KR102179044B1

KR102179044B1 - 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득 조정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102179044B1
Application number: KR1020140102093A
Authority: KR
Inventors: 정철; 유현규; 박정호; 전경훈; 정수룡
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2020-11-16
Anticipated expiration: 2034-08-08
Also published as: EP3178170B1; US20160043792A1; US9882622B2; WO2016022004A1; EP3178170A4; CN106663860A; US20180152231A1; KR20160018074A; US10680690B2; EP3178170A1; CN106663860B

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말이 수신 빔 이득을 조정하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 수신 신호 품질 값을 추정하고, 상기 수신 신호 품질 값에 관련된 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 상기 기지국에게 전송하고, 상기 수신 신호 품질 값을 상기 기지국으로부터 전송되는 데이터를 성공적으로 수신하기 위해 필요한 최소 수신 신호 품질 값을 나타내는 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과를 기반으로 상기 데이터 수신 시 사용할 수신 빔에 대한 이득을 조정한다.

Description

무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득 조정 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR ADJUSTING A RECEIVE BEAM GAIN IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

셀룰러(celluler) 통신 시스템에서 사용되는 주파수 대역은 일반적으로 10GHz이하로서 넓은 주파수 대역의 확보가 매우 어려우며, 따라서 더 높은 주파수 대역에서 광대역 주파수를 확보해야 할 필요성이 요구된다. 하지만 무선 통신을 위한 주파수가 높아질수록 전파 경로 손실은 증가하고, 이로 인해 전파 도달거리는 상대적으로 짧아지며, 서비스 영역(coverage) 또한 감소한다. 이를 해결하기 위한, 즉 전파 경로 손실 완화 및 전파 도달거리를 증가시키기 위한 중요 기술 중 하나로서 최근 빔포밍(beamforming) 기술이 대두되고 있다.

이러한 빔포밍 기반 무선통신 시스템은 신호를 전송할 때 고주파(high frequency) 영역을 사용하며, 이로 인해 기지국과 단말에 여러 개의 안테나를 집적할 수 있다. 기지국과 단말에서는 많은 수의 안테나들을 이용하여 빔 스위핑(beam sweeping) 동작을 수행한다. 즉 기지국은 송신 가능한 모든 빔 방향으로 신호를 한번 이상 송신하고, 단말은 수신 가능한 모든 빔 방향으로 상기 신호를 수신한다. 이때 단말은 수신 빔포밍 이득을 증대시키기 위해 자신이 가진 수신 안테나 모두를 사용하여 상기 신호를 수신할 수 있다. 그러나 이 경우 수신 빔포밍 이득은 최대가 되지만 단말의 전력이 낭비되는 문제가 있으며, 따라서 이를 해결하기 위한 방안이 요구된다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정하는 방법 및 장치를 제안한다.

또한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말이 수신 신호 품질을 고려하여 수신 빔 이득을 조정하는 방법 및 장치를 제안한다.

본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법은; 무선 통신 시스템에서 단말이 수신 빔 이득을 조정하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 수신 신호 품질 값을 추정하고, 상기 수신 신호 품질 값에 관련된 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 상기 기지국에게 전송하는 과정과, 상기 수신 신호 품질 값을 상기 기지국으로부터 전송되는 데이터를 성공적으로 수신하기 위해 필요한 최소 수신 신호 품질 값을 나타내는 기준 값과 비교하는 과정과, 상기 비교 결과를 기반으로 상기 데이터 수신 시 사용할 수신 빔에 대한 이득을 조정하는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서 제안하는 방법은; 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정을 위한 기지국 방법에 있어서, 단말에게 기준 신호를 전송하고, 상기 단말로부터 상기 기준 신호에 대한 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 수신하는 과정과, 상기 CQI를 기반으로 데이터 전송 시 적용할 변조 및 코딩 방식(MCS: modulation and coding scheme) 레벨과 기준 신호 송신 전력과 데이터 송신 전력의 차를 나타내는 MCS 오프셋 값을 계산하는 과정과, 상기 MCS 레벨과 상기 MCS 오프셋 값을 포함하는 제어정보를 상기 단말에게 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 일 실시예에서 제안하는 장치는; 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정하는 단말에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 수신 신호 품질 값을 추정하고, 상기 수신 신호 품질 값에 관련된 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 계산하고, 상기 수신 신호 품질 값을 상기 기지국으로부터 전송되는 데이터를 성공적으로 수신하기 위해 필요한 최소 수신 신호 품질 값을 나타내는 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과를 기반으로 상기 데이터 수신 시 사용할 수신 빔에 대한 이득을 조정하는 제어부와, 상기 CQI를 상기 기지국에게 전송하는 송수신부를 포함한다.

본 발명에서 다른 실시예에서 제안하는 장치는; 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정을 위한 기지국에 있어서, 단말에게 기준 신호를 전송하고, 상기 단말로부터 상기 기준 신호에 대한 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 수신하고, 데이터 전송 시 적용할 변조 및 코딩 방식(MCS: modulation and coding scheme) 레벨과, 기준 신호 송신 전력과 데이터 송신 전력의 차를 나타내는 MCS 오프셋 값을 포함하는 제어정보를 상기 단말에게 전송하는 송수신부와, 상기 CQI를 기반으로 상기 MCS 레벨과 상기 MCS 오프셋 값을 계산하는 제어부를 포함한다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널의 상황에 따라 수신 빔 이득을 조정함으로써 단말의 전력 소모를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 수신 빔 이득을 조정하는 동작의 예를 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정을 위한 기지국 동작의 예를 나타낸 순서도,
도 3은 무선 통신 시스템에서 수신 프론트엔드(front-end) 구조에서 무선 주파수(RF: radio frequency) 체인(chain)을 나타낸 도면,
도 4는 무선 통신 시스템에서 단말이 수신 빔 이득을 조정하기 위해 RF 체인을 온/오프 시키는 예를 나타낸 도면,
도 5는 무선 통신 시스템에서 단말이 수신 빔 이득을 조정할 시 위상 쉬프터를 이용하여 빔 방향을 조정하는 예를 나타낸 도면,
도 6은 무선 통신 시스템에서 단말이 빔 클래스를 변경하여 수신 빔 이득을 조정하는 예를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정하는 동작의 절차를 나타낸 신호 흐름도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정하는 단말의 내부 구성을 도시한 장치도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득 조정을 위한 기지국의 내부 구성을 도시한 장치도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정에 대한 적용 예를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정에 대한 또 다른 적용 예를 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정에 대한 또 다른 적용 예를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정에 대한 또 다른 적용 예를 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 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.

기지국이 전송한 신호를 단말이 성공적으로 검출하거나 디코딩(decoding)하기 위해서는 단말의 수신 신호 품질 값이 미리 정해진 기준 값 이상이어야만 한다. 여기서 단말이 상기 신호를 성공적으로 검출하거나 디코딩한다는 것은 상기 신호에 대한 검출 실패 확률이나 디코딩 오류 확률이 미리 정해진 값 이하에 해당되는 것을 의미하고, 상기 기준 값은 신호를 성공적으로 검출하거나 디코딩하기 위해 필요한 최소 수신 신호 품질 값을 의미한다. 단말은 기지국이 전송하는 각 신호에 대한 기준 값을 미리 알고 있거나, 기지국으로부터 전달 받거나, 스스로 계산할 수 있다.

일 예로 기지국이 동기 신호를 전송하는 경우를 가정하면, 동기 시퀀스 종류는 자도프-추(zadoff-chu) 시퀀스, M 시퀀스 등과 같이 미리 정의되어 있으므로 기지국이 일정한 송신 전력으로 동기 신호를 전송한다면 상기 동기 신호에 대한 기준 값은 특정 기간 동안 일정하다.

또 다른 예로 기지국이 방송 채널을 통해 신호를 전송하는 경우를 가정하면, 기지국의 안테나 개수에 따라 채널 코딩 방식, 코드율(code rate), 다중 안테나 전송 방식 등은 미리 정의되어 있으므로 기지국이 일정한 개수의 안테나와 일정한 개수의 송신 전력으로 방송 채널을 통해 신호를 전송한다면 상기 방송 채널 신호에 대한 기준 값은 특정 기간 동안 일정하다.

이와 같이 단말은 기지국이 전송한 신호 중 기준 값이 일정한 신호에 대하여, 해당 신호에 대한 기준 값보다 단말이 측정한 수신 신호 품질 값이 크면 단말의 수신 빔 이득을 낮추고, 이와 반대로 상기 해당 신호에 대한 기준 값보다 단말이 측정한 수신 신호 품질 값이 작으면 단말의 수신 빔 이득을 높인다. 여기서 수신 빔 이득을 낮추는 것은, 기지국으로부터 전송된 신호를 수신할 때 사용할 수신 빔의 이득을 수신 신호 품질 값을 측정할 시 사용한 수신 빔의 이득보다 낮추는 것을 의미한다. 수신 빔 이득을 높이는 것은, 기지국으로부터 전송된 신호를 수신할 때 사용할 수신 빔의 이득을 수신 신호 품질 값을 측정할 시 사용한 수신 빔의 이득보다 높이는 것을 의미한다.

한편, 기지국은 기준 신호, 동기 신호, 데이터 채널 신호 등을 단말에게 전송하고, 단말은 기지국으로부터 수신한 신호를 이용하여 수신 신호 품질 값을 측정한다. 상기 수신 신호 품질 값은 경로 손실(Path loss) 값, 신호 대 잡음 비(SNR: signal-to-noise ratio) 값, 신호 대 간섭 비(SIR: signal-to-interference ratio) 값, 신호 대 간섭 잡음 비(SINR: signal-to-interference plus noise ratio) 값, 신호 대 누출 잡음 비(SLNR: signal-to-leakage plus noise ratio) 값, 기준 신호 세기 지시자(RSSI: reference signal strength indicator), 기준 신호 수신 품질(RSRQ: reference signal received quality) 값, 기준 신호 수신 전력(RSRP: reference signal received power) 값 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 수신 신호 품질 값은 계산 방법에 따라 특정 한 시점에 대하여 계산된 순시(instantaneous) 값 또는 특정 윈도우 내의 여러 시점에 대하여 계산된 값들의 가중 값(weight sum value)이 될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 수신 빔 이득을 조정하는 동작의 예를 나타낸 순서도이다.

도 1을 참조하면, 102단계에서 단말은 기지국으로부터 전송되는 신호, 일례로 기준 신호를 이용하여 채널 품질 값을 추정한다. 104단계에서 단말은 상기 추정한 채널 품질 값을 기반으로 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator)를 계산하고, 상기 CQI를 기지국에 보고한다. 여기서 CQI는 단말에 의해 주기적으로 보고된다.

106단계에서 단말은 물리적 하향링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel) 또는 EPDCCH(enhanced PDCCH)를 통해 기지국으로부터 전송되는 제어 정보를 수신하고, 상기 제어정보로부터 변조 및 코딩 방식(MCS: modulation and coding scheme) 레벨과 MCS 오프셋(offset) 값을 획득한다. 상기 MCS 오프셋 값은 기지국이 기준 신호를 전송할 때 사용한 송신 전력(즉 기준 송신 전력)에서 데이터를 전송할 때 사용할 송신 전력(즉 데이터 송신 전력)을 뺀 값을 의미하며, 상기 MCS 오프셋 값은 양수, 음수, 0 중 어느 하나의 값을 가진다. MCS 오프셋 값이 양수일 경우는 기지국이 데이터 송신 전력을 기준 송신 전력보다 낮춘 경우에 해당하고, MCS 오프셋 값이 음수일 경우는 기지국이 데이터 송신 전력을 기준 송신 전력보다 높인 경우에 해당한다.

108단계에서 단말은 수신 신호 품질 값이 미리 정해진 기준 값보다 큰지 검사한다. 상기 수신 신호 품질 값은 102단계에서 추정한 채널 품질 값을 의미한다. 상기 미리 정해진 기준 값은 데이터의 성공적인 수신에 필요한 최소 수신 신호 품질 값을 의미하며, 상기 미리 정해진 기준 값은 다양한 파라미터들을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어 단말은 상기 기준 값을 MCS 레벨을 기반으로 결정할 수 있다. 즉 단말은 상기 기준 값을 미리 정해진 MCS 레벨에 대응하는 실수 값으로 결정할 수 있다. 상기 미리 정해진 MCS 레벨은 일례로 레벨 0 내지 레벨 15를 포함할 수 있으며, 상기 MCS 레벨에 대응하는 실수 값을 나타내는 단위는 빔 이득을 나타내는 단위와 같다.

또 다른 예로 단말은 수신 빔 이득 조정 시 데이터 수신 오류율이 지나치게 커지지 않도록, 상기 기준 값을 CQI 인덱스를 기반으로 결정할 수 있다. 즉 단말은 상기 기준 값을 미리 정해진 CQI 인덱스에 대응하는 실수 값으로 결정할 수 있다. 이때 상기 CQI 인덱스에 대응하는 실수 값은 특정 한 시점에 대하여 계산된 순시 수신 신호 품질 값 또는 특정 윈도우 내의 여러 시점에 대하여 계산된 값들을 가중(weight sum)한 수신 신호 품질 값을 기반으로 계산될 수 있으며, 상기 CQI 인덱스에 대응하는 실수 값을 나타내는 단위는 빔 이득을 나타내는 단위와 같다.

또 다른 예로 단말은 106단계에서 획득한 MCS 레벨과 MCS 오프셋을 기반으로 상기 기준 값을 결정할 수 있다. 즉 단말은 상기 기준 값을 MCS 레벨에 대응하는 실수 값에 MCS 오프셋 값을 더한 결과 값으로 결정할 수 있다.

108단계 검사 결과 수신 신호 품질 값이 기준 값보다 클 경우, 단말은 110단계로 진행하여 기지국으로부터 전송되는 데이터 수신 시 사용될 수신 빔의 이득을 낮춘다. 즉 단말은 상기 데이터 수신 시 사용될 수신 빔의 이득을 기준 신호 수신 시 사용한 수신 빔의 이득보다 낮아지도록 한다. 또한 단말은 108단계 검사 결과 수신 신호 품질 값이 기준 값보다 작을 경우에는 112단계로 진행하여 상기 수신 빔의 이득을 높인다. 즉 단말은 상기 데이터 수신 시 사용될 수신 빔의 이득을 기준 신호 수신 시 사용한 수신 빔의 이득보다 높아지도록 한다. 이때 단말은 수신 빔 이득을 '수신 신호 품질 값 - 기준 값' 이하만큼 낮추거나 '기준 값 - 수신 신호 품질 값' 이하만큼 높일 수 있다. 또한 도시하지는 않았으나 만약 108단계 검사 결과 수신 신호 품질 값과 기준 값이 동일할 경우에는 수신 빔 이득을 조정하지 않는다.

114단계에서 기지국은 물리적 하향링크 공유 채널(PDSCH: physical downlink shared channel)을 통해 기지국으로부터 전송되는 데이터를 수신한다.

도 1에서는 수신 신호 품질 값이 기준 값보다 큰지 여부에 따라 수신 빔 이득을 조정하는 동작을 예를 들어 설명하였다. 그러나 또 다른 예로 단말은 수신 신호 품질 값이 기준 값 + α보다 크면 수신 빔 이득을 낮추고, 수신 신호 품질 값이 기준 값 - β보다 작으면 수신 빔 이득을 높일 수도 있다. 이 경우 수신 신호 품질 값이 기준 값 - β보다 크거나 같고 기준 값 + α보다 작거나 같을 경우에는 수신 빔 이득을 조정하지 않는다. 여기서 α, β는 기준 값과 동일한 단위를 가지는 양수를 의미한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정을 위한 기지국 동작의 예를 나타낸 순서도이다.

도 2를 참조하면, 202단계에서 기지국은 송신 빔 별 기준 신호를 단말에게 전송한다. 204단계에서 기지국은 상기 단말로부터 상기 기준 신호를 이용하여 계산된 CQI를 수신한다. 여기서 CQI는 단말에 의해 주기적으로 보고된다.

206단계에서 기지국은 단말로부터 보고되는 CQI를 기반으로 데이터 전송 시 사용할 MCS 레벨을 계산하고, 상기 CQI와 데이터 전송 시 사용할 전송 방식 및 송신 전력을 고려하여 MCS 오프셋 값을 계산한다. 즉 기지국은 기준 신호를 전송할 때 사용한 기준 송신 전력에서 데이터를 전송할 때 사용할 데이터 송신 전력을 뺀 값으로 MCS 오프셋 값을 계산한다. 상기 MCS 오프셋 값은 양수, 음수, 0 중 어느 하나의 값을 가진다. MCS 오프셋 값이 양수일 경우는 기지국이 데이터 송신 전력을 기준 송신 전력보다 낮춘 경우를 의미하고, MCS 오프셋 값이 음수일 경우는 기지국이 데이터 송신 전력을 기준 송신 전력보다 높인 경우를 의미한다. 또한 206단계에서 기지국은 계산된 MCS 레벨과 MCS 오프셋 값을 포함하는 제어정보를 PDCCH 또는 EPDCCH를 통해 단말에게 전송한다.

208단계에서 기지국은 206단계에서 계산한 MCS 레벨을 적용하여 단말에게 데이터를 전송한다. 이때 상기 데이터는 PDSCH를 통해 전송된다.

도 3은 무선 통신 시스템에서 수신 프론트엔드(front-end) 구조에서 무선 주파수(RF: radio frequency) 체인(chain)을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 도시된 수신 프론트엔드 구조는 복수의 안테나들(302)과, 복수의 저잡음 증폭기(LNA: low noise amplifier)들(304)과, 복수의 위상 쉬프터(phase shifter)들(306)을 포함하며, 상기 위상 쉬프터들(306)은 디지털 경로(308)에 연결된다. 여기서 복수의 안테나들(203)은 균일한 선형 배열(uniform linear array) 형태를 가정하며, 복수의 안테나들(203) 각각은 특정 LNA 및 특정 위상 쉬프터와 연결되어 하나의 RF 체인(310)을 형성한다. 도 3에서는 하나의 안테나에 대응하여 형성된 RF 체인(310)만을 표시하였으나, RF 체인은 각각의 안테나에 대응하여 안테나의 개수만큼 형성된다.

이와 같이 단말은 안테나 개수만큼의 RF 체인을 가지며, 상기 RF 체인을 온(on)/오프(off) 시킴으로써 수신 빔 이득을 조정할 수 있다. 후술할 본 발명의 실시예에서는 RF 체인을 온 시키는 것과 RF 체인을 켜는 것을 동일한 의미로 사용하도록 한다. 또한 RF 체인을 오프 시키는 것과 RF 체인을 끄는 것 역시 동일한 의미로 사용하도록 한다.

도 4는 무선 통신 시스템에서 단말이 수신 빔 이득을 조정하기 위해 RF 체인을 온/오프 시키는 예를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 도시된 사각형들 각각은 RF 체인을 나타내며, 각각의 RF 체인은 도 3에서 설명한 바와 같이 안테나, LNA 및 위상 쉬프터를 포함한다. 도 4에서는 단말이 16개의 안테나를 가진다고 가정하며, 따라서 16개의 RF 체인을 도시하였다. 도 4(a)는 16개의 RF 체인이 모두 켜진 상태를 나타내고, 도 4(b)는 8개의 RF 체인이 켜진 상태를 나타내고, 도 4(c)는 4개의 RF 체인이 켜진 상태를 나타낸다.

도 4에서는 설명의 편의를 위해 16개의 RF 체인들의 상태는 도 4(a),4(b),4(c) 중 하나일 수 있다고 가정한다. 도 4(b)(상태 B)는 도 4(a)(상태 A)에 비해 수신 빔 이득이 작고, 도 4(c)(상태 C)는 상태 B에 비해 수신 빔 이득이 작다. 즉 온 시킨 RF 체인의 개수가 적어질수록 수신 빔의 이득 또한 작아진다.

예를 들어 단말의 RF 체인들의 상태가 상태 A라고 가정하면, 단말은 적어도 하나의 RF 체인을 오프 시킴으로써 수신 빔 이득을 낮출 수 있다. 이때 단말은 상태 B와 같이 6개의 RF 체인을 오프 시킬 수도 있고, 상태 C와 같이 12개의 RF 체인을 오프 시킬 수도 있다. 이와 같이 단말은 상태 B와 상태 C 중 낮추고자 하는 수신 빔 이득 값에 가장 가깝게 수신 빔 이득을 낮출 수 있는 상태를 선택한다.

또 다른 예로 단말의 RF 체인들의 상태가 상태 C라고 가정하면, 단말은 적어도 하나의 RF 체인을 온 시킴으로써 수신 빔 이득을 높일 수 있다. 이때 단말은 상태 B와 같이 4개의 RF 체인을 온 시킬 수도 있고, 상태 C와 같이 12개의 RF 체인을 온 시킬 수도 있다. 이와 같이 단말은 상태 A와 상태 B 중 높이고자 하는 수신 빔 이득 값에 가장 가깝게 수신 빔 이득을 높일 수 있는 상태를 선택한다.

앞서 설명한 바와 같이 단말은 RF 체인을 온/오프 시킴으로써 수신 빔 이득을 조정할 수 있다. 이때 단말이 수신 빔 이득을 조정한 후의 수신 빔 방향은 단말이 수신 빔 이득을 조정하기 전의 수신 빔 방향과 최대한 일치해야 하며, 이를 위해 단말은 온 시킨 RF 체인이 포함하는 위상 쉬프터의 위상 이동(phase shift) 값을 적절히 조정해야만 한다.

도 5는 무선 통신 시스템에서 단말이 수신 빔 이득을 조정할 시 위상 쉬프터를 이용하여 빔 방향을 조정하는 예를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 단말(500)은 특정 빔 방향(501)으로 빔 1(502), 빔 2(504), 빔 3(506)을 형성하고, 이 경우 수신 빔 이득은 빔 1 > 빔 2 > 빔 3으로 빔 1(502)의 수신 빔 이득이 가장 크고 빔 3(506)의 수신 빔 이득이 가장 작다고 가정한다.

예를 들어 빔 1(502)을 사용하는 단말(500)이 수신 빔 이득을 낮춰 빔 2(504)만큼의 수신 빔 이득을 얻고자 한다면, 단말은 켜져 있는 RF 체인들 중 적어도 하나의 RF 체인을 오프 시킴으로써 수신 빔 이득을 낮출 수 있다. 이때 단말은 수신 빔 이득을 조정한 후 켜져 있는 RF 체인들의 위상 쉬프터를 적절히 조정하여, 빔 이득을 조정하기 전의 수신 빔 방향과 빔 이득을 조정한 이후의 수신 빔 방향이 일치되도록 해야 한다. 즉 단말은 빔 이득 조정 전의 수신 빔인 빔 1(502)의 방향과 빔 이득 조정 후의 수신 빔인 빔 2(504)의 방향이 최대한 일치되도록, 위상 쉬프터를 적절히 조정해야 한다.

또 다른 예로 빔 3(506)을 사용하는 단말(500)이 수신 빔 이득을 높여 빔 2(504)만큼의 수신 빔 이득을 얻고자 한다면, 단말은 꺼져 있는 RF 체인들 중 적어도 하나의 RF 체인을 온 시킴으로써 수신 빔 이득을 높일 수 있다. 이때 단말은 수신 빔 이득을 조정한 후 켜져 있는 RF 체인들의 위상 쉬프터를 적절히 조정하여, 빔 이득을 조정하기 전의 수신 빔 방향과 빔 이득을 조정한 이후의 수신 빔 방향이 일치되도록 해야 한다. 즉 단말은 빔 이득 조정 전의 수신 빔인 빔 3(506)의 방향과 빔 이득 조정 후의 수신 빔인 빔 2(504)의 방향이 최대한 일치되도록, 위상 쉬프터를 적절히 조정해야 한다.

도 4 및 도 5에서는 단말이 RF 체인을 온/오프 시켜 수신 빔 이득을 조절하는 동작을 일례로 설명하였다. 그러나 또 다른 방법으로 단말은 수신 빔을 미리 정의한 다른 빔으로 변경함으로써 수신 빔 이득을 조정할 수도 있다. 예를 들어 단말은 수신 빔 이득 및 수신 빔 방향에 따라 복수의 빔들을 미리 정의해 놓고, 수신 빔 이득 및 수신 빔 방향에 따라 켜지는 RF 체인과 그 RF 체인이 포함하는 위상 쉬프터의 위상 이동 값을 미리 계산하여 저장 장치에 기록해둔다고 가정한다.

이 경우 단말은 수신 빔 이득을 조정할 경우 수신 빔 방향을 최대한 바꾸지 않으면서 원하는 값으로 수신 빔 이득을 조정하는 (수신 빔 이득-수신 빔 방향) 쌍을 찾을 수 있다. 즉 단말은 (수신 빔 이득-수신 빔 방향) 쌍에 따라 켜지는 RF 체인과 그 RF 체인이 포함하는 위상 쉬프터의 위상 이동 값을 저장 장치로부터 읽어와서 수신 빔을 형성할 수 있다.

도 6은 무선 통신 시스템에서 단말이 빔 클래스를 변경하여 수신 빔 이득을 조정하는 예를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 단말은 특정 빔 방향(601)으로 형성된 빔 클래스 1(602), 빔 클래스 2(604), 빔 클래스 3(606), 빔 클래스 4(608)를 운용하고, 수신 빔 이득은 빔 클래스 1 > 빔 클래스 2 > 빔 클래스 3 > 빔 클래스 4로 빔 클래스 1(602)의 수신 빔 이득이 가장 크고 빔 클래스 4(608)의 수신 빔 이득이 가장 작다고 가정한다.

단말 각각에 대한 빔 클래스는 미리 정해지는 것으로, 단말(600)은 자신의 빔 클래스를 이미 알고 있으며 채널 품질 값에 따라 상기 빔 클래스를 변경할 수 있다. 즉 단말은 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 이용하여 채널 품질 값, 일례로 경로 손실 값을 측정하고 그 측정 결과에 따라 빔 클래스를 하기 표 1과 같이 변경할 수 있다.

경로 손실 값 (X)	빔 클래스
X > y1	1
y2 < X ≤ y1	2
y3 < X ≤ y2	3
X ≤ y3	4

즉 단말(600)은 측정한 경로 손실 값 X가 미리 정해진 임계 값 y1보다 클 경우, 빔 클래스를 1로 변경하고, 경로 손실 값 X가 미리 정해진 임계 값 y2보다 크고 상기 y1보다 작거나 같을 경우 빔 클래스를 2로 변경하고, 경로 손실 값 X가 미리 정해진 임계 값 y3보다 크고 상기 y2보다 작거나 같을 경우 빔 클래스를 3으로 변경하고, 경로 손실 값 X가 상기 y3보다 작거나 같을 경우 빔 클래스를 4로 변경할 수 있다.

이와 같이 단말(600)은 경로 손실 값이 클수록 수신 빔 이득이 높은 빔 클래스로 변경하고, 경로 손실 값이 작을수록 수신 빔 이득이 낮은 빔 클래스로 변경한다. 이와 같이 빔 클래스를 변경 하여 수신 빔 이득을 조정하는 방법은 앞서 설명한 RF 체인을 온/오프 시켜 수신 빔 이득을 조정하는 방법에 비해 상대적으로 긴 시간이 요구된다.

한편, 단말(600)은 기지국으로부터 빔 클래스 정보를 요청하는 빔 클래스 정보 요청 메시지가 수신되면, 빔 클래스에 대한 정보를 상기 기지국에게 전송한다. 상기 빔 클래스에 대한 정보는 일례로 단말(600)이 운용하는 빔 클래스 개수, 각 빔 클래스가 포함하는 수신 빔 개수, 빔 클래스들 간의 수신 빔 이득의 차이 등을 포함한다. 상기 빔 클래스에 대한 정보는 단말에 따라 각각 상이할 수 있다.

또한 단말(600)은 자신의 빔 클래스를 변경하고자 할 때 기지국에게 빔 클래스 변경을 요청하는 빔 클래스 변경 요청 메시지를 전송하고, 기지국으로부터 상기 빔 클래스 변경 요청 메시지에 대한 응답으로 빔 클래스 변경 응답 메시지를 수신한다. 상기 빔 클래스 변경 응답 메시지에는 기지국이 상기 단말의 빔 클래스 변경 요청을 승인하는지 또는 거절하는지에 대한 정보가 포함된다.

단말(600)은 기지국으로부터 빔 클래스 변경 요청을 승인하는 정보가 포함된 빔 클래스 변경 응답 메시지가 수신되면, 자신의 빔 클래스를 변경한다.

도 6에서는 단말이 채널 품질 값, 일례로 경로 손실 값을 측정하고 그 측정 결과에 따라 자신의 빔 클래스를 변경하는 동작을 예를 들어 설명하였다. 그러나 상기 빔 클래스는 기지국에 의해 변경될 수도 있다. 즉 기지국은 단말로부터 수신한 빔 클래스에 대한 정보와 경로 손실 값을 이용하여 단말의 빔 클래스를 결정하고, 상기 결정한 빔 클래스를 지시하는 빔 클래스 인덱스를 단말에게 전송한다. 상기 빔 클래스 인덱스를 수신한 단말은 자신의 빔 클래스를 상기 빔 클래스 인덱스가 지시하는 빔 클래스로 변경한다. 이 경우 단말은 상기 경로 손실 값을 주기적으로 기지국에 전송한다고 가정한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정하는 동작의 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 도시된 무선 통신 시스템은 단말(700)과 기지국(710)을 포함한다고 가정한다.

기지국(710)은 단말(700)에게 기준 신호를 전송하고,(701단계) 단말(700)은 상기 기준 신호를 기반으로 채널 품질 값을 추정하고 상기 추정한 채널 품질 값을 기반으로 CQI를 계산한다.(703단계) 또한 단말(700)은 상기 계산한 CQI를 기지국(710)에게 전송한다.(705단계) 여기서 CQI는 단말(700)에 의해 주기적으로 기지국(710)에게 보고된다.

기지국(710)은 CQI를 기반으로 데이터 전송 시 사용할 MCS 레벨을 결정하고, 상기 CQI와 데이터 전송 시 사용할 전송 방식 및 송신 전력을 기반으로 MCS 오프셋 값을 계산한다.(707단계) 즉 기지국(710)은 기준 신호를 전송할 때 사용한 기준 송신 전력에서 데이터를 전송할 때 사용할 데이터 송신 전력을 뺀 값으로 MCS 오프셋 값을 계산한다. 상기 MCS 오프셋 값은 양수, 음수, 0 중 어느 하나의 값을 가진다. MCS 오프셋 값이 양수일 경우는 기지국(710)이 데이터 송신 전력을 기준 송신 전력보다 낮춘 경우를 의미하고, MCS 오프셋 값이 음수일 경우는 기지국(710)이 데이터 송신 전력을 기준 송신 전력보다 높인 경우를 의미한다.

또한 기지국(710)은 MCS 레벨과 MCS 오프셋 값을 포함하는 제어정보를 PDCCH 또는 EPDCCH를 통해 단말(700)에게 전송한다.(709단계)

단말(700)은 기준 신호를 기반으로 계산한 수신 신호 품질 값과 데이터의 성공적인 수신에 필요한 최소 수신 신호 품질 값을 의미하는 기준값을 비교하여 수신 빔 이득을 조정한다.(711단계) 상기 기준 값은 기지국(710)으로부터 수신한 제어정보로부터 획득한 MCS 레벨과 MCS 오프셋 값 중 MCS 레벨을 고려하여 결정되거나 MCS 레벨과 MCS 오프셋 값 모두를 고려하여 결정되거나 703단계에서 계산한 CQI를 고려하여 결정될 수 있다.

여기서 상기 수신 신호 품질 값과 상기 기준 값을 비교하여 수신 빔 이득을 조정하는 과정은 도 1 내지 도 6에서 상세히 설명하였으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.

이후 기지국(710)은 707단계에서 계산하는 MCS 레벨을 적용하여 단말에게 데이터를 전송한다.(713단계) 이때 상기 데이터는 PDSCH를 통해 전송되며, 단말(700)은 조정된 수신 빔 이득으로 기지국(710)으로부터 전송되는 데이터를 수신한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정하는 단말의 내부 구성을 도시한 장치도이다.

도 8을 참조하면, 단말은 송수신부(802), 기저대역(baseband) 처리부(804), 제어부(806), 빔 생성 정보 저장 장치(808), 및 빔포밍 제어부(810)를 포함한다.

송수신부(802)는 기지국과 각종 메시지 등을 송수신한다. 즉 송수신부(802)는 안테나들 각각에 대응되는 RF 체인을 이용하여 수신 빔을 형성하고, 상기 수신 빔을 이용하여 기지국으로부터 전송되는 기준 신호와 데이터 등을 수신한다. 또한 송수신부(802)는 채널 품질 값을 기반으로 계산한 CQI와 빔 클래스에 대한 정보 등을 전송한다.

기저대역 처리부(804)는 송수신부(802)를 통해 수신된 기준 신호와 데이터 등으로부터 기저대역 신호를 처리한다.

제어부(806)는 단말의 전반적인 동작을 제어하고, 특히 CQI 계산, 경로 손실 값 계산 등과 같은 각종 계산 동작을 수행한다. 또한 제어부(806)는 단말의 빔 클래스 변경 시 변경되는 빔 클래스를 결정하고, 신호 품질 값과 미리 정해진 기준 값을 비교하여 수신 빔 이득을 조정할 지 여부를 결정한다.

빔 생성 정보 저장부(808)는 수신 빔 형성에 필요한 각종 파라미터들, 일례로 수신 빔 이득 및 수신 빔 방향에 따라 켜지는 RF 체인과 그 RF 체인이 포함하는 위상 쉬프터의 위상 이동 값 등을 저장하고 관리한다.

빔포밍 제어부(810)는 송수신부(802)의 수신 빔 형성 동작을 제어하며, 빔 생성 정보 저장부(808)로부터 특정 수신 빔 형성에 필요한 정보를 읽어와 상기 송수신부(802)에 전달한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득 조정을 위한 기지국의 내부 구성을 도시한 장치도이다.

도 9를 참조하면, 기지국은 송수신부(902)와 제어부(904)를 포함한다.

송수신부(902)는 단말과 각종 메시지 등을 송수신한다. 즉 송수신부(902)는 단말에게 기준 신호와 데이터 등을 전송하고. 단말로부터 전송되는 빔 클래스에 대한 정보와 단말로부터 주기적으로 보고되는 CQI 등을 수신한다.

제어부(904)는 기지국의 전반적인 동작을 제어하고, MCS 레벨 계산, MCS 오프셋 계산 등과 같은 각종 계산 동작을 수행한다. 또한 제어부(904)는 단말의 빔 클래스 변경 시 변경되는 빔 클래스를 결정하고, 단말로부터 빔 클래스 변경 요청 메시지가 수신될 시 상기 단말의 빔 클래스 변경 요청에 대한 승인 여부를 결정한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정에 대한 적용 예를 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 도시된 1ms 프레임(1000)은 하향링크(DL: downlink) 서브프레임(1010)과 상향링크(UL: uplink) 서브프레임(1020)과 보호(guard) 구간 심볼들(1015,10125)을 포함하며, 상기 DL 서브프레임(1010)은 심볼 0 내지 33을 포함하고 상기 UL 서브프레임(1020)은 심볼 35 내지 39를 포함한다고 가정한다. 또한 도시된 단말(1030)은 기지국이 전송하는 각 신호에 대한 기준 값을 미리 알고 있다고 가정한다.

기지국은 심볼 0,1에서 제어 채널 신호를 전송하고, 심볼 2,3에서 동기화(SCH: synchronization channel) 신호 및 방송 채널(BCH: broadcasting channel) 신호를 전송하고, 심볼 4 내지 33에서 데이터를 전송한다. 또한 기지국은 심볼 35에서 제어 채널 신호를 수신하고, 심볼 36 내지 38에서 랜덤 접속 채널(RACH: random access channel) 신호를 수신한다.

도시된 단말(1030)은 수신 신호 품질 값을 이미 알고 있는 기준 값과 비교하고, 상기 수신 신호 품질 값이 상기 기준 값보다 클 경우 기지국으로부터 전송되는 SCH 신호 및 BCH 신호 수신 시 사용될 수신 빔의 이득을 기준 신호 수신 시 사용한 수신 빔의 이득보다 낮아지도록 한다. 즉 단말(1030)은 SCH 및 BCH 신호 수신 구간(1040) 동안 RF 체인을 오프시켜 수신 빔 이득을 낮추고 SCH 및 BCH 신호를 수신한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정에 대한 또 다른 적용 예를 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 도시된 1ms 프레임(1100)은 DL 서브프레임(1110)과 UL 서브프레임(1120)과 보호 구간 심볼들(1115,1125)을 포함하며, 상기 DL 서브프레임(1110)은 심볼 0 내지 33을 포함하고 상기 UL 서브프레임(1220)은 심볼 35 내지 39를 포함한다고 가정한다.

기지국은 심볼 0,1에서 제어 채널 신호를 전송하고, 심볼 2,3에서 기준 신호를 전송하고, 심볼 4 내지 33에서 데이터를 전송한다. 또한 기지국은 심볼 35,36에서 제어 채널 신호를 수신하고, 심볼 37에서 데이터를 수신하고, 심볼 38에서 기준 신호를 수신한다.

도시된 단말(1130)은 PDCCH 처리 구간(1135) 동안 기지국으로부터 전송되는 제어 채널 신호를 수신하고 상기 수신된 제어 채널 신호로부터 MCS 레벨과 MCS 오프셋 값을 획득한다.

도시된 단말(1140)은 측정 구간(1145) 동안 기지국으로부터 전송되는 기준 신호를 수신하고 상기 수신된 기준 신호를 기반으로 CQI를 측정한다.

도시된 단말(1150)은 PDSCH 처리 구간(1155) 동안 기지국으로부터 전송되는 데이터를 수신한다. 이때 단말(1150)은 데이터 수신 시 사용될 수신 빔의 이득을 제어 채널 신호 및 기준 신호 수신 시 사용한 수신 빔의 이득보다 낮아지도록 한다. 즉 단말(1150)은 RF 체인을 오프시켜 수신 빔 이득을 낮추고 데이터를 수신한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정에 대한 또 다른 적용 예를 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 반 지속 스케줄링(SPS: semi-persistent scheduling) 방식으로 스케줄링된 자원 블록들을 가정하여 설명하도록 한다. 또한 상기 SPS 방식이 사용된 음성 패킷 망(VoIP: voice-over internet protocol) 서비스를 가정하여 설명하도록 한다.

VoIP 서비스에서는 미리 정해진 주기 간격으로 자원이 할당되고 단말은 할당된 자원 블록에서 관련 데이터를 전송한다. 즉 기지국은 자원 블록(1200)에서 PDCCH를 통해 SPS에 관련된 정보를 전송하고, 단말은 상기 SPS에 관련된 정보를 기반으로 자신에게 할당된 자원 블록을 확인한다. 여기서는 단말에게 할당된 자원 블록을 1205,1210,1215라고 가정한다. 또한 구간(1225)는 자원이 할당되는 주기를 나타낸다.

도시된 단말들(1220,1230,1240) 각각은 자원 블록들(1205,1210,1215) 각각에서 PDSCH를 통해 전송되는 데이터를 수신하고, 이때 각 단말의 데이터 수신 시 사용되는 수신 빔의 이득은 다양하게 조정된다. 즉 단말(1230)은 자원 블록(1210)에서 전송되는 데이터 수신 시 사용될 수신 빔의 이득을 자원 블록(1205)에서 전송되는 데이터 수신 시 사용한 수신 빔의 이득보다 낮아지도록 하고, 단말(1240)은 자원 블록(1215)에서 전송되는 데이터 수신 시 사용될 수신 빔의 이득을 자원 블록(1210)에서 전송되는 데이터 수신 시 사용한 수신 빔의 이득보다 높아지도록 한다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 이득 조정에 대한 또 다른 적용 예를 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 도시된 1ms 프레임(1300)은 DL 서브프레임(1310)과 UL 서브프레임(1320)과 보호 구간 심볼들(1315,1325)을 포함하며, 상기 DL 서브프레임(1110)은 심볼 0 내지 33을 포함하고 상기 UL 서브프레임(1220)은 심볼 35 내지 39를 포함한다고 가정한다.

도시된 단말(1330)은 PDCCH 처리 구간(1335) 동안 기지국으로부터 전송되는 제어 채널 신호를 수신하고 상기 수신된 제어 채널 신호로부터 MCS 레벨과 MCS 오프셋 값을 획득한다.

도시된 단말(1340)은 PDSCH 처리 구간(1345) 동안 기지국으로부터 전송되는 데이터를 수신한다. 이때 단말(1340)은 데이터 수신 시 사용될 수신 빔의 이득을 제어 채널 신호 수신 시 사용한 수신 빔의 이득보다 높아지도록 한다. 즉 단말(13450)은 RF 체인을 온시켜 수신 빔 이득을 높이고 데이터를 수신한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 수신 빔 이득 조정 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 그래픽 화면 갱신 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다

또한 본 발명의 실시예에서 수신 빔 이득을 조정하는 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 그래픽 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말이 수신 빔 이득을 조정하는 방법에 있어서,
무선 주파수(radio frequency, RF) 체인에 대해 제1수신 빔 이득으로 기지국으로부터 수신된 기준 신호의 신호 품질 값을 추정하는 단계;
상기 추정된 신호 품질 값에 관한 정보를 상기 기지국에게 전송하는 단계;
상기 기지국으로부터 전송되는 데이터를 성공적으로 복호하기 위한 기준 값과 상기 추정된 신호 품질 값을 비교하는 단계;
상기 비교 결과에 기반하여 상기 단말에 포함된 상기 RF 체인들 중 턴 온/오프(turn on/off)할 RF 체인의 수를 결정함으로써, 상기 데이터 수신을 위해 사용할 상기 RF 체인의 상기 제1수신 빔 이득을 조정하는 단계;를 포함하는 수신 빔 이득 조정 방법.
제1항에 있어서,
상기 수신 빔에 대한 이득을 조정하는 단계는;
상기 추정된 신호 품질 값이 상기 기준 값보다 낮은 경우 적어도 하나의 RF 체인을 온 시켜 상기 수신 빔에 대한 이득을 높이거나 또는 상기 추정된 신호 품질 값이 상기 기준 값보다 낮은 경우 상기 적어도 하나의 RF 체인을 오프 시켜 상기 수신 빔에 대한 이득을 낮추는 단계를 포함하며,
상기 RF 체인은 안테나, 저잡음 증폭기(LNA: low noise amplifier) 및 위상 쉬프터로 구성됨을 특징으로 하는 수신 빔 이득 조정 방법.
제2항에 있어서,
상기 수신 빔 이득을 조정한 후의 수신 빔 방향이 상기 수신 빔 이득을 조정하기 전의 수신 빔 방향과 일치하도록, 상기 온 시킨 RF 체인이 포함하는 위상 쉬프터의 위상 이동(phase shift) 값을 조정하는 과정을 더 포함하는 수신 빔 이득 조정 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 추정된 신호 품질 값을 미리 정해진 임계 값과 비교하는 과정과,
상기 비교 결과를 기반으로 미리 정해진 빔 클래스를 변경하는 과정과,
상기 데이터 수신 시 사용할 수신 빔에 대한 이득을 상기 변경된 빔 클래스에 관련된 수신 빔 이득으로 조정하는 과정을 더 포함하는 수신 빔 이득 조정 방법.
제5항에 있어서,
상기 빔 클래스를 변경하는 과정은;
상기 추정된 신호 품질 값이 상기 임계 값보다 크면, 상기 미리 정해진 빔 클래스를 수신 빔 이득이 상대적으로 높은 빔 클래스로 변경하는 과정과,
상기 추정된 신호 품질 값이 상기 임계 값보다 작으면, 상기 미리 정해진 빔 클래스를 수신 빔 이득이 상대적으로 낮은 빔 클래스로 변경하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 수신 빔 이득 조정 방법.
제1항에 있어서,
상기 단말이 운용하는 빔 클래스 개수, 각 빔 클래스가 포함하는 수신 빔 개수, 빔 클래스들 간의 수신 빔 이득의 차이 값 중 적어도 하나를 포함하는 빔 클래스에 대한 정보를 상기 기지국에게 전송하는 과정을 더 포함하는 수신 빔 이득 조정 방법.
제1항에 있어서,
상기 기지국으로부터 전송되는 제어정보로부터 상기 데이터에 적용되는 변조 및 코딩 방식(MCS: modulation and coding scheme) 레벨과 기준 신호 송신 전력과 데이터 송신 전력의 차를 나타내는 MCS 오프셋 값을 획득하는 과정과,
상기 MCS 레벨, 또는 CQI, 또는 상기 MCS 레벨과 상기 MCS 오프셋 값을 고려하여 상기 기준 값을 결정하는 과정을 더 포함하는 수신 빔 이득 조정 방법.
제1항에 있어서,
상기 수신 신호 품질 값은 경로 손실(Path loss) 값, 신호 대 잡음 비(SNR: signal-to-noise ratio) 값, 신호 대 간섭 비(SIR: signal-to-interference ratio) 값, 신호 대 간섭 잡음 비(SINR: signal-to-interference plus noise ratio) 값, 신호 대 누출 잡음 비(SLNR: signal-to-leakage plus noise ratio) 값, 기준 신호 세기 지시자(RSSI: reference signal strength indicator), 기준 신호 수신 품질(RSRQ: reference signal received quality) 값, 기준 신호 수신 전력(RSRP: reference signal received power) 값 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 수신 빔 이득 조정 방법.
삭제
삭제
삭제
무선 통신 시스템에서 수신 빔 이득을 조정하는 단말에 있어서,
무선 주파수(radio frequency, RF) 체인에 대해 제1수신 빔 이득으로 기지국으로부터 수신된 기준 신호의 신호 품질 값을 추정하고, 상기 추정된 신호 품질 값에 관한 정보를 상기 기지국으로 전송하기 위한 제어를 수행하고, 상기 기지국으로부터 전송되는 데이터를 성공적으로 복호하기 위한 기준 값과 상기 추정된 신호 품질 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 상기 단말에 포함된 상기 RF 체인들 중 턴 온/오프(turn on/off)할 RF 체인의 수를 결정함으로써, 상기 데이터 수신을 위해 사용할 상기 RF 체인의 상기 제1수신 빔 이득을 조정하는 제어부와,
CQI를 상기 기지국에게 전송하는 송수신부를 포함하는 단말.
제13항에 있어서,
상기 제어부는 상기 추정된 신호 품질 값이 상기 기준 값보다 낮은 경우 적어도 하나의 RF 체인을 온 시켜 상기 수신 빔에 대한 이득을 높이고, 상기 추정된 신호 품질 값이 상기 기준 값보다 낮은 경우 상기 RF 체인을 오프 시켜 상기 수신 빔에 대한 이득을 낮추며,
상기 RF 체인은 안테나, 저잡음 증폭기(LNA: low noise amplifier) 및 위상 쉬프터로 구성됨을 특징으로 하는 단말.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 수신 빔 이득을 조정한 후의 수신 빔 방향이 상기 수신 빔 이득을 조정하기 전의 수신 빔 방향과 일치하도록, 온 시킨 RF 체인이 포함하는 위상 쉬프터의 위상 이동(phase shift) 값을 조정함을 특징으로 하는 단말.
삭제
제13항에 있어서,
상기 제어부는 상기 추정된 신호 품질 값을 미리 정해진 임계 값과 비교하고, 상기 비교 결과를 기반으로 미리 정해진 빔 클래스를 변경하고, 상기 데이터 수신 시 사용할 수신 빔에 대한 이득을 상기 변경된 빔 클래스에 관련된 수신 빔 이득으로 조정함을 특징으로 하는 단말.
제17항에 있어서,
상기 제어부는 상기 추정된 신호 품질 값이 상기 임계 값보다 크면, 상기 미리 정해진 빔 클래스를 수신 빔 이득이 상대적으로 높은 빔 클래스로 변경하고, 수신 신호 품질 값이 상기 임계 값보다 작으면, 상기 미리 정해진 빔 클래스를 수신 빔 이득이 상대적으로 낮은 빔 클래스로 변경함을 특징으로 하는 단말.
제13항에 있어서,
상기 송수신부는 상기 단말이 운용하는 빔 클래스 개수, 각 빔 클래스가 포함하는 수신 빔 개수, 빔 클래스들 간의 수신 빔 이득의 차이 값 중 적어도 하나를 포함하는 빔 클래스에 대한 정보를 상기 기지국에게 전송함을 특징으로 하는 단말.
제13항에 있어서,
상기 제어부는 상기 기지국으로부터 전송되는 제어정보로부터 상기 데이터에 적용되는 변조 및 코딩 방식(MCS: modulation and coding scheme) 레벨과 기준 신호 송신 전력과 데이터 송신 전력의 차를 나타내는 MCS 오프셋 값을 획득하고, 상기 MCS 레벨, 또는 CQI, 또는 상기 MCS 레벨과 상기 MCS 오프셋 값을 고려하여 상기 기준 값을 결정함을 특징으로 하는 단말.
제13항에 있어서,
상기 수신 신호 품질 값은 경로 손실(Path loss) 값, 신호 대 잡음 비(SNR: signal-to-noise ratio) 값, 신호 대 간섭 비(SIR: signal-to-interference ratio) 값, 신호 대 간섭 잡음 비(SINR: signal-to-interference plus noise ratio) 값, 신호 대 누출 잡음 비(SLNR: signal-to-leakage plus noise ratio) 값, 기준 신호 세기 지시자(RSSI: reference signal strength indicator), 기준 신호 수신 품질(RSRQ: reference signal received quality) 값, 기준 신호 수신 전력(RSRP: reference signal received power) 값 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 단말.
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