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KR102411126B1 - 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스 수행 장치 및 방법 - Google Patents

빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스 수행 장치 및 방법 Download PDF

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KR102411126B1
KR102411126B1 KR1020150158970A KR20150158970A KR102411126B1 KR 102411126 B1 KR102411126 B1 KR 102411126B1 KR 1020150158970 A KR1020150158970 A KR 1020150158970A KR 20150158970 A KR20150158970 A KR 20150158970A KR 102411126 B1 KR102411126 B1 KR 102411126B1
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Abstract

본 발명은 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE)과 같은 4세대(4th-Generation: 4G) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5세대(5th-Generation: 5G) 또는 프리-5G(pre-5G) 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 발명은 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국이 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 방법에 있어서, 단위 시구간별로 대응되는 수신 빔에 관련된 정보를 송신하는 과정과, 단위 시구간 마다 상기 단위 시구간에 대응되는 수신 빔을 기반으로 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하는 과정과, 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하는 중에 특정 단위 시구간에서 사용자 단말기(user equipment: UE)와 랜덤 억세스 프로세스를 수행해야 함을 검출하면, 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단하는 과정과, 상기 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스 수행 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING RANDOM ACCESS PROCESS OPERATION IN COMMUNICATION SYSTEM SUPPROTING BEAM FORMING SCHEME}
본 발명은 빔 포밍(beam forming) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스(random access process)를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 수신 빔 스위핑(sweeping) 프로세스를 기반으로 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
4세대(4th-Generation: 4G, 이하 "4G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5세대(5th-Generation: 5G, 이하 "5G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템 또는 프리-5G(pre-5G, 이하 " pre-5G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 밀리미터파(mmWave, 이하 "mmWave"라 칭하기로 한다) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은 주파수 대역)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔 포밍(beam forming), 거대 배열 다중 입력 다중 출력(massive multi-input multi-output: massive MIMO, 이하 "massive MIMO"라 칭하기로 한다) 기술과, 전차원 다중 입력 다중 출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO, 이하 "FD-MIMO"라 칭하기로 한다) 기술과, 어레이 안테나(array antenna) 기술과, 아날로그 빔 포밍(analog beam-forming) 기술 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 디바이스 대 디바이스 (device to device: D2D, 이하 "D2D"라 칭하기로 한다) 통신, 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP(coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(advanced coding modulation: ACM, 이하 "ACM"이라 칭하기로 한다) 방식인 하이브리드 주파수 쉬프트 키잉(frequency shift keying: FSK, 이하 "FSK"라 칭하기로 한다) 및 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation: QAM, 이하 "QAM"이라 칭하기로 한다)(hybrid FSK and QAM: FQAM, 이하 "FQAM"라 칭하기로 한다) 방식 및 슬라이딩 윈도우 중첩 코딩(sliding window superposition coding: SWSC, 이하 "SWSC"라 칭하기로 한다) 방식과, 진보된 억세스 기술인 필터 뱅크 멀티 캐리어(filter bank multi carrier: FBMC, 이하 "FBMC"라 칭하기로 한다) 기술과, 비직교 다중 억세스(non orthogonal multiple access: NOMA, 이하 "NOMA"라 칭하기로 한다) 기술 및 성긴 코드 다중 억세스(sparse code multiple access: SCMA, 이하 "SCMA"라 칭하기로 한다) 기술 등이 개발되고 있다.
통신 시스템은 지속적으로 증가하는 무선 데이터 트래픽(data traffic) 수요를 충족시키기 위해 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 형태로 발전해 오고 있다.
한편, 현재까지 제안된 통신 시스템은 데이터 전송률 증가를 위해 주로 주파수 효율성(spectral efficiency)을 개선시키는 방향으로 다양한 방식들을 개발해오고 있었으나, 이렇게 주파수 효율성을 개선시키는 방식들만으로는 폭증하고 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 만족시키는 것은 어렵다.
따라서, 이렇게 폭증하고 있는 데이터 트래픽 수요를 만족시키기 위해서 다양한 방식들이 제안되고 있으며, 그 중 대표적인 방식은 매우 넓은 주파수 대역, 일 예로 mmWave 주파수 대역을 사용하는 방식이다.
그런데, 현재 이동 통신 셀룰라 시스템에서 사용하고 있는 주파수 대역(<5GHz)에서는 넓은 주파수 대역 확보가 매우 어렵기 때문에, 현재 이동 통신 셀룰라 시스템에서 사용하고 있는 주파수 대역 보다 더 높은 주파수 대역에서 이런 mmWave 주파수 대역을 확보해야할 필요성이 발생한다.
하지만, 일반적인 무선 통신 시스템에서 무선 통신에 사용되는 주파수 대역이 높아질수록 전파 경로 손실(propagation path loss)은 증가하게 된다. 따라서, 이런 전파 경로 손실 증가로 인해 전파 전달 거리는 상대적으로 짧아지게 되고, 결과적으로 서비스 커버리지(service coverage)의 감소를 초래하게 된다. 따라서, 전파 경로 손실 증가로 인한 서비스 커버리지 감소 문제를 해결하기 위한, 즉 전파 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 방식들 역시 다양하게 제안된 바 있으며, 그 중 대표적인 방식이 빔 포밍(beam forming) 방식이다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 일반적인 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 스케쥴된 억세스(scheduled access) 프로세스에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 스케쥴된 억세스 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 먼저 스케쥴된 억세스 프로세스는 기지국이 사용자 단말기(user equipment: UE, 이하 "UE"라 칭하기로 한다)가 데이터를 송신하기 위해 사용할 업링크 자원의 위치와, 업링크 자원량 및 업링크 송신 타이밍을 결정하는 억세스 프로세스를 나타낸다.
먼저, UE(111)는 기지국(도 1에 별도로 도시하지 않음)이 상기 UE(111)에 할당한 업링크 자원에 관련된 자원 할당 정보 및 상기 UE(111)에 대해 결정한 업링크 송신 타이밍에 대한 송신 타이밍 정보를 기반으로 상기 기지국으로 업링크 데이터를 송신한다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 UE(111)는 물리 다운링크 제어 채널(physical downlink control channel: PDCCH, 이하 " PDCCH"라 칭하기로 한다)을 통해 상기 기지국으로부터 스케쥴링 정보를 수신한다. 여기서, 상기 스케쥴링 정보는 상기 기지국이 상기 UE(111)에 할당한 업링크 자원에 관련된 자원 할당 정보 및 상기 UE(111)에 대해 결정한 송신 타이밍에 대한 송신 타이밍 정보를 포함한다.
이렇게, 상기 스케쥴링 정보를 수신한 후, 상기 UE(111)는 송신할 데이터 패킷이 존재함을 검출하면(113단계), 상기 기지국으로부터 수신한 스케쥴링 정보를 기반으로 해당하는 타이밍에서 해당하는 자원을 통해 상기 기지국으로 스케쥴링 요구(scheduling request: SR) 패킷을 송신한다(115단계). 여기서, 상기 스케쥴링 요구 패킷은 상기 UE(111)에게 할당된 랜덤 억세스 채널(random access channel: RACH, 이하 "RACH"라 칭하기로 한다)의 해당 위치에서 해당 빔을 기반으로 송신된다.
그리고 나서, 상기 UE(111)는 상기 기지국으로부터 스케쥴링 그랜트(scheduling grant) 및 자원 할당 정보를 수신한다(117단계). 그러면 상기 UE(111)은 상기 데이터 패킷을 상기 자원 할당 정보에 상응하게 물리 업링크 공유 채널(physical uplink shared channel: PUSCH, 이하 "PUSCH"라 칭하기로 한다)을 통해 상기 기지국으로 송신한다(119단계).
상기에서 설명한 바와 같은 스케쥴된 억세스 방식이 사용될 경우 기지국이 UE에 대해 최적인 업링크 자원을 할당할 수 있고, 따라서 자원의 효율성을 증가시킬 수 있다.
하지만, 상기 스케쥴된 억세스 방식은 상기 기지국이 서비스를 제공하는 UE들 모두에 대한 버퍼 상태(buffer status)와 채널 상태를 정확하게 알고 있어야만 한다는 요구 사항을 가진다. 여기서, 상기 채널 상태는 적어도 빔 포밍 정보를 포함한다.
따라서, 상기와 같은 요구 사항을 만족시키지 못할 경우, 상기 스케쥴된 억세스 방식의 경우 다음과 같은 비효율성을 초래할 수 있다.
(1) 송신할 데이터가 존재하지 않는 UE에게 업링크 자원을 할당할 가능성이 있거나 혹은 송신할 데이터가 존재하지 않는 UE에게 필요 이상의 업링크 자원을 할당할 가능성이 있다.
(2) 해당 UE의 채널 상태에 적합하지 않은 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme: MCS, 이하 "MCS"라 칭하기로 한다)(혹은 빔 자원)을 할당할 가능성이 있다.
(3) 채널 품질 정보를 기반으로 하는 다수의 UE들간의 스케쥴링 방식에 대한 이득이 감소될 수 있다. 여기서, 상기 채널 품질 정보를 기반으로 하는 스케쥴링 방식은 일 예로, 비례 공정(proportional fair: PF, 이하 "PF"라 칭하기로 한다) 스케쥴링 방식이 될 수 있다.
또한, 상기 스케쥴된 억세스 방식이 빔 포밍 방식을 지원하는 mmWave 통신 시스템에 적용될 경우 다음과 같은 상황이 발생될 수 있다.
(1) 먼저, 상기 빔 포밍 방식을 지원하는 mmWave 통신 시스템의 경우 채널이 비교적 빠르게 변화하고, 빔 차원(Dimension)이 증가하므로, 피드백 정보의 양이 증가하고 따라서 피드백 주기가 단축될 수 있다. 이는 결과적으로 제어 채널 오버헤드(overhead)를 증가시키고 UE의 전력 소모를 증가시키게 된다.
(2) 상기 빔 포밍 방식을 지원하는 mmWave 통신 시스템에서 버퍼 상태 보고(buffer status report) 패킷과 같은 비교적 작은 크기의 제어 패킷을 송신할 경우 시스템 효율성이 감소될 수 있는데, 이는 공간 도메인 멀티플렉싱(spatial domain multiplexing)의 한계이다.
도 1에서는 일반적인 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 스케쥴된 억세스 프로세스에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 일반적인 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 스케쥴된 억세스 프로세스에 따른 기지국 및 UE들의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 일반적인 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 스케쥴된 억세스 프로세스에 따른 기지국 및 UE들의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 먼저 기지국(211)은 다운링크 무선 프레임들 중 특정 무선 프레임, 일 예로 첫 번째 무선 프레임에서 스케쥴링 정보를 송신한다(217단계). 그러면, 상기 기지국(211)으로부터 서비스를 제공받고 있는 UE들, 일 예로 UE #1(213) 및 UE #2(215) 각각은 상기 기지국(211)에서 송신한 스케쥴링 정보를 수신하고, 상기 수신한 스케쥴링 정보를 기반으로 스케쥴링 요구 패킷을 송신한다(219단계, 221단계). 여기서, 상기 UE #1(213) 및 UE #2(215) 각각이 스케쥴링 요구 패킷을 송신하는 자원의 위치, 즉 RACH 내의 위치는 고정적이다.
상기 기지국(211)은 상기 UE #1(213) 및 UE #2(215) 각각으로부터 수신한 스케쥴링 요구 패킷을 기반으로 업링크 자원을 할당할 UE를 결정하고, 상기 결정한 UE에 대해서 업링크 자원을 할당한다. 도 2에서는 상기 기지국(211)이 상기 UE#1(213)에게 업링크 자원을 할당하였다고 가정하기로 한다. 따라서, 상기 기지국(211)은 상기 UE #1(213)에게 할당한 업링크 자원에 관련된 정보를 포함하는 스케쥴링 정보를 송신한다(223단계). 상기 기지국(211)에서 송신한 스케쥴링 정보를 수신한 UE #1(213)은 상기 수신한 스케쥴링 정보를 기반으로 해당 타이밍에서 해당 업링크 자원을 통해 상기 기지국(211)으로 데이터 패킷을 송신한다(225단계).
한편, 상기 UE #1(213)의 데이터 패킷 송신 동작이 완료됨을 검출할 경우, 상기 기지국(211)은 상기 UE #2(215)에게 업링크 자원을 할당하고, 상기 UE #2(215)에게 할당한 업링크 자원에 관련된 정보를 포함하는 스케쥴링 정보를 송신한다(227단계). 상기 기지국(211)에서 송신한 스케쥴링 정보를 수신한 UE #2(215)는 상기 수신한 스케쥴링 정보를 기반으로 해당 타이밍에서 해당 업링크 자원을 통해 상기 기지국(211)으로 데이터 패킷을 송신한다(229단계).
도 2에서 설명한 바와 같이 스케쥴된 억세스 프로세스를 기반으로 할 경우 스케쥴링 요구 패킷 송/수신 등으로 인한 지연 시간이 증가되며, UE의 경우 기지국으로부터 송신되는 스케쥴링 정보를 지속적으로 모니터링(monitoring)해야 하므로 그 소모하는 전력이 증가될 수 밖에 없다. 또한, 해당 패킷에 대한 재송신 동작이 비효율적일 수 있다. 즉, 하이브리드 자동 반복 요구(hybrid automatic repeat request: HARQ, 이하 "HARQ"라 칭하기로 한다) 프로세스와 같은 재송신 프로세스가 필요로 되며, 재송신 프로세스 수행 중에도 여전히 스케쥴링 요구 패킷 송/수신 동작이 수행되므로 지연 시간이 증가될 뿐만 아니라 버퍼 사이즈(buffer size) 역시 증가하게 된다.
한편, 일반적인 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 랜덤 억세스 프로세스에서는 UE가 포함하는 버퍼에 송신할 데이터가 존재할 경우 경쟁 기반(contention-based) 방식을 기반으로 RACH를 점유한 UE가 데이터 패킷을 수행하는 억세스 프로세스를 나타낸다.
상기 랜덤 억세스 프로세스의 경우 버퍼 상태 보고 패킷들 및 채널 상태 피드백 정보의 양이 감소되며, 따라서 데이터 패킷 송/수신에 사용되는 자원들이 증가될 수 있으며, 이는 결과적으로 자원의 효율성을 증가시키게 된다.
하지만, 상기 랜덤 억세스 프로세스의 경우 해당 방향에 대한 빔 포밍 프로세스가 수행되어야지만 해당 방향에 위치하고 있는 UE가 랜덤 억세스 프로세스를 수행할 수 있기 때문에, 기지국은 어떤 UE가 랜덤 억세스 프로세스를 수행할지에 대해 미리 알 수가 없다.
물론, 기지국에서 전방향성 빔 탐색(omni-directional beam search) 프로세스를 수행할 경우 UE가 어떤 방향에 위치하고 있더라도 상기 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행할 수 있다. 하지만, 상기 기지국이 전방향성 빔 탐색 프로세스를 수행하기 위해서는 전방향성 빔 패턴을 사용할 수 밖에 없으며, 상기 전방향성 빔 패턴의 사용은 빔 포밍 이득을 저하시킬 수 밖에 없다. 일 예로, 상기 전방향성 빔 패턴이 사용될 경우 전방향성 빔 패턴이 사용되지 않을 경우에 비해 도달 거리가 1/4로 단축된다.
한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 수신 빔 스위핑(beam sweeping) 프로세스를 기반으로 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 방향성 빔 패턴(directional beam pattern)을 고려하여 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 듀얼 연결(dual connectivity)을 고려하여 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은; 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국이 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 방법에 있어서, 단위 시구간별로 대응되는 수신 빔에 관련된 정보를 송신하는 과정과, 단위 시구간 마다 상기 단위 시구간에 대응되는 수신 빔을 기반으로 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하는 과정과, 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하는 중에 특정 단위 시구간에서 사용자 단말기(user equipment: UE)와 랜덤 억세스 프로세스를 수행해야 함을 검출하면, 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단하는 과정과, 상기 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 방법은; 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 사용자 단말기(user equipment: UE)가 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 단위 시구간별로 대응되는 수신 빔에 관련된 정보를 수신하는 과정과, 상기 단위 시구간별로 대응되는 수신 빔에 관련된 정보를 기반으로 최적 빔을 선택하는 과정과, 상기 최적 빔에 대응되는 단위 시구간에서 상기 기지국과 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는; 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국에 있어서, 제어기와, 단위 시구간별로 대응되는 수신 빔에 관련된 정보를 송신하고, 단위 시구간 마다 상기 단위 시구간에 대응되는 수신 빔을 기반으로 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하고, 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하는 중에 상기 제어기가 특정 단위 시구간에서 사용자 단말기(user equipment: UE)와 랜덤 억세스 프로세스를 수행해야 함을 검출하면, 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단하고, 상기 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 송/수신기를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 장치는; 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 사용자 단말기(user equipment: UE)에 있어서, 송/수신기와, 제어기를 포함하며, 상기 송/수신기는 기지국으로부터 단위 시구간별로 대응되는 수신 빔에 관련된 정보를 수신하는 동작을 수행하고, 상기 제어기는 상기 단위 시구간별로 대응되는 수신 빔에 관련된 정보를 기반으로 최적 빔을 선택하는 동작을 수행하고, 상기 송/수신기는 상기 최적 빔에 대응되는 단위 시구간에서 상기 기지국과 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 동작을 수행함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시예들을 개시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.
하기의 본 개시의 구체적인 설명 부분을 처리하기 전에, 이 특허 문서를 통해 사용되는 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들을 설정하는 것이 효과적일 수 있다: 상기 용어들 “포함하다(include)” 및 “포함하다(comprise)”와 그 파생어들은 한정없는 포함을 의미하며; 상기 용어 “혹은(or)”은 포괄적이고, “및/또는”을 의미하고; 상기 구문들 “~와 연관되는(associated with)” 및 “~와 연관되는(associated therewith)”과 그 파생어들은 포함하고(include), ~내에 포함되고(be included within), ~와 서로 연결되고(interconnect with), 포함하고(contain), ~내에 포함되고(be contained within), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(connect to or with), ~에 연결하거나 혹은 ~와 연결하고(couple to or with), ~와 통신 가능하고(be communicable with), ~와 협조하고(cooperate with), 인터리빙하고(interleave), 병치하고(juxtapose), ~로 가장 근접하고(be proximate to), ~로 ~할 가능성이 크거나 혹은 ~와 ~할 가능성이 크고(be bound to or with), 가지고(have), 소유하고(have a property of) 등과 같은 내용을 의미하고; 상기 용어 “제어기”는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 디바이스, 시스템, 혹은 그 부분을 의미하고, 상기와 같은 디바이스는 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어, 혹은 상기 하드웨어, 펌웨어 혹은 소프트웨어 중 적어도 2개의 몇몇 조합에서 구현될 수 있다. 어떤 특정 제어기와 연관되는 기능성이라도 집중화되거나 혹은 분산될 수 있으며, 국부적이거나 원격적일 수도 있다는 것에 주의해야만 할 것이다. 특정 단어들 및 구문들에 대한 정의들은 이 특허 문서에 걸쳐 제공되고, 해당 기술 분야의 당업자는 많은 경우, 대부분의 경우가 아니라고 해도, 상기와 같은 정의들이 종래 뿐만 아니라 상기와 같이 정의된 단어들 및 구문들의 미래의 사용들에도 적용된다는 것을 이해해야만 할 것이다.
본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 수신 빔 스위핑 프로세스를 기반으로 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 방향성 빔 패턴을 고려하여 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 듀얼 연결을 고려하여 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 것을 가능하게 한다는 효과가 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1은 일반적인 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 스케쥴된 억세스 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 2는 일반적인 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 스케쥴된 억세스 프로세스에 따른 기지국 및 UE들의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 MA 자원 최적화 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UE의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UE의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다;
도 17은 평균 지연 측면에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 지원하는 랜덤 억세스 프로세스의 성능을 개략적으로 도시한 도면이다;
도 18은 outage rate 측면에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 지원하는 랜덤 억세스 프로세스의 성능을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
첨부되는 도면들을 참조하는 하기의 상세한 설명은 청구항들 및 청구항들의 균등들로 정의되는 본 개시의 다양한 실시예들을 포괄적으로 이해하는데 있어 도움을 줄 것이다. 하기의 상세한 설명은 그 이해를 위해 다양한 특정 구체 사항들을 포함하지만, 이는 단순히 예로서만 간주될 것이다. 따라서, 해당 기술 분야의 당업자는 여기에서 설명되는 다양한 실시예들의 다양한 변경들 및 수정들이 본 개시의 범위 및 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 공지의 기능들 및 구성들에 대한 설명은 명료성 및 간결성을 위해 생략될 수 있다.
하기의 상세한 설명 및 청구항들에서 사용되는 용어들 및 단어들은 문헌적 의미로 한정되는 것이 아니라, 단순히 발명자에 의한 본 개시의 명료하고 일관적인 이해를 가능하게 하도록 하기 위해 사용될 뿐이다. 따라서, 해당 기술 분야의 당업자들에게는 본 개시의 다양한 실시예들에 대한 하기의 상세한 설명은 단지 예시 목적만을 위해 제공되는 것이며, 첨부되는 청구항들 및 상기 청구항들의 균등들에 의해 정의되는 본 개시를 한정하기 위해 제공되는 것은 아니라는 것이 명백해야만 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표현들을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 이해되어야만 한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함할 수 있다. 일 예로, 전자 디바이스는 스마트 폰(smart phone)과, 태블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(personal computer: PC, 이하 'PC'라 칭하기로 한다)와, 이동 전화기와, 화상 전화기와, 전자책 리더(e-book reader)와, 데스크 탑(desktop) PC와, 랩탑(laptop) PC와, 넷북(netbook) PC와, 개인용 복합 단말기(personal digital assistant: PDA, 이하 'PDA'라 칭하기로 한다)와, 휴대용 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player: PMP, 이하 'PMP'라 칭하기로 한다)와, 엠피3 플레이어(mp3 player)와, 이동 의료 디바이스와, 카메라와, 웨어러블 디바이스(wearable device)(일 예로, 헤드-마운티드 디바이스(head-mounted device: HMD, 일 예로 'HMD'라 칭하기로 한다)와, 전자 의류와, 전자 팔찌와, 전자 목걸이와, 전자 앱세서리(appcessory)와, 전자 문신, 혹은 스마트 워치(smart watch) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 가지는 스마트 가정용 기기(smart home appliance)가 될 수 있다. 일 예로, 상기 스마트 가정용 기기는 텔레비젼과, 디지털 비디오 디스크(digital video disk: DVD, 이하 'DVD'라 칭하기로 한다) 플레이어와, 오디오와, 냉장고와, 에어 컨디셔너와, 진공 청소기와, 오븐과, 마이크로웨이브 오븐과, 워셔와, 드라이어와, 공기 청정기와, 셋-탑 박스(set-top box)와, TV 박스 (일 예로, Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, 혹은 Google TVTM)와, 게임 콘솔(gaming console)과, 전자 사전과, 캠코더와, 전자 사진 프레임 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 의료 기기(일 예로, 자기 공명 혈관 조영술(magnetic resonance angiography: MRA, 이하 'MRA'라 칭하기로 한다) 디바이스와, 자기 공명 화상법(magnetic resonance imaging: MRI, 이하 “MRI”라 칭하기로 한다)과, 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography: CT, 이하 'CT'라 칭하기로 한다) 디바이스와, 촬상 디바이스, 혹은 초음파 디바이스)와, 네비게이션(navigation) 디바이스와, 전세계 위치 시스템(global positioning system: GPS, 이하 'GPS'라 칭하기로 한다) 수신기와, 사고 기록 장치(event data recorder: EDR, 이하 'EDR'이라 칭하기로 한다)와, 비행 기록 장치(flight data recorder: FDR, 이하 'FER'이라 칭하기로 한다)와, 자동차 인포테인먼트 디바이스(automotive infotainment device)와, 항해 전자 디바이스(일 예로, 항해 네비게이션 디바이스, 자이로스코프(gyroscope), 혹은 나침반)와, 항공 전자 디바이스와, 보안 디바이스와, 산업용 혹은 소비자용 로봇(robot) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 통신 기능을 포함하는, 가구와, 빌딩/구조의 일부와, 전자 보드와, 전자 서명 수신 디바이스와, 프로젝터와, 다양한 측정 디바이스들(일 예로, 물과, 전기와, 가스 혹은 전자기 파 측정 디바이스들) 등이 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스들의 조합이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전자 디바이스는 상기에서 설명한 바와 같은 디바이스에 한정되는 것이 아니라는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 사용자 단말기(user equipment: UE, 이하 "UE"라 칭하기로 한다)는 일 예로 전자 디바이스가 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, UE는 신호 송신 장치 혹은 신호 수신 장치가 될 수 있고, 기지국은 신호 송신 장치 혹은 신호 수신 장치가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 빔 포밍(beam forming) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스(random access process)를 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 수신 빔 스위핑(beam sweeping) 프로세스를 기반으로 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 방향성 빔 패턴(directional beam pattern)을 고려하여 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 듀얼 연결(dual connectivity)을 고려하여 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치 및 방법은 롱 텀 에볼루션 (long-term evolution: LTE, 이하 'LTE'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드 (long-term evolution-advanced: LTE-A, 이하 'LTE-A'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 인가-보조 억세스(licensed-assisted access: LAA, 이하 " LAA"라 칭하기로 한다)-LTE 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA, 이하 'HSDPA'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA, 이하 'HSUPA'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation project partnership 2: 3GPP2, 이하 '3GPP2'라 칭하기로 한다)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD, 이하 'HRPD'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(wideband code division multiple access: WCDMA, 이하 'WCDMA'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(code division multiple access: CDMA, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(institute of electrical and electronics engineers: IEEE, 이하 'IEEE'라 칭하기로 한다) 802.16ad 통신 시스템과, IEEE 802.16m 통신 시스템과, IEEE 802.16e 통신 시스템과, 진화된 패킷 시스템(evolved packet system: EPS, 이하 'EPS'라 칭하기로 한다)과, 모바일 인터넷 프로토콜(mobile internet protocol: Mobile IP, 이하 'Mobile IP '라 칭하기로 한다) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능하다.
먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템은 UE, 일 예로 UE # 1(311)과 기지국(313)을 포함한다.
먼저, 상기 기지국(313)은 빔 측정에 사용되는 기준 신호인 빔 측정 기준 신호(beam measurement reference signal: BMRS, 이하 "BMRS"라 칭하기로 한다)를 송신한다(315단계). 상기 BMRS는 비콘(beacon) 신호 등과 같은 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 UE # 1(311)은 상기 BMRS를 수신하고, 상기 수신한 BMRS를 기반으로 상기 UE # 1(311)에 최적인 빔, 즉 최적 빔을 선택한다(317단계). 도 3에서는, 상기 UE # 1(311)이 최적 빔으로 BX를 선택했다고 가정하기로 한다.
한편, 상기 기지국(313)은 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 송신한다(319단계). 여기서, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 구간 정보, 즉 특정 서브 프레임 내의 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간에 대한 정보를 포함하며, 상기 구간 정보는 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간의 시작 시점 및 종료 시점에 관련된 정보와, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간이 포함하는 슬롯들의 개수 및 슬롯 별 길이에 관련된 정보와, 슬롯 별로 할당된 빔에 관련된 정보를 포함한다. 또한, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 고정 혹은 준 고정 방식으로, 일 예로 시스템 정보(system information)를 통해서 송신될 수 있거나, 혹은 다이나믹 방식으로, 일 예로 제어 메시지를 통해서 송신될 수 있다.
상기 UE # 1(311)은 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 수신하고, 상기 선택한 최적 빔 BX에 대응되는 억세스 슬롯, 일 예로 억세스 슬롯 #x를 선택한다(321단계).
이후 상기 기지국(313)은 슬롯 별 수신 빔 정보를 송신하고, 상기 UE # 1(311)로부터의 RTS(ready to send) 패킷을 수신하고자 하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다. 여기서, 상기 RTS 패킷은 상기 UE # 1(311)가 상기 기지국(313)으로 데이터 패킷을 송신할 예정임을 나타내는 패킷이다. 여기서, 상기 슬롯 별 수신 빔 정보는 상기 기지국(313)이 슬롯 별로 수신하는 빔에 대한 정보를 나타내며, 상기 RTS 패킷 수신 시도 동작은 상기 기지국(313)이 해당 슬롯에서 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷을 수신하기를 시도하는 동작을 나타낸다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 UE # 1(311)이 RTS 패킷을 송신하는 경우를 일 예로 하여 상기 랜덤 억세스 프로세스에 대해서 설명하지만, 상기 UE # 1(311)은 상기 RTS 패킷 뿐만 아니라 다른 패킷들, 다른 신호들 혹은 다른 메시지들을 사용하여 상기 랜덤 억세스 프로세스를 수행할 수도 있음은 물론이다.
상기와 같은 기지국(313)의 슬롯 별 수신 빔 정보 송신 동작 및 RTS 패킷 수신 시도 동작에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 기지국(313)은 슬롯 #1에서 슬롯 #1 수신 빔 정보를 송신한다(323단계). 여기서, 상기 슬롯 #1 수신 빔 정보는 빔 B1에 대응되는 빔 인덱스를 포함하며, 설명의 편의상 B1을 빔 B1에 대응되는 빔 인덱스라고 가정하기로 한다.
이렇게 상기 슬롯 #1 수신 빔 정보를 송신한 상기 기지국(313)은 상기 빔 B1을 기반으로 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(325단계).
이렇게, 상기 수신 빔 B1을 기반으로 하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 완료한 후 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷이 수신되지 않을 경우 상기 기지국(313)은 슬롯 #2에서 슬롯 #2 수신 빔 정보를 송신한다(327단계). 여기서, 상기 슬롯 #2 수신 빔 정보는 빔 B2에 대응되는 빔 인덱스, 즉 B2를 포함한다.
이렇게 상기 슬롯 #2 수신 빔 정보를 송신한 상기 기지국(313)은 상기 빔 B2를 기반으로 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(329단계).
이렇게, 상기 수신 빔 B2를 기반으로 하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 완료한 후 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷이 수신되지 않을 경우 상기 기지국(313)은 나머지 슬롯들 각각에 대해 순차적으로 수신 빔 정보를 송신하고, 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다.
이런 식으로 슬롯 별 수신 빔 정보를 송신하고 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행하다가, 상기 기지국(313)은 슬롯 #x에서 슬롯 #x 수신 빔 정보를 송신한다(331단계). 여기서, 상기 슬롯 #x 수신 빔 정보는 빔 Bx에 대응되는 빔 인덱스, 즉 Bx를 포함한다.
상기 UE # 1(311)은 상기 슬롯 #x 수신 빔 정보를 수신한 후, 상기 UE # 1(311)에 미리 할당되어 있는 자원, 일 예로 다중 억세스(multiple access: MA, 이하 "MA"라 칭하기로 한다) 자원1 ,1을 사용하여 RTS 패킷을 송신한다(333단계). 여기서, 상기 MA 자원은 일 예로 자원 블록(resource block)이 될 수 있으며, 상기 자원 블록은 LTE 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing: OFDM, 이하 "OFDM"라 칭하기로 한다) 시스템에서 지원하는 자원 블록과 동일한 구조를 가진다. 일 예로, 상기 자원 블록은 상기 LTE OFDM 시스템에서 지원하는 자원 블록 구조에서와 같이, 주파수 축 및 시간 축에서의 인덱스(index)로 정의될 수 있으며, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 슬롯 #x 수신 빔 정보를 송신한 상기 기지국(313)은 상기 빔 Bx를 기반으로 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(335단계).
이렇게, 상기 수신 빔 BX를 기반으로 하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 완료함에 따라 상기 기지국(313)은 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷을 수신한다. 이렇게 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷이 수신됨에 따라 상기 기지국(313)은 더 이상의 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하지 않고 상기 UE # 1(311)로부터의 데이터를 수신한다.
상기 기지국(313)은 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷을 수신함에 따라 상기 UE # 1(311)로 CTS(clear to send) 패킷을 송신한다(337단계). 여기서, 상기 CTS 패킷은 상기 기지국(313)이 상기 UE # 1(311)가 상기 기지국(313)으로 데이터 패킷을 송신하는 것을 허락하는 것을 나타내는 패킷이다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 기지국(313)이 CTS 패킷을 송신하는 경우를 일 예로 하여 랜덤 억세스 프로세스에 대해서 설명하지만, 상기 기지국(313)은 상기 CTS 패킷 뿐만 아니라 다른 패킷들, 다른 신호들 혹은 다른 메시지들을 사용하여 상기 랜덤 억세스 프로세스를 수행할 수도 있음은 물론이다.
상기 기지국(313)으로부터 CTS 패킷을 수신한 UE # 1(311)은 데이터 패킷을 상기 기지국(313)으로 송신한다(339단계). 상기 UE # 1(311)로부터 데이터 패킷을 수신한 기지국(313)은 상기 데이터 패킷을 정상적으로 수신하였음을 나타내는 ACK(acknowledgement) 패킷을 송신한다(341단계). 이렇게, 상기 UE # 1(311)과 기지국(313)간에 RTS 패킷 송/수신 동작과, CTS 패킷 송/수신 동작과, 데이터 패킷 송/수신 동작과, ACK 패킷 송/수신 동작이 수행되는 동안에는 상기 기지국(313)의 수신 빔 스위핑 프로세스가 수행되지 않는다.
이렇게, 상기 ACK 패킷을 송신한 후, 상기 기지국(313)은 다시 상기 수신 빔 BX를 기반으로 하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(343단계). 상기 RTS 패킷 수신 시도 동작 수행 결과 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷이 수신되지 않을 경우 상기 기지국(313)은 슬롯 #x+1에서 슬롯 #x+1 수신 빔 정보를 송신한다(345단계). 여기서, 상기 슬롯 #x+1 수신 빔 정보는 빔 Bx +1에 대응되는 빔 인덱스, 즉 Bx + 1를 포함한다.
이렇게 상기 슬롯 #x+1 수신 빔 정보를 송신한 상기 기지국(313)은 상기 빔 Bx +1을 기반으로 상기 UE # 1(311)로부터 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(347단계). 이후의 동작은 상기에서 설명한 바와 유사하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 기지국(313)은 슬롯 별로 순차적으로 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하고, 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하는 중에 상기 UE # 1(311)과의 데이터 수신 동작을 수행하게 되면 상기 수신 빔 스위핑 프로세스 수행을 중단한다. 그러다가, 다시 상기 UE # 1(311)과의 데이터 수신 동작이 완료되면 상기 기지국(313)은 다시 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행한다. 즉, 상기 기지국(313)은 상기 UE # 1(311)과의 데이터 송/수신 동작을 수행할 경우에는 상기 UE # 1(311)에 대한 수신 빔을 고정적으로 사용하므로, 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하지 않는 것이다.
한편, 도 3이 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 일 예를 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 3에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 3에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 3에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템은 UE들, 일 예로 UE #1(411) 및 UE #2(415)와, 기지국(413)을 포함한다.
먼저, 상기 기지국(413)은 빔 측정에 사용되는 기준 신호인 BMRS를 송신한다(417단계). 상기 BMRS는 비콘 신호 등과 같은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 UE #1(411)은 상기 BMRS를 수신하고, 상기 수신한 BMRS를 기반으로 상기 UE #1(411)에 최적인 최적 빔을 선택한다(419단계). 도 4에서는, 상기 UE #1(411)이 최적 빔으로 BX를 선택했다고 가정하기로 한다.
또한, 상기 UE #2(415)는 상기 BMRS를 수신하고, 상기 수신한 BMRS를 기반으로 상기 UE #2(415)에 최적인 최적 빔을 선택한다(421단계). 도 4에서는, 상기 UE #2(415)가 최적 빔으로 BX를 선택했다고 가정하기로 한다. 즉, 도 4에는 상기 UE #1(411) 및 상기 UE #2(415)가 동일한 빔을 최적 빔으로 선택한 경우가 도시되어 있는 것이다.
한편, 상기 기지국(413)은 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 송신한다(423단계). 여기서, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 구간 정보, 즉 특정 서브 프레임 내의 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간에 대한 정보를 포함하며, 상기 구간 정보는 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간의 시작 시점 및 종료 시점에 관련된 정보와, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간이 포함하는 슬롯들의 개수 및 슬롯 별 길이에 관련된 정보와, 슬롯 별로 할당된 빔에 관련된 정보를 포함한다. 또한, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 고정(static) 혹은 준 고정(semi-static) 방식으로, 일 예로 시스템 정보를 통해서 송신될 수 있거나, 혹은 다이나믹(dynamic) 방식으로, 일 예로 제어 메시지를 통해서 송신될 수 있다.
상기 UE #1(411)은 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 수신하고, 상기 선택한 최적 빔 BX에 대응되는 억세스 슬롯, 일 예로 억세스 슬롯 #x를 선택한다(425단계).
또한, 상기 UE #2(415)는 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 수신하고, 상기 선택한 최적 빔 BX에 대응되는 억세스 슬롯, 일 예로 억세스 슬롯 #x를 선택한다(427단계).
이후 상기 기지국(313)은 슬롯 별 수신 빔 정보를 송신하고, 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)로부터의 RTS 패킷을 수신하고자 하는 RTS 패킷 프레임 수신 시도 동작을 수행한다. 여기서, 상기 슬롯 별 수신 빔 정보는 상기 기지국(413)이 슬롯 별로 수신하는 빔에 대한 정보를 나타내며, 상기 RTS 패킷 수신 시도 동작은 상기 기지국(413)이 해당 슬롯에서 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)로부터 RTS 패킷을 수신하기를 시도하는 동작을 나타낸다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)가 RTS 패킷을 수신하는 경우를 일 예로 하여 랜덤 억세스 프로세스에 대해서 설명하지만, 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)는 상기 RTS 패킷 뿐만 아니라 다른 패킷들, 다른 신호들 혹은 다른 메시지들을 사용하여 상기 랜덤 억세스 프로세스를 수행할 수도 있음은 물론이다.
상기와 같은 기지국(413)의 슬롯 별 수신 빔 정보 송신 동작 및 RTS 패킷 수신 시도 동작에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 기지국(413)은 슬롯 #1에서 슬롯 #1 수신 빔 정보를 송신한다(429단계). 여기서, 상기 슬롯 #1 수신 빔 정보는 빔 B1에 대응되는 빔 인덱스, 즉 B1을 포함한다.
이렇게 상기 슬롯 #1 수신 빔 정보를 송신한 상기 기지국(413)은 상기 빔 B1을 기반으로 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)로부터 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(431단계).
이런 식으로 슬롯 별 수신 빔 정보를 송신하고 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행하다가, 상기 기지국(413)은 슬롯 #x에서 슬롯 #x 수신 빔 정보를 송신한다(433단계). 여기서, 상기 슬롯 #x 수신 빔 정보는 빔 Bx에 대응되는 빔 인덱스, 즉 Bx를 포함한다.
상기 UE #1(411)은 상기 슬롯 #x 수신 빔 정보를 수신한 후, 상기 UE #1(411)에 미리 할당되어 있는 자원, 일 예로 MA 자원1 ,1을 사용하여 RTS 패킷을 송신한다(435단계).
또한, 상기 UE #2(415)는 상기 슬롯 #x 수신 빔 정보를 수신한 후, 상기 UE #2(415)에 미리 할당되어 있는 자원, 일 예로 MA 자원2 ,1을 사용하여 RTS 패킷을 송신한다(437단계).
상기 슬롯 #x 수신 빔 정보를 송신한 상기 기지국(413)은 상기 빔 Bx를 기반으로 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)로부터 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(439단계).
이렇게, 상기 수신 빔 BX를 기반으로 하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 완료함에 따라 상기 기지국(413)은 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)로부터 RTS 패킷을 수신하고, 이렇게 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)로부터 RTS 패킷이 수신됨에 따라 더 이상의 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하지 않고 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)로부터의 데이터를 수신한다.
즉, 상기 기지국(413)은 상기 UE #1(411)로부터 RTS 패킷을 수신함에 따라 상기 UE #1(411)로 CTS 패킷을 송신한다(441단계). 본 발명의 일 실시예에서는 상기 기지국(413)이 CTS 패킷을 송신하는 경우를 일 예로 하여 상기 랜덤 억세스 프로세스에 대해서 설명하지만, 상기 기지국(413)은 상기 CTS 패킷 뿐만 아니라 다른 패킷들, 다른 신호들 혹은 다른 메시지들을 사용하여 상기 랜덤 억세스 프로세스를 수행할 수도 있음은 물론이다.
상기 기지국(413)으로부터 CTS 패킷을 수신한 UE #1(411)은 데이터 패킷을 상기 기지국(413)으로 송신한다(443단계). 상기 UE #1(411)로부터 데이터 패킷을 수신한 기지국(413)은 상기 데이터 패킷을 정상적으로 수신하였음을 나타내는 ACK 패킷을 송신한다(445단계). 이렇게, 상기 UE #1(411)과 기지국(413)간에 RTS 패킷 송/수신 동작과, CTS 패킷 송/수신 동작과, 데이터 패킷 송/수신 동작과, ACK 패킷 송/수신 동작이 수행되는 동안에는 상기 기지국(413)의 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하지 않는다.
또한, 상기 UE #2(415)는 상기 슬롯 #x 수신 빔 정보를 수신한 후, 상기 UE #2(415)에 미리 할당되어 있는 자원, 일 예로 MA 자원2 ,1을 사용하여 RTS 패킷을 송신한다(447단계).
상기 기지국(413)은 상기 수신 빔 Bx를 기반으로 상기 UE #(411) 및 UE #2(415)로부터 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(449단계).
이렇게, 상기 수신 빔 BX를 기반으로 하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 완료함에 따라 상기 기지국(413)은 상기 UE #2(415)로부터 RTS 패킷을 수신하고, 이렇게 상기 UE #2(415)로부터 RTS 패킷이 수신됨에 따라 더 이상의 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하지 않고 상기 UE #2(415)로부터 데이터 패킷을 수신한다.
상기 기지국(413)은 상기 UE #2(415)로부터 RTS 패킷을 수신함에 따라 상기 UE #2(415)로 CTS 패킷을 송신한다(451단계). 본 발명의 일 실시예에서는 상기 기지국(413)이 CTS 패킷을 송신하는 경우를 일 예로 하여 상기 랜덤 억세스 프로세스에 대해서 설명하지만, 상기 기지국(413)은 상기 CTS 패킷 뿐만 아니라 다른 패킷들, 다른 신호들 혹은 다른 메시지들을 사용하여 상기 랜덤 억세스 프로세스를 수행할 수도 있음은 물론이다.
상기 기지국(413)으로부터 CTS 패킷을 수신한 UE #2(415)는 데이터 패킷을 상기 기지국(413)으로 송신한다(453단계). 상기 UE #2(415)로부터 데이터 패킷을 수신한 기지국(413)은 상기 데이터 패킷을 정상적으로 수신하였음을 나타내는 ACK 패킷을 송신한다(455단계). 이렇게, 상기 UE #2(415)와 기지국(413)간에 RTS 패킷 송/수신 동작과, CTS 패킷 송/수신 동작과, 데이터 패킷 송/수신 동작과, ACK 패킷 송/수신 동작이 수행되는 동안에는 상기 기지국(413)은 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하지 않는다.
상기 기지국(413)은 다시 상기 수신 빔 BX를 기반으로 하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(457단계). 상기 RTS 패킷 수신 시도 동작 수행 결과 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)로부터 RTS 패킷이 수신되지 않을 경우 상기 기지국(413)은 슬롯 #x+1에서 슬롯 #x+1 수신 빔 정보를 송신한다(459단계). 여기서, 상기 슬롯 #x+1 수신 빔 정보는 빔 Bx +1에 대응되는 빔 인덱스, 즉 Bx + 1를 포함한다.
이렇게 상기 슬롯 #x+1 수신 빔 정보를 송신한 상기 기지국(413)은 상기 빔 Bx +1을 기반으로 상기 UE #1(411) 및 UE #2(415)로부터 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(461단계). 이후의 동작은 상기에서 설명한 바와 유사하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 기지국(413)은 슬롯 별로 순차적으로 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하고, 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하는 중에 상기 UE #1(411) 혹은 UE #2(415)와의 데이터 패킷 송/수신 동작을 수행하게 되면 상기 수신 빔 스위핑 프로세스 수행을 중단한다.
그러다가, 다시 상기 UE #1(411) 혹은 UE #2(415)와의 데이터 패킷 송/수신 동작이 완료되면 상기 기지국(413)은 다시 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행한다. 즉, 상기 기지국(413)은 상기 UE #1(411) 혹은 UE #2(415)와의 데이터 패킷 송/수신 동작을 수행할 경우에는 상기 UE #1(411) 혹은 UE #2(415)에 대한 수신 빔을 고정적으로 사용하므로, 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하지 않는 것이다.
한편, 도 4가 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 다른 예를 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 4에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 4에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 4에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 MA 자원 최적화 프로세스에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 MA 자원 최적화 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 통신 시스템은 UE #1(511)과 기지국(513)을 포함한다.
먼저, 상기 기지국(513)은 빔 측정에 사용되는 기준 신호인 BMRS를 송신한다(515단계). 상기 UE #1(511)은 상기 기지국(513)에서 송신한 BMRS를 수신하고, 상기 수신한 BMRS를 기반으로 최적 빔 집합을 선택한다(517단계). 여기서, 상기 UE #1(511)은 미리 설정되어 있는 임계 채널 품질 이상의 채널 품질을 보장할 수 있는 빔 인덱스들을 검출하며, 상기 최적 빔 집합은 상기 임계 채널 품질 이상의 채널 품질을 보장할 수 있는 빔 인덱스들을 포함한다.
여기서, 채널 품질은 일 예로 신호 대 잡음 간섭비(signal to interference and noise ratio: SINR, 이하 "SINR"이라 칭하기로 한다)와, 수신 신호 코드 전력(received signal code power: RSCP, 이하 "RSCP"라 칭하기로 한다)과, 기준 신호 수신 전력(reference signal received power: RSRP, 이하 "RSRP"라 칭하기로 한다)과, 기준 신호 강도 지시자(reference signal strength indicator: RSSI, 이하 "RSSI"라 칭하기로 한다)와, 기준 신호 수신 품질(reference signal received quality: RSRQ, 이하 "RSRQ"라 칭하기로 한다)과, 캐리어대 간섭 잡음비(carrier-to-interference noise ratio: CINR, 이하 "CINR"이라 칭하기로 한다)와, 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio: SNR, 이하 "SNR"이라 칭하기로 한다)와, 블록 에러 레이트(block error rate: BLER, 이하 "BLER"이라 칭하기로 한다) 등과 같은 다양한 메트릭(metric)들을 사용하여 표현될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 최적 빔 집합을 선택한 상기 UE #1(511)은 상기 최적 빔 집합에 대한 정보를 포함하는 최적 빔 집합 정보를 상기 기지국(513)으로 피드백한다(519단계). 상기 UE #1(511)로부터 최적 빔 집합 정보를 수신한 상기 기지국(513)은 빔 포밍된 랜덤 억세스를 위한 빔 및 슬롯 자원에 대한 최적화 프로세스, 즉 빔 포밍된 랜덤 억세스 용 빔 & 슬롯 자원 최적화 프로세스를 수행한다(521단계). 여기서, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 용 빔 & 슬롯 자원 최적화 프로세스에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 기지국(513)은 상기 최적 빔 집합이 포함하는 빔 인덱스들 중 하나를 상기 UE #1(511)에게 할당한다. 그리고 나서, 상기 기지국(513)은 빔 인덱스별로 UE가 골고루 분포될 수 있도록 상기 기지국(513)이 서비스를 제공하고 있는 UE들에게 할당할 빔을 조정한다.
한편, 상기 기지국(513)은 1개의 빔에 대해 다수 개의 슬롯들을 할당할 수 있다. 이렇게, 1개의 빔에 다수 개의 슬롯들을 할당할 경우, 상기 기지국(513)은 상기 다수 개의 슬롯 들 중 어떤 슬롯에 해당 UE가 억세스 동작을 수행해야 하는지에 대한 정보를 해당 UE에게 추가적으로 송신할 수 있으며, 이에 대해서는 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 용 빔 & 슬롯 자원 최적화 프로세스를 수행한 후 상기 기지국(513)은 상기 UE #1(511)로 랜덤 억세스 빔 정보를 송신한다(523단계). 여기서, 상기 랜덤 억세스 빔 정보를 송신하는 동작에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 521단계에서 상기 기지국(513)은 UE 별로 빔을 할당하고, 따라서 상기 기지국(513)은 상기 UE #1(511)에 대해 할당한 빔에 상응하는 빔 인덱스를 포함하는 랜덤 억세스 빔 정보를 상기 UE #1(511)로 송신한다. 도 5에서는 상기 기지국(513)이 상기 UE #1(511)에 대한 빔으로 빔 Bx를 할당하였다고 가정하기로 하며, 따라서, 상기 UE #1(511)로 송신되는 랜덤 억세스 빔 정보는 상기 빔 Bx에 상응하는 빔 인덱스, 즉 Bx를 포함한다.
한편, 상기 521단계에서 설명한 바와 같이 1개의 빔에 대해 다수 개의 슬롯들이 할당될 수 있으며, 이 경우 상기 기지국(513)은 해당 UE로 상기 해당 UE가 몇 번째 슬롯에서 랜덤 억세스 동작을 수행해야 하는지에 대한 정보를 상기 랜덤 억세스 빔 정보에 추가적으로 포함시킬 수도 있다.
또한, 상기 기지국(513)은 UE들이 RTS 패킷에 포함시킬 UE 식별자(identifier: ID, 이하 "ID"라 칭하기로 한다) 정보를 감소시키기 위해서, UE별로 논리 ID를 할당할 수도 있다. 일 예로, 상기 UE ID는 32비트로 구현될 수 있는데 반해, 상기 논리 ID는 4비트로 구현될 수 있으므로, UE들에게 논리 ID가 할당될 경우 RTS 패킷에 포함되는 정보가 감소될 수 있다.
이렇게, 상기 랜덤 억세스 빔 정보를 송신한 후 상기 기지국(513)은 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 상기 UE #1(511)로 송신한다(525단계). 여기서, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 구간 정보, 즉 특정 서브 프레임 내의 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간에 대한 정보를 포함하며, 상기 구간 정보는 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간의 시작 시점 및 종료 시점에 관련된 정보와, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간이 포함하는 슬롯들의 개수 및 슬롯 별 길이에 관련된 정보와, 슬롯 별로 할당된 빔에 관련된 정보를 포함한다. 또한, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 고정 혹은 준 고정 방식으로, 일 예로 시스템 정보를 통해서 송신될 수 있거나, 혹은 다이나믹 방식으로, 일 예로 제어 메시지를 통해서 송신될 수 있다.
상기 기지국(513)으로부터 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 수신한 UE #1(511)은 빔 Bx에 대응되는 슬롯 #x를 선택하고, 그에 상응하는 랜덤 억세스 동작을 수행한다(527단계). 즉, 상기 525단계 내지 527단계가 첫 번째 서브 프레임 내의 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간에 해당하는 것이다.
이후, 첫 번째 서브 프레임이 경과된 후 다시 두 번째 서브 프레임에서, 상기 기지국(513)은 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 상기 UE #1(511)로 송신한다(529단계). 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 상기 525단계에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 기지국(513)으로부터 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 수신한 UE #1(511)은 빔 Bx에 대응되는 슬롯 #x를 선택하고, 그에 상응하는 랜덤 억세스 동작을 수행한다(531단계). 즉, 상기 529단계 내지 531단계가 두 번째 서브 프레임 내의 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간에 해당하는 것이다.
한편, 도 5가 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 MA 자원 최적화 프로세스를 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 5에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 5에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 5에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 MA 자원 최적화 프로세스에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 먼저 도 6에 도시되어 있는 랜덤 억세스 프로세스는 듀얼 연결(dual connectivity)을 고려할 경우의 랜덤 억세스 프로세스임에 유의하여야만 할 것이다.
먼저, 상기 통신 시스템은 UE #1(611)과, mmWave 기지국 #1(613)과, mmWave 기지국 #2(615)와, LTE 기지국(617)을 포함한다.
먼저, 상기 mmWave 기지국 #1(613)은 빔 측정에 사용되는 기준 신호인 BMRS를 송신한다(619단계). 상기 UE #1(611)은 상기 mmWave 기지국 #1(613)에서 송신한 BMRS를 수신하고, 상기 수신한 BMRS를 기반으로 최적 빔 집합을 선택한다(621단계). 여기서, 상기 UE #1(611)은 미리 설정되어 있는 임계 채널 품질 이상의 채널 품질을 보장할 수 있는 빔 인덱스들을 검출하며, 상기 최적 빔 집합은 상기 임계 채널 품질 이상의 채널 품질을 보장할 수 있는 빔 인덱스들을 포함한다. 여기서, 채널 품질에 대해서는 도 5에서 설명한 바 있으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 최적 빔 집합을 선택한 상기 UE #1(611)은 상기 최적 빔 집합에 대한 정보를 포함하는 최적 빔 집합 정보를 상기 LTE 기지국(617)으로 피드백한다(623단계). 여기서, 상기 최적 빔 집합 정보는 mmWave 별 최적 빔 집합 정보이며, 상기 623단계에서 피드백되는 최적 빔 집합 정보는 상기 mmWave 기지국 #1(613)에 대한 최적 빔 정보를 포함한다.
또한, 상기 mmWave 기지국 #2(615)는 빔 측정에 사용되는 기준 신호인 BMRS를 송신한다(625단계). 상기 UE #1(611)은 상기 mmWave 기지국 #2(615)에서 송신한 BMRS를 수신하고, 상기 수신한 BMRS를 기반으로 최적 빔 집합을 선택한다(627단계). 여기서, 상기 UE #1(611)은 미리 설정되어 있는 임계 채널 품질 이상의 채널 품질을 보장할 수 있는 빔 인덱스들을 검출하며, 상기 최적 빔 집합은 상기 임계 채널 품질 이상의 채널 품질을 보장할 수 있는 빔 인덱스들을 포함한다.
상기 최적 빔 집합을 선택한 상기 UE #1(611)은 상기 최적 빔 집합에 대한 정보를 포함하는 최적 빔 집합 정보를 상기 LTE 기지국(617)으로 피드백한다(629단계). 여기서, 상기 최적 빔 집합 정보는 mmWave 별 최적 빔 집합 정보이며, 상기 629단계에서 피드백되는 최적 빔 집합 정보는 상기 mmWave 기지국 #2(615)에 대한 최적 빔 정보를 포함한다.
상기 UE #1(611)로부터 최적 빔 집합 정보를 수신한 상기 LTE 기지국(617)은 빔 포밍된 랜덤 억세스를 위한 빔 및 슬롯 자원에 대한 최적화 프로세스, 즉 빔 포밍된 랜덤 억세스 용 빔 & 슬롯 자원 최적화 프로세스를 수행한다(631단계). 여기서, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 용 빔 & 슬롯 자원 최적화 프로세스에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 LTE 기지국(617)은 상기 UE #1(611)로부터 수신한 mmWave 기지국 별 최적 빔 집합 정보를 기반으로 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 할당 프로세스를 수행한다. 즉, 상기 LTE 기지국(617)은 상기 UE #1(611)로부터 수신한, 상기 mmWave 기지국 #1(613)에 대한 최적 빔 집합 정보 및 상기 mmWave 기지국 #2(615)에 대한 최적 빔 집합 정보를 기반으로 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 할당 프로세스를 수행한다.
한편, 상기 LTE 기지국(617)은 한 개의 mmWave 기지국에 대해서만 빔 및 슬롯 자원을 할당하거나, 혹은 두 개 이상의 mmWave 기지국들 각각에 대해서 빔 및 슬롯 자원을 할당할 수 있다. 상기 LTE 기지국(617)이 두 개 이상의 mmWave 기지국들에 대해서 빔 및 슬롯 자원을 할당하는 이유는 다음과 같다.
첫 번째로, 채널 환경이 급격하게 변함으로 인해서 두 개 이상의 mmWave 기지국들 중 하나와 상기 UE #1(611)간의 채널이 통신이 불가능한 상태가 될 경우, 상기 LTE 기지국(617)이 상기 두 개 이상의 mmWave 기지국들 중 상기 UE #1(611)과 통신이 불가능한 상태의 mmWave 기지국을 제외한 나머지 mmWave 기지국을 통해 상기 UE #1(611)과 데이터 송/수신 동작을 수행하기 위해서이다.
두 번째로, 상기 LTE 기지국(617)이 상기 UE #1(611)의 이동성(mobility)과, 위치와, 서비스 품질(quality of service: QoS, 이하 "QoS"라 칭하기로 한다) 등을 기반으로 상기 UE #1(611)에게 보다 적합한 mmWave 기지국을 선택하기 위해서이다.
한편, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 용 빔 & 슬롯 자원 최적화 프로세스를 수행한 후 상기 LTE 기지국(617)은 상기 UE #1(611)로 랜덤 억세스 빔 정보를 송신한다(633단계). 여기서, 상기 랜덤 억세스 빔 정보를 송신하는 동작에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 633단계에서 상기 LTE 기지국(617)은 상기 UE #1(611)에 대해 빔을 할당하고, 따라서 상기 LTE 기지국(617)은 상기 UE #1(611)에 대해 할당한 빔에 상응하는 빔 인덱스를 포함하는 랜덤 억세스 빔 정보를 상기 UE #1(611)로 송신한다. 도 6에서는 상기 LTE 기지국(617)이 상기 UE #1(611)에 대한 빔으로 빔 Bx를 할당하였다고 가정하기로 하며, 따라서, 상기 UE #1(611)로 송신되는 랜덤 억세스 빔 정보는 상기 빔 Bx에 상응하는 빔 인덱스, 즉 Bx를 포함한다.
한편, 1개의 빔에 대해 다수 개의 슬롯들이 할당될 수 있으며, 이 경우 상기 LTE 기지국(617)은 해당 단말로 상기 해당 UE가 몇 번째 슬롯에서 랜덤 억세스 동작을 수행해야 하는지에 대한 정보를 상기 랜덤 억세스 빔 정보에 추가적으로 포함할 수도 있다.
또한, 상기 LTE 기지국(617)은 UE들이 RTS 패킷에 포함시킬 UE ID 정보를 감소시키기 위해서, UE별로 논리 ID를 할당할 수도 있다. 일 예로, 상기 UE ID는 32비트로 구현될 수 있는데 반해, 상기 논리 ID는 4비트로 구현될 수 있으므로, UE들에게 논리 ID가 할당될 경우 RTS 프레임에 포함되는 정보가 감소될 수 있다.
한편, 상기 mmWave 기지국 #1(613)은 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 상기 UE #1(611)로 송신한다(635단계). 여기서, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 구간 정보, 즉 특정 서브 프레임 내의 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간에 대한 정보를 포함하며, 상기 구간 정보는 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간의 시작 시점 및 종료 시점에 관련된 정보와, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간이 포함하는 슬롯들의 개수 및 슬롯 별 길이에 관련된 정보와, 슬롯 별로 할당된 빔에 관련된 정보를 포함한다. 또한, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 고정 혹은 준 고정 방식으로, 일 예로 시스템 정보를 통해서 송신될 수 있거나, 혹은 다이나믹 방식으로, 일 예로 제어 메시지를 통해서 송신될 수 있다.
상기 mmWave 기지국 #1(613)로부터 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 수신한 UE #1(611)은 빔 Bx에 대응되는 슬롯 x를 선택하고, 그에 상응하는 랜덤 억세스 동작을 수행한다(637단계). 즉, 상기 635단계 내지 637단계가 첫 번째 서브 프레임 내의 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간에 해당하는 것이다.
이후, 첫 번째 서브 프레임이 경과된 후 다시 두 번째 서브 프레임에서, 상기 mmWave 기지국 #2(615)는 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 상기 UE #1(611)로 송신한다(639단계). 여기서, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보에 대해서는 상기에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 mmWave 기지국 #2(615)로부터 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 수신한 UE #1(611)은 빔 Bx에 대응되는 슬롯 #x를 선택하고, 그에 상응하는 랜덤 억세스 동작을 수행한다(641단계). 즉, 상기 639단계 내지 641단계가 두 번째 서브 프레임 내의 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간에 해당하는 것이다.
한편, 도 6이 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 또 다른 예를 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 6에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 6에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 6에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 또 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 먼저 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템은 기지국(711)과, UE #1(713) 및 UE #2(715)를 포함한다.
먼저, 상기 기지국(711)은 빔 측정에 사용되는 기준 신호인 BMRS를 송신한다(717단계). 상기 UE #1(713) 및 UE #2(715) 각각은 상기 기지국(711)에서 송신하는 BMRS를 수신하고, 상기 수신한 BMRS를 기반으로 상기 UE #1(713) 및 UE #2(715) 각각에 최적인 최적 빔을 선택한다(719단계, 721단계). 도 7에서는 상기 UE #1(713)은 최적 빔으로 빔 #2를 선택하고, 상기 UE #2(715)는 최적 빔으로 빔 #3을 선택하였다고 가정하기로 한다. 만약, 상기 UE #1(713) 및 UE #2(715)가 동일한 빔을 최적 빔으로 선택하였다면, 상기 UE #1(713) 및 UE #2(715)는 동일한 슬롯에서 경쟁 기반 방식을 기반으로 랜덤 억세스 동작을 수행하게 된다.
한편, 상기 기지국(711)은 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 송신한다(723단계). 여기서, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 구간 정보, 즉 특정 서브 프레임 내의 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간에 대한 정보를 포함하며, 상기 구간 정보는 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간의 시작 시점 및 종료 시점에 관련된 정보와, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간이 포함하는 슬롯들의 개수 및 슬롯 별 길이에 관련된 정보와, 슬롯 별로 할당된 빔에 관련된 정보를 포함한다. 또한, 상기 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보는 고정 혹은 준 고정 방식으로, 일 예로 시스템 정보를 통해서 송신될 수 있거나, 혹은 다이나믹 방식으로, 일 예로 제어 메시지를 통해서 송신될 수 있다.
상기 기지국(711)은 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 통해 각 슬롯에 대응되는 수신 빔 정보를 UE들에게 알려줄 수 있다. 일 예로, 도 7에서는 상기 기지국(711)이 지원하는 수신 빔들의 개수 N_Beam을 8이라고 가정하기로 한다(N_Beam = 8). 따라서, 상기 기지국(711)이 지원하는 수신 빔들은 빔 #0과, 빔 #1과, 빔 #2와, 빔 #3과, 빔 #4와, 빔 #5와, 빔 #6 및 빔 #7의 총 8개의 빔들을 포함한다. 또한, 상기 기지국(711)이 총 8개의 빔들을 지원하므로, 상기 기지국(711)은 이에 상응하는 8개의 슬롯들에 대해 해당 빔을 기반으로 수신 빔 정보를 송신하고, RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다. 도 7에서는 일 예로, 슬롯 #0에 대해 빔 #0이 적용되고, 슬롯 #1에 대해 빔 #1이 적용되고, 슬롯 #2에 대해 빔 #2가 적용되고, 슬롯 #3에 대해 빔 #3이 적용되고, 슬롯 #4에 대해 빔 #4가 적용되고, 슬롯 #5에 대해 빔 #5가 적용되고, 슬롯 #6에 대해 빔 #6이 적용되고, 슬롯 #7에 대해 빔 #7이 적용된다고 가정하기로 한다. 그리고, 상기 기지국(711)은 적어도 하나의 유예 슬롯(suspended slot), 일 예로 두 개의 유예 슬롯들, 일 예로 슬롯 #8 및 슬롯 #9를 지원한다고 가정하기로 한다.
상기 기지국(711)에서 지원하는 빔 인덱스 및 슬롯 간의 관계는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
<수학식 1>
Figure 112015110363891-pat00001
상기 수학식 1에서, iBeam (x)는 슬롯 #x에서의 빔 인덱스를 나타낸다.
한편, 상기 UE #1(713) 및 UE #2(715)는 상기 기지국(711)에서 송신한 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 수신하고, 상기 수신한 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 기반으로 상기 UE #1(713) 및 UE #2(715) 각각이 선택한 최적 빔에 상응하는 억세스 슬롯을 선택한다. 여기서, 상기 UE #1(713)은 최적 빔으로 상기 빔 #2를 선택하였으므로 억세스 슬롯으로 슬롯 #2를 선택하고, 상기 UE #2(715)는 최적 빔으로 상기 빔 #3을 선택하였으므로 억세스 슬롯으로 슬롯 #3을 선택한다.
한편, 상기 기지국(711)은 각 슬롯에서 각 슬롯 별 수신 빔 정보를 송신하고, 해당 슬롯에서 각 슬롯 별 수신 빔에 상응하게 UE로부터의 RTS 패킷을 수신하는 것을 시도하는 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다. 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 기지국(711)은 슬롯 #0에서 빔 #0을 기반으로 기준 신호를 송신하고(725단계), 상기 빔 #0을 기반으로 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(727단계).
또한, 상기 기지국(711)은 슬롯 #1에서 빔 #1을 기반으로 기준 신호를 송신하고(729단계), 상기 빔 #1을 기반으로 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(731단계).
또한, 상기 기지국(711)은 슬롯 #2에서 빔 #2를 기반으로 기준 신호를 송신하고(733단계), 상기 빔 #2를 기반으로 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(735단계). 여기서, 상기 UE #1(713)은 상기 슬롯 #2에서 상기 기지국(711)으로 상기 빔 #2를 기반으로 RTS 패킷 프레임을 송신하므로(737단계), 상기 기지국(711)은 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단하고, 상기 RTS 패킷에 대한 응답으로 상기 빔 #2를 기반으로 CTS 패킷을 송신한다(739단계). 여기서, 상기 UE #1(713)은 해당 슬롯, 즉 상기 슬롯 #2의 시작 시점에서 랜덤 백오프(random back off) 시간만큼 경과된 후 상기 RTS 패킷을 송신한다. 여기서, 상기 랜덤 백오프 시간은 DTS(denial to send) 패킷이 송신될 경우를 대비하여 DTS 패킷 송/수신 동작에 소요되는 시간을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 랜덤 백오프 시간은, 일 예로 UE별로 랜덤하게 결정될 수 있다. 단, 레이턴시(latency) 감소를 위해 상기 DTS 패킷이 송신되는 시점에 RTS 패킷 혹은 데이터 패킷이 송신될 경우 상기 RTS 패킷 혹은 데이터 패킷의 재송신은 허용되지 않는다. 여기서, 상기 DTS 패킷은 상기 기지국(711)이 해당 UE에 대한 랜덤 억세스를 거절함을 나타내는 패킷이다.
여기서, 상기 UE #1(713)이 상기 슬롯 #2의 시작 시점에서 바로 RTS 패킷을 송신하지 않고 랜덤 백오프 시간만큼 경과된 후 RTS 패킷을 송신하는 이유는 해당 슬롯에서 RTS 패킷을 송신하는 동안 상기 기지국(711)으로부터 CTS 패킷을 송신하지 못하는 경우를 방지하기 위해서이다. 물론, 이와는 달리 상기 UE #1(713)은 상기 슬롯 #2의 시작 시점에서 바로 RTS 패킷을 송신할 수도 있는데, 이런 랜덤 백오프 시간을 고려하지 않는 RTS 패킷 송신은 주로 상기 UE #1(713)이 송신할 데이터 패킷이 짧은 데이터 패킷(short data packet)일 경우에 발생할 수 있다.
상기 기지국(711)으로부터 CTS 패킷을 수신한 UE #1(713)은 상기 기지국(711)으로 데이터 패킷을 송신한다(741단계). 상기 UE #1(713)로부터 데이터 패킷을 수신한 기지국(711)은 상기 데이터 패킷을 정상적으로 수신하였음을 나타내는 ACK 패킷을 빔 #2를 기반으로 송신한다(743단계). 그런데, 상기 UE #1(713)이 송신할 데이터의 양이 상기 슬롯 #2에서 모두 송신될 수 없을 경우, 즉 UE #1(713)이 송신할 데이터의 양이 상기 UE #1(713)이 선택한 슬롯, 즉 상기 슬롯 #2에서 송신 가능한 데이터의 양을 초과할 경우, 상기 기지국(711)은 DTS 패킷을 빔 #3을 기반으로 송신한다(745단계). 여기서, 상기 기지국(711)이 DTS 패킷을 송신하는 동작에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 각 슬롯에는 미리 설정된 수신 빔이 대응되며, 슬롯 별 수신 빔 정보가 이미 빔 포밍된 랜덤 억세스 자원 정보를 통해 UE들에게 공유되어 있는 상태이다. 따라서, 상기 기지국(711)이 특정 슬롯, 일 예로 슬롯 #X에서 상기 슬롯 #X에 대응되는 수신 빔 #Y를 사용하지 다른 수신 빔 #Z를 사용하기 위해서는 상기 기지국(711)은 DTS 패킷을 송신해야만 한다. 여기서, 상기 DTS 패킷은 상기 기지국(711)이 상기 수신 빔 #Y를 기반으로 상기 슬롯 #X에서 억세스 동작을 수행하고자 하는 UE에게 상기 슬롯 #X에서는 억세스 동작을 수행할 수 없음을 통보하는 용도로서 사용될 수 있다. 단, 이 경우, 상기 기지국(711)은 상기 DTS 패킷을 송신할 때 상기 수신 빔 #Y를 기반으로 하는 억세스가 가능한 슬롯이 어떤 슬롯인지에 대한 정보를 함께 송신할 수 있다. 여기서, 상기 수신 빔 #Y를 기반으로 하는 억세스가 가능한 슬롯이 슬롯 #X'라고 가정할 경우, 도 7과 같은 경우 시에서 (X, Y, Z, X’)는 각각 (3, 3, 2, 8), (6, 6, 5, 9), (7, 7, 5, Null)가 될 수 있다.
또한, 상기 기지국(711)은 유예 슬롯들을 슬롯 #X’로 할당할 수도 있으며, 따라서 상기 기지국(711)은 상기 슬롯 #8 및 슬롯 #9에 대해서는 초기 수신 빔을 적용하지 않는다.
한편, 상기 슬롯 #X'으로 할당할 슬롯이 존재하지 않을 경우 (X’ = Null), 상기 기지국(711)은 해당 RACH 구간에서는 대체 슬롯을 할당하지 않는다. 또한, 1개의 슬롯에 미리 설정된 수신 빔들의 개수보다 실제 사용되는 수신 빔들의 개수가 더 작을 경우, 상기 기지국(711)은 상기 미리 설정된 수신 빔들 중 상기 실제 사용되는 수신 빔들을 제외한 수신 빔들에 대응되는 슬롯들에서는 DTS 패킷을 송신할 수 있다.
한편, 상기 UE #1(713)은 슬롯 #3에서 상기 빔 #2를 기반으로 상기 기지국(711)으로 데이터 패킷을 송신한다(747단계). 상기 UE #1(713)로부터 데이터 패킷을 수신한 기지국(711)은 상기 데이터 패킷을 정상적으로 수신하였음을 나타내는 ACK 패킷을 빔 #2를 기반으로 송신한다(749단계).
한편, 상기 UE #2(715)는 슬럿 #3에서 상기 기지국(711)으로 억세스 동작을 수행하여 데이터 패킷을 송신해야 했지만, 상기 UE #1(713)의 데이터 패킷 송신 동작으로 인해 억세스 동작을 수행할 수 없다. 즉, 상기 UE #2(715)는 상기 기지국(711)으로부터 DTS 패킷을 수신함에 따라 상기 UE #2(715)가 상기 슬럿 #3에서 상기 기지국(711)으로 억세스 동작을 수행할 수 없음을 인지하게 되고, 바로 네트워크 할당 벡터(network allocation vector: NAV, 이하 "NAV"라 칭하기로 한다)를 설정한다(751단계). 여기서, 상기 UE 2(715)가 NAV를 설정하는 이유는 현재 억세스 동작을 수행하고 있는 다른 UE와의 충돌을 방지하기 위해서이다.
이후, 상기 기지국(711)은 다시 해당 슬럿에서, 즉 슬롯 #4에서 빔 #4를 기반으로 기준 신호를 송신하고 (753단계), 상기 빔 #4을 기반으로 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(755단계).
이런 식으로 상기 기지국(711)이 해당 슬럿들에서 수신 빔 정보를 송신하고, 해당 수신 빔을 기반으로 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행하는 중에 다시 해당 슬럿에서 수신 빔으로 빔 #3을 사용하게 될 경우, 상기 빔 #3을 기반으로 기준 신호를 송신하고(757단계), 상기 빔 #3을 기반으로 RTS 패킷 수신 시도 동작을 수행한다(759단계). 그러면, 상기 UE #2(715)는 상기 NAV 설정이 완료되었으므로 상기 기지국(711)으로 데이터 패킷을 송신한다(761단계).
도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 8에 도시되어 있는 랜덤 억세스 프로세스는 도 7에 도시되어 있는 랜덤 억세스 프로세스와 비교하여 매 슬롯의 시작 타이밍에서 기준 신호는 송신되지 않고 DTS 패킷만 송신된다는 점을 제외하고는 도 7에 도시되어 있는 랜덤 억세스 프로세스와 동일하다.
즉, UE #1(813) 및 UE #2(815)는 기지국(811)으로부터 기준 신호가 송신되지 않을 경우 이전에 수신했던 기준 신호를 기반으로 동작을 수행할 수 있으므로, 상기 UE #1(813) 및 UE #2(815)는 매 슬롯의 시작 타이밍에서 패킷이 수신될 경우 해당 패킷을 DTS 패킷으로 판단하고, 상기 DTS 패킷이 수신됨에 따라 해당 슬롯에서 억세스 동작은 수행하지 않는다.
즉, 도 8의 817단계와, 819단계와, 821단계와, 823단계와, 827단계와, 831단계와, 835단계 내지 849단계와, 851단계와, 855단계와, 859단계 및 861단계의 동작은 도 7의 717단계와, 719단계와, 721단계와, 723단계와, 727단계와, 731단계와, 735단계 내지 749단계와, 751단계와, 755단계와, 759단계 및 761단계의 동작과 유사하며, 따라서 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 또 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 도 9에 도시되어 있는 랜덤 억세스 프로세스 역시 도 8에 도시되어 있는 랜덤 억세스 프로세스와 비교하여 UE들, 즉 UE #1(913) 및 UE #2(915)가 동일한 빔, 즉 빔 #2를 최적 빔으로 선택하였다는 점을 제외하고는 도 8에 도시되어 있는 랜덤 억세스 프로세스와 동일하다.
즉, 상기 UE #1(913) 및 UE #2(915)가 동일하게 상기 빔 #2를 최적 빔으로 선택하였기 때문에, 슬롯 #3에서 상기 UE #1(913) 및 UE #2(915)는 서로 다른, 랜덤 백오프 시간을 선택하고, 상기 UE #1(913) 및 UE #2(915) 중 더 빠른 랜덤 백오프 시간을 선택한 UE #1(913)이 먼저 RTS 패킷을 상기 기지국(911)으로 송신하게 된다(937단계). 그리고, 더 늦은 랜덤 백오프 시간을 선택한 UE #2(915)는 상기 UE #1(913)에게 상기 기지국(911)이 송신하는 CTS 패킷(939단계)을 수신함으로써 현재 RACH 점유 상태를 파악할 수 있게 된다.
따라서, 상기 UE #2(915)는 상기 UE #1(913)에 의한 RACH 점유가 종료될 때까지 NAV를 설정한다(951단계). 그리고 나서, 상기 UE #2(915)는 NAV 설정이 종료되면, 상기 RACH의 점유 상태를 기반으로 상기 RACH가 프리(free) 상태인지를 검출하고, 상기 RACH가 프리 상태일 경우 억세스 동작을 수행한다(957단계). 여기서, 상기 RACH가 여전히 점유된 상태일 경우, 상기 UE #2(915)는 상기 기지국(911)으로부터 제어 패킷, 일 예로 CTS 패킷 혹은 ACK 패킷을 수신하게 되며, 따라서 NAV를 다시 설정한다. 이와는 달리, 상기 RACH가 프리한 상태라면 상기 기지국(911)으로부터는 제어 패킷이 수신되지 않으며, 따라서 상기 UE #2(915)는 억세스 동작을 수행하게 되는 것이다.
도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스의 구현의 또 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 먼저 1011단계에서 상기 기지국은 RACH 구간이 시작됨을 검출하면 1013단계로 진행한다. 상기 1013단계에서 상기 기지국은 슬롯을 나타내는 슬롯 인덱스를 나타내는 변수인 변수 j의 변수 값을 0으로 설정한 후 (j = 0) 1015단계로 진행한다. 상기 1015단계에서 상기 기지국은 슬롯 #j에서의 송신 빔 인덱스 iBeam(j)에 상응하는 빔인 송신 빔 #iBeam(j)를 기반으로 BMRS를 송신한 후 1017단계로 진행한다. 상기 1017단계에서 상기 기지국은 수신 빔 인덱스 iBeam(k)에 관련된 변수인 변수 k의 변수 값을 j로 설정한 후 (k = j) 1019단계로 진행한다. 상기 1019단계에서 상기 기지국은 수신 빔 인덱스 iBeam(k)에 상응하는 빔인 수신 빔 #iBeam(k)를 기반으로 UE에 대한 패킷 수신 시도 동작을 수행한 후 1021단계로 진행한다. 상기 1021단계에서 상기 기지국은 UE로부터 패킷이 수신되었는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 UE로부터 패킷이 수신될 경우 상기 기지국은 1023단계로 진행한다.
상기 1023단계에서 상기 기지국은 상기 수신한 패킷에 상응하게 CTS 패킷 혹은 ACK 패킷을 송신한 후 1025단계로 진행한다. 여기서, 상기 기지국이 상기 UE로부터 수신한 패킷이 RTS 패킷일 경우 상기 기지국은 상기 UE로 CTS 패킷을 송신하고, 상기 기지국이 상기 UE로부터 수신한 패킷이 데이터 패킷일 경우 상기 기지국은 상기 UE로 ACK 패킷을 송신하는 것이다. 상기 1025단계에서 상기 UE는 슬롯 #j가 타임 아웃(time-out)되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 슬롯 #j가 타임 아웃되지 않았을 경우 상기 기지국은 상기 1019단계로 되돌아간다.
한편, 상기 1025단계에서 검사 결과 상기 슬롯 #j가 타임 아웃되었을 경우 상기 기지국은 1027단계로 진행한다. 상기 1027단계에서 상기 기지국은 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단할 필요가 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단할 필요가 있을 경우 상기 기지국은 1029단계로 진행한다. 상기 1029단계에서 상기 기지국은 슬롯 인덱스 j의 값을 미리 설정되어 있는 값, 일 예로 1 증가시킨 후 1031단계로 진행한다. 상기 1031단계에서 상기 기지국은 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단한 상태이므로 해당 슬롯에서 상기 UE 이외의 다른 UE가 패킷을 송신하는 것을 방지할 수 있도록 송신 빔 #iBeam(j)를 기반으로 DTS 패킷을 송신한 후 상기 1019단계로 되돌아간다.
한편, 상기 1027단계에서 검사 결과 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단할 필요가 없을 경우 상기 기지국은 1035단계로 진행한다. 상기 1035단계에서 상기 기지국은 상기 변수 j의 값이 J-1보다 작은지 검사한다. 여기서, J는 1개의 서브 프레임이 포함하는 슬롯들의 개수를 나타낸다.
한편, 상기 1021단계에서 검사 결과 상기 UE로부터 패킷이 수신되지 않았을 경우 상기 기지국은 1033단계로 진행한다. 상기 1033단계에서 상기 기지국은 상기 슬롯 #j가 타임 아웃되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 슬롯 #j가 타임 아웃되지 않았을 경우 상기 기지국은 상기 1019단계로 되돌아간다.
한편, 상기 1033단계에서 검사 결과 상기 슬롯 #j가 타임 아웃되었을 경우 상기 기지국은 1035단계로 진행한다. 상기 1035단계에서 상기 기지국은 상기 변수 j의 값이 J-1보다 작은지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 변수 j의 값이 J-1보다 작을 경우 상기 기지국은 1037단계로 진행한다. 상기 1037단계에서 상기 기지국은 슬롯 인덱스 j의 값을 미리 설정되어 있는 값, 일 예로 1 증가시킨 후 상기 1015단계로 되돌아간다.
한편, 상기 1035단계에서 상기 변수 j의 값이 J-1보다 작지 않을 경우, 즉 상기 변수 j의 값이 J-1 이상일 경우 상기 기지국은 1039단계로 진행한다. 상기 1039단계에서 상기 기지국은 상기 RACH 구간이 종료됨을 검출한다.
한편, 도 10이 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 10에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 10에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 10에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 과정에 대해서 설명하였으며, 도 11에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UE의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UE의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 먼저 1111단계에서 상기 UE는 RACH 구간이 시작됨을 검출하면 1113단계로 진행한다. 상기 1113단계에서 상기 UE는 상기 UE가 선택한 수신 빔에 대응되는 슬롯의 시작 시점까지 NAV를 설정한 후 1115단계로 진행한다. 여기서, 상기 UE가 선택한 수신 빔 인덱스는 iBeam(j)이고, 상기 수신 빔 인덱스 iBeam(j)에 대응되는 슬롯은 슬롯 #j라고 가정하기로 한다. 상기 1115단계에서 상기 UE는 NAV가 해제된 후 슬롯 #j의 시작 시점에서 수신 빔 iBeam(j)를 기반으로 기지국에 대한 패킷 수신 시도 동작을 수행한 후 1117단계로 진행한다. 상기 1117단계에서 상기 UE는 상기 기지국으로부터 DTS 패킷이 수신되었는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 기지국으로부터 DTS 패킷이 수신되지 않을 경우 1119단계로 진행한다.
상기 1119단계에서 상기 UE는 캐리어 센스 다중 억세스/충돌 방지(carrier sense multiple access/collision avoidance: CSMA/CA, 이하 " CSMA/CA"라 칭하기로 한다) 기반의 랜덤 억세스 동작을 수행한 후 1121단계로 진행한다. 여기서, 상기 UE는 상기 CSMA/CA 기반의 랜덤 억세스 동작을 수행하는 중에 상기 기지국이 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단하였는지 여부를 알 수 있다. 상기 1121단계에서 상기 UE는 랜덤 억세스 동작에 성공하였는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 랜덤 억세스 동작에 성공하지 않았을 경우 상기 UE는 1123단계로 진행한다.
상기 1123단계에서 상기 UE는 상기 슬롯 #j가 타임 아웃되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 슬롯 #j가 타임 아웃되지 않았을 경우 상기 UE는 상기 1119단계로 되돌아간다.
한편, 상기 1123단계에서 검사 결과 상기 슬롯 #j가 타임 아웃되었을 경우 상기 UE는 1125단계로 진행한다. 상기 1125단계에서 상기 UE는 상기 기지국이 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단하였는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 기지국이 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단하지 않았을 경우 상기 기지국은 상기 1119단계로 되돌아간다.
한편, 상기 1125단계에서 검사 결과 상기 기지국이 수신 빔 스위핑 프로세스를 중단하였을 경우 상기 기지국은 1127단계로 진행한다. 상기 1127단계에서 상기 UE는 상기 UE가 랜덤 억세스 동작을 수행할 수 있는 슬롯 인덱스 m이 존재하는지 검사한다. 상기 검사 결과 랜덤 억세스 동작을 수행할 수 있는 슬롯 인덱스 m이 존재할 경우 상기 UE는 1131단계로 진행한다.
상기 1131단계에서 상기 UE는 상기 슬롯 인덱스 j를 m으로 설정하고 (j= m) 상기 1113단계로 되돌아간다.
한편, 상기 1127단계에서 검사 결과 상기 결과 랜덤 억세스 동작을 수행할 수 있는 슬롯 인덱스 m이 존재하지 않을 경우 상기 UE는 1133단계로 진행한다. 상기 1133단계에서 상기 UE는 상기 RACH 구간이 종료됨을 검출한다.
한편, 상기 1121단계에서 검사 결과 상기 랜덤 억세스 동작에 성공하였을 경우 상기 UE는 1129단계로 진행한다. 상기 1129단계에서 상기 UE는 추가적으로 데이터 패킷을 송신할 필요가 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 추가적으로 데이터 패킷을 송신할 필요가 있을 경우 상기 UE는 상기 1123단계로 진행한다.
한편, 상기 1129단계에서 검사 결과 추가적으로 데이터 패킷을 송신할 필요가 없을 경우 상기 UE는 상기 1133단계로 진행한다.
한편, 상기 1117단계에서 검사 결과 상기 기지국으로부터 DTS 패킷이 수신되었을 경우 상기 UE는 1135단계로 진행한다. 상기 1135단계에서 상기 기지국은 슬롯 #j에 대응되는 유휴(idle) 슬롯 인덱스 k를 검출하고 1137단계로 진행한다. 상기 1137단계에서 상기 UE는 상기 슬롯 인덱스 j를 k로 설정하고 (j = k) 상기 1113단계로 되돌아간다.
한편, 도 11이 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UE의 동작 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 11에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 11에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 11에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 11에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UE의 동작 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임(super frame) 구조의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 먼저 슈퍼 프레임은 일 예로 100ms의 길이를 가지며, 5개의 무선 프레임들을 포함한다. 상기 5개의 무선 프레임들 각각은 20ms의 길이를 가진다. 여기서, 무선 프레임은 4개의 서브 프레임들을 포함하며, 상기 4개의 서브 프레임들 각각은 5ms의 길이를 가진다.
또한, 각 무선 프레임의 특정 부분, 일 예로 시작 부분에서는 기준 신호가 송신되며, 상기 슈퍼 프레임이 포함하는 무선 프레임들 중 특정 프레임, 일 예로 첫 번째 무선 프레임의 시작 부분에서는 기준 신호, 일 예로 비콘(beacon) 신호가 송신되고, 상기 슈퍼 프레임이 포함하는 무선 프레임들 중 상기 특정 프레임을 제외한 나머지 무선 프레임들의 시작 부분에서는 압축된 기준 신호, 일 예로 압축된 비콘(compressed beacon: C-Beacon, 이하 " C-Beacon"라 칭하기로 한다) 신호가 송신된다.
한편, 비콘 신호가 송신되는 무선 프레임 이외의 무선 프레임들은 각각 C-Beacon 신호가 송신되는 영역(1211)과, 빔 관련 정보가 피드백되는 영역들(1213, 1221, 1231, 1241)과, 업링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1215, 1223, 1233, 1243)과, 스케쥴링 관련 정보가 송신되는 영역들(1217, 1227, 1237)과, 다운링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1219, 1229, 1239)과, 스케쥴링 요구 패킷이 송신되는 영역들(1225, 1235, 1245)를 포함한다. 도 12에서는 편의상 빔 관련 정보가 피드백되는 영역을 "Beam FB"라고 도시하였으며, 업링크 데이터 패킷이 송신되는 영역을 "UL Data"라고 도시하였으며, 스케쥴링 관련 정보가 송신되는 영역을 "Scheduling"이라고 도시하였으며, 다운링크 데이터 패킷이 송신되는 영역을 "DL Data"라고 도시하였으며, 스케쥴링 요구 패킷이 송신되는 영역을 "Scheduling Req."라고 도시하였음에 유의하여야만 할 것이다.
도 12에 도시되어 있는 바와 같이 업링크 자원은 랜덤 억세스 기반 혹은 스케쥴링 기반으로 관리됨을 알 수 있다.
또한, 도 12에 도시되어 있는 C-Beacon 신호가 송신되는 영역(1211)과, 빔 관련 정보가 피드백되는 영역들(1213, 1221, 1231, 1241)과, 업링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1215, 1223, 1233, 1243)과, 스케쥴링 관련 정보가 송신되는 영역들(1217, 1227, 1237)과, 다운링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1219, 1229, 1239)과, 스케쥴링 요구 패킷이 송신되는 영역들(1225, 1235, 1245)의 순서는 일 예일 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야만 할 것이다.
도 12에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 먼저 슈퍼 프레임은 일 예로 100ms의 길이를 가지며, 5개의 무선 프레임들을 포함한다. 상기 5개의 무선 프레임들 각각은 20ms의 길이를 가진다. 여기서, 무선 프레임은 4개의 서브 프레임들을 포함하며, 상기 4개의 서브 프레임들 각각은 5ms의 길이를 가진다.
또한, 각 무선 프레임의 특정 부분, 일 예로 시작 부분에서는 기준 신호가 송신되며, 상기 슈퍼 프레임이 포함하는 무선 프레임들 중 특정 프레임, 일 예로 첫 번째 무선 프레임의 시작 부분에서는 기준 신호, 일 예로 비콘 신호가 송신되고, 상기 슈퍼 프레임이 포함하는 무선 프레임들 중 상기 특정 프레임을 제외한 나머지 무선 프레임들의 시작 부분에서는 압축된 기준 신호, 일 예로 C-Beacon 신호가 송신된다.
한편, 비콘 신호가 송신되는 무선 프레임 이외의 무선 프레임들은 각각 C-Beacon 신호가 송신되는 영역(1311)과, 빔 관련 정보가 피드백되는 영역(1313)과, 업링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1321, 1329, 1337)과, 스케쥴링 관련 정보가 송신되는 영역들(1317, 1325, 1333)과, 다운링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1319, 1327, 1335)과, 스케쥴링 요구 패킷이 송신되는 영역들(1315, 1323, 1331, 1339)를 포함한다. 도 13에서는 편의상 빔 관련 정보가 피드백되는 영역을 "Beam FB"라고 도시하였으며, 업링크 데이터 패킷이 송신되는 영역을 "UL Data"라고 도시하였으며, 스케쥴링 관련 정보가 송신되는 영역을 "Scheduling"이라고 도시하였으며, 다운링크 데이터 패킷이 송신되는 영역을 "DL Data"라고 도시하였으며, 스케쥴링 요구 패킷이 송신되는 영역을 "Scheduling Req."라고 도시하였음에 유의하여야만 할 것이다.
도 13에 도시되어 있는 바와 같이 업링크 자원은 랜덤 억세스 기반 혹은 스케쥴링 기반으로 관리됨을 알 수 있다.
또한, 도 13에 도시되어 있는 C-Beacon 신호가 송신되는 영역(1311)과, 빔 관련 정보가 피드백되는 영역(1313)과, 업링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1321, 1329, 1337)과, 스케쥴링 관련 정보가 송신되는 영역들(1317, 1325, 1333)과, 다운링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1319, 1327, 1335)과, 스케쥴링 요구 패킷이 송신되는 영역들(1315, 1323, 1331, 1339)의 순서는 일 예일 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야만 할 것이다.
도 13에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 또 다른 에에 대해서 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 먼저 슈퍼 프레임은 일 예로 100ms의 길이를 가지며, 5개의 무선 프레임들을 포함한다. 상기 5개의 무선 프레임들 각각은 20ms의 길이를 가진다. 여기서, 무선 프레임은 4개의 서브 프레임들을 포함하며, 상기 4개의 서브 프레임들 각각은 5ms의 길이를 가진다.
또한, 각 무선 프레임의 특정 부분, 일 예로 시작 부분에서는 기준 신호가 송신되며, 상기 슈퍼 프레임이 포함하는 무선 프레임들 중 특정 프레임, 일 예로 첫 번째 무선 프레임의 시작 부분에서는 기준 신호, 일 예로 비콘 신호가 송신되고, 상기 슈퍼 프레임이 포함하는 무선 프레임들 중 상기 특정 프레임을 제외한 나머지 무선 프레임들의 시작 부분에서는 압축된 기준 신호, 일 예로 C-Beacon 신호가 송신된다.
한편, 비콘 신호가 송신되는 무선 프레임 이외의 무선 프레임들은 각각 C-Beacon 신호가 송신되는 영역(1411)과, 빔 관련 정보가 피드백되는 영역(1413)과, 업링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1419, 1425, 1431)과, 스케쥴링 관련 정보가 송신되는 영역들(1415, 1421, 1427)과, 다운링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1417, 1423, 1429)을 포함한다. 도 14에 도시되어 있는 바와 같은 슈퍼 프레임 구조에서는 비콘 신호가 송신되는 무선 프레임 이외의 무선 프레임들에는 도 12 및 도 13에서 설명한 바와 같은 슈퍼 프레임 구조와는 달리 스케쥴링 요구 패킷이 송신되는 영역이 포함되지 않는다.
도 14에서는 편의상 빔 관련 정보가 피드백되는 영역을 "Beam FB"라고 도시하였으며, 업링크 데이터 패킷이 송신되는 영역을 "UL Data"라고 도시하였으며, 스케쥴링 관련 정보가 송신되는 영역을 "Scheduling"이라고 도시하였으며, 다운링크 데이터 패킷이 송신되는 영역을 "DL Data"라고 도시하였음에 유의하여야만 할 것이다.
도 14에 도시되어 있는 바와 같이 업링크 자원은 랜덤 억세스 기반 혹은 스케쥴링 기반으로 관리됨을 알 수 있다.
또한, 도 14에 도시되어 있는 C-Beacon 신호가 송신되는 영역(1411)과, 빔 관련 정보가 피드백되는 영역(1413)과, 업링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1419, 1425, 1431)과, 스케쥴링 관련 정보가 송신되는 영역들(1415, 1421, 1427)과, 다운링크 데이터 패킷이 송신되는 영역들(1417, 1423, 1429)의 순서는 일 예일 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야만 할 것이다.
도 14에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 슈퍼 프레임 구조의 또 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 기지국(1500)은 송신기(1511)와, 제어기(1513)와, 수신기(1515)와, 저장 유닛(1517)을 포함한다.
먼저, 상기 제어기(1513)는 상기 기지국(1500)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 동작에 관련된 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 동작에 관련된 동작에 대해서는 도 3 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신기(1511)는 상기 제어기(1513)의 제어에 따라 상기 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템이 포함하는 다른 엔터티(entity)들, 일 예로 UE 등과 같은 다른 엔터티들로 각종 신호 및 각종 메시지들을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(1511)가 송신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 3 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 수신기(1515)는 상기 제어기(1513)의 제어에 따라 상기 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 포함하는 다른 엔터티들, 일 예로 UE 등과 같은 다른 엔터티들로부터 각종 신호 및 각종 메시지들을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(1515)가 수신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 3 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 저장 유닛(1517)은 상기 제어기(1513)의 제어에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 동작에 관련된 동작에 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다.
또한, 상기 저장 유닛(1517)은 상기 수신기(1515)가 상기 다른 엔터티들로부터 수신한 각종 신호 및 각종 메시지들을 저장한다.
한편, 도 15에는 상기 기지국(1500)이 상기 송신기(1511)와, 제어기(1513)와, 수신기(1515)와, 저장 유닛(1517)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 기지국(1500)은 상기 송신기(1511)와, 제어기(1513)와, 수신기(1515)와, 저장 유닛(1517) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다. 또한, 상기 기지국(1500)은 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.
도 15에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 16을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UE의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UE의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, UE(1600)는 송신기(1611)와, 제어기(1613)와, 수신기(1615)와, 저장 유닛(1617)을 포함한다.
먼저, 상기 제어기(1613)는 상기 UE(1600)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 동작에 관련된 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 동작에 관련된 동작에 대해서는 도 3 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신기(1611)는 상기 제어기(1613)의 제어에 따라 상기 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템이 포함하는 다른 엔터티들, 일 예로 기지국 등과 같은 다른 엔터티들로 각종 신호 및 각종 메시지들을 송신한다. 여기서, 상기 송신기(1611)가 송신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 3 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 수신기(1615)는 상기 제어기(1613)의 제어에 따라 상기 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 포함하는 다른 엔터티들, 일 예로 기지국 등과 같은 다른 엔터티들로부터 각종 신호 및 각종 메시지들을 수신한다. 여기서, 상기 수신기(1615)가 수신하는 각종 신호 및 각종 메시지들은 도 3 내지 도 14에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 저장 유닛(1617)은 상기 제어기(1613)의 제어에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 동작에 관련된 동작에 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다.
또한, 상기 저장 유닛(1617)은 상기 수신기(1615)가 상기 다른 엔터티들로부터 수신한 각종 신호 및 각종 메시지들을 저장한다.
한편, 도 16에는 상기 UE(1600)가 상기 송신기(1611)와, 제어기(1613)와, 수신기(1615)와, 저장 유닛(1617)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 UE(1600)는 상기 송신기(1611)와, 제어기(1613)와, 수신기(1615)와, 저장 유닛(1617) 중 적어도 두 개가 통합된 형태로 구현 가능함은 물론이다. 또한, 상기 UE(1600)는 1개의 프로세서로 구현될 수도 있음은 물론이다.
도 16에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 UE의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 17을 참조하여 평균 지연 측면에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 지원하는 랜덤 억세스 프로세스의 성능에 대해서 설명하기로 한다.
도 17은 평균 지연 측면에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 지원하는 랜덤 억세스 프로세스의 성능을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 먼저 지연 시간은 패킷이 생성되고, 상기 생성된 패킷이 송신 완료될 때까지 소요되는 시간을 나타낸다. 도 17에서, 세로 축은 평균 지연(average delay) 시간을 나타내며, 가로 축은 1ms 내에서 UE별 패킷 도착 확률(packet arrival probability per UE(within 1ms))을 나타낸다. 또한, 도 17에 도시되어 있는 바와 같은 성능 그래프들은 셀 당 UE들의 개수인 K가 20이고 (K = 20), 패킷 송신 완료에 필요로 되는 심볼들의 개수인 L이 1~4 중 하나이고 (L = 1~4 (uniform random)이고, 기지국에서 지원하는 빔들의 개수인 Nbeam이 18인 (Nbeam = 18) 경우의 성능 그래프들임에 유의하여야만 할 것이다.
도 17에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 랜덤 억세스 프로세스의 경우 지연 시간이 일반적인 스케쥴링 요구 기반 랜덤 억세스 프로세스에 비해 약 73% 정도 감소됨을 알 수 있다. 참고적으로, 도 17에서 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 랜덤 억세스 프로세스에 따른 성능은 "Random Access Based (Proposed)"로 도시되어 있으며, 일반적인 스케쥴링 요구 기반 랜덤 억세스 프로세스에 따른 성능은 "Scheduling Request Based"로 도시되어 있음에 유의하여야만 할 것이다.
도 17에서는 평균 지연 측면에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 지원하는 랜덤 억세스 프로세스의 성능에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 18을 참조하여 아웃티지 레이트(outage rate, 이하 " outage rate"라 칭하기로 한다) 측면에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 지원하는 랜덤 억세스 프로세스의 성능에 대해서 설명하기로 한다.
도 18은 outage rate 측면에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 지원하는 랜덤 억세스 프로세스의 성능을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 먼저 outage rate는 생성된 전체 패킷들 중 지연 시간이 특정 시간, 일 예로 5ms 이상인 패킷들의 비율을 나타낸다. 18에서, 세로 축은 outage rate를 나타내며, 가로 축은 1ms 내에서 UE별 패킷 도착 확률을 나타낸다. 또한, 도 18에 도시되어 있는 바와 같은 성능 그래프들은 셀 당 UE들의 개수인 K가 20이고 (K = 20), 패킷 송신 완료에 필요로 되는 심볼들의 개수인 L이 1~4 중 하나이고 (L = 1~4 (uniform random)이고, 기지국에서 지원하는 빔들의 개수인 Nbeam이 18인 (Nbeam = 18) 경우의 성능 그래프들임에 유의하여야만 할 것이다.
도 18에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 랜덤 억세스 프로세스의 경우 outage rate 측면에서의 성능이 일반적인 스케쥴링 요구 기반 랜덤 억세스 프로세스에 비해 약 43% 정도 개선됨을 알 수 있다. 참고적으로, 도 18에서 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 랜덤 억세스 프로세스에 따른 성능은 "Random Access Based (Proposed)"로 도시되어 있으며, 일반적인 스케쥴링 요구 기반 랜덤 억세스 프로세스에 따른 성능은 "Scheduling Request Based"로 도시되어 있음에 유의하여야만 할 것이다.
본 발명의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(Random-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 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 일 실시예에 따른 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 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 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.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형할 수 있음은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (44)

  1. 통신 시스템에서 기지국의 방법에 있어서,
    사용자 단말기(user equipment: UE)로 빔 측정 기준 신호(beam measurement reference signal: BMRS)를 송신하는 과정과,
    제1 단위 시구간에 대응되는 제1 수신 빔에 관련된 정보를 송신하는 과정과,
    상기 제1 단위 시구간에서 상기 제1 수신 빔을 기반으로 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하는 과정과,
    제2 단위 시구간에 대응되는 제2 수신 빔을 기반으로 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행할지 여부를 식별하는 과정과,
    상기 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 과정을 포함하며,
    상기 제2 수신 빔을 기반으로 하는 수신 빔 스위핑 프로세스는 상기 UE로부터 상기 제1 단위 시구간에서 패킷이 수신될 경우 중단되고, 상기 UE로부터 상기 제1 단위 시구간에서 패킷이 수신되지 않을 경우 수행되고,
    상기 패킷은 상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국의 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷은 상기 랜덤 억세스 프로세스에 관련된 제어 정보와, 상기 데이터 패킷의 일부, 혹은 상기 데이터 패킷 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국의 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷은 최적 빔에 대응되는 단위 시구간의 시작 타이밍으로부터 설정되어 있는 랜덤 백오프(random backoff) 시간 이후에 송신되며,
    상기 랜덤 백오프 시간은 UE별로 랜덤하게 결정됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국의 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 랜덤 백오프 시간은 상기 기지국이 상기 UE에 대한 랜덤 억세스를 거절함을 지시하는 패킷이 송/수신되는 시간을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국의 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 UE 이외의 다른 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 중에 상기 UE로부터 상기 랜덤 백오프 시간 이후에 랜덤 억세스를 요청하는 패킷을 수신할 경우, 상기 UE로 상기 랜덤 억세스를 요청하는 패킷에 대한 응답 패킷을 송신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 응답 패킷은 상기 기지국이 상기 UE가 요청한 랜덤 억세스를 허용할지 여부를 지시하는 정보를 포함하며,
    상기 다른 UE가 랜덤 백오프 시간 이후에 랜덤 억세스를 시도할 수 있는 시점은 상기 기지국이 상기 UE로 상기 응답 패킷을 송신한 이후임을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국의 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수신 빔을 기반으로 하는 수신 빔 스위핑 프로세스가 중단될 경우, 상기 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 완료하면, 상기 중단된 수신 빔 스위핑 프로세스를 다시 시작하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국의 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신 빔에 관련된 정보는 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간의 시작 시점 및 종료 시점에 관련된 정보, 혹은 각 단위 시구간에 할당된 기지국 수신 빔에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국의 방법.
  8. 통신 시스템에서 사용자 단말기(user equipment: UE)의 방법에 있어서,
    기지국으로부터 빔 측정 기준 신호(beam measurement reference signal: BMRS)를 수신하는 과정과,
    상기 BMRS를 기반으로 최적 빔을 식별하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 상기 최적 빔에 대응되는 단위 시구간에서 상기 최적 빔에 관련된 정보를 수신하는 과정과,
    상기 최적 빔에 대응되는 단위 시구간에서 상기 기지국과 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 과정을 포함하며,
    상기 최적 빔은 하나 혹은 그 이상의 단위 시구간들 각각에 대응되는 하나 혹은 그 이상의 수신 빔들 중 하나이고,
    상기 하나 혹은 그 이상의 수신 빔들 각각에 관련된 정보는 상기 하나 혹은 그 이상의 단위 시구간들 중 대응되는 단위 시구간에서 송신됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE의 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 최적 빔에 대응되는 단위 시구간에서 상기 기지국과 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 과정은;
    상기 기지국으로 상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷을 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE의 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷은 상기 랜덤 억세스 프로세스에 관련된 제어 정보와, 상기 데이터 패킷의 일부, 혹은 상기 데이터 패킷 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE의 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷은 상기 최적 빔에 대응되는 단위 시구간의 시작 타이밍으로부터 설정되어 있는 랜덤 백오프(random backoff) 시간 이후에 송신되며,
    상기 랜덤 백오프 시간은 UE별로 랜덤하게 결정됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE의 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 랜덤 백오프 시간은 상기 기지국이 상기 UE에 대한 랜덤 억세스를 거절함을 지시하는 패킷이 송/수신되는 시간을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 통신 시스템의 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기지국이 상기 UE 이외의 다른 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 중에, 상기 기지국으로 상기 랜덤 백오프 시간 이후에 랜덤 억세스를 요청하는 패킷을 송신할 경우, 상기 기지국으로부터 상기 랜덤 억세스를 요청하는 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 응답 패킷은 상기 기지국이 상기 UE가 요청한 랜덤 억세스를 허용할지 여부를 지시하는 정보를 포함하며,
    상기 다른 UE가 랜덤 백오프 시간 이후에 랜덤 억세스를 시도할 수 있는 시점은 상기 기지국이 상기 UE로 상기 응답 패킷을 송신한 이후임을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE의 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 하나 혹은 그 이상의 수신 빔들 각각에 관련된 정보는 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간의 시작 시점 및 종료 시점에 관련된 정보, 혹은 각 단위 시구간에 할당된 기지국 수신 빔에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE의 방법.
  15. 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
    송/수신기와,
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는:
    상기 송/수신기가 사용자 단말기(user equipment: UE)로 빔 측정 기준 신호(beam measurement reference signal: BMRS)를 송신하고, 제1 단위 시구간에 대응되는 제1 수신 빔에 관련된 정보를 송신하고, 상기 제1 단위 시구간에서 상기 제1 수신 빔을 기반으로 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행하도록 제어하고,
    제2 단위 시구간에 대응되는 제2 수신 빔을 기반으로 상기 수신 빔 스위핑 프로세스를 수행할지 여부를 식별하고,
    상기 송/수신기가 상기 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행하도록 제어하며,
    상기 제2 수신 빔을 기반으로 하는 수신 빔 스위핑 프로세스는 상기 UE로부터 상기 제1 단위 시구간에서 패킷이 수신될 경우 중단되고, 상기 UE로부터 상기 제1 단위 시구간에서 패킷이 수신되지 않을 경우 수행되고,
    상기 패킷은 상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷은 상기 랜덤 억세스 프로세스에 관련된 제어 정보와, 상기 데이터 패킷의 일부, 혹은 상기 데이터 패킷 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷은 최적 빔에 대응되는 단위 시구간의 시작 타이밍으로부터 설정되어 있는 랜덤 백오프(random backoff) 시간 이후에 송신되며,
    상기 랜덤 백오프 시간은 UE별로 랜덤하게 결정됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 랜덤 백오프 시간은 상기 기지국이 상기 UE에 대한 랜덤 억세스를 거절함을 지시하는 패킷이 송/수신되는 시간을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 송/수신기는 상기 UE 이외의 다른 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 중에, 상기 UE로부터 상기 랜덤 백오프 시간 이후에 랜덤 억세스를 요청하는 패킷을 수신할 경우, 상기 UE로 상기 랜덤 억세스를 요청하는 패킷에 대한 응답 패킷을 송신하며,
    상기 응답 패킷은 상기 기지국이 상기 UE가 요청한 랜덤 억세스를 허용할지 여부를 지시하는 정보를 포함하며,
    상기 다른 UE가 랜덤 백오프 시간 이후에 랜덤 억세스를 시도할 수 있는 시점은 상기 기지국이 상기 UE로 상기 응답 패킷을 송신한 이후임을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제2 수신 빔을 기반으로 하는 수신 빔 스위핑 프로세스가 중단될 경우, 상기 송/수신기는 상기 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 완료하면, 상기 중단된 수신 빔 스위핑 프로세스를 다시 시작함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 제1 수신 빔에 관련된 정보는 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간의 시작 시점 및 종료 시점에 관련된 정보, 혹은 각 단위 시구간에 할당된 기지국 수신 빔에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 기지국.
  22. 통신 시스템에서 사용자 단말기(user equipment: UE)에 있어서,
    송/수신기와,
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는:
    상기 송/수신기가 기지국으로부터 빔 측정 기준 신호(beam measurement reference signal: BMRS)를 수신하도록 제어하고,
    상기 BMRS를 기반으로 최적 빔을 식별하고,
    상기 송/수신기가 상기 기지국으로부터 상기 최적 빔에 대응되는 단위 시구간에서 상기 최적 빔에 관련된 정보를 수신하도록 제어하고,
    상기 송/수신기가 상기 최적 빔에 대응되는 단위 시구간에서 상기 기지국과 랜덤 억세스 프로세스를 수행하도록 제어하며,
    상기 최적 빔은 하나 혹은 그 이상의 단위 시구간들 각각에 대응되는 하나 혹은 그 이상의 수신 빔들 중 하나이고,
    상기 하나 혹은 그 이상의 수신 빔들 각각에 관련된 정보는 상기 하나 혹은 그 이상의 단위 시구간들 중 대응되는 단위 시구간에서 송신됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 송/수신기는 상기 기지국으로 상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷을 송신함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷은 상기 랜덤 억세스 프로세스에 관련된 제어 정보와, 상기 데이터 패킷의 일부, 혹은 상기 데이터 패킷 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 UE가 상기 기지국으로 데이터 패킷을 송신하기로 스케쥴되어 있음을 지시하는 패킷은 상기 최적 빔에 대응되는 단위 시구간의 시작 타이밍으로부터 설정되어 있는 랜덤 백오프(random backoff) 시간 이후에 송신되며,
    상기 랜덤 백오프 시간은 UE별로 랜덤하게 결정됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 랜덤 백오프 시간은 상기 기지국이 상기 UE에 대한 랜덤 억세스를 거절함을 지시하는 패킷이 송/수신되는 시간을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 송/수신기는 상기 기지국이 상기 UE 이외의 다른 UE와 랜덤 억세스 프로세스를 수행하는 중에, 상기 기지국으로 상기 랜덤 백오프 시간 이후에 랜덤 억세스를 요청하는 패킷을 송신할 경우, 상기 기지국으로부터 상기 랜덤 억세스를 요청하는 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하며,
    상기 응답 패킷은 상기 기지국이 상기 UE가 요청한 랜덤 억세스를 허용할지 여부를 지시하는 정보를 포함하며,
    상기 다른 UE가 랜덤 백오프 시간 이후에 랜덤 억세스를 시도할 수 있는 시점은 상기 기지국이 상기 UE로 상기 응답 패킷을 송신한 이후임을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 하나 혹은 그 이상의 수신 빔들 각각에 관련된 정보는 빔 포밍된 랜덤 억세스 구간의 시작 시점 및 종료 시점에 관련된 정보, 혹은 각 단위 시구간에 할당된 기지국 수신 빔에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 통신 시스템에서 UE.
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