KR101872977B1 - 빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기 및 빔 포밍 링크 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

외부 기기와 빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기에 있어서, 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 외부 기기 사이에 제1빔 포밍 링크를 생성하고, 통신 기기의 제 2 안테나와 외부 기기 사이에 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 빔 포밍 링크 생성부; 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 통해 외부 기기로 데이터를 전송하는 통신부를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기가 개시된다.

Description

빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기 및 빔 포밍 링크 생성 방법{COMMUNICATION DEVICE AND METHOD FOR GENERATING BEAM FORMING LINK}
본 발명은 빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기 및 빔 포밍 링크 생성 방법에 관한 것이다.
네트워크가 무선화되어 가고 있고 대용량의 멀티미디어 데이터 전송 요구의 증대로 인하여 무선 네트워크 환경에서의 효과적인 전송 방법에 대한 연구가 요구되고 있다. 더욱이, DVD(Digital Video Disk) 영상, HDTV(High Definition Television) 영상 등 고품질 비디오를 다양한 홈 디바이스 간에 무선으로 전송할 필요성이 높아지는 추세에 있다.
최근에는, 무선 홈 네트워크에서 대용량의 데이터를 전송하기 위한 기술이 발전되고 있다. 즉, mmWave(Millimeter Wave)라고 불리는 이 기술은, 대용량 데이터 전송을 위하여 물리적인 파장의 길이가 밀리미터인 전파(즉, 30GHz 내지 300GHz의 주파수를 갖는 전파)의 60GHz 대역을 이용한다. 종래에는 이러한 주파수대는 무허가 밴드(unlicensed band)로서 통신사업자용이나 전파 천문용, 또는 차량 충돌 방지 등의 용도로 제한적으로 사용되어 왔다. 60GHz의 표준 규격에서는 2.16GHz의 채널 대역폭을 갖는다. 따라서, mmWave는 기존의 기술에 비하여 훨씬 큰 반송파 주파수 및 채널 대역폭을 가짐을 알 수 있다. 이와 같이, 밀리미터 단위의 파장을 갖는 고주파 신호(밀리미터 웨이브)를 이용하면, 수 기가 비트(Gbps) 단위의 매우 높은 전송률을 나타낼 수 있고, 안테나 크기를 1.5mm이하로 할 수 있어 안테나를 포함한 단일 칩을 구현할 수 있다.
특히, 최근에는 밀리미터 웨이브가 갖는 고 대역폭을 이용하여 무선 기기 간에 비압축 오디오 또는 비디오 데이터(이하, 비압축 데이터라고 함)를 전송하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 압축 데이터는 모션 보상, DCT 변환, 양자화, 가변길이 부호화 등의 과정을 통하여, 인간의 시각, 청각에 덜 민감한 부분을 제거하는 방식으로 손실 압축된다. 반면에, 비압축 데이터는 화소 성분을 나타내는 디지털 값(예를 들어, R, G, B 성분)을 그대로 포함한다.
도 1은 네트워크 시스템을 나타낸 도면으로서, 무선 네트워크 시스템은 무선 네트워크 조정자(Wireless Network Coordinator)(10) 및 스테이션(Wireless Network Station)(20)을 포함하여 구성된다.
무선 네트워크 조정자(10)는 비콘 프레임을 송신하여 네트워크상에 존재하는 스테이션(20)의 대역 할당(bandwidth allocation)을 조정하는 역할을 한다. 즉, 네트워크를 구성하는 적어도 하나 이상의 스테이션들(20)은 수신된 비콘 프레임을 참조하여 대역을 할당받기 위하여 대기하거나, 대역이 자신에게 할당된 경우 할당된 대역을 통하여 다른 스테이션에게 송신하고자 하는 데이터를 송신할 수 있게 되는 것이다. 무선 네트워크는 적어도 하나 이상의 데이터 전송 구간(DTT: Data Transfer Time)을 포함하는 비콘 간격(Beacon Interval)에 따라 구성되는데, 데이터 전송 구간은 네트워크상의 특정 스테이션에게 대역이 할당되도록 예약된 시간 구간인 예약 채널 타임 구간(SP: Scheduled Service Period)과 네트워크상의 스테이션 중 경쟁을 통하여 선택된 하나의 스테이션에게 대역이 할당된 시간 구간인 비예약 채널 타임 구간(CBAP: Contention-based Access Period)으로 분류될 수 있다. 여기서, 데이터 전송 구간은 네트워크상에 존재하는 스테이션 간에 데이터가 송수신되는 일정한 시간 구간(Time Period)를 의미한다. 송신하고자 하는 데이터를 가지고 있는 스테이션은 비예약 채널 타임 구간에서 다른 스테이션과 경쟁하여 데이터를 송신하거나, 자신에게 할당된 예약 채널 타임 구간에서 데이터를 송신할 수 있다.
한편, 60GHz의 반송파 주파수를 사용하여 2.16GHz의 채널 대역폭으로 데이터 송신을 가능하게 하는 밀리미터 웨이브 기술에 따르면, 방향성 있는 통신이 요구될 수 있다. 즉, 송신 스테이션과 수신 스테이션에 구비된 안테나를 서로 마주보게 하여 데이터 통신을 수행하여야 하는 것인데, 이에 따라 전파의 방향을 동기화시키기 위한 빔 포밍(beam forming)을 수행하는 것이 바람직하다.
여기서, 빔 포밍은 고주파 대역에서 데이터의 송수신이 원활하게 수행될 수 있도록 하기 위하여 송신 스테이션 및 수신 스테이션에 구비된 안테나의 전파 방향이 일치하게 되도록 전파의 방향을 조정하는 것으로 이해될 수 있다.
종래에는 복수의 안테나를 구비하는 송신 스테이션과 수신 스테이션 사이에서 빔 포밍 단계에 의해 생성되는 빔 포밍 링크는 복수의 안테나 중 어느 하나의 안테나에 대해서만 생성되었다.
즉, 송신 스테이션과 수신 스테이션의 복수의 안테나 중 하나의 안테나에 대해서만 빔 포밍 링크가 생성되기 때문에, 송신 스테이션 및 수신 스테이션의 나머지 안테나를 활용하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기 및 빔 포밍 링크 생성 방법은 통신 기기와 외부 기기 사이에 생성된 빔 포밍 링크에 추가적으로 다른 빔 포밍 링크를 생성하여 두 기기 간의 통신 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기 및 빔 포밍 링크 생성 방법은 빔 개선 단계(beam refinement phase)를 수행하지 않고도 두 기기 간의 통신 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기는,
외부 기기와 빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기에 있어서, 상기 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 상기 외부 기기 사이에 제1빔 포밍 링크를 생성하고, 상기 통신 기기의 제 2 안테나와 상기 외부 기기 사이에 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 빔 포밍 링크 생성부; 상기 제 1 빔 포밍 링크 및 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통해 상기 외부 기기로 데이터를 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
상기 통신 기기는, 상기 제 1 빔 포밍 링크의 통신 성능을 판단하는 통신 성능 판단부를 더 포함하되, 상기 빔 포밍 링크 생성부는, 상기 제 1 빔 포밍 링크의 통신 성능을 기초로 상기 제 2 빔 포밍 링크의 생성 여부를 결정할 수 있다.
상기 통신부는, 제 1 데이터를 상기 제 1 빔 포밍 링크를 통해, 제 2 데이터를 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통해 상기 외부 기기로 전송할 수도 있다.
상기 통신부가 상기 외부 기기로부터 추가적인 빔 포밍 링크 생성 요청을 수신하면, 상기 빔 포밍 링크 생성부가 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 것이 바람직하다.
상기 빔 포밍 링크 생성부는, 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통한 통신 성능이 상기 제 1 빔 포밍 링크를 통한 통신 성능에 비해 기설정된 기준보다 작은 경우, 상기 제 2 빔 포밍 링크를 사용하지 않을 수 있다.
통신부는, 상기 복수의 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임을 상기 외부 기기로 전송하는 프레임 전송부; 및 상기 외부 기기로부터 피드백 프레임을 수신하는 프레임 수신부를 포함하고, 상기 빔 포밍 링크 생성부는, 상기 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터, 및 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정하고, 상기 결정된 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터로 상기 제 1 빔 포밍 링크를 생성하고, 상기 결정된 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터로 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성할 수 있다.
상기 피드백 프레임은, 상기 외부 기기로 수신된 스윕 프레임을 전송한 안테나의 ID를 나타내는 안테나 ID 필드; 및 상기 스윕 프레임이 통한 섹터의 ID를 나타내는 섹터 ID 필드를 포함할 수 있다.
상기 피드백 프레임은, 상기 통신 기기로 전송되는 피드백 프레임들 중 자신의 우선 순위 정보를 더 포함하되, 상기 빔 포밍 링크 생성부는, 제1의 우선 순위를 나타내는 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터를 결정하고, 제2의 우선 순위를 나타내는 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터를 결정할 수 있다.
상기 피드백 프레임은, 상기 외부 기기가 수신한 스윕 프레임의 SNR(signal to noise ratio)을 나타내는 SNR Report 필드를 더 포함하되, 상기 빔 포밍 링크 생성부는, 상기 통신 기기로 전송되는 피드백 프레임들의 SNR Report 필드 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터, 및 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터를 결정할 수 있다.
상기 통신부는, 상기 복수의 안테나 중 상기 제 1 안테나를 제외한 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임을 상기 외부 기기로 전송하는 프레임 전송부; 및 상기 외부 기기로부터 피드백 프레임을 수신하는 프레임 수신부를 포함하고, 상기 빔 포밍 링크 생성부는, 상기 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정하고, 상기 결정된 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터로 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법은,
통신 기기가 외부 기기와 빔 포밍 링크를 생성하는 방법에 있어서, (a) 상기 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 상기 외부 기기 사이에 제 1 빔 포밍 링크를 생성하는 단계; (b) 상기 통신 기기의 제 2 안테나와 상기 외부 기기 사이에 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계; 및 (c) 상기 제 1 빔 포밍 링크 및 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통해 상기 통신 기기가 상기 외부 기기로 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 빔 포밍 링크 생성 방법은, (d) 상기 제 1 빔 포밍 링크의 통신 성능을 판단하여, 상기 제 2 빔 포밍 링크의 생성 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 빔 포밍 링크 생성 방법은, (e) 상기 통신 기기가 제 1 데이터를 상기 제 1 빔 포밍 링크를 통해, 제 2 데이터를 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통해 각각 상기 외부 기기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 빔 포밍 링크 생성 방법은, (f) 상기 통신 기기가 상기 외부 기기로부터 추가적인 빔 포밍 링크 생성 요청을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 빔 포밍 링크 생성 방법은, (g) 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통한 통신 성능이 상기 제 1 빔 포밍 링크를 통한 통신 성능에 비해 기설정된 기준보다 작은 경우, 상기 제 2 빔 포밍 링크를 사용하지 않는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계는, (h) 상기 복수의 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임을 상기 외부 기기로 전송하는 단계; (i) 상기 외부 기기로부터 피드백 프레임을 수신하는 단계; (j) 상기 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터, 및 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정하는 단계; 및 (k) 상기 결정된 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터로 상기 제 1 빔 포밍 링크를 생성하고, 상기 결정된 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터로 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드백 프레임은, 상기 외부 기기로 수신된 스윕 프레임을 전송한 안테나의 ID를 나타내는 안테나 ID 필드; 및 상기 스윕 프레임이 통한 섹터의 ID를 나타내는 섹터 ID 필드를 포함할 수 있다.
상기 피드백 프레임은, 상기 통신 기기로 전송되는 피드백 프레임들 중 자신의 우선 순위 정보를 더 포함하되, 상기 (j) 단계는, 제1의 우선 순위를 나타내는 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터를 결정하고, 제2의 우선 순위를 나타내는 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드백 프레임은, 상기 외부 기기가 수신한 스윕 프레임의 SNR(signal to noise ratio)을 나타내는 SNR Report 필드를 더 포함하되, 상기 (j) 단계는, 상기 통신 기기로 전송되는 피드백 프레임들의 SNR Report 필드 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터, 및 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계는, (l) 상기 복수의 안테나 중 상기 제 1 안테나를 제외한 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임을 상기 외부 기기로 전송하는 단계; (m) 상기 외부 기기로부터 피드백 프레임을 수신하는 단계; (n) 상기 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정하는 단계; 및 (o) 상기 결정된 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터로 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 빔 포밍 링크 생성 방법을 실행하기 위한 프로그램이 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.
도 1은 무선 네트워크 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 기기의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 기기의 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 기기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기에서 스윕 프레임의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 기기에서 스윕 프레임의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기에서 피드백 프레임의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 기기에서 피드백 프레임의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법의 순서를 도시하는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법에서 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 순서를 도시하는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법에서 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 순서를 도시하는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법의 흐름을 도시하는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 실시예에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기(100)의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2(a)를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기(100)는 빔 포밍 링크 생성부(110) 및 통신부(120)를 포함하고, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 기기(200)는 통신 성능 판단부(130)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기(100, 200)는 네트워크 조정자일 수 있고, 무선 네트워크에 포함되는 스테이션일 수 있다.
빔 포밍 링크 생성부(110)는 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 외부 기기 사이에 제 1 빔 포밍 링크를 생성한다. 또한, 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 2 안테나와 외부 기기 사이에 제 2 빔 포밍 링크를 생성한다.
본 명세서에서 빔 포밍 링크 생성부(110)가 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 생성한다고 기재하였지만, 추가적인 복수의 빔 포밍 링크를 생성할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
통신 기기가 네트워크 조정자로서 외부 기기인 스테이션과 통신을 수행하는 경우, 네트워크 조정자의 복수의 안테나 중 제 1 안테나 및 제 2 안테나와 스테이션 간에 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 생성한다.
통신부(120)는 통신 기기로부터 외부 기기로 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 통해 데이터를 전송한다.
바람직하게는, 통신부(120)가 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 통해 동시에 데이터를 전송할 수 있다. 이에 의해, 통신 기기와 외부 기기 간의 통신 효율이 향상될 수 있다.
바람직하게는, 통신 기기가 외부 기기로 전송할 제 1 데이터 및 제 2 데이터가 있는 경우, 통신부(120)는 제 1 데이터를 제 1 빔 포밍 링크를 통해 전송하고, 제 2 데이터를 제 2 빔 포밍 링크를 통해 전송할 수 있다. 이에 의해, 서로 다른 종류의 두 개 이상의 데이터가 동시에 전송될 수 있다. 예를 들어, 제 1 빔 포밍 링크를 통해 AV(audio and video) 스트림이 전송되고, 제 2 빔 포밍 링크를 통해 제어 프레임이 전송될 수 있다.
또한, 통신부(120)는 빔 포밍 링크 생성부(110)가 제 2 빔 포밍 링크를 생성하기 전에 외부 기기로부터 기기 능력 프레임을 수신하여 외부 기기가 복수의 안테나를 구비하고 있는지를 판단할 수 있고, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 외부 기기가 복수의 안테나를 구비하고 있는 경우에 제 2 빔 포밍 링크를 생성할 수도 있다.
통신 성능 판단부(130)는 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크 중 적어도 하나의 통신 성능을 판단할 수 있다.
통신 성능은 빔 포밍 링크의 비트 레이트(bit rate) 및 링크 마진(link margin) 중 적어도 하나일 수 있다.
빔 포밍 링크 생성부(110)는 제 1 빔 포밍 링크의 통신 성능이 기설정된 기준보다 작으면 제 2 빔 포밍 링크를 선택적으로 생성할 수 있다.
또한, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 통신부(120)가 외부 기기로부터 추가적인 빔 포밍 링크 생성 요청을 수신하면 제 2 빔 포밍 링크를 생성할 수도 있다.
빔 포밍 링크 생성부(110)는 외부 기기와의 사이에서 생성한 제 2 빔 포밍 링크의 통신 성능을 기초로 제 2 빔 포밍 링크의 통신 성능이 기설정된 기준보다 작으면 제 2 빔 포밍 링크를 사용하지 않을 수도 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 기기(300)의 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 통신부(120)는 프레임 전송부(122) 및 프레임 수신부(124)를 포함할 수 있다.
프레임 전송부(122)는 통신 기기의 복수의 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임(500)을 외부 기기로 전송한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기가 네트워크 조정자로서 동작하는 경우에는, 스윕 프레임(500)에 포함되는 정보가 비콘(beacon)에 포함되어 외부 기기로 전송될 수 있다.
프레임 수신부(124)는 외부 기기로부터 스윕 프레임(500)에 대한 응답으로 피드백 프레임(600)을 수신한다.
통신 기기의 복수의 안테나 각각에는 서로 다른 영역의 복수의 섹터들이 설정되어 있으며, 프레임 전송부(122)는 각 섹터 단위로 스윕 프레임(500)을 전송한다.
예를 들어, 통신 기기가 제 1 내지 제 4 안테나를 구비하고 있고, 각 안테나에는 64개의 섹터들이 설정되어 있는 경우, 프레임 전송부(122)는 제 1 안테나의 제 1 섹터부터 제 4 안테나의 제 64 섹터에 이르기까지 스윕 프레임(500)들을 외부 기기로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 기기에서 프레임 전송부(122)는, 이미 통신 기기의 제 1 안테나와 외부 기기 사이에 제 1 빔 포밍 링크가 생성되어 있는 경우, 복수의 안테나 중 제 1 안테나를 제외한 나머지 안테나에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임(500)을 외부 기기로 전송할 수 있다. 하나의 안테나에는 두 개의 빔 포밍 링크가 생성될 수 없기 때문이다.
빔 포밍 링크 생성부(110)는 외부 기기로부터 수신한 피드백 프레임(600)에 포함된 정보를 기초로 제 1 빔 포밍 링크를 생성하기 위한 제 1 안테나와 제 1 안테나에 설정된 섹터들 중 하나의 섹터를 결정하고, 제 2 빔 포밍 링크를 생성하기 위한 제 2 안테나와 제 2 안테나에 설정된 섹터들 중 하나의 섹터를 결정한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 기기(400)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 기기(400)는 빔 포밍 링크 생성부(110), 통신부(120), 통신 성능 판단부(130), CPU(140), 메모리(150), MAC 유닛(160) 및 안테나부(170)를 포함한다.
CPU(140)는 버스에 연결되어 있는 다른 구성 요소들을 제어한다. CPU(140)는 MAC 유닛(160)으로부터 제공되는 수신 데이터(수신 MSDU; MAC Service Data Unit)를 처리하거나 송신 데이터(송신 MSDU)를 생성하여 MAC 유닛(160)에 제공한다.
메모리(150)는 데이터를 저장하는 역할을 한다. 메모리(150)는 하드 디스크, 플래시 메모리(150), CF 카드(Compact Flash Card), SD 카드(Secure Digital Card), SM 카드(Smart Media Card), MMC(Multimedia Card) 또는 메모리(150) 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 스테이션의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다. 메모리(150)가 별도의 장치에 구비되어 있는 경우 통신부(120)가 별도의 장치와 통신을 수행하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
MAC 유닛(160)은 CPU(140)로부터 제공된 MSDU, 즉 송신할 데이터에 MAC 헤더를 부가하여 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기는 두 개 이상의 MAC 유닛(160)을 구비할 수 있다. 이에 의해, 서로 다른 MPDU를 동시에 생성할 수 있다.
통신부(120)는 MAC 유닛(160)에 의하여 생성된 MPDU를 무선 신호로 변환한 후 통신 채널을 통하여 송신하는 역할을 한다. 이를 위하여, 통신부(120)는 기저대역 프로세서(Baseband processor)(126) 및 RF 유닛(128)을 포함하여 구성되며, 안테나부(170)와 연결된다. 여기서, 안테나부(170)는 복수의 안테나를 포함한다.
또한, 통신부(120)는 전술한 바와 같이 스윕 프레임(500)들을 외부 기기로 전송하는 프레임 전송부(122)와 외부 기기로부터 피드백 프레임(600)을 수신하는 프레임 수신부(124)를 더 포함할 수 있다.
기저대역 프로세서(126)는 MAC 유닛(160)에서 생성된 MPDU를 제공받아 시그널 필드 및 프리앰블을 부가하여 PPDU를 생성한다. 그러면, RF 유닛(128)은 생성된 PPDU를 무선 신호로 변환한 후 안테나부(170)를 통하여 송신한다.
도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기에서 스윕 프레임(500)의 구성을 도시하는 도면이고, 도 5(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 기기에서 스윕 프레임(500)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5(a)를 참조하면, 스윕 프레임(500)은 섹터 ID 필드(510) 및 안테나 ID 필드(520)를 포함한다.
안테나 ID 필드(520)는 스윕 프레임(500)을 전송하는 안테나의 ID를 나타낸다. 이를 통해 외부 기기는 수신된 스윕 프레임(500)이 통신 기기의 안테나 중 어느 안테나를 통해 전송되었는지를 확인할 수 있다.
섹터 ID 필드(510)는 복수의 안테나 중 어느 하나의 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중에서 스윕 프레임(500)이 어느 섹터를 통해서 전송되었는지를 나타낸다.
도 5(b)를 참조하면, 스윕 프레임(500)은 CDOWN 필드(530), RXSS 길이 필드(540)를 더 포함할 수 있다.
CDOWN 필드(530)는 통신 기기가 외부 기기로 전송하는 모든 스윕 프레임(500)들 중 아직 전송되지 않고 남아 있는 스윕 프레임(500)들의 개수를 나타낸다
RXSS 길이 필드(540)는 CBAP(Contention-based access period) 내에서 전송될 때에만 유효하고, 이외의 경우에는 예약되어 있는 필드이다.
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 기기에서 피드백 프레임(600)의 구성을 도시하는 도면이고, 도 6(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 기기에서 피드백 프레임(600)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6(a)를 참조하면, 피드백 프레임(600)은 섹터 ID 필드(610) 및 안테나 ID 필드(620)를 포함한다.
섹터 ID 필드(610)는 외부 기기가 수신한 스윕 프레임(500)이 통한 섹터의 ID를 나타낸다.
안테나 ID 필드(620)는 통신 기기의 복수의 안테나 중 스윕 프레임(500)을 전송한 안테나의 ID를 나타낸다.
도 6(b)를 참조하면, 피드백 프레임(600)은 SNR Report 필드(630), Poll Required 필드(640), Reserved 필드(650)를 더 포함할 수 있다.
SNR Report 필드(630)는 외부 기기가 수신한 스윕 프레임(500)의 SNR(Signal to Noise ratio)을 나타낸다.
Poll Required 필드(640)는 네트워크 조정자가 아닌 기기와의 통신을 초기화하기 위해 네트워크 조정자가 필요하다는 것을 나타내기 위한 필드이다.
Reserved 필드(650)는 추후 특정 용도로 사용하기 위하여 예비된 필드이다.
피드백 프레임(600)는 통신 기기로부터 수신된 스윕 프레임(500)들 중 전송 효율이 가장 좋은 스윕 프레임(500)을 전송한 안테나와 섹터 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 전송 효율은 스윕 프레임(500)의 수신 신호의 세기 또는 SNR을 기준으로 판단할 수 있다.
또한, 피드백 프레임(600)는 복수의 안테나 ID 필드(620), 복수의 섹터 ID 필드(610)를 포함할 수 있으며, 각각의 안테나 ID 필드(620), 섹터 ID 필드(610)에 대응하는 스윕 프레임(500)의 전송 효율 정보를 더 포함할 수도 있다. 이러한 피드백 프레임(600)에 의한다면, 외부 기기가 단 하나의 피드백 프레임(600)만을 전송하더라도, 빔 포밍 링크 생성부(110)가 복수의 빔 포밍 링크를 생성할 수 있을 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 기기에서 피드백 프레임(600)은 복수 개일 수 있으며, 이 경우에는 각각의 피드백 프레임(600)이 통신 기기로 전송되는 피드백 프레임(600)들 중 자신의 우선 순위에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 우선 순위는 외부 기기가 수신한 스윕 프레임(500)의 전송 효율을 기준으로 정해지는 것이 바람직하다.
우선 순위에 근거하여 빔 포밍 링크 생성부(110)가 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 생성하기 위한 안테나와 섹터를 결정할 수 있다. 즉, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 수신된 피드백 프레임(600)들 중 제1 우선 순위의 피드백 프레임(600)에 포함된 안테나 ID 필드(620) 및 섹터 ID 필드(610)를 참조하여 제 1 빔 포밍 링크를 생성하기 위한 제 1 안테나 및 제 1 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 어느 하나의 섹터를 결정할 수 있고, 제2 우선 순위의 피드백 프레임(600)에 포함된 안테나 ID 필드(620) 및 섹터 ID 필드(610)를 참조하여 제 2 빔 포밍 링크를 생성하기 위한 제 2 안테나 및 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 어느 하나의 섹터를 결정할 수 있다.
이 경우, 제 1 빔 포밍 링크가 통신 능력이 가장 우수한 링크일 것이고, 제 2 빔 포밍 링크가 제 1 빔 포밍 링크 다음으로 통신 능력이 우수한 링크가 될 것이다.
외부 기기가 통신 기기로 복수의 피드백 프레임(600)을 전송하는 경우, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 피드백 프레임(600)에 포함된 SNR Report 필드(630)에서 SNR이 가장 큰 피드백 프레임(600)에 포함된 안테나 ID 필드(620) 및 섹터 ID 필드(610)를 참조하여 제 1 빔 포밍 링크를 생성하기 위한 제 1 안테나 및 제 1 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 어느 하나의 섹터를 결정할 수 있고, 피드백 프레임(600)에 포함된 SNR Report 필드(630)에서 SNR이 두 번째로 큰 피드백 프레임(600)에 포함된 안테나 ID 필드(620) 및 섹터 ID 필드(610)를 참조하여 제 2 빔 포밍 링크를 생성하기 위한 제 2 안테나 및 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 어느 하나의 섹터를 결정할 수 있다.
이 경우에도, 제 1 빔 포밍 링크가 통신 능력이 가장 우수한 링크일 것이고, 제 2 빔 포밍 링크가 제 1 빔 포밍 링크 다음으로 통신 능력이 우수한 링크가 될 것이다.
제 1 빔 포밍 링크가 통신 능력이 가장 우수한 링크인 경우, 통신부(120)는 제 1 빔 포밍 링크를 통해 대용량의 AV(Audio and Video) 스트림을 전송하고, 제 2 빔 포밍 링크를 통해 저용량의 제어 프레임을 전송하는 것이 바람직하다.
또한, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크 이외에 추가적인 빔 포밍 링크를 생성하기 위해 더 많은 피드백 프레임(600)을 고려할 수도 있음은 자명할 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법의 순서를 도시하는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 먼저 빔 포밍 링크 생성부(110)가 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 외부 기기 사이에 제 1 빔 포밍 링크를 생성한다(S10).
다음으로, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 통신 기기의 제 2 안테나와 외부 기기 사이에 제 2 빔 포밍 링크를 생성한다(S20).
통신부(120)는 생성된 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 통해 외부 기기로 데이터를 전송한다(S30).
통신부(120)는 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 통해 동일한 데이터를 전송할 수 있고, 또는 서로 다른 제 1 데이터와 제 2 데이터를 각각 제 1 빔 포밍 링크와 제 2 빔 포밍 링크를 통해 동시에 전송할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법에서 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 순서를 도시하는 순서도이다.
먼저, 통신부(120)의 프레임 전송부(122)는 통신 기기의 복수의 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 외부 기기로 스윕 프레임(500)들을 전송한다(S40).
S50 단계에서, 통신 기기의 프레임 수신부(124)는 외부 기기로부터 적어도 두 개의 피드백 프레임(600)을 수신받는다.
전술한 바와 같이, 피드백 프레임(600)에는 섹터 ID 및 안테나 ID 정보가 포함되어 있고, 추가적으로 피드백 프레임(600)의 우선 순위 또는 SNR 정보가 포함되어 있을 수 있다.
S60 단계에서, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 수신된 적어도 두 개의 피드백 프레임(600)의 정보를 기초로 제 1 안테나와 제 1 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터 및 제 2 안테나와 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정한다.
빔 포밍 링크 생성부(110)는 피드백 프레임(600)에 포함된 우선 순위 정보를 참조하여, 제1 우선 순위를 가지는 피드백 프레임(600)에 포함된 섹터 ID 및 안테나 ID 정보에 의해 제 1 안테나 및 제 1 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정할 수 있고, 제2 우선 순위를 가지는 피드백 프레임(600)에 포함된 섹터 ID 및 안테나 ID 정보에 의해 제 2 안테나 및 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정할 수 있다.
또는, 피드백 프레임(600)의 SNR 정보를 근거로 제 1 안테나와 제 1 안테나의 어느 하나의 섹터, 및 제 2 안테나와 제 2 안테나의 어느 하나의 섹터를 결정할 수도 있다.
S70 단계에서, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 결정된 제 1 안테나와 제 1 안테나의 어느 하나의 섹터로 제 1 빔 포밍 링크를 생성하고, 결정된 제 2 안테나와 제 2 안테나의 어느 하나의 섹터로 제 2 빔 포밍 링크를 생성할 수 있다.
본 실시예에 따른다면, 프레임 전송부(122)가 복수의 안테나 각각에 설정된 각 섹터별로 스윕 프레임(500)을 한 번만 전송함으로써, 빔 포밍 링크 생성부(110)가 복수의 빔 포밍 링크를 생성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법에서 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 순서를 도시하는 순서도이다.
빔 포밍 링크 생성부(110)가 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 외부 기기와의 사이에 이미 제 1 빔 포밍 링크를 생성한 경우, 먼저, 프레임 전송부(122)는 복수의 안테나 중 제 1 안테나를 제외한 나머지 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 외부 기기로 스윕 프레임(500)을 전송한다(S80). 이는 하나의 안테나에 두 개 이상의 빔 포밍 링크를 생성할 수 없기 때문이다.
S90 단계에서, 프레임 수신부(124)는 외부 기기로부터 피드백 프레임(600)을 수신한다.
이 피드백 프레임(600)은 외부 기기가 수신한 스윕 프레임(500)들 중 전송 효율이 가장 좋은 스윕 프레임(500)을 전송한 안테나의 ID를 나타내는 안테나 ID 필드(520) 및 해당 스윕 프레임(500)이 통한 섹터의 ID를 나타내는 섹터 ID 필드(510)를 포함할 수 있다.
S100 단계에서, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 피드백 프레임(600)의 정보를 근거로 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 2 안테나와 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정한다.
빔 포밍 링크 생성부(110)는 외부 기기로부터 하나의 피드백 프레임(600)이 전송된 경우, 해당 프레임에 포함된 섹터 ID와 안테나 ID를 참조하여 제 1 안테나와 제 1 안테나의 하나의 섹터를 결정할 수 있다.
또는, 외부 기기로부터 둘 이상의 피드백 프레임(600)이 전송된 경우, 피드백 프레임 각각의 SNR Report 필드(630) 또는 우선 순위 정보를 참조하여 제 1 안테나와 제 1 안테나의 하나의 섹터를 결정할 수도 있다.
S110 단계에서, 빔 포밍 링크 생성부(110)는 결정된 제 2 안테나와 제 2 안테나의 하나의 섹터로 제 2 빔 포밍 링크를 생성한다.
본 실시예에서 이미 생성된 제 1 빔 포밍 링크에 추가적으로 제 2 빔 포밍 링크를 생성한다고 하였지만, 제 1 빔 포밍 링크 및 제 2 빔 포밍 링크 이외에 추가적인 빔 포밍 링크의 생성도 가능할 것이다.
도 10 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, ① 통신 기기가 외부 기기로 스윕 프레임(500)을 전송하고, ② 외부 기기도 통신 기기로 스윕 프레임(500)을 전송한다. ③ 통신 기기는 외부 기기로 스윕 프레임(500)에 대한 응답으로서 피드백 프레임(600)을 전송하고 ④ 외부 기기는 통신 기기가 전송한 피드백 프레임(600)의 정보를 기초로 외부 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 제 1 안테나의 하나의 섹터를 결정한다. ⑤ 외부 기기는 통신 기기로 스윕 프레임(500)에 대한 응답으로서 피드백 프레임(600)을 전송한다. ⑥ 통신 기기는 외부 기기가 전송한 피드백 프레임(600)을 기초로 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 제 1 안테나의 어느 하나의 섹터를 결정한다. 이에 의해, 통신 기기 및 외부 기기의 제 1 안테나와 제 1 안테나의 어느 하나의 섹터 사이에 제 1 빔 포밍 링크가 생성될 수 있다.
도 10에 도시되지는 않았지만, 통신 기기와 외부 기기 간에 기기 능력 프레임이 송수신될 수 있다. 기기 능력 프레임에는 각 기기의 안테나가 복수 개인지, 각 안테나에 몇 개의 섹터가 설정되어 있는지에 대한 정보가 포함될 수 있고, 통신 기기와 외부 기기가 복수 개의 안테나를 구비하고 있는 것이 확인되면 추가적인 빔 포밍 링크를 생성할 수 있다.
⑦ 통신 기기는 제 1 빔 포밍 링크의 통신 성능을 기초로 제 2 빔 포밍 링크 생성 여부를 결정한다. 이때, 통신 기기는 추가적인 빔 포밍 링크의 생성을 요청하는 프레임을 외부 기기로 전송할 수 있다. ⑧ 통신 기기는 복수의 안테나 중 제 1 안테나를 제외한 안테나들을 통해 외부 기기로 스윕 프레임(500)을 전송하고, ⑨ 외부 기기도 복수의 안테나 중 제 1 안테나를 제외한 안테나들을 통해 외부 기기로 스윕 프레임(500)을 전송한다. ⑩ 통신 기기는 외부 기기로 스윕 프레임(500)에 대한 응답으로서 피드백 프레임(600)을 전송하고, ⑪ 외부 기기는 피드백 프레임(600)의 정보를 기초로 자신의 복수의 안테나 중 제 2 안테나와 제 2 안테나의 섹터를 결정한다. ⑫ 외부 기기는 통신 기기로 스윕 프레임(500)에 대한 피드백 프레임(600)을 통신 기기로 전송하고, ⑬ 통신 기기는 피드백 프레임(600)의 정보를 기초로 자신의 제 2 안테나와 제 2 안테나의 섹터를 결정한다. 이에 의해, 통신 기기와 외부 기기 간에 제 2 빔 포밍 링크가 생성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 포밍 링크 생성 방법의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, ① 통신 기기는 외부 기기로 자신의 복수의 안테나를 통해 스윕 프레임(500)을 전송하고, ② 외부 기기도 자신의 복수의 안테나를 통해 스윕 프레임(500)을 전송한다. 도시되지는 않았지만, 전술한 바와 같이 통신 기기와 외부 기기간에 기기 능력 프레임이 송수신될 수 있다. ③ 통신 기기는 외부 기기에게 스윕 프레임(500)에 대한 응답으로서 제 1 피드백 프레임(600) 및 제 2 피드백 프레임(600)을 전송한다. ④ 제 1 피드백 프레임(600) 및 제 2 피드백 프레임(600)의 정보를 기초로 외부 기기는 자신의 제 1 안테나와 제 1 안테나의 어느 하나의 섹터, 및 제 2 안테나와 제 2 안테나의 어느 하나의 섹터를 결정한다. ⑤ 외부 기기도 스윕 프레임0)(500)에 대한 응답으로 제 1 피드백 프레임(600) 및 제 2 피드백 프레임(600)을 통신 기기로 전송한다. ⑥ 통신 기기는 외부 기기가 전송한 제 1 피드백 프레임(600) 및 제 2 피드백 프레임(600)을 기초로 자신의 제 1 안테나와 제 1 안테나의 어느 하나의 섹터, 및 제 2 안테나와 제 2 안테나의 어느 하나의 섹터를 결정한다. 이에 의해, 통신 기기의 제 1 안테나와 제 1 안테나의 어느 하나의 섹터 및 외부 기기의 제 1 안테나와 제 1 안테나의 어느 하나의 섹터 사이에 제 1 빔 포밍 링크가 생성되고, 통신 기기의 제 2 안테나와 제 2 안테나의 어느 하나의 섹터 및 외부 기기의 제 2 안테나와 제 2 안테나의 어느 하나의 섹터 사이에 제 2 빔 포밍 링크가 생성된다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기 및 빔 포밍 링크 생성 방법은 통신 기기와 외부 기기 사이에 생성된 빔 포밍 링크에 추가적으로 다른 빔 포밍 링크를 생성하여 두 기기 간의 통신 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기 및 빔 포밍 링크 생성 방법은 빔 개선 단계(beam refinement phase)를 수행하지 않고도 두 기기 간의 통신 성능을 향상시킬 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 200, 300, 400: 통신 기기
110: 빔 포밍 링크 생성부
120: 통신부
122: 프레임 전송부
124: 프레임 수신부
130: 통신 성능 판단부
500: 스윕 프레임
600: 피드백 프레임

Claims (21)

  1. 외부 기기와 빔 포밍 링크를 생성하는 통신 기기에 있어서,
    상기 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 상기 외부 기기 사이에 제 1 빔 포밍 링크를 생성하고, 상기 통신 기기의 제 2 안테나와 상기 외부 기기 사이에 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 빔 포밍 링크 생성부; 및
    상기 제 1 빔 포밍 링크 및 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통해 상기 외부 기기로 데이터를 전송하는 통신부를 포함하며,
    상기 통신부는,
    상기 복수의 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임을 상기 외부 기기로 전송하는 프레임 전송부; 및
    상기 외부 기기로부터 피드백 프레임을 수신하는 프레임 수신부를 포함하고,
    상기 빔 포밍 링크 생성부는,
    상기 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터, 및 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정하고,
    상기 결정된 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터로 상기 제 1 빔 포밍 링크를 생성하고, 상기 결정된 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터로 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 기기는,
    상기 제 1 빔 포밍 링크의 통신 성능을 판단하는 통신 성능 판단부를 더 포함하되,
    상기 빔 포밍 링크 생성부는,
    상기 제 1 빔 포밍 링크의 통신 성능을 기초로 상기 제 2 빔 포밍 링크의 생성 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는,
    제 1 데이터를 상기 제 1 빔 포밍 링크를 통해, 제 2 데이터를 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통해 상기 외부 기기로 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통신부가 상기 외부 기기로부터 추가적인 빔 포밍 링크 생성 요청을 수신하면,
    상기 빔 포밍 링크 생성부가 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 빔 포밍 링크 생성부는,
    상기 제 2 빔 포밍 링크를 통한 통신 성능이 상기 제 1 빔 포밍 링크를 통한 통신 성능에 비해 기설정된 기준보다 작은 경우, 상기 제 2 빔 포밍 링크를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 프레임은,
    상기 외부 기기로 수신된 스윕 프레임을 전송한 안테나의 ID를 나타내는 안테나 ID 필드; 및
    상기 스윕 프레임이 통한 섹터의 ID를 나타내는 섹터 ID 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 피드백 프레임은,
    상기 통신 기기로 전송되는 피드백 프레임들 중 자신의 우선 순위 정보를 더 포함하되,
    상기 빔 포밍 링크 생성부는,
    제1의 우선 순위를 나타내는 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터를 결정하고, 제2의 우선 순위를 나타내는 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터를 결정하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 피드백 프레임은,
    상기 외부 기기가 수신한 스윕 프레임의 SNR(signal to noise ratio)을 나타내는 SNR Report 필드를 더 포함하되,
    상기 빔 포밍 링크 생성부는,
    상기 통신 기기로 전송되는 피드백 프레임들의 SNR Report 필드 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터, 및 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터를 결정하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 복수의 안테나 중 상기 제 1 안테나를 제외한 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임을 상기 외부 기기로 전송하는 프레임 전송부; 및
    상기 외부 기기로부터 피드백 프레임을 수신하는 프레임 수신부를 포함하고,
    상기 빔 포밍 링크 생성부는,
    상기 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정하고,
    상기 결정된 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터로 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 기기.
  11. 통신 기기가 외부 기기와 빔 포밍 링크를 생성하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 통신 기기의 복수의 안테나 중 제 1 안테나와 상기 외부 기기 사이에 제 1 빔 포밍 링크를 생성하는 단계;
    (b) 상기 통신 기기의 제 2 안테나와 상기 외부 기기 사이에 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계; 및
    (c) 상기 제 1 빔 포밍 링크 및 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통해 상기 통신 기기가 상기 외부 기기로 데이터를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계는,
    (h) 상기 복수의 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임을 상기 외부 기기로 전송하는 단계;
    (i) 상기 외부 기기로부터 피드백 프레임을 수신하는 단계;
    (j) 상기 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터, 및 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정하는 단계; 및
    (k) 상기 결정된 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터로 상기 제 1 빔 포밍 링크를 생성하고, 상기 결정된 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터로 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 포밍 링크 생성 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 빔 포밍 링크 생성 방법은,
    (d) 상기 제 1 빔 포밍 링크의 통신 성능을 판단하여, 상기 제 2 빔 포밍 링크의 생성 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 포밍 링크 생성 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 빔 포밍 링크 생성 방법은,
    (e) 상기 통신 기기가 제 1 데이터를 상기 제 1 빔 포밍 링크를 통해, 제 2 데이터를 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통해 각각 상기 외부 기기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 포밍 링크 생성 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 빔 포밍 링크 생성 방법은,
    (f) 상기 통신 기기가 상기 외부 기기로부터 추가적인 빔 포밍 링크 생성 요청을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 포밍 링크 생성 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 빔 포밍 링크 생성 방법은,
    (g) 상기 제 2 빔 포밍 링크를 통한 통신 성능이 상기 제 1 빔 포밍 링크를 통한 통신 성능에 비해 기설정된 기준보다 작은 경우, 상기 제 2 빔 포밍 링크를 사용하지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 포밍 링크 생성 방법.
  16. 삭제
  17. 제11항에 있어서,
    상기 피드백 프레임은,
    상기 외부 기기로 수신된 스윕 프레임을 전송한 안테나의 ID를 나타내는 안테나 ID 필드; 및
    상기 스윕 프레임이 통한 섹터의 ID를 나타내는 섹터 ID 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 포밍 링크 생성 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 피드백 프레임은,
    상기 통신 기기로 전송되는 피드백 프레임들 중 자신의 우선 순위 정보를 더 포함하되,
    상기 (j) 단계는,
    제1의 우선 순위를 나타내는 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터를 결정하고, 제2의 우선 순위를 나타내는 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 포밍 링크 생성 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 피드백 프레임은,
    상기 외부 기기가 수신한 스윕 프레임의 SNR(signal to noise ratio)을 나타내는 SNR Report 필드를 더 포함하되,
    상기 (j) 단계는,
    상기 통신 기기로 전송되는 피드백 프레임들의 SNR Report 필드 정보를 기초로 상기 제 1 안테나와 상기 제 1 안테나의 섹터, 및 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 포밍 링크 생성 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계는,
    (l) 상기 복수의 안테나 중 상기 제 1 안테나를 제외한 안테나 각각에 설정된 복수의 섹터들을 통하여 스윕 프레임을 상기 외부 기기로 전송하는 단계;
    (m) 상기 외부 기기로부터 피드백 프레임을 수신하는 단계;
    (n) 상기 피드백 프레임의 정보를 기초로 상기 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나에 설정된 복수의 섹터들 중 하나의 섹터를 결정하는 단계; 및
    (o) 상기 결정된 제 2 안테나와 상기 제 2 안테나의 섹터로 상기 제 2 빔 포밍 링크를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 포밍 링크 생성 방법.
  21. 제11항 내지 제15항 및 제 17항 내지 제20항 중 어느 하나의 항의 빔 포밍 링크 생성 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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