KR20170049834A - Apparatus and method for reducing beam training time - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a beam training apparatus may comprise: a main antenna for receiving a signal through a designated training beam among a plurality of training beams having a main lobe and a side lobe; an auxiliary antenna for receiving the signal received by the main antenna through an auxiliary antenna beam having a radiation pattern smaller than that of the designated training beam with respect to a signal in a main lobe direction and having a radiation pattern larger than that of the designated training beam with respect to a signal in a side lobe direction; and a control unit for designating one training beam among the plurality of training beams, generating the designated training beam and determining that the main antenna has received the signal through the main lobe of the designated training beam, when the size of the reception signal of the main antenna, which is a main antenna reception size, is larger than the size of the reception signal of the auxiliary antenna. The present invention is to provide an apparatus and a method for reducing the time required for beam training in a mobile communication system in a high frequency band of 6 GHz or higher.

Description

빔 트레이닝 시간 단축을 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING BEAM TRAINING TIME}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING BEAM TRAINING TIME [0002]

본 발명은 빔 트레이닝 시간 단축을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 주안테나 및 보조 안테나를 통하여 신호를 수신하고, 주안테나의 수신 신호의 크기와 보조 안테나의 수신 신호의 크기를 비교하여 최적의 트레이닝 빔을 설정함으로써, 빔 트레이닝(beam training)에 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 빔 트레이닝 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for shortening the beam training time. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for receiving a signal through a main antenna and a secondary antenna, and setting an optimal training beam by comparing a magnitude of a reception signal of the primary antenna with a magnitude of a reception signal of the auxiliary antenna, And more particularly, to a beam training apparatus and method capable of minimizing time.

4G 이후의 차세대 이동통신 시스템인 5G 이동통신에 대한 관심이 고조되면서, 관련 기술의 개발과 함께 5G 이동통신에 사용될 초광대역의 주파수 확보가 핵심 쟁점으로 부각되고 있다. 현 시점 기준으로, 이동통신에 주로 사용되는 6GHz 이하의 저주파 대역은 기존 시스템에 의해 이미 포화 혹은 파편화(fragmentation)되어 있어 대용량 데이터 전송 등을 위한 초광대역의 주파수 확보가 쉽지 않은 실정이다. 따라서, 센티미터 혹은 밀리미터 단위의 파장을 갖는 6GHz 이상의 고주파 대역이 5G 이동통신을 위한 주파수 대역으로서 각광받고 있다.As the interest in 5G mobile communication, which is a next generation mobile communication system after 4G, is heightened, the development of related technologies and the securing of ultra wideband frequency to be used for 5G mobile communication are highlighted as a key issue. At present, the low-frequency band of 6 GHz or less, which is mainly used for mobile communication, is already saturated or fragmented by the existing system, so it is not easy to secure the ultra-wideband frequency for large-capacity data transmission. Therefore, a high frequency band of 6 GHz or more, which has a wavelength in the centimeter or millimeter range, is widely seen as a frequency band for 5G mobile communication.

고주파 대역은 운영 대역폭이 넓고 안테나의 고밀도화가 가능하다는 등의 장점을 갖지만, 저주파 대역에 비해 경로 손실이 높다는 단점 역시 아울러 갖는다. 이러한 단점을 극복하기 위해, 고주파 대역에서의 통신을 위해서는 고이득 안테나 운영을 위해 좁은 빔폭의 송수신 빔을 생성할 필요가 있다. 이렇듯 고주파 대역은 저주파 대역에 비해 상대적으로 좁은 빔폭, 고주파 대역에서의 특징인 신호의 높은 직진성과 낮은 회절성 등으로 인해, 단말의 위치 변화에 따라 기지국 혹은 단말이 각각 적절한 송신 혹은 수신 빔을 운용하지 못하면 통신에 장애가 발생하게 된다는 문제점 역시 아울러 갖는다. The high frequency band has advantages such as wide operating bandwidth and high density of the antenna, but also has a disadvantage of high path loss as compared with the low frequency band. In order to overcome this disadvantage, it is necessary to generate a transmission beam of a narrow beam width for high gain antenna operation for communication in a high frequency band. Due to the relatively narrow bandwidth of the high frequency band, the high linearity of the characteristic of the high frequency band, and the low diffraction efficiency, the high frequency band does not operate the appropriate transmission or reception beam The communication failure occurs.

이러한 문제를 해결하기 위해, 기지국 혹은 단말에 대해 미리 설정된 복수 개의 트레이닝 빔들 중에서 통신에 사용될 최적 빔(optimum beam)을 선택하는 과정이 필요하며, 이러한 과정을 빔 트레이닝(beam training)이라 한다. In order to solve such a problem, a process of selecting an optimum beam to be used for communication among a plurality of training beams previously set for the base station or the terminal is required, and this process is called beam training.

도 1 및 도 2 는 종래 기술에 의한 기지국 및 사용자 단말에서의 빔 트레이닝 과정을 각각 개념적으로 도시한 도면이다. 하나의 트레이닝 빔은 최대 방사 방향을 포함하는 방사 로브(lobe)인 주엽(main lobe) 및 주엽에 비해 크기가 작은 다수의 부엽(side lobe)을 포함한다. 신호가 주엽을 통해 수신될 경우, 같은 신호가 부엽을 통해 수신되는 경우에 비해 수신 신호의 크기가 크므로, 트레이닝 빔이 최적 빔이 되기 위해서는 기본적으로 주엽 방향으로부터 신호를 수신할 것이 요구된다. FIG. 1 and FIG. 2 conceptually show a beam training process in a base station and a user terminal according to the related art, respectively. One training beam includes a main lobe, which is a radiation lobe including the maximum radiation direction, and a plurality of side lobes, which are smaller in size than the main lobe. When the signal is received through the main lobe, it is required to receive the signal from the main lobe direction basically in order for the training beam to be the optimum beam, since the magnitude of the received signal is larger than when the same signal is received through the secondary lobe.

도 1을 참조하면, 기지국 안테나에 대해 미리 설정된 복수 개의 트레이닝 빔들이 순차적으로 생성되며, 생성된 복수 개의 트레이닝 빔들 중 가장 강한 신호가 수신되는 트레이닝 빔이 최적 빔으로 선택된다. 또한, 도 2를 참조하면, 사용자 단말 안테나에 대해서도 기지국 안테나의 경우와 같은 과정에 의해 최적 빔이 선택된다.Referring to FIG. 1, a plurality of training beams previously set for a base station antenna are sequentially generated, and a training beam from which the strongest signal among the plurality of generated training beams is received is selected as an optimal beam. Also, referring to FIG. 2, the optimal beam is selected for the user terminal antenna by the same process as that for the base station antenna.

그러나, 종래 기술에 의한 빔 트레이닝 과정의 수행에는 과도하게 긴 시간이 소요(latency 증가)될 수 있다. 복수 개의 트레이닝 빔 모두를 순차적으로 생성하여 수신 신호의 크기를 비교해야 하기 때문이다. 특히, 5G 이동통신과 같은 차세대 이동 통신 시스템을 이용한 저지연 서비스(low latency service)의 경우, 빔 트레이닝에 많은 시간이 소요되는 것은 문제가 될 수 있다. However, it takes an excessively long time (latency increase) to perform the beam training process according to the related art. Since all of the plurality of training beams are sequentially generated and the magnitudes of the received signals must be compared. In particular, in the case of a low latency service using a next generation mobile communication system such as 5G mobile communication, it takes a long time to perform beam training, which may be a problem.

한국공개특허공보, 10-2014-0053580 (2014.05.08.공개)Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2014-0053580 (published on April 20, 2014)

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 6GHz 이상의 고주파 대역에서의 이동 통신 시스템에서, 빔 트레이닝에 소요되는 시간을 감소시키는 장치 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing the time required for beam training in a mobile communication system in a high frequency band of 6 GHz or more.

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. will be.

본 발명의 일 실시예에 따른 빔 트레이닝 장치는, 주엽(main lobe) 및 부엽(side lobe)을 갖는 트레이닝 빔(training beams)복수 개 중, 지정된 트레이닝 빔을 통해 신호를 수신하는 주안테나, 상기 주엽 방향의 신호에 대해서는 상기 지정된 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 작고, 상기 부엽 방향의 신호에 대해서는 상기 지정된 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 큰 것을 특징으로 하는 보조 안테나 빔을 통해, 상기 주안테나가 수신하는 상기 신호를 수신하는 보조 안테나 및 상기 복수 개의 트레이닝 빔들 중 하나의 트레이닝 빔을 지정하고, 상기 지정된 트레이닝 빔을 생성하며, 상기 주안테나의 수신 신호의 크기(주안테나 수신 크기)가 상기 보조 안테나의 수신 신호의 크기보다 클 경우 상기 주안테나가 상기 신호를 상기 지정된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 수신하였다고 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.A beam training apparatus according to an embodiment of the present invention includes a main antenna for receiving a signal through a designated training beam among a plurality of training beams having a main lobe and a side lobe, Directional signal is smaller in magnitude of the radiation pattern than the designated training beam and the radiation pattern is larger in magnitude than the designated training beam for the signal in the side lobe direction, The auxiliary antenna receiving the signal and one training beam of the plurality of training beams and generating the designated training beam, wherein a size of the received signal of the main antenna (main antenna reception size) The main antenna transmits the signal through the main lobe of the designated training beam It can include a controller for determining reception hayeotdago.

본 발명의 일 실시예에 따른 빔 트레이닝 방법은, 주엽(main lobe) 및 부엽(side lobe)를 갖는 트레이닝 빔 복수 개 중, 지정된 트레이닝 빔을 생성하는 제 1 단계, 상기 지정된 트레이닝 빔을 통해 주안테나가 신호를 수신하며, 상기 주안테나가 수신하는 상기 신호를, 상기 주엽 방향의 신호에 대해서는 상기 지정된 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 작고, 상기 부엽 방향의 신호에 대해서는 상기 지정된 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 큰 것을 특징으로 하는 보조 안테나 빔을 통해, 보조 안테나가 수신하는 제 2 단계 및 상기 주안테나의 수신 신호의 크기가 상기 보조 안테나의 수신 신호의 크기보다 클 경우 상기 주안테나가 상기 신호를 상기 지정된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 수신하였다고 판단하는 제 3 단계를 포함할 수 있다.A beam training method according to an embodiment of the present invention includes a first step of generating a designated training beam among a plurality of training beams having a main lobe and a side lobe, Wherein the signal received by the main antenna is a signal having a smaller radiation pattern size than the designated training beam for the signal in the main lobe direction and a smaller radiation pattern than the designated training beam for the sidelobe direction signal Wherein the main antenna receives the signal through the auxiliary antenna beam having a large size and a second step in which the main antenna receives the signal when the magnitude of the signal received by the main antenna is greater than the magnitude of the signal received by the auxiliary antenna. And a third step of determining that it is received through the main lobe of the designated training beam.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 모든 트레이닝 빔에 대한 트레이닝 과정 이전에 최적 빔을 판단해 빔 트레이닝을 종료할 수 있으므로 빔 트레이닝에 긴 시간이 소요됨에 따른 지연(latency)을 감소시킬 수 있다. 따라서 5G 이동통신과 같이 6GHz 이상의 고주파 대역을 이용하는 이동통신 시스템에서 저지연 서비스(low latency service)가 보다 용이하게 구현되도록 할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, since the optimal beam can be determined before the training process for all the training beams, and the beam training can be terminated, the latency due to the long time for beam training can be reduced. Therefore, a low latency service can be implemented more easily in a mobile communication system using a high frequency band of 6 GHz or more as in 5G mobile communication.

도 1은 종래 기술에 의한 기지국에서의 빔 트레이닝 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 의한 사용자 단말에서의 빔 트레이닝 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 트레이닝 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 빔의 주엽과 부엽에 의한 빔 패턴을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 트레이닝 빔 및 보조 안테나 빔의 빔 패턴을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 트레이닝 방법의 순서를 도시한 도면이다.1 is a conceptual diagram illustrating a beam training process in a base station according to the related art.
2 is a conceptual diagram illustrating a beam training process in a user terminal according to the related art.
3 is a diagram illustrating a configuration of a beam training apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a beam pattern by the main and side lobes of the training beam according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating beam patterns of a plurality of training beams and auxiliary antenna beams according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a procedure of a beam training method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 트레이닝 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 3의 빔 트레이닝 장치(100)는 빔 생성부(110), 주안테나(120), 보조 안테나(130), RF 수신부(140), 제어부(150) 및 저장부(160)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 3의 빔 트레이닝 장치(100)는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 3을 통해 본 발명의 사상이 한정 해석되는 것은 아니다.3 is a diagram illustrating a configuration of a beam training apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 may include a beam generating unit 110, a main antenna 120, an auxiliary antenna 130, an RF receiving unit 140, a control unit 150, and a storage unit 160 . However, since the beam training apparatus 100 of FIG. 3 is only an embodiment of the present invention, the concept of the present invention is not limited to FIG.

빔 생성부(110)는 제어부(150)의 제어에 근거하여 주안테나(120)에 대한 트레이닝 빔을 생성한다. 빔 생성부(110)에 의해 생성되는 트레이닝 빔은 최대 방사 방향, 즉 트레이닝 빔이 지향하는 방향을 포함하는 방사 로브(lobe)인 주엽(main lobe) 및 주엽에 비해 크기가 작은 다수의 부엽(side lobe)을 포함한다. 이러한 트레이닝 빔은 그 지향하는 방향에 따라 복수 개가 존재할 수 있으며, 빔 생성부(110)는 복수 개의 트레이닝 빔을 순차적으로, 혹은 동시에 생성할 수 있다. 복수 개의 트레이닝 빔이 생성될 경우, 각각의 트레이닝 빔에는 각기 서로 다른 빔 인덱스(beam index)가 할당되며, 이로써 빔 인덱스를 통해 트레이닝 빔을 식별하는 것이 가능하다. 이러한 빔 인덱스는 트레이닝 빔이 지향하는 방향, 즉 지향각에 근거하여 설정될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하자면, 임의의 방향을 기준 위치로 설정할 때, 기준 위치에 대한 지향각의 값을 크기 순으로 정렬하고, 정렬된 순서에 따라 빔 인덱스를 순차적으로 설정할 수 있다. 예컨대, 기준 위치에 대한 지향각이 0°, 30°, 60°, 90°인 세 개의 트레이닝 빔에 대해 각각 1번, 2번, 3번, 4번의 빔 인덱스를 부여할 수 있다. 이러한 빔 생성부는 베이스밴드부, 위상 변환부, 저잡음 증폭부, 믹서부 및 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter, ADC) 등의 다양한 구성요소를 포함할 수 있으며, 이러한 각각의 구성은 빔 생성 관련 분야에서 이미 적용중인 일반적인 구성에 해당하므로 이들 구성에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The beam generator 110 generates a training beam for the main antenna 120 based on the control of the controller 150. The training beam generated by the beam generator 110 includes a main lobe, which is a radiation lobe including a direction of maximum radiation, that is, a direction in which the training beam is directed, and a plurality of side lobes lobe). A plurality of such training beams may exist according to the direction in which they are directed, and the beam generating unit 110 may generate a plurality of training beams sequentially or simultaneously. When a plurality of training beams are generated, each of the training beams is assigned a different beam index, whereby it is possible to identify the training beam through the beam index. This beam index can be set based on the direction in which the training beam is directed, that is, the directivity angle. More specifically, when setting an arbitrary direction as a reference position, the values of the orientation angles with respect to the reference position can be sorted in order of magnitude and the beam index can be sequentially set according to the ordered order. For example, beam indexes of 1, 2, 3, and 4 may be assigned to three training beams having a directivity angle of 0 °, 30 °, 60 °, and 90 ° to the reference position, respectively. The beam generating unit may include various components such as a baseband unit, a phase shifting unit, a low noise amplifying unit, a mixer unit, and an analog-to-digital converter (ADC) And therefore detailed description of these configurations will be omitted.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 빔의 주엽과 부엽에 의한 빔 패턴을 도시한 도면이다. 도 4의 가로축은 트레이닝 빔이 지향하는 방향에 대한 각도를 의미하며, 세로축은 해당 각도를 갖는 방향으로부터 주안테나(120)를 통해 수신되는 신호의 크기를 의미한다. 도 4를 참조하면, 트레이닝 빔은 0도를 중심으로 일정 범위 내의 각도 값을 갖는 주엽 영역과 주엽 영역 외의 영역인 부엽 영역으로 구성되며, 주엽 영역의 방사패턴의 크기는 부엽 영역에서의 방사패턴의 크기보다 큰 것을 알 수 있다. 즉, 이는 주안테나(120)가 신호를 주엽 영역을 통해 수신할 경우, 동일 크기의 신호를 부엽 영역을 통해 수신할 경우에 비해 수신 신호의 크기가 더 큼을 의미한다.4 is a view showing a beam pattern by the main and side lobes of the training beam according to an embodiment of the present invention. The horizontal axis of FIG. 4 indicates an angle with respect to a direction in which the training beam is directed, and the vertical axis indicates a magnitude of a signal received through the main antenna 120 from a direction having the corresponding angle. Referring to FIG. 4, the training beam is composed of a main lobe area having an angle value within a certain range around 0 degrees and a side lobe area outside the main lobe area, and the size of the radiation pattern of the main lobe area is Size. That is, when the main antenna 120 receives a signal through the main lobe region, it means that the magnitude of the received signal is larger than that when receiving the signal of the same size through the side lobe region.

주안테나(120)는, 빔 생성부(110)에 의해 생성된 트레이닝 빔을 통해, 신호를 수신한다. 또한 보조 안테나(130)는 보조 안테나 빔 패턴을 통해 주안테나(120)가 수신한 신호와 동일한 신호를 수신한다. 보조 안테나 빔 패턴은 트레이닝 빔의 주엽 방향의 신호에 대해서는 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 작고, 트레이닝 빔의 부엽 방향의 신호에 대해서는 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 큰 것을 특징으로 한다.The main antenna 120 receives the signal through the training beam generated by the beam generating unit 110. [ Also, the auxiliary antenna 130 receives the same signal as that received by the main antenna 120 through the auxiliary antenna beam pattern. The auxiliary antenna beam pattern is characterized in that the radiation pattern size of the training beam is larger than that of the training beam in the direction of the main lobe of the training beam and that the intensity of the radiation pattern is larger than that of the training beam in the direction of the side lobe of the training beam.

빔 트레이닝 장치(100)가 기지국에 설치된 경우, 사용자 단말로부터 전송된 랜덤 액세스 채널 프리앰블(RACH Preamble) 혹은 사운딩 기준 신호(Sounding Reference Signal) 등의 신호가 상기 주안테나(120) 및 보조 안테나(130)가 수신하는 신호가 될 수 있다. 이와 달리, 빔 트레이닝 장치(100)가 사용자 단말에 설치된 경우, 기지국으로부터 사용자 단말로 전송된 기지국으로부터 전송된 기준 신호(reference signal) 등의 신호가 상기 주안테나(120) 및 보조 안테나(130)가 수신하는 신호가 될 수 있다. 이러한 신호들을 통해 전술한 바와 같은 빔 트레이닝 과정을 수행함으로써 사용자 단말 혹은 기지국의 방향을 추정하는 것이 가능하다.When the beam training apparatus 100 is installed in the base station, a signal such as a random access channel preamble (RACH preamble) or a sounding reference signal transmitted from the user terminal is transmitted to the main antenna 120 and the auxiliary antenna 130 May be a signal to be received. Alternatively, when the beam training apparatus 100 is installed in the user terminal, a signal such as a reference signal transmitted from the base station transmitted from the base station to the user terminal is transmitted to the main antenna 120 and the auxiliary antenna 130 May be a signal to be received. It is possible to estimate the direction of the user terminal or the base station by performing the above-described beam training process through these signals.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 트레이닝 빔 및 보조 안테나 빔의 빔 패턴을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 4개의 트레이닝 빔은 모두 주엽 및 부엽을 가지며, 다만 그 지향하는 방향(각도)이 다를 뿐이다. 보조 안테나 빔은 4개의 트레이닝 빔 모두에 비해, 주엽 방향의 방사패턴의 크기는 상대적으로 작지만 부엽 방향의 방사패턴 크기는 상대적으로 큼을 도 5를 통해 알 수 있다. 따라서, 도 5의 4개의 트레이닝 빔 중 순차적으로 선택된 하나의 트레이닝 빔을 통해 주안테나(120)가 신호를 수신하고, 보조 안테나(130)가 같은 신호를 보조 안테나 빔을 통해 수신할 경우, 주안테나(120)의 수신 신호 크기(이하 “주안테나 수신 크기”라 한다)가 보조 안테나(130)의 수신 신호 크기보다 크다면 주안테나(120)는 상기 선택된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 신호를 수신한 것이 된다. 반대로, 주안테나(120)의 수신 신호 크기가 보조 안테나(130)의 수신 신호 크기보다 작다면 주안테나(120)는 상기 선택된 트레이닝 빔의 부엽을 통해 신호를 수신한 것이 된다. 단, 순차적으로 빔 트레이닝이 진행되므로, 트레이닝 과정에서 처음으로 주안테나(120)의 수신 신호 크기가 보조 안테나(130)의 수신 신호보다 큰 경우, 저장부(160)에 해당 트레이닝 빔의 빔 인덱스와 주안테나 수신 신호 크기가 저장되며 이후 주안테나(120)의 수신 신호 크기가 보조 안테나(130)의 수신 크기보다 작게 되는 경우 저장이 종료된다. 이 때, 트레이닝 빔 간 지향각의 간격과 패턴에 따라 저장부(160) 내 다수 개의 트레이닝 빔이 저장될 수 있으며, 이 경우 가장 큰 주안테나 수신 크기를 갖는 빔 인덱스의 안테나 빔이 최종 최적 빔으로 설정된다.5 is a diagram illustrating beam patterns of a plurality of training beams and auxiliary antenna beams according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 5, all of the four training beams have a main lobe and a secondary lobe, but only their directions (angles) are different. It can be seen from FIG. 5 that the size of the radiation pattern in the main lobe direction is relatively small, but the size of the radiation pattern in the side lobe direction is relatively large, as compared with all of the four training beams. Accordingly, when the main antenna 120 receives signals through one training beam sequentially selected from among the four training beams in Fig. 5, and the auxiliary antenna 130 receives the same signal through the auxiliary antenna beam, (Hereinafter referred to as " main antenna reception size ") of the main antenna 120 is larger than the reception signal amplitude of the auxiliary antenna 130, the main antenna 120 receives a signal through the main lobe of the selected training beam do. On the contrary, if the reception signal amplitude of the main antenna 120 is smaller than the reception signal amplitude of the auxiliary antenna 130, the main antenna 120 receives the signal through the secondary side of the selected training beam. When the reception signal amplitude of the main antenna 120 is larger than the reception signal of the auxiliary antenna 130 for the first time during the training process, the beam index of the training beam is stored in the storage unit 160, The main antenna reception signal size is stored and then the storage is terminated when the reception signal size of the main antenna 120 becomes smaller than the reception size of the auxiliary antenna 130. [ In this case, a plurality of training beams may be stored in the storage unit 160 according to the interval and pattern of the orientation angles between the training beams. In this case, the antenna beam of the beam index having the largest main antenna reception size may be stored as a final optimal beam Respectively.

결론적으로, 보조 안테나(130)를 이용하여 주안테나(120)가 주엽을 통해 신호를 수신했는지의 여부를 판단하여 후보 트레이닝 빔 그룹을 도출할 수 있으며, 후보 트레이닝 빔 그룹 내의 각 트레이닝 빔들 간의 주안테나 수신 크기 비교를 통해 최적 안테나 빔을 설정할 수 있다. 보조 안테나(130)는 단일 소자 혹은 복수의 소자를 이용하여 구현될 수 있으며, 최대 이득이 주안테나(120)에 비해 작으므로 주안테나(120)에 비해 작은 크기로 구현될 수 있다. 보조 안테나(130)는 주안테나(120)와 별개의 소자로서 구현될 수 있지만, 주안테나(120)의 일부로서 구현될 수도 있다.As a result, it is possible to determine whether or not the main antenna 120 has received a signal through the main lobe using the auxiliary antenna 130, to derive a candidate training beam group, An optimum antenna beam can be set via receive size comparison. The auxiliary antenna 130 may be implemented using a single element or a plurality of elements and may have a smaller gain than the main antenna 120 because the maximum gain is smaller than that of the main antenna 120. [ The auxiliary antenna 130 may be implemented as a separate element from the main antenna 120, but may also be implemented as part of the main antenna 120. [

RF 수신부(140)는 주안테나(120) 및 보조 안테나(130)가 수신한 수신 신호를 제어부(150)에 전달할 수 있으며, 이러한 전달 과정은 수신 신호를 증폭하거나 제어부(150)가 처리할 수 있도록 변환하는 과정을 포함할 수 있다. RF 수신부(140)는 주안테나(120)의 수신 신호를 처리하는 부분 및 보조 안테나(130)의 수신 신호를 처리하는 부분을 포함할 수 있다. 이러한 RF 수신부(140)는 통상적인 RF 회로를 통해 구현될 수 있으며, 구체적인 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.The RF receiving unit 140 may transmit the reception signals received by the main antenna 120 and the auxiliary antenna 130 to the control unit 150. The transmission process may be performed by amplifying the received signal or by the control unit 150 Conversion process. The RF receiving unit 140 may include a portion for processing the reception signal of the main antenna 120 and a portion for processing the reception signal of the auxiliary antenna 130. The RF receiving unit 140 may be implemented by a conventional RF circuit, and a specific implementation method is obvious to a person skilled in the art.

제어부(150)는 복수 개의 트레이닝 빔들 중 하나 혹은 그 이상의 트레이닝 빔을 지정하고, 지정된 트레이닝 빔을 빔 생성부(110)를 통해 생성할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 주안테나(120)와 보조 안테나(130)가 동일한 신호를 수신할 경우, 주안테나(120)의 수신 신호 크기가 보조 안테나(130)의 수신 신호 크기보다 크면 주안테나(120)가 신호를 지정된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 수신하였다고 판단할 수 있다.The control unit 150 may designate one or more training beams among the plurality of training beams, and generate the designated training beam through the beam generator 110. When the main antenna 120 and the auxiliary antenna 130 receive the same signal and the received signal size of the main antenna 120 is larger than the received signal size of the auxiliary antenna 130, 120 may have determined that the signal has been received via the main lobe of the designated training beam.

또한 제어부(150)는 서로 다른 빔 인덱스를 갖는 복수 개의 트레이닝 빔들을 빔 생성부(110)를 통해 순차적으로 생성할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 복수 개의 트레이닝 빔들 각각에 서로 다른 빔 인덱스를 부여하고, 빔 인덱스의 순서에 따라 순차적으로 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 빔 인덱스를 설정하는 기준에 대해서는 전술한 바 있으므로 여기에서는 자세한 설명을 생략한다.In addition, the controller 150 may sequentially generate a plurality of training beams having different beam indices through the beam generator 110. That is, the controller 150 may assign different beam indexes to each of the plurality of training beams, and sequentially generate the beam indexes according to the order of the beam indexes. Since the criteria for setting the beam index have been described above, detailed description thereof will be omitted here.

제어부(150)에 의해 복수 개의 트레이닝 빔들 중 최적 빔을 선택하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다. 제어부(150)는 복수 개의 트레이닝 빔들 중 가장 빠른 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 지정하고, 지정된 빔을 빔 생성부(110)를 통해 생성할 수 있다. 주안테나(120)가 지정된 트레이닝 빔을 통해 신호를 수신하고, 보조 안테나(130)가 상기 신호와 동일한 신호를 수신하면, 제어부(150)는 주안테나(120)가 상기 신호를 지정된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 수신하였는지를 판단할 수 있다. 주엽을 통해 신호를 수신하였다고 판단되지 않을 경우, 제어부(150)는 그 다음 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔, 즉 두 번째로 빠른 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 지정하고 생성하며, 새로 지정된 트레이닝 빔에 대해 상기 과정을 반복할 수 있다.A process of selecting an optimal beam among a plurality of training beams by the controller 150 will be described below. The control unit 150 may designate a training beam having the fastest beam index among a plurality of training beams, and may generate a designated beam through the beam generator 110. When the main antenna 120 receives a signal through the designated training beam and the auxiliary antenna 130 receives the same signal as the signal, the control unit 150 determines that the main antenna 120 transmits the signal to the main lobe of the designated training beam It is possible to judge whether or not it has been received. If it is not determined that a signal has been received via the main lobe, the controller 150 designates and generates a training beam having the next beam index, that is, a training beam having the second highest beam index, The process can be repeated.

상기 과정에서, 주엽을 통해 신호를 수신했다고 판단되는 트레이닝 빔이 처음으로 나타날 경우, 제어부(150)는 해당 트레이닝 빔을 후보 트레이닝 빔 그룹에 포함시키고, 저장부(160)에 해당 트레이닝 빔의 빔 인덱스 및 주안테나 수신 크기를 저장할 수 있다. 제어부(150)는 이어서 다음 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 지정하고 생성하며, 부엽을 통해 신호를 수신했다고 판단되는 트레이닝 빔이 나타나기 전까지는 지정된 트레이닝 빔을 후보 트레이닝 빔 그룹에 포함시키고 저장부(160)에 해당 트레이닝 빔의 빔 인덱스 및 주안테나 수신 크기를 저장하며 다음 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 지정하는 과정을 반복할 수 있다. 이러한 과정 중 주엽을 통해 신호를 수신하지 않았다고 판단되는 트레이닝 빔이 나타날 경우, 더 이상의 트레이닝 빔 지정 및 생성을 종료하고, 저장부(160)로부터 전송받은 후보 트레이닝 빔 그룹의 빔 인덱스 및 주안테나 수신 크기에 근거하여 후보 트레이닝 빔 그룹 중 주안테나 수신 크기가 가장 큰 트레이닝 빔을 최적 빔으로 설정할 수 있다.If the training beam is determined to have received a signal through the main lobe for the first time, the control unit 150 includes the corresponding training beam in the candidate training beam group, and stores the beam index of the corresponding training beam in the storage unit 160 And the main antenna receive size. The control unit 150 then designates and generates the training beam having the next beam index, and stores the designated training beam in the candidate training beam group until the training beam, which is determined to have received the signal through the side lobe, The beam index of the corresponding training beam and the main antenna receive size, and designating the training beam having the next beam index can be repeated. When a training beam is determined to have not received a signal through the main lobe, the training beam designation and generation is terminated, and the beam index of the candidate training beam group received from the storage unit 160 and the main antenna reception size The training beam having the largest reception size of the main antenna among the candidate training beam groups can be set as the optimum beam.

전술한 바와 같은 기능을 수행하는 제어부(150)는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있으며, 구체적인 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.The controller 150 that performs the functions described above may be implemented by a computing device including a microprocessor, and detailed implementation will not be described in detail since it is obvious to those skilled in the art.

저장부(160)는 제어부로부터 전달된 트레이닝 빔의 빔 인덱스와 주안테나 수신 크기를 후보 트레이닝 빔 그룹으로 저장하고, 빔 트레이닝 과정이 종료되면, 제어부에 저장된 후보 트레이닝 빔 그룹, 즉 저장된 빔 인덱스와 빔 인덱스별 주안테나 수신 크기를 전송한다. 저장부(160)는 구체적으로 컴퓨터 판독 기록 매체로서 구현될 수 있으며, 이러한 컴퓨터 판독 기록 매체의 예로는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 플래시 메모리(flash memory)와 같은 프로그램 명령어들을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 들 수 있다.도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 트레이닝 방법의 순서를 도시한 도면이다. 도 6에 따른 빔 트레이닝 방법은 도 3을 통해 설명된 빔 트레이닝 장치(100)에 의해 수행될 수 있으며, 도 6을 참조하여 빔 트레이닝 방법의 각 단계를 설명하면 다음과 같다.The storage unit 160 stores the beam index of the training beam transmitted from the control unit and the main antenna reception size as a candidate training beam group. When the beam training process is completed, the storage unit 160 stores the candidate training beam group stored in the control unit, Transmit the primary antenna receive size per index. The storage unit 160 may be embodied as a computer readable recording medium. Examples of the computer readable recording medium include magnetic media such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, a CD-ROM, a DVD Magneto-optical media such as optical media, floptical disks, and hardware devices that are specially configured to store and execute program instructions such as flash memory. FIG. 6 is a diagram illustrating a procedure of a beam training method according to an embodiment of the present invention. The beam training method according to FIG. 6 can be performed by the beam training apparatus 100 described with reference to FIG. 3, and each step of the beam training method will be described with reference to FIG. 6 as follows.

먼저, 서로 다른 지향각을 갖는 복수 개의 트레이닝 빔들 각각에, 각각의 트레이닝 빔들의 지향각에 근거하여, 서로 다른 빔 인덱스를 할당할 수 있다(S101). 지향각에 근거하여 빔 인덱스를 할당하는 방법에 대해서는 전술한 바 있으므로 여기에서는 자세한 설명을 생략하도록 한다. 다음으로, 복수 개의 트레이닝 빔들 중 가장 빠른 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 지정할 수 있고(S102), 지정된 트레이닝 빔을 생성할 수 있다(S103). 그리고 지정된 트레이닝 빔을 통해 주안테나가 신호를 수신할 수 있으며(S104), 보조 안테나 빔을 통해 보조 안테나가 신호를 수신할 수 있다(S105). 트레이닝 빔 및 보조 안테나 빔의 특성에 대해서는 전술한 바 있으므로 여기에서는 더 이상의 설명을 생략하도록 한다. First, different beam indexes may be allocated to each of the plurality of training beams having different steering angles based on the orientation angles of the respective training beams (S101). The method of allocating the beam index based on the directivity angle has been described above, and thus a detailed description thereof will be omitted. Next, a training beam having the fastest beam index among the plurality of training beams can be designated (S102), and the designated training beam can be generated (S103). Then, the main antenna can receive the signal through the designated training beam (S104), and the auxiliary antenna can receive the signal through the auxiliary antenna beam (S105). Since the characteristics of the training beam and the auxiliary antenna beam have been described above, further description will be omitted here.

다음으로, 주안테나의 수신 신호와 보조 안테나의 수신 신호 중 어떤 것의 크기가 더 큰지를 판단할 수 있다(S106). 주안테나의 수신 신호의 크기(이하 “주안테나 수신 크기”라 한다)가 보조 안테나의 수신 신호의 크기보다 작을 경우, 주안테나가 신호를 지정된 트레이닝 빔의 부엽을 통해 수신하였다고 판단할 수 있다. 이 때, 후보 트레이닝 그룹에 트레이닝 빔이 존재하지 않을 경우(S107), 지정된 트레이닝 빔의 다음 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 새로 지정 및 생성할 수 있으며(S108), 새로 지정된 트레이닝 빔에 대해 상기 S104내지 S106의 단계를 반복할 수 있다.Next, it is possible to determine which one of the reception signal of the main antenna and the reception signal of the auxiliary antenna is larger (S106). It is possible to determine that the main antenna has received the signal through the secondary side of the designated training beam when the size of the received signal of the primary antenna (hereinafter referred to as " main antenna reception size ") is smaller than the size of the received signal of the auxiliary antenna. At this time, if there is no training beam in the candidate training group (S107), the training beam having the next index of the designated training beam can be newly designated and generated (S108) Can be repeated.

위와 달리, 주안테나의 수신 신호의 크기가 보조 안테나의 수신 신호의 크기보다 클 경우, 주안테나가 신호를 지정된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 수신하였다고 판단할 수 있으며, 지정된 트레이닝 빔을 후보 트레이닝 그룹에 포함시킬 수 있다(S109). 또한 이 경우 지정된 트레이닝 빔의 빔 인덱스 및 주안테나 수신 크기를 저장할 수 있으며(S110), 다음으로 지향각이 인접한 다음 빔 인덱스의 트레이닝 빔을 지정하고 생성한(S108) 후, 새로 지정된 트레이닝 빔에 대해 상기 S104 내지 S106의 단계를 수행할 수 있다.If the size of the received signal of the main antenna is larger than the size of the received signal of the auxiliary antenna, it can be determined that the main antenna has received the signal through the main lobe of the designated training beam, and the designated training beam is included in the candidate training group (S109). Also, in this case, the beam index of the designated training beam and the main antenna reception size can be stored (S110), and then the training beam of the next beam index adjacent thereto is designated and generated (S108) The steps S104 to S106 may be performed.

한편, 주안테나의 수신 신호의 크기가 보조 안테나의 수신 신호의 크기보다 작으면서, 후보 트레이닝 그룹에 이전 인덱스의 트레이닝 빔이 존재할 경우, 더 이상 트레이닝 빔 지정 및 생성을 하지 않고, 저장부에 저장된 후보 트레이닝 그룹에 포함된 빔의 빔 인덱스 및 주안테나 수신 크기에 근거하여, 후보 트레이닝 그룹의 트레이닝 빔 중 가장 큰 주안테나 수신 크기를 갖는 트레이닝 빔을 최적 빔으로 결정할 수 있다(S111).When the training beam of the previous index is present in the candidate training group while the magnitude of the received signal of the main antenna is smaller than that of the received signal of the auxiliary antenna, the training beam is no longer designated and generated, The training beam having the largest main antenna reception size among the training beams of the candidate training group can be determined as the optimal beam based on the beam index of the beam included in the training group and the main antenna reception size (S111).

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주안테나와 보조 안테나의 수신 신호의 크기를 비교하는 방법을 통해 모든 트레이닝 빔에 대한 트레이닝 과정 이전에 최적 빔을 판단해 빔 트레이닝을 종료하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 모든 트레이닝 빔에 대해 순차적으로 빔 트레이닝 과정을 수행하던 종래의 기술에 비해, 빔 트레이닝에 긴 시간이 소요됨에 따른 지연을 감소시킬 수 있다. 이로써 5G 이동통신과 같이 6GHz 이상의 고주파 대역을 이용하는 이동통신 시스템에서 저지연 서비스가 보다 용이하게 구현되도록 할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the optimum beam is determined before the training process for all the training beams through the method of comparing the magnitudes of the received signals of the main antenna and the auxiliary antenna, It is possible. Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the delay as the beam training takes a long time, as compared with the conventional technique of sequentially performing the beam training process on all the training beams. This makes it possible to realize a low-delay service more easily in a mobile communication system using a high-frequency band of 6 GHz or more like 5G mobile communication.

다만, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 후보 트레이닝 그룹의 설정 없이, 주안테나의 수신 신호의 크기가 보조 안테나의 수신 신호의 크기보다 큰 트레이닝 빔이 발견될 경우 바로 해당 트레이닝 빔을 최적 빔으로 결정하는 것도 가능하다. 상기 방법은 극단적인 저지연 서비스(ultra low latency service)를 필요로 하는 경우에 이용될 수 있다.However, according to another embodiment of the present invention, when a training beam having a size of a reception signal of a main antenna is larger than a size of a reception signal of an auxiliary antenna is found without setting a candidate training group, It is also possible to do. The above method can be used when an ultra low latency service is required.

본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of each step of the flowchart and each block of the block diagrams appended to the present invention may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be loaded into a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus so that the instructions, which may be executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, And means for performing the functions described in each step are created. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement the functionality in a particular manner so that the computer usable or computer readable memory It is also possible for the instructions stored in the block diagram to produce a manufacturing item containing instruction means for performing the functions described in each block or flowchart of the block diagram. Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible that the instructions that perform the processing equipment provide the steps for executing the functions described in each block of the block diagram and at each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions mentioned in the blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as falling within the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 5G와 같은 6GHz 이상의 고주파 대역에서의 이동통신 시스템에서 저지연 서비스가 보다 용이하게 구현되도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a low-delay service can be more easily implemented in a mobile communication system in a high-frequency band of 6 GHz or more, such as 5G.

100: 빔 트레이닝 장치
110: 빔 생성부
120: 주안테나
130: 보조 안테나
140: RF 수신부
150: 제어부
160: 저장부100: beam training device
110: beam generator
120: main antenna
130: auxiliary antenna
140: RF receiver
150:
160:

Claims (6)

주엽(main lobe) 및 부엽(side lobe)를 갖는 트레이닝 빔(training beams)복수 개 중, 지정된 트레이닝 빔을 통해 신호를 수신하는 주안테나;
상기 주엽 방향의 신호에 대해서는 상기 지정된 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 작고, 상기 부엽 방향의 신호에 대해서는 상기 지정된 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 큰 것을 특징으로 하는 보조 안테나 빔을 통해, 상기 주안테나가 수신하는 상기 신호를 수신하는 보조 안테나; 및
상기 복수 개의 트레이닝 빔들 중 하나의 트레이닝 빔을 지정하고, 상기 지정된 트레이닝 빔을 생성하며, 상기 주안테나의 수신 신호의 크기(주안테나 수신 크기)가 상기 보조 안테나의 수신 신호의 크기보다 클 경우 상기 주안테나가 상기 신호를 상기 지정된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 수신하였다고 판단하는 제어부를 포함하는
빔 트레이닝 장치.A main antenna for receiving a signal through a designated training beam among a plurality of training beams having a main lobe and a side lobe;
Wherein the auxiliary antenna beam has a smaller radiation pattern size than the designated training beam for the signal in the main lobe direction and a larger radiation pattern size than the designated training beam for the signal in the side lobe direction, An auxiliary antenna for receiving the signal received by the antenna; And
Wherein the main beam generator generates one of the plurality of training beams and generates the designated training beam, and when the magnitude (main antenna reception magnitude) of the reception signal of the main antenna is larger than the magnitude of the reception signal of the auxiliary antenna, And a controller for determining that the antenna has received the signal through the main lobe of the designated training beam
Beam training device. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 복수 개의 트레이닝 빔들의 지향각에 근거하여 상기 복수 개의 트레이닝 빔들 각각에 서로 다른 빔 인덱스를 할당하며, 가장 빠른 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔부터 상기 지정된 트레이닝 빔으로 설정하고, 상기 지정된 트레이닝 빔을 생성하며,
상기 주안테나가 상기 신호를 상기 지정된 트레이닝 빔의 상기 주엽을 통해 수신하였다고 판단되면, 상기 지정된 트레이닝 빔을 후보 트레이닝 빔 그룹에 포함시키고,
상기 신호가 상기 주엽으로 수신되었다고 판단되지 않으면, 상기 후보 트레이닝 빔 그룹에 포함된 트레이닝 빔이 존재할 경우 상기 후보 트레이닝 빔 그룹에 포함된 트레이닝 빔 중에서 주안테나 수신 크기가 가장 큰 트레이닝 빔을 최적 빔으로 결정하고, 상기 후보 트레이닝 빔 그룹에 포함된 트레이닝 빔이 존재하지 않을 경우 상기 지정된 트레이닝 빔의 다음 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 지정하고 생성하는
빔 트레이닝 장치.The apparatus of claim 1,
Assigning different beam indexes to each of the plurality of training beams based on the orientation angles of the plurality of training beams, setting the designated training beam from the training beam having the fastest beam index, and generating the designated training beam ,
If the main antenna determines that the signal has been received via the main lobe of the designated training beam, including the designated training beam in the candidate training beam group,
If it is determined that the signal is not received by the main lobe, if there is a training beam included in the candidate training beam group, the training beam having the largest main antenna reception size among the training beams included in the candidate training beam group is determined as an optimal beam And designates and generates a training beam having a next beam index of the designated training beam when there is no training beam included in the candidate training beam group
Beam training device. 제 2 항에 있어서,
상기 빔 트레이닝 장치는 기지국에 설치되며,
상기 신호는
사용자 단말로부터 전송된 랜덤 액세스 채널 프리앰블(RACH Preamble) 혹은 사운딩 기준 신호(Sounding Reference Signal)인
빔 트레이닝 장치.3. The method of claim 2,
The beam training apparatus is installed in a base station,
The signal
A random access channel preamble (RACH Preamble) or a sounding reference signal
Beam training device. 제 2 항에 있어서,
상기 빔 트레이닝 장치는 사용자 단말에 설치되며,
상기 신호는
기지국으로부터 전송된 기준 신호(reference signal)인
빔 트레이닝 장치.3. The method of claim 2,
The beam training apparatus is installed in a user terminal,
The signal
The reference signal transmitted from the base station
Beam training device. 주엽(main lobe) 및 부엽(side lobe)를 갖는 트레이닝 빔 복수 개중, 지정된 트레이닝 빔을 생성하는 제 1 단계;
상기 지정된 트레이닝 빔을 통해 주안테나가 신호를 수신하며, 상기 주안테나가 수신하는 상기 신호를, 상기 주엽 방향의 신호에 대해서는 상기 지정된 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 작고, 상기 부엽 방향의 신호에 대해서는 상기 지정된 트레이닝 빔보다 방사패턴의 크기가 큰 것을 특징으로 하는 보조 안테나 빔을 통해, 보조 안테나가 수신하는 제 2 단계; 및
상기 주안테나의 수신 신호의 크기(주안테나 수신 크기)가 상기 보조 안테나의 수신 신호의 크기보다 클 경우 상기 주안테나가 상기 신호를 상기 지정된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 수신하였다고 판단하는 제 3 단계를 포함하는 빔 트레이닝 방법.A first step of generating a designated training beam among a plurality of training beams having a main lobe and a side lobe;
Wherein the main antenna receives the signal through the designated training beam and the signal received by the main antenna is smaller in size of the radiation pattern than the designated training beam for the signal in the main lobe direction, A second step in which the auxiliary antenna receives the auxiliary antenna beam through the auxiliary antenna beam, the size of the radiation pattern being larger than the designated training beam; And
And a third step of determining that the main antenna has received the signal through the main lobe of the designated training beam when the magnitude of the received signal of the main antenna is greater than the magnitude of the received signal of the auxiliary antenna Beam training method. 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 단계를 수행하기 이전에,
상기 복수 개의 트레이닝 빔들의 지향각에 근거하여 상기 복수 개의 트레이닝 빔들 각각에 서로 다른 빔 인덱스를 할당하는 단계; 및
가장 빠른 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 지정하는 단계를 포함하며,
상기 제 3 단계를 수행한 이후,
상기 주안테나가 상기 신호를 상기 지정된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 수신하였다고 판단되면, 상기 지정된 트레이닝 빔을 후보 트레이닝 빔 그룹에 포함시키며, 상기 지정된 트레이닝 빔의 다음 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 지정하고, 상기 지정된 다음 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔에 대해 상기 제 1 단계 내지 상기 제 3 단계를 수행하며,
상기 주안테나가 상기 신호를 상기 지정된 트레이닝 빔의 주엽을 통해 수신하였다고 판단되지 않으면, 상기 후보 트레이닝 빔 그룹에 이전 인덱스의 트레이닝 빔이 존재할 경우 상기 후보 트레이닝 빔 그룹에 포함된 트레이닝 빔 중에서 가장 큰 주안테나 수신 크기를 갖는 트레이닝 빔을 최적 빔으로 결정하고, 상기 후보 트레이닝 빔 그룹에 이전 인덱스 트레이닝 빔이 존재하지 않을 경우 상기 지정된 트레이닝 빔의 다음 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔을 지정하고 상기 지정된 다음 빔 인덱스를 갖는 트레이닝 빔에 대해 상기 제 1 단계 내지 상기 제 3 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는
빔 트레이닝 방법.6. The method of claim 5,
Prior to performing the first step,
Assigning different beam indexes to each of the plurality of training beams based on the orientation angles of the plurality of training beams; And
Designating a training beam having the fastest beam index,
After performing the third step,
If the main antenna determines that the signal has been received through the main lobe of the designated training beam, then the specified training beam is included in the candidate training beam group, designating the training beam having the next beam index of the designated training beam, Performing the first to third steps for a training beam having a designated next beam index,
If it is not determined that the main antenna has received the signal through the main lobe of the designated training beam, if the training beam of the previous index exists in the candidate training beam group, the largest main antenna among the training beams included in the candidate training beam group Determining a training beam having a reception magnitude as an optimal beam, designating a training beam having a next beam index of the designated training beam when there is no previous index training beam in the candidate training beam group, Further comprising the step of performing the first to third steps with respect to the training beam
Beam training method.
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CN117938220A (en) * 2024-01-15 2024-04-26 国家工业信息安全发展研究中心 Method for realizing mobile antenna beam training framework for safe transmission

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