KR102041669B1 - Method and system for multi-antenna transmit beamforming to serve receiver mobility - Google Patents

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Abstract

수신 장치의 이동성 지원을 위한 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법 및 시스템이 제시된다. 일 측면에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법은 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 복수의 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계; 및 상기 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 추가로 서비스를 제공하게 되는 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치를 고려하여 전체적인 송신 빔을 형성하고, 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. A method and system for forming a multi-antenna beam of a transmitting device for supporting mobility of the receiving device are provided. According to an aspect, a method of forming a multiple antenna beam of a transmitting device includes providing a service to a plurality of receiving devices in a transmitting device having multiple antennas; And forming an overall transmission beam in consideration of a receiving device having at least one mobility which is further provided by the transmitting device having multiple antennas, and providing a service to the receiving device having at least one mobility. It can be done by.

Description

수신 장치의 이동성 지원을 위한 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MULTI-ANTENNA TRANSMIT BEAMFORMING TO SERVE RECEIVER MOBILITY}METHOD AND SYSTEM FOR MULTI-ANTENNA TRANSMIT BEAMFORMING TO SERVE RECEIVER MOBILITY}

아래의 실시예들은 수신 장치의 이동성 지원을 위한 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법 및 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 하향링크 환경에서 이동성을 가진 다수의 수신 장치를 위한 송신 장치의 다중 안테나의 송신 빔 형성 방법 및 시스템에 관한 것이다. The following embodiments are related to a method and system for forming a multi-antenna beam of a transmitting device for mobility support of the receiving device. More specifically, the present invention relates to a method and system for forming a transmission beam of multiple antennas of a transmitting device for a plurality of receiving devices having mobility in a downlink environment.

최근 무선 통신 시스템에서 사용자가 요구하는 데이터의 양이 급격하게 증가하였으며, 앞으로도 계속해서 증가할 것으로 전망된다. 그러나 4세대 이동통신(4G mobile communication)에서 활용하는 주파수 대역은 이미 포화 상태에 다다른 상태이다. 그리고 기존의 통신 기법들만으로 계속해서 증가하고 있는 수요를 감당하기는 불가능에 가깝다고 볼 수 있다. 따라서 나날이 증가하는 무선 트래픽의 수요를 감당하기 위한 새로운 기술의 개발이 시급하다.Recently, the amount of data required by a user in a wireless communication system has increased rapidly and is expected to continue to increase in the future. However, the frequency band utilized in 4G mobile communication is already nearing saturation. And it is almost impossible to meet the ever-increasing demand with existing communication techniques alone. Therefore, there is an urgent need to develop new technology to meet the increasing demand for wireless traffic.

이 문제들을 해결하기 위해 30 ~ 300GHZ, 즉 밀리미터파(Millimeter Wave) 대역을 활용하는 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. 밀리미터파(Millimeter Wave) 대역은 기존보다 더 넓은 범위의 주파수 대역을 사용하기 때문에 주파수 할당 문제를 해결할 수 있고 특성상 더 많은 수의 안테나를 사용할 수 있기 때문에 보다 큰 이득을 얻을 수 있기 때문이다. In order to solve these problems, there is increasing interest in research that utilizes the 30 to 300 GHZ, or millimeter wave band. The millimeter wave band uses a wider range of frequency bands than conventional ones, which solves the problem of frequency allocation and provides greater gain because of the larger number of antennas available.

차세대 밀리미터파 이동통신 시스템에서 고려하는 거대배열 다중 안테나(Massive Multiple-Input Multiple Output; Massive MIMO) 시스템은 수신 신호의 세기를 극대화시키고, 다른 송신 장치로부터 오는 간섭의 영향을 억제하기 위해 송수신 장치에 다수의 안테나를 집약적으로 사용하는 방식이다. 다수 안테나들의 집약적인 사용을 통해 높은 수신 전력 이득(power gain)을 얻을 수 있고 다른 송신 장치로부터 오는 간섭 신호를 제거할 수 있어 다중화 이득(multiplexing gain)을 얻을 수 있고 높은 전송률로 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서 거대배열 다중 안테나(Massive MIMO) 시스템을 활용하는 경우 증가하고 있는 무선 트래픽을 크게 감소시키는 동시에 시스템의 성능을 크게 향상시킬 수 있을 것이다. Massive Multiple-Input Multiple Output (Massive MIMO) systems considered in next-generation millimeter-wave mobile communication systems are used by multiple transceivers to maximize the strength of the received signal and to suppress the effects of interference from other transmitting devices. Intensive use of the antenna. Intensive use of multiple antennas yields high receive power gain, eliminates interference from other transmitters, provides multiplexing gain, and transmits and receives data at high data rates have. Therefore, the use of Massive MIMO system will greatly reduce the increasing wireless traffic and greatly improve the performance of the system.

종래의 다중 안테나 시스템은 송수신 안테나간 채널 추정이 어려우며, 제한된 빔 폭으로 인한 전송률 저하의 문제가 발생되었다. 다중 안테나를 가진 하나의 송신 장치가 다수의 사용자에게 동시에 서비스할 때 각 사용자들은 사용자간 간섭을 겪게 된다. 송수신 안테나간 채널 추정을 통해 채널 정보를 얻고 그 정보를 활용해 간섭을 미리 제거할 수 있는 빔을 설계하여 간섭 신호를 효율적으로 제어할 수 있다. 그러나 수신 장치가 비교적 빠른 속도로 움직이는 경우 송수신 안테나간 채널 추정이 부정확해지고 부정확한 정보를 통해 빔을 설계하여 신호 처리를 할 경우 간섭 신호가 효율적으로 제어되지 않는 문제가 발생하게 되고, 그로 인해 수신 전력 이득(power gain)이 감소하게 된다.In the conventional multi-antenna system, it is difficult to estimate the channel between the transmit and receive antennas, and a problem of lowering the transmission rate due to the limited beam width has occurred. When a transmitting device having multiple antennas simultaneously serves multiple users, each user experiences interference between users. Channel information can be obtained through channel estimation between the transmitting and receiving antennas, and the information can be used to design a beam that can eliminate interference in advance, thereby effectively controlling the interference signal. However, when the receiving device is moving at a relatively high speed, the channel estimation between the transmitting and receiving antennas becomes inaccurate, and the interference signal is not controlled efficiently when signal processing is performed by designing the beam using inaccurate information. The power gain is reduced.

또한, 다중 안테나의 집약적인 사용은 수신 장치가 위치한 특정한 방향으로 신호를 집중적으로 송신할 수 있는 세밀 빔을 사용하기 때문에 높은 빔 형성 이득을 얻을 수 있고 높은 데이터 전송률을 달성할 수 있는 기술이다. 그러나 세밀 빔이 극히 제한된 빔 폭을 가지기 때문에 수신 장치가 움직이는 경우에는 세밀 빔의 서비스 영역의 한계로 인해 접속 링크가 지속적으로 유지되지 못하고 결과적으로 데이터 전송률의 저하로 이어지게 된다.In addition, the intensive use of multiple antennas is a technique that can obtain a high beamforming gain and achieve a high data rate because it uses a fine beam that can intensively transmit a signal in a specific direction in which a receiving device is located. However, since the fine beam has an extremely limited beam width, when the receiving device moves, the connection link is not maintained continuously due to the limitation of the service area of the fine beam, resulting in a decrease in the data rate.

한국등록특허 10-167617호는 이러한 송신 장치의 이동성 지원을 위한 수신 장치의 다중 안테나 3차원 빔 형성 시스템 및 방법에 관한 것으로, 상향링크 환경에서 이동성을 가진 하나의 송신 장치를 위한 수신 빔 형성 기술을 기재하고 있다. Korean Patent No. 10-167617 relates to a multi-antenna three-dimensional beamforming system and method of a receiving apparatus for mobility support of such a transmitting apparatus, and provides a receiving beamforming technique for one transmitting apparatus having mobility in an uplink environment. It is described.

이와 같은 상향링크 환경뿐 아니라 하향링크 환경에서 이동성을 가진 다수의 수신 장치를 위한 송신 빔 형성 기술이 필요하며, 기존에 비해 고정된 기지국, 고정된 다수의 사용자, 및 이동성을 가진 다수의 사용자가 혼재하는 복잡한 환경을 고려한 송신 빔 형성 기술이 요구된다. In the uplink environment as well as the downlink environment, a transmission beamforming technique is required for a plurality of receivers having mobility, and a fixed base station, a fixed number of users, and a plurality of users with mobility are mixed. There is a need for a transmission beamforming technique considering a complex environment.

실시예들은 수신 장치의 이동성 지원을 위한 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법 및 시스템에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 하향링크 환경에서 이동성을 가진 다수의 수신 장치를 위한 송신 장치의 다중 안테나의 송신 빔 형성 기술을 제공한다. Embodiments describe a method and a system for forming a multi-antenna beam of a transmitting device for mobility support of a receiving device, and more specifically, transmit beamforming of a multi-antenna of a transmitting device for a plurality of receiving devices having mobility in a downlink environment. Provide technology.

실시예들은 다중 안테나를 가진 하나의 송신 장치 및 여러 개의 고정된 수신 장치들과 이동성을 가진 수신 장치들이 혼재하는 다운링크 이동 통신 시스템에서 송신 장치가 일정 수준 이상의 데이터 전송률로 다수의 수신 장치에게 정보를 전송하기 위한 송신 빔 형성 방법 및 시스템을 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention provide a downlink mobile communication system in which one transmitting device having multiple antennas and several fixed receiving devices and mobile receiving devices are mixed. It is an object of the present invention to provide a transmission beamforming method and system for transmission.

또한, 실시예들은 이동성을 가지는 수신 장치를 지원하기 위해 송신 빔의 빔 폭과 각도를 제어하는 수신 장치의 이동성 지원을 위한 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.Further, embodiments provide a method and system for forming a multi-antenna beam of a transmitting apparatus for supporting mobility of a receiving apparatus that controls a beam width and an angle of a transmitting beam to support a receiving apparatus having mobility.

일 측면에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법은, 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 복수의 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계; 및 상기 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 추가로 서비스를 제공하게 되는 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치를 고려하여 전체적인 송신 빔을 형성하고, 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. According to an aspect, a method of forming a multiple antenna beam of a transmitting device includes providing a service to a plurality of receiving devices in a transmitting device having multiple antennas; And forming an overall transmission beam in consideration of a receiving device having at least one mobility which is further provided by the transmitting device having multiple antennas, and providing a service to the receiving device having at least one mobility. It can be done by.

상기 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계는, 다운링크 이동 통신 환경에서 각각의 상기 복수의 수신 장치 및 상기 이동성을 가진 수신 장치가 일정 수준 이상의 데이터 전송률을 달성할 수 있도록 송신 빔의 빔 폭 또는 빔 각도를 고려하여 수신 장치간 간섭을 제어할 수 있다. The providing of the service to the mobile receiving device may include: transmitting a beam width of a transmission beam such that each of the plurality of receiving devices and the mobile receiving device achieve a data rate of a predetermined level or higher in a downlink mobile communication environment; Alternatively, interference between receiving apparatuses may be controlled in consideration of the beam angle.

상기 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계는, 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 복수의 수신 장치 및 상기 이동성을 가진 수신 장치 중 적어도 어느 하나 이상의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 단계를 포함할 수 있다.The providing of the service to the mobile receiving device may include an outage probability of at least one of the plurality of receiving devices and the mobile receiving device in order to determine whether the receiving device receives a certain level or more of services. calculating an outage probability).

상기 아웃티지 확률을 산정하는 단계는, 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득을 계산하는 단계; 상기 서비스를 제공 받는 상기 복수의 수신 장치들을 향하는 송신 빔이 상기 이동성을 가진 수신 장치에 간섭으로 작용하는 경우, 상기 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 계산하는 단계; 및 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 간섭 빔의 이득을 고려하여, 상기 이동성을 가진 수신 장치의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the outage probability may include calculating a gain of a transmission beam directed to the mobile receiving device having the mobility; Calculating a gain of an interference beam received by the mobile receiving device when the transmission beam directed to the plurality of receiving devices receiving the service acts as an interference to the mobile receiving device; And an outage probability of the mobile receiver with consideration given to the gain of the transmission beam and the interference beam directed to the mobile receiver to determine whether the receiver is receiving a certain level of service or more. ) May be calculated.

상기 아웃티지 확률을 산정하는 단계는, 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 상기 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 고려하여, 각각의 상기 복수의 수신 장치의 아웃티지 확률을 산정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The calculating of the outage probability may include: a gain of a transmission beam directed to the mobile receiving device and a gain of an interference beam received by the mobile receiving device in order to determine whether the receiving device receives a certain level or more of services. In consideration of this, the method may further include calculating outage probabilities of each of the plurality of receiving devices.

상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 간섭 빔의 이득은, 상기 송신 장치를 기준으로 송신 빔의 스캔 각도(scan angle)와 실제 송신 빔의 도래각(angle of arrival)이 이루는 각도를 고려하여 계산될 수 있다. The gain of the transmission beam toward the mobile receiving device and the gain of the interference beam are based on the angle between the scan angle of the transmission beam and the angle of arrival of the actual transmission beam relative to the transmission device. Can be calculated in consideration.

상기 아웃티지 확률을 산정하는 단계는, 임의의 빔 폭을 특정 값으로 설정하는 단계; 상기 임의의 빔 폭이 설정된 특정 값일 때의 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값을 구하는 단계; 및 상기 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값에 대한 상기 복수의 수신 장치 또는 상기 이동성을 가진 수신 장치에 대한 상기 아웃티지 확률을 계산하여 상기 이동성을 가진 수신 장치의 상기 송신 빔의 빔 폭을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the outage probability may include setting an arbitrary beam width to a specific value; Obtaining a scan angle value of an optimal beam when the arbitrary beam width is a set specific value; And calculating the outage probabilities for the plurality of receiving devices or the receiving device having the mobility with respect to the scan angle value of the optimal beam to determine the beam width of the transmitting beam of the receiving device having the mobility. It may comprise the step of setting.

다른 측면에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템은, 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 복수의 수신 장치에 서비스를 제공하며, 상기 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 추가로 서비스를 제공하게 되는 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치를 고려하여 전체적인 송신 빔을 형성하고, 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 빔 포밍부를 포함하여 이루어질 수 있다. According to another aspect, a multi-antenna beamforming system of a transmitting device provides at least one mobility to provide a service to a plurality of receiving devices in a transmitting device having multiple antennas, and further provides a service in the transmitting device having multiple antennas. It may include a beam forming unit for forming the overall transmission beam in consideration of the receiving device having a, and providing a service to the receiving device having at least one or more mobility.

상기 빔 포밍부는, 다운링크 이동 통신 환경에서 각각의 상기 복수의 수신 장치 및 상기 이동성을 가진 수신 장치가 일정 수준 이상의 데이터 전송률을 달성할 수 있도록 송신 빔의 빔 폭 또는 빔 각도를 고려하여 수신 장치간 간섭을 제어할 수 있다.The beamforming unit may be configured between the receiving apparatuses in consideration of the beam width or the beam angle of the transmission beam such that each of the plurality of receiving apparatuses and the mobile receiving apparatus in the downlink mobile communication environment can achieve a data rate of a predetermined level or more. Interference can be controlled.

여기에서, 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 복수의 수신 장치 및 상기 이동성을 가진 수신 장치 중 적어도 어느 하나 이상의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 아웃티지 확률 산정부를 더 포함할 수 있다.Here, an outage probability calculation unit for calculating an outage probability of at least one or more of the plurality of receiving devices and the mobile receiving device in order to determine whether a receiving device receives a certain level or more of services. It may further include.

상기 아웃티지 확률 산정부는, 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득을 계산하는 송신 빔 이득 산정부; 기 서비스를 제공 받는 상기 복수의 수신 장치들을 향하는 송신 빔이 상기 이동성을 가진 수신 장치에 간섭으로 작용하는 경우, 상기 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 계산하는 간섭 빔 이득 산정부; 및 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 간섭 빔의 이득을 고려하여, 상기 이동성을 가진 수신 장치의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 수신 장치 확률 산정부를 포함할 수 있다.The outage probability estimator includes: a transmit beam gain estimator for calculating a gain of a transmit beam directed to the mobile receiving device having the mobility; An interference beam gain calculation unit for calculating a gain of an interference beam received by the mobile receiving device when the transmission beams directed to the plurality of receiving devices that receive the service serve as interference to the mobile receiving device; And an outage probability of the mobile receiver with consideration given to the gain of the transmission beam and the interference beam directed to the mobile receiver to determine whether the receiver is receiving a certain level of service or more. ) May include a receiver device probability calculation.

상기 수신 장치 확률 산정부는, 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 상기 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 고려하여, 각각의 상기 복수의 수신 장치의 아웃티지 확률을 산정할 수 있다.The receiver device probability calculator calculates a gain of a transmission beam directed to the mobile receiving device and a gain of an interference beam received by the mobile receiving device in order to determine whether the receiving device receives a certain level of service. The probability of outtage of each of the plurality of receivers can be calculated.

상기 송신 빔의 이득 산정부 및 상기 간섭 빔 이득 산정부는, 상기 송신 장치를 기준으로 송신 빔의 스캔 각도(scan angle)와 실제 송신 빔의 도래각(angle of arrival)이 이루는 각도를 고려하여 계산될 수 있다. The gain calculation of the transmission beam and the interference beam gain calculation may be calculated in consideration of the angle formed between the scan angle of the transmission beam and the angle of arrival of the actual transmission beam with respect to the transmission device. Can be.

상기 수신 장치 확률 산정부는, 임의의 빔 폭을 특정 값으로 설정하고, 상기 임의의 빔 폭이 설정된 특정 값일 때의 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값을 구하며, 상기 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값에 대한 상기 복수의 수신 장치 또는 상기 이동성을 가진 수신 장치에 대한 상기 아웃티지 확률을 계산하여 상기 이동성을 가진 수신 장치의 상기 송신 빔의 빔 폭을 설정할 수 있다.The reception device probability calculation unit sets an arbitrary beam width to a specific value, obtains an optimal beam scan angle value when the arbitrary beam width is a predetermined specific value, and scan angle of the optimal beam. The outage probability for the plurality of receiving devices or the mobile receiving device with respect to the scan angle value may be calculated to set the beam width of the transmission beam of the mobile receiving device.

실시예들에 따르면 다중 안테나를 가진 하나의 송신 장치 및 여러 개의 고정된 수신 장치들과 이동성을 가진 수신 장치들이 혼재하는 다운링크 이동 통신 시스템에서 송신 장치가 일정 수준 이상의 데이터 전송률로 다수의 수신 장치에게 정보를 전송하기 위한 송신 빔 형성 방법 및 시스템을 제공할 수 있다. According to embodiments, in a downlink mobile communication system in which one transmitting device having multiple antennas and several fixed receiving devices and mobile receiving devices are mixed, the transmitting device is transmitted to a plurality of receiving devices at a data rate higher than a certain level. It is possible to provide a transmission beamforming method and system for transmitting information.

또한, 실시예들에 따르면 이동성을 가지는 수신 장치를 지원하기 위해 송신 빔의 빔 폭과 각도를 제어하는 수신 장치의 이동성 지원을 위한 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법 및 시스템을 제공할 수 있다. In addition, according to embodiments, a method and system for forming a multi-antenna beam of a transmitting apparatus for supporting mobility of a receiving apparatus controlling a beam width and an angle of a transmitting beam to support a receiving apparatus having mobility may be provided.

도 1은 일 실시예에 따른 무선 이동 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 수신 장치 확률 산정 방법을 설명하기 위한 흐름도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템을 설명하는 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 이동성을 가진 수신 장치의 평균 도래각 및 속도에 관한 함수를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram schematically illustrating a structure of a wireless mobile communication system according to an embodiment.
2 is a flowchart illustrating a multi-antenna beam forming method of a transmitting apparatus according to an embodiment.
3 is a flowchart illustrating a method of calculating a probability of a reception apparatus, according to an exemplary embodiment.
4 is a block diagram illustrating a multiple antenna beamforming system of a transmitting apparatus according to an embodiment.
FIG. 5 is a diagram for describing a function regarding an average angle of arrival and a speed of a receiving device having mobility according to an exemplary embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for more clear description.

아래의 실시예들은 다중 안테나를 가진 하나의 송신 장치 및 여러 개의 고정된 수신 장치들과 이동성을 가진 수신 장치들이 혼재하는 다운링크 이동 통신 시스템에서 송신 장치가 일정 수준 이상의 데이터 전송률로 다수의 수신 장치에게 정보를 전송하기 위한 송신 빔 형성 기술을 제공할 수 있다. 특히 이동성을 가지는 수신 장치를 지원하기 위해 송신 빔의 빔 폭과 각도를 제어하는 빔 형성 기술을 제공할 수 있다.In the following embodiments, a transmitting device is transmitted to a plurality of receiving devices at a certain data rate or more in a downlink mobile communication system in which one transmitting device having multiple antennas and several fixed receiving devices and mobile receiving devices are mixed. It is possible to provide a transmission beamforming technique for transmitting information. In particular, a beamforming technique for controlling a beam width and an angle of a transmission beam may be provided to support a reception device having mobility.

기존에는 고정된 수신 장치(사용자 단말)들을 위한 프리코딩 기술을 제공하는 반면, 본 실시예에 따르면 고정된 송신 장치(기지국)와 고정된 수신 장치(사용자 단말)와 움직이는 수신 장치(사용자 단말)가 혼재하는 복잡한 환경에서 활용할 수 있는 프리코딩 기술을 제공할 수 있다.While conventionally providing a precoding technique for fixed receiving devices (user terminals), according to this embodiment, a fixed transmitting device (base station), a fixed receiving device (user terminal) and a moving receiving device (user terminal) It is possible to provide precoding techniques that can be used in mixed and complex environments.

이하, 설명의 편의상 본 발명의 실시예들에서는 일 예로 하향링크 이동 통신 상황을 가정하며, 신호 송신 장치는 기지국(Base Station; BS)을 포함할 수 있고 간단히 송신 장치라 하며, 신호 수신 장치는 사용자 단말(User Equipment; UE)을 포함할 수 있고 간단히 수신 장치라 할 수 있다. Hereinafter, for convenience of description, embodiments of the present invention assume a downlink mobile communication situation as an example, and the signal transmitting apparatus may include a base station (BS) and is simply called a transmitting apparatus, and the signal receiving apparatus is a user. It may include a user equipment (UE) and may simply be called a receiving device.

본 실시예에서 제안하는 간섭 제어 장치 및 방법은 밀리미터파 이동 통신 시스템과, 거대배열 다중 안테나 이동 통신 시스템과, 롱텀 에볼루션(long term evolution: LTE, 이하 'LTE'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 롱텀 에볼루션-어드밴스드(long term evolution advanced; LTE-A, 이하 'LTE-A'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access; HSDPA, 이하 'HSDPA'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access; HSUPA, 이하 'HSUPA'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation project partnership 2; 3GPP2, 이하 '3GPP2'라 칭하기로 한다)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data; HRPD, 이하 'HRPD'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(WCDMA; Wideband Code Division Multiple Access, 이하 'WCDMA'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(CDMA; Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE, 이하 'IEEE'라 칭하기로 한다)의 이동 통신 시스템과 같은 다양한 이동 통신 시스템들에 적용될 수도 있음은 물론이다.The interference control device and method proposed in this embodiment include a millimeter wave mobile communication system, a large array multi-antenna mobile communication system, a long term evolution (LTE) mobile communication system, Long term evolution advanced (LTE-A, hereinafter referred to as LTE-A) mobile communication system, high speed downlink packet access (HSDPA). shall be referred) mobile communication system, a high-speed uplink packet access (high speed uplink packet access; HSUPA, hereinafter will be referred to as 'HSUPA') mobile communication system and a third-generation project partnership 2 (3 rd generation project partnership 2 ; 3GPP2, hereinafter referred to as '3GPP2' high rate packet data (HRPD, hereinafter referred to as 'HRPD') mobile communication system, and 3GPP2 wideband code division multiplexing Connection (WCDMA) mobile communication system and 3GPP2 Code Division Multiple Access (CDMA) mobile communication system And various mobile communication systems, such as those of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), hereinafter referred to as 'IEEE'.

아래에서는 하나의 송신 장치와 복수의 수신 장치가 존재하는 다운링크 환경을 고려한다. 송신 장치는 복수의 안테나를 가지며, 복수의 안테나를 가진 송신 장치가 복수의 고정된 수신 장치들에게 서비스를 제공할 수 있다. 그리고 복수의 안테나를 가진 송신 장치는 이동성을 가진 복수의 수신 장치들을 서비스할 수 있다.
In the following, a downlink environment in which one transmitting device and a plurality of receiving devices exist is considered. The transmitting apparatus has a plurality of antennas, and a transmitting apparatus having a plurality of antennas can provide a service to a plurality of fixed receiving apparatuses. And a transmitter having a plurality of antennas can service a plurality of receivers having mobility.

도 1은 일 실시예에 따른 무선 이동 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a structure of a wireless mobile communication system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 무선 이동 통신 시스템(100)은 하나의 기지국(Base Station; BS)에 대해 다수의 사용자 단말(User Equipment; UE)이 존재할 수 있으며, 기지국은 다중 송신 안테나의 전체 또는 일부를 활용하여 송신 빔을 형성하고 이 송신 빔을 이용하여 사용자 단말에 데이터를 송신할 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 기지국에 대해 K 개의 사용자 단말이 존재하는 환경을 고려한다. 여기에서 기지국은 송신 장치(110)가 되고 사용자 단말은 수신 장치(120)가 될 수 있다. Referring to FIG. 1, in the wireless mobile communication system 100, a plurality of user equipments (UEs) may exist for one base station (BS), and the base station may include all or part of multiple transmit antennas. Can be used to form a transmission beam and to transmit data to the user terminal using the transmission beam. In this embodiment, consider an environment in which K user terminals exist for one base station. Here, the base station may be a transmitting device 110 and the user terminal may be a receiving device 120.

다시 말하면, 본 실시예에서 무선 이동 통신 시스템(100)은 하나의 송신 장치(110) 및 K 개의 수신 장치(120)가 존재하는 다운링크 환경을 고려한 시스템을 제공할 수 있다. 송신 장치(110)는 NBS 개의 안테나를 가지며, 송신 장치(110)가 여러 개의 고정된 수신 장치들(121, 122)에 서비스를 제공한 상태이다. 그리고 송신 장치(110)가 추가적으로 여러 개의 이동성을 가진 수신 장치(123)를 서비스를 제공하려고 하는 상황이다. In other words, in the present embodiment, the wireless mobile communication system 100 may provide a system considering a downlink environment in which one transmitting device 110 and K receiving devices 120 exist. The transmitting apparatus 110 has N BS antennas, and the transmitting apparatus 110 provides a service to a plurality of fixed receiving apparatuses 121 and 122. In addition, the transmission device 110 is in a situation in which it attempts to provide a service to the reception device 123 having a plurality of mobility.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 세밀 빔을 가진 여러 개의 고정된 수신 장치들(121, 122)이 이미 다중 안테나를 가진 송신 장치(110)로부터 서비스를 받고 있을 때, 추가로 하나의 이동성을 가진 수신 장치(123)를 고려하여 전체적인 송신 빔을 형성하는 것이다. 이 때, 고려해야 할 사항은 각각의 수신 장치(120)가 일정 수준 이상의 데이터 전송률을 달성할 수 있도록 송신 빔의 빔 폭이나 빔 각도 등을 고려하여 수신 장치간 간섭을 제어하는 것이다. 여기에서 세밀 빔(narrow beam)은 수신 장치가 위치한 특정한 방향으로 신호를 집중적으로 송신 또는 수신할 수 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is that when a plurality of fixed receiving devices (121, 122) having a fine beam is already receiving service from the transmitting device (110) having multiple antennas, the reception with one additional mobility Considering the device 123 to form the overall transmission beam. In this case, the consideration is to control the interference between the receiving devices in consideration of the beam width or the beam angle of the transmission beam so that each receiving device 120 can achieve a data rate of a certain level or more. Here, the narrow beam may intensively transmit or receive a signal in a specific direction in which the receiving device is located.

본 발명에서 수신 빔은 수신 장치가 위치한 특정한 방향으로 신호를 집중적으로 송신할 수 있는 세밀 빔으로 가정하고, 송신 빔은 평평한 빔 이득(flat beam gain)을 가지는 빔으로 설계 가능하다고 가정하며, 이동성을 갖는 수신 장치를 위한 송신 빔의 빔 폭과 각도를 제어하는 빔 형성 기술을 제공할 수 있다. In the present invention, it is assumed that the reception beam is a fine beam capable of intensively transmitting a signal in a specific direction in which the reception apparatus is located, and it is assumed that the transmission beam can be designed as a beam having a flat beam gain. It is possible to provide a beamforming technique for controlling the beam width and angle of a transmission beam for a receiving device having.

도 1에서는, 일례로 2개의 고정된 수신 장치들(121, 122) 및 1개의 이동성을 가진 수신 장치(123), 즉 총 3개의 수신 장치(120)가 있는 환경에 대해 설명하였으나, 수신 장치(120)가 여러 개인 일반적인 다운링크 환경에서도 동일하게 적용 가능하다.
In FIG. 1, an environment in which two fixed receiving devices 121 and 122 and a receiving device 123 having one mobility, that is, a total of three receiving devices 120 are described as an example, has been described. The same may be applied to a general downlink environment having multiple 120).

도 2는 일 실시예에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법을 설명하는 흐름도이다. 그리고 도 3은 일 실시예에 따른 수신 장치 확률 산정 방법을 설명하기 위한 흐름도면이다. 2 is a flowchart illustrating a multi-antenna beam forming method of a transmitting apparatus according to an embodiment. 3 is a flowchart illustrating a method of calculating a probability of a reception apparatus, according to an exemplary embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법은 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 복수의 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계(210) 및 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 추가로 서비스를 제공하게 되는 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치를 고려하여 전체적인 송신 빔을 형성하고, 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계(220)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 2, the method of forming a multi-antenna beam of a transmitting apparatus according to an embodiment may further include providing a service to a plurality of receiving apparatuses in a transmitting apparatus having multiple antennas, and further in the transmitting apparatus having multiple antennas. Considering a receiving device having at least one mobility to provide a service to form a complete transmission beam, and providing a service to the receiving device having at least one or more mobility (220).

도 3을 참조하면, 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계(220)는 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 복수의 수신 장치 및 이동성을 가진 수신 장치 중 적어도 어느 하나 이상의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, in operation 220 of providing a service to a receiving device having mobility, at least one of a plurality of receiving devices and a receiving device having mobility to determine whether the receiving device receives a service of a predetermined level or more. The outage probability may be calculated.

더 구체적으로 아웃티지 확률을 산정하는 단계는, 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득을 계산하는 단계(221), 서비스를 제공 받는 복수의 수신 장치들을 향하는 송신 빔이 이동성을 가진 수신 장치에 간섭으로 작용하는 경우, 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 계산하는 단계(222), 및 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 간섭 빔의 이득을 고려하여, 이동성을 가진 수신 장치의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 단계(223)를 포함할 수 있다.More specifically, the calculating of the outage probability may include calculating a gain of a transmission beam directed to a mobile receiving device (221), and transmitting beams directed to a plurality of receiving devices provided with a service to the mobile receiving device. Calculating the gain of the interference beam received by the mobile receiving device, if acting as interference, and a transmission beam directed to the mobile receiving device to determine whether the receiving device is receiving a certain level of service or not; In consideration of the gain of and the gain of the interference beam, the method may include calculating an outage probability of the receiving device having mobility.

더욱이, 아웃티지 확률을 산정하는 단계는, 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 고려하여, 각각의 복수의 수신 장치의 아웃티지 확률을 산정하는 단계(224)를 더 포함할 수 있다. In addition, the step of calculating the outage probability may include calculating a gain of a transmission beam directed to a mobile receiving device and a gain of an interference beam received by the mobile receiving device to determine whether the receiving device receives a certain level of service. In consideration, the method may further include calculating an outage probability of each of the plurality of receiving devices (224).

아래에서 일 실시예에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법의 각 단계를 하나의 예를 들어 더 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, each step of the multi-antenna beam forming method of the transmission apparatus according to an embodiment will be described in more detail with one example.

도 4는 일 실시예에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템을 설명하는 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a multiple antenna beamforming system of a transmitting apparatus according to an embodiment.

도 2 및 도 3에서 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법의 각 단계는 도 4의 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템의 구성요소에 의해 수행될 수 있다. 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템(400)은 빔 포밍부(410) 및 아웃티지 확률 산정부(420)를 포함하여 이루어질 수 있다. 2 and 3, each step of the multi-antenna beamforming method of the transmitting apparatus may be performed by a component of the multi-antenna beamforming system of the transmitting apparatus of FIG. 4. Referring to FIG. 4, the multi-antenna beamforming system 400 of the transmitting apparatus according to an embodiment may include a beam forming unit 410 and an outage probability calculator 420.

단계(210)에서, 빔 포밍부(410)는 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 복수의 수신 장치에 서비스를 제공할 수 있다. In operation 210, the beamformer 410 may provide a service to a plurality of receivers in a transmitter having multiple antennas.

그리고 단계(220)에서, 빔 포밍부(410)는 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 추가로 서비스를 제공하게 되는 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치를 고려하여 전체적인 송신 빔을 형성하고, 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공할 수 있다. In operation 220, the beam forming unit 410 forms an entire transmission beam in consideration of a receiving device having at least one or more mobilitys, which are additionally provided by a transmitting device having multiple antennas, and at least one or more mobilitys. It can provide a service to a receiving device having a.

빔 포밍부(410)는 다운링크 이동 통신 환경에서 각각의 복수의 수신 장치 및 이동성을 가진 수신 장치가 일정 수준 이상의 데이터 전송률을 달성할 수 있도록 송신 빔의 빔 폭 또는 빔 각도를 고려하여 수신 장치간 간섭을 제어할 수 있다. The beamforming unit 410 is configured to consider the beam width or the beam angle of the transmission beam between the receiving devices so that each of the plurality of receiving devices and the mobile receiving device having a mobility can achieve a data level higher than a predetermined level in the downlink mobile communication environment. Interference can be controlled.

그리고, 아웃티지 확률 산정부(420)는 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 복수의 수신 장치 및 이동성을 가진 수신 장치 중 적어도 어느 하나 이상의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정할 수 있다.The outage probability calculation unit 420 calculates an outage probability of at least one of a plurality of receivers and a receiver having mobility to determine whether a receiver is receiving a certain level or more of services. can do.

아웃티지 확률 산정부(420)는 아웃티지 확률을 산정하기 위해 임의의 빔 폭을 특정 값으로 설정하고, 임의의 빔 폭이 설정된 특정 값일 때의 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값을 구하며, 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값에 대한 복수의 수신 장치 또는 이동성을 가진 수신 장치에 대한 아웃티지 확률을 계산하여 이동성을 가진 수신 장치의 송신 빔의 빔 폭을 설정할 수 있다.The outage probability calculation unit 420 sets an arbitrary beam width to a specific value to calculate an outage probability, obtains an optimal beam scan angle value when the arbitrary beam width is a predetermined value. The beam width of the transmission beam of the reception apparatus having mobility may be set by calculating an outage probability for the plurality of reception apparatuses or the reception apparatus having mobility for the optimal scan angle value of the beam.

여기에서 아웃티지 확률 산정부(420)는 송신 빔 이득 산정부(421), 간섭 빔 이득 산정부(422) 및 수신 장치 확률 산정부(423)를 포함하여 이루어질 수 있다. Here, the outage probability calculator 420 may include a transmit beam gain calculator 421, an interference beam gain calculator 422, and a receiver device probability calculator 423.

단계(221)에서, 송신 빔 이득 산정부(421)는 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득을 계산할 수 있다. 이 때, 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득은 송신 장치를 기준으로 송신 빔의 스캔 각도(scan angle)와 실제 송신 빔의 도래각(angle of arrival)이 이루는 각도를 고려하여 계산될 수 있다. In step 221, the transmit beam gain calculator 421 may calculate the gain of the transmit beam directed to the receiving device with mobility. In this case, the gain of the transmission beam toward the mobile receiving device can be calculated in consideration of the angle formed between the scan angle of the transmission beam and the angle of arrival of the actual transmission beam with respect to the transmission device. have.

단계(222)에서, 간섭 빔 이득 산정부(422)는 서비스를 제공 받는 복수의 수신 장치들을 향하는 송신 빔이 이동성을 가진 수신 장치에 간섭으로 작용하는 경우, 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 계산할 수 있다. 이 때, 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 간섭 빔의 이득은 송신 장치를 기준으로 송신 빔의 스캔 각도(scan angle)와 실제 송신 빔의 도래각(angle of arrival)이 이루는 각도를 고려하여 계산될 수 있다. In step 222, the interference beam gain calculation unit 422 is configured to determine the interference beam received by the mobile receiving device when the transmission beam directed to the plurality of receiving devices serving the service acts as an interference to the mobile receiving device. The gain can be calculated. In this case, the gain of the interference beam directed to the mobile receiving device may be calculated in consideration of the angle formed between the scan angle of the transmission beam and the angle of arrival of the actual transmission beam with respect to the transmitting device. have.

단계(223)에서, 수신 장치 확률 산정부(423)는 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 간섭 빔의 이득을 고려하여, 이동성을 가진 수신 장치의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정할 수 있다.In step 223, the reception device probability calculation unit 423 considers the gain of the transmission beam and the gain of the interference beam directed to the mobile receiving device to determine whether the receiving device is receiving a certain level or more of services. An outage probability of a mobile receiving device may be calculated.

더욱이, 단계(224)에서 수신 장치 확률 산정부(423)는 수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 고려하여, 각각의 복수의 수신 장치의 아웃티지 확률을 산정할 수 있다.
Furthermore, in step 224, the receiver device probability calculator 423 receives the gain and mobility of the transmission beam directed to the receiver with mobility to determine whether the receiver is receiving a certain level of service or not. In consideration of the gain of the interference beam, an outage probability of each of the plurality of receiving apparatuses can be calculated.

아래에서는 수학식 1 내지 수학식 11을 참고하여 일 실시예에 따른 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of forming a multiple antenna beam of a transmitting apparatus according to an embodiment will be described in detail with reference to Equations 1 to 11.

앞에서 설명한 도 1과 같은 환경에서, 아웃티지 확률 산정부(420)의 송신 빔 이득 산정부(421)는 이동성을 가진 수신 장치의 측면에서 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔(desired beam of Rx 3)의 이득을 계산할 수 있으며, 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.In the above-described environment as shown in FIG. 1, the transmission beam gain calculation unit 421 of the outage probability calculation unit 420 is a transmitted beam of Rx 3 directed to the mobile reception device in terms of the mobile reception device. ) Can be calculated and can be expressed as

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112017038252079-pat00001
Figure 112017038252079-pat00001

여기에서 송신 빔이 평평한 빔 이득을 가진다고 가정하였기 때문에 주 로브(main lobe)의 빔 이득

Figure 112017038252079-pat00002
과 사이드 로브(side lobe)의 빔 이득
Figure 112017038252079-pat00003
은 위와 같이 각각 일정한 값을 가질 수 있다. 이 때,
Figure 112017038252079-pat00004
는 송신 장치의 안테나 수를 나타내며,
Figure 112017038252079-pat00005
는 빔 폭을 나타내고,
Figure 112017038252079-pat00006
는 송신 장치를 기준으로 빔의 스캔 각도
Figure 112017038252079-pat00007
(scan angle)와 실제 빔의 도래각
Figure 112017038252079-pat00008
(angle of arrival)이 이루는 각도를 나타낼 수 있다.The beam gain of the main lobe is assumed here because the transmission beam has a flat beam gain.
Figure 112017038252079-pat00002
And gain of side lobes
Figure 112017038252079-pat00003
May have a constant value as described above. At this time,
Figure 112017038252079-pat00004
Represents the number of antennas of the transmitting device,
Figure 112017038252079-pat00005
Represents the beam width,
Figure 112017038252079-pat00006
Is the scanning angle of the beam relative to the transmitting device
Figure 112017038252079-pat00007
(scan angle) and the angle of arrival of the actual beam
Figure 112017038252079-pat00008
(angle of arrival) can represent the angle made.

그리고 아웃티지 확률 산정부(420)의 간섭 빔 이득 산정부(422)는 수신 장치 i를 향하는 송신 빔이 이동성을 가진 수신 장치에 간섭으로 작용하는 경우, 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔(interference beam of Rx 3)의 이득을 계산할 수 있으며, 다음 식과 같이 나타낼 수 있다. And the interference beam gain calculation unit 422 of the outage probability calculation unit 420 is an interference beam received by the mobile receiving device when the transmission beam directed to the receiving device i acts as an interference to the mobile receiving device. The gain of beam of Rx 3) can be calculated and can be expressed as follows.

[수학식 2] [Equation 2]

Figure 112017038252079-pat00009
Figure 112017038252079-pat00009

송신 빔이 평평한 빔 이득을 가진다고 가정하였기 때문에 간섭 빔에서 주 로브(main lobe)의 빔 이득은

Figure 112017038252079-pat00010
이고, 사이드 로브(side lobe)의 빔 이득은
Figure 112017038252079-pat00011
로 나타낼 수 있다. 그리고
Figure 112017038252079-pat00012
는 수신 장치 i를 향하는 송신 빔의 폭이고,
Figure 112017038252079-pat00013
는 수신 장치 i를 향하는 송신 빔의 스캔 각도(scan angle)를 나타낼 수 있다. 여기에서 수신 장치 i는 예컨대 수신 장치 1 및 수신 장치 2가 될 수 있으며, 수신 장치 1은 제1 고정된 수신 장치를 의미할 수 있고, 수신 장치 2는 제2 고정된 수신 장치를 의미할 수 있다.Since it is assumed that the transmit beam has a flat beam gain, the beam gain of the main lobe in the interfering beam is
Figure 112017038252079-pat00010
And the beam gain of the side lobe is
Figure 112017038252079-pat00011
It can be represented as. And
Figure 112017038252079-pat00012
Is the width of the transmission beam towards the receiving device i ,
Figure 112017038252079-pat00013
May represent a scan angle of the transmission beam toward the receiving device i . Here, the receiving device i may be, for example, the receiving device 1 and the receiving device 2, the receiving device 1 may mean the first fixed receiving device, and the receiving device 2 may mean the second fixed receiving device. .

아웃티지 확률 산정부(420)의 수신 장치 확률 산정부(423)는 각각의 수신 장치가 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 판단하는 기준은 아웃티지 확률(outage probability)로 정할 수 있다. 일반적으로 기존 수신 장치가 K 개일 때 추가되는 이동성을 가진 수신 장치의 아웃티지 확률은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다. The receiver probability calculator 423 of the outage probability calculator 420 may determine a criterion for determining whether each receiver device receives a certain level or more of service as an outage probability. In general, an outage probability of a receiver having mobility added when there are K existing receivers can be expressed as follows.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112017038252079-pat00014
Figure 112017038252079-pat00014

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112017038252079-pat00015
Figure 112017038252079-pat00015

위의 내용을 바탕으로 이동성을 가진 수신 장치에 대해 아웃티지 확률을 계산하면 다음 식과 같이 나타낼 수 있다. Based on the above, the outtage probability for the mobile receiving device can be expressed as the following equation.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112017038252079-pat00016
Figure 112017038252079-pat00016

이 때,

Figure 112017038252079-pat00017
는 각각의 수신 장치가 주 로브(main lobe)에 속하는지 사이드 로브(side lobe)에 속하는지를 고려하여 계산한 확률 값으로 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.At this time,
Figure 112017038252079-pat00017
Is a probability value calculated in consideration of whether each receiving apparatus belongs to a main lobe or a side lobe, and may be expressed as follows.

[수학식 6][Equation 6]

Figure 112017038252079-pat00018
Figure 112017038252079-pat00018

여기에서, a, b, c 및 d는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다. Here, a, b, c and d can be represented by the following formula.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112017038252079-pat00019
Figure 112017038252079-pat00019

도 5는 일 실시예에 따른 이동성을 가진 수신 장치의 평균 도래각 및 속도에 관한 함수를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram for describing a function regarding an average angle of arrival and a speed of a receiving device having mobility according to an exemplary embodiment.

도 5를 참조하면, 이동성을 가진 수신 장치의 도래각(angle of arrival)이 일정한 분포(uniform distribution)를 가진다고 가정했을 때,

Figure 112017038252079-pat00020
는 이동성을 가진 수신 장치의 평균 도래각(angle of arrival)을 의미하고,
Figure 112017038252079-pat00021
는 이동성을 가진 수신 장치의 확산 각도(angular spread)를 의미하는 것으로
Figure 112017038252079-pat00022
는 이동성을 가진 수신 장치의 속도에 관한 함수를 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 5, assuming that an angle of arrival of a mobile receiving device having a uniform distribution has a uniform distribution,
Figure 112017038252079-pat00020
Means the average angle of arrival of the mobile receiving device,
Figure 112017038252079-pat00021
Is the angular spread of the mobile receiver.
Figure 112017038252079-pat00022
May represent a function of the speed of the mobile receiving device.

위의 과정과 마찬가지로 제1 고정된 수신 장치 및 제2 고정된 수신 장치의 아웃티지 확률을 구해보면 다음 식과 같이 표현될 수 있다. Similarly to the above process, the outage probability of the first fixed receiving device and the second fixed receiving device can be expressed as follows.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112017038252079-pat00023
Figure 112017038252079-pat00023

[수학식 9][Equation 9]

Figure 112017038252079-pat00024
Figure 112017038252079-pat00024

[수학식 10][Equation 10]

Figure 112017038252079-pat00025
Figure 112017038252079-pat00025

이 때,

Figure 112017038252079-pat00026
Figure 112017038252079-pat00027
는 각각 수신 장치 i를 향하는 송신 빔의 평균 도래각(angle of arrival)과 확산 각도가 될 수 있다.At this time,
Figure 112017038252079-pat00026
Wow
Figure 112017038252079-pat00027
May be the average angle of arrival and the spread angle of the transmission beam toward the receiving device i , respectively.

본 실시예의 목표가 두 개의 고정된 수신 장치로의 서비스를 일정 수준 이상으로 유지하면서 새로운 수신 장치를 추가로 서비스하는 것이므로, 측정 기준을 아웃티지 확률로 정하면 문제를 다음 식과 같이 표현할 수 있다.Since the goal of this embodiment is to service a new receiver additionally while maintaining the service to two fixed receivers at a certain level or more, the problem can be expressed as the following equation when the measurement criterion is determined as the outage probability.

[수학식 11][Equation 11]

Figure 112017038252079-pat00028
Figure 112017038252079-pat00028

여기에서 아웃티지 확률

Figure 112017038252079-pat00029
모두 빔의 스캔 각도(scan angle)
Figure 112017038252079-pat00030
에 대한 1차 함수이기 때문에 표 1의 알고리즘 1에 설명된 방법으로 문제를 해결할 수 있다.
Figure 112017038252079-pat00031
를 특정한 값으로 지정한 뒤, 빔 폭이 특정한 값
Figure 112017038252079-pat00032
일 때 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle)
Figure 112017038252079-pat00033
값을 찾아내고, 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle)
Figure 112017038252079-pat00034
값에 대한 이동성을 가진 수신 장치에 대해 아웃티지 확률
Figure 112017038252079-pat00035
을 계산하여 빔 폭
Figure 112017038252079-pat00036
를 1차원 상에서 찾아내는 방식으로 해결할 수 있다.Outage odds here
Figure 112017038252079-pat00029
Scan angle of all beams
Figure 112017038252079-pat00030
Since it is a first-order function for, the problem can be solved by the method described in Algorithm 1 of Table 1.
Figure 112017038252079-pat00031
To a specific value, and then the beam width
Figure 112017038252079-pat00032
Scan angle of the optimal beam when
Figure 112017038252079-pat00033
Find the value and scan angle of the optimal beam
Figure 112017038252079-pat00034
Outage probability for the receiving device with mobility to the value
Figure 112017038252079-pat00035
Calculate the beam width
Figure 112017038252079-pat00036
Can be solved by finding in one dimension.

[표 1]TABLE 1

Figure 112017038252079-pat00037
Figure 112017038252079-pat00037

이와 같이, 실시예들에 따르면 다중 안테나를 가진 하나의 송신 장치 및 여러 개의 고정된 수신 장치들과 이동성을 가진 수신 장치들이 혼재하는 다운링크 이동 통신 시스템에서 송신 장치가 일정 수준 이상의 데이터 전송률로 다수의 수신 장치에게 정보를 전송하기 위한 송신 빔 형성 방법 및 시스템을 제공할 수 있다. As described above, according to embodiments, in a downlink mobile communication system in which one transmitting device having multiple antennas and several fixed receiving devices and mobile receiving devices are mixed, the transmitting device has a plurality of data rates at a certain level or more. A method and system for forming a transmission beam for transmitting information to a receiving device can be provided.

또한, 실시예들에 따르면 이동성을 가지는 수신 장치를 지원하기 위해 송신 빔의 빔 폭과 각도를 제어하는 수신 장치의 이동성 지원을 위한 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.
In addition, according to embodiments, a method and system for forming a multi-antenna beam of a transmitting apparatus for supporting mobility of a receiving apparatus controlling a beam width and an angle of a transmitting beam to support a receiving apparatus having mobility may be provided.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors, microcomputers, field programmable arrays (FPAs), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For the convenience of understanding, a processing device may be described as one being used, but a person skilled in the art will appreciate that the processing device includes a plurality of processing elements and / or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or process it independently or collectively. You can command the device. Software and / or data may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device in order to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. It can be embodied in. The software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

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 the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, 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 not only machine code generated by a compiler, but also 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.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.

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

Claims (14)

다중 안테나를 가진 송신 장치에서 복수의 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계; 및
상기 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 추가로 서비스를 제공하게 되는 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치를 고려하여 전체적인 송신 빔을 형성하고, 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계
를 포함하고,
상기 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계는,
수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 복수의 수신 장치 및 상기 이동성을 가진 수신 장치 중 적어도 어느 하나 이상의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 단계
를 포함하며,
상기 아웃티지 확률을 산정하는 단계는,
상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득을 계산하는 단계;
기 서비스를 제공 받는 상기 복수의 수신 장치들을 향하는 송신 빔이 상기 이동성을 가진 수신 장치에 간섭으로 작용하는 경우, 상기 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 계산하는 단계; 및
수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 간섭 빔의 이득을 고려하여, 상기 이동성을 가진 수신 장치의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 단계
를 포함하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법.
Providing a service to a plurality of receiving devices in a transmitting device having multiple antennas; And
Forming an overall transmission beam in consideration of a receiving device having at least one mobility additionally provided by the transmitting device having multiple antennas, and providing a service to the receiving device having at least one mobility;
Including,
Providing a service to the mobile receiving device,
Calculating an outage probability of at least one of the plurality of receiving devices and the mobile receiving device to determine whether a receiving device is receiving a certain level or more of services;
Including;
The step of calculating the outage probability,
Calculating a gain of a transmission beam directed to the mobile receiving device;
Calculating a gain of an interference beam received by the mobile receiving device when the transmission beams directed to the plurality of receiving devices that receive the service act as interference to the mobile receiving device; And
Outage probability of the mobile receiving device in consideration of the gain of the transmission beam and the interference beam directed to the mobile receiving device to determine whether the receiving device is receiving a certain level or more of service. Steps to calculate
Multiple antenna beam forming method of a transmitting device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 단계는,
다운링크 이동 통신 환경에서 각각의 상기 복수의 수신 장치 및 상기 이동성을 가진 수신 장치가 일정 수준 이상의 데이터 전송률을 달성할 수 있도록 송신 빔의 빔 폭 또는 빔 각도를 고려하여 수신 장치간 간섭을 제어하는 것
을 특징으로 하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법.
The method of claim 1,
Providing a service to the mobile receiving device,
Controlling interference between receiving apparatuses in consideration of the beam width or beam angle of a transmission beam such that each of the plurality of receiving apparatuses and the mobile receiving apparatus can achieve a data rate higher than a predetermined level in a downlink mobile communication environment
Multi-antenna beam forming method of a transmitting device.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 아웃티지 확률을 산정하는 단계는,
수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 상기 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 고려하여, 각각의 상기 복수의 수신 장치의 아웃티지 확률을 산정하는 단계
를 더 포함하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법.
The method of claim 1,
The step of calculating the outage probability,
Each of the plurality of receptions in consideration of a gain of a transmission beam directed to the mobile receiving device and a gain of an interference beam received by the mobile receiving device to determine whether a receiving device is receiving a certain level of service or more. Estimating Outage Probability of Devices
Multiple antenna beam forming method of the transmitting device further comprising.
제1항에 있어서,
상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 간섭 빔의 이득은,
상기 송신 장치를 기준으로 송신 빔의 스캔 각도(scan angle)와 실제 송신 빔의 도래각(angle of arrival)이 이루는 각도를 고려하여 계산되는 것
을 특징으로 하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법.
The method of claim 1,
The gain of the transmission beam and the gain of the interference beam directed to the mobile receiving device are:
It is calculated by considering the angle formed between the scan angle of the transmission beam and the angle of arrival of the actual transmission beam based on the transmission device.
Multi-antenna beam forming method of a transmitting device.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 아웃티지 확률을 산정하는 단계는,
임의의 빔 폭을 특정 값으로 설정하는 단계;
상기 임의의 빔 폭이 설정된 특정 값일 때의 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값을 구하는 단계; 및
상기 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값에 대한 상기 복수의 수신 장치 또는 상기 이동성을 가진 수신 장치에 대한 상기 아웃티지 확률을 계산하여 상기 이동성을 가진 수신 장치의 상기 송신 빔의 빔 폭을 설정하는 단계
를 포함하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 방법.
The method according to claim 1 or 5,
The step of calculating the outage probability,
Setting any beam width to a specific value;
Obtaining a scan angle value of an optimal beam when the arbitrary beam width is a set specific value; And
Calculating the outage probability for the plurality of receiving apparatuses or the mobile receiving apparatus with respect to the scan angle value of the optimal beam to set the beam width of the transmission beam of the mobile receiving apparatus; Steps to
Multiple antenna beam forming method of a transmitting device comprising a.
다중 안테나를 가진 송신 장치에서 복수의 수신 장치에 서비스를 제공하며, 상기 다중 안테나를 가진 송신 장치에서 추가로 서비스를 제공하게 되는 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치를 고려하여 전체적인 송신 빔을 형성하고, 적어도 하나 이상의 이동성을 가진 수신 장치에 서비스를 제공하는 빔 포밍부
를 포함하고,
수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 복수의 수신 장치 및 상기 이동성을 가진 수신 장치 중 적어도 어느 하나 이상의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 아웃티지 확률 산정부
를 더 포함하며,
상기 아웃티지 확률 산정부는,
상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득을 계산하는 송신 빔 이득 산정부;
기 서비스를 제공 받는 상기 복수의 수신 장치들을 향하는 송신 빔이 상기 이동성을 가진 수신 장치에 간섭으로 작용하는 경우, 상기 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 계산하는 간섭 빔 이득 산정부; 및
수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 간섭 빔의 이득을 고려하여, 상기 이동성을 가진 수신 장치의 아웃티지 확률(outage probability)을 산정하는 수신 장치 확률 산정부
를 포함하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템.
In the transmitting apparatus having multiple antennas, the service is provided to a plurality of receiving apparatuses, and the overall transmitting beam is formed in consideration of the receiving apparatus having at least one or more mobilitys which are additionally provided by the transmitting apparatus having the multiple antennas. Beam forming unit for providing a service to the receiving device having at least one mobility
Including,
An outage probability calculation unit that calculates an outage probability of at least one of the plurality of receiving devices and the mobile receiving device to determine whether a receiving device receives a certain level or more of services.
More,
The outage probability calculation unit,
A transmission beam gain calculation unit for calculating a gain of a transmission beam destined for the mobile receiving device;
An interference beam gain calculation unit for calculating a gain of an interference beam received by the mobile receiving device when the transmission beams directed to the plurality of receiving devices that receive the service act as interference to the mobile receiving device; And
Outage probability of the mobile receiving device in consideration of the gain of the transmission beam and the interference beam directed to the mobile receiving device to determine whether the receiving device is receiving a certain level or more of service. Device probability calculation
Multiple antenna beam forming system of the transmitting device comprising a.
제8항에 있어서,
상기 빔 포밍부는,
다운링크 이동 통신 환경에서 각각의 상기 복수의 수신 장치 및 상기 이동성을 가진 수신 장치가 일정 수준 이상의 데이터 전송률을 달성할 수 있도록 송신 빔의 빔 폭 또는 빔 각도를 고려하여 수신 장치간 간섭을 제어하는 것
을 특징으로 하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템.
The method of claim 8,
The beam forming unit,
Controlling interference between receiving apparatuses in consideration of the beam width or beam angle of a transmission beam such that each of the plurality of receiving apparatuses and the mobile receiving apparatus can achieve a data rate higher than a predetermined level in a downlink mobile communication environment;
Multi-antenna beamforming system of the transmitting device.
삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 수신 장치 확률 산정부는,
수신 장치에서 일정 수준 이상의 서비스를 받고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 이동성을 가진 수신 장치로 향하는 송신 빔의 이득 및 상기 이동성을 가진 수신 장치가 받는 간섭 빔의 이득을 고려하여, 각각의 상기 복수의 수신 장치의 아웃티지 확률을 산정하는 것
을 특징으로 하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템.
The method of claim 8,
The receiver device probability calculation unit,
Each of the plurality of receptions in consideration of a gain of a transmission beam directed to the mobile receiving device and a gain of an interference beam received by the mobile receiving device to determine whether a receiving device is receiving a certain level of service or more. Calculating the Outage Probability of a Device
Multi-antenna beamforming system of the transmitting device.
제8항에 있어서,
상기 송신 빔 이득 산정부 및 상기 간섭 빔 이득 산정부는,
상기 송신 장치를 기준으로 송신 빔의 스캔 각도(scan angle)와 실제 송신 빔의 도래각(angle of arrival)이 이루는 각도를 고려하여 계산되는 것
을 특징으로 하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템.
The method of claim 8,
The transmit beam gain calculator and the interference beam gain calculator are:
It is calculated by considering the angle formed between the scan angle of the transmission beam and the angle of arrival of the actual transmission beam based on the transmission device.
Multi-antenna beamforming system of the transmitting device.
제8항 또는 제12항에 있어서,
상기 수신 장치 확률 산정부는,
임의의 빔 폭을 특정 값으로 설정하고, 상기 임의의 빔 폭이 설정된 특정 값일 때의 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값을 구하며, 상기 최적의 빔의 스캔 각도(scan angle) 값에 대한 상기 복수의 수신 장치 또는 상기 이동성을 가진 수신 장치에 대한 상기 아웃티지 확률을 계산하여 상기 이동성을 가진 수신 장치의 상기 송신 빔의 빔 폭을 설정하는 것
을 특징으로 하는 송신 장치의 다중 안테나 빔 형성 시스템.
The method according to claim 8 or 12, wherein
The receiver device probability calculation unit,
Setting an arbitrary beam width to a specific value, obtaining a scan angle value of an optimal beam when the arbitrary beam width is a set specific value, and determining a scan angle value of the optimal beam Calculating the outage probability for the plurality of receiving devices or the receiving device with mobility and setting the beam width of the transmission beam of the receiving device with mobility;
Multi-antenna beamforming system of the transmitting device.
KR1020170050341A 2017-04-19 2017-04-19 Method and system for multi-antenna transmit beamforming to serve receiver mobility KR102041669B1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Batu K. et al.; Robust Downlink Beamforming Based on Outage Probability Specifications; IEEE Transactions on Wireless Communications, VOL. 6, No. 10, October 2007*
Dau-Chyrh Chang et al.; Smart Antennas for Advanced Communication Systems; Proceedings of the IEEE(Volume: 100 , Issue: 7 , July 2012) Page(s): 2233 - 2249; Date of Publication: 19 March 2012*

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