KR20210046370A - 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

탑재된 인공지능(artificial intelligence, AI) 알고리즘 및/또는 기계학습(machine learning) 알고리즘을 실행하여 신호 처리를 수행함으로써 5G 통신 환경에서 단말과 기지국이 통신할 수 있는 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법은, 빔 측정을 위한 안테나 선택 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 기지국으로 전송하는 단계와, 기지국으로부터 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계와, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 기지국이 형성하는 다수의 빔과 단말이 형성하는 다수의 빔 중 최적의 빔 페어링을 유지하기 위해, 단말의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나에서 빔 방향이 변경된 위치의 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면, 밀리미터파 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹을 수행할 때 단말이 필요로 하는 자원을 최소화 하여 주파수 자원 및 시간 자원 점유율을 감소시킬 수 있다.

Description

빔 측정을 위한 안테나 선택 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SELECTING ANTENNA TO MEASURE BEAM}
본 발명은 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking) 시에 주파수 및 시간 자원을 최소로 사용하여 빔 페어링(beam pairing)을 안정적으로 유지하는 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법 및 장치에 관한 것이다.
5세대 이동통신 시스템은 단말에 대해 최대 20Gbps의 데이터 전송율을 지원해야 함은 물론, 단말이 셀 내 어느 위치에 있어도 100Mbps~1Gbps 수준의 데이터 전송율을 유지할 수 있어야 한다. 이외에도, 1ms 이내의 레이턴시(Latency), 초다수 단말의 동시 접속 등을 지원해야 한다. 이와 같은 기술적 목표를 달성하기 위해 최근 밀리미터파 대역을 이동통신 시스템에 채택하는 것이 각광받고 있다.
선행기술 1(한국 공개특허공보 제10-2015-0067212호(2015.06.17))에는 동기화 모듈 및 채널 추정기를 포함하는 통신 시스템의 수신기를 개시하고 있다. 동기화 모듈은 수신된 신호에서 검출 메트릭 임계값을 모니터링함으로써 기울기 검출을 사용하여 수신된 신호에서 CP(cyclic prefix)의 단부(end)를 식별하도록 구성된다. 채널 추정기는 보호 대역 부반송파들을 사용하여 복소 잡음 분산을 추정하도록 구성된다.
선행기술 2(선행기술 2: 한국 공개특허공보 제10-2018-0049762호(2018.05.11))는 밀리미터파 대역을 지원하는 차세대 통신에서 넓은 주파수 대역 상에서 빔 포밍(beam forming)을 이용하여 획기적으로 통신 용량의 증대를 기대할 수 있는 시스템에 대한 initial access를 지원하기 위한 신호 및 채널의 구조 그리고 동작 방법 및 장치를 개시한다.
밀리미터파 대역은 기존의 셀룰러 주파수 대역에 비해 경로 손실이 크고, 대기, 수증기와 지형, 지물에 의한 감쇠가 크다는 제약이 있지만, 짧은 파장으로 단위면적당 안테나 수를 늘릴 수 있어서 다수의 안테나를 이용한 빔 페어링 기술을 적용하면 경로 손실 문제는 일정 부분 극복할 수 있다. 이에 따라, 기존보다 천 배의 데이터 속도 지원을 목표로 하는 차세대 셀룰러 네트워크를 구축하기 위해 저활용된 밀리미터파 대역이 사용 후보 주파수 대역으로 고려되고 있다.
최근에 발표된 밀리미터파 대역에서의 채널 분석 결과 가시거리 영역(line-of-sight)에서는 전파 거리가 1km 이상이 되지만 비가시거리 영역(non-line-of-sight)에서는 200m 이내이므로, 가시거리 영역을 보장하는 환경에서 wireless backhaul link 용으로 사용하거나 커버리지 200m 이내의 스몰 셀(small Cell)을 위해 사용할 수 있다.
이와 같이, 밀리미터파 대역의 활용 가능성은 높아지고 있으나, 밀리미터파 대역에서 기지국과 단말이 각각 지향성 안테나를 이용하여 송수신할 경우 송신기와 수신기의 방향성이 맞지 않으면 빔 페어링을 위해 많은 시간 자원과 주파수 자원을 소모하게 된다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 일 과제는, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 기지국과 단말의 빔 페어링(beam pairing)을 안정적으로 유지하는데 있다.
본 발명의 일 과제는, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking)을 수행할 때 주파수 자원 및 시간 자원을 최소로 사용하도록 하는데 있다.
본 발명의 일 과제는, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking)을 수행할 때 단말의 빔 실패(beam failure) 발생을 최소화 하는데 있다.
본 발명의 일 과제는, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking)을 수행할 때 단말의 전력 소모를 감소하는데 있다.
본 발명의 일 실시 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법은, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking) 시에 주파수 및 시간 자원을 최소로 사용하여 빔 페어링(beam pairing)을 안정적으로 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법은, 빔 측정을 위한 안테나 선택 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 기지국으로 전송하는 단계와, 기지국으로부터 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계와, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 기지국이 형성하는 다수의 빔과 단말이 형성하는 다수의 빔 중 최적의 빔 페어링(beam pair)을 유지하기 위해, 단말의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나에서 빔 방향이 변경된 위치의 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법을 통하여, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking)을 수행할 때 단말이 필요로 하는 자원을 최소화 하여 주파수 자원 및 시간 자원 점유율을 감소시킬 수 있다.
또한, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계는, 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보로부터 빔 측정 스케줄링 정보를 추출하는 단계와, 빔 측정 스케줄링 정보에 포함된 빔 측정 주기를 추출하는 단계를 포함하고, 빔 측정 주기는, 리포트를 전송하지 않은 단말이 수신하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기보다 더 느릴 수 있다.
또한, 빔 트래킹을 수행하는 단계는, 복수의 안테나 중 상기 기지국과 최적의 빔 페어링을 형성하는 어느 한 안테나의 초기 위치를 확인하는 단계;와, 단말의 자세로부터 회전 정도 감지 결과를 이용하여 산출한 단말의 회전 각도를 획득하는 단계와, 단말의 회전 각도에 대응하여 변경된 빔 방향을 산출하는 단계와, 변경된 빔 방향에 대응하는 위치의 안테나를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 빔 트래킹을 수행하는 단계는, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기 변경의 확인에 기초하여 빔 트래킹을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법은, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로 단말의 속도를 감지하는 단계와, 단말의 속도가 기설정된 속도 이상임에 기초하여, 기지국으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송하는 단계와, 기지국으로부터 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계는, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법은, 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 단말의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법은, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로 기지국으로부터 단말과 기지국 사이의 거리가 기설정된 거리 이하임을 수신하는 단계와, 기지국으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송하는 단계와, 기지국으로부터 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계는, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법은, 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 단말의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 장치는, 복수의 안테나와, 기지국과 통신 수행을 제어하는 통신 프로세서를 포함하고, 통신 프로세서는, 빔 측정을 위한 안테나 선택 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 기지국으로 전송하고, 기지국으로부터 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하고, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 기지국이 형성하는 다수의 빔과 단말이 형성하는 다수의 빔 중 최적의 빔 페어링(beam pair)을 유지하기 위해, 단말의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나에서 빔 방향이 변경된 위치의 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 장치를 통하여, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking)을 수행할 때 단말이 필요로 하는 자원을 최소화 하여 주파수 자원 및 시간 자원 점유율을 감소시킬 수 있다.
또한, 통신 프로세서는, 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보로부터 빔 측정 스케줄링 정보를 추출하고, 빔 측정 스케줄링 정보에 포함된 빔 측정 주기를 추출하도록 구성되며, 빔 측정 주기는, 리포트를 전송하지 않은 단말이 수신하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기보다 더 느릴 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 장치는, 단말의 자세로부터 회전 정도를 감지하는 자세 감지 모듈과, 단말의 회전 정도를 이용하여 단말의 회전 각도를 산출하는 모듈 제어 프로세서를 더 포함하고, 통신 프로세서는, 기지국과 최적의 빔 페어링을 형성하는 어느 한 안테나의 초기 위치를 확인하고, 모듈 제어 프로세서로부터 단말의 회전 각도를 획득하고, 단말의 회전 각도에 대응하여 변경된 빔 방향을 산출하고, 변경된 빔 방향에 대응하는 위치의 안테나를 선택하도록 구성될 수 있다.
또한, 통신 프로세서는, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기 변경의 확인에 기초하여 빔 트래킹을 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 장치는, 단말의 속도를 감지하는 속도 감지 모듈을 더 포함하고, 통신 프로세서는, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로 속도 감지 모듈로부터 단말의 속도를 획득하고, 단말의 속도가 기설정된 속도 이상임에 기초하여, 기지국으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송하고, 기지국으로부터 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
또한, 통신 프로세서는, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
또한, 통신 프로세서는, 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 단말의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 통신 프로세서는, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로 기지국으로부터 단말과 기지국 사이의 거리가 기설정된 거리 이하임을 수신하고, 기지국으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송하고, 기지국으로부터 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
또한, 통신 프로세서는, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
또한, 통신 프로세서는, 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 단말의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하도록 구성될 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 더 제공될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 의하면, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking)을 수행할 때 단말의 빔 실패(beam failure) 발생을 최소화 할 수 있다.
또한, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking)을 수행할 때 단말이 필요로 하는 자원을 최소화 하여 주파수 자원 및 시간 자원 점유율을 감소시킬 수 있다.
또한, 밀리미터파(millimeter wave) 환경에서 단말이 기지국과 통신하기 위해 빔 트래킹(beam tracking)을 수행할 때 단말의 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말과 기지국을 포함하는 무선 통신 환경의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택을 수행하는 단말의 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 2의 단말에 구비된 안테나 및 제2 프로세서의 배치 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말에서 수행하는 빔 측정을 위한 안테나 선택의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 5 중 빔 트래킹을 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말(100)과 기지국(200)을 포함하는 무선 통신 환경의 예시도이다. 도 1을 참조하면, 무선 통신 환경은 단말(100)과 기지국(200)을 포함할 수 있다.
기지국(200)은 단말(100)과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 가질 수 있다. 본 실시 예에서 기지국(200)에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국(200)의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국(200)을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말(100)과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국(200) 또는 기지국(200) 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국(200)(BS: base station)은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: access point), gNB(general NB) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(100)(terminal)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(user equipment), MS(mobile station), UT(user terminal), MSS(mobile subscriber station), SS(subscriber station), AMS(advanced mobile station), WT(wireless terminal), MTC(machine-type communication) 장치, M2M(machine-to-machine) 장치, D2D(device-to-device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국(200)에서 단말(100)로의 통신을 의미할 수 있다. 또한 상향링크(UL: uplink)는 단말(100)에서 기지국(200)으로의 통신을 의미할 수 있다. 하향링크에서 송신기는 기지국(200)의 일부이고, 수신기는 단말(100)의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(100)의 일부이고, 수신기는 기지국(200)의 일부일 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부일 수 있다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용할 수 있다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
5G NR(new radio)은 usage scenario에 따라 eMBB(enhanced Mobile Broadband), mMTC(massive Machine Type Communications), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications), V2X(vehicle-to-everything)을 정의할 수 있다. 그리고 5G NR 규격(standard)은 NR 시스템과 LTE 시스템 사이의 공존(co-existence)에 따라 standalone(SA)와 non-standalone(NSA)으로 구분할 수 있다. 그리고 5G NR은 다양한 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)을 지원하며, 하향링크에서 CP-OFDM을, 상향링크에서 CP-OFDM 및 DFT-s-OFDM(SC-OFDM)을 지원할 수 있다.
본 실시 예에서 단말(100)은 자동차를 포함할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h)를 포함하는 안테나(170)를 구비할 수 있다. 본 실시 예에서 단말(100)은 빔 측정을 위해 제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h) 중 어느 한 안테나(170)를 선택할 수 있는 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 기지국(200)으로 전송할 수 있다.
기지국(200)은 수신한 리포트에 대응하여 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 단말(100)로 전송하고, 단말(100)은 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 여기서 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보는 CSI-RS(channel state information-reference signal)를 포함할 수 있다. CSI-RS는 공지된 기술 이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 기지국(200)이 단말(100)로 전송하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보는 빔 측정 스케줄링 정보를 포함할 수 있고, 빔 측정 스케줄링 정보는 빔 측정 주기를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 리포트를 전송한 단말(100)이 수신한 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기는, 리포트를 전송하지 않은 단말(미도시)이 수신한 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기보다 더 느릴 수 있다. 예를 들어, 리포트를 전송하지 않은 단말이 수신한 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기가 1초에 1번 인 경우, 리포트를 전송한 단말(100)이 수신한 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기는 2초에 1번, 또는 3초에 1번 일 수 있다. 빔 측정 주기가 짧은 경우 단말 입장에서는 빔 측정을 자주해야 하기 때문에 시간 자원 및 주파수 자원 소모량이 많아지고, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 자주 수신해야 하기 때문에 전력 소모가 많아지는 문제점이 있다. 그러나 본 실시 예의 경우 빔 측정 주기가 길기 때문에, 빔 측정 추기가 짧은 경우 보다 시간 자원 및 주파수 자원 소모량이 적어지고, 전력 소모를 절감할 수 있다.
단말(100)은 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 기지국(200)이 형성하는 다수의 빔과 단말(100)이 형성하는 다수의 빔 중 최적의 빔 페어링(beam pairing)을 유지하기 위해, 단말(100)의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나(제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h) 중 어느 하나)에서 빔 방향이 변경된 위치의 안테나(제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h) 중 다른 하나)를 선택하는 빔 트래킹을 수행할 수 있다.
안테나 선택 기능이 없는 즉, 기지국(200)으로 리포트를 전송하지 않은 단말의 경우, 단말이 회전하게 되면 빔 실패(beam failure)가 발생하게 되므로, 단말은 기지국(200)으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 요청하고, 기지국(200)으로부터 수신한 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 추가 빔 측정 주기를 이용하여 빔 트래킹을 수행해야 한다.
그러나 본 실시 예의 경우 단말(100)이 회전하게 되면, 단말(100)의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나에서 빔 방향이 변경된 위치의 안테나(170)를 선택함으로써 단말(100)과 기지국(200)이 빔 페어링을 유지하기 때문에, 단말(100)이 기지국(200)으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송할 필요가 없게 된다.
본 실시 예에서 리포트를 전송한 단말(100)이 수신한 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기가 상술한 바와 같이 느리지 않고, 빨라지는 경우가 존재할 수 있다. 첫째, 단말(100)이 측정한 자신의 속도가 기설정된 속도(예를 들어 60Km/H) 이상인 경우와, 둘째, 기지국(200)이 측정한 단말(100)과 기지국(200) 사이의 거리가 기설정된 거리(예를 들어, 100m) 이하인 경우를 포함할 수 있다.
단말(100)이 측정한 자신의 속도가 기설정된 속도 이상인 경우, 단말(100)은 기지국(200)으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송할 수 있다. 단말(100)은 빔 측정 주기와 상관없이 자신의 속도를 확인할 수 있다. 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 수신한 기지국(200)은 주기가 더 짧은 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 단말(100)로 전송할 수 있다. 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신한 단말(100)은 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여 빔 측정을 수행할 수 있다.
기지국(200)이 측정한 단말(100)과 기지국(200) 사이의 거리가 기설정된 거리 이하인 경우, 기지국(200)은 단말(100)로 단말(100)과 기지국(200) 사이의 거리가 기설정된 거리 이하임을 나타내는 거리 측정 결과 신호를 전송할 수 있다. 기지국(200)으로부터 거리 측정 결과 신호를 수신한 단말(100)은 기지국(200)으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송할 수 있다. 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 수신한 기지국(200)은 주기가 더 짧은 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 단말(100)로 전송할 수 있다. 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신한 단말(100)은 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여 빔 측정을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택을 수행하는 단말의 개략적인 블록도이다. 이하의 설명에서 도 1에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 도 2를 참조하면, 단말(100)은 자세 감지 모듈(110), 속도 감지 모듈(120), A/D(analog/digital) 컨버터(130), 메모리(140), 제1 프로세서(150), 제2 프로세서(160) 및 안테나(170)를 포함할 수 있다.
자세 감지 모듈(110)은 단말(100)의 자세를 감지하고, 단말(100)의 자세로부터 단말(100)의 회전 정도를 감지할 수 있다. 자세 감지 모듈(110)은 피치(pitch)축, 요(yaw)축, 롤(roll)축 중 적어도 하나의 변동을 감지할 수 있는 적어도 하나 이상의 센서(미도시)를 구비할 수 있다. 자세 감지 모듈(110)은 단말(100)의 요축 변화(yaw rate)를 감지하여 단말(100)의 회전 정도를 감지할 수 있다. 자세 감지 모듈(110)은 자세 변동을 감지하는 자이로 센서 또는 가속도 센서 등을 포함할 수 있다. 또한 자세 감지 모듈(110)은 단말(100)의 진행방향을 감지할 수 있다. 자세 감지 모듈(110)은 YAW 축 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, YAW축 센서는, 단말(100)의 진행방향인 x축, 단말(100)의 진행방향의 왼쪽인 y축, x축 및 y축과 수직하는 z축 중, z축을 중심으로 회전하는지 여부를 판단할 수 있다.
선택적 실시 예로 자세 감지 모듈(110)은 스티어링 센서(미도시)를 포함하여 단말(100)의 회전 정도를 감지할 수 있다. 스티어링 센서는 단말(100)의 핸들에 구비되어, 차량의 핸들 회전량을 검출하여 단말(100)의 회전 정도를 감지할 수 있다. 선택적 실시 예로, 자세 감지 모듈(110)은 조향각 센서(미도시)를 포함하여 단말(100)의 회전 정도를 감지할 수 있다. 조향각 센서는 운전자에 의해 조작되는 핸들의 가변각 즉, 조향휠 각을 검출하여 단말(100)의 회전 정도를 감지할 수 있다.
속도 감지 모듈(120)은 단말(100)의 속도를 감지할 수 있다. 속도 감지 모듈(120)은 단말(100)에 구비된 바퀴 회전수를 검출하여 속도를 감지할 수 있다. 또한 속도 감지 모듈(120)은 단말(100)의 엔진과 연결된 변속기의 출력축의 회전속도를 감지하여 단말(100)의 속도를 감지할 수 있다. 또한 속도 감지 모듈(120)은 단말(100)에 구비된 적어도 하나 이상의 차속 센서 예를 들어, 리드 스위치식 차속 센서, 광전식 차속 센서, 전자식 차속 센서 등을 이용하여 단말(100)의 직접 적인 속도를 감지할 수 있다.
A/D 컨버터(130)는 자세 감지 모듈(110)로부터 수신한 아날로그 회전 정도 신호를 디지털 회전 정도 신호로 변환하여 제1 프로세서(150)로 출력할 수 있다. 또한 A/D 컨버터(130)는 속도 감지 모듈(120)로부터 수신한 아날로그 속도 신호를 디지털 속도 신호로 변환하여 제1 프로세서(150)로 출력할 수 있다.
메모리(140)는 단말(100)의 동작에 필요한 각종 정보들을 저장하는 것으로, 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(140)는 단말(100)이 빔 측정을 위한 안테나 선택 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 저장할 수 있다. 또한 메모리(140)는 기지국(200)으로부터 수신한 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(140)는 자세 감지 모듈(110) 및 속도 감지 모듈(120)이 감지한 단말(100)의 회전 정도와 단말(100)의 속도를 저장할 수 있다. 또한 메모리(140)는 단말(100)의 회전 정도와, 단말(100)의 속도와, 기지국(200)으로부터 수신한 단말(100)과 기지국(200)과의 거리 정보에 따라, 단말(100)이 기지국(200)과의 빔 페어링을 유지하는 안테나(170)를 선택하는 인공지능 학습 알고리즘을 저장할 수 있다.
또한 메모리(140)는 제2 프로세서(160)가 실행할 명령어 예를 들어, 빔 측정을 위한 안테나 선택 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 기지국(200)으로 전송하는 명령어, 기지국(200)으로부터 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 명령어, 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 기지국(200)이 형성하는 다수의 빔과 단말(100)이 형성하는 다수의 빔 중 최적의 빔 페어링(beam pairing)을 유지하기 위해, 단말(100)의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나(170)에서 빔 방향이 변경된 위치의 안테나(170)를 선택하는 빔 트래킹을 수행하는 명령어 등을 저장할 수 있다.
여기서, 메모리(140)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 실시 예의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 메모리(140)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있으며, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, NAND 플래시 메모리, 또는 NOR 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, SSD. CF(compact flash) 카드, SD 카드, Micro-SD 카드, Mini-SD 카드, Xd 카드, 또는 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 플래시 드라이브, 또는 HDD와 같은 저장 장치를 포함할 수 있다.
제1 프로세서(150)는 모듈 제어 프로세서로서, 자세 감지 모듈(110) 및 속도 감지 모듈(120)의 동작을 제어할 수 있다. 제1 프로세서(150)는 자세 감지 모듈(110)이 감지한 단말(100)의 회전 정도를 이용하여 단말(100)의 회전 각도를 산출하여 제2 프로세서(160)로 전송할 수 있다. 또한 제1 프로세서(150)는 속도 감지 모듈(120)이 감지한 단말(100)의 속도를 제2 프로세서(160)로 전송할 수 있다.
여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 프로세서(160)는 통신 프로세서로서, 빔 측정을 위한 안테나 선택 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 기지국(200)으로 전송할 수 있다.
제2 프로세서(160)는 기지국(200)으로부터 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 제2 프로세서(160)는 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보로부터 빔 측정 스케줄링 정보를 추출할 수 있다. 제2 프로세서(160)는 빔 측정 스케줄링 정보에 포함된 빔 측정 주기를 추출할 수 있다. 여기서, 제2 프로세서(160)는 리포트를 전송하지 않은 단말이 수신하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기보다 더 느린 빔 측정 주기를 추출할 수 있다.
제2 프로세서(160)는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 기지국(200)이 형성하는 다수의 빔과 단말(100)이 형성하는 다수의 빔 중 최적의 빔 페어링(beam pairing)을 유지하기 위해, 단말(100)의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나(170)에서 빔 방향이 변경된 위치의 안테나(170)를 선택하는 빔 트래킹을 수행할 수 있다.
제2 프로세서(160)는 빔 트래킹 수행 시에, 제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h)를 구비한 단말(100)이, 기지국(200)과 최적의 빔 페어링을 형성하는 어느 한 안테나(170)의 초기 위치를 확인할 수 있다. 제2 프로세서(160)는 제1 프로세서(150)로부터 단말(100)의 회전 각도를 획득할 수 있다. 제2 프로세서(160)는 단말(100)의 회전 각도에 대응하여 변경된 빔 방향을 산출할 수 있다. 제2 프로세서(160)는 변경된 빔 방향에 대응하는 위치의 안테나(170)를 선택할 수 있다. 메모리(140)에는 단말(100)에 구비된 안테나(170)의 위치 정보가 저장되어 있고, 제2 프로세서(160)는 변경된 빔 방향에 대응하는 안테나(170)를 선택할 수 있다. 즉, 제2 프로세서(160)는 초기 위치의 안테나(170)에서 단말(100)의 회전 각도에 대응하는 위치의 안테나(170)로 변경할 수 있다. 이때 단말(100)과 기지국(200)은 빔 페어링을 계속 유지하고 있는 상태일 수 있다. 제2 프로세서(160)는 빔 측정 주기마다 빔 트래킹을 수행할 수 있다. 또한 제2 프로세서(160)는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 변경이 확인되면 빔 트래킹을 수행할 수 있다.
제2 프로세서(160)는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로, 제1 프로세서(150)로부터 단말(100)의 속도를 감지 결과를 획득할 수 있다. 제2 프로세서(160)는 단말(100)의 속도가 기설정된 속도 이상임에 기초하여, 기지국(200)으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송할 수 있다.
제2 프로세서(160)는 기지국(200)으로부터 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 여기서 제2 프로세서(160)는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 제2 프로세서(160)는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 단말(100)의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나(170)를 선택하는 빔 트래킹을 수행할 수 있다.
제2 프로세서(160)는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로, 기지국(200)으로부터 단말(100)과 기지국(200) 사이의 거리가 기설정된 거리 이하임을 수신할 수 있다. 기지국(200)으로부터 단말(100)과 기지국(200) 사이의 거리가 기설정된 거리 이하임을 수신한 제2 프로세서(160)는 기지국(200)으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송할 수 있다.
제2 프로세서(160)는 기지국(200)으로부터 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 여기서 제2 프로세서(160)는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 제2 프로세서(160)는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 단말(100)의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나(170)를 선택하는 빔 트래킹을 수행할 수 있다.
선택적 실시 예로 제2 프로세서(160)는 단말의 회전 정도와 속도 정보와 거리 정보로부터 단말이 기지국과의 빔 페어링을 유지하는 안테나를 선택하도록 미리 훈련된 심층 신경망 모델을 이용하여, 빔 측정 주기가 도래한 상태에서 단말(100)의 회전 정도와 속도 정보와 거리 정보로부터 단말(100)이 기지국(200)과 빔 페어링을 유지하는 안테나(170)를 선택할 수 있다. 이를 위해 제2 프로세서(160)는 딥러닝(Deep Learning) 등 머신 러닝(machine learning)을 수행할 수 있고, 메모리(140)는, 머신 러닝에 사용되는 데이터, 결과 데이터 등을 저장할 수 있다.
머신 러닝의 일종인 딥러닝(deep learning) 기술은 데이터를 기반으로 다단계로 깊은 수준까지 내려가 학습할 수 있다. 딥러닝은 단계를 높여갈수록 복수의 데이터들로부터 핵심적인 데이터를 추출하는 머신 러닝 알고리즘의 집합을 나타낼 수 있다.
딥러닝 구조는 인공신경망(ANN)을 포함할 수 있으며, 예를 들어 딥러닝 구조는 CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), DBN(deep belief network) 등 심층신경망(DNN)으로 구성될 수 있다. 본 실시 예에 따른 딥러닝 구조는 공지된 다양한 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 딥러닝 구조는 CNN, RNN, DBN 등을 포함할 수 있다. RNN은, 자연어 처리 등에 많이 이용되고 있으며, 시간의 흐름에 따라 변하는 시계열 데이터(time-series data) 처리에 효과적인 구조로 매 순간마다 레이어를 쌓아올려 인공신경망 구조를 구성할 수 있다. DBN은 딥러닝 기법인 RBM(restricted boltzman machine)을 다층으로 쌓아 구성되는 딥러닝 구조를 포함할 수 있다. RBM 학습을 반복하여, 일정 수의 레이어가 되면 해당 개수의 레이어를 가지는 DBN을 구성할 수 있다. CNN은 사람이 물체를 인식할 때 물체의 기본적인 특징들을 추출되는 다음 뇌 속에서 복잡한 계산을 거쳐 그 결과를 기반으로 물체를 인식한다는 가정을 기반으로 만들어진 사람의 뇌 기능을 모사한 모델을 포함할 수 있다.
한편, 인공신경망의 학습은 주어진 입력에 대하여 원하는 출력이 나오도록 노드간 연결선의 웨이트(weight)를 조정(필요한 경우 바이어스(bias) 값도 조정)함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 인공신경망은 학습에 의해 웨이트(weight) 값을 지속적으로 업데이트시킬 수 있다. 또한, 인공신경망의 학습에는 역전파(back propagation) 등의 방법이 사용될 수 있다.
한편, 제2 프로세서(160)에는 인공신경망(artificial neural network)이 탑재될 수 있고, 단말(100)의 회전 정도와, 단말(100)의 속도와, 기지국(200)으로부터 수신한 단말(100)과 기지국(200)과의 거리 정보를 입력 데이터로 하는 머신 러닝 기반의 안테나 선택 처리를 수행할 수 있다.
제2 프로세서(160)는 인공신경망, 예를 들어, CNN, RNN, DBN 등 심층신경망(deep neural network: DNN)을 포함될 수 있고, 심층신경망을 학습할 수 있다. 이러한 인공신경망의 머신 러닝 방법으로는 자율학습(unsupervised learning)과 지도학습(supervised learning)이 모두 사용될 수 있다. 제2 프로세서(160)는 설정에 따라 학습 후 안테나(170) 선택 인공신경망 구조를 업데이트시키도록 제어할 수 있다.
도 3은 도 2의 단말에 구비된 안테나 및 제2 프로세서의 배치 예시도이다. 이하의 설명에서 도 1 및 도 2에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
도 3a는 서클형의 제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h)를 포함하는 안테나(170)와 단일 제2 프로세서(160)의 배치 예시를 도시하고 있다.
도 3b는 분리형의 제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h)를 포함하는 안테나(170)와 분리형 제2-1 프로세서(160a) 내지 제2-4 프로세서(160d)의 배치 예시를 도시하고 있다. 제1 안테나(170a) 및 제2 안테나(170b)와 제2-1 프로세서(160a)가 단말(100)의 좌상 부분에 구비되고, 제3 안테나(170c) 및 제4 안테나(170d)와 제2-2 프로세서(160b)가 단말(100)의 우상 부분에 구비되고, 제5 안테나(170e) 및 제6 안테나(170f)와 제2-3 프로세서(160c)가 단말(100)의 좌하 부분에 구비되고, 제7 안테나(170g) 및 제8 안테나(170h)와 제2-4 프로세서(160d)가 단말(100)의 우하 부분에 구비된 예를 도시하고 있다.
본 실시 예에서 제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h)와 제2 프로세서(160)의 위치는 도 3a 및 도 3b로 한정되지 않고, 다양한 변경이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말에서 수행하는 빔 측정을 위한 안테나 선택의 예시도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 3에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
도 4a는 제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h) 중 제3 안테나(170c)와 기지국(200)이 최적의 빔 페어링을 형성하는 안테나(170)의 초기 위치를 도시하고 있다.
도 4b는 도 4a에서 단말(100)이 90도 회전을 수행한 후, 단말(100)의 회전 각도에 대응하여, 초기 위치에서 변경된 위치의 제1 안테나(170a)를 선택한 예를 도시하고 있다. 도 4b에서 단말(100)과 기지국(200)은 도 4a와 같이 여전히 빔 페어링을 유지하고 있는 상태일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 4에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, S510단계에서, 단말(100)은 빔 측정을 위한 안테나 선택 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 기지국(200)으로 전송한다.
S520단계에서, 단말(100)은 기지국(200)으로부터 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신한다.
S530단계에서, 단말(100)은 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보로부터 빔 측정 스케줄링 정보를 추출하여, 빔 측정 스케줄링 정보를 확인한다. 여기서 빔 측정 스케줄링 정보에는 빔 측정 주기 정보가 포함될 수 있다. 또한 리포트를 전송한 단말(100)의 빔 측정 주기는, 리포트를 전송하지 않은 단말(100)의 빔 측정 주기보다 더 느릴 수 있다.
S540단계에서, 단말(100)은 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 기지국(200)이 형성하는 다수의 빔과 단말(100)이 형성하는 다수의 빔 중 최적의 빔 페어링(beam pair)을 유지하기 위해, 단말(100)의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나(170)에서 빔 방향이 변경된 위치의 안테나(170)를 선택하는 빔 트래킹을 수행한다.
S560단계에서, 단말(100)은 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로, 단말(100)의 속도를 감지 결과와 기설정된 속도를 비교하여, 단말(100)의 속도가 기설정된 속도 이상인지 판단한다.
S570단계에서, 단말(100)의 속도가 기설정된 속도 이상인 경우, 단말(100)은 기지국(200)으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송한다.
이후 단말(100)은 기지국(200)으로부터 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 여기서 단말(100)은 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 단말(100)은 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 단말(100)의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나(170)를 선택하는 빔 트래킹을 수행할 수 있다.
S580단계에서, 단말(100)은 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로, 기지국(200)으로부터 단말(100)과 기지국(200) 사이의 거리 정보를 수신하여, 단말(100)과 기지국(200) 사이의 거리가 기설정된 거리 이하임을 판단한다.
단말(100)과 기지국(200) 사이의 거리가 기설정된 거리 이하인 경우, 단말(100)은 S570단계로 진입하여, 기지국(200)으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송할 수 있다. 단말(100)은 기지국(200)으로부터 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 여기서 단말(100)은 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신할 수 있다. 단말(100)은 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 단말(100)의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나(170)를 선택하는 빔 트래킹을 수행할 수 있다.
도 6은 도 5 중 빔 트래킹을 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 5에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, S551단계에서, 단말(100)은 빔 트래킹 수행 시에, 제1 안테나(170a) 내지 제8 안테나(170h)를 구비한 단말(100)이, 기지국(200)과 최적의 빔 페어링을 형성하는 어느 한 안테나(170)의 초기 위치를 확인한다.
S552단계에서, 단말(100)은 회전이 감지되면, 단말(100)의 회전 각도를 획득한다.
S553단계에서, 단말(100)은 회전 각도에 대응하여 변경된 빔 방향을 산출한다.
S554단계에서, 단말(100)은 변경된 빔 방향에 대응하는 위치의 안테나(170)를 선택한다. 이때 단말(100)과 기지국(200)은 빔 페어링을 계속 유지하고 있는 상태일 수 있다.
선택적 실시 예로, 단말(100)은 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 변경이 확인되면 빔 트래킹을 수행할 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 단말
110: 자세 감지 모듈
120: 속도 감지 모듈
130: A/D 컨버터
140: 메모리
150: 제1 프로세서
160: 제2 프로세서
170: 안테나
200: 기지국

Claims (20)

  1. 빔 측정을 위한 안테나 선택 방법으로서,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 상기 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 상기 기지국이 형성하는 다수의 빔과 단말이 형성하는 다수의 빔 중 최적의 빔 페어링(beam pairing)을 유지하기 위해, 상기 단말의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나에서 상기 빔 방향이 변경된 위치의 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하는 단계를 포함하는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계는,
    상기 리포트에 대응하는 상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보로부터 빔 측정 스케줄링 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 빔 측정 스케줄링 정보에 포함된 빔 측정 주기를 추출하는 단계를 포함하고,
    상기 빔 측정 주기는,
    상기 리포트를 전송하지 않은 단말이 수신하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기보다 더 느린,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 트래킹을 수행하는 단계는,
    복수의 안테나 중 상기 기지국과 최적의 빔 페어링을 형성하는 어느 한 안테나의 초기 위치를 확인하는 단계;
    상기 단말의 자세로부터 회전 정도 감지 결과를 이용하여 산출한 상기 단말의 회전 각도를 획득하는 단계; 및
    상기 단말의 회전 각도에 대응하여 변경된 빔 방향을 산출하는 단계;
    상기 변경된 빔 방향에 대응하는 위치의 안테나를 선택하는 단계를 포함하는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 빔 트래킹을 수행하는 단계는,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기 변경의 확인에 기초하여 상기 빔 트래킹을 수행하는 단계를 포함하는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로 상기 단말의 속도를 감지하는 단계;
    상기 단말의 속도가 기설정된 속도 이상임에 기초하여, 상기 기지국으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계는,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계를 포함하는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 상기 단말의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하는 단계를 더 포함하는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로 상기 기지국으로부터 상기 단말과 상기 기지국 사이의 거리가 기설정된 거리 이하임을 수신하는 단계;
    상기 기지국으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계는,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하는 단계를 포함하는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 상기 단말의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하는 단계를 더 포함하는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 방법.
  11. 빔 측정을 위한 안테나 선택 장치로서,
    복수의 안테나; 및
    기지국과 통신 수행을 제어하는 통신 프로세서를 포함하고,
    상기 통신 프로세서는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 기능을 구비하고 있음을 나타내는 리포트를 상기 기지국으로 전송하고,
    상기 기지국으로부터 상기 리포트에 대응하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하고,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 상기 기지국이 형성하는 다수의 빔과 단말이 형성하는 다수의 빔 중 최적의 빔 페어링(beam pairing)을 유지하기 위해, 상기 단말의 회전으로 인한 빔 방향 변경에 대응하여, 이전 위치의 안테나에서 상기 빔 방향이 변경된 위치의 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하도록 구성되는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 프로세서는,
    상기 리포트에 대응하는 상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보로부터 빔 측정 스케줄링 정보를 추출하고, 상기 빔 측정 스케줄링 정보에 포함된 빔 측정 주기를 추출하도록 구성되며,
    상기 빔 측정 주기는,
    상기 리포트를 전송하지 않은 단말이 수신하는 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기보다 더 느린,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 단말의 자세로부터 회전 정도를 감지하는 자세 감지 모듈; 및
    상기 단말의 회전 정도를 이용하여 상기 단말의 회전 각도를 산출하는 모듈 제어 프로세서를 더 포함하고,
    상기 통신 프로세서는,
    상기 기지국과 최적의 빔 페어링을 형성하는 어느 한 안테나의 초기 위치를 확인하고,
    상기 모듈 제어 프로세서로부터 상기 단말의 회전 각도를 획득하고,
    상기 단말의 회전 각도에 대응하여 변경된 빔 방향을 산출하고,
    상기 변경된 빔 방향에 대응하는 위치의 안테나를 선택하도록 구성되는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 통신 프로세서는,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기 변경의 확인에 기초하여 상기 빔 트래킹을 수행하도록 구성되는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 단말의 속도를 감지하는 속도 감지 모듈을 더 포함하고,
    상기 통신 프로세서는,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로 상기 속도 감지 모듈로부터 상기 단말의 속도를 획득하고,
    상기 단말의 속도가 기설정된 속도 이상임에 기초하여, 상기 기지국으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송하고,
    상기 기지국으로부터 상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하도록 구성되는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 통신 프로세서는,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하도록 구성되는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 통신 프로세서는,
    상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 상기 단말의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하도록 구성되는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 프로세서는,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 빔 측정 주기와 별도로 상기 기지국으로부터 상기 단말과 상기 기지국 사이의 거리가 기설정된 거리 이하임을 수신하고,
    상기 기지국으로 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보 요청 신호를 전송하고,
    상기 기지국으로부터 상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하도록 구성되는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 프로세서는,
    상기 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함된 빔 측정 주기보다 더 빠른 추가 빔 측정 주기를 포함하는 상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보를 수신하도록 구성되는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 프로세서는,
    상기 추가 빔 측정을 위한 리소스 할당 정보에 포함되는 추가 빔 측정 주기의 도래에 기초하여, 상기 단말의 회전에 대응하는 빔 방향 변경에 따라 안테나를 선택하는 빔 트래킹을 수행하도록 구성되는,
    빔 측정을 위한 안테나 선택 장치.
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