KR20160031949A - Method and apparatus for receiving in beam space multiple input multiple output system - Google Patents

Method and apparatus for receiving in beam space multiple input multiple output system Download PDF

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Abstract

A receiving device in a beam space multi-input multi-output (MIMO) system sequentially generates a beam corresponding to an overall beam base pattern during one corresponding symbol section to perform overall beam scanning and communications, when a set event occurs; and performs effective beam communications by reducing the number of beam base patterns used for the communications based on a result of the overall beam scanning and communications during the remaining symbol section excluding the symbol section for performing the overall beam scanning and communications.

Description

빔 공간 다중 입력 다중 출력 시스템에서의 수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RECEIVING IN BEAM SPACE MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SYSTEM}[0001] METHOD AND APPARATUS FOR RECEIVING IN BEAM SPACE [0002] MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SYSTEM [0003]

본 발명은 빔 공간 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output, MIMO) 시스템에서의 수신 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a receiving method and apparatus in a beam-space multiple input multiple output (MIMO) system.

최근 다양한 통신 기술들에서 MIMO 기법을 채택하고 있다. MIMO 기법은 데이터 전송율 증가를 위한 필연적인 방법으로 주파수 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 대표적인 예로, MIMO 기법은 휴대 인터넷 시스템의 IEEE 802.16, 802.20 및 Wibro 시스템의 표준에서 MIMO 기법의 사용을 표준화하고 있으며, 3GPP(3th Generation Partnership Project)의 LTE(Long Term Evolution)라고 명명한 셀룰러 통신 시스템에서도 MIMO 기법을 채택하였다. Recently, MIMO techniques have been adopted in various communication technologies. The MIMO scheme is an inevitable method for increasing the data rate and can be expected to maximize the frequency efficiency. As a representative example, the MIMO technique standardizes the use of the MIMO technique in IEEE 802.16, 802.20 and Wibro system standards of a portable Internet system, and in a cellular communication system named LTE (Long Term Evolution) of 3GPP (3 th Generation Partnership Project) MIMO technique is adopted.

이러한 MIMO 통신 시스템에서의 전송 성능은 일반적으로 안테나의 개수에 비례하여 증가하는 형태를 가지게 된다. 따라서 MIMO 성능을 극대화시키기 위해서는 안테나의 개수를 늘려야 하고 이에 따라서 안테나 개수만큼 신호 처리를 위한 RF (radio frequency) 체인의 수 또한 증가하게 된다. 하지만 안테나 개수가 증가하게 되면, 구현의 복잡도가 커지고 또한 시스템의 크기가 커져서 안테나의 개수를 무작정 늘릴 수 없는 단점이 존재한다. 이러한 제약을 벗어나기 위해서 최근 하나 혹은 소수의 RF 체인을 이용하여 MIMO 성능을 달성하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 대표적인 예로 ESPAR(Electrical Steering Parasitic Array Radiator) 안테나 또는 부하 변조 안테나(Load Modulation Antenna)를 이용한 빔 공간 MIMO 기술이 있다. The transmission performance in such a MIMO communication system generally increases in proportion to the number of antennas. Therefore, in order to maximize the MIMO performance, the number of antennas must be increased, and accordingly, the number of RF (radio frequency) chains for signal processing is increased by the number of antennas. However, as the number of antennas increases, the complexity of the implementation increases, and the size of the system increases, so that the number of antennas can not be increased. To overcome these limitations, studies are currently being conducted to achieve MIMO performance using one or a small number of RF chains. Typical examples are an ESPAR (Electrical Steering Parasitic Array Radiator) antenna or a beam using a Load Modulation Antenna There is spatial MIMO technology.

이러한 빔 공간 MIMO 기술은 기존 MIMO 기술과 대비하여 안테나/RF적인 측면과 기저대역 측면에서 약간 다른 형태를 취한다. 빔 공간 MIMO에서는 기존과는 다르게 RF 체인이 하나뿐이므로 동시에 여러 신호를 받을 수가 없게 된다. 따라서 빔 공간 MIMO 수신기는 기저대역에서 부하 값을 적절히 조절하여, 하나의 심볼 구간 내에서 시간에 따라 빔 기저 패턴(beam basis pattern)을 전방향으로 회전시켜 각각의 빔 기저 패턴을 스캐닝하면서 MIMO 신호에 대한 정보를 획득한다. 빔 기저 패턴의 개수에 따라서 ADC 샘플링 주파수가 변경되며, ADC 샘플링 주파수는 빔 기저 패턴의 개수에 의존한다. 이때 하나의 심볼 구간의 길이는 일정하다. 따라서 빔 공간 MIMO 수신기는 ADC 샘플링 주파수를 변경하여 각 빔 기저 패턴의 샘플 수를 일정하게 유지하는 형태로 동작하게 된다. 즉, 하나의 심볼 구간에서 스캐닝하는 빔 기저 패턴의 개수가 증가하면 ADC 샘플링 주파수가 증가되고, 심볼 구간 내에서 하나의 빔 기저 패턴이 차지하는 시간 간격이 짧아져, SNR이 감소하게 된다. 이에 따라서 많은 스트림을 수신할 경우, SNR이 구조적으로 감소하는 형태를 지니며, 매우 적은 스트림만 동시에 받을 수 있는 형태가 되어 MIMO에 대한 이점이 상당부분 사라지게 된다. 따라서 이러한 성능 감소를 최소한으로 감소시킬 수 있는 수신 방법이 필요하다. This beam-space MIMO technique takes a slightly different shape in terms of the antenna / RF side and the baseband side as compared with the conventional MIMO technique. In the beam space MIMO, unlike the conventional one, there is only one RF chain. Therefore, the beam-space MIMO receiver appropriately adjusts the load value in the baseband, rotates the beam basis pattern in a forward direction in one symbol interval in a forward direction, scans each beam base pattern, And obtains information about the user. The ADC sampling frequency is varied according to the number of beam basis patterns, and the ADC sampling frequency depends on the number of beam basis patterns. At this time, the length of one symbol interval is constant. Therefore, the beam-space MIMO receiver operates by changing the ADC sampling frequency to keep the number of samples of each beam base pattern constant. That is, as the number of beam base patterns scanned in one symbol interval increases, the ADC sampling frequency increases, and the time interval occupied by one beam basis pattern in the symbol interval becomes shorter, thereby reducing the SNR. Accordingly, when a large number of streams are received, the SNR is structurally reduced, and only a very small number of streams can be received at the same time, thereby largely eliminating the advantage of MIMO. Therefore, there is a need for a receiving method that can reduce this performance reduction to a minimum.

본 발명이 해결하려는 과제는 빔 공간 MIMO 시스템에서 MIMO 통신을 위해 회전하는 빔 기저 패턴의 개수에 따라서 SNR이 감소하는 현상을 최대한 줄일 수 있는 빔 공간 MIMO 시스템에서의 수신 방법 및 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a receiving method and apparatus in a beam space MIMO system capable of minimizing a decrease in SNR according to the number of rotating beam base patterns for MIMO communication in a beam space MIMO system.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 빔 공간 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템의 수신 장치에서의 수신 방법이 제공된다. 빔 공간 MIMO 시스템의 수신 방법은 설정된 이벤트가 발생하면, 해당하는 하나의 심볼 구간 동안에 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 순차적으로 형성하여 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 단계, 그리고 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간을 제외한 나머지 심볼 구간에서는 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행한 결과를 이용하여 MIMO 통신에 사용하는 빔 기저 패턴의 수를 줄여서 유효 빔 통신을 수행하는 단계를 포함한다. According to one embodiment of the present invention, a receiving method in a receiving apparatus of a beam space MIMO (Multiple Input Multiple Output) system is provided. A method of receiving a beam space MIMO system includes: sequentially forming beams corresponding to a total beam base pattern during a corresponding symbol interval to perform full beam scanning and communication when a set event occurs; And performing effective beam communication by reducing the number of beam base patterns used for MIMO communication using the result of performing the full beam scanning and communication in the remaining symbol periods except for the symbol period for performing communication.

본 발명의 실시 예에 의하면, 빔 공간 MIMO 시스템에서 매 심볼 구간마다 전방향 회전(full rotate)을 수행하면서 생기는 SNR 저하를 최대한 방지하고, 이에 따라 수신 장치에 좋은 SNR을 보장할 수 있는 채널을 제공해 MIMO 성능을 최대한으로 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a SNR reduction caused by performing a full rotation every symbol interval in a beam-space MIMO system is prevented as much as possible, thereby providing a channel capable of ensuring a good SNR in a receiving apparatus The effect of maximizing the MIMO performance can be expected.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 시스템의 수신 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 수신 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 수신 방법의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 실시 예에 따른 빔 기저 패턴의 수를 줄이는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 각각 유효 빔 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a reception apparatus of a beam-space MIMO system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a diagram illustrating an example of a beam space MIMO receiving method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating another example of a beam space MIMO receiving method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of a method of performing full beam scanning and communication according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views illustrating an example of a method of reducing the number of beam base patterns according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams illustrating an example of a method for performing effective beam communication, respectively.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 시스템에서의 수신 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, a receiving method and apparatus in a beam-space MIMO system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 시스템의 수신 장치의 일 예를 1 shows an example of a receiving apparatus of a beam-space MIMO system according to an embodiment of the present invention.

빔 공간 MIMO 시스템의 수신 장치(100)는 안테나 어레이(110), 단일 RF 체인(120), 기저대역 처리부(130) 및 로드 계산부(140)를 포함한다. The receiving apparatus 100 of the beam-space MIMO system includes an antenna array 110, a single RF chain 120, a baseband processing unit 130 and a load calculation unit 140.

안테나 어레이(110)는 빔 공간 MIMO 시스템의 송신 장치에 의해 빔 공간으로 송신된 신호를 수신한다. 안테나 어레이(110)는 하나의 능동 안테나 소자와 복수의 기생 안테나 소자를 포함할 수 있다. 빔 공간 MIMO 시스템의 송신 장치는 하나의 심볼 주기 동안 빔 공간에서 각각의 빔 기저 패턴에 데이터 심볼을 맵핑하여 하나의 RF 체인을 통해서 전송한다. 송신 장치는 빔 공간에서 직교하는 빔 기저 패턴들을 사용한다. Antenna array 110 receives signals transmitted to the beam space by a transmitter of a beam-space MIMO system. The antenna array 110 may include one active antenna element and a plurality of parasitic antenna elements. The transmitting apparatus of the beam space MIMO system maps the data symbols to the respective beam basis patterns in the beam space for one symbol period, and transmits the data symbols through one RF chain. The transmitting apparatus uses orthogonal beam basis patterns in the beam space.

안테나 어레이(110)는 로드 계산부(140)의 제어에 해당하는 빔 기저 패턴의 빔을 형성하며, 형성된 빔을 통해 신호를 수신한다. 안테나 어레이(110)는 ESPAR(Electrical Steering Parasitic Array Radiation), SPA(Switched Parasitic Array), 부하 변조 안테나(Load Modulation Antenna) 등을 통해 구현될 수 있으며, 빔 공간 MIMO를 구현하기 위해 다른 구조를 가질 수 있다. The antenna array 110 forms a beam of a beam base pattern corresponding to the control of the load calculation unit 140, and receives a signal through the formed beam. The antenna array 110 may be implemented through an ESPAR (Electrical Stabilization Parasitic Array Radiation), a SPA (Switched Parasitic Array), a Load Modulation Antenna, or the like, and may have other structures have.

단일 RF 체인부(120)는 하나 또는 안테나 어레이(110)의 안테나 수보다 적은 수의 RF 체인을 포함하며, 안테나 어레이(110)를 통해 수신된 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 구체적으로, 단일 RF 체인부(120)는 ADC 샘플링 주파수 에 따라서 아날로그 신호를 기저대역의 디지털 신호로 변환한다. 단일 RF 체인부(120)는 로드 계산부(140)의 ADC 샘플링 주파수 제어에 따라서 ADC 샘플링 주파수를 변경할 수 있다. 기저대역 처리부(130)는 기저대역 신호를 처리하여 데이터를 추출한다. 기저대역 처리부(130)는 복수의 버퍼(1321~132n) 및 제어부(134)를 포함한다. 여기서, n은 빔 기저 패턴의 수이다. 각 버퍼(1321~132n)는 해당 빔 기저 패턴의 수신 신호가 저장된다. 제어부(134)는 빔 기저 패턴에 해당하는 수신 신호를 기반으로 유효한 빔 기저 패턴의 수를 결정한다. 제어부(134)는 유효한 빔 기저 패턴에 대한 정보를 로드 계산부(140)로 전달하여 추후 유효 빔 통신을 수행할 수 있도록 한다. The single RF chain portion 120 includes one or fewer RF chains than the number of antennas of the antenna array 110 and converts the RF band signals received via the antenna array 110 into baseband signals. Specifically, the single RF chain unit 120 converts an analog signal to a baseband digital signal according to the ADC sampling frequency. The single RF chain unit 120 can change the ADC sampling frequency according to the ADC sampling frequency control of the load calculation unit 140. [ The baseband processor 130 processes the baseband signal to extract data. The baseband processing unit 130 includes a plurality of buffers 132 1 to 132 n and a control unit 134. Where n is the number of beam basis patterns. Each of the buffers 132 1 to 132 n stores the reception signal of the corresponding beam basis pattern. The controller 134 determines the number of effective beam base patterns based on the received signal corresponding to the beam base pattern. The controller 134 transmits the information on the effective beam base pattern to the load calculator 140 so that the effective beam communication can be performed later.

로드 계산부(140)는 기저대역 신호를 이용하여 안테나 어레이(110)에 포함된 각 안테나 소자(기생안테나 소자)에 대한 로드 값을 계산하고, 각 안테나 소자(기생안테나 소자)에 대한 로드 값에 따라서 각 안테나 소자를 제어한다. The load calculator 140 calculates a load value for each antenna element (parasitic antenna element) included in the antenna array 110 using the baseband signal and calculates a load value for each antenna element (parasitic antenna element) Therefore, each antenna element is controlled.

로드 계산부(140)는 특정 이벤트가 발생하면, 해당하는 하나의 심볼 구간 동안 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 순차적으로 형성하도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있다. 하나의 심볼 구간 동안 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 순차적으로 형성시켜 신호를 수신하는 동작을 "전체 빔 스캐닝 및 통신"이라 명명한다. The load calculation unit 140 may control the antenna array 110 to sequentially form beams corresponding to the entire beam base pattern for a corresponding symbol period when a specific event occurs. The operation of sequentially forming beams corresponding to the entire beam base pattern for one symbol period and receiving the signals is called "full beam scanning and communication ".

일반적으로 수신 장치(100)에서 바라보는 채널은 전체 랭크(Full Rank)와 좋은 상황 계수(condition number)를 유지할 수 없는 경우가 많다. 또한 짧은 시간 동안에는 채널 환경이 급격하게 변하지 않는 것이 일반적이다. 따라서 기존의 빔 공간 MIMO 시스템의 수신 장치와 같이 매 심볼 구간 동안에 전체 빔 스캐닝 및 통신 동작을 수행하는 것은 자원 낭비가 될 수 있다. 또한 단말기 입장에서 전체 빔 스캐닝 및 통신 동작을 한 번 수행하면, 수신한 신호에 대한 분석을 통해 어느 빔 기저 패턴이 의미 있는 것인지 판단할 수 있는 방법이 존재한다. 따라서, 로드 계산부(140)는 매 심볼 구간에서 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하지 않고 특정 이벤트가 발생할 때에만 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행한다. 특정 이벤트는 기지국 혹은 상위 계층의 명령이나 설정된 전체 빔 스캐닝 및 통신 주기를 포함할 수 있다. 기지국 혹은 상위 계층의 명령은 셀 검색 및 전원 온(Power-On) 등 채널을 다시 검색해야 할 필요가 있는 상황에서 전송될 수 있다. In general, a channel viewed by the receiving apparatus 100 can not maintain a full rank and a good condition number. Also, it is common that the channel environment does not change suddenly for a short time. Therefore, it is a waste of resources to perform the entire beam scanning and communication operations during each symbol interval as in the receiving apparatus of the conventional beam-space MIMO system. There is also a method of determining which beam basis pattern is meaningful by analyzing the received signal once the entire beam scanning and communication operations are performed in the terminal. Accordingly, the load calculator 140 performs full beam scanning and communication only when a specific event occurs, without performing full beam scanning and communication in each symbol interval. The specific event may include a command of the base station or higher layer or a set full beam scanning and communication cycle. The commands of the base station or higher layers can be transmitted in situations where it is necessary to search the channel again, such as cell search and power-on.

또한 로드 계산부(140)는 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하지 않는 심볼 구간에서는 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행한 결과를 토대로 사용할 빔 기저 패턴의 개수를 줄여서 유효 빔 통신을 수행할 수 있도록 한다. 여기서 유효 빔 통신은 하나의 심볼 구간 동안 전체 빔 기저 패턴의 수보다 적은 수의 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 형성시켜 신호를 수신하는 동작을 의미한다. 이때 유효한 빔 기저 패턴의 개수에 따라서 단일 RF 체인부(120)의 ADC 샘플링 주파수를 변경시킬 수 있어야 한다. 즉 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간의 ADC 샘플링 주파수와 유효 빔 통신을 수행하는 심볼 구간의 ADC 샘플링 주파수는 서로 다를 수 있으며, 유효 빔 통신을 수행하는 심볼 구간의 ADC 샘플링 주파수는 반드시 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간의 ADC 샘플링 주파수 이하로 설정된다. 로드 계산부(140)는 기저대역 처리부(130)로부터 유효한 빔 기저 패턴에 대한 정보를 전달 받아 ADC 샘플링 주파수를 한다. In addition, the load calculator 140 can perform effective beam communication by reducing the number of beam base patterns to be used based on the result of performing the full beam scanning and communication in a symbol interval in which the full beam scanning and communication are not performed. Here, effective beam communication refers to an operation of forming a beam corresponding to a number of beam base patterns less than the number of total beam base patterns for one symbol period, and receiving the signal. At this time, it is necessary to be able to change the ADC sampling frequency of the single RF chain unit 120 according to the number of effective beam base patterns. That is, the ADC sampling frequency of the symbol interval for performing the full beam scanning and communication may be different from the ADC sampling frequency of the symbol interval for performing the effective beam communication, and the ADC sampling frequency of the symbol interval, Is set below the ADC sampling frequency of the symbol interval during which scanning and communication are performed. The load calculator 140 receives the information on the effective beam base pattern from the baseband processor 130 and calculates the ADC sampling frequency.

이와 같이, 유효 빔 통신을 통해 MIMO 통신에 사용되는 빔 기저 패턴의 수를 줄임으로써, SNR 저하를 최대한 방지할 수 있다. Thus, by reducing the number of beam base patterns used for MIMO communication through effective beam communication, SNR degradation can be prevented as much as possible.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 빔 공간 MIMO 수신 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating an example of a beam space MIMO receiving method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 로드 계산부(140)는 전체 스캐닝 명령을 수신하면, 해당하는 하나의 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하고, 나머지 심볼 구간(Ts) 동안에는 전체 빔을 스캐닝하지 않고 유효한 빔만을 사용하여 MIMO 통신을 수행하는 유효 빔 통신을 수행할 수 있도록 안테나 어레이(110)를 제어한다. Referring to FIG. 2, when the entire scanning command is received, the load calculation unit 140 performs full beam scanning and communication for one symbol period Ts and scanning the entire beam during the remaining symbol period Ts. And controls the antenna array 110 to perform effective beam communication for performing MIMO communication using only effective beams.

로드 계산부(140)는 기지국 혹은 상위 계층으로부터 전체 스캐닝 명령을 수신하면, 즉시 해당하는 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행할 수 있도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있으며, 시간적인 차이를 두고 어느 하나의 심볼 구간(Ts)에서 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행할 수 있도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있다. Upon receiving the entire scanning command from the base station or the upper layer, the load calculation unit 140 can immediately control the antenna array 110 to perform the full beam scanning and communication during the corresponding symbol period Ts, It is possible to control the antenna array 110 to perform full beam scanning and communication in any one symbol period Ts.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 빔 스캐닝 방법의 다른 일 예를 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating another example of a beam scanning method according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 로드 계산부(140)는 설정된 전체 빔 스캐닝 및 통신 주기에 따라서 하나의 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하도록 안테나 어레이(110)를 제어하고, 나머지 심볼 구간 동안에는 유효 빔 통신을 수행하도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있다. 3, the load calculation unit 140 controls the antenna array 110 to perform full beam scanning and communication for one symbol period Ts in accordance with the set full beam scanning and communication period, During the symbol interval, the antenna array 110 may be controlled to perform effective beam communication.

또한 로드 계산부(140)는 전체 빔 스캐닝 및 통신 주기가 되면 하나의 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하도록 안테나 어레이(110)를 제어할 수 있고, 전체 빔 스캐닝 및 통신 주기 내에서 전체 스캐닝 명령을 수신하면 하나의 심볼 구간(Ts) 동안 전체 빔 스캐닝 및 통신을 또 수행할 수 있도록 한다.In addition, the load calculator 140 may control the antenna array 110 to perform the full beam scanning and communication during one symbol period (Ts) when the entire beam scanning and communication period is completed, The entire beam scanning and communication can be performed for one symbol period (Ts).

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a method of performing full beam scanning and communication according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 전체 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3)의 수가 4개인 경우에, 로드 계산부(140)는 하나의 심볼 구간(Ts)을 4개의 슬롯 구간(S1, S2, S3, S4)으로 나누고, 슬롯 구간(S1, S2, S3, S4)에서 각각 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3)을 형성하도록 안테나 어레이(110)를 제어한다. 4, when the number of total beam basis patterns (0, 1, 2, 3) is 4, the load calculation unit 140 calculates one symbol interval Ts as four slot intervals S1, S2, S3 and S4 and controls the antenna array 110 to form the beam basis patterns 0, 1, 2 and 3 in the slot sections S1, S2, S3 and S4.

도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 실시 예에 따른 빔 기저 패턴의 수를 줄이는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.5 and 6 are views illustrating an example of a method of reducing the number of beam base patterns according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 로드 계산부(140)는 전체 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 특정한 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 사용하지 않고 폐기한다. 예를 들면, 로드 계산부(140)는 4개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 빔 기저 패턴(3)이 특정한 기준을 만족하지 못하는 경우, 3개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2)만을 사용할 수 있다. Referring to FIG. 5, the load calculation unit 140 discards a beam basis pattern that does not satisfy a specific criterion among the entire beam basis patterns (0, 1, 2, 3). For example, when the beam basis pattern 3 among the four beam base patterns 0, 1, 2, and 3 does not satisfy a specific criterion, the load calculation unit 140 calculates the three beam basis patterns 0, 1 , 2) can be used.

또한 도 6을 참고하면, 로드 계산부(140)는 전체 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 특정한 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 다른 빔 기저 패턴과 통합해서 사용할 수 있다. 예를 들어, 로드 계산부(140)는 4개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 빔 기저 패턴(3)이 특정한 기준을 만족하지 못하는 경우, 빔 기저 패턴(3)을 빔 기저 패턴(0)에 통합시킨 빔 기저 패턴(0')을 형성하고, 빔 기저 패턴(0', 1, 2)을 사용할 수 있다. 6, the load calculator 140 may integrate a beam basis pattern that does not satisfy a specific criterion among the entire beam basis patterns (0, 1, 2, 3) with another beam basis pattern. For example, when the beam basis pattern 3 does not satisfy a specific criterion among the four beam base patterns 0, 1, 2 and 3, the load calculation unit 140 calculates the beam basis pattern 3 as the beam basis The beam base pattern 0 'integrated into the pattern 0 can be formed, and the beam base patterns 0', 1 and 2 can be used.

이때 전체 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 특정한 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴은 기저대역 처리부(130)에서 결정할 수 있다.At this time, the baseband processing unit 130 can determine a beam base pattern that does not satisfy a specific criterion among the total beam base patterns (0, 1, 2, 3).

기저대역 처리부(130)는 빔 기저 패턴을 줄일 때 필요한 기준을 여러 가지로 설정할 수 있다. 예를 들면, 그 기준은 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR이 설정된 임계 값 이상인 빔 기저 패턴인 것으로 설정될 수 있다. 송신 장치는 빔 공간에서 사용되는 빔 기저 패턴들 각각을 통해 기준 신호를 전송한다. 기준 신호는 빔 기저 패턴의 식별 정보를 포함할 수 있다. 기저대역 처리부(130)는 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR을 측정하고, 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR이 설정된 임계 값 이상인지 비교하여 이 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 판단할 수 있다. 로드 계산부(140)는 기준을 만족하지 못하는 빔 기저 패턴을 사용하지 않거나 다른 빔 기저 패턴과 통합시킬 수 있다. The baseband processor 130 may set various criteria for reducing the beam base pattern. For example, the criterion may be set to be the magnitude (intensity) of the received reference signal or the beam basis pattern where S (I) NR is equal to or greater than the set threshold. The transmitting apparatus transmits the reference signal through each of the beam basis patterns used in the beam space. The reference signal may include identification information of the beam basis pattern. The baseband processor 130 measures the magnitude (intensity) or S (I) NR of the received reference signal and compares the magnitude (intensity) or S (I) NR of the received reference signal with a threshold value It is possible to determine a beam basis pattern that does not satisfy the criterion. The load calculation unit 140 may not use a beam basis pattern that does not satisfy the criterion or may integrate it with another beam basis pattern.

또한 예를 들면, 그 기준은 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR이 설정된 임계 값 이상이고, 기준 신호의 S(I)NR이 최상위 설정된 개수에 해당하는 빔 기저 패턴인 것으로 설정될 수 있다. 이렇게 하면, 수신되는 기준 신호의 크기(세기) 혹은 S(I)NR이 설정된 임계 값 이상이어도, S(I)NR이 좋지 않은 빔 기저 패턴을 제외하고 S(I)NR이 좋은 빔 기저 패턴만을 사용할 수 있으며, 사용되는 빔 기저 패턴의 S(I)NR 편차를 줄일 수 있으며, 좋은 채널 상황 계수를 얻을 수 있다. 이와 같이, 빔 기저 패턴의 수가 줄어드는 효과에 따라 전반적으로 S(I)NR이 올라가는 효과와 S(I)NR이 나쁜 빔 기저 패턴이 제외되면서 평균적인 S(I)NR이 올라가는 효과가 있다. For example, the reference is a beam basis pattern in which the magnitude (intensity) of the received reference signal or S (I) NR is equal to or greater than a set threshold value and S (I) NR of the reference signal corresponds to the highest set number Can be set. In this case, even if the magnitude (intensity) or the S (I) NR of the received reference signal is equal to or greater than the set threshold value, S (I) NR is not a good beam basis pattern And the S (I) NR deviation of the beam basis pattern used can be reduced, and a good channel condition coefficient can be obtained. In this way, the effect of increasing the S (I) NR overall and the S (I) NR of the S (I) NR are excluded due to the effect of reducing the number of beam base patterns.

이때 사용하는 빔 기저 패턴의 수가 줄어듬에 따라서 스캐닝하는 데 남는 시간은 사용되는 빔 기저 패턴에 나눠 줄 수 있다.At this time, the time remaining for scanning according to the decrease in the number of the beam base patterns to be used can be divided into the beam base pattern to be used.

도 7 및 도 8은 각각 유효 빔 통신을 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. 7 and 8 are diagrams illustrating an example of a method for performing effective beam communication, respectively.

도 7을 참고하면, 4개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2, 3) 중에서 3개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2)만을 사용하는 경우, 로드 계산부(140)는 빔 기저 패턴(3)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S4(3)]을 3개의 빔 기저 패턴(0, 1, 2)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S1(0), S2(1), S3(2)]에 균등하게 나누어 줄 수 있다. 따라서, 빔 기저 패턴(0, 1, 2)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S1(0), S2(1), S3(2)]이 길어지게 된다. 7, when only three beam basis patterns (0, 1, 2) are used among the four beam base patterns (0, 1, 2, 3), the load calculation section 140 calculates the beam basis patterns 3 S1 (0), S2 (1), and S3 (2) for scanning three beam base patterns (0, 1 and 2) You can give. Therefore, the slot sections [S1 (0), S2 (1), and S3 (2)] for scanning the beam base patterns (0, 1 and 2) become longer.

이와 달리, 도 8을 참고하면, 로드 계산부(140)는 사용되는 빔 기저 패턴(0, 1, 2)에 특정한 기준을 만족하는 순서대로 적절한 가중치를 부여하고, 빔 기저 패턴(3)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S4(3)]을 빔 기저 패턴(0, 1, 2)에 설정된 가중치에 따라서 나눠 줄 수 있다. 예를 들어, 빔 기저 패턴(0, 1, 2)에 설정된 가중치에 따라서 빔 기저 패턴(0)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S1(0)]만 빔 기저 패턴(3)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S4(3)]만큼 증가시킬 수 있다. 이때 빔 기저 패턴(0, 1, 2)에 설정된 가중치에 비례 또는 반비례하여 빔 기저 패턴(3)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S4(3)]을 빔 기저 패턴(0, 1, 2)을 스캐닝하는 슬롯 구간[S1(0), S2(1), S3(2)] 중 적어도 하나에 나누어 줄 수 있다.8, the load calculation unit 140 assigns appropriate weights to the beam base patterns (0, 1, 2) to be used in the order of satisfying a specific criterion, The slot period S4 (3) for the beam base pattern (0, 1, 2) can be divided according to the weights set in the beam base patterns (0, 1, 2). For example, in the slot period S4 (0) in which the beam base pattern 3 is scanned only in the slot period [S1 (0)] in which the beam base pattern 0 is scanned in accordance with the weight value set in the beam base pattern (3)]. At this time, the beam base pattern (0, 1, 2) is scanned in the slot section S4 (3) for scanning the beam base pattern 3 in proportion to or in inverse proportion to the weight value set in the beam base pattern And may be divided into at least one of the slot intervals [S1 (0), S2 (1), and S3 (2)].

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, Such an embodiment can be readily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (1)

빔 공간 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output, MIMO) 시스템의 수신 장치에서의 수신 방법으로서,
설정된 이벤트가 발생하면, 해당하는 하나의 심볼 구간 동안에 전체 빔 기저 패턴에 해당하는 빔을 순차적으로 형성하여 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 단계, 그리고
상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행하는 심볼 구간을 제외한 나머지 심볼 구간에서는 상기 전체 빔 스캐닝 및 통신을 수행한 결과를 이용하여 통신에 사용하는 빔 기저 패턴의 수를 줄여서 유효 빔 통신을 수행하는 단계
를 포함하는 빔 공간 다중 입력 다중 출력 시스템의 수신 방법. A receiving method in a receiving apparatus of a beam multiple-input multiple-output (MIMO) system,
When a set event occurs, sequentially forming beams corresponding to the entire beam base pattern during one symbol period to perform full beam scanning and communication, and
Performing effective beam communication by reducing the number of beam base patterns used for communication using the result of performing the full beam scanning and communication in the remaining symbol periods except for the symbol period for performing the full beam scanning and communication
/ RTI > The method of claim 1, further comprising:
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