KR102233939B1 - 무선 통신 시스템에서 빔 폭 조절 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 폭을 조절하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 단말의 배터리 임계치에 대한 정보를 수신하는 과정과, 상기 단말의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 낮거나 같은 경우 현재 사용되는 수신 빔폭보다 넓은 수신 빔폭을 사용할 것으로 결정하는 과정과, 상기 넓은 수신 빔폭을 사용할 것으로 결정된 경우 추가 자원의 요청 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정과, 상기 요청 정보에 대응하는 추가 자원이 상기 기지국으로부터 할당되면, 상기 넓은 수신 빔폭의 적어도 하나의 수신 빔을 형성하기 위해 복수의 안테나 엘레먼트들에 대응하는 복수의 안테나 수신 회로들 중 적어도 하나의 안테나 수신 회로의 전원을 차단하는 과정을 포함하는 제어 방법을 제공한다.

Description

무선 통신 시스템에서 빔 폭 조절 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR ADJUSTING WIDTH OF A BEAM IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 다중 안테나를 사용하는 빔포밍 시스템에서 빔 폭 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.
기존의 이동통신 기술에서 차세대 통신을 위한 진화된 기법으로 밀리미터파(mmWave: millimeter Wave) 대역 중 60GHz 대역(57 ~ 66GHz)에 대한 활용 가능성이 높아지고 있다. 밀리미터파 대역은 광대역을 사용할 수 있다는 장점에도 불구하고 높은 주파수로 인한 신호의 경로 손실을 막을 수 없기 때문에 이에 대한 대응 기술로써 빔포밍(beamforming) 기술을 활용하는 방법이 일반적으로 받아들여지고 있다.
기지국 또는 단말 같은 이동통신에 참여하는 장치가 빔포밍을 하기 위해서는 다수의 안테나 엘레먼트로 구성된 배열안테나(또는 안테나 어레이, 어레이 안테나 등으로 언급될 수 있음)를 사용해야 하며, 필요에 의해 일부 또는 모든 배열안테나 엘레먼트의 신호를 결합하는 방식으로 안테나의 이득을 높일 수 있다. 이러한 빔포밍 기술에는 디지털 빔포밍(digital beamforming), 아날로그 빔포밍(analog beamforming)과 상기 두 방식이 결합된 하이브리드 빔포밍(hybrid beamforming) 등이 있다.
본 개시는 단말이 기지국으로부터 자원을 추가적으로 지원받아 안테나 수신회로를 제어하는 방법을 제공한다.
본 개시는 기지국이 단말에게 자원을 추가적으로 지원하는 방법을 제공한다.
본 개시는 기지국으로부터 자원을 추가적으로 지원받아 안테나 수신회로 제어를 지원하는 단말 장치를 제공한다.
본 개시는 단말 장치에게 자원을 추가적으로 지원하는 기지국 장치를 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 폭을 조절하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 단말의 배터리 임계치에 대한 정보를 수신하는 과정과, 상기 단말의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 낮거나 같은 경우 현재 사용되는 수신 빔폭보다 넓은 수신 빔폭을 사용할 것으로 결정하는 과정과, 상기 넓은 수신 빔폭을 사용할 것으로 결정된 경우 추가 자원 요청 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정과, 상기 추가 자원 요청 정보에 대응하는 추가 자원이 상기 기지국으로부터 할당되면, 상기 넓은 수신 빔폭의 적어도 하나의 수신 빔을 형성하기 위해 복수의 안테나 엘레먼트들에 대응하는 복수의 안테나 수신 회로들 중 적어도 하나의 안테나 수신 회로의 전원을 차단하는 과정을 포함하는 조절 방법을 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말의 수신 빔 폭 조절을 지원하는 방법에 있어서, 배터리 임계치에 대한 정보를 단말에게 송신하는 과정과, 상기 단말로부터 추가 자원 요청 정보를 수신하는 과정과, 상기 요청 정보의 수신에 응답하여 추가 자원을 상기 단말로 할당하는 과정과, 상기 추가 자원 요청 정보는, 상기 단말의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 낮거나 같은 경우에 상기 단말로부터 전송되며, 상기 추가 자원은, 상기 단말이 현재 사용되는 수신 빔폭보다 넓은 수신 빔폭을 사용하는 것을 지원하기 위해 할당됨을 특징으로 하는 지원 방법을 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 수신 빔 폭을 조절하는 단말 장치에 있어서, 상기 단말 장치는 기지국으로부터 단말의 배터리 임계치에 대한 정보를 수신하는 수신부와, 추가 자원 요청 정보를 상기 기지국으로 송신하는 송신부와, 상기 단말의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 낮거나 같은 경우 현재 사용되는 수신 빔폭보다 넓은 수신 빔폭을 사용할 것으로 결정하고, 상기 추가 자원 요청 정보에 대응하는 추가 자원이 상기 기지국으로부터 할당되면, 상기 넓은 수신 빔폭의 적어도 하나의 수신 빔을 형성하기 위해 복수의 안테나 엘레먼트들에 대응하는 복수의 안테나 수신 회로들 중 적어도 하나의 안테나 수신 회로의 전원을 차단하는 제어부를 포함하는 단말 장치를 제공한다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 폭 조절을 지원하는 기지국에 있어서, 상기 기지국은 배터리 임계치에 대한 정보를 단말에게 송신하는 송신부와,상기 단말로부터 추가 자원 요청 정보를 수신하는 수신부와, 상기 요청 정보의 수신에 응답하여 추가 자원을 상기 단말로 할당하고, 상기 추가 자원 요청 정보는, 상기 단말의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 낮거나 같은 경우에 상기 단말로부터 전송되며, 상기 추가 자원은, 상기 단말이 현재 사용되는 수신 빔폭보다 넓은 수신 빔폭을 사용하는 것을 지원하기 위해 할당하는 제어부를 포함하는 기지국을 제공한다.
본 개시에 의해 단말은 기지국의 유휴 자원 또는/및 유휴 전력을 추가적으로 지원받아 전력의 소모를 줄일 수 있다. 또한, 넓은 빔을 사용하기 때문에 단말의 수신 범위가 증가해 음영 지역의 셀 커버리지 증대 효과를 가져온다. 그 외에도 채널이 빠르게 변하는 고속 이동 단말의 수신 빔이 안정화된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배열안테나를 가지는 수신 장치의 구성의 일 예를 도시한 도면;
도 2는 좁은 빔폭을 사용하는 단말에 대한 기지국의 자원 할당을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 배열안테나를 가지는 수신회로를 제어하는 예를 나타낸 도면;
도 4은 넓은 빔폭을 사용하는 단말에 대한 기지국의 자원 할당을 나타낸 도면;
도 5은 본 개시에 따른 일 실시 예로써, 단말이 배터리 레벨에 따른 기지국의 자원 할당의 변화를 나타낸 도면;
도 6은 본 개시에 따른 일 실시 예로서, 암시적인 빔폭 조절 동작을 나타낸 도면;
도 7은 변조와 코딩 방식에 대한 블럭에러율 대 신호대잡음비를 나타낸 도면;
도 8은 본 개시에 따른 일 실시 예로서, 명시적인 빔폭 조절 동작을 나타낸 도면;
도 9은 본 개시에 따른 다른 실시 예로서, 단말의 피드백에 따른 빔폭 조절 동작을 나타낸 도면;
도 10은 본 개시에 따른 일 실시 예로서, 단말의 빔폭 조절을 지원하기 위한 기지국의 구성의 일 예를 나타낸 블록도;
도 11은 본 개시에 따른 일 실시 예로서, 빔폭 조절을 지원하는 단말 구성의 일 예를 나타낸 블록도.
이하, 본 개시에 따른 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 또한, 하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
빔포밍과 관련된 기술은 기지국과 단말의 송수신을 위한 최적 빔(혹은 빔 조합)을 찾는 기술들을 포함한다. 일 예로써, 단말이 수신하는 신호의 품질을 높이기 위한 방법으로 수신 채널의 특성을 반영하여 빔을 구성하거나, 수신하는 신호의 종류에 따라서 넓은 빔과 좁은 빔을 전환해서 사용하는 기술 등이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배열안테나를 가지는 수신 장치의 구성의 일 예를 나타낸 것이다. 도시한 수신 장치는 일 예로서 하향링크 단말의 수신 회로가 될 수 있다.
도 1을 참조하면, 수신 장치(100)는 복수의 안테나 수신 회로들(101, 103, 105, 107), 아날로그 빔 형성부(110)와, 복수의 RF(Radio Frequency) 경로들(112, 114), 제어부(120)와 수신모뎀(130)을 포함하여 구성된다. N*K개의 안테나 엘레먼트들에 대응하는 N*K개의 안테나 수신 회로들(101, 103, 105, 107)은 각각 안테나 엘레먼트와 저잡음 증폭부(Low Noise Amplifier: LNA)를 포함하여 구성된다. N*K개의 안테나 엘레먼트는 배열 안테나를 형성한다.
아날로그 빔 형성부(110)는 각 안테나 수신 회로를 통한 수신 신호에 수신 빔 형성을 위한 가중치(weight)를 적용하는 위상 천이기(phase shift)와, 하나 혹은 복수의 안테나 수신 회로들의 수신 신호들을 결합하는 하나 혹은 복수의 결합기들을 포함하여 구성된다. 아날로그 빔 형성부(110)의 N개의 결합기들에 대응하는 N개의 RF 경로들(112, 114)은 각각, 아날로그 빔 형성부(110)의 각 결합기로부터 출력되는 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하는 믹서(Mixer)(혹은 주파수 변환기(Frequency down converter)와 아날로그 디지털(Analog to Digital: A/D) 컨버터를 포함하여 구성된다. 제어부(120)는 안테나 수신 회로들(101, 103, 105, 107)의 전원 인가 여부 등을 제어하며, 수신모뎀(130)은 디지털화된 수신 신호의 복조 등을 수행한다.
배열안테나의 모든 안테나 엘레먼트에 해당하는 안테나 수신 회로들(101, 103, 105, 107) 모두에 전원을 인가함으로써, 수신 장치(100)는 빔폭을 좁게 만들어 수신 신호의 이득을 키울 수 있다.
도 2는 좁은 빔폭을 사용하는 단말에 대한 기지국의 자원 할당을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 단말(210)은 좁은 빔(215)을 형성하여 기지국(200)과 통신하고 있으며, 기지국(200)은 단말(210)에게 시간-주파수 자원(221, 223, 225, 227, 229)을 할당한다.
배터리 소모를 줄이고자 하는 경우, 단말은 하향링크 신호의 수신을 위한 일부 안테나 수신 회로(들)의 전원을 차단하여, 즉 오프(off)하여, 넓은 빔폭의 수신 빔(들)로 형성하고, 이에 따라 상기 안테나 수신 회로(들)에 의한 전력 소비를 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 배열안테나를 가지는 수신회로를 제어하는 예를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 제어부(130)는 소정 조건에 따라 안테나 수신 회로들(101, 103, 105, 107) 중 일부 회로들(103, 107)에 전원을 인가하지 않음으로써, 단말의 배터리 소모량을 감소시킬 수 있다.
이 경우 전원이 인가된 안테나 수신 회로들(101,105)에 의한 수신 빔폭이 넓어지게 되어 단말의 수신 가능한 빔폭은 넓어지나, 수신 이득이 좋지 못하게 된다. 따라서, 단말은 신호를 계속하여 양호한 품질로 수신하기 위해서 상기 안테나 수신 회로들을 제어하기 전, 기지국으로 자원을 추가 요청할 수 있다.
도 4은 넓은 빔폭을 사용하는 단말에 대한 기지국의 자원 할당을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 단말(410)은 배터리 소모량을 줄이기 위해 일부 안테나 수신 회로에 전원을 차단함으로써, 도 2에 도시한 것에 비하여 넓은 빔(415)을 형성하여 기지국(400)과 통신하게 된다. 단말(410)의 수신 이득을 보장하기 위해 기지국(400)은 적어도 제한된 시간 동안 추가적인 시간-주파수 자원(421, 423, 425) 및/또는 전력을 할당하여 신호를 송신한다.
단말이 배터리 소모량을 줄이기 위하여 일부 안테나 수신 회로를 오프할 수 있도록, 기지국은 양자화된 레벨로 나뉘어진 단말의 배터리 임계치(threshold: 기지국이 배터리 충전량이 부족한 단말을 지원하기 위해 제공하는 배터리 충전량에 대한 기준값)를 시스템 정보로 단말에게 방송(broadcast)할 수 있다.
상기 기지국은 상기 방송되는 단말의 배터리 임계치보다 낮거나 같은 단말을 지원해 줄 수 있으며, 또는 낮은 단말만을 지원해 줄 수 있다. 배터리 임계치에 대한 정확한 운용방법은 설정(예를 들면, 사업자의 정책, 기지국의 유휴자원 등)에 따라 달라질 수 있다.
이하의 실시 예에서는 기지국이 배터리 임계치보다 낮거나 같은 단말을 지원해 주는 경우를 설명하나, 상기 임계치보다 낮은 단말만을 지원해 주는 경우에도 적용할 수 있을 것이다.
단말은 시스템 정보에 포함된 배터리 임계치보다 배터리 레벨(또는 충전량)이 낮거나 같은 경우에 적어도 하나의 안테나 수신 회로를 오프함으로써, 넓은 빔으로 빔폭 조절을 시도할 수 있다. 상기 단말은 상기 빔폭 조절로 인한 수신 이득의 감소를 보상받기 위하여 기지국으로 추가적인 자원 또는 전력(예를 들면, 안테나의 파워이득, 시간 및/또는 주파수의 추가 할당 등)을 요청할 수 있다. 상기 기지국은 상기 단말의 상기 빔폭 조절을 위한 자원 또는 전력 요청에 대해 상기 기지국의 판단에 따라 자원 또는 전력을 할당할 수 있다. 상기 기지국의 사용하는 자원 또는 전력 수준을 일정하게 유지하기 위하여 상기 기지국은 상기 기지국의 로딩 상황에 따라 상기 배터리 임계치를 적응적으로 조절할 수 있다. 즉, 상기 기지국의 로딩 상태가 높다고 판정된 경우, 상기 기지국은 시스템 정보에 상대적으로 낮은 배터리 임계치를 포함시켜 방송할 수 있다. 즉, 상기 기지국은 상기 기지국이 지원할 단말들의 개수를 통계적으로 줄임으로써 상기 기지국의 로딩 수준을 하향으로 조절할 수 있다. 이와는 반대로, 기지국의 로딩 상태가 낮다고 판정된 경우, 상기 기지국은 시스템 정보에 상대적으로 높은 배터리 임계치를 포함시켜 방송함으로써, 상기 기지국이 지원할 단말들의 개수를 통계적으로 늘릴 수 있다. 이로써, 상기 기지국의 로딩 수준은 일정하게 유지될 수 있다.
일 실시 예로서, 기지국은 추가적인 자원 또는 전력을 요청하는 모든 단말에 대해 저전력 소비 지원을 위한 추가적인 자원 또는 전력을 할당할 수 있다. 다른 실시 예로서 기지국은 추가적인 자원 또는 전력을 요청하는 단말에 대해 상기 단말에 대해 저전력 소비 지원이 가능한지를 판단할 수 있다. 일 예로서 기지국은 서비스 제공자와 저전력 소비 지원의 계약이 맺어진 단말에 대해서만 저전력 소비 지원을 위한 추가적인 자원 또는 전력 할당을 허용할 수 있다.
도 5은 본 개시에 따른 일 실시 예로써, 단말이 배터리 레벨에 따른 기지국의 자원 할당의 변화를 나타낸 것이다. 도시된 예에서, 기지국이 시스템 정보로 방송하는 단말의 배터리 임계치는 40%라고 가정한다.
도 5를 참조하면, 상황 501에서 기지국은 주어진 요소들(예를 들면, 단말이 수신하는 신호 품질을 최상으로 하기 위한 요소들)에 의해 설정된 기지국 이득(gain)으로 신호를 송신하고 있다. 단말은 60%의 비교적 높은 배터리 레벨을 가지고 있으므로, 이득이 높은 좁은 빔으로 신호를 수신할 수 있다.
상황 503은 사용자의 단말 사용 등으로 인해 단말의 배터리 레벨이 40%로 떨어진 경우이다. 배터리 레벨 40%는 기지국이 방송하는 배터리 임계치에 해당한다. 따라서, 단말은 기지국으로 저전력 소비 지원을 요청하고, 기지국은 단말에 대한 평가와 기지국의 부하에 따라 허용된 경우 기 설정된 기지국 이득 외에 추가적인 이득(α/2)을 더한 신호를 송신하게 된다. 단말은 상황 501에 비하여 이득은 더 적고 더 넓은 빔을 사용함으로써 전력의 소비를 줄이면서도, 상기 추가적인 이득으로 인해 양호한 품질의 신호를 계속하여 수신할 수 있다. 다만, 단말과 기지국이 명시적으로 피드백을 주고 받지 않는 경우라면, 상기 단말은 상기 기지국의 판단에 의하여 상기 추가적인 이득을 얻게 되지 못할 수 있다.
상황 505는 단말의 배터리 레벨이 더 떨어져 20%로 된 경우이다. 단말은 더욱 전력의 소비를 줄이기 위해, 즉 일부 안테나 수신 회로의 전원을 차단할 수 있기 위해 기지국으로 더 많은 저전력 소비 지원을 요청하게 된다. 기지국은 단말에 대한 평가와 기지국의 부하에 따라 허용된 경우 기 설정된 기지국 이득 외에 보다 많은 추가적인 이득(α)을 더한 신호를 송신한다. 단말은 상황 503에 비하여 이득은 더 적고 더 넓은 빔을 사용하여도 상기 신호의 수신이 가능하다.
상황 507은 단말의 충전으로 인해 배터리 레벨이 40%로 올라간 경우이다. 기지국이 다른 단말들을 지원할 수 있게 하기 위하여, 단말은 상황 505에서보다 적은 α/2의 기지국 이득에 해당하는 저전력 소비 지원을 요청할 수 있다.
상황 509는 단말이 좀 더 충전되어 배터리 레벨이 배터리 임계치보다 커진 경우이다. 단말은 기지국의 지원 없이도 모든 안테나 수신 회로를 이용하여 좁은 빔을 형성하고 기지국의 신호를 수신할 수 있게 된다.
이상과 같이, 단말은 배터리 레벨이 낮아짐에 따라 기지국의 지원을 받아서 순차적으로 하나 혹은 그 이상의 안테나 수신 회로들의 전원을 차단, 즉 디세이블할 수 있으며, 이후에 충전에 의해 배터리 레벨이 높아짐에 따라 상기 하나 혹은 그 이상의 안테나 수신 회로들에 일괄적으로 혹은 순차적으로 전원을 인가, 즉 이네이블할 수 있다.
도 6은 본 개시에 따른 일 실시 예로서, 암시적인 빔폭 조절 동작을 나타낸 것이다. 즉, 기지국이 저전력 지원모드를 지원하는지를 단말에게 알려주면, 상기 단말이 상기 모드를 요청할 지 스스로 결정하게 되고, 상기 기지국으로 보내야 하는 정보에 이를 반영하여 상기 기지국으로 전송한다. 따라서, 상기 기지국은 상기 단말이 상기 모드를 요청한 것인지를 모를 수 있다.
도 6을 참조하면, 601단계에서 기지국(610)은 시스템 정보를 통해 셀 내의 단말들을 위한 배터리 임계치를 방송한다. 일 실시 예로서 기지국(610)은 셀 내 단말들, 혹은 허락된 단말들에 대한 저전력 소비 지원이 가능할 정도의 유휴 자원 및/또는 유휴 전력을 보유하고 있다고 판단한 경우에만, 상기 배터리 임계치를 해당하는 단말들에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 부가 서비스로 저전력 지원모드에 가입된 단말에 대해서만 배터리 임계치를 제공할 수 있으며, 또는 기지국은 모든 단말에게 배터리 임계치를 방송하나 사업자로부터 인증된 단말에 한해서만 지원 요청을 허락할 수도 있다.
621단계에서 단말(620)은 단말(620)의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 큰 값인지를 검사한다. 단말(620)의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 크지 않은 경우, 623단계에서 단말(620)은 현재 소비 전력과 상기 배터리 임계치를 고려하여 넓은 빔으로 전환하는데 필요한 배열안테나 이득을 계산하고, 상기 계산된 배열안테나 이득에 따라 기지국으로 요청할 채널 품질 표시(channel quality indicator: CQI)를 조절한다. 즉, 단말(620)은 기지국(610)의 수신 품질을 측정하여 CQI를 결정하고, 상기 결정된 CQI를 상기 계산된 배열안테나 이득에 따라 소정 값만큼 감소시킴으로써, 기지국(610)이 추가적인 자원 또는/및 전력을 할당할 수 있도록 한다. 상기 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 큰 경우 단말(620)은 기지국(610)의 저전력 소비 지원이 필요하지 않다고 판단하여, 기지국(610)의 수신 품질로부터 결정한 CQI를 조정하지 않는다.
603단계에서 단말은 상기 조정된 혹은 조정되지 않은 CQI를 기지국(610)으로 피드백한다. 611단계에서 기지국(610)은 상기 피드백 된 CQI를 확인하여, 상기 단말(620)을 위한 변조 및 부호화 방식(modulation and coding scheme: MCS)을 나타내는 MCS 인덱스를 결정하고, 상기 단말(620)을 위한 자원을 할당한다. 605단계에서 기지국(610)은 상기 결정한 MCS 인덱스 및 할당된 자원에 대한 정보를 단말(620)로 전달(feed-forward)한다.
625단계에서 단말(620)은 상기 수신된 MCS에 따라 수신 빔을 설정한다. 일 실시 예로서 단말(620)은 상기 623단계에서 실제로 측정된 CQI에 대응하는 MCS 인덱스와, 기지국(610)으로부터 수신된 MCS 인덱스를 비교하고, 기지국(610)으로부터 수신된 MCS 인덱스가 상기 실제 CQI에 대응하는 MCS 인덱스보다 높은 경우. 단말(620)은 넓은 빔을 사용할 수 있다고 판단할 수 있다. 단말(620)이 넓은 빔을 사용할 수 있다고 판단된 경우, 단말(620)은 적어도 일부의 안테나 수신 회로 전원을 차단하여, 소비 전력을 줄일 수 있다.
기지국(610)은, 단말(620)이 피드백한 CQI가 조절됐는지 여부를 불문하고, 단말(620)에 의해 피드백된 CQI를 확인하고 단말이 요청하는 자원을 할당할 수 있다. 단말(620)이 조절된 CQI를 피드백하고 기지국(610)이 유휴 자원을 보유하고 있는 경우, 실제 단말(620)에게 할당되는 자원의 양은 조절되지 않은 CQI에 대응하는 자원의 양보다 많게 된다. 또한 단말은 낮아진 CQI 피드백에 의해 더 낮은 MCS 인덱스를 할당받게 되므로, 실제로 단말이 수신하는 신호는 CQI 차이에 해당하는 만큼의 수신 이득을 얻게 된다.
도 7은 변조와 코딩 방식에 대한 블럭에러율(Block Error Rate: BLER) 대 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio: SNR)를 나타낸 것이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 신호에 적용되는 변조 및 코딩 방식, 즉 MCS에 따라 SNR 대비 BLER이 변화함을 알 수 있다. 하향링크로 전송되는 신호의 MCS는 단말이 기지국에 보고하는 CQI에 따라 정해진다. 저전력 소비 지원을 원하는 단말은 현재 측정된 SNR에서 전력 소비를 줄이기 위해 필요한 배열안테나 이득에 해당하는 값을 빼서 목표 SNR을 결정한 후, 목표 SNR에 해당하는 CQI를 피드백 정보로서 선택한다. 목표 SNR에 해당하는 CQI는 일 예로서 도 7에 의해 정해질 수 있다.
구체적인 예로, 현재 측정된 SNR에 따라 단말은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조방식과 부호율 4/5의 MCS 인덱스(701)를 결정한다. 그러나, 단말의 배터리 레벨이 충분치 못하여 기지국의 지원이 필요한 경우, 상기 MCS 인덱스(701) 대신 64QAM(64-ary Quadrature Amplitude Modulation) 변조방식과 부호율 1/2의 MCS 인덱스(702)를 요청할 것으로 결정한다. 그러면 단말은 상기 MCS 인덱스(702)에 상응하는 CQI 인덱스를 결정하고, 상기 CQI 인덱스를 기지국으로 피드백한다. MCS 인덱스에 상응하는 CQI 인덱스는 단말과 기지국 사이의 미리 정해지는 약속, 일 예로서 하기의 <표 1>과 같은 테이블에 따라 결정될 수 있다.
상기와 같은 동작을 통해 저전력 상태의 단말은, QPSK 변조방식과 부호율 4/5의 MCS 인덱스(701)에 해당하는 CQI 인덱스 6 대신, 64QAM 변조방식과 부호율 1/2의 MCS 인덱스(702)에 해당하는 CQI 인덱스 11이 기지국으로 피드백된다.
CQI 인덱스 변조 방식 부호율
(ⅹ1024)		 효율
0 Out of range
1 QPSK 78 0.1523
2 QPSK 120 0.2344
3 QPSK 193 0.3770
4 QPSK 308 0.6016
5 QPSK 449 0.8770
6 QPSK 602 1.1758
7 16QAM 378 1.4766
8 16QAM 490 1.9141
9 16QAM 616 2.4063
10 64QAM 466 2.7305
11 64QAM 567 3.3223
12 64QAM 666 3.9023
13 64QAM 772 4.5234
14 64QAM 873 5.1152
15 64QAM 948 5.5547
기지국이 단말의 피드백에 따라 단말에게 자원을 할당하고 상기 자원에 대한 MCS를 결정하여 단말로 통보한다. 단말은 통보된 MCS에 대응하는 CQI와 이전에 실제로 측정한 SNR에 대응하는 CQI와의 차이(혹은 그에 대응하는 SNR들의 차이)를 확인하여, 상기 차이에 해당하는 개수의 안테나 수신 회로들을 끄고 전력 소비를 줄이게 된다.
단말은 기지국이 통보한 MCS와 이전에 측정한 SNR에 대응하는 CQI의 차이를 확인하기 위해, 기지국이 통보한 MCS 인덱스로부터 변조방식과 전송 블록 크기(Transport Block Size: TBS)를 결정하고, 상기 변조 방식과 TBS가 어느 정도의 SNR에 해당하는 지를 판단한다. 상기 변조 방식과 부호율에 대응하는 SNR을 계산하기 위해 일 예로서 도 7과 같은 그래프가 사용될 수 있다. 또한 MCS 인덱스에 대응하는 변조 방식 및 TBS를 결정하기 위해 단말과 기지국 사이의 미리 정해지는 약속, 일 예로서 하기의 <표 2>와 같은 매핑 규칙이 사용될 수 있다. 하기의 <표 2>는 물리 하향 공유 채널(Physical Downlink Shared Channel: PDSCH)에 대해 적용될 수 있는 MCS 인덱스에 대응하는 변조 차수와 전송 블록크기(Transport Block Size: TBS) 인덱스의 매핑 규칙을 나타낸 것이다. 단말은 기지국이 통보한 MCS에 대응하는 TBS 인덱스를 결정하고, 하향링크 신호의 송신에 사용할 물리 자원 블록(Physical Resource Block: PRB)들의 개수 NPRB를 기지국으로부터 통보받으면, 일 예로서 <표 3>과 같은 TBS 테이블을 이용하여 기지국이 하향링크 신호의 송신에 사용하는 TBS를 알 수 있다.
최종적으로 단말은 기지국에 보고한 CQI에 해당하는 SNR과 기지국으로부터 통보받은 MCS 인덱스에 해당하는 SNR의 차이를 이용하여, 일부 안테나 수신 회로들을 끌 것인지, 및 몇 개의 안테나 수신 회로들을 끌 것인지를 결정한다.
MCS
인덱스		 변조 차수
(modulation order)		 TBS(transport block size:
전송블록크기) 인덱스
0 2 0
1 2 1
2 2 2
3 2 3
4 2 4
5 2 5
6 2 6
7 2 7
8 2 8
9 2 9
10 4 9
11 4 10
12 4 11
13 4 12
14 4 13
15 4 14
16 4 15
17 6 15
18 6 16
19 6 17
20 6 18
21 6 19
22 6 20
23 6 21
24 6 22
25 6 23
26 6 24
27 6 25
28 6 26
29 6 reserved
30 4
31 6
TBS 인덱스 NPRB
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 16 32 56 88 120 152 176 208 224 256
1 24 56 88 144 176 208 224 256 328 344
2 32 72 144 176 208 256 296 328 376 424
3 40 104 176 208 256 328 392 440 504 568
4 56 120 208 256 328 408 488 552 632 696
5 72 144 224 328 424 504 600 680 776 872
6 328 176 256 392 504 600 712 808 936 1032
7 104 224 328 472 584 712 840 968 1096 1224
8 120 256 392 536 680 808 968 1096 1256 1384
9 136 296 456 616 776 936 1096 1256 1416 1544
10 144 328 504 680 872 1032 1224 1384 1544 1736
11 176 376 584 776 1000 1192 1384 1608 1800 2024
12 208 440 680 904 1128 1352 1608 1800 2024 2280
13 224 488 744 1000 1256 1544 1800 2024 2280 2536
14 256 552 840 1128 1416 1736 1992 2280 2600 2856
15 280 600 904 1224 1544 1800 2152 2472 2728 3112
16 328 632 968 1288 1608 1928 2280 2600 2984 3240
17 336 696 1064 1416 1800 2152 2536 2856 3240 3624
18 376 776 1160 1544 1992 2344 2792 3112 3624 4008
19 408 840 1288 1736 2152 2600 2984 3496 3880 4264
20 440 904 1384 1864 2344 2792 3240 3752 4136 4584
21 488 1000 1480 1992 2472 2984 3496 4008 4584 4968
22 520 1064 1608 2152 2664 3240 3752 4264 4776 5352
23 552 1128 1736 2280 2856 3496 4008 4584 5160 5736
24 584 1192 1800 2408 2984 3624 4264 4968 5544 5992
도 8은 본 개시에 따른 일 실시 예로서, 단말과 기지국이 자원 할당에 대한 피드백을 주고받는 명시적인 빔폭 조절 방법을 나타낸 것이다.
801단계는 기지국(810)이 시스템 정보로 단말의 배터리 임계치를 방송한다. 821단계에서 단말(820)은 단말(820)의 배터리 레벨이 상기 임계치보다 큰 값인지를 탐지한다. 823단계에서 탐지된 배터리 레벨이 상기 임계치보다 작거나 같은 경우, 단말(820)은 현재 단말(820)의 소비 전력과 상기 임계치를 고려하여 넓은 빔으로 전환하는데 필요한 배열안테나 이득을 계산한다. 그러나, 상기 탐지된 배터리 레벨이 상기 임계치보다 큰 경우, 단말(820)은 기지국(810)의 지원을 요청하지 않는다.
803단계는 단말(820)이 상기 조절된 이득을 기초로 단말의 빔 셋업 및 기지국(810)의 자원 요청을 위한 메시지를 기지국(810)으로 전송한다. 일 예로서 상기 메시지는, 단말이 저전력 소비 지원(혹은 그를 위한 추가 자원)이 필요함을 나타내는 지시자(이 경우 기지국이 자원을 지원할 지, 또는 전력을 지원할 지를 결정하게 된다), 저전력 소비 지원을 위해 단말이 추가로 필요로 하는 이득 값(일 예로서 dB), 저전력 소비 지원을 위해 단말이 추가로 필요로 하는 자원의 양(일 예로서 RB 개수) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 811단계에서 기지국(810)은 상기 메시지에 대한 응답으로 상기 필요한 배열안테나 이득을 고려하여 단말을 위한 MCS를 결정하고 자원을 할당한다. 구체적으로 기지국(810)은 단말의 상기 필요한 배열안테나 이득과 기지국(810)의 부하 및 다른 파라미터들을 기반으로 단말(820)을 위한 MCS 및 자원을 결정하고, 상기 단말(820)의 저전력 소비 지원을 지원하기 위해 상기 결정된 MCS 및 자원을 조정한다. 기지국(810)은 단말(820)을 위해 결정된 MCS 인덱스에 대해 단말에게 추가적인 수신 이득을 보장하기 위한 옵셋값을 더하여 할당할 수 있다. 또한 기지국(810)은 단말(820)을 위해 결정된 RB(resource block)들의 개수에, 단말의 추가적인 수신 이득을 보장하기 위한 옵셋값을 더하여 할당할 수 있다. 상기 추가적인 수신 이득은 단말의 현재 수신 빔을 넓은 빔으로 전환하는데 필요한 이득을 의미한다.
805단계에서 기지국(810)은 상기 결정된 MCS 및 자원을 단말(820)로 응답하게 된다. 단말(820)의 빔폭 조절을 위한 자원 할당 요청을 받은 기지국(810)은 단말(820)이 요청한 자원을 할당해주는 대신 배열안테나 이득을 보충할 수 있도록 낮아진 MCS 인덱스를 단말(820)에게 통보할 수 있다. 기지국(810)은 단말(820)에게 추가 자원 할당에 따라서 낮아진 이득을 통보해서 실제 단말(820)이 기지국(810)으로부터 얻은 이득을 확인할 수 있게 할 수 있다. 이때, 기지국(810)이 통보하는 이득은 dB 단위의 값이 될 수 있다. 825단계에서 기지국(810)이 통보해준 이득은 단말(820)이 기지국(810)에 요청한 이득과 다를 수 있으므로, 단말(820)은 기지국(810)이 통보해 준 이득을 통해 단말(820)의 안테나 수신 회로의 전원을 얼마나 끌 지 결정하게 된다.
도 9은 본 개시에 따른 일 실시 예로서, 단말과 기지국이 전력 할당에 대한 피드백을 주고받는 명시적인 빔폭 조절 방법을 나타낸 것이다.
901단계는 기지국(910)이 시스템 정보로 단말의 배터리 임계치를 방송한다. 921단계에서 단말(920)은 단말(920)의 배터리 레벨이 상기 임계치보다 큰 값인지를 탐지한다. 923단계에서 탐지된 배터리 레벨이 상기 임계치보다 작거나 같은 경우, 단말(920)은 현재 단말(920)의 소비 전력과 상기 임계치를 고려하여 넓은 빔으로 전환하는데 필요한 배열안테나 이득을 계산하고, 상기 계산된 배열안테나 이득에 따라 기지국으로 요청할 파워이득(즉, 전력)을 결정한다. 그러나, 상기 탐지된 배터리 레벨이 상기 임계치보다 큰 경우, 단말(920)은 기지국(910)의 지원을 요청하지 않는다.
903단계는 단말(920)이 상기 결정된 파워이득을 기초로 단말의 빔 셋업 및 기지국(910)의 자원 요청을 위한 메시지를 기지국(910)으로 전송한다. 일 예로서 상기 메시지는, 단말이 저전력 소비 지원이 필요함을 나타내는 지시자(이 경우 기지국이 자원을 지원할 지, 또는 전력을 지원할 지를 결정하게 된다), 저전력 소비 지원을 위해 단말이 추가로 필요로 하는 파워이득 값(일 예로서 dB), 저전력 소비 지원을 위해 단말이 추가로 필요로 하는 자원의 양(일 예로서 RB 개수) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 911단계에서 기지국(910)은 상기 메시지에 응답하여 단말을 위한 송신 파워를 할당한다.
905단계에서 기지국(910)은 상기 결정된 송신 파워를 단말(920)로 응답하게 된다. 단말(920)의 빔폭 조절을 위한 전력 할당 요청을 받은 상기 기지국(910)은 단말(920)이 요청한 전력을 할당해 단말(920)에게 통보할 수 있다. 기지국(910)은 단말(920)에게 실제 할당된 전력 이득이 어느 정도 되는지를 통보해준다. 925단계에서 기지국(910)이 통보해준 이득은 단말(920)이 기지국(910)에 요청한 이득과 다를 수 있으므로, 단말(920)은 기지국(910)이 통보해준 이득을 통해 단말(920)의 안테나 수신 회로의 전원을 얼마나 끌 지를 결정하게 된다.
구체적인 예로, 단말이 빔폭 조절에 의해 줄일 수 있는 전력 Padjusted 는 다음과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112014082709713-pat00001
Pcurrent는 단말의 현재 배터리 레벨에 해당하는 전력으로서 -10 * log10(양자화된 배터리 레벨)로 결정될 수 있으며, Pref 는 기지국이 통보한 배터리 임계치에 해당하는 전력으로 -10 * log10(배터리 임계치의 양자화된 레벨)로 결정될 수 있다.
또 다른 예로, 단말이 빔폭 조절에 의해 줄일 수 있는 전력 Padjusted 는 다음과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112014082709713-pat00002
Pcurrent, Pref 는 상기 <수학식 1>에서 설명한 바와 같으며, GBS 는 기지국에서 통보한 증가 가능한 하향링크 전력을 나타낸다.
단말은 다음 <수학식 3>에 의하여 조절 가능한 이득을 계산한다.
Figure 112014082709713-pat00003
NNarrow는 단말에 구비된 안테나 엘레먼트 개수를 나타내고, Nbroad_beam_control 은 넓은 빔을 사용하기 위해 동작시키는 안테나 엘레먼트 개수를 나타내고, α 는 하드웨어 보정 값을 나타낸다.
단말은 줄일 수 있는 전력인 Padjusted 를 계산하고, 이에 가장 근접한 Gantenna_ratio 를 빔폭 조절을 위한 이득으로 결정하며, 또한 상기 결정된 Gantenna_ratio 에 따라 넓은 빔을 사용하기 위해 동작시킬 안테나 엘레먼트 개수(즉 안테나 수신 회로 개수)를 결정하게 된다. 상기 빔폭 조절을 위한 이득에 따라 단말은 803단계 혹은 903단계에서 기지국으로 전송할 메시지에 포함될 정보를 생성한다.
일 예로서, 소모 전원을 절약하기 위해 안테나 엘레먼트들과 그에 따른 안테나 수신 회로들의 개수를 반으로 줄이는 경우, 안테나 수신 회로부에서 소모하는 전력의 50%가 절약되는 반면,　3 dB의 수신　신호 손실이 발생한다. 이에 따라 단말은 이에 따라 3 dB의 이득을 더 얻기 위한 CQI를 선택하여 기지국으로 보고할 수 있다. 다시 말해서 단말은 3 dB의 추가 이득을 얻기 위해서 3 dB 만큼 낮은 CQI를 선택할 수 있다. 도 9의 실시예에 적용되는 경우 단말은 3 dB의 추가 이득을 기지국에게 직접 요청할 수 있다.
다른 예로, 25%의 소모 전원을 절약하기 위해 안테나 엘레먼트들과 그에 따른 안테나 수신 회로들의 개수를 3/4로 줄이는 경우, 안테나 수신 회로부에서는 10 * log10(3/4) = 1.25 dB의 수신 신호 손실이 발생한다. 이에 따라 단말은 1.25 dB의 추가 이득을 얻기 위해 1.25 dB 만큼 낮은 CQI를 선택할 수 있다.
다만, CQI의 양자화로 인해 원래 의도했던 손실에 해당하는 값이 포함되지 않을 수 있으므로, 의도한 손실 보상과 같거나 낮으면서, 가능한 근접한 CQI가 선택될 수 있다. 예를 들면, 1.25 dB의 추가 이득을 얻기 위해 1.25 dB 이득 차에 해당하는 낮은 CQI를 선택하거나, 1.25 dB 보다 더 큰, 1.3 dB 등에 해당하는 낮은 CQI를 선택할 수 있다.
선택 가능한 실시 예로서, 기지국은 불특정 단말 혹은, 서비스 제공자와 저전력 소비 지원 계약이 맺어진 단말에 대해서만 앞서 설명한 실시예들 중 적어도 하나에 따라 저전력 소비 지원을 제공할 수도 있다.
서비스 제공자와 계약된 단말에 대해서만 저전력 소비 지원을 하는 경우, 기지국이 물리 계층(physical layer: PHY 계층)이 아닌 상위 계층에서 단말의 계약 여부를 인식하고 계약된 단말에 한해서만 저전력 소비 지원을 할 수 있다. 피드백없이 암시적으로 빔폭을 조절하는 방법에서는 사전에 단말이 인증을 받아 스스로 저전력 소비를 위한 빔폭 제어가 가능한 상태가 될 수 있다. 피드백에 기반하여 명시적으로 빔폭을 조절하는 방법에서는 단말이 보내는 빔폭 조절을 위한 피드백 정보를 통해 단말이 저전력 소비를 위한 빔폭 조절 지원을 요청한다는 사실을 기지국이 인지하고 해당 단말이 계약되어 있는 경우에 한해 빔폭 조절 지원을 해 줄 수 있다.
서비스 제공자와의 계약을 통해 저전력 소비 지원을 할 수 있는 단말과 계약되지 않는 단말이 혼재되어 있는 경우 기지국은 서비스 정책에 따라 두 종류의 단말을 모두 지원하되 계약된 단말에게 추가 자원의 할당에 대한 우선권을 부여할 수 있다.
상기 실시 예들은 단말이 기지국 지원을 요청하기 위한 기준으로 단말의 배터리 레벨을 설명하고 있으나, 다른 실시예로서 비상 전화, 최소 QoE(Quality of Experience)/QoS(Quality of Service), 단말의 부가 서비스 가입여부 등이 사용될 수 있다. 또한 다수의 단말이 동시에 기지국에 지원을 요청하는 경우, 상기 기지국은 전력 레벨, 부가 서비스 종류 등을 고려해 적어도 하나의 단말에 우선권을 부여하여 지원할 수 있다.
도 10은 본 개시에 따른 일 실시 예로서, 단말의 빔폭 조절을 지원하기 위한 기지국의 구성의 일 예를 나타낸 블록도이다.
본 개시의 기지국(1000)은 단말 등으로 신호를 송신하는 송신부(1003), 단말 등으로부터 신호를 수신하는 수신부(1005), 본 개시에 따라 저전력 소비 지원이 가능한 단말에 대한 정보 등을 저장하는 메모리(1007)와 상기 송신부(1003), 수신부(1005)와 메모리(1007)를 제어하는 제어부(1001)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(1001)는 본 개시에서 수신부(1005), 송신부(1003), 메모리(1007)에 의해 수행되는 것으로 설명한 모든 동작의 제어를 수행하는 것으로 이해될 수 있다.
한편, 도 10은 송신부(1003), 수신부(1005), 메모리(1007)와 제어부(1001)을 별도의 구성부로 도시하였으나, 상기 구성부들은 하나의 구성부로 구현될 수도 있다.
도 11은 본 개시에 따른 일 실시 예로서, 빔폭 조절을 지원하는 단말 구성의 일 예를 나타낸 블록도이다.
본 개시의 단말(1100)은 기지국 등으로 신호를 송신하는 송신부(1103), 기지국 등으로부터 신호를 수신하는 수신부(1105), 본 개시에 따라 CQI 정보 및 단말(1100)에 대한 정보 등을 저장하는 메모리(1107)와 상기 송신부(1103), 수신부(1105)와 메모리(1107)를 제어하는 제어부(1101)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(1101)는 본 개시에서 수신부(1105), 송신부(1103), 메모리(1107)에 의해 수행되는 것으로 설명한 모든 동작의 제어를 수행하는 것으로 이해될 수 있다.
한편, 도 11은 송신부(1103), 수신부(1105), 메모리(1107)와 제어부(1101)을 별도의 구성부로 도시하였으나, 상기 구성부들은 하나의 구성부로 구현될 수도 있다.
상기 도 1 내지 도 11이 예시하는 본 발명의 일 실시예에 따른 배열안테나를 가지는 수신 장치의 구성, 좁은 빔폭을 사용하는 단말에 대한 기지국의 자원할당, 본 발명의 일 실시예에 따라 배열안테나를 가지는 수신회로를 제어하는 예를 나타낸 도면 등은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기 도 1 내지 도 11에 기재된 모든 구성부, 또는 동작의 단계가 발명의 실시를 위한 필수구성요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성요소만을 포함하여도 발명의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.
앞서 설명한 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 통신 시스템의 기지국, 또는 단말 장치 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 기지국 또는 단말 장치의 제어부는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 기지국 또는 단말 장치의 다양한 구성부들과, 모듈(module)등은 하드웨어(hardware) 회로, 일 예로 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리 회로와, 펌웨어(firmware)와, 소프트웨어(software) 및/혹은 하드웨어와 펌웨어 및/혹은 머신 판독 가능 매체에 삽입된 소프트웨어의 조합과 같은 하드웨어 회로를 사용하여 동작될 수도 있다. 일 예로, 다양한 전기 구조 및 방법들은 트랜지스터(transistor)들과, 논리 게이트(logic gate)들과, 주문형 반도체와 같은 전기 회로들을 사용하여 실시될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (16)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 폭을 조절하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 단말의 배터리 임계치에 대한 정보를 수신하는 과정과,
    상기 단말의 배터리 레벨을 상기 배터리 임계치와 비교함으로써 현재 사용되는 수신 빔폭보다 넓은 수신 빔폭을 사용할지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 단말의 상기 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 큰 경우, 상기 기지국과 연관된 수신 빔 품질에 대응되는 제1 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI)를 포함하는 제1 자원 요청 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정과,
    상기 단말의 상기 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 작거나 같은 경우, 제2 CQI를 포함하는 제2 자원 요청 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정과, 여기서, 상기 제2 CQI는 상기 넓은 수신 빔폭에 요구되는 어레이 안테나 이득(array antenna gain)에 따라 상기 제1 CQI를 감소시킴으로써 생성됨을 특징으로 하고,
    상기 제2 자원 요청 정보에 대응하는 추가 자원이 상기 기지국으로부터 할당되면, 복수의 안테나 엘레먼트들에 대응하는 복수의 안테나 수신 회로들 중 적어도 하나의 안테나 수신 회로의 전원을 차단함으로써 생성된, 상기 넓은 수신 빔폭의 적어도 하나의 수신 빔을 통해 상기 기지국으로부터 신호들을 수신하는 과정을 포함하되,
    상기 배터리 임계치는 상기 기지국의 부하 상태에 의존하여 상기 기지국에 의해 적응적으로 조절됨을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 CQI는,
    상기 현재 사용되는 수신 빔폭을 상기 넓은 수신 빔폭으로 변환하는데 요구되는 상기 어레이 안테나 이득을 계산하고,
    상기 기지국에 연관된 상기 수신 빔 품질을 나타내는 신호대잡음비(SNR)을 측정하고,
    타겟 SNR을 결정하기 위해 상기 측정된 SNR로부터 상기 계산된 어레이 안테나 이득에 대응하는 값을 빼고,
    상기 타겟 SNR에 대응하는 CQI를 상기 제2 CQI로 선택함으로써 생성됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 자원 요청 정보는,
    상기 단말이 추가 자원을 요청함을 나타내는 지시자, 추가 이득 값, 추가 자원의 양 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기지국으로부터 상기 추가 자원에 대응하는 할당 정보를 수신하는 과정을 더 포함하고,
    상기 할당 정보는, 추가 이득 값, 변조 및 부호화 방식(MCS) 인덱스, 추가 자원의 양 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말의 수신 빔 폭 조절을 지원하는 방법에 있어서,
    단말에 대한 배터리 임계치에 대한 정보를 셀 내에 방송하는 과정과,
    상기 단말로부터 자원 요청 정보를 수신하는 과정과,
    상기 자원 요청 정보의 수신에 응답하여 추가 자원을 상기 단말로 할당하는 과정을 포함하되,
    상기 단말의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 큰 경우, 상기 자원 요청 정보는 상기 기지국과 연관된 수신 채널품질에 대응되는 제1 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI)를 포함하고,
    상기 단말의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 작거나 같은 경우, 상기 자원 요청 정보는 제2 CQI를 포함하고, 여기서, 상기 제2 CQI는 현재 사용되는 수신 빔폭보다 넓은 수신 빔폭에 요구되는 어레이 안테나 이득(array antenna gain)에 따라 상기 제1 CQI를 감소시킴으로써 생성됨을 특징으로 하고,
    상기 배터리 임계치는 상기 기지국의 부하 상태에 의존하여 상기 기지국에 의해 적응적으로 조절됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 자원 요청 정보는,
    상기 단말이 추가 자원을 요청함을 나타내는 지시자, 추가 이득 값, 추가 자원의 양 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단말로 상기 추가 자원에 대응하는 할당 정보를 송신하는 과정을 더 포함하고,
    상기 할당 정보는, 추가 이득 값, 변조 및 부호화 방식(MCS) 인덱스, 추가 자원의 양 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 추가 자원을 상기 단말로 할당하는 과정은,
    상기 단말의 비상콜 여부, QoS(Quality of Service), QoE(Quality of Experience), 상기 단말의 부가 서비스 가입여부 중 적어도 어느 하나를 기준으로 하여 할당 여부를 결정 후에 상기 추가 자원을 상기 단말로 할당함을 특징으로 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 수신 빔 폭을 조절하는 단말 장치에 있어서, 상기 단말 장치는:
    송수신부; 및
    기지국으로부터 단말의 배터리 임계치에 대한 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 단말의 배터리 레벨을 상기 배터리 임계치와 비교함으로써 현재 사용되는 수신 빔폭보다 넓은 수신 빔폭을 사용할지 여부를 결정하고, 상기 단말의 상기 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 큰 경우, 상기 기지국과 연관된 수신 빔 품질에 대응되는 제1 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI)를 포함하는 제1 자원 요청 정보를 상기 기지국으로 송신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 단말의 상기 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 작거나 같은 경우, 제2 CQI를 포함하는 제2 자원 요청 정보를 상기 기지국으로 송신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 여기서, 상기 제2 CQI는 상기 넓은 수신 빔폭에 요구되는 어레이 안테나 이득(array antenna gain)에 따라 상기 제1 CQI를 감소시킴으로써 생성됨을 특징으로 하고, 상기 제2 자원 요청 정보에 대응하는 추가 자원이 상기 기지국으로부터 할당되면, 복수의 안테나 엘레먼트들에 대응하는 복수의 안테나 수신 회로들 중 적어도 하나의 안테나 수신 회로의 전원을 차단함으로써 생성된, 상기 넓은 수신 빔폭의 적어도 하나의 수신 빔을 통해 상기 기지국으로부터 신호들을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 배터리 임계치는 상기 기지국의 부하 상태에 의존하여 상기 기지국에 의해 적응적으로 조절됨을 특징으로 하는 단말 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 CQI는,
    상기 현재 사용되는 수신 빔폭을 상기 넓은 수신 빔폭으로 변환하는데 요구되는 상기 어레이 안테나 이득을 계산하고,
    상기 기지국에 연관된 상기 수신 빔 품질을 나타내는 신호대잡음비(SNR)을 측정하고,
    타겟 SNR을 결정하기 위해 상기 측정된 SNR로부터 상기 계산된 어레이 안테나 이득에 대응하는 값을 빼고,
    상기 타겟 SNR에 대응하는 CQI를 상기 제2 CQI로 선택함으로써 상기 제어부에 의해 생성됨을 특징으로 하는 단말 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제2 자원 요청 정보는,
    상기 단말 장치가 추가 자원을 요청함을 나타내는 지시자, 추가 이득 값, 추가 자원의 양 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 단말 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 기지국으로부터 상기 추가 자원에 대응하는 할당 정보를 수신하고,
    상기 할당 정보는, 추가 이득 값, 변조 및 부호화 방식(MCS) 인덱스, 상기 추가 자원의 양 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 단말 장치.
  13. 무선 통신 시스템에서 단말의 수신 빔 폭 조절을 지원하는 기지국에 있어서, 상기 기지국은:
    송수신부; 및
    단말에 대한 배터리 임계치에 대한 정보를 셀 내에 방송하고, 상기 단말로부터 자원 요청 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 요청 정보의 수신에 응답하여 추가 자원을 상기 단말로 할당하는 제어부를 포함하되,
    상기 단말의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 큰 경우, 상기 자원 요청 정보는 상기 기지국과 연관된 수신 채널품질에 대응되는 제1 채널 품질 지시자(channel quality indicator: CQI)를 포함하고,
    상기 단말의 배터리 레벨이 상기 배터리 임계치보다 작거나 같은 경우, 상기 자원 요청 정보는 제2 CQI를 포함하고, 여기서, 상기 제2 CQI는 현재 사용되는 수신 빔폭보다 넓은 수신 빔폭에 요구되는 어레이 안테나 이득(array antenna gain)에 따라 상기 제1 CQI를 감소시킴으로써 생성됨을 특징으로 하고,
    상기 배터리 임계치는 상기 기지국의 부하 상태에 의존하여 상기 기지국에 의해 적응적으로 조절됨을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제13항에 있어서, 상기 자원 요청 정보는,
    상기 단말이 추가 자원을 요청함을 나타내는 지시자, 추가 이득 값, 추가 자원의 양 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 단말로 상기 추가 자원에 대응하는 할당 정보를 송신하도록 상기 송수신부를 제어하고,
    상기 할당 정보는, 추가 이득 값, 변조 및 부호화 방식(MCS) 인덱스, 상기 추가 자원의 양 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 기지국.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말의 비상콜 여부, QoS(Quality of Service), QoE(Quality of Experience), 상기 단말의 부가 서비스 가입여부 중 적어도 어느 하나를 기준으로 하여 할당 여부를 결정 후에 상기 추가 자원을 상기 단말로 할당함을 특징으로 하는 기지국.
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