KR102313984B1 - Method and apparatus for receiving in beam space multiple input multiple output system - Google Patents
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Abstract
빔 공간 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템의 수신 장치는 설정된 이벤트가 발생하면, 해당하는 하나의 심볼 구간 동안에 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 순차적으로 형성하여 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하고, 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간을 제외한 나머지 심볼 구간 동안에서는 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행한 결과를 이용하여 통신에 사용하는 빔 기저 패턴의 수를 줄여서 유효 빔 통신을 수행한다. When a set event occurs, the receiving apparatus of the beam space multiple input multiple output (MIMO) system sequentially forms a beam corresponding to the entire beam base pattern during a corresponding one symbol period to perform full beam scanning and communication, and the Effective beam communication is performed by reducing the number of beam base patterns used for communication by using the result of performing the full beam scanning and communication during the remaining symbol periods except for the symbol period in which all beam scanning and communication are performed.
Description
본 발명은 빔 공간 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output, MIMO) 시스템에서의 수신 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a receiving method and apparatus in a beam spatial multiple input multiple output (MIMO) system.
최근 다양한 통신 기술들에서 MIMO 기법을 채택하고 있다. MIMO 기법은 데이터 전송율 증가를 위한 필연적인 방법으로 주파수 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 대표적인 예로, MIMO 기법은 휴대 인터넷 시스템의 IEEE 802.16, 802.20 및 Wibro 시스템의 표준에서 MIMO 기법의 사용을 표준화하고 있으며, 3GPP(3th Generation Partnership Project)의 LTE(Long Term Evolution)라고 명명한 셀룰러 통신 시스템에서도 MIMO 기법을 채택하였다. Recently, various communication technologies have adopted the MIMO technique. The MIMO technique is an inevitable method for increasing the data rate, and the effect of maximizing frequency efficiency can be expected. As a representative example, the MIMO technique standardizes the use of the MIMO technique in the IEEE 802.16, 802.20, and Wibro standards of the portable Internet system, and is also used in a cellular communication system called Long Term Evolution (LTE) of the 3rd Generation Partnership Project (3GPP). MIMO technique was adopted.
이러한 MIMO 통신 시스템에서의 전송 성능은 일반적으로 안테나의 개수에 비례하여 증가하는 형태를 가지게 된다. 따라서 MIMO 성능을 극대화시키기 위해서는 안테나의 개수를 늘려야 하고 이에 따라서 안테나 개수만큼 신호 처리를 위한 RF (radio frequency) 체인의 수 또한 증가하게 된다. 하지만 안테나 개수가 증가하게 되면, 구현의 복잡도가 커지고 또한 시스템의 크기가 커져서 안테나의 개수를 무작정 늘릴 수 없는 단점이 존재한다. 이러한 제약을 벗어나기 위해서 최근 하나 혹은 소수의 RF 체인을 이용하여 MIMO 성능을 달성하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 대표적인 예로 ESPAR(Electrical Steering Parasitic Array Radiator) 안테나 또는 부하 변조 안테나(Load Modulation Antenna)를 이용한 빔 공간 MIMO 기술이 있다. Transmission performance in such a MIMO communication system generally increases in proportion to the number of antennas. Therefore, in order to maximize MIMO performance, the number of antennas needs to be increased, and accordingly, the number of RF (radio frequency) chains for signal processing increases as much as the number of antennas. However, as the number of antennas increases, implementation complexity increases and the size of the system increases, so that the number of antennas cannot be increased arbitrarily. In order to overcome this limitation, research to achieve MIMO performance using one or a small number of RF chains is being conducted recently. As a representative example, a beam using an ESPAR (Electrical Steering Parasitic Array Radiator) antenna or a Load Modulation Antenna There is spatial MIMO technology.
이러한 빔 공간 MIMO 기술은 기존 MIMO 기술과 대비하여 안테나/RF적인 측면과 기저대역 측면에서 약간 다른 형태를 취한다. 빔 공간 MIMO에서는 기존과는 다르게 RF 체인이 하나뿐이므로 동시에 여러 신호를 받을 수가 없게 된다. 따라서 빔 공간 MIMO 수신기는 기저대역에서 부하 값을 적절히 조절하여, 하나의 심볼 구간 내에서 시간에 따라 빔 기저 패턴(beam basis pattern)을 전방향으로 회전시켜 각각의 빔 기저 패턴을 스캐닝하면서 MIMO 신호에 대한 정보를 획득한다. 빔 기저 패턴의 개수에 따라서 ADC 샘플링 주파수가 변경되며, ADC 샘플링 주파수는 빔 기저 패턴의 개수에 의존한다. 이때 하나의 심볼 구간의 길이는 일정하다. 따라서 빔 공간 MIMO 수신기는 ADC 샘플링 주파수를 변경하여 각 빔 기저 패턴의 샘플 수를 일정하게 유지하는 형태로 동작하게 된다. 즉, 하나의 심볼 구간에서 스캐닝하는 빔 기저 패턴의 개수가 증가하면 ADC 샘플링 주파수가 증가되고, 심볼 구간 내에서 하나의 빔 기저 패턴이 차지하는 시간 간격이 짧아져, SNR이 감소하게 된다. 이에 따라서 많은 스트림을 수신할 경우, SNR이 구조적으로 감소하는 형태를 지니며, 매우 적은 스트림만 동시에 받을 수 있는 형태가 되어 MIMO에 대한 이점이 상당부분 사라지게 된다. 따라서 이러한 성능 감소를 최소한으로 감소시킬 수 있는 수신 방법이 필요하다. Compared to the existing MIMO technology, the beam space MIMO technology takes a slightly different form in terms of antenna/RF and baseband. Unlike the existing beam space MIMO, since there is only one RF chain, it is impossible to receive multiple signals at the same time. Therefore, the beam space MIMO receiver appropriately adjusts the load value in the baseband, rotates the beam basis pattern omnidirectionally according to time within one symbol period, and scans each beam basis pattern to add to the MIMO signal. get information about The ADC sampling frequency is changed according to the number of beam basis patterns, and the ADC sampling frequency depends on the number of beam basis patterns. In this case, the length of one symbol interval is constant. Therefore, the beam space MIMO receiver operates in a manner in which the number of samples of each beam base pattern is kept constant by changing the ADC sampling frequency. That is, if the number of beam base patterns scanned in one symbol period increases, the ADC sampling frequency increases, and the time interval occupied by one beam base pattern in the symbol period becomes shorter, thereby reducing the SNR. Accordingly, when many streams are received, the SNR is structurally reduced, and only very few streams can be received at the same time, so that the advantage of MIMO is largely lost. Therefore, there is a need for a receiving method capable of reducing such performance degradation to a minimum.
본 발명이 해결하려는 과제는 빔 공간 MIMO 시스템에서 MIMO 통신을 위해 회전하는 빔 기저 패턴의 개수에 따라서 SNR이 감소하는 현상을 최대한 줄일 수 있는 빔 공간 MIMO 시스템에서의 수신 방법 및 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a receiving method and apparatus in a beam space MIMO system capable of maximally reducing a decrease in SNR according to the number of rotating beam base patterns for MIMO communication in a beam space MIMO system.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 빔 공간 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템의 수신 장치에서의 수신 방법이 제공된다. 빔 공간 MIMO 시스템의 수신 방법은 설정된 이벤트가 발생하면, 해당하는 하나의 심볼 구간 동안에 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 순차적으로 형성하여 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 단계, 그리고 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간을 제외한 나머지 심볼 구간에서는 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행한 결과를 이용하여 MIMO 통신에 사용하는 빔 기저 패턴의 수를 줄여서 유효 빔 통신을 수행하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a receiving method in a receiving apparatus of a beam space multiple input multiple output (MIMO) system. A receiving method of a beam spatial MIMO system includes the steps of sequentially forming beams corresponding to all beam base patterns during a corresponding one symbol period to perform full beam scanning and communication when a set event occurs, and the full beam scanning and and performing effective beam communication by reducing the number of beam base patterns used for MIMO communication by using the result of performing the entire beam scanning and communication in the remaining symbol periods except for the symbol period for performing communication.
본 발명의 실시 예에 의하면, 빔 공간 MIMO 시스템에서 매 심볼 구간마다 전방향 회전(full rotate)을 수행하면서 생기는 SNR 저하를 최대한 방지하고, 이에 따라 수신 장치에 좋은 SNR을 보장할 수 있는 채널을 제공해 MIMO 성능을 최대한으로 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, SNR degradation caused by performing full rotation in every symbol period in a beam space MIMO system is prevented as much as possible, and accordingly, a channel capable of guaranteeing good SNR to a receiving device is provided. The effect of maximally improving MIMO performance can be expected.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 시스템의 수신 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 수신 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 수신 방법의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 실시 예에 따른 빔 기저 패턴의 수를 줄이는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 각각 유효 빔 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating an example of a receiving apparatus of a beam space MIMO system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of a beam space MIMO reception method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating another example of a beam spatial MIMO reception method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of a method for performing full beam scanning and communication according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views each showing an example of a method of reducing the number of beam base patterns according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams illustrating an example of a method for performing effective beam communication, respectively.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 시스템에서의 수신 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. A receiving method and apparatus in a beam space MIMO system according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 시스템의 수신 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a receiving apparatus of a beam space MIMO system according to an embodiment of the present invention.
빔 공간 MIMO 시스템의 수신 장치(100)는 안테나 어레이(110), 단일 RF 체인(120), 기저대역 처리부(130) 및 로드 계산부(140)를 포함한다. The
안테나 어레이(110)는 빔 공간 MIMO 시스템의 송신 장치에 의해 빔 공간으로 송신된 신호를 수신한다. 안테나 어레이(110)는 하나의 능동 안테나 소자와 복수의 기생 안테나 소자를 포함할 수 있다. 빔 공간 MIMO 시스템의 송신 장치는 하나의 심볼 주기 동안 빔 공간에서 각각의 빔 기저 패턴에 데이터 심볼을 맵핑하여 하나의 RF 체인을 통해서 전송한다. 송신 장치는 빔 공간에서 직교하는 빔 기저 패턴들을 사용한다. The
안테나 어레이(110)는 로드 계산부(140)의 제어에 해당하는 빔 기저 패턴의 빔을 형성하며, 형성된 빔을 통해 신호를 수신한다. 안테나 어레이(110)는 ESPAR(Electrical Steering Parasitic Array Radiation), SPA(Switched Parasitic Array), 부하 변조 안테나(Load Modulation Antenna) 등을 통해 구현될 수 있으며, 빔 공간 MIMO를 구현하기 위해 다른 구조를 가질 수 있다. The
단일 RF 체인부(120)는 하나 또는 안테나 어레이(110)의 안테나 수보다 적은 수의 RF 체인을 포함하며, 안테나 어레이(110)를 통해 수신된 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 구체적으로, 단일 RF 체인부(120)는 ADC 샘플링 주파수 에 따라서 아날로그 신호를 기저대역의 디지털 신호로 변환한다. 단일 RF 체인부(120)는 로드 계산부(140)의 ADC 샘플링 주파수 제어에 따라서 ADC 샘플링 주파수를 변경할 수 있다. 기저대역 처리부(130)는 기저대역 신호를 처리하여 데이터를 추출한다. 기저대역 처리부(130)는 복수의 버퍼(1321~132n) 및 제어부(134)를 포함한다. 여기서, n은 빔 기저 패턴의 수이다. 각 버퍼(1321~132n)는 해당 빔 기저 패턴의 수신 신호가 저장된다. 제어부(134)는 빔 기저 패턴에 해당하는 수신 신호를 기반으로 유효한 빔 기저 패턴의 수를 결정한다. 제어부(134)는 유효한 빔 기저 패턴에 대한 정보를 로드 계산부(140)로 전달하여 추후 유효 빔 통신을 수행할 수 있도록 한다. The single
로드 계산부(140)는 기저대역 신호를 이용하여 안테나 어레이(110)에 포함된 각 안테나 소자(기생안테나 소자)에 대한 로드 값을 계산하고, 각 안테나 소자(기생안테나 소자)에 대한 로드 값에 따라서 각 안테나 소자를 제어한다. The
로드 계산부(140)는 특정 이벤트가 발생하면, 해당하는 하나의 심볼 구간 동안 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 순차적으로 형성하도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있다. 하나의 심볼 구간 동안 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 순차적으로 형성시켜 신호를 수신하는 동작을 "전체 빔 스캐닝 및 통신"이라 명명한다. When a specific event occurs, the
일반적으로 수신 장치(100)에서 바라보는 채널은 전체 랭크(Full Rank)와 좋은 상황 계수(condition number)를 유지할 수 없는 경우가 많다. 또한 짧은 시간 동안에는 채널 환경이 급격하게 변하지 않는 것이 일반적이다. 따라서 기존의 빔 공간 MIMO 시스템의 수신 장치와 같이 매 심볼 구간 동안에 전체 빔 스캐닝 및 통신 동작을 수행하는 것은 자원 낭비가 될 수 있다. 또한 단말기 입장에서 전체 빔 스캐닝 및 통신 동작을 한 번 수행하면, 수신한 신호에 대한 분석을 통해 어느 빔 기저 패턴이 의미 있는 것인지 판단할 수 있는 방법이 존재한다. 따라서, 로드 계산부(140)는 매 심볼 구간에서 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하지 않고 특정 이벤트가 발생할 때에만 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행한다. 특정 이벤트는 기지국 혹은 상위 계층의 명령이나 설정된 전체 빔 스캐닝 및 통신 주기를 포함할 수 있다. 기지국 혹은 상위 계층의 명령은 셀 검색 및 전원 온(Power-On) 등 채널을 다시 검색해야 할 필요가 있는 상황에서 전송될 수 있다. In general, a channel viewed by the
또한 로드 계산부(140)는 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하지 않는 심볼 구간에서는 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행한 결과를 토대로 사용할 빔 기저 패턴의 개수를 줄여서 유효 빔 통신을 수행할 수 있도록 한다. 여기서 유효 빔 통신은 하나의 심볼 구간 동안 전체 빔 기저 패턴의 수보다 적은 수의 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 형성시켜 신호를 수신하는 동작을 의미한다. 이때 유효한 빔 기저 패턴의 개수에 따라서 단일 RF 체인부(120)의 ADC 샘플링 주파수를 변경시킬 수 있어야 한다. 즉 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간의 ADC 샘플링 주파수와 유효 빔 통신을 수행하는 심볼 구간의 ADC 샘플링 주파수는 서로 다를 수 있으며, 유효 빔 통신을 수행하는 심볼 구간의 ADC 샘플링 주파수는 반드시 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간의 ADC 샘플링 주파수 이하로 설정된다. 로드 계산부(140)는 기저대역 처리부(130)로부터 유효한 빔 기저 패턴에 대한 정보를 전달 받아 ADC 샘플링 주파수를 제어한다. In addition, the
이와 같이, 유효 빔 통신을 통해 MIMO 통신에 사용되는 빔 기저 패턴의 수를 줄임으로써, SNR 저하를 최대한 방지할 수 있다. As described above, by reducing the number of beam base patterns used for MIMO communication through effective beam communication, it is possible to prevent SNR degradation as much as possible.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 수신 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating an example of a beam space MIMO reception method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 로드 계산부(140)는 전체 스캐닝 명령을 수신하면, 해당하는 하나의 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하고, 나머지 심볼 구간(Ts) 동안에는 전체 빔을 스캐닝하지 않고 유효한 빔만을 사용하여 MIMO 통신을 수행하는 유효 빔 통신을 수행할 수 있도록 안테나 어레이(110)를 제어한다. Referring to FIG. 2 , upon receiving the full scanning command, the
로드 계산부(140)는 기지국 혹은 상위 계층으로부터 전체 스캐닝 명령을 수신하면, 즉시 해당하는 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행할 수 있도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있으며, 시간적인 차이를 두고 어느 하나의 심볼 구간(Ts)에서 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행할 수 있도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있다. When the
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 스캐닝 방법의 다른 일 예를 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating another example of a beam scanning method according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 로드 계산부(140)는 설정된 전체 빔 스캐닝 및 통신 주기에 따라서 하나의 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하도록 안테나 어레이(110)를 제어하고, 나머지 심볼 구간 동안에는 유효 빔 통신을 수행하도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있다. As shown in FIG. 3 , the
또한 로드 계산부(140)는 전체 빔 스캐닝 및 통신 주기가 되면 하나의 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있고, 전체 빔 스캐닝 및 통신 주기 내에서 전체 스캐닝 명령을 수신하면 하나의 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 또 수행할 수 있도록 한다.In addition, the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a method for performing full beam scanning and communication according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 전체 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3)의 수가 4개인 경우에, 로드 계산부(140)는 하나의 심볼 구간(Ts)을 4개의 슬롯 구간(S1, S2, S3, S4)으로 나누고, 슬롯 구간(S1, S2, S3, S4)에서 각각 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3)을 형성하도록 안테나 어레이(110)를 제어한다. Referring to FIG. 4 , when the number of all beam basis patterns (0, 1, 2, 3) is four, the
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 실시 예에 따른 빔 기저 패턴의 수를 줄이는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.5 and 6 are views each showing an example of a method of reducing the number of beam base patterns according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 로드 계산부(140)는 전체 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 특정한 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 사용하지 않고 폐기한다. 예를 들면, 로드 계산부(140)는 4개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 빔 기저 패턴(3)이 특정한 기준을 만족하지 못하는 경우, 3개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2)만을 사용할 수 있다. Referring to FIG. 5 , the
또한 도 6을 참고하면, 로드 계산부(140)는 전체 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 특정한 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 다른 빔 기저 패턴과 통합해서 사용할 수 있다. 예를 들어, 로드 계산부(140)는 4개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 빔 기저 패턴(3)이 특정한 기준을 만족하지 못하는 경우, 빔 기저 패턴(3)을 빔 기저 패턴(0)에 통합시킨 빔 기저 패턴(0')을 형성하고, 빔 기저 패턴(0', 1, 2)을 사용할 수 있다. Also, referring to FIG. 6 , the
이때 전체 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 특정한 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴은 기저대역 처리부(130)에서 결정할 수 있다.In this case, the
기저대역 처리부(130)는 빔 기저 패턴을 줄일 때 필요한 기준을 여러 가지로 설정할 수 있다. 예를 들면, 그 기준은 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR이 설정된 임계 값 이상인 빔 기저 패턴인 것으로 설정될 수 있다. 송신 장치는 빔 공간에서 사용되는 빔 기저 패턴들 각각을 통해 기준 신호를 전송한다. 기준 신호는 빔 기저 패턴의 식별 정보를 포함할 수 있다. 기저대역 처리부(130)는 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR을 측정하고, 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR이 설정된 임계 값 이상인지 비교하여 이 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 판단할 수 있다. 로드 계산부(140)는 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 사용하지 않거나 다른 빔 기저 패턴과 통합시킬 수 있다. The
또한 예를 들면, 그 기준은 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR이 설정된 임계 값 이상이고, 기준 신호의 S(I)NR이 최상위 설정된 개수에 해당하는 빔 기저 패턴인 것으로 설정될 수 있다. 이렇게 하면, 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR이 설정된 임계 값 이상이어도, S(I)NR이 좋지 않은 빔 기저 패턴을 제외하고 S(I)NR이 좋은 빔 기저 패턴만을 사용할 수 있으며, 사용되는 빔 기저 패턴의 S(I)NR 편차를 줄일 수 있으며, 좋은 채널 상황 계수를 얻을 수 있다. 이와 같이, 빔 기저 패턴의 수가 줄어드는 효과에 따라 전반적으로 S(I)NR이 올라가는 효과와 S(I)NR이 나쁜 빔 기저 패턴이 제외되면서 평균적인 S(I)NR이 올라가는 효과가 있다. Also, for example, the criterion is that the magnitude (strength) or S(I)NR of the received reference signal is greater than or equal to a set threshold, and the S(I)NR of the reference signal is a beam base pattern corresponding to the highest set number. can be set. In this way, even if the magnitude (strength) or S(I)NR of the received reference signal is greater than or equal to a set threshold, only the beam base pattern having a good S(I)NR is excluded from the beam base pattern having a poor S(I)NR. It can be used, and the S(I)NR deviation of the beam basis pattern used can be reduced, and a good channel condition coefficient can be obtained. As described above, according to the effect of reducing the number of beam basis patterns, there is an effect that the overall S(I)NR increases and the average S(I)NR increases while the beam basis patterns with bad S(I)NR are excluded.
이때 사용하는 빔 기저 패턴의 수가 줄어듬에 따라서 스캐닝하는 데 남는 시간은 사용되는 빔 기저 패턴에 나눠 줄 수 있다.In this case, as the number of used beam base patterns decreases, the remaining time for scanning can be divided among the used beam base patterns.
도 7 및 도 8은 각각 유효 빔 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. 7 and 8 are diagrams illustrating an example of a method for performing effective beam communication, respectively.
도 7을 참고하면, 4개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 3개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2)만을 사용하는 경우, 로드 계산부(140)는 빔 기저 패턴(3)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S4(3)]을 3개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S1(0), S2(1), S3(2)]에 균등하게 나누어 줄 수 있다. 따라서, 빔 기저 패턴(0, 1, 2)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S1(0), S2(1), S3(2)]이 길어지게 된다. Referring to FIG. 7 , when only three beam basis patterns (0, 1, 2) are used among the four beam basis patterns (0, 1, 2, 3), the
이와 달리, 도 8을 참고하면, 로드 계산부(140)는 사용되는 빔 기저 패턴(0, 1, 2)에 특정한 기준을 만족하는 순서대로 적절한 가중치를 부여하고, 빔 기저 패턴(3)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S4(3)]을 빔 기저 패턴(0, 1, 2)에 설정된 가중치에 따라서 나눠 줄 수 있다. 예를 들어, 빔 기저 패턴(0, 1, 2)에 설정된 가중치에 따라서 빔 기저 패턴(0)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S1(0)]만 빔 기저 패턴(3)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S4(3)]만큼 증가시킬 수 있다. 이때 빔 기저 패턴(0, 1, 2)에 설정된 가중치에 비례 또는 반비례하여 빔 기저 패턴(3)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S4(3)]을 빔 기저 패턴(0, 1, 2)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S1(0), S2(1), S3(2)] 중 적어도 하나에 나누어 줄 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 8 , the
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method described above, and a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded may be implemented, Such an implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the right.
Claims (10)
설정된 이벤트가 발생하면, 해당하는 하나의 심볼 구간 동안에 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 전방향으로 순차적으로 형성하여 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 단계, 그리고
상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간을 제외한 나머지 심볼 구간에서는 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행한 결과를 이용하여 통신에 사용할 유효한 빔 기저 패턴을 결정하고, 유효한 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 전방향으로 순차적으로 형성하여 유효 빔 통신을 수행하는 단계
를 포함하고,
상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 단계와 상기 유효 빔 통신을 수행하는 단계는 각각
사용되는 빔 기저 패턴의 개수에 따라 해당 심볼 구간에서의 샘플링 주파수를 결정하는 단계, 그리고
상기 샘플링 주파수에 따라서 안테나 어레이를 통해 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함하는 빔 공간 다중 입력 다중 출력 시스템의 통신 방법.A communication method in a communication device of a beam space multiple input multiple output (MIMO) system, comprising:
When a set event occurs, performing full-beam scanning and communication by sequentially forming a beam corresponding to the entire beam base pattern in an omnidirectional direction during a corresponding one symbol period, and
In the remaining symbol sections except for the symbol section in which the full beam scanning and communication are performed, an effective beam base pattern to be used for communication is determined using the result of performing the full beam scanning and communication, and a beam corresponding to the effective beam base pattern is selected. Forming sequentially in all directions to perform effective beam communication
including,
The step of performing the full beam scanning and communication and the step of performing the effective beam communication are each
determining a sampling frequency in a corresponding symbol interval according to the number of used beam base patterns; and
and converting an analog signal received through an antenna array into a digital signal according to the sampling frequency.
상기 유효 빔 통신을 수행하는 단계는
상기 전체 빔 기저 패턴 중에서 설정된 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 결정하는 단계, 그리고
상기 설정된 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 폐기하거나 다른 빔 기저 패턴과 통합하는 단계를 포함하는 빔 공간 MIMO 시스템의 통신 방법.In claim 1,
The step of performing the effective beam communication is
determining a beam basis pattern that does not satisfy a set criterion among all the beam basis patterns; and
and discarding a beam base pattern that does not satisfy the set criteria or integrating it with another beam base pattern.
상기 설정된 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 결정하는 단계는
상기 전체 빔 기저 패턴 각각을 통해 송신된 기준 신호를 수신하는 단계, 그리고
상기 기준 신호의 신호 품질을 토대로 상기 설정된 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 결정하는 단계를 포함하는 빔 공간 MIMO 시스템의 통신 방법.In claim 2,
The step of determining the beam base pattern that does not satisfy the set criteria is
receiving a reference signal transmitted through each of the full beam basis patterns; and
and determining a beam basis pattern that does not satisfy the set criterion based on the signal quality of the reference signal.
상기 유효 빔 통신을 수행하는 단계는 줄어든 빔 기저 패턴의 스캐닝 구간만큼 상기 통신에 사용하는 빔 기저 패턴 중 적어도 하나의 빔 기저 패턴의 스캐닝 구간을 증가시키는 단계를 포함하는 빔 공간 MIMO 시스템의 통신 방법. In claim 1,
The performing of the effective beam communication includes increasing a scanning period of at least one beam basis pattern among the beam basis patterns used for the communication by a scanning period of the reduced beam basis pattern.
적어도 하나의 빔 기저 패턴의 빔을 형성하여 신호를 송수신하는 안테나 어레이,
상기 안테나 어레이를 통해 송수신되는 각 빔 기저 패턴에 해당하는 신호를 처리하며, 상기 안테나 어레이를 통해 송수신되는 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 신호로부터 설정된 기준을 통해 사용할 빔 기저 패턴의 수를 줄여 유효 빔 기저 패턴을 결정하는 기저대역 처리부,
설정된 주기의 하나의 심볼 구간 동안에 상기 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 순차적으로 형성하여 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하도록 상기 안테나 어레이를 제어하고, 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간을 제외한 나머지 심볼 구간에서는 상기 유효 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 형성하여 유효 빔 통신을 수행하도록 상기 안테나 어레이를 제어하는 로드 계산부, 그리고
샘플링 주파수에 따라서 상기 안테나 어레이를 통해 수신된 신호를 기저대역 신호로 변환하는 단일 RF(radio frequency) 체인부
를 포함하고,
상기 로드 계산부는 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신과 상기 유효 빔 통신에 사용할 빔 기저 패턴의 개수에 따라서 상기 샘플링 주파수를 결정하는 빔 공간 MIMO 시스템의 통신 장치.A communication device for a beam space Multiple Input Multiple Output (MIMO) system, comprising:
An antenna array for transmitting and receiving signals by forming a beam of at least one beam base pattern;
A signal corresponding to each beam base pattern transmitted and received through the antenna array is processed, and the number of beam base patterns to be used is reduced through a reference set from signals corresponding to all beam base patterns transmitted and received through the antenna array, thereby reducing the effective beam base pattern. a baseband processing unit that determines the pattern;
Controls the antenna array to perform full-beam scanning and communication by sequentially forming beams corresponding to the entire beam base pattern during one symbol period of a set period, except for a symbol period in which the entire beam scanning and communication are performed In the remaining symbol period, a load calculation unit for controlling the antenna array to form a beam corresponding to the effective beam basis pattern to perform effective beam communication, and
A single radio frequency (RF) chain unit that converts a signal received through the antenna array into a baseband signal according to a sampling frequency
including,
The load calculator determines the sampling frequency according to the number of beam base patterns to be used for the full beam scanning and communication and the effective beam communication.
상기 기저대역 처리부는 상기 전체 빔 기저 패턴 중에서 상기 설정된 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 결정하고, 상기 전체 빔 기저 패턴 중에서 상기 상기 설정된 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 폐기하거나 상기 설정된 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 다른 빔 기저 패턴과 통합하여, 상기 유효한 빔 기저 패턴을 결정하는 빔 공간 MIMO 시스템의 통신 장치.In claim 6,
The baseband processing unit determines a beam base pattern that does not satisfy the set criteria from among all the beam base patterns, and discards the beam base patterns that do not satisfy the set criteria from among all the beam base patterns or satisfies the set criteria. A communication apparatus for a beam space MIMO system that determines the effective beam base pattern by integrating a non-functional beam base pattern with another beam base pattern.
상기 로드 계산부는 상기 나머지 심볼 구간 각각에서, 줄어든 빔 기저 패턴의 스캐닝 구간을 상기 유효 빔 기저 패턴 중 적어도 하나의 빔 기저 패턴의 스캐닝 구간에 추가적으로 할당하는 빔 공간 MIMO 시스템의 통신 장치.In claim 6,
The load calculator additionally allocates a scanning period of the reduced beam basis pattern to a scanning period of at least one beam basis pattern among the effective beam basis patterns in each of the remaining symbol periods.
상기 안테나 어레이는 하나의 능동 안테나 소자와 적어도 하나의 기생 안테나 소자를 포함하는 빔 공간 MIMO 시스템의 통신 장치.In claim 6,
wherein the antenna array includes one active antenna element and at least one parasitic antenna element.
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