WO2020032554A1 - 무선 통신 시스템에서 빔 측정 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 빔 측정 방법 및 장치 Download PDF

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WO2020032554A1
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scan
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바나마바룬
아네곤디 가나파티사르베샤
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삼성전자 주식회사
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a beam measuring method and apparatus in a wireless communication system.
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G Network) or a system after an LTE system (Post LTE).
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 Gigabit (60 GHz) band).
  • 5G communication system beamforming, massive array multiple input / output (Full-Dimensional MIMO), and full dimensional multiple input / output (FD-MIMO) are used in 5G communication system to increase path loss mitigation of radio waves and increase transmission distance of radio waves.
  • Array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
  • 5G communication systems have advanced small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation And other technology developments are being made.
  • Hybrid FSK and QAM Modulation FQAM
  • SWSC sliding window superposition coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Fan Bank Multi Carrier
  • NOMA non orthogonal multiple access
  • SCMA sparse code multiple access
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • sensing technology wired / wireless communication and network infrastructure, service interface technology, and security technology
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • IoT intelligent Internet technology services that provide new value in human life by collecting and analyzing data generated from connected objects may be provided.
  • 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 present invention proposes an efficient method for selecting an optimal beam combination by measuring a beam in a 5G communication system.
  • the method of the terminal in a wireless communication system obtaining beam-related information of the base station, by measuring the beam of the base station being swept, to confirm the relative position information of the terminal with respect to the base station
  • Checking beam information of the terminal corresponding to each beam of the base station based on the relative position information and beam of the terminal corresponding to each beam of the base station based on beam information of the terminal Scanning may include.
  • a terminal acquires beam-related information of a transceiver and a base station, measures beams of the base station being swept, and confirms relative position information of the terminal with respect to the base station. And checking the beam information of the terminal corresponding to each beam of the base station based on the relative position information, and based on the beam information of the terminal, to the beam of the corresponding terminal for each beam of the base station. It may include a control unit for scanning.
  • power consumption may be reduced through efficient beam measurement and selection operations.
  • the time required for handover can be shortened.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a basic structure of a time-frequency resource region, which is a radio resource region in which data or control channels of LTE and LTE-A systems are transmitted.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an extended frame structure of a 5G system.
  • 3 is a diagram illustrating another example of an extended frame structure of a 5G system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another example of an extended frame structure of a 5G system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a time domain mapping structure and a beam sweeping operation of a synchronization signal.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows an example of angle information of a beam swept by a 5G base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 shows an example for the terminal to obtain relative position information for the 5G base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 9 shows an example of beam angle information of a terminal capable of measuring a maximum energy for each beam of a 5G base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an operation of determining an optimal beam combination according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view for explaining a beam combination having an energy level of a predetermined reference or higher according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a structure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the structure of a base station according to an embodiment of the present invention.
  • each block of the flowchart illustrations and combinations of flowchart illustrations may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, those instructions executed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment may be described in flow chart block (s). It will create means to perform the functions. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in the flowchart block (s).
  • Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for performing the functions described in the flowchart block (s).
  • each block may represent a portion of a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
  • logical function e.g., a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
  • the functions noted in the blocks may occur out of order.
  • the two blocks shown in succession may in fact be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be executed in the reverse order, depending on the corresponding function.
  • ' ⁇ part' used in the present embodiment refers to software or a hardware component such as an FPGA or an ASIC, and ' ⁇ part' performs certain roles.
  • ' ⁇ ' is not meant to be limited to software or hardware. May be configured to reside in an addressable storage medium or may be configured to play one or more processors.
  • ' ⁇ ' means components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and the like. Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or further separated into additional components and 'parts'.
  • the components and ' ⁇ ' may be implemented to play one or more CPUs in the device or secure multimedia card.
  • 5G 5th generation
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A LTE-Advanced or E-UTRA Evolution
  • NR new radio access technology
  • eMBB enhanced mobile communication
  • URLLC ultra low latency
  • MTC massive machine type communication
  • 5G system aims at the ultra-high speed data service of several Gbps using the much wider ultra wide bandwidth.
  • 5G systems consider ultra-high frequency bands ranging from several GHz up to 100 GHz as candidate frequencies, which are relatively easy to secure.
  • the company considers securing wideband frequencies for 5G systems by relocating or allocating frequency bands from hundreds of MHz to several GHz used in existing mobile communication systems.
  • the radio wave of the ultra-high frequency band is called a millimeter wave (mmWave) with a wavelength of several mm level.
  • mmWave millimeter wave
  • the pathloss of the radio wave increases in proportion to the frequency band, thereby reducing the coverage of the mobile communication system.
  • a beamforming technique that increases the reach of the radio wave by concentrating the radiated energy of the radio wave to a predetermined target point by using a plurality of antennas is important. That is, in the signal to which the beamforming technique is applied, the beam width of the signal is relatively narrowed, and radiation energy is concentrated in the narrowed beam width, thereby increasing the radio wave reaching distance.
  • the beamforming technique may be applied to a transmitter and a receiver, respectively.
  • the beamforming technique has an effect of reducing interference in a region other than the beamforming direction.
  • the beamforming technique may be applied to a control channel or a data channel corresponding to one-to-one between a predetermined terminal and a base station.
  • a common signal transmitted by a base station to a plurality of terminals in a system for example, a synchronization signal, a physical broadcast channel (PBCH), a control channel and a data channel for transmitting system information.
  • PBCH physical broadcast channel
  • the beamforming technique may also be applied to increase coverage.
  • the beam sweeping technique of changing the beam direction and transmitting the signal is additionally applied so that the common signal can be reached for a terminal existing at an arbitrary position in the cell. do.
  • Another requirement for 5G systems is the need for ultra-low latency services with transmission delays of around 1ms.
  • One way to reduce transmission delay is to design a short TTI (short TTI) based frame structure compared to LTE and LTE-A.
  • the TTI is a basic time unit for performing scheduling.
  • the TTI of the existing LTE and LTE-A systems is 1 ms corresponding to the length of one subframe.
  • 0.5 ms, 0.2 ms, 0.1 ms, etc. which are shorter than the existing LTE and LTE-A systems, are possible.
  • a frame structure of an LTE and LTE-A system will be described with reference to the drawings, and a design direction of a 5G system will be described.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a basic structure of a time-frequency resource region, which is a radio resource region in which data or control channels of LTE and LTE-A systems are transmitted.
  • the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
  • the uplink (UL) refers to a radio link through which a terminal transmits data or a control signal to a base station
  • the downlink (DL) refers to a radio link through which a base station transmits data or a control signal to a terminal.
  • the minimum transmission unit in the time domain of the LTE and LTE-A system is an OFDM symbol for downlink and a Single Carrier-Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) symbol for uplink, where N symb (102) symbols are gathered.
  • SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple Access
  • One slot 106 is configured, and two slots are assembled to form one subframe 105.
  • the length of the slot is 0.5ms and the length of the subframe is 1ms.
  • the radio frame 114 is a time domain unit consisting of 10 subframes.
  • the basic unit of a resource in the time-frequency domain may be represented by an OFDM symbol or a SC-FDMA symbol index and a subcarrier index as a resource element (RE).
  • the resource block 108 (RB or Physical Resource Block; PRB) is divided into N symb (102) contiguous OFDM symbols in the time domain or N RB (110) contiguous subcarriers in the frequency domain with SC-FDMA symbols. Is defined.
  • one RB 108 is composed of N symb x N RB REs 112.
  • data is mapped in units of RBs, and the base station performs scheduling in units of RB-pairs configuring one subframe for a predetermined terminal.
  • the extended CP can be applied to a system having a relatively large propagation transmission distance than a general CP to maintain orthogonality between symbols.
  • the subcarrier spacing, CP length, etc. are essential information for OFDM transmission and reception, so that the BS and the UE recognize the common values as common values to allow smooth transmission and reception.
  • N BW and N RB are proportional to the bandwidth of the system transmission band.
  • the data rate increases in proportion to the number of RBs scheduled to the terminal.
  • the frame structure of the LTE and LTE-A system as described above is designed in consideration of the conventional voice / data communication, it is limited to the scalability to meet various services and requirements, such as 5G system. Therefore, in 5G system, it is necessary to define and operate the frame structure flexibly in consideration of various services and requirements.
  • an essential parameter set defining an extended frame structure includes subcarrier spacing, CP length, slot length, and the like.
  • a basic time unit for performing scheduling is called a slot.
  • the extended frame structure of the 5G system needs to include at least the frame structure of the LTE / LTE-A or a required parameter set.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a 5G frame structure or an essential parameter set, such as the frame structure of LTE / LTE-A.
  • frame structure type A has one subframe composed of one slot
  • frame structure type B has one subframe composed of two slots
  • frame structure type C has one subframe composed of four slots. It is composed.
  • the illustrated frame structure type may be applied in correspondence with various scenarios.
  • the frame structure type A can support a relatively larger cell than the frame structure types B and C.
  • the larger the subcarrier spacing the more favorable the phase noise recovery of the high frequency band, so that the frame structure type C can support a relatively higher operating frequency than the frame structures A and B.
  • the shorter slot length which is a basic time unit of scheduling, is advantageous to support an ultra low delay service such as URLLC, frame structure type C is more suitable for URLLC services than frame structure types A and B.
  • multiple frame structure types may be multiplexed and integrated in one system.
  • Table 1 illustrates the interrelationship between the subcarrier spacing applied to the synchronization signal, the subcarrier spacing applied to the data channel or the control channel, and the frequency band in which the system operates, among the required parameter sets defining the extended frame structure.
  • the terminal performs time / frequency synchronization with the most suitable cell through cell search in an initial access step of accessing the system, and obtains system information from the corresponding cell.
  • the synchronization signal is a signal for cell search, and a subcarrier spacing suitable for a channel environment such as phase noise is applied to each frequency band.
  • a subcarrier interval may be differently applied according to a service type.
  • the subcarrier interval applied to the synchronization signal is maintained at a single value in the frequency band in which the UE performs cell search.
  • the subcarrier interval applied to the synchronization signal is defined as a single value of 15 kHz, and the subcarrier interval applied to the data channel or the control channel is a plurality of values of 15, 30, and 60 kHz. define.
  • the subcarrier interval applied to the synchronization signal is defined as a single value of 30 kHz, and the subcarrier interval applied to the data channel or the control channel is defined as a plurality of values of 15, 30, and 60 kHz.
  • the subcarrier interval to be actually applied to the data channel or the control channel may be notified by the base station to the terminal through higher layer signaling or physical layer signaling.
  • Table 2 it is assumed that the frequency bands A, B, C, and D are A ⁇ B ⁇ C ⁇ D.
  • Subcarrier spacing (data channel) A 15 kHz 15, 30, 60 kHz B 30 kHz 15, 30, 60 kHz C 120 kHz 60, 120, 240 kHz D 240 kHz 60, 120, 240 kHz
  • FIG. 5 illustrates a time domain mapping structure and a beam sweeping operation of a synchronization signal according to the present invention. For illustration purposes, the following components are defined.
  • PSS Primary synchronization signal
  • Secondary synchronization signal A reference for DL time or frequency synchronization and provides cell ID information. In addition, it may serve as a reference signal for demodulation of the PBCH.
  • PBCH Physical broadcast channel
  • Synchronization signal block (SS block):
  • the SS block is composed of N OFDM symbols and a combination of PSS, SSS, PBCH and the like.
  • the SS block is the minimum unit to which beam sweeping is applied.
  • Synchronization signal burst An SS burst is composed of one or more SS blocks. 5 shows an example that each SS burst is composed of four SS blocks, but is not limited thereto.
  • -SS burst set (synchronization signal burst set): consists of one or more SS bursts, a total of L SS blocks.
  • the SS burst set is composed of a total of 12 SS blocks as an example.
  • the SS burst set is repeated periodically in predetermined period P units.
  • the period P is defined as a fixed value according to the frequency band, or the base station informs the terminal through signaling. If there is no separate signaling for the period P, the terminal applies a predetermined default value.
  • UE 1 505 receives the SS block as a beam radiated in the direction of # d0 503 by beam popping applied to SS block # 0 at time 501.
  • Terminal 2 506 receives the SS block as a beam radiated in the direction of # d4 504 by beam popping applied to SS block # 4 at 502 at time t2.
  • the terminal may obtain an optimal synchronization signal through a beam emitted from the base station in the direction in which the terminal is located.
  • the terminal 1 505 is difficult to obtain time / frequency synchronization and essential system information from the SS block through the beam radiated in the # d4 direction away from the position of the terminal 1.
  • the terminal may scan a beam swept by the base station with one beam and then scan a beam swept by the base station with another beam as well.
  • the UE scans the beam swept by the base station with all the beams it has and can identify the optimal beam combination.
  • the number of beams of UE * ssb-Duration may be too long for full sweeping of the UE beam.
  • beam sweeping is applied in units of SS blocks in FIG. 5, according to various embodiments, beam sweeping in units of symbols may be possible.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the present invention is characterized in that the terminal provides an efficient method of obtaining an optimal beam combination by measuring the beam of the 5G base station.
  • An embodiment of the present invention may include the operation of at least one step described in FIG. 6.
  • step 600 beam-related information of the 5G base station of the terminal may be obtained.
  • the terminal is to perform an inter-RAT (Radio Access Technology) handover, for example, when the terminal is handed over to 5G in the situation connected to LTE, the beam of the 5G base station to be handed over
  • the relevant information can be obtained from the LTE base station.
  • the 5G base station may be a stand-alone base station.
  • the beam related information may be transmitted to the terminal through a system information message or an RRC dedicated message (eg, an RRC reconfiguration message).
  • the terminal may further obtain information about a gap section for performing beam measurement in the middle of performing LTE communication from the LTE base station.
  • the gap section may be 6 msec.
  • the terminal may receive beam related information of the base station through a control message, for example, a system message from the 5G base station.
  • a control message for example, a system message from the 5G base station.
  • the terminal may quickly determine the optimal beam combination using the beam related information.
  • the beam related information of the 5G base station may include at least one of angle information of each beam, coverage information of each beam, beam sweeping direction information, beam section information, and beam sweeping area information.
  • Beam angle (which will indicate the Beam Direction of the transmitter (BS) at the start of the gap)
  • Beam sweeping direction (Clockwise / Anti-Clockwise, Horizontal / Vertical)
  • FIG. 7 shows an example of angle information 705 for each beam with respect to the full beam 700 of the base station.
  • the terminal may determine the relative position information of the terminal by measuring the beam full sweep of the base station (hereinafter, 5G base station).
  • the SS burst may be repeatedly transmitted in a period of 20 ms, and each SS block included in the SS burst may be transmitted in a different beam. Therefore, the base station can transmit the beam by full sweep.
  • the number of beams of the terminal may be determined in consideration of various factors, for example, beam coverage and beam scanning range. For the beam of the base station repeatedly swept every predetermined interval, the terminal may perform a scan with a different beam for each interval.
  • the terminal may perform beam measurement with a beam having an angle of 1 ° in a first section, perform beam measurement with a beam having an angle of 7 ° in a second section, and angle in a third section.
  • the beam measurement may be performed using the 13 ° beam, and the beam measurement may be performed with the beam having an angle of 19 ° in the fourth section (800).
  • the time of each section is represented differently in the figure, each section may be set to the same time.
  • FIG. 8 relates to an example related to inter-RAT handover being handed over from LTE to 5G.
  • An interval for beam measurement is performed in a gap set in the middle of data communication (LTE / UMTS / GPRS Data) through LTE. It is losing.
  • the data communication interval over LTE may be a long enough time for proper communication.
  • the scan may be performed using the Beam 4 and then the beam of the base station having an angle of ⁇ 20 ° may be (eg, first).
  • the confirmed beam may mean that a beam having energy of a predetermined level or more is measured.
  • the terminal may acquire its relative position information with respect to the base station based on the angle of the beam of the base station and the beam angle of the base station. For example, the difference (39 °) of the angle information (19 °) of the base station and the angle information (-20 °) of the base station may be obtained as the relative position information of the base station.
  • the terminal may check beam information of the terminal corresponding to each beam of the base station, based on the obtained relative position information. For example, the terminal may obtain beam information of the terminal capable of measuring the maximum energy for each beam of the base station based on the relative position information of the terminal. For example, when the angle information of the base station beam is as shown in 705 of FIG. 7, and the relative position information of the terminal is determined to be 39 ° as shown in FIG. 8, the terminal may measure the maximum energy of each beam 900 of the base station. Possible beam angle information can be checked as shown in 905 of FIG. 9.
  • the maximum energy can be measured when the terminal measures at an angle of 75 ° for the first beam of the base station, and the maximum energy when the terminal measures at an angle of 70 ° for the second beam of the base station. Can be measured. The same applies to the subsequent beams. In this way, the terminal can check beam information of the terminal corresponding to each beam of the base station.
  • the terminal may perform scanning with beams of the corresponding terminals for each beam of the base station based on the obtained beam information of the terminal (in the next scanning period).
  • the terminal may identify at least one beam combination having an energy level of a predetermined reference or more based on the scan result.
  • the beam combination refers to a beam pair of a beam of a base station and a terminal.
  • There may be a plurality of beam combinations having an energy level equal to or greater than a predetermined reference. For example, referring to FIG. 11, each beam of a base station may be scanned with a beam of a corresponding terminal for each beam during a beam scan period.
  • An energy level of a predetermined reference or more is detected twice, and in this case, two beam combinations can confirm.
  • the UE does not continuously scan each beam of the base station (in the next scanning period), but may identify a section for at least one beam combination previously identified among the beam scanning sections.
  • the terminal may perform the beam scan operation again in step 625 for the section for the at least one beam combination.
  • the terminal may finally check the optimal beam combination as a result of the beam scan operation.
  • the terminal may inform the base station of the optimal beam combination, and the base station and the terminal may perform communication later using the beam optimal beam combination.
  • the terminal can reduce the power consumption by omitting the beam scan operation in step 630.
  • the optimal beam combination can be confirmed without the full beam sweep operation of the terminal, it is possible to reduce the time consumed for beam measurement and the power consumption.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an operation of determining an optimal beam combination according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal acquires relative position information of the terminal with respect to the base station. After acquiring the relative position information, the terminal may check beam information of the terminal corresponding to each beam of the base station.
  • the UE scans the beam of the corresponding UE for each beam of the BS based on the beam information.
  • the scan operation may identify at least one beam combination (a) having an energy level of a predetermined reference or more.
  • the scan may be omitted for the section b after the beam of the base station confirmed by the terminal in step 1000. This is because it is difficult to find a meaningful value through the beam scan operation of step 1005 because the beam of the corresponding base station is not identified when the beam scan is performed in step 1000.
  • the UE may perform beam scan only on at least one beam combination (a) identified in step 1005, and may determine an optimal beam combination based on the result.
  • the beam scan may be omitted in the remaining beam sections except for the beam combination.
  • a transmitter, a receiver, and a controller of the terminal and the base station are illustrated in FIGS. 12 and 13, respectively.
  • the transmitter, the receiver, and the controller of the base station and the terminal should operate according to the above-described embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating an internal structure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal of the present invention may include a terminal controller 1201, a receiver 1202, and a transmitter 1203.
  • the terminal controller 1201 may control a series of processes in which the terminal may operate according to the above-described embodiment of the present invention.
  • the terminal controller 1201 can perform a beam measurement operation according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 1201 may perform the operation described with reference to FIG. 6.
  • the terminal receiver 1202 and the terminal may collectively be referred to as a transmitter / receiver in the embodiment of the present invention.
  • the transceiver may transmit and receive a signal with the base station.
  • the signal may include control information and data.
  • the transceiver may be configured with an RF transmitter for up-converting and amplifying the frequency of the transmitted signal, and an RF receiver for low noise amplifying the received signal and down-converting the received signal.
  • the transceiver may receive a signal through a wireless channel, output the signal to the terminal controller 1201, and transmit a signal output from the terminal controller 1201 through the wireless channel.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating an internal structure of a base station (eg, 5G base station) according to an embodiment of the present invention.
  • a base station eg, 5G base station
  • the base station of the present invention may include a base station controller 1301, a receiver 1302, and a transmitter 1303.
  • the base station controller 4301 may control a series of processes for operating the base station according to the above-described embodiment of the present invention.
  • the base station processor 1301 may control to transmit the beam-related information of the base station to the terminal, and may control to sweep and transmit the base station beam in the beam scan period.
  • the base station receiver 1302 and the base station transmitter 1303 may be collectively referred to as a transceiver.
  • the transceiver may transmit and receive a signal with the terminal.
  • the signal may include control information and data.
  • the transceiver may be configured with an RF transmitter for up-converting and amplifying the frequency of the transmitted signal, and an RF receiver for low noise amplifying the received signal and down-converting the received signal.
  • the transceiver may receive a signal through a wireless channel, output the signal to the base station controller 1301, and transmit a signal output from the base station controller 1301 through the wireless channel.
  • the LTE base station may also include a controller, a receiver, and a transmitter as illustrated in FIG. 13.

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말의 방법에 있어서, 기지국의 빔 관련 정보를 획득하는 단계, 스위핑되는 상기 기지국의 빔을 측정하여, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 상대적 위치 정보를 확인하는 단계, 상기 상대적 위치 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 상응하는 상기 단말의 빔 정보를 확인하는 단계, 및 상기 단말의 빔 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 빔 측정 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔 측정 방법 및 장치에 대한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(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.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
최근 무선 통신 시스템에서 빔 측정 및 선택과 관련한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
본 발명은 5G 통신 시스템에서 빔을 측정하여 최적의 빔조합을 선택하는 효율적인 방법을 제안한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 방법은, 기지국의 빔 관련 정보를 획득하는 단계, 스위핑되는 상기 기지국의 빔을 측정하여, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 상대적 위치 정보를 확인하는 단계, 상기 상대적 위치 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 상응하는 상기 단말의 빔 정보를 확인하는 단계 및 상기 단말의 빔 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말은, 송수신부, 및 기지국의 빔 관련 정보를 획득하고, 스위핑되는 상기 기지국의 빔을 측정하여, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 상대적 위치 정보를 확인하며, 상기 상대적 위치 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 상응하는 상기 단말의 빔 정보를 확인하고, 상기 단말의 빔 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 효율적인 빔 측정 및 선택 동작으로 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, LTE에서 5G로 핸드오버하는 경우, 핸드오버에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 LTE 및 LTE-A 시스템의 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 5G 시스템의 확장형 프레임 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 5G 시스템의 확장형 프레임 구조의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 5G 시스템의 확장형 프레임 구조의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는 동기신호의 시간영역 매핑 구조 및 빔스위핑 동작을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 5G 기지국이 스위핑하는 빔의 앵글 정보의 한 예시를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 5G 기지국에 대한 상대적 위치 정보를 획득하기 위한 한 예시를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 5G 기지국의 각 빔에 대해 최대 에너지를 측정할 수 있는 단말의 빔 앵글 정보의 한 예시를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 최적의 빔 조합을 판단하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 소정 기준 이상의 에너지 레벨을 갖는 빔 조합에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구조를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
최근 폭발적으로 증가하는 모바일 데이터 트래픽을 처리하기 위해 LTE (혹은 E-UTRA (evolved universal terrestrial radio access)) 및 LTE-A (LTE-Advanced 혹은 E-UTRA Evolution) 이후의 차세대 통신 시스템인 5G (5th generation) 시스템 혹은 new radio access technology (NR) 에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다. 기존의 이동통신 시스템이 통상적인 음성/데이터 통신에 중점을 두었던데 비해, 5G 시스템은 기존 음성/데이터 통신의 향상을 위한 eMBB 서비스, 고신뢰도/초저지연 (URLLC) 서비스, 대량의 사물 통신을 지원하는 massive MTC (machine type communication) 서비스 등, 다양한 서비스와 요구사항을 만족시키는 것을 목표로 하고 있다.
기존 LTE 및 LTE-A 의 단일 케리어당 시스템 전송 대역 (transmission bandwidth)의 대역폭은 최대 20MHz 로 제한되는데 반해, 5G 시스템은 이보다 월등히 넓은 초광대역폭을 활용해서 수 Gbps 에 이르는 초고속 데이터 서비스를 주요 목표로 한다. 이에 따라 5G 시스템은 초광대역폭 주파수 확보가 상대적으로 용이한 수 GHz 부터 최대 100 GHz 의 초고주파 대역을 후보 주파수로 고려하고 있다. 추가적으로 기존 이동통신 시스템에서 사용하는 수백 MHz 에서 수 GHz 에 포함되는 주파수 대역 중에서 주파수 재배치 혹은 할당을 통해 5G 시스템을 위한 광대역폭 주파수 확보를 함께 고려하고 있다.
상기 초고주파 대역의 전파는 파장이 수 mm 수준으로 밀리미터웨이브 (mmWave) 라고 부르기도 한다. 그러나 초고주파 대역에서는 주파수 대역에 비례해서 전파의 경로 손실 (pathloss)이 증가하여, 이동통신 시스템의 커버리지는 작아지게 된다.
상기 초고주파 대역의 커버리지 감소의 단점을 극복하기 위해, 다수의 안테나를 사용해서 전파의 방사 에너지를 소정의 목적 지점으로 집중시켜 전파의 도달 거리를 증가 시키는 빔포밍 (beamforming) 기술이 중요하게 부각되고 있다. 즉, 상기 빔포밍 기술을 적용한 신호는 신호의 빔 폭 (beam width)이 상대적으로 좁아지고, 상기 좁아진 빔폭 내에 방사 에너지가 집중되어 전파 도달 거리가 증가한다. 상기 빔포밍 기술은 송신단 및 수신단에 각각 적용될 수 있다.
빔포밍 기술은 커버리지 증가 효과 이외에도, 빔포밍 방향 이외 영역에서 간섭을 감소시키는 효과가 있다. 상기 빔포밍 기술이 적절히 동작하기 위해서는 송/수신 빔의 정확한 측정 및 피드백 방법이 필요하다. 상기 빔포밍 기술은 소정의 단말과 기지국 사이에 일대일로 대응되는 제어 채널 혹은 데이터 채널에 적용될 수 있다. 또한 기지국이 시스템 내의 다수의 단말에게 전송하는 공통신호, 예를 들어 동기 신호 (synchronization signal), 물리적 방송 채널 (physical broadcast channel: PBCH), 시스템 정보 (system information)를 전송하기 위한 제어 채널 및 데이터 채널에 대해서도 커버리지 증가를 위해 빔포밍 기술이 적용될 수 있다.
공통 신호에 빔포밍 기술을 적용할 경우에는, 빔 방향을 변경해서 신호를 전송하는 빔 스위핑 (beam sweeping) 기술을 추가적으로 적용해서 셀 내의 임의의 위치에 존재하는 단말에 대해서 공통 신호가 도달할 수 있도록 한다.
5G 시스템의 또 다른 요구사항으로, 송수신단 사이 전송지연이 약 1ms 내외인 초저지연 (ultra-low latency) 서비스가 요구되고 있다. 전송지연을 줄이기 위한 한 가지 방안으로 LTE 및 LTE-A 대비 짧은 TTI (short TTI) 기반의 프레임 구조 설계가 필요하다. TTI는 스케줄링을 수행하는 기본 시간 단위로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템의 TTI 는 한 서브프레임의 길이에 해당하는 1ms 이다. 예를 들어, 상기 5G 시스템의 초저지연 서비스에 대한 요구사항을 만족시키기 위한 짧은 TTI로, 기존 LTE 및 LTE-A 시스템보다 짧은 0.5ms, 0.2ms, 0.1ms 등이 가능하다. 이하 LTE 및 LTE-A 시스템의 프레임 구조를 도면을 참조하여 설명하고, 5G 시스템의 설계 방향을 설명하고자 한다.
도 1은 LTE 및 LTE-A 시스템의 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수 자원 영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에서 가로축은 시간 영역을, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 상향링크 (UL)는 단말이 기지국으로 데이터 혹은 제어 신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크(DL)는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어 신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. LTE 및 LTE-A 시스템의 시간영역에서의 최소 전송단위는 하향링크의 경우 OFDM 심볼, 상향링크의 경우 SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심볼로서, Nsymb (102)개의 심볼이 모여 하나의 슬롯(106)을 구성하고, 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(105)을 구성한다. 상기 슬롯의 길이는 0.5ms 이고, 서브프레임의 길이는 1ms 이다. 그리고 라디오 프레임(114)은 10개의 서브프레임으로 구성되는 시간영역 단위이다. 주파수영역에서의 최소 전송단위는 15kHz 단위의 서브캐리어로서 (subcarrier spacing = 15kHz), 전체 시스템 전송 대역 (transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW (104)개의 서브캐리어로 구성된다.
시간-주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(112, Resource Element; RE)로서 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(108, Resource Block; RB 혹은 Physical Resource Block; PRB)은 시간영역에서 Nsymb (102)개의 연속된 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼과 주파수 영역에서 NRB (110)개의 연속된 서브캐리어로 정의된다. 따라서, 하나의 RB(108)는 Nsymb x NRB 개의 RE(112)로 구성된다.
LTE 및 LTE-A 시스템에서 데이터는 RB 단위로 매핑되고, 기지국은 소정의 단말에 대해 한 서브프레임을 구성하는 RB-pair 단위로 스케줄링을 수행한다. SC-FDMA 심볼개수 혹은 OFDM 심볼 개수 Nsymb은 심볼간 간섭 방지를 위해 심볼마다 추가되는 순환 프리픽스(cyclic prefix: CP)의 길이에 따라 정해지는데, 예를 들어 일반형 CP가 적용되면 Nsymb = 7, 확장형 CP가 적용되면 Nsymb = 6이 된다. 확장형 CP는 일반형 CP 보다 전파 전송 거리가 상대적으로 큰 시스템에 적용해서 심볼간 직교성을 유지할 수 있게 된다.
상기 서브캐리어 간격 (subcarrier spacing), CP 길이 등은 OFDM 송수신에 필수적인 정보로서 기지국과 단말이 서로 공통의 값으로 인지해야 원활한 송수신이 가능하다.
NBW 및 NRB 는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 단말에게 스케줄링되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트가 증가한다.
상기와 같은 LTE 및 LTE-A 시스템의 프레임 구조는 통상적인 음성/데이터 통신을 고려한 설계로서, 5G 시스템과 같이 다양한 서비스와 요구사항을 만족하기에는 확장성의 제약이 따르게 된다. 따라서 5G 시스템에서는 다양한 서비스와 요구사항을 고려해서, 프레임구조를 플렉서블 (flexible) 하게 정의하여 운용할 필요가 있다.
도 2, 3, 4은 확장형 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 2, 3, 4의 예에서 확장형 프레임 구조를 정의하는 필수 파라미터 세트로서 서브캐리어 간격, CP 길이, 슬롯 길이 등을 포함하는 것을 예시한다. 5G 시스템에서는 스케줄링을 수행하는 기본 시간 단위를 슬롯으로 칭한다.
향후 5G 시스템이 도입되는 초기에는, 적어도 LTE/LTE-A 시스템과의 공존 혹은 듀얼 모드 운영이 예상된다. 이를 통해 LTE/LTE-A 는 안정적인 시스템 동작을 제공하고, 5G 시스템은 향상된 서비스를 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서 5G 시스템의 확장형 프레임 구조는 적어도 LTE/LTE-A 의 프레임 구조 혹은 필수 파라미터 세트를 포함할 필요가 있다.
도 2는 LTE/LTE-A 의 프레임 구조와 같은 5G 프레임 구조 혹은 필수 파라미터 세트를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 프레임 구조 타입 A 는 서브캐리어 간격이 15kHz 이고, 14 심볼이 1ms 슬롯을 구성하고, 12 서브캐리어 (=180kHz = 12 x15kHz)로 PRB가 구성될 수 있다.
도 3는 프레임 구조 타입 B 로서, 프레임 구조 타입 B는 서브캐리어 간격이 30kHz 이고, 14 심볼이 0.5ms 슬롯을 구성하고, 12 서브캐리어 (=360kHz = 12x30kHz)로 PRB가 구성될 수 있다. 즉, 프레임 구조 타입 A와 대비하여 프레임 구조 타입 B의 서브캐리어 간격과 PRB 크기는 2배 커지고, 슬롯 길이와 심볼 길이는 2배 작아진 것을 나타낸다.
도 4는 프레임 구조 타입 C 로서, 프레임 구조 타입 C는 서브캐리어 간격이 60kHz 이고, 14 심볼이 0.25ms 서브프레임을 구성하고, 12 서브캐리어 (=720kHz = 12x60kHz)로 PRB가 구성될 수 있다. 즉, 프레임 구조 타입 A와 대비하여 프레임 구조 타입 C의 서브캐리어 간격과 PRB 크기는 4배 커지고, 슬롯 길이와 심볼 길이는 4배 작아진 것을 나타낸다.
즉, 상기 프레임 구조 타입을 일반화하면, 필수 파라미터 세트인 서브캐리어 간격, CP 길이, 슬롯 길이 등이 프레임 구조 타입 별로 서로 정수배의 관계를 갖도록 함으로서, 높은 확장성을 제공한다. 그리고 상기 프레임 구조 타입과 무관한 기준 시간 단위를 나타내기 위해 1ms의 고정된 길이의 서브프레임을 정의한다. 따라서, 프레임 구조 타입 A는 하나의 서브프레임이 하나의 슬롯으로 구성되고, 프레임 구조 타입 B는 하나의 서브프레임이 두 개의 슬롯으로 구성되고, 프레임 구조 타입 C는 하나의 서브프레임이 네 개의 슬롯으로 구성된다.
상기 예시한 프레임 구조 타입을 다양한 시나리오에 대응시켜 적용할 수 있다. 셀 크기 관점에서는, CP 길이가 길수록 큰 셀을 지원 가능하므로 프레임 구조 타입 A가 프레임 구조 타입 B, C 대비 상대적으로 큰 셀을 지원할 수 있다. 동작 주파수 대역 관점에서는, 서브캐리어 간격이 클수록 고주파 대역의 위상 잡음 (phase noise) 복구에 유리하므로 프레임 구조 타입 C가 프레임 구조 타입 A, B 대비 상대적으로 높은 동작 주파수를 지원할 수 있다. 서비스 관점에서는, URLLC 와 같이 초저지연 서비스를 지원하기에는 스케줄링의 기본 시간 단위인 슬롯 길이가 짧을수록 유리하므로, 프레임 구조 타입 C가 프레임 구조 타입 A, B 대비 상대적으로 URLLC 서비스에 적합하다.
또한 상기 여러 개의 프레임 구조 타입을 하나의 시스템 내에 다중화해서 통합 운영할 수도 있다.
표 1은 상기 확장형 프레임 구조를 정의하는 필수 파라미터 세트 중에서, 동기 신호에 적용되는 서브캐리어 간격, 데이터채널 혹은 제어채널에 적용되는 서브캐리어 간격과 시스템이 동작하는 주파수 밴드 사이의 상호 대응 관계를 예시한다. 단말은 시스템에 접속하는 초기접속 (initial access) 단계에서 셀 탐색 (cell search)을 통해, 가장 적합한 셀로 시간/주파수 동기를 맞추고, 해당 셀로부터 시스템 정보를 획득한다. 동기 신호는 셀 탐색의 기준이 되는 신호로서, 주파수 밴드 별로 위상 잡음 (phase noise) 등 채널환경에 적합한 서브캐리어 간격을 적용한다.
데이터 채널 혹은 제어 채널의 경우, 상술한 바와 같이 다양한 서비스를 지원하기 위해서, 서비스 타입에 따라 서브캐리어 간격을 다르게 적용할 수 있다. 그러나 셀 탐색 단계에서는 단말이 본격적으로 데이터 송수신을 수행하기 이전 단계로서, 불필요한 단말 복잡도 증가를 최소화할 필요가 있다. 따라서, 단말이 셀 탐색을 수행하는 주파수 밴드 내에서는 동기 신호에 적용되는 서브캐리어 간격을 단일 값으로 유지한다.
표 1의 예에 따르면, 주파수 밴드 A에서는 동기 신호에 적용되는 서브캐리어 간격을 15kHz의 단일 값으로 정의하고, 데이터 채널 혹은 제어 채널에 적용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 60kHz 의 복수개의 값으로 정의한다. 그리고 주파수 밴드 B에서는 동기 신호에 적용하는 서브캐리어 간격을 30kHz의 단일 값으로 정의하고, 데이터 채널 혹은 제어 채널에 적용하는 서브캐리어 간격은 15, 30, 60 kHz의 복수 개의 값으로 정의한다.
상기 데이터 채널 혹은 제어 채널에 실제 적용할 서브캐리어 간격은 기지국이 상위계층 시그널링 혹은 물리계층 시그널링을 통해 단말에게 알려줄 수 있다. 표 2 에서 주파수 밴드 A, B, C, D 는 A < B < C < D 인 관계를 가정한다.
주파수 밴드 서브캐리어 간격 (동기신호) 서브캐리어 간격 (데이터채널)
A 15kHz 15, 30, 60 kHz
B 30kHz 15, 30, 60 kHz
C 120kHz 60, 120, 240 kHz
D 240kHz 60, 120, 240 kHz
도 5는 본 발명에 따라 동기 신호의 시간 영역 매핑 구조 및 빔스위핑 동작을 나타낸다. 설명을 위해 다음 구성 요소를 정의한다.
- 주 동기 신호 (primary synchronization signal: PSS): DL 시간 또는 주파수 동기의 기준이 되는 신호.
- 부 동기 신호 (secondary synchronization signal: SSS): DL 시간 또는 주파수 동기의 기준이 되고 셀 ID 정보를 제공한다. 추가적으로 PBCH 의 복조를 위한 기준신호 (reference signal) 역할을 할 수 있다.
- 물리적 방송 채널 (physical broadcast channel: PBCH): 단말의 데이터 채널 및 제어 채널 송수신에 필요한 필수 시스템 정보를 제공한다. 상기 필수 시스템 정보는 제어채널의 무선 자원 매핑 정보를 나타내는 search space 관련 제어정보, 시스템 정보를 전송하는 별도의 데이터 채널에 대한 스케줄링 제어정보 등을 포함할 수 있다.
- 동기 신호 블록 (synchronization signal block: SS 블록): SS 블록은 N 개의 OFDM 심볼로 구성되며 PSS, SSS, PBCH 등의 조합으로 구성된다. 빔스위핑 기술이 적용되는 시스템의 경우, SS 블록은 빔스위핑이 적용되는 최소단위이다.
- SS 버스트 (synchronization signal burst): SS 버스트는 하나 이상의 SS 블록으로 구성된다. 도 5는 한 예시로 각각의 SS 버스트가 4개의 SS 블록으로 구성되는 것을 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
- SS 버스트 세트 (synchronization signal burst set): 하나 이상의 SS 버스트로 구성되고, 총 L 개의 SS 블록으로 구성된다.
도 5는 한 예시로 SS 버스트 세트는 총 12 개의 SS 블록으로 구성되는 것을 나타낸다. SS 버스트 세트는 소정의 주기 P 단위로 주기적으로 반복된다. 상기 주기 P는 주파수 대역에 따라 고정된 값으로 정의되거나, 혹은 기지국이 시그널링을 통해 단말에게 알려준다. 만약 상기 주기 P에 대한 별도 시그널링이 없을 경우, 단말은 미리 약속된 기본 (default) 값을 적용한다.
도 5는 시간의 흐름에 따라 SS 블록 단위로 빔 스위핑이 적용되는 것을 나타낸다.
도 5의 예에서, 단말 1 (505)의은 t1 시점에 (501) SS 블록#0 에 적용된 빔포핑에 의해 #d0 (503) 방향으로 방사된 빔으로 SS 블록을 수신한다. 그리고 단말 2 (506)는 t2 시점에 (502) SS 블록#4 에 적용된 빔포핑에 의해 #d4 (504) 방향으로 방사된 빔으로 SS 블록을 수신한다. 단말은 기지국으로부터 단말이 위치한 방향으로 방사되는 빔을 통해 최적의 동기신호를 획득할 수 있다. 예컨데, 단말 1 (505)은 단말 1의 위치와 동떨어진 #d4 방향으로 방사되는 빔을 통한 SS 블록으로부터는 시간/주파수 동기화 및 필수 시스템 정보 획득이 어렵다.
예컨대, 단말은 하나의 빔으로 기지국이 스위핑하는 빔을 스캔한 뒤, 다른 빔으로 마찬가지로 기지국이 스위핑하는 빔을 스캔할 수 있다. 이렇게 단말은 자신이 가지고 있는 모든 빔으로 기지국이 스위핑하는 빔을 스캔한 뒤 최적의 빔 조합을 확인할 수 있다. 그러나, 이 경우에 단말 빔의 full sweeping을 위하여 소요되는 시간(number of beams of UE * ssb-Duration) 이 너무 길 수 있다.
한편, 도 5에서는 SS블록 단위로 빔 스위핑이 적용되는 것을 설명하고 있으나, 다양한 실시 예에 따르면, 심볼 단위의 빔 스위핑이 가능할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 동작을 나타내는 순서도이다. 본 발명은 단말이 5G 기지국의 빔을 측정함으로써 최적의 빔 조합을 획득하는 효율적인 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시 예는 도 6에서 설명하는 적어도 하나의 단계의 동작을 포함할 수 있다.
600 단계에서 단말의 5G 기지국의 빔 관련 정보를 획득할 수 있다. 한 예시에 따르면, 만약 단말이 inter-RAT(Radio Access Technology) 핸드오버를 수행하게 되는 상황이면, 예컨대 단말이 LTE 에 연결된 상황에서 5G로 핸드오버를 하게 되는 경우, 핸드오버 할 5G 기지국의 상기 빔 관련 정보를 LTE 기지국으로부터 획득할 수 있다. 상기 5G 기지국은 stand-alone 기지국일 수 있다. 이때, 시스템 정보 메시지 또는 RRC dedicated 메시지(예컨대, RRC reconfiguration message)를 통해 단말에게 상기 빔 관련 정보가 전송될 수 있다. 이 경우, 단말은 LTE 기지국으로부터 LTE 통신을 수행하는 중간에 빔 측정을 수행하기 위한 gap 구간에 대한 정보를 더 획득할 수 있다. 예컨대, 상기 gap 구간은, 6msec일 수 있다. 상기 gap 구간 동안 상기 획득한 빔 관련 정보에 기반하여 5G 기지국이 스위핑하는 빔을 측정함으로써, 5G 기지국으로 핸드오버 하기 전에 보다 빠르게 최적의 빔 조합을 판단할 수 있다.
다른 예시에 따르면, 단말이 5G 기지국으로부터 제어 메시지, 예컨대 시스템 메시지를 통해 상기 상기 기지국의 빔 관련 정보를 수신할 수 있다. 이 경우 단말은 아이들(idle) 모드에서 재차 5G 기지국으로 연결을 시도하는 경우 상기 빔 관련 정보를 이용하여 빠르게 최적의 빔 조합을 판단할 수 있다.
상기 5G 기지국의 빔 관련 정보는 각 빔의 앵글(angle) 정보, 각 빔의 커버리지 정보, 빔 스위핑 방향 정보, 빔 구간 정보 및 빔 스위핑 영역 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 자세하게는 아래와 같다.
1. Beam angle (which will indicate the Beam Direction of the transmitter (BS) at the start of the gap)
2. Beam width/coverage (size of beam lobe)
3. Beam sweeping direction (Clockwise/Anti-Clockwise, Horizontal/Vertical)
4. Beam period (time for which a specific beam has to be listened by the UE)
5. Beam scanning range (Range of angle over which the beam sweeping is done)
도 7은, 기지국의 full 빔(700)과 관련하여, 각각의 빔에 대한 앵글(angle) 정보(705)의 한 예시를 나타내고 있다.
605 단계에서, 단말은 기지국(이하, 5G 기지국)이 full 스위핑하는 빔을 측정하여 단말의 상대적 위치 정보를 확인할 수 있다. 예컨대, 20ms의 주기로 반복하여 SS 버스트가 전송될 수 있고, 상기 SS 버스트에 포함된 각 SS 블록은 서로 다른 빔으로 전송될 수 있다. 따라서, 기지국은 full 스위핑하여 빔을 전송할 수 있다.
단말의 빔의 개수는 다양한 요소, 예컨대, 빔 커버리지, 빔 스캐닝 범위 등을 고려하여 결정될 수 있다. 소정 구간마다 반복하여 스위핑되는 상기 기지국의 빔에 대해, 단말은 각 구간 별로 다른 빔으로 스캔을 수행할 수 있다.
예컨대, 도 8을 참조하면, 단말은 첫번째 구간에서 앵글이 1°인 빔으로 빔 측정을 수행할 수 있고, 두번째 구간에서 앵글이 7°인 빔으로 빔 측정을 수행할 수 있으며, 세번째 구간에서 앵글이 13°인 빔으로 빔 측정을 수행할 수 있고, 네번째 구간에서 앵글이 19°인 빔으로 빔 측정을 수행할 수 있다 (800). 도면에서는 각 구간의 시간이 다르게 표현되어 있으나, 각 구간은 동일한 시간으로 설정될 수 있다. 한편, 도 8은 LTE에서 5G로 핸드오버되는 inter-RAT 핸드오버와 관련한 예시에 관한 것으로, 빔 측정을 위한 구간이, LTE를 통한 데이터 통신(LTE/UMTS/GPRS Data) 중간에 설정된 gap에서 이루어지고 있음을 나타내고 있다. 상기 LTE를 통한 데이터 통신 구간은, 적절한 통신을 위해 충분히 긴 시간일 수 있다. 단말은 Beam 1에서 Beam 3까지는 기지국의 빔을 확인하지 못하였으나, Beam 4를 이용하여 스캔을 수행하다가 -20 °의 앵글을 갖는 기지국의 빔을 (예컨대, 최초로) 확인할 수 있다. 이때, 빔이 확인되었다 함은, 소정 레벨 이상의 에너지를 갖는 빔이 측정되었음을 의미할 수 있다. 이와 같이 빔이 확인되면, 단말은 자신의 빔의 앵글과 기지국의 빔의 앵글에 기반하여, 기지국에 대한 자신의 상대적 위치 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 자신의 앵글 정보(19°)와 기지국의 앵글 정보(-20 °)의 차이(39°)를 자신의 상대적 위치 정보로 획득할 수 있다.
610 단계에서 단말은 상기 획득한 상대적 위치 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 상응하는 단말의 빔 정보를 확인할 수 있다. 예컨대, 단말은 상기 단말의 상대적 위치 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 대해 최대 에너지를 측정할 수 있는 단말의 빔 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 기지국 빔의 앵글 정보가 도 7의 705와 같고, 단말의 상대적 위치 정보가 도 8과 같이 39°로 확인되는 경우, 단말은 기지국의 각 빔(900)에 대하여 단말이 최대 에너지를 측정할 수 있는 빔 앵글 정보를 도 9의 905와 같이 확인할 수 있다. 즉, 기지국의 첫 번째 빔에 대해서는 단말이 75°의 앵글로 측정 하는 경우에 최대의 에너지를 측정할 수 있고, 기지국의 두 번째 빔에 대해서는 단말이 70°의 앵글로 측정하는 경우에 최대의 에너지를 측정할 수 있다. 이후의 빔에 대해서도 동일하게 적용된다. 단말은 이와 같이 기지국의 각 빔에 상응하는 단말의 빔 정보를 확인할 수 있다.
615 단계에서 단말은 (다음 스캐닝 구간에서) 상기 획득한 단말의 빔 정보에 기반하여, 기지국의 각 빔에 대해 각각 상응하는 단말의 빔으로 스캔을 수행할 수 있다. 그리고, 단말은 상기 스캔 결과에 기반하여 소정 기준 이상의 에너지 레벨을 갖는 적어도 하나의 빔 조합을 확인할 수 있다. 빔 조합은 기지국의 빔 및 단말의 빔 페어(pair)를 의미한다. 소정 기준 이상의 에너지 레벨을 갖는 빔 조합은 복수 개 일 수 있다. 예컨대 도 11을 참조하면, 빔 스캔 구간 동안 기지국의 각 빔에 대해 각각 상응하는 단말의 빔으로 스캔을 수행할 수 있는데, 소정 기준 이상의 에너지 레벨을 두 번 검출되었고, 따라서 이 경우에는 두 개의 빔 조합을 확인할 수 있다.
620 단계에서 단말은 (다음 스캐닝 구간에서) 계속하여 기지국의 각 빔에 대해 스캐닝을 수행하는 것이 아니라, 빔 스캐닝 구간 중 앞서 확인된 적어도 하나의 빔 조합에 대한 구간을 확인할 수 있다. 상기 적어도 하나의 빔 조합에 대한 구간에 대해서는 625 단계와 같이 단말은 다시 빔 스캔 동작을 수행할 수 있다. 단말은 빔 스캔 동작 결과 최종적으로 최적의 빔 조합을 확인할 수 있다. 그리하여 단말은 상기 최적의 빔 조합을 기지국에게 알려 줄 수 있고, 기지국과 단말으 상기 빔 최적의 빔 조합을 이용하여 이후 통신을 수행할 수 있다. 반면, 상기 적어도 하나의 빔 조합에 대한 구간이 아니라면, 즉 다른 빔 조합에 대한 구간이라면, 630 단계와 같이 단말은 빔 스캔 동작을 생략함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말의 full 빔 스윕 동작 없이 최적의 빔 조합을 확인할 수 있기 때문에, 빔 측정에 소모되는 시간 줄이고 및 소모 전력을 줄일 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 최적의 빔 조합을 판단하는 동작을 설명하는 도면이다.
1000단계에서는 앞서 설명한 도 8과 같이 단말이 기지국에 대한 단말의 상대적 위치 정보를 획득하는 과정을 나타낸다. 단말은 상기 상대적 위치 정보를 획득한 이후 기지국의 각 빔에 상응하는 단말의 빔 정보를 확인할 수 있다.
1005 단계는, 단말이 상기 빔 정보에 기반하여 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 단말의 빔으로 스캔하는 동작을 나타낸다. 상기 스캔 동작을 통해 소정 기준 이상의 에너지 레벨을 갖는 적어도 하나 이상의 빔 조합(a)을 확인할 수 있다. 이때, 1000 단계에서 단말이 확인한 기지국의 빔 이후의 구간(b)에 대해서는 스캔을 생략할 수 있다. 왜냐하면, 1000 단계에서 빔 스캔을 수행하였을 때 해당 기지국의 빔이 확인되지 않았었기 때문에, 1005 단계의 빔 스캔 동작을 통해 의미있는 값을 찾기 어렵다고 볼 수 있기 때문이다.
이후 1010 단계에서 단말은 앞서 1005 단계에서 확인된 적어도 하나의 빔 조합(a)에 대해서만 빔 스캔을 수행하여, 그 결과에 기반하여 최적의 빔 조합을 판단할 수 있다. 상기 빔 조합을 제외한 나머지 빔 구간에서는 빔 스캔을 생략할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예들을 수행하기 위해 단말과 기지국의 송신부, 수신부, 제어부가 각각 도 12와 도 13에 도시되어 있다. 상기 실시 예에 해당하는 5G 기지국에 대한 빔 측정을 수행하기 위해, 기지국과 단말의 송신부, 수신부, 제어부가 앞서 설명한 실시 예에 따라 동작하여야 한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 12에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 단말은 단말기 제어부(1201), 수신부(1202), 송신부(1203)을 포함할 수 있다.
단말기 제어부(1201)는 상술한 본 발명의 실시 예에 따라 단말이 동작할 수 있는 일련의 과정을 제어할 수 있다.
예컨대 단말기 제어부(1201)는 본 발명의 실시 예를 따르는 빔 측정 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1201)는 앞서 도 6에서 설명한 동작을 수행할 수 있다.
단말기 수신부(1202)와 단말이 송신부(1203)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 단말기 제어부(1201)로 출력하고, 단말기 제어부(1201)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(예컨대, 5G 기지국)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 13에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 기지국은 기지국 제어부(1301), 수신부(1302), 송신부(1303)을 포함할 수 있다.
기지국 제어부(4301)는 상술한 본 발명의 실시 예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예컨대 기지국 처리부(1301)는 기지국의 빔 관련 정보를 단말에게 전송하도록 제어할 수 있으며, 빔 스캔 구간에서 기지국 빔을 스위핑하여 전송하도록 제어할 수 있다.
기지국 수신부(1302)와 기지국 송신부(1303)를 통칭하여 본 발명의 실시 예에서는 송수신부라 칭할 수 있다. 송수신부는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 기지국 제어부(1301)로 출력하고, 기지국 제어부(1301)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
도시되지는 않았으나, LTE 기지국 또한 도 13에 도시된 바와 같이 제어부, 수신부 및 송신부를 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 방법에 있어서,
    기지국의 빔 관련 정보를 획득하는 단계;
    스위핑되는 상기 기지국의 빔을 측정하여, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 상대적 위치 정보를 확인하는 단계;
    상기 상대적 위치 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 상응하는 상기 단말의 빔 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 단말의 빔 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔하는 단계를 포함하는 단말의 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔한 결과로부터, 소정 기준 이상의 에너지 레벨을 갖는 적어도 하나 이상의 빔 조합을 확인하는 단계;
    다음 빔 스캐닝 구간에서, 상기 적어도 하나 이상의 빔 조합에 대한 구간에서는 빔 스캔을 수행하고, 나머지 빔 조합에 대한 구간에서는 빔 스캔을 생략하는 단계; 및
    상기 빔 스캔의 결과에 기반하여 최적의 빔 조합을 판단하는 단계를 다 포함하는 단말의 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 빔 관련 정보는,
    상기 기지국의 각 빔의 앵글(angle) 정보, 각 빔의 커버리지 정보, 빔 스위핑 방향 정보, 빔 구간 정보 및 빔 스위핑 영역 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단말의 상대적 위치 정보를 확인하는 단계는,
    스위핑되는 상기 기지국의 빔에 대해, 각 스캐닝 구간 별로 상기 단말의 다른 빔으로 스캔하는 단계; 및
    상기 각 스캐닝 구간 별로 상기 단말의 다른 빔으로 스캔하는 동작에서 상기 기지국의 빔이 확인되는 경우, 상기 확인된 기지국의 빔의 앵글 정보 및 상기 단말의 빔의 앵글 정보에 기반하여 상기 단말의 상대적 위치 정보를 확인하는 단계를 포함하는 단말의 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔하는 단계는,
    상기 확인된 상기 기지국의 빔 이후의 빔 구간에 대해서는 상기 스캔을 스킵하는 것을 특징으로 하는 단말의 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 빔 정보를 확인하는 단계는,
    상기 단말의 상대적 위치 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 대해 최대 에너지를 측정할 수 있는 상기 단말의 빔 정보를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은 5G 기지국을 포함하고,
    상기 빔 관련 정보를 획득하는 단계는,
    상기 단말이 상기 5G 기지국으로부터 제어 메시지를 통해 상기 빔 관련 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 단말의 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은 5G 기지국을 포함하고,
    상기 빔 관련 정보를 획득하는 단계는,
    상기 단말이 연결된 LTE 기지국으로부터 핸드오버를 위한 상기 5G 기지국의 상기 빔 관련 정보를 수신하는 단계를 포함하고,
    빔 스캔 구간에 관한 정보를 상기 LTE 기지국으로부터 더 수신하는 것을 특징으로 하는 단말의 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    기지국의 빔 관련 정보를 획득하고,
    스위핑되는 상기 기지국의 빔을 측정하여, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 상대적 위치 정보를 확인하며,
    상기 상대적 위치 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 상응하는 상기 단말의 빔 정보를 확인하고,
    상기 단말의 빔 정보에 기반하여, 상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔한 결과로부터, 소정 기준 이상의 에너지 레벨을 갖는 적어도 하나 이상의 빔 조합을 확인하고,
    다음 빔 스캐닝 구간에서, 상기 적어도 하나 이상의 빔 조합에 대한 구간에서는 빔 스캔을 수행하고, 나머지 빔 조합에 대한 구간에서는 빔 스캔을 생략하며,
    상기 빔 스캔의 결과에 기반하여 최적의 빔 조합을 판단하는 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 빔 관련 정보는,
    상기 기지국의 각 빔의 앵글(angle) 정보, 각 빔의 커버리지 정보, 빔 스위핑 방향 정보, 빔 구간 정보 및 빔 스위핑 영역 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 단말의 상대적 위치 정보를 확인하기 위해,
    스위핑되는 상기 기지국의 빔에 대해, 각 스캐닝 구간 별로 상기 단말의 다른 빔으로 스캔하고,
    상기 각 스캐닝 구간 별로 상기 단말의 다른 빔으로 스캔하는 동작에서 상기 기지국의 빔이 확인되는 경우, 상기 확인된 기지국의 빔의 앵글 정보 및 상기 단말의 빔의 앵글 정보에 기반하여 상기 단말의 상대적 위치 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔하는 동안, 상기 확인된 상기 기지국의 빔 이후의 빔 구간에 대해서는 상기 스캔을 스킵하는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기지국의 각 빔에 대해 상응하는 상기 단말의 빔으로 스캔하는 동안, 상기 최초로 확인된 상기 기지국의 빔 이후의 빔 구간에 대해서는 상기 스캔을 스킵하는 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 기지국은 5G 기지국을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 단말이 상기 5G 기지국으로부터 제어 메시지를 통해 상기 빔 관련 정보를 수신하거나,
    상기 단말이 연결된 LTE기지국으로부터 핸드오버를 위한 상기 5G 기지국의 상기 빔 관련 정보를 수신하며, 빔 스캔 구간에 관한 정보를 더 수신하는 것을 특징으로 하는 단말.
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