KR101573342B1 - 빔 트레이닝 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

이동통신 시스템에서 효율적인 빔 트레이닝을 위하여 물리계층에서 전송 빔의 식별자를 전송하는 기지국 장치가 개시된다. 기지국 장치는 전송 빔의 식별자에 따라 OFDM 심볼을 위상 시프트하며 전송하며, OFDM 심볼은 셀내 또는 셀간에서 전송 지연 또는 다중 경로 채널 지연에 의하여 발생하는 자기 상관 간섭의 영향을 최소화할 수 있도록 위상 시프트된다.

Description

빔 트레이닝 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRAINING TRANSMITTING BEAM AND RECEIVING BEAM}
하기의 실시예들은 복수의 전송 안테나 및 복수의 수신 안테나를 사용하는 셀룰러 통신 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 복수의 전송 안테나를 이용하여 형성 가능한 전송 빔 및 복수의 수신 안테나를 이용하여 형성 가능한 수신 빔을 트레이닝하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
5G 이동통신시스템에서는 현재 LTE 대비 1,000배 이상의 전송속도를 요구하고 있다. 이러한 전송속도를 달성하기 위해서 밀리미터 웨이브(mmWave) 대역을 사용한 통신시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 밀리미터 웨이브 대역은 주파수 대역이 넓으며, 직진성이 강하고, 작은 안테나로 첨예한 빔을 형성할 수 있어 높은 전송용량을 제공할 수 있다.
전송 장치 또는 수신 장치는 다수의 안테나 소자를 이용하여 수직과 수평 양 방향의 빔을 형성하는 삼차원 빔포밍이 가능하다. 이 경우 전송 장치가 형성하는 전송 빔의 방향이 수신 장치를 향하고, 수신 장치가 형성하는 수신 빔의 방향이 전송 장치를 향하는 경우, 즉 SNR을 최대로 하는 한 쌍의 빔을 정렬시켰을 경우 매우 큰 이득을 얻을 수 있다. 따라서 차세대 통신 환경에서는 빔 트레이닝(beam training), 즉 송신 측과 수신 측의 한 쌍의 최적의 빔을 찾아내는 것은 빔포밍 성능을 최대로 하기 위한 필수적인 과정이다.
일반적으로 빔 트레이닝은 많은 수의 반복 과정을 통하여 이루어지며 개략적으로 송신국과 수신국 안테나 빔 수의 곱에 비례하는 만큼의 시간이 소요된다. 특히 빔 수가 많은 경우에는 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 따라서 효과적인 빔포밍을 수행하기 위해서는 짧은 시간 내에 빔 트레이닝을 수행하는 기술이 필수적으로 요구되어 최근 이에 대한 연구가 이루어지고 있으나 대부분 기지국 관점에서 진행되고 있다.
이동성이 없는 단말기에서는 한 번의 빔 트레이닝의 결과가 오랫동안 지속할 수 있으나, 이동성을 가진 단말기에서는 수신 환경의 변화가 기존 이동 통신시스템의 경우에 비해 매우 심하다. 단말기의 정지 상태에서의 회전(rotation), 단말기의 이동(displacement), 이동 물체에 의한 신호 차단(obstruction), 안테나의 신체 접촉(touch), 또는 각 경우의 복합 형태 등이 그 예이다. 이러한 경우에 기존의 이동통신시스템에서는 그 영향이 미미하였으나, 밀리미터 웨이브 통신시스템의 경우에는 빔폭이 매우 좁으므로 단말의 작은 변화도 빔의 부정합의 요인으로 작용하게 된다.
하기의 실시예들은 전송 빔 및 수신 빔을 이용하는 이동통신 시스템에서 빔 트레이닝을 신속하게 수행하는 것을 목적으로 한다.
예시적 실시예에 따르면, 복수의 전송 안테나를 이용하여 형성한 전송 빔을 통해 데이터를 단말기로 전송하는 기지국 장치에 있어서, 상기 전송 안테나를 이용하여 형성 가능한 전송 빔들 중에서, 데이터 전송 빔을 선택하는 전송 빔 선택부, 주파수 영역에서 제1 OFDM 심볼의 위상을 상기 데이터 전송 빔의 식별자 및 미리 결정된 원형 시프트 간격에 비례하도록 시프트시키는 위상 시프트부 및 상기 위상 시프트된 제1 OFDM 심볼을 상기 데이터 전송 빔을 이용하여 상기 단말기로 전송하는 전송부를 포함하고, 상기 전송된 제1 OFDM 심볼은 상기 단말기의 데이터 수신 빔을 이용하여 수신되고, 상기 단말기에서 생성된 제2 OFDM 심볼과 자기 상관되어 상기 데이터 전송 빔의 식별자를 식별하기 위하여 사용되는 기지국 장치가 제공된다.
여기서, 상기 제1 OFDM 심볼은 자도프-츄 시퀀스(Zadoff-Chu)를 이용하여 생성될 수 있다.
그리고, 상기 원형 시프트 간격은 상기 기지국이 포함된 셀의 식별자, 상기 데이터 전송 빔의 식별자 및 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이를 고려하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 원형 시프트 간격은 상기 제1 OFDM 심볼과 상기 제2 OFDM 심볼의 심볼 타이밍 옵셋(Symbol Timing Offset)으로 인한 자기 상관값을 고려하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 전송 안테나들은 복수의 서브 어레이들로 그룹핑되고, 상기 전송 빔 선택부는 상기 복수의 서브 어레이들 중에서 어느 하나의 전송 서브 어레이를 선택하고, 상기 형성 가능한 전송 빔들은 상기 전송 서브 어레이를 이용하여 형성 가능한 전송 빔일 수 있다.
그리고, 상기 위상 시프트부는 상기 전송 서브 어레이의 식별자를 추가적으로 고려하여 상기 제1 OFDM 심볼의 위상을 시프트시킬 수 있다.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 기지국에 구비된 복수의 전송 안테나를 이용하여 형성한 전송 빔을 통해 전송된 데이터를 수신하는 단말기에 있어서, 상기 전송 안테나를 이용하여 형성 가능한 전송 빔들 중에서 선택된 데이터 전송 빔의 식별자 및 미리 결정된 원형 시프트 간격에 비례하도록 시프트되고, 상기 데이터 전송 빔을 이용하여 전송된 제1 OFDM 심볼을 상기 단말기의 데이터 수신 빔을 이용하여 수신하는 수신부, 상기 단말기에서 생성된 제2 OFDM 심볼과 상기 제1 OFDM 심볼의 자기 상관값을 산출하는 자기 상관부 및 상기 자기 상관값에 기반하여 상기 데이터 전송 빔의 식별자를 식별하는 식별부를 포함하는 단말기가 제공된다.
여기서, 상기 제2 OFDM 심볼은 자도프-츄 시퀀스(Zadoff-Chu)를 이용하여 생성될 수 있다.
그리고, 상기 원형 시프트 간격은 상기 기지국이 포함된 셀의 식별자, 상기 데이터 전송 빔의 식별자 및 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이를 고려하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 원형 시프트 간격은 상기 제1 OFDM 심볼과 상기 제2 OFDM 심볼의 심볼 타이밍 옵셋(Symbol Timing Offset)으로 인한 자기 상관값을 고려하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 전송 안테나들은 복수의 서브 어레이들로 그룹핑되고, 상기 형성 가능한 전송 빔들은 서브 어레이들중에서 선택된 전송 서브 어레이를 이용하여 형성 가능한 전송 빔일 수 있다.
그리고, 상기 제1 OFDM 심볼의 위상은 상기 전송 서브 어레이의 식별자를 추가적으로 고려하여 시프트될 수 있다.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 기지국에 구비된 복수의 전송 안테나를 이용하여 형성한 전송 빔을 통해 전송된 데이터를 수신하는 단말기의 동작 방법에 있어서, 상기 전송 안테나를 이용하여 형성 가능한 전송 빔들 중에서 선택된 데이터 전송 빔의 식별자 및 미리 결정된 원형 시프트 간격에 비례하도록 시프트되고, 상기 데이터 전송 빔을 이용하여 전송된 제1 OFDM 심볼을 상기 단말기의 데이터 수신 빔을 이용하여 수신하는 단계, 상기 단말기에서 생성된 제2 OFDM 심볼과 상기 제1 OFDM 심볼의 자기 상관값을 산출하는 단계 및 상기 자기 상관값에 기반하여 상기 데이터 전송 빔의 식별자를 식별하는 단계를 포함하는 단말기의 동작 방법이 제공된다.
여기서, 상기 제2 OFDM 심볼은 자도프-츄 시퀀스(Zadoff-Chu)를 이용하여 생성될 수 있다.
그리고, 상기 원형 시프트 간격은 상기 기지국이 포함된 셀의 식별자, 상기 데이터 전송 빔의 식별자 및 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이를 고려하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 원형 시프트 간격은 상기 제1 OFDM 심볼과 상기 제2 OFDM 심볼의 심볼 타이밍 옵셋(Symbol Timing Offset)으로 인한 자기 상관값을 고려하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 전송 안테나들은 복수의 서브 어레이들로 그룹핑되고, 상기 형성 가능한 전송 빔들은 서브 어레이들중에서 선택된 전송 서브 어레이를 이용하여 형성 가능한 전송 빔일 수 있다.
그리고, 상기 제1 OFDM 심볼의 위상은 상기 전송 서브 어레이의 식별자를 추가적으로 고려하여 시프트될 수 있다.
하기의 실시예들에 따르면, 전송 빔 및 수신 빔을 이용하는 이동통신 시스템에서 빔 트레이닝을 신속하게 수행할 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 이동통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 기지국이 전송하는 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 기지국 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 송수신 채널 형성도를 도시한 도면이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 자기 상관값을 도시한 도면이다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 7은 예시적 실시예에 따른 단말기의 동작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 이동통신 시스템을 도시한 도면이다. 예시적 실시예에 따른 이동통신 시스템은 복수의 기지국들(120, 130, 140)들을 포함한다. 복수의 기지국들(120, 130, 140)은 각각 복수의 안테나들을 구비한다. 각 기지국들(120, 130, 140)은 복수의 안테나들을 이용하여 데이터 전송 빔(121, 131, 141)을 형성하고, 형성된 데이터 전송 빔(121, 131, 141)을 이용하여 해당 기지국에 속한 단말기로 데이터를 전송할 수 있다.
단말기(110)는 역시 복수의 안테나를 구비하여 데이터 수신 빔을 형성한다. 단말기(110)는 형성한 데이터 수신 빔을 이용하여 단말기(110)가 속한 기지국(120)으로부터 전송되는 데이터를 수신한다.
기지국(120)은 서로 다른 방향을 향하는 전송 빔들 중에서 어느 하나의 전송 빔을 데이터 전송 빔으로 선택하고, 선택된 데이터 전송 빔을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다. 이 방법을 이용하면, 단말기(110)가 이동하는 경우 다른 방향의 전송 빔을 데이터 전송 빔으로 스위칭하여 데이터 전송을 계속할 수 있다. 단말기(110)의 방향이 변경되는 경우, 단말기(110)도 유사한 방법으로 데이터 수신 빔을 스위칭하여 데이터 수신을 계속할 수 있다.
도 1에서, 기지국(120)이 형성하는 데이터 전송 빔(121)이 단말기(110)를 향하고, 단말기(110)가 형성하는 데이터 수신 빔의 방향이 기지국(120)을 향하는 경우에 데이터 전송 효율이 최대화된다. 따라서, 데이터 전송 빔(121)의 방향과 데이터 수신 빔의 방향을 신속하게 정렬하여 일치시키는 것 또는 최적의 송수신 빔쌍(pair)를 결정하는 것은 매우 중요한 기술적 이슈이다.
최적의 송수신 빔쌍을 결정하기 위하여, 송수신 빔의 모든 조합을 대상으로 SNR 또는 SINR을 산출할 수 있다. 일측에 따르면, 단말기(110)의 데이터 수신 빔을 고정하고, 기지국의 전송 빔을 시간에 따라 스위칭하며 전송한 후에, 단말기(110)에서 SNR 또는 SINR을 산출할 수 있다. 특정 데이터 수신 빔에 대하여 모든 전송 빔이 조합되면, 단말기(110)는 데이터 수신 빔을 스위칭하고, 기지국(120)은 다시 가능한 모든 전송 빔을 스위칭하며 가능한 모든 조합을 시험할 수 있다.
이 경우, 기지국(120)은 시험되는 전송 빔에 대한 정보를 단말기(110)로 전송하여 단말기(110)가 좀더 신속하고, 간단하게 모든 빔의 조합에 대한 SNR 또는 SINR을 산출할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 기지국(120)은 시험되는 전송 빔의 식별자(ID)를 단말기(110)로 전송하여 현재 어떤 전송 빔이 사용되고 있는지, 전송 빔이 변경되었는지에 대한 정보를 단말기(110)에게 알려줄 수 있다.
일측에 따르면, 기지국(120)은 프리앰블의 메시지에 시험되는 전송 빔의 식별자(ID)를 포함하여 전송할 수 있다. 이 경우, 프리앰블을 수신한 단말기(110)는 프리앰블을 디코딩하여 전송 빔의 식별자(ID)를 파악할 수 있다. 단말기(110)가 프리앰블을 디코딩하기 위해서는 MAC 계층의 기능을 사용해야 하므로, 프리앰블의 메시지에 전송 빔의 식별자(ID)를 포함하여 전송하면 많은 시간을 소요된다.
반면, 기지국(120)은 물리계층에 포함되어 전송되는 특정 데이터 심볼에 시험되는 전송 빔의 식별자(ID)를 포함하여 전송할 수 있다. 이 경우, 단말기(110)는 물리계층에서 바로 해당 데이터 심볼을 디코딩하여 전송 빔의 식별자(ID)를 파악할 수 있다. 단말기(110)는 MAC 계층의 기능을 사용하지 않고 전송 빔의 식별자(ID)를 파악할 수 있어 단말기(110)는 빠른 시간 내에 해당 조합에 대한 SNR 또는 SINR을 산출할 수 있다.
이하의 명세서에서는 단말기(110)의 주변에
Figure 112015000984146-pat00001
개의 기지국 또는 셀들이 위치한 것으로 가정한다. 이 경우에, 기지국 또는 셀들을 인덱스 c로 구분한다.
기지국은 복수의 안테나들을 서브 어레이로 그룹핑하여 구별할 수 있다. 일측에 따르면, 기지국은 복수의 안테나들을
Figure 112015000984146-pat00002
개의 서브 어레이로 구분할 수 있다. 이 경우에, 각 서브 어레이들을 인덱스 a를 사용하여 구분할 수 있다. 기지국은 각 서브 어레이들을 이용하여
Figure 112015000984146-pat00003
개의 전송 빔을 형성할 수 있다. 이 경우에, 각각의 전송 빔들을 인덱스 b를 사용하여 구분할 수 있다. 또한, 기지국의 서브 어레이의 개수
Figure 112015000984146-pat00004
는 각 서브 어레이를 이용하여 형성할 수 있는 전송 빔의 개수
Figure 112015000984146-pat00005
와 같거나 작은 것으로 가정할 수 있다(
Figure 112015000984146-pat00006
).
단말기는 1개의 수신 어레이만을 구비할 수 있다. 즉,
Figure 112015000984146-pat00007
의 개수는 '1'로 가정할 수 있다. 단말기는 수신 어레이를 이용하여
Figure 112015000984146-pat00008
개의 데이터 수신 빔을 형성할 수 있다. 여기서, 단말기의 서브 어레이의 개수
Figure 112015000984146-pat00009
는 서브 어레이를 이용하여 형성할 수 있는 데이터 수신 빔의 개수
Figure 112015000984146-pat00010
와 같거나 작은 것으로 가정할 수 있다(
Figure 112015000984146-pat00011
).
도 2는 예시적 실시예에 따른 기지국이 전송하는 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에서, SS(211, 213, 215, 217, 221, 223, 225, 227, 231, 233, 235, 237, 241, 243, 245, 247)은 이동통신 시스템의 동기 신호(Synchronization Signal)을 나타낸다. 또한, BIDP(212, 214, 216, 218, 222, 224, 226, 228, 232, 234, 236, 238, 242, 244, 246, 248)들은 전송 빔의 식별자에 대한 정보를 포함하는 프리앰블(Beam ID Preamble)을 나타낸다. 이 프리앰블은 전송 빔의 식별자에 대한 정보를 포함하는 데이터 심볼을 포함할 수 있다.
단말기는 기지국으로부터 동기 신호(211, 213, 215, 217, 221, 223, 225, 227, 231, 233, 235, 237, 241, 243, 245, 247)를 수신하여 각 전송 빔에 대하여 동기화 및 셀 탐색을 수행할 수 있다. 또한, 단말기는 기지국으로부터 BIDP(212, 214, 216, 218, 222, 224, 226, 228, 232, 234, 236, 238, 242, 244, 246, 248)를 수신하여 해당 전송 빔의 식별자 및 해당 전송 빔을 형성한 서브 어레이의 식별자에 대한 탐색을 수행할 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 데이터 프레임을 이용하면, 동기화 및 셀탐색은 완료되었다고 가정할 수 있다.
도 1에 도시된 이동통신 환경을 고려하면, 단말기는 여러 기지국(120, 130, 140)으로부터 프리앰블을 수신할 수 있다. 따라서, BIDP(212, 214, 216, 218, 222, 224, 226, 228, 232, 234, 236, 238, 242, 244, 246, 248)는 SS에 포함된 셀 식별자에 대한 정보와 연관하여, 프리앰블을 전송한 전송 빔의 식별자 및 전송 빔을 형성한 서브 어레이의 식별자에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면, 기지국에서는
Figure 112015000984146-pat00012
개의 전송 빔을 이용하여 프리앰블을 전송한다. 전송 빔을 이용하여 전송되는 프리앰블은 해당 전송 빔의 식별자(ID)에 대한 정보를 포함한다. 단말기는 1개의 데이터 수신 빔을
Figure 112015000984146-pat00013
번 스위치하여 기지국으로부터 전송되는 프리앰블들을 수신한다.
즉, 도 2의 앞부분에서는
Figure 112015000984146-pat00014
개의 기지국에서 동시에
Figure 112015000984146-pat00015
개의 빔을
Figure 112015000984146-pat00016
개의 구간 동안 반복 전송하여 단말기에서 1개의 데이터 수신 빔을
Figure 112015000984146-pat00017
번 스위치하여 프리앰블을 수신할 수 있도록 한다.
그 후, 기지국은 전송 빔을 스위칭하여 방향을 변경하고, 이 과정을
Figure 112015000984146-pat00018
번 반복하여 전체 전송 빔을 모두 이용하여 프리앰블을 전송한다.
만약 기지국이
Figure 112015000984146-pat00019
개의 서브 어레이를 구비한 경우에, 기지국은
Figure 112015000984146-pat00020
개의 전송 빔을 동시에 전송할 수 있다. 따라서, 기지국이
Figure 112015000984146-pat00021
개의 구간 동안만 반복 전송하면, 단말기는
Figure 112015000984146-pat00022
번의 스위치 만으로 모든 송수신 빔 쌍(pair)을 이용한 프리앰블 송수신이 가능하다.
도 1에 도시된 단말기(110)가 복수의 기지국(120, 130, 140)들로부터 도 2에 도시된 데이터 프레임을 이용하여 프리앰블을 수신하는 경우, 주파수 영역의 수신 신호는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112015000984146-pat00023

여기서, i는 데이터 수신 빔의 인덱스를 나타내고, OFDM 시스템의 부반송파의 인덱스를 나타낸다. 또한,
Figure 112015000984146-pat00024
,
Figure 112015000984146-pat00025
는 기지국의 a 번째 서브 어레이에서 b의 방향으로 전송하는 전송 빔의 빔 이득 및 단말기에서 i번째 데이터 수신 빔 방향으로의 빔 이득을 각각 나타낸다.
Figure 112015000984146-pat00026
는 c 번째 기지국의 a 번째 서브 어레이에서 b의 방향으로의 전송 빔과 단말기의 i번째 데이터 수신 빔 사이의 채널 주파수 응답을 나타낸다.
Figure 112015000984146-pat00027
는 이 경우의 STO(Symbol Timing Offset)을 나타낸다. 수학식 1에서는 STO에 의한 영향을 분석하기 위하여 STO를 채널에서 분리하여 표시하였다. 일측에 따르면, STO는 전송 지연 또는 다중 경로 채널 지연에 의하여 발생할 수 있다.
본 명세서에서는 동기 신호(SS)를 수신하여 동기화를 거친 이후의 빔 트레이닝 과정을 설명하므로, CFO(Carrier Frequency Offset)의 영향은 무시할 수 있다고 가정할 수 있다. 따라서, 잔류 STO의 영향에 대해서만 고려하였다.
Figure 112015000984146-pat00028
는 c 번째 기지국의 a 번째 서브 어레이에서 빔 b의 방향으로 전송하는 k번째 부반송파의 송신 신호로서, 프리앰블을 구성하는 데이터 심볼이다.
Figure 112015000984146-pat00029
는 c 번째 기지국의 a 번째 서브 어레이에서 빔 b의 방향으로 형성된 전송 빔과 단말기의 i번째 데이터 수신 빔 사이의 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 성분을 나타낸다.
일측에 따르면, 기지국(120, 130, 140)은 부반송파의 송신 신호
Figure 112015000984146-pat00030
에 전송 빔의 식별자에 대한 정보를 포함하여 단말기로 전송할 수 있다. 이하 도 3 내지 도 7에서 부반송파의 송신 신호
Figure 112015000984146-pat00031
에 전송 빔의 식별자에 대한 정보를 포함하여 전송하는 구성에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 기지국 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 예시적 실시예에 따른 기지국 장치(300)는 전송 빔 선택부(310), 위상 시프트부(320) 및 전송부(330)를 포함한다. 예시적 실시예에 따른 기지국 장치(300)는 복수의 전송 안테나(340)들을 구비할 수 있다.
복수의 전송 안테나(340)들은 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 서브 어레이(350, 360)들로 그룹핑될 수 있다. 각각의 서브 어레이(350, 360)들은 전송 빔(351, 352, 361, 362)을 형성할 수 있다. 도 1에서 제1 서브 어레이(350)는 2개의 전송 빔(351, 352)을 형성할 수 있고, 제2 서브 어레이(360)는 2개의 전송 빔(361, 362)을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 단말기 주변에 3개의 기지국이 위치하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같은 송수신 채널이 형성될 수 있다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 송수신 채널 형성도를 도시한 도면이다.
기지국(410, 420, 430)은 ULA(Uniform Linear Array) 형태의 배열 안테나를 사용하고, 단말기(440)는 UCA(Uniform Circular Array) 형태의 배열 안테나를 사용한다. 일측에 따르면, 각 어레이는 16개의 안테나 소자로 구성될 수 있다.
각 기지국(410, 420, 430)에서 한 섹터를 커버하는
Figure 112015000984146-pat00032
는 '12'이고,
Figure 112015000984146-pat00033
도 '12'이다. 단말기의
Figure 112015000984146-pat00034
는 '1'로서, 생성된 데이터 수신 빔을 스위치하여 전 방향을 커버할 수 있다.
각 기지국(410, 420, 430)의 셀 식별자는 각각 루트 인덱스 54, 59, 63에 맵핑된다. 단말기(440)와 제1 기지국(410)간의 LOS 경로는 전송 빔의 인덱스 s의 값이 78(a=6, b=6)이고, 데이터 수신 빔의 인덱스는 0으로 형성되고, Non-LOS 경로는 전송 빔의 인덱스 s의 값이 39(a=3, b=3)이고, 데이터 수신 빔의 인덱스는 1로 형성된다.
단말기(440)와 제2 기지국(420)간의 LOS 경로는 전송 빔의 인덱스 s의 값이 52(a=4, b=4)이고, 데이터 수신 빔의 인덱스는 8로 형성되고, Non-LOS 경로는 전송 빔의 인덱스 s의 값이 104(a=8, b=8)이고, 데이터 수신 빔의 인덱스는 7로 형성된다.
단말기(440)와 제3 기지국(430)간의 LOS 경로는 전송 빔의 인덱스 s의 값이 65(a=5, b=5)이고, 데이터 수신 빔의 인덱스는 5로 형성되고, Non-LOS 경로는 전송 빔의 인덱스 s의 값이 104(a=8, b=8)이고, 데이터 수신 빔의 인덱스는 4로 형성된다.
도 3에서, 전송 빔 선택부(310)는 전송 안테나들(340)을 이용하여 형성 가능한 전송 빔들(351, 352, 361, 362) 중에서 데이터 전송 빔을 선택한다. 일측에 따르면, 전송 빔 선택부(310)는 복수의 서브 어레이들(350, 360) 중에서 어느 하나의 전송 서브 어레이(360)를 선택할 수 있다. 이 경우에, 형성 가능한 전송 빔은 전송 서브 어레이(360)를 이용하여 형성 가능한 전송 빔(361, 362)들일 수 있다.
위상 시프트부(320)는 제1 OFDM 심볼의 위상을 주파수 영역에서 시프트 시킨다. 일측에 따르면, 제1 OFDM 심볼은 PAR(Peak to Average power Ratio)와 자기 상관 특성이 우수한 자도프-츄(Zadoff-Chu) 시퀀스를 이용하여 생성될 수 있다.
일측에 따르면, 위상 시프트부(320)는 제1 OFDM 심볼의 위상을 데이터 전송 빔의 식별자 및 미리 결정된 원형 시프트 간격에 비례하도록 시프트 시킬 수 있다. 일측에 따르면, 위상 시프트부(320)는 데이터 전송 빔을 형성한 전송 서브 어레이의 식별자를 추가적으로 고려하여 제1 OFDM 심볼의 위상을 시프트시킬 수 있다.
일측에 따르면, 위상 시프트부(320)는 하기 수학식 2에 따라서 제1 OFDM 심볼의 위상을 시프트 시킬 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015000984146-pat00035

여기서,
Figure 112015000984146-pat00036
는 제1 OFDM 심볼로서, 수학식 1에서의 부반송파의 송신 신호에 대응된다. 여기서,
Figure 112015000984146-pat00037
이고,
Figure 112015000984146-pat00038
이며,
Figure 112015000984146-pat00039
이다. 또한,
Figure 112015000984146-pat00040
이다.
위의 식에서,
Figure 112015000984146-pat00041
는 셀의 인덱스 c에 맵핑된 루트인덱스를 나타낸다. s는 전송 서브 어레이의 인덱스 a와 전송 빔의 인덱스 b의 조합으로 생성되는 인덱스이다. P는 주파수 영역에서 원형 시프트 간격을 나타내며,
Figure 112015000984146-pat00042
는 자도프-츄 시퀀스의 길이를 나타내며, 소수 값을 가진다. Gcd는 최대 공약수를 타나낸다.
수학식 1을 참고하면, 위상 시프트부(320)는 인덱스 s에 따라서, 제1 OFDM 심볼의 위상을 원형 시프트 간격에 비례하여 시프트 시킨다. 여기서, 원형 시프트 간격은 기지국 장치(300)가 포함된 셀의 식별자, 제1 OFDM 심볼을 전송하기 위하여 사용된 데이터 전송 빔의 식별자 및 자도프 츄 시퀀스의 길이를 고려하여 결정된 것일 수 있다.
전송부(330)는 위상 시프트된 제1 OFDM 심볼을 선택된 데이터 전송 빔(362)을 이용하여 단말기(370)로 전송한다. 단말기(370)는 복수의 수신 안테나(380)를 구비한다. 단말기(370)는 수신 안테나(380)를 이용하여 데이터 수신 빔(381)을 형성하고, 데이터 수신 빔(381)을 이용하여 제1 OFDM 심볼을 수신할 수 있다.
단말기(370)는 제2 OFDM 심볼을 생성한다. 단말기(370)로 전송된 제1 OFDM 심볼은 단말기(370)에서 생성된 제2 OFDM 심볼과 자기 상관된다. 단말기(370)는 제1 OFDM 심볼과 제2 OFDM 심볼과의 자기 상관값을 이용하여 데이터 전송 빔(362)의 식별자를 식별할 수 있다. 이 경우에, 원형 시프트 간격은 제1 OFDM 심볼과 제2 OFDM 심볼의 심볼 타이밍 옵셋으로 인한 자기 상관값을 고려하여 결정된 것일 수 있다.
단말기(370)가 i번째 데이터 수신 빔으로 제1 OFDM 심볼을 수신하고,
Figure 112015000984146-pat00043
의 기준 값을 갖는 제2 OFDM 심볼을 생성한 경우, 제1 OFDM 심볼과 제2 OFDM 심볼의 자기 상관값은 하기 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112015000984146-pat00044

여기서,
Figure 112015000984146-pat00045
는 c 번째 기지국에서 s 번째 인덱스 방향으로의 빔과 단말기의 i번째 데이터 수신 빔 사이의 STO를 나타낸다. 수학식 3은 하기 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112015000984146-pat00046

여기서,
Figure 112015000984146-pat00047
은 제2 OFDM 심볼의
Figure 112015000984146-pat00048
가 제1 OFDM 심볼의 c, s,
Figure 112015000984146-pat00049
와 일치하는 경우의 자기 상관값을 나타내며, 단말기(370)가 기지국 장치(300)의 식별자 및 데이터 전송 빔(362)의 식별자를 정확히 추정한 경우를 의미한다.
Figure 112015000984146-pat00050
는 제2 OFDM 심볼의
Figure 112015000984146-pat00051
는 제1 OFDM 심볼의 c와 일치하나, 제2 OFDM 심볼의
Figure 112015000984146-pat00052
가 제1 OFDM 심볼의 s와 일치하지 않는 경우의 자기 상관값을 나타내며, 단말기(370)가 기지국 장치(300)의 식별자는 정확히 추정하였으나, 데이터 전송 빔(362)의 식별자는 정확히 추정하지 못한 경우를 의미한다.
Figure 112015000984146-pat00053
은 제2 OFDM 심볼의
Figure 112015000984146-pat00054
와 제1 OFDM 심볼의 c가 일치하지 않는 경우의 자기 상관값을 나타내며, 단말기(370)가 기지국 장치(300)의 식별자도 정확히 추정하지 못한 경우를 의미한다.
Figure 112015000984146-pat00055
는 수신 잡음과의 상관값을 나타낸다.
전송 빔에 대한 정보를 포함하는 제1 OFDM 심볼은 자도프-츄 시퀀스를 이용하여 생성되므로, 일반적으로 완벽한 자기 상관 특성을 갖는 것으로 알려져 있으나, STO가 존재하는 경우에는 높은 상관 값이 나타날 수 있다. 수학식 4의 항목
Figure 112015000984146-pat00056
에서 내부의 덧셈 합계(summation) 성분은 하기 수학식 5와 같이 정리할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112015000984146-pat00057

여기서,
Figure 112015000984146-pat00058
는 임의의 정수를 나타낸다. 수학식 5에서 하기 수학식 6의 조건을 만족하는 경우에는 높은 자기 상관값이 발생한다.
[수학식 6]
Figure 112015000984146-pat00059

수학식 6에서 언급된 조건을 피하기 위하여 조절 가능한 파라미터는 원형 시프트 간격 p이다. 높은 자기 상관값이 발생하는 원형 시프트 간격은 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112015000984146-pat00060

여기서,
Figure 112015000984146-pat00061
이다. 또한,
Figure 112015000984146-pat00062
이고,
Figure 112015000984146-pat00063
이며,
Figure 112015000984146-pat00064
이다.
여기서,
Figure 112015000984146-pat00065
는 인덱스 s의 총 수를 의미하고,
Figure 112015000984146-pat00066
는 수학식 6에서 가능한 임의의 정수 중 가장 큰 양의 정수,
Figure 112015000984146-pat00067
는 데이터 수신 빔의 STO와 기준 STO의 차이값,
Figure 112015000984146-pat00068
는 자도프-츄 시퀀스의 길이와 인덱스의 길이로 주어지는 원형 시프트 간격의 최대 정수값을 의미한다.
Figure 112015000984146-pat00069
는 제1 OFDM 심볼의 인덱스 s와 제2 OFDM 심볼의 인덱스
Figure 112015000984146-pat00070
와의 차이를 나타낸다.
원형 시프트 간격은 '0'이 아닌 정수의 값을 갖기 때문에, 수학식 7에서 p가 정수 값을 가질 경우에만 조건이 성립한다. 원형 시프트의 간격의 부호의 의미는 시프트 방향을 의미하기 때문에, 수학식 7에서는 원형 시프트의 구간 값이 '0' 보다 큰 양의 정수인 경우를 고려하였다. 수학식 7에 주어진 조건 하에서 원형 시프트 간격을 구하고, 그 간격을 피한다면 자기 상관 간섭은 발생하지 않는다.
이하 원형 시프트 간격에 따른 자기 상관값을 참조하여 설명을 진행한다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 자기 상관값을 도시한 도면이다.
도 5는 인덱스의 차가 0인 조건을 제외한 경우, BIDP 사용시 STO에 의한 자기 상관값을 도시한 것이다. 도 5에 도시된 환경에서는 자도프 츄 시퀀스의 길이
Figure 112015000984146-pat00071
가 1021이고, 셀 ID가 루트 인덱스 59에 맵핑되고, STO는 0에서 3 사이에서 발생하며, 인덱스의 차는 0을 제외한 -143부터 143이 발생한다고 가정되었다.
수학식 7을 사용하여 주어진 조건에서 원형 시프트 간격을 구하면 인덱스 s의 차이가 75이 경우 원형 시프트 간격은 3이고, 인덱스 s의 차이가 45인 경우 원형 시프트 간격은 5이고, 인덱스 s의 차이가 89인 경우 원형 시프트 간격은 7이다. 즉, 이 경우에 높은 자기 상관값을 가진다.
즉, 도 5를 참조하면 STO의 차이
Figure 112015000984146-pat00072
가 2이고, 임의의 정수
Figure 112015000984146-pat00073
가 13이고, 인덱스 s의 차이
Figure 112015000984146-pat00074
가 45의 값을 가질 경우 원형 시프트 간격은 5를 갖게 되어, 이 경우에는 큰 자기 상관 간섭(520)이 발생한다.
따라서, BIDP를 이용하여 빔 트레이닝을 하기 위해서는 주어진 조건에서 자기 상관 간섭에 발생하지 않도록 원형 시프트 구간을 지정해 주어야 한다. 도 4 및 도 5에서는 루트 인덱스가 54, 59, 63을 가정하고 있으므로, 자기 상관 간섭(510, 520, 530)이 발생하지 않도록 원형 시프트 간격을 1, 1, 2로 설정할 수 있다.
자기 상관 간섭의 크기를 고려하여 원형 시프트 간격을 설정하는 경우 수학식 4의 항목
Figure 112015000984146-pat00075
의 크기는 무시할 수 있다.
수학식 4의 항목
Figure 112015000984146-pat00076
은 다른 셀에서 전송한 프리앰블에 포함된 OFDM 심볼에 의한 상호 상관 간섭을 나타낸다. 항목
Figure 112015000984146-pat00077
내부의 덧셈 합계(summation) 성분은 하기 수학식 8와 같이 정리할 수 있다
[수학식 8]
Figure 112015000984146-pat00078

여기서,
Figure 112015000984146-pat00079
이다.
Figure 112015000984146-pat00080
이고,
Figure 112015000984146-pat00081
이고,
Figure 112015000984146-pat00082
이고,
Figure 112015000984146-pat00083
이다. 여기서,
Figure 112015000984146-pat00084
는 제2 OFDM 심볼의 원형 시프트 간격을 의미한다. 또한, < >는 자코비 심볼(Jacobi Symbol)을 의미한다.
수학식 7을 참고하면, 기지국 장치가 속한 셀의 루트 인덱스에 따라 원형 시프트 간격이 결정된다. 따라서, 각 셀의 루트 인덱스에 따라 원형 시프트 간격은 다를 수 있다.
수학식 4의 항목
Figure 112015000984146-pat00085
의 크기 값의 상한 값(upper bound)는 삼각 부등식을 이용하여 하기 수학식 9와 같이 결정될 수 있다.
[수학식 9]
Figure 112015000984146-pat00086

수학식 9에서는 수학식 8의 크기 값이
Figure 112015000984146-pat00087
로 유도되는 결과를 이용하였다. 따라서, 수학식 9의 상한 값(upper bound)은
Figure 112015000984146-pat00088
와 덧셈 합계(summation) 성분의 우측항의 곱으로 주어진다. 그러나, 이 경우는 일반적으로 송수신 빔이 정렬되지 않을 경우에 해당하기 때문에, 우측항의 송수신 빔 이득과 채널을 곱한 크기의 합은 매우 작은 값을 갖는다. 이에 비해 수학식 4의 성분
Figure 112015000984146-pat00089
은 송수신 빔이 정렬된 경우에 해당하기 때문에,
Figure 112015000984146-pat00090
와 송수신 빔의 이득의 곱으로 매우 큰 크기의 값을 갖는다.
결과적으로 수학식 9에 주어진 원형 시프트 간격을 피하여 설계할 경우 수학식 4의 성분
Figure 112015000984146-pat00091
에 해당하는 자기 상관 간섭은 무시 가능하다. 이 경우 수학식 4의 성분
Figure 112015000984146-pat00092
의 크기는 수학식 4의 성분
Figure 112015000984146-pat00093
의 크기 값에 비하여 매우 크기 때문에 단말기는 전송 빔의 식별자를 용이하게 찾을 수 있다.
위에서 설명한 결과를 이용하여 단말기는 데이터 수신 빔(i번째 수신 빔)을 이용하여 송수신된 전송빔들 중에서 가장 큰 크기를 가지는 데이터 전송 빔을 이용하여 전송된 제1 OFDM 심볼을 검출할 수 있다. 단말기는 검출된 제1 OFDM 심볼로부터 셀의 식별자, 서브 어레이의 식별자, 데이터 전송 빔의 식별자, STO를 식별할 수 있다. 일측에 따르면, 단말기는 수학식 10에 따라서 셀의 식별자, 서브 어레이의 식별자, 데이터 전송 빔의 식별자, STO를 식별할 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112015000984146-pat00094

위에서 설명된 실시예에 따르면, 기지국 장치가 물리 계층에 데이터 전송 빔 정보를 포함하여 전송하는 경우에, 자기 상관 간섭의 영향을 최소화 할 수 있다. 따라서, 단말기는 기지국 장치가 사용한 데이터 전송 빔의 식별자를 용이하게 식별할 수 있다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
예시적 실시예에 따른 단말기(600)는 수신부(610), 자기 상관부(620) 및 식별부(630)를 포함한다.
수신부(610)는 단말기(600)에 구비된 복수의 수신 안테나(640)를 이용하여 데이터 수신 빔(641)을 형성하고, 형성된 데이터 수신 빔(641)을 이용하여 기지국으로부터 전송된 프리앰블을 수신한다. 여기서, 프리앰블은 기지국에 구비된 복수의 전송 안테나(650)를 이용하여 형성된 데이터 전송 빔(671)을 이용하여 전송될 수 있다.
일측에 따르면, 복수의 전송 안테나(650)들은 복수의 서브 어레이(660, 670)들로 그룹핑될 수 있다. 이 경우 각각의 서브 어레이(660, 670)들은 전송 빔(661, 662, 671, 672)을 형성할 수 있다.
이 경우에, 기지국이 형성할 수 있는 전송 빔(661, 662, 671, 672)들 중에서 선택된 데이터 전송 빔(671)을 이용하여 전송된 프리앰블은 데이터 전송 빔(671)의 식별자, 데이터 전송 빔(671)을 형성하는 전송 서브 어레이(670)의 식별자 및 기지국 장치가 포함된 셀의 식별자에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 프리앰블은 데이터 전송 빔(671)의 식별자 및 미리 결정된 원형 시프트 간격에 비례하여 주파수 영역에서 위상 시프트되고, 데이터 전송 빔(671)을 이용하여 전송된 제1 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 여기서, 원형 시프트 간격은 기지국 장치가 포함된 셀의 식별자, 데이터 전송 빔의 식별자 및 자도프-츄 시퀀스의 길이를 고려하여 결정된 것일 수도 있다.
일측에 따르면, 제1 OFDM 심볼은 전송 서브 어레이(670)의 식별자 및 기지국 장치가 포함된 셀의 식별자를 추가적으로 고려하여 시프트된 것일 수 있다. 일측에 따르면, 제1 OFDM 심볼은 수학식 2에 따라서 위상 시프트된 것일 수도 있다.
자기 상관부(620)는 제2 OFDM 심볼을 생성한다. 일측에 따르면, 자기 상관부(620)는 자도프-츄 시퀀스를 이용하여 제2 OFDM 심볼을 생성할 수 있다.
자기 상관부(620)는 생성된 제2 OFDM 심볼과 제1 OFDM 심볼의 자기 상관값을 산출할 수 있다. 일측에 따르면, 자기 상관부(620)는 수학식 3에 따라서 제1 OFDM 심볼과 제2 OFDM 심볼의 자기 상관값을 산출할 수 있다. 이 경우에, 원형 시프트 간격은 제1 OFDM 심볼과 제2 OFDM 심볼의 심볼 타이밍 옵셋(STO: Symbol Timing Offset)으로 인한 자기 상관값을 고려하여 결정된 것일 수 있다.
식별부(630)는 자기 상관값에 기반하여 데이터 전송 빔(671)의 식별자를 식별한다. 일측에 따르면, 식별부(630)는 수학식 10에 따라서 기지국 장치가 포함된 셀의 식별자, 전송 서브 어레이의 식별자, 데이터 전송 빔의 식별자, STO를 식별할 수 있다.
도 7은 예시적 실시예에 따른 단말기의 동작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(710)에서, 단말기는 단말기에 구비된 복수의 수신 안테나를 이용하여 데이터 수신 빔을 형성하고, 형성된 데이터 수신 빔을 이용하여 기지국으로부터 전송된 프리앰블을 수신한다. 여기서, 프리앰블은 기지국에 구비된 복수의 전송 안테나를 이용하여 형성된 데이터 전송 빔을 이용하여 전송될 수 있다.
일측에 따르면, 기지국의 복수의 전송 안테나들은 복수의 서브 어레이들로 그룹핑될 수 있다. 이 경우 각각의 서브 어레이들은 전송 빔을 형성할 수 있다.
이 경우에, 기지국이 형성할 수 있는 전송 빔들 중에서 선택된 데이터 전송 빔을 이용하여 전송된 프리앰블은 데이터 전송 빔의 식별자, 데이터 전송 빔을 형성하는 전송 서브 어레이의 식별자 및 기지국 장치가 포함된 셀의 식별자에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 프리앰블은 데이터 전송 빔의 식별자 및 미리 결정된 원형 시프트 간격에 비례하여 주파수 영역에서 위상 시프트되고, 데이터 전송 빔을 이용하여 전송된 제1 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 여기서, 원형 시프트 간격은 기지국 장치가 포함된 셀의 식별자, 데이터 전송 빔의 식별자 및 자도프-츄 시퀀스의 길이를 고려하여 결정된 것일 수도 있다.
일측에 따르면, 제1 OFDM 심볼은 전송 서브 어레이의 식별자 및 기지국 장치가 포함된 셀의 식별자를 추가적으로 고려하여 시프트된 것일 수 있다. 일측에 따르면, 제1 OFDM 심볼은 수학식 2에 따라서 위상 시프트된 것일 수도 있다.
단계(720)에서, 단말기는 제2 OFDM 심볼을 생성한다. 일측에 따르면, 단말기는 자도프-츄 시퀀스를 이용하여 제2 OFDM 심볼을 생성할 수 있다.
단말기는 생성된 제2 OFDM 심볼과 제1 OFDM 심볼의 자기 상관값을 산출할 수 있다. 일측에 따르면, 단말기는 수학식 3에 따라서 제1 OFDM 심볼과 제2 OFDM 심볼의 자기 상관값을 산출할 수 있다. 이 경우에, 원형 시프트 간격은 제1 OFDM 심볼과 제2 OFDM 심볼의 심볼 타이밍 옵셋(STO: Symbol Timing Offset)으로 인한 자기 상관값을 고려하여 결정된 것일 수 있다.
단계(730)에서, 단말기는 자기 상관값에 기반하여 데이터 전송 빔의 식별자를 식별한다. 일측에 따르면, 단말기는 수학식 10에 따라서 기지국 장치가 포함된 셀의 식별자, 전송 서브 어레이의 식별자, 데이터 전송 빔의 식별자, STO를 식별할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
110: 단말기
120, 130, 140: 기지국
121, 131, 141: 전송 빔

Claims (19)

  1. 복수의 전송 안테나를 이용하여 형성한 전송 빔을 통해 데이터를 단말기로 전송하는 기지국 장치에 있어서,
    상기 전송 안테나를 이용하여 형성 가능한 전송 빔들 중에서, 데이터 전송 빔을 선택하는 전송 빔 선택부;
    주파수 영역에서 제1 OFDM 심볼의 위상을 상기 데이터 전송 빔의 식별자 및 미리 결정된 원형 시프트 간격에 비례하도록 시프트시키는 위상 시프트부;
    상기 위상 시프트된 제1 OFDM 심볼을 상기 데이터 전송 빔을 이용하여 상기 단말기로 전송하는 전송부;
    를 포함하고,
    상기 전송된 제1 OFDM 심볼은 상기 단말기의 데이터 수신 빔을 이용하여 수신되고, 상기 단말기에서 생성된 제2 OFDM 심볼과 자기 상관되어 상기 데이터 전송 빔의 식별자를 식별하기 위하여 사용되는 기지국 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 OFDM 심볼은 자도프-츄 시퀀스(Zadoff-Chu)를 이용하여 생성되는 기지국 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원형 시프트 간격은 상기 기지국이 포함된 셀의 식별자, 상기 데이터 전송 빔의 식별자 및 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이를 고려하여 결정된 기지국 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 원형 시프트 간격은 상기 제1 OFDM 심볼과 상기 제2 OFDM 심볼의 심볼 타이밍 옵셋(Symbol Timing Offset)으로 인한 자기 상관값을 고려하여 결정된 기지국 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전송 안테나들은 복수의 서브 어레이들로 그룹핑되고,
    상기 전송 빔 선택부는 상기 복수의 서브 어레이들 중에서 어느 하나의 전송 서브 어레이를 선택하고, 상기 형성 가능한 전송 빔들은 상기 전송 서브 어레이를 이용하여 형성 가능한 전송 빔인 기지국 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위상 시프트부는 상기 전송 서브 어레이의 식별자를 추가적으로 고려하여 상기 제1 OFDM 심볼의 위상을 시프트시키는 기지국 장치.
  7. 기지국에 구비된 복수의 전송 안테나를 이용하여 형성한 전송 빔을 통해 전송된 데이터를 수신하는 단말기에 있어서,
    상기 전송 안테나를 이용하여 형성 가능한 전송 빔들 중에서 선택된 데이터 전송 빔의 식별자 및 미리 결정된 원형 시프트 간격에 비례하도록 시프트되고, 상기 데이터 전송 빔을 이용하여 전송된 제1 OFDM 심볼을 상기 단말기의 데이터 수신 빔을 이용하여 수신하는 수신부;
    상기 단말기에서 생성된 제2 OFDM 심볼과 상기 제1 OFDM 심볼의 자기 상관값을 산출하는 자기 상관부;
    상기 자기 상관값에 기반하여 상기 데이터 전송 빔의 식별자를 식별하는 식별부
    를 포함하는 단말기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 OFDM 심볼은 자도프-츄 시퀀스(Zadoff-Chu)를 이용하여 생성되는 단말기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 원형 시프트 간격은 상기 기지국이 포함된 셀의 식별자, 상기 데이터 전송 빔의 식별자 및 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이를 고려하여 결정된 단말기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 원형 시프트 간격은 상기 제1 OFDM 심볼과 상기 제2 OFDM 심볼의 심볼 타이밍 옵셋(Symbol Timing Offset)으로 인한 자기 상관값을 고려하여 결정된 단말기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 전송 안테나들은 복수의 서브 어레이들로 그룹핑되고,
    상기 형성 가능한 전송 빔들은 서브 어레이들중에서 선택된 전송 서브 어레이를 이용하여 형성 가능한 전송 빔인 단말기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 OFDM 심볼의 위상은 상기 전송 서브 어레이의 식별자를 추가적으로 고려하여 시프트된 단말기.
  13. 기지국에 구비된 복수의 전송 안테나를 이용하여 형성한 전송 빔을 통해 전송된 데이터를 수신하는 단말기의 동작 방법에 있어서,
    상기 전송 안테나를 이용하여 형성 가능한 전송 빔들 중에서 선택된 데이터 전송 빔의 식별자 및 미리 결정된 원형 시프트 간격에 비례하도록 시프트되고, 상기 데이터 전송 빔을 이용하여 전송된 제1 OFDM 심볼을 상기 단말기의 데이터 수신 빔을 이용하여 수신하는 단계;
    상기 단말기에서 생성된 제2 OFDM 심볼과 상기 제1 OFDM 심볼의 자기 상관값을 산출하는 단계; 및
    상기 자기 상관값에 기반하여 상기 데이터 전송 빔의 식별자를 식별하는 단계
    를 포함하는 단말기의 동작 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 OFDM 심볼은 자도프-츄 시퀀스(Zadoff-Chu)를 이용하여 생성되는 단말기의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 원형 시프트 간격은 상기 기지국이 포함된 셀의 식별자, 상기 데이터 전송 빔의 식별자 및 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이를 고려하여 결정된 단말기의 동작 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 원형 시프트 간격은 상기 제1 OFDM 심볼과 상기 제2 OFDM 심볼의 심볼 타이밍 옵셋(Symbol Timing Offset)으로 인한 자기 상관값을 고려하여 결정된 단말기의 동작 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전송 안테나들은 복수의 서브 어레이들로 그룹핑되고,
    상기 형성 가능한 전송 빔들은 서브 어레이들중에서 선택된 전송 서브 어레이를 이용하여 형성 가능한 전송 빔인 단말기의 동작 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 OFDM 심볼의 위상은 상기 전송 서브 어레이의 식별자를 추가적으로 고려하여 시프트된 단말기의 동작 방법.
  19. 제13항 내지 제18항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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