KR101472132B1 - Wireless data transmission system for transmitting data by beamforming - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빔포밍을 이용하여 데이터를 전송하는 무선 데이터 전송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 수신 장치의 움직임 정보에 기반하여 빔을 형성하는 데이터 전송 장치 및 움직임 정보를 전송하는 데이터 수신 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless data transmission system for transmitting data using beamforming, and more particularly to a data transmission apparatus for forming a beam based on motion information of a data reception apparatus and a data reception apparatus for transmitting motion information .
본 발명은 데이터 수신 장치에 대한 움직임 정보를 획득하는 움직임 정보 획득부, 상기 획득한 움직임 정보를 데이터 전송 장치로 전송하는 전송부, 및 상기 전송된 움직임 정보에 기반하여 형성된 빔(beam)을 이용하여 상기 데이터 전송 장치로부터 데이터를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치를 제공한다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a motion information by using a motion information obtaining unit for obtaining motion information for a data receiving apparatus, a transmitting unit for transmitting the obtained motion information to a data transmitting apparatus, and a beam formed based on the transmitted motion information, And a receiver for receiving data from the data transmission apparatus.
본 발명에 따르면 데이터 수신 장치의 움직임에 따라서 정확하고 빠르게 빔을 형성함으로써 데이터 수신 장치의 방향으로만 전송 전력을 집중하고, 다른 방향으로 전송되는 전송 전력은 최소화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to concentrate the transmission power only in the direction of the data receiving apparatus and to minimize the transmission power transmitted in the other direction by forming the beam accurately and quickly according to the motion of the data receiving apparatus.
빔포밍, 움직임 정보, 피드백, GPS Beamforming, motion information, feedback, GPS
Description
본 발명은 빔포밍을 이용하여 데이터를 전송하는 무선 데이터 전송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 수신 장치의 움직임 정보에 기반하여 빔을 형성하는 데이터 전송 장치 및 움직임 정보를 전송하는 데이터 수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless data transmission system for transmitting data using beamforming, and more particularly to a data transmission apparatus for forming a beam based on motion information of a data reception apparatus and a data reception apparatus for transmitting motion information .
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행된 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-002-01, 과제명: Multi-Gigabit 무선인터페이스 개발].The present invention was derived from research carried out as part of the IT growth engine technology development project of the Ministry of Information and Communication and the Institute of Information Technology Advancement (Project Management Number: 2007-S-002-01, Project: Development of Multi-Gigabit Air Interface) .
대용량의 데이터를 무선 채널을 이용하여 고속으로 전송해야 할 필요성이 급격히 증대되고 있다. There is a growing need to transmit a large amount of data at high speed using a wireless channel.
이동 통신 시스템은 경로손실, 다중 경로 페이딩, 신호의 지연 및 도플러 확산, 음영 현상 등의 무선 전파특성에 의해 성능 및 용량이 제한된다. 따라서 이동 통신 시스템은, 전력 제어, 채널 코딩, 다이버시티 수신 기법, 주파수 분할 등의 기술을 이용하여 성능 및 용량 제한 현상을 극복한다.The performance and capacity of a mobile communication system are limited by radio propagation characteristics such as path loss, multipath fading, signal delay and Doppler spread, and shadowing phenomenon. Therefore, the mobile communication system overcomes the performance and capacity limitation phenomenon by using technologies such as power control, channel coding, diversity reception, and frequency division.
이동 통신 시스템의 기지국에는 복수의 단말기가 접속하여 기지국으로부터 다운 링크를 이용하여 데이터를 수신한다. 특정 단말로 데이터를 전송하기 위한 다운 링크 신호는 다른 단말에는 간섭 신호이다. 복수의 다운 링크 신호간의 간섭으로 인하여 이동 통신 시스템의 데이터 전송 효율이 감소한다.A plurality of terminals are connected to the base station of the mobile communication system and receive data from the base station using the downlink. The downlink signal for transmitting data to a specific terminal is an interference signal to other terminals. The data transmission efficiency of the mobile communication system is reduced due to interference between a plurality of downlink signals.
데이터를 전송하는 전송 전력을 상기 데이터를 수신하는 특정 단말기의 방향으로 집중하여 다른 방향에 있는 단말기의 방향으로 간섭을 줄이는 빔포밍 기술이 제안되었다.A beam forming technique has been proposed in which transmission power for transmitting data is concentrated in the direction of a specific terminal receiving the data and interference is reduced in the direction of a terminal in another direction.
본 발명의 목적은 데이터 수신 장치의 움직임에 따라서 정확하고 빠르게 빔을 형성함으로써 데이터 수신 장치의 방향으로만 전송 전력을 집중하고, 다른 방향으로 전송되는 전송 전력은 최소화하는 것이다.It is an object of the present invention to concentrate transmission power only in the direction of a data receiving apparatus and to minimize transmission power transmitted in the other direction by forming a beam accurately and quickly according to the motion of the data receiving apparatus.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 데이터 수신 장치에 대한 움직임 정보를 획득하는 움직임 정보 획득부, 상기 획득한 움직임 정보를 데이터 전송 장치로 전송하는 전송부, 및 상기 전송된 움직임 정보에 기반하여 형성된 빔을 이용하여 상기 데이터 전송 장치로부터 데이터를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치를 제공한다.In order to accomplish the above object and to solve the problems of the related art, the present invention provides a data receiving apparatus including a motion information obtaining unit for obtaining motion information for a data receiving apparatus, a transmitting unit for transmitting the obtained motion information to a data transmitting apparatus, And a receiver for receiving data from the data transmission apparatus using a beam formed based on the motion information.
본 발명의 일측에 따르면 데이터 수신 장치의 움직임 정보를 수신하는 수신부, 상시 수신된 움직임 정보에 기반하여 빔을 형성하는 빔 형성부, 및 상기 형성된 빔을 이용하여 상기 데이터 수신 장치로 데이터를 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a data receiving apparatus including a receiving unit that receives motion information of a data receiving apparatus, a beam forming unit that forms a beam based on the motion information that is always received, and a transmission unit that transmits data to the data receiving apparatus And a data transfer unit for transferring the data.
본 발명의 또다른 일측에 따르면 데이터 수신 장치로부터 움직임 정보를 수신하는 수신부, 빔 형성 장치의 위치 정보를 제1 위치 정보로 생성하는 제1 위치 정보 생성부, 상기 움직임 정보 및 상기 제1 위치 정보에 기반하여 상기 빔 형성 장치에 대한 상기 데이터 수신 장치의 위치 정보를 제2 위치 정보로서 생성하는 제2 위치 정보 생성부, 상기 제2 위치 정보에 기반하여 상기 데이터 수신 장치에 대한 빔을 형성하는 빔 형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 형성 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a position of a beamforming apparatus, comprising: a receiving unit for receiving motion information from a data receiving apparatus; a first position information generating unit for generating position information of the beam forming apparatus as first position information; A second position information generating unit for generating position information of the data receiving apparatus with respect to the beam forming apparatus as second position information based on the second position information, And a beam shaping unit for shaping the beam.
본 발명에 따르면 데이터 수신 장치의 움직임에 따라서 정확하고 빠르게 빔을 형성함으로써 데이터 수신 장치의 방향으로만 전송 전력을 집중하고, 다른 방향으로 전송되는 전송 전력은 최소화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to concentrate the transmission power only in the direction of the data receiving apparatus and to minimize the transmission power transmitted in the other direction by forming the beam accurately and quickly according to the motion of the data receiving apparatus.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따라 데이터 수신 장치의 움직임 정보에 기반하여 형성된 빔을 이용하여 데이터를 전송하는 무선 데이터 전송 시스템의 개념을 도시한 도면이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 무선 데이터 전송 시스템을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 무선 데이터 전송 시스템은 데이터 전송 장치(110) 및 데이터 수신 장치(121, 122, 140)를 포함한다.1 is a diagram illustrating a concept of a wireless data transmission system for transmitting data using a beam formed based on motion information of a data receiving apparatus according to the present invention. Hereinafter, a wireless data transmission system according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. A wireless data transmission system according to the present invention includes a
데이터 전송 장치(110)는 전송할 데이터를 빔포밍하여 데이터 수신 장치(121)로 전송한다. 빔포밍(131)을 이용하여 데이터 전송 장치(110)의 송신 전력을 데이터 수신 장치(121)의 방향으로만 집중하여 전송하고, 다른 방향으로는 송신 전력을 최소화할 수 있다. 다른 방향에 위치한 제2 데이터 수신 장치(140)는 데이터 전송 장치(110)로부터 데이터 수신 장치(121)로 전송되는 데이터에 의하여 간섭을 받지 않는다.The
데이터 수신 장치(121)가 위치를 이동(122)한 경우에, 데이터 전송 장치는 형성된 빔의 방향을 변경하여 데이터 수신 장치(122)가 이동한 위치의 방향으로 새로운 빔(132)을 형성하여야 한다.When the
데이터 수신 장치(121)는 데이터 수신 장치(121)가 움직인 거리, 방향 등에 대한 정보를 움직임 정보로서 생성하고, 움직임 정보를 데이터 전송 장치(110)로 전송할 수 있다. 데이터 전송 장치(110)는 데이터 수신 장치(121, 122)로부터 수신한 움직임 정보에 기반하여 데이터 수신 장치(121, 122)로 빔을 형성(131, 132)하거나, 형성된 빔을 업데이트 할 수 있다.The
도 2는 본 발명에 따라 움직임 정보를 데이터 전송 장치로 전송하는 데이터 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 이하 도 2를 참조하여 데이터 수신 장치의 구조를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 데이터 수신 장치(200)는 움직임 정보 획득부(210), 전송부(220), 및 수신부(230)를 포함한다.2 is a block diagram showing the structure of a data receiving apparatus for transmitting motion information to a data transmitting apparatus according to the present invention. Hereinafter, the structure of the data receiving apparatus will be described in detail with reference to FIG. The
움직임 정보 획득부(210)는 데이터 수신 장치(200)에 대한 움직임 정보를 획득한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 움직임 정보는 데이터 수신 장치(200)가 물리적으로 움직인 방향, 거리에 대한 정보일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 움직임 정보는 데이터 수시 장치(200)가 움직였는지 여부에 대한 정보일 수 있다. 데이터 수신 장치(200)가 정지 상태에서 움직인 경우에 움직임 정보 획득부(210)는 움직임 시작 정보를 움직임 정보로서 생성할 수 있다. 또, 데이터 수신 장치(200)가 움직이는 상태에서 정지한 경우에 움직임 정보 획득부(210)는 움직임 종료 정보를 움직임 정보로서 생성할 수 있다. 또, 데이터 수신 장치(200)가 움직이는 상태에서는 움직임 정보 획득부(220)는 데이터 수신 장치(200)의 위치 변화량 정보를 움직임 정보로서 생성할 수 있다.The motion
본 발명의 일 실시예에 따르면 움직임 정보는 데이터 전송 장치(240)에 대한 데이터 수신 장치(200)의 위치 정보 또는 방향에 대한 정보일 수 있다. 데이터 전송 장치(240)가 빔포밍을 수행하기 위해서는 데이터 전송 장치(240)에 대한 데이터 수신 장치(200)의 상대적인 위치, 방향이 중요하므로, 데이터 수신 장치(200)는 데이터 전송 장치(240)를 기준으로 한 데이터 수신 장치(200)의 위치, 방향을 움직임 정보로서 생성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the motion information may be information on the position information or the direction of the
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 움직임 정보는 데이터 수신 장치(200)가 움직임 방향을 양자화한 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motion information may be one in which the
본 발명의 일 실시예에 따르면 움직임 정보 획득부(210)는 자이로스코프(gyroscope) 또는 GPS(Grobal Positioning System) 신호를 이용하여 움직임 정보를 획득할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motion
전송부(220)는 움직임 정보를 데이터 전송 장치(240)로 전송한다.The
수신부(230)는 데이터 전송 장치(240)로부터 데이터를 수신한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 데이터 전송 장치(240)는 움직임 정보에 기반하여 데이터 수신 장치(200)로 빔을 형성하고, 형성된 빔을 이용하여 데이터를 데이터 수신 장치(200)로 전송한다. 데이터를 전송하기 위한 전송 전력을 데이터 수신 장치(200)의 방향으로 집중할 수 있으므로, 다른 방향으로는 간섭을 줄일 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면 전송부(220)는 데이터 전송 장치(240)로 파일럿 신호를 전송할 수 있다. 데이터 전송 장치(240)는 파일럿 신호를 이용하여 데 이터 수신 장치(200)의 방향으로 빔을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
도 3은 본 발명에 따라 움직임 정보를 수신하고, 수신된 움직임 정보에 기반하여 빔을 형성하는 데이터 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 데이터 전송 장치의 구조를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 데이터 전송 장치(300)는 수신부(310), 빔 형성부(320), 및 전송부(330)를 포함한다.3 is a block diagram illustrating a structure of a data transmission apparatus for receiving motion information according to the present invention and forming a beam based on received motion information. Hereinafter, the structure of a data transmission apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. The
수신부(310)는 데이터 수신 장치(340)의 움직임 정보를 데이터 수신 장치(340)로부터 수신한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 움직임 정보는 데이터 수신 장치(340)가 움직인 방향을 양자화한 것일 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면 움직임 정보는 데이터 수신 장치가 움직이기 시작하였음을 나타내는 움직임 시작 정보, 움직임을 멈추었음을 나타내는 움직임 종료 정보일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 움직임 정보는 데이터 수신 장치의 이동 속도 또는 위치 변화량 정보일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motion information may be motion start information indicating that the data receiving apparatus has started to move, and motion end information indicating that the motion stopping has been stopped. According to an embodiment of the present invention, the motion information may be the moving speed of the data receiving apparatus or the position change amount information.
빔 형성부(320)는 수신된 움직임 정보에 기반하여 빔을 형성한다. 본 발명의 일실시예에 따르면 빔 형성부(320)는 빔을 형성하기 위한 가중치 벡터를 산출할 수 있다. 이하 본 명세서에서는 빔을 형성하기 위한 가중치 벡터를 산출하는 것을 간단히 '빔을 형성한다' 또는 '형성된 빔을 업데이트 한다'라고 표현하기로 한다.The
본 발명의 일실시예에 따르면 움직임 정보는 데이터 수신 장치의 위치 변화량 정보이고, 빔 형성부(320)는 위치 변화량을 소정의 임계값과 비교할 수 있다. 위치 변화량이 소정의 임계값 보다 작은 경우에 빔 형성부(320)는 기존에 형성된 빔을 업데이트 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 위치 변화량이 소정의 임계값 보다 큰 경우에 빔 형성부(330)는 기존에 형성된 빔을 포기하고 움직임 정보에 기반하여 새로운 빔을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motion information is positional change amount information of the data receiving apparatus, and the
움직임 정보가 소정의 임계값 보다 작은 경우는 데이터 수신 장치(340)가 움직이지 않거나 움직임이 작은 경우이므로 데이터 전송 장치(300)는 기존에 형성된 빔을 그대로 사용하거나, 기존에 형성된 빔을 조금만 변형하여 데이터를 전송할 수 있다. 본 명세서에서는 종래 형성된 빔을 변형하여 새로운 빔을 형성하는 것을 '빔을 업데이트'한다고 표현하기로 한다.When the motion information is smaller than the predetermined threshold value, the
본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(310)는 데이터 수신 장치로부터 파일럿 신호를 수신하고, 빔 형성부(320)는 수신된 파일럿 신호에 기반하여 빔을 형성하거나 업데이트 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 움직임 정보가 소정의 임계값 보다 작은 경우에 빔 형성부(320)는 수신된 파일럿 신호 중에서 일부 파일럿 신호에 기반하여 빔을 업데이트 할 수 있다. 빔 형성부(320)가 새로운 빔을 형성하기 위해서는 수신 장치로부터 수신한 모든 파일럿 신호를 이용해야 하지만, 기존 빔을 업데이트 하기 위해서는 모든 파일럿 신호가 아니라, 일부 파일럿 신호만을 이용할 수 도 있다.According to an embodiment of the present invention, when the motion information is smaller than a predetermined threshold value, the
움직임 정보가 소정의 임계값 보다 작은 경우에는 일부 파일럿 신호만을 이용하여 적은 계산량으로 빔을 업데이트할 수 있다.When the motion information is smaller than the predetermined threshold value, the beam can be updated with a small calculation amount using only a part of the pilot signal.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 빔 형성부(320)는 MUSIC(MUltiple SIgnal Classification) 또는 ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariant Techniques) 기법에 따라서 빔을 형성할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the
전송부(330)는 형성된 빔을 이용하여 데이터 수신 장치로 데이터를 전송한다.The transmitting
본 발명의 일 실시예에 따르면 전송부는 복수의 안테나를 이용하여 상기 데이터를 전송할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 전송부(320)는 빔 형성부(320)가 형성한 가중치 벡터에 데이터를 곱하여 전송 벡터를 생성하고, 생성된 전송 벡터를 복수의 전송 안테나를 이용하여 데이터 수신 장치로 전송할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the transmitter may transmit the data using a plurality of antennas. According to an embodiment of the present invention, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 형성부의 상태 천이도를 도시한 도면이다. 이하 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 빔 형성부의 동작을 상세히 설명하기로 한다.4 is a diagram illustrating a state transition of a beam forming unit according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation of the beam forming unit according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
데이터 수신 장치로부터 수신한 움직임 정보가 소정의 임계치 이상인 경우(431), 빔 형성에 실패한 경우(411) 또는 이미 형성된 빔을 업데이트하는 것으로는 데이터 수신 장치의 방향으로의 적절한 빔을 추적(track)할 수 없는 경우(422)에는 빔 형성 필요 상태(410)로 천이한다. 빔 형성 필요 상태(410)에서 빔 형성부는 기존에 형성된 빔에 기반하지 않고, 새로운 빔을 형성한다.If the motion information received from the data receiving device is greater than or equal to a predetermined threshold 431, the beamforming fails (411), or the already-formed beam is updated, the appropriate beam in the direction of the data receiving device is tracked If not, a transition is made to the beamforming required state 410 (422). In the beamforming required
데이터 수신 장치로부터 수신한 움직임 정보가 소정의 임계치 이하인 경우(432), 이미 형성된 빔을 업데이트하는 것으로 데이터 수신 장치의 방향으로의 적절한 빔을 추적할 수 있는 경우(421)에는 빔 추적 필요 상태(420)로 천이할 수 있다. 빔 추적 필요 상태(420)에서 빔 형성부는 기존에 형성된 빔에 기반하여, 기 존에 형성된 빔을 업데이트 한다.If the motion information received from the data receiving device is less than or equal to a predetermined threshold 432, then updating the already formed beam 421 may track the appropriate beam in the direction of the data receiving device, ). ≪ / RTI > In the beam tracking required state 420, the beamformer updates the existing beam based on the previously formed beam.
빔 형성 필요 상태(410)에서 빔 형성에 성공하거나(412), 빔 추적 필요 상태(420)에서 빔 추적에 성공한 경우(423)에는 빔 형성 완성 상태(430)로 천이할 수 있다. 빔 형성 완성 상태(430)에서는 데이터 수신 장치로부터 움직임 정보를 수신하고, 수신된 움직임 정보와 소정의 임계치를 비교하여 빔 형성 필요 상태(410)로 천이할지, 빔 추적 필요 상태(420)로 천이할지 여부를 결정한다.Beamforming completion state 430 can be transited to a
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 형성 방법을 단계별로 도시한 순서도이다. 이하 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 빔 형성 방법을 상세히 설명하기로 한다.FIG. 5 is a flowchart showing a step of a beam forming method according to an embodiment of the present invention. The beam forming method according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
단계(S510)에서는 데이터 수신 장치로부터 움직임 정보를 수신 하였는지 여부를 판단한다.In step S510, it is determined whether motion information has been received from the data receiving apparatus.
만약 데이터 수신 장치로부터 움직임 정보를 수신하지 못한 경우에, 단계(S520)에서, 기존에 형성된 빔을 이용하여 데이터를 전송한다.If motion information is not received from the data receiving apparatus, the data is transmitted using the beam formed in step S520.
만약 데이터 수신 장치로부터 움직임 정보를 수신한 경우에는, 단계(S530)에서는 수신된 움직임 정보의 종류를 판단한다.If the motion information is received from the data receiving apparatus, the type of the received motion information is determined in step S530.
만약 움직임 정보가 데이터 전송 장치를 기준으로 한 데이터 수신 장치의 방향에 대한 정보인 경우에, 단계(S540)에서 데이터 전송 장치는 움직임 정보에 따라서, 주어진 방향으로 빔을 추적하도록, 종래의 빔을 업데이트 한다.If the motion information is information on the direction of the data receiving apparatus with respect to the data transmitting apparatus, the data transmitting apparatus in step S540 updates the conventional beam to track the beam in a given direction in accordance with the motion information do.
만약 움직임 정보가 데이터 전송 장치를 기준으로 한 데이터 수신 장치의 상대 좌표인 경우에, 단계(S550)에서 데이터 전송 장치는 움직임 정보에 따라서, 주어진 좌표로 빔들 추적할 수 있도록, 종래의 빔을 업데이트 한다.If the motion information is the relative coordinate of the data receiving device on the basis of the data transmitting device, the data transmitting device in step S550 updates the conventional beam so that it can track the beam in a given coordinate in accordance with the motion information .
단계(S560)에서는 빔 추적이 성공 하였는지 여부를 판단한다. 데이터 전송 장치는 움직임 정보에 따라서 추적한 빔이 데이터 수신 장치의 새로운 위치로 정확하게 빔을 형성하는지 여부를 판단할 수 있다.In step S560, it is determined whether beam tracing is successful or not. The data transmission apparatus can determine whether the beam traced according to the motion information forms an accurate beam to a new position of the data receiving apparatus.
만약 데이터 수신 장치의 움직임이 매우 커서 기존의 빔을 업데이트 하는 것으로는 데이터 수신 장치의 새로운 위치로 정확하게 빔을 형성할 수 없는 경우에 단계(S570)에서 데이터 전송 장치는 기존의 빔에 기반하지 않고, 새로운 빔을 형성한다.If the motion of the data receiving apparatus is so large that the beam can not be accurately formed at the new position of the data receiving apparatus by updating the existing beam, the data transmitting apparatus in step S570 is not based on the existing beam, Thereby forming a new beam.
만약 기존의 빔을 업데이트 하는 것만으로도 데이터 수신 장치의 새로운 위치로 정확하게 빔을 형성할 수 있는 경우에는 업데이트된 빔을 이용하여 데이터 수신 장치로 데이터를 전송할 수 있다.If the beam can be accurately formed at a new position of the data receiving apparatus by simply updating the existing beam, data can be transmitted to the data receiving apparatus using the updated beam.
단계(S580)에서는 데이터 수신 장치와의 통신이 종료 되었는지 여부를 판단한다. 통신이 종료되지 않은 경우에는 다시 단계(S510)에서 데이터 수신 장치로부터 새로운 움직임 정보를 수신하였는지 여부를 판단할 수 있다.In step S580, it is determined whether communication with the data receiving apparatus has been completed. If the communication has not been terminated, it may be determined in step S510 whether new motion information has been received from the data receiving apparatus.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서 데이터 수신 장치가 움직인 방향을 양자화하는 개념을 도시한 도면이다.6 is a diagram showing a concept of quantizing the direction in which the data receiving apparatus is moved according to an embodiment of the present invention.
데이터 전송 장치(610)는 데이터 수신 장치(620)의 방향으로 빔을 형성한다. 데이터 수신 장치(620)는 데이터 수신 장치(620)의 움직임 정보를 데이터 전송 장치(610)로 전송하고, 데이터 전송 장치(610)는 수신된 움직임 정보에 기반하여 새로운 빔을 형성하거나, 기존의 빔을 업데이트 한다.The data transmission device 610 forms a beam in the direction of the data receiving device 620. [ The data receiving apparatus 620 transmits the motion information of the data receiving apparatus 620 to the data transmitting apparatus 610. The data transmitting apparatus 610 forms a new beam based on the received motion information, Lt; / RTI >
데이터 수신 장치(620)가 데이터 전송 장치(610)의 방향으로 이동하거나, 데이터 전송 장치(610)의 반대 방향으로 이동하는 경우를 각각 앞쪽, 뒤쪽으로 이동한다고 말할 수 있다. 이 경우 데이터 수신 장치(620)와 데이터 전송 장치(610)간의 거리만 변동된다. 빔 형성에 있어서 데이터 수신 장치(620)와 데이터 전송 장치(610)간의 거리는 중요하지 않으므로, 이 경우에는 데이터 수신 장치(620)가 움직인 방향을 양자화하여 데이터 전송 장치(610)로 전송하지 않을 수 있다.It can be said that the data receiving apparatus 620 moves in the direction of the data transmitting apparatus 610 or in the opposite direction of the data transmitting apparatus 610 in the forward and backward directions, respectively. In this case, only the distance between the data receiving apparatus 620 and the data transmitting apparatus 610 is changed. In this case, since the distance between the data receiving apparatus 620 and the data transmitting apparatus 610 is not important in forming the beam, the direction in which the data receiving apparatus 620 is moved may be quantized and not transmitted to the data transmitting apparatus 610 have.
데이터 수신 장치(620)가 데이터 전송 장치(610)를 기준으로 왼쪽, 오른쪽 또는 위, 아래의 방향으로 움직인 경우에는 움직인 방향을 양자화하여 데이터 전송 장치(610)로 전송 할 수 있다.When the data receiving apparatus 620 moves leftward, rightward, upwards or downward with respect to the data transmitting apparatus 610, the moving direction can be quantized and transmitted to the data transmitting apparatus 610.
본 발명의 일 실시예에 따르면 데이터 수신 장치(620)가 움직인 방향을 2비트로 양자화하여 위쪽으로 움직인 경우에는 '00'을, 아래쪽으로 움직인 경우에는 '01'을, 왼쪽으로 움직인 경우에는 '10'을, 오른쪽으로 움직인 경우에는 '11'을 움직임 정보로 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the direction of movement of the data receiving apparatus 620 is quantized into 2 bits and moves up to '00', '01' when moving downward, and '01' 10 ", and " 11 " when moving to the right, as motion information.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 데이터 수신 장치(620)가 움직인 방향을 3비트로 양자화하여, 위쪽으로 움직인 경우에는 '110'을, 왼쪽 위로 움직인 경우에는 '010'을, 왼쪽으로 움직인 경우에는 '000'을, 왼쪽 아래로 움직인 경우에는 '011'을, 아래로 움직인 경우에는 '111'을, 오른쪽 아래로 움직인 경우에는 '101'을, 오른쪽으로 움직인 경우에는 '001'을, 오른쪽 위로 움직인 경우에는 '100'을 움직임 정보로 생성할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the direction of movement of the data receiving apparatus 620 is quantized into 3 bits, and when moving upward, '110' is shifted to the left, '010' '000' is moved to the lower left, '011' is moved to the lower left, '111' is moved to the lower side, '101' is moved to the lower right and '001 ', And' 100 'when moving up to the right, as motion information.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 데이터 전송 장치에 대한 데이터 수신 장치의 위치 정보에 기반하여 데이터 수신 장치에 대한 빔을 형성하는 빔 형성 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 이하 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 빔 형성 장치의 구조를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 빔 형성 장치(700)는 수신부(710), 제1 위치 정보 생성부(720), 제2 위치 정보 생성부(730), 빔 형성부(740), 및 비교부(750)를 포함한다.7 is a block diagram illustrating a structure of a beam forming apparatus for forming a beam for a data receiving apparatus based on position information of a data receiving apparatus for a data transmitting apparatus, according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the structure of the beam forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. The
수신부(710)는 데이터 수신 장치(760)로부터 움직임 정보를 수신한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 움직임 정보는 데이터 수신 장치(760)의 움직임 시작 정보, 위치 변화량 정보, 및 움직임 종료 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The receiving
제1 위치 정보 생성부(720) 빔 형성 장치의 위치 정보를 제1 위치 정보로 생성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 자이로스코프 또는 GPS 수신기를 이용하여 제1 위치 정보를 생성할 수 있다.The first
제2 위치 정보 생성부(730)는 수신부(710)가 수신한 움직임 정보 및 제1 위치 정보 생성부(720)가 생성한 제1 위치 정보에 기반하여 빔 형성 장치(700)의 위치에 대한 데이터 수신 장치(760)의 위치 정보를 제2 위치 정보로서 생성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 위치 정보는 빔 형성 장치(700)를 기준으로 한 데이터 수신 장치(760)의 상대적인 위치일 수 있다. 다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제2 위치 정보는 빔 형성 장치(700)를 기준으로 한 데이터 수신 장치(760)의 상대적인 좌표일 수 있다.The second position
본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 위치 정보는 빔 형성 장치(700)에 대한 데이터 수신 장치(760)의 방향에 대한 정보, 즉 빔 형성 장치(700)를 기준으로 한 데이터 수신 장치(760)의 방향에 대한 정보를 제2 위치 정보로서 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second position information includes information on the direction of the
빔 형성부(740)는 제2 위치 정보에 기반하여 데이터 수신 장치에 대한 빔을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 수신부(710)는 데이터 수신 장치(760)로부터 파일럿 신호를 수신하고, 빔 형성부(740)는 파일럿 신호에 기반하여 데이터 수신 장치(760)에 대한 빔을 형성할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면 움직임 정보는 데이터 수신 장치(760)의 위치 변화량 정보일 수 있다. 빔 형성 장치(700)는 수신된 위치 변화량 정보를 소정의 임계값과 비교하는 비교부(750)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 빔 형성부(740)는 비교 결과에 따라서 새로운 빔을 형성하거나, 기존의 빔을 업데이트 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motion information may be positional change information of the
도 1은 본 발명에 따라 데이터 수신 장치의 움직임 정보에 기반하여 형성된 빔을 이용하여 데이터를 전송하는 무선 데이터 전송 시스템의 개념을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a concept of a wireless data transmission system for transmitting data using a beam formed based on motion information of a data receiving apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따라 움직임 정보를 데이터 전송 장치로 전송하는 데이터 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing the structure of a data receiving apparatus for transmitting motion information to a data transmitting apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따라 움직임 정보를 수신하고, 수신된 움직임 정보에 기반하여 빔을 형성하는 데이터 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a structure of a data transmission apparatus for receiving motion information according to the present invention and forming a beam based on received motion information.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 형성부의 상태 천이도를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a state transition of a beam forming unit according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 형성방법을 단계별로 도시한 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart showing a step of a beam forming method according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서 데이터 수신 장치가 움직인 방향을 양자화하는 개념을 도시한 도면이다.6 is a diagram showing a concept of quantizing the direction in which the data receiving apparatus is moved according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 데이터 전송 장치에 대한 데이터 수신 장치의 위치 정보에 기반하여 데이터 수신 장치에 대한 빔을 형성하는 빔 형성 장치의 구조를 도시한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a structure of a beam forming apparatus for forming a beam for a data receiving apparatus based on position information of a data receiving apparatus for a data transmitting apparatus, according to an embodiment of the present invention.
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