KR102505063B1 - 무선 통신 시스템에서 빔 패턴을 복구하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 빔 패턴을 복구하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시(disclosure)는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 통신 노드(communication node)의 동작 방법은 빔포밍 파라미터들을 적용함으로써, 복수의 RF(radio frequency) 경로들에 기반하여 기본 빔 패턴을 생성하는 과정과, 상기 복수의 RF 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로에 대한 경로-오류(path-failure)를 검출하는 과정과, 상기 검출에 대응하여 상기 기본 빔 패턴에 기반하여 빔포밍 파라미터들을 식별하는 과정과, 상기 식별된 빔포밍 파라미터들에 기반하여, 상기 기본 빔 패턴과 관련된 복구 빔 패턴을 생성하는 과정을 포함하고, 상기 복구 빔 패턴을 생성하기 위한 빔포밍 파라미터들은, 상기 기본 빔 패턴의 형상에 기반하여 결정될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 빔 패턴을 복구하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECOVERY BEAM PATTERN IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 빔 패턴을 복구하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 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(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 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), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 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) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
무선 네트워크는 빔포밍 기법을 이용하여 신호 이득을 높이도록 운용되고 있다. 각 안테나에 적용되는 위상(phase)를 조절하거나 전력을 제어함으로써, 원하는 커버리지를 제공하는 빔 패턴이 형성될 수 있다. 이 때, 일부 안테나에 연결되는 RF(radio frequency) 경로가 정상적으로 작동하지 못하는 경우, 빔 패턴은 달라질 수 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 빔 패턴을 복구하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 부족한 커버리지를 복구하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 빔 커버리지를 향상시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 RF(radio frequency) 경로-오류(path-failure)를 보상하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 셀-용량을 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 계층적 구조의 네트워크 엔티티들 간 최적화 연산을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 통신 노드(communication node)의 동작 방법은 빔포밍 파라미터들을 적용함으로써, 복수의 RF(radio frequency) 경로들에 기반하여 기본 빔 패턴을 생성하는 과정과, 상기 복수의 RF 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로에 대한 경로-오류(path-failure)를 검출하는 과정과, 상기 검출에 대응하여 상기 기본 빔 패턴에 기반하여 빔포밍 파라미터들을 식별하는 과정과, 상기 식별된 빔포밍 파라미터들에 기반하여, 상기 기본 빔 패턴과 관련된 복구 빔 패턴을 생성하는 과정을 포함하고, 상기 복구 빔 패턴을 생성하기 위한 빔포밍 파라미터들은, 상기 기본 빔 패턴의 형상에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 서버의 동작 방법은 통신 노드의 복수의 RF(radio frequency) 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로에 대한 경로-오류(path-failure)의 검출을 가리키는 정보를 수신하는 과정과, 상기 복수의 RF 경로들에 대한 빔포밍 파라미터들의 조합들 중에서 빔포밍 조합을 식별하는 과정과, 상기 식별된 빔포밍 조합을 가리키는 정보를 상기 통신 노드에게 전송하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 통신 노드(communication node)의 장치는 적어도 하나의 송수신기와, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 빔포밍 파라미터들을 적용함으로써, 복수의 RF(radio frequency) 경로들에 기반하여 기본 빔 패턴을 생성하고, 상기 복수의 RF 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로에 대한 경로-오류(path-failure)를 검출하고, 상기 검출에 대응하여 상기 기본 빔 패턴에 기반하여 빔포밍 파라미터들을 식별하고, 상기 식별된 빔포밍 파라미터들에 기반하여, 상기 기본 빔 패턴과 관련된 복구 빔 패턴을 생성하도록 구성되고, 상기 복구 빔 패턴을 생성하기 위한 빔포밍 파라미터들은, 상기 기본 빔 패턴의 형상에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 서버의 장치는 적어도 하나의 송수신기와, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 통신 노드의 복수의 RF(radio frequency) 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로에 대한 경로-오류(path-failure)의 검출을 가리키는 정보를 수신하고, 상기 복수의 RF 경로들에 대한 빔포밍 파라미터들의 조합들 중에서 빔포밍 조합을 식별하고, 상기 식별된 빔포밍 조합을 가리키는 정보를 상기 통신 노드에게 전송하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 빔 패턴을 복구함으로써, 빔 커버리지를 보상할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 4a 내지 4c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔 왜곡의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 경로-오류의 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 환경 관리를 위한 통신 노드의 동작 흐름을 도시한다.
도 8a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 경로-오류의 검출을 위한 통신 노드의 동작 흐름을 도시한다.
도 8b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 경로-오류의 검출을 위한 통신 노드의 다른 동작 흐름을 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔 패턴 복구를 위한 통신 노드의 동작 흐름을 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 긴급 복구를 위한 통신 노드의 동작 흐름을 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 긴급 복구를 위한 통신 노드의 다른 동작 흐름을 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적화 복구를 위한 통신 노드들 간 신호 흐름을 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적화 복구를 위한 통신 노드들간 계층적 구조의 예를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 빔 커버리지를 관리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 RF 경로가 정상적으로 작동하지 않는 경우, 기존의 빔 커버리지와 실질적으로 유사한 빔 커버리지를 형성하도록 빔 패턴을 복구하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어(신호, 심볼, 스트림, 데이터, 빔포밍 신호), 빔과 관련된 용어(멀티-빔, 복수의 빔들, 싱글 빔, 듀얼 빔, 쿼드-빔, 빔포밍), 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어(안테나 어레이(antenna array), 안테나 엘리멘트(antenna element), 통신부, 안테나), 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어(예: 통신 노드(communication node), 무선 노드(radio node), 무선 유닛(radio unit), 네트워크 노드(network node), 송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명에서 사용되는 신호 이득, 신호 품질 등을 위한 메트릭은 예를 들어, BRSRP(beam reference signal received power), RSRP(reference signal received power), RSRQ(reference signal received quality), RSSI(received signal strength indicator), SINR(signal to interference and noise ratio), CINR(carrier to interference and noise ratio), SNR, EVM(error vector magnitude), BER(bit error rate), BLER(block error rate) 중 적어도 하나일 수 있다. 상술한 예 외에도, 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어들 혹은 신호 품질을 나타내는 다른 지표(metric)들이 사용될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국 110 및 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4를 예시한다. 도 1의 무선 통신 환경 100은 넓은 빔 패턴을 통해 단말들에게 공통되는 커버리지 환경을 예시한다.
기지국 110은 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국 110은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 이하, 사용되는 '커버리지'의 용어는, 기지국(base station) 110에서 서비스 가능한 영역(service coverage area)을 가리킬 수 있다. 기지국 110은 하나의 셀(one cell)을 커버할 수도 있고, 다수의 셀들(multiple cells)을 커버할 수도 있다. 여기서, 다수의 셀들은 지원하는 주파수(frequency), 커버하는 섹터(sector)의 영역에 의해 구분될 수 있다. 기지국 110은 빔포밍을 통해 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4에게 무선 접속을 제공하는 바, 커버리지는 빔 커버리지(beam coverage)로 지칭될 수 있다.
기지국 110은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', 'gNB(next generation node B)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '분산 유닛(distributed unit, DU)', '무선 유닛(radio unit, RU), 원격 무선 장비(remote radio head, RRH) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 기지국 110은, 하나 이상의 '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)'와 연결될 수 있다. 기지국 110은 하나 이상의 TRP들을 통해, 120-1, 120-2, 120-3, 120-4에게 하향링크 신호를 전송하거나 상향링크 신호를 수신할 수 있다.
단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국 110과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', '전자 장치(electronic device)', 또는 '차량(vehicle)용 단말', '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4에 공통적으로 적용 가능한 설명은, 단말 120으로 지칭하여 서술된다.
도 1은 기지국 110의 커버리지 내 단말들에게 공통된 빔(common beam)을 통해 신호를 전송하는 것으로 도시되었으나, 일부 실시 예들에서, 기지국 110은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수도 있다. 마찬가지로, 단말 120 또한 밀리미터 파(mmWave) 대역 에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 기지국 110, 단말 120은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 이를 위해, 기지국 110 및 단말들 120, 130은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 각 서빙(serving) 빔을 선택할 수 있다. 여기서, 서빙 빔이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다.
제1 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널의 광범위한(large-scale) 특성들이 제2 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널로부터 추정될(inferred) 수 있다면, 제1 안테나 포트 및 제2 안테나 포트는 QCL 관계에 있다고 평가될 수 있다. 예를 들어, 광범위한 특성들은 지연 스프레드(delay spread), 도플러 스프레드(doppler spread), 도플러 쉬프트(doppler shift), 평균 이득(average gain), 평균 지연(average delay), 공간적 수신 파라미터(spatial receiver parameter) 중 적어도 하나를 포함할 수 잇다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 기지국 110의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2를 참고하면, 기지국 110은 무선통신부 210, 백홀통신부 220, 저장부 230, 제어부 240를 포함한다.
무선통신부 210은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부 210은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부 210은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부 210은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 무선통신부 210은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다.
이를 위해, 무선통신부 210은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부 210은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부 210은 다수의 안테나 엘리멘트들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 무선통신부 210은 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 무선 통신부 220은 빔을 형성하는 유닛, 즉 빔포밍부(beamforming unit)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부 220은 빔포밍을 위한 MMU(massive MIMO unit)을 포함할 수 있다.
무선통신부 210은 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 무선통신부 210은 동기 신호(synchronization signal), 기준 신호(reference signal), 시스템 정보, 메시지, 제어 정보, 또는 데이터 등을 전송할 수 있다. 또한, 무선통신부 210은 빔포밍을 수행할 수 있다. 무선통신부 210은, 송수신하고자 하는 신호에 제어부 240의 설정에 따른 방향성을 부여하기 위해, 신호에 빔포밍 가중치를 적용할 수 있다.
무선통신부 210은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부 210의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부 210에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
백홀통신부 220은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부 220은 기지국 110에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어 네트워크 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부 230은 기지국 110의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 230은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 230은 제어부 240의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 다양한 실시 예들에 따라, 저장부 230은 기지국 110에서 운용될 빔 셋(beam set)의 각 빔 또는 보조 빔 페어(auxiliary beam pair, ABP)의 각 빔에 대한 방향 정보(또는 각도 정보라고 지칭될 수도 있음)를 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 방향 정보는 어레이 응답 벡터(array response vector)의 형태로 표현될 수 있다.
제어부 240은 기지국 110의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 240은 무선통신부 210을 통해 또는 백홀통신부 220을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 240은 저장부 230에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 240은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 240은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240은 기지국 110이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 2에 도시된 기지국의 구성은, 기지국의 일 예일 뿐, 도 2에 도시된 구성으로부터 본 개시의 다양한 실시 예들을 수행하는 기지국의 예가 한정되지 않는다. 즉, 다양한 실시 예들에 따라, 일부 구성이 추가, 삭제, 변경될 수 있다.
도 2에서는 기지국을 하나의 엔티티로 서술하였으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국은 일체형 배치뿐만 아니라 기지국은 분산 배치(distributed deployment)를 갖는 액세스 네트워크(access network)를 형성하도록 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 기지국은 CU(central unit)와 DU(distributed unit)로 구별되어, CU는 상위 계층 기능(upper layers) (예: PDCP(packet data convergence protocol, RRC)) DU는 하위 계층 기능(lower layers)(예: MAC(medium access control), PHY(physical))을 수행하도록 구현될 수 있다. 기지국의 DU는 무선 채널 상에 빔 커버리지를 형성할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, CU대신 DU(digital unit), DU 대신 RU(radio unit)으로 구성되어, 기지국의 RU는 무선 채널 상에 빔 커버리지를 형성할 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 단말 120의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 단말 120은 통신부 310, 저장부 320, 제어부 330을 포함한다.
통신부 310은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 310은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 310은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 310은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 310은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부 310은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부 310은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 310은 안테나부를 포함할 수 있다. 통신부 310은 다수의 안테나 엘리멘트들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부 310은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부 310은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 통신부 310은 빔포밍을 수행할 수 있다. 통신부 310은, 송수신하고자 하는 신호에 제어부 330의 설정에 따른 방향성을 부여하기 위해, 신호에 빔포밍 가중치를 적용할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 통신부 310은 RF(radio frequency) 블록(또는 RF 부)을 포함할 수 있다. RF 블록은 안테나와 관련된 제1 RF 회로(circuitry)와 기저대역 프로세싱과 관련된 제2 RF 회로(circuitry)를 포함할 수 있다. 제1 RF 회로는 RF-A(antenna)로 지칭될 수 있다. 제2 RF 회로는 RF-B(baseband)로 지칭될 수 있다.
또한, 통신부 310은 신호를 송수신할 수 있다. 통신부 310은 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 하향링크 신호는 동기 신호(synchronization signal, SS), 기준 신호(reference signal, RS)(예: CRS(cell-specific reference signal), DM(demodulation)-RS), 시스템 정보(예: MIB, SIB, RMSI(remaining system information), OSI(other system information)), 설정 메시지(configuration message), 제어 정보(control information) 또는 하향링크 데이터 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신부 310은 상향링크 신호를 전송할 수 있다. 상향링크 신호는 랜덤 액세스 관련 신호(예: 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RAP)(또는 Msg1(message 1)), Msg3(message 3)) 또는 기준 신호(예: SRS(sounding reference signal), DM-RS) 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신부 310은 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 310은 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 블루투스 저 에너지(bluetooth low energy, BLE), Wi-Fi(Wireless Fidelity), WiGig(WiFi Gigabyte), 셀룰러 망(예: LTE(Long Term Evolution), NR(new radio) 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(super high frequency, SHF)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 38GHz, 60GHz 등) 대역을 포함할 수 있다. 또한 통신부 310은 서로 다른 주파수 대역(예: LAA(licensed Assisted Access)를 위한 비면허 대역, CBRS(citizens broadband radio service)(예: 3.5 GHz)) 상에서 동일한 방식의 무선 접속 기술을 이용할 수도 있다.
통신부 310은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 310의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 310에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부 320은 단말 120의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 320은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 320은 제어부 330의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 다양한 실시 예들에 따라, 저장부 320은 단말 120에서 운용될 빔 셋의 각 빔 또는 보조 빔 페어의 각 빔에 대한 방향 정보를 저장할 수 있다.
제어부 330은 단말 120의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 330은 통신부 310를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 330은 저장부 320에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 330은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 330은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부 310의 일부 및 제어부 330은 CP라 지칭될 수 있다. 제어부 330은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 330은 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
전파 경로 손실을 완화하고 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 기술 중 하나로써, 빔포밍 기술이 이용되고 있다. 빔포밍은, 일반적으로, 다수의 안테나를 이용하여 전파의 도달 영역을 집중시키거나, 특정 방향에 대한 수신 감도의 지향성(directivity)를 증대시킨다. 따라서, 단일 안테나를 이용하여 등방성(isotropic) 패턴으로 신호를 형성하는 대신 빔포밍 커버리리를 형성하기 위해, 통신 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 통신 노드는 MMU를 포함할 수 있다. 이때, 다수의 안테나들이 집합된 형태는 안테나 어레이(antenna array), 어레이에 포함되어 있는 각 안테나는 어레이 엘리멘트(array element), 또는 안테나 엘리멘트(antenna element)라 지칭될 수 있다. 상기 안테나 어레이는 선형 어레이(linear array), 평면 어레이(planar array) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 안테나 어레이는 매시브 안테나 어레이(massive antenna array)로 지칭될 수 있다.
이하, 본 개시에서는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 환경에서 통신을 위한 복수의 안테나들로서 안테나 어레이를 예로 서술하나, 일부 실시 예들에서 빔포밍을 위한 용이한 변경이 가능함은 물론이다. 이하, 도 4a 내지 도 4c를 통해 빔포밍 아키텍처(beamforming architecture)의 예가 서술된다.
도 4a 내지 4c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 4a 내지 4c는 도 2의 무선통신부 210 또는 도 3의 통신부 310의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 4a 내지 4c는 도 2의 무선통신부 210 또는 도 3의 통신부 310의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성 요소들을 예시한다.
도 4a를 참고하면, 무선통신부 210 또는 통신부 310은 부호화 및 변조부 402, 디지털 빔포밍부 404, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N, 아날로그 빔포밍부 408를 포함한다.
부호화 및 변조부 402는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해, LDPC(low density parity check) 코드, 터보(turbo) 코드, 블록(block) 코드, 컨볼루션(convolution) 코드, 폴라(polar) 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 부호화 및 변조부 402는 성상도 맵핑(constellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.
디지털 빔포밍부 404은 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 변조 심벌들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용되며, '프리코딩 행렬(precoding matrix)', '프리코더(precoder)' 등으로 지칭될 수 있다. 디지털 빔포밍부 404는 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.
다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 구체적으로, 신호의 스트림들은 기저대역에서 처리될 수 있다. 이후, 신스트림들은 디지털-아날로그 변환기(DAC)에서 변환될 수 있다. 또한, 각 정보 스트림은 기저대역 신호를 RF 반송파 대역 신호로 변환하는 상향 변환(예: 중간 주파수(intermediate frequency, IF) 변환 및 무선 주파수(radio frequency, RF) 변환)에 따라 추가적으로 처리될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 하나의 스트림은 변조를 위해 동 위상 성분(in-phase component, I component) 및 직교 위상 성분(quadrature phase component, Q component)으로 분리될 수 있다. 상향 변환 이후, 처리된 각 스트림은 아날로그 빔포밍부 408로 입력될 수 있다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N 각각은 IFFT(inverse fast fourier transform) 연산부, CP(cyclic prefix) 삽입부, DAC, 상향 변환부를 포함할 수 있다. CP 삽입부는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 위한 것으로, 다른 물리 계층 방식(예: FBMC(filter bank multi-carrier))이 적용되는 경우 제외될 수 있다. 즉, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.
아날로그 빔포밍부 408는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다. 구체적으로, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N 및 안테나들 간 연결 구조에 따라, 아날로그 빔포밍부 408는 도 4b 또는 도 4c와 같이 구성될 수 있다.
도 4b를 참고하면, 아날로그 빔포밍부 408은 기저대역 처리에서 출력된 신호가 안테나 어레이의 서브-어레이의 위상/크기 변환부 및 증폭기와 연결되는 빔포밍 모듈에 대한 아키텍처를 예시한다. 위상/크기 변환부는 위상 천이기(phase shifter)를 포함할 수 있다. 증폭기는 전력 증폭기(power amplifier, PA)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상향 변환부에서 출력된 신호들 각각은 안테나 어레이의 서브-어레이에 대한 위상/크기 변환부 및 증폭기로 입력될 수 있고, 서브-어레이는 하나 이상의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 각 서브-어레이는 동일한 개수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 일부 서브-어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수는 서브-어레이의 안테나 엘리먼터들의 개수와 다를 수 있다. 출력되는 신호들 각각은 서브-어레이의 안테나들의 일부 또는 전체와 연결될 수 있다.
아날로그 빔포밍부 408로 입력된 신호들은 위상/크기 변환, 증폭의 연산을 거쳐, 안테나들을 통해 송신된다. 이때, 각 경로의 신호는 서로 다른 안테나 집합들 즉, 안테나 어레이들을 통해 송신된다. 예를 들어, 첫번째 경로를 통해 입력된 신호의 처리를 살펴보면, 신호는 위상/크기 변환부들 412-1-1 내지 412-1-M에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들 414-1-1 내지 414-1-M에 의해 증폭된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 4c를 참고하면, 아날로그 빔포밍부 408은 신호들이 송신 안테나들의 모든 위상/크기 변환부 및 증폭기들에 완전히 연결되는 빔포밍 모듈에 대한 아키텍처를 예시한다. 구체적으로, 상향 변환부에서 출력된 신호들 각각은 하나의 위상/크기 변환부 및 하나의 증폭기로 입력될 수 있고, 결합기를 통해 모든 신호들이 결합되어 안테나 어레이의 안테나들 중 하나로 출력될 수 있다.
아날로그 빔포밍부 408로 입력된 신호들은 위상/크기 변환, 증폭의 연산을 거쳐, 안테나들을 통해 송신된다. 각 경로의 신호는 동일한 안테나 집합, 즉, 안테나 어레이를 통해 송신된다. 첫번째 경로를 통해 입력된 신호의 처리를 살펴보면, 신호는 위상/크기 변환부들 412-1-1 내지 412-1-M에 의해 서로 다른 또는 동일한 위상/크기를 가지는 신호열로 변환되고, 증폭기들 414-1-1 내지 414-1-M에 의해 증폭된다. 그리고, 하나의 안테나 어레이를 통해 송신되도록, 증폭된 신호들은 안테나 엘리멘트를 기준으로 결합기들 416-1-1 내지 416-1-M에 의해 합산된 후, 안테나들을 통해 송신된다.
도 4b는 송신 경로 별 독립적 안테나 어레이가 사용되는 예를, 도 4c 송신 경로들이 하나의 안테나 어레이를 공유하는 예를 나타낸다. 그러나, 다른 실시 예에 따라, 일부 송신 경로들은 독립적 안테나 어레이를 사용하고, 나머지 송신 경로들은 하나의 안테나 어레이를 공유할 수 있다. 나아가, 또 다른 실시 예에 따라, 송신 경로들 및 안테나 어레이들 간 스위치 가능한(switchable) 구조를 적용함으로써, 상황에 따라 적응적으로 변화할 수 있는 구조가 사용될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따라, 도 2의 제어부 240은 상술한 구성 요소들, 상향 변환부, 빔포밍 모듈, 위상/크기 변환부, 증폭기, 또는 안테나 어레이 모듈 중 적어도 하나 상호 작용하도록 작동적으로 결합될 수 있다. 예시적으로, 안테나 중 하나의 서브-어레이와 관련된 처리를 위한 구성 요소들은 하나의 "RF 체인(RF chain)"으로 지칭될 수 있다. 또한, 예시적으로, 제어 가능한 하나의 위상/크기 변환부와 연결되는 구성 요소들은 RF 경로(RF path)"으로 지칭될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c를 통해, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방향 추정을 위한 통신 환경, 기지국, 또는 단말의 예시적인 구성이 서술되었다. 이하, 도 5 내지 도 6을 통해, 본 개시는 빔포밍에 의한 커버리지가 손실되는 상황을 예시하고, 손실된 커버리지를 보상하기 위한 빔 패턴 복구와 관련된 용어들을 정의한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔 왜곡의 예 500을 도시한다. 무선 통신 시스템은 도 1의 기지국 110, 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4을 포함할 수 있다.
도 5를 참고하면, 기지국 110은 코어 네트워크(core network, CN) 510과 연결될 수 있다. 코어 네트워크 510은 기지국 110이 형성하는 액세스 네트워크 환경을 보조할 수 있다. 예를 들어, 코어 네트워크 510은 기지국 110의 관리(management)를 위한 사업자 서버와의 연결을 제공할 수 있다. 또한, 코어 네트워크 510은 기지국 110을 통해 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4의 통신을 보조할 수 있다. 예를 들면, 코어 네트워크 510은 단말 120-1을 위한 인증(authentication), 과금(charging), 종단 간(end-to-end) 간 연결 관리 등을 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라 코어 네트워크 510은 EPC(evolved packet core) 또는 5G 코어를 포함할 수 있다.
기지국 110은 빔 패턴 530을 제공할 수 있다. 즉, 기지국 110은 빔 패턴 530을 형성할 수 있다. 빔 패턴은, 빔포밍 기법으로 인해 제공되는 빔의 형상을 의미할 수 있다. 빔 패턴은 빔포밍 기법으로 인해 형성되는 빔의 전파(propagation) 영역으로, 빔 커버리지를 지칭할 수 있다. 기지국 110은, MMU를 통해 빔 패턴 530을 제공할 수 있다. 기지국 110은, MMU에 포함되는 복수의 안테나 엘리멘트들이 연결되는 경로들 각각에 적절한 빔포밍 파라미터들을 적용함으로써, 빔 패턴 530을 제공할 수 있다. 예를 들어, 기지국 110은, 각 RF 경로의 위상 천이기와 전력 증폭기를 통해 복소 가중치(complex weight)를 아날로그 신호에 적용할 수 있다. 기지국 110은 각 안테나 엘리멘트를 통해, 복소 가중치가 적용된 신호들을 방사함으로써 빔 패턴 530을 제공할 수 있다.
한편, 복수의 RF 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로가 정상적으로 작동하지 못하는 경우, 다시 말해 빔 패턴 530을 제공하기 위해 해당 RF 경로에서 요구되는 복소 가중치를 부여하기 어려운 경우, 빔 왜곡이 발생할 수 있다. 빔 패턴 530은 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들 각각의 위상, 전력을 통해 형성될 수 있다. 그런데, 안테나 엘리멘트에 연결되는 RF 경로가 신호에 적절한 위상 값 혹은 전력 값을 부여하지 못하게 되면, 해당 안테나 엘리멘트에서 방사되는 빔의 형상이 일그러질 수 있다. 즉, 빔 왜곡이 발생할 수 있다. 특정 안테나 엘리멘트에서 방사되는 신호 품질(예: SINR)이 낮아짐에 따라, 빔 왜곡이 발생할 수 있다. RF 경로는, 도 4a 내지 4c에서 설명한 RF 경로에 대응할 수 있다.
빔 패턴 530을 형성하는 RF 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로가 정상적으로 작동하지 못하는 상황을 가정하자. 기지국 110은, 빔 패턴 530 대신 빔 패턴 540을 형성할 수 있다. 기지국 110은 각 RF 경로의 신호에 빔 패턴 530을 형성하기 위한 적절한 위상 값, 전력 값을 부여하지만, 일부 RF 경로의 오작동으로 인해 빔 패턴 540이 생성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 왜곡된 빔 패턴 540으로 인해 커버리지가 변형될 수 있다. 각 RF 경로는 빔 패턴을 형성하기 위해, 설정된 바에 따라 신호 처리(signal processing)를 수행하도록 구성될 수 있다. 이 때, 설정된 바에 따른 신호 처리 결과가 발생하지 않는 경우 RF 경로는 고장난 것으로 결정될 수 있다. 일 예로, 기지국 110은 셀 내 모든 단말들(예: 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4)을 위한 시스템 정보를 송신할 수 있다. 기지국 110은, 빔 패턴 530을 적용하기 위해 빔 패턴 530과 관련된 빔포밍 파라미터들을 적용하도록 빔포밍 모듈(예: MMU, 도 4의 아날로그 빔포밍부 408)을 제어할 수 있다. 그러나, 예를 들어, 적어도 하나의 RF 경로가 단절되어 신호를 제대로 전달하지 못하는 경우 커버리지는 감소할 수 있다. 커버리지 감소로 인해 서비스되는 단말들의 개수 또한 감소할 수 있다. 일부 RF 경로의 동작 실패로 인해, 기지국 110은 빔 패턴 530이 아니라 빔 패턴 540을 형성할 수 있다. 이에 따라, 단말 120-1과 같이 서비스되지 않는 단말이 발생할 수 있다. 단말 120-1은 핸드오버를 수행하거나 고립된 상태가 될 수 있다. 이러한 서비스 단절은 통신 품질 저하를 야기한다.
빔 왜곡으로 인한 커버리지 감소를 극복하기 위해, 빔 왜곡을 해소하는 방안이 요구된다. 예를 들어, 설비 엔지니어가 문제가 발생한 RF 경로를 직접 교체하여 빔 왜곡을 해소할 수 있다. 하지만, 직접 교체와 같은 조치는 상시 수행되기 어려우므로, 즉각적인 대응이 용이하지 않을 뿐만 아니라 비용적인 측면에서도 효율적이지 못하다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들은 빔 패턴을 형성하는 장치(예: 기지국의 RU) 또는 상기 장치 및 장치와 연결되는 네트워크 엔티티들을 통해, 잔여 RF 경로들(즉, 가용 RF 경로)에 기반하여 기존 빔 패턴과 실질적으로 동일 또는 유사한 커버리지를 제공하기 위한 방안이 서술된다.
이하, 빔 커버리지를 제공하는 장치는 통신 노드로 지칭하여 서술된다. 이러한 통신 노드는 기지국, DU, AU, MMU, TRP 등과 같이 무선 접속 네트워크(radio access network)의 일부로서, 빔포밍을 통해 무선 신호를 생성하기 위한 동작들의 관련된 장치를 의미할 수 있다. 통신 노드는 원하는(desired) 빔 패턴을 형성하기 위해 각 RF 경로에 적절한 파라미터 값들을 획득할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 파라미터 값들을 연산을 통해 직접 획득할 수도 있다. 그러나, RF 경로들이 증가함에 따라 필요한 연산량은 기하 급수적으로 증가할 수 있고, 이러한 연산은 통신 노드 자체에서는 해결하기에 부담이 될 수 있다. 따라서, 다른 일부 실시 예들에서는, 통신 노드와 연결되는 네트워크 엔티티는 연산을 보조할 수 있다.
이하, 동작 가능한RF 경로들에 기반하여 기존 빔 패턴과 실질적으로 동일 또는 유사한 커버리지를 제공하기 위한 방안, 즉, 다양한 실시 예들에 따른 빔 패턴 복구 절차를 설명하기 위해 필요한 용어들을 정의한다.
빔 패턴이란, 빔의 형상을 의미한다. 빔 패턴은 실제 공간, 즉 3차원에서 안테나의 방사로 인해 전달되는 신호의 커버리지의 형태를 의미한다. 본 개시에서 예시하고 있는 복수의 안테나들은 각 안테나의 복사 전력이 합해져서 합성 빔 패턴을 형성한다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 빔 패턴은 이러한 합성 빔 패턴을 의미할 수 있다. 이러한 빔 패턴, 즉 빔의 형상을 정의하기 위해 반전력 빔폭(half power beamwidth, HPBW), 메인 로브(lobe)의 이득(gain), 사이드 로브 대비 메인 로브의 이득과 같은 다양한 지표들(metrics)이 이용될 수 있다.
빔포밍 파라미터는, 빔을 형성하기 위한 파라미터를 의미한다. 빔포밍 파라미터는 조절 가능한 파라미터로써 빔의 형상에 영향을 미치는 파라미터일 수 있다. 예를 들어, 빔포밍 파라미터는 RF 경로의 위상 천이기에 적용되는 위상 값일 수 있다. 공간적으로 분리되는 안테나 엘리멘트들의 구조에 따라, 각 안테나 엘리멘트에서 방사되는 신호는 서로 다른 무선 채널을 겪는다. 따라서, 각 신호가 수신될 때 위상 천이를 겪지 않도록 미리 위상을 이동시킴으로써(shifting), 실제 신호가 전송되는 커버리지가 달라지기 때문이다. 주파수 도메인에서의 위상 천이는 시간 도메인에서의 순환 천이(cyclic shift)에 대응할 수 있다. 또한, 예를 들어, 빔포밍 파라미터는 RF 경로의 증폭기에 적용되는 전력 값일 수 있다. 높은 전력은 신호를 보다 멀리 전송하는 것이 가능하게 함으로써, 커버리지 증가를 야기하기 때문이다.
RF 경로는, 안테나 엘리멘트에서 방사되는 신호의 크기와 위상을 제어하는 최소 단위 경로일 수 있다. 빔 패턴을 통해 커버리지를 회복하기 위해서, 먼저 빔 패턴을 형성하는 소자들 중에서 어떤 소자에 문제가 발생했고, 어느 정도 문제가 발생했는지를 특정하기 위해, 그 단위를 정의할 필요가 있기 때문이다. 예를 들어, 하나의 위상 천이기에 연결되는 안테나 엘리멘트들의 개수가 2개인 경우, RF 경로의 개수는 하나일수 있다. 그러나, 이러한 정의는 본 개시의 다양한 실시 예들을 설명하기 위해 정의되는 것일 뿐, 본 개시의 다양한 실시 예들을 한정하지 않는다. 따라서, 일 실시 예에 따라, 하나의 위상 천이기에 연결되는 안테나 엘리멘트들의 개수가 2개인 경우, RF 경로의 개수는 2개일 수 있다.
경로-오류(path-failure)란 RF 경로의 구성들 또는 RF 경로와 연결되는 구성들 중에서 적어도 하나가 정상적으로 작동하지 않는 상황, 즉 고장난 상황을 의미한다. 경로-오류는 RF 경로-오류로 지칭될 수 있다. 즉, 경로-오류는 RF 경로를 통과하는 신호에 적용되는 위상과 전력이 지정된 값으로 적용되지 못하는 상황을 의미한다. 예를 들어, 위상 천이기가 고장난 경우, 상기 위상 천이기를 포함하는 RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 또한, 예를 들어, 증폭기가 고장난 경우, 상기 증폭기를 포함하는 RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 또한, 예를 들어, TXRU(transceiver unit)가 고장난 경우, 상기 TXRU에 연결되는 RF 경로들 각각에서 RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 또한, 예를 들어, 상향 변환부가 고장난 경우, 상기 상향 변환부에 연결되는 RF 경로들 각각에서 RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 또한, 예를 들어, 안테나 엘리멘트가 고장난 경우, 상기 안테나 엘리멘트들 각각에 대한 RF 경로에서 RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 또한, 예를 들어, 결합기가 고장난 경우, 상기 결합기가 고장난 경우, 상기 결합기에 연결되는 RF 경로들 각각에서 RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 한편, 일 예로 위상 천이기가 고장난 경우, 상기 위상 천이기에 연결되는 다른 소자가 고장 났더라도 이미 해당 위상 천이기에 연결되는 안테나 엘리멘트는 원래의 형상대로 신호를 방사할 수 없으므로, 동일한 RF 경로-오류로 인식될 수 있다.
빔 패턴 복구(bema pattern recovery)는, RF 경로-오류 발생으로 인한 빔 왜곡을 보상하기 위한 절차를 의미한다. 빔 패턴 복구는, 기존의 빔 패턴, 즉 경로 오류가 발생하지 않았더라면 형성될 수 있는 빔 패턴과 실질적으로 동일 또는 유사한 커버리지를 제공하기 위한 빔 패턴을 형성하기 위한 절차를 의미한다. 상기 빔 패턴은, RF 경로-오류가 발생한 RF 경로(이하, 실패 RF 경로) 외의 RF 경로들(이하, 가용 RF 경로들)을 이용하여 생성될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 빔포밍부는 잔여 가용 RF 경로들을 통해 공통 빔(common beam)의 기존 커버리지/출력과 유사하게 유지하도록 스스로 빔 패턴을 재생성할 수 있다.
이러한 빔 패턴 복구는, 복수의 빔들 중에서 빔 스위핑을 통해 식별된 서빙 빔에 통신 장애(예: RLF)가 발생 시, 다른 빔을 탐색하는 절차 또는 예비된 빔을 새로운 서빙 빔으로 결정하는 절차와는 차이가 있다. 즉, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 복구되는 빔 패턴은, 무선 채널 상태의 열화로 인해 새로운 빔 패턴을 형성하는 것이 아니라, 빔 패턴을 형성하는 장치(예: MMU)의 내부적인 문제로 인해 새로이 합성되는 빔 패턴을 의미한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RF 경로-오류(path-failure)의 예 600을 도시한다. 도 6에서는 V-편파와 H-편파를 제공하는 크로스-폴(cross-polarization, cross-pol)(또는 X-pol) 안테나에 RF 경로-오류가 발생하는 상황이 예로 서술되었으나, 다른 안테나에도 동일 또는 유사하게 본 개시의 설명들이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 6을 참고하면, 통신 노드는 안테나 어레이 610을 포함할 수 있다. 안테나 어레이 610은 4 x 4 구조의 안테나 어레이일 수 있다. 안테나 어레이 610은 서브-어레이들을 포함할 수 있다. 서브-어레이는 하나 이상의 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 어레이 610은 서브-어레이 620을 포함할 수 있다.
서브-어레이 620은 4개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 서브-어레이 620은 제1 안테나 엘리멘트 651, 제2 안테나 엘리멘트 652, 제3 안테나 엘리멘트 653, 및 제4 안테나 엘리멘트 654를 포함할 수 있다. 제1 안테나 엘리멘트 651는 제1 안테나 경로 631과 연결될 수 있다. 제2 안테나 엘리멘트 652는 제2 안테나 경로 641과 연결될 수 있다. 제3 안테나 엘리멘트 653는 제3 안테나 경로 632와 연결될 수 있다. 제4 안테나 엘리멘트 654는 제4 안테나 경로 642와 연결될 수 있다. 제1 RF 경로 630은 제1 안테나 경로 631, 제3 안테나 경로 632와 연결될 수 있다. 제2 RF 경로 640은 제 2안테나 경로 641, 제4 안테나 경로 642와 연결될 수 있다. 제1 RF 경로 630 및 제2 RF 경로 640은 하나의 TXRU(예: RF 체인)(미도시)와 연결될 수 있다.
RF 경로와 연결되는 소자들 중 적어도 하나가 정상적으로 작동할 수 없는 경우, 즉 고장난 경우, RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 예를 들어, 서브 어레이 620이 고장난 경우, 서브 어레이 620와 연결되는 2개의 RF 경로들에 RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 다른 예를 들어, 제3 안테나 경로 632가 단절된 경우, 상기 제3 안테나 경로 632와 연결되는 제1 RF 경로 630에 RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 하나의 TXRU가 고장난 경우, 2개의 RF 경로들에 RF 경로-오류가 발생할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전술한 바와 경로-오류가 발생하는 단위는 RF경로가 아니라, 각 안테나 경로로 정의될 수도 있다.
도 6에서 크로스-편파가 구비되는 안테나 엘리멘트들을 예로 서술하였으나, RF 경로, RF 경로-오류, 서브-어레이, TXRU에 대한 설명은 동-편파(co-polarization)(혹은 단일-편파(single-polarization))가 구비되는 안테나 엘리멘트들에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1 내지 도 6을 통해, 다양한 실시 예들에 따른 빔 패턴 복구를 설명하기 위해, 전제되는 상황 및 용어들이 서술되었다. 이하, 도 7 내지 도 8b를 통해, 빔 패턴 복구를 수행하기 위한 사전 절차로써 RF 경로-오류를 감지하는 절차가 서술된다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍 관리(beamforming management)를 위한 통신 노드의 동작 흐름 700을 도시한다. 통신 노드는 도 1의 기지국 110을 예시한다. 빔포밍 관리는, 원하는 빔 패턴을 형성하기 위해, 빔 패턴을 형성하는 각 구성 요소가 정상적으로 동작하는지 확인하는 절차와 및 정상적으로 작동하지 않는 경우 이를 해소하기 위한 절차를 포함할 수 있다.
도 7을 참고하면, 701 단계에서, 통신 노드는 빔을 형성할 수 있다. 통신 노드는 빔 패턴을 형성할 수 있다. 통신 노드는, 특정 빔 패턴을 형성하기 위해, 빔포밍 파라미터를 식별할 수 있다. 통신 노드는, 식별된 빔포밍 파라미터(예: 위상 천이 값, 전력 값)를 각 구성 요소에 적용할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 각 RF 경로의 위상 천이기에 상기 특정 빔 패턴에 대응하는 위상 값을 적용할 수 있다. 각 안테나 엘리멘트의 신호가 서로 다른 무선 채널을 겪더라도, 공간적으로 분리되는 각 안테나 엘리멘트에 대한 위상을 천이시킴으로써 특정 빔 패턴에 대응하는 커버리지가 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 통신 노드는 각 RF 경로의 증폭기에 할당된 전력 값을 적용할 수 있다. 701 단계의 빔 패턴은, RF 경로-오류를 검출하기 전 설정된 빔포밍 파라미터 값들에 따른 빔 패턴으로 기본 빔 패턴(default beam pattern)으로 지칭될 수 있다.
703 단계에서, 통신 노드는 RF 경로-오류가 발생하는지를 검출할 수 있다. 통신 노드는, RF 경로 별로 모니터링을 수행할 수 있다. 통신 노드는 RF 경로의 각 구성 요소 별로 모니터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 위상 천이기의 정상 동작 여부를 모니터링할 수 있다. 다른 예를 들어, 통신 노드는 전력 증폭기의 정상 동작 여부를 모니터링할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 각 구성 요소의 동작 상태가 변경되는 경우, 알람(alarm) 혹은 통지(notification)이 발생하도록 설정될 수 있다. 이 경우, 통신 노드는 이러한 동작 상태 변경에 따른 알람 혹은 통지에 기반하여 해당 RF 경로-오류가 발생하는지 여부를 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 통신 노드는 각 소자 혹은 RF 경로, 안테나의 성능을 나타내는 지표를 식별함으로써, RF 경로-오류의 발생 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 VSWR(voltage standing wave ratio), SWR(standing wave ratio)의 출력을 통해 RF 경로-오류의 발생 여부를 확인할 수 있다. 또한, 예를 들어, 통신 노드는 RF 경로와 안테나 단과의 반사 손실(return loss), 반사 계수(return coefficient)를 통해 RF 경로-오류의 발생 여부를 확인할 수 있다. 또한, 예를 들어, 통신 노드는 증폭기의 이득 혹은 안테나의 이득, S-파라미터를 통해 RF 경로-오류의 발생 여부를 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 통신 노드는 각 소자의 정상 동작 여부를 확인하기 위해 테스트 절차를 수행할 수 있다. 테스트 절차란, 입력 값에 따라 원하는 출력 값이 제공되는지 여부를 확인하는 절차를 의미한다. 통신 노드는 테스트 절차를 통해 요구 사항(예: 출력 값의 범위, 오차 범위)가 충족되지 않는 경우, 고장난 것으로 결정할 수 있다.
통신 노드는 빔포밍 구성 요소, 즉 MMU의 상태를 지속적으로 감시할 수 있다. 통신 노드는 RF 경로-오류가 발생하는지를 검출할 수 있다. 통신 노드는 구성 요소의 이상 유무룰 판단할 수 있다. 통신 노드는 RF경로-오류가 발생한 경우, 705단계를 수행할 수 있다. 통신 노드는 RF 경로-오류가 발생하지 않은 경우, RF 경로-오류를 다시 모니터링 할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 703 단계의 RF 경로-오류의 검출 절차는 주기적으로 수행될 수 있다. RF 경로-오류의 검출 절차의 예시는 도 8a를 통해 서술된다. 또한, 일 실시 예에 따라, 703 단계의 RF 경로-오류의 검출 절차는 비주기적으로 수행될 수 있다. RF 경로-오류의 검출 절차의 예시는 도 8b를 통해 서술된다. 한편, 상술한 두 실시 예들이 결합되어 병렬적으로 수행될 수 있음은 물론이다. 한편, 도 7에 도시된 바와 달리, 일부 실시 예들에서는 RF 경로-오류가 발생하지 않은 경우, 통신 노드는 빔포밍 관리 절차를 종료할 수도 있다.
705 단계에서, 통신 노드는 빔 패턴 복구가 필요한지 여부를 판단할 수 있다. RF 경로-오류가 검출된 경우, 기본 빔 패턴에 따른 빔 형상은 의도한 빔 형상과 다른 형태일 수 있다. 따라서, 통신 노드는 빔 패턴을 복구할 것인지 여부를 판단할 필요가 있다.
다양한 실시 예들에 따를 때, RF 경로-오류가 발생하였으나 이로 인한 손해가 미비한 경우, 통신 노드는 빔 패턴 복구를 수행하지 않을 수 있다. 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 RF 경로-오류가 발생한 RF 경로들의 개수가 임계값 이하인 경우, 통신 노드는 빔 패턴 복구가 필요하지 않다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계값은 통신 노드가 제공하는 서비스, 통신 노드에게 요구되는 커버리지의 절대적인 크기, 통신 노드의 MMU에 구비된 안테나들(안테나 엘리멘트들)의 개수, 안테나의 유형(예: 크로스-편파, 코-편파) 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 임계값은 지정된 값(예: 1개)일 수 있다.
다양한 실시 예들에 따를 때, RF 경로-오류가 발생하였으나 본 개시의 빔 패턴 복구로 왜곡된 빔 패턴을 보상하기 충분하지 않은 경우에도, 통신 노드는 빔 패턴 복구를 수행하지 않을 수 있다. 가용 RF 경로를 이용하여 합성되는 빔 패턴만으로는 원래의 빔 패턴, 즉 701 단계의 빔 패턴(즉, 기본 빔 패턴)과 유사한 성능을 얻기 어려울 수 있기 때문이다. 추가적으로, 다양한 실시 예들에 따른 통신 노드는, 빔 패턴 복구가 어려운 경우 이를 알리는 알림을 표시할 수 있다. 상기 알림은 RF 경로 혹은 RF 경로 내 소자의 교체, 정비가 필요함을 나타내는 메시지일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 RF 경로-오류가 발생한 RF 경로들의 개수가 임계값 이상인 경우, 통신 노드는 빔 패턴 복구가 필요하지 않다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계값은 통신 노드가 제공하는 서비스, 통신 노드에게 요구되는 커버리지의 절대적인 크기, 통신 노드의 MMU에 구비된 안테나들(안테나 엘리멘트들)의 개수, 안테나의 유형(예: 크로스-편파, 코-편파) 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 임계값은 전체 안테나들의 개수에 따라 지정된 값(예: 32개의 전체 안테나들 중에서 31개, 또는 32개의 전체 안테나들 중 16개)일 수 있다. 다시 말해, 지정된 값은 MMU 장비가 빔 패턴 복구를 통해 왜곡된 빔 패턴을 회복 가능한 정도에 따라 결정될 수 있다.
통신 노드는 구성 요소의 이상 유무를 판단하여, 필요한 경우 복구를 요청할 수 있다. 통신 노드는 빔 패턴 복구가 필요하다고 결정하는 경우 707 단계를 수행할 수 있다. 통신 노드는 빔 패턴 복구가 필요하지 않다고 결정되는 경우, 703 단계를 다시 수행할 수 있다. 즉, 통신 노드는 다시 RF 경로-오류가 발생하는지 여부를 모니터링할 수 있다. 한편, 도 7에 도시된 바와 달리, 빔 패턴 복구 여부를 판단한 뒤, 빔 패턴 복구를 수행하지 않고 빔포밍 관리 절차를 종료하는 동작 또한 본 개시의 일 실시 예로써 이해될 수 있다.
707 단계에서, 통신 노드는 빔 패턴 복구를 수행할 수 있다. 707 단계의 예시는 후술하는 도 9 내지 도 13을 통해 서술된다. 또한, 도 7에서는, 707 단계를 수행한 뒤, 빔포밍 관리 절차를 종료하는 것으로 도시되었으나, 빔 패턴을 복구하더라도 지속적으로 RF 경로-오류를 모니터링할 수 있음은 물론이다. 다양한 실시 예들에 따르면, 통신 노드는 707 단계를 수행한 뒤, 다시 703 단계를 수행할 수 있다.
도 7에서는, RF 경로-오류를 검출하기 전에 빔을 형성하는 것으로 서술하였으나, 이는 정상적인 빔 패턴을 형성하는 동작을 의미하는 것으로, 703 단계를 수행하기 위해 701 단계가 반드시 실시되어야 하는 것을 의미하는 것은 아니다. 703 단계부터 각 동작을 수행함으로써, 원하는 형상의 빔 패턴을 형성하는 것 또한 본 개시의 일 실시 예로써 이해될 수 있다. 일 예로, 설치 단계 전부터 RF 경로에 문제가 발생한 경우, 통신 노드는 가용 RF 경로들을 통해 시뮬레이션 등을 통해 의도하고자 했던 빔 패턴 혹은 커버하고자 하는 영역을 포괄하는 빔 패턴을 형성할 수 있다.
도 7에서는, RF 경로-오류가 발생하는 경우에 빔 패턴을 복구하는 것으로 서술하였으나, 본 개시의 다양한 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시 예들에 다른 통신 노드는 707 단계만을 수행할 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 701 단계에서 생성된 기존 빔 패턴의 변경 요청이 있는 경우, 통신 노드는 빔 패턴 복구를 수행할 수 있다. 예를 들어, 능동 안테나 어레이의 안테나 틸트(tilt)를 통해 물리적인 방향 조정이 수행되는 경우, 통신 노드는 빔 패턴을 생성할 수 있다. 통신 노드는 물리적인 방향 값 정보에 기반하여 새로운 빔 패턴을 형성할 수 있다. 일 예로, 안테나 틸트가 수직으로 15도 내려간 경우, 통신 노드는 기존의 빔 패턴보다 수직 방향으로 15도 이상 향하는 빔 패턴을 형성하기 위해, 신규 빔 패턴을 생성할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 RF 경로-오류를 판단함 없이, 지정된 명령(command)에 따라 빔 패턴 복구를 수행할 수 있다. 예를 들어, 지정된 명령은 사업자가 RF 경로가 고장남을 사전에 인지하고 수동적으로 전달되는 입력일 수 있다. 통신 노드는 설정된 빔 패턴의 요구사항(requirements)(예: 빔 폭, 방향, 메인로브의 크기 등)에 대응하는 합성 빔 패턴을 형성하도록 빔 패턴 복구를 수행할 수 있다.
또한, 도 7에서는, 빔 패턴 복구가 필요한지 여부를 판단하는 705 절차를 수행하는 것으로 서술하였으나, 본 개시의 다양한 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 705 단계를 수행하지 않고, RF 경로-오류가 검출된 경우에는 상시 빔 패턴 복구를 수행하는 것 또한 본 개시의 일 실시 예로써 이해될 수 있다.
도 8a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 경로-오류의 검출을 위한 통신 노드의 동작 흐름 800을 도시한다. 도 8a는 도 7의 703 단계의 일부로서, 도 8a의 동작 흐름은, 통신 노드 또는 통신 노드의 구성 요소로 이해될 수 있다. 통신 노드는 도 1의 기지국 110 또는 단말 120(즉, 단말들 120-1, 120-2, 120-3, 120-4 중 하나)을 예시한다.
도 8a를 참고하면, 801 단계에서, 통신 노드는 모니터링 주기가 도래하는지 여부를 검출할 수 있다. 모니터링 주기는, 각 RF 경로의 상태를 판단하기 위한 주기일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 모니터링 주기는 모든 RF 경로의 동작 상태를 판단하기 위한 주기일 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 모니터링 주기는 특정 RF 경로의 동작 상태를 판단하기 위한 주기일 수 있다. 각 RF 경로마다 모니터링 주기가 독립적으로(혹은 다르게) 설정될 수 있다. 또 다른 일부 실시 예들에서, 모니터링 주기는 전체 RF 경로들 중에서 빔포밍 구성 요소(예: TXRU, 전력 증폭기, RF 체인, 위상 천이기, 안테나 어레이, 서브 어레이, 안테나 엘리멘트) 별로 설정될 수 있다. 예를 들어, 위상 천이기들의 모니터링 주기와 서브 어레이들의 모니터링 주기는 독립적으로 설정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 모니터링 주기는 다양하게 설정될 수 있다. 모니터링 주기는 커버하고자 하는 지리적인 영역, 셀 용량(cell capacity), 접속되는 단말 빈도 수, 접속되는 단말의 개수, 다른 기지국과의 물리적인 위치 관계 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 모니터링 주기는 지정된 값일 수 있다. 예를 들어, 모니터링 주기는 통신 노드를 관리하는 사업자의 정책(policy)에 따라 기본 값(default value)으로 설정될 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 모니터링 주기는 서버로부터 수신될 수 있다. 서버는 필요에 따라 모니터링 주기 값을 통신 노드에게 제공할 수 있다. 서버는 상기 통신 노드를 관리하는 사업자의 관리 서버일 수 있다.
803 단계에서, 통신 노드는 각 RF 경로의 동작 상태를 확인할 수 있다. 통신 노드는 RF 경로, RF 경로의 소자(예: 위상 천이기), 또는 RF 경로와 연결되는 소자(예: 안테나 엘리멘트, RFIC)의 동작 상태를 확인할 수 있다. 동작 상태를 확인함은, 경로-오류의 발생 여부를 확인함을 의미한다.
805 단계에서, 통신 노드는 이상 동작 알람 여부를 확인할 수 있다. 이상 동작은, RF 경로를 구성하는 회로들 중 소자가 불량인 상황, 혹은 회로를 구성하는 전선이 단절되는 상황, 소자와 소자 간 연결이 불량이어서 RF 경로가 요구되는 성능 지표를 충족시키지 못하는 상황 중 적어도 하나에 따른 동작을 포함할 수 있다. 통신 노드는 이상 동작에 의한 알람 발생 여부를 확인할 수 있다. 통신 노드는 이상 동작 알람이 발생 시 807 단계를 수행할 수 있다. 통신 노드는 이상 동작 알람이 발생하지 않는 경우, 809 단계를 수행할 수 있다.
807 단계에서, 통신 노드는 RF 경로-오류의 발생이 검출되는 것으로 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 통신 노드는 도 7의 흐름에 따라 705 단계를 수행할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 통신 노드는 705 단계 없이 707 단계를 수행할 수도 있다.
809 단계에서, 통신 노드는 RF 경로-오류의 발생하지 않음을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 통신 노드는 도 7의 흐름에 따라 703 단계를 수행할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 통신 노드는 빔포밍 관리 절차를 종료할 수도 있다.
도 8b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 경로-오류의 검출을 위한 통신 노드의 다른 동작 흐름 850을 도시한다. 도 8b는 도 7의 703 단계의 일부로서, 도 8b의 동작 흐름은, 통신 노드 또는 통신 노드의 구성 요소로 이해될 수 있다. 통신 노드는 도 1의 기지국 110 또는 단말 120을 예시한다.
851 단계에서, 통신 노드는 이벤트를 검출할 수 있다. 여기서 이벤트는 RF 경로-오류의 발생 여부의 확인을 트리거링하는 이벤트일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 이벤트는 빔 패턴에서 통신 단절 현상(예: RLF)이 일정 횟수 이상 혹은 일정 시간 이상 발생을 포함할 수 있다. 특정 빔 패턴에서의 지속적인 통신 단절은 해당 빔 패턴을 형성하는 물리적인 장치의 문제일 가능성이 있기 때문이다.
다른 일부 실시 예들에서, 이벤트는 특정 지역(예: tracking area, ran area)에서의 접속 빈도가 일정 시간 이상 발생하지 않는 상황을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어 네트워크는 지역 업데이트(area update) 절차를 통해 단말들의 이동 상황을 감지할 수 있다. 특정 지역에서의 접속이 발생하지 않는 경우, 빔 왜곡이 발생했을 가능성이 있기 때문이다. 코어 네트워크는 통신 노드에게 이벤트를 알릴 수 있다. 다른 예를 들어, 통신 노드가 상기 이벤트의 발생을 직접 감지할 수도 있다.
또 다른 일부 실시 예들에서, 이벤트는 서버로부터 전송되는 온-디맨드 메시지(on-demand)의 수신일 수 있다. 예를 들어, 사업자는 필요에 따라 서버를 통해 기지국의 성능을 확인할 수 있다. 사업자의 관리 서버는 RF 경로의 모니터링을 요구하는 이벤트를 기지국에게 전송할 수 있다.
853 단계에서, 통신 노드는 RF 경로의 동작 상태를 확인할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 모든 RF 경로들의 동작 상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, RLF가 지속적으로 발생하는 경우, 문제가 되는 RF 경로를 식별하기 위해, 통신 노드는 모든 RF 경로들의 동작 상태를 확인할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 상기 이벤트와 관련된 RF 경로의 동작 상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, 서버로부터 전송되는 메시지는 동작 상태의 확인이 필요한 RF 경로에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 서버로부터 전송되는 메시지는 동작 상태의 확인이 필요한 특정 소자(예: 위상 천이기)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 853 단계는 동작 803 단계에 대응하므로, 853 단계에 대한 구체적인 설명은 적어도 일부 생략될 수 있다.
855 단계에서, 통신 노드는 임계 이상의 변화가 검출되는지 여부를 식별할 수 있다. 통신 노드는 RF 경로 또는 RF 경로를 구성하는 회로, 소자의 동작 상태가 정상 상태(normal state) 대비 임계 이상으로 변화하는지 여부를 식별할 수 있다. 정상 상태란, RF 경로에 요구되는 성능 지표가 충족되는 상태를 의미한다. 예를 들어, RF 경로에 대한 파라미터들이 설계 값 범위에 포함되는 경우, 상기 RF 경로는 정상 상태일 수 있다. 또한, 예를 들어, 이전에 RF 경로의 동작 상태를 확인할 때 RF 경로-오류의 발생이 검출되지 않았던 경우, 이전에 확인되었던 파라미터 값은 정상 상태의 파라미터 값일 수 있다. 통신 노드는 임계 이상의 변화가 검출되는 경우, 857 단계를 수행할 수 있다. 통신 노드는 임계 이상의 변화가 검출되지 않는 경우, 859 단계를 수행할 수 있다.
857 단계에서, 통신 노드는 RF 경로-오류의 발생이 검출되는 것으로 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 통신 노드는 도 7의 흐름에 따라 705 단계를 수행할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 통신 노드는 705 단계 없이 707 단계를 수행할 수도 있다.
859 단계에서, 통신 노드는 RF 경로-오류의 발생하지 않음을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 통신 노드는 도 7의 흐름에 따라 703 단계를 수행할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 통신 노드는 빔포밍 관리 절차를 종료할 수도 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔 패턴 복구를 위한 통신 노드의 동작 흐름 900을 도시한다. 도 9는 도 7의 707 단계의 일부로서, 도 9의 동작 흐름은, 통신 노드 또는 통신 노드의 구성 요소로 이해될 수 있다. 통신 노드는 도 1의 기지국 110 또는 단말 120을 예시한다.
도 9를 참고하면, 901 단계에서, 통신 노드는 RF 경로-오류에 대한 정보를 획득할 수 있다. RF 경로-오류에 대한 정보란, 어느 RF 경로에 RF 경로-오류가 발생하였는지에 대한 정보 어떤 소자가 RF 경로-오류를 야기하였는지에 대한 정보, RF 경로-오류가 발생한 RF 경로들, 즉 실패 RF 경로들의 개수, 실패 RF 경로에 할당된 전력 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다
903 단계에서, 통신 노드는 긴급 복구가 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 통신 노드는 RF 경로-오류에 대한 정보에 기반하여 긴급 복구의 가능 여부를 판단할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 실패 RF 경로들의 개수에 기반하여 긴급 복구 가부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 실패 RF 경로들의 개수가 2개 이하인 경우, 통신 노드는 긴급 복구를 수행할 것으로 결정할 수 있다. 실패 RF 경로들의 수가 적은 경우, 이를 보상하기 위해 조합 가능한 실시 예들이 감소하기 때문이다. 실패 RF 경로를 보상하기 위한 연산량이 적으므로, 통신 노드는 자체적인 동작을 통해 긴급 복구를 수행할 것으로 결정할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 전력 파라미터에 기반하여, 긴급 복구 가부를 결정할 수 있다. 통신 노드는 전력 파라미터를 확인함으로써 전력 부스팅이 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 통신 노드에 할당되는 전체 전력이 있고, 각 RF 경로에 할당되는 전력이 존재한다. 일정 RF 경로에 경로-오류가 발생함으로써, 전체 RF 경로에서 송신하는 전력 합 중에서 실패 RF 경로에 대응하는 전력 손실이 발생할 수 있다. RF 경로에 전력 마진을 가지고 있다면, 이러한 마진에 기반하여 통신 노드는 전력 손실을 보상하기 위하여 전력 부스팅을 수행할 수 있다.
통신 노드는 긴급 복구가 가능한 경우, 905 단계를 수행할 수 있다. 통신 노드는 긴급 복구가 가능하지 않은 경우, 907 단계를 수행할 수 있다.
905 단계에서, 통신 노드는 긴급 복구 기반 빔 패턴을 생성할 수 있다. 긴급 복구 기반 빔 패턴은, 통신 노드 자체(예: 도 1의 기지국 110) 혹은 통신 노드와 연결되는 장치(예: 통신 노드가 TRP인 경우, gNB) 내에서 보상 절차를 통해 생성되는 빔 패턴을 의미한다. RF 경로-오류를 보상하기 위한 빔 패턴을 위한 파라미터들이 보다 빨리 획득됨으로써, 신속한 빔 복구가 가능할 수 있다.
907 단계에서, 통신 노드는 최적화 복구 기반 빔 패턴을 생성할 수 있다. 최적화 복구 기반 빔 패턴은, 최적화 연산을 통해 도출되는 파라미터들로 생성되는 빔 패턴을 의미한다. 예로, 최적화 연산은 원격 서버에 의해 수행될 수 있다. 서버는 실패 RF 경로에 대한 파라미터, 가용 RF 경로들 중에서 조정 가능한 파라미터들을 조절하여, 생성 가능한 빔 패턴들 중에서 기존 빔 패턴과 가장 유사한 성능, 유사한 커버리지를 제공하기 위한 빔 패턴을 식별할 수 있다. 서버는 식별된 빔 패턴에 대응하는 파라미터 정보를 통신 노드에게 전달할 수 있다. 통신 노드는 파라미터 정보에 대응하는 빔 패턴을 적용함으로써, 빔 복구를 수행할 수 있다.
907 단계에서 최적화 연산은 서버에 의해 동작하는 것으로 서술되었으나, 일 실시 예에 따라, 통신 노드가 최적화 연산을 직접 수행할 수도 있다. 통신 노드에 최적화 연산을 위한 연산 모듈이 구현될 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 달리, 긴급 복구가 가능하더라도 지정된 조건에 따라 최적화 복구 기반 빔 패턴을 생성하는 통신 노드 또한 일 실시 예로써 이해될 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 긴급 복구를 위한 통신 노드의 동작 흐름 1000을 도시한다. 도 10은 도 9의 905 단계의 일부로서, 도 10의 동작 흐름은, 통신 노드 또는 통신 노드의 구성 요소로 이해될 수 있다. 통신 노드는 도 1의 기지국 110 또는 단말 120을 예시한다.
도 10을 참고하면, 1001 단계에서, 통신 노드는 실패 RF 경로에 기반하여 전력 파라미터를 조정할 수 있다.
통신 노드는 전력 증폭기에 가용한 최대 전력-마진(power-margin) 내에서 총 출력 전력을 유지하기 위하여, 실패 RF 경로에 기반하여 전력 부스팅을 수행할 수 있다. 통신 노드는 전력 부스팅을 위해, 각 전력 증폭기의 전력 파라미터를 조정할 수 있다. 구체적으로, 통신 노드는 가용한 최대 전력을 식별할 수 있다. 통신 노드는 실패 RF 경로에 기반하여, 전력-마진량을 결정할 수 있다. 통신 노드는 실패 RF 경로들의 개수에 기반하여 전력 부스팅을 수행할 수 있다. 통신 노드는 전력-마진량에 기반하여 전력 부스팅을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 가용한 최대 전력으로 100W를 식별할 수 있다. 통신 노드는 100개의 RF 경로들을 포함할 수 있다. 각 RF 경로에 균일한 전력량이 할당되고, 2개의 RF 경로들 각각에 RF 경로-오류가 발생하는 경우, 통신 노드는 사용 가능한 마진 전력량이 2W임을 결정할 수 있다. 통신 노드는 나머지 98개의 RF 경로들에 대한 전력 증폭기들을 이용하여, 전력-마진량만큼 전력 부스팅을 수행할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 통신 노드는 각 전력 증폭기에 동일한 전력-마진량을 할당할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 각 전력 증폭기에
Figure 112019055322696-pat00001
만큼 전력 부스팅을 수행할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 전력-마진량을 하나 이상의 보상 RF 경로에 할당할 수 있다. 보상 RF 경로는 가용 RF 경로들 중에서 추가적인 전력 부스팅을 통해 기존 빔 패턴을 보상하기 위한 RF 경로를 의미할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 보상 RF 경로를 식별하고, 해당 RF 경로에 대응하는 전력 증폭기에
Figure 112019055322696-pat00002
만큼 전력 부스팅을 할당할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 통신 노드는 부하를 줄이기 위해, 가용 출력 전력이 있더라도 전력 부스팅을 수행하지 않을 수 있다. 일부 실시 예들에서, 실패 RF 경로의 개수가 임계값 이하인 경우, 전력 부스팅을 수행하지 않을 수도 있다. 즉, 통신 노드는 가용 출력 전력이 있더라도 전력 부스팅을 수행하지 않을 수 있다. 일 실시 예로, 통신 노드는 전력 부스팅을 수행하지 않고 다른 방안(예: 도 11의 긴급 복구)에 따라 긴급 복구를 수행할 수 있다. 다른 일 실시 예로, 도9에 도시된 바와 달리, 통신 노드는 실패 RF 경로의 개수가 임계값 이하인 경우, 긴급 복구를 수행하지 않을 수도 있는데, 이러한 동작은 도 7의 705 단계에서 빔 패턴 복구가 필요하지 않다고 결정하는 동작에 대응할 수 있다.
1003 단계에서, 통신 노드는 전력 부스팅 기반 빔 패턴을 생성할 수 있다. 1001 단계에서 조정된 파라미터에 따라 전력 부스팅이 수행될 수 있다. 통신 노드는 적어도 일부 RF 경로의 증가된 전력을 통해 새로운 빔 패턴을 생성할 수 있다. 새로이 생성되는 빔 패턴은 기존 빔 패턴 대비 전력이 증가함에 따라 넓어진 커버리지를 제공할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 긴급 복구를 위한 통신 노드의 다른 동작 흐름 1100을 도시한다. 통신 노드는 도 1의 기지국 110 또는 단말 120을 예시한다. 도 11은 도 9의 905 단계의 일부로서, 도 11의 동작 흐름은, 통신 노드 또는 통신 노드의 구성 요소로 이해될 수 있다.
도 11을 참고하면, 1101 단계에서, 통신 노드는 실패 RF 경로에 대한 보상 정보를 획득할 수 있다.
통신 노드는 실패 RF 경로를 식별할 수 있다. 통신 노드는 실패 RF 경로에 대응하는 보상 정보를 획득할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 지정된 테이블에 기반하여 실패 RF 경로에 대응하는 보상 정보를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 테이블은 LUT(look-up-table)일 수 있다. LUT는 각 실패 RF 경로를 보상하기 위한 가용 RF 경로들의 빔포밍 파라미터들을 미리 정의할 수 있다. 빔포밍 파라미터는 각 RF 경로에 적용되는 위상 천이값 및 전력 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 32개의 RF 경로들 중에서 2개의 RF 경로에 경로-오류가 발생함을 검출할 수 있다. 통신 노드는 지정된 테이블에 기반하여 가용 RF 경로들 중에서 적어도 일부의 위상 조정 값을 획득할 수 있다. 경로-오류가 발생하는 경로들의 개수가 적을수록 LUT를 구성하기 용이하기 때문에, 통신 노드는 미리 테이블을 저장하고, 이를 통해 긴급 복구 기반 빔 패턴을 생성할 수 있다. 통신 노드는 저장부(예: 도 2의 저장부 220)에 보상 정보를 포함하는 테이블을 저장할 수 있다.
다른 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 실패 RF 경로에 적용된 빔포밍 파라미터들로부터, 보상 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 빔 포밍 파라미터는 빔포밍 가중치(beamforming weight)를 의미할 수 있다. 통신 노드는 테이블이 아니라 직접 내부적인 연산을 통해, 실패 RF 경로의 안테나 엘리멘트들이 형성하는 부분 빔 패턴을 보완(compliment)하기 위한 다른 RF 경로의 빔포밍 파라미터들을 획득할 수 있다. 빔 패턴의 보완은 물리적인 커버리지의 형태가 유사함에 기초한다. 즉, 유사한 빔 패턴들은 3차원 공간의 위치들에서 빔포밍 신호 이득(예: 단위 dB)이 유사함을 의미할 수 있다. 통신 노드는, 기존 빔 패턴과 보상된 빔패턴의 오차가 최소가 되도록 각 위상 천이기에 적용되는 위상 값, 각 전력 증폭기에 적용되는 전력 값등을 하나라도 포함하는 보정된 빔포밍 파라메터들을 계산할 수 있고, 빔 폭, 신호 이득, 메인 로브의 형상 등과 같이 물리적인 형상에 영향을 미치는 지표들을 반영하여 기존과 최대한 유사한 보상된 빔패턴을 생성하는 빔포밍 파라미터들(예: 위상 천이값, 전력 값)을 계산할 수 있다. 경로-오류가 발생하는 경로들의 개수가 적을수록 연산 부담이 감소하기 ‹š문에, 통신 노드는 자체 연산을 통해 긴급 복구 기반 빔 패턴을 생성할 수 있다.
1103 단계에서, 통신 노드는 빔포밍 파라미터들을 조정할 수 있다. 통신 노드는 보상 정보에 기반하여 빔포밍 파라미터들을 조정할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 빔포밍 파라미터는, 위상 패턴을 포함할 수 있다. 위상 패턴이란 각 위상 천이기에 적용되는 위상 값의 분포를 의미할 수 있다. 빔 패턴은 안테나 엘리멘트들이 형성하는 빔들의 합성을 통해 생성될 수 있다. 따라서, 통신 노드는 보상 정보에 따라 각 위상 값을 변경하거나 혹은 유지함으로써, 새로운 위상 패턴을 결정할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따른 빔포밍 파라미터는, 전력 패턴을 포함할 수 있다. 전력 패턴이란 각 전력 증폭기에 적용되는 전력 값의 분포를 의미할 수 있다. 빔 패턴은 안테나 엘리멘트들이 형성하는 빔들의 합성을 통해 생성될 수 있다. 따라서, 통신 노드는 보상 정보에 따라 각 전력 값을 변경하거나 혹은 유지함으로써, 새로운 빔 패턴을 결정할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따른 빔포밍 파라미터는, 위상 패턴과 전력 패턴 모두를 포함할 수도 있다.
통신 노드는, 각 RF 경로를 통과하는 신호에게 보상 정보에 따른 복소 가중치가 적용되도록 빔포밍 파라미터들을 조정할 수 있다. 통신 노드는 해당 RF 경로의 전력 증폭기와 위상 천이기의 값, 다시 말해 진폭 값 및/또는 위상 값을 조정함으로써, 요구되는 복소 가중치를 신호에게 부여할 수 있다.
1105 단계에서, 통신 노드는 빔 패턴을 생성할 수 있다. 통신 노드는 1103 단계의 조정된 빔포밍 파라미터들에 따라 새로운 빔 패턴을 생성할 수 있다. 여기서 새로운 빔 패턴은 기존의 빔 패턴과 물리적으로 유사할 수 있다. 물리적으로 유사함은, 3차원 공간에서 신호 이득에 따라 형성되는 물리적인 커버리지의 형태가 유사함을 의미한다. 즉, 유사한 빔 패턴들은 3차원 공간의 위치들에서 유사한 빔포밍 신호 이득(예: 단위 dB)을 가질 수 있다. 다수의 위치들에서 일정 범위 미만의 신호 이득 차이를 보이는 경우, 유사한 형상의 빔 패턴일 수 있다. 두 빔 패턴들이 유사한 형상을 갖지만, 각 빔 패턴을 형성하기 위해 사용된 RF 구성 요소들의 개수(예: 안테나 엘리멘트들의 개수, 서브 어레이의 개수, 가용 RF 경로의 개수 중 적어도 하나)가 다른 경우, 본 개시의 다양한 실시 예들의 실시 여부가 확인될 수 있다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적화 복구를 위한 통신 노드들 간 신호 흐름 1200을 도시한다. 통신 노드들은 도 1의 기지국 110과 서버 1210을 예시한다. 서버 1210은 일 예로, 기지국 110의 통신 사업자의 관리 서버일 수 있다.
도 12를 참고하면, 1201 단계에서, 기지국 110은 서버 1210에게 RF 경로-오류에 대한 정보를 보고할 수 있다. 즉, 기지국 110은 경로 오류 정보를 포함하는 서버 1210에게 보고 메시지를 전송할 수 있다. 서버 1210은 경로 오류 정보를 포함하는 보고 메시지를 기지국 110으로부터 수신할 수 있다.
보고 메시지는, RF 경로-오류가 발생했다는 정보를 포함할 수 있다. 즉, 보고 메시지 RF 경로-오류의 발생을 보상하기 위한 빔 패턴을 요청하는 메시지일 수 있다. 서버 1210은 RF 경로-오류의 발생을 가리키는 정보를 명시적으로 식별함으로써 기지국 110에게 빔 패턴 복구가 필요함을 결정할 수 있다. 혹은 서버 1210은 보고 메시지의 수신으로부터 묵시적으로 기지국 110에게 빔 패턴 복구가 필요함을 결정할 수 있다.
보고 메시지는 빔포밍부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 빔포밍부에 대한 정보는 셀 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀 정보는 빔포밍에서 제공하는 각 셀의 ID, 형상 유형 정보, 각 셀의 전체의 경로 상태, 셀에 적용된 안테나 어레이의 틸트 정보, 반전력 빔 폭, 전송되는 CRS의 포트 개수에 대한 정보, SSB에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 빔포밍부에 대한 정보는 빔포밍 아키텍쳐의 구조 또는 각 구성 요소에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 빔포밍부에 대한 정보는, 빔포밍부가 전력 부스팅에 대한 정보를 포함할 수 있다. 전력 부스팅에 대한 정보는, 빔포밍부가 전력 부스팅을 지원하는지 여부, 전력 부스팅의 범위, 기본 전력 마진량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보고 메시지는 RF 경로-오류에 대한 정보, 즉 경로 오류 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 경로 오류 정보는 RF 경로-오류가 발생한 경로, 즉 실패 RF 경로에 대한 정보를 포함할 수 있다. 실패 RF 경로에 대한 정보는 실패한 RF 경로를 가리키는 정보, 실패 RF 경로에 적용되는 위상 천이값 또는 전력 값, 실패 RF 경로와 연결되는 서브 어레이의 인덱스 또는 안테나 엘리멘트들의 번호, 실패 RF 경로와 연결되는 RF 체인, 실패 RF 경로들의 개수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에서, 경로 오류 정보는 RF 경로-오류가 발생하지 않은 경로, 즉, 가용 RF 경로에 대한 정보를 포함할 수 있다. 가용 RF 경로에 대한 정보는, 가용 RF 경로를 가리키는 정보, 가용 RF 경로들 각각에 설정된 위상 천이 값 또는 전력 값, 가용 RF 경로와 연결되는 서브 어레이의 인덱스 또는 안테나 엘리멘트들의 번호, 가용 RF 경로와 연결되는 RF 체인, 가용 RF 경로들의 개수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에서, 경로 오류 정보는 RF 소자의 제어 정보를 포함할 수 있다. 각 RF 경로는 다른 요구사항을 충족하는 RF 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 보고되는 RF 소자는 가용 RF 경로의 소자들 중에서 빔 패턴 복구를 위해 파라미터 값이 일정 범위 이상 유동적인 값을 갖는 소자를 의미할 수 있다. 제어 정보는 소자의 식별 정보(예: 특정 RF 경로에 위치하는 위상 천이기) 및 소자의 동작 범위를 포함할 수 있다.
1203 단계에서, 서버 1210은 최적화 알고리즘에 따른 빔포밍 파라미터를 획득할 수 있다. 서버 1210은 오류 정보에 기반하여 최적화 알고리즘에 따른 빔포밍 파라미터를 획득할 수 있다.
최적화 알고리즘을 수행하기 위해, 서버 1210은 먼저 오류 정보 또는 기존의 기지국 110에 대한 정보(예: 설치 정보, MMU 정보)에 기반하여 복수의 후보 조합들을 결정할 수 있다. 서버 1210은, 가용 RF 경로들 내 각 소자의 파라미터의 가능한 값들을 모두 조합함으로써, 복수의 후보 조합들을 결정할 수 있다. 여기서, 최적화 알고리즘이란 가능한 후보 조합들 전체를 각각 비교함으로써, 요구되는 조건에 가장 부합하는 조합을 찾는 것을 의미한다. 예를 들어, M개의 후보 조합들이 있는 경우, 기존 빔 패턴과 M개의 후보 조합들 각각에 따른 빔 패턴을 비교함으로써, 서버 1210은 가장 유사하다고 판단되는 빔 패턴을 식별할 수 있다. 한편, 가장 유사하다고 판단하기 위한 기준(예: cost-function)은 실시 예에 따라 다르게 설정될 수 있다.
모든 경우를 포함하도록 후보 조합들을 결정하는 것으로 서술하였으나, 일 실시 예에 따라, 서버 1210은 일정 기준에 부합하지 않는 파라미터 값들에 대응하는 조합들을 우선적으로 미리 제외시킴으로써, 복수의 후보 조합들을 결정할 수도 있다. 불필요한 연산을 줄임으로써, 서버 1210에서의 연산량이 감소할 수 있다.
서버 1210은 평가 지표(metric)을 통해 후보 조합들 중에서 최적화 조합을 식별할 수 있다. 평가 지표는 빔 패턴의 유사성을 판단하기 위한 지표일 수 있다. 서버 1210은 기존의 의도하는 빔 패턴과 최대한 유사한 빔 패턴을 제공하는 파라미터들의 조합을 도출할 수 있다. 이 때, 실패 RF 경로는 동작하지 않으므로, 실패 RF 경로의 소자 값들은 기본 값인 0으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 빔 패턴을 형성하는 안테나 어레이의 위상 패턴들의 위상 값들 중에서, 실패 RF 경로에 대응하는 위상 값은 0으로 설정될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 서버 1210은 MSE(mean square error) 알고리즘에 기반하여 최적화 조합을 식별할 수 있다. 빔 패턴이 유사함은 3차원 공간에서 빔 형상이 유사함을 의미할 수 있다. 두 빔 형상들이 유사함은, 3차원 공간의 위치들 각각에서 빔포밍 신호 이득(예: 단위 dB) 분포가 유사함을 의미할 수 있다. 서버 1210은 복수의 조합들 각각의 빔 형상을 도출할 수 있다. 각 빔 형상이 기존 빔 패턴의 빔 형상과 물리적으로 유사한 이득 분포를 갖도록, 최소 MSE(minimum MSE, MMSE)를 갖는 조합을 최적화 조합으로 식별할 수 있다. 예를 들어, 서버 1210은 3차원 공간에서 복수의 테스트 점들(예: 3차원 좌표계의 x, y, z)을 형성하고 각 점에서의 차이의 절대값의 합이 최소인 조합을 식별할 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에서, 서버 1210은 특정 빔포밍 메트릭들에 기반하여 최적화 조합을 식별할 수 있다. 빔포밍 메트릭은, 형성되는 빔 외관에 대한 지표를 의미한다. 예를 들어, 빔포밍 메트릭은 반전력 빔폭(half power beamwidth, HPBW)을 포함할 수 있다. 3차원 공간에서 반전력 빔폭은 H 축, V 축으로 각각 존재할 수 있다. 또한, 예를 들어, 빔포밍 메트릭은 피크 이득(peak gain)을 포함할 수 있다. 일 예로, 피크 이득은 메인 로브의 피크 이득일 수 있다. 또한, 예를 들어, 빔포밍 메트릭은 USL 억제에 대한 메트릭을 포함할 수 있다. USL 억제에 대한 메트릭은, 빔 형성시 발생하는 사이드 로브가 메인 로브에 비해 얼마나 제한되는지를 가리킬 수 있다.
서버 1210은 빔포밍 메트릭들 중에서 적어도 하나를 결정하고, 결정된 빔포밍 메트릭을 기준으로 기준 빔 패턴과 후보 조합들 각각의 빔 패턴을 비교할 수 있다. 서버 1210은 기준 빔 패턴과 가장 적은 차이를 갖는 후보 조합을 최적화 조합으로 식별할 수 있다. 한편, 빔포밍 메트릭들이 2개 이상 결정되는 경우, 서버 1210은 각 빔포밍 메트릭에 가중치를 부여하고 이들의 합을 최소화하는 후보 조합을 최적화 조합으로 식별할 수 있다. 각 가중치는 서버의 설정에 따라 지정된 값으로 결정될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 서버 1210은 빔포밍 메트릭 뿐만 아니라 빔포밍 파라미터의 추가적인 제어에 기반하여 최적화 조합을 식별할 수 있다. 경로 별 전력 부스팅이 가능한 경우, 일부 실시 예들에서, 서버 1210은 각 RF 경로 별 전력-마진량을 도출하고, 이를 고려한 후보 조합들을 결정함으로써, 전력 파라미터에 대해서도 최적화되는 조합을 식별할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 서버 1210은 전체 전력-마진량을 고려하여, 모든 RF 경로들의 전력 증폭기들에 대해 일괄적으로 전력 부스팅을 수행할 수 있다. 일괄적으로 전력이 부스팅됨에 따라 물리적인 빔의 형상이 다라지므로, 전력 부스팅 전과 최적화 조합이 달라질 수 있다.
1205 단계에서, 서버 1210은 빔포밍 파라미터 정보를 기지국 110에게 전송할 수 있다. 기지국 110은 빔포밍 파라미터 정보를 서버 1210으로부터 수신할 수 있다. 빔포밍 파라미터 정보는, 1203 단계에서 식별된 빔포밍 파라미터들의 최적화 조합을 지시할 수 있다. 빔포밍 파라미터 정보는, 기지국 110의 각 RF 경로에 적용될 복소 가중치의 진폭 및 위상 값의 조합을 지시할 수 있다. 예를 들어, 빔포밍 파라미터 정보는 특정 가용 RF 경로의 위상 천이기에 입력될 위상 값과 전력 증폭기에 입력될 전력 값을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 빔포밍 파라미터 정보는 빔포밍 패턴에 대하여 현재 설정된 위상 값 및 전력 값 각각의 기본 설정 값(default value)데 대한 변화량을 포함할 수 있다. 기본 설정 값에 변화량을 적용시킴으로써, 기지국 110은 최적화 조합의 빔포밍 파라미터 값들을 획득할 수 있다.
1207 단계에서, 기지국 110은 빔 패턴을 생성할 수 있다. 기지국 110은 1205 단계에서 수신된 빔포밍 파라미터에 따라 빔 패턴을 생성할 수 있다. 빔포밍 파라미터는 위상 패턴, 전력 패턴, 특정 RF 경로에 대한 위상 변화 값, 특정 RF 경로에 대한 전력 변화 값, 특정 RF 경로에 대한 위상 값, 특정 RF 경로에 대한 전력 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 도 12는 통신 노드들의 예시로써, 기지국과 서버를 예로 서술하였으나, 본 개시의 다양한 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시 예들에 따라, 무선 액세스 네트워크를 제공하는 노드와 사업자의 관리 서버 사이에 추가적인 통신 노드들이 더 포함될 수 있다. 또한 일 실시 예에 따라 관리 서버 이후에 별도의 장치가 추가적으로 위치할 수도 있다. 연산량 분담을 위해, 추가적인 노드들이 상황에 따라 각각 수행할 수 있다. 이하, 도 13을 통해 이러한 계층적 구조(hierarchical)에서 최적화 알고리즘을 구현하기 위한 예가 서술된다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 최적화 복구를 위한 통신 노드들간 계층적 구조(hierarchical)의 예 1300을 도시한다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 최적화 복구는 RF 경로-오류의 검출, 오류 보고, 최적화 조합 전달, 빔 패턴 생성의 절차들을 포함할 수 있다. 계층적 구조가 강화될수록 오류 보고 절차와 최적화 조합 전달 절차는 각 계층마다 추가될 수 있다.
도 13을 참고하면, 1301 단계, 1303 단계, 및 1305 단계는 오류 보고 절차이고, 1307 단계, 1309 단계, 1311 단계는 최적화 조합 전달 절차이다. 계층적 구조 1300은 라디오 유닛 1351, 디지털 유닛 1353, 관리 장치(management device) 1355, 빔 합성 제어기 1357를 포함할 수 있다.
라디오 유닛 1351은 빔포밍 무선 환경을 제공하는 통신 노드로써, MMU를 포함할 수 있다. 라디오 유닛 1351은, 자체적으로 빔 패턴 복구가 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 자체적으로 빔 패턴 복구가 불가능하거나, 혹은 연산 정도가 라디오 유닛 1351의 능력(capability)을 초과하는 경우, 라디오 유닛 1351은 상위 노드에게 빔 패턴 복구를 요청할 수 있다. 1301 단계에서, 라디오 유닛 1351은 디지털 유닛 1353에게 빔 패턴 복구를 요청하기 위한 정보를 전송할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 요청 정보는 도 12의 오류 보고 정보 또는 빔포밍부에 대한 정보에 대응할 수 있다.
디지털 유닛 1353은 라디오 유닛 1351의 무선 환경을 관리하고, 무선 환경 내 단말의 통신과 관련된 제어 시그널링을 담당할 수 있다. 디지털 유닛 1353은, 자체적으로 빔 패턴 복구가 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 자체적으로 빔 패턴 복구가 불가능하거나, 혹은 연산 정도가 디지털 유닛 1353의 능력(capability)을 초과하는 경우, 디지털 유닛 1353은 상위 노드에게 빔 패턴 복구를 요청할 수 있다. 1303 단계에서, 디지털 유닛 1353은 관리 장치 1355에게 빔 패턴 복구를 요청하기 위한 정보를 전송할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 요청 정보는 도 12의 오류 보고 정보 또는 빔포밍부에 대한 정보에 대응할 수 있다.
관리 장치 1355는, 코어 네트워크에 위치하여 특정 기능(function)을 수행하도록 구성되는 상위 네트워크 엔티티이거나, 기지국을 관리하는 사업자의 관리 서버(management server)(예: 도 12의 서버 1210)일 수 있다. 관리 장치 1355는 라디오 유닛 보다 높은 연산 능력을 가질 수 있다. 관리 장치 1355는, 자체적으로 빔 패턴 복구가 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 자체적으로 빔 패턴 복구가 불가능하거나, 혹은 연산 정도가 관리 장치 1355 의 능력(capability)을 초과하는 경우, 관리 장치 1355는 별도의 모듈에게 빔 패턴 복구를 요청할 수 있다. 1305 단계에서, 관리 장치 1355는 빔 합성 제어기1357에게 빔 패턴 복구를 요청하기 위한 정보를 전송할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 요청 정보는 도 12의 오류 보고 정보 또는 빔포밍부에 대한 정보에 대응할 수 있다.
상술한 1301 단계, 1303 단계, 및 1305 단계의 보고 절차는 주기적으로 수행되거나 이벤트의 발생에 따라 비주기적으로 수행될 수 있다.
빔 합성 제어기 1357은 최적화 도구(optimization tool)를 포함하는 모듈일 수 있다. 빔 합성 제어기 1357은 도 12에서 서술된 최적화 알고리즘을 실행하는 모듈일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 빔 합성 제어기 1357는 관리 장치 1355와 별도의 하드웨어 장치로써, 관리 장치 1355와 연결될 수 있다. 일 예로, 빔 합성 제어기 1357은 다수의 연산 처리 장치들을 포함하는 장치일 수 있다. 또한, 일 예로, 빔 합성 제어기 1357은 클라우드 컴퓨팅을 제공하는 클라우드 서버일 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 빔 합성 제어기 1357는 특정 알고리즘을 구현하는 소프트웨어일 수 있다. 일 예로, 빔 합성 제어기 1357는 관리 장치 1355 내부에 구현될 수 있다. 다른 일 예로, 빔 합성 제어기 1357는 다른 네트워크 엔티티 내에 설치될 수 있다. 또한, 다른 일 예로, 빔 합성 제어기 1357은 라디오 유닛(1351)(혹은 DU)에 구현될 수도 있다. 다시 말해, 도 13에 도시된 계층적 구조 1300의 엔티티들(라디오 유닛 1351, 디지털 유닛 1353, 관리 장치(management device) 1355, 빔 합성 제어기 1357) 중에서 적어도 일부는 동일한 장비 내에 위치할 수도 있다.
빔 합성 제어기 1357는 보고된 정보들에 기반하여 라디오 유닛 1351의 제어 가능한 빔포밍 파라미터들의 제어 범위에 따라 가능한 모든 후보 조합들을 결정할 수 있다. 빔 합성 제어기 1357는 최적화 알고리즘을 통해 가능한 후보 조합들 중에서 기존 빔 패턴과 가장 유사한 빔 패턴, 가장 유사한 빔 커버리지를 제공하는 조합을 최적화 조합을 식별할 수 있다.
이후, 1307 단계에서 빔 합성 제어기 1357은 최적화 조합을 가리키는 정보를 관리 장치 1355에게 전송할 수 있다. 이후, 1309 단계에서 관리 장치1355는 최적화 조합을 가리키는 정보를 디지털 유닛 1353에게 전송할 수 있다. 이후, 1309 단계에서 디지털 유닛 1353는 최적화 조합을 가리키는 정보를 라디오 유닛 1351에게 전송할 수 있다. 라디오 유닛 1351은 최적화 조합에 따른 빔포밍 파라미터들을 적용함으로써, 빔 패턴을 생성할 수 있다. 생성된 빔 패턴은 기존 빔 패턴과 유사한 빔포밍 메트릭을 가질 수 있다.
기존(legacy)의 4T4R(4TX(transmit), 4RX(receive))구조 대비 32T 혹은 64T와 같이 안테나 엘리멘트들의 개수가 점점 증가하는 추세다. 또한, 안테나의 각 안테나 엘리멘트는 액티브 소자로 구현됨으로써 고장날 확률 또한 기존 대비 높다. 고장 확률은 증가하는 한편, 고장시마다 이를 교체하는 것은 비효율적일 수 있기 때문에, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 빔 패턴 복구 방안을 통해 이러한 비효율을 해소함과 동시에 RF 경로에 문제가 발생하더라도 서비스 환경을 유지할 수 있다.
본 개시는 통신 노드가 빔 패턴을 복구하는 동작들을 주로 서술하였으나, 빔 패턴 복구 전 RF 경로-오류를 검출하는 절차(즉, 빔 패턴을 복구하지 않더라도 통신 노드는 도 7 및 도 8b를 통해 RF 경로-오류를 검출하는 절차), 빔 패턴 복구 이후 절차들 또한 본 개시의 실시 예들로써 이해될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 빔 패턴 복구 이후, 통신 노드는 RF 경로가 교체되어 정상적으로 동작하는 경우, 기존 빔 패턴의 빔포밍 파라미터들을 적용하도록 운용될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 통신 노드가 재부팅되는 경우, 복구 이력을 조회하여 가장 최근에 복원된 빔 패턴의 빔포밍 파라미터들을 적용하도록 운용될 수 있다.
한편, 본 개시는 다수의 단말들에게 공통적으로 전송되는 신호를 위한 공통 빔 패턴(common beam pattern)을 예로 서술하였으나, 유저-특정(user-specific) 빔 패턴에도 본 개시의 빔 패턴 복구 알고리즘이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 기지국과 같은 네트워크 노드에서 빔 패턴 복구가 수행되는 것으로 도시되었으나, 다수의 안테나들을 갖는 단말에서도 적용될 수 임은 물론이다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서, 통신 노드(communication node)에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    기본(default) 빔포밍 파라미터 셋을 복수의 RF(radio frequency) 경로들에게 적용함으로써, 기본 빔 패턴을 생성하는 과정과,
    상기 복수의 RF 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로와 관련된 경로-오류(path-failure)를 검출하는 과정과,
    상기 복수의 RF 경로들 중에서 상기 적어도 하나의 RF 경로를 제외한, 하나 이상의 가용 RF 경로들에 대한 복구(recovered) 빔포밍 파라미터 셋을 획득하는 과정과,
    상기 복구 빔포밍 파라미터 셋을 상기 하나 이상의 가용 RF 경로들에게 적용함으로써, 복구 빔 패턴을 생성하는 과정을 포함하고,
    상기 경로-오류와 관련된 상기 적어도 하나의 RF 경로의 개수가 임계값보다 작으면, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 상기 기본 빔 패턴의 형상에 기반하여, 상기 통신 노드에서 상기 하나 이상의 가용 RF 경로들을 이용한 후보 셋들 중에서 식별되고,
    상기 경로-오류와 관련된 상기 적어도 하나의 RF 경로의 개수가 상기 임계값 이상이면, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 서버로부터 수신되는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋을 식별하는 과정은,
    상기 경로-오류와 관련된 상기 적어도 하나의 RF 경로의 개수가 상기 임계값 이상이면, 상기 서버에게 상기 경로-오류의 검출을 가리키기 위한 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 서버로부터 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋을 가리키는 정보를 수신하는 과정을 포함하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은,
    상기 하나 이상의 가용 RF 경로들의 각 RF 경로에 포함되는 위상 천이기의 위상 값; 및
    상기 하나 이상의 가용 RF 경로들의 각 RF 경로에 포함되는 전력 증폭기의 전력 값을 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 후보 셋들의 각 세트는 위상 천이기의 가능한 위상 값과 전력 증폭기의 가능한 전력 값의 조합을 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋을 획득하는 과정은,
    상기 경로-오류와 관련된 상기 적어도 하나의 RF 경로의 개수가 상기 임계값보다 작으면, 상기 적어도 하나의 RF 경로와 관련된 전력-마진량을 결정하는 과정과,
    상기 전력-마진량에 기반하여 상기 하나 이상의 RF 경로들에 포함되는 전력 증폭기의 전력 값을 조정하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 상기 후보 셋들을 포함하는 LUT(look-up table)로부터 식별되는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 RF 경로들의 각 RF 경로는, 하나의 위상 천이기와 하나의 전력 증폭기에 연결되고,
    상기 복수의 RF 경로들의 각 RF 경로는, 상기 통신 노드의 안테나 어레이(antenna array)의 복수의 안테나 엘리멘트(antenna element)들 중에서 적어도 하나의 안테나 엘리멘트와 연결되는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 상기 적어도 하나의 RF 경로 없이 상기 복구 빔 패턴을 생성하기 위해 이용되는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 기본 빔 패턴의 형상은 상기 기본 빔 패턴의 메인 로브를 포함하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 상기 기본 빔 패턴과 상기 복구 빔 패턴 사이의 차이를 최소화도록 식별되는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서, 통신 노드(communication node)의 장치에 있어서,
    적어도 하나의 송수신기와,
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    기본(default) 빔포밍 파라미터 셋을 복수의 RF(radio frequency) 경로들에게 적용함으로써, 기본 빔 패턴을 생성하는 과정과,
    상기 복수의 RF 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로와 관련된 경로-오류(path-failure)를 검출하는 과정과,
    상기 복수의 RF 경로들 중에서 상기 적어도 하나의 RF 경로를 제외한, 하나 이상의 가용 RF 경로들에 대한 복구(recovered) 빔포밍 파라미터 셋을 획득하는 과정과,
    상기 복구 빔포밍 파라미터 셋을 상기 하나 이상의 가용 RF 경로들에게 적용함으로써, 복구 빔 패턴을 생성하도록 구성되고,
    상기 경로-오류와 관련된 상기 적어도 하나의 RF 경로의 개수가 임계값보다 작으면, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 상기 기본 빔 패턴의 형상에 기반하여, 상기 통신 노드에서 상기 하나 이상의 가용 RF 경로들을 이용한 후보 셋들 중에서 식별되고,
    상기 경로-오류와 관련된 상기 적어도 하나의 RF 경로의 개수가 상기 임계값 이상이면, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 서버로부터 수신되는 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 빔포밍 파라미터들을 식별하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 경로-오류와 관련된 상기 적어도 하나의 RF 경로의 개수가 상기 임계값 이상이면, 상기 서버에게 상기 경로-오류의 검출을 가리키기 위한 메시지를 전송하고,
    상기 서버로부터 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋을 가리키는 정보를 수신하도록 구성되는 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은,
    상기 하나 이상의 가용 RF 경로들의 각 RF 경로에 포함되는 위상 천이기의 위상 값; 및
    상기 하나 이상의 가용 RF 경로들의 각 RF 경로에 포함되는 전력 증폭기의 전력 값을 포함하는 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 후보 셋들의 각 세트는 위상 천이기의 가능한 위상 값과 전력 증폭기의 가능한 전력 값의 조합을 포함하는 장치.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋을 획득하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 경로-오류와 관련된 상기 적어도 하나의 RF 경로의 개수가 상기 임계값보다 작으면, 상기 적어도 하나의 RF 경로와 관련된 전력-마진량을 결정하고,
    상기 전력-마진량에 기반하여 상기 하나 이상의 RF 경로들에 포함되는 전력 증폭기의 전력 값을 조정하도록 구성되는 장치.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 상기 후보 셋들을 포함하는 LUT(look-up table)로부터 식별되는 장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 RF 경로들의 각 RF 경로는, 하나의 위상 천이기와 하나의 전력 증폭기에 연결되고,
    상기 복수의 RF 경로들의 각 RF 경로는, 상기 통신 노드의 안테나 어레이(antenna array)의 복수의 안테나 엘리멘트(antenna element)들 중에서 적어도 하나의 안테나 엘리멘트와 연결되는 장치.
  18. 무선 통신 시스템에서, 서버의 장치에 있어서,
    적어도 하나의 송수신기와,
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    통신 노드로부터, 상기 통신 노드의 복수의 RF(radio frequency) 경로들 중에서 적어도 하나의 RF 경로에 대한 경로-오류(path-failure)의 검출을 가리키는 정보를 수신하고,
    상기 복수의 RF 경로들 중에서 상기 적어도 하나의 RF 경로와 다른 하나 이상의 가용 RF 경로들을 이용한 복구 빔 패턴을 형성하기 위한 복구 빔포밍 파라미터 셋을, 후보 셋들 중에서, 식별하고,
    상기 식별된 복구 빔포밍 파라미터 셋을 가리키는 정보를 상기 통신 노드에게 전송하도록 구성되고,
    상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 상기 적어도 하나의 RF 경로들을 이용한 상기 후보 셋들 중에서, 기본(default) 빔 패턴의 형상에 기반하여, 상기 서버에서 식별되며, 상기 기본 빔 패턴은 기본 빔포밍 파라미터 셋을 복수의 RF 경로들에게 적용함으로써, 상기 통신 노드에 의해 생성되는 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 후보 셋들의 각 세트는 위상 천이기의 가능한 위상 값과 전력 증폭기의 가능한 전력 값의 조합을 포함하고,
    상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은 상기 기본 빔 패턴과 상기 복구 빔 패턴 사이의 차이를 최소화도록 식별되는 장치.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 복구 빔포밍 파라미터 셋은,
    상기 하나 이상의 가용 RF 경로들의 각 RF 경로에 포함되는 위상 천이기의 위상 값; 및
    상기 하나 이상의 가용 RF 경로들의 각 RF 경로에 포함되는 전력 증폭기의 전력 값을 포함하는 장치.
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