가 방사되는 경우, 안테나 이득은 어레이 안테나 내 안테나 엘리멘트들 각각의 이득을 모두 합한 전체 이득을 의미할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 안테나 이득은 안테나 구성 단위의 이득(이하, 구성 단위 이득)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구성 단위는 어레이 안테나의 서브-어레이를 의미할 수 있다. 여기서, 안테나 구성 단위는, 빔포밍 가중치(예: 위상 천이)를 제어하기 위한 단위로서 서브-어레이를 의미할 수 있다. 서브-어레이는 하나 이상의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 일 예로, 서브-어레이는 4개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 안테나 구성 단위는 안테나 엘리멘트일 수 있다.
단계(605)에서, 기지국(110)은 레이어 별 송신 전력을 결정할 수 있다. 기지국(110)은 단계(601)에서 획득한 유효 송신 전력의 제한값과 단계(603)에서 획득한 안테나 이득에 기반하여, 레이어 별 송신 전력을 결정할 수 있다. 전송되는 데이터 스트림들의 개수, 즉 레이어들의 개수에 따라 송신 전력을 계산하는 방식은 다양하게 구성될 수 있다. 이하, 단일 레이어 전송과 다중 레이어 전송 각각에서 송신 전력을 결정하기 위한 방안이 각각 서술된다.
1. 단일 레이어 전송
다양한 실시 예들에 따를 때, 기지국(110)은 단일 레이어 전송을 위한 송신 전력을 결정할 수 있다. 기지국(110)은 유효 송신 전력 제한값 및 안테나 이득에 기반하여 송신 전력을 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은 어떠한 단말(예: 단말(120))에게 데이터 스트림을 전송하는지 관계없이, 동일한 방식으로 단일 레이어 전송에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 기지국(110)은 유효 송신 전력 제한값 및 기지국(110)의 안테나의 최대 이득에 기반하여, 단일 레이어 전송에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 하기의 수학식 1에 기반하여 송신 전력을 결정할 수 있다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
는 최대 송신 전력을 의미하고,
Figure pat00003
는 EIRP에 대한 한계값을 의미하며,
Figure pat00004
는 기지국에서 전체 안테나를 이용하여 얻을 수 있는 최대 이득을 의미한다(등방성 안테나를 기준으로 하는 절대이득). EIRP는, dB 스케일에서, 송신 전력과 안테나 이득(절대 이득)의 합이므로, 송신 전력은 최대 송신 전력을 초과하지 않으면서 동시에 EIRP가 EIRP에 대한 한계값을 초과하지 않도록 결정될 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은 레이어가 설정되는 단말에 따라 송신 전력을 결정할 수 있다. 다시 말해, 동일한 단일 레이어 전송이더라도, 어느 위치 혹은 어느 채널을 겪는 단말인지에 따라 다른 송신 전력이 할당될 수 있다. 기지국(110)은 유효 송신 전력 제한값, 기지국(110)의 안테나의 구성 단위 이득, 및 단말에 대한 빔 정보, 안테나 별 채널 정보에 기반하여 단일 레이어 전송에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 빔 정보는, 기지국(110) 대비 단말이 위치한 방향을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 1의 단말(120-1)은, 기지국(110)의 제1 빔(130-1)의 방향과 관련된 장소에 위치할 수 있다. 또한, 예를 들어, 도 1의 단말(120-3)은, 기지국(110)의 제3 빔(130-3)의 방향과 관련된 장소에 위치할 수 있다. 한편, 빔 방향 상의 위치에 단말이 정확히 위치하는 것이 아닐 수 있고, 해당 단말을 서비스하기 위한 안테나의 물리적인 위치에 따라 방사되는 신호가 겪는 채널이 달라질 수 있기 때문에, 기지국(110)은 단말에 대한 송신 전력을 결정하기 위해, 안테나 별 채널 정보를 추가적으로 고려할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 하기의 수학식 2에 기반하여 송신 전력을 결정할 수 있다.
Figure pat00005
여기서,
Figure pat00006
는 최대 송신 전력을 의미하고,
Figure pat00007
는 EIRP에 대한 제한값을 의미하며,
Figure pat00008
는 빔포밍 가중치가 적용되는 안테나의 구성 단위 이득을 의미한다.
Figure pat00009
는 단일 레이어 전송에 적용되는 빔포밍 가중치를 의미하고, (
Figure pat00010
) 크기의 벡터일 수 있다.
Figure pat00011
는 빔포밍을 위한 안테나 엘리멘트들의 개수를 의미한다.
Figure pat00012
는 기지국의 방사 방향(boresight)에 대한 안테나(예: 안테나 엘리멘트) 별 채널 파라미터를 의미한다. 일 예로, 기지국의 방사 방향과 수평(horizontal) 방향으로
Figure pat00013
, 수직(vertical) 방향으로
Figure pat00014
만큼 차이나는 방향으로의 k번째 안테나의 채널 파라미터는
Figure pat00015
와 같이 계산되며, 이 때,
Figure pat00016
와
Figure pat00017
는 k번째 안테나(예: 어레이 안테나의 k번째 안테나 엘리멘트)의 위치에 따라 정의되는 값이다. 또한
Figure pat00018
로 정의된다.
단말들은 서로 다른 장소에 위치할 수 있고, 이에 따라 기지국과 겪는 채널이 다르기 때문에, 빔포밍 가중치 및 채널 파라미터 중 적어도 하나는 단말에 따라 다르게 결정될 수 있다. 따라서, 단일 레이어 전송의 대상 단말에 따라 다른 송신 전력이 할당될 수 있다. 즉, 단일 레이어 전송에서, 단말들은 기지국과 동일한 거리에 있더라도, 단말들 간 다른 송신 전력이 할당됨에 따라 본 개시의 실시가 확인될 수 있다.
2. 다중 레이어 전송
다양한 실시 예들에 따를 때, 기지국(110)은 다중 레이어 전송을 위한 송신 전력을 결정할 수 있다. 기지국(110)은 복수의 레이어들에 대한 복수의 데이터 스트림들을 생성할 수 있다. 데이터 스트림들의 전송, 즉 레이어들이 공간적으로 완전하게 분리된다면, 단일 레이어 전송시보다
Figure pat00019
레이어 전송 시, 레이어 별 송신 전력은 이상적으로는
Figure pat00020
배 증가할 수 있다. 그러나 레어이들을 공간적으로 완전하게 분리하는 것은 현실적으로 어려움이 있어, 레이어들 간 중첩이 생긴다. 레이어 간 중첩량을 감안하여, 유효 송신 전력에 대한 제한값을 초과하지 않기 위해서, 기지국(110)은
Figure pat00021
배의 세기보다는 작은 값의 송신 전력으로 데이터 스트림들을 전송할 것이 요구될 수 있다. 이하, 본 개시에서는 레이어 간에는 동일한 송신 전력을 가정하여, 총 송신 전력을 결정하는 방안이 서술되나, 레이어들 간 송신 전력이 다른 경우라도, 후술하는 실시 예들이 동일 또는 유사한 방식으로 적용될 수 있음은 물론이다.
다양한 실시 예들에 따를 때, 기지국(110)은 유효 송신 전력 제한값 및 안테나 이득에 기반하여 송신 전력을 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은 어떠한 단말(예: 단말(120))에게 데이터 스트림을 전송하는지 관계없이, 동일한 방식으로 다중 레이어 전송에 대한 총 송신 전력을 결정할 수 있다. 기지국(110)은 유효 송신 전력 제한값, 기지국(110)의 안테나의 최대 이득, 및 중첩값에 기반하여, 다중 레이어 전송에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 중첩값이란, 기지국(110)이 다중 레이어 전송 시, 복수의 빔들을 형성함에 따라 빔들 간 중첩되는 방사 이득을 고려하기 위한 예측 값을 의미한다. 일부 실시 예들에서, 상기 중첩값은, 상기 복수의 레이어들 중 적어도 두 개에 대응하는 빔들이 공간적으로 중첩됨에 따른 신호 이득을 보상하기 위한 이득 값일 수 있다. 상기 중첩값은, 빔들이 공간적으로 중첩됨에 따른 신호 이득이 유효 송신 전력에 대한 제한값을 초과하지 않도록, 결정될 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 하기의 수학식 3에 기반하여 송신 전력(총 송신 전력)을 결정할 수 있다.
Figure pat00022
여기서,
Figure pat00023
는 최대 송신 전력을 의미하고,
Figure pat00024
는 EIRP에 대한 제한값을 의미하며,
Figure pat00025
는 기지국에서 전체 안테나를 이용하여 얻을 수 있는 최대 이득을 의미한다(등방성 안테나를 기준으로 하는 절대이득).
Figure pat00026
는 다중 레이어 전송의 레이들의 개수를 의미한다.
Figure pat00027
은
Figure pat00028
레이어들의 전송 시, 레이어들 간 중첩에 대한 예측값, 즉 중첩값을 의미한다. 중첩값은 어떠한 단말을 서비스하는지와는 무관하게 결정될 수 있다. 중첩값의 범위는
Figure pat00029
으로 결정될 수 있다. 즉, 기지국(110)은, 단일 레이어의 송신 전력 이상으로 데이터 스트림들을 전송하고, 레이어들 간 공간적으로 완전하게 분리되는 이상적인 상황의 송신 전력 이하로 데이터 스트림들을 전송한다. 로그 스케일에 따라,
Figure pat00030
배의 전력 세기를 의미하기 위해,
Figure pat00031
이 부가(add)되었음이 확인될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따를 때, 중첩값은, 레이어들의 개수(
Figure pat00032
)에 따라 형성되는 빔들의 개수가 달라질 수 있기 때문에, 레이어들의 개수에 기반하여 결정될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은 레이어들의 개수에 따라 미리 지정된 중첩값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 레이어들의 개수와 중첩값을 정의하는 매핑 테이블을 저장할 수 있다. 기지국(110)은 다중 레이어 전송의 레이어들의 개수에 대응하는 중첩값을 매핑 테이블로부터 식별할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은 미리 정의된 계산 식에 따라, 다중 레이어 전송의 레이어들의 개수에 대응하는 중첩값을 획득할 수 있다. 또 다른 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은 단말로부터의 채널 피드백에 기반하여 다중 레이어 전송의 레이어들의 개수에 대응하는 중첩값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 채널 피드백은 채널 상태 정보(channel state information, CSI)를 포함할 수 있다. 채널 상태 정보는 빔 인덱스(예: SSBRI(SS/PBCH block resource index), 또는 CRI(CSI-RS resource index))를 포함할 수 있다. 피드백되는 빔이 같은 단말들에 대한 다중 레이어 전송의 경우, 기지국(110)은 상대적으로 큰 중첩값을 획득할 수 있다. 상대적으로 중첩 정도가 높다고 판단될 수 있기 때문이다. 또한, 기지국(110)은, 빔 정보 외에 단말로부터 전송되는 상향링크 신호(예: SRS(sounding reference signal))로부터 도출되는 AoA(angle of arrival)에 기반하여, 다중 레이어 전송의 레이어들의 개수에 대응하는 중첩값을 획득할 수 있다. 다중 레이어 전송의 단말들 간 AoA의 차이가 클수록 단말 위치가 다를 수 있고, 중첩이 적게 발생할 수 있기 때문이다.
다른 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은 레이어가 설정되는 단말에 따라 송신 전력을 결정할 수 있다. 다시 말해, 동일한 다중 레이어 전송이더라도, 어느 위치 혹은 어느 채널을 겪는 단말인지에 따라 다른 송신 전력이 할당될 수 있다. 기지국(110)은 유효 송신 전력 제한값, 기지국(110)의 안테나의 구성 단위 이득, 및 단말에 대한 빔 정보, 안테나 별 채널 정보에 기반하여 단일 레이어 전송에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 하기의 수학식 4에 기반하여 송신 전력을 결정할 수 있다.
Figure pat00033
여기서,
Figure pat00034
는 최대 송신 전력을 의미하고,
Figure pat00035
는 EIRP에 대한 제한값을 의미하며,
Figure pat00036
는 빔포밍 가중치가 적용되는 안테나의 구성 단위 이득을 의미한다.
Figure pat00037
는 다중 레이어 전송에 적용되는 빔포밍 가중치를 의미하고, (
Figure pat00038
) 크기의 벡터일 수 있다.
Figure pat00039
는 빔포밍을 위한 안테나 엘리멘트들의 개수를 의미한다다.
Figure pat00040
는 다중 레이어 전송의 레이어들의 개수를 의미한다.
Figure pat00041
은
Figure pat00042
의
Figure pat00043
번째 열(column)을 의미한다.
Figure pat00044
는 기지국의 방사 방향(boresight)과 빔포밍 가중치에 따른 방향(이하, 빔 방향)에 대한 안테나(예: 안테나 엘리멘트) 별 채널 파라미터를 의미한다.
Figure pat00045
의
Figure pat00046
번째 column은
Figure pat00047
개의 레이어들 중
Figure pat00048
번째 레이어에 대한 빔포밍 가중치를 의미한다. 각 사용자의 랭크가 1인 경우를 가정하면,
Figure pat00049
의
Figure pat00050
번째 column은
Figure pat00051
개의 단말들 들 중
Figure pat00052
번째 단말에 대한 빔포밍 가중치를 의미한다. 레이어(혹은 단말의 사용자) 별로 겪는 채널이 달라지므로, 다중 레이어 전송을 위해 어떠한 단말들이 스케줄링 되었는지에 따라 다른 송신 전력이 할당될 수 있는 방법이다.
상술한 바와 같이, 다중 레이어 전송에서 총 송신 전력은 증가할 수 있다. 예를 들어, 수학식 3을 참고하면,
Figure pat00053
의 지정된 범위에 따라,
Figure pat00054
는 항상 0보다 큰 값을 갖게 되므로, 다중 레이어 전송에서 송신 전력은, 단일 레이어 전송의 송신 전력 이상의 값을 갖게 될 수 있다.
기지국(110)은 다중 레이어 전송에서 레이어 별 송신 전력을 결정할 수 있다. 각 레이어 별 송신 전력은, 다중 레이어 전송의 총 송신 전력에 기반하여 결정될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은, 레이어들 간 동일한 송신 전력을 가정함으로써, 다중 레이어 전송의 총 송신 전력을 NL로 나눔으로써(dividing), 각 레이어에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은, 사용하는 레이어 별 중첩 정도에 기반하여, 각 레이어에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 기지국(110)은, 레이어들 중에서, 각 할당된 빔들 간 상호 중첩 정도가 큰 레이어들의 경우, 상대적으로 낮은 전력을 할당할 수 있다. 기지국(110)은 기준이 되는 빔으로부터 중첩 정도의 비율을 산정하고, 이에 기초하여 각 레이어에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 일부 실시 예들에서, 기지국(110)은, 단말 별 랭크(rank), 프리코딩 정버(예: PMI, 코드북 타입 등), 또는 채널 품질 중 적어도 하나에 기반하여, 각 레이어에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다.
단계(607)에서, 기지국(110)은 데이터를 전송할 수 있다. 기지국(110)은 단계(605)에서 결정된 송신 전력에 기반하여 데이터를 전송할 수 있다. 데이터는 레이어 별 데이터 스트림을 포함할 수 있다. 기지국(110)은 단계(605)에서 결정된 송신 전력을 각 레이어 별 데이터 스트림에 할당할 수 있다. 기지국(110)은, 각 데이터 스트림에 할당된 송신 전력에 기반하여, 각 데이터 스트림을 전송할 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 전력 기반 스케줄링(power-based scheduling)을 위한 기지국의 동작 흐름(700)을 도시한다. 기지국은 기지국(110)을 예시한다. 전력 기반 스케줄링이란, 전력 제어에 따른 메트릭에 기초하여 수행되는 스케줄링을 의미한다. 기지국(110)은, 효율적인 다중 레이어 전송을 위해, 메트릭이 최대가 되는 단말들을 선택하고, 자원을 할당할 수 있다. 전력 제어는, 도 1 내지 도 6에서 서술된 지향성 기반 전송의 전력 제어 방식이 이용될 수 있다. 도 7의 동작들은 분산형 배치인 경우, 스케줄러를 포함하는 엔티티에 의해 수행될 수 있다.
도 7을 참고하면, 단계(701)에서, 기지국(110)은 해당 레이어의 각 단말의 빔포밍 가중치를 획득할 수 있다. 기지국(110)은, 해당 레이어(예: n번째 레이어)에 후보 단말(예: i번째 단말)이 할당되는 경우, 후보 단말에 대한 빔포밍 가중치를 획득할 수 있다. 후보 단말은, 아직 자원이 할당되지 않은 단말을 의미하고, 기지국(110)은 후보 단말들 각각의 스케줄링 여부를 후술하는 동작들에 의해 판단할 수 있다.
기지국(110)은, 단말과의 지리적인 방향에 기초하여 빔포밍 가중치를 획득할 수 있다. 또는, 기지국(110)은, 단말과의 채널 사운딩 절차(channel sounding procedure)에 기반하여 단말에 대한 빔 인덱스를 획득할 수 있다. 기지국(110)은, 해당 빔 인덱스에 대응하는 빔포밍 가중치를 획득할 수 있다. 도한, 또는, 기지국(110)은 채널 상호성(channel reciprocity)이 충족되는 환경(예: TDD(time duplex division)인 경우, 단말로부터 전송되는 상향링크 신호에 기반하여 빔포밍 가중치를 획득할 수 있다.
단계(703)에서, 기지국(110)은 해당 레이어의 각 단말의 송신 전력을 결정할 수 있다. 기지국(110)은, 해당 레이어(예: n번째 레이어)에 후보 단말(예: i번째 단말)이 할당되는 경우, 후보 단말에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다. 기지국(110)은 도 6의 단계(601) 내지 단계(605)의 절차를 통해, 각 레이어 별 송신 전력을 결정할 수 있다. 각 레이어는 후보 단말에 대응할 수 있다.
단계(705)에서, 기지국(110)은 전력 기반 스케줄링의 메트릭(metric)을 계산할 수 있다. 기지국(110)은, 해당 레이어(예: n번째 레이어)에 후보 단말(예: i번째 단말)이 할당되는 경우, 레이어 전송에 대한 메트릭을 계산할 수 있다. 스케줄링 메트릭은, 기지국(110)에 의해 구성되는 네트워크 환경에서 무선 통신의 효율(예: 채널 용량(channel capacity)의 증대, 통신 안정성(reliability)의 증가))을 판단하기 위한 메트릭일 수 있다. 기지국(110)은 상기 메트릭을 통해, 기지국(110)은 어떤 빔이 적합한지, 몇 개의 레이어들이 적합한지, 얼마만큼의 송신 전력이 적합한지, 어떠한 단말이 적합한지 등에 대한 판단을 수행할 수 있다.
단계(707)에서, 기지국(110)은 단말을 식별할 수 있다. 기지국(110)은 후보 단말들 중에서, 전력 기반 스케줄링의 메트릭을 최대로 하는 단말을 식별할 수 있다. 기지국(110)은, 후보 단말들 각각에 대한 전력 기반 스케줄링의 메트릭을 계산할 수 있다. 기지국(110)은, 계산된 메트릭 값들 중 최대값에 대응하는 단말을 식별할 수 있다.
단계(709)에서, 기지국(110)은 식별된 단말에 따른 메트릭이 증가하는지 여부를 결정할 수 있다. 메트릭의 증가 여부 판단은, 레이어가 추가되기 전(예: 단계(707)의 새로운 단말이 식별되기 전)의 이전 최대 메트릭과 레이어가 추가된 후의 현재 최대 메트릭(예: 단계(707)의 새로운 단말이 식별된 후) 간의 비교를 통해, 현재 최대 메트릭이 증가하는지 여부 통해 수행될 수 있다. 기지국(110)은, 식별된 단말의 레이어가 추가되기 전 메트릭 대비 현재 식별된 단말의 레이어가 추가된 후 메트릭이 증가한 경우, 레이어의 추가가 더 효율적이었다고 판단할 수 있다. 기지국(110)은, 메트릭이 증가한 경우, 단계(711)을 수행할 수 있다. 기지국(110)은, 메트릭이 증가하지 않은 경우, 단계(715)를 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 기지국(110)은 단계(701) 내지 단계(707)을 통해 추가된 레이어 및 해당 단말은 고려하지 않고, 단계(715)를 수행할 수 있다.
단계(711)에서, 기지국(110)은 식별된 단말에게 송신 전력을 할당할 수 있다. 기지국(110)은, 단계(705)에서 메트릭 산출시 이용된 전력에 기반하여 식별된 단말에게 송신 전력을 할당할 수 있다. 상기 송신 전력은, 레이어 별 송신 전력으로 도 6의 단계(601) 내지 단계(605)의 절차를 통해 획득될 수 있다.
단계(713)에서, 기지국(110)은 레이어가 추가로 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 다중 레이어 전송은 제한된 자원 내에서 많은 단말들을 동시에 서비스하는 경우, 채널 용량의 증대를 가져오기 ‹š문에, 전송 효율을 높이기 위하여 가능한 많은 레이어들을 할당하는 것이 요구될 수 있다. 그러나, 통신 장비의 능력(capability), 한계, 각 단말에서 요구하는 통신 품질, 채널 상황 등을 고려하여, 레이어들의 개수를 무한대로 설정하기는 어렵다. 예를 들어, 기지국(110)에서 동시에 지원할 수 있는 다중 스트림들의 개수가 한정되어 있거나, 또는 채널 상황이 레이어들 간 간섭 현상이 심한 것으로 판단되는 경우, 레이어의 추가는 오히려 통신 효율을 열화시키기 때문이다. 따라서, 기지국(110)은 레이어들의 개수에 대한 최대값을 설정하고, 이를 고려하여 레이어 추가 여부의 판단을 수행할 수 있다. 이러한 최대값은, 기지국(110)의 통신 능력, 사업자(operator)의 설정 값, 단말 별 채널 정보(예: CSI, RI(rank indicator), PMI(precoding matrix indicator), CQI(channel quality indicator), CRI), 서비스 가능한 단말들의 개수, 기지국의 부하(load) 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
기지국(110)은 레이어 추가가 필요한 경우, 단계(701)로 돌아가 단말 식별 절차를 다시 수행할 수 있다. 이 때, 전송되는 레이어들의 개수는 n에서 n+1로 증가할 수 있다.
단계(715)에서, 기지국(110)은 스케줄링 및 데이터를 전송할 수 있다. 기지국(110)은 결정된 레이어들의 개수 및 각 레이어에 대응하는 데이터 스트림들을 생성할 수 있다. 기지국(110)은, 각 데이터 스트림에 대한 무선 자원을 할당하고, 할당된 무선 자원 상에서 데이터 스트림을 레이어에 대응하는 단말에게 전송할 수 있다.
스케줄링 방식은, 빔포밍 가중치를 고려하여 스케줄링 메트릭을 산출하는 단계, 가장 높은 메트릭을 갖는 단말을 n번째 레이어로 설정하는 단계, 더 이상 메트릭이 증가하지 않거나 최대 전송 레이어 수에 도달할 때까지 반복하며, 결정된 레이어 수 및 단말들, 빔포밍 가중치들에 따라 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 도 7의 스케줄링 방식은, 메트릭 계산 전 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 지향성 기반 전력 제어(예: 도 6의 절차)에 따라 송신 전력을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 각 후보 단말에 대한 송신 전력에 기반하여 스케줄링이 수행됨으로써, 스케줄링 효율이 보다 증가할 수 있다. 예를 들어, 부족한 송신 전력으로 인해 할당될 수 없던 단말(들)이, 송신 전력의 증가로 인해 다중 레이어 전송에 추가적으로 포함됨으로써, 기지국의 전체 채널 용량이 증가할 수 있다.
전체 송신 전력이 레이어 개수와 상관없이 동일하면, 다중 레이어 전송의 경우 각 레이어의 송신 전력은 단일 레이어 전송의 송신 전력과 비교하여 매우 약하다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 지향성 기반 전력 제어 기법에 따라, 레이어가 증가할수록 전체 송신 전력을 증가시킴으로써, 다중 레이어 전송의 경우에도 각 레이어의 송신 전력은 단일 레이어 전송의 송신 전력와 보다 가깝게 결정될 수 있다. 본 개시를 통해, EIRP 제약이 있는 Massive MIMO 시스템에서 다중 레이어 전송 시 기존 기술에 비해 높은 전력이 사용됨으로써, 더 높은 전송률 (transmission rate)이 달성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전력 제어 및 스케줄링은, 하나의 레이어에 하나의 단말이 할당되는 예로 서술하였으나, 각 단말 별 다중 레이어 전송에서도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 제1 단말의 랭크가 2이고, 제2 단말의 랭크가 1인 경우, 기지국은 제1 단말 및 제2 단말에 대한 스케줄링으로써, 3개의 레이어들을 할당할 수 있다. 이 때, 제1 단말에 대한 스트림 별 동일한 빔을 사용하는 경우 혹은 동일한 빔을 사용하지 않는 경우에 따라 레이어들의 개수가 달라질 수 있다. 일 실시 예에 따라, 동일한 아날로그 빔이 사용되는 경우에는 프리코딩 정보로서 스트림이 구별되는 것으로, 실제 EIRP에 미치는 영향이 적을 수 있다. 이에 따라, 제1 단말의 랭크가 2라하더라도 하나의 레이어로 간주하여 전력 제어 및 스케줄링을 수행할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 다른 아날로그 빔들이 사용되는 경우에는, 두 아날로그빔들에 대한 중첩 정도를 고려하여, 전력 제어 및 스케줄링을 수행할 수 있다.
본 개시는 Massive MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서, 실시간 송신 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 개시의 다양한 실시 예들은 무선 통신 시스템의 하향링크를 대상으로 서술되었다. 그러나, 동일 또는 유사한 구성, 특징이 상향링크(uplink) 사이드링크(sidelink)와 같은 다른 방향의 통신에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
본 개시에서, 특정 조건의 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 이상 또는 이하의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 초과 또는 미만의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과'로, '이하'로 기재된 조건은 '미만'으로, 또는'이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국의 방법에 있어서,
    유효 송신 전력(effective transmit power)에 대한 제한값(limit value)을 획득하는 과정과,
    상기 기지국의 안테나(antenna)에 대한 이득 정보를 획득하는 과정과,
    상기 유효 송신 전력에 대한 제한값 및 상기 이득 정보에 기반하여 적어도 하나의 레이어 각각에 대한 송신 전력을 결정하는 과정과,
    상기 송신 전력에 기반하여, 상기 적어도 하나의 레이어들에 대응하는 적어도 하나의 데이터 스트림을 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유효 송신 전력에 대한 제한값은, 임의의 복사 방향(boresight)에서 허용되는 최대 전력 값을 의미하고,
    상기 유효 송신 전력은 EIRP(effective isotropic radiated power) 또는 ERP(effective radiated power)를 포함하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 이득 정보는 상기 안테나의 안테나 엘리멘트들(antenna elements) 전체에 대한 최대 이득인 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 이득 정보는, 상기 안테나의 안테나 엘리멘트들(antenna elements) 중에서 적어도 일부에 대한 이득인 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 송신 전력을 결정하는 과정은,
    단말의 빔포밍 가중치에 따른 방향과 기지국의 방사 방향(boresight)의 차이에 따른 채널 파라미터를 획득하는 과정과,
    상기 유효 송신 전력에 대한 제한값, 상기 이득 정보, 및 상기 채널 파라미터에 기반하여 적어도 하나의 레이어들에 대한 송신 전력을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 송신 전력을 결정하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 레이어의 개수(NL)에 대한 레이어 전송 정보를 획득하는 과정과, 상기 적어도 하나의 레이어는 복수의 레이어들을 포함하고,
    상기 유효 송신 전력에 대한 제한값, 상기 이득 정보, 및 상기 레이어 전송 정보에 기반하여, 상기 복수의 레이어들에 대한 전체 송신 전력을 결정하는 과정과,
    상기 전체 송신 전력에 기반하여, 상기 복수의 레이어들 각각에 대한 송신 전력을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 전체 송신 전력은, 상기 복수의 레이어들의 개수에 기반하여 결정되는 중첩값에 기반하여 결정되고,
    상기 중첩값은, 상기 복수의 레이어들 중 적어도 두 개에 대응하는 빔들이 공간적으로 중첩됨에 따른 신호 이득을 보상하기 위한 이득 값인 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기지국과 단말 사이의 채널에 대한 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신하는 과정을 더포함하고,
    상기 빔포밍 가중치 및 상기 중첩값은, 상기 피드백 정보에 기반하여 결정되는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    복수의 후보 단말들 중에서 스케줄링 메트릭(scheduling metric)을 최대로 하는 단말을 식별하는 과정과,
    상기 식별된 단말에게 스케줄링을 수행하는 과정을 더 포함하고,
    상기 스케줄링 메트릭은, 상기 식별된 단말의 레이어를 포함하는 복수의 레이어들의 전체 송신 전력의 크기에 기반하여 계산되는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 복수의 레이어들의 전체 송신 전력은, 상기 유효 송신 전력에 대한 제한값, 상기 복수의 레이어들의 개수, 상기 복수의 레이어들에 대한 중첩값에 기반하여 결정되고,
    상기 중첩값은, 상기 복수의 레이어들 중 적어도 두 개에 대응하는 빔들이 공간적으로 중첩됨에 따른 신호 이득을 보상하기 위한 이득 값인 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 기지국의 장치에 있어서,
    적어도 하나의 송수신기와,
    상기 적어도 하나의 송수신기와 결합되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    유효 송신 전력(effective transmit power)에 대한 제한값(limit value)을 획득하고,
    상기 기지국의 안테나(antenna)에 대한 이득 정보를 획득하고,
    상기 유효 송신 전력에 대한 제한값 및 상기 이득 정보에 기반하여 적어도 하나의 레이어 각각에 대한 송신 전력을 결정하고,
    상기 송신 전력에 기반하여, 상기 적어도 하나의 레이어들에 대응하는 적어도 하나의 데이터 스트림을 전송하도록 상기 적어도 하나의 송수신기를 제어하도록 구성되는 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 유효 송신 전력에 대한 제한값은, 임의의 복사 방향(boresight)에서 허용되는 최대 전력 값을 의미하고,
    상기 유효 송신 전력은 EIRP(effective isotropic radiated power) 또는 ERP(effective radiated power)를 포함하는 장치.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 이득 정보는 상기 안테나의 안테나 엘리멘트들(antenna elements) 전체에 대한 최대 이득인 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 이득 정보는, 상기 안테나의 안테나 엘리멘트들(antenna elements) 중에서 적어도 일부에 대한 이득인 장치.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 송신 전력을 결정하기 위해,
    단말의 빔포밍 가중치에 따른 방향과 기지국의 방사 방향(boresight)의 차이에 따른 채널 파라미터를 획득하고,
    상기 유효 송신 전력에 대한 제한값, 상기 이득 정보, 및 상기 채널 파라미터에 기반하여 적어도 하나의 레이어들에 대한 송신 전력을 결정하도록 구성되는 장치.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 송신 전력을 결정하기 위해,
    상기 적어도 하나의 레이어의 개수(NL)에 대한 레이어 전송 정보를 획득하고, 상기 적어도 하나의 레이어는 복수의 레이어들을 포함하고,
    상기 유효 송신 전력에 대한 제한값, 상기 이득 정보, 및 상기 레이어 전송 정보에 기반하여, 상기 복수의 레이어들에 대한 전체 송신 전력을 결정하고,
    상기 전체 송신 전력에 기반하여, 상기 복수의 레이어들 각각에 대한 송신 전력을 결정하도록 구성되는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 전체 송신 전력은, 상기 복수의 레이어들의 개수에 기반하여 결정되는 중첩값에 기반하여 결정되고,
    상기 중첩값은, 상기 복수의 레이어들 중 적어도 두 개에 대응하는 빔들이 공간적으로 중첩됨에 따른 신호 이득을 보상하기 위한 이득 값인 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 기지국과 단말 사이의 채널에 대한 피드백 정보를 상기 단말로부터 수신하도록 상기 적어도 하나의 송수신기를 제어하도록 구성되고,
    상기 빔포밍 가중치 및 상기 중첩값은, 상기 피드백 정보에 기반하여 결정되는 장치.
  19. 청구항 11에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    복수의 후보 단말들 중에서 스케줄링 메트릭(scheduling metric)을 최대로 하는 단말을 식별하고,
    상기 식별된 단말에게 스케줄링을 수행하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 스케줄링 메트릭은, 상기 식별된 단말의 레이어를 포함하는 복수의 레이어들의 전체 송신 전력의 크기에 기반하여 계산되는 장치.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 복수의 레이어들의 전체 송신 전력은, 상기 유효 송신 전력에 대한 제한값, 상기 복수의 레이어들의 개수, 상기 복수의 레이어들에 대한 중첩값에 기반하여 결정되고,
    상기 중첩값은, 상기 복수의 레이어들 중 적어도 두 개에 대응하는 빔들이 공간적으로 중첩됨에 따른 신호 이득을 보상하기 위한 이득 값인 장치.

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WO2022271056A1 (en) * 2021-06-23 2022-12-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Controlling total average transmission power of a radio base station
US11870516B2 (en) 2021-07-14 2024-01-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and methods for better estimation of radiation power utilizing PAPC compensation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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