KR101980429B1

KR101980429B1 - Method and apparatus for selecting beam based on amplitude of received signal

Info

Publication number: KR101980429B1
Application number: KR1020170018036A
Authority: KR
Inventors: 이주용; 왕우완
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2019-05-20
Also published as: KR20180092410A

Abstract

수신 신호의 크기에 기초하여 빔을 선택하는 방법 및 장치가 개시된다. 다수의 안테나를 이용하여 사용자 단말로 신호를 송수신하는 빔 선택 장치에서 수행하는 빔 선택 방법에 있어서, 빔 세트(beam set)에 포함된 복수의 빔들을 대상으로, 빔 폭에 따라 복수의 레벨로 분류하는 단계, 상기 복수의 레벨 각각에 속하는 빔들 중 제1 레벨에 해당하는 빔들을 결정하는 단계, 결정된 제1 레벨에 해당하는 빔들을 이용하여 상기 사용자 단말로부터 수신되는 제1 신호의 크기를 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 별로 측정하여 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 중 어느 하나의 빔을 선택하는 단계, 선택된 빔에 해당하는 제1 레벨의 하위 레벨인 제2 레벨에 해당하는 복수의 빔들을 이용하여 상기 사용자 단말로부터 수신되는 제2 신호의 크기를 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 별로 측정하여 상기 제2 레벨에 해당하는 빔들 중 어느 하나의 빔을 선택하는 단계, 및 선택된 제2 레벨에 해당하는 빔을 상기 사용자 단말과의 링크(link) 형성에 이용할 최종 빔으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.A method and apparatus for selecting a beam based on the magnitude of a received signal is disclosed. A beam selecting method performed by a beam selecting apparatus for transmitting and receiving signals to and from a user terminal using a plurality of antennas, the method comprising: dividing a plurality of beams included in a beam set into a plurality of levels according to a beam width; Determining beams corresponding to a first level of the beams belonging to each of the plurality of levels, determining a size of a first signal received from the user terminal using beams corresponding to the determined first level, Selecting one of the beams corresponding to the first level by using a plurality of beams corresponding to a second level which is a lower level of the first level corresponding to the selected beam, Measuring a magnitude of a second signal received from the user terminal for each of the beams corresponding to the first level and outputting a signal corresponding to one of the beams corresponding to the second level Selecting, or use the beams for the selected second level to the link (link) formed between the user terminal may include the step of determining the final beam.

Description

Field of the Invention [0001] The present invention relates generally to a method and apparatus for selecting a beam based on the size of a received signal,

본 발명은 다수의 안테나를 이용하여 빔(beam) 기반으로 신호를 송수신하는 통신 시스템에서 단말과의 신호 송수신에 이용될 빔을 선택하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for selecting a beam to be used for signal transmission / reception with a terminal in a communication system for transmitting / receiving signals based on beams using a plurality of antennas.

기존의 통신 시스템의 경우, 다수의 안테나를 이용하는 기지국은 각 안테나에 실리는 신호의 가중치를 달리하여 등방성 빔뿐만 아니라 방향성을 갖는 빔을 생성한다. 이때, 기존의 다수의 안테나를 이용하는 기지국에서는 각 안테나에 실리는 신호의 가중치를 달리하는 경우 위상 시프터(phase shifter)를 이용한다. In a conventional communication system, a base station using a plurality of antennas generates a beam having a directional characteristic as well as an isotropic beam with different weights of signals carried on the respective antennas. At this time, in a base station using a plurality of existing antennas, a phase shifter is used when signals weighted on the respective antennas are different.

그리고, 각각의 안테나에는 하나의 RF 체인(RF-chain)이 연결되어 있으며, 통신 시스템에서 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해 다수의 안테나를 이용하는 경우, 다수의 RF 체인(RF-chain)을 필요로 하게 된다. 이러한 RF 체인(RF-chain)에 의한 통신 시스템의 복잡도를 줄이기 위해서 빔공간 MIMO 통신 시스템이 제안되었다. 빔공간 MIMO 통신 시스템은 다수의 안테나를 이용하는 통신 시스템으로써, 능동 안테나와 적어도 하나 이상의 기생 안테나로 구성된 ESPAR(electronically steerable parasitic array radiator) 안테나를 이용한다.In addition, one RF chain is connected to each antenna. When a plurality of antennas are used to achieve a high data rate in a communication system, a plurality of RF chains (RF-chain) are required do. A beam-space MIMO communication system has been proposed to reduce the complexity of the communication system by the RF chain (RF-chain). A beam-space MIMO communication system is a communication system using a plurality of antennas, and uses an ESPAR (electronically steerable parasitic array radiator) antenna composed of an active antenna and at least one parasitic antenna.

그리고, 빔공간 MIMO 통신 시스템은 능동 안테나와 기생 안테나의 상호 커플링 현상을 이용하여 빔을 형성한다. 능동 안테나와 기생 안테나를 이용해서 특정한 빔을 생성하는데, 기생 안테나에는 임피던스가 연결되어 있으며, 임피던스의 값을 조절하여 능동 안테나와 기생 안테나에 의해서 생성되는 빔의 형태와 방향을 조절한다. The beam-space MIMO communication system forms a beam using a mutual coupling phenomenon between an active antenna and a parasitic antenna. An active antenna and a parasitic antenna are used to generate a specific beam. Impedance is connected to the parasitic antenna, and the shape and direction of the beam generated by the active antenna and the parasitic antenna are adjusted by adjusting the impedance value.

기존의 다수의 안테나를 이용하는 통신 시스템의 경우, 단말로부터 피드백(feedback) 받은 채널 정보를 이용해서 미리 정해 놓은 제한된 개수의 가중치 세트(set) 중에서 각 단말에 적합한 가중치를 이용해서 빔을 형성하거나, 채널 정보를 이용해서 적절한 가중치를 생성한다. In the case of a communication system using a plurality of conventional antennas, a beam is formed using a weight value suitable for each terminal among a limited number of weight sets set in advance by using channel information fed back from the terminal, Information is used to generate appropriate weights.

그러나, 채널 정보를 피드백받아 단말에 적합한 가중치를 이용하여 빔을 형성하는 경우, 통신 시스템 전체의 복잡도가 증가하며, 스마트폰(smart)이나 태블릿(tablet)과는 상대적으로 복잡도가 낮아 채널 정보를 피드백하기 어려운 사물인터넷(IoT) 단말이나 MTC(Machine type communication) 단말을 대상으로 이용하기 어렵다.However, when a beam is formed using a weight suitable for a terminal by receiving channel information, the complexity of the entire communication system increases, and the complexity of the communication system is relatively low compared to a smart phone or a tablet, It is difficult to use the Internet (IoT) terminal or MTC (Machine Type Communication) terminal, which is difficult to handle.

따라서, 채널 정보를 기지국으로 피드백하지 못하는 경우에도 단말과의 신호 송수신을 위한 빔(beam)을 효율적으로 선택하는 기술이 요구된다.Therefore, even if the channel information can not be fed back to the base station, a technique for efficiently selecting a beam for signal transmission / reception with the terminal is required.

한국공개특허 10-2014-0081754호는 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 이용한 제어 채널의 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 제어 채널들을 통해 전송할 복수의 제어 정보들을 결정하고, 제어 채널들을 통해 전송할 복수의 제어 정보들을 결정하고 상기 제어 정보들의 빔포밍 전송에 사용될 송신 빔들을 결정하는 기술을 기재하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0081754 discloses a method and apparatus for transmitting / receiving a control channel using beamforming in a wireless communication system. The method includes determining a plurality of control information to be transmitted through control channels, And determining transmission beams to be used for beamforming transmission of the control information.

본 발명은 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백이 없는 경우에 채널 정보에 의존하지 않고(즉, 채널 정보와 무관하게) 단말로부터 수신되는 신호의 크기(즉, 수신 신호의 크기)를 이용하여 단말과의 신호 송수신에 이용될 빔(beam)을 선택하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for transmitting / receiving data to / from a mobile station using a size of a signal received from a mobile station (i.e., a size of a received signal) without depending on channel information And a technique for selecting a beam to be used for signal transmission and reception.

또한, 본 발명은 다수의 안테나를 이용하는 통신 시스템 중 ESPAR(electronically steerable parasitic array radiator) 안테나를 이용하는 빔공간 MIMO 통신 시스템에서의 빔 선택 기술에 관한 것이다.The present invention also relates to a beam selection technique in a beam-space MIMO communication system using an electronically steerable parasitic array radiator (ESPAR) antenna of a communication system using a plurality of antennas.

또한, 본 발명은 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 이용하여 빔을 선택함에 있어서, 빔 폭과 빔 방향의 모든 조합을 대상으로 빔을 선택하는 것이 아니라, 기지국과 단말 간의 초기 링크(link) 형성 시 넓은 빔, 중간 빔, 좁은 빔 순으로 빔 방향에 따라 수신 신호의 크기를 확인하여 적절한 빔 폭과 빔 방향에 해당하는 빔을 선택하는 기술에 관한 것이다. In addition, when selecting a beam using the magnitude of a signal received from a terminal, the present invention does not select a beam for all combinations of the beam width and the beam direction, To a technique for selecting a beam corresponding to a beam width and a beam direction by confirming the size of a received signal according to a beam direction in the order of a wide beam, an intermediate beam, and a narrow beam.

또한, 본 발명은 단말의 이동성을 고려하여 단말과 기지국 사이에 형성된 링크를 유지하면서 이동 전에 단말과의 신호 송수신 시 이용된 빔보다 이동한 단말에 더 적합한 빔을 결정하는 기술에 관한 것이다.The present invention also relates to a technique for determining a beam more suitable for a mobile terminal than a beam used for signal transmission / reception with respect to the mobile terminal, while maintaining a link formed between the mobile terminal and the base station considering mobility of the mobile terminal.

다수의 안테나를 이용하여 사용자 단말로 신호를 송수신하는 빔 선택 장치에서 수행하는 빔 선택 방법에 있어서, 빔 세트(beam set)에 포함된 복수의 빔들을 대상으로, 빔 폭에 따라 복수의 레벨로 분류하는 단계, 상기 복수의 레벨 각각에 속하는 빔들 중 제1 레벨에 해당하는 빔들을 결정하는 단계, 결정된 제1 레벨에 해당하는 빔들을 이용하여 상기 사용자 단말로부터 수신되는 제1 신호의 크기를 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 별로 측정하여 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 중 어느 하나의 빔을 선택하는 단계, 선택된 빔에 해당하는 제1 레벨의 하위 레벨인 제2 레벨에 해당하는 복수의 빔들을 이용하여 상기 사용자 단말로부터 수신되는 제2 신호의 크기를 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 별로 측정하여 상기 제2 레벨에 해당하는 빔들 중 어느 하나의 빔을 선택하는 단계, 및 선택된 제2 레벨에 해당하는 빔을 상기 사용자 단말과의 링크(link) 형성에 이용할 최종 빔으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.A beam selecting method performed by a beam selecting apparatus for transmitting and receiving signals to and from a user terminal using a plurality of antennas, the method comprising: dividing a plurality of beams included in a beam set into a plurality of levels according to a beam width; Determining beams corresponding to a first level of the beams belonging to each of the plurality of levels, determining a size of a first signal received from the user terminal using beams corresponding to the determined first level, Selecting one of the beams corresponding to the first level by using a plurality of beams corresponding to a second level which is a lower level of the first level corresponding to the selected beam, Measuring a magnitude of a second signal received from the user terminal for each of the beams corresponding to the first level and outputting a signal corresponding to one of the beams corresponding to the second level And determining a beam corresponding to the selected second level as a final beam to be used for forming a link with the user terminal.

일측면에 따르면, 상기 빔 폭에 따라 복수의 레벨로 분류하는 단계는, 상기 빔 세트(beam set)에 포함된 서로 다른 빔 방향에 해당하는 복수의 빔들을 대상으로, 동일 빔 방향에 해당하는 빔들이 상기 빔 폭에 따라 연관되도록 상기 복수의 레벨로 분류할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the step of classifying the beams into a plurality of levels according to the beam width may include a step of classifying a plurality of beams corresponding to different beam directions included in the beam set, Can be classified into the plurality of levels so that they are related to the beam width.

다른 측면에 따르면, 상기 제2 레벨에 해당하는 빔은, 상위 레벨인 제1 레벨에 해당하는 빔이 커버(cover)하는 영역에 속하는 빔에 해당할 수 있다.According to another aspect, the beam corresponding to the second level may correspond to a beam belonging to a region covered by a beam corresponding to a first level, which is a higher level.

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔으로 결정하는 단계는, 상기 제2 신호의 크기와 상기 제1 신호의 크기를 비교한 비교 결과에 기초하여 상기 제2 레벨에 해당하는 빔 및 상기 제1 레벨에 해당하는 빔 중 어느 하나를 상기 최종 빔으로 결정할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of determining the final beam includes a step of calculating a beam corresponding to the second level based on a result of comparison between the magnitude of the second signal and the magnitude of the first signal, Any one of the corresponding beams can be determined as the final beam.

또 다른 측면에 따르면, 상기 사용자 단말과의 링크가 형성되면, 상기 사용자 단말의 이동성 여부에 기초하여 상기 최종 빔을 유지하거나 또는 새로운 빔으로 상기 최종 빔을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, when the link with the user terminal is formed, the method may further include maintaining the final beam based on whether the user terminal is mobility or modifying the final beam with a new beam.

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔을 유지하거나 또는 새로운 빔으로 상기 최종 빔을 변경하는 단계는, 상기 최종 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 기정의된 일정 주기마다 측정하는 단계, 일정 주기마다 측정된 신호의 크기와 기정의된 기준 크기를 비교하여 상기 사용자 단말의 이동성 여부를 결정하는 단계, 상기 사용자 단말이 이동한 것으로 결정된 경우, 새로운 빔을 선택하는 단계, 및 상기 사용자 단말이 이동하지 않은 것으로 결정된 경우, 상기 최종 빔을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect, maintaining the final beam or modifying the final beam with a new beam includes measuring a magnitude of a signal received from the user terminal over the final beam at predetermined periods of time, Determining whether the user terminal is mobility by comparing the measured signal size with a predetermined reference size at every predetermined period, selecting a new beam when the user terminal is determined to have moved, And if not determined to have not moved, maintaining the final beam.

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔을 유지하거나 또는 새로운 빔으로 상기 최종 빔을 변경하는 단계는, 상기 사용자 단말이 이동한 것으로 결정된 경우, 상기 최종 빔이 속하는 레벨의 상위 레벨에 해당하는 적어도 두 개의 빔들 중 어느 하나의 빔을 이용하여 신호를 전송함에 따라 상기 사용자 단말과 형성된 상기 링크를 유지하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect, maintaining the final beam or modifying the final beam with a new beam further comprises: if it is determined that the user terminal has moved, at least two of the high levels of the level to which the final beam belongs And maintaining the link formed with the user terminal as the signal is transmitted using any one of the beams.

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔을 유지하거나 또는 새로운 빔으로 상기 최종 빔을 변경하는 단계는, 상기 사용자 단말이 이동한 것으로 결정된 경우, 상기 최종 빔이 속하는 레벨의 상위 레벨에 해당하는 적어도 두 개의 빔들 중 어느 하나의 빔을 이용하여 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정하는 단계, 측정된 신호의 크기에 기초하여 상기 적어도 두 개의 빔들 중 상기 사용자 단말이 이동한 방향에 해당하는 빔을 결정하는 단계, 및 결정된 상기 이동한 방향에 해당하는 빔으로 상기 최종 빔을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect, maintaining the final beam or modifying the final beam with a new beam further comprises: if it is determined that the user terminal has moved, at least two of the high levels of the level to which the final beam belongs Measuring a magnitude of a signal received from the user terminal using one of the beams, determining a beam corresponding to a direction in which the user terminal has moved among the at least two beams based on the magnitude of the measured signal, , And modifying the final beam with a beam corresponding to the determined direction of movement.

또 다른 측면에 따르면, 상기 이동한 방향에 해당하는 빔으로 상기 최종 빔을 변경하는 단계는, 상기 이동한 방향에 해당하는 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기가 상기 최종 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기보다 작음에 따라 상기 최종 빔을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of modifying the final beam with a beam corresponding to the moved direction may include: modifying a signal received from the user terminal through a beam corresponding to the moved direction, And maintaining the final beam as being smaller than the magnitude of the signal received from the user terminal.

또 다른 측면에 따르면, 상기 이동한 방향에 해당하는 빔으로 상기 최종 빔을 변경하는 단계는, 상기 이동한 방향에 해당하는 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기가 상기 최종 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 이상인 경우, 상기 이동 방향에 해당하는 빔을 상기 최종 빔으로 변경하는 단계, 및 상기 이동 방향에 해당하는 빔이 속하는 레벨의 하위 레벨에 해당하는 빔들 중에서 어느 하나의 빔으로 상기 최종 빔을 재변경하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of modifying the final beam with a beam corresponding to the moved direction may include: modifying a signal received from the user terminal through a beam corresponding to the moved direction, Changing a beam corresponding to the moving direction to the final beam when the signal received from the user terminal is abnormal, and changing the beam corresponding to the moving direction to any one of the beams corresponding to the lower level to which the beam corresponding to the moving direction belongs And re-modifying the final beam.

다수의 안테나를 이용하여 사용자 단말로 신호를 송수신하는 빔 선택 장치에 있어서, 빔 세트(beam set)에 포함된 복수의 빔들을 대상으로, 빔 폭에 따라 복수의 레벨로 분류하는 레벨 분류부, 상기 복수의 레벨 각각에 속하는 빔들 중 제1 레벨에 해당하는 빔들을 결정하고, 결정된 제1 레벨에 해당하는 빔들을 이용하여 상기 사용자 단말로부터 수신되는 제1 신호의 크기를 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 별로 측정하여 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 중 어느 하나의 빔을 선택하고, 선택된 빔에 해당하는 제1 레벨의 하위 레벨인 제2 레벨에 해당하는 빔들을 이용하여 상기 사용자 단말로부터 수신되는 제2 신호의 크기를 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 별로 측정하여 상기 제2 레벨에 해당하는 빔들 중 어느 하나의 빔을 선택하는 신호 측정부, 및 선택된 제2 레벨에 해당하는 빔을 상기 사용자 단말과의 링크(link) 형성에 이용할 최종 빔으로 결정하는 최종 빔 결정부를 포함할 수 있다.A beam selecting apparatus for transmitting and receiving signals to and from a user terminal using a plurality of antennas, comprising: a level classifying unit for classifying a plurality of beams included in a beam set into a plurality of levels according to a beam width; Determining the beams corresponding to the first level among the beams belonging to each of the plurality of levels and using the beams corresponding to the determined first level to adjust the magnitude of the first signal received from the user terminal to the beams corresponding to the first level And selecting one of the beams corresponding to the first level and using the beams corresponding to the second level that is a lower level of the first level corresponding to the selected beam, A signal measuring unit for measuring the size of a signal for each of the beams corresponding to the first level and selecting any one of the beams corresponding to the second level, And a final beam determiner for determining the beam corresponding to the second level as a final beam to be used for forming a link with the user terminal.

일측면에 따르면, 상기 레벨 분류부는, 상기 빔 세트(beam set)에 포함된 서로 다른 빔 방향에 해당하는 복수의 빔들을 대상으로, 동일 빔 방향에 해당하는 빔들이 상기 빔 폭에 따라 연관되도록 상기 복수의 레벨로 분류할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the level classifier may be configured to classify a plurality of beams corresponding to different beam directions included in the beam set, and to combine the beams corresponding to the same beam direction with the beam width, It can be classified into a plurality of levels.

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔 결정부는, 상기 제2 신호의 크기와 상기 제1 신호의 크기를 비교한 비교 결과에 기초하여 상기 제2 레벨에 해당하는 빔 및 상기 제1 레벨에 해당하는 빔 중 어느 하나를 상기 최종 빔으로 결정할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the final beam determining unit determines a beam corresponding to the second level and a beam corresponding to the first level based on a result of comparison between the magnitude of the second signal and the magnitude of the first signal, Can be determined as the final beam.

또 다른 측면에 따르면, 상기 사용자 단말과의 링크가 형성되면, 상기 사용자 단말의 이동성 여부에 기초하여 상기 최종 빔을 유지하거나 또는 새로운 빔으로 상기 최종 빔을 변경하는 최종 빔 변경부를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, when the link with the user terminal is formed, the apparatus may further include a final beam changing unit that holds the final beam based on whether the user terminal is mobility or changes the final beam with a new beam .

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔 변경부는, 상기 최종 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 기정의된 일정 주기마다 측정하고, 일정 주기마다 측정된 신호의 크기와 기정의된 기준 크기를 비교하여 상기 사용자 단말의 이동성 여부를 결정하고, 상기 사용자 단말이 이동한 것으로 결정된 경우, 새로운 빔을 선택하고, 상기 사용자 단말이 이동하지 않은 것으로 결정된 경우, 상기 최종 빔을 유지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the final beam modifying unit measures a magnitude of a signal received from the user terminal through the final beam at predetermined regular intervals, and measures a magnitude of a signal measured every predetermined period and a predetermined reference magnitude Determines whether the user terminal is mobility, selects a new beam when the user terminal is determined to be moved, and maintains the final beam when it is determined that the user terminal has not moved.

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔 변경부는, 상기 사용자 단말이 이동한 것으로 결정된 경우, 상기 최종 빔이 속하는 레벨의 상위 레벨에 해당하는 적어도 두 개의 빔들 중 어느 하나의 빔을 이용하여 신호를 전송함에 따라 상기 사용자 단말과 형성된 상기 링크를 유지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, when it is determined that the user terminal has moved, the final beam modifying unit transmits a signal using any one of at least two beams corresponding to a higher level of the level to which the final beam belongs Thereby maintaining the link formed with the user terminal.

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔 변경부는, 상기 사용자 단말이 이동한 것으로 결정된 경우, 상기 최종 빔이 속하는 레벨의 상위 레벨에 해당하는 적어도 두 개의 빔들 중 어느 하나의 빔을 이용하여 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정하고, 측정된 신호의 크기에 기초하여 상기 적어도 두 개의 빔들 중 상기 사용자 단말이 이동한 방향에 해당하는 빔을 결정하고, 결정된 상기 이동한 방향에 해당하는 빔으로 상기 최종 빔을 변경할 수 있다.According to another aspect of the present invention, when the user terminal is determined to have been moved, the final beam modifying unit may use a beam from at least two beams corresponding to a higher level of the level to which the final beam belongs, Determining a beam corresponding to a direction in which the user terminal has moved among the at least two beams based on the magnitude of the measured signal, You can change the beam.

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔 변경부는, 상기 이동한 방향에 해당하는 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기가 상기 최종 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기보다 작음에 따라 상기 최종 빔을 유지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the final beam modifying unit changes the size of a signal received from the user terminal through a beam corresponding to the moved direction to a size smaller than a size of a signal received from the user terminal through the final beam The final beam can be maintained.

또 다른 측면에 따르면, 상기 최종 빔 변경부는, 상기 이동한 방향에 해당하는 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기가 상기 최종 빔을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기 이상인 경우, 상기 이동 방향에 해당하는 빔을 상기 최종 빔으로 변경하고, 상기 이동 방향에 해당하는 빔이 속하는 레벨의 하위 레벨에 해당하는 빔들 중에서 어느 하나의 빔으로 상기 최종 빔을 재변경할 수 있다.According to another aspect of the present invention, when the size of the signal received from the user terminal through the beam corresponding to the moved direction is equal to or larger than the size of the signal received from the user terminal through the final beam, The beam corresponding to the moving direction can be changed to the final beam and the final beam can be changed again with any one of the beams corresponding to the lower level of the level to which the beam corresponding to the moving direction belongs.

본 발명의 실시예들에 따르면, 단말로부터 채널 정보에 대한 피드백이 없는 경우에 채널 정보에 의존하지 않고(즉, 채널 정보와 무관하게) 단말로부터 수신되는 신호의 크기(즉, 수신 신호의 크기)를 이용하여 단말과의 신호 송수신에 이용될 빔(beam)을 선택할 수 있다. 뿐만 아니라, 복잡도가 낮은 IoT 단말 및 MTC 단말 등에 적용할 수 있으며, 기지국에서의 빔 선택 기술을 통해 단말의 생산 비용을 절감시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, when there is no feedback on the channel information from the terminal, the size of the signal received from the terminal (i.e., the size of the received signal) without depending on the channel information (i.e., To select a beam to be used for signal transmission / reception with the terminal. In addition, the present invention can be applied to IoT terminals and MTC terminals with low complexity, and the production cost of the terminal can be reduced through beam selection technology in the base station.

또한, 다수의 안테나를 이용하는 통신 시스템 중 ESPAR(electronically steerable parasitic array radiator) 안테나를 이용하는 빔공간 MIMO 통신 시스템에서 채널 정보의 피드백없이 단말과의 신호 송수신에 이용될 빔을 선택함에 따라, 다수의 RF 체인(RF-chain)을 사용하더라도 통신 시스템의 복잡도를 감소시키면서 데이터 전송률을 높일 수 있다.Also, in a beam-space MIMO communication system using an ESPAR (Telemetric Arrayable Radiator) antenna of a communication system using multiple antennas, a beam to be used for transmitting / receiving signals with the terminal is selected without feedback of channel information, (RF-chain), it is possible to increase the data transmission rate while reducing the complexity of the communication system.

또한, 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 이용하여 빔을 선택함에 있어서, 빔 폭과 빔 방향의 모든 조합을 대상으로 빔을 선택하는 것이 아니라, 기지국과 단말 간의 초기 링크(link) 형성 시 넓은 빔(broad beam), 중간 빔(middle beam), 좁은 빔(narrow beam) 순으로 빔 방향에 따라 수신 신호의 크기를 확인하여 적절한 빔 폭과 빔 방향에 해당하는 빔을 선택함으로써, 상기 모든 조합에 대해 빔 선택 시 기지국과 단말 간의 초기 링크 형성을 위한 빔을 선택할 때까지 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다. 즉, 프로세싱에 소모되는 자원을 감소시켜 다른 기능을 수행하기 위해 이용할 수 있다.In selecting a beam using the magnitude of a signal received from a terminal, instead of selecting a beam for all combinations of the beam width and the beam direction, a beam may be selected in a wide beam (e.g., a beam corresponding to a beam width and a beam direction by checking the size of a received signal according to a beam direction in the order of a broad beam, a middle beam and a narrow beam, The time required until the beam for forming the initial link between the base station and the terminal is selected can be reduced. That is, it can be used to perform other functions by reducing resources consumed in processing.

또한, 본 발명은 단말의 이동성을 고려하여 단말을 대상으로 현재 선택된 빔 영역을 포함하면서, 현재 선택된 빔 폭보다 큰 빔 폭을 갖는 빔을 이용하여 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정함으로써, 단말과 기지국 사이에 형성된 링크를 유지하면서 이동 전에 단말과의 신호 송수신 시 이용된 빔보다 이동한 단말에 더 적합한 빔을 결정할 수 있다.In addition, the present invention measures the size of a signal received from a terminal by using a beam having a beam width larger than a currently selected beam width, including a currently selected beam area for a terminal in consideration of mobility of the terminal, It is possible to determine a beam more suitable for a mobile terminal than a beam used for signal transmission / reception with the terminal before moving, while maintaining a link formed between the base stations.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 다수의 안테나를 이용하는 통신 시스템을 구성하는 빔 선택 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 빔 선택 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 빔 선택 장치에서 수행하는 빔 선택 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 90도의 빔 영역을 커버하는 제1 레벨에 해당하는 넓은 빔을 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 60도의 빔 영역을 커버하는 제2 레벨에 해당하는 중간 빔을 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 30도의 빔 영역을 커버하는 제3 레벨에 해당하는 좁은 빔을 도시한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 넓은 빔을 이용 시 방위각에 따른 수신 신호의 크기를 도시한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 단말의 이동성을 고려하여 링크를 유지하면서 최종 빔을 변경 또는 유지하는 동작을 도시한 흐름도이다.1 is a diagram showing a structure of a beam selecting apparatus constituting a communication system using a plurality of antennas in an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an internal configuration of a beam selecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a beam selecting method performed by the beam selecting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exemplary view showing a wide beam corresponding to a first level covering a beam region of 90 degrees in an embodiment of the present invention. FIG.
5 is an exemplary diagram illustrating an intermediate beam corresponding to a second level covering a beam region of 60 degrees in an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary view showing a narrow beam corresponding to a third level covering a beam region of 30 degrees in an embodiment of the present invention. FIG.
7 is an exemplary diagram illustrating the magnitude of a received signal according to an azimuth angle when using a wide beam in an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating an operation of changing or maintaining a final beam while maintaining a link in consideration of mobility of a terminal in an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다수의 안테나를 이용하여 빔(beam) 기반으로 신호를 송수신하는 통신 시스템에서, 사용자 단말로부터 피드백되는 채널 정보가 없더라도 단말의 수신 시호의 크기를 이용하여 단말과의 링크 형성 및 단말로의 신호 송수신을 위한 빔(beam)을 선택하는 기술에 관한 것이다. 다시 말해, 본 발명은 기지국에서 채널 정보 없이도 단말에 적합한 빔을 선택하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a communication system for transmitting and receiving signals based on a beam using a plurality of antennas, and more particularly, To a technique for selecting a beam for signal transmission / reception. In other words, the present invention relates to a technique for selecting a beam suitable for a terminal without channel information at the base station.

또한, 본 발명은 단말의 이동성을 고려하여, 단말의 수신 신호의 크기를 이용하여 빔을 선택하더라도 단말과 기지국 사이에 형성된 링크가 끊기지 않도록 유지하면서 이동한 위치에 보다 적합한 빔을 선택하는 기술에 관한 것이다.The present invention also relates to a technique for selecting a beam more suitable for a moved position while keeping the link formed between the terminal and the base station uninterrupted even if the beam is selected using the magnitude of the received signal of the terminal, will be.

본 실시예에서, '기지국'은 빔 선택 장치를 나타낼 수 있으며, '사용자 단말'은 기지국과 신호를 송수신하는 고정형 및 이동현 전자 장치를 모두 포함할 수 있다. 예컨대, '사용자 단말'은 데스크탑 PC, 태블릿(tablet), 스마트폰(smartphone), IoT 단말들, IP TV, MTC 단말 등의 전자 장치를 나타낼 수 있다.In this embodiment, the 'base station' may represent a beam selection device and the 'user terminal' may include both fixed and mobile electronic devices that transmit and receive signals to and from the base station. For example, the 'user terminal' may represent an electronic device such as a desktop PC, a tablet, a smartphone, IoT terminals, an IP TV, a MTC terminal, and the like.

본 실시예에서, 기지국인 빔 선택 장치는 ESPAR 안테나를 이용하는 빔을 형성하는 경우를 예로 들어 설명하나, 이는 실시예에 해당되며, ESPAR 안테나 이외에 다른 안테나가 이용될 수도 있다. 그리고, 빔 선택 장치는 하나의 ESAPR 안테나를 이용할 수도 있고, 동시에 다수의 빔을 형성하기 위해 복수의 ESPAR 안테나 세트(set)를 이용할 수도 있다. 본 실시예들에서, ESPAR 안테나 세트(set)에서 형성하는 빔은 빔 폭과 빔 방향의 조합으로 모든 공간을 커버할 수 있음을 가정한다.In this embodiment, a beam selecting apparatus that is a base station describes a case of forming a beam using an ESPAR antenna, but this corresponds to the embodiment, and other antennas other than the ESPAR antenna may be used. And, the beam selecting apparatus may use one ESAPR antenna, or a plurality of ESPAR antenna sets may be used to form a plurality of beams at the same time. In the present embodiments, it is assumed that the beam formed in the ESPAR antenna set can cover all the space in a combination of the beam width and the beam direction.

본 실시예들에서, 넓은 빔, 중간 빔, 좁은 빔의 3개의 레벨로 구분하여 빔을 선택하는 것으로 설명하나, 이는 실시예에 해당되며, 4개 이상의 레벨로 구분될 수도 있다. 예컨대, 빔 폭에 따라 아주 넓은 빔, 넓은 빔, 중간 빔, 좁은 빔, 아주 좁은 빔 등의 레벨로 구분될 수도 있으며, 사용자 단말과의 초기 링크 형성 시 빔 선택으로 인해 소요되는 시간이 감소하도록 넓은 빔에서 중간 빔, 중간 빔에서 좁은 빔 순으로, 빔 방향에 따라 순차적으로 수신 신호의 크기를 확인하여, 해당 단말에 적절한 빔 폭과 빔 방향에 해당하는 빔을 선택할 수 있다. In the present embodiments, the beam is divided into three levels of a wide beam, an intermediate beam, and a narrow beam. However, this embodiment corresponds to the embodiment, and may be divided into four or more levels. For example, the beam may be divided into a wide beam, a wide beam, a middle beam, a narrow beam, a very narrow beam, etc. according to the beam width. It is possible to sequentially check the size of the received signal in accordance with the beam direction from the beam to the intermediate beam and from the intermediate beam to the narrow beam and select the beam corresponding to the beam width and beam direction appropriate for the terminal.

또한, 본 실시예들에서, 기정의된 제1 빔 폭에 해당하는 빔들이 속하는 제1 레벨과 제1 빔 폭 보다는 작은 기정의된 제2 빔 폭에 해당하는 빔들이 속하는 제2 레벨, 제2 빔 폭 보다는 작은 기정의된 제3 빔 폭에 해당하는 빔들이 속하는 제3 레벨을 구분하여 설명하나, 이는 이해를 돕기 위해 구분된 것일 뿐, 제2 레벨 및 제 3 레벨에 속하는 빔들은 제1 레벨에 속하는 특정 빔이 커버(cover)하는 영역에 포함되는 빔들로서, 제1 빔 폭보다 빔 폭을 기준으로 빔 폭이 작은 정도에 구분되므로, 제1 레벨에 속하는 특정 빔보다 작은 빔 폭을 갖는 빔들, 즉, 제2 빔 폭 및 제3 빔 폭 등의 빔들이 모두 제2 레벨로 표현될 수도 있다.Further, in the present embodiments, the first level at which the beams corresponding to the predetermined first beam width belong and the second level at which the beams corresponding to the predetermined second beam width smaller than the first beam width belong, The third level to which the beams corresponding to the predetermined third beam width smaller than the beam width belongs are described separately, but this is only for the sake of understanding, and the beams belonging to the second level and the third level are divided into the first level The beam width is smaller than the first beam width in terms of the beam width. Therefore, the beams having a smaller beam width than the specific beam belonging to the first level I.e., the second beam width and the third beam width, may all be represented by a second level.

본 실시예들에서, 기지국의 빔 세트를 구성하는 빔들을 통해 단말로부터 수신되는 신호의 크기는 볼록(convex) 형태를 가짐을 가정한다.In the present embodiments, it is assumed that the size of the signal received from the terminal through the beams constituting the beam set of the base station has a convex shape.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 다수의 안테나를 이용하는 통신 시스템을 구성하는 빔 선택 장치의 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a structure of a beam selecting apparatus constituting a communication system using a plurality of antennas in an embodiment of the present invention.

기지국인 빔 선택 장치(100)는 고정된 빔 폭과 고정된 빔 방향에 대한 빔 세트(beam set)를 미리 저장하고 있을 수 있다. The beam selection device 100, which is a base station, may have previously stored a beam set for a fixed beam width and a fixed beam direction.

예를 들어, 빔 선택 장치(100)에서 하나의 신호 스트림을 빔 기반으로 송신하기 위해서는 하나의 신호 스트림에 빔을 형성할 수 있는 하나의 안테나 세트(set)를 이용할 수 있다. 이때, 빔 선택 장치(100)는 하나의 안테나 세트로 ESAPR 안테나를 이용할 수 있다. ESPAR 안테나가 다수의 안테나로 구성되어 있더라도, 빔을 형성하는 데 하나의 RF 체인(RF-chain)만을 필요로 하므로, RF 체인의 추가로 인해 복잡도가 증가하지 않을 수 있다. 이처럼, 빔 선택 장치(100)는 하나의 ESPAR 안테나를 이용하여 하나의 빔을 형성할 수 있으며, 다수의 ESPAR 안테나 세트(set)를 이용하여 빔을 형성할 수도 있다. 다수의 ESPAR 안테나 세트를 이용하는 경우, 빔 선택 장치(100)는 동시에 다수의 빔을 형성할 수 있다.For example, in order to transmit one signal stream on a beam-based basis in the beam selecting apparatus 100, one antenna set capable of forming a beam in one signal stream may be used. At this time, the beam selecting apparatus 100 can use an ESAPR antenna as one antenna set. Even if an ESPAR antenna is composed of multiple antennas, complexity may not increase due to the addition of an RF chain, since only one RF chain is required to form the beam. As described above, the beam selecting apparatus 100 may form one beam using one ESPAR antenna, or may form a beam using a plurality of ESPAR antenna sets. When using multiple sets of ESPAR antennas, the beam selection device 100 can simultaneously form multiple beams.

도 1은 다수의 ESPAR 안테나 세트(set)를 이용하는 빔 선택 장치의 구조를 나타내고 있으며, 다수의 ESPAR 안테나 세트(set)에 의해 형성되는 빔의 빔 폭과 빔 방향은 기생 안테나에 연결된 임피던스(impedances)의 값을 조절함으로써 조절될 수 있다. 이에 따라, 기지국인 빔 선택 장치(100)는 고정된 빔 폭과 고정된 빔 방향에 해당하는 빔들을 포함하는 빔 세트(beam set)에 대응하는 임피던스 세트(impedance set)를 미리 저장하고 있을 수 있다. 즉, 빔 선택 장치(100)는 빔 세트에 포함된 복수의 빔들 각각의 빔 폭 및 빔 방향에 대응하는 임피던스 값들을 메모리에 미리 저장하고 있을 수 있다.Figure 1 shows the structure of a beam selector using a plurality of ESPAR antenna sets. The beam width and the beam direction of the beam formed by a plurality of ESPAR antenna sets are connected to parasitic antennas, By adjusting the value of < / RTI > Accordingly, the beam selection apparatus 100, which is a base station, may have previously stored an impedance set corresponding to a beam set including beams corresponding to a fixed beam width and a fixed beam direction . That is, the beam selection apparatus 100 may previously store impedance values corresponding to the beam width and the beam direction of each of the plurality of beams included in the beam set.

다수의 안테나를 이용하는 통신 시스템에서, 기지국인 빔 선택 장치(100)와 적어도 하나의 단말 간의 통신 수행은 크게 초기 링크 형성 과정과 링크를 유지하는 과정으로 구분될 수 있다. 이하에서는 초기 링크를 형성하기 위한 빔을 선택하는 과정 및 단말의 이동 시에도 링크를 유지하면서 빔을 선택하는 과정에 대해 자세히 설명하기로 한다.In a communication system using a plurality of antennas, the communication between the beam selection apparatus 100, which is a base station, and at least one terminal can be largely divided into a process of forming an initial link and a process of maintaining a link. Hereinafter, a process of selecting a beam to form an initial link and a process of selecting a beam while maintaining a link when the UE moves are described in detail.

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 빔 선택 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 빔 선택 장치에서 수행하는 빔 선택 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of a beam selecting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart illustrating a beam selecting method performed by the beam selecting apparatus according to an embodiment of the present invention. to be.

도 2에 따르면, 빔 선택 장치(200)는 레벨 분류부(210), 신호 측정부(220), 최종 빔 결정부(230) 및 최종 빔 변경부(240)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 사용자 단말과의 신호 송수신을 위한 빔 선택을 수행하는 구성 요소만을 도시하였으나, 실제 빔 선택 장치(200)는 도 1과 같이, 임피던스 세트에 기초하여 기생 안테나와 연결된 임피던스의 값을 조절하는 임피던스 제어부, 기생 안테나, 능동 안테나, RF 체인 등을 더 포함할 수 있고, 도 2의 신호 측정부(220)는 도 1의 수신신호 측정부에 해당할 수 있다. 2, the beam selecting apparatus 200 may include a level classifying section 210, a signal measuring section 220, a final beam determining section 230, and a final beam changing section 240. Although FIG. 2 shows only a component for performing beam selection for signal transmission / reception with a user terminal, the actual beam selection device 200 adjusts a value of an impedance connected to a parasitic antenna based on an impedance set, An impedance controller, a parasitic antenna, an active antenna, and an RF chain. The signal measuring unit 220 of FIG. 2 may correspond to the receiving signal measuring unit of FIG.

그리고, 도 3의 각 단계들(310 내지 360 단계)은 도 2의 빔 선택 장치(200)의 구성요소인 레벨 분류부(210), 신호 측정부(220), 최종 빔 결정부(230) 및 최종 빔 변경부(240)에 의해 수행될 수 있다. Each of the steps 310 to 360 of FIG. 3 includes a level classifying unit 210, a signal measuring unit 220, a final beam determining unit 230, And may be performed by the final beam modifying unit 240.

310 단계에서, 레벨 분류부(210)는, 복수의 빔폭 및 빔방향에 해당하는 빔들을 포함하는 빔 세트에 기초하여 빔들을 복수의 레벨로 분류할 수 있다. In step 310, the level classifier 210 may classify the beams into a plurality of levels based on a beam set including beams corresponding to a plurality of beam widths and beam directions.

여기서, 빔 세트는 특정 빔 폭 및 특정 빔 방향에 해당하는 인피던스값을 포함하는 임피던스 세트와 매칭되어 저장 및 유지될 수 있다. 예컨대, 빔 세트는 특정 빔 폭 및 특정 빔 방향을 나타내는 설정값을 포함하는 정보들로서 표현되는 각 빔들을 포함할 수 있다.Here, the beam set may be stored and maintained matched with an impedance set including an impedance value corresponding to a specific beam width and a specific beam direction. For example, the beam set may include each beam represented as information including a specific beam width and a setting value representative of a particular beam direction.

일례로, 레벨 분류부(210)는, 빔 세트를 구성하는 서로 다른 빔 방향에 해당하는 빔들을 대상으로, 동일 빔 방향에 해당하는 빔들이 빔 폭에 따라 연관되도록 복수의 레벨로 분류할 수 있다. 즉, 동일 빔 방향에 해당하는 서로 다른 빔들이 빔 폭에 따라 종속되는 관계를 가지도록 레벨을 분류할 수 있다. 예컨대, 360도 전방이 4개의 빔 방향으로 구분된 경우, 4개의 빔 방향 별로 기정의된 제1 빔 폭에 해당하는 넓은 빔에 속하는 빔들이 제1 레벨, 넓은 빔 보다는 작은 빔 폭으로 기정의된 제2 빔 폭에 해당하는 중간 빔에 속하는 빔들이 제2 레벨, 중간 빔 보다는 작은 빔 폭으로 기정의된 제3 빔 폭에 해당하는 좁은 빔에 속하는 빔들이 제3 레벨로 분류될 수 있다. For example, the level classifying unit 210 may classify beams corresponding to different beam directions constituting a beam set into a plurality of levels such that beams corresponding to the same beam direction are associated with the beam width . That is, the level can be classified so that different beams corresponding to the same beam direction have a dependency depending on the beam width. For example, if the front of 360 degrees is divided into four beam directions, the beams belonging to the wide beam corresponding to the predetermined first beam width for each of the four beam directions are set at the first level, The beams belonging to the intermediate beam corresponding to the second beam width may be classified as the third level, and the beams belonging to the narrow beam corresponding to the third beam width set as the beam width smaller than the intermediate beam may be classified as the third level.

여기서, 하위 레벨에 해당하는 빔은 상위 레벨에 해당하는 빔이 커버(cover)하는 영역에 속하는 빔일 수 있다. 예컨대, 제2 레벨의 빔은 제2 레벨과 동일 빔 방향에 해당하는 제1 레벨의 빔이 커버하는 영역에 속하고, 제3 레벨의 빔은 제3 레벨과 동일 빔 방향에 해당하는 제2 레벨의 빔이 커버하는 영역에 속할 수 있다. 즉, 제1 레벨의 빔은, 자신의 하위 레벨인 제2 레벨 및 제3 레벨에 속하는 빔들을 모두 포함하는 빔 폭을 가질 수 있다. Here, the beam corresponding to the lower level may be a beam belonging to the area covered by the beam corresponding to the upper level. For example, the second level beam belongs to a region covered by the first level beam corresponding to the same beam direction as the second level, and the third level beam belongs to the second level corresponding to the same beam direction as the third level Lt; RTI ID = 0.0 > beam < / RTI > That is, the beam of the first level may have a beam width including both the beams belonging to the second level and the third level, which are lower levels thereof.

320 단계에서, 신호 측정부(220)는 복수의 레벨 각각에 속하는 빔들 중에서 서로 다른 빔 방향을 가지는 제1 레벨에 해당하는 빔을 결정할 수 있다. 예컨대, 신호 측정부(220)는 복수의 빔들 중 제1 빔 방향에 해당하는 넓은 빔, 제2 빔 방향에 해당하는 넓은 빔, 제3 빔 방향의 넓은 빔, 제4 빔 방향에 해당하는 넓은 빔을 결정할 수 있다.In step 320, the signal measuring unit 220 may determine a beam corresponding to a first level having a different beam direction among the beams belonging to each of the plurality of levels. For example, the signal measuring unit 220 may measure a wide beam corresponding to the first beam direction, a wide beam corresponding to the second beam direction, a wide beam corresponding to the third beam direction, a wide beam corresponding to the fourth beam direction, Can be determined.

330 단계에서, 신호 측정부(220)는 결정된 제1 레벨에 해당하는 빔들을 통해 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정하여, 상기 제1 레벨에 해당하는 빔들 중 어느 하나의 빔을 선택할 수 있다. In operation 330, the signal measuring unit 220 may measure the magnitude of the signal received from the user terminal through the beams corresponding to the determined first level, and may select any one of the beams corresponding to the first level .

일례로, 제1 레벨에 4개의 빔 방향이 존재하는 경우, 신호 측정부(220)는 제1 빔 방향에 해당하는 제1 레벨의 빔(즉, 제1 방향의 넓은 빔)을 통해 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정할 수 있다. 동일한 방법으로, 신호 측정부(220)는 제2 방향의 넓은 빔, 제3 방향의 넓은 빔, 제4 방향의 넓은 빔 각각을 통해 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정할 수 있다. 그리고, 신호 측정부(220)는 측정된 수신 신호의 크기를 비교하여 어느 하나의 빔을 선택할 수 있다. 예컨대, 신호 측정부(220)는 제1 내지 제4 방향의 넓은 빔을 통해 수신된 신호의 크기 중 크기가 가장 큰 신호에 해당하는 빔을 선택할 수 있다.For example, if there are four beam directions at the first level, the signal measuring unit 220 may be configured to measure the beam direction from the user terminal through a first level beam (i.e., a wide beam in the first direction) The size of the received signal can be measured. In the same manner, the signal measuring unit 220 can measure the magnitude of a signal received from the user terminal through the wide beam in the second direction, the wide beam in the third direction, and the wide beam in the fourth direction. The signal measuring unit 220 can compare the magnitude of the measured received signal and select one of the beams. For example, the signal measuring unit 220 can select a beam corresponding to a signal having the largest magnitude of the magnitude of the signal received through the wide beam in the first to fourth directions.

340 단계에서, 신호 측정부(220)는 선택된 빔에 해당하는 제1 레벨의 하위 레벨인 제2 레벨의 빔들을 통해 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정하여 상기 선택된 빔에 해당하는 제2 레벨의 빔들 중에서 어느 하나의 빔을 선택할 수 있다. 예를 들어, 신호 측정부(220)는 상기 선택된 빔에 해당하는 제2 레벨의 빔들을 통해 수신된 신호의 크기 중 크기가 가장 큰 신호에 해당하는 빔을 선택할 수 있다. 예컨대, 제2 레벨에 속하는 빔들(예컨대, 중간 빔)이 서로 다른 2개의 빔 방향을 가지는 경우, 신호 측정부(220)는 제1 방향의 중간 빔을 통해 수신된 신호의 크기, 및 제2 방향의 중간 빔을 통해 수신된 신호의 크기를 측정하여 비교할 수 있다. 그리고, 신호 측정부(220)는 제1 내지 제2 방향의 중간 빔들 중 상기 수신 신호의 크기가 가장 큰 신호에 해당하는 빔을 선택할 수 있다.In operation 340, the signal measuring unit 220 measures the magnitude of the signal received from the user terminal through the beams of the second level, which are the lower level of the first level corresponding to the selected beam, It is possible to select any one of the beams. For example, the signal measuring unit 220 can select a beam corresponding to a signal having the largest magnitude of the magnitude of the signal received through the second level beams corresponding to the selected beam. For example, when the beams belonging to the second level (e.g., the intermediate beam) have two different beam directions, the signal measuring unit 220 measures the magnitude of the signal received through the intermediate beam in the first direction, It is possible to measure and compare the magnitude of the signal received through the intermediate beam of FIG. The signal measuring unit 220 can select a beam corresponding to a signal having the largest magnitude of the received signal among the intermediate beams in the first and second directions.

이때, 제2 레벨의 하위 레벨이 존재하는 경우, 신호 측정부(220)는 선택된 제2 레벨의 하위 레벨인 제3 레벨에 속하는 빔들 통해 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정하여 상기 선택된 빔에 해당하는 제3 레벨의 빔들 중에서 어느 하나의 빔을 선택할 수 있다. 이처럼, 제3 레벨, 제4 레벨, 제5 레벨 등과 같이 하위 레벨이 존재하는 경우, 신호 측정부(220)는 하위 레벨이 존재하지 않을 때까지(즉, 마지막 레벨까지) 순차적으로 해당 레벨에 속하는 빔을 통해 수신된 신호의 크기를 비교하여 어느 하나의 빔을 선택하는 동작을 반복할 수 있다.In this case, if there is a lower level of the second level, the signal measuring unit 220 measures the size of the signal received from the user terminal through the beams belonging to the third level, which is the lower level of the selected second level, It is possible to select any one of the corresponding beams of the third level. In this way, when a lower level such as a third level, a fourth level, a fifth level, or the like exists, the signal measuring unit 220 sequentially measures the level It is possible to repeat the operation of selecting one of the beams by comparing the magnitudes of the signals received through the beams.

350 단계에서, 최종 빔 결정부(230)는 선택된 제2 레벨의 빔을 사용자 단말과의 초기 링크(link) 형성에 이용할 최종 빔으로 결정할 수 있다.In step 350, the final beam determining unit 230 may determine the selected second level beam as a final beam to be used for forming an initial link with the user terminal.

일례로, 최종 빔 결정부(230)는 상기 선택된 제2 레벨에 해당하는 빔과 상위 레벨인 제1 레벨에 해당하는 빔을 통해 수신된 신호의 크기를 비교할 수 있다. 예컨대, 제1 레벨(즉, 넓은 빔)의 4 방향 중 제1 방향의 넓은 빔이 선택되고, 제1 방향의 넓은 빔이 커버하는 영역에 속하는 제2 레벨(즉, 중간 빔)의 2 방향 중 제2 방향의 중간 빔이 선택된 경우, 최종 빔 결정부(230)는 제2 방향의 중간 빔을 통해 단말로부터 수신된 신호의 크기와 상기 제1 방향의 넓은 빔을 통해 단말로부터 수신된 신호의 크기를 비교할 수 있다. 그리고, 최종 빔 결정부(230)는 신호의 크기가 큰 신호에 해당하는 빔을 최종 빔으로 결정할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 방향의 중간 빔을 통해 수신된 신호의 크기가 상기 제1 방향의 넓은 빔을 통해 수신된 신호의 크기보다 큰 경우, 최종 빔 결정부(230)는 상기 제2 방향의 중간 빔을 최종 빔으로 결정할 수 있다. 상기 제1 방향의 넓은 빔을 통해 수신된 신호의 크기가 상기 제2 방향의 중간 빔을 통해 수신된 신호의 크기보다 큰 경우, 최종 빔 결정부(230)는 상기 제1 방향의 넓은 빔을 최종 빔으로 결정할 수 있다. 동일한 방법으로, 제3 레벨 이상의 하위 레벨이 존재하는 경우, 최종 빔 결정부(230)는 선택된 제3 레벨의 좁은 빔을 통해 수신된 신호의 크기를 비교하여 최종 빔을 결정할 수 있으며, 이때, 상기 선택된 제3 레벨의 좁은 빔을 통해 수신된 신호의 크기와 상위 레벨인 제2 레벨의 중간 빔을 통해 수신된 신호의 크기를 비교하여 크기가 큰 빔을 최종 빔으로 결정할 수 있다. 이때, 제2 레벨의 중간 빔을 통해 수신된 신의 크기가 제3 레벨의 좁은 빔을 통해 수신된 신호의 큰 경우, 최종 빔 결정부(230)는 다시 한번 제2 레벨의 중간 빔과 상위 레벨인 제1 레벨의 넓은 빔을 통해 수신된 신호의 크기를 비교하여, 신호의 크기가 큰 레벨에 해당하는 빔을 최종 빔으로 결정할 수 있다. For example, the final beam determining unit 230 may compare the magnitude of the signal received through the beam corresponding to the selected second level and the beam corresponding to the first level, which is the upper level. For example, a wide beam in a first direction among four directions of a first level (i.e., a wide beam) is selected, and a beam in a second level (i.e., a middle beam) belonging to a region covered by a broad beam in the first direction When the intermediate beam in the second direction is selected, the final beam determining unit 230 determines the size of the signal received from the terminal through the intermediate beam in the second direction and the magnitude of the signal received from the terminal through the wide beam in the first direction Can be compared. The final beam determining unit 230 may determine a beam corresponding to a signal having a large signal size as a final beam. For example, if the magnitude of the signal received through the intermediate beam in the second direction is larger than the magnitude of the signal received through the wide beam in the first direction, the final beam determiner 230 may determine that the intermediate beam in the second direction Can be determined as the final beam. When the magnitude of the signal received through the wide beam in the first direction is larger than the magnitude of the signal received through the intermediate beam in the second direction, the final beam determiner 230 determines the wide beam in the first direction Beam can be determined. In the same manner, if a lower level of the third level or higher exists, the final beam determining unit 230 may determine the final beam by comparing the magnitudes of the signals received through the narrow beam of the selected third level, The size of the received beam can be determined as the final beam by comparing the magnitude of the signal received through the narrow beam of the selected third level with the magnitude of the received signal through the intermediate beam of the second level. At this time, when the size of the signal received through the second level intermediate beam is larger than that of the signal received through the narrow beam of the third level, the final beam determiner 230 once again determines the intermediate beam of the second level and the It is possible to compare the magnitudes of the received signals through the wide beam of the first level and determine the beam corresponding to the level of the signal as the final beam.

이처럼, 최종 빔이 결정되어 빔 선택 장치(200)와 사용자 단말 간에 초기 링크가 형성되면, 빔 선택 장치(200)는 단말의 이동성 여부에 기초하여 링크를 유지하면서 최종 빔을 변경할 수 있다.When the final beam is determined and an initial link is established between the beam selecting apparatus 200 and the user terminal, the beam selecting apparatus 200 can change the final beam while maintaining the link based on whether the terminal is mobility.

360 단계에서, 사용자 단말과의 링크가 형성되면, 최종 빔 변경부(240)는 사용자 단말의 이동성 여부에 기초하여 최종 빔을 유지하거나 또는 최종 빔을 새로운 빔으로 변경할 수 있다.In step 360, when the link with the user terminal is formed, the final beam changing unit 240 may maintain the final beam or change the final beam to a new beam based on whether the user terminal is mobility.

도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 90도의 빔 영역을 커버하는 제1 레벨에 해당하는 넓은 빔을 도시한 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 60도의 빔 영역을 커버하는 제2 레벨에 해당하는 중간 빔을 도시한 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 30도의 빔 영역을 커버하는 제3 레벨에 해당하는 좁은 빔을 도시한 예시도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 넓은 빔을 이용 시 방위각에 따른 수신 신호의 크기를 도시한 예시도이다.FIG. 4 is an exemplary view showing a wide beam corresponding to a first level covering a beam region of 90 degrees in an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which, in one embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a narrow beam corresponding to a third level covering a beam region of 30 degrees in an embodiment of the present invention. FIG. to be. 7 is an exemplary diagram illustrating the magnitude of a received signal according to an azimuth angle when a wide beam is used in an embodiment of the present invention.

먼저, 도 4를 참고하면, 기지국인 빔 선택 장치(200)의 송신 안테나가 총 4개의 안테나 세트(set)를 가지는 것을 가정하면, 4개의 안테나 세트에서 만들어 낼 수 있는 제1 레벨의 빔(즉, 넓은 빔)은 도 4와 같이, 각 안테나 세트가 2차원 공간 상의 90도에 해당하는 영역을 커버(cover)하는 A, B, C, D 빔에 해당할 수 있다. 도 5를 참고하면, 제1 레벨의 빔들 중 제1 방향에 해당하는 빔(즉, A)가 커버(cover)하는 영역에 속하는 중간 빔들(도 5의 a, b)은 넓은 빔 A가 커버(cover)하는 영역을 60도의 각도로 일부 커버(cover)할 수 있다. 이때, 두 개의 중간 빔 a, b는 커버 영역이 30도 차이가 날 수 있다. 마찬가지로, 도 6을 참고하면, 제3 레벨인 좁은 빔(도 6의 1, 2, 3)의 경우, 넓은 빔 A의 영역을 30도씩 3등분하여 커버(cover)할 수 있다.4, assuming that the transmitting antenna of the beam selecting apparatus 200, which is a base station, has a total of four antenna sets, a first level beam (i.e., , A wide beam) may correspond to the A, B, C, and D beams in which each antenna set covers an area corresponding to 90 degrees on the two-dimensional space, as shown in FIG. 5, middle beams (a, b in FIG. 5) belonging to a region covered by a beam (i.e., A) corresponding to a first direction of the beams in the first level are formed by covering a wide beam A cover can be partially covered at an angle of 60 degrees. At this time, the two intermediate beams a and b may have a 30-degree difference in the cover area. Similarly, referring to FIG. 6, in the case of the narrow beams (1, 2 and 3 in FIG. 6) at the third level, the area of the wide beam A can be covered by being divided into three equal parts by 30 degrees.

이때, 기지국과 사용자 단말 간의 초기 링크 형성을 위해, 신호 측정부(220)는 먼저 넓은 빔(즉, 제1 레벨에 해당하는 빔)을 이용하여 수신 신호의 크기를 측정할 수 있다. 도 7을 참고하면, 방위각에 따라 넓은 빔 A, B, C, D 별로 수신 신호의 크기가 달라질 수 있으며, 수신 신호의 크기는 볼록(convex) 형태를 나타낼 수 있다. 그리고, 신호 측정부(220)는 넓은 빔 A 내지 D 중 신호의 크기가 가장 큰 넓은 빔 C를 링크 형성을 위해 1차적으로 선택할 수 있다. 여기서, 넓은 빔 A, B, C, D 순으로 수신 신호의 크기 측정 시 4개 세트의 수신 신호의 크기를 4번 측정해야 하지만, 넓은 빔 B, C, D 순으로 신호의 크기를 측정 시, 신호의 크기가 볼록(convex) 형태를 가짐에 따라 넓은 빔 C에서 수신 신호의 크기가 피크(peak)가 됨을 알 수 있기 때문에, 넓은 빔 A에 대한 수신 신호를 측정하지 않을 수 있다. 이에 따라, 넓은 빔을 대상으로 수신 신호의 크기를 측정하는 횟수를 4번에서 3번으로 감소시킬 수 있다.At this time, in order to form an initial link between the base station and the user terminal, the signal measuring unit 220 may first measure the size of the received signal using a wide beam (i.e., a beam corresponding to the first level). Referring to FIG. 7, the magnitude of the received signal may be varied for each of the wide beams A, B, C, and D according to the azimuth angle, and the magnitude of the received signal may be convex. Then, the signal measuring unit 220 can primarily select the wide beam C having the largest signal among the wide beams A to D for link formation. In this case, when the size of the received signal is measured in the order of the wide beams A, B, C, and D, the magnitude of the four sets of received signals must be measured four times. However, Since the size of the signal has a convex shape, it can be seen that the magnitude of the received signal in the wide beam C becomes a peak, so that the received signal for the wide beam A can be measured. Accordingly, the number of times of measuring the size of the received signal can be reduced from 4 to 3 with respect to the wide beam.

이처럼, 볼록(convex) 형태에서 최대의 수신 신호의 크기를 갖는 넓은 빔 C의 빔 방향이 1차적으로 선택되면, 신호 측정부(220)는, 넓은 빔 C가 커버하는 영역에 속하는 중간 빔(a, b)을 이용해서 해당 빔 방향에 따른 수신 신호의 크기를 다시 측정할 수 있다. 넓은 빔 C와 마찬가지로, 중간 빔 a와 중간 빔 b 역시 방위각에 따라 수신 신호의 크기가 볼록(convex) 형태를 나타낼 수 있다. 그러면, 신호 측정부(220)는 수신 신호의 크기가 최대인 방향의 중간 빔을 선택할 수 있다. 이어, 신호 측정부(220)는 선택된 중간 빔이 커버(cover)하는 영역에 속하는 좁은 빔을 통해 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정하고, 방위각에 대해 가장 큰 방향의 좁은 빔을 선택할 수 있다. As described above, when the beam direction of the wide beam C having the maximum received signal magnitude in the convex form is primarily selected, the signal measuring unit 220 obtains the intermediate beam a belonging to the area covered by the wide beam C , b), the size of the received signal along the beam direction can be measured again. As with the wide beam C, the intermediate beam a and the intermediate beam b may also have a convex shape in terms of the magnitude of the received signal depending on the azimuth angle. Then, the signal measuring unit 220 can select an intermediate beam in a direction in which the magnitude of the received signal is the maximum. The signal measuring unit 220 then measures the magnitude of the signal received from the user terminal through the narrow beam belonging to the area covered by the selected intermediate beam and can select the narrowest beam in the largest direction with respect to the azimuth angle .

예를 들어, 중간 빔 a가 선택된 경우, 신호 측정부(220)는 중간 빔 a가 커버하는 영역에 속하는 좁은 빔 1, 좁은 빔 2를 통해 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 비교하고, 크기가 가장 큰 신호에 해당하는 좁은 빔을 선택할 수 있다. 그리고, 최종 빔 결정부(230)는 선택된 좁은 빔을 최종빔으로 결정할 수 있다. 상기 선택된 좁은 빔을 최종 빔으로 결정함에 있어서, 좁은 빔을 통해 수신된 신호의 크기가 상대적으로 빔폭이 넓은 중간 빔이나 넓은 빔을 통해 수신된 신호의 크기보다 작을 수도 있으므로, 최종 빔 결정부(230)는 상기 선택된 좁은 빔을 통해 수신된 신호의 크기와 상위 레벨에 속하는 빔을 통해 수신된 신호의 크기를 다시 한번 비교하여 최종 빔을 결정할 수 있다.For example, when the intermediate beam a is selected, the signal measuring unit 220 compares the magnitudes of signals received from the user terminal through the narrow beam 1 and the narrow beam 2 belonging to the area covered by the intermediate beam a, A narrow beam corresponding to the largest signal can be selected. Then, the final beam determining unit 230 can determine the selected narrow beam as the final beam. In determining the selected narrow beam as the final beam, the size of the signal received through the narrow beam may be smaller than the size of the signal received through the intermediate beam or the wide beam having a relatively wide beam width. Therefore, the final beam determiner 230 May again determine the final beam by comparing the magnitude of the signal received via the selected narrow beam with the magnitude of the received signal through a beam belonging to a higher level.

예를 들어, 좁은 빔 1이 선택된 경우, 최종 빔 결정부(230)는 좁은 빔 1을 통해 수신된 신호의 크기와 중간 빔 a를 통해 수신된 신호의 크기를 비교할 수 있다. 이때, 좁은 빔 1을 통해 수신된 신호의 크기가 더 크면, 최종 빔 결정부(230)는 좁은 빔 1을 최종 빔으로 결정할 수 있다. 그리고, 중간 빔 a를 통해 수신된 신호의 크기가 더 크면, 최종 빔 결정부(230)는 중간 빔 a를 통해 수신된 신호의 크기와 넓은 빔 A를 통해 수신된 신호의 크기를 비교하고, 신호의 크기가 큰 신호에 해당하는 빔을 최종 빔으로 결정할 수 있다.For example, when the narrow beam 1 is selected, the final beam determining unit 230 may compare the magnitude of the signal received through the narrow beam 1 with the magnitude of the signal received through the intermediate beam a. At this time, if the size of the signal received through the narrow beam 1 is larger, the final beam determiner 230 can determine the narrow beam 1 as the final beam. If the magnitude of the signal received through the intermediate beam a is larger, the final beam determining unit 230 compares the magnitude of the signal received via the intermediate beam a with the magnitude of the signal received through the wide beam A, A beam corresponding to a signal having a large size can be determined as a final beam.

이상의 도 4 내지 도 7에서 설명한 바와 같이, 각각의 빔 폭에 대해서 빔 방향에 따른 수신 신호의 크기를 측정함에 있어서, 최소 3개 방향에 대해서 수신 신호의 크기를 측정하는 경우에 도 7과 같이 수신 신호의 크기가 볼록(convex) 형태를 가짐을 확인할 수 있다. As described above with reference to Figs. 4 to 7, in measuring the magnitude of the received signal along the beam direction with respect to each beam width, when measuring the magnitude of the received signal in at least three directions, It can be seen that the size of the signal has a convex shape.

이처럼, 고정된 빔 폭에 대해서 빔 방향에 따른 수신 신호의 크기 측정 시 특정 방향에서 볼록 형태의 최고점(peak)을 찾을 수 있는 경우, 신호 측정부(220)는 최고점에 해당하는 방향을 빔 방향으로 선택하고, 상기 볼록 형태의 최고점을 찾을 수 없는 경우, 신호 측정부(220)는 추가적인 빔 방향에 대해서 수신 신호의 크기를 측정하여 볼록 형태의 최고점을 달성하는 빔 방향을 선택할 수 있다. 그리고, 중간 빔 및 좁은 빔의 방사 각도를 보다 좁게 구성하는 경우, 넓은 빔에 의한 수신 신호의 크기가 큰 빔을 선택하는 것과 같이 방위각에 대해서 수신 신호의 크기가 볼록(convex) 형태를 나타낼 수 있다.When the peak of the convex shape can be found in a specific direction when measuring the size of the received signal along the beam direction with respect to the fixed beam width, the signal measuring unit 220 measures the direction corresponding to the peak point in the beam direction If the highest peak of the convex shape can not be found, the signal measuring unit 220 can measure the magnitude of the received signal with respect to the additional beam direction to select the beam direction that achieves the peak of the convex shape. When the radiation angle of the intermediate beam and the narrow beam is narrowed, the size of the received signal may be convex with respect to the azimuth angle, such as selecting a beam having a large size of the received signal by the wide beam .

이처럼, 각각의 빔 폭에 대해서 빔 방향을 선택할 때 최소 3개의 빔만을 이용하여 빔 방향을 선택함에 따라, 빔 세트를 구성하는 모든 빔들을 대상으로 링크 형성 또는 단말과의 신호 송수신을 위한 빔을 선택할 때보다 빔을 선택하는데 소요되는 시간이 상대적으로 감소할 수 있다. 예컨대, 모든 빔을 대상으로 신호의 크기를 측정하는 경우 24번의 측정이 필요하나, 도 4 내지 도 7과 같이 신호의 크기가 볼록(convex) 형태를 나타내는 특성을 기반으로 선택된 빔을 대상으로 신호의 크기를 측정하는 경우, 8번의 측정이 수행될 수 있다.In this manner, when selecting the beam direction for each beam width, the beam direction is selected using only a minimum of three beams, so that a beam for all of the beams constituting the beam set is formed or a beam for transmitting / receiving signals to / from the terminal is selected The time required to select the beam can be relatively reduced. For example, when measuring the size of a signal with respect to all beams, it is necessary to measure 24 times. However, as shown in FIGS. 4 to 7, when a beam is selected based on a characteristic that a signal size is convex, When measuring the size, eight measurements can be performed.

그리고, 기지국인 빔 선택 장치(200)와 사용자 단말 간에 링크가 형성되면, 빔 선택 장치(200)는 최종 빔을 통해 사용자 단말로 신호를 전송할 수 있으며, 기정의된 일정 주기마다 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 측정하여 링크의 신뢰도(reliability)를 측정할 수 있다. 예를 들어, 단말이 이동하는 경우, 단말의 이동성으로 인해 초기에 형성된 링크가 더 이상 단말과의 신호 송수신에 이용되기에 적합하지 않을 수 있다. 즉, 링크의 신뢰도가 낮아져 송신된 신호가 단말에서 정상적으로 수신되기 어려울 수 있다. 이에 따라, 빔 선택 장치(200)는 단말의 이동성을 고려하여 최종 빔을 변경하거나 유지하는 등의 과정을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 이동으로 인해 해당 링크를 통해 기지국이 단말로부터 수신받는 신호의 크기는 변화할 것이며, 이러한 변화를 추적하여 최종 빔을 새로운 빔으로 변경하거나 기존의 최종 빔을 그대로 유지하는 등의 과정이 링크가 형성된 이후에 수행될 수 있다.When a link is formed between the beam selection device 200 serving as a base station and the user terminal, the beam selection device 200 can transmit a signal to the user terminal through the final beam, and the signal received from the terminal The link reliability can be measured by measuring the size of the link. For example, when a terminal moves, a link initially formed due to mobility of the terminal may not be suitable for being used for signal transmission / reception with the terminal. That is, since the reliability of the link is low, it may be difficult for the transmitted signal to be normally received by the terminal. Accordingly, the beam selection apparatus 200 can perform a process of changing or maintaining the final beam in consideration of the mobility of the terminal. That is, the size of a signal received by the base station from the terminal through the link will change due to the movement of the terminal, and the process of tracking the change and changing the final beam into a new beam or maintaining the existing final beam Can be performed after the link is formed.

도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 단말의 이동성을 고려하여 링크를 유지하면서 최종 빔을 변경 또는 유지하는 동작을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an operation of changing or maintaining a final beam while maintaining a link in consideration of mobility of a terminal in an embodiment of the present invention.

도 8의 각 단계들(810 내지 840)은 도 3의 최종 빔을 유지 또는 변경하는 360 단계를 구체화한 것으로서, 도 2의 빔 선택 장치(200)의 구성요소인 최종 빔 변경부(240)에 의해 수행될 수 있다. Each step 810 to 840 of FIG. 8 embodies 360 steps of maintaining or changing the final beam shown in FIG. 3. The final beam changing unit 240, which is a component of the beam selecting apparatus 200 of FIG. 2, &Lt; / RTI >

810 단계에서, 단말과의 링크가 형성되면, 최종 빔 변경부(240)는 해당 단말의 단말의 이동성 여부를 결정할 수 있다.In step 810, when the link with the terminal is established, the final beam changing unit 240 can determine whether the terminal of the terminal is mobility.

예를 들어, 최종 빔 변경부(240)는 최종 빔을 통해 사용자 단말로부터 수신되는 신호의 크기를 기정의된 일정 주기마다 주기적으로 측정할 수 있다. 그리고, 최종 빔 변경부(240)는 측정된 신호의 크기와 기정의된 기준 크기를 비교하여 사용자 단말의 이동성 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 측정된 신호의 크기가 기준 크기보다 작으면, 최종 빔 변경부(240)는 해당 링크의 신뢰도가 낮아진 것임을 확인하고, 단말이 이동한 것으로 결정할 수 있다. 다시 말해, 해당 단말관련 최종 빔의 변경이 필요한 것으로 결정할 수 있다. For example, the final beam modifying unit 240 may periodically measure the magnitude of the signal received from the user terminal through the final beam at predetermined regular intervals. The final beam modifying unit 240 may determine whether the user terminal is mobility by comparing the measured signal size with a predetermined reference size. For example, if the size of the measured signal is smaller than the reference size, the final beam changing unit 240 can confirm that the reliability of the link is low, and determine that the terminal has moved. In other words, it can be determined that it is necessary to change the terminal-related final beam.

820 단계에서, 단말이 이동하지 않은 것으로 결정되면, 최종 빔 변경부(240)는 단말이 이동하지 않은 것으로 결정하고, 최종 빔을 변경하지 않고 그대로 유지할 수 있다. If it is determined in step 820 that the terminal has not been moved, the final beam changing unit 240 determines that the terminal has not moved, and can maintain the final beam without changing it.

일례로, 상기 측정된 신호의 크기가 기준 크기 이상이면, 최종 빔 변경부(240)는 단말이 이동하지 않은 것으로 결정할 수 있다. 그리고, 최종 빔 변경부(240)는 단말의 이동성 결정 이전에 최종 빔으로 결정된 빔을 그대로 유지할 수 있다. 예컨대, 단말의 이동성여부 결정 이전에 좁은 빔 2이 최종 빔으로 결정된 경우, 최종 빔 변경부(240)는 좁은 빔 2을 최종 빔으로 그대로 유지할 수 있다.For example, if the measured signal size is greater than the reference size, the final beam modifying unit 240 may determine that the terminal has not moved. The final beam changing unit 240 may maintain the beam determined as the final beam before the determination of the mobility of the terminal. For example, if the narrow beam 2 is determined to be the final beam before the determination of whether the terminal is mobility, the final beam changing unit 240 can keep the narrow beam 2 as the final beam.

830 단계에서, 단말이 이동한 것으로 결정되면, 최종 빔 변경부(240)는 최종 빔에 해당하는 레벨의 상위 레벨에 속하는 빔을 이용하여 해당 단말과 현재 형성된 링크를 유지하면서, 새로운 빔을 선택할 수 있다. If it is determined in step 830 that the terminal has moved, the final beam modifying unit 240 may select a new beam while maintaining the currently formed link with the terminal using the beam belonging to the upper level of the level corresponding to the final beam have.

일례로, 단말의 이동성여부 결정 이전에 좁은 빔 2이 최종 빔으로 결정된 경우, 최종 빔 변경부(240)는 좁은 빔 2을 포함하는 빔 폭을 갖는 상위 레벨에 속하는 중간 빔 a와 중간 빔 b 중 어느 하나를 이용하여 단말과 형성된 기존의 링크를 유지하면서 신호를 송수신하고, 수신된 신호의 크기를 측정할 수 있다. 예컨대, 중간 빔 a 및 중간 빔 b를 통해 수신된 신호의 크기를 비교하고, 크기가 큰 신호에 해당하는 중간 빔을 이용하여 상기 링크를 유지할 수 있다. 단말이 이동성을 가질 경우, 중간 빔 a와 중간 빔 b를 통해 수신된 신호의 크기는 다르며, 단말이 이동하는 방향의 빔에 의한 수신 신호의 크기가 더 클 수 있다. 이에 따라, 최종 빔 변경부(240)는 신호의 크기가 큰 중간 빔을 단말이 이동하는 방향에 해당하는 새로운 빔으로 결정할 수 있다.For example, if the narrow beam 2 is determined to be the final beam before the determination of whether or not the terminal is mobility, the final beam changing unit 240 changes the middle beam a and the intermediate beam b belonging to the upper level having the beam width including the narrow beam 2 It is possible to transmit and receive signals while measuring the size of the received signal while maintaining the existing link formed with the terminal using any one of them. For example, the sizes of the signals received through the intermediate beam a and the intermediate beam b may be compared, and the link may be maintained using the intermediate beam corresponding to the large signal. When the terminal has mobility, the magnitude of the received signal through the intermediate beam a and the intermediate beam b is different, and the magnitude of the received signal by the beam in the direction in which the terminal moves may be larger. Accordingly, the final beam modifying unit 240 can determine the intermediate beam having a large signal size as a new beam corresponding to the direction in which the terminal moves.

이때, 최종 빔 변경부(240)는 중간 빔 a, b 이외에 상기 좁은 빔 2를 포함하는 빔 폭을 갖는 넓은 빔 A를 이용하여 상기 링크를 유지할 수도 있다. 이처럼, 최종 빔 변경부(240)는 최종 빔이 커버하는 영역보다 넓은 빔 폭을 갖는 중간 빔 또는 넓은 빔을 통해 링크를 유지하면서 순차적으로 수신 신호의 크기를 측정할 수 있다.At this time, the final beam changing unit 240 may maintain the link by using a wide beam A having a beam width including the narrow beam 2 in addition to the intermediate beams a and b. As such, the final beam modifying unit 240 can sequentially measure the size of the received signal while maintaining the link through the intermediate beam or the wide beam having a beam width wider than the area covered by the final beam.

840 단계에서, 최종 빔 변경부(240)는 단말이 이동한 방향에 해당하는 빔(즉, 새로운 빔)으로 최종 빔을 변경할 수 있다. 이때, 새로운 빔으로 최종 빔을 변경하기 이전에 최종 빔 변경부(240)는 새로운 빔을 통해 수신된 신호의 크기와 최종 빔을 통해 수신된 신호의 크기를 비교한 이후에 최종 빔을 변경할 수 있다.In step 840, the final beam changing unit 240 may change the final beam to a beam corresponding to the direction in which the terminal moves (i.e., a new beam). At this time, before changing the final beam with the new beam, the final beam changing unit 240 may change the final beam after comparing the magnitude of the signal received through the new beam with the magnitude of the signal received through the final beam .

예를 들어, 새로운 빔을 통해 수신된 신호의 크기가 최종 빔을 통해 수신된 신호의 크기보다 큰 경우, 최종 빔 변경부(240)는 최종 빔을 새로운 빔으로 변경할 수 있다. 예컨대, 최종 빔이 좁은 빔 2이고, 새로운 빔이 중간 빔 a이고, 좁은 빔 2를 통해 수신된 신호의 크기가 중간 빔 a를 통해 수신된 신호의 크기보다 큰 경우, 최종 빔 변경부(240)는 최종 빔을 좁은 빔 2에서 중간 빔 a로 변경할 수 있다.For example, if the magnitude of the signal received via the new beam is greater than the magnitude of the signal received via the final beam, the last beam modifier 240 may change the final beam to a new beam. For example, if the final beam is the narrow beam 2, the new beam is the intermediate beam a, and the magnitude of the signal received via the narrow beam 2 is greater than the magnitude of the signal received via the intermediate beam a, Can change the final beam from narrow beam 2 to intermediate beam a.

이때, 중간 빔 a로 최종 빔이 변경되면, 최종 빔 변경부(240)는 중간 빔 a를 통해 단말과 신호를 송수신하다가 중간 빔 a 영역에 포함되는 또 다른 좁은 빔을 통해 최종 빔을 재변경할 수 있다. 예컨대, 기정의된 일정시간 동안 중간 빔 a를 통해 단말과 신호를 송수신하다가, 일정시간이 경과하면, 최종 빔 변경부(240)는 중간 빔 a가 커버하는 영역에 속하는 또 다른 좁은 빔(즉, 좁은 빔 1)을 선택하고, 좁은 빔 2에서 중간 빔 a로 변경된 최종 빔을 중간 빔 a에서 좁은 빔 1로 다시 변경할 수 있다. 이처럼, 이동성을 갖는 단말에 대해서 현재 선택된 빔을 포함하는 빔 폭이 넓은 빔을 이용하여 단말의 위치를 간접적으로 추적할 수 있으며, 현재 선택된 빔의 빔 폭 보다 넓은 빔을 이용하여 단말로부터 신호를 수신함에 따라 기존의 링크를 유지할 수 있다.At this time, if the final beam is changed to the intermediate beam a, the final beam changing unit 240 transmits / receives signals to / from the terminal through the intermediate beam a, and then changes the final beam through another narrow beam included in the intermediate beam a region have. For example, when a predetermined time has elapsed after transmitting / receiving a signal to / from the terminal through the intermediate beam a for a predetermined period of time, the final beam changing section 240 changes another narrow beam belonging to an area covered by the intermediate beam a, Narrow beam 1) and change the final beam changed from narrow beam 2 to intermediate beam a from intermediate beam a to narrow beam 1 again. As described above, the position of the terminal can be indirectly tracked using a beam having a wide beam width including the currently selected beam for a terminal having mobility, and a signal is received from the terminal using a beam that is wider than the beam width of the currently selected beam The existing link can be maintained.

반대로, 새로운 빔을 통해 수신된 신호의 크기가 최종 빔을 통해 수신된 신호의 크기 이하인 경우, 최종 빔 변경부(240)는 최종 빔을 새로운 빔으로 변경하지 않고, 그대로 유지할 수 있다. 예컨대, 최종 빔이 좁은 빔 2이고, 새로운 빔이 중간 빔 a인 경우, 최종 빔 변경부(240)는 최종 빔은 중간 빔 a로 변경하지 않고, 좁은 빔 2로 그대로 유지할 수 있다. 즉, 좁은 빔 2를 통해 단말과 지속적으로 신호를 송수신할 수 있다.Conversely, when the magnitude of the signal received via the new beam is less than or equal to the magnitude of the signal received via the final beam, the final beam altering unit 240 can maintain the final beam without changing it into a new beam. For example, when the final beam is the narrow beam 2 and the new beam is the intermediate beam a, the final beam changing unit 240 can maintain the final beam as the narrow beam 2 without changing the intermediate beam a. That is, it is possible to transmit and receive signals continuously to the terminal through the narrow beam 2.

이때, 복수의 단말들 또는 하나의 단말을 대상으로 여러 개의 링크를 형성하는 경우, 넓은 빔, 중간 빔, 좁은 빔 순으로 수신 신호의 크기를 비교하여 순차적으로 빔을 선택하고, 링크가 형성된 이후에는 단말의 이동성을 고려하여 최종 빔을 변경 또는 유지하는 과정을 반복함으로써, 단말이 이동하기 이전에 기지국과 단말 간에 형성된 링크는 끊어지지 않고 유지하면서 단말이 이동한 방향에 해당하는 새로운 빔을 선택하여 최종 빔을 변경할 수 있다.In this case, when multiple links are formed with respect to a plurality of terminals or a single terminal, the beams are sequentially selected by comparing the sizes of the received signals in the order of wide beam, intermediate beam, and narrow beam, By repeating the process of changing or maintaining the final beam in consideration of the mobility of the terminal, the link formed between the base station and the terminal is not disconnected before the terminal moves and selects a new beam corresponding to the direction in which the terminal has moved, You can change the beam.

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. The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims

A beam selecting method performed by a beam selecting apparatus for transmitting and receiving signals to and from a user terminal using a plurality of antennas,
Classifying a plurality of beams included in a beam set into a plurality of levels according to a beam width;
Determining beams corresponding to a first level of beams belonging to each of the plurality of levels;
Measuring a size of the first signal received from the user terminal using the beams corresponding to the determined first level for each of the beams corresponding to the first level and selecting any one of the beams corresponding to the first level step;
Measuring a size of a second signal received from the user terminal for each of the beams corresponding to the first level using a plurality of beams corresponding to a second level that is a lower level of a first level corresponding to the selected beam, Selecting one of the beams corresponding to the level; And
Determining a beam corresponding to the selected second level as a final beam to be used for forming a link with the user terminal
Lt; / RTI >
If the link with the user terminal is formed, maintaining the final beam based on whether the user terminal is mobility or modifying the final beam with a new beam
Further comprising:
Wherein modifying the final beam comprises:
When the peak of the convex shape can be found in a specific direction when measuring the size of the received signal along the beam direction with respect to the fixed beam width, a direction corresponding to the highest point is selected as the beam direction,
If the highest peak of the convex shape can not be found, the size of the received signal is measured with respect to the additional beam direction to select the beam direction that achieves the peak of the convex shape,
In order to reduce the time required to select a beam for selecting a beam for link formation or signal transmission / reception with respect to all the beams constituting the beam set, at least three The beam direction is selected using only one beam,
Wherein maintaining the final beam or modifying the final beam with a new beam comprises:
Measuring a magnitude of a signal received from the user terminal through the final beam at predetermined regular intervals when a link with the user terminal is formed;
Determining that the user terminal has moved if the measured signal size is less than a predetermined reference size;
Selecting a new beam while maintaining the link formed with the user terminal using a beam corresponding to a higher level of the level to which the final beam belongs when the user terminal is determined to have moved; And
Modifying the final beam with a new beam
&Lt; / RTI >

The method according to claim 1,
The step of classifying the plurality of levels according to the beam width includes:
Classifying a plurality of beams corresponding to different beam directions included in the beam set into the plurality of levels such that beams corresponding to the same beam direction are associated with the beam width
/ RTI >

The method according to claim 1,
The beam corresponding to the second level is a beam belonging to a region covered by the beam corresponding to the first level, which is the upper level
/ RTI >

The method according to claim 1,
Wherein the step of determining as the final beam comprises:
Determining, as the final beam, any one of the beam corresponding to the second level and the beam corresponding to the first level based on a result of comparison between the magnitude of the second signal and the magnitude of the first signal
/ RTI >

delete

A beam selecting apparatus for transmitting and receiving signals to and from a user terminal using a plurality of antennas,
A level classifying unit for classifying a plurality of beams included in a beam set into a plurality of levels according to a beam width;
Determining beams corresponding to a first level among beams belonging to each of the plurality of levels and using the beams corresponding to the determined first level to adjust a magnitude of a first signal received from the user terminal to a level corresponding to the first level And a controller for selecting one of the beams corresponding to the first level by measuring each beam and outputting the selected beam from the user terminal using beams corresponding to a second level lower than the first level corresponding to the selected beam, 2 signal for each of the beams corresponding to the first level and selecting one of the beams corresponding to the second level; And
And determines a beam corresponding to the selected second level as a final beam to be used for forming a link with the user terminal,
Lt; / RTI >
When the link with the user terminal is formed, a final beam changing unit that holds the final beam based on whether the user terminal is mobility or changes the final beam with a new beam,
Further comprising:
The final beam-
When the peak of the convex shape can be found in a specific direction when measuring the size of the received signal along the beam direction with respect to the fixed beam width, a direction corresponding to the highest point is selected as the beam direction,
If the highest peak of the convex shape can not be found, the size of the received signal is measured with respect to the additional beam direction to select the beam direction that achieves the peak of the convex shape,
In order to reduce the time required to select a beam for selecting a beam for link formation or signal transmission / reception with respect to all the beams constituting the beam set, at least three The beam direction is selected using only one beam,
The final beam-
Measuring a size of a signal received from the user terminal through the final beam at predetermined regular intervals when a link with the user terminal is formed,
Determining that the user terminal has moved if the measured signal size is less than a predetermined reference size,
Selecting a new beam while maintaining the link formed with the user terminal using a beam corresponding to a higher level of the level to which the final beam belongs,
Changing the final beam with a new beam
Beam selector.

12. The method of claim 11,
Wherein the level classifier comprises:
Classifying a plurality of beams corresponding to different beam directions included in the beam set into the plurality of levels such that beams corresponding to the same beam direction are associated with the beam width
And a beam selector.

12. The method of claim 11,
The beam corresponding to the second level is a beam belonging to a region covered by the beam corresponding to the first level, which is the upper level
And a beam selector.

12. The method of claim 11,
Wherein the final beam determining unit comprises:
Determining, as the final beam, any one of the beam corresponding to the second level and the beam corresponding to the first level based on a result of comparison between the magnitude of the second signal and the magnitude of the first signal
And a beam selector.

delete