KR102448673B1 - Communication method and apparatus using multiple antennas in wireless communication system - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 다중 안테나를 사용한 통신 방법 및 장치가 개시된다. 수신기의 통신 방법은 하이브리드 빔포밍이 적용된 빔들을 통해 통신 시스템의 송신기로부터 참조 신호들을 수신하는 단계, 상기 참조 신호들에 기초하여, 상기 빔들에 속한 아날로그 빔들 중에서 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 아날로그 빔을 선택하는 단계, 상기 참조 신호들에 기초하여, 상기 빔들에 속한 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 아날로그 빔에 대응하고 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 디지털 빔을 선택하는 단계를 포함한다. 따라서 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.A communication method and apparatus using multiple antennas in a wireless communication system are disclosed. A communication method of a receiver includes receiving reference signals from a transmitter of a communication system through beams to which hybrid beamforming is applied, and based on the reference signals, at least one of analog beams belonging to the beams having a quality equal to or greater than a preset threshold value selecting an analog beam of , selecting at least one digital beam corresponding to the at least one analog beam from among the digital beams belonging to the beams and having a quality equal to or higher than the preset threshold based on the reference signals includes Accordingly, the performance of the communication system may be improved.

Figure R1020180005500
Figure R1020180005500

Description

무선 통신 시스템에서 다중 안테나를 사용한 통신 방법 및 장치{COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS USING MULTIPLE ANTENNAS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS USING MULTIPLE ANTENNAS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

본 발명은 무선 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 안테나를 사용하여 향상된 통신 서비스를 제공하는 무선 통신 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication technology, and more particularly, to a wireless communication technology for providing an improved communication service using multiple antennas.

무선 통신 시스템에서 단말(user equipment)은 일반적으로 기지국(base station)을 통해 데이터 유닛(data unit)을 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 단말로 전송될 데이터 유닛이 존재하는 경우, 제1 단말은 제2 단말로 전송될 데이터 유닛을 포함하는 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 메시지를 자신이 속한 제1 기지국에 전송할 수 있다. 제1 기지국은 제1 단말로부터 메시지를 수신할 수 있고, 수신된 메시지의 목적지가 제2 단말인 것을 확인할 수 있다. 제1 기지국은 확인된 목적지인 제2 단말이 속한 제2 기지국에 메시지를 전송할 수 있다. 제2 기지국은 제1 기지국으로부터 메시지를 수신할 수 있고, 수신된 메시지의 목적지가 제2 단말인 것을 확인할 수 있다. 제2 기지국은 확인된 목적지인 제2 단말에 메시지를 전송할 수 있다. 제2 단말은 제2 기지국으로부터 메시지를 수신할 수 있고, 수신된 메시지에 포함된 데이터 유닛을 획득할 수 있다.In a wireless communication system, a user equipment may generally transmit/receive a data unit through a base station. For example, when there is a data unit to be transmitted to the second terminal, the first terminal may generate a message including the data unit to be transmitted to the second terminal, and transmit the generated message to the first base station to which it belongs. can be transmitted The first base station may receive the message from the first terminal, and may confirm that the destination of the received message is the second terminal. The first base station may transmit the message to the second base station to which the second terminal, which is the confirmed destination, belongs. The second base station may receive the message from the first base station, and may confirm that the destination of the received message is the second terminal. The second base station may transmit the message to the second terminal that is the confirmed destination. The second terminal may receive the message from the second base station, and may obtain a data unit included in the received message.

한편, 앞서 설명된 무선 통신 시스템의 사용자가 급증함에 따라 통신 서비스의 향상을 위해 효율적인 통신 방법이 필요할 것이다. 예를 들어, 통신 서비스의 향상을 위해 다중 안테나에 기초한 통신이 고려될 수 있다. 다만, 다중 안테나에 기초한 통신이 수행되는 경우에도 아래 이슈(issue)들에 대한 개선 방안이 필요할 것이다.Meanwhile, as the number of users of the aforementioned wireless communication system increases, an efficient communication method will be required to improve communication services. For example, communication based on multiple antennas may be considered to improve communication services. However, even when communication based on multiple antennas is performed, an improvement plan for the following issues will be required.

- 전송 지연의 감소- Reduction of transmission delay

- 데이터 전송/재전송 성능의 개선을 통한 신뢰성 보장- Guaranteed reliability by improving data transmission/retransmission performance

- 단말(예를 들어, 사용자) 특성 및 서비스 특성을 반영하기 위해 유연성 및 확장성을 가지는 서비스 제공- Providing services with flexibility and scalability to reflect terminal (eg, user) characteristics and service characteristics

- 주파수 운용 규제 및 주파수 특징을 고려한 서비스 제공- Provision of services in consideration of frequency operation regulations and frequency characteristics

- 사용자의 요구에 따라 대용량 데이터의 전송 또는 높은 데이터 전송률의 제공- Transmission of large amounts of data or provision of high data rates according to user needs

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 향상된 통신 서비스를 제공하기 위해 다중 안테나에 기초한 통신 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a communication method and apparatus based on multiple antennas in order to provide an improved communication service.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 시스템의 수신기에서 통신 방법은, 하이브리드 빔포밍이 적용된 빔들을 통해 상기 통신 시스템의 송신기로부터 참조 신호들을 수신하는 단계, 상기 참조 신호들에 기초하여, 상기 빔들에 속한 아날로그 빔들 중에서 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 아날로그 빔을 선택하는 단계, 상기 참조 신호들에 기초하여, 상기 빔들에 속한 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 아날로그 빔에 대응하고 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 디지털 빔을 선택하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 아날로그 빔 및 상기 적어도 하나의 디지털 빔 중에서 적어도 하나를 지시하는 정보를 상기 송신기에 전송하는 단계를 포함한다.In a communication method in a receiver of a communication system according to a first embodiment of the present invention for achieving the above object, receiving reference signals from a transmitter of the communication system through beams to which hybrid beamforming is applied; selecting at least one analog beam having a quality equal to or higher than a preset threshold value from among the analog beams belonging to the beams based on the reference signals; selecting at least one digital beam corresponding to and having a quality equal to or greater than the preset threshold, and transmitting information indicating at least one of the at least one analog beam and the at least one digital beam to the transmitter. include

여기서, 상기 적어도 하나의 아날로그 빔을 선택하는 단계는 상기 아날로그 빔들에 속한 수평 아날로그 빔들 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수평 아날로그 빔을 선택하는 단계, 및 상기 아날로그 빔들에 속한 수직 아날로그 빔들 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수직 아날로그 빔을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the selecting of the at least one analog beam includes selecting at least one horizontal analog beam having a quality equal to or higher than the preset threshold value from among the horizontal analog beams belonging to the analog beams, and the vertical analog beam belonging to the analog beams. The method may further include selecting at least one vertical analog beam having a quality equal to or higher than the preset threshold value from among the beams.

여기서, 상기 적어도 하나의 수직 아날로그 빔은 상기 적어도 하나의 수평 아날로그 빔과 수직 방향에 배치된 아날로그 빔일 수 있다.Here, the at least one vertical analog beam may be an analog beam disposed in a vertical direction to the at least one horizontal analog beam.

여기서, 상기 적어도 하나의 디지털 빔을 선택하는 단계는 상기 디지털 빔들에 속한 수평 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 수평 아날로그 빔과 대응하고 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수평 디지털 빔을 선택하는 단계, 및 상기 디지털 빔들에 속한 수직 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 수직 아날로그 빔과 대응하고 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수직 디지털 빔을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the selecting of the at least one digital beam includes selecting at least one horizontal digital beam corresponding to the at least one horizontal analog beam from among the horizontal digital beams belonging to the digital beams and having a quality equal to or higher than the preset threshold value. The method may further include selecting at least one vertical digital beam corresponding to the at least one vertical analog beam and having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among the vertical digital beams belonging to the digital beams.

여기서, 상기 적어도 하나의 수직 디지털 빔은 상기 적어도 하나의 수평 디지털 빔과 수직 방향에 배치된 디지털 빔일 수 있다.Here, the at least one vertical digital beam may be a digital beam disposed in a vertical direction to the at least one horizontal digital beam.

여기서, 상기 참조 신호들은 상기 송신기의 결합된 빔을 통해 수신될 수 있다.Here, the reference signals may be received through the combined beam of the transmitter.

여기서, 상기 디지털 빔들은 상기 아날로그 빔들의 전기적 틸팅에 의해 생성될 수 있다.Here, the digital beams may be generated by electrical tilting of the analog beams.

여기서, 상기 적어도 하나의 디지털 빔을 선택하는 단계는 상기 적어도 하나의 디지털 빔의 프리코딩 벡터를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the selecting of the at least one digital beam may further include checking a precoding vector of the at least one digital beam.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 시스템의 송신기에서 통신 방법은, 아날로그 빔들과 디지털 빔들을 사용하여 참조 신호들을 전송하는 단계, 상기 참조 신호들에 기초하여 선택된 적어도 하나의 아날로그 빔 및 적어도 하나의 디지털 빔 중에서 적어도 하나를 지시하는 정보를 상기 통신 시스템의 수신기로부터 수신하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 아날로그 빔 및 상기 적어도 하나의 디지털 빔 중에서 적어도 하나를 사용하여 상기 수신기와 통신을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 송신기의 안테나 모듈은 서로 다른 섹터를 지원하는 복수의 빔포머들을 포함하고, 상기 복수의 빔포머들 각각은 복수의 패널들을 포함하고, 복수의 패널들 각각은 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함하고, 상기 아날로그 빔들과 상기 디지털 빔들은 하나의 빔포머에 의해 전송된다.In a communication method in a transmitter of a communication system according to a second embodiment of the present invention for achieving the above object, transmitting reference signals using analog beams and digital beams, at least one selected based on the reference signals receiving information indicative of at least one of an analog beam and at least one digital beam from a receiver of the communication system, and communicating with the receiver using at least one of the at least one analog beam and the at least one digital beam performing a method, wherein the antenna module of the transmitter includes a plurality of beamformers supporting different sectors, each of the plurality of beamformers includes a plurality of panels, and each of the plurality of panels includes a plurality of panels. antenna elements of , wherein the analog beams and the digital beams are transmitted by one beamformer.

여기서, 상기 참조 신호들은 간섭 측정을 위해 설정된 시간-주파수 자원을 제외한 시간-주파수 자원을 통해 전송될 수 있다.Here, the reference signals may be transmitted through time-frequency resources excluding time-frequency resources configured for interference measurement.

여기서, 상기 적어도 하나의 디지털 빔은 상기 적어도 하나의 아날로그 빔의 전기적 틸팅에 의해 생성될 수 있다.Here, the at least one digital beam may be generated by electrical tilting of the at least one analog beam.

여기서, 상기 참조 신호들은 상기 아날로그 빔들 및 상기 디지털 빔들 중에서 적어도 두 개의 빔들이 결합된 빔을 통해 전송될 수 있다.Here, the reference signals may be transmitted through a beam in which at least two of the analog beams and the digital beams are combined.

여기서, 상기 결합된 빔은 하나의 빔포머에 속한 패널들이 하나의 지향점을 가지도록 가상화됨으로써 생성될 수 있다.Here, the combined beam may be generated by virtualizing the panels belonging to one beamformer to have one directing point.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 시스템의 수신기는 프로세서 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은 하이브리드 빔포밍이 적용된 빔들을 통해 상기 통신 시스템의 송신기로부터 참조 신호들을 수신하고, 상기 참조 신호들에 기초하여, 상기 빔들에 속한 아날로그 빔들 중에서 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 아날로그 빔을 선택하고, 상기 참조 신호들에 기초하여, 상기 빔들에 속한 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 아날로그 빔에 대응하고 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 디지털 빔을 선택하고, 그리고 상기 적어도 하나의 아날로그 빔 및 상기 적어도 하나의 디지털 빔 중에서 적어도 하나를 지시하는 정보를 상기 송신기에 전송하도록 실행된다.In order to achieve the above object, a receiver of a communication system according to a third embodiment of the present invention includes a processor and a memory in which at least one instruction executed by the processor is stored, and the at least one instruction is to which hybrid beamforming is applied. Receive reference signals from the transmitter of the communication system through beams, and select at least one analog beam having a quality equal to or greater than a preset threshold value from among analog beams belonging to the beams based on the reference signals, and the reference signal selecting at least one digital beam corresponding to the at least one analog beam and having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among the digital beams belonging to the beams, and the at least one analog beam and the at least one and transmit information indicating at least one of the digital beams of the transmitter to the transmitter.

여기서, 상기 적어도 하나의 아날로그 빔을 선택하는 경우에 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 아날로그 빔들에 속한 수평 아날로그 빔들 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수평 아날로그 빔을 선택하고, 그리고 상기 아날로그 빔들에 속한 수직 아날로그 빔들 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수직 아날로그 빔을 선택하도록 더 실행될 수 있다.Here, when the at least one analog beam is selected, the at least one command selects at least one horizontal analog beam having a quality equal to or higher than the preset threshold value from among horizontal analog beams belonging to the analog beams, and the The method may further be performed to select at least one vertical analog beam having a quality equal to or higher than the preset threshold value from among vertical analog beams belonging to the analog beams.

여기서, 상기 적어도 하나의 디지털 빔을 선택하는 경우에 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 디지털 빔들에 속한 수평 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 수평 아날로그 빔과 대응하고 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수평 디지털 빔을 선택하고, 그리고 상기 디지털 빔들에 속한 수직 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 수직 아날로그 빔과 대응하고 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수직 디지털 빔을 선택하도록 더 실행될 수 있다.Here, when the at least one digital beam is selected, the at least one command corresponds to the at least one horizontal analog beam among the horizontal digital beams belonging to the digital beams and includes at least one having a quality equal to or higher than the preset threshold value. select a horizontal digital beam of , and select at least one vertical digital beam corresponding to the at least one vertical analog beam from among vertical digital beams belonging to the digital beams and having a quality equal to or greater than the preset threshold value. .

여기서, 상기 적어도 하나의 수직 아날로그 빔은 상기 적어도 하나의 수평 아날로그 빔과 수직 방향에 배치된 아날로그 빔일 수 있고, 상기 적어도 하나의 수직 디지털 빔은 상기 적어도 하나의 수평 디지털 빔과 수직 방향에 배치된 디지털 빔일 수 있다.Here, the at least one vertical analog beam may be an analog beam disposed in a vertical direction to the at least one horizontal analog beam, and the at least one vertical digital beam may be a digital beam disposed in a vertical direction to the at least one horizontal digital beam. It can be a beam.

여기서, 상기 참조 신호들은 상기 송신기의 결합된 빔을 통해 수신될 수 있다.Here, the reference signals may be received through the combined beam of the transmitter.

여기서, 상기 디지털 빔들은 상기 아날로그 빔들의 전기적 틸팅에 의해 생성될 수 있다.Here, the digital beams may be generated by electrical tilting of the analog beams.

여기서, 상기 적어도 하나의 디지털 빔을 선택하는 경우에 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 적어도 하나의 디지털 빔의 프리코딩 벡터를 확인하도록 실행될 수 있다.Here, when the at least one digital beam is selected, the at least one command may be executed to confirm a precoding vector of the at least one digital beam.

본 발명에 의하면, 통신 시스템에서 향상된 통신 서비스가 제공될 수 있다. 특히, 다중 안테나에 기초하여 통신이 수행되는 경우, 빔 검색(beam finding) 절차를 통해 최적의 빔(예를 들어, 아날로그 빔, 디지털 빔)이 선택될 수 있으므로 통신 성능이 향상될 수 있다. 또한, 빔 측정(measurement) 절차를 통해 빔의 품질이 측정될 수 있고, 최적의 품질을 가지는 빔을 사용하여 통신이 수행될 수 있으므로 통신 성능이 향상될 수 있다. 또한, 빔 간섭 측정 절차를 통해 빔들 간의 간섭이 측정될 수 있고, 측정된 결과에 기초하여 간섭이 제어될 수 있으므로 통신 성능이 향상될 수 있다.According to the present invention, an improved communication service can be provided in a communication system. In particular, when communication is performed based on multiple antennas, an optimal beam (eg, an analog beam, a digital beam) can be selected through a beam finding procedure, so that communication performance can be improved. In addition, since the quality of the beam can be measured through a beam measurement procedure and communication can be performed using a beam having an optimal quality, communication performance can be improved. In addition, since interference between beams may be measured through a beam interference measurement procedure and interference may be controlled based on the measured result, communication performance may be improved.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 빔포밍 기반의 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 안테나 모듈의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5a는 서비스 영역에서 수평 섹터의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5b는 서비스 영역에서 수직 섹터의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5c는 서비스 영역에서 섹터 구성의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6은 서비스 영역에서 섹터 구성의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7은 서비스 영역에서 섹터 구성의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 서비스 영역에서 섹터 구성의 제4 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9는 빔포머 내의 패널의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10은 패널 내에 배치된 2D URA 안테나의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 11은 빔포밍에 따른 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.
도 12는 빔포밍 운용 상태 천이도의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 13a는 하나의 빔포머에 의해 서빙되는 서비스 영역에서 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 13b는 하나의 빔포머에 의해 서빙되는 서비스 영역에서 빔 패턴의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 14a는 도 13a에 도시된 실시예에 따른 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.
도 14b는 도 13b에 도시된 실시예에 따른 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.
도 15는 하이브리드 빔포밍이 수행되는 경우에 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 16은 하이브리드 빔포밍이 수행되는 경우에 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.
도 17a는 패널 기반의 빔 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 17b는 패널 기반의 빔 전송 방법의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 17c는 패널 기반의 빔 전송 방법의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 17d는 패널 기반의 빔 전송 방법의 제4 실시예를 도시한 개념도이다.
도 18a는 중계기를 통한 빔 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 18b는 중계기를 통한 빔 전송 방법의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 19는 가상 빔 결합 방식이 적용된 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 20은 가상 빔 결합 방식을 통해 결합된 빔의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 21은 패널 가상화가 적용된 실시예에서 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.
도 22는 빔 결합 방식에 따른 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.
도 23은 빔 검색 방식에 따른 검색 지연을 도시한 그래프이다.
도 24는 빔 측정 절차의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 25는 빔 측정 절차의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 26a는 빔 측정 신호의 전송 방식의 제1 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 26b는 빔 측정 신호의 전송 방식의 제2 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 27는 MRU 내에서 빔 측정 신호의 설정을 도시한 개념도이다.
1 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a communication system.
2 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a communication system.
3 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beamforming-based transmission method.
4 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of an antenna module.
5A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a horizontal sector in a service area.
5B is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a vertical sector in a service area.
5C is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a sector configuration in a service area.
6 is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of a sector configuration in a service area.
7 is a conceptual diagram illustrating a third embodiment of a sector configuration in a service area.
8 is a conceptual diagram illustrating a fourth embodiment of a sector configuration in a service area.
9 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a panel in a beamformer.
10 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a 2D URA antenna disposed in a panel.
11 is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern according to beamforming.
12 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beamforming operation state transition diagram.
13A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam pattern in a service area served by one beamformer.
13B is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of a beam pattern in a service area served by one beamformer.
14A is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern according to the embodiment shown in FIG. 13A.
14B is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern according to the embodiment shown in FIG. 13B.
15 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam pattern when hybrid beamforming is performed.
16 is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern when hybrid beamforming is performed.
17A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a panel-based beam transmission method.
17B is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of a panel-based beam transmission method.
17C is a conceptual diagram illustrating a third embodiment of a panel-based beam transmission method.
17D is a conceptual diagram illustrating a fourth embodiment of a panel-based beam transmission method.
18A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a method for transmitting a beam through a repeater.
18B is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of a method for transmitting a beam through a repeater.
19 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam pattern to which a virtual beam combining method is applied.
20 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam combined through a virtual beam combining method.
21 is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern in an embodiment to which panel virtualization is applied.
22 is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern according to a beam combining method.
23 is a graph illustrating a search delay according to a beam search method.
24 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam measurement procedure.
25 is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of a beam measurement procedure.
26A is a timing diagram illustrating a first embodiment of a transmission method of a beam measurement signal.
26B is a timing diagram illustrating a second embodiment of a method of transmitting a beam measurement signal.
27 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a beam measurement signal in an MRU.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 통신 시스템은 4G 통신 시스템(예를 들어, LTE(long-term evolution) 통신 시스템, LTE-A 통신 시스템), 5G 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 통신 시스템) 등일 수 있다. 4G 통신 시스템은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 통신을 지원할 수 있고, 5G 통신 시스템은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 통신을 지원할 수 있다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.A communication system to which embodiments according to the present invention are applied will be described. The communication system may be a 4G communication system (eg, a long-term evolution (LTE) communication system, an LTE-A communication system), a 5G communication system (eg, a new radio (NR) communication system), and the like. The 4G communication system may support communication in a frequency band of 6 GHz or less, and the 5G communication system may support communication in a frequency band of 6 GHz or more as well as a frequency band of 6 GHz or less. The communication system to which the embodiments according to the present invention are applied is not limited to the contents described below, and the embodiments according to the present invention can be applied to various communication systems. Here, a communication system may be used in the same meaning as a communication network (network).

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a communication system.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity))를 더 포함할 수 있다.1, the communication system 100 is a plurality of communication nodes (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6). In addition, the communication system 100 is a core network (core network) (eg, S-GW (serving-gateway), P-GW (packet data network (PDN)-gateway), MME (mobility management entity)) may include more.

복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 통신 프로토콜(예를 들어, LTE 통신 프로토콜, LTE-A 통신 프로토콜, NR 통신 프로토콜 등)을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 CDMA(code division multiple access) 기술, WCDMA(wideband CDMA) 기술, TDMA(time division multiple access) 기술, FDMA(frequency division multiple access) 기술, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기술, Filtered OFDM 기술, CP(cyclic prefix)-OFDM 기술, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기술, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기술, SC(single carrier)-FDMA 기술, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access) 기술, GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기술, FBMC(filter bank multi-carrier) 기술, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기술, SDMA(Space Division Multiple Access) 기술 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.The plurality of communication nodes 110 to 130 may support a communication protocol (eg, an LTE communication protocol, an LTE-A communication protocol, an NR communication protocol, etc.) defined in a 3rd generation partnership project (3GPP) standard. The plurality of communication nodes 110 to 130 include a code division multiple access (CDMA) technology, a wideband CDMA (WCDMA) technology, a time division multiple access (TDMA) technology, a frequency division multiple access (FDMA) technology, orthogonal frequency division (OFDM). multiplexing) technology, Filtered OFDM technology, CP (cyclic prefix)-OFDM technology, DFT-s-OFDM (discrete Fourier transform-spread-OFDM) technology, OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) technology, SC (single carrier)-FDMA Technology, Non-orthogonal Multiple Access (NOMA) technology, GFDM (generalized frequency division multiplexing) technology, FBMC (filter bank multi-carrier) technology, UFMC (universal filtered multi-carrier) technology, SDMA (Space Division Multiple Access) technology, etc. can support Each of the plurality of communication nodes may have the following structure.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a communication system.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. 다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.Referring to FIG. 2 , the communication node 200 may include at least one processor 210 , a memory 220 , and a transceiver 230 connected to a network to perform communication. In addition, the communication node 200 may further include an input interface device 240 , an output interface device 250 , a storage device 260 , and the like. Each of the components included in the communication node 200 may be connected by a bus 270 to communicate with each other. However, each of the components included in the communication node 200 may not be connected to the common bus 270 but to the processor 210 through an individual interface or an individual bus. For example, the processor 210 may be connected to at least one of the memory 220 , the transceiver 230 , the input interface device 240 , the output interface device 250 , and the storage device 260 through a dedicated interface. .

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The processor 210 may execute a program command stored in at least one of the memory 220 and the storage device 260 . The processor 210 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. Each of the memory 220 and the storage device 260 may be configured as at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory 220 may be configured as at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the communication system 100 includes a plurality of base stations 110 - 1 , 110 - 2 , 110 - 3 , 120 - 1 and 120 - 2 , and a plurality of terminals 130 - 1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6). Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may form a macro cell. Each of the fourth base station 120-1 and the fifth base station 120-2 may form a small cell. The fourth base station 120-1, the third terminal 130-3, and the fourth terminal 130-4 may belong to the cell coverage of the first base station 110-1. The second terminal 130-2, the fourth terminal 130-4, and the fifth terminal 130-5 may belong to the cell coverage of the second base station 110-2. The fifth base station 120-2, the fourth terminal 130-4, the fifth terminal 130-5, and the sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the third base station 110-3. have. The first terminal 130-1 may belong to the cell coverage of the fourth base station 120-1. The sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the fifth base station 120-2.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 NB(NodeB), eNB(evolved NodeB), gNB, ABS(advanced base station), HR-BS(high reliability-base station), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RAS(radio access station), MMR-BS(mobile multihop relay-base station), RS(relay station), ARS(advanced relay station), HR-RS(high reliability-relay station), HNB(home NodeB), HeNB(home eNodeB), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point) 등으로 지칭될 수 있다.Here, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 is a NodeB (NB), an evolved NodeB (eNB), gNB, an advanced base station (ABS), HR - BS (high reliability-base station), BTS (base transceiver station), radio base station (radio base station), radio transceiver (radio transceiver), access point (access point), access node (node), RAS (radio access station) ), MMR-BS (mobile multihop relay-base station), RS (relay station), ARS (advanced relay station), HR-RS (high reliability-relay station), HNB (home NodeB), HeNB (home eNodeB), It may be referred to as a road side unit (RSU), a radio remote head (RRH), a transmission point (TP), a transmission and reception point (TRP), and the like.

복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), TE(terminal equipment), AMS(advanced mobile station), HR-MS(high reliability-mobile station), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device), OBU(on board unit) 등으로 지칭될 수 있다.Each of the plurality of terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6 includes a user equipment (UE), a terminal equipment (TE), an advanced mobile station (AMS), HR-MS (high reliability-mobile station), terminal, access terminal, mobile terminal, station, subscriber station, mobile station, portable It may be referred to as a portable subscriber station, a node, a device, an on board unit (OBU), and the like.

한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.Meanwhile, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may operate in different frequency bands or may operate in the same frequency band. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. , information can be exchanged with each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to the core network through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 transmits a signal received from the core network to the corresponding terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130 -4, 130-5, 130-6), and the signal received from the corresponding terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) is transmitted to the core network can be sent to

또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 집성(carrier aggregation, CA) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)), IoT(Internet of Things) 통신, 이중 연결성(dual connectivity, DC) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.In addition, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 transmits MIMO (eg, single user (SU)-MIMO, multi user (MU)- MIMO, massive MIMO, etc.), coordinated multipoint (CoMP) transmission, carrier aggregation (CA) transmission, transmission in an unlicensed band, direct communication between terminals (device to device communication, D2D) (or , Proximity Services (ProSe)), Internet of Things (IoT) communication, dual connectivity (DC), and the like may be supported. Here, each of the plurality of terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6 is the base station 110-1, 110-2, 110-3, and 120-1. , 120-2) and operations supported by the base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be performed. For example, the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO method, and the fourth terminal 130-4 may transmit a signal based on the SU-MIMO method. A signal may be received from the second base station 110 - 2 . Alternatively, the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 based on the MU-MIMO scheme, and the fourth terminal 130-4. and each of the fifth terminals 130 - 5 may receive a signal from the second base station 110 - 2 by the MU-MIMO method.

제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the CoMP method, and the fourth The terminal 130-4 may receive signals from the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 by the CoMP method. A plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) each of the terminals (130-1, 130-2, 130-3, 130-4) belonging to its own cell coverage , 130-5, 130-6) and the CA method can transmit and receive signals. Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 controls D2D between the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5. and each of the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 may perform D2D under the control of the second base station 110-2 and the third base station 110-3, respectively. .

한편, 본 발명의 실시예들에서 향상된 통신 서비스를 제공하는 장치는 eMBB(enhanced Mobile Broadband) 장치, LL(Low Latency enabled) 장치, CE(Coverage Enhanced) 장치, LC(Low complexity) 장치 등일 수 있다. eMBB 장치는 대용량 데이터의 송수신 기능을 지원할 수 있다. LL 장치는 전송 지연의 감소 기능을 지원할 수 있다. CE 장치는 전송 거리의 향상 기능을 지원할 수 있다. LC 장치는 복잡도의 개선 기능을 지원할 수 있다. 아래 설명되는 실시예들에서 향상된 통신 서비스를 제공하는 장치(예를 들어, eMBB 장치, LL 장치, CE 장치, LC 장치 등)는 "S-디바이스"로 지칭될 수 있다.Meanwhile, in embodiments of the present invention, the device providing the improved communication service may be an enhanced Mobile Broadband (eMBB) device, a Low Latency enabled (LL) device, a Coverage Enhanced (CE) device, or a Low complexity (LC) device. The eMBB device may support the transmission/reception function of large-capacity data. The LL device may support the function of reducing transmission delay. The CE device may support a transmission distance enhancement function. The LC device may support a complexity improvement function. In the embodiments described below, a device (eg, an eMBB device, an LL device, a CE device, an LC device, etc.) providing an enhanced communication service may be referred to as an “S-device”.

S-디바이스는 전송 기능을 지원하는 장치(예를 들어, 하향링크 통신 절차에서 기지국, 상향링크 통신 절차에서 단말 등), 수신 기능을 지원하는 장치(예를 들어, 하향링크 통신 절차에서 단말, 상향링크 통신 절차에서 기지국 등), 중계 기능을 지원하는 장치(예를 들어, 중계기(relay) 등) 등일 수 있다. 또한, S-디바이스는 이동성을 가지는 장치(예를 들어, 자동차, 기차, 비행기, 드론 등)에 위치할 수 있다.The S-device is a device supporting a transmission function (eg, a base station in a downlink communication procedure, a terminal in an uplink communication procedure, etc.), a device supporting a reception function (eg, a terminal in a downlink communication procedure, an uplink communication procedure) In a link communication procedure, such as a base station), a device supporting a relay function (eg, a relay, etc.) may be used. In addition, the S-device may be located in a device having mobility (eg, a car, a train, an airplane, a drone, etc.).

아래 실시예들에서 사용되는 용어들의 의미는 아래와 같이 정의될 수 있다.The meanings of terms used in the embodiments below may be defined as follows.

- AA: 어레이 안테나 패턴(array antenna pattern) (dB)- A A : array antenna pattern (dB)

- AE: 복합(composite) 어레이 안테나 패턴 (dB)- A E : composite array antenna pattern (dB)

- Am: 프론트-백 비율(front-to-back ratio)- A m : front-to-back ratio

-

Figure 112018005119784-pat00001
: 방사 엘리먼트(radiation element)의 수평(horizontal) 패턴-
Figure 112018005119784-pat00001
: horizontal pattern of radiation element

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Figure 112018005119784-pat00002
: 방사 엘리먼트의 수직(vertical) 방사 패턴(예를 들어, 어레이 안테나와 수직인 점과 90도의 오프셋(offset by 90° to point to perpendicular to array)을 가지는 방사 엘리먼트의 수직 방사 패턴)-
Figure 112018005119784-pat00002
: a vertical radiation pattern of a radiating element (eg, a vertical radiation pattern of a radiating element having an offset by 90° to point to perpendicular to array)

-

Figure 112018005119784-pat00003
: RF(radio frequency) 체인(chain)에 의한 수평 커버 디그리(horizontal covered degree)-
Figure 112018005119784-pat00003
: Horizontal covered degree by RF (radio frequency) chain

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Figure 112018005119784-pat00004
: RF 체인(chain)에 의한 수직 커버 디그리(vertical covered degree)-
Figure 112018005119784-pat00004
: Vertical covered degree by RF chain

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Figure 112018005119784-pat00005
: 수평 방향에서 패널들(panels) 간의 거리-
Figure 112018005119784-pat00005
: distance between panels in the horizontal direction

-

Figure 112018005119784-pat00006
: 수직 방향에서 패널들 간의 거리-
Figure 112018005119784-pat00006
: Distance between panels in vertical direction

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Figure 112018005119784-pat00007
: 섹터(sector)의 수평 커버 디그리-
Figure 112018005119784-pat00007
: Horizontal cover degree of sector

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Figure 112018005119784-pat00008
: 섹터의 수직 커버 디그리-
Figure 112018005119784-pat00008
: vertical cover degree of sector

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Figure 112018005119784-pat00009
: 수평 방향에서 송신기(transmitter)의 안테나 엘리먼트들 간의 거리-
Figure 112018005119784-pat00009
: Distance between antenna elements of a transmitter in the horizontal direction

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Figure 112018005119784-pat00010
: 수직 방향에서 송신기의 안테나 엘리먼트들 간의 거리-
Figure 112018005119784-pat00010
: the distance between the antenna elements of the transmitter in the vertical direction

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Figure 112018005119784-pat00011
: m번째 열(column)과 n번째 행(row)에서 방사 엘리먼트의 복소 이득(complex gain)(예를 들어, 어레이 안테나 배치에 따른 위상 시프트(shift)를 가지는 복소 이득)-
Figure 112018005119784-pat00011
: Complex gain of the radiating element in the m-th column and n-th row (eg, complex gain with phase shift according to the array antenna arrangement)

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Figure 112018005119784-pat00012
: 방사 엘리먼트의 최대 방향성 이득(dB), 예를 들어, 최대 방향성 이득은 8dBi일 수 있음.-
Figure 112018005119784-pat00012
: The maximum directional gain (dB) of the radiating element, for example, the maximum directional gain may be 8 dBi.

-

Figure 112018005119784-pat00013
: 방위각(azimuth angle)(예를 들어, 수평축)에서 수평 섹터들의 개수-
Figure 112018005119784-pat00013
: number of horizontal sectors in azimuth angle (eg, horizontal axis)

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Figure 112018005119784-pat00014
: 천정각(zenith angle)(예를 들어, 수직축)에서 수직 섹터들의 개수-
Figure 112018005119784-pat00014
: number of vertical sectors at zenith angle (eg vertical axis)

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Figure 112018005119784-pat00015
: 하나의 송신기에 의해 제공되는(served) 섹터들의 개수-
Figure 112018005119784-pat00015
: Number of sectors served by one transmitter

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Figure 112018005119784-pat00016
: 빔포머(beamformer) 내의 패널들의 개수-
Figure 112018005119784-pat00016
: the number of panels in the beamformer

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Figure 112018005119784-pat00017
: 빔포머 내의 수평 방향(행)에서 패널들의 개수 (>0)-
Figure 112018005119784-pat00017
: Number of panels in the horizontal direction (row) in the beamformer (>0)

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Figure 112018005119784-pat00018
: 빔포머 내의 수직 방향(열)에서 패널들의 개수 (>0)-
Figure 112018005119784-pat00018
: Number of panels in the vertical direction (column) in the beamformer (>0)

-

Figure 112018005119784-pat00019
: RF 체인에 의해 사용 가능한 빔들의 개수-
Figure 112018005119784-pat00019
: Number of beams usable by the RF chain

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Figure 112018005119784-pat00020
: 수평 방향에서 RF 체인에 의해 사용 가능한 빔들의 개수-
Figure 112018005119784-pat00020
: Number of beams usable by the RF chain in the horizontal direction

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Figure 112018005119784-pat00021
: 수직 방향에서 RF 체인에 의해 사용 가능한 빔들의 개수-
Figure 112018005119784-pat00021
: Number of beams usable by the RF chain in the vertical direction

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Figure 112018005119784-pat00022
: 수신기(receiver)의 RF 체인(예를 들어, 하나의 패널 내의 RF 체인)에 의해 연결되는 안테나 엘리먼트들의 개수-
Figure 112018005119784-pat00022
: The number of antenna elements connected by an RF chain of a receiver (eg, an RF chain in one panel)

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Figure 112018005119784-pat00023
: 수신기의 하나의 패널 내의 수평 방향의 안테나 엘리먼트들의 개수 (>0) -
Figure 112018005119784-pat00023
: The number of antenna elements in the horizontal direction in one panel of the receiver (>0)

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Figure 112018005119784-pat00024
: 수신기의 하나의 패널 내의 수직 방향의 안테나 엘리먼트들의 개수 (>0)-
Figure 112018005119784-pat00024
: The number of antenna elements in the vertical direction in one panel of the receiver (>0)

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Figure 112018005119784-pat00025
: 송신기의 RF 체인(예를 들어, 하나의 패널 내의 RF 체인)에 의해 연결되는 안테나 엘리먼트들의 개수-
Figure 112018005119784-pat00025
: the number of antenna elements connected by the RF chain of the transmitter (eg, the RF chain in one panel)

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Figure 112018005119784-pat00026
: 송신기의 하나의 패널 내의 수평 방향의 안테나 엘리먼트들의 개수 (>0) -
Figure 112018005119784-pat00026
: The number of antenna elements in the horizontal direction in one panel of the transmitter (>0)

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Figure 112018005119784-pat00027
: 송신기의 하나의 패널 내의 수직 방향의 안테나 엘리먼트들의 개수 (>0)-
Figure 112018005119784-pat00027
: The number of antenna elements in the vertical direction in one panel of the transmitter (>0)

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Figure 112018005119784-pat00028
: 엘리먼트 패턴의 크기(magnitude)-
Figure 112018005119784-pat00028
: Size of element pattern (magnitude)

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Figure 112018005119784-pat00029
: 사이드-로브(side-lobe) 레벨 제한-
Figure 112018005119784-pat00029
: side-lobe level limit

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Figure 112018005119784-pat00030
: 방위각(예를 들어, 방위각은 -180° 내지 180° 사이에서 정의됨)-
Figure 112018005119784-pat00030
: azimuth (eg, azimuth is defined between -180° and 180°)

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Figure 112018005119784-pat00031
: 한 방향의 고도각(elevation angle)(예를 들어, 고도각은 0° 내지 180° 사이에서 정의되고, 90°는 어레이 안테나에 수직인 것을 지시함)-
Figure 112018005119784-pat00031
: Elevation angle in one direction (eg, elevation angle is defined between 0° and 180°, 90° indicates perpendicular to the array antenna)

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Figure 112018005119784-pat00032
: 송신기에서 안테나의 수직 3dB 빔폭(beamwidth)-
Figure 112018005119784-pat00032
: Vertical 3dB beamwidth of the antenna at the transmitter

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Figure 112018005119784-pat00033
: 송신기에서 안테나의 수평 3dB 빔폭-
Figure 112018005119784-pat00033
: Horizontal 3dB beamwidth of the antenna at the transmitter

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Figure 112018005119784-pat00034
: 동작 캐리어 주파수에 대응하는 파장-
Figure 112018005119784-pat00034
: Wavelength corresponding to the operating carrier frequency

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Figure 112018005119784-pat00035
: 신호 상관 계수(signal correlation coefficient)-
Figure 112018005119784-pat00035
: signal correlation coefficient

■ 향상된 통신 서비스의 제공 방법■ How to provide improved communication services

사용자의 요구에 따라 향상된 통신 서비스(예를 들어, 대용량 데이터의 전송을 지원하는 통신 서비스, 높은 데이터 전송률을 지원하는 통신 서비스 등)를 제공하기 위해 아래 방법들 중에서 적어도 하나의 방법이 사용될 수 있다.In order to provide an improved communication service (eg, a communication service supporting transmission of large data, a communication service supporting a high data rate, etc.) according to a user's request, at least one of the following methods may be used.

- 방법 1: 전송률 향상- Method 1: Increase the transmission rate

- 방법 2: 스펙트럼 효율 향상- Method 2: Improve spectral efficiency

- 방법 3: 서비스 요구에 맞는 시스템 대역폭 제공- Method 3: Provide system bandwidth to meet service needs

- 방법 4: 서비스 요구에 맞는 연결 제공- Method 4: Provide a connection that meets your service needs

- 방법 5: 신뢰성 향상을 위한 재전송, 향상된 전송 절차를 통한 재전송 회피- Method 5: Retransmission to improve reliability, avoid retransmission through improved transmission procedure

- 방법 6: 넓은 커버리지 제공- Method 6: Provide wide coverage

- 방법 7: 동작 주파수 특징을 고려한 전송 - Method 7: Transmission considering operating frequency characteristics

전송률 향상Better transfer rate

향상된 신호 처리를 통하여 전송률이 향상될 수 있다. 스펙트럼 사용에 따른 주파수 운용 규제가 있는 경우, 주파수 운용 규제를 만족하는 범위 내에서 통신 서비스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 높은 MCS(modulation and coding scheme) 레벨(예를 들어, 1024 QAM(quadrature amplitude modulation))에 기초한 전송이 수행되는 경우, 전송 용량이 증대될 수 있다. 다만, 무선 신호는 자유 공간의 손실, 환경(예를 들어, 강우, 대기 등)에 따른 손실 등을 겪을 수 있다. 특히, 6GHz 이상의 주파수 대역(이하, "mmWave 대역"이라 함)에서 환경(예를 들어, 강우, 대기 등)에 따른 손실에 대한 고려가 필요할 수 있다.The transmission rate may be improved through improved signal processing. When there is a frequency operation regulation according to spectrum use, a communication service may be provided within a range that satisfies the frequency operation regulation. For example, when transmission based on a high modulation and coding scheme (MCS) level (eg, 1024 quadrature amplitude modulation (QAM)) is performed, transmission capacity may be increased. However, the wireless signal may experience loss of free space, loss due to an environment (eg, rain, air, etc.). In particular, in a frequency band of 6 GHz or higher (hereinafter, referred to as “mmWave band”), it may be necessary to consider loss according to an environment (eg, rain, air, etc.).

따라서 mmWave 대역에서 높은 MCS 레벨을 사용하기 위해, 환경(예를 들어, 강우, 대기 등)에 따라 MCS 레벨은 적응적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 특정 시간(예를 들어, 기간)을 기준으로 강우 가능성(예, 99.5%, 99.9%, 99.95%, 99.99%, 99.995%, 99.999% 등)에 따라 링크 적응(adaptation)의 수행 여부, MCS 레벨(예를 들어, 사용 가능한 최대 MCS 레벨) 등이 설정될 수 있다.Therefore, in order to use a high MCS level in the mmWave band, the MCS level may be adaptively adjusted according to an environment (eg, rain, air, etc.). For example, whether link adaptation is performed based on the likelihood of rainfall (eg 99.5%, 99.9%, 99.95%, 99.99%, 99.995%, 99.999%, etc.) based on a specific time period (eg period). , an MCS level (eg, a maximum available MCS level) may be set.

캐리어 집성(aggregation) 방식과 유사하게 2개 이상의 무선 링크를 결합함으로써 통신 서비스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 저주파 링크(예를 들어, 6GHz 이하의 마이크로파(microwave) 링크)와 고주파 링크(예를 들어, 6GHz 이상의 mmWave 링크)를 결합함으로써 통신 서비스가 제공될 수 있다. 이 경우, 저주파 링크 및 고주파 링크 각각의 채널 특성을 고려하여 무선 링크들이 결합될 수 있다. 또한, 하나의 무선 링크(예를 들어, 고주파 링크)의 품질이 나빠지는 경우, 다른 무선 링크(예를 들어, 저주파 링크)를 사용하여 통신 서비스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 결합된 무선 링크들 중에서 환경의 변화에 강건한 무선 링크가 사용될 수 있고, 신호의 전송 거리에 기초하여 선택된 무선 링크(예를 들어, 장거리 전송의 경우에 저주파 링크)가 사용될 수 있다.A communication service may be provided by combining two or more radio links similarly to a carrier aggregation scheme. For example, a communication service may be provided by combining a low-frequency link (eg, a microwave link of 6 GHz or less) and a high-frequency link (eg, a mmWave link of 6 GHz or more). In this case, radio links may be combined in consideration of channel characteristics of each of the low-frequency link and the high-frequency link. Also, when the quality of one radio link (eg, a high-frequency link) deteriorates, a communication service may be provided using another radio link (eg, a low-frequency link). For example, among the combined radio links, a radio link that is robust to changes in the environment may be used, and a radio link selected based on the transmission distance of the signal (eg, a low-frequency link in the case of long-distance transmission) may be used.

스펙트럼 효율 향상Improved spectral efficiency

스펙트럼 효율은 다중화(multiplexing)를 통해 향상될 수 있다. 복수의 레이어들(layers)/링크들을 통해 다중화가 수행될 수 있다. 예를 들어, 다중 안테나들 또는 다중 전송점(transmission point)을 통해 다중화가 수행될 수 있다. 다중화를 위해 복수의 레이어들/링크들을 형성하기 위한 다중 안테나들의 적절한 배치(예를 들어, 안테나들 간의 간격)가 요구될 수 있다. 또한, 다중화를 위해 전송점들 간의 제어/협력이 요구될 수 있다. 또는, 복수의 경로들 간의 차이에 따른 수신 신호의 적절한 결합을 통해 수신 신호 품질이 향상될 수 있다.Spectral efficiency can be improved through multiplexing. Multiplexing may be performed through a plurality of layers/links. For example, multiplexing may be performed through multiple antennas or multiple transmission points. Proper placement of multiple antennas (eg, spacing between antennas) to form multiple layers/links for multiplexing may be required. In addition, control/cooperation between transmission points may be required for multiplexing. Alternatively, the quality of the received signal may be improved through appropriate combining of the received signal according to the difference between the plurality of paths.

적합한 시스템 대역 제공Provide suitable system bandwidth

대용량 데이터의 전송을 위해 넓은 시스템 대역폭이 필요할 수 있다. 넓은 시스템 대역폭은 복수의 무선 링크들을 결합하는 방식을 통해 제공될 수 있다. 비면허/공용 주파수 대역에서 넓은 시스템 대역폭을 통해 대용량 데이터가 전송될 수 있다. 다만, 최대 시스템 대역폭은 통신 노드(예를 들어, 기지국, 단말, S-디바이스)의 하드웨어 한계 등으로 인해 1~2GHz 이하로 제한될 수 있다. 통신 시스템들 간의 공존 또는 통신 노드들 간의 공존을 위해, 시스템 대역폭은 분할될 수 있다.A wide system bandwidth may be required for the transmission of large amounts of data. A wide system bandwidth can be provided by combining a plurality of radio links. A large amount of data can be transmitted over a wide system bandwidth in an unlicensed/public frequency band. However, the maximum system bandwidth may be limited to 1-2 GHz or less due to hardware limitations of communication nodes (eg, base stations, terminals, and S-devices). For coexistence between communication systems or coexistence between communication nodes, the system bandwidth may be partitioned.

많은 연결 제공Provides many connections

통신 시스템에서 P2P(point-to-point) 통신, P2MP(point-to-multipoint) 통신 등이 지원될 수 있으며, 이 경우에 한정된 무선 자원을 통해 많은 연결이 지원될 수 있다.In the communication system, point-to-point (P2P) communication, point-to-multipoint (P2MP) communication, etc. may be supported, and in this case, many connections may be supported through limited radio resources.

신뢰성 향상Improved reliability

무선 채널의 특성에 의해 데이터가 성공적으로 전송되지 못할 수 있으며, 이러한 문제를 해소하기 위해 강건하고 신뢰성 있는 전송 절차, 데이터의 전송 에러의 정정 절차, 데이터의 재전송 절차 등이 수행될 수 있다. 송신기는 데이터를 수신기에 전송할 수 있고, 수신기는 송신기로부터 획득된 데이터에 대한 응답(예를 들어, ACK(acknowledgement), NACK(negative ACK))을 송신기에 전송할 수 있고, 송신기는 수신기로부터 수신된 응답에 기초하여 데이터의 재전송 절차의 수행 여부를 결정할 수 있다. 또는, 신뢰성 향상을 위해, 송신기는 응답(예를 들어, ACK, NACK) 없이 동일 데이터를 재전송할 수 있다. 데이터가 복수의 링크들 또는 복수의 전송점들을 통해 전송됨으로써 신뢰성이 향상될 수 있다.Data may not be transmitted successfully due to the characteristics of the wireless channel. In order to solve this problem, a robust and reliable transmission procedure, a data transmission error correction procedure, data retransmission procedure, etc. may be performed. The transmitter may transmit data to the receiver, the receiver may transmit a response (eg, acknowledgment (ACK), negative ACK (NACK)) to the data obtained from the transmitter, and the transmitter may transmit a response received from the receiver It is possible to determine whether to perform the data retransmission procedure based on the . Alternatively, for reliability improvement, the transmitter may retransmit the same data without a response (eg, ACK or NACK). Reliability may be improved as data is transmitted through a plurality of links or a plurality of transmission points.

커버리지coverage 확장 expansion

넓은 커버리지를 제공하기 위해, 송신기는 높은 송신 전력을 사용하여 신호를 전송할 수 있다. 전송 거리가 증가함에 따라 수신 신호 세기는 감소할 수 있고, 수신기는 낮은 수신 신호 세기를 가지는 신호를 처리함으로써 넓은 커버리지를 제공할 수 있다. 중계기에 의한 멀티홉 전송을 통해 커버리지가 확장될 수 있다. 높은 송신 전력을 사용하여 신호를 특정 방향으로 전송함으로써 커버리지가 확장될 수 있다. 이 경우, 방향성 안테나(예를 들어, 지향성 안테나)가 사용될 수 있고, 신호가 특정 방향으로 전송되도록 복수의 안테나들이 배치될 수 있다. 추가로, 간섭 제거 기술이 적용됨으로써 통신 성능이 향상될 수 있다.To provide wide coverage, a transmitter may transmit a signal using a high transmit power. As the transmission distance increases, the received signal strength may decrease, and the receiver may provide wide coverage by processing a signal having a low received signal strength. The coverage may be extended through multi-hop transmission by a repeater. Coverage can be extended by transmitting a signal in a specific direction using high transmit power. In this case, a directional antenna (eg, a directional antenna) may be used, and a plurality of antennas may be disposed to transmit a signal in a specific direction. In addition, communication performance may be improved by applying an interference cancellation technique.

■ 다중 안테나들에 기초한 통신 방법■ Communication method based on multiple antennas

다음으로, 다중 안테나들에 기초한 스펙트럼 효율의 향상 방법, 커버리지의 확장 방법 등이 설명될 것이다.Next, a method for improving spectral efficiency based on multiple antennas, a method for extending coverage, and the like will be described.

빔포밍Beamforming (( beamformingbeamforming ))

빔포밍은 방향성 안테나, 안테나 배치, 빔 방사 등을 통해 수행될 수 있다. 빔포밍을 통해 특정 방향에 대한 커버리지는 확장될 수 있다. 다만, 이동성을 가지는 수신기를 위해 빔포밍은 전방향으로 수행될 수 있다. 또한, 수신기의 위치가 정확하게 예측되지 못한 경우에 빔포밍에 따른 통신 성능이 저하될 수 있으므로, 이러한 문제를 해결하기 위해 빔포밍은 전방향으로 수행될 수 있다.Beamforming may be performed through a directional antenna, antenna arrangement, beam radiation, and the like. Through beamforming, coverage for a specific direction may be extended. However, for a receiver having mobility, beamforming may be performed in all directions. In addition, when the position of the receiver is not accurately predicted, communication performance according to beamforming may be deteriorated. In order to solve this problem, beamforming may be performed in all directions.

도 3은 빔포밍 기반의 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beamforming-based transmission method.

도 3을 참조하면, 통신 노드(예를 들어, 기지국, 단말, S-디바이스 등)는 섹터들 각각에서 독립적으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 통신 노드가 하나의 안테나를 포함하는 경우, 통신 노드는 하나의 안테나를 사용하여 섹터들(예를 들어, 섹터 #0 내지 섹터 #7) 각각에서 빔포밍을 수행할 수 있다. 또는, 통신 노드가 복수의 안테나들을 포함하는 경우, 통신 노드는 복수의 안테나들을 사용하여 복수의 섹터들(예를 들어, 섹터 #0 내지 섹터 #7)에서 동시에 빔포밍을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 3 , a communication node (eg, a base station, a terminal, an S-device, etc.) may independently perform beamforming in each of the sectors. When the communication node includes one antenna, the communication node may perform beamforming in each of the sectors (eg, sectors #0 to #7) using one antenna. Alternatively, when the communication node includes a plurality of antennas, the communication node may simultaneously perform beamforming in a plurality of sectors (eg, sectors #0 to #7) using the plurality of antennas.

도 4는 안테나 모듈의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of an antenna module.

도 4를 참조하면, 섹터들(예를 들어, 도 3에 도시된 섹터 #0 내지 섹터 #7) 각각에서 통신 서비스를 제공하기 위해 안테나 모듈(400)은 복수의 빔포머들(예를 들어, 18개의 빔포머들(410-1 내지 410-18))을 포함할 수 있다. 안테나 모듈(400)의 하나의 면에 하나의 빔포머가 배치될 수 있다. 예를 들어, 빔포머 #1(410-1)과 수평축(예를 들어, xy 평면과 수평인 축)에 위치한 면들에 빔포머 #2 내지 #6(410-2 내지 410-6)이 배치될 수 있고, 수직축(예를 들어, xy 평면과 수직인 축)을 기준으로 빔포머 #1(410-1)이 배치된 면보다 위쪽 면들에 빔포머 #7 내지 #12(410-7 내지 410-12)가 배치될 수 있고, 수직축(예를 들어, xy 평면과 수직인 축)을 기준으로 빔포머 #1(410-1)이 배치된 면보다 아래쪽 면들에 빔포머 #13 내지 #18(410-13 내지 410-18)이 배치될 수 있다. 하나의 빔포머는 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있고, 하나의 섹터와 매핑될 수 있다. 예를 들어, 하나의 빔포머는 하나의 섹터에서 통신 서비스를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 4 , in order to provide a communication service in each of the sectors (eg, sector #0 to sector #7 shown in FIG. 3 ), the antenna module 400 includes a plurality of beamformers (eg, 18 beamformers 410 - 1 to 410 - 18 ). One beamformer may be disposed on one surface of the antenna module 400 . For example, beamformers #2 to #6 (410-2 to 410-6) may be disposed on planes positioned on the beamformer #1 (410-1) and the horizontal axis (eg, the axis horizontal to the xy plane). and beamformers #7 to #12 (410-7 to 410-12) on the surfaces above the plane on which the beamformer #1 (410-1) is disposed with respect to a vertical axis (eg, an axis perpendicular to the xy plane). ) may be disposed, and beamformers #13 to #18 (410-13) on the surfaces below the plane on which the beamformer #1 (410-1) is disposed with respect to a vertical axis (eg, an axis perpendicular to the xy plane). to 410-18) may be disposed. One beamformer may form at least one beam and may be mapped to one sector. For example, one beamformer may provide a communication service in one sector.

빔포머들(410-1 내지 410-18) 각각은 적어도 하나의 패널(예를 들어, 안테나 패널)을 포함할 수 있고, 하나의 패널은 적어도 하나의 어레이 안테나를 포함할 수 있고, 어레이 안테나는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 포함할 수 있다. 패널, 어레이 안테나 및 안테나 엘리먼트의 배치는 안테나 모듈(400)에 속한 모든 빔포머들(410-1 내지 410-18)에서 동일할 수 있다. 또는, 패널, 어레이 안테나 및 안테나 엘리먼트의 배치는 빔포머들(410-1 내지 410-18) 각각에서 독립적일 수 있다. 예를 들어, 빔포머 #1(410-1)은 4개의 패널들(410-1-1 내지 410-1-4)을 포함할 수 있고, 패널 #1-1(410-1-1)은 2개의 어레이 안테나들(410-1-1-1 및 410-1-1-2)을 포함할 수 있고, 어레이 안테나#1-1-1(410-1-1-1)은 24개의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다.Each of the beamformers 410-1 to 410-18 may include at least one panel (eg, an antenna panel), and one panel may include at least one array antenna, and the array antenna may include: It may include at least one antenna element. The arrangement of the panel, the array antenna, and the antenna element may be the same in all the beamformers 410 - 1 to 410 - 18 included in the antenna module 400 . Alternatively, the arrangement of the panel, the array antenna, and the antenna element may be independent in each of the beamformers 410 - 1 to 410 - 18 . For example, beamformer #1 (410-1) may include four panels (410-1-1 to 410-1-4), and panel #1-1 (410-1-1) is It may include two array antennas 410-1-1-1 and 410-1-1-2, and the array antenna #1-1-1 (410-1-1-1) has 24 antenna elements. may include

한편, 수평축에 배치된 빔포머는 "수평 빔포머"로 지칭될 수 있으며, 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 모듈 내에 Nh개의 수평 빔포머들이 배치될 수 있다. Nh개의 수평 빔포머들은 동일 또는 유사한 높이에 위치한 통신 노드(예를 들어, 기지국, 단말, S-디바이스 등)와의 통신을 위해 사용될 수 있다. 수직축에 배치된 빔포머는 "수직 빔포머"로 지칭될 수 있으며, 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 모듈 내에 Nv개의 수직 빔포머들이 배치될 수 있다. Nv개의 수직 빔포머들은 서로 다른 높이에 위치한 통신 노드(예를 들어, 기지국, 단말, S-디바이스 등)와의 통신을 위해 사용될 수 있다. Nh 및 Nv 각각은 1 이상의 정수일 수 있다.Meanwhile, a beamformer disposed on a horizontal axis may be referred to as a “horizontal beamformer”, and N h horizontal beamformers may be disposed in the antenna module according to embodiments of the present invention. The N h horizontal beamformers may be used for communication with a communication node (eg, a base station, a terminal, an S-device, etc.) located at the same or similar height. A beamformer disposed on the vertical axis may be referred to as a “vertical beamformer”, and N v vertical beamformers may be disposed in the antenna module according to embodiments of the present invention. N v vertical beamformers may be used for communication with communication nodes (eg, base stations, terminals, S-devices, etc.) located at different heights. Each of N h and N v may be an integer of 1 or more.

안테나 모듈이 통신 서비스를 제공하는 영역(이하, "서비스 영역"이라 함)이 구인 경우, 수평축에서 하나의 수평 빔포머가 통신 서비스를 제공하는 수평 섹터의 각도는 "2π/Nh"일 수 있고, 수직축에서 하나의 수직 빔포머가 통신 서비스를 제공하는 수직 섹터의 각도는 "π/Nv"일 수 있다. 예를 들어, 기준점이 0°인 경우, 수평 섹터의 좌표(예를 들어, 각도)는 아래 수학식 1에 기초하여 정의될 수 있고, 수직 섹터의 좌표(예를 들어, 각도)는 아래 수학식 2에 기초하여 정의될 수 있다.When the area in which the antenna module provides communication service (hereinafter referred to as "service area") is a sphere, the angle of the horizontal sector in which one horizontal beamformer provides communication service in the horizontal axis may be "2π/N h ", and , an angle of a vertical sector in which one vertical beamformer provides a communication service on the vertical axis may be "π/N v ". For example, when the reference point is 0°, the coordinates (eg, angle) of the horizontal sector may be defined based on Equation 1 below, and the coordinates (eg, angle) of the vertical sector may be determined by the equation below. 2 can be defined.

Figure 112018005119784-pat00036
Figure 112018005119784-pat00036

Figure 112018005119784-pat00037
Figure 112018005119784-pat00037

도 5a는 서비스 영역에서 수평 섹터의 제1 실시예를 도시한 개념도이고, 도 5b는 서비스 영역에서 수직 섹터의 제1 실시예를 도시한 개념도이고, 도 5c는 서비스 영역에서 섹터 구성의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.5A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a horizontal sector in a service area, FIG. 5B is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a vertical sector in a service area, and FIG. 5C is a first embodiment of a sector configuration in a service area It is a conceptual diagram showing an example.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 서비스 영역에서 3개의 수평 섹터들이 존재할 수 있고, 서비스 영역에서 3개의 수직 섹터들이 존재할 수 있다. 3개의 수평 섹터들과 3개의 수직 섹터들의 조합에 의하면, 서비스 영역에서 9개의 섹터들이 존재할 수 있다.5A to 5C , three horizontal sectors may exist in a service area, and three vertical sectors may exist in a service area. According to a combination of three horizontal sectors and three vertical sectors, nine sectors may exist in the service area.

한편, 복수의 빔포머들이 하나의 섹터에서 통신 서비스를 제공할 수 있다. 또는, 하나의 빔포머는 복수의 섹터들에서 통신 서비스를 제공할 수 있다. 하나의 섹터 내에서 빔이 구별되는 경우, 단말의 이동에 의해 빔 변경이 필요하면 섹터의 변경 없이 해당 빔은 변경될 수 있다.Meanwhile, a plurality of beamformers may provide a communication service in one sector. Alternatively, one beamformer may provide a communication service in a plurality of sectors. When a beam is distinguished within one sector, if a beam change is required due to movement of the terminal, the corresponding beam may be changed without changing the sector.

도 6은 서비스 영역에서 섹터 구성의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of a sector configuration in a service area.

도 6을 참조하면, 서비스 영역은 기지국(600)의 전송 거리에 따라 따라 내부 섹터 및 외부 섹터가 설정될 수 있다. 내부 섹터 및 외부 섹터 각각을 위해 별도의 빔포머가 운용될 수 있다.Referring to FIG. 6 , an inner sector and an outer sector may be set for the service area according to the transmission distance of the base station 600 . A separate beamformer may be operated for each of the inner sector and the outer sector.

도 7은 서비스 영역에서 섹터 구성의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating a third embodiment of a sector configuration in a service area.

도 7을 참조하면, 서비스 영역은 수신기(예를 들어, 단말)의 높이에 따라 하부 섹터, 중부 섹터 및 상부 섹터로 나누어질 수 있다. 기지국(700)은 하부 섹터, 중부 섹터 및 상부 섹터 각각에서 통신 서비스를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the service area may be divided into a lower sector, a middle sector, and an upper sector according to a height of a receiver (eg, a terminal). The base station 700 may provide communication services in each of the lower sector, the middle sector, and the upper sector.

도 8은 서비스 영역에서 섹터 구성의 제4 실시예를 도시한 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating a fourth embodiment of a sector configuration in a service area.

도 8을 참조하면, 송신기의 안테나 모듈에 속한 복수의 빔포머들(예를 들어, 빔포머 #1 및 #2)이 하나의 섹터에 통신 서비스를 제공하는 경우, 하나의 섹터 내에서 복수의 빔포머들(예를 들어, 빔포머 #1 및 #2)에 의해 생성되는 빔들(예를 들어, 빔 #11 내지 #14, 빔 #21 내지 #24) 각각을 유일하게 구별하기 위한 빔 ID(identification)가 설정될 수 있다.Referring to FIG. 8 , when a plurality of beamformers (eg, beamformers #1 and #2) belonging to an antenna module of a transmitter provide a communication service to one sector, a plurality of beamformers within one sector Beam identification (ID) for uniquely distinguishing each of beams (eg, beams #11 to #14, beams #21 to #24) generated by formers (eg, beamformers #1 and #2) ) can be set.

또는, 하나의 빔포머(예를 들어, 하나의 빔포머에 의해 지원되는 서브-섹터에서 빔들 각각을 유일하게 구별하기 위한 빔 ID가 설정될 수 있다. 예를 들어, 서브-섹터 #1 내에서 빔 #11 내지 #14 각각을 유일하게 구별하기 위한 빔 ID가 설정될 수 있고, 서브-섹터 #2 내에서 빔 #21 내지 #24 각각을 유일하게 구별하기 위한 빔 ID가 설정될 수 있다. 이 경우, 빔포머들(예를 들어, 빔포머 #1 및 #2) 간의 빔들은 빔포머에 의해 지원되는 서브-섹터에 따라 구별될 수 있다.Alternatively, a beam ID for uniquely distinguishing each of the beams in one beamformer (eg, a sub-sector supported by one beamformer may be set. For example, in sub-sector #1 A beam ID for uniquely discriminating each of beams #11 to #14 may be set, and a beam ID for uniquely discriminating each of beams #21 to #24 in sub-sector #2 may be set. In this case, beams between beamformers (eg, beamformers #1 and #2) may be distinguished according to a sub-sector supported by the beamformer.

도 9는 빔포머 내의 패널의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a panel in a beamformer.

도 9를 참조하면, 빔포머는 복수의 패널들을 포함할 수 있고, 복수의 패널들은 독립적으로 배치될 수 있다. 복수의 패널들 각각은 독립적인 빔을 생성할 수 있고, 서로 다른 서비스 영역에서 통신 서비스를 제공할 수 있다. 복수의 패널별 서비스 영역은 다음과 같이 운용될 수 있다. 여기서, "서비스 영역"은 "섹터"를 지시할 수 있고, "서브-서비스 영역"은 "서브-섹터"를 지시할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the beamformer may include a plurality of panels, and the plurality of panels may be independently disposed. Each of the plurality of panels may generate an independent beam and may provide communication services in different service areas. A plurality of service areas for each panel may be operated as follows. Here, "service area" may indicate "sector", and "sub-service area" may indicate "sub-sector".

- 운용 방식 1: 하나의 빔포머에 의해 서빙되는(served) 서비스 영역은 하나의 빔포머에 속한 패널들 각각에 의해 독립적으로 서빙되는 서브-서비스 영역들로 구분됨.- Operation method 1: A service area served by one beamformer is divided into sub-service areas independently served by each of the panels belonging to one beamformer.

- 운용 방식 2: 하나의 빔포머에 속한 패널들에 의해 서빙되는 하나의 서비스 영역이 설정됨.- Operation method 2: One service area served by panels belonging to one beamformer is set.

빔포머에 의해 서빙되는 서비스 영역이 도 5a 내지 도 5c에 도시된 서비스 영역(예를 들어, 2π/Nh, π/Nv)으로 설정되는 경우, 해당 서비스 영역은 패널에 의해 서빙되는 서비스 영역(예를 들어, "하나의 빔포머의 서비스 영역 = 하나의 패널의 서비스 영역") 또는 패널들 각각에 의해 서빙되는 서비스 영역(예를 들어, "하나의 빔포머의 서비스 영역/하나의 패널의 서비스 영역")으로 설정/운용될 수 있다.When the service area served by the beamformer is set to the service area (eg, 2π/N h , π/N v ) shown in FIGS. 5A to 5C , the corresponding service area is the service area served by the panel. (eg, "service area of one beamformer = service area of one panel") or service area served by each of the panels (eg, "service area of one beamformer/service area of one panel") service area") can be set/operated.

한편, 패널 내의 안테나 엘리먼트들은 공간적으로 독립적으로 배치될 수 있으며, 하나의 패널 내에 배치된 안테나 엘리먼트들에 의해 빔이 생성될 수 있다. 패널들 간의 간격(dg,H, dg,V)을 조정함으로써 패널들 각각의 빔이 독립적으로 생성될 수 있다. 또는, 패널들 간의 간격(dg,H, dg,V)을 조정함으로써 패널들 간의 결합된 빔(combined beam)을 통해 통신 서비스가 제공될 수 있다. 이 경우, 패널들에서 안테나 엘리먼트들의 배치는 동일할 수 있다.Meanwhile, the antenna elements in the panel may be spatially independently disposed, and a beam may be generated by the antenna elements disposed in one panel. By adjusting the spacing (d g,H , d g,V ) between the panels, the beams of each of the panels can be independently generated. Alternatively, a communication service may be provided through a combined beam between the panels by adjusting the intervals d g,H , d g,V between the panels. In this case, the arrangement of antenna elements in the panels may be the same.

하나의 빔포머의 수평축에서

Figure 112018005119784-pat00038
개의 패널들이 배치될 수 있고, 하나의 빔포머의 수직축에서
Figure 112018005119784-pat00039
개의 패널들이 배치될 수 있다. 즉, 하나의 빔포머는
Figure 112018005119784-pat00040
개의 패널들을 포함할 수 있다. 하나의 패널은 적어도 하나의 RF 체인과 연결될 수 있다. 이 경우, RF는 패널을 지칭할 수 있다. 하나의 패널의 수평축에서
Figure 112018005119784-pat00041
개의 안테나 엘리먼트들이 배치될 수 있고, 하나의 패널의 수직축에서
Figure 112018005119784-pat00042
개의 안테나 엘리먼트들이 배치될 수 있다. 즉, 하나의 패널은
Figure 112018005119784-pat00043
개의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 인접한 패널들 간의 수평축 간격은 dg,H일 수 있고, 인접한 패널들 간의 수직축 간격은 dg,V일 수 있다. 인접한 안테나 엘리먼트들 간의 수평축 간격은
Figure 112018005119784-pat00044
일 수 있고, 인접한 안테나 엘리먼트들 간의 수직축 간격은
Figure 112018005119784-pat00045
일 수 있다. 전송률 향상을 위해 패널은 편파(polarisation)될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00046
max는 패널들 각각의 최대 수직 틸팅(tilting) 각도(예를 들어, 다운틸팅 각도, 업틸팅 각도)를 지시할 수 있다. 예를 들어,
Figure 112018005119784-pat00047
max는 102°일 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00048
max는 패널들 각각의 최대 수평 틸팅 각도를 지시할 수 있다.in the horizontal axis of one beamformer
Figure 112018005119784-pat00038
Panels can be arranged, in the vertical axis of one beamformer
Figure 112018005119784-pat00039
Four panels may be placed. That is, one beamformer
Figure 112018005119784-pat00040
It may include four panels. One panel may be connected to at least one RF chain. In this case, RF may refer to a panel. on the horizontal axis of one panel
Figure 112018005119784-pat00041
Antenna elements can be arranged, in the vertical axis of one panel
Figure 112018005119784-pat00042
Antenna elements may be disposed. That is, one panel
Figure 112018005119784-pat00043
It may include antenna elements. A horizontal interval between adjacent panels may be d g,H , and a vertical interval between adjacent panels may be d g,V . The horizontal spacing between adjacent antenna elements is
Figure 112018005119784-pat00044
may be, the vertical axis spacing between adjacent antenna elements is
Figure 112018005119784-pat00045
can be The panel can be polarized to improve the transmission rate.
Figure 112018005119784-pat00046
max may indicate a maximum vertical tilting angle (eg, a downtilting angle, an uptilting angle) of each of the panels. for example,
Figure 112018005119784-pat00047
max may be 102°.
Figure 112018005119784-pat00048
max may indicate the maximum horizontal tilting angle of each of the panels.

한편, 본 발명의 실시예들에서 빔폭은 메인 로브(main lobe) 대비 1/2의 세기를 가지는 "HPBW(half-power beamwidth)"일 수 있다. 안테나 모듈은 아래 표 1에 기초하여 방사 패턴을 생성할 수 있다.Meanwhile, in embodiments of the present invention, the beamwidth may be a “half-power beamwidth (HPBW)” having an intensity of 1/2 compared to a main lobe. The antenna module may generate a radiation pattern based on Table 1 below.

Figure 112018005119784-pat00049
Figure 112018005119784-pat00049

도 10은 패널 내에 배치된 2D URA(uniform rectangular array) 안테나의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.10 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a 2D uniform rectangular array (URA) antenna disposed in a panel.

도 10을 참조하면, 2D URA 안테나의 수평축(예를 들어, xy 평면과 수평인 축)에서

Figure 112018005119784-pat00050
개의 안테나 엘리먼트들이 배치될 수 있고, 2D URA 안테나의 수직축(예를 들어, xy 평면과 수직인 축)에서
Figure 112018005119784-pat00051
개의 안테나 엘리먼트들이 배치될 수 있다. 인접한 안테나 엘리먼트들 간의 수평 간격은 dH일 수 있고, 인접한 안테나 엘리먼트들 간의 수직 간격은 dV일 수 있다.Referring to FIG. 10 , in a horizontal axis (eg, an axis horizontal to the xy plane) of the 2D URA antenna.
Figure 112018005119784-pat00050
Antenna elements may be disposed, in a vertical axis (eg, an axis perpendicular to the xy plane) of the 2D URA antenna.
Figure 112018005119784-pat00051
Antenna elements may be disposed. A horizontal spacing between adjacent antenna elements may be d H , and a vertical spacing between adjacent antenna elements may be d V.

안테나 엘리먼트의 배치에 따라 어레이 팩터(array factor)(

Figure 112018005119784-pat00052
)가 적용될 수 있다. 2D URA 안테나에서 안테나 엘리먼트의 배치에 따라 아래 수학식 3에 따른 위상 변위가 ABF(analog beamforming)에 적용될 수 있다.Depending on the arrangement of the antenna elements, the array factor (
Figure 112018005119784-pat00052
) can be applied. A phase shift according to Equation 3 below may be applied to analog beamforming (ABF) according to the arrangement of antenna elements in the 2D URA antenna.

Figure 112018005119784-pat00053
Figure 112018005119784-pat00053

수평축에서 안테나 모듈(예를 들어, 안테나 모듈에 속한 패널, 어레이 안테나, 안테나 엘리먼트)은 지향점(boresight)을 기준으로 최대

Figure 112018005119784-pat00054
(예를 들어, 0 <
Figure 112018005119784-pat00055
)로 스티어링될 수 있고, 수직축에서 안테나 모듈(예를 들어, 안테나 모듈에 속한 패널, 어레이 안테나, 안테나 엘리먼트)은 지향점을 기준으로 수직축으로 최대
Figure 112018005119784-pat00056
(예를 들어,
Figure 112018005119784-pat00057
≤ π/2}로 스티어링될 수 있다.In the horizontal axis, an antenna module (eg, a panel belonging to an antenna module, an array antenna, an antenna element) is the maximum with respect to the boresight.
Figure 112018005119784-pat00054
(e.g. 0 <
Figure 112018005119784-pat00055
), and in the vertical axis, an antenna module (eg, a panel belonging to an antenna module, an array antenna, an antenna element) has a maximum in the vertical axis with respect to the direction point.
Figure 112018005119784-pat00056
(for example,
Figure 112018005119784-pat00057
≤ π/2}.

한편, 전기적 틸팅이 적용되는 경우, 기저대역(baseband) 신호는 아래 수학식 4에 기초하여 처리될 수 있다.Meanwhile, when electrical tilting is applied, a baseband signal may be processed based on Equation 4 below.

Figure 112018005119784-pat00058
Figure 112018005119784-pat00058

한편, 빔포밍에 따른 안테나 이득 및 빔폭은 다음과 같을 수 있다.Meanwhile, an antenna gain and a beam width according to beamforming may be as follows.

도 11은 빔포밍에 따른 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.11 is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern according to beamforming.

도 11을 참조하면, "1×1", "2×2", "4×4", "8×8", "16×16" 및 "32×32" 각각은 빔포밍을 수행하는 안테나 엘리먼트들의 개수를 지시할 수 있다. 전송률 향상을 위해 복수의 안테나 엘리먼트들의 정렬(alignment)을 통해 빔포밍이 수행될 수 있다. 빔포밍을 위해 사용되는 안테나 엘리먼트들의 개수가 많을수록 안테나 이득은 증가할 수 있고, 빔폭은 감소할 수 있다. 따라서 빔포밍을 위한 빔 패턴이 필요할 수 있고, 신속한 디바이스/빔 탐색(device/beam discovery), 효율적인 안테나 정렬 및 데이터 송수신 절차를 위해 빔 트래킹(tracking) 절차가 필요할 수 있다.Referring to FIG. 11 , “1×1”, “2×2”, “4×4”, “8×8”, “16×16”, and “32×32” are antenna elements that perform beamforming, respectively. You can indicate the number of them. Beamforming may be performed through alignment of a plurality of antenna elements in order to improve a transmission rate. As the number of antenna elements used for beamforming increases, an antenna gain may increase and a beamwidth may decrease. Therefore, a beam pattern for beamforming may be required, and a beam tracking procedure may be required for rapid device/beam discovery, efficient antenna alignment, and data transmission/reception procedure.

한편, 빔포밍에 따른 데이터 송수신 절차는 아래 빔포밍 운용 상태 천이도에 기초하여 수행될 수 있다.Meanwhile, a data transmission/reception procedure according to beamforming may be performed based on the following beamforming operation state transition diagram.

도 12는 빔포밍 운용 상태 천이도의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.12 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beamforming operation state transition diagram.

도 12를 참조하면, 빔 스위핑(beam sweeping) 상태에서 빔(예를 들어, 패널)의 검색을 통해 빔이 획득될 수 있다. 예를 들어, 초기 접속 절차, 핸드오버(handover, HO) 절차, RLF(radio link failure) 복구 절차 등에서 빔의 검색을 통해 빔이 획득될 수 있다. 빔 트래킹 상태에서 링크를 유지(예를 들어, 데이터 송수신 절차의 유지)하기 위한 빔 개선(beam refinement) 절차가 수행될 수 있다.Referring to FIG. 12 , a beam may be obtained by searching for a beam (eg, a panel) in a beam sweeping state. For example, a beam may be acquired through a beam search in an initial access procedure, a handover (HO) procedure, a radio link failure (RLF) recovery procedure, and the like. A beam refinement procedure for maintaining a link in a beam tracking state (eg, maintaining a data transmission/reception procedure) may be performed.

빔포밍에 기초한 데이터 송수신 절차를 위해, 수신기는 빔 측정 절차, 빔 식별 절차(예를 들어, 빔 검색 절차), 프리코더(precoder) 선택 절차, 링크 적응 절차, HARQ(hybrid automatic repeat request) 재전송을 위한 채널 측정 절차, 간섭 측정 절차 등을 수행할 수 있다. 빔포밍에 기초한 데이터 송수신 절차를 위해, 송신기는 수신기로부터 획득된 측정 결과에 기초하여 빔의 선택/재선택/변경/할당/해지 동작들을 수행할 수 있다. 송신기에서 수행되는 동작들은 빔 스위핑 상태 또는 빔 트래킹 상태에서 수행될 수 있다.For the data transmission/reception procedure based on beamforming, the receiver performs a beam measurement procedure, a beam identification procedure (eg, a beam search procedure), a precoder selection procedure, a link adaptation procedure, a hybrid automatic repeat request (HARQ) retransmission. For example, a channel measurement procedure, an interference measurement procedure, and the like may be performed. For a data transmission/reception procedure based on beamforming, the transmitter may perform beam selection/reselection/change/allocation/cancellation operations based on a measurement result obtained from the receiver. Operations performed in the transmitter may be performed in a beam sweeping state or a beam tracking state.

한편, 하이브리드 빔포밍이 적용된 통신 시스템에서 안테나 모델링(modeling)과 배치에 따라 아래 수학식 5 내지 수학식 8에 기초하여 시스템 모델이 정의될 수 있다.Meanwhile, in a communication system to which hybrid beamforming is applied, a system model may be defined based on Equations 5 to 8 below according to antenna modeling and arrangement.

Figure 112018005119784-pat00059
Figure 112018005119784-pat00059

Figure 112018005119784-pat00060
Figure 112018005119784-pat00060

수학식 6에서 R은 어레이 상관 매트릭스(array correlation matrix)일 수 있고, R은 아래 수학식 7에 기초하여 정의될 수 있다.In Equation 6, R may be an array correlation matrix, and R may be defined based on Equation 7 below.

Figure 112018005119784-pat00061
Figure 112018005119784-pat00061

수학식 7에서

Figure 112018005119784-pat00062
는 i번째 열과 j번째 행에서 신호들 간의 상관일 수 있고, 공간적으로 상관되는 안테나 엘리먼트들 간의 패스트 페이딩(fast fading)으로 추정될 수 있다. 또한, 수학식 7은 아래 수학식 8과 같이 간소화될 수 있다.in Equation 7
Figure 112018005119784-pat00062
may be a correlation between signals in an i-th column and a j-th row, and may be estimated as fast fading between spatially correlated antenna elements. In addition, Equation 7 can be simplified as Equation 8 below.

Figure 112018005119784-pat00063
Figure 112018005119784-pat00063

하이브리드 빔포밍이 수행되는 경우, 빔은 아날로그 단 및 디지털 단에서 생성될 수 있다. 빔 패턴은 아날로그 단 및 디지털 단 중 적어도 하나의 빔 패턴의 조합에 기초하여 설정될 수 있다. 여기서, 아날로그 단은 통신 노드(예를 들어, 기지국, 단말, S-디바이스 등)의 구성 요소들 중에서 ADC(analog-to-digital converter) 이전에 위치한 구성 요소일 수 있고, 아날로그 단의 빔은 아날로그 신호일 수 있다. 디지털 단은 통신 노드의 구성 요소들 중에서 ADC 이후에 위치한 구성 요소일 수 있고, 디지털 단의 빔은 디지털 신호일 수 있다.When hybrid beamforming is performed, a beam may be generated at an analog end and a digital end. The beam pattern may be set based on a combination of a beam pattern of at least one of an analog end and a digital end. Here, the analog stage may be a component located before an analog-to-digital converter (ADC) among components of a communication node (eg, a base station, a terminal, an S-device, etc.), and the beam of the analog stage is an analog It could be a signal. The digital stage may be a component located after the ADC among components of the communication node, and the beam of the digital stage may be a digital signal.

아날로그 빔 패턴 Analog beam pattern

안테나 모듈에 포함된 하나의 빔포머는 하나의 섹터와 대응할 수 있고, 빔포머는 빔포밍을 수행하는 복수의 패널(예를 들어, 어레이 안테나, 안테나 엘리먼트)들을 포함할 수 있다.One beamformer included in the antenna module may correspond to one sector, and the beamformer may include a plurality of panels (eg, array antennas and antenna elements) that perform beamforming.

도 13a는 하나의 빔포머에 의해 서빙되는 서비스 영역에서 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 개념도이고, 도 13b는 하나의 빔포머에 의해 서빙되는 서비스 영역에서 빔 패턴의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.13A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam pattern in a service area served by one beamformer, and FIG. 13B illustrates a second embodiment of a beam pattern in a service area served by one beamformer. It is a conceptual diagram.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, Asector는 빔포머 또는 해당 빔포머에 의해 서빙되는 서비스 영역을 지시할 수 있고, ARF는 빔포머 내의 패널 또는 해당 패널에 의해 서빙되는 서비스 영역을 지시할 수 있다. Asector는 아래 수학식 9에 기초하여 정의될 수 있다.13A and 13B, A sector may indicate a service area served by a beamformer or a corresponding beamformer, and A RF may indicate a service area served by a panel in the beamformer or the corresponding panel. have. A sector may be defined based on Equation 9 below.

Figure 112018005119784-pat00064
Figure 112018005119784-pat00064

수학식 9에서,

Figure 112018005119784-pat00065
는 하나의 빔포머에 의해 서빙되는 수평 영역일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00066
는 하나의 빔포머에 의해 서빙되는 수직 영역일 수 있다. ARF는 아래 수학식 10에 기초하여 정의될 수 있다.In Equation 9,
Figure 112018005119784-pat00065
may be a horizontal area served by one beamformer,
Figure 112018005119784-pat00066
may be a vertical region served by one beamformer. A RF may be defined based on Equation 10 below.

Figure 112018005119784-pat00067
Figure 112018005119784-pat00067

수학식 10에서,

Figure 112018005119784-pat00068
는 하나의 패널에 의해 서빙되는 수평 영역일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00069
는 하나의 패널에 의해 서빙되는 수직 영역일 수 있다. Abeam은 아래 수학식 11에 기초하여 정의될 수 있다.In Equation 10,
Figure 112018005119784-pat00068
may be a horizontal area served by one panel,
Figure 112018005119784-pat00069
may be a vertical area served by one panel. A beam may be defined based on Equation 11 below.

Figure 112018005119784-pat00070
Figure 112018005119784-pat00070

Figure 112018005119784-pat00071
는 수평축으로 배치된 안테나 엘리먼트들에 의해 생성되는 HPBW일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00072
는 수직축으로 배치된 안테나 엘리먼트들에 의해 생성되는 HPBW일 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00071
may be HPBW generated by antenna elements arranged in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00072
may be HPBW generated by antenna elements arranged in a vertical axis.

만일, 아래 수학식 12가 만족되는 경우, Asector는 아래 수학식 13에 기초하여 정의될 수 있고, ARF는 아래 수학식 14에 기초하여 정의될 수 있고, Abeam은 아래 수학식 15에 기초하여 정의될 수 있다.If the following Equation 12 is satisfied, A sector may be defined based on Equation 13 below, A RF may be defined based on Equation 14 below, and A beam is based on Equation 15 below. can be defined as

Figure 112018005119784-pat00073
Figure 112018005119784-pat00073

Figure 112018005119784-pat00074
Figure 112018005119784-pat00074

Figure 112018005119784-pat00075
Figure 112018005119784-pat00075

Figure 112018005119784-pat00076
Figure 112018005119784-pat00076

빔 패턴을 위해 빔들의 개수(

Figure 112018005119784-pat00077
,
Figure 112018005119784-pat00078
)는 아래 수학식 16에 기초하여 결정될 수 있다.The number of beams (
Figure 112018005119784-pat00077
,
Figure 112018005119784-pat00078
) may be determined based on Equation 16 below.

Figure 112018005119784-pat00079
Figure 112018005119784-pat00079

Figure 112018005119784-pat00080
는 수평축에서 빔들의 개수일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00081
는 수직축에서 빔들의 개수일 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00082
는 안테나 엘리먼트(또는, 패널, 어레이 안테나)의 최대 스티어링 수평축 각도일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00083
는 안테나 엘리먼트(또는, 패널, 어레이 안테나)의 최대 스티어링 수직축 각도일 수 있다. 패널의 지향점은 "
Figure 112018005119784-pat00084
/2,
Figure 112018005119784-pat00085
/2"에 대응하는 좌표로 설정될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00086
은 아래 수학식 17에 기초하여 정의될 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00087
은 아래 수학식 18에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00080
may be the number of beams in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00081
may be the number of beams in the vertical axis.
Figure 112018005119784-pat00082
may be the maximum steering horizontal axis angle of the antenna element (or panel, array antenna),
Figure 112018005119784-pat00083
may be the maximum steering vertical axis angle of the antenna element (or panel, array antenna). The direction of the panel is "
Figure 112018005119784-pat00084
/2,
Figure 112018005119784-pat00085
It can be set to a coordinate corresponding to /2".
Figure 112018005119784-pat00086
can be defined based on Equation 17 below,
Figure 112018005119784-pat00087
may be defined based on Equation 18 below.

Figure 112018005119784-pat00088
Figure 112018005119784-pat00088

Figure 112018005119784-pat00089
Figure 112018005119784-pat00089

만일, 아래 수학식 19가 만족되는 경우,

Figure 112018005119784-pat00090
는 아래 수학식 20에 기초하여 정의될 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00091
는 아래 수학식 21에 기초하여 정의될 수 있다.If Equation 19 below is satisfied,
Figure 112018005119784-pat00090
can be defined based on Equation 20 below,
Figure 112018005119784-pat00091
may be defined based on Equation 21 below.

Figure 112018005119784-pat00092
Figure 112018005119784-pat00092

Figure 112018005119784-pat00093
Figure 112018005119784-pat00093

Figure 112018005119784-pat00094
Figure 112018005119784-pat00094

또한,

Figure 112018005119784-pat00095
는 아래 수학식 22에 기초하여 정의될 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00096
는 아래 수학식 23에 기초하여 정의될 수 있다.In addition,
Figure 112018005119784-pat00095
can be defined based on Equation 22 below,
Figure 112018005119784-pat00096
may be defined based on Equation 23 below.

Figure 112018005119784-pat00097
Figure 112018005119784-pat00097

Figure 112018005119784-pat00098
Figure 112018005119784-pat00098

Figure 112018005119784-pat00099
는 수평축에서 섹터들의 개수일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00100
는 수직축에서 섹터들의 개수일 수 있다. "
Figure 112018005119784-pat00101
×
Figure 112018005119784-pat00102
"개의 섹터들이 존재할 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00103
는 수평축에서 패널들의 개수일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00104
는 수직축에서 패널들의 개수일 수 있다. 하나의 빔포머 내에 "
Figure 112018005119784-pat00105
×
Figure 112018005119784-pat00106
"개의 패널들이 존재할 수 있다. 여기서,
Figure 112018005119784-pat00107
,
Figure 112018005119784-pat00108
,
Figure 112018005119784-pat00109
Figure 112018005119784-pat00110
각각은 1 이상의 정수일 수 있다. 또한, 아래 수학식 24가 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00099
may be the number of sectors in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00100
may be the number of sectors on the vertical axis. "
Figure 112018005119784-pat00101
×
Figure 112018005119784-pat00102
“There may be n sectors.
Figure 112018005119784-pat00103
may be the number of panels on the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00104
may be the number of panels on the vertical axis. in one beamformer
Figure 112018005119784-pat00105
×
Figure 112018005119784-pat00106
“There may be panels of
Figure 112018005119784-pat00107
,
Figure 112018005119784-pat00108
,
Figure 112018005119784-pat00109
and
Figure 112018005119784-pat00110
Each may be an integer of 1 or more. Also, Equation 24 below may be defined.

Figure 112018005119784-pat00111
Figure 112018005119784-pat00111

빔 패턴과 빔 개수에 따라 서비스 영역 내에서 동일한 간격으로 배치된 (jh, jv) 패널의 (ih, iv) 빔의 지향점 좌표(예를 들어, 스티어링 각도)는 아래 수학식 25에 기초하여 정의될 수 있다. 수학식 25에서, "Alt1"은 도 13a에 도시된 하나의 빔포머에 의해 서빙되는 서비스 영역에서 빔 패턴의 제1 실시예일 수 있고, "Alt2"는 도 13b에 도시된 하나의 빔포머에 의해 서빙되는 서비스 영역에서 빔 패턴의 제2 실시예일 수 있다.The coordinates of the (i h , i v ) beams of the (j h , j v ) panel arranged at equal intervals within the service area according to the beam pattern and the number of beams (eg, steering angle) are in Equation 25 below. can be defined based on In Equation 25, "Alt1" may be a first embodiment of a beam pattern in a service area served by one beamformer shown in FIG. 13A, and "Alt2" is a beamformer shown in FIG. 13B. It may be a second embodiment of a beam pattern in a served service area.

Figure 112018005119784-pat00112
Figure 112018005119784-pat00112

한편, 도 13a에서 섹터가 60°× 60°으로 설정되는 경우, 빔 패턴 및 지향점은 아래 표 2에 기초하여 정의될 수 있다. 표 2에서 "1 RF"는 하나의 패널을 지시할 수 있다.Meanwhile, when the sector is set to 60°×60° in FIG. 13A , the beam pattern and the directing point may be defined based on Table 2 below. In Table 2, "1 RF" may indicate one panel.

Figure 112018005119784-pat00113
Figure 112018005119784-pat00113

도 13a에서 섹터가 90°× 90°으로 설정되는 경우, 빔 패턴 및 지향점은 아래 표 3에 기초하여 정의될 수 있다. 표 3에서 "1 RF"는 하나의 패널을 지시할 수 있다.When a sector is set to 90°×90° in FIG. 13A , a beam pattern and a directing point may be defined based on Table 3 below. In Table 3, "1 RF" may indicate one panel.

Figure 112018005119784-pat00114
Figure 112018005119784-pat00114

한편, 도 13b에서 섹터가 60°× 60°으로 설정되는 경우, 빔 패턴 및 지향점은 아래 표 4에 기초하여 정의될 수 있다. 표 4에서 "1 RF"는 하나의 패널을 지시할 수 있다.Meanwhile, when the sector is set to 60°×60° in FIG. 13B , the beam pattern and the directing point may be defined based on Table 4 below. In Table 4, "1 RF" may indicate one panel.

Figure 112018005119784-pat00115
Figure 112018005119784-pat00115

도 13b에서 섹터가 90°× 90°으로 설정되는 경우, 빔 패턴 및 지향점은 아래 표 5에 기초하여 정의될 수 있다. 표 5에서 "1 RF"는 하나의 패널을 지시할 수 있다.When a sector is set to 90°×90° in FIG. 13B , a beam pattern and a directing point may be defined based on Table 5 below. In Table 5, "1 RF" may indicate one panel.

Figure 112018005119784-pat00116
Figure 112018005119784-pat00116

한편, 도 13a 및 도 13b에 도시된 실시예들에서 안테나 이득 및 빔폭은 아래와 같을 수 있다.Meanwhile, in the embodiments shown in FIGS. 13A and 13B , the antenna gain and the beamwidth may be as follows.

도 14a는 도 13a에 도시된 실시예에 따른 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이고, 도 14b는 도 13b에 도시된 실시예에 따른 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.14A is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and beam pattern according to the embodiment shown in FIG. 13A , and FIG. 14B is a first embodiment of an antenna gain and beam pattern according to the embodiment shown in FIG. 13B . is a graph showing

도 14a 및 도 14b를 참조하면, "2×2", "4×4", "8×8" 및 "16×16" 각각은 안테나 엘리먼트들의 개수를 지시할 수 있고, RF는 패널을 지시할 수 있다. 도 14a에서 하나의 빔포머에 의해 섹터 전체에서 통신 서비스가 제공될 수 있다. 도 14b에서 하나의 패널에 의해 섹터(예를 들어, 섹터 내의 일부 영역)에서 통신 서비스가 제공될 수 있다. 이 경우, 하나의 빔포머에 속한 패널들 각각에 대응하는 섹터 내의 영역들(예를 들어, 서브-섹터들)이 설정될 수 있고, 각 패널은 해당 서브-섹터에서 통신 서비스를 제공할 수 있다. 도 14a의 실시예에 따르면 통신 서비스가 제공되지 않는 커버리지 홀(hole)이 발생될 수 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해 빔 패턴이 추가로 생성될 수 있다. 또는, 커버리지 홀을 해결하기 위해 디지털 단에서 빔이 생성될 수 있다.14A and 14B , each of “2×2”, “4×4”, “8×8” and “16×16” may indicate the number of antenna elements, and RF indicates the panel. can In FIG. 14A , a communication service may be provided in the entire sector by one beamformer. In FIG. 14B , a communication service may be provided in a sector (eg, a partial area within a sector) by one panel. In this case, regions (eg, sub-sectors) in a sector corresponding to each of the panels belonging to one beamformer may be set, and each panel may provide a communication service in the corresponding sub-sector. . According to the embodiment of FIG. 14A , a coverage hole through which a communication service is not provided may be generated, and a beam pattern may be additionally generated to solve this problem. Alternatively, a beam may be generated at the digital stage to solve the coverage hole.

아날로그 빔 코드북 Analog Beam Codebook

Figure 112018005119784-pat00117
는 양자화된 빔 스티어링 각도에 따른 {
Figure 112018005119784-pat00118
,
Figure 112018005119784-pat00119
}에 매핑되는 빔포밍 벡터일 수 있고, 송신기와 수신기에서 공유되는 아날로그 빔을 지시할 수 있다. 아날로그 빔 코드북(
Figure 112018005119784-pat00120
)은 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00117
is { according to the quantized beam steering angle {
Figure 112018005119784-pat00118
,
Figure 112018005119784-pat00119
} may be a beamforming vector mapped to }, and may indicate an analog beam shared by a transmitter and a receiver. Analog Beam Codebook (
Figure 112018005119784-pat00120
) can be defined as

Figure 112018005119784-pat00121
Figure 112018005119784-pat00121

Figure 112018005119784-pat00122
는 수학식 27 또는 수학식 28에 기초하여 빔 패턴(예를 들어, 빔폭, 지향점)의 서비스 영역의 각도에 따라 양자화될 수 있다. 수학식 27 및 수학식 28에서,
Figure 112018005119784-pat00123
max
Figure 112018005119784-pat00124
max 각각은
Figure 112018005119784-pat00125
Figure 112018005119784-pat00126
에 대응할 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00122
may be quantized according to the angle of the service area of the beam pattern (eg, beam width, directing point) based on Equation 27 or Equation 28. In Equation 27 and Equation 28,
Figure 112018005119784-pat00123
max and
Figure 112018005119784-pat00124
max each
Figure 112018005119784-pat00125
and
Figure 112018005119784-pat00126
can respond to

Figure 112018005119784-pat00127
Figure 112018005119784-pat00127

Figure 112018005119784-pat00128
Figure 112018005119784-pat00128

디지털 빔 패턴 Digital beam pattern

아날로그 단에서 위상 시프트(shift)를 통해 생성되는 빔은 빔폭, 서비스 영역 등에 기초하여 운용될 수 있다. 다만, 아날로그 빔들 간에 커버리지 홀이 발생하는 경우, 세밀한 빔포밍이 필요할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 디지털 빔포밍(예를 들어, DBF(digital beamforming), BBP(baseband precoding))이 적용될 수 있다.A beam generated through a phase shift in the analog stage may be operated based on a beam width, a service area, and the like. However, when a coverage hole occurs between analog beams, detailed beamforming may be required. To solve this problem, digital beamforming (eg, digital beamforming (DBF), baseband precoding (BBP)) may be applied.

도 15는 하이브리드 빔포밍이 수행되는 경우에 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.15 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam pattern when hybrid beamforming is performed.

도 15를 참조하면, 지향점 {

Figure 112018005119784-pat00129
1,
Figure 112018005119784-pat00130
2,
Figure 112018005119784-pat00131
3,
Figure 112018005119784-pat00132
4}을 가지는 4개의 빔들에 대한 빔 패턴에 전기적 틸팅(예를 들어,
Figure 112018005119784-pat00133
e)이 적용된 4개의 빔들에 대한 빔 패턴이 추가될 수 있다. 이 경우, 지향점 {
Figure 112018005119784-pat00134
1,
Figure 112018005119784-pat00135
1+
Figure 112018005119784-pat00136
e,
Figure 112018005119784-pat00137
2,
Figure 112018005119784-pat00138
2+
Figure 112018005119784-pat00139
e,
Figure 112018005119784-pat00140
3,
Figure 112018005119784-pat00141
3+
Figure 112018005119784-pat00142
e,
Figure 112018005119784-pat00143
4,
Figure 112018005119784-pat00144
4+
Figure 112018005119784-pat00145
e}을 가지는 8개의 빔들에 대한 빔 패턴이 생성될 수 있다. 전기적 틸팅에 기초하여 생성된 빔 패턴(예를 들어, 디지털 빔 패턴)의 성능은 지향점 {
Figure 112018005119784-pat00146
1+
Figure 112018005119784-pat00147
e,
Figure 112018005119784-pat00148
1+0,
Figure 112018005119784-pat00149
2+
Figure 112018005119784-pat00150
e,
Figure 112018005119784-pat00151
2+0,
Figure 112018005119784-pat00152
3+
Figure 112018005119784-pat00153
e,
Figure 112018005119784-pat00154
3+0,
Figure 112018005119784-pat00155
4+
Figure 112018005119784-pat00156
e,
Figure 112018005119784-pat00157
4+0}을 가지는 아날로그 빔 패턴의 성능과 동일할 수 있다. 빔 패턴은 아래 수학식 29에 기초하여 생성될 수 있다.Referring to Figure 15, the direction point {
Figure 112018005119784-pat00129
1 ,
Figure 112018005119784-pat00130
2 ,
Figure 112018005119784-pat00131
3 ,
Figure 112018005119784-pat00132
Electrical tilting in the beam pattern for 4 beams with 4 } (eg,
Figure 112018005119784-pat00133
The beam pattern for the four beams to which e ) is applied may be added. In this case, the orientation point {
Figure 112018005119784-pat00134
1 ,
Figure 112018005119784-pat00135
1 +
Figure 112018005119784-pat00136
e ,
Figure 112018005119784-pat00137
2 ,
Figure 112018005119784-pat00138
2+
Figure 112018005119784-pat00139
e ,
Figure 112018005119784-pat00140
3 ,
Figure 112018005119784-pat00141
3 +
Figure 112018005119784-pat00142
e ,
Figure 112018005119784-pat00143
4 ,
Figure 112018005119784-pat00144
4 +
Figure 112018005119784-pat00145
A beam pattern for 8 beams having e } may be generated. The performance of a beam pattern (eg, a digital beam pattern) generated based on electrical tilting is determined by the directing point {
Figure 112018005119784-pat00146
1 +
Figure 112018005119784-pat00147
e ,
Figure 112018005119784-pat00148
1 +0,
Figure 112018005119784-pat00149
2+
Figure 112018005119784-pat00150
e ,
Figure 112018005119784-pat00151
2 +0,
Figure 112018005119784-pat00152
3 +
Figure 112018005119784-pat00153
e ,
Figure 112018005119784-pat00154
3 +0,
Figure 112018005119784-pat00155
4 +
Figure 112018005119784-pat00156
e ,
Figure 112018005119784-pat00157
It may be the same as the performance of the analog beam pattern having 4 + 0}. The beam pattern may be generated based on Equation 29 below.

Figure 112018005119784-pat00158
Figure 112018005119784-pat00158

전기적 틸팅을 위한 어레이 팩터는 아래 수학식 30에 기초하여 설정될 수 있다. 여기서,

Figure 112018005119784-pat00159
i
Figure 112018005119784-pat00160
i는 빔의 지향점일 수 있다.An array factor for electrical tilting may be set based on Equation 30 below. here,
Figure 112018005119784-pat00159
i and
Figure 112018005119784-pat00160
i may be the directing point of the beam.

Figure 112018005119784-pat00161
Figure 112018005119784-pat00161

하나의 빔포머 내의 패널들 간의 간격은 아래 수학식 31에 기초하여 정의될 수 있다.An interval between panels in one beamformer may be defined based on Equation 31 below.

Figure 112018005119784-pat00162
Figure 112018005119784-pat00162

도 16은 하이브리드 빔포밍이 수행되는 경우에 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.16 is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern when hybrid beamforming is performed.

도 16을 참조하면, 디지털 단에서 4×4 고정 빔 패턴(예를 들어, 4×4 아날로그 빔 패턴)에 전기적 틸팅이 적용됨으로써 8×8 빔 패턴(예를 들어, "4×4 고정 빔 패턴" + "4×4 전기적 틸팅된 빔 패턴")이 생성될 수 있다. 도 16에 도시된 실시예의 빔 패턴 및 안테나 이득 각각은 도 14b에 도시된 실시예의 빔 패턴 및 안테나 이득과 동일할 수 있다.Referring to FIG. 16 , electrical tilting is applied to a 4×4 fixed beam pattern (eg, a 4×4 analog beam pattern) in the digital stage, thereby forming an 8×8 beam pattern (eg, a “4×4 fixed beam pattern”). " + "4x4 electrically tilted beam pattern") can be generated. Each of the beam pattern and antenna gain of the embodiment shown in FIG. 16 may be the same as the beam pattern and antenna gain of the embodiment shown in FIG. 14B .

디지털 빔 코드북 Digital Beam Codebook

Figure 112018005119784-pat00163
는 양자화된 빔 스티어링 각도에 따른 {
Figure 112018005119784-pat00164
,
Figure 112018005119784-pat00165
}에 매핑되는 빔포밍 벡터일 수 있고, 송신기와 수신기에서 공유되는 디지털 빔을 지시할 수 있다. 디지털 빔 코드북(
Figure 112018005119784-pat00166
)은 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00163
is { according to the quantized beam steering angle {
Figure 112018005119784-pat00164
,
Figure 112018005119784-pat00165
} may be a beamforming vector mapped to }, and may indicate a digital beam shared by a transmitter and a receiver. Digital Beam Codebook (
Figure 112018005119784-pat00166
) can be defined as follows.

Figure 112018005119784-pat00167
Figure 112018005119784-pat00167

Figure 112018005119784-pat00168
는 수학식 33에 기초하여 빔 패턴(예를 들어, 빔폭, 지향점)의 서비스 영역의 각도에 따라 양자화될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00168
may be quantized according to the angle of the service area of the beam pattern (eg, beam width, directing point) based on Equation 33.

Figure 112018005119784-pat00169
Figure 112018005119784-pat00169

패널 기반의 빔 결합 Panel-based beam bonding

패널별로 독립적인 RF(예를 들어, 빔)가 생성될 수 있으며, 데이터 송수신 절차에서 패널의 최대 개수와 동일한 개수의 빔들이 사용될 수 있다.An independent RF (eg, beam) may be generated for each panel, and the same number of beams as the maximum number of panels may be used in a data transmission/reception procedure.

도 17a는 패널 기반의 빔 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이고, 도 17b는 패널 기반의 빔 전송 방법의 제2 실시예를 도시한 개념도이고, 도 17c는 패널 기반의 빔 전송 방법의 제3 실시예를 도시한 개념도이고, 도 17d는 패널 기반의 빔 전송 방법의 제4 실시예를 도시한 개념도이다.17A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a panel-based beam transmission method, FIG. 17B is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of a panel-based beam transmission method, and FIG. 17C is a panel-based beam transmission method It is a conceptual diagram illustrating a third embodiment, and FIG. 17D is a conceptual diagram illustrating a fourth embodiment of a panel-based beam transmission method.

도 17a에서 기지국(170)은 복수의 패널들을 통해 서로 다른 빔들(예를 들어, 서로 다른 빔 인덱스를 가지는 빔들)을 전송함으로써 단말들(171-1, 171-2)에 통신 서비스를 제공할 수 있고, 빔들은 서로 다른 공간을 통해 전송될 수 있다. 단말들(171-1, 171-2)이 인접하게 위치하는 경우, 도 17b 내지 도 17d에서 기지국(170)은 동일한 공간을 통해 빔들을 전송함으로써 단말들(171-1, 171-2)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 여기서, 빔들의 시간-주파수 자원이 동일한 경우에 간섭이 발생할 수 있다.In FIG. 17A , the base station 170 may provide communication services to the terminals 171-1 and 171-2 by transmitting different beams (eg, beams having different beam indexes) through a plurality of panels. and beams may be transmitted through different spaces. When the terminals 171-1 and 171-2 are located adjacent to each other, the base station 170 in FIGS. 17B to 17D communicates with the terminals 171-1 and 171-2 by transmitting beams through the same space. service can be provided. Here, when the time-frequency resources of the beams are the same, interference may occur.

도 17b에서 기지국(170)은 복수의 패널들을 통해 서로 다른 빔들(예를 들어, 서로 다른 빔 인덱스를 가지는 빔들)을 동일한 공간으로 전송함으로써 단말들(171-1, 171-2)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 도 17c에서 기지국(170)은 하나의 패널을 통해 서로 다른 빔들(예를 들어, 서로 다른 빔 인덱스를 가지는 빔들)을 동일한 공간으로 전송함으로써 단말들(171-1, 171-2)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 여기서, 2개의 빔들 각각의 송신 전력은 기지국(170)의 전체 송신 전력의 1/2일 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 도 17d에서 기지국(170)은 하나의 패널을 통해 하나의 빔을 동일한 공간으로 전송함으로써 단말들(171-1, 171-2)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 여기서, 2개 이상의 빔들이 결합될 수 있다. 또한, 가상 빔 결합 방식(예를 들어, 패널 가상화 방식)이 사용될 수 있다. 가상 빔 결합 방식이 사용되는 경우, 하나의 패널 대신에 복수의 패널들에 기초하여 하나의 가상 패널이 설정될 수 있고, 하나의 가상 패널을 통해 하나의 빔이 생성될 수 있다.In FIG. 17B , the base station 170 transmits different beams (for example, beams having different beam indexes) through a plurality of panels in the same space, thereby providing a communication service to the terminals 171-1 and 171-2. can provide In FIG. 17C , the base station 170 transmits different beams (eg, beams having different beam indexes) to the same space through one panel, thereby providing communication services to the terminals 171-1 and 171-2. can provide Here, the transmit power of each of the two beams may be 1/2 of the total transmit power of the base station 170 . In order to solve this problem, in FIG. 17D , the base station 170 may provide a communication service to the terminals 171-1 and 171-2 by transmitting one beam in the same space through one panel. Here, two or more beams may be combined. Also, a virtual beam combining method (eg, a panel virtualization method) may be used. When the virtual beam combining method is used, one virtual panel may be set based on a plurality of panels instead of one panel, and one beam may be generated through one virtual panel.

도 18a는 중계기를 통한 빔 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이고, 도 18b는 중계기를 통한 빔 전송 방법의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.18A is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a method for transmitting a beam through a repeater, and FIG. 18B is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of a method for transmitting a beam through a repeater.

도 18a에서 기지국들(180-1, 180-2)의 빔들 간에 간섭이 발생할 수 있으며, 이러한 경우에 릴레이(181)를 통해 단말(182)에 통신 서비스가 제공될 수 있다. 따라서 빔들 간의 간섭이 감소할 수 있다. 채널의 변경이 적은 경우 또는 데이터 전송량이 증가하는 경우, 빔 결합 방식에 기초하여 통신이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 18b에서 기지국(180)은 결합된 빔을 사용하여 통신 서비스를 제공할 수 있다.In FIG. 18A , interference may occur between beams of the base stations 180 - 1 and 180 - 2 , and in this case, a communication service may be provided to the terminal 182 through the relay 181 . Accordingly, interference between beams may be reduced. When the change of the channel is small or the data transmission amount is increased, communication may be performed based on the beam combining method. For example, in FIG. 18B , the base station 180 may provide a communication service using a combined beam.

도 19는 가상 빔 결합 방식이 적용된 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 개념도이고, 도 20은 가상 빔 결합 방식을 통해 결합된 빔의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.19 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam pattern to which a virtual beam combining method is applied, and FIG. 20 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam combined through a virtual beam combining method.

도 19 및 도 20을 참조하면, 복수의 패널들에 기초하여 하나의 가상 패널이 생성될 수 있고, 가상 패널에 의해 생성되는 빔의 지향점은 {

Figure 112018005119784-pat00170
c,
Figure 112018005119784-pat00171
c}일 수 있다. ABF/DBF에 기초하여 패널들 각각에 의해 생성된 빔의 지향점은 {
Figure 112018005119784-pat00172
,
Figure 112018005119784-pat00173
}일 수 있다.19 and 20 , one virtual panel may be generated based on a plurality of panels, and the directing point of a beam generated by the virtual panel is {
Figure 112018005119784-pat00170
c ,
Figure 112018005119784-pat00171
c }. The directing point of the beam generated by each of the panels based on ABF/DBF is {
Figure 112018005119784-pat00172
,
Figure 112018005119784-pat00173
} can be

ABF 단계에서, 패널들 각각의 안테나 배치 및 위상 시프트에 의해 아날로그 빔이 생성될 수 있고, DBF 단계에서 빔 결합을 수행하는 패널들에서 하나의 결합된 빔을 생성하도록 프리코딩이 수행될 수 있다. 패널들에서 빔 결합 방식은 아래와 같이 분류될 수 있다.In the ABF step, an analog beam may be generated by antenna arrangement and phase shift of each of the panels, and precoding may be performed to generate one combined beam in the panels performing beam combining in the DBF step. A beam combining method in the panels may be classified as follows.

- 빔 결합 방식 1: 패널 가상화 없이 ABF 단계에서만 빔 결합- Beam combining method 1: Beam combining only at ABF stage without panel virtualization

- 빔 결합 방식 2: ABF 단계에서만 패널 가상화를 통한 빔 결합- Beam combining method 2: Beam combining through panel virtualization only in ABF stage

- 빔 결합 방식 3: 패널 가상화 없이 "ABF + DBF(예를 들어, 전기적 틸팅)" 단계에서 빔 결합- Beam combining method 3: Beam combining in "ABF + DBF (eg electrical tilting)" step without panel virtualization

- 빔 결합 방식 4: "ABF + DBF" 단계에서 패널 가상화를 통한 빔 결합- Beam combining method 4: Beam combining through panel virtualization in the "ABF + DBF" stage

- 빔 결합 방식 5: ABF 단계 또는 DBF 단계에서 패널 가상화를 통한 빔 결합- Beam combining method 5: Beam combining through panel virtualization in ABF stage or DBF stage

빔 결합에 따른 어레이 팩터는 아래 수학식 34에 기초하여 정의될 수 있다.An array factor according to beam combining may be defined based on Equation 34 below.

Figure 112018005119784-pat00174
Figure 112018005119784-pat00174

수학식 34에서 패널 가상화에 따른 어레이 팩터(

Figure 112018005119784-pat00175
)는 아래 수학식 35에 기초하여 정의될 수 있다.In Equation 34, the array factor according to panel virtualization (
Figure 112018005119784-pat00175
) may be defined based on Equation 35 below.

Figure 112018005119784-pat00176
Figure 112018005119784-pat00176

수학식 34에서 ABF 단계에서 어레이 팩터(

Figure 112018005119784-pat00177
)는 아래 수학식 36에 기초하여 정의될 수 있다.In Equation 34, the array factor (
Figure 112018005119784-pat00177
) may be defined based on Equation 36 below.

Figure 112018005119784-pat00178
Figure 112018005119784-pat00178

수학식 34에서,

Figure 112018005119784-pat00179
은 빔 결합을 위한 수평 패널 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00180
은 빔 결합을 위한 수직 패널 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00181
는 안테나 엘리먼트들의 개수일 수 있다. 패널들 간의 간격은 아래 수학식 37에 기초하여 정의될 수 있다.In Equation 34,
Figure 112018005119784-pat00179
may be a horizontal panel index for beam combining,
Figure 112018005119784-pat00180
may be a vertical panel index for beam combining,
Figure 112018005119784-pat00181
may be the number of antenna elements. The interval between the panels may be defined based on Equation 37 below.

Figure 112018005119784-pat00182
Figure 112018005119784-pat00182

"빔 결합 방식 1(예를 들어, 빔 결합 방식 1에서 가중치 및 위상 시프트)"은 아래 수학식 38에 기초하여 수행될 수 있다.“Beam combining method 1 (eg, weight and phase shift in beam combining method 1)” may be performed based on Equation 38 below.

Figure 112018005119784-pat00183
Figure 112018005119784-pat00183

수학식 38에서,

Figure 112018005119784-pat00184
는 안테나 엘리먼트들의 개수일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00185
는 수평축에서 안테나 엘리먼트 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00186
는 수직축에서 안테나 엘리먼트 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00187
은 빔 결합을 위한 수평 패널 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00188
은 빔 결합을 위한 수직 패널 인덱스일 수 있다.In Equation 38,
Figure 112018005119784-pat00184
may be the number of antenna elements,
Figure 112018005119784-pat00185
may be an antenna element index in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00186
may be the antenna element index in the vertical axis,
Figure 112018005119784-pat00187
may be a horizontal panel index for beam combining,
Figure 112018005119784-pat00188
may be a vertical panel index for beam combining.

Figure 112018005119784-pat00189
Figure 112018005119784-pat00190
를 위한 빔 스티어링 각도일 수 있고, 아래 수학식 39에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00189
Is
Figure 112018005119784-pat00190
It may be a beam steering angle for , and may be defined based on Equation 39 below.

Figure 112018005119784-pat00191
Figure 112018005119784-pat00191

Figure 112018005119784-pat00192
Figure 112018005119784-pat00193
를 위한 빔 스티어링 각도일 수 있고, 아래 수학식 40에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00192
Is
Figure 112018005119784-pat00193
It may be a beam steering angle for , and may be defined based on Equation 40 below.

Figure 112018005119784-pat00194
Figure 112018005119784-pat00194

"빔 결합 방식 2(예를 들어, 빔 결합 방식 2에서 가중치 및 위상 시프트)"는 아래 수학식 41에 기초하여 수행될 수 있다.“Beam combining method 2 (eg, weight and phase shift in beam combining method 2)” may be performed based on Equation 41 below.

Figure 112018005119784-pat00195
Figure 112018005119784-pat00195

수학식 41에서,

Figure 112018005119784-pat00196
는 안테나 엘리먼트들의 개수일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00197
는 수평축에서 안테나 엘리먼트 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00198
는 수직축에서 안테나 엘리먼트 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00199
은 빔 결합을 위한 수평 패널 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00200
은 빔 결합을 위한 수직 패널 인덱스일 수 있다.In Equation 41,
Figure 112018005119784-pat00196
may be the number of antenna elements,
Figure 112018005119784-pat00197
may be an antenna element index in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00198
may be the antenna element index in the vertical axis,
Figure 112018005119784-pat00199
may be a horizontal panel index for beam combining,
Figure 112018005119784-pat00200
may be a vertical panel index for beam combining.

수학식 41에서, mc는 아래 수학식 42에 기초하여 정의될 수 있고, nc는 아래 수학식 43에 기초하여 정의될 수 있다.In Equation 41, m c may be defined based on Equation 42 below, and n c may be defined based on Equation 43 below.

Figure 112018005119784-pat00201
Figure 112018005119784-pat00201

Figure 112018005119784-pat00202
Figure 112018005119784-pat00202

Figure 112018005119784-pat00203
Figure 112018005119784-pat00204
를 위한 빔 스티어링 각도일 수 있고, 앞서 설명된 수학식 39에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00205
Figure 112018005119784-pat00206
를 위한 빔 스티어링 각도일 수 있고, 앞서 설명된 수학식 40에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00203
Is
Figure 112018005119784-pat00204
It may be a beam steering angle for , and may be defined based on Equation 39 described above.
Figure 112018005119784-pat00205
Is
Figure 112018005119784-pat00206
It may be a beam steering angle for , and may be defined based on Equation 40 described above.

"빔 결합 방식 3(예를 들어, 빔 결합 방식 3에서 가중치 및 위상 시프트)"은 아래 수학식 44에 기초하여 수행될 수 있다.“Beam combining method 3 (eg, weight and phase shift in beam combining method 3)” may be performed based on Equation 44 below.

Figure 112018005119784-pat00207
Figure 112018005119784-pat00207

수학식 44에서,

Figure 112018005119784-pat00208
는 안테나 엘리먼트들의 개수일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00209
는 수평축에서 안테나 엘리먼트 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00210
는 수직축에서 안테나 엘리먼트 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00211
은 빔 결합을 위한 수평 패널 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00212
은 빔 결합을 위한 수직 패널 인덱스일 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00213
Figure 112018005119784-pat00214
를 위한 빔 스티어링 각도일 수 있고, 아래 수학식 45에 기초하여 정의될 수 있다.In Equation 44,
Figure 112018005119784-pat00208
may be the number of antenna elements,
Figure 112018005119784-pat00209
may be an antenna element index in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00210
may be the antenna element index in the vertical axis,
Figure 112018005119784-pat00211
may be a horizontal panel index for beam combining,
Figure 112018005119784-pat00212
may be a vertical panel index for beam combining.
Figure 112018005119784-pat00213
Is
Figure 112018005119784-pat00214
It may be a beam steering angle for , and may be defined based on Equation 45 below.

Figure 112018005119784-pat00215
Figure 112018005119784-pat00215

Figure 112018005119784-pat00216
Figure 112018005119784-pat00217
를 위한 빔 스티어링 각도일 수 있고, 아래 수학식 46에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00216
Is
Figure 112018005119784-pat00217
It may be a beam steering angle for , and may be defined based on Equation 46 below.

Figure 112018005119784-pat00218
Figure 112018005119784-pat00218

"빔 결합 방식 4(예를 들어, 빔 결합 방식 4에서 가중치 및 위상 시프트)"는 아래 수학식 47에 기초하여 수행될 수 있다.“Beam combining scheme 4 (eg, weight and phase shift in beam combining scheme 4)” may be performed based on Equation 47 below.

Figure 112018005119784-pat00219
Figure 112018005119784-pat00219

수학식 47에서,

Figure 112018005119784-pat00220
는 안테나 엘리먼트들의 개수일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00221
는 수평축에서 안테나 엘리먼트 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00222
는 수직축에서 안테나 엘리먼트 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00223
은 빔 결합을 위한 수평 패널 인덱스일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00224
은 빔 결합을 위한 수직 패널 인덱스일 수 있다.In Equation 47,
Figure 112018005119784-pat00220
may be the number of antenna elements,
Figure 112018005119784-pat00221
may be an antenna element index in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00222
may be the antenna element index in the vertical axis,
Figure 112018005119784-pat00223
may be a horizontal panel index for beam combining,
Figure 112018005119784-pat00224
may be a vertical panel index for beam combining.

mc는 앞서 설명된 수학식 42에 기초하여 정의될 수 있고, nc는 앞서 설명된 수학식 43에 기초하여 정의될 수 있다.

Figure 112018005119784-pat00225
Figure 112018005119784-pat00226
를 위한 빔 스티어링 각도일 수 있고, 앞서 설명된 수학식 45에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00227
Figure 112018005119784-pat00228
를 위한 빔 스티어링 각도일 수 있고, 앞서 설명된 수학식 46에 기초하여 정의될 수 있다.m c may be defined based on Equation 42 described above, and n c may be defined based on Equation 43 described above.
Figure 112018005119784-pat00225
Is
Figure 112018005119784-pat00226
It may be a beam steering angle for , and may be defined based on Equation 45 described above.
Figure 112018005119784-pat00227
Is
Figure 112018005119784-pat00228
It may be a beam steering angle for , and may be defined based on Equation 46 described above.

한편, ABF 단계에서 패널 가상화가 수행되는 경우, "빔 결합 방식 2" 및 "빔 결합 방식 3"이 적용될 수 있다. DBF 단계에서 패널 가상화가 수행되는 경우, "빔 결합 방식 1", "빔 결합 방식 3" 및 "빔 결합 방식 4"가 적용될 수 있다. 패널 가상화(예를 들어, 빔 결합)가 수행된 경우, 안테나 이득은 다음과 같을 수 있다.Meanwhile, when panel virtualization is performed in the ABF step, "beam combining method 2" and "beam combining method 3" may be applied. When panel virtualization is performed in the DBF step, "beam combining method 1", "beam combining method 3", and "beam combining method 4" may be applied. When panel virtualization (eg, beam combining) is performed, the antenna gain may be as follows.

도 21은 패널 가상화가 적용된 실시예에서 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.21 is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern in an embodiment to which panel virtualization is applied.

도 21을 참조하면, 하나의 패널 내의 8×8 안테나 엘리먼트들에 의해 생성된 빔 패턴 및 안테나 이득이 확인될 수 있고, 4×4 패널들의 가상화를 통해 형성된 32×32 안테나 엘리먼트들에 의해 생성된 빔 패턴 및 안테나 이득이 확인될 수 있다. 패널 가상화가 적용된 경우, 상대적으로 좁은 빔이 생성될 수 있고, 상대적으로 높은 안테나 이득이 발생할 수 있다. 여기서, 커버리지 홀(예를 들어, 지향점 대비 -3dB 안테나 이득이 발생하는 커버리지 홀)은 DBF에 의해 보상될 수 있다.Referring to FIG. 21 , a beam pattern and antenna gain generated by 8×8 antenna elements in one panel can be confirmed, and a beam pattern generated by 32×32 antenna elements formed through virtualization of 4×4 panels Beam pattern and antenna gain can be ascertained. When panel virtualization is applied, a relatively narrow beam may be generated, and a relatively high antenna gain may be generated. Here, a coverage hole (eg, a coverage hole in which an antenna gain of -3 dB compared to a directing point occurs) may be compensated by DBF.

도 22는 빔 결합 방식에 따른 안테나 이득 및 빔 패턴의 제1 실시예를 도시한 그래프이다.22 is a graph illustrating a first embodiment of an antenna gain and a beam pattern according to a beam combining method.

도 22를 참조하면, "Alt1"은 "빔 결합 방식 1"을 지시할 수 있고, "Alt2"는 "빔 결합 방식 2"를 지시할 수 있다. "Alt2"가 적용된 실시예에서 빔 폭은 "Alt1"이 적용된 실시예에서 빔 폭보다 좁을 수 있다. 가상화되는 패널들의 개수(예를 들어, 1+1, 2+2, 4+4, 8+8)가 많을수록 안테나 이득은 증가할 수 있다.Referring to FIG. 22 , “Alt1” may indicate “beam combining method 1” and “Alt2” may indicate “beam combining method 2”. In the embodiment to which "Alt2" is applied, the beam width may be narrower than the beam width in the embodiment to which "Alt1" is applied. Antenna gain may increase as the number of virtualized panels increases (eg, 1+1, 2+2, 4+4, 8+8).

패널 기반의 빔포밍에 따른 결합된 빔 코드북(combined beam codebook ) Combined beam codebook according to panel- based beamforming

Figure 112018005119784-pat00229
는 적어도 하나의 패널에서 {
Figure 112018005119784-pat00230
,
Figure 112018005119784-pat00231
}로 매핑되는 빔포밍 벡터일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00232
는 아날로그 빔을 지시할 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00233
는 디지털 빔을 지시할 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00234
,
Figure 112018005119784-pat00235
Figure 112018005119784-pat00236
는 송신기와 수신기에서 공유될 수 있다. 빔 결합에 따른 빔 스티어링 각도(
Figure 112018005119784-pat00237
,
Figure 112018005119784-pat00238
)를 위한 코드북(
Figure 112018005119784-pat00239
)은 아래 수학식 48에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00229
in at least one panel {
Figure 112018005119784-pat00230
,
Figure 112018005119784-pat00231
} may be a beamforming vector mapped to,
Figure 112018005119784-pat00232
may indicate an analog beam,
Figure 112018005119784-pat00233
may indicate a digital beam.
Figure 112018005119784-pat00234
,
Figure 112018005119784-pat00235
and
Figure 112018005119784-pat00236
may be shared by the transmitter and the receiver. Beam steering angle according to beam combination (
Figure 112018005119784-pat00237
,
Figure 112018005119784-pat00238
) for the codebook (
Figure 112018005119784-pat00239
) may be defined based on Equation 48 below.

Figure 112018005119784-pat00240
Figure 112018005119784-pat00240

Figure 112018005119784-pat00241
는 수학식 49에 기초하여 빔 패턴(예를 들어, 빔폭, 지향점)의 서비스 영역의 각도에 따라 양자화될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00241
may be quantized according to the angle of the service area of the beam pattern (eg, beam width, directing point) based on Equation 49.

Figure 112018005119784-pat00242
Figure 112018005119784-pat00242

빔 측정 절차 Beam measurement procedure

빔 관련 동작(예를 들어, 빔 선택 동작, 빔 변경 동작, HARQ 재전송 동작, 링크 적응 동작 등)을 수행하기 위해, 수신기는 송신기로부터 수신된 신호에 기초하여 수신기와 송신기 간의 채널 상태(예를 들어, 빔 상태)를 측정할 수 있다. 예를 들어, 수신기는 빔 패턴에 따라 수신된 신호(예를 들어, 참조 신호(reference signal), 동기 신호(synchronization signal))의 세기에 기초하여 유효 채널(effective channel, heff)을 선택할 수 있고, 선택된 유효 채널(heff)에 대응하는 빔의 정보를 송신기에 보고할 수 있다. 유효 채널(heff)은 아래 수학식 50에 기초하여 결정될 수 있다.In order to perform a beam-related operation (eg, a beam selection operation, a beam change operation, a HARQ retransmission operation, a link adaptation operation, etc.), the receiver is configured to perform a channel state (eg, , beam state) can be measured. For example, the receiver may select an effective channel (h eff ) based on the strength of a received signal (eg, a reference signal, a synchronization signal) according to a beam pattern, and , information on a beam corresponding to the selected effective channel (h eff ) may be reported to the transmitter. The effective channel h eff may be determined based on Equation 50 below.

Figure 112018005119784-pat00243
Figure 112018005119784-pat00243

수학식 50에서,

Figure 112018005119784-pat00244
는 수평축에서 다중 전송 아날로그 빔들(multiple transmit analog beams)을 선택하기 위한 후보 집합을 지시할 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00245
는 수직축에서 다중 전송 아날로그 빔들을 선택하기 위한 후보 집합을 지시할 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00246
Figure 112018005119784-pat00247
각각은 아래 수학식 51에 기초하여 정의될 수 있다.In Equation 50,
Figure 112018005119784-pat00244
may indicate a candidate set for selecting multiple transmit analog beams in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00245
may indicate a candidate set for selecting multiple transmission analog beams on the vertical axis.
Figure 112018005119784-pat00246
and
Figure 112018005119784-pat00247
Each may be defined based on Equation 51 below.

Figure 112018005119784-pat00248
Figure 112018005119784-pat00248

빔 검색(finding) 절차 Beam finding procedure

빔 검색 절차는 아날로그 단에서 생성된 빔(예를 들어, 고정 빔, 아날로그 빔)들 중 최적의 빔을 검색하는 단계 및 디지털 단에서 생성된 빔(예를 들어, 디지털 빔, 전기적 틸팅된 빔)들 중 최적의 빔을 검색하는 단계를 포함할 수 있다. 서로 다른 공간에서 수신되는 빔들의 측정 절차를 통해 최적의 빔을 검색하기 위해, 빔 검색 절차는 "

Figure 112018005119784-pat00249
"번 수행될 수 있다. 수신기에서 수신 빔포밍이 적용되는 경우, 빔 검색 절차의 수행 횟수는 수신기의 빔들의 개수에 따라 증가할 수 있다. 예를 들어, 빔 검색 절차의 수행 횟수는
Figure 112018005119784-pat00250
일 수 있다. 여기서, Mr은 수신기의 빔들의 개수일 수 있다. 빔 검색 절차는 아래 방식들에 기초하여 수행될 수 있다.The beam search procedure includes the steps of searching for an optimal beam among beams (eg, fixed beam, analog beam) generated in the analog stage and the beam generated in the digital stage (eg, digital beam, electrically tilted beam) It may include searching for an optimal beam among them. In order to search for an optimal beam through the measurement procedure of beams received in different spaces, the beam search procedure is
Figure 112018005119784-pat00249
"Could be performed once. When reception beamforming is applied in the receiver, the number of times of performing the beam search procedure may increase according to the number of beams of the receiver. For example, the number of times of performing the beam search procedure is
Figure 112018005119784-pat00250
can be Here, M r may be the number of beams of the receiver. The beam search procedure may be performed based on the following methods.

빔 검색 방식 1Beam search method 1

아날로그 빔에 대한 빔 패턴(이하, "아날로그 빔 패턴"이라 함) 및 디지털 빔에 대한 빔 패턴(이하, "디지털 빔 패턴"이라 함)이 각각 정의되는 경우, 수신기는 아날로그 빔의 검색을 완료한 후에 디지털 빔을 검색할 수 있다.When a beam pattern for an analog beam (hereinafter referred to as "analog beam pattern") and a beam pattern for a digital beam (hereinafter referred to as "digital beam pattern") are respectively defined, the receiver completes the search for the analog beam. Afterwards, the digital beam can be retrieved.

- 단계 1: 수신기는 송신기로부터 신호(예를 들어, 참조 신호, 동기 신호 등)을 수신할 수 있고, 수신된 신호의 품질에 기초하여 아날로그 빔들(예를 들어, 아날로그 빔 패턴) 중에서 적어도 하나의 아날로그 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 아날로그 빔)을 검색(또는, 선택)할 수 있다. 단계 1은 아래 수학식 52에 기초하여 수행될 수 있다. 수학식 52에서,

Figure 112018005119784-pat00251
는 아날로그 빔 패턴에서 수평 아날로그 빔의 지향 각도를 지시할 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00252
는 빔 패턴에서 수직 아날로그 빔의 지향 각도를 지시할 수 있다.- Step 1: The receiver may receive a signal (eg reference signal, synchronization signal, etc.) from the transmitter, and based on the quality of the received signal, at least one of the analog beams (eg analog beam pattern) An analog beam (eg, an analog beam having a received signal strength greater than or equal to a preset threshold) may be searched for (or selected). Step 1 may be performed based on Equation 52 below. In Equation 52,
Figure 112018005119784-pat00251
may indicate the orientation angle of the horizontal analog beam in the analog beam pattern,
Figure 112018005119784-pat00252
may indicate the directing angle of the vertical analog beam in the beam pattern.

Figure 112018005119784-pat00253
Figure 112018005119784-pat00253

- 단계 2: 수신기는 단계 1에서 검색된 빔 쌍들(예를 들어, 검색된 아날로그 빔에 대응하는 디지털 빔) 중에서 최적의 디지털 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 디지털 빔)을 검색(또는, 선택)할 수 있다. 최적의 디지털 빔은 송신기로부터 수신된 신호의 품질에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 아날로그 빔에 대응하는 디지털 빔은 해당 아날로그 빔에 기초하여 전기적 틸팅된 빔일 수 있다. 또한, 수신기는 최적의 디지털 빔에 대한 디지털 프리코딩 벡터를 검색할 수 있다. 단계 2는 아래 수학식 53에 기초하여 수행될 수 있고, 수학식 53에서

Figure 112018005119784-pat00254
각각은 단계 1에서 선택된
Figure 112018005119784-pat00255
을 지시할 수 있다.- Step 2: The receiver selects an optimal digital beam (for example, a digital beam having a received signal strength greater than or equal to a preset threshold) among the beam pairs (for example, a digital beam corresponding to the searched analog beam) searched in step 1 You can search (or select). The optimal digital beam may be determined based on the quality of the signal received from the transmitter. Here, the digital beam corresponding to the analog beam may be an electrically tilted beam based on the analog beam. In addition, the receiver may search for a digital precoding vector for an optimal digital beam. Step 2 may be performed based on Equation 53 below, and in Equation 53
Figure 112018005119784-pat00254
each selected in step 1
Figure 112018005119784-pat00255
can be instructed.

Figure 112018005119784-pat00256
Figure 112018005119784-pat00256

빔 검색 방식 2Beam search method 2

- 단계 1: 수신기는 송신기로부터 신호(예를 들어, 참조 신호, 동기 신호 등)을 수신할 수 있고, 수신된 신호의 품질에 기초하여 수평 아날로그 빔들 중에서 적어도 하나의 수평 아날로그 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 아날로그 빔)을 검색(또는, 선택)할 수 있다. 단계 1은 아래 수학식 54에 기초하여 수행될 수 있고, 수학식 54에서

Figure 112018005119784-pat00257
i는 아날로그 빔 패턴에서 임의의 수평 아날로그 빔(예를 들어, 임의의 수평 아날로그 빔의 지향각)일 수 있다.Step 1: The receiver may receive a signal (eg, a reference signal, a synchronization signal, etc.) from the transmitter, and based on the quality of the received signal, at least one of the horizontal analog beams (eg, An analog beam having a received signal strength greater than or equal to a preset threshold) may be searched for (or selected). Step 1 may be performed based on Equation 54 below, and in Equation 54
Figure 112018005119784-pat00257
i may be any horizontal analog beam (eg, the beam angle of any horizontal analog beam) in the analog beam pattern.

Figure 112018005119784-pat00258
Figure 112018005119784-pat00258

- 단계 2: 수신기는 수신된 신호의 품질에 기초하여 수직 아날로그 빔들 중에서 적어도 하나의 수직 아날로그 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 아날로그 빔)을 검색(또는, 선택)할 수 있다. 단계 2는 아래 수학식 55에 기초하여 수행될 수 있고, 수학식 55에서

Figure 112018005119784-pat00259
각각은 수학식 54의
Figure 112018005119784-pat00260
에 기초하여 선택된
Figure 112018005119784-pat00261
일 수 있다.- Step 2: The receiver searches for (or selects) at least one vertical analog beam (eg, an analog beam having a received signal strength greater than or equal to a preset threshold) among vertical analog beams based on the quality of the received signal. can Step 2 may be performed based on Equation 55 below, and in Equation 55
Figure 112018005119784-pat00259
Each of Equation 54
Figure 112018005119784-pat00260
selected based on
Figure 112018005119784-pat00261
can be

Figure 112018005119784-pat00262
Figure 112018005119784-pat00262

- 단계 3: 수신기는 단계 1 및 2에서 검색된 빔 쌍들(예를 들어, 검색된 수평 아날로그 빔 및 수직 아날로그 빔에 대응하는 디지털 빔) 중에서 최적의 디지털 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 디지털 빔)을 검색(또는, 선택)할 수 있다. 최적의 디지털 빔은 송신기로부터 수신된 신호의 품질에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 수평 아날로그 빔 및 수직 아날로그 빔에 대응하는 디지털 빔은 해당 아날로그 빔에 기초하여 전기적 틸팅된 빔일 수 있다. 또한, 수신기는 최적의 디지털 빔에 대한 디지털 프리코딩 벡터를 검색할 수 있다. 단계 3은 아래 수학식 56에 기초하여 수행될 수 있다.- Step 3: The receiver receives an optimal digital beam (for example, a received signal above a preset threshold value) among the beam pairs (for example, a digital beam corresponding to the searched horizontal analog beam and vertical analog beam) searched for in steps 1 and 2 A digital beam having an intensity) may be searched for (or selected). The optimal digital beam may be determined based on the quality of the signal received from the transmitter. Here, the digital beam corresponding to the horizontal analog beam and the vertical analog beam may be an electrically tilted beam based on the corresponding analog beam. In addition, the receiver may search for a digital precoding vector for an optimal digital beam. Step 3 may be performed based on Equation 56 below.

Figure 112018005119784-pat00263
Figure 112018005119784-pat00263

빔 검색 방식 3Beam search method 3

- 단계 1: 수신기는 송신기로부터 신호(예를 들어, 참조 신호, 동기 신호 등)을 수신할 수 있고, 수신된 신호의 품질에 기초하여 수평 아날로그 빔들 중에서 적어도 하나의 수평 아날로그 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 아날로그 빔)을 검색(또는, 선택)할 수 있다. 단계 1은 앞서 설명된 수학식 54에 기초하여 수행될 수 있다.Step 1: The receiver may receive a signal (eg, a reference signal, a synchronization signal, etc.) from the transmitter, and based on the quality of the received signal, at least one of the horizontal analog beams (eg, An analog beam having a received signal strength greater than or equal to a preset threshold) may be searched for (or selected). Step 1 may be performed based on Equation 54 described above.

- 단계 2: 수신기는 수신된 신호의 품질에 기초하여 수직 아날로그 빔들 중에서 적어도 하나의 수직 아날로그 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 아날로그 빔)을 검색(또는, 선택)할 수 있다. 단계 2는 앞서 설명된 수학식 55에 기초하여 수행될 수 있다.- Step 2: The receiver searches for (or selects) at least one vertical analog beam (eg, an analog beam having a received signal strength greater than or equal to a preset threshold) among vertical analog beams based on the quality of the received signal. can Step 2 may be performed based on Equation 55 described above.

- 단계 3: 수신기는 단계 1에서 검색된 빔 쌍들(예를 들어, 검색된 수평 아날로그 빔에 대응하는 수평 디지털 빔) 중에서 최적의 수평 디지털 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 디지털 빔)을 검색(또는, 선택)할 수 있다. 최적의 수평 디지털 빔은 송신기로부터 수신된 신호의 품질에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 수평 아날로그 빔에 대응하는 수평 디지털 빔은 해당 아날로그 빔에 기초하여 전기적 틸팅된 빔일 수 있다. 단계 3은 아래 수학식 57에 기초하여 수행될 수 있다. 수학식 57에서,

Figure 112018005119784-pat00264
각각은
Figure 112018005119784-pat00265
에 기초하여 선택된
Figure 112018005119784-pat00266
일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00267
e,i는 디지털 빔 패턴에서 임의의 수평 디지털 빔(예를 들어, 임의의 수평 디지털 빔의 지향각)일 수 있다.- Step 3: The receiver receives an optimal horizontal digital beam (for example, a digital beam having a received signal strength greater than or equal to a preset threshold value) among the beam pairs searched in step 1 (for example, a horizontal digital beam corresponding to the searched horizontal analog beam) beam) can be searched (or selected). The optimal horizontal digital beam may be determined based on the quality of the signal received from the transmitter. Here, the horizontal digital beam corresponding to the horizontal analog beam may be an electrically tilted beam based on the corresponding analog beam. Step 3 may be performed based on Equation 57 below. In Equation 57,
Figure 112018005119784-pat00264
each
Figure 112018005119784-pat00265
selected based on
Figure 112018005119784-pat00266
can be,
Figure 112018005119784-pat00267
e,i may be any horizontal digital beam (eg, the beam angle of any horizontal digital beam) in the digital beam pattern.

Figure 112018005119784-pat00268
Figure 112018005119784-pat00268

- 단계 4: 수신기는 단계 2에서 검색된 빔 쌍들(예를 들어, 검색된 수직 아날로그 빔에 대응하는 수직 디지털 빔) 중에서 최적의 수직 디지털 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 디지털 빔)을 검색(또는, 선택)할 수 있다. 최적의 수직 디지털 빔은 송신기로부터 수신된 신호의 품질에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 수직 아날로그 빔에 대응하는 수직 디지털 빔은 해당 아날로그 빔에 기초하여 전기적 틸팅된 빔일 수 있다. 단계 4는 아래 수학식 58에 기초하여 수행될 수 있고,

Figure 112018005119784-pat00269
Figure 112018005119784-pat00270
에 기초하여 선택된
Figure 112018005119784-pat00271
e일 수 있다.- Step 4: The receiver receives an optimal vertical digital beam (for example, a digital beam having a received signal strength greater than or equal to a preset threshold value) among the beam pairs searched in step 2 (for example, a vertical digital beam corresponding to the searched vertical analog beam) beam) can be searched (or selected). The optimal vertical digital beam may be determined based on the quality of the signal received from the transmitter. Here, the vertical digital beam corresponding to the vertical analog beam may be an electrically tilted beam based on the corresponding analog beam. Step 4 can be performed based on Equation 58 below,
Figure 112018005119784-pat00269
Is
Figure 112018005119784-pat00270
selected based on
Figure 112018005119784-pat00271
can be e .

Figure 112018005119784-pat00272
Figure 112018005119784-pat00272

한편, 앞서 설명된 빔 검색 방식 1-3에 의하면 검색 지연이 발생할 수 있다. 검색 지연은 다음과 같을 수 있다.Meanwhile, according to the beam search method 1-3 described above, a search delay may occur. The search delay can be:

도 23은 빔 검색 방식에 따른 검색 지연을 도시한 그래프이다.23 is a graph illustrating a search delay according to a beam search method.

도 23을 참조하면, "Alt1"은 "빔 검색 방식 1"을 지시할 수 있고, "Alt2"는은 "빔 검색 방식 2"를 지시할 수 있고, "Alt3"은 "빔 검색 방식 3"을 지시할 수 있다. FS(full search)는 모든 빔들을 검색하는 방식을 지시할 수 있다. "A"는 "아날로그 빔"을 지시할 수 있고, "D"는 "디지털 빔"을 지시할 수 있다. FS의 빔 검색 시도 횟수는 Alt1, Alt2 및 Alt3 각각의 빔 검색 시도 횟수보다 많을 수 있고, Alt3의 빔 검색 횟수가 가장 작을 수 있다. 예를 들어, FS의 빔 검색 복잡도(예를 들어, 빔 검색 시도 횟수)는 "

Figure 112018005119784-pat00273
"일 수 있고, Alt1의 빔 검색 복잡도는 "
Figure 112018005119784-pat00274
"일 수 있고, Alt2의 빔 검색 복잡도는 "
Figure 112018005119784-pat00275
"일 수 있고, Alt3의 빔 검색 복잡도는 "
Figure 112018005119784-pat00276
"일 수 있다.Referring to FIG. 23 , “Alt1” may indicate “beam search method 1”, “Alt2” may indicate “beam search method 2”, and “Alt3” may indicate “beam search method 3”. can direct A full search (FS) may indicate a method of searching all beams. “A” may indicate an “analog beam” and “D” may indicate a “digital beam”. The number of beam search attempts of the FS may be greater than the number of beam search attempts of Alt1, Alt2, and Alt3 respectively, and the number of beam search attempts of Alt3 may be the smallest. For example, the beam search complexity of FS (e.g., the number of beam search attempts) is "
Figure 112018005119784-pat00273
"can be, the beam search complexity of Alt1 is "
Figure 112018005119784-pat00274
"can be, the beam search complexity of Alt2 is "
Figure 112018005119784-pat00275
"can be, Alt3's beam search complexity is "
Figure 112018005119784-pat00276
"It could be

빔 측정 절차 Beam measurement procedure

빔 측정 절차에서 빔 상태(예를 들어, 채널 상태)가 측정될 수 있으며, 빔 상태는 MRU(measurement resource unit) 내에서 측정될 수 있다. MRU는 서브캐리어들 중에서 빔 상태를 측정하기 위해 사용되는 신호(이하, "빔 측정 신호"라 함)가 할당된 서브캐리어일 수 있다. 빔 측정 신호는 참조 신호(RS), 동기 신호(SS), BM-RS(beam measurement-reference signal), BWS(beam sweeping) 신호 등일 수 있다. 빔 측정 절차는 아래 표 6과 같이 분류될 수 있다.In the beam measurement procedure, a beam state (eg, a channel state) may be measured, and the beam state may be measured within a measurement resource unit (MRU). The MRU may be a subcarrier to which a signal (hereinafter, referred to as a “beam measurement signal”) used for measuring a beam state among subcarriers is allocated. The beam measurement signal may be a reference signal (RS), a synchronization signal (SS), a beam measurement-reference signal (BM-RS), a beam sweeping (BWS) signal, or the like. The beam measurement procedure may be classified as shown in Table 6 below.

Figure 112018005119784-pat00277
Figure 112018005119784-pat00277

빔 측정 절차에서 측정 결과는 dB 단위 또는 dBm 단위로 환산될 수 있고, 수신기는 환산된 값을 송신기에 보고할 수 있다. 또는, 수신기는 측정 결과를 양자화할 수 있고, 양자화된 값을 송신기에 보고할 수 있다. 또는, 수신기는 측정 결과로 SINR(signal to interference plus noise ratio), RSSI(received signal strength indicator) 또는 RSS(received signal strength)를 송신기에 보고할 수 있다. 이 경우, 송신기는 RSSI 또는 RSS에 기초하여 SINR을 추정할 수 있다.In the beam measurement procedure, the measurement result may be converted in dB unit or dBm unit, and the receiver may report the converted value to the transmitter. Alternatively, the receiver may quantize the measurement result and report the quantized value to the transmitter. Alternatively, the receiver may report a signal to interference plus noise ratio (SINR), a received signal strength indicator (RSSI), or a received signal strength (RSS) to the transmitter as a measurement result. In this case, the transmitter may estimate the SINR based on RSSI or RSS.

도 24는 빔 측정 절차의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.24 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a beam measurement procedure.

도 24를 참조하면, 송신기는 빔 측정 신호(예를 들어, 참조 신호, 동기 신호, BM-RS, BSW 신호)를 전송할 수 있다. 빔 측정 신호는 미리 설정된 주기에 기초하여 전송될 수 있다. 여기서, m 및 n 각각은 1 이상의 정수일 수 있다. 하나의 n에 대응하는 구간(이하, "OS"라 함)에서

Figure 112018005119784-pat00278
개의 빔 측정 신호들이 전송될 수 있다. 수신기는 송신기로부터 수신된 빔 측정 신호에 기초하여 빔 측정을 수행할 수 있고, 측정 결과를 송신기에 보고할 수 있다. tm 구간에서 측정 결과(
Figure 112018005119784-pat00279
)는 아래 수학식 59에 기초하여 계산될 수 있다. 예를 들어, tm 구간에서 측정 결과는 이전 구간(tm-1)에서 측정 값과 현재 구간(tm)에서 측정 값에 기초하여 계산될 수 있다.Referring to FIG. 24 , a transmitter may transmit a beam measurement signal (eg, a reference signal, a synchronization signal, a BM-RS, and a BSW signal). The beam measurement signal may be transmitted based on a preset period. Here, each of m and n may be an integer of 1 or more. In the section corresponding to one n (hereinafter referred to as "OS")
Figure 112018005119784-pat00278
n beam measurement signals may be transmitted. The receiver may perform beam measurement based on the beam measurement signal received from the transmitter, and may report the measurement result to the transmitter. Measurement results in the interval t m (
Figure 112018005119784-pat00279
) can be calculated based on Equation 59 below. For example, the measurement result in the t m section may be calculated based on the measured value in the previous section (t m −1) and the measured value in the current section (t m ).

Figure 112018005119784-pat00280
Figure 112018005119784-pat00280

Figure 112018005119784-pat00281
는 러닝 에버리징 파라미터(running averaging parameter)일 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00282
는 "tm = m" 구간 내의 n 구간 동안의 빔 측정 신호의 측정 값일 수 있고, 아래 수학식 60에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00281
may be a running averaging parameter.
Figure 112018005119784-pat00282
may be a measurement value of the beam measurement signal for n periods within the "t m = m" period, and may be defined based on Equation 60 below.

Figure 112018005119784-pat00283
Figure 112018005119784-pat00283

Figure 112018005119784-pat00284
는 이전 구간(tn = n-1)까지의 측정 값(
Figure 112018005119784-pat00285
)과 현재 구간(tn = n)에서 측정 값에 기초하여 계산될 수 있다. 예를 들어,
Figure 112018005119784-pat00286
는 아래 수학식 61에 기초하여 계산될 수 있다. 여기서,
Figure 112018005119784-pat00287
는 러닝 에버리징 파라미터일 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00284
is the measured value up to the previous interval (t n = n-1) (
Figure 112018005119784-pat00285
) and the current interval (t n = n) may be calculated based on the measured values. for example,
Figure 112018005119784-pat00286
can be calculated based on Equation 61 below. here,
Figure 112018005119784-pat00287
may be a running averaging parameter.

Figure 112018005119784-pat00288
Figure 112018005119784-pat00288

Figure 112018005119784-pat00289
은 "tn = n" 구간 내의 적어도 하나의 빔 측정 신호에 기초하여 측정될 수 있으며, 아래 수학식 62에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00289
may be measured based on at least one beam measurement signal within the "t n = n" interval, and may be defined based on Equation 62 below.

Figure 112018005119784-pat00290
Figure 112018005119784-pat00290

Figure 112018005119784-pat00291
는 이전 구간(tos = OS - 1)까지의
Figure 112018005119784-pat00292
와 현재 구간(tos = OS)에서 측정 값에 기초하여 계산될 수 있다. 예를 들어,
Figure 112018005119784-pat00293
는 아래 수학식 63에 기초하여 계산될 수 있다. 여기서,
Figure 112018005119784-pat00294
는 러닝 에버리징 파라미터일 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00291
is up to the previous interval (t os = OS - 1)
Figure 112018005119784-pat00292
and can be calculated based on the measured values in the current section (t os = OS). for example,
Figure 112018005119784-pat00293
can be calculated based on Equation 63 below. here,
Figure 112018005119784-pat00294
may be a running averaging parameter.

Figure 112018005119784-pat00295
Figure 112018005119784-pat00295

Figure 112018005119784-pat00296
는 "tos = OS" 구간에서 빔 측정 신호의 측정 값일 수 있으며, 아래 수학식 64에 기초하여 계산될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00296
may be a measurement value of the beam measurement signal in the "t os = OS" section, and may be calculated based on Equation 64 below.

Figure 112018005119784-pat00297
Figure 112018005119784-pat00297

Figure 112018005119784-pat00298
는 송신기의 RF 체인을 위한 아날로그 빔별 빔 측정 신호 #j(즉, BM-RS #j)를 위해 할당된 OFMD 심볼들에서 서브캐리어들의 개수를 지시할 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00299
각각은 BM-RS #j의 측정을 위해 송신기와 수신기 간에 미리 설정된
Figure 112018005119784-pat00300
일 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00301
는 수평축에서 다중 전송 아날로그 빔들을 선택하기 위한 후보 집합을 지시할 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00302
는 수직축에서 다중 전송 아날로그 빔들을 선택하기 위한 후보 집합을 지시할 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00303
Figure 112018005119784-pat00304
각각은 아래 수학식 65에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00298
may indicate the number of subcarriers in the OFMD symbols allocated for the beam measurement signal #j (ie, BM-RS #j) for each analog beam for the RF chain of the transmitter,
Figure 112018005119784-pat00299
Each is preset between transmitter and receiver for measurement of BM-RS #j
Figure 112018005119784-pat00300
can be
Figure 112018005119784-pat00301
may indicate a candidate set for selecting multiple transmission analog beams in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00302
may indicate a candidate set for selecting multiple transmission analog beams on the vertical axis.
Figure 112018005119784-pat00303
and
Figure 112018005119784-pat00304
Each may be defined based on Equation 65 below.

Figure 112018005119784-pat00305
Figure 112018005119784-pat00305

또는,

Figure 112018005119784-pat00306
는 아래 수학식 66 내지 수학식 69에 기초하여 계산될 수 있다.or,
Figure 112018005119784-pat00306
may be calculated based on Equations 66 to 69 below.

Figure 112018005119784-pat00307
Figure 112018005119784-pat00307

Figure 112018005119784-pat00308
Figure 112018005119784-pat00308

Figure 112018005119784-pat00309
Figure 112018005119784-pat00309

Figure 112018005119784-pat00310
Figure 112018005119784-pat00310

Nsc는 송신기에서 물리 채널 상태 정보의 측정을 위한 OFDM 심볼들에서 서브캐리어들의 개수를 지시할 수 있다. 예를 들어, Nsc는 하나의 MRU 또는 복수의 MRU들(예를 들어, 최대 시스템 대역폭) 내의 전체 서브캐리어들의 개수를 지시할 수 있다. 또는, 참조 신호(RS)에 기초하여 채널이 측정되는 경우, Nsc

Figure 112018005119784-pat00311
로 설정될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00312
는 송신기의 RF 체인을 위한 아날로그 빔별 참조 신호(RS) #j를 위해 할당된 OFDM 심볼들에서 서브캐리어들의 개수를 지시할 수 있다.N sc may indicate the number of subcarriers in OFDM symbols for measurement of physical channel state information in the transmitter. For example, N sc may indicate the total number of subcarriers in one MRU or a plurality of MRUs (eg, maximum system bandwidth). Alternatively, when the channel is measured based on the reference signal RS, N sc is
Figure 112018005119784-pat00311
can be set to
Figure 112018005119784-pat00312
may indicate the number of subcarriers in OFDM symbols allocated for reference signal (RS) #j for each analog beam for the RF chain of the transmitter.

s[k]는 k번째 서브캐리어에서 전송되는 신호(예를 들어, 참조 신호(RS), 샘플, 메시지)의 송신 전력을 지시할 수 있다. s[k]는 신호의 전송 전에 정의 또는 지시될 수 있다. r[k]는 k번째 서브캐리어에서 수신되는 신호(예를 들어, 참조 신호(RS), 샘플, 메시지)의 수신 전력을 지시할 수 있다. 여기서, r[k]는 간섭 및 잡음을 제외한 신호의 수신 전력을 지시할 수 있고, 아래 수학식 70에 기초하여 정의될 수 있다.s[k] may indicate the transmission power of a signal (eg, a reference signal (RS), sample, message) transmitted in the k-th subcarrier. s[k] may be defined or indicated prior to transmission of a signal. r[k] may indicate the reception power of a signal (eg, a reference signal RS, a sample, a message) received in the k-th subcarrier. Here, r[k] may indicate reception power of a signal excluding interference and noise, and may be defined based on Equation 70 below.

Figure 112018005119784-pat00313
Figure 112018005119784-pat00313

Figure 112018005119784-pat00314
각각은 참조 신호(RS) #j의 측정을 위해 송신기와 수신기 간에 미리 설정된
Figure 112018005119784-pat00315
일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00316
는 수평축에서 다중 전송 아날로그 빔들을 선택하기 위한 후보 집합을 지시할 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00317
는 수직축에서 다중 전송 아날로그 빔들을 선택하기 위한 후보 집합을 지시할 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00318
Figure 112018005119784-pat00319
각각은 앞서 설명된 수학식 65에 기초하여 정의될 수 있다. RSSI[k]는 k번째 서브캐리어에서 수신되는 신호(예를 들어, RS, 샘플, 메시지)의 수신 전력을 지시할 수 있다. 여기서, RSSI[k]는 간섭 및 잡음을 포함하는 신호의 수신 전력을 지시할 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00314
Each is preset between transmitter and receiver for measurement of reference signal (RS) #j
Figure 112018005119784-pat00315
can be,
Figure 112018005119784-pat00316
may indicate a candidate set for selecting multiple transmission analog beams in the horizontal axis,
Figure 112018005119784-pat00317
may indicate a candidate set for selecting multiple transmission analog beams on the vertical axis.
Figure 112018005119784-pat00318
and
Figure 112018005119784-pat00319
Each may be defined based on Equation 65 described above. RSSI[k] may indicate the reception power of a signal (eg, RS, sample, message) received in the k-th subcarrier. Here, RSSI[k] may indicate the reception power of a signal including interference and noise.

수신기는 빔 측정을 위해 사용되는 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있으며, 이 경우에 아래 수학식 71이 사용될 수 있다.The receiver may include at least one antenna used for beam measurement. In this case, Equation 71 below may be used.

Figure 112018005119784-pat00320
Figure 112018005119784-pat00320

Figure 112018005119784-pat00321
는 빔 측정을 수행하는 수신기의 안테나 #r의
Figure 112018005119784-pat00322
일 수 있고,
Figure 112018005119784-pat00323
는 수신기에서 빔 측정을 수행하는 안테나들(예를 들어, 안테나 엘리먼트들)의 개수를 지시할 수 있다. 수신기는 빔 측정을 수행하는 모든 안테나들에서 측정된 평균값을 계산할 수 있고, 평균값을 송신기에 보고할 수 있다. 여기서, 평균값은 아래 수학식 72에 기초하여 계산될 수 있다.
Figure 112018005119784-pat00321
is the antenna #r of the receiver performing the beam measurement
Figure 112018005119784-pat00322
can be,
Figure 112018005119784-pat00323
may indicate the number of antennas (eg, antenna elements) for performing beam measurement in the receiver. The receiver may calculate an average value measured by all antennas performing beam measurement, and may report the average value to the transmitter. Here, the average value may be calculated based on Equation 72 below.

Figure 112018005119784-pat00324
Figure 112018005119784-pat00324

한편, 섹터 내에서 복수의 빔들을 통해 통신 서비스가 제공되는 경우, 빔들 간의 간섭이 발생할 수 있다. 하나의 송신기가 공간 영역에서 구별되는 복수의 섹터들에서 통신 서비스를 제공하는 경우, 섹터들 간에 간섭이 발생할 수 있다. 인접한 송신기들이 신호를 전송하는 경우, 인접한 송신기들 간에 간섭이 발생할 수 있다. 앞서 설명된 간섭은 BM-IM(beam measurement-interference measurement)을 통해 측정될 수 있고, BM-IM을 위한 자원(예를 들어, RE(resource element), 서브캐리어, 심볼)이 설정될 수 있다. 수신기는 BM-IM을 위한 자원에서 빔 간섭을 측정할 수 있으며, 송신기는 BM-IM을 위해 설정된 자원을 통해 어떠한 신호도 전송하지 않을 수 있다. 수신기는 BM-IM을 위해 설정된 자원에서

Figure 112018005119784-pat00325
,
Figure 112018005119784-pat00326
Figure 112018005119784-pat00327
을 측정할 수 있고, 측정된 값을 송신기에 보고할 수 있다.Meanwhile, when a communication service is provided through a plurality of beams in a sector, interference between the beams may occur. When one transmitter provides a communication service in a plurality of sectors that are distinguished in a spatial domain, interference between the sectors may occur. When adjacent transmitters transmit signals, interference may occur between adjacent transmitters. The interference described above may be measured through beam measurement-interference measurement (BM-IM), and resources (eg, resource element (RE), subcarrier, symbol) for BM-IM may be configured. The receiver may measure beam interference in the resource for BM-IM, and the transmitter may not transmit any signal through the resource configured for the BM-IM. Receiver from the resource set for BM-IM
Figure 112018005119784-pat00325
,
Figure 112018005119784-pat00326
and
Figure 112018005119784-pat00327
can be measured, and the measured value can be reported to the transmitter.

도 25는 빔 측정 절차의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.25 is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of a beam measurement procedure.

도 25를 참조하면, 기지국(2500)은 4개의 빔들(예를 들어, 빔 #0, 빔 #1, 빔 #2, 빔 #3)을 통해 빔 측정 신호(예를 들어, 참조 신호, BM-RS, 동기 신호, BSW 신호)를 전송할 수 있다. 여기서, 4개의 빔들의 인덱스는 서로 다를 수 있고, 빔 측정 신호는 빔포밍 방식으로 전송될 수 있다. 빔 측정 신호는 아래 방식들에 기초하여 전송될 수 있다.Referring to FIG. 25 , the base station 2500 transmits a beam measurement signal (eg, a reference signal, BM-) through four beams (eg, beam #0, beam #1, beam #2, beam #3). RS, sync signal, BSW signal) can be transmitted. Here, the indices of the four beams may be different from each other, and the beam measurement signal may be transmitted in a beamforming method. The beam measurement signal may be transmitted based on the following schemes.

도 26a는 빔 측정 신호의 전송 방식의 제1 실시예를 도시한 타이밍도이다.26A is a timing diagram illustrating a first embodiment of a transmission method of a beam measurement signal.

도 26a를 참조하면, 기지국(2500)은 빔 측정을 위해 사용되는 BSW 신호 및 BM-RS를 전송할 수 있다. BSW 신호 및 BM-RS 각각은 주기적으로 전송될 수 있고, BM-RS는 빔포밍 방식으로 전송될 수 있다.Referring to FIG. 26A , the base station 2500 may transmit a BSW signal and a BM-RS used for beam measurement. Each of the BSW signal and the BM-RS may be transmitted periodically, and the BM-RS may be transmitted in a beamforming manner.

도 26b는 빔 측정 신호의 전송 방식의 제2 실시예를 도시한 타이밍도이다.26B is a timing diagram illustrating a second embodiment of a method of transmitting a beam measurement signal.

도 26b를 참조하면, 기지국(2500)은 빔 측정을 위해 사용되는 BSW 신호, BM-RS 및 결합된 BM-RS를 전송할 수 있다. 결합된 BM-RS는 결합됨 빔을 통해 전송되는 BM-RS일 수 있다. BSW 신호, BM-RS 및 결합된 BM-RS 각각은 주기적으로 전송될 수 있고, BM-RS 및 결합된 BM-RS는 빔포밍 방식으로 전송될 수 있다.Referring to FIG. 26B , the base station 2500 may transmit a BSW signal used for beam measurement, a BM-RS, and a combined BM-RS. The combined BM-RS may be a BM-RS transmitted through the combined beam. Each of the BSW signal, the BM-RS and the combined BM-RS may be transmitted periodically, and the BM-RS and the combined BM-RS may be transmitted in a beamforming manner.

다시 도 25를 참조하면, 단말(2510)은 기지국으로부터 수신된 빔 측정 신호에 기초하여 빔 측정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말(2510)은 빔 측정 결과가 미리 설정된 기준을 만족하는 적어도 하나의 빔(예를 들어, 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 적어도 하나의 빔)을 선택할 수 있다. 미리 설정된 기준을 만족하는 빔이 빔 #1 및 빔 #2인 경우, 단말(2510)은 빔 #1 및 빔 #2를 지시하는 정보(예를 들어, 빔 인덱스)를 기지국(2500)에 전송할 수 있다.Referring back to FIG. 25 , the terminal 2510 may perform beam measurement based on a beam measurement signal received from the base station. For example, the terminal 2510 may select at least one beam whose beam measurement result satisfies a preset criterion (eg, at least one beam having a received signal strength equal to or greater than a preset threshold value). When the beams satisfying the preset criteria are beam #1 and beam #2, the terminal 2510 may transmit information (eg, beam index) indicating the beam #1 and beam #2 to the base station 2500 . have.

기지국(2500)은 빔 측정 신호에 기초하여 선택된 빔 정보(예를 들어, 빔 #1, 빔 #2)를 단말(2510)로부터 수신할 수 있고, 빔 #1 및 빔 #2를 사용하여 단말(2510)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 이 경우, 기지국(2500)은 서로 다른 인덱스를 가지는 빔 #1 및 빔 #2를 사용하여 단말(2510)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 또는, 기지국(2500)은 결합된 빔(예를 들어, 빔 #1 및 빔 #2)을 사용하여 단말(2510)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 결합된 BM-RS(예를 들어, 결합된 빔 #1 및 빔 #2를 통해 전송된 BM-RS)에 기초한 측정 결과가 단말(2510)로부터 수신된 경우, 기지국(2500)은 해당 측정 결과가 결합된 BM-RS에 기초한 측정 결과인 것을 알 수 있고, 측정 결과에 의해 지시되는 결합된 빔 #1 및 빔 #2를 사용하여 단말(2510)에 통신 서비스를 제공할 수 있다.The base station 2500 may receive beam information (eg, beam #1 and beam #2) selected based on the beam measurement signal from the terminal 2510, and using the beam #1 and beam #2, the terminal ( 2510) may provide a communication service. In this case, the base station 2500 may provide a communication service to the terminal 2510 using beams #1 and #2 having different indices. Alternatively, the base station 2500 may provide a communication service to the terminal 2510 using a combined beam (eg, beam #1 and beam #2). For example, when a measurement result based on the combined BM-RS (eg, the BM-RS transmitted through the combined beam #1 and beam #2) is received from the terminal 2510, the base station 2500 is It can be seen that the corresponding measurement result is a measurement result based on the combined BM-RS, and a communication service can be provided to the terminal 2510 using the combined beam #1 and beam #2 indicated by the measurement result.

한편, 빔 측정 신호는 시간-주파수 자원의 일부 또는 전체를 통해 전송될 수 있다. 빔 측정 신호는 다른 신호(예를 들어, 제어 정보, 사용자 데이터, 다른 참조 신호, 다른 빔 측정 신호)와 공유되는 시간-주파수 자원 또는 별도의 시간-주파수 자원을 통해 전송되는 경우, 수신기는 수신된 신호가 빔 측정 신호임을 인식할 수 있어야 한다.Meanwhile, the beam measurement signal may be transmitted through some or all of the time-frequency resources. When the beam measurement signal is transmitted through a time-frequency resource shared with other signals (eg, control information, user data, other reference signals, other beam measurement signals) or a separate time-frequency resource, the receiver receives the received It should be able to recognize that the signal is a beam measurement signal.

따라서 빔 측정 신호를 위한 자원 풀(resource pool)이 설정될 수 있고, 자원 풀에 속한 자원은 빔 측정 신호들 각각에 매핑될 수 있다. 예를 들어, 빔 측정 신호들 각각은 자원 풀 내의 서로 다른 자원에 매핑될 수 있고, 기지국은 복수의 빔 측정 신호들을 자원 풀 내의 서로 다른 자원을 사용하여 전송할 수 있고, 단말은 빔 측정 신호의 자원 매핑 정보에 기초하여 자신의 빔 측정 신호를 식별할 수 있다.Accordingly, a resource pool for the beam measurement signal may be configured, and resources belonging to the resource pool may be mapped to each of the beam measurement signals. For example, each of the beam measurement signals may be mapped to a different resource in a resource pool, the base station may transmit a plurality of beam measurement signals using different resources in the resource pool, and the terminal may transmit a resource of the beam measurement signal. It is possible to identify its own beam measurement signal based on the mapping information.

자원 풀은 시간 단위(예를 들어, 서브프레임, TTI(transmission time interval), 슬롯 등)로 설정될 수 있고, 시간 축에서 주기적으로 설정될 수 있다. 자원 풀에 기초하여 주기적인 빔 측정 절차가 수행될 수 있다. 빔 측정 절차가 송신기에 의해 트리거링(triggering)되는 경우, 빔 측정 절차를 트리거링하는 메시지는 자원 풀 정보를 포함할 수 있다. 또한, 자원 풀은 주파수 단위(예를 들어, PRU(physical radio unit 또는 physical resource unit), 서브대역, 서브채널)로 설정될 수 있다. 예를 들어, 전체 주파수 자원 또는 일부 주파수 자원이 자원 풀을 위해 할당될 수 있다. 또한, 자원 풀은 시간-주파수 단위로 설정될 수 있고, 공간 단위(예를 들어, 빔 인덱스)로 설정될 수 있다. 복수의 자원 풀들이 설정될 수 있으며, 복수의 자원 풀들 각각은 다른 신호(예를 들어, 제어 정보, 사용자 데이터, 다른 참조 신호, 다른 빔 측정 신호)의 전송을 위해 사용되지 않을 수 있다.The resource pool may be set in a time unit (eg, a subframe, a transmission time interval (TTI), a slot, etc.), and may be periodically set in a time axis. A periodic beam measurement procedure may be performed based on the resource pool. When the beam measurement procedure is triggered by the transmitter, the message triggering the beam measurement procedure may include resource pool information. In addition, the resource pool may be configured in frequency units (eg, physical radio unit (PRU) or physical resource unit (PRU), subband, subchannel). For example, all frequency resources or some frequency resources may be allocated for the resource pool. In addition, the resource pool may be set in units of time-frequency and may be set in units of space (eg, beam index). A plurality of resource pools may be configured, and each of the plurality of resource pools may not be used for transmission of other signals (eg, control information, user data, other reference signals, and other beam measurement signals).

자원 풀 내에서 빔 측정 신호는 시간 축 및/또는 주파수 축에서 구별 가능하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 빔 측정 신호는 시간 축에서 OFDM 심볼(예를 들어, 연속된 OFDM 심볼들) 단위로 설정될 수 있고, 주파수 축에서 서브캐리어(예를 들어, 연속된 서브캐리어들) 단위로 설정될 수 있다. 하나의 자원 풀 내의 특정 자원(예를 들어, RE(resource element), 톤(tone), 심볼 등)은 빔 측정 신호와 매핑될 수 있다. 많은 빔 측정 신호들이 존재하는 경우, 복수의 자원 풀들이 설정될 수 있다. 또한, 복수의 수신기들이 존재하는 경우, 복수의 수신기들 각각을 위한 자원 풀이 독립적으로 설정될 수 있다.In the resource pool, the beam measurement signal may be configured to be distinguishable on the time axis and/or the frequency axis. For example, the beam measurement signal may be set in units of OFDM symbols (eg, consecutive OFDM symbols) on the time axis, and set in units of subcarriers (eg, consecutive subcarriers) on the frequency axis can be A specific resource (eg, resource element (RE), tone, symbol, etc.) in one resource pool may be mapped to a beam measurement signal. When there are many beam measurement signals, a plurality of resource pools may be configured. In addition, when there are a plurality of receivers, a resource pool for each of the plurality of receivers may be independently configured.

한편, 빔 측정 신호는 자원 풀(예를 들어, MRU) 내에서 설정될 수 있으며, MRU 내에서 빔 측정 신호는 다음과 같이 설정될 수 있다.Meanwhile, the beam measurement signal may be configured in a resource pool (eg, MRU), and the beam measurement signal in the MRU may be configured as follows.

도 27는 MRU 내에서 빔 측정 신호의 설정(configuration)을 도시한 개념도이다.27 is a conceptual diagram illustrating configuration of a beam measurement signal in an MRU.

도 27을 참조하면, 측정 윈도우(measurement window) 내에 적어도 하나의 측정 피리어드(measurement period)가 설정될 수 있고, 측정 피리어드 내에 적어도 하나의 측정 듀레이션(measurement duration)이 설정될 수 있고, 측정 듀레이션 내에 적어도 하나의 MRU가 설정될 수 있다. 빔 측정 절차는 측정 듀레이션 내에서 수행될 수 있고, 측정 듀레이션은 측정 피리어드의 시작 시점으로부터 미리 설정된 오프셋(offset) 이후에 시작될 수 있다. 측정 보고는 측정 듀레이션의 종료 시점으로부터 응답 지연(response delay) 이후에 수행될 수 있다.Referring to FIG. 27 , at least one measurement period may be set within a measurement window, and at least one measurement duration may be set within the measurement period, and at least within the measurement period One MRU may be configured. The beam measurement procedure may be performed within a measurement duration, and the measurement duration may be started after a preset offset from the start time of the measurement period. The measurement report may be performed after a response delay from an end time of the measurement duration.

MRU는 빔 측정 절차를 위해 설정되는 최소 자원 단위일 수 있다. MRU는 시간 축에서 하나의 OFDM 심볼 또는 연속된 OFDM 심볼들(예를 들어, 프레임, 서브프레임, TTI, 슬롯)로 구성될 수 있고, 주파수 축에서 하나의 서브캐리어 또는 연속된 서브캐리어들(예를 들어, RB(resource block), 서브밴드, 서브채널, 전체 주파수 대역)로 구성될 수 있다. MRU 내에 적어도 하나의 빔 측정 신호가 설정될 수 있고, 빔 측정 신호들은 시간 영역, 주파수 영역 및 공간 영역 중 적어도 하나에서 구별되도록 설정될 수 있다.The MRU may be a minimum resource unit configured for a beam measurement procedure. An MRU may consist of one OFDM symbol or consecutive OFDM symbols (eg, frame, subframe, TTI, slot) in the time axis, and one subcarrier or consecutive subcarriers (eg, in the frequency axis) For example, it may be composed of a resource block (RB), a subband, a subchannel, an entire frequency band). At least one beam measurement signal may be configured in the MRU, and the beam measurement signals may be configured to be distinguished in at least one of a time domain, a frequency domain, and a spatial domain.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The methods according to the present invention may be implemented 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, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the computer readable medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of computer-readable media include hardware devices specially configured to store and carry out program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although it has been described with reference to the above embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. will be able

Claims (20)

통신 시스템의 수신기에서 하이브리드 빔포밍(hybrid beamforming) 기반의 통신 방법으로서,
상기 하이브리드 빔포밍이 적용된 아날로그 빔(analog beam)들과 디지털 빔들을 통해 상기 통신 시스템의 송신기로부터 참조 신호(reference signals)들을 수신하는 단계;
상기 아날로그 빔들을 통해 수신된 상기 참조 신호들의 측정 결과에 기초하여, 상기 아날로그 빔들 중에서 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 아날로그 빔을 선택하는 단계;
상기 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 아날로그 빔에 대해 틸팅된(tilted) 적어도 하나의 디지털 빔을 확인하는 단계;
상기 적어도 하나의 디지털 빔을 통해 수신된 상기 참조 신호들의 측정 결과에 기초하여, 상기 적어도 하나의 디지털 빔 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 하나 이상의 디지털 빔을 선택하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 아날로그 빔 및 상기 하나 이상의 디지털 빔 중에서 적어도 하나를 지시하는 정보를 상기 송신기에 전송하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
A communication method based on hybrid beamforming in a receiver of a communication system, comprising:
receiving reference signals from a transmitter of the communication system through analog beams and digital beams to which the hybrid beamforming is applied;
selecting at least one analog beam having a quality equal to or greater than a preset threshold value from among the analog beams based on a measurement result of the reference signals received through the analog beams;
identifying at least one digital beam that is tilted with respect to the at least one analog beam among the digital beams;
selecting one or more digital beams having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among the one or more digital beams based on measurement results of the reference signals received through the at least one digital beam; and
and transmitting information indicating at least one of the at least one analog beam and the one or more digital beams to the transmitter.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 아날로그 빔을 선택하는 단계는,
상기 아날로그 빔들에 속한 수평(horizontal) 아날로그 빔들 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수평 아날로그 빔을 선택하는 단계; 및
상기 아날로그 빔들에 속한 수직(vertical) 아날로그 빔들 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수직 아날로그 빔을 선택하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
The method according to claim 1,
The step of selecting the at least one analog beam comprises:
selecting at least one horizontal analog beam having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among horizontal analog beams belonging to the analog beams; and
The method further comprising the step of selecting at least one vertical analog beam having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among vertical analog beams belonging to the analog beams.
청구항 2에 있어서,
상기 적어도 하나의 수직 아날로그 빔은 상기 적어도 하나의 수평 아날로그 빔과 수직 방향에 배치된 아날로그 빔인, 통신 방법.
3. The method according to claim 2,
The at least one vertical analog beam is an analog beam disposed in a vertical direction to the at least one horizontal analog beam.
청구항 2에 있어서,
상기 적어도 하나의 디지털 빔을 확인하는 단계는,
상기 디지털 빔들에 속한 수평 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 수평 아날로그 빔에 대해 틸팅된 적어도 하나의 수평 디지털 빔을 확인하는 단계; 및
상기 디지털 빔들에 속한 수직 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 수직 아날로그 빔에 대해 틸팅된 적어도 하나의 수직 디지털 빔을 확인하는 단계를 포함하고,
상기 하나 이상의 디지털 빔을 선택하는 단계는,
상기 적어도 하나의 수평 디지털 빔 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 하나 이상의 수평 디지털 빔을 선택하는 단계;및
상기 적어도 하나의 수직 디지털 빔 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 하나 이상의 수직 디지털 빔을 선택하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
3. The method according to claim 2,
Identifying the at least one digital beam comprises:
identifying at least one horizontal digital beam tilted with respect to the at least one horizontal analog beam among horizontal digital beams belonging to the digital beams; and
identifying at least one vertical digital beam tilted with respect to the at least one vertical analog beam among vertical digital beams belonging to the digital beams;
The step of selecting one or more digital beams comprises:
selecting one or more horizontal digital beams having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among the one or more horizontal digital beams; And
The method further comprising the step of selecting one or more vertical digital beams having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among the at least one vertical digital beam.
청구항 4에 있어서,
상기 하나 이상의 수직 디지털 빔은 상기 하나 이상의 수평 디지털 빔과 수직 방향에 배치된 디지털 빔인, 통신 방법.
5. The method according to claim 4,
wherein the one or more vertical digital beams are digital beams disposed in a vertical direction with the one or more horizontal digital beams.
청구항 1에 있어서,
상기 참조 신호들은 상기 송신기의 결합된 빔(combined beam)을 통해 수신되는, 통신 방법.
The method according to claim 1,
and the reference signals are received via a combined beam of the transmitter.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 하나 이상의 디지털 빔을 선택하는 단계는,
상기 하나 이상의 디지털 빔의 프리코딩 벡터(precoding vector)를 확인하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
The method according to claim 1,
The step of selecting one or more digital beams comprises:
The method of claim 1, further comprising: ascertaining a precoding vector of the one or more digital beams.
통신 시스템의 송신기에서 하이브리드 빔포밍(hybrid beamforming) 기반의 통신 방법으로서,
아날로그(analog) 빔들과 상기 아날로그 빔들에 대해 틸팅된 디지털(digital) 빔들을 사용하여 참조 신호(reference signal)들을 전송하는 단계;
상기 참조 신호들에 기초하여 선택된 적어도 하나의 아날로그 빔 및 하나 이상의 디지털 빔 중에서 적어도 하나를 지시하는 정보를 상기 통신 시스템의 수신기로부터 수신하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 아날로그 빔 및 상기 하나 이상의 디지털 빔 중에서 적어도 하나를 사용하여 상기 수신기와 통신을 수행하는 단계를 포함하며,
상기 송신기의 안테나 모듈(module)은 서로 다른 섹터(sector)를 지원하는 복수의 빔포머(beamformer)들을 포함하고, 상기 복수의 빔포머들 각각은 복수의 패널(panel)들을 포함하고, 복수의 패널들 각각은 복수의 안테나 엘리먼트(element)들을 포함하고, 상기 아날로그 빔들과 상기 디지털 빔들은 하나의 빔포머에 의해 전송되고, 상기 하나 이상의 디지털 빔은 상기 적어도 하나의 아날로그 빔에 대해 틸딩된 적어도 하나의 디지털 빔 중에서 상기 참조 신호들의 측정 결과에 기초하여 선택되는, 통신 방법.
A communication method based on hybrid beamforming in a transmitter of a communication system, comprising:
transmitting reference signals using analog beams and digital beams tilted with respect to the analog beams;
receiving, from a receiver of the communication system, information indicating at least one of at least one analog beam and one or more digital beams selected based on the reference signals; and
performing communication with the receiver using at least one of the at least one analog beam and the one or more digital beams;
An antenna module of the transmitter includes a plurality of beamformers supporting different sectors, each of the plurality of beamformers includes a plurality of panels, and a plurality of panels each of which includes a plurality of antenna elements, the analog beams and the digital beams are transmitted by one beamformer, and the one or more digital beams are tilted with respect to the at least one analog beam. A communication method, wherein the digital beam is selected based on measurement results of the reference signals.
청구항 9에 있어서,
상기 참조 신호들은 간섭 측정을 위해 설정된 시간-주파수 자원을 제외한 시간-주파수 자원을 통해 전송되는, 통신 방법.
10. The method of claim 9,
The reference signals are transmitted through time-frequency resources excluding time-frequency resources configured for interference measurement.
삭제delete 청구항 9에 있어서,
상기 참조 신호들은 상기 아날로그 빔들 및 상기 디지털 빔들 중에서 적어도 두 개의 빔들이 결합된 빔(combined beam)을 통해 전송되는, 통신 방법.
10. The method of claim 9,
The reference signals are transmitted through a combined beam of at least two of the analog beams and the digital beams.
청구항 12에 있어서,
상기 결합된 빔은 하나의 빔포머에 속한 패널들이 하나의 지향점을 가지도록 가상화됨으로써 생성되는, 통신 방법.
13. The method of claim 12,
The combined beam is generated by virtualizing panels belonging to one beamformer to have one directing point.
통신 시스템의 수신기로서,
프로세서(processor); 및
상기 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
하이브리드 빔포밍이 적용된 아날로그 빔(analog beam)들과 디지털 빔들을 통해 상기 통신 시스템의 송신기로부터 참조 신호(reference signal)들을 수신하고;
상기 아날로그 빔들을 통해 수신된 상기 참조 신호들의 측정 결과에 기초하여, 상기 아날로그 빔들 중에서 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 아날로그 빔을 선택하고;
상기 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 아날로그 빔에 대해 틸팅된(tilted) 적어도 하나의 디지털 빔을 확인하고;
상기 적어도 하나의 디지털 빔을 통해 수신된 상기 참조 신호들의 측정 결과에 기초하여, 상기 적어도 하나의 디지털 빔 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 하나 이상의 디지털 빔을 선택하고; 그리고
상기 적어도 하나의 아날로그 빔 및 상기 하나 이상의 디지털 빔 중에서 적어도 하나를 지시하는 정보를 상기 송신기에 전송하도록 실행되는, 수신기.
A receiver in a communication system, comprising:
processor; and
At least one instruction executed by the processor comprises a memory (memory) stored,
The at least one command is
receiving reference signals from a transmitter of the communication system through analog beams and digital beams to which hybrid beamforming is applied;
selecting at least one analog beam having a quality equal to or greater than a preset threshold value from among the analog beams based on a measurement result of the reference signals received through the analog beams;
identify at least one digital beam that is tilted with respect to the at least one analog beam among the digital beams;
selecting one or more digital beams having a quality equal to or higher than the preset threshold value from among the one or more digital beams based on a measurement result of the reference signals received through the at least one digital beam; and
and transmit information indicating at least one of the at least one analog beam and the one or more digital beams to the transmitter.
청구항 14에 있어서,
상기 적어도 하나의 아날로그 빔을 선택하는 경우에 상기 적어도 하나의 명령은,
상기 아날로그 빔들에 속한 수평(horizontal) 아날로그 빔들 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수평 아날로그 빔을 선택하고; 그리고
상기 아날로그 빔들에 속한 수직(vertical) 아날로그 빔들 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 적어도 하나의 수직 아날로그 빔을 선택하도록 더 실행되는, 수신기.
15. The method of claim 14,
When selecting the at least one analog beam, the at least one command includes:
selecting at least one horizontal analog beam having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among horizontal analog beams belonging to the analog beams; and
and selecting at least one vertical analog beam having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among vertical analog beams belonging to the analog beams.
청구항 15에 있어서,
상기 적어도 하나의 디지털 빔을 확인하는 경우에 상기 적어도 하나의 명령은,
상기 디지털 빔들에 속한 수평 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 수평 아날로그 빔에 대해 틸팅된 적어도 하나의 수평 디지털 빔을 확인하고; 그리고
상기 디지털 빔들에 속한 수직 디지털 빔들 중에서 상기 적어도 하나의 수직 아날로그 빔에 대해 틸팅된 적어도 하나의 수직 디지털 빔을 확인하도록 더 실행되고,
상기 하나 이상의 디지털 빔을 선택하는 경우에 상기 적어도 하나의 명령은,
상기 적어도 하나의 수평 디지털 빔 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 하나 이상의 수평 디지털 빔을 선택하고; 그리고
상기 적어도 하나의 수직 디지털 빔 중에서 상기 미리 설정된 임계값 이상의 품질을 가지는 하나 이상의 수직 디지털 빔을 선택하도록 더 실행되는, 수신기.
16. The method of claim 15,
When identifying the at least one digital beam, the at least one command includes:
identifying at least one horizontal digital beam tilted with respect to the at least one horizontal analog beam among horizontal digital beams belonging to the digital beams; and
and identifying at least one vertical digital beam tilted with respect to the at least one vertical analog beam among vertical digital beams belonging to the digital beams;
When selecting the one or more digital beams, the at least one command includes:
selecting one or more horizontal digital beams having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among the one or more horizontal digital beams; and
and select one or more vertical digital beams having a quality equal to or greater than the preset threshold value from among the at least one vertical digital beam.
청구항 16에 있어서,
상기 적어도 하나의 수직 아날로그 빔은 상기 적어도 하나의 수평 아날로그 빔과 수직 방향에 배치된 아날로그 빔이고, 상기 하나 이상의 수직 디지털 빔은 상기 하나 이상의 수평 디지털 빔과 수직 방향에 배치된 디지털 빔인, 수신기.
17. The method of claim 16,
wherein the at least one vertical analog beam is an analog beam disposed in a vertical direction with the at least one horizontal analog beam, and the at least one vertical digital beam is a digital beam disposed in a vertical direction with the at least one horizontal digital beam.
청구항 14에 있어서,
상기 참조 신호들은 상기 송신기의 결합된 빔(combined beam)을 통해 수신되는, 수신기.
15. The method of claim 14,
and the reference signals are received via a combined beam of the transmitter.
삭제delete 청구항 14에 있어서,
상기 하나 이상의 디지털 빔을 선택하는 경우에 상기 적어도 하나의 명령은,
상기 하나 이상의 디지털 빔의 프리코딩 벡터(precoding vector)를 확인하도록 실행되는, 수신기.
15. The method of claim 14,
When selecting the one or more digital beams, the at least one command includes:
and identify a precoding vector of the one or more digital beams.
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