KR102258575B1 - 전자 장치 및 이의 빔포밍을 이용한 무선 통신 방법 - Google Patents

전자 장치 및 이의 빔포밍을 이용한 무선 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예는 빔포밍을 이용하여 무선 통신을 수행하는 전자 장치에 관한 것으로, 상대 노드와 신호를 송수신 하는 통신부; 빔포밍 설정 테이블을 저장하는 메모리; 및 스케쥴 정보, 수신 패킷 또는 송신 패킷 중 적어도 하나에 기반하여 상기 상대 노드의 식별 정보를 확인하고, 상기 저장된 빔포밍 설정 테이블로부터 상기 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 확인하며, 상기 빔포밍 설정 정보에 기반하여 상기 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하여 데이터를 송신 또는 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 수 있다. 다만, 상기 실시 예에 한정되지 않으며 다른 실시 예가 가능하다.

Description

전자 장치 및 이의 빔포밍을 이용한 무선 통신 방법{ELECTRONIC APPARATUS AND METHOD FOR WIRELESS COMMUNICATION USING BEAMFORMING THEREOF}
본 발명은 전자 장치 및 이의 빔포밍을 이용한 무선 통신 방법에 관한 것이다.
최근 무선 통신 기술이 크게 발전하면서, 아울러 사용자의 요구사항도 늘어나고 있다. 무선통신 단말의 애플리케이션들은 대용량의 데이터 송수신을 요구한다. 사용자들은 더 많은 데이터를 빠른 시간 내에 송수신하기를 원한다. 그에 따라 무선 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위한 여러 방안이 제안되었다. 빔포밍(beamforming)은 무선 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위한 방안 중 최근 각광을 받고 있는 기술이다.
단말은 AP 또는 다른 단말과 최초 접속하는 시점, 또는 접속한 뒤에도 단말의 위치나 기타 환경이 변경된 뒤에는 AP 또는 다른 단말이 송신하는 송신빔 중 어떠한 빔이 단말 자신에게 최적인지 알 수 없다. 또한 단말이 수신하는 수신빔 중 어떠한 빔이 단말 자신에게 최적인지 알 수 없다. 반대로 단말이 송신하는 송신빔과 AP또는 다른 단말이 수신하는 수신빔에 대해서도 어떠한 송신빔/수신빔이 최적인지 알 수가 없다. 따라서 단말과 AP 또는 다른 단말은 최적의 송신빔/수신빔을 효율적으로 검색할 필요가 있다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11ad를 참조하면 무선 랜(LAN)/팬(PAN)에서의 최적 빔 검색 방안이 개시된다. 해당 표준 문서를 참조하면, 종래 방식의 이동통신 주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 60 GHz 대역에서 무선 팬/랜 환경에서의 빔포밍이 개시된다. 빔포밍을 통하여 전기적 신호가 원하는 방향으로 도달하게 할 수 있다. 다수의 노드(node)와 빔포밍을 이용한 통신이 필요한 경우는 각 노드마다 적합한 빔을 결정하고 해당 빔을 이용하여 통신이 가능하다. 상대 노드가 다른 경우에는 다른 빔을 사용할 수 있다.
높은 주파수 대역을 사용하는 무선 통신 시스템에서는 송신기와 수신기 사이의 거리에 따라 심각한 신호 감쇄가 일어난다. 따라서 높은 주파수 대역에서는 빔포밍 기술이 중요하다. 상대 노드가 바뀔 때마다 빔포밍을 위해 빔 써치(search)를 수행하는 경우에는 많은 오버헤드가 발생하게 된다. 빈번한 빔 서치 프로세스 수행으로 인하여 데이터를 전송할 수 있는 구간이 감소하게 되면 처리량이 감소하게 될 뿐만 아니라 비디오 스트리밍과 같이 지연시간에 민감한 실시간 서비스의 경우에는 복수 개의 링크에 실시간 서비스를 지원하기가 불가능해진다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 빔포밍을 이용하여 무선 통신을 수행하는 전자 장치는, 상대 노드와 신호를 송수신 하는 통신부; 빔포밍 설정 테이블을 저장하는 메모리; 및 스케쥴 정보, 수신 패킷 또는 송신 패킷 중 적어도 하나에 기반하여 상기 상대 노드의 식별 정보를 확인하고, 상기 저장된 빔포밍 설정 테이블로부터 상기 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 확인하며, 상기 빔포밍 설정 정보에 기반하여 상기 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하여 데이터를 송신 또는 수신하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 전자 장치의 빔포밍을 이용한 무선 통신 방법은, 스케쥴 정보, 수신 패킷 또는 송신 패킷 중 적어도 하나에 기반하여 상대 노드의 식별 정보를 확인하는 단계; 저장된 빔포밍 설정 테이블로부터 상기 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 확인하는 단계; 및 상기 빔포밍 설정 정보에 기반하여 상기 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하여 데이터를 송신 또는 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상대 노드가 바뀔 때마다 빔 써치 프로세스를 수행할 필요없이 테이블에 저장된 빔포밍 설정 정보를 활용함으로써, 오버헤드를 줄이고 효율적으로 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 테이블에 저장된 빔포밍 설정 정보의 유효성을 계속하여 업데이트 함으로써 상대 노드에 대한 정확한 빔포밍을 수행할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 빔포밍을 이용한 통신 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 한 실시 예에 따른 빔포밍 설정을 설명하기 위한 전자 장치 통신부의 개략적인 구성을 도시한다.
도 3a는 본 발명의 한 실시 예에 따른 빔포밍을 이용한 통신 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
도 3b는 본 발명의 한 실시 예에 따른 스케쥴 정보의 포맷의 한 예시를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빔포밍을 이용한 통신 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수신 패킷의 포맷의 한 예시를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 빔포밍을 이용한 통신 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 송신 패킷의 포맷의 한 예시를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 빔 포밍 설정 테이블에 기반한 빔포밍을 수행하는 통신 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
도 7a는 본 발명의 한 실시 예에 따른 빔 포밍 설정 테이블에 기반한 빔포밍을 수행하는 통신 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
도 7b는 본 발명의 한 실시 예에 따른 빔 포밍 설정 테이블에 기반한 빔포밍을 수행하는 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빔 포밍 설정 테이블에 기반한 빔포밍을 수행하는 통신 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빔 포밍 설정 테이블에 기반한 빔포밍을 수행하는 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 빔 포밍 설정 테이블에 기반한 빔포밍을 수행하는 통신 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
도 9b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 빔 포밍 설정 테이블에 기반한 빔포밍을 수행하는 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 빔포밍을 이용하여 무선 통신을 수행하는 전자 장치의 개략적인 구성을 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 사용되었다.
본 발명 가운데 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명에서, "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.
본 발명에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.
본 발명 가운데 "제 1, " "제2, " "첫째, " 또는 "둘째," 등의 표현들이 본 발명의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 발명에서 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.
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 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템이 복수의 노드(100~140)를 포함하고 있고, 하나의 노드(100)가 다수의 상대 노드(110~140)와의 무선 통신을 위한 최적의 빔을 찾고 해당 빔으로 데이터를 송수신하기 위하여 최적의 빔(B1~B4)을 설정할 수 있다. 예컨대, 상기 노드(100)는 AP 또는 단말일 수 있다. 상대 노드(110~140)에 대한 최적의 빔을 찾는 프로세스를 빔 써칭(searching)이라고 하는데, 다수의 상대 노드(110~140)가 존재할 경우에 빔 써칭을 반복하여 각 상대 노드(110~140)에 적합한 최적의 빔을 찾을 수 있다.
예컨대, Sector Level Sweep(SLS)은 링크 검출(link detection)을 위한 프로토콜이다. SLS에 의하면, 동일한 내용을 포함하고 있는 특정 프레임을 사용하여 빔의 방향만을 바꾸어서 연속적으로 전송하는 동작을 수행할 수 있다. 이 중에서 수신에 성공한 프레임이 존재할 경우, 수신한 프레임 중 해당 프레임을 수신할 때의 링크 성능을 나타내는 지표(예: SNR, RSSI 등)가 가장 좋은 빔의 방향을 선택할 수 있다. SLS 프로토콜에 의해 SLS 빔 ID를 획득할 수 있다.
예컨대, Beam Refinement Protocol(BRP)은 SLS를 통하여 찾은 방향에서 데이터율(data rate)을 최대화할 수 있는 방향을 세밀하게 조정하는 프로토콜이다. BRP에서는 BRP 프로토콜을 위해서 특별하게 정의된 BRP 프레임을 이용하여 빔 써치를 수행할 수 있다. BRP 프레임은 빔 써치를 위한 정보와 써치 결과의 리포팅을 위한 정보를 포함할 수 있다. BRP 프레임은 기존에 빔 써치에 의해 결정된 빔을 이용하여 전송이 되고, 해당 BRP 프레임의 수신이 성공했다면 BRP 프레임의 끝에 붙어 있는 training sequence가 실제로 빔을 훈련 하는데 이용될 수 있다. SLS에서는 빔 써치를 위해서 프레임 자체를 이용하는 것과 달리 BRP에서는 단순한 구조의 트레이닝 시퀀스(training sequence)를 사용할 수 있다. 즉, BRP 프레임을 성공적으로 수신해야만 빔 써치를 성공적으로 수행할 수 있다. BRP 프로토콜에 의해 BRP 빔 ID를 획득할 수 있다.
Beam Tracking (BT) 프로토콜은 데이터를 보내는 도중에 빔 써치를 동시에 할 수 있는 방법이다. BT에 의하면, 데이터 프레임의 끝에 빔 써치를 위한 트레이닝 시퀀스(training sequence)를 붙여서 데이터를 수신한 후에 곧바로 빔 써치를 추가적으로 수행할 수 있다. 빔 써치를 위한 정보는 PHY 헤더에 들어있을 수 있다.
한편, 복수의 노드가 존재할 때, 앞서 설명한 방식으로 상대 노드가 바뀔 때마다 매번 빔 써치를 수행하는 경우에는 많은 오버헤드가 발생할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 빔포밍을 이용한 통신 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(예컨대, 도 1의 노드(100))는, 무선 통신 시스템 내에서 빔포밍을 이용하여 무선 통신을 수행하는 AP 또는 단말을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 매번 빔 써치를 수행하여 빔을 재설정하지 않고, 데이터 패킷 내 사용자 정보, 스케줄 정보 등을 활용하여 상황에 따라서 최적의 빔을 설정할 수 있다. 이를 통하여 데이터 전송 용량을 증가시킬 뿐만 아니라 서비스 지연 문제를 해결 할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 전자 장치(100)는 201 단계에서, 최초에 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보가 수집되지 않은 경우, 상대 노드에 대한 빔 써치를 수행할 수 있다. 빔 써치를 통해 획득한 빔포밍 설정 정보에 기반하여 빔포밍 링크를 생성하고, 해당 링크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 설정 정보는, 예컨대, SLS 빔 ID, BRP 빔 ID, 안테나 모듈을 선택하기 위한 안테나 모듈 ID, 안테나 어레이(array)를 선택하기 위한 안테나 모드 정보, 또는 선택된 안테나 어레이 내 안테나 소자(element)을 선택하기 위한 RF 모드 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 전자 장치(100)는 데이터 송수신을 위한 통신부(250)를 포함할 수 있고, 통신부(250)는 복수의 안테나 모듈, 예컨대 제 1 및 제 2 안테나 모듈(260, 270)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 안테나 모듈(260)은 상하/좌우/중앙에 각각 배치된 복수의 안테나 어레이(261~265)를 포함할 수 있다. 제 2 안테나 모듈(270) 또한 상하/좌우/중앙에 각각 배치된 복수의 안테나 어레이(271~275)를 포함할 수 있다. 각각의 안테나 어레이(261~265, 271~275)는 복수의 안테나 소자(element)을 포함할 수 있다. 각각의 안테나 소자는 도 2b와 같이 수직(vertical: V)/수평(horizontal: H) 방향의 편파(polarization) 특성 또는 구성될 수 있다. 또한 상기 V/H 방향의 편파가 결합된 +45/-45도 방향의 편파 특성을 갖도록 구성될 수 있다.
발명의 다른 실시 예에 의하면 상기 각각의 안테나 소자는 빔이 조향되는 방향(direction)이 상기 각각의 안테나 소자가 배열된 평면의 법선 방향(normal direction)인 브로드사이드(broadside) 안테나 또는 상기 각각의 안테나 소자가 배열된 평면 내의 방향인 엔드파이어(end-fire) 안테나일 수 있다.
한편, 전자 장치(100)가 상대 노드(251)에 대한 빔 써칭을 수행하는 경우, 써칭 결과, SLS 빔 ID 및 BRP 빔 ID 뿐만 아니라, 제 1 안테나 모듈(260)을 선택하는 안테나 모듈 ID, 상기 각각의 안테나 소자의 편파 특성 또는 빔 조향 방향과 연관된 안테나 모드 정보, 및 특정 안테나 어레이가 복수의 RF 모듈을 포함하는 경우에 상기 특정 안테나 어레이 내의 복수의 RF 모듈의 온/오프에 의해 상기 특정 안테나 어레이의 빔 폭을 조정하는 RF 모드 정보가 빔 포밍 설정 정보로 획득될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 의하면, 상기 안테나 모드 정보는 편파 특성과 관련하여 H/V 편파 또는 +45/-45도 편파로 설정되거나 또는 획득될 수 있다. 또한, 상기 빔 조향 방향과 관련하여 브로드사이드 안테나 또는 엔드파이어 안테나로 설정되거나 또는 획득될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상측 안테나 어레이(261) 내에 우측 네 개의 안테나 소자를 선택하도록 RF 모드 정보가 설정되거나 또는 획득될 수 있다. 상기 복수의 RF 모듈은 각각의 안테나 소자마다 일대일로 연결되거나 또는 2개 이상의 안테나 소자마다 연결되는 서브 어레이 형태로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 상측 안테나 어레이(261)가 8개의 안테나 소자인 경우 각각의 안테나 소자마다 각각 RF 모듈이 일대일로 연결되거나 2개 또는 4개의 안테나 소자마다 각각 RF 모듈이 연결될 수 있다. 각각의 RF 모듈이 안테나 어레이와 연결되는 방식과 관련하여 사전에 설정된 비트맵 정보를 이용하여 이를 표현할 수 있다.
추가적으로, 빔 포밍 설정 정보는 상대 노드(241)의 위치 정보, 예컨대, 거리 정보 및 각도 정보 등을 더 포함할 수 있다. 거리 정보 및 각도 정보는, 센서 또는 위치 정보 획득을 위한 다양한 시퀀스(sequence)에 의하여 획득될 수 있다.
전자 장치(100)는 203 단계에서, 상대 노드의 식별 정보 및 획득한 빔포밍 설정 정보를 각각 사용자 테이블 및 빔포밍 설정 테이블에 저장할 수 있다. 사용자 테이블은 빔포밍 설정 테이블과 매핑될 수 있다. 즉, 사용자 테이블 내에 포함된 상대 노드의 식별 정보에 의해 빔포밍 설정 테이블 내에 해당 상대 노드의 빔포밍 설정 정보의 위치가 결정될 수 있다. 사용자 테이블 및 빔포밍 설정 테이블은 메모리(미도시) 내에 저장될 수 있다. 아래 표 1 및 표 2는 각각 사용자 테이블 및 빔포밍 설정 테이블의 한 예시를 나타낸다.
사용자 인덱스 AID MAC address
1 10 AA-AA-AA-AA-AA-AA
2 12 BB-BB-BB-BB-BB-BB
3 - CC-CC-CC-CC-CC-CC
4 16 DD-DD-DD-DD-DD-DD
SLS 빔 ID BRP 빔 ID 안테나 모듈 ID 안테나 모드 RF 모드 거리 각도
1 3 1 3 2 2 10
2 4 1 3 1 2 10
1 2 3 2 1 3 30
1 - 2 - - 4 20
표 1의 사용자 인덱스는 상대 노드의 식별 정보의 한 예시를 나타낸다. 예컨대, 전자 장치(100)는 스케쥴링 정보 내 상대 노드의 AID(Associated ID) 또는 송/수신 패킷 내 상대 노드의 MAC address로부터 상대 노드의 식별 정보, 예컨대 사용자 인덱스를 사용자 테이블에서 확인할 수 있다. 그리고, 해당 사용자 인덱스에 매핑된 빔포밍 설정 정보를 빔포밍 설정 테이블에 저장할 수 있다.
전자 장치(100)는 이후 상대 노드와 데이터를 송수신할 때 빠른 빔 스위칭을 위해 아래의 정보를 활용할 수 있다.
1) 비콘 혹은 announcement 프레임 내의 스케줄링 AID정보
2) 수신된 패킷의 송신 MAC address
3) 생성된 패킷의 수신 MAC address
제 1 실시 예로써, 전자 장치(100)는 205 단계에서 비콘 혹은 announcement 프레임 내의 스케줄링 정보를 이용하여 상대 노드가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(100)는 스케줄링 정보 내 AID 정보를 확인하여 사용자 테이블로부터 상대 노드의 식별 정보가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다. 한편, 상기 스케줄링 정보는 실시 예에 따라, 데이터를 송신하는 송신 노드에서 생성된 것일 수도 있고, 데이터를 수신하는 수신 노드에서 수신한 것일 수도 있다.
제 2 실시 예로써, 전자 장치(100)는 207 단계에서 수신 패킷 내에 송신 노드의 MAC address를 이용하여 상대 노드가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(100)는 수신 패킷 내에 송신 노드의 MAC address를 확인하여 사용자 테이블로부터 상대 노드의 식별 정보가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다.
제 3 실시 예로써, 전자 장치(100)는 209 단계에서 전송할 송신 패킷 내에 수신 노드의 MAC address를 이용하여 상대 노드가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(100)는 송신 패킷 내에 수신 노드의 MAC address를 확인하여 사용자 테이블로부터 상대 노드의 식별 정보가 변경되었는지 여부를 확인할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 실시 예 중 어느 하나에 의하여 상대 노드의 식별 정보가 변경된 것으로 판단되는 경우, 전자 장치(100)는 211 단계에서, 변경된 상대 노드의 식별정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 저장된 사용자 테이블 및 빔포밍 설정 테이블을 이용하여 검색할 수 있다.
전자 장치(100)는 213 단계에서, 변경된 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 존재하지 않는 다면, 전자 장치(100)는 215 단계에서, 201 단계에서 수행한 것과 유사하게 해당 상대 노드에 대한 빔써칭을 수행하고, 217 단계에서 해당 상대 노드에 대하여 획득한 빔포밍 설정 정보를 사용자 테이블 및 빔포밍 설정 테이블에 업데이트할 수 있다.
변경된 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보가 빔포밍 설정 테이블에 존재하는 경우, 전자 장치(100)는 219 단계에서 해당 빔포밍 설정 정보가 유효한지 여부를 판단할 수 있다. 유효성 판단은 예컨대, 상대 노드의 위치 정보를 이용하여 이루어질 수 있다. 한 예로, 상대 노드의 거리 및/또는 각도의 변화량이 소정 기준 값 이상인 경우, 빔포밍 설정 테이블에서 획득한 빔포밍 설정 정보가 유효하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 빔포밍 설정 테이블에서 획득한 빔포밍 설정 정보가 유효하지 않은 것으로 판단되면, 전자 장치(100)는 215 단계 및 217 단계를 수행하여 해당 상대 노드에 대한 빔 써치를 통해 빔포밍 설정 정보를 업데이트할 수 있다.
빔포밍 설정 테이블에서 획득한 빔포밍 설정 정보가 유효한 것으로 판단되면, 전자 장치(100)는 221 단계에서, 획득한 빔포밍 설정 정보에 기반하여 빔포밍 링크를 생성하고, 생성된 링크를 통해 상대 노드와 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 변경된 상대 노드에 대하여 빔 써칭없이 효율적으로 빔포밍 링크를 생성할 수 있다.
도 3a 내지 도 5a는 각각, 빔 스위칭을 위한 상기 제 1 내지 제 3 실시 예를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
전자 장치(100)는 예컨대, AP로부터 데이터 송수신을 위한 스케줄링 정보를 수신하여 정해진 구간 내에서 충돌 없이 데이터를 송수신할 수 있다. 이를 서비스 구간(service period)라고 하는데, 단말 및 AP는 서비스 구간을 이용하여 무선 미디어에 접속할 수 있다. 이를 위한 스케줄링 정보는 Extended Schedule Element를 이용하여 AP가 비콘 패킷 혹은 그 외 announcement 프레임과 같은 패킷을 통하여 주기적으로 혹은 비주기적으로 단말에게 알려줄 수 있다. 이를 위한 포맷의 한 예시는 도 3b에 도시된 바와 같다. Extended Schedule Element는 송신 노드의 AID 정보(311), 수신 노드의 AID 정보(313)와 스케줄링 구간의 시작점 및 구간 길이 정보(315)를 포함할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 전자 장치(100)는 301 단계에서, 스케쥴 정보로부터 송신 노드의 AID 정보(311), 수신 노드의 AID 정보(313)와 스케줄링 구간의 시작점 및 구간 길이 정보(315)를 획득할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 303 단계에서, 자신이 송신(source) 노드인지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(100)는 자신이 AP로 동작하는지 여부를 확인할 수 있다.
전자 장치(100)가 송신 노드인 경우, 전자 장치(100)는 305 단계에서 사용자 테이블로부터 수신(destination) 노드의 AID 정보(313)에 기반하여 상대 노드의 식별 정보를 확인하고, 빔포밍 설정 테이블로부터 확인된 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 검색할 수 있다.
전자 장치(100)가 송신 노드가 아닌 경우, 전자 장치(100)가 수신 노드가 되므로, 전자 장치(100)는 307 단계에서 사용자 테이블로부터 송신 노드의 AID 정보(311)에 기반하여 상대 노드의 식별 정보를 확인하고, 빔포밍 설정 테이블로부터 확인된 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 검색할 수 있다.
전자 장치(100)는 스케줄링 구간의 시작점 및 구간 길이 정보(315)를 이용하여 어떠한 시간 구간에 어떤 노드와 통신을 하게 될 것인지 파악할 수 있다. 따라서, 전자 장치(100)는 빔포밍 설정 테이블에서 획득한 빔포밍 설정 정보에 기반하여 사전에 빔포밍 설정을 수행하고, 해당 시간 구간 동안 상대 노드와 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
만약 스케줄링 정보로부터 획득한 AID 정보에 대응하는 상대 노드 식별 정보가 없거나 빔포밍 설정 정보가 존재하지 않는 경우에는 빔 써치 과정을 통하여 해당 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 획득할 수 있다. 그리고 해당 상대 노드에 대한 식별 정보와 빔포밍 설정 정보를 각각 테이블에 업데이트한다.
한편, 전자 장치(100)는 스케줄링 정보에 의하여 데이터 송수신을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 경쟁 기반의 무선 미디어 접속을 통한 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 전자 장치(100)는 401 단계에서 임의의 상대 노드로부터 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 수신한 패킷의 포맷은 예컨대 도 4b에 도시된 형태를 가질 수 있다. 전자 장치(100)는 403 단계에서 수신된 패킷의 MAC 헤더 정보로부터 상대 노드의 MAC address 정보(411)를 추출할 수 있다. 예컨대, 수신한 패킷은 메모리에 저장될 수 있는데, 전자 장치(100)는 메모리에 저장된 MAC Header로부터 상대 노드의 MAC address를 추출할 수 있다. 전자 장치(100)는 405 단계에서, 사용자 테이블로부터 추출한 MAC address정보(411)에 기반하여 상대 노드, 즉 송신 노드의 식별 정보를 확인하고, 빔포밍 설정 테이블로부터 확인된 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 검색할 수 있다.
따라서, 전자 장치(100)는 빔포밍 설정 테이블에서 획득한 빔포밍 설정 정보에 기반하여 빔포밍 설정을 수행하고, 상대 노드로부터 다음에 수신할 패킷은 설정된 빔포밍에 기반하여 수신할 수 있다.
만약 수신된 패킷으로부터 획득한 송신 노드의 MAC address 정보에 대응하는 상대 노드 식별 정보가 없거나 빔포밍 설정 정보가 존재하지 않는 경우에는 빔 써치 과정을 통하여 해당 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 획득할 수 있다. 그리고 해당 상대 노드에 대한 식별 정보와 빔포밍 설정 정보를 각각 테이블에 업데이트한다.
도 5a를 참조하면, 전자 장치(100)는 501 단계에서 상대 노드로 송신할 데이터 패킷을 생성할 수 잇다. 전자 장치(100)는 503 단계에서 패킷을 상대 노드로 전송하기 전에 패킷이 저장된 메모리 혹은 버퍼의 공간에서 상대 노드의 식별 정보를 알 수 있는 정보를 추출할 수 있다. 송신할 패킷의 포맷은 예컨대 도 5b에 도시된 형태를 가질 수 있다. 전자 장치(100)는 해당 패킷의 MAC 헤더 정보로부터 상대 노드의 MAC address 정보(511)를 획득할 수 있다. 전자 장치(100)는 505 단계에서 사용자 테이블로부터 추출한 MAC address정보(511)에 기반하여 상대 노드, 즉 수신 노드의 식별 정보를 확인하고, 빔포밍 설정 테이블로부터 확인된 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 검색할 수 있다.
따라서, 전자 장치(100)는 특정 노드로 패킷을 송신하는 경우, 패킷을 송신하기 이전에 해당 노드에 대한 빔포밍 설정을 수행하여 생성된 링크로 데이터 송신할 수 있다.
만약 수신된 패킷으로부터 획득한 수신 노드의 MAC address 정보에 대응하는 상대 노드 식별 정보가 없거나 빔포밍 설정 정보가 존재하지 않는 경우에는 빔 써치 과정을 통하여 해당 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 획득할 수 있다. 그리고 해당 상대 노드에 대한 식별 정보와 빔포밍 설정 정보를 각각 테이블에 업데이트한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 빔 설정 테이블의 정보 변화 경향성을 활용한 빔 설정 정보 업데이트 방법을 나타내는 도면이다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 다수의 상대 노드에 대한 빔 테이블 설정 정보를 관리하는 경우, 일부 노드에 대한 빔포밍 설정 정보의 변화 경향성을 활용하여 다른 노드에 대한 빔포밍 설정 정보의 유효성을 판단할 수 있다. 예컨대, 사용자의 위치 또는 상대 노드의 위치 변화가 발생한 경우에는 빔포밍 설정 테이블을 이용하여 빔포밍을 설정하는 것에 대한 성능이 열화 될 수 있다. 따라서, 본 실시 예는 일부 노드에 대한 빔포밍 설정 정보의 변화 경향성을 활용하여 빔포밍 설정 테이블 정보의 유효성을 판단하여, 사전에 빔포밍 설정 테이블을 업데이트하거나 또는 빔포밍 설정 테이블 정보에 의해서 빔포밍 설정을 변경하지 않고 빔 써치 과정을 통해 최적의 빔포밍 설정을 재탐색하도록 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 601 단계에서, 전자 장치(100)에 저장된 빔포밍 설정 테이블에서 제 1 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보에 대한 변화가 발생할 수 있다. 예컨대, 제 1 상대 노드에 대한 빔포밍 링크가 열화되거나 주기적인 업데이트에 의하여, 제 1 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보가 업데이트된 경우를 포함할 수 있다.
전자 장치(100)는 603 단계에서, 제 1 상대 노드에 대하여 변화된 빔포밍 설정 정보를 빔포밍 설정 테이블에 업데이트하고, 제 1 상대 노드의 위치 정보, 예컨대 거리 및/또는 각도 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 빔포밍 설정 테이블은 제 1 상대 노드의 위치 정보를 더 포함할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 605 단계에서, 위치 정보의 변화량, 예컨대 거리 및/또는 각도의 변화량을 추정할 수 있다.
전자 장치(100)는 사용자 테이블 및 빔포밍 설정 테이블에 저장된 다른 N개의 상대 노드들이 빔포밍 설정 정보를 업데이트하였을 경우에도 마찬가지로 위치 정보의 변화량을 계산하여 해당 값을 미리 저장해 두었을 수 있다. 따라서, 전자 장치(100)는 607 동작에서 다른 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보의 변화량을 확인할 수 있다.
그리고, 전자 장치(100)는 609 동작에서, 제 1 상대 노드의 위치 정보의 변화량을 상기 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보의 변화량과 비교하여, 사용자의 위치, 즉 전자 장치(100)의 위치가 변동된 것인지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 제 1 상대 노드의 위치 정보의 변화량이 상기 다른 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보의 변화량과 실질적으로 동일한 경향을 보이는 경우, 사용자의 위치가 변경된 것으로 판단할 수 있다. 반면, 제 1 상대 노드의 위치 정보의 변화량 만이 임계 값 이상의 의미있는 값을 가질 때에는 제 1 상대 노드만 위치 변동이 있는 것으로 판단할 수 있다. 만약, 제 1 상대 노드의 위치 정보의 변화량 및 상기 다른 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보의 변화량이 서로 무의미한 경향을 보이는 경우에는 예측불가로 판단할 수 있다.
사용자 위치가 변경된 것으로 판단되는 경우, 전자 장치(100)는 611 단계에서, 사용자 테이블 및 빔포밍 설정 테이블에 저장된 나머지 상대 노드들에 대한 빔포밍 설정 정보 또한, 제 1 상대 노드 및 상기 N개의 상대 노드들의 빔포밍 설정 정보 변화에 기반하여 업데이트할 수 있다. 즉, 사용자의 위치 변화량에 맞게 빔포밍 설정 테이블 내 빔포밍 설정 정보가 유효할 수 있도록, 바람직하게는 정보를 일괄적으로 또는 동시에 업데이트할 수 있다.
제 1 상대 노드의 위치가 변경된 것으로 판단되는 경우, 전자 장치(100)는 613 단계에서, 빔포밍 설정 테이블을 구성하는 다른 상대 노드의 빔포밍 설정 정보가 유효하다고 보아, 그대로 기존 빔포밍 설정 정보를 활용할 수 있다.
반면, 제 1 상대 노드 또는 사용자의 위치 변화를 예측할 수 없는 경우에는, 전자 장치(100)는 빔포밍 설정 테이블의 정보를 활용하지 않고 다른 상대 노드에 대해 빔 써치를 수행하여 빔포밍 설정 정보를 획득한다. 이는 기존의 빔포밍 설정 테이블의 정보를 활용하였을 시, 데이터 송수신 실패의 확률을 최소화시키기 위함이다.
도 7a 내지 도 9a는 각각, 도 6의 빔 설정 테이블의 정보 변화 경향성을 활용한 빔 설정 정보 업데이트 방법을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 전자 장치(100)는 701 단계에서, 링크 열화 또는 주기적인 업데이트에 의하여 제 1 상대 노드의 빔포밍 설정 정보를 업데이트 할 수 있다. 전자 장치(100)는 703 단계에서, 제 1 상대 노드의 위치 정보 변화량, 예컨대, 각도 변화 값(?D1) 및 거리 변화 값((?R1)을 획득할 수 있다. 전자 장치(100)는 705 단계에서 다른 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보 변화량, 예컨대 각도 변화 값(?D2~?DN) 및 거리 변화 값(?R2~?RN)을 확인할 수 있다.
전자 장치(100)는 707 단계에서, 제 1 상대 노드의 위치 정보 변화량과 다른 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보 변화량을 비교하여, 사용자의 위치가 변동된 것인지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대 제 1 상대 노드 및 N 개의 상대 노드의 각도 및 거리 변화량(?D1~?DN, ?R1~?RN)을 비교하여, 노드들의 각도 변화가 일정하고 거리의 변화량이 특정 기준 값 이하일 경우, 전자 장치(100)는 도 7b에 도시된 바와 같이 사용자의 방향이 변동되었다고 판단할 수 있다.
사용자의 방향이 변동되었다고 판단되는 경우, 전자 장치(100)는 709 단계에서, 사용자의 방향 변화량에 기반하여 나머지 상대 노드의 빔포밍 설정 정보를 바람직하게는 일괄적으로 업데이트할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 711 단계에서, 업데이트된 빔포밍 설정 정보에 기반하여 나머지 상대 노드와의 빔포밍 설정을 변경하여 데이터를 송수신할 수 있다.
반면, 전자 장치(100)는 707 단계의 판단 결과, 713 단계와 같이 사용자의 방향 변화가 아니라고 판단하거나 또는 예측불가로 판단할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 빔포밍 설정 테이블의 정보를 활용하지 않고 나머지 상대 노드에 대해서는 빔 써치를 수행함으로써 빔포밍 설정 정보를 획득할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 전자 장치(720)는 제 1 내지 제 3 상대 노드(730~750)와 각각 제 1 빔포밍 설정에 의한 제 1 링크(731~751)를 형성하고 있다가, 예컨대 제 1 상대 노드(730)의 빔포밍 설정 정보 업데이트 시 사용자의 방향 변화로 판단되는 경우, 일괄적으로 나머지 노드(740, 750)에 대한 빔포밍 설정 정보를 사용자 방향 변화량에 기반하여 업데이트할 수 있다. 따라서, 방향이 변경된 전자 장치(720)는 제 1 내지 제 3 상대 노드(730~750)와 제 2 링크(733~753)를 형성할 수 있다.
도 8a를 참조하면, 전자 장치(100)는 801 단계에서, 링크 열화 또는 주기적인 업데이트에 의하여 제 1 상대 노드의 빔포밍 설정 정보를 업데이트 할 수 있다. 전자 장치(100)는 803 단계에서, 제 1 상대 노드의 위치 정보 변화량, 예컨대, 각도 변화 값(?D1) 및 거리 변화 값((?R1)을 획득할 수 있다. 전자 장치(100)는 805 단계에서 다른 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보 변화량, 예컨대 각도 변화 값(?D2~?DN) 및 거리 변화 값(?R2~?RN)을 확인할 수 있다.
전자 장치(100)는 807 단계에서, 제 1 상대 노드의 위치 정보 변화량과 다른 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보 변화량을 비교하여, 상대 노드의 위치만 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 제 1 상대 노드의 각도 및 거리만 변화하였고, 다른 N개의 상대 노드들의 각도 및 거리 변화량 기준 값 이하일 경우, 전자 장치(100)는 도 8b에 도시된 바와 같이 해당 상대 노드의 위치만 변동되었다고 판단할 수 있다.
전자 장치(100)는 807 단계의 판단 결과, 809 단계와 같이 제 1 상대 노드의 위치 변동을 판단할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 811 단계에서 제 1 상대 노드 이외의 나머지 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보는 유효성이 있다고 판단하고 활용할 수 있다.
반면, 전자 장치(100)는 807 단계의 판단 결과, 813 단계와 같이 제 1 상대 노드의 변화가 아니라고 판단하거나 또는 예측불가로 판단할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 빔포밍 설정 테이블의 정보를 활용하지 않고 나머지 상대 노드에 대해서 빔 써치를 수행하여 빔포밍 설정 정보를 획득할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 전자 장치(820)는 제 1 내지 제 3 상대 노드(830~850)와 각각 제 1 빔포밍 설정에 의한 제 1 링크(831~851)를 형성하고 있다가, 예컨대 제 3 상대 노드(850)의 빔포밍 설정 정보 업데이트 시 해당 상대 노드(850)의 위치 변화를 판단할 수 있다. 이 경우, 나머지 노드(830, 840)에 대한 빔포밍 설정 테이블에 저장된 빔포밍 설정 정보는 유효한 것으로 보아 계속 활용할 수 있다. 따라서, 위치가 변경된 제 3 상대 노드(850)하고만 빔포밍 설정 정보 업데이트에 의한 제 2 링크(853)를 형성할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 전자 장치(100)는 901 단계에서, 링크 열화 또는 주기적인 업데이트에 의하여 제 1 상대 노드의 빔포밍 설정 정보를 업데이트 할 수 있다. 전자 장치(100)는 903 단계에서, 제 1 상대 노드의 위치 정보 변화량, 예컨대, 각도 변화 값(?D1) 및 거리 변화 값((?R1)을 획득할 수 있다. 전자 장치(100)는 905 단계에서 다른 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보 변화량, 예컨대 각도 변화 값(?D2~?DN) 및 거리 변화 값(?R2~?RN)을 확인할 수 있다.
전자 장치(100)는 907 단계에서, 제 1 상대 노드의 위치 정보 변화량과 다른 N개의 상대 노드들의 최신 위치 정보 변화량을 비교하여, 사용자의 위치(거리)가 변동된 것인지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대 제 1 상대 노드 및 N 개의 상대 노드의 각도 및 거리 변화량(?D1~?DN, ?R1~?RN)을 비교하여, 노드들의 거리 변화가 일정하고 각도의 변화량이 특정 기준 값 이하일 경우, 전자 장치(100)는 도 9b에 도시된 바와 같이 사용자의 위치가 변동되었다고 판단할 수 있다.
사용자의 위치가 변동되었다고 판단되는 경우, 전자 장치(100)는 909 단계에서, 사용자와의 거리 변화량에 기반하여 나머지 상대 노드의 빔포밍 설정 정보를 바람직하게는 일괄적으로 업데이트할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 911 단계에서, 업데이트된 빔포밍 설정 정보에 기반하여 나머지 상대 노드와의 빔포밍 설정을 변경하여 데이터를 송수신할 수 있다.
반면, 전자 장치(100)는 907 단계의 판단 결과, 913 단계와 같이 사용자의위치 변화가 아니라고 판단하거나 또는 예측불가로 판단할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 빔포밍 설정 테이블의 정보를 활용하지 않고 나머지 상대 노드에 대해서는 빔 써치를 수행함으로써 빔포밍 설정 정보를 획득할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 전자 장치(920)는 제 1 내지 제 3 상대 노드(930~950)와 각각 제 1 빔포밍 설정에 의한 제 1 링크(921)를 형성하고 있다가, 예컨대 제 1 상대 노드(930)의 빔포밍 설정 정보 업데이트 시 사용자의 위치 변화(거리가 가까워짐)로 판단되는 경우, 일괄적으로 나머지 노드(940, 950)에 대한 빔포밍 설정 정보를 사용자와의 거리 변화량에 기반하여 업데이트할 수 있다. 따라서, 위치가 변경된 전자 장치(920)는 제 1 내지 제 3 상대 노드(930~950)와 제 2 링크(923)를 형성할 수 있다. 예컨대, 본 실시 예에서는 전자 장치(920)와 노드들(930~950) 간의 거리가 가까워졌으므로, 전자 장치(920)는 안테나 소자의 수를 줄이거나 빔 폭을 넓힘으로써 파워 소모를 줄이고 더 높은 링크 안정성을 제공할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 빔포밍을 이용하여 무선 통신을 수행하는 전자 장치(100)의 개략적인 구성을 도시한다.
도 10을 참조하면, 전자 장치(100)는 통신부(1010), 제어부(1020) 및 메모리(1030)를 포함할 수 있다.
통신부(101)는 적어도 하나의 상대 노드와 신호를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신부(101)는 제어부(1020)에 제어로 빔포밍을 수행하는 적어도 하나의 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 통신부(101)는 예컨대, 도 2b의 통신부(250)를 포함할 수 있다.
메모리(1030)는 적어도 하나의 상대 노드의 식별 정보를 포함하는 사용자 테이블(1031), 및 상기 식별 정보에 매핑된 빔포밍 설정 정보를 포함하는 빔포밍 설정 테이블(1033)을 저장할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 빔포밍 설정 정보는, SLS(sector level sweep) 빔 ID, BRP(beam refinement protocol) 빔 ID, 안테나 모듈 ID, 안테나 어레이(array)를 선택하는 안테나 모드 정보, 또는 선택된 안테나 어레이 내 안테나 소자(element)을 선택하는 RF 모드 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(1020)는 사용자 테이블(1031)로부터 스케쥴 정보, 수신 패킷 또는 송신 패킷 중 적어도 하나에 기반하여 상대 노드의 식별 정보를 확인하고, 빔포밍 설정 테이블(1033)로부터 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 확인할 수 있다. 제어부(1020)는 확인된 빔포밍 설정 정보에 기반하여 통신부(101)를 제어함으로써 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하여 데이터를 송신 또는 수신하도록 제어할 수 있다.
한 실시 예로, 제어부(1020)는 빔포밍 설정 테이블(1033)로부터 확인된 빔포밍 설정 정보의 유효성을 판단하고, 확인된 빔포밍 설정 정보가 유효하다고 판단되는 경우 확인된 빔포밍 설정 정보에 기반하여 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성할 수 있다. 제어부(1020)는 상대 노드의 위치 정보, 예컨대 거리 정보 또는 각도 정보의 변화량에 기반하여 확인된 빔포밍 설정 정보의 유효성을 판단할 수 있다. 제어부(1020)는 확인된 빔포밍 설정 정보가 유효하지 않다고 판단되는 경우에는 빔 써칭을 수행하여 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 제어부(1020)는 획득된 빔포밍 설정 정보로 빔포밍 설정 테이블(1033)을 업데이트할 수 있다.
예컨대, 제어부(1020)는 사용자 선택 모듈(1021), 빔 써치 모듈(1023) 및 빔 선택 모듈(1025)를 포함할 수 있다.
사용자 선택 모듈(1021)은 스케쥴 정보, 수신 패킷 또는 송신 패킷으로부터의 상대 노드의 AID 또는 MAC address 정보에 기반하여, 사용자 테이블(1031)에서 상대 노드의 식별 정보를 확인할 수 있다. 스케쥴 정보 내 상대 노드의 AID 정보는 예컨대 스케쥴러 모듈(미도시)에서 제공될 수 있다. 수신 패킷 또는 송신 패킷 내 상대 노드의 MAC address 정보는 예컨대 통신부(101)로부터 제공될 수 있다.
빔 써치 모듈(1023)은 상대 노드에 대한 빔 써치 동작을 수행하여, 바람직하게는 최적의 빔포밍 설정 정보를 획득할 수 있다. 빔포밍 설정 테이블(1033)로부터 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보가 확인되지 않는 경우, 빔 써치 모듈(1023)은 빔 써치를 통해 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 획득할 수 있다. 빔 써치 모듈(1023)은 획득한 빔포밍 설정 정보를 빔포밍 설정 테이블(1033)에 업데이트할 수 있다.
빔 선택 모듈(1025)는 빔포밍 설정 테이블(1033)로부터 사용자 선택 모듈(1021)에 의하여 선택된 상대 노드의 식별 정보에 매핑된 빔포밍 설정 정보를 관리할 수 있다. 예컨대, 빔 선택 모듈(1025)는, 선택된 상대 노드의 식별 정보에 매핑된 빔포밍 설정 정보가 빔 써칭 등으로 획득된 경우, 획득된 정보를 빔포밍 설정 테이블(1033)에 업데이트할 수 있다. 또는, 빔 선택 모듈(1025)는 선택된 상대 노드의 식별 정보에 매핑되는 빔포밍 설정 정보를 빔포밍 설정 테이블(1033)로부터 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 제어부(1020)는 빔포밍 설정 테이블(1033)에서 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보가 업데이트되는 경우 상기 상대 노드의 위치 변화 값을 획득할 수 있다. 그리고, 제어부(1020)는 상대 노드에 대하여 획득한 위치 변화 값을 적어도 하나의 다른 상대 노드들의 최신 위치 변화 값과 비교할 수 있다. 메모리(1030)는 적어도 하나의 상대 노드들의 최신 위치 변화 값, 예컨대, 거리 변화 값 또는 각도 변화 값을 저장하고 있을 수 있다.
제어부(1020)는 상기 비교 결과에 따라 전자 장치(100)의 위치가 변동된 것으로 판단되면, 예컨대, 전자 장치(100)의 방향이 변경되거나 거리가 조정된 경우, 또는 방향 및 거리가 함께 조정된 경우, 빔포밍 설정 테이블(1033) 내에서 전자 장치(100)의 위치 변화가 반영되지 않은 나머지 상대 노드들의 빔포밍 설정 정보를 전자 장치(100)의 위치 변화량에 기반하여 업데이트할 수 있다.
반면, 제어부(1020)는 상기 비교 결과에 따라 상기 상대 노드의 위치가 변동된 것으로 판단되면, 빔포밍 설정 테이블(1033) 내 나머지 상대 노드들에 대하여 기존 빔포밍 설정 정보를 계속하여 활용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 사용된 용어 "~부", "장치" 또는 "모듈"은, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은 예를 들어, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component) 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "~부", "장치" 또는 "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 "~부", "장치" 또는 "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시 예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 개시의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 빔포밍을 이용하여 무선 통신을 수행하는 전자 장치에 있어서,
    상대 노드와 신호를 송수신 하는 통신부;
    빔포밍 설정 테이블을 저장하는 메모리; 및
    스케쥴 정보, 수신 패킷 또는 송신 패킷 중 적어도 하나에 기반하여 상기 상대 노드의 식별 정보를 확인하고, 상기 저장된 빔포밍 설정 테이블로부터 상기 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 확인하며, 상기 빔포밍 설정 정보에 기반하여 상기 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하여 데이터를 송신 또는 수신하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 빔포밍 설정 테이블에서 상기 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보가 업데이트되면 상기 상대 노드의 위치 변화 값을 획득하고, 상기 획득된 위치 변화값과 다른 상대 노드의 최신 위치 변화값의 비교를 수행하며, 상기 비교의 결과에 기반하여 상기 빔포밍 설정 테이블 내의 적어도 하나의 상대 노드에 대한 업데이트를 수행할지 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리는 사용자 테이블을 더 저장하고,
    상기 제어부는,
    상기 사용자 테이블을 기반으로, 상기 스케쥴 정보, 수신 패킷 또는 송신 패킷에 포함된 ID 또는 어드레스에 대응하는 상기 상대 노드의 식별 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 빔포밍 설정 테이블로부터 상기 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보가 확인되지 않는 경우, 빔 써칭(searching)를 통해 상기 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 획득하고, 상기 획득한 빔포밍 설정 정보를 상기 빔포밍 설정 테이블에 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 확인된 빔포밍 설정 정보의 유효성을 판단하고, 상기 확인된 빔포밍 설정 정보가 유효하다고 판단되는 경우 상기 확인된 빔포밍 설정 정보에 기반하여 상기 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하며, 상기 확인된 빔포밍 설정 정보가 유효하지 않다고 판단되는 경우 빔 써칭을 통해 상기 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 획득하여 상기 빔포밍 설정 테이블을 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 빔포밍 설정 테이블은 상기 상대 노드와의 거리 정보 또는 각도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 상대 노드의 위치 정보를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 상대 노드의 위치 정보를 이용하여 상기 확인된 빔포밍 설정 정보의 유효성을 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔포밍 설정 정보는, SLS(sector level sweep) 빔 ID, BRP(beam refinement protocol) 빔 ID, 안테나 모듈 ID, 안테나 소자의 편파 특성 또는 빔 조향 방향과 관련한 안테나 모드 정보, 또는 안테나 어레이의 빔 폭을 조정하는 RF 모드 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비교의 결과에 따라 상기 전자 장치의 위치가 변동된 것으로 판단되면, 상기 빔포밍 설정 테이블 내에서 위치 변화가 반영되지 않은 나머지 상대 노드들의 빔포밍 설정 정보를 상기 전자 장치의 위치 변화량에 기반하여 업데이트하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비교의 결과에 따라 상기 상대 노드의 위치가 변동된 것으로 판단되면, 상기 빔포밍 설정 테이블 내 나머지 상대 노드들에 대하여 기존 빔포밍 설정 정보를 활용하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 전자 장치의 빔포밍을 이용한 무선 통신 방법에 있어서,
    스케쥴 정보, 수신 패킷 또는 송신 패킷 중 적어도 하나에 기반하여 상대 노드의 식별 정보를 확인하는 단계;
    저장된 빔포밍 설정 테이블로부터 상기 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보를 확인하는 단계;
    상기 빔포밍 설정 정보에 기반하여 상기 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하여 데이터를 송신 또는 수신하는 단계;
    상기 빔포밍 설정 테이블에서 상기 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보가 업데이트되면 상기 상대 노드의 위치 변화 값을 획득하는 단계;
    상기 획득된 위치 변화값과 다른 상대 노드의 최신 위치 변화값의 비교를 수행하는 단계; 및
    상기 비교의 결과에 기반하여 상기 빔포밍 설정 테이블 내의 적어도 하나의 상대 노드에 대한 업데이트를 수행할지 결정하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상대 노드의 식별 정보를 확인하는 단계는,
    저장된 사용자 테이블을 기반으로, 상기 스케쥴 정보, 수신 패킷 또는 송신 패킷에 포함된 ID 또는 어드레스에 대응하는 상기 상대 노드의 식별 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 빔포밍 설정 테이블로부터 상기 상대 노드의 식별 정보에 대응하는 빔포밍 설정 정보가 확인되지 않는 경우, 빔 써칭(searching)를 통해 상기 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득한 빔포밍 설정 정보를 상기 빔포밍 설정 테이블에 업데이트 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 확인된 빔포밍 설정 정보의 유효성을 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하여 데이터를 송신 또는 수신하는 단계는,
    상기 확인된 빔포밍 설정 정보가 유효하다고 판단되는 경우, 상기 확인된 빔포밍 설정 정보에 기반하여 상기 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하는 단계; 및
    상기 상기 확인된 빔포밍 설정 정보가 유효하지 않다고 판단되는 경우, 빔 써칭을 통해 상기 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 획득하고, 상기 획득된 빔포밍 설정 정보에 기반하여 상기 상대 노드와 빔포밍 링크를 생성하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 빔포밍 설정 테이블에 상기 빔 써칭을 통해 획득한 상기 상대 노드에 대한 빔포밍 설정 정보를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 빔포밍 설정 테이블은 상기 상대 노드와의 거리 정보 또는 각도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 상대 노드의 위치 정보를 포함하고,
    상기 확인된 빔포밍 설정 정보의 유효성 판단은, 상기 상대 노드의 위치 정보를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 빔포밍 설정 정보는, SLS(sector level sweep) 빔 ID, BRP(beam refinement protocol) 빔 ID, 안테나 모듈 ID, 안테나 소자의 편파 특성 또는 빔 조향 방향과 관련한 안테나 모드 정보, 또는 안테나 어레이의 빔 폭을 조정하는 RF 모드 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  18. 삭제
  19. 제 10 항에 있어서, 상기 빔포밍 설정 테이블 내의 적어도 하나의 상대 노드에 대한 업데이트를 수행할지 결정하는 단계는,
    상기 비교의 결과에 따라 상기 전자 장치의 위치가 변동된 것으로 판단되면, 상기 전자 장치의 위치 변화량을 판단하는 단계; 및
    상기 빔포밍 설정 테이블 내에서 위치 변화가 반영되지 않은 나머지 상대 노드들의 빔포밍 설정 정보를, 상기 전자 장치의 위치 변화량에 기반하여 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  20. 제 10 항에 있어서, 상기 빔포밍 설정 테이블 내의 적어도 하나의 상대 노드에 대한 업데이트를 수행할지 결정하는 단계는,
    상기 비교의 결과에 따라 상기 상대 노드의 위치가 변동된 것으로 판단되면, 상기 빔포밍 설정 테이블 내 나머지 상대 노드들에 대하여 기존 빔포밍 설정 정보를 활용하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
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