KR20240081799A - Method and apparatus for setting beamforming direction - Google Patents

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KR20240081799A
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이주열
김경원
김명돈
박재준
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한국전자통신연구원
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Abstract

통신 시스템에서 단말의 빔 방향 탐색(search) 방법 및 장치가 개시된다. 단말의 빔 방향 탐색 방법은 기지국으로부터 빔포밍(beamforming)되어 수신된 신호의 수신 신호 세기에 기초하여 상기 기지국과의 링크 상태를 확인하는 단계; 상기 링크 상태가 가시선(line of sight, LoS)인 경우, 빔 방향 탐색의 우선순위를 방위각(azimuth, AZ) 방향 탐색, 고각(elevation, EL) 방향 탐색 순으로 설정하는 단계; 상기 링크 상태가 비가시선(none-line of sight, NLoS)인 경우, 빔 방향 탐색의 우선순위를 고각(elevation, EL) 방향 탐색, 방위각(azimuth, AZ) 방향 탐색 순으로 설정하는 단계; 및 상기 설정된 우선 순위에 기초하여, 순차적으로 빔 방향을 탐색하는 단계를 포함할 수 있다.A method and apparatus for searching the beam direction of a terminal in a communication system are disclosed. The beam direction search method of the terminal includes the steps of checking the link status with the base station based on the received signal strength of a signal received by beamforming from the base station; When the link state is line of sight (LoS), setting the priority of beam direction search in the order of azimuth (AZ) direction search and elevation (EL) direction search; When the link state is none-line of sight (NLoS), setting the priority of beam direction search in the order of elevation (EL) direction search and azimuth (AZ) direction search; And it may include sequentially searching for beam directions based on the set priority.

Description

빔포밍의 방향 설정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SETTING BEAMFORMING DIRECTION}Beamforming direction setting method and device {METHOD AND APPARATUS FOR SETTING BEAMFORMING DIRECTION}

본 발명은 빔포밍 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빔포밍을 사용하는 통신 시스템에서 빔 방향을 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to beamforming technology, and more specifically, to a method and device for setting a beam direction in a communication system using beamforming.

높은 주파수 대역에서는 경로손실이 크기 때문에 수신 전력을 높이기 위하여 고이득의 지향성 안테나 또는 다중 어레이 안테나를 이용한 빔포밍 방법을 이용하게 된다. 이들 지향성 안테나 또는 빔포밍의 방법은 이득은 높으나 빔폭이 작아, 빔 방향을 적절히 맞추지(alignment) 못하면 오히려 전력 손실이 상당하여 통신 채널을 유지하기 어려울 수 있다.Since path loss is large in high frequency bands, a beamforming method using a high-gain directional antenna or multiple array antenna is used to increase received power. These directional antennas or beamforming methods have high gain but small beam width, so if the beam direction is not properly aligned, power loss is significant and it may be difficult to maintain a communication channel.

통신 채널을 유지하기 위하여 빔 방향은 계속적으로 추적하여 블럭킹(blocking)등의 상황에도 통신 채널이 끊어지지 않거나 통신 링크가 설정되지 않은 초기에는 빔의 방향을 결정하기 위한 빔 방향 탐색을 수행할 수 있어야 한다.In order to maintain the communication channel, the beam direction must be continuously tracked so that beam direction search can be performed to determine the direction of the beam in the early stages when the communication channel is not disconnected or the communication link is not established even in situations such as blocking. do.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 링크 상태 정보를 활용한 빔 방향 탐색 및 추적을 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a method and device for beam direction discovery and tracking using link state information in a communication system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말의 빔 방향 탐색(search) 방법은 기지국으로부터 빔포밍(beamforming)되어 수신된 신호의 수신 신호 세기에 기초하여 상기 기지국과의 링크 상태를 확인하는 단계; 상기 링크 상태가 가시선(line of sight, LoS)인 경우, 빔 방향 탐색의 우선순위를 방위각(azimuth, AZ) 방향 탐색, 고각(elevation, EL) 방향 탐색 순으로 설정하는 단계; 상기 링크 상태가 비가시선(none-line of sight, NLoS)인 경우, 빔 방향 탐색의 우선순위를 고각(elevation, EL) 방향 탐색, 방위각(azimuth, AZ) 방향 탐색 순으로 설정하는 단계; 및 상기 설정된 우선 순위에 기초하여, 순차적으로 빔 방향을 탐색하는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the beam direction search method of the terminal according to the first embodiment of the present invention determines the link status with the base station based on the received signal strength of the signal received by beamforming from the base station. Confirmation steps; When the link state is line of sight (LoS), setting the priority of beam direction search in the order of azimuth (AZ) direction search and elevation (EL) direction search; When the link state is none-line of sight (NLoS), setting the priority of beam direction search in the order of elevation (EL) direction search and azimuth (AZ) direction search; And it may include sequentially searching for beam directions based on the set priority.

본 발명의 실시예들을 이용하면, 빔 방향 탐색 시간을 단축시켜 갑작스러운 블록킹 등에도 빔 방향 설정 시간이 단축될 수 있고, 통신 채널을 계속적으로 유지할 수 있다. 또한, 초기 링크 설정에서 링크 설정 시간을 단축시킬 수 있다. 상술한 동작에 의하면, 빔 방향 탐색 및 추적이 효율적으로 수행될 수 있고, 통신 시스템의 성능은 향상될 수 있다.Using embodiments of the present invention, the beam direction search time can be shortened, so the beam direction setting time can be shortened even in the event of sudden blocking, and the communication channel can be continuously maintained. Additionally, the link setup time can be shortened during initial link setup. According to the above-described operation, beam direction search and tracking can be performed efficiently, and the performance of the communication system can be improved.

도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 안테나 빔 폭(beam width)에 따른 추가 손실을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 기지국에서 순차적 빔포밍(beamforming)을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 링크 상태 인식을 통한 빔 방향 탐색 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 6은 링크 상태 인식을 통한 빔 방향 탐색 장치의 일 실시예를 도시한 순서도다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 링크 상태 확인을 통한 빔 방향 설정 절차에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 방향 탐색에서 계층적 빔 탐색 시의 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.
Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of a communication node constituting a communication system.
Figure 3 is a graph to explain additional loss according to antenna beam width.
Figure 4 is a conceptual diagram for explaining sequential beamforming in a base station.
Figure 5 is a block diagram showing an embodiment of a beam direction search device through link state recognition.
Figure 6 is a flowchart showing an embodiment of a beam direction search device through link state recognition.
Figure 7 is a flowchart of a beam direction setting procedure through link status checking according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a flowchart of hierarchical beam search in beam direction search according to an embodiment of the present invention.

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

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

본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 적어도 하나"는 "A 또는 B 중에서 적어도 하나" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 적어도 하나"를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 하나 이상"은 "A 또는 B 중에서 하나 이상" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 하나 이상"을 의미할 수 있다.In embodiments of the present application, “at least one of A and B” may mean “at least one of A or B” or “at least one of combinations of one or more of A and B.” Additionally, in embodiments of the present application, “one or more of A and B” may mean “one or more of A or B” or “one or more of combinations of one or more of A and B.”

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

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

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

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

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.A communication system to which embodiments according to the present invention are applied will be described. The communication systems to which the embodiments according to the present invention are applied are not limited to those described below, and the embodiments according to the present invention can be applied to various communication systems. Here, communication system may be used in the same sense as communication network.

실시예에서 "동작(예를 들어, 전송 동작)이 설정되는 것"은 "해당 동작을 위한 설정 정보(예를 들어, 정보 요소(information element), 파라미터)" 및/또는 "해당 동작의 수행을 지시하는 정보"가 시그널링 되는 것을 의미할 수 있다. "정보 요소(예를 들어, 파라미터)가 설정되는 것"은 해당 정보 요소가 시그널링 되는 것을 의미할 수 있다. 시그널링은 SI(system information) 시그널링(예를 들어, SIB(system information block) 및/또는 MIB(master information block)의 전송), RRC 시그널링(예를 들어, RRC 메시지, RRC 파라미터, 및/또는 상위계층 파라미터의 전송), MAC CE(control element) 시그널링(예를 들어, MAC 메시지 및/또는 MAC CE의 전송), 또는 PHY 시그널링(예를 들어, DCI(downlink control information), UCI(uplink control information), 및/또는 SCI(sidelink control information)의 전송) 중에서 적어도 하나일 수 있다.In an embodiment, “setting an operation (e.g., a transmission operation)” means “setting information (e.g., information element, parameter) for the operation” and/or “performing the operation.” This may mean that “indicating information” is signaled. “An information element (eg, parameter) is set” may mean that the information element is signaled. Signaling includes system information (SI) signaling (e.g., transmission of system information block (SIB) and/or master information block (MIB)), RRC signaling (e.g., RRC message, RRC parameter, and/or upper layer transmission of parameters), MAC control element (CE) signaling (e.g., transmission of MAC messages and/or MAC CE), or PHY signaling (e.g., downlink control information (DCI), uplink control information (UCI), and/or transmission of sidelink control information (SCI).

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

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규 정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신 (예를 들어, NR(new radio)) 등을 지원할 수 있다. 4G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 수행될 수 있고, 5G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역 뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 수행될 수 있다.Referring to FIG. 1, the communication system 100 includes a plurality of communication nodes 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6). A plurality of communication nodes are 4G communication (e.g., long term evolution (LTE), LTE-A (advanced)), 5G communication (e.g., new radio (NR)) specified in the 3GPP (3rd generation partnership project) standard. ), etc. can be supported. 4G communications can be performed in frequency bands below 6 GHz, and 5G communications can be performed in frequency bands above 6 GHz as well as below 6 GHz.

예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, CP(cyclic prefix)-OFDM 기반의 통신 프로토콜, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(Space Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.For example, for 4G communication and 5G communication, a plurality of communication nodes may use a communication protocol based on code division multiple access (CDMA), a communication protocol based on wideband CDMA (WCDMA), a communication protocol based on time division multiple access (TDMA), Communication protocol based on FDMA (frequency division multiple access), communication protocol based on OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), communication protocol based on Filtered OFDM, communication protocol based on CP (cyclic prefix)-OFDM, DFT-s-OFDM (discrete Fourier transform-spread-OFDM)-based communication protocol, OFDMA (orthogonal frequency division multiple access)-based communication protocol, SC (single carrier)-FDMA-based communication protocol, NOMA (Non-orthogonal Multiple Access), GFDM (generalized frequency) division multiplexing)-based communication protocols, FBMC (filter bank multi-carrier)-based communication protocols, UFMC (universal filtered multi-carrier)-based communication protocols, and SDMA (Space Division Multiple Access)-based communication protocols. .

또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)를 더 포함할 수 있 다. 통신 시스템(100)이 4G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 S-GW(serving-gateway). P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity) 등을 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 UPF(user plane function), SMF(session management function), AMF(access and mobility management function) 등을 포함할 수 있다.Additionally, the communication system 100 may further include a core network. If the communication system 100 supports 4G communication, the core network is S-GW (serving-gateway). It may include P-GW (packet data network (PDN)-gateway), MME (mobility management entity), etc. When the communication system 100 supports 5G communication, the core network may include a user plane function (UPF), a session management function (SMF), and an access and mobility management function (AMF).

한편, 통신 시스템(100)을 구성하는 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110- 3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.Meanwhile, a plurality of communication nodes (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-) constituting the communication system 100 4, 130-5, 130-6) Each can have the following structure.

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

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2, the communication node 200 may include at least one processor 210, a memory 220, and a transmitting and receiving device 230 that is connected to a network and performs communication. Additionally, the communication node 200 may further include an input interface device 240, an output interface device 250, a storage device 260, etc. Each component included in the communication node 200 is connected by a bus 270 and can communicate with each other.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260)중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.However, each component included in the communication node 200 may be connected through an individual interface or individual bus centered on the processor 210, rather than the common bus 270. For example, the processor 210 may be connected to at least one of the memory 220, the transmission/reception device 230, the input interface device 240, the output interface device 250, and the storage device 260 through a dedicated interface. .

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

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

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

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

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

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

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

도 3은 안테나 빔 폭(beam width)에 따른 추가 손실을 설명하기 위한 그래프이다.Figure 3 is a graph to explain additional loss according to antenna beam width.

도 3을 참조하면, 안테나 빔 폭에 따른 추가 손실을 설명하기 위한 그래프는 실측한 데이터로부터 수신 안테나 빔 폭에 따른 추가 전력 손실을 나타낸 그래프일 수 있다. 도 3에서 위의 두 그래프는 가시선(line of sight, LoS) 영역일 때의 방위각(azimuth, AZ) 방향과 고각(elevation, EL) 방향으로의 빔 폭에 대한 영향을 확인할 수 있다. 그리고 도 3에서 아래의 두 그래프는 비가시선(nonline of sight, NLoS) 영역일때의 빔 폭에 대한 영향을 확인할 수 있다. 도 3의 예시에 따르면, LoS의 경우 고각 방향에 대한 영향이 크고, NLoS의 경우 방위각의 영향을 큼을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, a graph for explaining additional loss according to antenna beam width may be a graph showing additional power loss according to reception antenna beam width from actually measured data. In FIG. 3, the above two graphs can confirm the influence on the beam width in the azimuth (AZ) direction and the elevation (EL) direction when in the line of sight (LoS) area. And in the two graphs below in FIG. 3, you can see the effect on the beam width in the nonline of sight (NLoS) area. According to the example in FIG. 3, it can be seen that in the case of LoS, the elevation direction has a large influence, and in the case of NLoS, the azimuth angle has a significant influence.

도 4는 기지국에서 순차적 빔포밍(beamforming)을 설명하기 위한 개념도이다.Figure 4 is a conceptual diagram for explaining sequential beamforming in a base station.

도 4를 참조하면, 기지국(410)은 빔 방향 탐색 또는 추적을 위해 다양한 방향으로의 빔포밍을 순차적으로 실시할 수 있다. 상기 기지국(410)은 제1 측에서 복수의 빔들(411-b1, 411-b2, 411-b3, 411-b4, 411-b5)을 이용하여 순차적으로 빔포밍을 실시할 수 있고, 제2 측에서 복수의 빔들(412-b1, 412-b2, 412-b3, 412-b4, 412-b5)을 이용하여 순차적으로 빔포밍을 실시할 수 있고, 제3 측에서 복수의 빔들(413-b1, 413-b2, 413-b3, 413-b4, 413-b5)을 이용하여 순차적으로 빔포밍을 실시할 수 있다.Referring to FIG. 4, the base station 410 may sequentially perform beamforming in various directions for beam direction search or tracking. The base station 410 may sequentially perform beamforming using a plurality of beams 411-b1, 411-b2, 411-b3, 411-b4, and 411-b5 on the first side, and on the second side Beamforming can be performed sequentially using a plurality of beams 412-b1, 412-b2, 412-b3, 412-b4, and 412-b5, and a plurality of beams 413-b1, Beamforming can be performed sequentially using 413-b2, 413-b3, 413-b4, and 413-b5).

한편, 순차적인 방향으로 순서를 정할 때 링크 상태(LoS, NLoS 등)가 고려되지 않을 수 있고, 경우에 따라 빔 방향 탐색(search) 및 추적(tracking)에 상당한 지연이 발생할 수 있다. 따라서, 링크의 손실 또는 링크의 형성이 확인되기 까지의 시간이 많이 필요할 수 있다.Meanwhile, link status (LoS, NLoS, etc.) may not be considered when determining order in the sequential direction, and in some cases, significant delays may occur in beam direction search and tracking. Therefore, it may take a long time until the loss of a link or the formation of a link is confirmed.

다음으로, 링크 상태의 인식을 통한 빔 방향 탐색 장치에 대해 설명이 될 것이다.Next, a beam direction search device through recognition of link status will be explained.

도 5는 링크 상태 인식을 통한 빔 방향 탐색 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.Figure 5 is a block diagram showing an embodiment of a beam direction search device through link state recognition.

도 5를 참조하면, 빔 방향 탐색 장치(500)는 링크 상태 인식 장치(510), 빔 방향 제어 장치(520) 및 수신 전력 측정 장치(530)를 포함할 수 있다. 링크 상태(LoS/NLoS 등)에 대한 정보는 상기 링크 상태 인식 장치(510)로부터 상기 빔 방향 제어 장치(520)로 입력될 수 있다. 상기 빔 방향 제어 장치(520)는 상기 링크 상태 인식 장치(510)로부터 링크 상태의 정보를 수신한 경우, 링크 상태(LoS/NLoS 등)에 따라 방위각 방향으로 빔을 탐색할 지 고각 방향으로 빔을 탐색할 지를 결정할 수 있다. 상기 수신 전력 측정 장치(530)는 상기 빔 방향 제어 장치(520)에서 결정한 빔 탐색 방향(예를 들어, 방위각 방향, 고각 방향)으로부터 수신 전력을 측정할 수 있다. 여기서, 수신 전력은 수신된 참조 신호(reference signal)에 기초하여 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR), 수신 신호 강도(received signal strength indication, RSSI), 참조 신호 수신 전력(RSRP), 참조 신호 수신 품질(RSRQ) 중에서 적어도 하나일 수 있다. 이때, 참조 신호는 채널 상태 정보 참조 신호(channel state information reference signal, CSI-RS), 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DM-RS), 위상 트래킹 참조 신호(phase tracking reference signal, PT-RS), 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS) 등을 포함할 수 있다. 상기 수신 전력 측정 장치(530)에서 측정된 수신 전력 값은 수신 신호 세기로 지칭될 수 있다. 상기 빔 방향 제어 장치(520)는 상기 수신 전력 측정 장치(530)로부터 수신 전력을 저장하는 저장 장치(미 도시)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the beam direction search device 500 may include a link state recognition device 510, a beam direction control device 520, and a received power measurement device 530. Information about link status (LoS/NLoS, etc.) may be input from the link status recognition device 510 to the beam direction control device 520. When receiving link state information from the link state recognition device 510, the beam direction control device 520 searches for a beam in the azimuth direction or in the elevation direction depending on the link state (LoS/NLoS, etc.). You can decide whether to explore. The received power measurement device 530 may measure received power from the beam search direction (eg, azimuth direction, elevation direction) determined by the beam direction control device 520. Here, the received power is based on the received reference signal, such as signal to noise ratio (SNR), received signal strength indication (RSSI), reference signal received power (RSRP), and reference signal. It may be at least one of reception quality (RSRQ). At this time, the reference signal is a channel state information reference signal (CSI-RS), a demodulation reference signal (DM-RS), a phase tracking reference signal (PT-RS), It may include a sounding reference signal (SRS), etc. The received power value measured by the received power measurement device 530 may be referred to as received signal strength. The beam direction control device 520 may further include a storage device (not shown) that stores the received power from the received power measurement device 530.

상기 링크 상태 인식 장치(510)는 직접파가 피크(peak)되었는지 확산 산란(diffuse scattering)이 있는지의 여부 등을 이용하여 링크 상태를 LoS로 인식할 수 있다. 초기에 링크가 설정되어 있지 않은 경우, 상기 링크 상태 인식 장치(510)는 파일럿 신호(pilot signal)로부터 채널 응답 특성을 예측할 수 있고, 상기 채널 응답 특성을 예측한 모델로부터 링크 상태(LoS/NLoS 등)를 추정할 수 있다.The link state recognition device 510 can recognize the link state as LoS by using whether the direct wave is peaked or whether there is diffuse scattering. If the link is not initially established, the link state recognition device 510 can predict channel response characteristics from a pilot signal, and link states (LoS/NLoS, etc.) from a model predicting the channel response characteristics. ) can be estimated.

상기 빔 방향 제어 장치(520)는 링크 상태(LoS/NLoS 등)에 대한 정보가 입력되면, 링크 상태에 따라 방위각 방향으로 탐색할지 고각 방향으로 탐색할지를 결정할 수 있다. 상기 빔 방향 제어 장치(520)는 결정된 빔 방향을 제어하여 수신 전력을 모니터링하여 빔 방향 탐색이 이루어졌는지 이루어지지 않았는지를 판단할 수 있다. 상기 빔 방향 제어 장치(520)는 빔 방향 탐색이 완료될 때까지 빔 방향을 바꾸어 가며 빔 방향 탐색을 수행할 수 있다. 여기서, 링크 상태 인식은 일 실시예로 LoS인 경우 직접파가 피크되었는지 확산 산란이 있는지의 여부 등으로 판단할 수 있다. 초기에 링크가 설정되지 않았을 경우, 링크 상태는 파일럿 신호로부터 채널 응답 특성을 예측한 모델로부터 추정될 수 있다. 초기에 링크가 설정된 경우, 링크 상태는 참조 신호에 기초하여 결정될 수 있다.When information on link status (LoS/NLoS, etc.) is input, the beam direction control device 520 can determine whether to search in the azimuth or elevation direction depending on the link status. The beam direction control device 520 can control the determined beam direction and monitor received power to determine whether beam direction search has been performed or not. The beam direction control device 520 may perform beam direction search by changing the beam direction until the beam direction search is completed. Here, in the case of LoS, link state recognition can be determined based on whether a direct wave peaks or there is diffuse scattering, as an example. If the link is not initially established, the link state can be estimated from a model that predicts channel response characteristics from pilot signals. When a link is initially established, the link state can be determined based on a reference signal.

상기 수신 전력 측정 장치(530)는 수신된 참조 신호에 기초하여 SNR, RSSI, RSRP, RSRQ 중에서 적어도 하나를 측정할 수 있다. 참조 신호는 CSI-RS, DM-RS, PT-RS, SRS 등을 포함할 수 있다. 또한, 참조 신호 대신에 동기 신호(synchronization signal)가 사용될 수 있다. 동기 신호는 주 동기 신호(primary synchronization signal, PSS), 보조 동기 신호(secondary synchronization signal, SSS), 및/또는 동기 신호/물리 방송 채널(synchronization signal/physical broadcast channel, SS/PBCH) 블록일 수 있다.The received power measurement device 530 may measure at least one of SNR, RSSI, RSRP, and RSRQ based on the received reference signal. Reference signals may include CSI-RS, DM-RS, PT-RS, SRS, etc. Additionally, a synchronization signal may be used instead of a reference signal. The synchronization signal may be a primary synchronization signal (PSS), secondary synchronization signal (SSS), and/or a synchronization signal/physical broadcast channel (SS/PBCH) block. .

다음으로, 도 5에 도시한 빔 방향 탐색 장치(500)의 동작 방법에 대해서 설명이 될 것이다. 상기 빔 방향 탐색 장치(500)는 통신 시스템에서 단말, 기지국 등에 포함될 수 있다.Next, the operation method of the beam direction search device 500 shown in FIG. 5 will be explained. The beam direction search device 500 may be included in a terminal, base station, etc. in a communication system.

도 6은 링크 상태 인식을 통한 빔 방향 탐색 장치의 일 실시예를 도시한 순서도다.Figure 6 is a flowchart showing an embodiment of a beam direction search device through link state recognition.

도 6을 참조하면, 링크 상태 인식을 통한 빔 방향 탐색 장치의 일 실시예는 링크 상태 인식 장치(610), 빔 방향 제어 장치(620), 수신 전력 측정 장치(630) 및 빔 장치(640)를 포함할 수 있다. 상기 링크 상태 인식 장치(610)는 링크 상태(LoS/NLoS 등)를 인식할 수 있다. 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 링크 상태(LoS/NLoS 등)에 따라 방위각 방향 또는 고각 방향으로 빔 방향을 결정할 수 있고, 수신 전력 모니터링을 통해 빔 방향 탐색 및 제어를 수행할 수 있다. 상기 수신 전력 측정 장치(630)는 상기 빔 장치(640)로부터 수신된 빔(들)에 대해서 수신 전력을 측정할 수 있다. 상기 링크 상태 인식 장치(610)는 도 5에 도시된 빔 방향 탐색 장치(500)에서 링크 상태 인식 장치(510)일 수 있고, 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 도 5에 도시된 빔 방향 탐색 장치(500)에서 빔 방향 제어 장치(520)일 수 있고, 상기 수신 전력 측정 장치(630)는 도 5에 도시된 빔 방향 탐색 장치(500)에서 수신 전력 측정 장치(530)일 수 있다. 상기 빔 장치(640)는 링크 상태 인식을 통한 빔 방향 탐색 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 장치일 수 있고, 빔 형성 기반 다중 안테나, RF 송수신 장치 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, an embodiment of the beam direction search device through link state recognition includes a link state recognition device 610, a beam direction control device 620, a received power measurement device 630, and a beam device 640. It can be included. The link state recognition device 610 can recognize link states (LoS/NLoS, etc.). The beam direction control device 620 can determine the beam direction in the azimuth or elevation direction depending on the link status (LoS/NLoS, etc.), and can perform beam direction search and control through received power monitoring. The received power measurement device 630 can measure received power for the beam(s) received from the beam device 640. The link state recognition device 610 may be the link state recognition device 510 in the beam direction search device 500 shown in FIG. 5, and the beam direction control device 620 may be the beam direction search device 500 shown in FIG. 5. The device 500 may be a beam direction control device 520, and the received power measurement device 630 may be a received power measurement device 530 in the beam direction search device 500 shown in FIG. 5 . The beam device 640 may be a device for explaining an embodiment of a beam direction search device through link state recognition, and may include a beam forming-based multiple antenna, an RF transmitting and receiving device, etc.

단계 S610에서, 상기 링크 상태 인식 장치(610)는 링크 상태(LoS/NLoS 등)을 인식할 수 있고, 상기 인식된 링크 상태는 상기 빔 방향 제어 장치(620)의 입력으로 제공될 수 있다. In step S610, the link state recognition device 610 may recognize a link state (LoS/NLoS, etc.), and the recognized link state may be provided as an input to the beam direction control device 620.

단계 S620에서, 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 상기 링크 상태 인식 장치(610)로부터 링크 상태(LoS/NLoS 등)를 입력 받을 수 있고, 상기 링크 상태에 기초하여 빔 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 입력된 링크 상태가 LoS로 확인된 경우, 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 고각 방향으로 빔 탐색을 결정할 수 있다. 반면, 입력된 링크 상태가 NLoS로 확인된 경우, 방위각 방향으로 빔 탐색을 결정할 수 있다.In step S620, the beam direction control device 620 may receive a link state (LoS/NLoS, etc.) from the link state recognition device 610 and determine a beam direction based on the link state. For example, if the input link state is confirmed to be LoS, the beam direction control device 620 may determine beam search in the elevation direction. On the other hand, if the input link state is confirmed to be NLoS, beam search can be determined in the azimuth direction.

단계 S630에서, 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 상기 단계 S620에서 결정한 빔 방향으로 탐색을 상기 빔 장치(640)에게 지시할 수 있다.In step S630, the beam direction control device 620 may instruct the beam device 640 to search in the beam direction determined in step S620.

단계 S640에서, 상기 수신 전력 측정 장치(630)는 상기 빔 장치(640)에서 수신된 빔을 이용하여 수신 전력을 측정할 수 있다. 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 상기 수신 전력 측정 장치(530)를 통해 수신 전력을 모니터링할 수 있다. 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 상기 수신 전력 측정 장치(530)로부터 수신 전력을 저장하는 저장 장치(미 도시)를 더 포함할 수 있다.In step S640, the received power measurement device 630 may measure received power using the beam received from the beam device 640. The beam direction control device 620 may monitor received power through the received power measurement device 530. The beam direction control device 620 may further include a storage device (not shown) that stores the received power from the received power measurement device 530.

단계 S650에서, 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 상기 수신 전력 측정 장치(630)를 통해 수신 전력을 모니터링하여 빔 방향 탐색이 이루어졌는지 또는 이루어지지 않았는지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 빔 방향 탐색이 완료될 때까지 계속적으로 빔 방향을 바꾸어 가며 빔 탐색을 수행할 수 있다.In step S650, the beam direction control device 620 may monitor received power through the received power measurement device 630 to determine whether beam direction search has been performed or not. Additionally, the beam direction control device 620 may perform beam search by continuously changing the beam direction until the beam direction search is completed.

단계 S660에서, 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 상기 단계 650에서의 빔 방향 탐색 여부에 기초하여 상기 빔 장치(640)이 탐색할 빔 방향을 지시할 수 있다.In step S660, the beam direction control device 620 may instruct the beam direction to be searched by the beam device 640 based on whether the beam direction is searched in step 650.

단계 S670에서, 상기 수신 전력 측정 장치(630)는 상기 단계 S660에서 지시된 빔 탐색 방향에 대해 상기 빔 장치(640)에서 수신된 빔을 이용하여 수신 전력을 측정할 수 있다. 상기 빔 방향 제어 장치(620)는 상기 수신 전력 측정 장치(630)를 통해 수신 전력을 모니터링할 수 있다.In step S670, the received power measuring device 630 may measure received power using the beam received from the beam device 640 with respect to the beam search direction indicated in step S660. The beam direction control device 620 may monitor received power through the received power measurement device 630.

다음으로, 링크 상태((LoS/NLoS 등)를 기반으로 한 빔 방향 탐색 절차가 설명이 될 것이다.Next, the beam direction search procedure based on link status ((LoS/NLoS, etc.) will be explained.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 링크 상태 확인을 통한 빔 방향 설정 절차에 대한 흐름도이다.Figure 7 is a flowchart of a beam direction setting procedure through link status checking according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 빔 방향 탐색 장치는 링크 상태 확인 단계를 포함할 수 있고, 링크 상태 확인 단계에서 확인된 링크 상태(LoS/NLoS 등)에 기초하여 빔 방향 탐색의 우선 순위를 결정할 수 있다. 즉, 상기 빔 방향 탐색 장치는 링크 상태(LoS/NLoS 등)에 따라 방위각 방향과 고각 방향의 우선 순위를 다르게 할 수 있으며, 링크 상태(LoS/NLoS 등)에 따라 보다 빠르게 빔 방향을 탐색하여 블록킹 등의 계속적인 통신 채널의 유지나 링크 초기 설정 지연 시간이 짧게 될 수 있다. 링크 상태 확인을 통한 빔 방향 설정 절차는 단말 및 기지국에 각각 적용될 수 있다. 상기 빔 방향 탐색 장치는 도 5에 도시한 빔 방향 탐색 장치(500)일 수 있다.Referring to FIG. 7, the beam direction search apparatus may include a link state check step and determine the priority of beam direction search based on the link state (LoS/NLoS, etc.) confirmed in the link state check step. In other words, the beam direction search device can set different priorities for the azimuth direction and elevation direction depending on the link status (LoS/NLoS, etc.), and detects the beam direction more quickly depending on the link status (LoS/NLoS, etc.) to block. The maintenance of a continuous communication channel, etc., or the initial link setup delay time may be shortened. The beam direction setting procedure through link status confirmation can be applied to the terminal and base station, respectively. The beam direction search device may be the beam direction search device 500 shown in FIG. 5.

상기 방향 탐색 장치는 빔포밍(beamforming)되어 수신된 신호의 수신 신호 세기에 기초하여 링크 상태(LoS/NLoS 등)를 확인할 수 있다(S710). 예를 들어, 상기 빔 방향 탐색 장치가 단말에 적용된 경우, 상기 단말은 기지국으로부터 빔포밍되어 수신된 신호의 수신 신호 세기에 기초하여 수신 신호 세기에 기초하여 상기 기지국과의 링크 상태(LoS/NLoS 등)를 확인할 수 있다. 또한, 상기 빔 방향 탐색 장치가 기지국에 적용된 경우, 상기 기지국은 단말로부터 빔포밍되어 수신된 수신 신호 세기에 기초하여 단말과의 링크 상태(LoS/NLoS 등)를 확인할 수 있다(S710). 수신 신호 세기는 수신된 참조 신호에 기초하여 측정된 SNR, RSSI, RSRP, RSRQ 중에서 적어도 하나일 수 있다. 참조 신호는 CSI-RS, DM-RS, PT-RS, SRS 등을 포함할 수 있다. 또한, 참조 신호 대신에 동기 신호가 사용될 수 있다.The direction finding device can check the link status (LoS/NLoS, etc.) based on the received signal strength of the signal received through beamforming (S710). For example, when the beam direction search device is applied to the terminal, the terminal determines the link status (LoS/NLoS, etc.) with the base station based on the received signal strength of the signal received by beamforming from the base station. ) can be confirmed. In addition, when the beam direction search device is applied to a base station, the base station can check the link status (LoS/NLoS, etc.) with the terminal based on the received signal strength received by beamforming from the terminal (S710). The received signal strength may be at least one of SNR, RSSI, RSRP, and RSRQ measured based on the received reference signal. Reference signals may include CSI-RS, DM-RS, PT-RS, SRS, etc. Additionally, a synchronization signal may be used instead of a reference signal.

상기 방향 탐색 장치는 링크 상태(LoS/NLoS 등)에 기초하여 빔 방향 탐색 절차를 수행할 수 있다. 상기 단계 710에서 링크 상태가 가시선(LoS)로 확인된 경우, 상기 빔 방향 탐색 장치는 빔 방향 탐색의 우선 순위를 고각 방향 탐색, 방위각 방향 탐색 순으로 설정할 수 있다. 상기 설정된 우선 순위에 기초하여, 순차적으로 고각 방향으로 빔을 탐색하는 단계를 수행할 수 있고(S720l), 방위각 방향으로 빔을 탐색하는 단계를 수행할 수 있다(S730l).The direction search device may perform a beam direction search procedure based on link status (LoS/NLoS, etc.). If the link state is confirmed to be line-of-sight (LoS) in step 710, the beam direction search device may set the priority of beam direction search in the order of elevation direction search and azimuth direction search. Based on the set priority, the step of searching the beam in the elevation direction can be sequentially performed (S720l), and the step of searching the beam in the azimuth direction can be performed (S730l).

상기 단계 710에서 링크 상태(LoS/NLoS 등)가 비가시선(NLoS)으로 확인된 경우, 상기 빔 방향 탐색 장치는 빔 방향 탐색의 우선 순위를 방위각 방향 탐색, 고각 방향 탐색 순으로 설정할 수 있다. 상기 설정된 우선 순위에 기초하여, 순차적으로 방위각 방향으로 빔을 탐색하는 단계를 수행할 수 있고(S720n), 고각 방향으로 빔을 탐색하는 단계를 수행할 수 있다(S730n).If the link state (LoS/NLoS, etc.) is confirmed to be non-line-of-sight (NLoS) in step 710, the beam direction search device may set the priority of beam direction search in the order of azimuth direction search and elevation direction search. Based on the set priority, the step of searching the beam in the azimuth direction can be sequentially performed (S720n) and the step of searching the beam in the elevation direction can be performed (S730n).

다음으로, 빔 방향 탐색의 계층 단계가 설명이 될 것이다.Next, the hierarchical steps of beam direction search will be explained.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 방향 탐색에서 계층적 빔 탐색 시의 흐름도이다.Figure 8 is a flowchart of hierarchical beam search in beam direction search according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 빔 방향 탐색에서 계층적 단계의 일 실시예는 넓은 빔(wide beam)을 이용한 개략(coarse) 방향(넓은 빔) 탐색 단계(S810)와 좁은 빔(narrow beam)을 이용한 세밀(fine) 방향(좁은 빔) 탐색 단계(S820)를 포함할 수 있다. 여기서, 개략 방향(넓은 빔) 탐색은 링크 상태 확인을 통한 빔 방향 설정 방법을 수행하여 개략 방향(넓은 빔) 탐색 시간을 단축할 수 있다.Referring to FIG. 8, an embodiment of the hierarchical steps in beam direction search includes a coarse direction search step (S810) using a wide beam and a detailed search step (S810) using a narrow beam. A (fine) direction (narrow beam) search step (S820) may be included. Here, the rough direction (wide beam) search time can be shortened by performing a beam direction setting method through link status confirmation.

본 발명의 실시 예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 정보가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The operation of the method according to an embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store information that can be read by a computer system. Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable programs or codes can be stored and executed in a distributed manner.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.Additionally, computer-readable recording media may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, or flash memory. Program instructions may include not only machine language code such as that created by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시 예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 적어도 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.Although some aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, it may also refer to a corresponding method description, where a block or device corresponds to a method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as, for example, a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit. In some embodiments, at least one or more of the most important method steps may be performed by such a device.

실시 예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시 예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array)는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서(microprocessor)와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.In embodiments, a programmable logic device (e.g., a field programmable gate array) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In embodiments, a field-programmable gate array may operate in conjunction with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by some hardware device.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it is possible.

Claims (1)

단말에서 빔 방향 탐색(search) 방법에 있어서,
기지국으로부터 빔포밍(beamforming)되어 수신된 신호의 수신 신호 세기에 기초하여 상기 기지국과의 링크 상태를 확인하는 단계;
상기 링크 상태가 가시선(line of sight, LoS)인 경우, 빔 방향 탐색의 우선순위를 방위각(azimuth, AZ) 방향 탐색, 고각(elevation, EL) 방향 탐색 순으로 설정하는 단계;
상기 링크 상태가 비가시선(none-line of sight, NLoS)인 경우, 빔 방향 탐색의 우선순위를 고각(elevation, EL) 방향 탐색, 방위각(azimuth, AZ) 방향 탐색 순으로 설정하는 단계; 및
상기 설정된 우선 순위에 기초하여, 순차적으로 빔 방향을 탐색하는 단계를 포함하는,
단말의 빔 방향 탐색 방법.
In the beam direction search method in the terminal,
Confirming the link status with the base station based on the received signal strength of a signal received by beamforming from the base station;
When the link state is line of sight (LoS), setting the priority of beam direction search in the order of azimuth (AZ) direction search and elevation (EL) direction search;
When the link state is none-line of sight (NLoS), setting the priority of beam direction search in the order of elevation (EL) direction search and azimuth (AZ) direction search; and
Comprising the step of sequentially searching beam directions based on the set priority,
Terminal beam direction search method.
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