WO2023234575A1 - 빔 스위핑 동작을 수행하는 기지국, 통신 시스템, 및 이의 동작 방법 - Google Patents

빔 스위핑 동작을 수행하는 기지국, 통신 시스템, 및 이의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예에 따른 기지국은, 복수의 안테나들을 포함하는 안테나 어레이, 상기 안테나 어레이를 통해 사용자 단말과 데이터를 교환하는 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 사용자 단말과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말에 송신하고, 상기 사용자 단말에 의해 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔에 대한 정보를 상기 사용자 단말로부터 수신하고, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말과 통신을 수행할 수 있다. 그 외에도 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

빔 스위핑 동작을 수행하는 기지국, 통신 시스템, 및 이의 동작 방법
본 발명의 다양한 실시예들은 빔 스위핑 동작을 수행하는 기지국, 통신 시스템, 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
빔 학습(beam training)은 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템에서 통상적으로 수행된다. 빔 학습은 데이터 전송을 위한 빔을 찾기 위한 과정이다. 무선 통신 시스템은 디지털/아날로그 빔을 변화시키며 기준 신호를 송신 및/또는 수신하여 빔을 찾는다. 무선 통신 시스템은 기준 신호의 전송을 통해 다수의 빔들에 대한 정보를 획득하고, 획득한 정보를 이용하여 데이터 전송에 가장 적합한 빔을 찾는다.
무선 통신 시스템에서 사용하는 주파수 대역이 높아지면서, 파장이 짧아진 무선 신호의 심각한 경로 손실(path-loss)이 무선 통신 시스템에서 발생한다. 경로 손실을 극복하기 위해서는 큰 빔 포밍 이득(beamforming gain)이 요구되고, 큰 빔 포밍 이득을 위해서는 채널의 도래각(angle of arrival, AoA) 및 발사각(angle of departure, AoD)에 대한 정확한 정보가 요구된다. 이에 따라, 무선 통신 시스템의 기지국 및 단말에서는 빔 학습 과정을 통해 채널의 도래각 및 발사각을 탐색하고, 탐색된 정보에 기초하여 데이터 전송에 가장 적합한 빔을 찾는다. 무선 통신 시스템은 수신 신호가 크기가 가장 큰 수신 빔 및 송신 빔에 대한 정보에 기초하여 채널의 도래각과 발사각에 대한 정보를 획득한다. 무선 통신 시스템은 채널의 도래각 및 발사각에 대한 정보를 이용해 데이터 전송에 가장 적합한 빔을 형성한다.
빔 학습은 두 가지 방식을 통해 수행될 수 있다. 첫 번째 방식은 모든 빔 후보를 이용하여 학습을 수행하는 방식(예: 완전 탐색 방식(exhaustive search method)이다. 완전 탐색 방식에서는, 기지국이 한 가지 빔 후보를 이용하여 기준 신호를 송신하고, 단말이 모든 빔 후보를 이용하여 기준 신호를 수신한다. 다음으로, 기지국이 빔 후보를 변경하여 기준 신호를 송신하고 단말이 모든 빔 후보를 한 번씩 이용하여 기준 신호를 수신한다. 완전 탐색 방식은 기지국이 모든 빔 후보를 이용할 때까지 전술한 동작을 반복한다.
두 번째 방식은 계층적 탐색 방식(hierarchical search method)이다. 계층적 탐색 방식에서는, 우선 기지국 및/또는 단말이 넓은 영역을 커버하는 빔을 활용하여 기준 신호를 송수신하고, 기지국 및/또는 단말이 신호의 수신 세기가 가장 강한 빔을 선택한다. 다음으로, 기지국 및/또는 단말이 이전 단계의 빔보다 좁은 영역을 커버하는 빔을 활용하여 기준 신호를 송수신하고, 또 기지국 및/또는 단말이 신호의 수신 세기가 가장 강한 빔을 선택한다. 계층적 탐색 방식에서는 전술된 동작을 반복된다.
완전 탐색 방식에서 분해능을 증가시키기 위한 좁은 빔(예: 폭이 좁은 빔)이 사용되는 경우, 빔 후보의 수가 증가될 수 있다. 빔 후보의 수가 증가됨에 따라 기준 신호를 보내는 횟수 또한 지수적으로 증가한다(예: 기준 신호를 보내는 횟수= 송신 빔 후보의 수 × 수신 빔 후보의 수). 계층적 탐색 방식은 이전 단계에서 선택된 빔의 정보를 알려주기 위한 단말과 기지국 사이의 피드백 과정을 포함한다. 기지국은 단말의 피드백을 받고 난 이후에 다음 단계를 진행할 수 있다. 완전 탐색 방식 및 계층적 탐색 방식은 빔 학습에 소요되는 시간이 길고 오버헤드가 클 수 있다. 빔 학습에 소요되는 시간 및 오버헤드가 작은 기술이 요구될 수 있다.
다양한 실시예들은 복수의 빔 스위핑 도메인을 이용함으로써 빔 학습 소요 시간 및 오버헤드가 감소된 기술을 제공할 수 있다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 실시예에 따른 기지국은, 복수의 안테나들을 포함하는 안테나 어레이, 상기 안테나 어레이를 통해 사용자 단말과 데이터를 교환하는 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 사용자 단말과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말에 송신하고, 상기 사용자 단말에 의해 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔에 대한 정보를 상기 사용자 단말로부터 수신하고, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말과 통신을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 통신 시스템은, 사용자 단말과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말에 송신하고, 상기 참조 신호들에 기초하여 상기 사용자 단말에 의해 생성된, 최종 송신 빔에 대한 정보를 상기 사용자 단말로부터 수신하고, 상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말과 통신을 수행하는 기지국; 및 상기 기지국으로부터 상기 참조 신호들을 수신하여 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔을 결정하고, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 상기 기지국에 송신하는 사용자 단말을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 통신 방법은, 기지국이 사용자 단말과의 통신을 위해 사용할 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말에 송신하는 동작, 상기 사용자 단말이 상기 참조 신호들에 기초하여 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔을 결정하고, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보를 상기 기지국에 송신하는 동작, 및 상기 기지국이 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말과 통신을 수행하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들은 복수의 빔 스위핑 도메인을 이용함으로써 기준 신호의 송수신 횟수를 줄일 수 있고, 추가 피드백을 요구하지 않을 수 있다.
다양한 실시예들은 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보 및 복수의 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔 후보에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔을 결정함으로써 빔 학습의 소요 시간 및 오버헤드를 감소시킨 기술일 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 통신 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 다양한 실시예에 따른, 빔 스위핑 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른, 빔 스위핑 동작의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른, 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 다양한 실시예에 따른, 송신 빔 후보들의 일 예를 나타낸다.
도 7은 다양한 실시예에 따른, 빔 스위핑 행렬의 일 예를 나타낸다.
도 8은 다양한 실시예에 따른, 빔 스위핑 동작의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른, 최종 수신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 다양한 실시예에 따른, 기술별 빔의 정확도를 나타낸 도면이다.
도 11은 다양한 실시예에 따른, 기술별 빔의 달성율을 나타낸 도면이다.
도 12는 다양한 실시예에 따른 통신 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(10) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(10)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101))에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 통신 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 통신 시스템(20) 내의 기지국(200)과 사용자 단말(300)은 무선 통신을 수행할 수 있다. 통신 시스템(20)은 빔 스위핑(beam sweeping) 동작을 수행하고, 빔 스위핑 결과에 기초하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 빔 스위핑은, 통신 시스템(20) 내의 기지국(200) 및 사용자 단말(300)이 여러 시간 간격 동안 각기 다른 방향으로 빔을 송신 및 수신함으로써, 셀(cell)의 전 방향으로 기준 신호(reference signal)를 송신 및 수신하는 것을 의미할 수 있다. 셀은 기지국(200)이 통제 가능한 개별 서비스 영역일 수 있다. 기준 신호는 기지국(200)과 사용자 단말(300)의 최초 액세스(initial access) 시 사용자 단말(300)이 셀을 선택하기 위하여 사용될 수 있는 신호 또는 기지국(200)에서 전송하는 빔 중 선호 빔을 선택하기 위하여 사용될 수 있는 신호를 의미할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 단일 셀 내에서 송수신을 수행하는 주체일 수 있다. 기지국(200)은 TP(transmit point), TRP(transmit-receive point), eNB(enhanced base station), 매크로 셀, WiFi AP(access point), 또는 다른 무선 통신 장치들에게 무선 액세스를 제공하도록 구성된 임의의 구성 요소(또는 구성 요소들의 집합)를 의미할 수 있다. 기지국(200)은 안테나 어레이(210-1 ~ 210-n), 메모리(220), 프로세서(230), 및 통신 모듈(250)을 포함할 수 있다. 안테나 어레이(210-1 ~ 210-n)는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 메모리(220)는 프로세서(230) 및/또는 통신 모듈(250)의 동작을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션을 저장할 수 있다. 프로세서(230)는 통신 모듈(250)과 작동적으로 연결된 것일 수 있다. 통신 모듈(250)는 안테나 어레이(210-1 ~ 210-n)를 통해 사용자 단말(300)과 데이터를 교환할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 사용자 단말(300)은 도 1에서 설명된 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 전자 장치(102), 전자 장치(104))와 대응되는 것일 수 있다. 사용자 단말(300)(예: 도 1의 전자 장치(101)과 관련하여, 도 1을 참조하여 설명한 부분과 중복되는 설명은 생략한다. 사용자 단말(300)은 이동 단말(mobile device)을 포함할 수 있으며, 이동 단말은 이동 통신 시스템으로부터 서비스를 제공받는 기기를 의미할 수 있다. 사용자 단말(300)은 스마트 폰, 태블릿 PC 같은 스마트 기기로 구현될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신 시스템(20)은 복수의 빔 스위핑 도메인을 이용함으로써 기준 신호의 송수신 횟수를 줄일 수 있고, 추가 피드백을 요구하지 않는 시스템일 수 있다. 통신 시스템(20)은 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보 및 선별된 송신 빔 후보에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔을 결정함으로써 빔 학습의 소요 시간 및 오버헤드를 감소시킨 시스템일 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른, 빔 스위핑 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 사용자 단말(300)과 무선 통신을 수행할 수 있다. 기지국(200) 및/또는 사용자 단말(300)은 복수의 빔 스위핑 도메인을 이용하여 빔 스위핑을 수행할 수 있고, 빔 스위핑에 기초하여 획득한 최종 송신 빔 및 최종 수신 빔을 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 사용자 단말(300)과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정할 수 있다. 기지국(200)은 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들(201(201-1, 201-2, 201-3, 201-4), 202(202-1))을 통해 참조 신호들을 사용자 단말(300)에 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보를 포함하지 않는 사용자 단말(300)은 수신 빔 후보들(301)을 통해 참조 신호들을 수신할 수 있다. 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보를 포함하는 사용자 단말(300)은 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 수신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 수신할 수 있다. 이하에서는 도 2를 참조하여, 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보를 포함하지 않는 사용자 단말(300)의 동작을 설명하도록 한다.
다양한 실시예에 따르면, 사용자 단말(300)은 수신한 참조 신호에 기초하여, 송신 빔 후보들(201-1, 201-2, 201-3, 201-4, 202-1) 중에서 송신 빔(201-2, 202-1)을 선별할 수 있다. 사용자 단말(300)은 선별된 송신 빔(201-2, 202-1)에 대한 정보를 기지국(200)에 송신할 수 있다. 선별된 송신 빔에 대한 정보는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 송신 빔 후보(201-2, 202-1)의 송신 빔 번호일 수 있다. 사용자 단말(300)은 참조 신호에 기초하여, 수신 빔 후보들(301) 중에서 최종 수신 빔(303)을 결정할 수 있다. 최종 수신 빔은 수신 빔 후보들(301) 중에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 수신 빔 후보(303)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 선별된 송신 빔(201-2, 202-1)에 대한 정보 및 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔(203)을 결정할 수 있다. 기지국(200)은 최종 송신 빔(203)에 기초하여 사용자 단말(300)과 통신을 수행할 수 있다. 사용자 단말(300)은 최종 수신 빔(303)에 기초하여 기지국(200)과 통신을 수행할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른, 빔 스위핑 동작의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 사용자 단말(300)이 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보를 포함하지 않는 경우에 기지국(200)이 사용자 단말(300)과 수행하는 빔 스위핑 동작에 대하여 자세히 설명하도록 한다. 사용자 단말(300)이 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보를 포함하는 경우에 기지국(200)이 사용자 단말(300)과 수행하는 빔 스위핑 동작에 대해서는 도 8 및 도 9를 통해 설명하도록 한다.
동작 410 내지 동작 490은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작(410~490)의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다.
동작 410에서, 기지국(200)은 사용자 단말(300)과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인(예: p개의 빔 스위핑 도메인: D(1) ~ D(p))을 결정하고, 기지국(200)은 복수의 빔 스위핑 도메인(D(1) ~ D(p)) 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000001
)을 통해 참조 신호(reference signal)들을 사용자 단말(300)에 송신할 수 있다. 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보를 포함하지 않는 사용자 단말(300)은, 복수의 수신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000002
)을 통해 기준 신호를 수신할 수 있다.
동작 430에서, 사용자 단말(300)은 선별된 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000003
)를 생성할 수 있다. 사용자 단말(300)은 참조 신호들에 기초하여 송신 빔 후보들 중에서 송신 빔을 선별할 수 있고, 선별된 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000004
)를 생성할 수 있다. 선별된 송신 빔에 대한 정보는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 송신 빔 후보의 송신 빔 번호(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000005
)일 수 있다. 또한, 사용자 단말(300)은 최종 송신 빔에 대한 정보
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000006
)를 생성할 수 있다. 최종 송신 빔에 대한 정보는 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 수신 빔 후보의 송신 빔 번호(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000007
)일 수 있다.
동작 450에서, 사용자 단말(300)은 선별된 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000008
)를 기지국(200)에 송신할 수 있다.
동작 470에서, 기지국(200)은 선별된 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000009
) 및 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000010
)에 기초하여 최종 송신 빔(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000011
)을 결정할 수 있다. 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수(예: 제1 빔 스위핑 도메인(D(1))에서 사용되는 송신 빔 후보의 수:
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000012
, 제p 빔 스위핑 도메인(D(p))에서 사용되는 송신 빔 후보의 수:
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000013
)일 수 있다. 기지국(200)이 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작은 도 5를 통해 자세히 설명하도록 한다.
동작 490에서, 기지국(200)은 최종 송신 빔(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000014
)에 기초하여 데이터를 전송할 수 있다. 단말(300)은 최종 수신 빔(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000015
)에 기초하여 데이터를 수신할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예에 따른, 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 기지국(예: 도 2의 기지국(200))은 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000016
) 및 선별된 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000017
)에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000018
)를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 제1 빔 스위핑 도메인(D(1))에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000019
) 및 제2 빔 스위핑 도메인(D(2))에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000020
)에 기초하여 빔 스위핑 행렬을 생성할 수 있다. 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000021
)는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수(예: 제1 빔 스위핑 도메인(D(1))에서 사용되는 송신 빔 후보의 수:
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000022
, 제2 빔 스위핑 도메인(D(2))에서 사용되는 송신 빔 후보의 수:
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000023
)일 수 있다. 빔 스위핑 행렬은 제1 빔 스위핑 도메인(D(1))에서 사용되는 송신 빔 후보의 수(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000024
)를 행의 개수(또는 열의 길이)로 하고, 제2 빔 스위핑 도메인(D(2))에서 사용되는 송신 빔 후보의 수(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000025
)를 열의 개수(또는 행의 길이)로 하는 행렬일 수 있다. 빔 스위핑 행렬은 1부터
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000026
까지의 숫자가 순차적으로 기입된 행렬일 수 있다. 예를 들어, 빔 스위핑 행렬의 1행 1열에는 숫자 1이 기입될 수 있고, 1행
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000027
열에는 숫자
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000028
가 기입될 수 있다. 또한, 빔 스위핑 행렬의 2행 1열에는 숫자
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000029
+1이 기입될 수 있고,
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000030
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000031
열에는 숫자
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000032
가 기입될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 빔 스위핑 행렬 및 선별된 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000033
)에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000034
)를 생성할 수 있다. 선별된 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000035
)는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 송신 빔 후보의 송신 빔 번호(예: 제1 빔 스위핑 도메인(D(1))에 대응되는 제1 송신 빔 번호
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000036
, 제2 빔 스위핑 도메인(D(2))에 대응되는 제2 송신 빔 번호
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000037
)일 수 있다. 기지국(200)은 빔 스위핑 행렬에서 제1 송신 빔 번호(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000038
)와 대응되는 행, 제2 송신 빔 번호(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000039
)와 대응되는 열의 원소에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000040
)를 생성할 수 있다. 기지국(200)은 빔 스위핑 행렬의
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000041
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000042
열에 기입된 숫자에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000043
)를 생성할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른, 송신 빔 후보들의 일 예를 나타내고, 도 7은 다양한 실시예에 따른, 빔 스위핑 행렬의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 제1 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 복수의 송신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000044
) 및 제2 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 복수의 송신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000045
)을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 빔 스위핑 도메인은 와이드 빔(wide beam)을 이용하는 도메인일 수 있다. 제2 빔 스위핑 도메인은 그레이팅 로브 빔(grating lobe beam)을 이용하는 도메인일 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 복수의 송신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000046
)은 각각 송신 빔 후보들(예: 도 3의 201: 210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 대응될 수 있고, 제2 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 복수의 송신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000047
)은 송신 빔 후보들(예: 도 3의 202)에 대응될 수 있다. 제2 빔 스위핑 도메인은 제1 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 빔보다 좁은 폭을 갖는 그레이팅 로브 빔을 사용하여 셀 영역을 분할한 것일 수 있다. 기지국(예: 도 2의 기지국(200))은 제2 빔 스위핑 도메인에서 좁은 폭을 갖는 복수의 송신 빔을 하나로 묶어 송신 빔 후보(예: 도 3의 202-1)로 사용할 수 있다.
도 7을 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 제1 빔 스위핑 도메인(예: 와이드 빔 도메인)에서 사용되는 송신 빔 후보들의 수(예: 4개) 및 제2 스위핑 도메인(예: 그레이팅 로브 도메인)에서 사용되는 송신 빔 후보들의 수(예: 4개)에 기초하여 생성된 빔 스위핑 행렬의 일 예시를 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 빔 스위핑 행렬은 제1 빔 스위핑 도메인(예: 와이드 빔 도메인)에서 사용되는 송신 빔 후보의 수(예: 4개)를 행의 개수(또는 열의 길이)로 하고, 제2 빔 스위핑 도메인(그레이팅 로브 도메인)에서 사용되는 송신 빔 후보의 수(예: 4개)를 열의 개수(또는 행의 길이)로 하는 4x4 행렬일 수 있다. 빔 스위핑 행렬은 1부터 16까지의 숫자가 순차적으로 기입된 행렬일 수 있다. 본 명세서에서는 제1 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보군의 수와 제2 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보군의 수가 동일하지만, 항상 동일할 필요는 없다.
다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 빔 스위핑 행렬(예: 도 7의 빔 스위핑 행렬) 및 선별된 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000048
)에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000049
)를 생성할 수 있다. 선별된 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000050
)는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 송신 빔 후보의 송신 빔 번호(예: 제1 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제1 송신 빔 번호
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000051
=3, 제2 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제2 송신 빔 번호:
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000052
=2)일 수 있다. 기지국(200)은 빔 스위핑 행렬에서 제1 송신 빔 번호(3)와 대응되는 행, 제2 송신 빔 번호(2)와 대응되는 열의 원소에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보(10)를 생성할 수 있다. 기지국(200)은 빔 스위핑 행렬의 3행 2열에 기입된 숫자(10)에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보(10)를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 최종 송신 빔에 대한 정보(10)에 기초하여 최종 송신 빔을 결정할 수 있다. 최종 송신 빔은 도 6의 10번째 그레이팅 로브 빔(601)일 수 있다. 최종 송신 빔(601)은 제2 빔 스위핑 도메인에서 좁은 폭을 갖는 하나의 그레이팅 로브 빔일 수 있다. 도 6의 최종 송신 빔(601)은 도 3의 최종 송신 빔(203)에 대응될 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른, 빔 스위핑 동작의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도 8을 참조하여, 사용자 단말(300)이 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보를 포함하는 경우에 기지국(200)이 사용자 단말(300)과 수행하는 빔 스위핑 동작에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
동작 810 내지 동작 870은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작(810~870)의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다.
동작 810에서, 기지국(200)은 사용자 단말(300)과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인(예: p개의 빔 스위핑 도메인: D(1) ~ D(p))을 결정하고, 기지국(200)은 복수의 빔 스위핑 도메인(D(1) ~ D(p)) 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000053
)을 통해 참조 신호(reference signal)들을 사용자 단말(300)에 송신할 수 있다. 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보를 포함하는 사용자 단말(300)은, 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 수신 빔 후보들(예: 제1 빔 스위핑 도메인(D(1)에서 사용되는 수신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000054
), 제p 빔 스위핑 도메인(D(p)에서 사용되는 수신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000055
)을 통해 기준 신호를 수신할 수 있다.
동작 830에서, 사용자 단말(300)은 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000056
) 및 최종 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000057
)를 생성할 수 있다. 사용자 단말(300)은 참조 신호들에 기초하여 송신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000058
) 중에서 송신 빔을 선별하고, 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성할 수 있다. 사용자 단말(300)이 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000059
)를 생성하는 동작은 도 4에서 기지국(200)이 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 사용자 단말(300)은 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작과 유사하게, 최종 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000060
)를 생성할 수 있다. 사용자 단말(300)은 선별된 수신 빔에 대한 정보 및 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 수신 빔(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000061
)에 대한 정보를 생성할 수 있다. 사용자 단말(300)은 참조 신호들에 기초하여 수신 빔 후보들(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000062
) 중에서 수신 빔을 선별할 수 있다. 선별된 수신 빔에 대한 정보는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 수신 빔 후보의 수신 빔 번호일 수 있다. 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 수신 빔 후보들의 수일 수 있다. 사용자 단말(300)이 최종 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000063
)를 생성하는 동작은 도 9를 통해 자세히 설명하도록 한다.
동작 850에서, 사용자 단말(300)은 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000064
)를 기지국(200)에 송신할 수 있다.
동작 870에서, 기지국(200)은 최종 송신 빔(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000065
)에 기초하여 데이터를 전송할 수 있다. 단말(300)은 최종 수신 빔(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000066
)에 기초하여 데이터를 수신할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른, 최종 수신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 사용자 단말(예: 도 2의 사용자 단말(300))은 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000067
) 및 선별된 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000068
)에 기초하여 최종 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000069
)를 생성할 수 있다. 사용자 단말(300)은 또한 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000070
)를 생성할 수 있지만, 사용자 단말(300)이 최종 송신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000071
)를 생성하는 동작은 도 4에서 기지국(200)이 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
다양한 실시예에 따르면, 기지국(200)은 제1 빔 스위핑 도메인(D(1))에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000072
) 및 제2 빔 스위핑 도메인(D(2))에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000073
)에 기초하여 빔 스위핑 행렬을 생성할 수 있다. 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000074
)는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 수신 빔 후보의 수(예: 제1 빔 스위핑 도메인(D(1))에서 사용되는 수신 빔 후보의 수:
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000075
, 제2 빔 스위핑 도메인(D(2))에서 사용되는 수신 빔 후보의 수:
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000076
)일 수 있다. 빔 스위핑 행렬은 제1 빔 스위핑 도메인(D(1))에서 사용되는 수신 빔 후보의 수(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000077
)를 행의 개수(또는 열의 길이)로 하고, 제2 빔 스위핑 도메인(D(2))에서 사용되는 수신 빔 후보의 수(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000078
)를 열의 개수(또는 행의 길이)로 하는 행렬일 수 있다. 빔 스위핑 행렬은 1부터
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000079
까지의 숫자가 순차적으로 기입된 행렬일 수 있다. 예를 들어, 빔 스위핑 행렬의 1행 1열에는 숫자 1이 기입될 수 있고, 1행
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000080
열에는 숫자
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000081
가 기입될 수 있다. 또한, 빔 스위핑 행렬의 2행 1열에는 숫자
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000082
+1이 기입될 수 있고,
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000083
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000084
열에는 숫자
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000085
가 기입될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 사용자 단말(300)은 빔 스위핑 행렬 및 선별된 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000086
)에 기초하여 최종 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000087
)를 생성할 수 있다. 선별된 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000088
)는 각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 수신 빔 후보의 수신 빔 번호(예: 제1 빔 스위핑 도메인(D(1))에 대응되는 제1 수신 빔 번호
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000089
, 제2 빔 스위핑 도메인(D(2))에 대응되는 제2 수신 빔 번호
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000090
)일 수 있다. 기지국(200)은 빔 스위핑 행렬에서 제1 수신 빔 번호(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000091
)와 대응되는 행, 제2 수신 빔 번호(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000092
)와 대응되는 열의 원소에 기초하여 최종 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000093
)를 생성할 수 있다. 기지국(200)은 빔 스위핑 행렬의
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000094
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000095
열에 기입된 숫자에 기초하여 최종 수신 빔에 대한 정보(
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000096
)를 생성할 수 있다. 사용자 단말(300)은 최종 수신 빔을 이용하여 기지국(200)으로부터 데이터를 수신할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른, 기술별 빔의 정확도를 나타낸 도면이고, 도 11은 다양한 실시예에 따른, 기술별 빔의 달성율(achievable rate)을 나타낸 도면이다.
통신 시스템(예: 도 2의 통신 시스템20)의 성능을 검증하기 위한 시뮬레이션 조건은 표1과 같다.
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000097
도 10 및 도 11을 참조하면, 완전 탐색 방식(Exhaustive search)이 모든 SNR(signal to noise ratio) 구간에서 가장 좋은 정확도와 달성율을 보인다. 낮은 SNR에서는 통신 시스템(20)이 M=2인 계층적 탐색 방식과 비슷한 성능을 보이고, 높은 SNR에서는 M=8인 계층적 탐색 방식과 비슷한 성능을 보인다. 계층적 탐색 방식(Hierarchical search)의 파라미터 M은 각 단계에서 기준 신호를 송신 및 수신하는 횟수이다. 표 2는 기술 별 추가적인 피드백 횟수 및 기준 신호의 송신/수신 횟수를 나타낸다.
Figure PCTKR2023006125-appb-img-000098
표 2를 참조하면, 완전 탐색 방식은 기준 신호 송신/수신 횟수가 64번이지만 통신 시스템(20)은 기준 신호 송신/수신 횟수가 16번으로, 통신 시스템(20)은 완전 탐색 방식에 비해 훨씬 적은, 기준 신호 송신/수신 횟수를 가진다. 또한 계층적 탐색 방식은 파라미터 M에 따라 각각 5, 2, 1번의 추가적인 피드백이 필요하지만 통신 시스템(20)은 추가적인 피드백을 필요로 하지 않는다.
다양한 실시예에 따른 통신 시스템(20)은 복수의 빔 스위핑 도메인을 이용함으로써 기준 신호의 송수신 횟수를 줄일 수 있고, 추가 피드백을 요구하지 않는 시스템일 수 있다. 통신 시스템(20)은 빔 학습의 소요 시간 및 오버헤드를 감소시킨 시스템일 수 있다.
도 12는 다양한 실시예에 따른, 통신 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
동작 1210 내지 동작 1250은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작(1210~1250)의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다.
동작 1210에서, 기지국(예: 도 2의 기지국(200))은 사용자 단말(예: 도 2의 사용자 단말(300))과의 통신을 위해 사용할 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 사용자 단말(300)에 송신할 수 있다.
동작 1230에서, 사용자 단말(300)이 참조 신호들에 기초하여 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔을 결정하고, 선별된 송신 빔에 대한 정보를 기지국(200)에 송신할 수 있다.
동작 1250에서, 기지국(000)이 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 최종 송신 빔에 기초하여 사용자 단말(300)과 통신을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 기지국(예: 도 2의 기지국(200))은 복수의 안테나들을 포함하는 안테나 어레이(예: 도 2의 안테나 어레이(210-1 ~ 210-n)), 안테나 어레이(210-1 ~ 210- n)를 통해 사용자 단말(예: 도 2의 사용자 단말(300))과 데이터를 교환하는 통신 모듈(예: 도 2의 통신 모듈(250)), 및 상기 통신 모듈(250)과 작동적으로 연결된 프로세서(예: 도 2의 프로세서(230))를 포함하고, 상기 프로세서(230)는, 상기 사용자 단말(300)과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말(300)에 송신하고, 상기 사용자 단말(300)에 의해 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔에 대한 정보를 상기 사용자 단말(300)로부터 수신하고, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말(300)과 통신을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(230)는, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 포함된 제1 빔 스위핑 도메인 및 제2 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 빔 스위핑 행렬을 생성하고, 상기 빔 스위핑 행렬 및 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보는, 각각의 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보들의 수일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 빔 스위핑 행렬은, 상기 제1 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 행의 개수로 하고, 상기 제2 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 열의 개수로 하는 행렬일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보는, 각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 송신 빔 후보의 송신 빔 번호일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(230)는, 상기 제1 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제1 송신 빔 번호, 상기 제2 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제2 송신 빔 번호, 및 상기 빔 스위핑 행렬에 기초하여 상기 최종 송신 빔을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(230)는, 상기 빔 스위핑 행렬에서 상기 제1 송신 빔 번호와 대응되는 행, 상기 제2 송신 빔 번호와 대응되는 열의 원소에 기초하여 상기 최종 송신 빔을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 통신 시스템(예: 도 2의 통신 시스템(10))은, 사용자 단말(300)과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말(300)에 송신하고, 상기 참조 신호들에 기초하여 상기 사용자 단말(300)에 의해 생성된, 최종 송신 빔에 대한 정보를 상기 사용자 단말(300)로부터 수신하고, 상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말(300)과 통신을 수행하는 기지국(200); 및 상기 기지국(200)으로부터 상기 참조 신호들을 수신하여 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔을 결정하고, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 상기 기지국(200)에 송신하는 사용자 단말(300을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 사용자 단말(300)은, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 포함된 제1 빔 스위핑 도메인에 및 제2 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 빔 스위핑 행렬을 생성하고, 상기 빔 스위핑 행렬 및 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보는, 각각의 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보들의 수일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 빔 스위핑 행렬은, 상기 제1 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 행의 개수로 하고, 상기 제2 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 열의 개수로 하는 행렬일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보는, 각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 송신 빔 후보의 송신 빔 번호일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 사용자 단말(300)은, 상기 제1 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제1 송신 빔 번호, 상기 제2 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제2 송신 빔 번호, 및 상기 빔 스위핑 행렬에 기초하여 상기 최종 송신 빔을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 사용자 단말(300)은, 상기 빔 스위핑 행렬에서 상기 제1 송신 빔 번호와 대응되는 행, 상기 제2 송신 빔 번호와 대응되는 열의 원소에 기초하여 상기 최종 송신 빔을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 통신 방법은, 기지국(200)이 사용자 단말(300)과의 통신을 위해 사용할 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말(300)에 송신하는 동작, 상기 사용자 단말(300)이 상기 참조 신호들에 기초하여 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔을 결정하고, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보를 상기 기지국(200)에 송신하는 동작, 및 상기 기지국(200)이 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말(300)과 통신을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 통신을 수행하는 동작은, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 포함된 제1 빔 스위핑 도메인 및 제2 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 빔 스위핑 행렬을 생성하는 동작 및 상기 빔 스위핑 행렬 및 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 빔 스위핑 행렬은, 상기 제1 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 행의 개수로 하고, 상기 제2 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 열의 개수로 하는 행렬일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보는, 각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 송신 빔 후보의 송신 빔 번호일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작은, 상기 제1 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제1 송신 빔 번호, 상기 제2 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제2 송신 빔 번호, 및 상기 빔 스위핑 행렬에 기초하여 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 빔 스위핑 행렬에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작은, 상기 빔 스위핑 행렬에서 상기 제1 송신 빔 번호와 대응되는 행, 상기 제2 송신 빔 번호와 대응되는 열의 원소에 기초하여 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 기지국에 있어서,
    복수의 안테나들을 포함하는 안테나 어레이;
    상기 안테나 어레이를 통해 사용자 단말과 데이터를 교환하는 통신 모듈; 및
    상기 통신 모듈과 작동적으로 연결된 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 단말과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고,
    상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말에 송신하고,
    상기 사용자 단말에 의해 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔에 대한 정보를 상기 사용자 단말로부터 수신하고,
    상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고,
    상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말과 통신을 수행하는,
    기지국.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 포함된 제1 빔 스위핑 도메인 및 제2 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 빔 스위핑 행렬을 생성하고,
    상기 빔 스위핑 행렬 및 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는,
    기지국.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보는,
    각각의 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보들의 수인,
    기지국.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 빔 스위핑 행렬은,
    상기 제1 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 행의 개수로 하고,
    상기 제2 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 열의 개수로 하는 행렬인,
    기지국.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 선별된 송신 빔에 대한 정보는,
    각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 송신 빔 후보의 송신 빔 번호인,
    기지국.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제1 송신 빔 번호, 상기 제2 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제2 송신 빔 번호, 및 상기 빔 스위핑 행렬에 기초하여 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는,
    기지국.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 빔 스위핑 행렬에서 상기 제1 송신 빔 번호와 대응되는 행, 상기 제2 송신 빔 번호와 대응되는 열의 원소에 기초하여 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는,
    기지국.
  8. 사용자 단말과의 통신을 위해 사용될 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말에 송신하고, 상기 참조 신호들에 기초하여 상기 사용자 단말에 의해 생성된, 최종 송신 빔에 대한 정보를 상기 사용자 단말로부터 수신하고, 상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말과 통신을 수행하는 기지국; 및
    상기 기지국으로부터 상기 참조 신호들을 수신하여 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔을 결정하고, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 상기 기지국에 송신하는 사용자 단말
    을 포함하는 통신 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 포함된 제1 빔 스위핑 도메인에 및 제2 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 빔 스위핑 행렬을 생성하고,
    상기 빔 스위핑 행렬 및 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는,
    통신 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보는,
    각각의 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보들의 수인,
    통신 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 빔 스위핑 행렬은,
    상기 제1 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 행의 개수로 하고,
    상기 제2 빔 스위핑 도메인에서 사용되는 송신 빔 후보의 수를 열의 개수로 하는 행렬인,
    통신 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 선별된 송신 빔에 대한 정보는,
    각각의 빔 스위핑 도메인에서 참조 신호의 수신 세기가 가장 큰 송신 빔 후보의 송신 빔 번호인,
    통신 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    상기 제1 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제1 송신 빔 번호, 상기 제2 빔 스위핑 도메인에 대응되는 제2 송신 빔 번호, 및 상기 빔 스위핑 행렬에 기초하여 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는,
    통신 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    싱기 사용자 단말은,
    상기 빔 스위핑 행렬에서 상기 제1 송신 빔 번호와 대응되는 행, 상기 제2 송신 빔 번호와 대응되는 열의 원소에 기초하여 상기 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하는,
    통신 시스템.
  15. 기지국이 사용자 단말과의 통신을 위해 사용할 수 있는 복수의 빔 스위핑 도메인을 결정하고, 상기 복수의 빔 스위핑 도메인 각각에서 사용되는 송신 빔 후보들을 통해 참조 신호들을 상기 사용자 단말에 송신하는 동작;
    상기 사용자 단말이 상기 참조 신호들에 기초하여 상기 송신 빔 후보들 중에서 선별된 송신 빔을 결정하고, 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보를 상기 기지국에 송신하는 동작; 및
    상기 기지국이 상기 선별된 송신 빔에 대한 정보 및 상기 복수의 빔 스위핑 도메인에 대한 정보에 기초하여 최종 송신 빔에 대한 정보를 생성하고, 상기 최종 송신 빔에 기초하여 상기 사용자 단말과 통신을 수행하는 동작
    을 포함하는, 통신 방법.
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