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KR102049772B1 - 빔포밍 시스템에서 신호 측정 방법 및 장치 - Google Patents

빔포밍 시스템에서 신호 측정 방법 및 장치 Download PDF

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KR102049772B1
KR102049772B1 KR1020130004602A KR20130004602A KR102049772B1 KR 102049772 B1 KR102049772 B1 KR 102049772B1 KR 1020130004602 A KR1020130004602 A KR 1020130004602A KR 20130004602 A KR20130004602 A KR 20130004602A KR 102049772 B1 KR102049772 B1 KR 102049772B1
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Abstract

본 발명은 빔포밍 시스템에서 신호 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 빔포밍을 이용한 무선 통신 단말의 신호 측정 방법은, 그룹 분류의 기준이 되는 그룹 설정 규칙을 획득하는 단계, 미리 설정된 시간 동안 각 송수신 빔 쌍에 대한 신호를 측정하는 단계, 상기 측정된 신호 및 상기 그룹 설정 규칙에 따라 각 송수신 빔 쌍을 둘 이상의 송수신 그룹으로 분류하는 분류단계, 상기 각 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍에 대해 상기 송수신 빔 그룹에 상응하는 측정규칙에 따라 신호 측정 및 보고를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 효율적으로 신호 측정을 수행하는 장치 및 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

빔포밍 시스템에서 신호 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASUREING SIGNAL IN BEAMFORMING SYSTEM}
본 발명은 신호 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빔포밍(beamforming) 시스템에서 신호 상태를 효과적으로 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
스마트폰 등과 같은 이동 단말의 이용으로 인해 이동통신 사용자들이 사용하는 평균 데이터의 양은 기하급수적으로 증가하고 있다. 이와 함께 더 높은 데이터 송신률에 대한 사용자들의 요구도 지속적으로 늘어나고 있다. 일반적으로 높은 데이터 송신률을 제공하는 방법으로는 더 넓은(Wide) 주파수 대역을 사용하여 통신을 제공하는 방법과 주파수 사용 효율을 높이는 방법이 있다. 그러나 후자의 방법으로 더 높은 평균 데이터 송신률은 제공하는 것은 매우 어렵다. 그 이유는 현 세대의 통신 기술들이 이미 이론적인 한계치에 가까운 주파수 사용 효율을 제공하고 있어서 기술 개량을 통해 그 이상으로 주파수 사용 효율을 높이는 것이 어렵기 때문이다. 따라서 데이터 송신률을 높이는 실현 가능한 방법은 더 넓은 주파수 대역을 통해 데이터 서비스를 제공하는 방향이라 할 수 있다. 이 때 고려해야 하는 것은 가용 주파수 대역이다. 현재의 주파수 분배 정책 상 1GHz 이상의 광대역 통신이 가능한 대역은 한정적이며, 현실적으로 선택 가능한 주파수 대역은 30GHz 이상의 밀리미터파 대역뿐이다. 이런 높은 주파수 대역의 신호는 종래의 셀룰러 시스템들이 사용하는 2GHz 대역의 신호와는 달리 거리에 따른 신호감쇄가 매우 심하게 발생한다. 이러한 신호감쇄로 인해 종래 셀룰러 시스템과 동일한 전력을 사용하는 기지국의 경우 서비스를 제공하는 커버리지가 상당히 감소하게 된다. 이에 따른 문제를 해결하기 위해서 송수신 전력을 좁은 공간에 집중하여 안테나의 송수신 효율을 높이는 빔포밍(beamforming) 기법이 널리 사용된다.
도 1은 어레이(Array) 안테나를 이용하여 빔포밍을 제공하는 기지국과 단말을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 기지국(110)의 각 셀(Cell)(Cell-0, Cell-1, Cell-2)은 복수의 어레이 안테나들(Array0, Array1)을 구비한다. 기지국(110)은 어레이 안테나들(Array0, Array1)을 사용하여 하향 송신(Tx) 빔의 방향을 바꿔가며 데이터를 송신할 수 있다. 또한 단말(130)도 수신(Rx) 빔의 방향을 바꿔가며 데이터를 수신할 수 있다.
상기 빔포밍 기법을 사용하여 통신을 수행하는 시스템에서 기지국(110)과 단말(130)은 다양한 송신 빔의 방향과 수신 빔의 방향 중에서 최적의 채널 환경을 보여주는 송신 빔의 방향과 수신 빔의 방향을 선택하여 데이터 서비스를 제공한다. 이러한 과정은 기지국(110)에서 단말(130)로 데이터를 송신하는 하향 채널뿐 아니라 단말(130)에서 기지국(110)으로 데이터를 송신하는 상향 채널에도 동일하게 적용된다.
기지국(110)이 송신 가능한 송신 빔의 방향의 개수가 N이고 단말(130)이 수신 가능한 수신 빔의 방향의 개수가 M이라고 했을 때, 최적의 하향 송수신 방향을 선택하는 가장 간단한 방법은 아래와 같다. 기지국(110)에서 N개의 가능한 송신 방향 각각으로 적어도 M 번 이상 사전에 약속된 신호를 송신하고 단말(130)이 N 개의 송신 빔 각각을 M개의 수신 빔을 이용해서 수신해 보는 방법이 그것이다. 이와 같은 방법에 따르면 기지국(110)은 특정 참조 신호(Reference signal)을 적어도 N × M번 송신해야 하고 단말(130)은 상기 참조 신호를 N × M번 수신하여 수신된 신호의 수신 강도를 측정해야 한다. 상기 단말(130)은 N × M 번의 측정치 중에서 가장 강한 측정치를 보이는 방향을 최적의 송수신 빔 방향, 즉 최적의 송신 빔 방향과 수신 빔 방향의 조합으로 판단할 수 있다. 이와 같이 기지국(110)이 송신 가능한 모든 방향으로 신호를 한번 이상 송신하는 과정을 빔 스위핑(beam sweeping) 과정이라고 하고, 단말(130)이 최적의 송수신 빔 방향을 선택하는 과정을 빔 선택(beam selection) 과정이라고 한다. 이런 최적의 하향 송수신 빔 선택 과정은 단말(130)로부터 기지국(110)으로 데이터를 송신하는 상향 송수신 과정에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 빔포밍 시스템에서 기지국(110)의 신호 전송 방식을 나타낸 도면이다. 도 2에서 기지국(110)은 특정 높이(201)의 위치에 설치되어 있으며 사전에 정해진 빔 폭(202)를 가지고 있다. 기지국의 빔 폭은 앙각(仰角)(elevation angle)과 방위각(azimuth) 각각에 대해서 정의될 수 있다. 또한 기지국(110)의 송신 빔이 특정 앙각(203, elevation angle)에 해당하는 방향으로 송신되는 것을 도시하고 있다. 기지국(110)은 일반적으로 단말(130)보다 높은 위치에 있으므로 앙각 대신 부각(俯角)(declination angle)이라는 용어를 사용할 수도 있다. 다만 이하에서는 용어 앙각(elevation angle)을 사용한다. 도 2에서 방위각은 생략되었다.
도 3은 기지국(110)으로부터 송신되는 송신빔의 앙각 및 방위각 조합을 나타낸 도면이다. 기지국(110)은 도 2와 같은 방식으로 설치되어 있다. 기지국(110)이 설치된 높이는 35m이다. 기지국(110)은 앙각(elevation angle)과 방위각(azimuth) 각각에 대해 5도의 빔 폭을 가지는 송신 빔을 송신한다. 기지국(110)은 이러한 송신 빔을 30도의 각도와 200m 거리의 커버리지를 가지는 하나의 섹터(sector)내에서 송신한다. 단말은 네 개의 수신 빔(RX1, RX2, RX3, RX4)를 이용할 수 있다. 도 3은 기지국(110)이 앙각(elevation angle)과 방위각(azimuth) 각각에 대해 5°의 빔 폭을 가지는 96개의 송신 빔을 이용하여 30°의 각도와 200m 거리의 커버리지를 가지는 하나의 섹터(sector)를 구성하는 경우를 도시한다.
기지국(110)이 송신하는 송신빔은 장애물이 없을 때 부채꼴의 형태를 띄며 퍼져서 전송된다. 하지만 도 3의 예에서는 설명의 편의를 위해 각각의 송신 빔이 직사각형 형태로 지면에 도달하는 것으로 표현하였다. 도 3의 직사각형 각각은 특정 방위각과 앙각을 가지는 송신 빔이 지면에 도달한 96개의 영역을 표현한다. 상기 96개의 송신 빔은 앙각이 높을수록 더 먼 지역까지 송신되며, 기지국에서 멀리 송신되는 송신 빔 일수록 거리가 멀어지면서 더 넓은 지역에 수신된다. 도 3의 각 직사각형 안에 적힌 비율은 특정 해당 위치로 송신된 송신 빔의 수신 영역이 총 96개의 영역에서 차지하는 면적의 비를 나타낸 것이다. 도 3에 나타난 바와 같이 동일한 앙각과 방위각을 가지는 송신 빔이라도 기지국의 경계 영역으로 송신되는 송신 빔은 중심부에 가까운 지역으로 송신되는 송신 빔에 비해 매우 넓은 지역에 수신되는 것을 알 수 있다. (35m의 기지국 높이와 200m의 커버리지를 가정한 도 3에서는 최대 480배 이상의 수신 영역의 면적 차이가 발생한다.)
빔포밍 시스템에서 단말은 물리적인 공간의 제약과 성능 상의 제약, 가격의 제약 등으로 인해 일반적으로 기지국처럼 좁은 빔 폭을 가지는 많은 수의 송수신 빔을 형성하는 것이 어렵다. 상기 도 3의 예에서는 단말(130)이 4개의 수신 빔(RX1, RX2, RX3, RX4)을 형성하여 기지국이 송신한 송신 빔을 수신한다. 이 경우 각 수신 빔의 방위각 빔 폭은 대략 90도 정도를 나타낸다.
도 3의 예에 나타난 것과 같이 좁은 앙각과 방위각을 가지는 송신 빔을 이용할 경우 많은 수의 송신 빔과 수신 영역이 기지국(110) 내에 존재한다. 특히 빔 스위핑 방식으로 송신되는 하향 동기 채널과 방송 제어 채널들을 도 3의 예와 같이 좁은 송신 빔을 이용하여 송신할 경우, 기지국(110) 내의 모든 좁은 송신 빔 방향으로 한번 이상씩 최소 96 번 이상의 반복 송신이 필요하다.
빔 스위핑 방식으로 하향 동기 채널과 방송 제어 채널들을 송신하는데 필요한 송신 회수는 기지국(110)의 커버리지 내에 존재하는 송신 빔의 수에 비례한다. 그러므로 도 3과 같은 기지국(110)에서 하향 동기 채널과 방송 제어 채널의 송신 오버헤드를 줄이는 가장 간단한 방법은 보다 적은 수의 송신 빔으로 기지국(110)의 커버리지 전 영역을 지원하는 것이다. 이를 위해서는 각 송신 빔의 빔 폭(beam width)이 넓어야 한다.
그러나 빔 폭이 늘어날수록 일반적으로 빔포밍 효과는 그에 비례하여 줄어든다. 즉, 빔 폭이 줄어들수록 빔포밍의 효과는 더 높아진다. 빔포밍 효과를 높이기 위해 빔 폭을 줄이면 하나의 기지국 영역을 지원하기 위해 필요한 송신빔의 수는 그에 따라 늘어나고, 따라서 방송 유형 채널들을 전송하는데 필요한 오버헤드는 늘어난다. 이렇게 빔포밍 효과와 방송 채널 전송 오버헤드는 서로 트레이드오프 관계를 가지고 있다.
이런 문제를 효과적으로 해결하기 위해 방송 채널을 전송하는데 사용하는 빔 폭과 사용자 데이터를 전송하는데 사용하는 빔 폭을 다원화하는 방안이 일반적으로 사용된다. 예를 들어 60도 섹터에서 방송 채널들을 전송하기 위한 송신빔으로 30도의 빔 폭을 가지는 송신빔을 사용하고 사용자 데이터를 전송하기 위한 송신빔으로는 10도의 빔 폭을 가지는 송신빔을 사용할 수 있다. 상기 예와 같이 둘 이상의 서로 다른 빔 폭을 사용하는 방식에 있어서 상대적으로 넓은 빔 폭을 가지는 송신빔을 와이드빔(wide beam) 혹은 넓은빔(coarse beam) 이라고 한다. 반대로 상대적으로 좁은 빔 폭을 가지는 송신빔을 네로우빔(Narrow beam) 혹은 좁은빔(fine beam)이라고 부른다. 수신빔에 대해서 둘 이상의 서로 다른 빔 폭을 사용하는 방식이 사용될 경우에도 마찬가지로 유사한 용어가 사용될 수 있다.
일반적인 통신시스템에서 단말은 하향링크(downlink)를 통해 기지국으로부터 데이터를 수신하기 위해서, 데이터 수신에 앞서서 데이터를 수신하는데 사용되는 하향 무선 채널의 수신 성능을 측정하여 그 값을 기지국에게 보고하여야 한다. 기지국은 보고된 무선 채널의 수신 성능 정보를 이용하여 상기 단말을 스케줄링 할 시점을 결정하고, 상기 단말의 채널 상황에 적합한 데이터 전송률을 결정한다. 단말이 기지국에게 데이터를 송신하는 상향링크(uplink)의 경우, 기지국이 상향 무선 채널의 수신 성능을 직접 측정하여 그 정보를 기반으로 상향 데이터 송신을 스케줄링 한다.
빔포밍 시스템에서 데이터를 송수신하는 동작은 상기 일반적인 통신 시스템의 송수신 동작과 동일하다. 다만 빔포밍 시스템에서는 데이터를 송수신할 수 있는 무선 채널(혹은 자원)의 수가 송수신 빔 쌍의 수만큼 늘어난다. 즉, 도 3과 같이 좁은 송신 빔을 사용하는 빔포밍 시스템의 경우, 기지국(110)은 특정 위치의 단말(130)에 대해서 그 단말(130)이 수신 가능한 좁은 송신 빔들 중에서 하나 이상의 송신 빔을 선택하여 데이터를 송신할 수 있다. 단말(130)은 기지국(110)의 송신 빔 선택을 돕기 위해 좁은 송신 빔 각각을 통해 전송되는 참조 신호를 각각의 수신 빔을 이용하여 수신하고 측정된 신호 세기를 기지국에게 보고한다.
이런 빈번한 신호 측정은 단말(130)의 과도한 전력 소모를 유발하는 문제가 있다. 또한 각 단말(130)들이 측정 결과를 보고하기 위해서는 상당한 상향 링크 자원이 할당되어야 하는데 이와 같은 보고 자원을 모든 단말(130)들에게 할당할 경우 많은 자원이 제어 정보의 전송에 사용되어 시스템 효율이 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 효율적으로 신호 측정을 수행하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 빔포밍을 이용한 무선 통신 단말의 신호 측정 방법은, 그룹 분류의 기준이 되는 그룹 설정 규칙을 획득하는 단계, 미리 설정된 시간 동안 각 송수신 빔 쌍에 대한 신호를 측정하는 단계, 상기 측정된 신호 및 상기 그룹 설정 규칙에 따라 각 송수신 빔 쌍을 둘 이상의 송수신 그룹으로 분류하는 분류단계, 및 상기 각 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍에 대해 상기 송수신 빔 그룹에 상응하는 측정규칙에 따라 신호 측정 및 보고를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 빔포밍을 이용한 무선 통신 기지국의 측정 보고 수신 방법은, 단말로부터 신호 측정 결과를 수신하는 단계, 상기 신호 측정 결과를 분석하여 송수신 빔 그룹 재설정이 필요한지 판단하는 단계, 및 상기 송수신 빔 그룹 재설정이 필요한 경우 상기 단말에게 송수신 빔 그룹 재설정 지시 및 송수신 빔 그룹 재설정에 필요한 정보를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 신호 측정을 수행하는 빔포밍을 이용한 무선 통신 단말은, 그룹 분류의 기준이 되는 그룹 설정 규칙을 획득하는 제어부 및 미리 설정된 시간 동안 각 송수신 빔 쌍에 대한 신호를 측정하는 통신부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 측정된 신호 및 상기 그룹 설정 규칙에 따라 각 송수신 빔 쌍을 둘 이상의 송수신 그룹으로 분류할 수 있다. 상기 통신부는 상기 각 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍에 대해 상기 송수신 빔 그룹에 상응하는 측정규칙에 따라 신호 측정 및 보고를 수행할 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 빔포밍을 이용한 무선 통신 기지국은, 단말로부터 신호 측정 결과를 수신하는 통신부 및 상기 신호 측정 결과를 분석하여 송수신 빔 그룹 재설정이 필요한지 판단하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 통신부는 상기 송수신 빔 그룹 재설정이 필요한 경우 상기 단말에게 송수신 빔 그룹 재설정 지시 및 송수신 빔 그룹 재설정에 필요한 정보를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 효율적으로 신호 측정을 수행하는 장치 및 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 어레이(Array) 안테나를 이용하여 빔포밍을 제공하는 기지국과 단말을 나타낸 도면이다.
도 2는 빔포밍 시스템에서 기지국(110)의 신호 전송 방식을 나타낸 도면이다.
도 3은 기지국(110)으로부터 송신되는 송신빔의 앙각 및 방위각 조합을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호를 송수신하기 위한 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따르는 기지국(510) 및 단말(520)의 빔 송수신을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 예에서 각 수신 빔을 통해 수신된 송신 빔들 각각의 수신 신호 세기 및 그 그룹 관계를 나타내다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따르는 여러 섹터와 단말의 배치를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따르는 여러 섹터와 단말의 송수신 빔 쌍의 분류를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따르는 참조신호의 신호 지연을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따르는 참조신호의 신호 지연을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 단말의 참조 신호 측정 과정의 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 기지국의 측정 결과 정보 처리 과정의 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 단말(MS)과 기지국(BS)의, 송수신 빔 그룹을 구성 과정의 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 기지국(1400) 및 단말(1450)의 블록구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 다음에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 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 일 실시 예에서는 송신기와 수신기 사이의 송수신 빔들을 빔포밍 특성, 송신기 및 수신기의 빔포밍 능력(capability) 및 송신기의 스케줄링 동작에서 해당 송수신 빔에 대한 정보의 중요도 등에 따라 하나 이상의 그룹으로 나누는 방법을 제안한다. 이를 위해서 본 발명에서 제안하는 방법에서 송신기는 송신 빔 각각에 대한 참조 신호를 해당 송신 빔을 이용하여 한번 이상 반복하여 송신하고, 수신기는 상기 송신기가 송신한 송신 빔 별 참조 신호를 수신기의 수심 빔 각각을 이용하여 수신하여 신호 세기를 측정하여야 한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 수신기가 측정한 송수신 빔 쌍(조합) 중에서 가장 신호 세기가 강한 송수신 빔을 송신기의 스케줄링 동작에서 가장 중요도가 높은 송수신 빔으로 정의한다. 또한 본 발명의 일 실시 예에서는 단말이 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 조합에 포함된 수신빔과 그 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔의 조합을, 그 이외의 수신 빔들과 그 수신빔을 통해 수신된 송신빔의 조합보다 더 높은 우선 순위의 송수신 빔 그룹으로 정의한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 상기 수신기가 측정한 가장 신호 세기가 강한 송수신 빔과 동일한 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 세기가 제1 경계값(threshold)보다 더 큰 송수신 빔 조합들을 또 다른 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 수신기가 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 조합의 수신 빔과 동일한 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 세기가 제2 경계값보다 더 작은 송수신 빔들을 또 다른 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 수신기가 측정한 가장 신호 세기가 강한 송수신 빔 조합의 수신 빔과 다른 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 세기가 제3 경계값보다 크거나 제4 경계값보다 작은 송수신 빔 조합들을 또 다른 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다.
또한 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 수신기가 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 조합의 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 상기 송신 빔 그룹에 속하지 않은 송신 빔들을 묶어서 또 다른 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 수신기가 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 조합의 수신 빔과 다른 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 상기 송신 빔 그룹에 속하지 않은 송신 빔들을 묶어서 또 다른 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다.
또한 본 발명의 일 실시 예에서는 각 그룹에 속하는 송수신 빔들에 대해 빔포밍 특성, 송신기 및 수신기의 빔포밍 능력(capability) 및 송신기의 스케줄링 동작에서 해당 송수신 빔에 대한 정보의 중요도 등에 따라 서로 다른 주기로 참조 신호를 측정하고 그 결과를 서로 다른 주기로 보고하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명의 일 실시 예에서는 각 그룹에 속하는 송신 빔들의 신호 측정 결과를 빔포밍 특성, 송신기 및 수신기의 빔포밍 능력(capability), 및 송신기의 스케줄링 동작에서 해당 송수신 빔에 대한 정보의 중요도 등에 따라 서로 다른 통신 채널을 통해 보고하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명의 일 실시 예에서는 각 그룹에 속하는 송신 빔들에 대해서 서로 다른 내용의 측정 결과를 보고하는 방법을 제안한다.
이하 본 명세서의 실시 예에서는 일반적인 통신 시스템의 기지국이 송신기이고 단말이 수신기인 하향 링크(Downlink)의 예를 이용하여 본 명세서에서 제안하는 내용을 설명한다. 하지만 본 발명의 내용은 단말이 송신기이고 기지국이 수신기인 상향 링크(Uplink)에 대해서도 일반적으로 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에서 신호를 송수신하기 위한 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 하나의 프레임(frame)은 5ms의 길이를 가지며 5개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 각각의 서브프레임은 기지국에서 단말을 향해 신호를 송신하는 하향(DownLink) 송신 구간(410)과 단말에서 기지국을 향해 신호를 송신하는 상향(UpLink) 송신 구간(420)으로 나뉘어진다. 도 4를 참조하면, 하향 데이터 송신 구간(410)의 일부는 스케줄링 정보를 전송하기 위한 스케줄링 영역(430)으로 사용되고, 또한 하향 데이터 송신 구간(410)의 일부는 하향 참조 신호(reference signal)를 송신하기 위한 구간(440)으로 사용된다.
본 발명의 일 실시 예에서 기지국은 상기 도 4의 하향 참조 신호 영역(440)을 통해 송신 빔 각각에 대한 참조 신호를 해당 송신 빔을 이용하여 한번 이상 반복하여 송신한다. 본 발명에서 제안하는 방법에서 단말은 상기 기지국이 송신한 각 송신 빔의 참조 신호를 단말의 각 수심 빔을 이용하여 수신하여 신호 세기 및/또는 신호 지연 기타 채널 상태를 측정하여야 한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 단말이 측정한 송수신 빔 쌍 중에서 가장 신호 세기가 강한 송수신 빔을 기지국의 스케줄링 동작에서 가장 중요도가 높은 송수신 빔으로 정의한다. 본 실시 예에서는 상기 가장 신호 세기가 강한 송수신 빔 조합을 제1 송수신 빔 그룹로 정의한다. 본 실시 예에서 기지국은 특정 단말을 스케줄링 할 때, 상기 단말의 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송신 빔을 사용할 경우, 가장 높은 데이터 전송률로 데이터를 송신할 수 있다고 판단할 수 있다. 상기 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍의 상태 정보는 스케줄링 시 중요하게 사용되므로 다른 송수신 빔보다 더 빈번하게 측정되어야 한다.
상기 단말은 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍의 수신 성능을 측정하기 위해 해당 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍의 수신 빔을 이용하여 기지국이 하향 참조 신호 영역(440)을 통해 송신한 송신 빔 중, 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍의 송신 빔의 참조 신호를 측정한다. 이 과정에서 단말은 동일한 수신 빔을 사용하여 기지국이 송신한 다른 여러 송신 빔의 참조 신호를 용이하게 측정할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에서는 단말이 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔과 동일한 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들을 그 이외의 수신 빔들을 통해 수신된 정보보다 더 높은 우선 순위의 송수신 빔 그룹으로 정의한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 상기 단말이 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 쌍의 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 세기가 제1 경계값보다 더 큰 송수신 빔들을 제2 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다. 본 발명의 일 실시 예에서 제안하는 방법에서 상기 제1 경계값은 특정 데이터 전송률에 대응되는 신호 세기로 정의될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 경계값은 상기 단말이 요구하는 서비스 수준을 충족할 수 있는 최저의 데이터 전송률에 대응되는 신호 세기로 정의될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 제안하는 방법에서 기지국은 특정 단말을 스케줄링 할 때, 상기 단말의 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송신 빔을 사용할 경우, 단말의 서비스 요구 수준을 충족하는 데이터 전송률로 데이터를 송신할 수 있다고 판단할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 단말이 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 쌍의 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 세기가 제2 경계값보다 더 작은 송수신 빔들을 제3 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다. 본 발명의 일 실시 예에서 제안하는 방법에서 상기 제2 경계값은 특정 데이터 전송률에 대응되는 신호 세기 혹은 데이터 전송이 가능한 최소한의 신호 세기로 정의될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 제안하는 방법에서 상기 제2 경계값을 충분히 낮게 설정할 경우, 제3 송수신 빔 그룹은 상기 단말에 대해 수신 신호가 낮은 송신 빔 및 수신 빔의 쌍으로 구성된다. 기지국은 상기 단말의 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송신 빔들을 사용하여 다른 사용자에게 데이터를 송신했을 때, 상기 단말에 미치는 간섭이 제2 경계값에 대응되는 수준이 될 것을 판단할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 단말이 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 쌍에 속하는 수신 빔과 다른 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 세기가 제3 경계값보다 큰 송수신 빔들을 제4 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다. 본 발명의 일 실시 예에서 제안하는 방법에서 상기 제3 경계값은 특정 데이터 전송률에 대응되는 신호 세기로 정의될 수 있다. 예를 들어 상기 제3 경계값은 상기 단말이 요구하는 서비스 수준을 충족할 수 있는 최저의 데이터 전송률에 대응되는 신호 세기로 정의될 수 있다. 상기 예와 같이 제3 경계값이 정의된 경우, 기지국은 특정 단말을 스케줄링 할 때, 상기 단말의 제4 송수신 빔 그룹에 속하는 송신 빔을 사용할 경우, 단말의 서비스 요구 수준을 충족하는 데이터 전송률로 데이터를 송신할 수 있다고 판단할 수 있다
또한 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 단말이 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 쌍의 수신 빔과 다른 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 세기가 제4 경계값보다 작은 송수신 빔들을 제5 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다. 본 발명의 일 실시 예에서 제안하는 방법에서 상기 제4 경계값은 특정 데이터 전송률에 대응되는 신호 세기 혹은 데이터 전송이 가능한 최소한의 신호 세기로 정의될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 제안하는 방법에서 상기 제4 경계값을 충분히 낮게 설정할 경우, 제5 송수신 빔 그룹은 상기 단말에 대해 수신 신호가 낮은 송수신 빔들의 쌍으로 구성된다. 기지국은 상기 단말의 제5 송수신 빔 그룹에 속하는 송신 빔들을 사용하여 다른 사용자에게 데이터를 송신했을 때, 상기 단말에 미치는 간섭이 제4 경계값에 대응되는 수준이 될 것을 판단할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 단말이 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 쌍의 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 상기 송신 빔 그룹에 속하지 않은 송신 빔들을 묶어서 제6 송수신 빔 그룹으로 정의하는 방법을 제안한다.
또한 본 발명의 일 실시 에에서는 상기 단말이 측정한 신호 세기가 가장 강한 송수신 빔 쌍의 수신 빔과 다른 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 상기 송신 빔 그룹에 속하지 않은 송신 빔들을 묶어서 제7 송수신 빔 그룹을로 정의하는 방법을 제안한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따르는 기지국(510) 및 단말(520)의 빔 송수신을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면 하나의 기지국(510)은 n개의 송신 빔(TX1 ~ TXn) 각각에 대한 참조 신호를 해당 송신 빔을 이용하여 한번 이상 반복하여 송신한다. 단말(520)은 4개의 수신 빔(RX1 ~ RX4)을 이용하여 상기 참조 신호를 수신한다. 도 5의 예에서 단말(520)은 수신 빔 RX1을 통해 송신 빔 TX2, TX3, TX4, TX5을 수신할 경우 신호 세기가 미리 설정된 특정 세기 이상인 것으로 측정한다. 또한 단말(520)은 수신 빔 RX2를 통해 송신 빔 TX4를 수신할 경우 신호 세기가 상기 특정 세기 이상인 것으로 측정한다.
도 6은 도 5의 예에서 각 수신 빔을 통해 수신된 송신 빔들 각각의 수신 신호 세기 및 그 그룹 관계를 나타내다. 도 6의 실시 예에서는 제 3 경계값(threshold)이 제 1 경계값과 같고, 제 4 경계값이 제 2 경계값과 같은 것을 가정한다.
도 6의 예에서는 수신 빔 RX1을 통해 수신된 송신 빔 TX3의 참조 신호가 가장 높은 수신 신호 세기를 나타내고 있다. 본 실시 예에서 가장 최적의 송신 빔 및 수신 빔의 쌍/조합(pair/combination)은 제1 송수신 빔 그룹(g1)으로 정의된다. 즉, 해당 하향 송수신 빔 쌍 (TX3, RX1)이 제1 송수신 빔 그룹(g1)으로 정의된다. 이하에서는 편의상 송수신 빔 쌍을 (송신빔, 수신빔)의 형태로 표시한다. 송신빔과 수신빔의 쌍을 형성할 때 순서는 반대가 되어도 무방하다. 도 6의 참조신호 1, 참조신호2, ... 참조신호n은 각각 송신 빔 TX1, TX2, ..., TXn에 대응된다. 도 8, 도 9, 도 10에 대해서도 마찬가지 대응관계가 성립한다.
또한 본 실시 예에서, 제1 그룹에 속한 수신 빔과 제1 그룹에 속하지 않는 다른 송신 빔의 조합으로 전달되는 신호 세기가 제1 경계값(threshold)을 초과하면 해당 송신 빔 및 수신 빔의 조합은 제2 송수신 빔 그룹(g2)으로 정의된다. 즉, 도 6의 예에서 수신 빔 RX1을 통해 수신된 송신 빔 TX2와 TX5의 참조 신호의 신호 세기가 상기 제1 경계값(threshold)를 초과하므로 송수신 빔 조합 (TX2, RX1)과 (TX5, RX1)이 제2 송수신 빔 그룹(g2)으로 정의된다. 상기 제1 경계값은 상기 단말이 요구하는 서비스 수준(QoS)을 충족할 수 있는 최저의 데이터 전송률에 대응되는 신호 세기로 정의될 수 있다.
본 실시 예에서 제1 그룹에 속한 수신 빔과 제1 그룹에 속하지 않는 다른 송신 빔의 조합으로 전달되는 신호 세기가 제2 경계값(threshold) 미만인 경우 해당 송수신 빔 조합은 제3 송수신 빔 그룹(g3)으로 정의된다. 도 6의 예에서 수신 빔 RX1을 통해 수신된 송신 빔 중 송신 빔 TX2, TX3, TX4, TX5를 제외한 나머지 송신 빔들(TX1, TX6, ..., TXn)은 제2 경계값(threshold)보다 낮은 신호 세기로 수신되어 송수신 빔 조합 (TX1, RX1), (TX6, RX1), ...(TXn, RX1)은 송수신 빔 그룹 3으로 정의된다. 상기 제2 경계값은 데이터 전송이 가능한 최소한의 신호 세기로 정의될 수 있다.
본 실시 예에서 제1 그룹에 속한 수신 빔과 제1 그룹에 속하지 않는 다른 송신 빔의 조합으로 전달되는 신호 세기가 제2 경계값(threshold) 이상이고 제1 경계값 이하인 경우 해당 송수신 빔 조합은 제6 송수신 빔 그룹(g6)으로 정의된다. 수신 빔 RX1을 통해 수신된 송신 빔 TX4의 신호 세기는 제1 경계값이하이고 제2 경계값 2이상이므로 송수신 빔 쌍 (TX4, RX1)는 제6 송수신 빔 그룹(g6)으로 정의된다.
도 6의 예에서 수신 빔 RX1을 제외한 나머지 수신 빔 중, 수신 빔 RX2과 송신 빔 TX4의 송수신 빔 쌍을 통한 참조 신호의 신호 세기가 제3 경계값(즉, 상기 제1 경계값)보다 큰 것으로 측정되었다. 이 경우 송수신 빔 쌍(TX4, RX2)는 제4 송수신 빔 그룹(g4)으로 정의된다. 또한 송수신 빔 (TX4, RX2)를 제외하고 수신 빔 RX2, RX3, RX4를 통해 수신된 나머지 송신 빔들은 제4 경계값(즉, 제2 경계값)보다 낮은 신호 세기로 수신되어 이들 송수신 빔 쌍은 제5 송수신 빔 그룹(g5)로 정의된다. 도 6의 예에서는 수신 빔 RX1을 제외한 나머지 수신 빔 RX2, RX3, RX4를 통해 수신된 송수신 빔들이 모두 그룹 4나 그룹 5로 정의되어, 추후 설명할 제7 송수신 빔 그룹 7에 속하는 송수신 빔은 존재하지 않는다.
도 6의 송수신 빔 그룹의 분류 과정을 간략히 요약하면 아래와 같다.
제1 송수신 빔 그룹: 최고 신호 세기의 송신빔-수신빔 쌍 하나 - (TX3, RX1)
제2 송수신 빔 그룹: 제1 경계값을 넘는 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔은 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)이고 송신 빔은 제1 송수신 빔 그룹의 송신 빔(TX3)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - (TX2, RX1), (TX5, RX1)
제3 송수신 빔 그룹: 제2 경계값 미만의 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)인 송수신 빔 쌍(들) - (TX1, RX1), (TX6, RX1), ..., (TXn, RX1)
제4 송수신 빔 그룹: 제3 경계값을 넘는 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - (TX4, RX2)
제5 송수신 빔 그룹: 제4 경계값 미만의 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - (TX1, RX2), (TX2, RX2), (TX3, RX2), (TX5, RX2), ..., (TXn, RX2), (TX1, RX3), ..., (TXn, RX3), (TX1, RX4), ..., (TXn, RX4)
제6 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 이하, 제2 경계값 이상의 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)인 송수신 빔 쌍(들) - (TX4, RX1)
제7 송수신 빔 그룹: 제3 경계값 이하, 제4 경계값 이상의 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - 도 6에는 없음
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따르는 여러 섹터와 단말의 배치를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 각 섹터(또는 기지국)은 n개의 송신 빔(TX1 ~ TXn)을 가진다. 각 섹터는 각 송신 빔에 대한 참조 신호를 해당 송신 빔을 이용하여 한번 이상 반복하여 송신한다. 단말은 4개의 수신 빔(RX1 ~ RX4)을 이용하여 상기 참조 신호를 수신한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따르는 여러 섹터와 단말의 송수신 빔 쌍의 분류를 나타낸 도면이다. 제2 실시예의 분류 방식은 제1 실시 예와 유사하지만, 여러 섹터(기지국)의 참조신호가 고려되는 점에서 차이가 있다. 도 8을 참조하면 그래프의 각 막대는 도 7의 예에서 단말이 수신한 각 수신 빔 및 송신 빔 (혹은 해당 송신 빔의 참조 신호) 쌍 각각의 수신 신호 세기를 나타낸다. 도 8의 예에서 송수신 빔들은 수신 신호 세기에 따라 서로 다른 그룹으로 분류된다. 도 8의 예에서 참조신호 1 내지 참조신호 N은 각각 송신 빔 TX1 내지 TXn과 대응된다. 또한 도 8의 실시 예에서는 제 3 경계값(threshold)이 제 1 경계값과 같고, 제 4 경계값이 제 2 경계값과 같은 것을 가정한다.
또한 설명의 편의를 위해 각각의 참조신호를 그 참조신호를 송신한 기지국과 함께 하나의 쌍으로 표현한다. 즉, 섹터 13이 송신 빔 TX1을 통해 송신한 참조신호 1을 (섹터 13, 참조신호 1)의 쌍으로 표현한다. 이는 도 10의 실시 예에도 마찬가지로 적용된다.
도 8의 예에서는 수신 빔 RX2과 섹터 1의 송신 빔 TX3의 쌍을 통해 수신되는 참조 신호가 가장 강한 수신 신호 세기를 나타낸다. 따라서 해당 하향 송수신 빔 쌍 ((섹터1, TX3), RX2)이 제1 송수신 빔 그룹(g1)으로 정의된다. 또한 도 8의 예에서 수신 빔 RX2과 섹터 12의 송신 빔 TX9의 쌍을 통해 수신되는 참조 신호의 신호 세기가 제1 경계값(threshold)보다 크므로 송수신 빔 쌍 ((섹터 12, TX9), RX2)가 제2 송수신 빔 그룹(g2)으로 정의된다. 상기 제1 경계값은 상기 단말이 요구하는 서비스 수준을 충족할 수 있는 최저의 데이터 전송률에 대응되는 신호 세기로 정의될 수 있다.
도 8의 예에서 수신 빔 RX2을 통해 수신된 송신 빔의 참조신호 중 섹터 1의 송신 빔 TX3의 참조신호와 섹터 12의 송신 빔 TX9의 참조 신호를 제외한 나머지 송신 빔의 참조신호들은 제2 경계값(threshold)보다 약한 신호 세기로 수신된다. 따라서 RX2를 포함하는 송수신 빔 쌍(들) 중 (섹터 1, TX3)/(섹터 12, TX9)를 포함하지 않는 송수신 빔 쌍(들) ((섹터 1, TX1), RX2), ((섹터 1, TX2), RX2), ((섹터 1, TX4), RX2), ... ((섹터 1, TXn), RX2), ((섹터 2, TX1), RX2), ..., ((섹터 21, TXn), RX2) 은 제3 송수신 빔 그룹(g3)으로 정의된다. 상기 제2 경계값은 데이터 전송이 가능한 최소한의 신호 세기로 정의될 수 있다.
도 8의 예에서 수신 빔 RX2를 제외한 나머지 수신 빔 중, 수신 빔 RX3 및 섹터 5의 송신 빔 TX2을 통해 전달되는 참조 신호와 수신 빔 RX4및 섹터 9의 송신 빔 TX6을 통해 전달되는 참조 신호의 신호 세기가 제1 경계값(threshold)를 초과하여 송수신 빔 쌍(들) ((섹터 5, TX2), RX3)와 ((섹터 9, TX6), RX4)는 제4 송수신 빔 그룹(g4)으로 정의된다.
또한 송수신 빔 쌍들 ((섹터 5, TX2), RX3)와 ((섹터 9, TX6), RX4)를 제외하고 수신 빔 RX1, RX3, RX4를 통해 수신되는 나머지 송신 빔들은 제2 경계값(threshold) 보다 낮은 신호 세기로 수신되어 해당 송수신 빔 쌍들은 제5 송수신 빔 그룹(g5)으로 정의된다.
도 8의 예에서는 본 실시 예에서 제안하는 그룹 구성 방법 중 제6 송수신 빔 그룹과 제7 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔은 존재하지 않는다.
도 8의 송수신 빔 그룹의 분류 과정을 간략히 요약하면 아래와 같다.
제1 송수신 빔 그룹: 최고 신호 세기의 송신빔-수신빔 쌍 하나 - ((섹터 1, TX3), RX2)
제2 송수신 빔 그룹: 제1 경계값을 넘는 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔은 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)이고 송신 빔은 제1 송수신 빔 그룹의 송신 빔(TX3)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - ((섹터 12, TX9), RX2)
제3 송수신 빔 그룹: 제2 경계값 미만의 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)인 송수신 빔 쌍(들) - ((섹터 1, TX1), RX2), ((섹터 1, TX2), RX2), ((섹터 1, TX4), RX2), ... ((섹터 1, TXn), RX2), ((섹터 2, TX1), RX2), ..., ((섹터 21, TXn), RX2)
제4 송수신 빔 그룹: 제1 경계값을 넘는 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - ((섹터 5, TX2), RX3)와 ((섹터 9, TX6), RX4)
제5 송수신 빔 그룹: 제2 경계값 미만의 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - 도 8에서는 수신 빔이 RX1, RX3, RX4 중 어느 하나인 송수신 빔 쌍 중 제4 송수신 빔 그룹에 속하지 않는 나머지 모두
제6 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 이하, 제2 경계값 이상의 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)인 송수신 빔 쌍(들) - 도 8에는 없음
제7 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 이하, 제2 경계값 이상의 신호 세기의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - 도 8에는 없음
도 6 및 도 8의 실시 예에서 송수신 빔 그룹의 분류는 단말에서 수행될 수도 있고, 단말로부터 신호세기 정보를 수신한 기지국이나 기타 네트워크 엔티티에서 수행될 수도 있다. 또한 단말 및 기지국에서 모두 송수신 빔 그룹의 분류를 수행할 수도 있다.
도 6 및 도 8의 실시 예에서 제2 송수신 빔 그룹과 제6 송수신 빔 그룹을 구분하는 기준인 제1 경계값은 제4 송수신 빔 그룹과 제7 송수신 빔 그룹을 구분하는 데에도 활용된다. 다만 변형 예에 따르면, 제2 송수신 빔 그룹과 제6 송수신 빔 그룹을 구분하는 기준으로는 제1 경계값이 사용되지만 제4 송수신 빔 그룹과 제7 송수신 빔 그룹을 구분하는 데에는 제3 경계값이 사용될 수도 있다. 이 때 제1 경계값과 제3 경계값은 서로 다른 값이다.
마찬가지로 도 6 및 도 8의 실시 예에서 제3 송수신 빔 그룹과 제6 송수신 빔 그룹을 구분하는 기준인 제2 경계값은 제5 송수신 빔 그룹과 제7 송수신 빔 그룹을 구분하는 데에도 활용된다. 다만 변형 예에 따르면, 제3 송수신 빔 그룹과 제6 송수신 빔 그룹을 구분하는 기준으로는 제2 경계값이 사용되지만 제5 송수신 빔 그룹과 제7 송수신 빔 그룹을 구분하는 데에는 제4 경계값이 사용될 수도 있다. 이 때 제2 경계값과 제4 경계값은 서로 다른 값이다.
도 6 및 도 8을 참조하면 알 수 있듯이, 제1 경계값은 제2 경계값보다 큰 값이다.
도 6 및 도 8의 실시 예에서, 송수신 빔 쌍의 신호세기는 3개의 영역으로 나뉜다. 제1 영역은 제1 경계값을 초과하는 영역이다. 제2 영역은 제2 경계값 이상, 제1 경계값 이하의 영역이다. 제3 영역은 제2 경계값 미만의 영역이다.
도 6 및 도 8의 실시 예에서 제1 송수신 빔 그룹은 가장 강한 신호 세기에 해당하는 송수신 빔 쌍만을 포함한다. 그 외에 제2 송수신 빔 그룹 내지 제7 송수신 빔 그룹은 아래 두 가지 조건에 따라 분류된다. 첫 번째 조건은 송수신 빔 쌍의 신호세기가 어느 영역(제1 영역, 제2 영역, 제3 영역)에 속하는지에 대한 조건이다. 두 번째 조건은 해당 송수신 빔 쌍의 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔인지 여부에 대한 조건이다. 다만, 변형 예에 따르면 이러한 분류 중 일부 분류는 수행되지 않을 수도 있다. 예를 들어 제2 경계값을 이용한 분류가 수행되지 않을 수 있다. 이 경우 제6 그룹과 제3 그룹은 동일한 그룹으로 분류된다. 또한 제7 그룹과 제5 그룹이 동일한 그룹으로 분류될 수 있다. 다른 예를 들면, 제2 경계값 미만의 신호세기에 해당하는 송수신 빔들은 그 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔인지 여부에 관계 없이 모두 하나의 그룹으로 분류될 수도 있다. 이 경우 제3 그룹과 제5 그룹은 동일한 그룹으로 분류된다. 이와 같이 분류 방식에 다양한 변형이 가능하다.
본 발명의 제3 실시 예에 따르면 단말은 송수신 빔 쌍을 통해 전달된 신호 중에서 수신 신호 지연이 가장 작은 송수신 빔 쌍을 제1 송수신 빔 그룹으로 정의한다. 또한 본 실시 예에서는 단말은 상기 단말이 측정한 신호 지연이 가장 작은 송수신 빔 쌍의 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 지연이 가장 신호 지연이 작은 송수신 빔 쌍(제1 송수신 빔 그룹)과 비교하여 신호 지연 차이가 제1 경계값 이내인 송수신 빔들을 제2 송수신 빔 그룹으로 정의한다. 또한 본 실시 예에서는 단말은 상기 단말이 측정한 신호 지연이 가장 작은 송수신 빔 쌍의 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 지연이 가장 신호 지연이 작은 송수신 빔쌍(제1 송수신 빔 그룹)과 비교하여 신호 지연 차이가 제2 경계값보다 더 큰 송수신 빔들을 제3 송수신 빔 그룹으로 정의한다.
또한 본 실시 예에서는 단말은 상기 단말이 측정한 신호 지연이 가장 작은 송수신 빔 쌍의 수신 빔이 아닌 다른 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 가장 신호 지연이 작은 송수신 빔 쌍(제1 송수신 빔 그룹) 과 비교하여 수신 신호 지연의 차이가 제1 경계값 이내인 송수신 빔들을 제4 송수신 빔 그룹으로 정의한다. 또한 본 실시 예에서는 단말은 상기 단말이 측정한 신호 지연이 가장 작은 송수신 빔 쌍(제1 송수신 빔 그룹)의 수신 빔이 아닌 다른 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 수신 신호 지연이 가장 신호 지연이 작은 제1 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍과 비교하여 신호 지연의 차이가 제2 경계값보다 큰 송수신 빔들을 제5 송수신 빔 그룹으로 정의한다.
또한 본 실시 예에서는 단말은 상기 단말이 측정한 신호 지연이 가장 작은 송수신 빔 쌍(제1 송수신 빔 그룹)의 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 상기 제1 송신빔 그룹 및 제3 송신 빔 그룹에 속하지 않은 송신 빔들을 제6 송수신 빔 그룹으로 정의한다.
또한 본 실시 예에서는 단말은 상기 단말이 측정한 신호 지연이 가장 작은 송수신 빔 쌍의 수신 빔이 아닌 다른 수신 빔을 통해 수신된 여러 송신 빔들 중에서 상기 제4 송신빔 그룹 및 제5 송신 빔 그룹에 속하지 않은 송신 빔들을 묶어서 제7 송수신 빔 그룹으로 정의한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따르는 참조신호의 신호 지연을 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면 도 5의 시스템 구성에서 각 수신 빔을 통해 수신된 송신 빔들 (혹은 각 송신 빔의 참조 신호) 각각의 수신 신호 지연이 도시된다. 각 막대는 참조신호의 전송 시점을 나타낸다. 도 9의 그래프에서 가로축이 시간 축이다. 각 막대의 시작 부분, 즉 왼쪽 끝부분과 시간축의 시작 부분과의 거리가 추가적 신호 지연 시간이 된다. 즉, 신호 지연이 가장 작은 송수신 빔 쌍 (TX3, RX1)의 신호 지연 시간을 기준으로 얼마나 더 큰 신호 지연이 발생하는지가 송수신 빔 그룹 분류의 한 기준이 된다. 이하에서 신호 지연이 가장 작은 송수신 빔 쌍(TX3, RX1)의 신호 지연 시간과 다른 송수신 빔 쌍 (x, y) 의 신호 지연을 비교한 차이를 송수신 빔 쌍 (x, y)의 추가적 신호 지연이라고 표현한다.
도 9의 예에서는 수신 빔 RX1을 통해 수신된 송신 빔 TX3의 참조 신호가 가장 작은 수신 신호 지연을 나타내 해당 하향 송수신 빔 쌍 (TX3, RX1)이 제1 송수신 빔 그룹(g1)으로 정의된다. 또한 도 9의 예에서 수신 빔 RX1을 통해 수신된 송신 빔 TX2와 TX5의 참조 신호가 가장 신호 지연이 작은 송수신 빔 쌍(제1 송수신 빔 그룹)과 비교한 추가적 신호 지연이 제1 경계값(threshold)(T1)이내이므로 송수신 빔 쌍 (TX2, RX1)과 (TX5, RX1)이 제2 송수신 빔 그룹(g2)로 정의된다. 송수신 빔 쌍(TX4, RX1)의 추가적 신호 지연은 제1 경계값(T1) 이상 제2 경계값(T2) 미만이고 제1 송수신 빔 그룹의 수신 빔(RX1)을 포함하므로, 송수신 빔 쌍(TX4, RX1)은 제6 송수신 빔 그룹(g6)으로 분류된다.
도 9의 예에서 수신 빔 RX1을 통해 수신된 송신 빔 중 송신 빔 TX2, TX3, TX4, TX5의 참조 신호를 제외한 나머지 송신 빔들은 가장 신호 지연이 작은 송수신 빔 쌍(제1 송수신 빔 그룹)과 비교하여 신호 지연의 차이가 제2 경계값(threshold)(T2)를 초과하여 제3 송수신 빔 그룹(g3)으로 정의된다.
도 9의 예에서 제1 송수신 빔 그룹(g1)의 수신 빔 RX1을 제외한 나머지 수신 빔(RX2, RX3, RX4) 중, 수신 빔 RX2를 통해 수신된 송신 빔 TX4의 참조 신호의 추가적 신호 지연이 제1 경계값(threshold)(T1) 미만이므로, 송수신 빔 쌍 (TX4, RX2)는 제4 송수신 빔 그룹(g4)으로 정의된다. 또한 수신 빔 RX2, RX3, RX4과 송신빔들의 조합 중 송수신 빔 쌍(TX4, RX2)를 제외한 나머지 송수신 빔 쌍들은 추가적 신호 지연이 제2 경계값(threshold)(T2)를 초과하여 제5 송수신 빔 그룹(g5)로 정의된다. 도 9의 예에서는 본 실시 예에서 제안하는 그룹 구성 방법 중 그룹 7에 속하는 송수신 빔은 존재하지 않는다.
도 9의 송수신 빔 그룹의 분류 과정을 간략히 요약하면 아래와 같다.
제1 송수신 빔 그룹: 신호 지연이 가장 짧은 송신빔-수신빔 쌍 하나 - (TX3, RX1)
제2 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 미만의 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔은 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)이고 송신 빔은 제1 송수신 빔 그룹의 송신 빔(TX3)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - (TX2, RX1), (TX5, RX1)
제3 송수신 빔 그룹: 제2 경계값을 초과하는 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)인 송수신 빔 쌍(들) - (TX1, RX1), (TX6, RX1), ..., (TXn, RX1)
제4 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 미만의 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - (TX4, RX2)
제5 송수신 빔 그룹: 제2 경계값을 초과하는 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - 도 9에서는 수신 빔이 RX2, RX3, RX4 중 어느 하나인 송수신 빔 쌍 중 제4 송수신 빔 그룹에 속하지 않는 나머지 모두
제6 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 이상, 제2 경계값 이하의 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)인 송수신 빔 쌍(들) - (TX4, RX1)
제7 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 이상, 제2 경계값 이하의 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX1)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - 도 9에는 없음
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따르는 참조신호의 신호 지연을 나타낸 도면이다. 도 10은 도 7의 예시적 시스템에서 각 수신 빔을 통해 수신된 송신 빔들 (혹은 각 송신 빔의 참조 신호) 각각의 수신 신호 지연을 도시한다. 송수신 빔들은 수신 신호 지연에 따라 서로 다른 그룹으로 분류된다. 제4 실시예의 분류 방식은 제3 실시 예와 유사하지만, 여러 섹터(기지국)의 참조신호가 고려되는 점에서 차이가 있다.
도 10의 예에서는 수신 빔 RX2와 섹터 1의 송신 빔 TX3의 송수신 빔 쌍을 통해 전달되는 참조 신호가 가장 작은 수신 신호 지연을 나타낸다. 따라서 해당 하향 송수신 빔 쌍 ((섹터 1, TX3), RX2)이 제1 송수신 빔 그룹(g1)으로 정의된다. 또한 도 10의 예에서 제1 송수신 빔 그룹의 수신 빔 RX2 및 섹터 12의 송신 빔 TX9의 송수신 빔 쌍의 참조 신호의 추가적 신호 지연이 제1 경계값(threshold) (T1)이내의 신호 지연을 가진다. 따라서 송수신 빔 쌍 ((섹터 12, TX9), RX2)가 제2 송수신 빔 그룹(g2)로 정의된다. 도 10의 예에서 수신 빔 RX2을 통해 수신된 송신 빔 중 섹터 1의 송신 빔 TX3과 섹터 12의 송신 빔 TX9을 제외한 나머지 송신 빔들은 추가적 신호 지연이 제2 경계값(threshold)(T2)를 초과하여 제3 송수신 빔 그룹으로 정의된다.
도 10의 예에서 수신 빔 RX2를 제외한 나머지 수신 빔(RX1, RX3, RX4) 중, 수신 빔 RX3를 통해 수신된 섹터 5의 송신 빔 TX2의 참조 신호와 수신 빔 RX4를 통해 수신된 섹터 9의 송신 빔 TX6의 참조 신호의 추가적 신호 지연이 제1 경계값(threshold)(T1) 미만이므로 송수신 빔 쌍 ((섹터 5, TX2), RX3)와 송수신 빔 쌍 ((섹터 9, TX6), RX4)는 제4 송수신 빔 그룹(g4)으로 정의된다. 또한 수신 빔 RX1, RX3, RX4이 포함된 송수신 빔 쌍 중 송수신 빔 쌍((섹터 5, TX2), RX3)와 ((섹터 9, TX6), RX4)를 제외한 나머지 송수신 빔 쌍은 추가적 신호 지연이 제2 경계값(threshold)(T2)을 초과하여 제5 송수신 빔 그룹(g5)으로 정의된다. 도 10의 예에서는 본 실시 예에서 제안하는 그룹 구성 방법 중 제6 송수신 빔 그룹 또는 제7 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔은 존재하지 않는다.
도 10의 송수신 빔 그룹의 분류 과정을 간략히 요약하면 아래와 같다.
제1 송수신 빔 그룹: 신호 지연이 가장 짧은 송신빔-수신빔 쌍 하나 - ((섹터1, TX3), RX2)
제2 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 미만의 추가적 신호 지연을 가지는 송수신 빔 쌍 중 수신 빔은 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)이고 송신 빔은 제1 송수신 빔 그룹의 송신 빔(TX3)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - ((섹터 12, TX9), RX2)
제3 송수신 빔 그룹: 제2 경계값을 초과하는 추가적 신호 지연을 가지는 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)인 송수신 빔 쌍(들) - ((섹터 1, TX1), RX2), ((섹터 1, TX2), RX2), ((섹터 1, TX4), RX2), ..., ((섹터 1, TXn), RX2), ((섹터 2, TX1), RX2), ..., ((섹터 21, TXn), RX2)
제4 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 미만의 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - ((섹터 5, TX2), RX3), ((섹터 9, TX6), RX4)
제5 송수신 빔 그룹: 제2 경계값을 초과하는 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - 도 10에서는 수신 빔이 RX1, RX3, RX4 중 어느 하나인 송수신 빔 쌍 중 제4 송수신 빔 그룹에 속하지 않는 나머지 모두
제6 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 이상, 제2 경계값 이하의 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)인 송수신 빔 쌍(들) - 도 10에는 없음
제7 송수신 빔 그룹: 제1 경계값 이상, 제2 경계값 이하의 추가적 신호 지연의 송수신 빔 쌍 중 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔(RX2)이 아닌 송수신 빔 쌍(들) - 도 10에는 없음
도 9 및 도 10의 실시 예에서 송수신 빔 그룹의 분류는 단말에서 수행될 수도 있고, 단말로부터 신호세기 정보를 수신한 기지국이나 기타 네트워크 엔티티에서 수행될 수도 있다. 또한 단말 및 기지국에서 모두 송수신 빔 그룹의 분류를 수행할 수도 있다.
도 9 및 도 10의 실시 예에서 제2 송수신 빔 그룹과 제6 송수신 빔 그룹을 구분하는 기준인 제1 경계값은 제4 송수신 빔 그룹과 제7 송수신 빔 그룹을 구분하는 데에도 활용된다. 다만 변형 예에 따르면, 제2 송수신 빔 그룹과 제6 송수신 빔 그룹을 구분하는 기준으로는 제1 경계값이 사용되지만 제4 송수신 빔 그룹과 제7 송수신 빔 그룹을 구분하는 데에는 제3 경계값이 사용될 수도 있다. 이 때 제1 경계값과 제3 경계값은 서로 다른 값이다.
마찬가지로 도 9 및 도 10의 실시 예에서 제3 송수신 빔 그룹과 제6 송수신 빔 그룹을 구분하는 기준인 제2 경계값은 제5 송수신 빔 그룹과 제7 송수신 빔 그룹을 구분하는 데에도 활용된다. 다만 변형 예에 따르면, 제3 송수신 빔 그룹과 제6 송수신 빔 그룹을 구분하는 기준으로는 제2 경계값이 사용되지만 제5 송수신 빔 그룹과 제7 송수신 빔 그룹을 구분하는 데에는 제4 경계값이 사용될 수도 있다. 이 때 제2 경계값과 제4 경계값은 서로 다른 값이다.
도 9 및 도 10을 참조하면 알 수 있듯이, 제1 경계값은 제2 경계값보다 작은 값이다.
도 9 및 도 10의 실시 예에서, 송수신 빔 쌍의 추가적 신호 지연은 3개의 영역으로 나뉜다. 제1 영역은 제1 경계값 미만의 영역이다. 제2 영역은 제2 경계값 이하, 제1 경계값 이상의 영역이다. 제3 영역은 제2 경계값을 초과하는의 영역이다.
도 9 및 도 10의 실시 예에서 제1 송수신 빔 그룹은 신호 지연이 가장 짧은 송수신 빔 쌍만을 포함한다. 그 외에 제2 송수신 빔 그룹 내지 제7 송수신 빔 그룹은 아래 두 가지 조건에 따라 분류된다. 첫 번째 조건은 송수신 빔 쌍의 추가적 신호 지연이 어느 영역(제1 영역, 제2 영역, 제3 영역)에 속하는지에 대한 조건이다. 두 번째 조건은 해당 송수신 빔 쌍의 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔인지 여부에 대한 조건이다. 다만, 변형 예에 따르면 이러한 분류 중 일부 분류는 수행되지 않을 수도 있다. 예를 들어 제2 경계값을 이용한 분류가 수행되지 않을 수 있다. 이 경우 제6 그룹과 제3 그룹은 동일한 그룹으로 분류된다. 또한 제7 그룹과 제5 그룹이 동일한 그룹으로 분류될 수 있다. 다른 예를 들면, 제2 경계값 미만의 신호세기에 해당하는 송수신 빔들은 그 수신 빔이 제1 송수신 빔 그룹의 수신빔인지 여부에 관계 없이 모두 하나의 그룹으로 분류될 수도 있다. 이 경우 제3 그룹과 제5 그룹은 동일한 그룹으로 분류된다. 이와 같이 분류 방식에 다양한 변형이 가능하다.
제3 실시 예(도 9) 및 제4 실시 예(도 10)는 제1 실시 예(도 6) 및 제2 실시 예(도 8)와 유사한 분류 방식을 가진다. 다만 제1 실시 예 및 제2 실시 예는 신호 세기에 따른 분류 방식을 채택하였고, 제3 실시 예 및 제4 실시 예는 신호 지연에 따른 분류 방식을 채택하였다. 변형 예에 따르면 신호 세기와 신호 지연을 조합한 분류 기준이 사용되거나, 신호 세기에 따른 분류 및 신호 지연에 따른 분류가 모두 적용될 수도 있다. 신호 세기/신호 지연 대신 유사한 종류의 채널 품질 또는 채널 상태를 나타내는 채널 상태에 관한 지표(indicator for channel state)가 분류를 위해 활용될 수도 있다. 예를 들어 CSI(Channel State Information), CQI(Channel Quality Indicator), 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio), 신호 대 간섭 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio), 기타 유사한 채널 품질/채널 상태에 관한 지표가 활용될 수 있다.
어떠한 기준으로 그룹을 분류할 것인지에 관한 정보를 이하 그룹 설정 규칙이라고 표현한다. 그룹 설정 규칙은 예를 들어 송수신 빔 그룹 분류의 기준이 되는 채널 상태의 경계값(들)을 포함한다. 예를 들어 그룹 설정 규칙은 그룹 분류의 기준이 되는 신호 세기의 경계값(들) 및 그룹 분류의 기준이 되는 신호 지연의 경계값(들) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 그룹 설정 규칙은 기지국으로부터 단말에게 전달될 수도 있고, 미리 약속된 규칙이 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 단말은 각 송수신 빔 그룹에 속하는 송신 빔들에 대해 빔포밍 특성, 송신기/수신기의 빔포밍 능력(capability) 및 송신기의 스케줄링 동작에서 해당 송수신 빔에 대한 정보의 중요도 등에 따라 단말이 서로 다른 주기로 각 송신 빔에 대한 참조 신호를 측정하고 서로 다른 주기로 그 결과를 보고할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 실시 예 내지 제4 실시 예의 제1 송수신 빔 그룹, 즉 채널 상태가 가장 우수한 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍에 대한 채널 정보는 다른 그룹의 송수신 빔 쌍에 비해 더 빈번하게 측정 및 보고된다. 제1 송수신 빔 그룹의 해당 송수신 빔 쌍의 정보는 스케줄링 시 다른 송수신 빔 쌍의 정보보다 더 중요하게 사용되기 때문이다.
또한 본 발명에서 제안하는 방법에서 제1 실시 예 내지 제4 실시 예의 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들과 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들은 제1 송수신 빔 그룹과 동일한 수신 빔을 포함하는 송수신 빔 쌍들이다. 따라서 제1 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍의 참조 신호를 측정하면서, 동일한 수신 빔을 사용하여 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들과 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 참조 신호를 용이하게 측정할 수 있다. 또한 상기 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들과 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 정보는 기지국의 스케줄링 동작에서 유용하게 사용된다. 따라서 본 발명에서 제안하는 방법에서 단말은 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들과 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들을 신호 세기가 가장 강한(채널 상태가 가장 좋은, 또는 신호 지연이 가장 짧은) 송수신 빔 쌍의 수신 빔 이외의 수신 빔들을 통해 수신되는 송수신 빔들(제4 송수신 빔 그룹, 제5 송수신 빔 그룹)보다 더 빈번하게 측정하고 그 결과를 보고하여야 한다. 또한 가장 신호 세기가 강한(채널 상태가 양호한, 또는 신호 지연이 짧은) 송수신 빔 쌍의 수신 빔 이외의 수신 빔들이 포함된 송수신 빔들 중에서 제4 송수신 빔 그룹 및 제5 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍들에 관한 정보는 기지국의 스케줄링 동작에서 비교적 유용하게 사용되므로, 단말은 제4 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들과 제5 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들을 제6 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들과 제7 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들보다 더 빈번하게 측정하고 그 결과를 보고하여야 한다.
본 실시 예에서 측정 주기 및 보고 주기는 동일하지 않을 수 있으며, 측정 주기 및 보고 주기 중 어느 하나에 대해서만 송신 빔 그룹에 따른 별도의 주기가 적용될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면 단말은 각 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔들의 신호 측정 결과를 빔포밍 특성, 송신기/수신기의 빔포밍 능력(capability) 및 송신기의 스케줄링 동작에서 해당 송수신 빔에 대한 정보의 중요도 등에 따라 서로 다른 통신 수단을 통해 보고할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 송수신 빔에 대한 측정 결과를 보고하는데 사용되는 방법은 물리 계층 채널(Physical channel), MAC 트랜스포트 채널(MAC transport channel)이나 MAC 메시지(MAC message), 시그널링 메시지(Signaling message) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 실시 예에 따르면 단말은 상기 통신 방법들 중 하나 이상의 방법을 사용하여 주기적이거나 비 주기적으로 송수신 빔들의 신호 측정 결과를 기지국에게 보고할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 단말은 제1 실시 예 내지 제4 실시 예의 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔의 측정 결과를 다른 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔의 측정 결과보다 지연이 적은 물리 계층 채널을 이용하여 보고할 수 있다. 제1 송수신 빔 그룹의 측정 결과는 스케줄링 시 다른 송수신 빔 그룹의 측정보다 더 중요하게 사용되기 때문이다. 또한 본 실시 예에 따르면 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍을 측정할 때, 동일한 수신 빔을 사용하여 제2 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍들 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 참조 신호를 용이하게 측정할 수 있다.
또한 상기 제2 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍들 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 정보는 기지국의 스케줄링 동작에서 유용하게 사용된다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에 따르면 단말은 제2 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍들 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 측정 결과를 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 측정 결과와 동일하게 물리 계층 채널을 이용하여 보고할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 수가 많을 경우, 단말은 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔들의 측정 결과를 MAC 트랜스포트 채널이나 MAC 메시지를 이용하여 보고할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 단말은 나머지 그룹에 속하는 송수신 빔들의 측정 결과를 시그널링 메시지를 이용하여 보고할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 단말은 더 빈번하게 보고할 필요가 있는 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍에 대해서는 지연이 더 짧은 송신 수단을 이용하고, 덜 빈번하게 보고해도 무관한 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍에 대해서는 지연이 더 긴 송신 수단을 이용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 단말은 각 그룹에 속하는 송수신 빔들에 대해서 빔포밍 특성, 송신기/수신기의 빔포밍 능력(capability) 및 송신기의 스케줄링 동작에서 해당 송수신 빔에 대한 정보의 중요도 등에 따라 서로 다른 내용의 측정 결과를 보고할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 송수신 빔에 대한 측정 결과는 송수신 빔의 식별자, 참조 신호의 순간적인 수신 세기(instantaneous signal strength), 특정 시간 동안 필터링 된 참조 신호의 수신 세기(filtered signal strength), 전 주파수 영역에서 측정된 평균적인 참조 신호의 수신 세기, 부분적인 주파수 영역 각각에서 측정된 참조 신호의 수신 세기, 하나 이상의 다중 안테나 레이어에 대한 정보, 하나 이상의 다중 안테나 레이어 각각의 참조 신호의 수신 세기, 다중 안테나 프리코딩 매트릭스 인덱스(Precoding matrix index) 정보 등을 포함할 수 있다. 또한 본 실시 예에서 송수신 빔 쌍에 대한 측정 결과는 특정 송수신 빔이 사전에 정해진 경계값보다 큰지 혹은 작은지를 지시하는 비트맵 형태의 정보를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 단말은 측정한 송수신 빔들에 대해서 상기 측정 결과값 중 하나 이상의 정보를 포함하여 기지국에게 보고할 수 있다.
본 실시 예에서 제1 실시 예 내지 제4 실시 예의 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍은 해당 송수신 빔의 정보가 스케줄링 시 다른 송수신 빔 쌍의 정보보다 더 중요하게 사용되므로, 단말은 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍에 대해서 충분히 많은 정보를 기지국에게 보고해야 한다. 예를 들어 단말은 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍에 대해서 송수신 빔 식별자와 부분적인 주파수 영역 각각에 대해 측정된 참조 신호의 순간적인 세기 정보, 하나 이상의 다중 안테나 정보를 보고할 수 있다. 또한 본 실시 예에 따르면, 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 경우, 제1 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍을 측정할 때, 동일한 수신 빔을 사용하여 참조 신호를 용이하게 측정할 수 있다. 또한 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 정보는 기지국의 스케줄링 동작에서 유용하게 사용된다. 따라서 본 실시 예에 따르면, 단말은 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들에 대해 제1 송수신 빔 그룹을 제외한 다른 송수신 빔 그룹보다 더 많은 정보를 보고하여야 한다. 예를 들어 단말은 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들에 대해서 송수신 빔 식별자와 전 주파수 영역에 대해 측정된 참조 신호의 순간적인 세기 정보, 일부 다중 안테나 정보를 보고할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔들의 수가 많을 경우, 단말은 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들에 대해서 해당 송신 빔의 수신 세기가 경계값보다 작은지 여부에 대한 정보를 해상 송신 빔의 수신 세기가 경계값보다 작은지 여부를 표시하는 비트맵 형태로 보고할 수 있다.
또한 가장 신호 세기가 강한 송수신 빔 쌍 이외의 수신 빔들을 통해 수신되는 송수신 빔들 중에서 제4 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들 및 제5 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들의 정보는 기지국의 스케줄링 동작에서 비교적 유용하게 사용되므로, 단말은 제4 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들 및 제5 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들에 속하는 송수신 빔들에 대해서 제2 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들 및 제3 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍들과 유사한 정도의 정보를 보고할 수 있다. 본 실시 예에서 단말은 나머지 그룹(제6 송수신 빔 그룹 및 제7 송수신 빔 그룹)에 속하는 송수신 빔에 대해서 다른 그룹에 속하는 송수신 빔들보다 더 간략한 정보를 보고할 수 있다.
아래 표 1은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 각 송수신 빔 그룹에 대한 보고 방법을 나타낸 것이다.
송수신 빔 그룹 제1 송수신 빔 그룹 제2 송수신 빔 그룹, 제3 송수신 빔 그룹 제4 송수신 빔 그룹, 제5 송수신 빔 그룹 제6 송수신 빔 그룹, 제7 송수신 빔 그룹
측정 주기 및/또는 보고 주기 가장 짧음 두 번째로 짧음 세 번째로 짧음 가장 김
전달 수단 물리 계층 채널
(지연 가장 짧음)		 물리 계층 채널
(지연 가장 짧음)		 MAC 전송 채널 또는 MAC 메시지(지연이 두 번째로 짧음) 시그널링 메시지(지연이 가장 김)
보고 내용 가장 많음 두 번째로 많음 두 번째로 많음(좌동) 가장 간략
표 1의 내용은 본 발명의 일 실시 예에 불과한 것이고, 실제 실시 예에서는 그룹의 분류나 적용 파라미터가 달리 설정될 수 있다. 측정/보고 주기, 전달 수단, 보고 내용 세 가지 모두가 송수신 빔 그룹에 따라 달리 설정될 수도 있고, 측정/보고 주기, 전달 수단, 보고 내용 중 일부분만이 송수신 빔 그룹에 따라 달리 설정될 수도 있다.
표 1의 예에서 예시된 바 외에, 각 송수신 빔 그룹에 대해 별도의 보고 조건이 설정될 수도 있다. 예를 들어 제6 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍 및 제7 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔 쌍에 대해서는 해당 송수신 빔 쌍의 채널 상태가 일정 수준 이상/이하(예를 들어 그룹을 변경할 필요가 있을 정도)가 되는 경우에만 측정 결과를 보고할 수도 있다. 반대로 제1 송수신 빔 그룹에 대해서는 단말은 별도의 조건 없이 매 주기마다 송수신 빔 쌍에 대한 측정 결과를 보고할 수 있다.
표 1에서 예시된 바와 같이 각 송수신 빔 그룹에 대해 달리 설정되는 신호 측정/보고 방법을 이하 측정규칙이라고 한다. 측정규칙은 예를 들어 각 송수신 빔 그룹에 상응하는 신호 측정 주기, 측정 결과 보고 주기, 측정 결과 전달 수단 및 보고 내용 중 어느 하나 이상에 관한 지시 정보를 포함할 수 있다. 측정규칙은 기지국으로부터 단말에게 전달될 수도 있고, 미리 약속된 규칙이 사용될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 단말의 참조 신호 측정 과정의 순서도이다.
단말은 1101 단계에서 미리 정해진 시간 동안 사전에 결정된 각 송수신 빔 그룹 분류에 따라 각 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍들을 미리 설정된 해당 송수신 빔 그룹에 상응하는 측정 주기마다 한번 이상 측정하는 동작을 수행한다. 1101 단계에서 사용되는 송수신 빔 그룹 분류와 각 송수신 빔 그룹에 상응하는 측정 주기는 단말이 최초로 연결을 설정할 때 설정되거나, 기지국이 송신하는 송수신 빔 그룹 설정, 재설정 신호에 따라 구성될 수 있다. 변형 예에 따르면, 단말은 송수신 빔 그룹에 대한 구별 없이 모든 참조 신호를 1회 또는 그 이상 동일한 주기로 측정할 수 있다.
이후 1102 단계에서 단말은 측정한 결과를 바탕으로 송수신 빔 그룹의 구성 빔을 다시 결정한다. 예를 들어 가장 수신 신호가 강한 송수신 빔이 이전에 신호를 측정 했을 때와 다른 경우 단말은 1102 단계에서 제1 송수신 빔 그룹의 구성원을 변경한다. 송수신 빔 그룹의 분류/구성에 관해서는 도 5 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하였다. 단말은 도 5 내지 도 10을 참조하여 설명한 실시 예 중 어느 하나, 또는 이들 실시 예들을 조합한 방식에 따라 송수신 빔 그룹을 분류한다. 변형 예에 따르면, 단말은 1102의 단계에서 송수신 빔 그룹에 대한 재설정 동작을 생략할 수 있다. 이 경우 단말은 기지국이 지시하는 대로 송수신 빔 그룹을 유지하게 된다.
이후 단말은 1103 단계에서 사전에 설정된 각 송수신 빔 그룹에 상응하는 구성의 측정 결과를 생성하고 해당 송수신 빔 그룹에 상응하는 보고 방법에 따라 그 결과를 보고한다. 측정 결과 보고 방법은 예를 들어 물리 계층 채널(Physical channel)을 통한 결과 보고, MAC 트랜스포트 채널(MAC transport channel)이나 MAC 메시지(MAC message)를 통한 결과 보고, 시그널링 메시지(Signaling message)를 이용한 결과 보고 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 1103 단계에서 단말이 생성하는 측정 결과 정보는 예를 들어 송수신 빔의 식별자, 참조 신호의 순간적인 수신 세기(instantaneous signal strength), 특정 시간 동안 필터링 된 참조 신호의 수신 세기(filtered signal strength), 전 주파수 영역에서 측정된 평균적인 참조 신호의 수신 세기, 부분적인 주파수 영역 별로 측정된 참조 신호의 수신 세기, 하나 이상의 다중 안테나 레이어에 대한 정보, 하나 이상의 다중 안테나 레이어에 대한 참조 신호의 수신 세기, 다중 안테나 프리코딩 식별자(Precoding matrix index) 정보 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 송수신 빔 그룹에 따라 측정 주기, 보고 주기, 측정 보고 전달 수단, 측정 보고 내용 주 어느 하나 이상을 달리 설정하는 구성은 표 1을 참조하여 상술한 바와 같다.
이후 단말은 1104 단계에서 기지국으로부터 송수신 빔 그룹 재설정 신호를 수신하였는지 판단한다. 만약 단말이 송수신 빔 그룹 재설정 신호를 수신한 경우 과정은 단계 1105로 진행한다. 단말은 1105 단계에서 기지국의 지시에 따라 송수신 빔 그룹을 재설정하고 단계 1101로 돌아가서 참조 신호 측정을 반복한다. 단말이 송수신 빔 그룹 재설정 신호를 수신하지 않은 경우 단말은 현재의 송수신 빔 그룹을 유지하고 단계 1101로 돌아가 참조 신호 측정을 수행한다. 즉 단말은 송수신 빔 그룹 재설정 신호를 수신할 때까지 이전에 설정된 송수신 빔 그룹 분류에 따라 참조신호 측정 및 보고를 수행한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 기지국의 측정 결과 정보 처리 과정의 순서도이다.
기지국은 1201 단계에서 단말들이 사전에 결정된 각 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔들에 대해 사전에 결정된 각 송수신 빔 그룹에 상응하는 측정 주기마다 단말이 한번 이상 측정하여 보고하는 측정 정보를 수신한다. 1201 단계에서 사용되는 송수신 빔 그룹 분류와 각 송수신 빔 그룹에 상응하는 측정 주기는 단말이 최초로 연결을 설정할 때 설정되거나, 기지국이 송신하는 송수신 빔 그룹 설정, 재설정 신호에 따라 구성될 수 있다.
이후 기지국은 1202 단계에서 특정 단말에 대해 송수신 빔 그룹을 재설정할 필요가 있는지 판단한다. 기지국은 기본적으로 현재의 송수신 빔 그룹 분류와 맞지 않는 채널상태(신호 세기 및/또는 신호 지연)를 가지는 송수신 빔 쌍이 존재하는 경우 송수신 빔 그룹을 재설정할 필요가 있다고 판단할 수 있다. 송수신 빔 그룹 분류가 현재 채널상태와 불일치 하는지 판단하는 기준은 제1 실시 예 내지 제4 실시예의 분류기준과 동일할 수 있다. 변형 예에 따르면, 각 실시 예들에서 사용된 경계값을 특정 값(Offset) 만큼 일부 조절하여, 채널 상태가 크게 변하기 전에는 송수신 빔 그룹 분류가 변경되지 않도록 할 수도 있다. 예를 들어, 제1 실시 예에서 사용되는 제1 경계값, 즉 제2 송수신 빔 그룹과 제6 송수신 빔 그룹의 구분 기준은 제2 송수신 빔 그룹으로 분류된 송수신 빔 쌍이 제 2 송수신 빔 그룹을 벗어난 것으로 판단할 때는 분류 당시의 제1 경계값에 특정 값(Offset)을 뺀 제1 경계값보다 낮은 다른 경계값이 사용될 수 있다. 반대로 제2 송수신 빔 그룹이 아닌 송수신 빔 쌍이 제 2 송수신 빔 그룹에 포함되는 것으로 판단할 때는 제1 경계값에 특정 값(Offset)을 더한 제1 경계값보다 높은 다른 경계값이 사용될 수 있다. 경계값을 달리 설정하는 경우 비교적 작은 채널 변화에는 그룹 분류가 변동되지 않지만 큰 채널 변화가 있으면 그룹 분류가 변동되도록 할 수 있다.
다만 기지국은 모든 송수신 빔 그룹 분류 불일치에 대해 동일한 판단을 하지는 않을 수 있다. 예를 들어 기지국은 제1 송수신 빔 그룹에 해당하는 송수신 빔 쌍이 변경되는 경우 송수신 빔 그룹을 재설정할 필요가 있다고 판단하지만, 제6 송수신 빔 그룹 및 제7 송수신 빔 그룹의 송수신 빔 쌍들의 변경만이 있는 경우 송수신 빔 그룹을 재설정할 필요가 없다고 판단할 수 있다. 제2 송수신 빔 그룹 내지 제7 송수신 빔 그룹(또는 다른 일정한 그룹들)에 속하는 송수신 빔들의 송수신 빔 그룹 분류 불일치에 대해서는, 미리 설정된 숫자, 또는 미리 설정된 비율 이상의 송수신 빔들이 현재 송수신 빔 그룹 분류와 채널 상태의 불일치가 있을 때 송수신 빔 그룹을 재설정할 필요가 있다고 판단할 수 있다.
1202 단계에서 기지국은 예를 들어 제1 송수신 빔 그룹을 구성하는 송수신 빔 쌍이 변경되면 송수신 빔 그룹을 재설정할 필요가 있다고 판단할 수 있다. 또한 기지국은 제3 송수신 빔 그룹이나 제5 송수신 빔 그룹, 즉 상대적으로 채널 상태가 열악한 그룹에 해당하는 송수신 빔들이 제2 송수신 빔 그룹이나 제4 송수신 빔 그룹, 즉 상대적으로 채널 상태가 우수한 그룹에 속할 정도로 수신 신호 세기가 강해진 경우 송수신 빔 그룹을 재설정할 필요가 있다고 판단할 수 있다. 또한 기지국은 제3 송수신 빔 그룹이나 제5 송수신 빔 그룹의 송수신 빔들이 제6 송수신 빔 그룹이나 제7 송수신 빔 그룹에 속할 정도로 채널 상태가 우수해진 경우 송수신 빔 그룹을 재설정할 필요가 있다고 판단할 수 있다. 또한 기지국은 제6 송수신 빔 그룹이나 제7 송수신 빔 그룹에 속하는 송수신 빔들이 제2 송수신 빔 그룹이나 제4 송수신 빔 그룹에 속할 정도로 채널 상태가 우수해진 경우 송수신 빔 그룹을 재설정할 필요가 있다고 판단할 수 있다. 기지국은 상술한 조건 중 하나 이상, 또는 상술한 조건과 유사한 조건에 따라 송수신 빔 그룹 재설정 필요를 판단한다. 여기서 송수신 빔 그룹의 분류는 제1 실시 예 내지 제4 실시 예 중 어느 하나의 분류에 따르는 분류를 예로 들었다.
만약 기지국이 특정 단말에 대해 송수신 빔 그룹의 재설정이 필요하다고 판단한 경우 과정은 단계 1203으로 진행한다. 기지국은 1203 단계에서 상기 단말이 보고한 송수신 빔의 측정 결과를 바탕으로 송수신 빔 그룹을 재설정하고 그룹 별 신호 측정/보고 주기, 보고 내용, 측정 결과를 보고할 방법 중 어느 하나 이상을 설정한다. 또한 기지국은 1203 단계에서 설정한 보고 방법에 적합하게 측정 보고를 위한 자원을 재할당한다. 이후 기지국은 1204 단계에서 해당 단말에게 송수신 빔의 재설정에 관한 정보와 측정 보고를 위한 자원 정보를 송신하고 측정 보고 수신 동작을 완료한다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 단말(MS)과 기지국(BS)의, 송수신 빔 그룹을 구성 과정의 흐름도이다.
도 13의 예에서 단말과 기지국은 1301의 단계에서 랜덤 액세스 및 연결 설정 과정을 통해 최초 연결을 설정하면서 송수신 빔 중 가장 신호 세기가 강한 송수신 빔 쌍을 제1 송수신 빔 그룹(g1)으로 설정하고 그 이외의 모든 송수신 빔은 제6 송수신 빔 그룹(g6)과 제7 송수신 빔 그룹(g7)으로 설정하도록 설정한다. 또한 상기 기지국은 1301 단계에서 송수신 빔 그룹들(g1, g6, g7)에 대해 각 송수신 빔 그룹에 상응하는 신호 측정 주기 및/또는 측정 결과를 보고할 방법을 설정한다. 표 1을 참조하여 상술한 바와 같이 기지국은 측정 보고 주기 및/또는 보고 내용에 관한 설정을 단말에게 송신할 수 있다.
이후 1302 단계에서 단말은 1301 단계에서 설정된 측정 주기에 따라 각 송수신 빔 쌍에 상응하는 참조 신호 측정을 수행한다. 만약 1302 단계에서 송수신 빔 그룹 (g6 또는 g7)에 속하는 송수신 빔이 측정 보고 기준을 만족했을 경우 단말은 1303 단계에서 송수신 빔 그룹 (g6 혹은 g7)에 대한 측정 결과를 보고한다. 1304 단계에서 상기 기지국은 단말의 측정 결과를 바탕으로 송수신 빔 그룹의 재설정이 필요한지 판단한다. 도 13의 예에서는 1304 단계에서 기지국의 판단 결과 송수신 빔 그룹(g2 및 g3)에 관한 설정을 추가하도록 결정하였다. 상기 기지국은 1305 단계에서 송수신 빔 그룹 g2, g3의 추가 지시 및 각 그룹(g2, g3, g6, g7)의 분류 기준이 되는 신호 세기의 경계값, 각 그룹(g1, g2, g3, g6, g7)의 신호 측정 주기와 측정 결과를 보고할 방법, 측정 결과 보고에 필요한 자원 정보를 단말에게 전달한다.
단말은 1305 단계에서 재설정된 송수신 빔 그룹 정보에 따라 이후 1306의 단계에서 각 송수신 빔 쌍에 해당하는 참조 신호 측정을 수행한다. 도 13의 예에서는 1306 단계에서 단말이 참조 신호를 측정한 결과 송수신 빔 그룹 7에 속하는 송수신 빔이 측정 보고 기준을 만족한 것으로 가정한다. 1307 단계에서 단말은 송수신 빔 그룹 g7에 관한 측정 결과를 단말이 기지국에게 보고한다. 단말의 측정 결과를 수신한 기지국은 1308 단계에서 수신한 단말의 측정 결과를 바탕으로 송수신 빔 그룹의 재설정이 필요한지 판단한다. 도 13의 예에서는 1308 단계에서 기지국이 새로운 송수신 빔 그룹 (g4와 g5)의 설정을 결정한 것으로 가정한다. 1309 단계에서 기지국은 새로운 송수신 빔 그룹 (g4와 g5)의 추가 지시 및 g4, g5에 대한 설정 정보, 예를 들어 각 그룹(g2, g3, g4, g5, g6, g7)의 분류 기준이 되는 신호 세기의 경계값, 각 그룹(g1, g2, g3, g4, g5, g6, g7)의 신호 측정 주기와 측정 결과를 보고할 방법, 측정 결과 보고에 필요한 자원 정보를 단말에게 전달한다 . 이후 단계 1310에서 단말은 설정된 빔 그룹 정보에 따라 계속해서 참조 신호를 측정하고 그 결과를 기지국에 보고하는 동작을 수행한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 기지국(1400) 및 단말(1450)의 블록구성도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르는 기지국(1400)은 스케줄러/제어부(이하 제어부)(1410), 무선주파수부(통신부)(1430) 및 데이터 큐(1420)를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르는 단말(1450)은 프론트엔드(1460), 디모듈레이터(1470), 디코더(1475), 제어부(1480), 인코더(1485) 및 모듈레이터(1490)를 포함한다. 무선통신 송수신에 관여하는 프론트엔드(1460), 디모듈레이터(1470), 디코더(1475), 인코더(1485) 및 모듈레이터(1490)를 통틀어 통신부라고 지칭할 수 있다.
데이터 큐(1420)는 기지국(1400)이 처리할 데이터를 순서대로 저장하고 및 제어부(1410)에게 제공한다. 제어부(1410)는 무선주파수부(1430)를 제어하여 단말(1450)과 통신을 수행한다. 무선주파수부(1430)는 제어부(1410)의 제어에 따라 단말(1450)과 통신을 수행한다. 특히 본 발명의 일 실시 예에 따르는 제어부(1410)는 도 12를 참조하여 설명한 실시 예에 따라 측정 보고를 수신하고 송수신 빔 그룹의 재설정이 필요하면 재설정 지시 및 기타 필요한 조치를 수행한다.
프론트엔드(1460)는 기지국(1400)으로부터 신호를 수신하고 기지국(1400)에 신호를 송신한다. 프론트엔드(1460)는 수신한 신호를 디모듈레이터(1470)에게 전달한다. 디모듈레이터(1470)는 수신한 신호를 복조하여 디코더(1475)에게 전달한다. 디코더(1475)는 복조된 신호를 복호하여 제어부(1480)에게 전달한다. 제어부(1480)는 수신한 신호에 따라 적절한 동작을 수행하고, 송신할 신호를 인코더(1485)에게 전달한다. 인코더(1485)는 전달받은 신호를 부호화하여 모듈레이터(1490)에게 전달한다. 모듈레이터(1490)는 부호화된 신호를 변조한다. 변조된 신호는 프론트 엔드(1460)를 통해 기지국으로 전달된다.
특히 본 발명의 일 실시 예에 따르는 제어부(1480)는 도 11을 참조하여 상술한 실시 예에 따라 신호 측정 및 그룹 설정, 그룹 재설정 등의 동작을 수행하도록 단말(1450)의 각 구성부를 제어한다. 특히 제어부(1480)는 도 5 내지 도 10을 참조하여 설명한 실시 예에 따라 송수신 빔 그룹을 분류하고, 표 1과 같은 형태의 설정에 따라 각 송수신 빔 그룹에 대한 신호 측정/보고 과정을 수행한다.
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.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (23)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 신호 측정 방법에 있어서,
    미리 설정된 시간 동안 빔 쌍들 각각에 대한 제1 신호를 측정하는 단계;
    상기 측정 결과 및 그룹 설정 규칙에 따라 상기 빔 쌍들을 둘 이상의 빔 그룹들로 분류하는 단계; 및
    빔 그룹에 상응하는 보고 설정 정보에 따라 상기 빔 그룹들에 대한 측정 결과 정보를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 보고 설정 정보는 상기 빔 그룹들 각각에 대해 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔 그룹에 상응하는 측정 설정 정보에 기반하여 상기 빔 쌍들에 대한 제2 신호를 측정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 보고 설정 정보는 상기 빔 그룹에 기반하여 결정되고, 및
    상기 그룹 설정 규칙은 상기 그룹 분류의 기준이 되는 하나 이상의 신호 세기 임계 값들 또는 상기 그룹 분류의 기준이 되는 하나 이상의 신호 지연 임계 값들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호 세기 임계 값들은 제1 임계 값 및 상기 제1 임계 값보다 작은 제2 임계 값을 포함하며,
    상기 빔 쌍들을 분류하는 단계는,
    수신 신호 세기가 상기 제1 임계 값을 초과하는 빔 쌍들, 수신 신호 세기가 상기 제1 임계 값 이하이고, 상기 제2 임계 값 이상인 빔 쌍들, 수신 신호 세기가 상기 제2 임계 값 미만인 빔 쌍들을 서로 다른 그룹으로 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호 지연 임계 값들은 제1 임계 값 및 상기 제1 임계 값 보다 큰 제2 임계 값을 포함하며,
    상기 빔 쌍들을 분류하는 단계는,
    신호 지연이 상기 제1 임계 값 미만인 빔 쌍들, 신호 지연이 상기 제1 임계 값 이상이고 제2 임계 값 이하인 빔 쌍들, 및 신호 지연이 상기 제2 임계 값 초과인 빔 쌍들을 서로 다른 그룹으로 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보고 설정 정보는 상기 빔 그룹들 각각에 상응하는 측정 주기 관련 정보, 측정 보고 주기 관련 정보, 측정 보고 방법 관련 정보 및 측정 보고 내용 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 빔 쌍들을 분류하는 단계는,
    신호 지연이 가장 크거나 신호 세기가 가장 우수한 빔 쌍을 제1 빔 그룹으로 설정하고, 나머지 빔 쌍들을 다른 그룹으로 설정하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 나머지 빔 쌍들은 상기 빔 쌍들 각각에 포함된 수신 빔이 상기 제1 빔 그룹의 수신 빔인지 여부에 따라 서로 다른 그룹으로 분류되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 그룹 설정 규칙은 그룹 분류의 기준이 되는 하나 이상의 신호 세기의 임계 값을 포함하고,
    상기 나머지 빔 쌍들은 신호 세기와 상기 하나 이상의 신호 세기의 임계 값과의 비교 결과에 따라 서로 다른 그룹으로 분류되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 그룹 설정 규칙은 그룹 분류의 기준이 되는 하나 이상의 신호 지연의 임계 값을 포함하고,
    상기 나머지 빔 쌍들은 신호 지연과 상기 하나 이상의 신호 지연의 임계 값과의 비교 결과에 따라 서로 다른 그룹으로 분류되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    빔 그룹 재설정 지시자를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 그룹 설정 규칙에 기반하여 상기 빔 쌍들을 상기 빔 그룹들로 재분류하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    그룹 재설정 정보 및 빔 그룹 추가 지시자를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 그룹 재설정 정보에 기반하여 상기 빔 쌍들을 적어도 하나의 추가된 빔 그룹을 포함한 두 개 이상의 빔 그룹들로 분류하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 그룹 재설정 정보는 상기 그룹 재설정 정보에 포함된 임계 값이 조절된 임계 값을 포함하거나, 상기 그룹 설정 규칙에 포함된 임계 값 및 추가된 임계 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    미리 설정된 시간 동안 빔 쌍들 각각에 대한 제1 신호를 측정하고,
    상기 측정 결과 및 그룹 설정 규칙에 따라 상기 빔 쌍들을 둘 이상의 빔 그룹들로 분류하고,
    빔 그룹에 상응하는 보고 설정 정보에 따라 상기 빔 그룹들에 대한 측정 결과 정보를 전송하는 제어부를 포함하며,
    상기 보고 설정 정보는 상기 빔 그룹들 각각에 대해 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 빔 그룹에 상응하는 측정 설정 정보에 기반하여 상기 빔 쌍들에 대한 제2 신호를 측정하며,
    상기 보고 설정 정보는 상기 빔 그룹에 기반하여 결정되고, 및
    상기 그룹 설정 규칙은 상기 그룹 분류의 기준이 되는 하나 이상의 신호 세기 임계 값들 또는 상기 그룹 분류의 기준이 되는 하나 이상의 신호 지연 임계 값들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호 세기 임계 값들은 제1 임계 값 및 상기 제1 임계 값보다 작은 제2 임계 값을 포함하며,
    상기 제어부는,
    수신 신호 세기가 상기 제1 임계 값을 초과하는 빔 쌍들, 수신 신호 세기가 상기 제1 임계 값 이하이고, 상기 제2 임계 값 이상인 빔 쌍들, 수신 신호 세기가 상기 제2 임계 값 미만인 빔 쌍들을 서로 다른 그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신호 지연 임계 값들은 제1 임계 값 및 상기 제1 임계 값 보다 큰 제2 임계 값을 포함하며,
    상기 제어부는,
    신호 지연이 상기 제1 임계 값 미만인 빔 쌍들, 신호 지연이 상기 제1 임계 값 이상이고 제2 임계 값 이하인 빔 쌍들, 및 신호 지연이 상기 제2 임계 값 초과인 빔 쌍들을 서로 다른 그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 단말.
  17. 제13항에 있어서, 상기 보고 설정 정보는 상기 빔 그룹들 각각에 상응하는 측정 주기 관련 정보, 측정 보고 주기 관련 정보, 측정 보고 방법 관련 정보 및 측정 보고 내용 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    신호 지연이 가장 크거나 신호 세기가 가장 우수한 빔 쌍을 제1 빔 그룹으로 설정하고, 나머지 빔 쌍들을 다른 그룹으로 설정하며,
    상기 나머지 빔 쌍들은 상기 빔 쌍들 각각에 포함된 수신 빔이 상기 제1 빔 그룹의 수신 빔인지 여부에 따라 서로 다른 그룹으로 분류되는 것을 특징으로 하는 단말.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 그룹 설정 규칙은 그룹 분류의 기준이 되는 하나 이상의 신호 세기의 임계 값을 포함하고,
    상기 나머지 빔 쌍들은 신호 세기와 상기 하나 이상의 신호 세기의 임계 값과의 비교 결과에 따라 서로 다른 그룹으로 분류되는 것을 특징으로 하는 단말.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 그룹 설정 규칙은 그룹 분류의 기준이 되는 하나 이상의 신호 지연의 임계 값을 포함하고,
    상기 나머지 빔 쌍들은 신호 지연과 상기 하나 이상의 신호 지연의 임계 값과의 비교 결과에 따라 서로 다른 그룹으로 분류되는 것을 특징으로 하는 단말.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는,
    빔 그룹 재설정 지시자를 기지국으로부터 수신하고,
    상기 그룹 설정 규칙에 기반하여 상기 빔 쌍들을 상기 빔 그룹들로 재분류하는 것을 특징으로 하는 단말.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    그룹 재설정 정보 및 빔 그룹 추가 지시자를 수신하고,
    상기 수신된 그룹 재설정 정보에 기반하여 상기 빔 쌍들을 적어도 하나의 추가된 빔 그룹을 포함한 두 개 이상의 빔 그룹들로 분류하는 것을 특징으로 하는 단말.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 그룹 재설정 정보는 상기 그룹 재설정 정보에 포함된 임계 값이 조절된 임계 값을 포함하거나, 상기 그룹 설정 규칙에 포함된 임계 값 및 추가된 임계 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
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