WO2016171434A1 - 빔포밍 제어를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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류선희
윤정민
김정주
노동휘
윤성록
조오현
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Definitions

  • the present invention relates to beamforming control.
  • the Internet has evolved from a human-centered connection network where humans create and consume information, and an Internet of Things (IoT) network that exchanges and processes information among distributed components such as things.
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • IoT Internet technology
  • IoT is a field of smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliances, advanced medical services, etc. through convergence and complex of existing information technology (IT) technology and various industries. It can be applied to.
  • the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11ad standard is a multi-gigabit speed wireless communication technology that operates in the 60 gigahertz (GHz) frequency band.
  • the wireless communication technology uses beamforming technology for more efficient signal transmission and reception.
  • an embodiment of the present invention provides an apparatus and method for beamforming control in a wireless communication system.
  • Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for transmitting and receiving according to a beacon frame in a wireless communication system.
  • Another embodiment of the present invention provides an apparatus and method for determining an optimal transmit / receive beam in a wireless communication system.
  • An apparatus for transmitting a wireless communication system includes a transmitter for transmitting a compressed beacon frame using a plurality of transmission beams, and an optimal transmission among the plurality of transmission beams. And a control unit configured to control beamforming using a beam received from the terminal, wherein the compressed beacon frame includes one frame of data and a header. It is characterized in that the compressed.
  • An apparatus for receiving a wireless communication system includes a receiver configured to receive a compressed beacon frame using a plurality of transmission beams, and an optimum for the compressed beacon frame.
  • a reception method of a wireless communication system includes a process of receiving a compressed beacon frame using a plurality of transmission beams, and optimized for the compressed beacon frame. Transmitting information about a transmission beam through a compressed feedback frame; controlling beamforming by using a beam received from a base station; and the compressed feedback frame includes data and a header. ) Is compressed into one frame.
  • the beamforming execution time can be shortened, and accordingly, the coverage limitation, the number of mobility support terminals, and the movement speed limitation can be eliminated.
  • 1 illustrates an operation of performing beamforming in a wireless communication system.
  • FIG. 2 illustrates an example of a beacon frame in a wireless communication system.
  • FIG 3 illustrates an example of compressed beacon frame information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 illustrates an example of Golay sequence information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 illustrates an example of header information included in compressed beacon frame information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 6 illustrates an example of header information included in feedback frame information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a beamforming operation between a small base station and a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of an apparatus of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 9 illustrates a flow of an optimal transmission beam search operation using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates an example of an operation between a small base station and a terminal using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a flow of a small base station operation using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates an operation between a small base station and a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating the operation of a small base station when a terminal acquires optimal reception beam information in advance in a BTI period according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates an operation between a small base station and a terminal when the terminal acquires optimal reception beam information in advance in a BTI period according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a block diagram of a terminal device according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a flowchart illustrating an optimal beam search operation of a terminal using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a flow of operations between a small base station and a terminal using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • 19 is a flowchart illustrating information flow according to interworking with a small base station according to an embodiment of the present invention.
  • 20 illustrates a result of time required for beamforming according to the number of beams of a small base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 illustrates a correlation between an SNR and a packet error rate (PER) according to an embodiment of the present invention.
  • 22 illustrates a result of time required for beamforming according to the number of beams of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • a small base station includes a base station of a small cell that supports transmission and reception in an ultra-high frequency band, for example, 60 Gigahertz (GHz) band.
  • an ultra-high frequency band for example, 60 Gigahertz (GHz) band.
  • the user equipment may include a smart phone, a tablet personal computer, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop personal computer, Laptop personal computer (PC), netbook computer, personal digital assistant (PDA), portable multimedia player (PMP), MP3 player, mobile medical device, camera, or wearable device
  • the electronic device may include at least one electronic device such as a head-mounted-device (HMD), an electronic garment, an electronic bracelet, an electronic necklace, an electronic accessory, an electronic tattoo, or a smart watch, such as electronic glasses. have.
  • FIG. 1 illustrates an operation of performing beamforming in a wireless communication system.
  • FIG. 1 shows an example of a beamforming performing operation according to the IEEE 802.11ad standard.
  • one beacon interval (Beacon Interval, BI) 100 is a beacon transmission interval (Beacon Transmission Interval, BTI) 110, association beamforming training (A-BFT) 120, notification transmission interval ( Announcement Transmission Interval (ATI) 130, and Data Transfer Interval (DTI) 140.
  • a small base station and a plurality of UEs perform initial beamforming in the BTI 110 and the A-BFT 120 within the BI 100.
  • the 60 GHz small cell that is, the small base station transmits a directional beacon, and the terminals receive an omni pattern antenna to find an optimal transmission beam of the 60 GHz small cell.
  • an example of a 60 GHz band among millimeter waves (mmWave) is given, and an AP (access point) at this time is called a small cell.
  • terminals perform random access to receive slots, and only the terminals assigned to the slots exchange signals with the small base station.
  • the terminal assigned with the slot performs directional transmission by putting optimal transmission beam information of the small cell found in the BTI section 110 in a sector sweep frame, and the small cell receives its omni-pattern antenna.
  • the optimal transmission beam is recognized and the optimum transmission beam of the terminal is found.
  • the small cell transmits the optimal transmission beam information of the terminal in its SWS feedback frame as its own optimal transmission beam, and the terminal recognizes its optimal transmission beam while receiving the omni pattern antenna. Finally, the terminal transmits the SSW acknowledgment (ACK) in its optimal transmission beam, and the small cell receives the omni pattern antenna.
  • ACK SSW acknowledgment
  • the number of slots in the A-BFT period is limited to eight. For this reason, the number of terminals capable of supporting beamforming in one BI is limited to eight.
  • the BTI and A-BFT intervals are too long compared to the BI, resulting in severe degradation in throughput. Therefore, there is a need for a solution to this problem.
  • this beacon frame may be a beacon frame transmitted by the base station in the BTI 110 shown in FIG.
  • beacon frame information in a wireless communication system includes a short training field (STF) 210, a channel estimation field (CEF) 220, a header 230, and a data 240. It includes.
  • the STF 210 may be used for synchronization, and the CEF 220 may perform channel estimation.
  • a compressed beacon frame structure for changing the frame information may be used.
  • the compressed beacon frame structure may reduce the length of the frame, thereby reducing the BETI and association beamforming training (A-BFT) intervals shown in FIG. 1.
  • FIG 3 illustrates an example of compressed beacon frame information according to an embodiment of the present invention.
  • a compressed beacon frame may include a short training field (STF) 310, a channel estimation field (CEF) 320, and a C-header 330. It may include.
  • the compressed beacon frame has a structure in which a block consisting of the STF 310, the CEF 320, and the C-header 330 is repeated.
  • the STF 310 is used to synchronize and the CEF 320 is used to estimate the channel.
  • the C-header 330 according to an embodiment of the present invention has a structure in which a header and data shown in FIG. 2 are compressed into one.
  • the compressed beacon frame may be configured to have a shorter length than the conventional beacon by using the C-header 330 and removing a gap when changing the beam direction.
  • the length of the SSW frame in the A-BFT section may be reduced by using a compressed feedback frame in the A-BFT section as well as the compressed beacon frame.
  • FIG 4 illustrates an example of Golay sequence information according to an embodiment of the present invention.
  • the beacon and feedback frame according to an embodiment of the present invention can be configured by varying the arrangement of Golay codes.
  • 4 illustrates a Golay code for the STF 310 and the CEF 320 of FIG. 3.
  • the frame according to an embodiment of the present invention may change the Golay code sequence combination to reduce the influence of interference due to simultaneous transmission in a multi-cell environment.
  • the Golay code sequence of FIG. 4 includes an array of Gv512 and Gu512 orders rather than the conventional Gu512 and Gv512 orders. Due to the sequence arrangement of the Gv512 and the Gu512, the frame according to the embodiment of the present invention may enable automatic detection, which allows the C-header immediately following the CEF to be known in advance.
  • Embodiments of the present invention may use a compressed beacon frame and a compressed feedback frame.
  • the compressed beacon frame and the compressed feedback frame may include compressed information compared to the conventional DMG beacon frame.
  • Table 1 below shows a conventional DMG beacon frame.
  • the DMG beacon frame includes a frame control part, a duration, a basic service set ID (BSSID), a body, and a frame check sequence. , FCS).
  • the body portion may include information as shown in Table 2 below.
  • the body portion of the DMG beacon frame includes a timestamp, a sector sweep, a beacon interval, a beacon interval control, and a DMG parameter. ), Clustering Control, DMG capabilities, Extended Schedule, Robust Security Network (RSN), Multiple BSSIDs, DMG Operations, Next Includes information elements related to DGM next DMG Announcement Transmission Interval (DMG ATI), DMG BSS parameter change, multi-band, one or more resources or capacities, and vendor specific information. Can be.
  • FIG 5 illustrates an example of header information included in compressed beacon frame information according to an embodiment of the present invention.
  • the compressed beacon frame may use scrambling for multicell support.
  • the header information shown in FIG. 5 includes reserved 1-bit reserved 501, compressed 4-bit Scrambler initialization field 503, switching 1-bit field 505, and C-header of the compressed beacon.
  • 1-bit direction field 507 6-bit partial PCID field 509 indicating the physical cell ID of a 60 GHz small cell, 9-bit CDOWN indicating the number of sectors remaining Field (CDOWN) 511, 6-bit sector ID field (Sector ID) 513 indicating the currently used sector, 2 bit DMG antenna ID field (515) indicating the antenna used, total number of slots in the A-BFT 6-bit total slot fields 517, 9-bit total sectors in slot 519, 27-bit reserved bits 521, 16-bit HCS field (HCS) 523 sequence It may include the above fields of.
  • the necessary information of a plurality of fields including the beacon interval control (Beacon Interval Control), BSSID among the conventional frame is reduced to use in the C-header, the data overhead Can be reduced.
  • Beacon Interval Control Beacon Interval Control
  • FIG 6 illustrates an example of header information included in feedback frame information according to an embodiment of the present invention.
  • the feedback frame during the A-BFT period may have a different configuration from that of the compressed beacon frame of FIG. 5.
  • the header information of FIG. 6 is reserved for 1-bit reserved 501, 4-bit Scrambler initialization field 503, 1-bit turnaround field 505, and C-header of the compressed beacon.
  • 1-bit direction field 507 a 6-bit partial PCID field (Partial PCID) 509 indicating a physical cell ID of a 60 GHz small cell.
  • a terminal ID field (UEID) 601 indicating an ID of an 8-bit terminal is disposed in front of a 9-bit CDOWN field (CDOWN) indicating a remaining sector number.
  • the CDOWN field 603, the sector ID field 605, and the DMG antenna ID field 607 are arranged in the same order as in FIG.
  • the header information of FIG. 6 differs from the DMG antenna ID field 607 next to the DMG antenna ID field 607 by using a sector ID selection field 609 indicating a selected ID and a DWG antenna ID selection field.
  • an 8-bit SNR report field 613 indicating the SNR of the received signal
  • a 6-bit MCS required field indicating the MCS to be used for downlink
  • 615 a 12-bit reserved field
  • HCS field (HCS) 523 is disposed.
  • the information included in the feedback frame information includes information included in the data of the DMG beacon of the header information, and frame control, duration, and FCS overlap with the beacon frame information.
  • beacon interval (Beacon Interval) is not used as a fixed operation, and the necessary information among the conventional beacon interval control (Beacon Interval Control), BSSID, SSW field, SSW feedback field is used in the C-header by reducing Can reduce overhead.
  • Beacon Interval Control Beacon Interval Control
  • BSSID Beacon Interval Control
  • SSW field SSW feedback field
  • the C-header may use 24 spreading.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a beamforming operation between a small base station and a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the small base station 71 performs beam transmission using a compressed beacon frame.
  • the small base station 71 according to an embodiment of the present invention performs directional transmission using the compressed beacon frame instead of the conventional beacon.
  • the terminal 75 may receive the compressed beacon frame in the omni antenna pattern according to the conventional IEEE 802.11ad standard. After the optimum transmission beam of the small base station is found using the compressed beacon, the optimal transmission beam for the beam is transmitted in block 703.
  • this base station apparatus may be the small base station 71 shown in FIG.
  • the base station 71 includes a communication unit 711, a control unit 714, and a storage unit 717.
  • the base station shows an example including only the communication unit 711, the control unit 714, and the storage unit 717, but the scope of the present invention is not limited thereto, and various embodiments may be possible without departing from the scope of the present invention.
  • the communication unit 711 performs a function for transmitting and receiving a signal through a wireless channel, such as band conversion and amplification of the signal.
  • the communication unit 711 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog convertor (DAC), an analog to digital convertor (ADC), and the like.
  • the communication unit 711 according to an embodiment of the present invention may transmit and receive a beacon frame.
  • the communication unit 711 according to an embodiment of the present invention may transmit a compressed beacon frame and receive a feedback frame.
  • the communication unit 711 may transmit the optimal transmission beam and the CQI of the transmitting device using one compressed feedback frame.
  • the communication unit 711 may be referred to as a transmitter, a receiver, a transceiver, or a communicator.
  • the controller 714 controls the overall operations of the apparatus for beamforming control.
  • the controller 714 includes a beacon controller 715.
  • the beacon controller 715 controls the apparatus for beamforming control to perform the procedure illustrated in FIG. 9.
  • the operation of the controller 714 is as follows.
  • the controller 714 may control the transmitter to perform directional transmission in each direction using the compressed beacon frame.
  • the transmitter may be the communication unit 711.
  • the controller 714 may determine an optimal transmission beam of the terminal and an optimal transmission / reception beam of the small base station using the feedback information received from the terminal.
  • the controller 714 may control the transmitter to transmit beams in all directions repeatedly by slots.
  • the transmitter may be the communication unit 711.
  • the storage unit 717 may store necessary values of the apparatus for the beamforming control. According to an embodiment of the present invention, the storage unit 717 may store information on an optimal transmission beam.
  • FIG 9 illustrates a flow of an optimal transmission beam search operation using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • the small base station 71 performs directional transmission using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • the small base station 71 performs directional transmission in each direction using the compressed beacon frame.
  • the terminal 75 may search for an optimal transmission beam based on the received signal after receiving the signal in an omni antenna pattern.
  • the small base station 71 may receive information about an optimal transmission beam transmitted from the terminal 75.
  • FIG. 10 illustrates an example of an operation between a small base station and a terminal using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • the small base station 71 performs directional transmission using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • the small base station 71 performs directional transmission in each direction in a BTI period using the compressed beacon frame.
  • the terminal 75a may search for an optimal transmission beam based on the received signal after receiving the signal in an omni antenna pattern.
  • the terminal 75b may also search for an optimal transmission beam based on the received signal after receiving the signal in an omni antenna pattern.
  • FIG. 11 illustrates a flow of a small base station operation using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • the small base station 71 transmits a compressed beacon frame to the terminal.
  • the small base station 71 may extend downlink coverage in a BTI period by using the compressed beacon frame.
  • the small base station 71 allocates slots to correspond to the maximum number of beams of terminals 75a and 75b, and performs directional transmission for each slot by using the compressed beacon frame. As the directional transmission is performed, the terminals 75a and 75b steer the reception beam in synchronization with the starting point of the slot.
  • the small base station 71 repeats beam transmission in all directions for each slot with respect to the beams of all the terminal 75 (Full Sweep).
  • the terminals 75a and 75b receive the compressed beacon frames for all the received beams, and can find the optimal transmission beams of the small base station 71 and their optimal reception beams therefrom.
  • the section of the conventional beacon frame can be shortened (for example, shortened from 100ms to 20ms).
  • the compressed beacons can support the mobility of the fast moving terminal.
  • FIG. 12 illustrates an operation between a small base station and a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the small base station 71 transmits a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention to the terminal.
  • the small base station 71 may extend downlink coverage in a BTI period by using directional transmission for the compressed beacon frame.
  • the small base station 71 allocates slots to correspond to the maximum number of beams of the terminals 75a and 75b, and performs various directions of transmission using the compressed beacon frame for each slot.
  • the terminals 75a and 75b steer the reception beam in synchronization with the starting point of the slot.
  • the small base station 71 repeats beam transmission in all directions for each slot with respect to the beams of all the terminal 75 (full sweep). By transmitting the beams in all directions, the terminal 75 may find the optimal transmission beam and the optimal reception beam of the small base station 71.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating the operation of a small base station when a terminal acquires optimal reception beam information in advance in a BTI period according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is another example of a method for extending uplink coverage when UEs 75 have already determined an optimal reception beam in a BTI period.
  • the terminals 75a and 75b transmit optimal transmission beam information, channel quality indicator (CQI), etc. of the small base station 71 using the optimal reception beam, and the small base station 71 performs directional reception in synchronization with the small base station 71. Determine the optimal transmit beam of.
  • CQI channel quality indicator
  • the small base station 71 allocates a feedback slot for each terminal.
  • the small base station 71 may schedule a feedback time for each terminal 75 or use a random access method, or may use frequency division.
  • FIG. 14 illustrates an operation between a small base station and a terminal when the terminal acquires optimal reception beam information in advance in a BTI period according to an embodiment of the present invention.
  • the terminals 75a and 75b transmit optimal transmission beam information of the small base station 71, channel quality indicator (CQI), etc. using the optimal reception beam, and the small base station 71 performs directional reception in synchronization with the optimal transmission of the small base station 71 Determine the beam.
  • the small base station 71 allocates a feedback slot for each terminal.
  • 15 is a block diagram of a terminal device according to an embodiment of the present invention.
  • the small base station 71 includes a communication unit 751, a control unit 754, and a storage unit 757.
  • the communication unit 751 performs a function for transmitting and receiving a signal through a wireless channel such as band conversion and amplification of the signal.
  • the communication unit 751 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog convertor (DAC), an analog to digital convertor (ADC), and the like.
  • the communication unit 751 according to an embodiment of the present invention may receive a beacon frame and transmit a feedback frame.
  • the communication unit 751 according to an embodiment of the present invention may receive a compressed beacon frame and transmit a compressed feedback frame.
  • the communication unit 751 may be referred to as a transmitter, a receiver, a transceiver, or a communicator.
  • the controller 754 controls overall operations of the apparatus for beamforming control.
  • the controller 754 includes a feedback controller 755.
  • the feedback controller 755 controls the apparatus for the beamforming control to perform the procedure illustrated in FIG. 16.
  • the operation of the controller 754 is as follows.
  • the controller 754 may control the transmitter to perform the directional transmission in each direction using the compressed beacon frame. In addition, the controller 754 may determine an optimal transmission beam of the terminal and an optimal transmission / reception beam of the small base station using the feedback information received from the terminal.
  • the storage unit 717 may store necessary values of the apparatus for the beamforming control. According to an embodiment of the present invention, the storage unit 717 may store information on an optimal transmission beam.
  • 16 is a flowchart illustrating an optimal beam search operation of a terminal using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 75 receives the compressed beacon frame information.
  • the terminal 75 may receive the compressed beacon frame from the small base station 71 and determine an optimal transmission beam accordingly.
  • the terminal 75 may transmit optimal transmission beam information.
  • the terminal 75 may determine an optimal transmission beam according to the direction of the beam to be transmitted according to the compressed beacon frame.
  • the terminal 75 may transmit the optimal transmission beam information in the compressed feedback frame.
  • FIG. 17 illustrates a flow of operations between a small base station and a terminal using a compressed beacon frame according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 75 uses a single compressed feedback frame and one SSW frame instead of directional transmission of the sector sweep feedback (SSW) frame by the number of beams of the terminal as in the related art. It is possible to perform the directional transmission for the optimal transmission beam and the CQI of.
  • the small base station 71 receives the omni-pattern antenna and recognizes its optimal transmission beam and finds the optimal transmission beam of the terminal.
  • the small base station transmits the optimal transmission beam information of the terminal in the SSW feedback frame as the optimal transmission beam, and the terminal receives the omni pattern antenna and recognizes the optimal transmission beam.
  • the terminal transmits the SSW ACK in its optimal transmission beam, and the small base station receives the omni pattern antenna.
  • the small base station 71 may not receive the omni pattern antenna. Instead, the small base station 71 may receive the steered beam and repeat it several times. The small base station 71 determines the optimal transmission beam and at the same time determines the optimal transmission beam of the terminal 75. Subsequently, the small base station 71 transmits the optimal transmission beam information of the terminal 75 in an SSW feedback frame to the optimal transmission beam of the small base station 71, and the terminal 75 receives the omni pattern antenna while receiving the optimal transmission beam of the terminal 75. Determine. Finally, the terminal 75 transmits the SSW ACK in the optimal transmission beam, and the small base station 71 receives the optimal reception beam. In addition, if the optimal reception beam of the terminal 75 is already determined in the BTI period, it may be operated without the SSW Feedback and the SSW ACK.
  • the small base station may receive a data packet by utilizing a private network or a public internet network of a service provider as a backhaul.
  • the small base station receives a control signal from the eNB 1810 using an LTE link, the feedback time can be further shortened.
  • the LTE eNB 1810 serves as a relay to a link of a mobility management entity (MME) 1830, a gateway (GW) / HSS (home subscriber server) 1850, and the terminal.
  • MME mobility management entity
  • GW gateway
  • HSS home subscriber server
  • the eNB 1810 may receive an optimal transmission beam of the small base station 71 transmitted by the 75 on the LTE link and transmit the optimal transmission beam to the small base station on the LTE link.
  • direct communication may be used between the small base station 71 and the terminal 75 using an LTE link.
  • 19 is a flowchart illustrating information flow according to interworking with a small base station according to an embodiment of the present invention.
  • the small base station 71 may interwork with the LTE eNB 1810.
  • the small base station 71 transmits a directional beacon
  • the terminals 75a and 75b perform omni or directional reception to determine an optimal transmission beam of the serving small base station and the serving small base station.
  • the UEs transmit the AP information and the optimal transmission beam information to the LTE eNB through the PUSCH.
  • the LTE eNB 1810 optimizes the association request and the small base station for each UE through the PDSCH of the small base station. Beam information can be delivered.
  • 20 illustrates a result of time required for beamforming according to the number of beams of a small base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates the time required for BTI according to the number of beams of a small base station when a compressed beacon frame is used and when a DMG beacon having a minimum length of 34B is used.
  • the time required to use the compressed beacon frame is about 64% shorter than when the minimum DMG beacon is used.
  • FIG. 21 illustrates a correlation between an SNR and a packet error rate (PER) according to an embodiment of the present invention.
  • PER 21 illustrates a packet error rate (PER) when spreading is performed 24 times (Code Rate: 3/4). It shows performance of -12.3dB based on PER 0.01. Since 24F packet detection performance of STF is -12 ⁇ 10dB, it can use 24 spreading less than 32 spreading of existing header. Of course, in some cases, you can use the same 32-spreading as you can with the extra overhead.
  • PER packet error rate
  • 22 illustrates a result of time required for beamforming according to the number of beams of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 illustrates the time required for the method according to FIG. 12 according to the number of beams of UEs and the time required when the 34B DMG beacon is used instead of the compressed beacon frame in the method according to FIG. 12.
  • the use time of the compressed beacon frame is reduced by about 64% compared to the use of the DMG beacon.
  • a computer-readable storage medium for storing one or more programs (software modules) may be provided.
  • One or more programs stored in a computer readable storage medium are configured for execution by one or more processors in an electronic device.
  • One or more programs include instructions that cause an electronic device to execute methods in accordance with embodiments described in the claims or specification of the present invention.
  • Such programs may include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
  • magnetic disc storage device compact disc ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs) or other forms
  • CD-ROM compact disc ROM
  • DVDs digital versatile discs
  • It can be stored in an optical storage device, a magnetic cassette. Or, it may be stored in a memory composed of some or all of these combinations.
  • each configuration memory may be included in plural.
  • the program may be configured through a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WLAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored in an attachable storage device that is accessible. Such a storage device may be connected to a device for performing an embodiment of the present invention through an external port. In addition, a separate storage device on a communication network may be connected to a device for performing an embodiment of the present invention.
  • a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WLAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored in an attachable storage device that is accessible. Such a storage device may be connected to a device for performing an embodiment of the present invention through an external port.
  • a separate storage device on a communication network may be connected to a device for performing an embodiment of the present invention.

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Abstract

본 개시는 센서 네트워크 (Sensor Network), 사물 통신 (Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication) 및 사물 인터넷 (Internet of Things, IoT)을 위한 기술과 관련된 것이다. 본 개시는 상기 기술을 기반으로 하는 지능형 서비스 (스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 활용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 송신 장치는, 압축된 비콘(beacon) 프레임(frame)을 다수의 송신빔(beam)들을 이용하여 송신하는 송신부와,상기 다수의 송신 빔들 중 최적의 송신 빔에 대한 정보를 수신하는 수신부와,단말로부터 수신한 빔 (beam)을 이용하여 빔포밍을 제어하는 제어부를 포함하고,상기 압축된 비콘 프레임은 데이터 (data)와 헤더 (header)가 하나의 프레임으로 압축된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 수신 장치는, 압축된 비콘 (beacon) 프레임 (frame)을 다수의 송신빔 (beam)들을 이용하여 수신하는 수신부와, 상기 압축된 비콘 프레임에 대해 최적의 송신빔에 대한 정보를 압축된 피드백(feedback)프레임을 통해 송신 하는 송신부와, 기지국으로부터 수신한 빔을 이용하여 빔포밍을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 압축된 피드백 프레임은 데이터(data)와 헤더(header)가 하나의 프레임으로 압축된 것을 특징으로 한다.

Description

빔포밍 제어를 위한 방법 및 장치
본 발명은 빔포밍 제어에 관한 것이다.
인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
한편 최근에 초고주파 대역에서 동작하는 무선 통신 기술에 대한 논의가 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들어, 미국 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) 802.11ad 표준은 60기가헤르쯔(gigahertz, GHz)의 주파수 대역으로 동작하는 멀티 기가비트(gigabit) 속도의 무선 통신 기술이다. 이러한 무선 통신 기술은 보다 효율적인 신호 송수신을 위한 빔포밍(beamforming) 기술을 사용하고 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 빔포밍 제어를 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 비콘 프레임에 따른 송수신을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 최적 송수신 빔을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 송신 장치는, 압축된 비콘(beacon) 프레임(frame)을 다수의 송신 빔(beam)들을 이용하여 송신하는 송신부와, 상기 다수의 송신 빔들 중 최적의 송신 빔에 대한 정보를 수신하는 수신부와, 단말로부터 수신한 빔(beam)을 이용하여 빔포밍을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 압축된 비콘 프레임은 데이터(data)와 헤더(header)가 하나의 프레임으로 압축된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 송신 방법은, 압축된 비콘(beacon) 프레임(frame)을 다수의 송신 빔들을 이용하여 송신하는 과정과, 상기 다수의 송신 빔들 중 최적의 송신 빔에 대한 정보를 수신하는 과정과, 단말로부터 수신한 빔(beam)을 이용하여 빔포밍을 제어하는 과정을 포함하고, 상기 압축된 비콘 프레임은 데이터(data)와 헤더(header)가 하나의 프레임으로 압축된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 수신 장치는, 압축된 비콘(beacon) 프레임(frame)을 다수의 송신 빔(beam)들을 이용하여 수신하는 수신부와, 상기 압축된 비콘 프레임에 대해 최적의 송신 빔에 대한 정보를 압축된 피드백(feedback) 프레임을 통해 송신하는 송신부와, 기지국으로부터 수신한 빔을 이용하여 빔포밍을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 압축된 피드백 프레임은 데이터(data)와 헤더(header)가 하나의 프레임으로 압축된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 수신 방법은, 압축된 비콘(beacon) 프레임(frame)을 다수의 송신 빔(beam)들을 이용하여 수신하는 과정과, 상기 압축된 비콘 프레임에 대해 최적의 송신 빔에 대한 정보를 압축된 피드백(feedback) 프레임을 통해 송신하는 과정과, 기지국으로부터 수신한 빔을 이용하여 빔포밍을 제어하는 과정과, 상기 압축된 피드백 프레임은 데이터(data)와 헤더(header)가 하나의 프레임으로 압축된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 빔포밍 수행 시간을 단축시킬 수 있고 이에 따라 커버리지 제한, 이동성 지원 단말 수 제한, 이동 속도 제한을 해소할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 빔포밍(Beamforming) 수행 동작을 도시한다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 비콘 프레임의 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임 정보의 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 골레이(Golay) 시퀀스 정보의 예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임 정보에 포함된 헤더 정보의 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 프레임 정보에 포함된 헤더 정보의 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국과 단말 간의 빔 포밍 동작의 흐름을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 장치의 블록 구성을 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용한 최적 송신빔 검색 동작의 흐름을 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용한 소형 기지국과 단말간의 동작의 일 예를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용하는 소형 기지국 동작의 흐름을 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국과 단말간의 동작을 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 BTI 구간에서 최적 수신 빔 정보를 미리 획득한 경우 소형 기지국 동작의 흐름을 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 BTI 구간에서 최적 수신 빔 정보를 미리 획득한 경우 소형 기지국과 단말간의 동작을 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 단말 장치의 블록을 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용한 단말의 최적 빔 검색 동작의 흐름을 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용한 소형 기지국과 단말간의 동작의 흐름을 도시한다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국의 연동의 예를 도시한다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국 연동에 따른 정보의 흐름을 도시한다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국의 빔 개수에 따른 빔포밍의 소요시간의 결과를 나타낸다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 SNR과 PER(Packet Error Rate)의 상관 관계를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 빔 수에 따른 빔포밍의 소요 시간의 결과를 나타낸다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 콘텐츠 제어를 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명에서, 소형 기지국은 초고주파 대역, 예를 들어 60기가 헤르쯔(GigaHertz, GHz) 대역에서의 송수신을 지원하는 소형셀의 기지국을 포함한다. 그리고, 단말(User Equipment)은 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 액세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나의 전자 장치를 포함할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 빔포밍(Beamforming) 수행 동작을 도시한다. 예를 들어, 도 1은 IEEE 802.11ad 표준에 따른 빔포밍 수행 동작의 예를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참고하면 하나의 비콘 구간(Beacon Interval, BI) 100 은 비콘 전송 구간(Beacon Transmission Interval, BTI) 110, 결합 빔포밍 트레이닝 구간(association Beamforming Training, A-BFT) 120, 알림 전송 구간(Announcement Transmission Interval, ATI) 130, 데이터 전송 구간(Data Transfer Interval, DTI) 140을 포함한다. 상기 BI 100 내에 상기 BTI 110과 상기 A-BFT 120에서 소형 기지국과 여러 개의 단말(UE)들이 초기 빔포밍을 수행한다. 상기 BTI 110 구간에서 60GHz 소형셀, 즉 소형 기지국은 지향성(Directional) 비콘(Beacon)을 송신하고, 단말들은 각각 옴니(Omni) 패턴 안테나로 수신하면서 60GHz 소형셀의 최적 송신 빔을 찾는다. 본 발명에서는 밀리미터파(mmWave) 가운데 60GHz 대역의 예를 들고, 이 때의 AP(Access Point)를 소형셀이라 한다. 상기 A-BFT 120구간에서는 단말들이 슬롯(Slot)을 할당받기 위한 랜덤 엑세스(Random Access)를 수행하고, 상기 슬롯을 할당받은 단말만이 소형 기지국과 신호를 주고 받는다. 상기 슬롯을 할당받은 단말은 상기 BTI 110구간에서 찾은 소형셀의 최적 송신 빔 정보를 섹터 스위프(Sector Sweep, SSW) 프레임에 담아 지향성 송신을 수행하고, 상기 소형셀은 옴니 패턴 안테나로 수신하면서 자신의 최적 송신 빔을 인지함과 동시에 단말의 최적 송신 빔을 찾는다. 이어서, 상기 소형셀은 단말의 최적 송신 빔 정보를 SSW 피드백(Feedback) 프레임에 담아 자신의 최적 송신 빔으로 송신하고, 단말은 옴니 패턴 안테나로 수신하면서 자신의 최적 송신 빔을 인지한다. 마지막으로, 단말은 SSW ACK(Acknowledge)을 자신의 최적 송신 빔으로 송신하고, 상기 소형셀은 옴니 패턴 안테나로 수신한다.
IEEE 802.11ad 시스템에서는 상기 A-BFT 구간의 슬롯 수를 8개로 제한하고 있다. 이로 인해 한 BI 내에 빔포밍을 지원할 수 있는 단말은 8개로 제한된다. 또한 빠른 이동 속도를 지원하기 위해 상기 BI를 짧게 할 경우에 BI 대비 BTI와 A-BFT 구간의 시간이 너무 길어서 전송율(Throughput)의 열화가 심하게 된다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 방안이 필요하다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 비콘 프레임의 예를 도시한다. 예를 들어, 이 비콘 프레임은 도 1에 도시된 BTI 110에서 기지국이 송신하는 비콘 프레임이 될 수 있다.
상기 도 2를 참고하면, 무선 통신 시스템에서 비콘 프레임 정보는 짧은 트레이닝 필드(Short Training Field, STF) 210, 채널 추정 필드(Channel Estimation Field, CEF) 220, 헤더(Header) 230, 데이터(data) 240를 포함한다. 상기 STF 210는 동기를 맞추기 위해 사용되고, 상기 CEF 220는 채널의 추정을 수행할 수 있다.
하기 도 3 이하에서 설명하는, 본 발명의 실시 예에서는 상기 프레임 정보를 변경하는 압축 비콘 프레임 구조를 사용할 수 있다. 상기 압축 비콘 프레임 구조는 상기 프레임의 길이를 줄일 수 있으며, 이에 따라 상기 도 1에 도시된 BTI(Beacon transmission interval) 및 A-BFT(Association Beamforming training) 구간을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임 정보의 예를 도시한다.
상기 도 3을 참고하면 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임은, 짧은 트레이닝 필드(Short Training Field, STF) 310, 채널 추정 필드(Channel Estimation Field, CEF) 320, C-헤더(Header) 330를 포함할 수 있다. 상기 압축 비콘 프레임은 상기 STF 310, 상기 CEF 320, 상기 C-헤더 330로 이루어진 블록이 반복된 구조이다. 상기 STF 310는 동기를 맞추기 위해 사용되고, 상기 CEF 320는 채널을 추정하기 위해 사용된다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 C-헤더 330는 상기 도 2에 도시된 헤더(header)와 데이터(data)를 하나로 압축한 구조이다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 압축 비콘 프레임은 상기 C-헤더 330를 사용하고 빔 방향 변경(sweep)시 간격을 제거하여 종래 비콘 보다 더 짧은 길이로 구성될 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에 따르면 상기 압축 비콘 프레임뿐만 아니라, A-BFT 구간에서 압축 피드백(feedback) 프레임을 사용하여 상기 A-BFT 구간의 SSW(Sector SWeep) 프레임의 길이를 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 골레이(Golay) 시퀀스 정보의 예를 도시한다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 프레임의 구성은 IEEE 802.11ad 규격의 제어 PHY를 사용하기 때문에 기존의 장치에서도 STF를 읽을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 비콘 및 피드백 프레임의 구성은 종래와 Golay 코드의 배열을 달리하여 구성할 수 있다. 상기 도 4는 상기 도 3의 상기 STF 310, CEF 320에 대한 골레이 코드를 나타낸다. 본 발명의 실시 예에 따른 프레임은 다중셀(multi-cell) 환경에서 동시 전송에 따른 간섭의 영향을 줄이기 위해 Golay 코드 시퀀스 조합을 변경할 수 있다. 상기 도 4의 Golay 코드 시퀀스는 종래의 Gu512, Gv512 순의 배열이 아닌 Gv512, Gu512 순의 배열을 포함한다. 상기 Gv512, Gu512의 시퀀스 배치로 인해 본 발명의 실시 예에 따른 프레임은 CEF 바로 다음에 이어지는 C-헤더를 미리 알 수 있게 하는 자동 검출이 가능하도록 할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 압축된 비콘 프레임과 압축된 피드백 프레임을 사용할 수 있다. 상기 압축된 비콘 프레임과 압축된 피드백 프레임은 종래의 DMG 비콘 프레임에 비해 압축된 정보를 포함할 수 있다.
하기 표 1은 종래의 DMG 비콘 프레임을 나타낸다.
Figure PCTKR2016003968-appb-I000001
상기 표 1을 참고하면, 상기 DMG 비콘 프레임은 프레임 제어부분(Frame Control), 듀레이션(duration), 기본 서비스 셋 ID(Basic Service Set ID, BSSID), 바디(body), 프레임 체크 시퀀스(Frame Check Sequence, FCS)를 포함한다. 여기서 상기 바디(body) 부분은 하기 표 2와 같은 정보를 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2016003968-appb-I000002
상기 표 2를 참고하면, 상기 DMG 비콘 프레임의 바디 부분은, 타임스탬프(Timestamp), 섹터 스윕(Sector Sweep), 비콘 간격(Beacon Interval), 비콘 간격 제어(Beacon Interval Control), DMG 파라미터(DMG parameter), 클러스터링 제어(Clustering Control), DMG 용량(DMG capabilities), 확장 스케쥴(extended schedule), 보안 표준 정보(Robust Security Network, RSN), 다수의 BSSID(Multiple BSSID), DMG 동작(DMG operation), 다음 DGM ATI(next DMG Announcement Transmission Interval), DMG BSS 파라미터 변경(DMG BSS parameter change), 다중대역(Multi-band), 하나 이상의 자원 또는 용량과 관련된 정보 요소들, 벤더 특정(vendor specific) 정보를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임 정보에 포함된 헤더 정보의 예를 도시한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 압축 비콘 프레임은 다중셀 지원을 위해 스크램블링(scrambling)을 이용할 수 있다.
상기 도 5의 헤더 정보는 1 비트의 예비 비트(reserved) 501, 4 비트의 압축된 초기치 설정 필드(Scrambler initialization) 503, 1 비트의 전환 필드(Turnaround) 505, 압축 비콘의 C-헤더가 하향링크인지 상향링크인지 구분할 수 있는 1 비트의 방향 필드(Direction) 507, 60GHz 소형셀의 물리적 셀 ID를 나타내는 6 비트의 부분 PCID 필드(Partial PCID) 509, 남은 섹터(sector) 수를 나타내는 9 비트의 CDOWN 필드(CDOWN) 511, 현재 사용되는 섹터를 나타내는 6 비트의 섹터 ID 필드(Sector ID) 513, 사용되는 안테나를 나타내는 2 비트의 DMG 안테나 ID 필드(DMG Antenna ID) 515, A-BFT의 전체 슬롯 수를 나타내는 6 비트의 총 슬롯 필드(total slots) 517, 9 비트의 슬롯의 총 섹터 필드(total sectors in slot) 519, 27 비트의 예비 비트(reserved) 521, 16 비트의 HCS 필드(HCS) 523 순서의 상기 필드들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 압축된 비콘 프레임을 사용함으로써, 종래의 프레임 중 비콘 간격 제어(Beacon Interval Control), BSSID 들을 포함한 다수의 필드 중 필요한 정보들은 줄여서 C-헤더에 사용함으로써, 데이터의 오버헤드를 줄일 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 프레임 정보에 포함된 헤더 정보의 예를 도시한다.
상기 도 6을 참고하면 상기 A-BFT 주기 동안의 피드백 프레임은 상기 도 5의 압축 비콘 프레임과는 구성이 다를 수 있다.
상기 도 6의 헤더 정보는 1 비트의 예비 비트(reserved) 501, 4 비트의 압축된 초기치 설정 필드(Scrambler initialization) 503, 1 비트의 전환 필드(Turnaround) 505, 압축 비콘의 C-헤더가 하향링크인지 상향링크인지 구분할 수 있는 1 비트의 방향 필드(Direction) 507, 60GHz 소형셀의 물리적 셀 ID를 나타내는 6 비트의 부분 PCID 필드(Partial PCID) 509를 포함한다.
상기 도 6의 헤더 정보는 상기 도 5와는 다르게 남은 섹터(sector) 수를 나타내는 9 비트의 CDOWN 필드(CDOWN) 앞에 8 비트의 단말의 ID를 나타내는 단말 ID필드(UEID) 601가 배치되고, 그 다음으로 상기 CDOWN 필드 603, 섹터 ID 필드 605, DMG 안테나 ID 필드 607는 상기 도 5와 동일한 순서로 배치된다. 또한, 상기 도 6의 헤더 정보는, 상기 도 5와는 다르게 상기 DMG 안테나 ID 필드 607 다음으로, 선택된 ID를 나타내는 섹터 ID 선택필드(Sector ID Select) 609, DWG 안테나 ID 선택 필드(DWG Antenna ID select) 611, 수신 신호의 SNR을 나타내는 8 비트의 SNR 보고 필드(SNR Report) 613, 하향링크에 사용될 MCS를 알려주는 6 비트의 MCS 요구 필드(Required MCS) 615, 12 비트의 예비 필드(Reserved) 617, 16비트의 HCS필드(HCS) 523가 배치된다.
결국, 상기 피드백 프레임 정보에 포함된 정보는 상기 헤더 정보의 DMG 비콘의 데이터에 실린 정보와 프레임 제어(Frame Control), 듀레이션(Duration), FCS는 상기 비콘 프레임 정보와 중복된다.
또한, 비콘 간격(Beacon Interval)은 고정 운영으로 사용하지 않고, 종래의 프레임 중 비콘 간격 제어(Beacon Interval Control), BSSID, SSW 필드, SSW 피드백 필드 가운데 필요한 정보들은 줄여서 C-헤더에 사용함으로써, 데이터의 오버헤드를 줄일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 C-헤더는 24 스프레딩(spreading)을 사용할 수 있다.
상기 도 5 압축 비콘 프레임 및 상기 도 6의 압축 피드백 프레임의 배열은 하기 표 3과 같다.
Figure PCTKR2016003968-appb-I000003
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국과 단말 간의 빔 포밍 동작의 흐름을 도시한다.
상기 도 7을 참고하면, 701 단계에서 소형 기지국 71은 압축 비콘 프레임을 이용하여 빔 송신을 수행한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 소형 기지국 71은 종래의 비콘 대신 상기 압축 비콘 프레임을 이용하여 지향성 송신을 수행한다.
703 단계에서 단말 75은 종래의 IEEE 802.11ad 규격대로 옴니 안테나 패턴으로 상기 압축 비콘 프레임을 수신할 수 있다. 상기 압축 비콘을 이용하여 상기 소형 기지국의 최적 송신 빔을 찾은 후, 703 블럭에서 상기 빔에 대한 최적 송신 빔을 송신한다.
이하에서는, 상기 도 7에 도시된 소형 기지국 71과 단말 75의 구체적인 동작을 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 장치의 블록 구성을 도시한다. 예를 들어, 이 기지국 장치는 도 7에 도시된 소형 기지국 71이 될 수 있다.
상기 도 8을 참고하면, 상기 기지국 71은 통신부 711, 제어부 714, 저장부 717를 포함한다. 여기서는 설명의 편의상 기지국이 통신부 711, 제어부 714 및 저장부 717만을 포함하는 예를 도시하고 있지만, 본 발명의 범위는 이에 국한되는 것이 아니며 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 실시예가 가능할 것이다.
상기 통신부 711는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 예를 들어, 상기 통신부 711는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(Mixer), 오실레이터(Oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 통신부 711은 비콘 프레임을 송수신할 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에 따른 통신부 711는 압축 비콘 프레임을 송신하고, 피드백 프레임을 수신할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 통신부 711은 1개의 압축 피드백 프레임을 사용하여 송신 장치의 최적 송신 빔과 CQI를 송신할 수 있다. 상기 통신부 711는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 제어부 714은 빔포밍 제어를 위한 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 상기 제어부 714은 비콘 제어부 715를 포함한다. 상기 비콘 제어부 715는 예를 들어, 상기 빔포밍 제어를 위한 장치가 하기 도 9에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따라 상기 제어부 714의 동작은 다음과 같다.
상기 제어부 714는, 압축 비콘 프레임을 사용하여 각 방향으로 지향성 송신을 수행하도록 송신부를 제어할 수 있다. 상기 송신부는 상기 통신부 711일 수 있다. 또한 상기 제어부 714는 단말로부터 수신한 피드백 정보를 이용하여 상기 단말의 최적 송신빔 및 소형 기지국의 최적 송수신빔을 결정할 수 있다.
상기 제어부 714는 슬롯마다 반복하여 모든 방향에 대한 빔을 송신하도록 송신부를 제어할 수 있다. 상기 송신부는 상기 통신부 711일 수 있다.
상기 저장부 717은, 상기 빔포밍 제어를 위한 장치의 필요한 값들을 저장할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면 상기 저장부 717는 최적 송신 빔에 대한 정보를 저장할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용한 최적 송신빔 검색 동작의 흐름을 도시한다.
상기 도 9의 910 단계에서 소형 기지국 71은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용하여 지향성 송신을 수행한다. 상기 소형 기지국 71은 상기 압축 비콘 프레임을 사용하여 각 방향으로 지향성 송신을 수행한다. 상기 소형 기지국 71이 신호를 송신하면, 단말 75은 옴니 안테나 패턴으로 상기 신호를 수신한 후 상기 수신한 신호를 바탕으로 최적의 송신 빔을 검색할 수 있다.
920 단계에서 상기 소형 기지국 71은 상기 단말 75로부터 송신된 최적 송신 빔에 대한 정보를 수신할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용한 소형 기지국과 단말간의 동작의 일 예를 도시한다.
상기 도 10을 참고하면, 소형 기지국 71은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용하여 지향성 송신을 수행한다. 상기 소형 기지국 71은 상기 압축 비콘 프레임을 사용하여 BTI 구간에서 각 방향으로 지향성 송신을 수행한다. 상기 소형 기지국 71이 신호를 송신하면, 단말 75a은 옴니 안테나 패턴으로 상기 신호를 수신한 후 상기 수신한 신호를 바탕으로 최적의 송신 빔을 검색할 수 있다. 상기 단말 75a과 마찬가지로 단말 75b 또한 옴니 안테나 패턴으로 상기 신호를 수신한 후 상기 수신한 신호를 바탕으로 최적의 송신 빔을 검색할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용하는 소형 기지국 동작의 흐름을 도시한다.
상기 도 11을 참고하면, 1110 단계에서 소형 기지국 71은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 단말로 송신한다. 본 발명의 실시 예에 따르면 상기 소형 기지국 71은 상기 압축 비콘 프레임을 이용하여 BTI 구간에서 하향링크 커버리지(coverage)를 확장할 수 있다. 상기 소형 기지국 71은 단말 75a, 75b들의 최대 빔 개수에 대응하도록 슬롯(slot)들을 할당하고, 각 슬롯에 대하여 상기 압축 비콘 프레임을 사용하여 지향성(directional) 송신을 수행한다. 상기 지향성 송신을 수행함에 따라 단말 75a, 75b들은 상기 슬롯의 시작점에 동기를 맞추어 수신 빔을 조정(steering)한다.
1120 단계에서 상기 소형 기지국 71은 모든 단말 75들이 가진 빔에 대해서 각 슬롯마다 모든 방향에 대한 빔 송신을 반복 수행한다(Full Sweep). 이때, 단말 75a, 75b는 모든 수신 빔에 대하여 압축 비콘 프레임을 수신하고 이로부터 소형 기지국 71의 최적 송신 빔과 자신의 최적 수신 빔을 찾을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 압축된 비콘을 사용함으로써, 종래의 비콘 프레임의 구간을 단축할 수 있다 (예를 들어 100ms에서 20ms로 단축). 상기 압축된 비콘을 사용함으로써 빠르게 이동하는 단말의 이동성을 지원할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국과 단말간의 동작을 도시한다.
상기 도 12를 참고하면, 소형 기지국 71은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 단말로 송신한다. 본 발명의 실시 예에 따르면 상기 소형 기지국 71은 상기 압축 비콘 프레임에 대한 지향성(directional) 송신을 이용하여 BTI 구간에서 하향링크 커버리지를 확장할 수 있다. 상기 소형 기지국 71은 단말 75a, 75b들의 최대 빔 개수에 대응하도록 슬롯(slot)들을 할당하고, 각 슬롯에 대하여 상기 압축 비콘 프레임을 사용하여 여러 방향 송신을 수행한다. 상기 지향성 송신을 수행함에 따라 단말 75a, 75b는 상기 슬롯의 시작점에 동기를 맞추어 수신 빔을 조정(steering)한다. 상기 소형 기지국 71은 모든 단말 75들이 가진 빔에 대해서 각 슬롯마다 모든 방향에 대한 빔 송신을 반복 수행한다(Full Sweep). 상기 모든 방향에 대한 빔 송신으로 상기 단말 75은 소형 기지국 71의 최적 송신 빔과 자신의 최적 수신 빔을 찾을 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 BTI 구간에서 최적 수신 빔 정보를 미리 획득한 경우 소형 기지국 동작의 흐름을 도시한다.
상기 도 13은 단말 75들이 BTI 구간에서 이미 최적 수신 빔을 결정하였을 때, 상향링크 커버리지를 확장할 수 있는 방법의 또 다른 예이다. 1310 단계에서 단말 75a, 75b들은 최적 수신 빔을 사용하여 소형 기지국 71의 최적 송신 빔 정보, CQI(Channel Quality Indicator) 등을 송신하고, 상기 소형 기지국 71은 동기를 맞추어 지향성 수신을 하면서 상기 소형 기지국 71의 최적 송신 빔을 결정한다.
1320 단계에서 상기 소형 기지국 71은 피드백 슬롯을 단말별로 할당한다. 상기 소형 기지국 71은 시분할을 이용할 때에는 단말 75별로 피드백 시간을 스케쥴링(Scheduling)하거나 랜덤 엑세스(Random Access) 방식을 사용할 수 있고, 주파수 분할을 이용할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 BTI 구간에서 최적 수신 빔 정보를 미리 획득한 경우 소형 기지국과 단말간의 동작을 도시한다.
단말 75a, 75b들은 최적 수신 빔을 사용하여 소형 기지국 71의 최적 송신 빔 정보, CQI(Channel Quality Indicator) 등을 송신하고, 상기 소형 기지국 71은 동기를 맞추어 지향성 수신을 하면서 상기 소형 기지국 71의 최적 송신 빔을 결정한다. 이때 상기 소형 기지국 71은 피드백 슬롯을 단말별로 할당한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 단말 장치의 블록을 도시한다.
상기 도 15를 참고하면, 상기 소형 기지국 71은 통신부 751, 제어부 754, 저장부 757를 포함한다.
상기 통신부 751는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 예를 들어, 상기 통신부 751는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(Mixer), 오실레이터(Oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 통신부 751은 비콘 프레임을 수신하고 피드백 프레임을 송신할 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에 따른 통신부 751는 압축 비콘 프레임을 수신하고, 압축 피드백 프레임을 송신할 수 있다. 상기 통신부 751는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 제어부 754은 빔포밍 제어를 위한 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 상기 제어부 754은 피드백 제어부 755를 포함한다. 상기 피드백 제어부 755는 예를 들어, 상기 빔포밍 제어를 위한 장치가 하기 도 16 에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따라 상기 제어부 754의 동작은 다음과 같다.
상기 제어부 754는, 압축 비콘 프레임을 사용하여 각 방향으로 지향성 송신을 수행하도록 송신부를 제어할 수 있다. 또한 상기 제어부 754는 단말로부터 수신한 피드백 정보를 이용하여 상기 단말의 최적 송신빔 및 소형 기지국의 최적 송수신빔을 결정할 수 있다.
상기 저장부 717은, 상기 빔포밍 제어를 위한 장치의 필요한 값들을 저장할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면 상기 저장부 717는 최적 송신 빔에 대한 정보를 저장할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용한 단말의 최적 빔 검색 동작의 흐름을 도시한다.
1610 단계에서 단말 75은 압축 비콘 프레임 정보를 수신한다. 상기 단말 75은 소형 기지국 71으로부터 압축 비콘 프레임을 수신하고 그에 따른 최적 송신빔을 결정할 수 있다.
1620 단계에서 상기 단말 75은 최적 송신 빔 정보를 송신할 수 있다. 상기 단말 75은 상기 압축 비콘 프레임에 따라 송신할 빔의 방향에 따른 최적 송신빔을 결정할 수 있다. 상기 단말 75은 상기 압축 피드백 프레임에 상기 최적 송신 빔 정보를 포함하여 송신할 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 압축 비콘 프레임을 사용한 소형 기지국과 단말간의 동작의 흐름을 도시한다.
도 17은 A-BFT 구간에서 압축 피드백 프레임을 사용했을 때 보기이다. 본 발명의 실시 예에 따른 단말 75은 종래와 같이 SSW(Sector Sweep Feedback) 프레임을 단말의 빔 개수만큼 단말이 지향성 송신을 수행하는 대신 하나의 압축 피드백 프레임과 하나의 상기 SSW 프레임을 이용하여 소형 기지국의 최적 송신 빔과 CQI 등에 대한 지향성 송신을 수행할 수 있다. 소형 기지국 71은 옴니 패턴(omni-pattern) 안테나로 수신하면서 자신의 최적 송신 빔을 인지함과 동시에 단말의 최적 송신 빔을 찾는다. 소형 기지국은 단말의 최적 송신 빔 정보를 SSW 피드백 프레임에 담아 최적 송신 빔으로 송신하고, 단말은 옴니 패턴 안테나로 수신하면서 최적 송신 빔을 인지한다. 마지막으로, 단말은 SSW ACK을 자신의 최적 송신 빔으로 송신하고, 소형 기지국은 옴니 패턴 안테나로 수신한다.
상향링크 커버리지 확장을 위해서, 단말 75이 압축 피드백 프레임을 송신할 때 소형 기지국 71이 옴니 패턴 안테나로 수신하지 않을 수 있다. 대신 상기 소형 기지국 71은 조정된(Steered) 빔으로 수신하고 이를 여러 번 반복하여 수신할 수 있다. 상기 소형 기지국 71은 최적 송신 빔을 결정함과 동시에 상기 단말 75의 최적 송신 빔을 결정한다. 이어서, 상기 소형 기지국 71은 상기 단말 75의 최적 송신 빔 정보를 SSW 피드백 프레임에 담아 상기 소형 기지국 71의 최적 송신 빔으로 송신하고, 상기 단말 75은 옴니 패턴 안테나로 수신하면서 상기 단말 75의 최적 송신 빔을 결정한다. 마지막으로, 상기 단말 75은 SSW ACK을 최적 송신 빔으로 송신하고, 상기 소형 기지국 71은 최적 수신 빔으로 수신한다. 또한, BTI 구간에서 상기 단말 75의 최적 수신 빔이 이미 결정되었다면, 상기 SSW Feedback과 상기 SSW ACK 없이 운용할 수 도 있다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국의 연동의 예를 도시한다.
상기 도 18을 참고하면, 소형 기지국은 사업자의 전용망 또는 공용 인터넷 망을 백홀(backhaul)로 활용하여 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 또한 상기 소형 기지국이 LTE 링크를 활용하여 eNB 1810로부터 제어 신호를 수신한다고 가정하면, 피드백 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
상기 도 18의 예에 따르면, 단말들이 LTE와 연동하여 LTE eNB 1810가 MME(Mobility Management Entity) 1830, GW(Gateway)/HSS(Home Subscriber Server) 1850의 링크로의 중계기의 역할을 할 경우, 단말 75이 LTE 링크로 전송한 소형 기지국 71의 최적 송신 빔을 상기 eNB 1810가 수신하여 이를 다시 LTE 링크로 소형 기지국에 전달하는 방법을 사용할 수 있다. 또는, 소형 기지국 71과 단말 75들 간에 LTE 링크를 활용하여 직접 통신을 사용할 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국 연동에 따른 정보의 흐름을 도시한다.
상기 도 19를 참고하면, 소형 기지국 71은 LTE eNB 1810와 연동할 수 있다. 1910 및 1920 과정에서 소형 기지국 71이 지향성 비콘을 송신하고, 1930 과정에서 단말 75a, 75b들은 옴니 또는 지향성 수신을 하여 서빙 소형 기지국과 상기 서빙 소형 기지국의 최적 송신 빔을 결정한다. 이어서, 1940 과정에서 단말들은 PUSCH를 통하여 AP 정보와 최적 송신 빔 정보를 LTE eNB에 전달하고, 1950 과정에서 LTE eNB 1810는 소형 기지국의 PDSCH를 통하여 연관 요청(Association Request)과 단말별 소형 기지국의 최적 빔 정보를 전달할 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국의 빔 개수에 따른 빔포밍의 소요시간의 결과를 나타낸다.
상기 도 20은 압축 비콘 프레임을 사용했을 때와 최소 길이(Length) 34B의 DMG 비콘을 사용했을 때 소형 기지국의 빔 개수에 따른 BTI의 소요시간을 나타낸다. 상기 도 20을 참고하면, 압축 비콘 프레임을 사용하였을 때가 최소 DMG 비콘을 사용하였을 때보다 소요시간이 약 64% 줄어드는 것을 살펴 볼 수 있다. 결국, DMG 비콘을 사용할 때 보다 BTI 구간의 소요시간을 단축시켜, 동일 오버헤드를 가지면서 지원 가능한 이동 속도를 높일 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 SNR과 PER(Packet Error Rate)의 상관 관계를 나타낸다.
상기 도 21은, 스프레딩(Spreading)을 24번 (Code Rate: 3/4) 했을 때 패킷 에러 율(Packet Error Rate, PER)을 나타낸다. PER 0.01기준 -12.3dB 정도의 성능을 보이는데, STF의 패킷 검출(Packet Detection) 성능이 -12~10dB이기 때문에 기존 헤더의 32 스프레딩(Spreading) 보다 적은 24 스프레딩(Spreading)을 사용할 수 있다. 물론, 경우에 따라서 오버헤드를 보다 더 확장하면서 기존과 같은 32 스프레딩(spreading)을 사용할 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 빔 수에 따른 빔포밍의 소요 시간의 결과를 나타낸다.
상기 도 22는 단말들의 빔 수에 따른 상기 도 12에 따른 방법의 소요시간과 상기 도 12에 따른 방법에서 압축 비콘 프레임 대신 34B DMG 비콘을 사용하였을 때의 소요시간을 나타낸다. 소형 기지국의 빔 수가 16개라고 가정하면, 압축 비콘 프레임을 사용하였을 때가 DMG 비콘을 사용하였을 때보다 소요시간이 약 64% 줄어드는 것을 살펴 볼 수 있다. 결국, 하향링크 커버리지를 확장하면서 빠른 이동성을 지원하기 위해 짧은 주기로 빔포밍을 하고자 한다면, DMG 비콘을 사용시 단말의 빔 수에 따라 빔포밍을 다 수행하지 못하거나 빔포밍만 하고 데이터 통신은 하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 대신 압축 비콘 프레임을 사용하여 하향링크 커버리지를 확장하면서 빠른 이동성을 지원할 수 있다.
본 발명의 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 발명의 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(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 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, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 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 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 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 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템의 송신 장치에 있어서,
    압축된 비콘(compressed beacon) 프레임(frame)을 다수의 송신 빔(beam)들을 이용하여 송신하는 송신부와,
    수신 장치로부터 상기 다수의 송신 빔들 중 최적 송신 빔과 연관된 피드백(feedback) 정보를 수신하는 수신부와,
    상기 피드백 정보를 이용하여 빔포밍을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 압축된 비콘 프레임은 데이터(data)와 헤더(header)가 하나의 프레임으로 압축된 것인 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축된 비콘 프레임은, 압축 헤더(header)를 포함하고,
    상기 압축된 비콘 프레임은 빔포밍에 대한 정보를 하나의 필드로 압축한 것을 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압축된 비콘 프레임은,
    하기 표와 같은 시퀀스의 필드를 포함하는 장치.
    Figure PCTKR2016003968-appb-I000004
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압축된 비콘 프레임은, 상기 압축된 비콘 프레임을 수신하는 수신장치가 압축-헤더 정보를 기존 헤더 정보와 구별하기 위한 식별자를 포함하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압축된 비콘 프레임은, 비콘 구간에 포함된 BTI(Beacon Transmission Interval) 구간 내에서 전송되고,
    상기 피드백 정보는, 상기 비콘 구간에 포함된 A-BFT(Association BeamForming Training) 구간 내에서 수신되는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수신 장치로부터 피드백 정보를 수신하여 상기 수신장치의 최적 송신 빔 및 상기 송신 장치의 최적 송신 빔을 결정하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수신장치로부터 상기 피드백 정보를 수신하여 상기 피드백 정보에 대응하는 방향으로 빔을 송신하도록 송신부를 제어하는 장치.
  8. 제1항에 있어,
    상기 제어부는, 수신하는 수신장치의 최대 빔 개수에 대응하는 수의 슬롯(slot)을 할당하는 장치.
  9. 무선 통신 시스템의 수신 장치에 있어서,
    송신 장치로부터 다수의 송신 빔(beam)들을 이용하여 송신되는 압축된 비콘(beacon) 프레임(frame)을 수신하는 수신부와,
    상기 압축된 비콘 프레임에 대해 상기 다수의 송신 빔들 중에서 최적 송신 빔에 대한 정보를 압축된 피드백(compressed feedback) 프레임을 통해 송신하는 송신부와,
    송신 장치로부터 수신한 상기 최적 송신 빔에 대한 정보를 이용하여 빔포밍을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 압축된 피드백 프레임은 데이터(data)와 헤더(header)가 하나의 프레임으로 압축된 것인 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압축된 피드백 프레임은, 비콘 구간 내의 A-BFT(Association Beamforming Training) 구간 내에서 전송되고,
    상기 압축된 비콘 프레임은 BTI(Beacon Transmission Interval) 구간 내에서 수신되는 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 압축된 피드백 프레임은, 압축 헤더(header)를 포함하고,
    상기 압축된 비콘 프레임은 빔포밍에 대한 정보를 하나의 필드로 압축한 것을 포함하는 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 압축된 비콘 프레임은,
    하기 표와 같은 시퀀스의 필드를 포함하는 장치.
    Figure PCTKR2016003968-appb-I000005
  13. 제9항에 있어서,
    상기 송신부는, 최적의 송신 빔 정보를 포함하는 SSW(Sector SWeep) 피드백 프레임을 송신하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 SSW 피드백 프레임에 대한 상기 송신 장치의 최적 송신 빔을 수신한 후, SSW ACK(Acknowledge)를 상기 전자 장치의 최적 빔으로 송신하는 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 장치의 동작을 수행하는 방법.
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