KR20200063953A

KR20200063953A - An wireless communication apparatus performing a beam sweeping operation and a method of operation thereof

Info

Publication number: KR20200063953A
Application number: KR1020190046084A
Authority: KR
Inventors: 김준태; 이준호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2020-06-05
Also published as: TWI831877B; TW202029661A

Abstract

According to a technical embodiment of the present disclosure, an operation method of a wireless communication device including an antenna array having a plurality of sub-array groups comprises the steps of: receiving a signal through the antenna array by sweeping a reception beam formed for each of the sub-array groups to have a plurality of reception beam patterns; generating channel matrix information including channel matrices corresponding to the reception beam patterns for each of the sub-array groups from the signal; generating additional channel matrix information by performing a digital beam sweeping operation on at least one group combination determined from the sub-array groups using the channel matrix information; and selecting a reception beam pattern of the antenna array using the channel matrix information and the additional channel matrix information.

Description

An wireless communication apparatus performing a beam sweeping operation and a method of operation thereof

본 개시의 기술적 사상은 통신 성능을 향상시키기 위한 빔 스위핑 동작을 수행하는 무선 통신 장치에 관한 발명이다.The technical idea of the present disclosure is an invention related to a wireless communication device that performs a beam sweeping operation to improve communication performance.

최근 5G 통신 시스템은 신규 무선 접속 기술(new radio access technology)로서 기존의 LTE 및 LTE-A 대비 대역폭 100MHz 이상의 초광대역을 사용해서 수 Gbps의 초고속 데이터 서비스를 제공하는 것을 목표로 한다. 하지만, LTE 및 LTE-A에서 사용하는 수백 MHz 혹은 수 GHz의 주파수 대역에서는 100MHz 이상의 초광대역 주파수를 확보하기가 어렵기 때문에, 5G 통신 시스템은 6GHz 이상의 주파수 대역에 존재하는 넓은 주파수 대역을 사용하여 신호를 전송하는 방법이 고려되고 있다. 구체적으로, 5G 통신 시스템에서는 28GHz 대역, 또는 60GHz 대역과 같이 밀리미터파(millimeter wave) 대역을 사용하여 전송률을 증대시키는 것을 고려하고 있다. 다만, 주파수 대역과 전파의 경로 손실은 비례하기 때문에 이와 같은 초고주파에서는 전파의 경로 손실이 큰 특성을 가지므로 서비스 영역이 작아지게 된다.Recently, the 5G communication system is a new radio access technology, and aims to provide a high-speed data service of several Gbps by using an ultra-wide bandwidth of 100 MHz or more compared to the existing LTE and LTE-A. However, in the frequency bands of hundreds of MHz or several GHz used in LTE and LTE-A, it is difficult to secure an ultra-wideband frequency of 100 MHz or higher, so the 5G communication system uses a wide frequency band existing in the frequency band of 6 GHz or higher to signal. A method of transmitting is being considered. Specifically, in the 5G communication system, it is considered to increase the transmission rate using a millimeter wave band, such as the 28 GHz band or the 60 GHz band. However, since the frequency band and the path loss of the radio wave are proportional, the path loss of the radio wave has a large characteristic in such a high frequency, so the service area is reduced.

5G 통신 시스템에서는 이런 서비스 영역 감소의 단점을 극복하기 위해, 다수의 안테나를 사용해서 지향성 빔(directional beam)을 생성시켜 전파의 도달 거리를 증가시키는 빔 포밍(beamforming) 기술이 중요하게 부각되고 있다. 빔 포밍 기술은 송신 장치(예를 들면, 기지국) 및 수신 장치(예를 들면, 단말)에 각각 적용할 수 있으며, 서비스 영역의 확대 이외에도, 목표 방향으로의 물리적인 빔 집중으로 인한 간섭을 감소시키는 효과가 있다.In 5G communication systems, in order to overcome the disadvantages of reducing such a service area, a beamforming technique that generates a directional beam using a plurality of antennas to increase the range of propagation has been highlighted. The beam forming technique can be applied to a transmitting device (for example, a base station) and a receiving device (for example, a terminal), and in addition to expanding a service area, interference due to physical beam concentration in a target direction is reduced. It works.

5G 통신 시스템에서는 송신 장치의 송신 빔과 수신 장치의 수신 빔의 지향 방향이 서로 동조(aligment)되어야 빔 포밍 기술의 효과가 증대되는 바, 최적의 송신 빔과 수신 빔을 선택하기 위한 기술이 연구되고 있다.In the 5G communication system, the direction of the transmission beam of the transmitting device and the receiving beam of the receiving device should be aligned with each other to improve the effect of the beam forming technology. Therefore, a technique for selecting an optimal transmitting beam and a receiving beam is studied. have.

본 개시의 기술적 사상은이 해결하려는 과제는 5G 무선 통신 시스템에서 기지국의 복수의 송신 빔들 중 어느 하나와 최적으로 동조되는 수신 빔의 패턴을 선택할 수 있는 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데에 있다.The technical idea of the present disclosure is to provide a wireless communication device capable of selecting a pattern of a reception beam that is optimally tuned to any one of a plurality of transmission beams of a base station in a 5G wireless communication system, and an operation method thereof. have.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 개시의 기술적 사상에 따른 복수의 서브 어레이 그룹들이 구비된 안테나 어레이를 포함하는 무선 통신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 서브 어레이 그룹 별로 형성되는 수신 빔(beam)이 복수의 수신 빔 패턴들을 갖도록 스위핑하여 상기 안테나 어레이를 통해 신호를 수신하는 단계, 상기 신호로부터 상기 서브 어레이 그룹 별 상기 수신 빔 패턴들에 대응하는 채널 행렬들이 포함된 채널 행렬 정보를 생성하는 단계, 상기 채널 행렬 정보를 이용하여 상기 서브 어레이 그룹들로부터 결정된 적어도 하나의 그룹 조합에 대한 디지털 빔 스위핑 동작을 수행함으로써 추가 채널 행렬 정보를 생성하는 단계 및 상기 채널 행렬 정보 및 상기 추가 채널 행렬 정보를 이용하여 상기 안테나 어레이의 수신 빔 패턴을 선택하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, in an operation method of a wireless communication device including an antenna array having a plurality of subarray groups according to the technical spirit of the present disclosure, a reception beam formed for each subarray group is provided. Sweeping to have a plurality of received beam patterns to receive a signal through the antenna array, generating channel matrix information including channel matrices corresponding to the received beam patterns for each subarray group from the signal; Generating additional channel matrix information by performing a digital beam sweeping operation on at least one group combination determined from the subarray groups using channel matrix information, and using the channel matrix information and the additional channel matrix information to And selecting a received beam pattern of the antenna array.

본 개시의 기술적 사상의 다른 측면에 따른 복수의 안테나 어레이들을 포함하는 무선 통신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 안테나 어레이들 중 복수의 서브 어레이 그룹들이 구비된 제1 안테나 어레이를 이용하여 빔 스위핑 동작을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 제1 안테나를 이용하여 상기 빔 스위핑 동작을 수행하는 단계는, 상기 제1 안테나 어레이에 형성되는 수신 빔이 복수의 수신 빔 패턴들을 갖도록 상기 제1 안테나 어레이의 상기 서브 어레이 그룹 별로 위상 및 안테나 이득 중 적어도 하나를 제어하는 단계, 상기 제1 안테나 어레이를 통해 수신한 신호로부터 상기 서브 어레이 그룹 별 상기 수신 빔 패턴들에 대응하는 채널 행렬들이 포함된 제1 채널 행렬 정보를 생성하는 단계, 상기 제1 채널 행렬 정보를 이용하여 상기 서브 어레이 그룹들로부터 결정된 적어도 하나의 그룹 조합에 대한 디지털 빔 스위핑 동작을 수행함으로써 제1 추가 채널 행렬 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an operation method of a wireless communication device including a plurality of antenna arrays according to another aspect of the technical spirit of the present disclosure, a beam sweeping operation is performed using a first antenna array provided with a plurality of sub array groups among the antenna arrays. And performing the beam sweeping operation using the first antenna, wherein the sub of the first antenna array includes a received beam formed in the first antenna array having a plurality of received beam patterns. Controlling at least one of phase and antenna gain for each array group, and receiving first channel matrix information including channel matrices corresponding to the received beam patterns for each sub-array group from a signal received through the first antenna array. Generating, by performing a digital beam sweeping operation on at least one group combination determined from the subarray groups using the first channel matrix information, generating first additional channel matrix information. do.

본 개시의 기술적 사상의 또 다른 측면에 따른 무선 통신 장치에 있어서, 복수의 서브 어레이들을 각각 구비하는 복수의 안테나 어레이들, 상기 복수의 안테나 어레이들 각각에 연결된 복수의 RF(Radio Frequency) 체인들 및 상기 안테나 어레이들로부터 수신된 신호들을 처리하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 안테나 어레이들에 대하여 빔 포밍 행렬을 기반으로 서브 어레이 그룹별로 위상 및 안테나 이득 중 적어도 하나를 제어함으로써 아날로그 빔 스위핑 동작을 수행하고, 상기 아날로그 빔 스위핑 동작을 통해 수신한 신호들을 이용하여 상기 안테나 어레이들의 서브 어레이 그룹들로 구성된 그룹 조합에 의해 형성 가능한 수신 빔 패턴들을 고려한 디지털 빔 스위핑 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.In a wireless communication device according to another aspect of the technical spirit of the present disclosure, a plurality of antenna arrays each having a plurality of sub-arrays, a plurality of radio frequency (RF) chains connected to each of the plurality of antenna arrays, and And a controller that processes signals received from the antenna arrays, and the controller controls analog beam sweeping operations by controlling at least one of phase and antenna gain for each subarray group based on a beamforming matrix for the antenna arrays. And performing a digital beam sweeping operation in consideration of receive beam patterns formable by a group combination consisting of subarray groups of the antenna arrays using signals received through the analog beam sweeping operation.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치는 한정적인 빔 포밍행렬 정보를 기반으로 서브 어레이 그룹들이 각각 개별적으로 형성하는 수신 빔의 패턴들만 고려하지 않고, 디지털 빔 스위핑 동작을 통해 서브 어레이 그룹들 간의 조합으로 형성 가능한 수신 빔 패턴들까지 고려함으로써 선택 가능한 수신 빔 패턴의 스펙트럼을 넓힐 수 있는 바, 더 좋은 수신 성능을 보장할 수 있는 수신 빔 패턴을 선택할 수 있는 효과가 있다. 한편, 무선 통신 장치의 빔 코-리스폰던스(beam correspondence)가 보장되는 경우, 수신 빔 패턴을 무선 통신 장치의 송신 빔 패턴으로 선택하여 송신 성능도 향상시킬 수 있다.The wireless communication device according to the exemplary embodiment of the present disclosure does not consider only the patterns of the received beams that the subarray groups individually form based on limited beamforming matrix information, and subarray groups through a digital beam sweeping operation Since the spectrum of the selectable receive beam pattern can be widened by considering the receive beam patterns that can be formed by a combination of the two, there is an effect of selecting a receive beam pattern that can guarantee better reception performance. Meanwhile, when beam correspondence of a wireless communication device is guaranteed, transmission performance may be improved by selecting a received beam pattern as a transmission beam pattern of the wireless communication device.

본 개시의 예시적 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 기재로부터 본 개시의 예시적 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 개시의 예시적 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.The effects obtainable in the exemplary embodiments of the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned are common knowledge in the art to which the exemplary embodiments of the present disclosure belong from the following description. It can be clearly drawn and understood by those who have it. That is, unintended effects of implementing the exemplary embodiments of the present disclosure may also be derived by a person having ordinary skill in the art from the exemplary embodiments of the present disclosure.

도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 제k 서브 어레이의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 수신 빔 패턴 선택 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 나타내는 블록도이고, 도 5b는 무선 통신 장치의 서브 어레이 간 신호 수신 타이밍에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 나타내는 블록도이고, 도 6b는 무선 통신 장치의 서브 어레이 간 신호 수신 타이밍에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 복수의 안테나 어레이들을 포함하는 무선 통신 장치의 선택기의 수신 빔 패턴 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 빔 스위핑 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 나타내는 블록도이다.
도 10은 복수의 안테나 어레이들을 포함하는 무선 통신 장치의 선택기의 수신 빔 패턴 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
2 is a block diagram specifically illustrating a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
3 is a view for explaining the configuration of the k-th sub-array.
4 is a diagram for explaining a reception beam pattern selection operation of a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
5A is a block diagram illustrating a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 5B is a diagram for explaining timing of signal reception between sub-arrays of the wireless communication device.
6A is a block diagram illustrating a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 6B is a view for explaining timing of signal reception between sub-arrays of the wireless communication device.
7 is a diagram for explaining a method of selecting a received beam pattern of a selector of a wireless communication device including a plurality of antenna arrays according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
8 is a diagram illustrating a beam sweeping operation of a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
9 is a block diagram illustrating a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
10 is a view for explaining a method of selecting a received beam pattern of a selector of a wireless communication device including a plurality of antenna arrays.
11 is a block diagram illustrating a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
12 is a block diagram illustrating an electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

기지국은 무선 통신 장치와 통신하며, 무선 통신 장치에게 통신 네트워크 자원을 할당하는 일 주체로서, 셀(cell), BS(base station), NodeB(NB), eNodB(eNB), NG RAN(next generation radio access network), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 이하에서는, 기지국은 셀로 지칭하여 서술하도록 한다.A base station communicates with a wireless communication device, and is a subject that allocates communication network resources to a wireless communication device, and includes a cell, a base station (BS), a NodeB (NB), eNodB (eNB), and NG next generation radio (RAN). access network), a radio access unit, a base station controller or a node on a network. Hereinafter, the base station will be referred to as a cell.

무선 통신 장치는 기지국 또는 다른 무선 통신 장치와 통신하는 일 주체로서, 노드, UE(user equipment), NG UE(next generation UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동 장치(Mobile Equipment; ME), 디바이스(device) 또는 단말(terminal) 등으로 지칭될 수 있다.A wireless communication device is a subject that communicates with a base station or other wireless communication device, a node, a user equipment (UE), a next generation UE (NG UE), a mobile station (MS), a mobile equipment (ME), It may be referred to as a device or a terminal.

또한, 무선 통신 장치는 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그 밖에, 무선 통신 장치는 통신 기능을 수행할 수 있는 다양한 종류의 멀티 미디어 시스템을 포함할 수 있다.In addition, the wireless communication device may be a smart phone, tablet PC, mobile phone, video phone, e-book reader, desktop PC, laptop PC, netbook computer, PDA, portable multimedia player (PMP), MP3 player, medical device, camera, or wearable It may include at least one of the devices. In addition, wireless communication devices include televisions, digital video disk (DVD) players, audio, refrigerators, air conditioners, vacuum cleaners, ovens, microwave ovens, washing machines, air cleaners, set-top boxes, home automation control panels, security control panels, and media boxes. (E.g., Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, or Google TVTM), game console (e.g., XboxTM, PlayStationTM), electronic dictionary, electronic key, camcorder, or at least one of an electronic picture frame. In addition, wireless communication devices include various medical devices (e.g., various portable medical measurement devices (such as a blood glucose meter, heart rate meter, blood pressure meter, or body temperature meter), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), and computed CT tomography, camera, or ultrasound, etc.), navigation devices, global navigation satellite system (GNSS), event data recorder (EDR), flight data recorder (FDR), automotive infotainment devices, marine electronic equipment (e.g. Marine navigation devices, gyro compasses, etc., avionics, security devices, head units for vehicles, industrial or household robots, drones, ATMs in financial institutions, point of sales (POS) in stores , Or Internet of Things devices (eg, light bulbs, various sensors, sprinkler devices, fire alarms, thermostats, street lights, toasters, exercise equipment, hot water tanks, heaters, boilers, etc.). In addition, the wireless communication device may include various types of multi-media systems capable of performing communication functions.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 시스템(1)을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a wireless communication system 1 according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(1)은 기지국(10) 및 무선 통신 장치(20)를 포함할 수 있다. 서술의 편의상 무선 통신 시스템(1)은 하나의 기지국(10)만을 포함하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 실시 예에 불과한 바, 이에 국한되지 않으며, 다양한 개수의 기지국들을 포함하도록 무선 통신 시스템(1)이 구현될 수 있다. 기지국(10)은 무선 통신 장치(20)와 무선 채널로 연결되어 다양한 통신 서비스를 제공할 수 있다. 기지국(10)은 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스될 수 있고, 무선 통신 장치(20)의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링할 수 있다. 무선 통신 시스템(1)은 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM)을 무선 접속 기술로 하여 빔 포밍 기술을 지원할 수 있다. 또한, 무선 통신 시스템(1)은 무선 통신 장치(20)의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding; AMC) 방식을 지원할 수 있다.Referring to FIG. 1, the wireless communication system 1 may include a base station 10 and a wireless communication device 20. For convenience of description, the wireless communication system 1 is shown to include only one base station 10, but this is only an exemplary embodiment, and is not limited thereto, and the wireless communication system 1 includes various numbers of base stations. This can be implemented. The base station 10 may be connected to the wireless communication device 20 through a wireless channel to provide various communication services. The base station 10 may service all user traffic through a shared channel and collect and schedule state information such as the buffer state, available transmission power state, and channel state of the wireless communication device 20. . The wireless communication system 1 may support beamforming technology by using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) as a radio access technology. In addition, the wireless communication system 1 is an adaptive modulation & coding (AMC) method for determining a modulation scheme and a channel coding rate according to the channel state of the wireless communication device 20. Can support

또한, 무선 통신 시스템(1)은 6GHz 이상의 주파수 대역에 존재하는 넓은 주파수 대역을 사용하여 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 시스템(1)에서는 28GHz 대역, 또는 60GHz 대역과 같이 밀리미터파(millimeter wave) 대역을 사용하여 데이터 전송률을 증대시킬 수 있다. 이 때에, 밀리미터파 대역은 거리당 신호 감쇄 크기가 상대적으로 크기 때문에 무선 통신 시스템(1)은 커버리지(coverage) 확보를 위해 다중 안테나를 사용하여 생성된 지향성 빔 기반의 송수신을 지원할 수 있다. 무선 통신 시스템(1)은 MIMO(Multiple Input, Multiple Output)를 지원하는 시스템일 수 있으며, 이에 따라 기지국(10) 및 무선 통신 장치(20)는 빔 포밍 기술을 지원할 수 있다. 빔 포밍 기술은 디지털 빔 포밍, 아날로그 빔 포밍, 하이브리드 빔 포밍 등으로 나뉠 수 있으며, 이하에서 무선 통신 시스템(1)은 하이브리드 빔 포밍 기술을 지원하는 실시 예를 중심으로 본 기술의 사상을 서술하나, 본 기술은 다른 빔 포밍 기술에도 적용될 수 있음은 충분히 이해될 것이다.In addition, the wireless communication system 1 can transmit and receive signals using a wide frequency band existing in a frequency band of 6 GHz or more. For example, in the wireless communication system 1, a data rate can be increased by using a millimeter wave band, such as a 28 GHz band or a 60 GHz band. At this time, the millimeter wave band has a relatively large signal attenuation per distance, so the wireless communication system 1 can support directional beam-based transmission and reception generated using multiple antennas to secure coverage. The wireless communication system 1 may be a system supporting multiple input, multiple output (MIMO), and accordingly, the base station 10 and the wireless communication device 20 may support beam forming technology. The beam forming technology may be divided into digital beam forming, analog beam forming, hybrid beam forming, etc. In the following, the wireless communication system 1 describes the idea of the present technology, focusing on embodiments supporting hybrid beam forming technology. It will be fully understood that the present technique can be applied to other beam forming techniques.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(20)는 지향성 빔 기반 송수신을 위하여 수신 빔에 대한 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있다. 빔 스위핑이란, 기지국(10) 및 무선 통신 장치(20)가 각각 소정의 패턴을 갖는 지향성 빔을 순차적 또는 랜덤하게 스위핑(sweeping)하여, 지향 방향이 서로 동조되는 송신 빔 및 수신 빔의 패턴을 선택하는 과정이다. 빔 패턴이란 빔의 너비 및 빔의 지향 방향으로 결정되는 빔의 모양일 수 있다. 지향 방향이 서로 동조되는 송신 빔의 패턴과 수신 빔의 패턴은 송수신 빔 패턴 쌍으로서 선택될 수 있다. 즉, 기지국(10)은 선택된 패턴을 갖는 송신 빔을 통해 데이터를 송신하면 무선 통신 장치(20)는 선택된 패턴을 갖는 수신 빔을 통해 상기 데이터를 수신할 수 있다. 이하에서는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 무선 통신 장치(20)의 수신 빔의 패턴을 선택하기 위한 동작에 대하여 서술한다.The wireless communication device 20 according to an exemplary embodiment of the present disclosure may perform a beam sweeping operation on a received beam for directional beam-based transmission and reception. With beam sweeping, the base station 10 and the wireless communication device 20 sequentially or randomly sweep a directional beam having a predetermined pattern to select a pattern of a transmission beam and a reception beam in which the directional directions are synchronized with each other. It is a process. The beam pattern may be a beam shape determined by a beam width and a beam direction. The pattern of the transmission beam and the pattern of the reception beam in which the directional directions are synchronized with each other may be selected as a pair of transmission and reception beam patterns. That is, when the base station 10 transmits data through a transmission beam having a selected pattern, the wireless communication device 20 may receive the data through a reception beam having a selected pattern. Hereinafter, an operation for selecting a pattern of a reception beam of the wireless communication device 20 according to an embodiment of the present disclosure will be described.

먼저, 기지국(10)에서 복수의 안테나 어레이들을 통해 신호들(X)을 송신하면 무선 통신 장치(20)는 적어도 하나의 안테나 어레이를 통해 신호들(Y)을 수신할 수 있다. 수신된 신호들(Y)은 소정의 채널(H)을 겪은 결과로써 송신된 신호들(X)과 수신된 신호들 간의 관계는 다음 수식(1)과 같다.First, when the base stations 10 transmit signals X through a plurality of antenna arrays, the wireless communication device 20 may receive signals Y through at least one antenna array. As a result of the received signals Y undergoing a predetermined channel H, the relationship between the transmitted signals X and the received signals is as shown in Equation (1) below.

(1)

(One)

수식(1)의 각 요소들은 벡터(vector) 또는 행렬(matrix)일 수 있다. 'N'은 화이트 가우시안 노이즈(white Gaussian noise)를 의미할 수 있다. 무선 통신 장치(20)는 아날로그 빔 스위핑 동작을 통해 형성되는 다양한 패턴들을 갖는 수신 빔을 통해 수신 신호들(Y)을 수신할 수 있으며, 이 때 채널(H)은 수신 빔의 패턴에 따라 달라질 수 있으며, 무선 통신 장치(20)는 채널(H)의 상태(예를 들면, 채널의 용량(channel capacity))을 기반으로 무선 통신 장치(20)의 수신 빔 패턴이 선택될 수 있다.Each element of Equation (1) may be a vector or a matrix. 'N' may mean white Gaussian noise. The wireless communication device 20 may receive the received signals Y through a received beam having various patterns formed through an analog beam sweeping operation, wherein the channel H may vary according to the pattern of the received beam The wireless communication device 20 may select a reception beam pattern of the wireless communication device 20 based on the state of the channel H (eg, channel capacity).

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(20)는 복수의 안테나 어레이들을 구비할 수 있으며, 무선 통신 장치(20)는 안테나 어레이들에 포함된 안테나 엘리먼트(element)들에 대한 위상 및 안테나 이득 중 적어도 하나를 조절하여 안테나 어레이들을 통해 생성되는 수신 빔이 복수의 패턴들을 갖도록 스위핑할 수 있다. 이하에서는, 무선 통신 장치(20)가 안테나 엘리먼트들에 대한 위상 및 안테나 이득 중 적어도 하나를 직접적으로 조절함으로써 안테나 어레이들에 형성되는 수신 빔의 패턴을 실제로 스위핑하는 동작은 아날로그 빔 스위핑 동작으로 지칭될 수 있다. 또한, 이하에서 안테나 어레이, 서브 어레이, 서브 어레이 그룹에 대한 위상 또는 이득을 제어하는 것은 안테나 어레이, 서브 어레이, 서브 어레이 그룹 각각에 포함된 안테나 엘리먼트들의 위상 또는 이득을 제어하는 의미로 해석될 수 있다.The wireless communication device 20 according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include a plurality of antenna arrays, and the wireless communication device 20 may include phase and antenna for antenna elements included in the antenna arrays. By adjusting at least one of the gains, the received beam generated through the antenna arrays can be swept to have a plurality of patterns. Hereinafter, the operation in which the wireless communication device 20 actually sweeps the pattern of the received beam formed in the antenna arrays by directly adjusting at least one of phase and antenna gain for the antenna elements will be referred to as an analog beam sweeping operation. Can be. In addition, hereinafter, controlling the phase or gain of the antenna array, sub-array, and sub-array group may be interpreted to mean controlling the phase or gain of the antenna elements included in each of the antenna array, sub-array and sub-array group. .

무선 통신 장치(20)는 아날로그 빔 스위핑 동작을 통해 기지국(10)으로부터 수신한 신호들로부터 안테나 어레이들의 각 수신 빔 패턴들에 대응하는 채널 행렬들을 생성할 수 있다. 일 예로, 무선 통신 장치(20)는 아날로그 빔 스위핑 동작을 통해 수신한 신호들에 포함된 기준 신호(reference signal)를 이용하여 각 수신 빔 패턴들에 대응하는 채널 행렬들을 연산할 수 있다. 빔 포밍 행렬 정보는 적어도 하나의 빔 포밍 행렬을 포함할 수 있으며, 빔 포밍 행렬은 블록 대각행렬로서 대각 성분들은 안테나 어레이들 각각에 대한 빔 포밍 벡터들을 포함할 수 있다. 또한, 빔 포밍 행렬 정보는 무선 통신 장치(20)에 코드북(codebook) 형태로 미리 저장될 수 있다. 이러한 빔 포밍 행렬 정보는 무선 통신 장치(20)이 수신 빔 패턴을 변경(또는, 스위핑)할 때에 참조될 수 있는 정보를 포함할 수 있다.The wireless communication device 20 may generate channel matrices corresponding to respective received beam patterns of the antenna arrays from signals received from the base station 10 through an analog beam sweeping operation. For example, the wireless communication device 20 may calculate channel matrices corresponding to each received beam pattern using a reference signal included in signals received through an analog beam sweeping operation. The beamforming matrix information may include at least one beamforming matrix, and the beamforming matrix is a block diagonal matrix, and diagonal components may include beamforming vectors for each of the antenna arrays. Further, the beamforming matrix information may be stored in advance in the form of a codebook in the wireless communication device 20. The beamforming matrix information may include information that can be referred to when the wireless communication device 20 changes (or sweeps) the received beam pattern.

무선 통신 장치(20)는 생성된 채널 행렬들을 이용하여 안테나 어레이 사이 또는 안테나 어레이들 내의 소정의 그룹 사이에서 형성 가능한 수신 빔 패턴들 각각에 대응하는 추가 채널 행렬들을 생성할 수 있다. 이하에서는, 무선 통신 장치(20)가 형성 가능한 수신 빔 패턴들을 고려하여 상대적인 가중치들을 생성된 채널 행렬들 중 일부에 순차적 또는 랜덤하게 적용함으로써 안테나 어레이들에 형성 가능한 수신 빔의 패턴을 가상적으로 스위핑하는 동작은 디지털 빔 스위핑 동작으로 지칭될 수 있다. 무선 통신 장치(20)는 디지털 빔 스위핑 동작을 수행함으로써 안테나 어레이 사이 또는 안테나 어레이들 내의 소정의 그룹 사이에서 형성 가능한 수신 빔 패턴들 각각에 대응하는 추가 채널 행렬들을 생성할 수 있다.The wireless communication device 20 may use the generated channel matrices to generate additional channel matrices corresponding to each of the receive beam patterns that can be formed between antenna arrays or between a predetermined group in the antenna arrays. Hereinafter, the wireless communication device 20 virtually sweeps the pattern of the receive beam formable in the antenna arrays by sequentially or randomly applying the relative weights to some of the generated channel matrices in consideration of the formable receive beam patterns. The operation may be referred to as a digital beam sweeping operation. The wireless communication device 20 may generate additional channel matrices corresponding to each of the receive beam patterns that can be formed between antenna arrays or a predetermined group in the antenna arrays by performing a digital beam sweeping operation.

예시적 실시 예로, 아날로그 빔 스위핑 동작은 아날로그 도메인에서 수행될 수 있으며, 디지털 빔 스위핑 동작은 디지털 도메인에서 수행될 수 있다.In an exemplary embodiment, the analog beam sweeping operation may be performed in the analog domain, and the digital beam sweeping operation may be performed in the digital domain.

무선 통신 장치(20)는 아날로그 빔 스위핑 동작 및 디지털 빔 스위핑 동작을 통해 선택할 수 있는 수신 빔 패턴들의 스펙트럼을 확장할 수 있으며, 다양한 수신 빔 패턴들 중에서 기지국(10)으로부터 데이터 신호를 최적으로 수신할 수 있는 수신 빔 패턴을 선택할 수 있어 무선 통신 장치(20)의 통신 성능을 향상시킬 수 있다.The wireless communication device 20 may expand a spectrum of selectable receive beam patterns through an analog beam sweeping operation and a digital beam sweeping operation, and can optimally receive a data signal from the base station 10 among various receive beam patterns. The reception beam pattern that can be selected can be selected to improve communication performance of the wireless communication device 20.

예시적 실시 예로, 무선 통신 장치(20)는 위와 같은 방식으로 최적의 수신 빔 패턴을 선택한 후에, 무선 통신 장치(20)는 신호를 외부로 송신하기 위한 송신 빔 패턴을 선택된 수신 빔 패턴을 이용하여 선택할 수 있다. 일 예로, 무선 통신 장치(20)는 빔 코-리스폰던스(correspondence)가 보장되는 경우 선택된 수신 빔 패턴을 송신 빔 패턴으로 선택하고, 선택된 송신 빔 패턴을 갖는 송신 빔을 통해 기지국(10) 또는 다른 무선 통신 장치로 송신할 수 있다. 이를 통해, 무선 통신 장치(20)는 최적의 송신 빔 패턴을 비교적 쉽게 선택할 수 있으며, 송신 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As an exemplary embodiment, after the wireless communication device 20 selects an optimal receive beam pattern in the above manner, the wireless communication device 20 uses a selected receive beam pattern as a transmission beam pattern for transmitting a signal to the outside. You can choose. For example, the wireless communication device 20 selects the selected reception beam pattern as a transmission beam pattern when the beam co-respondence is guaranteed, and the base station 10 or another through the transmission beam having the selected transmission beam pattern It can be transmitted by a wireless communication device. Through this, the wireless communication device 20 can relatively easily select the optimal transmission beam pattern, and has an effect of improving transmission performance.

도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(100)를 구체적으로 나타내는 블록도이고, 도 3은 제k 서브 어레이(112_k)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.2 is a block diagram specifically illustrating a wireless communication device 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the k-th sub-array 112_k.

도 2를 참조하면, 무선 통신 장치(100)는 프론트-엔드 회로(FEC) 및 컨트롤러(130)를 포함할 수 있다. 프론트-엔드 회로(FEC)는 복수의 안테나 어레이들(110_1~110_p), 복수의 RF 체인들(120_1~120_p)을 포함할 수 있다. 안테나 어레이들(110_1~110_P)의 출력단들은 각각 RF(Radio Frequency) 체인들(120_1~120_p)과 연결될 수 있다. 제p 안테나 어레이(110_p)는 복수의 서브 어레이들(112_1~112_k) 및 합산기(114)를 포함할 수 있다. 서브 어레이들(112_1~112_k)은 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 아날로그 빔 스위핑 동작을 위해 안테나 엘리먼트들은 개별적으로 위상 또는 안테나 이득이 제어될 수 있다. 제p 안테나 어레이(110_p)와 연결된 제p RF 체인(120_p)은 ADC(121, Analog to Digiter Converter), 직렬/병렬 변환기(122, Serial to Parallel converter) 및 고속 퓨리에 변환기(123, Fast Fourier Tranformer)를 포함할 수 있다. 제p 안테나 어레이(110_p)의 구성은 나머지 안테나 어레이들(110_1~110_p-1)에도 적용될 수 있으며, 제p RF 체인(120_p)의 구성은 나머지 RF 체인들(120_1~120_p-1)에도 적용될 수 있다.Referring to FIG. 2, the wireless communication device 100 may include a front-end circuit (FEC) and a controller 130. The front-end circuit FEC may include a plurality of antenna arrays 110_1 to 110_p and a plurality of RF chains 120_1 to 120_p. The output ends of the antenna arrays 110_1 to 110_P may be connected to radio frequency (RF) chains 120_1 to 120_p, respectively. The p-th antenna array 110_p may include a plurality of sub-arrays 112_1 to 112_k and an adder 114. The sub-arrays 112_1 to 112_k may include a plurality of antenna elements, and for the analog beam sweeping operation, the antenna elements may be individually controlled in phase or antenna gain. The p-th RF chain (120_p) connected to the p-antenna array (110_p) includes an analog-to-digital converter (ADC), a serial-to-parallel converter (122), and a fast Fourier transformer (123). It may include. The configuration of the p-th antenna array 110_p may be applied to the remaining antenna arrays 110_1 to 110_p-1, and the configuration of the p-th RF chain 120_p may also be applied to the remaining RF chains 120_1 to 120_p-1. have.

본 개시의 예시적 실시예에 따른 컨트롤러(130)는 수신 빔 선택 모듈(132)을 포함할 수 있다. 컨트롤러(130)에 포함된 구성 요소는 논리 합성 등을 통해서 설계된 전용의 하드웨어 블록으로 구현될 수도 있고, 적어도 하나의 프로세서 및 적어도 하나의 프로세서에 의해서 실행되는 소프트웨어 블록을 포함하는 프로세싱 유닛으로 구현될 수도 있으며, 전용의 하드웨어 블록 및 프로세싱 유닛의 조합으로서 구현될 수도 있다. 본 명세서에서, 컨트롤러(130)는 최적의 수신 빔 패턴을 찾기 위한 장치로서 정의될 수도 있다.The controller 130 according to the exemplary embodiment of the present disclosure may include the reception beam selection module 132. The components included in the controller 130 may be implemented as dedicated hardware blocks designed through logic synthesis or the like, or may be implemented as a processing unit including at least one processor and software blocks executed by at least one processor. And may be implemented as a combination of dedicated hardware blocks and processing units. In this specification, the controller 130 may be defined as an apparatus for finding an optimal receive beam pattern.

일 실시 예에 따른 수신 빔 선택 모듈(132)은 안테나 어레이들(110_1~110_p) 각각에 제어신호들(CS₁~CS_p)을 제공함으로써 아날로그 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있다. 일 예로, 수신 빔 선택 모듈(132)은 제p 안테나 어레이(110_p)에서 형성되는 수신 빔 패턴을 제어하기 위해 제p 제어신호(CS_p)를 제p 안테나 어레이(110_p)에 제공할 수 있다. 이하에서는 이해를 돕기 위해 도 3에 도시된 제k 서브 어레이(112_k)의 구성을 먼저 서술한다.The reception beam selection module 132 according to an embodiment may perform an analog beam sweeping operation by providing control signals CS ₁ to CS _p to each of the antenna arrays 110_1 to 110_p. For example, the reception beam selection module 132 may provide the pth control signal CS _p to the pth antenna array 110_p to control the reception beam pattern formed in the pth antenna array 110_p. Hereinafter, a configuration of the k-th sub-array 112_k illustrated in FIG. 3 will be described first for ease of understanding.

도 3을 더 참조하면, 제k 서브 어레이(112_k)는 복수의 안테나 엘리먼트들(ATE_1~ATE_m), 복수의 저잡음 증폭기들(LNA₁~LNA_m), 복수의 위상 쉬프터들(PS₁~PS_m) 및 합산기(SM_k)를 포함할 수 있다. 제p 제어신호(CS_p)는 제k 서브 어레이(112_k)의 위상 또는 이득을 제어하기 위한 제어신호(CS_pkx)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the kth sub-array 112_k includes a plurality of antenna elements ATE_1 to ATE_m, a plurality of low noise amplifiers LNA ₁ to LNA _m , and a plurality of phase shifters PS ₁ to PS _m ) And a summer (SM _k ). The p-th control signal CS _p may include a control signal CS _pkx for controlling the phase or gain of the k-th sub-array 112_k.

제어신호(CS_pkx)는 각각의 서브 어레이들(112_k)과 연결된 저잡음 증폭기들(LNA₁~LNA_m)에 대한 이득(또는, 안테나 이득) 또는 각각의 서브 어레이들(112_k)과 연결된 위상 쉬프터들(PS₁~PS_m)에 대한 위상을 제어하기 위한 신호들을 포함할 수 있다. 제어신호(CS_pkx)에 의하여 제k 서브 어레이(112_k)에 형성되는 수신 빔의 패턴이 변경될 수 있다. 제k 서브 어레이(112_k)의 구성은 제p 안테나 어레이(110_p)의 다른 서브 어레이들(112_1~112_k-1)에 적용될 수 있으며, 더 나아가, 다른 안테나 어레이들(110_1~110_p-1) 각각에 포함된 서브 어레이들(미도시)에도 적용될 수 있다.The control signal CS _pkx is a gain (or antenna gain) for low noise amplifiers LNA ₁ to LNA _m connected to respective sub arrays 112_k or phase shifters connected to respective sub arrays 112_k. It may include signals for controlling the phase for (PS ₁ ~ PS _m ). The pattern of the received beam formed in the k-th sub-array 112_k may be changed by the control signal CS _pkx . The configuration of the k-th sub-array 112_k may be applied to other sub-arrays 112_1 to 112_k-1 of the p-antenna array 110_p, and further, to each of the other antenna arrays 110_1 to 110_p-1 It can also be applied to included sub-arrays (not shown).

수신 빔 선택 모듈(132)은 아날로그 빔 스위핑을 위해 제어신호들(CS₁~CS_p)을 안테나 어레이들(110_1~110_p)에 제공함으로써 안테나 어레이들(110_1~110_p)을 통해 형성되는 수신 빔 패턴을 변경할 수 있다. 일 실시 예로, 수신 빔 선택 모듈(132)은 아날로그 빔 스위핑 동작시에 소정의 서브 어레이 그룹 별로 수행할 수 있다. 서브 어레이 그룹은 안테나 어레이(110_1~110_p)에 포함된 서브 어레이들을 구분하는 단위로서 서브 어레이 그룹은 적어도 하나의 서브 어레이를 포함하도록 정의될 수 있다. 서브 어레이 그룹은 다양하게 정의될 수 있으며, 예를 들면, 하나의 안테나 어레이가 적어도 하나의 서브 어레이 그룹을 포함하도록 정의되거나, 하나의 서브 어레이 그룹이 상이한 안테나 어레이들에 각각 포함된 서브 어레이들을 포함하도록 정의될 수 있다. 구체적으로, 빔 포밍 행렬 정보는 서브 어레이 그룹 단위로 아날로그 빔 스위핑 동작이 수행될 수 있도록 구현될 수 있다. 즉, 빔 포밍 행렬 정보는 특정 서브 어레이 그룹에 포함된 안테나 엘리먼트들에 대한 위상 또는 이득의 제어 가능한 모든 경우의 수 중에서 수신 빔 패턴의 큰 변형을 가져오는 일부 경우의 수만을 고려하여 특정 서브 어레이 그룹에 대한 빔 스위핑 제어를 할 수 있도록 설정될 수 있다. 서브 어레이 그룹이 하나의 서브 어레이를 포함하는 경우의 구체적인 실시 예는 도 5a 등에서 서술하며, 서브 어레이 그룹이 복수의 서브 어레이들을 포함하는 경우의 구체적인 실시 예는 도 9 등에서 서술한다.The reception beam selection module 132 provides control signals CS ₁ to CS _p to the antenna arrays 110_1 to 110_p for analog beam sweeping, and receives beam patterns formed through the antenna arrays 110_1 to 110_p Can be changed. As an embodiment, the reception beam selection module 132 may perform each predetermined sub-array group in an analog beam sweeping operation. The subarray group is a unit for distinguishing subarrays included in the antenna arrays 110_1 to 110_p, and the subarray group may be defined to include at least one subarray. The subarray group may be variously defined, for example, one antenna array is defined to include at least one subarray group, or one subarray group includes subarrays each included in different antenna arrays. Can be defined as Specifically, the beamforming matrix information may be implemented such that an analog beam sweeping operation can be performed in units of subarray groups. That is, the beamforming matrix information considers only the number of cases in which a large variation of the received beam pattern is obtained among all controllable cases of phase or gain for antenna elements included in a specific subarray group, and a specific subarray group. It can be set to enable the beam sweeping control for. A specific embodiment when the subarray group includes one subarray is described in FIG. 5A and the like, and a specific embodiment when the subarray group includes a plurality of subarrayers is described in FIG.

수신 빔 선택 모듈(132)은 아날로그 빔 스위핑 동작을 수행하여 안테나 어레이들(110_1~110_p)로부터 수신 신호들(r₁~r_p)을 수신하고, 수신 신호들(r₁~r_p)로부터 서브 어레이 그룹 별 수신 빔 패턴들에 대응하는 채널 행렬들이 포함된 채널 행렬 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 안테나 어레이들(110_1~110_p)이 2개의 서브 어레이 그룹들로 논리적으로 구분된 경우에 수신 빔 선택 모듈(132)은 2개의 서브 어레이 그룹들 각각에 대응하는 채널 행렬들을 생성할 수 있다. 즉, 채널 행렬 정보는 제1 서브 어레이 그룹에 형성되는 수신 빔의 패턴들에 따라 가변적인 채널 상태를 나타내는 제1 채널 행렬들 및 제2 서브 어레이 그룹에 형성되는 수신 빔의 패턴들에 따라 가변적인 채널 상태를 나타내는 제2 채널 행렬들을 포함할 수 있다.The reception beam selection module 132 performs analog beam sweeping operations to receive reception signals r ₁ to r _p from the antenna arrays 110_1 to 110_p and sub from the reception signals r ₁ to r _p Channel matrix information including channel matrices corresponding to received beam patterns for each array group may be generated. For example, when the antenna arrays 110_1 to 110_p are logically divided into two subarray groups, the reception beam selection module 132 may generate channel matrices corresponding to each of the two subarray groups. have. That is, the channel matrix information is variable according to the patterns of the first channel matrices representing the variable channel state according to the patterns of the received beams formed in the first subarray group and the patterns of the received beams formed in the second subarray group. And second channel matrices indicating the channel state.

수신 빔 선택 모듈(132)은 채널 행렬 정보를 이용하여 서브 어레이 그룹들로부터 결정된 적어도 하나의 그룹 조합에 대한 디지털 빔 스위핑 동작을 수행하여 추가 채널 행렬 정보를 생성할 수 있다. 추가 채널 행렬 정보는 적어도 하나의 그룹 조합에 포함된 서브 어레이 그룹들을 통해 가상적으로 형성되는 수신 빔의 패턴들에 따라 가변적인 채널 상태를 나타내는 추가 채널 행렬들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 어레이들(110_1~110_p)이 3개의 서브 어레이 그룹들로 논리적으로 구분된 경우에, 제1 그룹 조합은 제1 서브 어레이 그룹 및 제2 서브 어레이 그룹을 포함하고, 제2 그룹 조합은 제1 서브 어레이 그룹 및 제3 서브 어레이 그룹을 포함하도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 수신 빔 선택 모듈(132)은 제1 그룹 조합에 대한 디지털 빔 스위핑 동작, 제2 그룹 조합에 대한 디지털 빔 스위핑 동작을 수행하여 추가 채널 행렬 정보를 생성할 수 있다.The reception beam selection module 132 may generate additional channel matrix information by performing a digital beam sweeping operation on at least one group combination determined from sub-array groups using channel matrix information. The additional channel matrix information may include additional channel matrices indicating a variable channel state according to patterns of received beams that are virtually formed through subarray groups included in at least one group combination. For example, when the antenna arrays 110_1 to 110_p are logically divided into three subarray groups, the first group combination includes the first subarray group and the second subarray group, and the second group The combination can be set to include a first sub-array group and a third sub-array group. Accordingly, the reception beam selection module 132 may generate additional channel matrix information by performing a digital beam sweeping operation for the first group combination and a digital beam sweeping operation for the second group combination.

일 예로, 수신 빔 선택 모듈(132)은 제1 그룹 조합에 대한 디지털 빔 스위핑 동작에서 제1 서브 어레이 그룹에 대응하는 채널 행렬들 및 상대적 가중치 정보를 이용하여 변경된 채널 행렬들을 생성할 수 있다. 상대적 가중치 정보는 특정 그룹 조합 내의 적어도 하나의 서브 어레이 그룹에 포함된 안테나 엘리먼트들에 대한 위상 또는 이득의 가상적 변경을 고려하여 결정된 상대적 가중치를 포함할 수 있다. 이후, 수신 빔 선택 모듈(132)은 제2 서브 어레이 그룹에 대응하는 채널 행렬들과 상기 변경된 채널 행렬들을 이용하여 제1 서브 어레이 그룹과 제2 서브 어레이 그룹을 통해 형성될 수 있는 수신 빔 패턴들에 대응하는 추가 채널 행렬들을 생성할 수 있다.For example, the reception beam selection module 132 may generate changed channel matrices by using channel matrices and relative weight information corresponding to the first subarray group in the digital beam sweeping operation for the first group combination. The relative weight information may include relative weights determined by considering a virtual change in phase or gain for antenna elements included in at least one subarray group in a specific group combination. Subsequently, the reception beam selection module 132 receives channel beam patterns that may be formed through the first subarray group and the second subarray group using channel matrices corresponding to the second subarray group and the changed channel matrices. Additional channel matrices corresponding to may be generated.

일 실시 예에 따른 수신 빔 선택 모듈(132)은 채널 행렬 정보 및 추가 채널 행렬 정보를 이용하여 안테나 어레이들(110_1~110_p)에 형성되는 수신 빔 패턴을 선택할 수 있다. 수신 빔 선택 모듈(132)은 채널 행렬 정보 및 추가 채널 행렬 정보로부터 제일 좋은 특성을 갖는 채널을 검출할 수 있으며, 검출된 채널에 대응하는 패턴을 갖는 수신 빔이 형성되도록 안테나 어레이들(110_1~110_p)을 제어할 수 있다. 이를 위해 수신 빔 선택 모듈(132)은 디지털 빔 스위핑 동작 결과를 이용하여 빔 포밍 행렬 정보를 업데이트할 수 있으며, 업데이트된 빔 포밍 행렬 정보를 참조하여 선택된 수신 빔 패턴에 부합하는 제어신호들을 안테나 어레이들(110_1~110_p)에 제공할 수 있다. 컨트롤러(130)는 버퍼(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 버퍼(미도시)는 빔 포밍 행렬 정보 및 상대적 가중치 정보를 저장할 수 있다. 수신 빔 선택 모듈(132)은 버퍼(미도시)로부터 빔 포밍 행렬 정보 및 상대적 가중치 정보를 참조하여 본 개시의 실시 예들에 따른 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있다.The reception beam selection module 132 according to an embodiment may select a reception beam pattern formed in the antenna arrays 110_1 to 110_p using channel matrix information and additional channel matrix information. The reception beam selection module 132 may detect a channel having the best characteristics from channel matrix information and additional channel matrix information, and antenna arrays 110_1 to 110_p such that a reception beam having a pattern corresponding to the detected channel is formed. ) Can be controlled. To this end, the reception beam selection module 132 may update the beam forming matrix information using the result of the digital beam sweeping operation, and the antenna arrays of control signals matching the selected reception beam pattern with reference to the updated beam forming matrix information (110_1~110_p). The controller 130 may further include a buffer (not shown), and the buffer (not shown) may store beam forming matrix information and relative weight information. The reception beam selection module 132 may perform a beam sweeping operation according to embodiments of the present disclosure with reference to beam forming matrix information and relative weight information from a buffer (not shown).

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(100)는 한정적인 빔 포밍행렬 정보를 기반으로 서브 어레이 그룹들이 각각 개별적으로 형성하는 수신 빔의 패턴들만 고려하지 않고, 디지털 빔 스위핑 동작을 통해 서브 어레이 그룹들 간의 조합으로 형성 가능한 수신 빔 패턴들까지 고려함으로써 선택 가능한 수신 빔 패턴의 스펙트럼을 넓힐 수 있는 바, 더 좋은 수신 성능을 보장할 수 있는 수신 빔 패턴을 선택할 수 있는 효과가 있다. 또한, 무선 통신 장치(100)의 빔 코-리스폰던스(beam correspondence)가 보장되는 경우, 무선 통신 장치(100)는 수신 빔 패턴을 무선 통신 장치의 송신 빔 패턴으로 선택하여 송신 성능도 향상시킬 수 있다.The wireless communication device 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure does not consider only patterns of received beams that each of the sub-array groups individually form based on limited beam forming matrix information, and performs sub-through through a digital beam sweeping operation. Since the spectrum of the selectable receive beam pattern can be broadened by considering the receive beam patterns that can be formed by a combination between array groups, there is an effect of selecting a receive beam pattern that can guarantee better reception performance. In addition, when the beam correspondence of the wireless communication device 100 is guaranteed, the wireless communication device 100 may also improve the transmission performance by selecting the received beam pattern as the transmission beam pattern of the wireless communication device. have.

도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 수신 빔 패턴 선택 동작을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a reception beam pattern selection operation of a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 4를 참조하면, 무선 통신 장치는 'D'개의 서브 어레이 그룹들(G₁~G_D)을 포함할 수 있으며, 서브 어레이 그룹들(G₁~G_D) 각각에 대응하는 빔 포밍 행렬 정보들(BMTI₁~BMTI_D)을 기반으로 서브 어레이 그룹들(G₁~G_D)에 대한 아날로그 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있다. 빔 포밍 행렬 정보들(BMTI₁~BMTI_D)은 각각 동일 또는 상이할 수 있다. 무선 통신 장치는 아날로그 빔 스위핑 동작을 통해 서브 어레이 그룹들(G₁~G_D) 각각에 형성된 수신 빔을 통해 신호들을 수신할 수 있다. 위와 같은 아날로그 빔 스위핑 동작은 아날로그 도메인에서 수행될 수 있다.Referring to FIG. 4, the wireless communication device may include'D' sub-array groups G ₁ to G _D , and beamforming matrix information corresponding to each of the sub-array groups G ₁ to G _D. Analog beam sweeping operations on subarray groups G ₁ to G _D may be performed based on the fields BMTI ₁ to BMTI _D. The beam forming matrix information (BMTI ₁ to BMTI _D ) may be the same or different, respectively. The wireless communication device may receive signals through a reception beam formed in each of the sub array groups G ₁ to G _D through an analog beam sweeping operation. The analog beam sweeping operation as described above may be performed in the analog domain.

이후, 무선 통신 장치는 디지털 도메인에서 서브 어레이 그룹들(G₁~G_D)로부터 수신한 신호들에 포함된 기준 신호를 기반으로 채널 추정을 복수 회에 걸쳐 수행함으로써 서브 어레이 그룹들(G₁~G_D)에 형성되는 수신 빔의 패턴들에 따른 채널 상태를 나타내는 채널 행렬 정보를 생성할 수 있다. 무선 통신 장치는 디지털 도메인에서 서브 어레이 그룹들(G₁~G_D)로부터 'E'개의 그룹 조합들을 결정할 수 있으며, 'E'개의 그룹 조합들 각각에 대응하는 채널 행렬들 및 상대적 가중치들(W_A1~W_AE)을 이용하여 디지털 빔 스위핑 동작을 수행함으로써 추가 채널 행렬 정보를 생성할 수 있다.Thereafter, the wireless communication device performs channel estimation multiple times based on the reference signal included in the signals received from the sub-array groups G ₁ to G _D in the digital domain, thereby sub-array groups G ₁ to G _D ) may generate channel matrix information indicating a channel state according to patterns of received beams. The wireless communication device may determine'E' group combinations from the sub array groups G ₁ to G _D in the digital domain, and channel matrices and relative weights W corresponding to each of the'E' group combinations W Additional channel matrix information may be generated by performing a digital beam sweeping operation using _A1 to W _AE ).

무선 통신 장치는 채널 행렬 정보 및 추가 채널 행렬 정보를 이용하여 가장 좋은 특성을 갖는 채널에 대응하는 수신 빔 패턴을 선택할 수 있다.The wireless communication device may select a reception beam pattern corresponding to a channel having the best characteristics using channel matrix information and additional channel matrix information.

도 5a는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(200)를 나타내는 블록도이고, 도 5b는 무선 통신 장치(200)의 서브 어레이 간 신호 수신 타이밍에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 도 5a에서 무선 통신 장치(200)는 하나의 안테나 어레이(210)를 포함하고, 안테나 어레이(210)는 두 개의 서브 어레이들(210_1, 210_2)을 포함하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적 실시 예로, 이에 국한되지 않으며, 무선 통신 장치(200)는 도 2와 같이 더 많은 안테나 어레이들을 포함하고, 각 안테나 어레이들은 더 많은 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 도 5a에서 서술되는 본 기술의 사상은 다른 안테나 어레이들에도 적용될 수 있음은 충분히 이해될 것이다. 또한, 도 5a에서는 서브 어레이 그룹은 하나의 서브 어레이를 포함하도록 설정된 것을 가정한다. 이에 따라, 하나의 서브 어레이는 하나의 서브 어레이 그룹을 나타낼 수 있으며, 도 5a 내지 도 6b에서 서술되는 본 개시의 내용은 복수의 서브 어레이들을 포함하는 서브 어레이 그룹에도 적용될 수 있음은 분명하다.5A is a block diagram illustrating a wireless communication device 200 according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 5B is a diagram for explaining timing of signal reception between sub-arrays of the wireless communication device 200. In FIG. 5A, the wireless communication device 200 is illustrated as including one antenna array 210, and the antenna array 210 includes two sub arrays 210_1 and 210_2, but this is an exemplary embodiment. The wireless communication device 200 is not limited thereto, and includes more antenna arrays, as illustrated in FIG. 2, and each antenna array may include more sub-arrays. Accordingly, it will be fully understood that the idea of the present technology described in FIG. 5A can be applied to other antenna arrays. In addition, in FIG. 5A, it is assumed that the subarray group is configured to include one subarray. Accordingly, one subarray may represent one subarray group, and it is clear that the contents of the present disclosure described with reference to FIGS. 5A to 6B can also be applied to a subarray group including a plurality of subarrays.

도 5a를 참조하면, 무선 통신 장치(200)는 안테나 어레이(210), RF 체인(220) 및 컨트롤러(230)를 포함할 수 있다. 안테나 어레이(210)는 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(230)는 채널 추정기(231), 상대적 가중치 트레이너(232), 빔 포밍 컨트롤러(233), 버퍼(234) 및 선택기(235)를 포함할 수 있다. 채널 추정기(231), 상대적 가중치 트레이너(232), 빔 포킹 컨트롤러(233) 및 선택기(235)는 도 2의 수신 빔 선택 모듈(132)의 구성에 해당할 수 있다. 빔 포밍 컨트롤러(233)는 빔 스위핑 동작시에 버퍼(234)에 저장된 빔 포밍 행렬 정보를 참조하여 제1 제어신호(CS_p1) 및 제2 제어신호(CS_p2)를 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2) 각각에 제공하여 위상 또는 이득을 개별적으로 제어할 수 있다.Referring to FIG. 5A, the wireless communication device 200 may include an antenna array 210, an RF chain 220, and a controller 230. The antenna array 210 may include a first sub-array 210_1 and a second sub-array 210_2. The controller 230 may include a channel estimator 231, a relative weight trainer 232, a beam forming controller 233, a buffer 234 and a selector 235. The channel estimator 231, the relative weight trainer 232, the beam forking controller 233, and the selector 235 may correspond to the configuration of the reception beam selection module 132 of FIG. 2. The beam forming controller 233 refers to the beam forming matrix information stored in the buffer 234 during the beam sweeping operation, and transmits the first control signal CS _p1 and the second control signal CS _p2 to the first subarray 210_1. And each of the second sub-arrays 210_2 to individually control phase or gain.

도 5b를 더 참조하면, 빔 포밍 컨트롤러(233)는 제1 서브 어레이(210_1)를 통해 수신하는 제1 신호(S_p1)와 제2 서브 어레이(210_2)를 통해 수신하는 제2 신호(S_p2)의 수신 구간을 상이하게 할 수 있다. 구체적으로, 소정의 신호 수신 구간(T_D)에서 빔 포밍 컨트롤러(233)는 't_sw'시간 이전에는 제1 신호(S_p1)만을 수신하도록 제1 서브 어레이(210_1)를 인에이블시키고, 제2 서브 어레이(210_2)를 디스에이블시키고, 't_sw'시간 이후에는 제2 신호(S_p2)만을 수신하도록 제1 서브 어레이(210_1)를 디스에이블시키고, 제2 서브 어레이(210_2)를 인에이블시킬 수 있다.5B, the beam forming controller 233 receives the first signal S _p1 received through the first sub array 210_1 and the second signal S _p2 received through the second sub array 210_2. ) May be different from each other. Specifically, in a predetermined signal reception period T _D , the beam forming controller 233 enables the first sub array 210_1 to receive only the first signal S _p1 before the't _sw 'time, and the 2 disables the sub-array 210_2, disables the first sub-array 210_1 to receive only the second signal S _p2 after the't _sw 'time, and enables the second sub-array 210_2 I can do it.

RF 체인(220)은 도 5b와 같은 방법으로 아날로그 빔 포밍 동작에 따른 수신 신호(r_p)를 수신하고, 수신 신호(r_p)를 컨트롤러(230)에서 처리 가능한 포맷을 갖는 디지털 수신 신호(DT_r_p)로 변환할 수 있다. 채널 추정기(231)는 제1 디지털 신호(DT_S₁)에 포함된 기준 신호를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있으며, 제1 서브 어레이(210_1)에서 형성하는 수신 빔 패턴들에 대응하는 제1 채널 행렬들을 생성할 수 있다. 또한, 채널 추정기(231)는 제2 디지털 신호(DT_S₂)에 포함된 기준 신호를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있으며, 제2 서브 어레이(210_2)에서 형성하는 수신 빔 패턴들에 대응하는 제2 채널 행렬들을 생성할 수 있다.The RF chain 220 receives the received signal r _p according to the analog beamforming operation in the same manner as in FIG. 5B, and the digital received signal DT_r having a format capable of processing the received signal r _p in the controller 230 _p ). The channel estimator 231 may perform channel estimation using a reference signal included in the first digital signal DT_S ₁ , and a first channel corresponding to received beam patterns formed in the first subarray 210_1. You can create matrices. In addition, the channel estimator 231 may perform channel estimation using a reference signal included in the second digital signal DT_S ₂ , and the channel estimator 231 may correspond to received beam patterns formed in the second sub-array 210_2. Two channel matrices can be generated.

채널 추정기(231)는 제1 채널 행렬들 및 제2 채널 행렬들을 포함하는 채널 행렬 정보(CH_MTI)를 상대적 가중치 트레이너(232)에 제공할 수 있다. 상대적 가중치 트레이너(232)는 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)를 포함하는 그룹 조합에 의해 형성 가능한 수신 빔 패턴들에 대응하는 추가 채널 행렬들을 생성할 수 있다. 즉, 상대적 가중치 트레이너(232)는 제1 서브 어레이(210_1)와 제2 서브 어레이(220_2)간의 위상 또는 이득 변경에 관한 관계를 고려하여 추가 채널 행렬들을 생성할 수 있다. 구체적으로, 상대적 가중치 트레이너(232)는 제1 서브 어레이(210_1)을 통해 형성된 제N(단, N은 1이상의 임의의 정수) 수신 빔 패턴에 대응하는 제N 채널 행렬에 미리 설정된 K(단, K는 1이상의 임의의 정수)개의 상대적 가중치들을 순차적으로 적용하여 K개의 제N 변경된 채널 행렬들을 생성할 수 있다. 상대적 가중치들은 제2 서브 어레이(210_2) 대비 제1 서브 어레이(210_1)에 대한 위상 또는 이득의 변경이 고려되어 미리 설정된 것들일 수 있다. 이후, 상대적 가중치 트레이너(232)는 제N 변경된 채널 행렬들 중 어느 하나를 순차적으로 선택하여 제2 서브 어레이(210_2)를 통해 형성된 제M(단, M은 1이상의 임의의 정수) 수신 빔 패턴에 대응하는 제M 채널 행렬에 선택된 제N 변경된 채널 행렬을 선형 결합(linear combination)함으로써 제M 추가 채널 행렬들을 생성할 수 있다. 위와 같은 방식으로, 상대적 가중치 트레이너(232)는 제2 서브 어레이(210_2)에서 형성된 수신 빔 패턴들 각각을 기준으로 제1 서브 어레이(210_1)에 대응하는 채널 행렬들에 상대적 가중치들을 적용함으로써 디지털 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있다. 최종적으로 상대적 가중치 트레이너(232)는 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(220_2)를 통해 형성 가능한 수신 빔 패턴들에 대응하는 추가 채널 행렬들이 포함된 추가 채널 행렬 정보(CH_MTI_EX)를 생성할 수 있다.The channel estimator 231 may provide channel matrix information (CH_MTI) including the first channel matrices and the second channel matrices to the relative weight trainer 232. The relative weight trainer 232 may generate additional channel matrices corresponding to receive beam patterns that can be formed by a group combination including the first sub-array 210_1 and the second sub-array 210_2. That is, the relative weight trainer 232 may generate additional channel matrices in consideration of the relationship of the phase or gain change between the first sub-array 210_1 and the second sub-array 220_2. Specifically, the relative weight trainer 232 is a preset K (however, N) in the Nth channel matrix corresponding to the Nth (where N is an arbitrary integer greater than or equal to 1) received beam pattern formed through the first sub-array 210_1. K may generate K-th N-modified channel matrices by sequentially applying relative weights of arbitrary integers of 1 or more). The relative weights may be preset in consideration of a change in phase or gain for the first sub-array 210_1 compared to the second sub-array 210_2. Subsequently, the relative weight trainer 232 sequentially selects any one of the N-modified channel matrices to the M (where M is an arbitrary integer greater than or equal to 1) received beam pattern formed through the second sub-array 210_2. The Mth additional channel matrices may be generated by linearly combining the selected Nth changed channel matrix with the corresponding Mth channel matrix. In the above manner, the relative weight trainer 232 applies the digital weights to the channel matrices corresponding to the first sub array 210_1 based on each of the received beam patterns formed in the second sub array 210_2. A sweeping operation can be performed. Finally, the relative weight trainer 232 generates additional channel matrix information (CH_MTI_EX) including additional channel matrices corresponding to receive beam patterns that can be formed through the first sub array 210_1 and the second sub array 220_2. can do.

전술한 바와 같이 버퍼(234)는 빔 포밍 컨트롤러(233)가 참조하는 빔 포밍 행렬 정보 및 상대적 가중치 트레이너(232)가 참조하는 상대적 가중치 정보를 저장할 수 있다. As described above, the buffer 234 may store beam forming matrix information referenced by the beam forming controller 233 and relative weight information referenced by the relative weight trainer 232.

선택기(235)는 채널 추정기(231)로부터 채널 행렬 정보(CH_MTI)를 제공받고, 상대적 가중치 트레이너(232)로부터 추가 채널 행렬 정보(CH_MIT_EX)를 제공받을 수 있다. The selector 235 may receive channel matrix information CH_MTI from the channel estimator 231 and additional channel matrix information CH_MIT_EX from the relative weight trainer 232.

일 실시 예로, 무선 통신 장치(200)가 안테나 어레이(210)만을 포함하는 경우에 선택기(235)는 채널 행렬 정보(CH_MTI) 및 추가 채널 행렬 정보(CH_MIT_EX)를 이용하여 최적의 성능을 갖는 수신 빔 패턴을 선택할 수 있다. 즉, 선택기(235)는 아날로그 빔 스위핑 동작을 통해 개별적으로 제어된 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)를 통해 각각 형성된 수신 빔 패턴들과 디지털 빔 스위핑 동작을 통해 하나의 그룹 조합으로써 제어된 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)를 통해 형성될 수 있는 수신 빔 패턴들 중에서 가장 좋은 채널 특성을 갖는 수신 빔 패턴을 선택할 수 있다.In an embodiment, when the wireless communication device 200 includes only the antenna array 210, the selector 235 uses the channel matrix information (CH_MTI) and additional channel matrix information (CH_MIT_EX) to receive beams having optimal performance. You can choose a pattern. That is, the selector 235 is a group through the received beam patterns and digital beam sweeping operation respectively formed through the first sub-array 210_1 and the second sub-array 210_2 individually controlled through the analog beam sweeping operation. As a combination, among the received beam patterns that may be formed through the controlled first sub-array 210_1 and the second sub-array 210_2, a received beam pattern having the best channel characteristics may be selected.

선택기(235)는 수신 빔 패턴에 대한 선택 결과(SR)를 빔 포밍 컨트롤러(233)에 제공할 수 있다. 빔 포밍 컨트롤러(233)는 선택 결과(SR)를 기반으로 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)의 위상 및 이득을 제어할 수 있다. 즉, 빔 포밍 컨트롤러(233)는 선택된 패턴을 갖는 수신 빔을 형성할 수 있도록 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)를 제어할 수 있다. 더 나아가, 빔 포밍 컨트롤러(233)는 추가 채널 행렬 정보(CH_MT_EX)를 이용하여 버퍼(234)에 저장된 빔 포밍 행렬 정보를 업데이트할 수 있으며, 빔 포밍 컨트롤러(233)는 업데이트된 빔 포밍 행렬 정보를 이용하여 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)의 위상 및 이득을 제어할 수 있다.The selector 235 may provide a selection result SR for the received beam pattern to the beam forming controller 233. The beam forming controller 233 may control the phase and gain of the first sub array 210_1 and the second sub array 210_2 based on the selection result SR. That is, the beam forming controller 233 may control the first sub array 210_1 and the second sub array 210_2 to form a received beam having a selected pattern. Furthermore, the beamforming controller 233 may update the beamforming matrix information stored in the buffer 234 using additional channel matrix information (CH_MT_EX), and the beamforming controller 233 may update the beamforming matrix information. It is possible to control the phase and gain of the first sub-array 210_1 and the second sub-array 210_2.

다른 실시 예로, 무선 통신 장치(200)가 다른 안테나 어레이들을 더 포함할 때에, 채널 추정기(231) 및 상대적 가중치 트레이너(232)는 다른 안테나 어레이들에 포함된 서브 어레이들(또는, 서브 어레이 그룹들)에 대한 채널 행렬들 및 조합 그룹들에 대한 추가 채널 행렬들을 더 생성할 수 있다. 이 때에, 선택기(235)는 복수의 안테나 어레이들 각각에 대응하는 채널 행렬들 및 추가 채널 행렬들을 수신할 수 있으며, 선택기(235)는 이를 이용하여 수신 빔 패턴을 선택할 수 있다. 무선 통신 장치(200)가 복수의 안테나 어레이들을 포함할 때의 선택기(235)의 구체적인 동작은 도 7에서 서술한다.In another embodiment, when the wireless communication device 200 further includes other antenna arrays, the channel estimator 231 and the relative weight trainer 232 include subarrays (or subarray groups) included in the other antenna arrays. Channel matrices for) and additional channel matrices for combination groups. At this time, the selector 235 may receive channel matrices and additional channel matrices corresponding to each of the plurality of antenna arrays, and the selector 235 may use this to select a received beam pattern. The detailed operation of the selector 235 when the wireless communication device 200 includes a plurality of antenna arrays is described in FIG. 7.

도 6a는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(200)를 나타내는 블록도이고, 도 6b는 무선 통신 장치(200)의 서브 어레이 간 신호 수신 타이밍에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 도 5a와 중복되는 내용은 생략한다.6A is a block diagram illustrating a wireless communication device 200 according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 6B is a view for explaining a signal reception timing between sub-arrays of the wireless communication device 200. Hereinafter, the content overlapping with FIG. 5A is omitted.

도 6a를 참조하면, 무선 통신 장치(200)는 안테나 어레이(210), RF 체인(220) 및 컨트롤러(230)를 포함할 수 있다. 안테나 어레이(210)는 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(230)는 채널 추정기(231), 상대적 가중치 트레이너(232), 빔 포밍 컨트롤러(233), 버퍼(234), 선택기(235) 및 추출기(236)를 포함할 수 있다. 빔 포밍 컨트롤러(233)는 빔 스위핑 동작시에 버퍼(234)에 저장된 빔 포밍 행렬 정보를 참조하여 제1 제어신호(CS_p1) 및 제2 제어신호(CS_p2)를 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2) 각각에 제공하여 위상 또는 이득을 개별적으로 제어할 수 있다.Referring to FIG. 6A, the wireless communication device 200 may include an antenna array 210, an RF chain 220 and a controller 230. The antenna array 210 may include a first sub-array 210_1 and a second sub-array 210_2. The controller 230 may include a channel estimator 231, a relative weight trainer 232, a beam forming controller 233, a buffer 234, a selector 235 and an extractor 236. The beam forming controller 233 refers to the beam forming matrix information stored in the buffer 234 during the beam sweeping operation, and transmits the first control signal CS _p1 and the second control signal CS _p2 to the first subarray 210_1. And each of the second sub-arrays 210_2 to individually control phase or gain.

도 6b를 더 참조하면, 빔 포밍 컨트롤러(233)는 제1 서브 어레이(210_1)를 통해 수신하는 제1 신호(S_p1)와 제2 서브 어레이(210_2)를 통해 수신하는 제2 신호(S_p2)의 수신 구간을 동일하게 할 수 있다. 구체적으로, 소정의 신호 수신 구간(T_D)에서 빔 포밍 컨트롤러(233)는 제1 신호(S_p1)와 제2 신호(S_p2)를 동시에 수신하도록 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)를 동시에 인에이블시킬 수 있다. 이와 같이, 빔 스위핑 동작시에 제1 서브 어레이(210_1) 및 제2 서브 어레이(210_2)에 대한 인에이블/디스에이블 전환을 최대한 줄임으로써 인에이블/디스에이블 전환시 발생하는 노이즈를 최소화하거나 동시에 하나만 인에이블하는 경우 스위핑 과정에서의 전력 소모를 줄일 수 있다.6B, the beam forming controller 233 receives the first signal S _p1 received through the first sub array 210_1 and the second signal S _p2 received through the second sub array 210_2. ) Can be the same. Specifically, in a predetermined signal reception period T _D , the beam forming controller 233 receives the first signal S _p1 and the second signal S _p2 at the same time so that the first sub-array 210_1 and the second sub The array 210_2 can be enabled at the same time. As described above, by reducing the enable/disable switching for the first sub-array 210_1 and the second sub-array 210_2 as much as possible during the beam sweeping operation, the noise generated during the enable/disable switching is minimized or only one at the same time. When enabled, power consumption during the sweeping process can be reduced.

컨트롤러(236)의 추출기(236)는 디지털 수신 신호(DT_r_p)에 포함된 제1 디지털 신호(DT_S₁) 및 제2 디지털 신호(DT_S₂)를 추출(또는, 분리)할 수 있다. 구체적으로, 추출기(236)는 제1 신호(S_p1)와 제2 신호(S_p2)간의 직교 특성이 고려되어 결정된 소정의 행렬을 디지털 수신 신호(DT_r_p)에 적용함으로써 제1 디지털 신호(DT_S₁) 및 제2 디지털 신호(DT_S₂)를 추출(또는, 분리)할 수 있다.The extractor 236 of the controller 236 may extract (or separate) the first digital signal DT_S ₁ and the second digital signal DT_S ₂ included in the digital received signal DT_r _p . Specifically, the extractor 236 applies the predetermined matrix determined by considering the orthogonal characteristics between the first signal S _p1 and the second signal S _p2 to the digital received signal DT_r _p , thereby generating the first digital signal DT_S ₁ ) and the second digital signal DT_S ₂ may be extracted (or separated).

이후, 컨트롤러(230)의 구성의 동작은 도 5a에서 상술한 바, 이하 생략한다.Thereafter, the operation of the configuration of the controller 230 is described above with reference to FIG. 5A, and will be omitted below.

도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 복수의 안테나 어레이들을 포함하는 무선 통신 장치의 선택기(236)의 수신 빔 패턴 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 대한 설명은 도 2를 참조하여 서술하며, 무선 통신 장치(100)는 'p'개의 안테나 어레이들(110_1~110_p)을 포함하고, 각 안테나 어레이들(110_1~110_p)은 두 개의 서브 어레이들을 포함하며, 서브 어레이 그룹은 하나의 서브 어레이를 포함하도록 설정된 것을 가정한다.7 is a diagram for explaining a method of selecting a reception beam pattern of the selector 236 of a wireless communication device including a plurality of antenna arrays according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The description of FIG. 7 is described with reference to FIG. 2, and the wireless communication device 100 includes'p' antenna arrays 110_1 to 110_p, and each antenna array 110_1 to 110_p includes two subs. It is assumed that it includes arrays, and the subarray group is set to include one subarray.

도 2 및 도 7을 참조하면, 수신 빔 선택 모듈(132)은 본 개시의 실시 예들에 따른 아날로그 빔 스위핑 동작 및 디지털 빔 스위핑 동작을 통해 제1 내지 제p 안테나 어레이(110_1~110_p)에 각각 대응하는 제1 내지 제p 채널 행렬 정보(CH_MTI1~CH_MTIp)를 생성할 수 있다. 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp)는 아날로그 빔 스위핑 동작에 의해 제1 서브 어레이(112_1)에서 형성된 수신 빔 패턴들에 따른 채널 상태를 나타내는 제1 채널 행렬들(CH_MT_p1), 아날로그 빔 스위핑 동작에 의해 제2 서브 어레에(112_2)에서 형성된 수신 빔 패턴들에 따른 채널 상태를 나타내는 제2 채널 행렬들(CH_MT_p2), 디지털 빔 스위핑 동작에 의해 제1 서브 어레이(112_1)와 제2 서브 어레이(112_2)를 통해 형성될 수 있는 수신 빔 패턴들에 따른 채널 상태를 나타내는 추가 채널 행렬들이 구비된 제p 추가 채널 행렬 정보(CH_MTI_EXp)를 포함할 수 있다. 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp)의 구성은 나머지 채널 행렬 정보들(CH_MTI1~CH_MTp-1)에도 적용될 수 있다. 제1 채널 행렬 정보(CH_MTI1) 내지 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp)는 채널 후보군(CH_CG)으로 지칭될 수 있다.2 and 7, the reception beam selection module 132 corresponds to the first to p-th antenna arrays 110_1 to 110_p through analog beam sweeping and digital beam sweeping according to embodiments of the present disclosure, respectively. The first to p-th channel matrix information (CH_MTI1 to CH_MTIp) may be generated. The p-th channel matrix information (CH_MTIp) is the first channel matrices (CH_MT _p1 ) indicating the channel state according to the received beam patterns formed in the first sub-array 112_1 by the analog beam sweeping operation, and the Second channel matrices (CH_MT _p2 ) indicating the channel state according to the received beam patterns formed in the second sub-array 112_2, the first sub-array 112_1 and the second sub-array 112_2 by the digital beam sweeping operation. ) May include p-th additional channel matrix information (CH_MTI_EXp) equipped with additional channel matrices indicating channel conditions according to received beam patterns that may be formed through. The configuration of the p-channel matrix information (CH_MTIp) may be applied to the remaining channel matrix information (CH_MTI1 to CH_MTp-1). The first channel matrix information (CH_MTI1) to the p-th channel matrix information (CH_MTIp) may be referred to as a channel candidate group (CH_CG).

수신 빔 선택 모듈(132)은 제1 채널 행렬 정보(CH_MTI1) 내지 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp) 중에서 소정의 개수의 채널 행렬 정보들을 선택할 수 있다. 일 예로, 소정의 개수는 컨트롤러(130)의 입력 포트 개수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(130)의 입력 포트 개수가 'q'개인 때에, 수신 빔 선택 모듈(132)은 제1 채널 행렬 정보(CH_MTI1) 내지 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp) 중에서 'q'개의 채널 행렬 정보들을 선택하고, 선택된 채널 행렬 정보들 각각으로부터 하나의 채널 행렬을 선택하여 조합할 수 있다. 그 결과, 수신 빔 선택 모듈(132)은 'q'개의 채널 행렬들이 각각 포함된 제1 채널 행렬 조합(CH_MT_C1) 내지 제y 채널 행렬 조합(CH_MT_Cy)을 포함할 수 있다.The reception beam selection module 132 may select a predetermined number of channel matrix information from the first channel matrix information (CH_MTI1) to the p-th channel matrix information (CH_MTIp). For example, the predetermined number may be determined according to the number of input ports of the controller 130. For example, when the number of input ports of the controller 130 is'q', the reception beam selection module 132 has'q' channels among the first channel matrix information (CH_MTI1) to the p-channel matrix information (CH_MTIp). Matrix information may be selected and one channel matrix may be selected and combined from each of the selected channel matrix information. As a result, the reception beam selection module 132 may include a first channel matrix combination (CH_MT_C1) to a y-th channel matrix combination (CH_MT_Cy) each including'q' channel matrices.

수신 빔 선택 모듈(132)은 제1 채널 행렬 조합(CH_MT_C1) 내지 제y 채널 행렬 조합(CH_MT_Cy) 각각에 대한 MIMO 채널 용량(channel capacity)을 연산할 수 있고, 연산 결과를 기반으로 가장 좋은 특성을 지닌 채널에 대응하는 채널 행렬 조합을 검출할 수 있다. 다만, MIMO 채널 용량 연산은 채널 행렬 조합들의 각 채널 특성을 판별하기 위해 수행하는 예시적 연산 방법에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 채널 행렬 조합들의 각 채널 특성을 나타내는 값을 획득하기 위한 다양한 메트릭들이 이용될 수 있다. 수신 빔 선택 모듈(132)은 검출된 채널 행렬 조합에 대응하는 수신 빔 패턴을 선택할 수 있으며, 선택된 수신 빔 패턴을 형성할 수 있도록 제1 안테나 어레이(110_1) 내지 제p 안테나 어레이(110_p)를 제어할 수 있다.The reception beam selection module 132 may calculate MIMO channel capacity for each of the first channel matrix combination (CH_MT_C1) to the y-th channel matrix combination (CH_MT_Cy), and determine the best characteristic based on the calculation result. A combination of channel matrices corresponding to a channel possessed can be detected. However, MIMO channel capacity calculation is only an exemplary calculation method performed to determine each channel characteristic of channel matrix combinations, but is not limited thereto, and various metrics for obtaining a value representing each channel characteristic of channel matrix combinations Can be used. The reception beam selection module 132 may select a reception beam pattern corresponding to the detected channel matrix combination, and control the first antenna array 110_1 to the pth antenna array 110_p so as to form the selected reception beam pattern. can do.

도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치의 빔 스위핑 동작을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram illustrating a beam sweeping operation of a wireless communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 8을 참조하면, 무선 통신 장치는 제1 서브 어레이 및 제2 서브 어레이를 포함할 수 있다. 무선 통신 장치는 아날로그 빔 스위핑 동작을 통해 제1 서브 어레이에 Y축 방향으로 방사되는'RX_B11'패턴 내지 'RX_B13'패턴을 갖는 수신 빔이 형성되도록 제어할 수 있고, 제2 서브 어레이에 X축 방향으로 방사되는'RX_21'패턴 내지 'RX_23'패턴을 갖는 수신 빔이 형성되도록 제어할 수 있다. 또한, 무선 통신 장치는 'RX_B11'패턴 내지 'RX_B13'패턴, 'RX_21'패턴 내지 'RX_23'패턴 각각에 대응하는 채널 행렬들에 상대적 가중치들을 적용하여 제1 서브 어레이와 제2 서브 어레이를 통해 'RX_31'패턴 내지 'RX_33'패턴을 갖는 수신 빔을 가상적(또는, 디지털 도메인에서)으로 형성할 수 있다. 즉, 무선 통신 장치는 빔 스위핑 동작을 통해 선택할 수 있는 수신 빔의 패턴의 범주를 6개의 패턴(RX_B11 내지 RX_B13, RX_21 내지 RX_23)에서 9개의 패턴(RX_B11 내지 RX_B13, RX_21 내지 RX_23, RX_31 내지 RX_33)으로 확장시킬 수 있다.Referring to FIG. 8, the wireless communication device may include a first sub-array and a second sub-array. The wireless communication device may control a reception beam having a pattern of'RX_B11' to'RX_B13' radiated in the Y-axis direction to the first sub-array through an analog beam sweeping operation, and the X-axis direction of the second sub-array It can be controlled to form a reception beam having a pattern of'RX_21' to'RX_23' emitted by. In addition, the wireless communication device applies the relative weights to the channel matrices corresponding to each of the'RX_B11' pattern to the'RX_B13' pattern, the'RX_21' pattern to the'RX_23' pattern, and through the first sub-array and the second sub-array. A received beam having a pattern of RX_31' to'RX_33' may be formed virtually (or in a digital domain). That is, the wireless communication device can select 9 patterns (RX_B11 to RX_B13, RX_21 to RX_23, RX_31 to RX_33) from 6 patterns (RX_B11 to RX_B13, RX_21 to RX_23), which are categories of patterns of the received beam that can be selected through the beam sweeping operation Can be expanded to

이와 같이, 무선 통신 장치는 빔 스위핑 동작시 선택 가능한 수신 빔 패턴들의 스펙트럼을 확장하여 채널 특성이 더 나은 수신 빔 패턴을 선택할 수 있는 가능성을 향상시킬 수 있다.As such, the wireless communication device may improve the possibility of selecting a reception beam pattern having better channel characteristics by expanding a spectrum of selectable reception beam patterns during a beam sweeping operation.

도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(300)를 나타내는 블록도이고, 도 10은 복수의 안테나 어레이들을 포함하는 무선 통신 장치(300)의 선택기(335)의 수신 빔 패턴 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9에서 무선 통신 장치(300)는 하나의 안테나 어레이(310)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 더 많은 안테나 어레이들을 포함할 수 있으며, 이에 대한 내용은 도 10이 더 참조되어 서술된다. 이하에서는 도 5a에서 서술된 내용과 중복되는 것은 생략한다.9 is a block diagram showing a wireless communication device 300 according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 10 is a reception beam pattern selection of the selector 335 of the wireless communication device 300 including a plurality of antenna arrays It is a diagram for explaining a method. In FIG. 9, the wireless communication device 300 is illustrated as including one antenna array 310, but may include more antenna arrays, and the content of this is described with reference to FIG. 10. Hereinafter, overlapping with the contents described in FIG. 5A will be omitted.

도 9를 참조하면, 무선 통신 장치(300)는 제p 안테나 어레이(310), RF 체인(320) 및 컨트롤러(330)를 포함할 수 있다. 제p 안테나 어레이(310)는 제1 서브 어레이(310_1) 내지 제z 서브 어레이(310_z)를 포함할 수 있다. 제p 안테나 어레이(310)의 서브 어레이들(310_1~310_z)은 논리적으로'h'개의 서브 어레이 그룹들(G1_p~Gh_p)로 구분될 수 있다. 일 예로, 제1 서브 어레이 그룹(G1_p)은 제1 서브 어레이 내지 제n 서브 어레이(310_1~ 310_n)를 포함할 수 있으며, 제h 서브 어레이 그룹(Gh_p)은 제z-n+1 서브 어레이 내지 제z 서브 어레이(310_(z-n+1)~310_z)를 포함할 수 있다. 나머지 서브 어레이 그룹들(G2_p~G(h-1)_p)도 복수의 서브 어레이들(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 각 서브 어레이 그룹들(G1_p~Gh_p)에 포함된 서브 어레이 개수는 동일 또는 상이할 수 있다.Referring to FIG. 9, the wireless communication device 300 may include a p-antenna array 310, an RF chain 320, and a controller 330. The p-th antenna array 310 may include first sub-arrays 310_1 to z-th sub-arrays 310_z. The sub arrays 310_1 to 310_z of the p-th antenna array 310 may be logically divided into'h' sub-array groups G1_p to Gh_p. For example, the first sub-array group G1_p may include first sub-arrays to n-th sub-arrays 310_1 to 310_n, and the h-th sub-array group Gh_p is the z-n+1 subarrays to The z-th sub-array 310_(z-n+1) to 310_z may be included. The remaining subarray groups G2_p to G(h-1)_p may also include a plurality of subarrays (not shown). Also, the number of sub-arrays included in each of the sub-array groups G1_p to Gh_p may be the same or different.

빔 포밍 컨트롤러(333)는 아날로그 빔 스위핑을 위해 제어신호들(CS_p1~CS_pz)을 서브 어레이 그룹들(G1_p~Gh_p) 각각에 제공함으로써 서브 어레이 그룹 별로 아날로그 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있다. 일 예로, 빔 포밍 컨트롤러(333)는 버퍼(334)에 저장된 빔 포밍 행렬 정보를 참조하여 아날로그 빔 스위핑을 제어할 수 있으며, 빔 포밍 행렬 정보는 서브 어레이 그룹 별로 수신 빔 패턴을 변경하기 위해 미리 설정될 수 있다.The beam forming controller 333 may perform the analog beam sweeping operation for each subarray group by providing control signals CS _p1 to CS _pz to each of the subarray groups G1_p to Gh_p for analog beam sweeping. For example, the beamforming controller 333 may control analog beam sweeping by referring to the beamforming matrix information stored in the buffer 334, and the beamforming matrix information is preset to change the received beam pattern for each subarray group. Can be.

또한, 빔 포밍 컨트롤러(333)는 복수의 서브 어레이 그룹들(G1_p~Gz_p)을 통해 수신 신호(r_p')를 수신할 때에, 도 5b 또는 도 6b의 실시 예가 적용될 수 있다. 즉, 도 5b와 같이 각 서브 어레이 그룹들(G1_p~Gh_p)로부터 수신하는 수신 신호의 수신 구간을 상이하게 할 수 있으며, 도 6b와 같이 각 서브 어레이 그룹들(G1_p~Gh_p)로부터 수신하는 수신 신호의 수신 구간을 동일하게 할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 도 5b 및 도 6b에서 서술한 바, 이하 생략한다.In addition, when the beamforming controller 333 receives the received signal r _p ′ through a plurality of subarray groups G1_p to Gz_p, the embodiment of FIGS. 5B or 6B may be applied. That is, as illustrated in FIG. 5B, the reception interval of the received signal received from each of the sub array groups G1_p to Gh_p may be different, and the received signal received from each of the sub array groups G1_p to Gh_p as shown in FIG. The reception section of can be the same. 5b and 6b, detailed description thereof will be omitted.

RF 체인(320)은 수신 신호(r_p)를 컨트롤러(330)에서 처리 가능한 포맷을 갖는 디지털 수신 신호(DT_r_p')로 변환할 수 있다. 디지털 수신 신호(DT_r_p')는 제1 내지 제h 디지털 신호(DT_S₁~DT_S_h)를 포함할 수 있으며, 채널 추정기(331)는 제1 내지 제h 디지털 신호(DT_S₁~DT_S_h) 각각에 포함된 기준 신호를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있으며, 서브 어레이 그룹들(G1_p~Gh_p) 각각에 대응하는 채널 행렬들을 포함하는 채널 행렬 정보(CH_MTI')를 생성할 수 있다.The RF chain 320 may convert the received signal r _p into a digital received signal DT_r _p ′ having a format that can be processed by the controller 330. The digital reception signals DT_r _p ′ may include first to h-th digital signals DT_S ₁ to DT_S _h , and the channel estimators 331 each of the first to h-th digital signals DT_S ₁ to DT_S _h . Channel estimation may be performed using the reference signal included in the channel matrix, and channel matrix information CH_MTI' including channel matrices corresponding to each of the subarray groups G1_p to Gh_p may be generated.

채널 추정기(331)는 채널 행렬 정보(CH_MTI')를 상대적 가중치 트레이너(332)에 제공할 수 있다. 상대적 가중치 트레이너(332)는 서브 어레이 그룹들(G1_p~Gh_p)로부터 결정된 그룹 조합들에 대한 디지털 빔 스위핑 동작을 수행하여 추가 채널 행렬 정보(CH_MTI_EX')를 생성할 수 있다. 예를 들어, 그룹 조합들은 제1 서브 어레이 그룹(G1_p) 및 제2 서브 어레이 그룹(G2_p)으로 구성된 제1 그룹 조합 및 제3 서브 어레이 그룹(G3_p) 및 제4 서브 어레이 그룹(G4_p)으로 구성된 제2 그룹 조합을 포함할 때에, 상대적 가중치 트레이너(332)는 제1 그룹 조합에 의해 형성 가능한 수신 빔 패턴들에 대응하는 제1 추가 채널 행렬들, 제2 그룹 조합에 의해 형성 가능한 수신 빔 패턴들에 대응하는 제2 추가 채널 행렬들을 생성할 수 있으며, 추가 채널 행렬 정보(CH_MTI_EX')는 제1 추가 채널 행렬들 및 제2 추가 채널 행렬들을 포함할 수 있다. 서브 어레이 그룹들(G1_p~Gh_p)로부터 결정된 그룹 조합들은 다양할 수 있으며, 상대적 가중치 트레이너(332)가 디지털 빔 스위핑 동작시 참조하는 상대적 가중치 정보는 그룹 조합 별로 형성될 수 있는 다양한 수신 빔 패턴들을 고려하여 설정될 수 있다.The channel estimator 331 may provide channel matrix information (CH_MTI') to the relative weight trainer 332. The relative weight trainer 332 may generate additional channel matrix information (CH_MTI_EX') by performing a digital beam sweeping operation on group combinations determined from sub-array groups (G1_p to Gh_p). For example, the group combinations consist of a first group combination consisting of a first subarray group G1_p and a second subarray group G2_p and a third subarray group G3_p and a fourth subarray group G4_p. When including the second group combination, the relative weight trainer 332 includes first additional channel matrices corresponding to receive beam patterns formable by the first group combination, receive beam patterns formable by the second group combination The second additional channel matrices corresponding to may be generated, and the additional channel matrix information CH_MTI_EX' may include first additional channel matrices and second additional channel matrices. Group combinations determined from the sub-array groups G1_p to Gh_p may be various, and the relative weight information that the relative weight trainer 332 refers to in the digital beam sweeping operation considers various received beam patterns that can be formed for each group combination. Can be set.

도 10을 더 참조하면, 채널 추정기(331) 및 상대적 가중치 트레이너(332)는 본 개시의 실시 예들에 따른 아날로그 빔 스위핑 동작 및 디지털 빔 스위핑 동작을 통해 제1 내지 제p 안테나 어레이에 각각 대응하는 제1 내지 제p 채널 행렬 정보(CH_MTI1~CH_MTIp)를 생성할 수 있다. 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp)는 아날로그 빔 스위핑 동작에 의해 제1 서브 어레이 그룹(G1_p)에서 형성된 수신 빔 패턴들에 따른 채널 상태를 나타내는 제1 채널 행렬들(CH_MT_p1) 내지, 제h 서브 어레이 그룹(Gh_p)에서 형성된 수신 빔 패턴들에 따른 채널 상태를 나타내는, 제h 채널 행렬들(CH_MT_ph) 및 디지털 빔 스위핑 동작에 의해 소정의 그룹 조합들에 의해 형성될 수 있는 수신 빔 패턴들에 따른 채널 상태를 나타내는 추가 채널 행렬들이 구비된 제p 추가 채널 행렬 정보(CH_MTI_EXp)를 포함할 수 있다. 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp)의 구성은 나머지 채널 행렬 정보들(CH_MTI1~CH_MTp-1)에도 적용될 수 있다. 제1 채널 행렬 정보(CH_MTI1) 내지 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp)는 채널 후보군(CH_CG)으로 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 10 further, the channel estimator 331 and the relative weight trainer 332 are configured to respectively correspond to the first to p-th antenna arrays through analog beam sweeping operations and digital beam sweeping operations according to embodiments of the present disclosure. 1 to p-th channel matrix information (CH_MTI1 to CH_MTIp) may be generated. The p-th channel matrix information (CH_MTIp) includes first channel matrices (CH_MT _p1 ) to hth sub-arrays indicating channel conditions according to received beam patterns formed in the first sub-array group G1_p by an analog beam sweeping operation. According to the received beam patterns, which may be formed by predetermined group combinations by the h-th channel matrices (CH_MT _ph ) and the digital beam sweeping operation, indicating the channel state according to the received beam patterns formed in the group Gh_p. It may include p-th additional channel matrix information (CH_MTI_EXp) equipped with additional channel matrices indicating the channel state. The configuration of the p-channel matrix information (CH_MTIp) may be applied to the remaining channel matrix information (CH_MTI1 to CH_MTp-1). The first channel matrix information (CH_MTI1) to the p-th channel matrix information (CH_MTIp) may be referred to as a channel candidate group (CH_CG).

선택기(335)는 제1 채널 행렬 정보(CH_MTI1) 내지 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp) 중에서 소정의 개수의 채널 행렬 정보들을 선택할 수 있다. 일 예로, 소정의 개수는 컨트롤러(330)의 입력 포트 개수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(330)의 입력 포트 개수가 'q'개인 때에, 선택기(335)는 제1 채널 행렬 정보(CH_MTI1) 내지 제p 채널 행렬 정보(CH_MTIp) 중에서 'q'개의 채널 행렬 정보들을 선택하고, 선택된 채널 행렬 정보들 각각으로부터 하나의 채널 행렬을 선택하여 조합할 수 있다. 그 결과, 선택기(335)는 'q'개의 채널 행렬들이 각각 포함된 제1 채널 행렬 조합(CH_MT_C1) 내지 제y' 채널 행렬 조합(CH_MT_Cy')을 포함할 수 있다.The selector 335 may select a predetermined number of channel matrix information from the first channel matrix information (CH_MTI1) to the p-th channel matrix information (CH_MTIp). For example, the predetermined number may be determined according to the number of input ports of the controller 330. For example, when the number of input ports of the controller 330 is'q', the selector 335 displays'q' channel matrix information among the first channel matrix information (CH_MTI1) to the p-channel matrix information (CH_MTIp). It can be selected and combined by selecting one channel matrix from each of the selected channel matrix information. As a result, the selector 335 may include first channel matrix combinations (CH_MT_C1) to y'channel matrix combinations (CH_MT_Cy') each including'q' channel matrices.

선택기(335)는 제1 채널 행렬 조합(CH_MT_C1) 내지 제y' 채널 행렬 조합(CH_MT_Cy') 각각에 대한 MIMO 채널 용량(channel capacity)을 연산할 수 있고, 연산 결과를 기반으로 가장 좋은 특성을 지닌 채널에 대응하는 채널 행렬 조합을 검출할 수 있다. 다만, MIMO 채널 용량 연산은 채널 행렬 조합들의 각 채널 특성을 판별하기 위해 수행하는 예시적 연산 방법에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 채널 행렬 좋바들의 각 채널 특성을 나타내는 값을 연산하기 위한 다양한 메트릭들이 이용될 수 있다. 선택기(335)는 검출된 채널 행렬 조합에 대응하는 수신 빔 패턴을 선택할 수 있으며, 선택된 수신 빔 패턴을 형성할 수 있도록 제1 안테나 어레이 내지 제p 안테나 어레이를 제어할 수 있다.The selector 335 may calculate MIMO channel capacity for each of the first channel matrix combination (CH_MT_C1) to the y'channel matrix combination (CH_MT_Cy'), and has the best characteristics based on the calculation result. A combination of channel matrices corresponding to a channel can be detected. However, the MIMO channel capacity calculation is only an exemplary calculation method performed to determine each channel characteristic of channel matrix combinations, but is not limited thereto, and various metrics for calculating a value representing each channel characteristic of channel matrix good bars Can be used. The selector 335 may select a received beam pattern corresponding to the detected combination of channel matrices, and may control the first antenna array to the p antenna array to form the selected received beam pattern.

일 실시 예로, 컨트롤러(330)는 수신 빔 패턴을 선택하는 동작의 연산량을 줄이기 위하여 채널 행렬에서 고려되는 서브 캐리어의 수를 줄이거나 상대적 가중치 정보의 크기를 간소화하여 디지털 빔 스위핑 동작시 고려되는 수신 빔 패턴의 개수를 줄이거나 서브 어레이 그룹에 포함된 서브 어레이의 개수를 늘릴 수 있다. 이와 반대로, 컨트롤러(330)는 최적의 수신 빔 패턴을 선택함으로써 통신 성능을 더욱 향상시키기 위해 채널 행렬에서 고려되는 서브 캐리어의 수를 늘리거나 상대적 가중치 정보의 크기를 크게하여 디지털 빔 스위핑 동작시 고려되는 수신 빔 패턴의 개수를 늘리거나 서브 어레이 그룹에 포함된 서브 어레이의 개수를 줄일 수 있다.In one embodiment, the controller 330 reduces the number of sub-carriers considered in the channel matrix or simplifies the size of the relative weight information in order to reduce the computation amount of the operation of selecting the received beam pattern, or the received beam considered in the digital beam sweeping operation The number of patterns may be reduced or the number of sub-arrays included in the sub-array group may be increased. On the contrary, the controller 330 increases the number of subcarriers considered in the channel matrix or increases the size of the relative weight information in order to further improve communication performance by selecting the optimal received beam pattern, which is considered in the digital beam sweeping operation. The number of received beam patterns may be increased or the number of sub-arrays included in the sub-array group may be reduced.

도 11은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 무선 통신 장치(400)를 나타내는 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a wireless communication device 400 according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 11을 참조하면, 무선 통신 장치(400)는 복수의 안테나 모듈들(410, 420, 430, 440) 및 백-엔드 RFIC(Back-end Radio Frequency Integrated Circuit)(450) 및 데이터 프로세서(160)를 포함할 수 있다. 복수의 안테나 모듈들(410, 420, 430, 440)은 백-엔드 RFIC(450)와 통신할 수 있고, 백-엔드 RFIC(450)는 데이터 프로세서(460)와 통신할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 무선 통신 장치(400)에 포함된 복수의 안테나 모듈들(410, 420, 430, 440)은 상호 이격되어 배치될 수 있다.Referring to FIG. 11, the wireless communication device 400 includes a plurality of antenna modules 410, 420, 430, and 440, and a back-end radio frequency integrated circuit (RFIC) 450 and a data processor 160. It may include. The plurality of antenna modules 410, 420, 430, and 440 may communicate with the back-end RFIC 450, and the back-end RFIC 450 may communicate with the data processor 460. 11, the plurality of antenna modules 410, 420, 430, and 440 included in the wireless communication device 400 may be arranged to be spaced apart from each other.

복수의 안테나 모듈들(410, 420, 430, 440) 각각은 프론트-엔드 RFIC를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 안테나 모듈(410)은 프론트-엔드 RFIC(412)를 포함할 수 있고, 프론트-엔드 RFIC(412)는 안테나 어레이들(411)과 연결될 수 있다.Each of the plurality of antenna modules 410, 420, 430, and 440 may include a front-end RFIC. For example, the first antenna module 410 may include a front-end RFIC 412, and the front-end RFIC 412 may be connected to the antenna arrays 411.

백-엔드 RFIC(450)는 기저대역(baseband) 신호를 처리하거나 생성할 수 있다. 예를 들면, 백-엔드 RFIC(450)는 데이터 프로세서(460)로부터 기저대역 신호를 수신할 수 있고, 기저대역 신호를 처리함으로써 생성된 신호를 복수의 안테나 모듈들(410, 420, 430, 440) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. 또한, 백-엔드 RFIC(450)는 복수의 안테나 모듈들(410, 420, 430, 440) 중 적어도 하나로부터 수신된 신호를 처리함으로써 생성된 기저대역 신호를 데이터 프로세서(460)에 제공할 수 있다.The back-end RFIC 450 can process or generate baseband signals. For example, the back-end RFIC 450 may receive the baseband signal from the data processor 460, and the signal generated by processing the baseband signal may include a plurality of antenna modules 410, 420, 430, and 440. ). In addition, the back-end RFIC 450 may provide a baseband signal generated by processing a signal received from at least one of the plurality of antenna modules 410, 420, 430, and 440 to the data processor 460. .

데이터 프로세서(460)는 수신 빔 선택 모듈(462)을 포함할 수 있으며, 수신 빔 선택 모듈(462)을 통해 무선 통신 장치(400)의 수신 빔 패턴을 선택할 수 있다. 데이터 프로세서(460)는 먼저 최적의 수신 빔 패턴을 선택하기 위해 이용되는 적어도 하나의 안테나 모듈을 복수의 안테나 모듈들(410, 420, 430, 440) 중에서 선택할 수 있다. 이 때에, 데이터 프로세서(460)는 안테나 모듈(410, 420, 430, 440) 각각에 제한된 개수의 수신 빔 패턴들을 형성하는 아날로그 빔 스위핑 동작을 수행하고, 안테나 모듈의 조합으로 형성될 수 있는 제한된 개수의 수신 빔 패턴들을 체크하는 디지털 빔 스위핑 동작을 수행할 수 있다. 데이터 프로세서(460)는 위와 같은 아날로그 빔 스위핑 동작 및 디지털 빔 스위핑 동작을 통해 각 안테나 모듈들(410, 420, 430, 440)에 대한 채널 상태를 나타내는 정보를 획득할 수 있으며, 획득된 정보를 기반으로 최적의 수신 빔 패턴을 선택하기 위해 이용된느 적어도 하나의 안테나 모듈을 선택할 수 있다.The data processor 460 may include a reception beam selection module 462 and may select a reception beam pattern of the wireless communication device 400 through the reception beam selection module 462. The data processor 460 may first select at least one antenna module used to select an optimal receive beam pattern among a plurality of antenna modules 410, 420, 430, and 440. At this time, the data processor 460 performs an analog beam sweeping operation to form a limited number of received beam patterns in each of the antenna modules 410, 420, 430, and 440, and the limited number that can be formed by a combination of antenna modules Digital beam sweeping may be performed to check the received beam patterns of. The data processor 460 may acquire information indicating a channel state for each antenna module 410, 420, 430, 440 through the analog beam sweeping operation and digital beam sweeping operation as described above, and based on the obtained information As a result, at least one antenna module used to select an optimal receive beam pattern may be selected.

또한, 데이터 프로세서(460)는 전술한 예시적 실시 예들과 같이 선택된 안테나 모듈에 포함된 안테나 어레이들에 대하여 아날로그 빔 스위핑 동작 및 디지털 빔 스위핑 동작을 수행함으로써 최적의 수신 빔 패턴을 선택할 수 있다.In addition, the data processor 460 may select an optimal received beam pattern by performing an analog beam sweeping operation and a digital beam sweeping operation on antenna arrays included in the selected antenna module, as in the above-described exemplary embodiments.

도 12는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 전자 장치(1000)를 나타내는 블록도이다.12 is a block diagram illustrating an electronic device 1000 according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 12를 참조하면, 전자 장치(1000)는 메모리(1010), 프로세서 유닛(Processor Unit)(1020), 입출력 제어부(1040), 표시부(1050), 입력 장치(1060) 및 통신 처리부(1090)를 포함할 수 있다. 여기서, 메모리(1010)는 다수 개 존재할 수도 있다. 각 구성요소에 대해 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 12, the electronic device 1000 includes a memory 1010, a processor unit 1020, an input/output control unit 1040, a display unit 1050, an input device 1060, and a communication processing unit 1090. It can contain. Here, a plurality of memories 1010 may exist. Looking at each component is as follows.

메모리(1010)는 전자 장치의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부(1011) 및 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 저장하는 데이터 저장부(1012)를 포함할 수 있다. 데이터 저장부(1012)는 애플리케이션 프로그램(1013), 수신 빔 선택 프로그램(1014)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 프로그램 저장부(1011)는 애플리케이션 프로그램(1013), 수신 빔 패턴 선택 프로그램(1014)을 포함할 수 있다. 여기서, 프로그램 저장부(1011)에 포함되는 프로그램은 명령어들의 집합으로 명령어 세트(instruction set)로 표현할 수도 있다.The memory 1010 may include a program storage unit 1011 for storing a program for controlling the operation of the electronic device, and a data storage unit 1012 for storing data generated during program execution. The data storage unit 1012 may store data necessary for the operation of the application program 1013 and the reception beam selection program 1014. The program storage unit 1011 may include an application program 1013 and a reception beam pattern selection program 1014. Here, the program included in the program storage unit 1011 may be expressed as an instruction set as a set of instructions.

애플리케이션 프로그램(1013)은 전자 장치에서 동작하는 애플리케이션 프로그램을 포함한다. 즉, 애플리케이션 프로그램(1013)은 프로세서(1022)에 의해 구동되는 애플리케이션의 명령어를 포함할 수 있다. 수신 빔 패턴 선택 프로그램(1014)은 본 개시의 실시 예들에 따라 서브 어레이 그룹 별로 아날로그 빔 스위핑 동작을 수행하고, 서브 어레이 그룹 별 채널 행렬들을 이용하여 디지털 빔 스위핑 동작을 수행함으로써 선택 가능한 수신 빔 패턴들의 스펙트럼을 넓힐 수 있으며, 그 결과 최적의 수신 빔 패턴을 선택할 수 있는 가능성을 개선할 수 있다.The application program 1013 includes an application program running on the electronic device. That is, the application program 1013 may include instructions of an application driven by the processor 1022. The reception beam pattern selection program 1014 performs analog beam sweeping operations for each subarray group according to embodiments of the present disclosure, and performs digital beam sweeping operations using channel matrices for each subarray group to select the received beam patterns. The spectrum can be widened, and as a result, the possibility of selecting an optimal receive beam pattern can be improved.

주변 장치 인터페이스(1023)는 기지국의 입출력 주변 장치와 프로세서(1022) 및 메모리 인터페이스(1021)의 연결을 제어할 수 있다. 프로세서(1022)는 적어도 하나의 소프트웨어 프로그램을 사용하여 기지국이 해당 서비스를 제공하도록 제어한다. 이때, 프로세서(1022)는 메모리(1010)에 저장되어 있는 적어도 하나의 프로그램을 실행하여 해당 프로그램에 대응하는 서비스를 제공할 수 있다.The peripheral device interface 1023 may control the connection between the input/output peripheral device of the base station and the processor 1022 and the memory interface 1021. The processor 1022 controls the base station to provide the corresponding service using at least one software program. At this time, the processor 1022 may execute at least one program stored in the memory 1010 to provide a service corresponding to the corresponding program.

입출력 제어부(1040)는 표시부(1050) 및 입력 장치(1060) 등의 입출력 장치와 주변 장치 인터페이스(1023) 사이에 인터페이스를 제공할 수 있다. 표시부(1050)는 상태 정보, 입력되는 문자, 동영상(moving picture) 및 정지 영상(still picture) 등을 표시한다. 예를 들어, 표시부(1050)는 프로세서(1022)에 의해 구동되는 응용프로그램 정보를 표시할 수 있다.The input/output control unit 1040 may provide an interface between an input/output device such as the display unit 1050 and the input device 1060 and a peripheral device interface 1023. The display unit 1050 displays status information, input text, moving picture, and still picture. For example, the display unit 1050 may display application program information driven by the processor 1022.

입력 장치(1060)는 전자 장치의 선택에 의해 발생하는 입력 데이터를 입출력 제어부(1040)를 통해 프로세서 유닛(1020)으로 제공할 수 있다. 이때, 입력 장치(1060)는 적어도 하나의 하드웨어 버튼을 포함하는 키패드 및 터치 정보를 감지하는 터치 패드 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(1060)는 터치 패드를 통해 감지한 터치, 터치 움직임, 터치 해제 등의 터치 정보를 입출력 제어부(1040)를 통해 프로세서(1022)로 제공할 수 있다. 전자 장치(1000)는 음성 통신 및 데이터 통신을 위한 통신 기능을 수행하는 통신 처리부(1090)를 포함할 수 있다.The input device 1060 may provide input data generated by the selection of the electronic device to the processor unit 1020 through the input/output control unit 1040. In this case, the input device 1060 may include a keypad including at least one hardware button and a touch pad for sensing touch information. For example, the input device 1060 may provide touch information such as touch, touch movement, and touch release detected through the touch pad to the processor 1022 through the input/output control unit 1040. The electronic device 1000 may include a communication processing unit 1090 that performs a communication function for voice communication and data communication.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시 예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시 예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although embodiments have been described using specific terminology in this specification, they are only used for the purpose of describing the technical spirit of the present disclosure, and are not used to limit the scope of the present disclosure as defined in the claims or the claims. . Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present disclosure should be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims

A method of operating a wireless communication device including an antenna array having a plurality of sub-array groups,
Receiving a signal through the antenna array by sweeping the received beam formed for each sub-array group to have a plurality of received beam patterns;
Generating channel matrix information including channel matrices corresponding to the received beam patterns for each subarray group from the signal;
Generating additional channel matrix information by performing a digital beam sweeping operation on at least one group combination determined from the subarray groups using the channel matrix information; And
And selecting a received beam pattern of the antenna array using the channel matrix information and the additional channel matrix information.

According to claim 1,
The sub-array group,
A method of operating a wireless communication device, characterized in that it includes at least one sub-array as a unit for distinguishing sub-arrays included in the antenna array.

According to claim 1,
Receiving signals through the antenna array,
And adjusting at least one of a phase and an antenna gain for the antenna elements included in the antenna array for each of the sub-array groups based on beamforming matrix information.

According to claim 1,
The step of receiving a signal through the antenna array,
And during the sweep period for the received beam, the subarray groups are sequentially enabled to receive the signal through the enabled subarray group.

According to claim 1,
The step of receiving a signal through the antenna array,
And during the sweep period for the received beam, the subarray groups are simultaneously enabled to receive the signal through enabled subarrays.

The method of claim 5,
Generating the channel matrix information,
And extracting signals for each sub-array group from the signal.

According to claim 1,
Generating the additional channel matrix information,
Generating changed channel matrices using channel matrices and relative weight information corresponding to at least one first subarray group included in the group combination; And
And generating additional channel matrices using channel matrices corresponding to the second subarray group included in the group combination and the changed channel matrices.

The method of claim 7,
The relative weight information,
And a relative weight determined in consideration of a virtual change of at least one of a phase and an antenna gain for the antenna elements of the first sub-array group.

The method of claim 7,
Generating the modified channel matrix,
Generating K number N changed channel matrices by sequentially applying K relative weights included in the relative weight information to an Nth channel matrix corresponding to the Nth received beam pattern formed through the first subarray group; Including more,
Generating the first additional channel matrix,
Selecting one of the N-th changed channel matrices sequentially to linearly combine the selected N-th changed channel matrix to the M-th channel matrix corresponding to the M-th received beam pattern formed through the second sub-array group. Thereby generating Mth additional channel matrices.

The method of claim 7,
The additional channel matrices are:
A method of operating a wireless communication device, characterized in that it corresponds to receive beam patterns virtually formed by sub-array groups included in the group combination.

According to claim 1,
Updating beamforming matrix information using the digital beam sweeping operation result; And
And providing a control signal conforming to the selected received beam pattern to the antenna array by referring to the updated beamforming matrix information.

A method of operating a wireless communication device comprising a plurality of antenna arrays,
And performing a beam sweeping operation using a first antenna array provided with a plurality of subarray groups among the antenna arrays,
The step of performing the beam sweeping operation using the first antenna may include:
Controlling at least one of a phase and an antenna gain for each sub-array group of the first antenna array so that a received beam formed in the first antenna array has a plurality of received beam patterns;
Generating first channel matrix information including channel matrices corresponding to the received beam patterns for each sub-array group from a signal received through the first antenna array;
And generating a first additional channel matrix information by performing a digital beam sweeping operation on at least one group combination determined from the subarray groups using the first channel matrix information. How it works.

The method of claim 12,
Generating second channel matrix information and second additional channel matrix information corresponding to the second antenna array by performing a beam sweeping operation using a second antenna array provided with a plurality of subarray groups among the antenna arrays. ; And
And selecting the received beam pattern of the wireless communication device using the first channel matrix information, the first additional channel matrix information, the second channel matrix information, and the second additional channel matrix information. How to operate the wireless communication device.

The method of claim 13,
The step of selecting the received beam pattern of the wireless communication device,
Generating a plurality of channel matrix combinations by selecting a predetermined number of channel matrices from the first channel matrix information, the first additional matrix information, the second channel matrix information, and the second additional channel matrix information;
Calculating a multi-input, multi-output (MIMO) channel capacity for each of the channel matrix combinations; And
And selecting the received beam pattern corresponding to any one of the channel matrix combinations based on the result of the calculation.

The method of claim 12,
Updating the beamforming matrix information based on a result of the digital beam sweeping operation for the first antenna array and the second antenna array; And
And providing control signals corresponding to the selected received beam pattern to the first antenna array and the second antenna array, respectively, with reference to the updated beamforming matrix information. Way.

In a wireless communication device,
A plurality of antenna arrays each having a plurality of sub arrays;
A plurality of radio frequency (RF) chains connected to each of the plurality of antenna arrays; And
And a controller that processes signals received from the antenna arrays,
The controller,
An analog beam sweeping operation is performed by controlling at least one of phase and antenna gain for each subarray group based on a beamforming matrix for the antenna arrays, and the antenna array is performed using signals received through the analog beam sweeping operation. And performing a digital beam sweeping operation in consideration of receive beam patterns that can be formed by a group combination of sub-array groups.

The method of claim 16,
The sub-array group,
A wireless communication device comprising at least one sub-array as a unit for distinguishing sub-arrays included in each of the antenna arrays.

The method of claim 16,
The reception beam patterns that can be formed by the combination include reception beam patterns that are not formed in the antenna arrays through the analog beam sweeping operation.

The method of claim 16,
The controller,
By generating a plurality of channel matrix information representing an estimate of channels corresponding to signals received through the analog beam sweeping operation, and selectively applying relative weights according to the digital beam sweeping operation to the plurality of channel matrix information And generating a plurality of additional channel matrix information.

The method of claim 19,
The controller,
And selecting the received beam pattern of the antenna arrays using the channel matrix information and the additional channel matrix information.