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KR101861270B1 - Method for controlling of beamforming and apparatus thereof - Google Patents

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Publication number
KR101861270B1
KR101861270B1 KR1020170044117A KR20170044117A KR101861270B1 KR 101861270 B1 KR101861270 B1 KR 101861270B1 KR 1020170044117 A KR1020170044117 A KR 1020170044117A KR 20170044117 A KR20170044117 A KR 20170044117A KR 101861270 B1 KR101861270 B1 KR 101861270B1
Authority
KR
South Korea
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network
environment
beamforming
base station
antenna
Prior art date
Application number
KR1020170044117A
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Korean (ko)
Inventor
김문홍
Original Assignee
에스케이텔레콤 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

The present invention relates to a beamforming control method and, more specifically, to a beamforming control method and a device therefor capable of providing a higher quality communication service to a terminal by determining a network construction environment by a base station of a second network and controlling the phase or amplitude of an antenna in an environment in which a first network which does not support beamforming technology and the second network which supports beamforming technology are mixed. The beamforming control method according to an embodiment of the present invention comprises: a step of collecting signal reception level information generated by the terminal and determining the network construction environment by the base station of the second network supporting beamforming technology; and a step of adjusting the phase of all antenna arrays and transmitting a sharp beam to increase the capacity in a service area when it is determined that the first network and the second network are affiliation networks.

Description

빔포밍 제어 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR CONTROLLING OF BEAMFORMING AND APPARATUS THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a beamforming control method, and more particularly,

본 발명은 빔포밍 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크가 혼재된 환경에서, 제2 네트워크의 기지국이 네트워크 구축 환경을 판단하고, 이에 따라 안테나의 위상 또는 진폭을 제어하여 보다 고품질의 통신 서비스를 단말로 제공할 수 있는 빔포밍 제어 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a beamforming control method and, more particularly, to a beamforming control method in which, in an environment in which a first network that does not support beamforming technology and a second network that supports beamforming technology are mixed, And control the phase or amplitude of the antenna to provide a higher quality communication service to the terminal, and to an apparatus therefor.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.

일반적으로 이동통신 시스템은 기지국을 중심으로 고정적인 서비스 커버리지를 제공하는 네트워크를 구축하고, 해당 커버리지 내의 이동국인 사용자의 단말로 양호한 전파 환경을 제공함으로써 안정적인 음성, 데이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 이동통신 시스템은 시간의 흐름에 따라 지속적으로 진화되고 있으며, 2G, 3G, 4G 그리고 5G 이동통신 시스템에 이르기까지 다양한 네트워크가 구축되어 왔다. 2. Description of the Related Art Generally, a mobile communication system aims to provide stable voice and data by establishing a network that provides fixed service coverage around a base station and providing a good radio wave environment to a user terminal of a mobile station in the coverage. Such a mobile communication system has evolved continuously over time, and various networks have been built up to 2G, 3G, 4G and 5G mobile communication systems.

이중, LTE 이동통신 시스템으로 대표되는 4G 이동통신 시스템은 주로 2GHz 대역 근방에서 최대 20MHz 대역폭으로 전송하도록 설계되었으며, 최근에는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위하여 초고주파(mmWave) 대역(예컨대, 60GHz)의 광대역 이동통신 시스템이 주목 받고 있다. The 4G mobile communication system represented by the LTE mobile communication system is mainly designed to transmit at a bandwidth of up to 20 MHz in the vicinity of the 2 GHz band. Recently, in order to meet the demand of wireless data traffic, a broadband A mobile communication system has attracted attention.

초고주파 대역의 광대역 이동통신 시스템은 LTE 이후(post LTE) 시스템 또는 5G 통신 시스템으로 불리며, 직진성이 강하고 주파수 재사용률이 높은 초고주파 광대역을 이용한 통신 방식을 의미한다. 이러한 초고주파 대역의 광대역 이동통신 시스템 즉, 5G 이동통신 시스템은 5GHz 이상의 대역 중 10GHz, 28GHz, 60GHz 대역을 이용하며, 고속 인터넷 접속을 위한 1Gbps 이상의 고속 전송을 목적으로 한다. A broadband mobile communication system in a very high frequency band is called a post LTE system or a 5G communication system and means a communication system using a very high frequency broadband which has strong directivity and high frequency reuse ratio. The ultra-high frequency broadband mobile communication system, i.e., 5G mobile communication system, uses 10 GHz, 28 GHz, and 60 GHz bands of 5 GHz or more and aims at high-speed transmission of 1 Gbps or more for high-speed Internet access.

또한, 5G 이동통신 시스템은 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 빔포밍 (beamforming), 대규모 다중 입출력 (massive MIMO(multiple input multiple output)), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna) 등의 다양한 기술들이 논의되고 있다. 특히, 빔포밍 기술은 5G 이동통신 시스템의 핵심적인 기술 중에 하나로 무선 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위해, 단말의 위치에 따라 전파의 도달 영역을 특정한 방향으로 집중시키거나 특정 방향에 대한 수신 감도의 지향성(directivity)를 증대시키는 기술을 의미한다. 지속적으로 이동하는 단말의 위치에 따라 유동적으로 전파의 방향을 조절함으로써, 전송 거리가 증가되고, 지향되는 방향 이외의 다른 방향으로는 신호가 거의 전송되지 아니하므로 다른 신호에 의한 간섭이 크게 감소될 수 있어, 단말에게 보다 효율적이고 고품질의 서비스를 제공할 수 있게 된다. In addition, the 5G mobile communication system uses beamforming, massive multiple input multiple output (MIMO), and full-dimensional multiple input / output (I / O) in order to mitigate path loss and propagation distance of radio waves in a very high frequency band. full-size MIMO (FD-MIMO), and array antennas. In particular, beamforming technology is one of the core technologies of 5G mobile communication system. In order to efficiently utilize radio frequency resources, beamforming technology concentrates the arrival region of radio wave in a specific direction according to the position of the terminal, which means increasing the directivity. The transmission distance is increased by regulating the direction of the radio wave depending on the position of the mobile terminal continuously moving, and since signals are hardly transmitted in directions other than the direction in which the signals are directed, interference due to other signals can be greatly reduced Therefore, it is possible to provide a more efficient and high-quality service to the terminal.

이처럼, 통신 기술은 시대의 흐름에 따라 지속적으로 진화되고 있으며, 이에 따라 다양한 네트워크 환경이 혼재되고 있다. 그러나 세대 간 지원하는 통신 기술이 상이하고, 서비스별 주파수 특성 차가 발생되어 네트워크의 커버리지 불일치 이슈가 발생되고 있다. As such, communication technologies are constantly evolving according to the times, and various network environments are mixed accordingly. However, there is a difference in communication technologies supported between generations, and a frequency characteristic difference is generated for each service, which causes an inconsistency in coverage of the network.

따라서 빔포밍 기술 등과 같이 이전 세대의 이동통신 시스템에서는 지원하지 않는 다양한 통신 기술을 지원하는 차세대 이동통신인 5G 이동통신 시스템의 도입 초기에 발생될 수 있는 다양한 네트워크 커버리지 불일치 이슈를 해결할 수 있는 기술의 도입이 필요하다. Therefore, introduction of technologies to solve various network coverage mismatch problems that may occur in the early stage of introduction of 5G mobile communication system, which is a next generation mobile communication supporting various communication technologies that are not supported by previous generation mobile communication systems such as beam forming technology Is required.

한국공개특허 제10-2012-0072938호, 2012.07.04 공개(명칭: 빔포밍 어레이 안테나 제어 시스템 및 이를 이용한 빔포밍 방법)Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0072938, Jul. 04, 2012 (name: beam-forming array antenna control system and beam forming method using the same)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 빔포밍 기술을 지원하지 않는 4G 이동통신 시스템과 빔포밍 기술을 지원하는 5G 이동통신 시스템이 혼재된 환경에서, 5G 이동통신 시스템의 기지국이 네트워크 구축 환경을 판단하고, 이에 따라 안테나의 위상 또는 진폭을 제어하여 보다 고품질의 통신 서비스를 단말로 제공할 수 있는 빔포밍 제어 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a 5G mobile communication system in which a 4G mobile communication system that does not support beamforming technology and a 5G mobile communication system that supports beamforming technology are mixed, The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a beamforming control method capable of determining a network construction environment and controlling the phase or amplitude of an antenna to provide a higher quality communication service to a terminal.

특히, 본 발명은 단말의 트래픽 로드에 따라 보다 효율적으로 안테나의 위상 또는 진폭을 제어하는 빔포밍을 수행하고, 이에 따라 고품질의 통신 서비스 제공이 가능한 기지국으로 단말의 리다이렉션(redirection) 또는 핸드오버를 유도함으로써 트래픽 로드를 효율적으로 제어하고, 고품질의 통신 서비스를 단말로 제공할 수 있는 빔포밍 제어 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 목적이 있다. In particular, the present invention performs beamforming to control the phase or amplitude of an antenna more efficiently in accordance with a traffic load of a terminal, thereby inducing redirection or handover of a terminal to a base station capable of providing a high- And to provide a beamforming control method capable of efficiently controlling traffic load and providing a high-quality communication service to a terminal, and an apparatus therefor.

또한, 본 발명은 별도의 스몰셀(small cell) 등 트래픽 관리를 위한 추가 네트워크를 구축할 필요 없이 또한 다수의 셀 중첩 및 셀간 간섭 등의 이슈에서 보다 더 자유롭게 트래픽 로드를 관리할 수 있는 빔포밍 제어 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. In addition, the present invention provides a beamforming control method capable of managing a traffic load more freely than an issue of a plurality of cell overlapping and inter-cell interference without needing to construct an additional network for traffic management such as a separate small cell And a device for the same.

그러나, 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크가 혼재된 환경에서의 빔포밍 제어 방법에 있어서, 상기 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크의 기지국이, 단말이 생성한 신호 수신 레벨 정보를 수집하여 네트워크 구축 환경을 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 제1 네트워크 및 제2 네트워크가 협력 네트워크 환경인 것으로 판단되면, 서비스 영역 내의 용량이 증대되도록 모든 안테나 어레이의 위상을 제어하여 얇은 빔(sharp beam)을 송출하는 단계;를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling beamforming in an environment in which a first network that does not support beamforming technology and a second network that supports beamforming technology are mixed, The base station of the second network supporting beamforming technology collects the signal reception level information generated by the terminal to determine a network establishment environment; And controlling a phase of all the antenna arrays to transmit a sharp beam so that capacity of the service area is increased if it is determined that the first network and the second network are cooperative network environments have.

특히, 상기 판단하는 단계 이전에, 네트워크 구축 환경 판단을 위한 조건을 설정하는 단계;를 더 포함하며, 상기 판단하는 단계는 상기 수집한 신호 수신 레벨 정보를 상기 조건과 비교하여 네트워크 구축 상태가 독립 네트워크 환경인지 협력 네트워크 환경인지 여부를 판단할 수 있다. In particular, the method may further include setting a condition for determining a network construction environment before the determining step, wherein the determining step compares the collected signal reception level information with the condition, It can be judged whether or not it is an environment-aware cooperation network environment.

또한, 상기 판단 결과 제1 네트워크 및 제2 네트워크가 독립 네트워크 환경인 것으로 판단되면, 진폭을 제어할 안테나 어레이를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 안테나 어레이의 진폭을 제어하여 해당 빔의 송신 방사 전력의 크기를 증가시켜 서비스 영역이 확장되도록 제어하는 단계;를 더 포함하여 이뤄질 수 있다. If it is determined that the first network and the second network are independent network environments, the step of determining an antenna array to control the amplitude includes: And controlling the amplitude of the determined antenna array to increase the transmission radiated power of the corresponding beam so as to expand the service area.

또한, 상기 네트워크 구축 환경을 판단하는 단계는 커버리지 내에 위치한 복수 개의 단말로부터 신호 수신 레벨 정보를 수집하거나, 이웃 셀인 제1 네트워크의 기지국으로부터 신호 수신 레벨 정보를 수집하여 네트워크 구축 환경을 판단할 수 있다. The step of determining the network construction environment may include collecting signal reception level information from a plurality of terminals located within the coverage, or collecting signal reception level information from a base station of the first network, which is a neighbor cell, to determine a network establishment environment.

추가로 본 발명은 상술한 바와 같은 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다.Further, the present invention can provide a computer-readable recording medium on which a program for executing the above-described method is recorded.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크가 혼재된 환경에서, 상기 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크의 기지국이, 독립적인 빔을 각각 생성하고 위상 또는 진폭을 변화시킬 수 있는 복수 개의 위상 조절기를 포함하는 안테나부; 및 상기 안테나부를 제어하며, 상기 안테나부를 통해 수집된 단말의 신호 수신 레벨 정보에 따라, 네트워크 구축 환경을 판단하여, 판단 결과 제1 네트워크 및 제2 네트워크가 협력 네트워크 환경인 것으로 판단되면, 서비스 영역 내의 용량 증대를 위해 상기 안테나부의 위상 조절기가 모든 안테나 어레이의 위상을 제어하여 얇은 빔(sharp beam)을 송출하도록 제어하는 디지털 신호처리부;를 포함하여 구성될 수 있다. In order to achieve the above object, in an environment in which a first network that does not support the beamforming technique and a second network that supports the beamforming technique are mixed, according to an embodiment of the present invention, 2. A base station of a network, comprising: an antenna unit including a plurality of phase adjusters, each of which can generate an independent beam and change its phase or amplitude; And a control unit for controlling the antenna unit to determine a network establishment environment according to the signal reception level information of the terminal collected through the antenna unit. If it is determined that the first network and the second network are cooperative network environments, And a digital signal processor for controlling the phase of all the antenna arrays to transmit a sharp beam by the phase adjuster of the antenna unit to increase the capacity.

이때, 상기 디지털 신호처리부는 네트워크 구축 환경 판단을 위한 조건을 설정하며, 상기 수집한 신호 수신 레벨 정보를 상기 조건과 비교하여 네트워크 구축 상태가 독립 네트워크 환경인지 협력 네트워크 환경인지 여부를 판단할 수 있다. At this time, the digital signal processor sets a condition for determining a network construction environment, and compares the collected signal reception level information with the condition to determine whether the network construction state is an independent network environment or a cooperative network environment.

또한, 상기 디지털 신호처리부는 상기 판단 결과 제1 네트워크 및 제2 네트워크가 독립 네트워크 환경인 것으로 판단되면, 진폭을 제어할 안테나 어레이를 결정하고, 상기 결정된 안테나 어레이의 진폭을 제어하여 해당 빔의 송신 방사 전력의 크기를 증가시켜 서비스 영역이 확장되도록 제상기 안테나부의 위상 조절기를 제어할 수 있다. In addition, if it is determined that the first network and the second network are independent network environments, the digital signal processor determines an antenna array to control the amplitude, and controls amplitude of the determined antenna array, It is possible to control the phase adjuster of the antenna unit so that the service area is expanded by increasing the size of the power.

본 발명의 빔포밍 제어 방법 및 이를 위한 장치에 의하면, 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크가 혼재된 환경에서, 제2 네트워크의 기지국이 네트워크 구축 환경을 판단하고, 이에 따라 안테나의 위상 또는 진폭을 제어하여 보다 고품질의 통신 서비스를 단말로 제공할 수 있게 된다. According to the beamforming control method and apparatus of the present invention, in an environment where a first network that does not support beamforming technology and a second network that supports beamforming technology are mixed, And controls the phase or amplitude of the antenna, thereby providing a higher quality communication service to the terminal.

특히, 본 발명에 의하면 단말의 트래픽 로드에 따라 보다 효율적으로 안테나의 위상 또는 진폭을 제어하는 빔포밍을 수행하고, 이에 따라 고품질의 통신 서비스 제공이 가능한 기지국으로 단말의 리다이렉션(redirection) 또는 핸드오버를 유도함으로써 트래픽 로드를 효율적으로 제어함과 동시에 고품질의 통신 서비스를 단말로 제공할 수 있게 된다. Particularly, according to the present invention, beamforming for controlling the phase or amplitude of an antenna is performed more efficiently according to a traffic load of a terminal, and accordingly redirection or handover of a terminal to a base station capable of providing a high- The traffic load can be efficiently controlled and at the same time a high quality communication service can be provided to the terminal.

또한, 본 발명은 별도의 스몰셀(small cell) 등 트래픽 관리를 위한 추가 네트워크를 구축할 필요 없이 또한 다수의 셀 중첩 및 셀간 간섭 등의 이슈에서 보다 더 자유롭게 트래픽 로드를 관리할 수 있게 된다. In addition, the present invention can manage the traffic load more freely than other small cell and other issues, such as cell overlapping and inter-cell interference, without needing to construct an additional network.

아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.In addition, various effects other than the above-described effects can be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 환경을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법을 수행하는 기지국의 주요 구성을 논리적 관점에서 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 주요 구성을 하드웨어 관점에서 도시한 블록도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 안테나부 위상 조절기가 빔을 조절하는 과정을 설명하기 위한 예시도로이다.
도 8은 본 발명의 기지국에서의 빔포밍 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is an exemplary diagram illustrating a network environment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a beamforming control method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is an exemplary diagram illustrating a beamforming control method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating, from a logical viewpoint, a main configuration of a base station performing a beamforming control method according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a main configuration of a base station according to an embodiment of the present invention in terms of hardware.
FIGS. 6 and 7 are exemplary diagrams for explaining the process of adjusting the beam by the antenna phase adjuster of the present invention.
8 is a flowchart for explaining a beamforming control method in the base station of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 또한 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 하나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. This is to omit the unnecessary description so as to convey the key of the present invention more clearly without fading. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. However, it should be understood that the invention is not limited to the specific embodiments thereof, It is to be understood that the invention is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, when referring to an element as being "connected" or "connected" to another element, it means that it can be connected or connected logically or physically. In other words, it is to be understood that although an element may be directly connected or connected to another element, there may be other elements in between, or indirectly connected or connected.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 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.Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprising "or" having ", as used herein, are intended to specify the presence of stated features, integers, It should be understood that the foregoing does not preclude the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

본 명세서에서는 기지국에서의 빔포밍 제어 방법을 중심으로 설명하도록 한다. In this specification, the beamforming control method in the base station will be mainly described.

여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)를 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 기지국을 중심으로 빔포밍 제어 과정을 중심으로 설명하도록 하나, 구현 방식에 따라 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 본 발명의 동작이 수행될 수 있다. Herein, the BS refers to a terminal node of a network that directly communicates with the MS. In an exemplary embodiment of the present invention, a beamforming control process will be mainly described with respect to a base station. However, an operation of the present invention can be performed by an upper node of a base station according to an implementation scheme.

아울러, 본 발명의 기지국(BS: Base Station'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP:Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있으며,'단말(Terminal)은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다. 다시 말해, 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.In addition, the base station (BS) of the present invention can be replaced by terminology such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNode B), an access point (AP) May be replaced with terms such as User Equipment (UE), Mobile Station (MS), Mobile Subscriber Station (MSS), Subscriber Station (SS), etc. In other words, And the use of such specific terminology may be changed into other forms without departing from the technical spirit of the present invention.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법 및 이를 위한 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 이때, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. Now, a beamforming control method and an apparatus therefor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, the same reference numerals are used for similar functions and functions throughout the drawings, and a duplicate description thereof will be omitted. Furthermore, in order to avoid obscuring the concept of the present invention, well-known structures and devices may be omitted, or may be shown in block diagram form centering on the core functions of each structure and device.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크의 구조에 대해 먼저 설명하도록 한다. Hereinafter, a structure of a network according to an embodiment of the present invention will be described first.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 환경을 설명하기 위한 예시도이다. 1 is an exemplary diagram illustrating a network environment according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법은 서로 다른 특성의 이종(heterogeneous)의 네트워크가 혼재된 환경에서 트래픽 로드를 보다 더 효율적으로 수행하기 위한 것으로, 본 발명의 이종의 네트워크가 혼재된 환경이란 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크가 혼재된 환경을 의미한다. As shown in FIG. 1, a beamforming control method according to an embodiment of the present invention is to perform traffic load more efficiently in an environment where heterogeneous networks of different characteristics are mixed, An environment in which heterogeneous networks are mixed means an environment in which a first network that does not support beamforming technology and a second network that supports beamforming technology are mixed.

먼저, 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크는 LTE로 대표될 수 있는 4G 이동통신 시스템(100)을 예로 들 수 있다. 4G 이동통신 시스템(100)에서는 2x2, 4x4 등의 낮은 수준의 MIMO를 통해 특정 영역 내의 셀 단위로 정적인 커버리지를 구성하여 커버리지 내의 연결된 단말에게 서비스를 제공할 수 있다. 이러한, LTE로 대표되는 4G 이동통신 시스템(100)은 현재 보편적으로 활용되고 있는 이동통신 기술로 대부분의 서비스 영역에서 커버리지가 구성되어 용이하게 서비스 접속이 가능하다. First, a first network that does not support the beamforming technique is a 4G mobile communication system 100 that can be represented by LTE. In the 4G mobile communication system 100, static coverage can be configured for each cell within a specific area through low-level MIMO such as 2x2 and 4x4 to provide services to connected terminals in the coverage. The 4G mobile communication system 100 represented by LTE is a universal mobile communication technology, and its coverage is configured in most service areas, so that the service can be easily accessed.

반면, 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크는 현재 도입이 시도되고 있는 초고주파 광대역의 5G 이동통신 시스템(200)을 예로 들 수 있다. 5G 이동통신 시스템(200)은 60GHz 대역을 사용하며 고속의 스트리밍 다운로드와 같은 고속 인터넷 접속을 위해 1Gbps 이상의 고속 전송을 목적으로 하는 이동통신 시스템으로, 보편적으로 활용되고 있는 4G 이동통신 시스템(100)에 비하여 현재 상용화 초기 단계이다. 또한, 5G 이동통신 시스템(200)은 현재 도입 단계이기는 하나, 주요 트래픽 밀집 지역이나 특수 서비스 목적의 특정 지역을 중심으로 구축되고 있어, 갑자기 특정 지역에 트래픽이 집중될 경우와 같은 다양한 상황에 적응적인 제어가 어렵다는 문제점이 있다. On the other hand, the second network supporting the beamforming technique is an example of a 5G mobile communication system 200 of a very high frequency broadband which is currently being introduced. The 5G mobile communication system 200 uses a 60 GHz band and is a mobile communication system aimed at high-speed transmission of 1 Gbps or more for high-speed Internet access such as high-speed streaming download, and is used in a 4G mobile communication system 100 This is the initial stage of commercialization. Although the 5G mobile communication system 200 is currently in the introduction stage, the 5G mobile communication system 200 is constructed mainly in a specific area for traffic concentration or special service purpose and is adaptive to various situations such as sudden concentration of traffic in a specific area There is a problem that control is difficult.

이와 같이 전국망 단위인 4G 이동통신 시스템(100)과 도입 단계인 5G 이동통신 시스템(200)이 혼재된 환경에서, 초기 접속 시 세대 간 네트워크로 리다이렉션(redirection), 무선 환경 열화 시 타 세대 네트워크로 핸드오버가 아닌 각 세대 네트워크의 트래픽 로드를 조건으로 상대적으로 비교하고 각 네트워크의 수신 전력 비교를 통해 커버리지 조건을 판단하여 각 조건에 맞도록 제어하고자 한다. In such an environment in which the 4G mobile communication system 100 as a nationwide network unit and the 5G mobile communication system 200 as an introduction stage are mixed, redirection to an intergenerational network at the time of initial connection, We compare the condition of traffic load of each generation network rather than handover, and compare the reception power of each network to determine the coverage condition and control it according to each condition.

이를 위해, 본 발명은 5G 이동통신 시스템(200)이 지원하는 빔포밍 기술을 이용하고자 한다. To this end, the present invention intends to utilize the beam-forming technique supported by the 5G mobile communication system 200.

5G 이동통신 시스템(200)의 대표적인 기술인 빔포밍(beamformaing) 기술은 피드(parallel feed) 구조의 복수 개의 안테나를 통해 출력되는 복수 개의 빔을 안테나별 입력 위상을 위상 조절기를 이용하여 조절하여 빔 방향을 조절하는 기술을 의미한다. 또는 하이브리드 커플러 및 위상 지연을 이용하여 입력 포트에 따라 출력 빔 방향을 조절하거나 위상 지연만을 이용하여 출력 빔 방향을 조절할 수도 있다. A beamforming technique, which is a typical technology of the 5G mobile communication system 200, adjusts the input phase of each of a plurality of beams output through a plurality of antennas of a parallel feed structure using a phase adjuster to adjust a beam direction It means technology to control. Alternatively, the hybrid coupler and phase delay may be used to adjust the output beam direction according to the input port or only the phase delay to control the output beam direction.

이는 빔 폭(width)에 따라 달라지는 전파 특성을 조절하기 위한 것으로, 일반적으로 얇은 빔(sharp beam)과 넓은 빔(broad beam) 폭의 따라 서로 다른 채널 전달(channel propagation)이 가능하게 된다. 예컨대 도면에 도시된 바와 같이 5G 이동통신 시스템(200)의 빔은 전 방향에 대해 고르게 방사되는 등방성(isotrophic) 패턴을 보이게 된다. 넓은 빔 폭의 형태로 방사되게 된다. 이러한 넓음 빔은 넓은 채널을 통해 신호를 전파함으로써 송신 안테나 및 수신 안테나 간 서로 독립적인 신호 경로들의 발생확률을 크게 할 수 있다. 반면 얇은 빔의 경우 안테나에서 방사된 신호가 공간적으로 좁은 채널을 나타내게 된다. 이 경우 방사되는 신호의 에너지를 공간적으로 집중시키는 효과가 크기 때문에 안테나 이득이 상대적으로 크게 될 수 있다. This is to adjust the propagation characteristics depending on the beam width. Generally, channel propagation can be performed along a narrow beam and a broad beam width. For example, as shown in the figure, the beam of the 5G mobile communication system 200 exhibits an isotrophic pattern uniformly radiated in all directions. It is emitted in the form of a wide beam width. Such a wide beam propagates a signal through a wide channel, thereby increasing the probability of occurrence of independent signal paths between the transmitting antenna and the receiving antenna. On the other hand, in the case of a thin beam, the signal radiated from the antenna represents a spatially narrow channel. In this case, since the effect of spatially concentrating the energy of the radiated signal is large, the antenna gain can be relatively large.

기존에는 이러한 빔의 폭을 설정한 이후에, 지능적으로 제어하기가 어려웠다. 하지만 5G 이동통신 시스템(200)의 빔포밍 기술을 ?v해 출력되는 빔 각각을 개별적으로 조절하여 빔의 방향, 세기 등을 조절할 수 있어 보다 효율적인 제어가 가능하게 된다. In the past, it was difficult to intelligently control after setting the width of such a beam. However, since the direction and intensity of the beam can be adjusted by individually adjusting the beams output from the beam forming technique of the 5G mobile communication system 200, more efficient control becomes possible.

이러한 본 발명의 빔포밍 기술을 지원하는 네트워크에서의 빔포밍 제어 방법은 해당 기지국(400)을 중심으로 이뤄지게 되며, 기지국(400)은 특정 지역에 트래픽이 집중되는 경우, 해당 지역으로 얇은 빔(sharp)을 송출하여 단말(500)의 서비스 환경을 보다 더 높이고자 한다. The beamforming control method in the network supporting the beamforming technique of the present invention is centered on the corresponding base station 400. When the traffic is concentrated in a specific area, So as to further enhance the service environment of the terminal 500.

본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법에 대해서는 후술하여 보다 더 구체적으로 설명하도록 하며, 아울러, 본 발명의 4G 이동통신 시스템(100)과 5G 이동통신 시스템(200)의 혼재된 이종의 환경에서, 4G 이동통신 시스템(100)의 일 기지국인 A 기지국과 5G 이동통신 시스템(200)의 일 기지국인 B 기지국과 같이 서로 다른 사이트에 각각 구축되어 A 기지국의 커버리지(10)과 B 기지국의 커버리지(20)는 서로 겹치지 않게 된다. 한편, 4G 이동통신 시스템(100)의 일 기지국인 C 기지국이 구축된 사이트와 동일 또는 유사한 사이트에 5G 이동통신 시스템(200)의 일 기지국인 D 기지국이 구축되어 각각의 커버리지(11, 21)가 서로 동일 또는 유사하게 작동할 수 있다. The beamforming control method according to an embodiment of the present invention will be described in more detail below. In addition, in a mixed heterogeneous environment of the 4G mobile communication system 100 and the 5G mobile communication system 200 of the present invention, The A base station of the 4G mobile communication system 100 and the B base station of the 5G mobile communication system 200 are respectively installed at different sites and the coverage of the A base station and the coverage of the B base station 20 do not overlap with each other. On the other hand, a D base station, which is one base station of the 5G mobile communication system 200, is constructed in the same or similar site as the site where the C base station, which is one base station of the 4G mobile communication system 100, They can operate the same or similar to each other.

이하에서는 설명의 편의를 위해 4G 이동통신 시스템(100)의 A 기지국과 5G 이동통신 시스템(200)의 B 기지국과 같이 서로 다른 사이트에 각각 구축되어 커버리지가 겹치지 않는 네트워크 구축 환경을 독립(separated) 네트워크로 지칭하도록 하며, 4G 이동통신 시스템(100)의 C 기지국과 5G 이동통신 시스템(200)의 D 기지국과 같이 서로 동일 또는 유사한 사이트에 구축되어 커버리지가 겹치는 네트워크 구축 환경을 협력(co-located) 네트워크로 지칭하도록 한다. Hereinafter, for convenience of description, a network construction environment in which coverage does not overlap is constructed in different sites such as the A base station of the 4G mobile communication system 100 and the B base station of the 5G mobile communication system 200, And a network construction environment in which the coverage is built up in the same or similar sites as the C base station of the 4G mobile communication system 100 and the D base station of the 5G mobile communication system 200 is referred to as a co- .

또한, 네트워크 환경에서 접속을 요청하는 단말(500, User Equipment)은 4G 모듈 및 5G 모듈을 모두 지원하는 단말일 수 있다. 이 경우, 단말(500)은 협력 네트워크 구축 환경에 위치하게 될 경우, 5G 이동통신 시스템(200)에 먼저 접속할 수 있으며, 독립 네트워크 구축 환경에서는 무선 환경의 변화에 따라 인접 세대 네트워크로의 핸드오버가 이뤄질 수 있다. In addition, a terminal 500 (User Equipment) requesting connection in a network environment may be a terminal supporting both the 4G module and the 5G module. In this case, when the terminal 500 is located in the cooperative network establishment environment, the terminal 500 can first access the 5G mobile communication system 200. In the independent network construction environment, the handover to the adjacent- .

또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크는 4G 이동통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크는 5G 이동통신 시스템을 예로 들어 설명하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아님에 유의해야 한다. In this specification, for convenience of description, the first network that does not support beamforming technology will be described as an example of a 4G mobile communication system, while the second network supporting beamforming technology will be described as an example of a 5G mobile communication system , But it should be noted that the present invention is not limited thereto.

이하, 본 발명의 기술적 환경에서의 빔포밍 제어 방법에 대해 보다 더 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, the beamforming control method in the technical environment of the present invention will be described in more detail.

먼저, 본 발명의 협력 네트워크 구축 환경에서의 빔포밍 제어 방법에 대해 설명하도록 한다. First, the beamforming control method in the cooperative network construction environment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다. FIG. 2 is a diagram for explaining a beamforming control method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

먼저, 도 2a를 참조하면, 전술한 바와 같이 협력 네트워크 구축 환경은 4G 이동통신 시스템(100)의 기지국(300)과 5G 이동통신 시스템(200)의 기지국(400)이 서로 동일 또는 유사한 사이트에 구축되어, 서비스 커버리지가 겹친 환경을 의미한다. 이러한 환경에 위치하는 단말(500)은 4G 모듈 및 5G 모듈을 모두 포함할 수 있으며, 5G 이동통신 시스템(200)에 먼저 접속되어 서비스를 이용할 수 있다. 2A, the cooperative network establishment environment is established when the base station 300 of the 4G mobile communication system 100 and the base station 400 of the 5G mobile communication system 200 are installed in the same or similar sites , Which means that the service coverage overlaps. The terminal 500 located in such an environment may include both the 4G module and the 5G module and may be connected to the 5G mobile communication system 200 to use the service.

이때, 단말(500)은 기지국(400)으로부터 송출되는 전송 스트림 레이어(layer), 즉 송신 빔을 수신하고, 복수 개의 송신 빔이 수신되면, 채널 상태가 가장 좋은 송신 빔을 선택하여 접속하는 과정을 수행할 수 있다. 예컨대, 5G 이동통신 시스템(500)의 기지국(400)으로부터 1번부터 5번까지의 5개의 송신 빔이 수신되면, 이 중 최적의 송신 빔을 선택하여 해당 빔을 통해 기지국(400)와 연결되는 과정을 수행할 수 있다. 이때, 단말(500)은 주 동기 신호(PSS; Primary Synchronization Signal)과 보조 동기 신호(SSS; Secondary Synchronization Signal)를 이용하여 송신 빔을 선택하고 접속하는 과정을 수행할 수 있다. At this time, the terminal 500 receives a transmission stream layer, i.e., a transmission beam, transmitted from the base station 400, and when a plurality of transmission beams are received, the terminal 500 selects and connects the transmission beam having the best channel state Can be performed. For example, when five transmission beams 1 through 5 are received from the base station 400 of the 5G mobile communication system 500, an optimal transmission beam is selected from the transmission beams, and the selected transmission beam is connected to the base station 400 through the corresponding beam Process can be performed. At this time, the terminal 500 can perform a process of selecting and connecting a transmission beam using a Primary Synchronization Signal (PSS) and a Secondary Synchronization Signal (SSS).

그러나 특정 지역, 예컨대 520이 지시하는 바와 같이 특정 구역에 트래픽이 집중적으로 몰리게 될 경우, 일부 단말(500)이 수신할 수 있는 송신 빔의 신호 세기가 줄어들 수 있으며, 이로 인해 5G 이동통신 시스템(200)의 서비스 커버리지 반경 내에 위치하고 있으나, 4G 이동통신 시스템(100)의 기지국(100)으로부터 송출되는 신호보다 송신 빔의 신호 세기가 작을 경우, 4G 이동통신 시스템(100)에 접속하게 될 것이다. However, when traffic is concentrated in a specific area as indicated by a specific area, for example, 520, the signal intensity of a transmission beam that can be received by some of the terminals 500 may be reduced, However, if the signal intensity of the transmission beam is smaller than that of the signal transmitted from the base station 100 of the 4G mobile communication system 100, the mobile station 100 will be connected to the 4G mobile communication system 100.

본 발명의 5G 이동통신 시스템(200)의 기지국(400)은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 지속적으로 단말(100)로부터 신호 수신 레벨 정보를 수집하여 특정 지역에 트래픽이 집중되는 것으로 판단되면, 도 2b에 도시된 바와 같이 해당 지역으로 송출되는 송신 빔을 보다 더 얇은(sharp) 빔의 형태가 되도록 제어하여 신호의 세기와 정확도를 상대적으로 더 높여, 서비스를 제공하고자 한다. In order to solve this problem, the base station 400 of the 5G mobile communication system 200 of the present invention collects the signal reception level information continuously from the terminal 100 and, when it is determined that traffic is concentrated in a specific area, As shown in FIG. 3B, the transmission beam to be transmitted to the area is controlled to be a shape of a more sharp beam, thereby enhancing the strength and accuracy of the signal to provide a service.

반면, 본 발명의 독립 네트워크 구축 환경에서의 빔포밍 제어 방법에 대해 설명하도록 한다. On the other hand, the beamforming control method in the independent network construction environment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 3 is an exemplary diagram illustrating a beamforming control method according to another embodiment of the present invention.

먼저, 도 3a를 참조하면, 전술한 바와 같이 독립 네트워크 구축 환경은 4G 이동통신 시스템(100)의 기지국(300)과 5G 이동통신 시스템(200)의 기지국(400)이 서로 다른 사이트에 각각 구축되어 서비스 커버리지가 겹치지 않는 환경을 의미한다. 이러한 환경에 위치하는 4G 모듈 및 5G 모듈을 포함하는 단말(500)은 자신이 위치하고 있는 셀의 이동통신 시스템에 접속하여 서비스를 이용하게 된다. 즉, 4G 이동통신 시스템(100)의 셀 반경에 위치하고 있는 단말들은 4G 통신 모듈을 통해 4G 이동통신 시스템에 접속할 수 있다. Referring to FIG. 3A, in the independent network construction environment, the base station 300 of the 4G mobile communication system 100 and the base station 400 of the 5G mobile communication system 200 are respectively installed in different sites This means that the service coverage does not overlap. The terminal 500 including the 4G module and the 5G module located in such an environment accesses the mobile communication system of the cell in which the 4G module and the 5G module are located and uses the service. That is, the terminals located in the cell radius of the 4G mobile communication system 100 can access the 4G mobile communication system through the 4G communication module.

이때, 4G 이동통신 시스템(100)의 셀 중 특정 섹터에 520이 지시하는 바와 같이 복수 개의 단말들이 집중적으로 위치하고 있어 트래픽이 집중되는 경우, 4G 이동통신 시스템(100)의 기지국(300)은 단말(500)로부터 수집된 신호 수신 레벨 정보를 수집하여 이를 이웃 셀인 5G 이동통신 시스템(200)의 기지국(400)으로 전달할 수 있다. 이후, 5G 이동통신 시스템(200)의 기지국(400)은 수신된 신호 수신 레벨 정보를 이용하여 4G 이동통신 시스템(100)의 특정 지역에 트래픽이 집중되고 있음을 확인할 수 있으며, 신호 수신 레벨 정보에 따라 복수 개의 빔 레이어 중 특정 빔의 진폭을 조절하여 도 3b에 도시된 바와 같이 5G 이동통신 시스템(200)에 접속될 수 있도록 빔 커버리지를 확장시키고, 해당 지역(520)의 단말(500)들은 4G 이동통신 시스템(100)이 아닌 5G 이동통신 시스템(200)으로 핸드오버하여 접속할 수 있게 된다. In this case, when a plurality of terminals are concentrated and traffic is concentrated as indicated by a specific sector 520 among the cells of the 4G mobile communication system 100, the base station 300 of the 4G mobile communication system 100 transmits 500 to the base station 400 of the 5G mobile communication system 200, which is a neighboring cell. The base station 400 of the 5G mobile communication system 200 can confirm that traffic is concentrated in a specific area of the 4G mobile communication system 100 using the received signal reception level information, 3B, the beam coverage is extended so as to be connected to the 5G mobile communication system 200, and the terminals 500 of the corresponding region 520 are connected to the 4G It is possible to perform handover and connection to the 5G mobile communication system 200 other than the mobile communication system 100.

이와 같이, 본 발명은 트래픽 로드를 확인하여 특정 지역에 트래픽이 집중되는 것으로 확인되면, 빔포밍 기술을 지원하는 기지국(400)이 안테나 어레이의 위상(phase) 또는 진폭(amplitude)를 조절하여 각 레이어 안테나의 방향과 전계 강도를 조절하게 되며, 해당 레이어 영역 내의 단말(500)에게 최적의 서비스를 제공하도록 무선 환경을 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, when it is confirmed that the traffic is concentrated in a specific region by confirming the traffic load, the base station 400 supporting the beamforming technique adjusts the phase or amplitude of the antenna array, The direction of the antenna and the strength of the electric field are controlled, and the wireless environment can be provided to provide optimal service to the terminal 500 within the layer region.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법을 수행하는 기지국(400)의 주요 구성 및 동작에 대해 설명하도록 한다. The main configuration and operation of the base station 400 that performs the beamforming control method according to the embodiment of the present invention will now be described.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법을 수행하는 기지국의 주요 구성을 논리적 관점에서 도시한 블록도이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 주요 구성을 하드웨어 관점에서 도시한 블록도이다. FIG. 4 is a block diagram illustrating a main configuration of a base station performing a beamforming control method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram illustrating a main configuration of a base station according to an embodiment of the present invention, It is a block diagram.

먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(400)은 디지털 신호처리부(410) 및 안테나부(420)를 포함하여 구성될 수 있다. 4, a base station 400 according to an embodiment of the present invention may include a digital signal processing unit 410 and an antenna unit 420. Referring to FIG.

디지털 신호처리부(410)는 기지국(400)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로, 특히 안테나부(420)를 통해 신호를 송신하거나 수신하도록 처리하는 역할을 수행할 수 있다. 특히, 본 발명의 디지털 신호처리부(410)는 신호 송신 또는 수신을 위해 사용할 빔을 생성하거나, 빔의 특성, 즉 빔의 진폭, 전력, 편파, 위상 등을 제어할 수 있다. 아울러, 본 발명의 디지털 신호처리부(410)는 각각의 빔 간의 서로 다른 편파 특성을 가지도록 제어함으로써 복수 개의 안테나 어레이들 간에 독립적인 채널 형성을 지원할 수 있다. The digital signal processing unit 410 controls the overall operation of the base station 400, and may perform a function of transmitting or receiving a signal through the antenna unit 420. In particular, the digital signal processing unit 410 of the present invention can generate a beam to be used for signal transmission or reception, or control the characteristics of a beam, that is, amplitude, power, polarization, phase, and the like of the beam. In addition, the digital signal processing unit 410 of the present invention can support independent channel formation among a plurality of antenna arrays by controlling each beam to have different polarization characteristics.

또한, 본 발명의 디지털 신호처리부(410)는 현재 기지국(400)이 설치된 주변의 네트워크 구축 환경을 판단할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 디지털 신호처리부(410)는 네트워크 구축 환경을 판단하기 위한 조건 정보를 사전에 설정하고 이를 관리하는 역할을 수행할 수 있다. In addition, the digital signal processing unit 410 of the present invention can determine the network construction environment around the base station 400 in which the current base station 400 is installed. To this end, the digital signal processing unit 410 of the present invention can preset condition information for determining a network construction environment and perform a role of managing the condition information.

그리고, 본 발명의 디지털 신호 처리부(410)는 특정 지역의 트래픽이 집중된 것으로 확인되면 사전에 설정된 조건을 이용하여 네트워크 구축 환경을 판단하고, 판단된 네트워크 구축 환경에 따라 안테나의 위상을 조절하거나 진폭을 조절하여 제어할 수 있게 된다. If it is determined that the traffic of a specific area is concentrated, the digital signal processor 410 determines the network construction environment using preset conditions, adjusts the phase of the antenna according to the determined network construction environment, So that it can be controlled.

이러한 디지털 신호처리부(410)는 도 5에 도시된 바와 같이, 변복조 모듈(411) 및 MIMO 처리 모듈(412)을 포함하여 구성될 수 있다.The digital signal processor 410 may include a modulation / demodulation module 411 and a MIMO processing module 412, as shown in FIG.

안테나부(420)는 복수 개의 안테나의 집합인 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이때 1개의 안테나 어레이가 하나의 빔을 형성할 수 있으며 2개의 안테나 어레이들이 하나의 빔을 형성할 수도 있다. 특히, 본 발명의 안테나부(420)는 디지털 신호처리부(410)의 제어에 따라 위상 조절기의 위상을 조절하거나 진폭을 조절하여 얇은 빔(sharp beam) 또는 넓은 빔(broad beam)이 생성되어 송출되는 과정을 제어할 수 있다. The antenna unit 420 may include an antenna array that is a set of a plurality of antennas. In this case, one antenna array can form one beam and two antenna arrays can form one beam. Particularly, the antenna unit 420 of the present invention adjusts the phase of the phase adjuster or adjusts its amplitude according to the control of the digital signal processor 410 to generate a sharp beam or a broad beam, You can control the process.

특히, 본 발명의 빔포밍 기술을 지원하는 기지국(400)의 안테나부(420)는 대규모(massive) MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술을 채용하고 있다. MIMO 기술은 대규모 단위의 송신 안테나와 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있는 기술로, 다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각(fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면, 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지(coverage)를 증가시킬 수 있게 된다. In particular, the antenna unit 420 of the base station 400 supporting the beamforming technique of the present invention employs a massive MIMO (Multiple Input Multiple Output) technique. The MIMO technique is a technique that can improve transmission / reception efficiency of data by using a large-sized transmission antenna and a reception antenna. In a multi-antenna technique, it does not depend on a single antenna path to receive one entire message. Instead, in multi-antenna technology, the data is completed by combining the data fragments received from the various antennas. With multi-antenna technology, it is possible to increase the data transmission rate within a cell area of a specified size, or to increase system coverage while ensuring a certain data transmission rate.

이와 같은 본 발명의 기지국(400)의 동작에 대해 간략히 설명하면, 먼저, 단말(500)로 송신하고자 하는 신호가 디지털 신호처리부(410)를 거쳐 전달되면, DAC(Digital to Analog Converter)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, DAC를 통해 변환된 신호는 상향변환(Up-conversion)을 거쳐 전송매체의 통과 대역(pass pand)의 주파수대로 변환될 수 있다. 그리고, 전력 증폭기(PA; Power Amplifier)를 거쳐 최종단에서 충분한 전력을 가진 신호로 송출할 수 있도록 전력이 증폭되며, 이후, TDD(Time Division Dupliex)/FDD(Frequency Division Duplex)를 거쳐 안테나를 통해 수신단인 단말(500)로 전달될 수 있다. First, when a signal to be transmitted to the terminal 500 is transmitted through the digital signal processor 410, the digital-to-analog converter (DAC) To an analog signal, and the signal converted through the DAC can be converted into a frequency band of a passband of the transmission medium through up-conversion. Then, the power is amplified so that it can be transmitted as a signal having sufficient power at the final stage through a power amplifier (PA). Thereafter, the signal is amplified through an antenna through TDD (Time Division Duplex) / FDD (Frequency Division Duplex) And can be transmitted to the receiving terminal 500.

이때, 본 발명의 디지털 신호처리부(410)는 미리 설정된 섹터 영역으로 지정된 안테나를 통해 빔이 각각 송출될 수 있도록 제어할 수 있으며, 예컨대 최초 전송되는 빔은 복수의 안테나 중 미리 설정되어 있는 안테나를 통해 송출될 수 있으며, 이후, 안테나 수를 늘려가며 빔을 방사할 수도 있다. At this time, the digital signal processing unit 410 of the present invention can control the beam to be transmitted through the antennas designated in the previously set sector area. For example, the beam transmitted first may be transmitted through a predetermined antenna among a plurality of antennas And thereafter, the number of antennas can be increased to radiate the beam.

반면, 안테나를 통해 전달되는 수신 신호는 TDD/FDD를 거쳐 전달되고 LNA(Low Noise Amplifier)로 전달된다. LNA는 공기 중의 잡음이 묻어온 수신신호를 증폭할 때 잡음은 최대한 억제하면서 신호를 증폭시키는 역할을 수행한다. 그리고 하향 변환(down-conversion)을 거쳐 기저대역(baseband)의 신호 주파수대역으로 변환하게 되고, ADC(Analog to Digital Converter)로 전달하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 신호 처리부(410)가 이를 처리할 수 있도록 한다. On the other hand, the received signal transmitted through the antenna is transmitted through the TDD / FDD and transmitted to the LNA (Low Noise Amplifier). When the LNA amplifies the received signal with noise in the air, the LNA amplifies the signal while suppressing the noise as much as possible. The analog signal is converted into a baseband signal frequency band through a down-conversion and is transferred to an analog-to-digital converter (ADC) to convert the analog signal into a digital signal. So that it can be processed.

각각의 안테나(Antenna)들은 최종적으로 도선상의 전기적 신호 변화를 공기중의 전자기파로 복사하여 방사시키는 역할을 하는 것으로, 이러한 각각의 안테나 요소들은 일정한 거리만큼 이격 되어 일렬로 배치된다. 이때 각 안테나 요소들은 수신 신호의 파장 크기를 고려하여 배치될 수 있으며, 위상 조절기(P1, P2, ...)가 각 안테나 요소들의 위상과 진폭을 제어하여 얇은 빔 또는 넓음 빔을 생성할 수 있다. 이때, 넓은(broad) 빔은 더 넓은 영역을 커버하지만 신호의 세기나 정확도는 상대적으로 더 약하다. 반면 얇은(sharp) 빔은 더 좁은 영역을 커버하지만 신호의 세기나 정확도는 상대적으로 더 강하게 된다. Each of the antennas ultimately radiates electromagnetic waves in the air by radiating electrical signal changes on the wire, and these antenna elements are arranged in a line spaced apart by a certain distance. In this case, each antenna element can be arranged in consideration of the wavelength of the received signal, and the phase adjuster P1, P2, ... can control the phase and amplitude of each antenna element to generate a thin beam or a broad beam . At this time, the broad beam covers a larger area, but the strength and accuracy of the signal is relatively weak. On the other hand, a sharp beam covers a narrower region, but the intensity or accuracy of the signal becomes relatively strong.

본 발명의 디지털 신호처리부(410)는 이러한 넓은 빔과 얇은 빔을 트래픽 로드를 고려하여 안테나부(420)가 송출하도록 제어하게 되는데, 특히, 본 발명의 디지털 신호처리부(410)에서는 트래픽 로드에 따라 네트워크 구축 환경을 판단하고, 네트워크 구축 환경이 협력(co-located) 네트워크로 판단되면, 해당 영역 내로 빔 수를 증가시켜 서비스 영역 내 용량을 증대시키게 되면, 독립(separated) 네트워크로 판단되면, 진폭 제어를 통해 송신 방사 전력(EIRP; Effective Isotropic Radiated Power)의 크기를 증가시켜 실질적으로 5G 이동통신 시스템의 커버리지를 확장시킬 수 있게 된다. The digital signal processing unit 410 of the present invention controls the antenna unit 420 to transmit the wide beam and the thin beam in consideration of the traffic load. In particular, in the digital signal processing unit 410 of the present invention, If it is determined that the network construction environment is a co-located network, the number of beams is increased to increase the capacity in the service area, and if it is determined to be an isolated network, The size of the effective isotropic radiated power (EIRP) can be increased to substantially extend the coverage of the 5G mobile communication system.

즉, 본 발명의 기지국(400)의 안테나부(420)는 위상 조절기(421)를 통해 아날로그 빔포밍(analog beamforming) 과정을 수행하게 되며, 아날로그 빔포밍 기법은 각 안테나 요소 별로 위상 및 크기 값을 변화시켜 빔을 형성하는 과정을 의미한다. 이때, 본 발명의 위상 조절기(421)는 복수 개 존재하며, 서로 간의 영향이 없는 독립적인 위상 조절기를 사용한다. 이러한 독립적인 위상 조절기는 하나의 아날로그 신호에 위상 변화를 가해 다수의 안테나를 통해 전송 또는 수신할 수 있으며, 동시에 공간적으로 구분 가능한 N개의 독립적인 빔(beam)을 형성할 수 있다. 즉, 독립적으로 형성된 N개의 빔이 최소의 단말에게 할당하여 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있게 된다. That is, the antenna unit 420 of the base station 400 according to the present invention performs an analog beamforming process through the phase adjuster 421, and the analog beamforming technique uses phase and size values for each antenna element And a beam is formed. At this time, a plurality of phase adjusters 421 of the present invention are used, and independent phase adjusters having no influence on each other are used. Such an independent phase adjuster can transmit or receive through a plurality of antennas by applying a phase change to one analog signal, and simultaneously form N independent beams that can be spatially separated. That is, N beams formed independently can be allocated to the minimum number of terminals to provide a high-quality communication service.

아울러, 본 발명의 위상 조절기(421)는 디지털 신호 처리부(410)의 제어에 따라 동작을 수행하며, 디지털 신호 처리부(410)를 통해 위상을 조절해야 하는 것으로 판단되면, 위상 조절기(421)는 다수의 안테나 요소들이 방사하는 빔들을 중첩시켜 특정 방향으로 에너지가 송출될 수 있도록 얇은(sharp) 빔이 형성되도록 제어하게 된다. 반면, 진폭(amplitude)를 제어하여 커버리지를 확장시킬 수도 있다. The phase adjuster 421 operates according to the control of the digital signal processor 410. When the phase adjuster 421 determines that the phase should be adjusted through the digital signal processor 410, So that a sharp beam is formed so that energy can be emitted in a specific direction. On the other hand, it is possible to expand the coverage by controlling the amplitude.

이에 대해 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하도록 한다. This will be described with reference to Fig. 6 and Fig.

도 6 및 도 7은 본 발명의 안테나부 위상 조절기가 빔을 조절하는 과정을 설명하기 위한 예시도로, 먼저, 도 6a에서 디지털 신호 처리부(410)는 수집된 신호 수신 레벨 정보를 이용하여 현재 네트워크 구축 환경이 협력 네트워크 구축 환경인 것으로 판단할 수 있다. 그리고 신호 수신 레벨 정보를 이용하여 네트워크 내의 트래픽 로드를 확인할 수 있다. 6 and 7 illustrate a process of adjusting a beam by an antenna phase adjuster according to the present invention. First, in FIG. 6A, the digital signal processor 410 performs a current network construction It can be judged that the environment is a collaborative network construction environment. The traffic load in the network can be confirmed using the signal reception level information.

디지털 신호 처리부(410)는 특정 영역 내에 트래픽 로드가 존재하는 것으로 판단되면, 서비스 영역 내의 용량을 증대시키기 위하여 안테나부(420)를 제어하여 모든 안테나의 위상을 증가시켜 얇은 빔(sharp beam)이 생성되도록 제어를 하게 된다. When it is determined that a traffic load exists in a specific area, the digital signal processor 410 controls the antenna unit 420 to increase the capacity in the service area, thereby increasing the phase of all the antennas to generate a sharp beam .

이에 따라 도 6b에 도시된 바와 같이, 모든 단말(500)은 얇은 빔 영역 내에 위치할 수 있으며, 4G 이동통신 시스템(100)에 접속되었던 단말(500)은 5G 이동통신 시스템(200)으로 데이터 오프로딩을 수행할 수 있게 된다. 6B, all of the terminals 500 may be located in a thin beam region, and the terminal 500, which has been connected to the 4G mobile communication system 100, So that loading can be performed.

반면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 기지국(400)의 디지털 신호 처리부(410)는 수집된 신호 수신 레벨 정보를 이용하여 현재 네트워크 구축 환경이 독립 네트워크 구축 환경인 것으로 판단할 수 있다. 독립 네트워크 환경일 경우 기지국(400)의 디지털 신호 처리부(410)은 이웃 셀의 기지국으로부터 수신 신호 레벨 정보를 전달받아 이웃 셀의 트래픽 로드를 확인할 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 7A, the digital signal processing unit 410 of the base station 400 can determine that the current network construction environment is an independent network construction environment using the collected signal reception level information. In the case of the independent network environment, the digital signal processor 410 of the base station 400 receives the received signal level information from the base station of the neighboring cell and can confirm the traffic load of the neighboring cell.

그리고, 디지털 신호 처리부(410)는 이웃 셀의 특정 영역 내에 트래픽 로드가 존재하는 것으로 판단되면, 해당 영역으로 커버리지를 확장시키기 위하여, 안테나부(420)를 제어하여 모든 안테나의 진폭(amplitude)을 늘려 얇은 빔(sharp beam)이 생성되도록 제어를 하게 된다. When it is determined that a traffic load exists in a specific area of the neighboring cell, the digital signal processor 410 controls the antenna unit 420 to increase the amplitudes of all the antennas A control is made so that a sharp beam is generated.

이에 따라 도 7b에 도시된 바와 같이, 4G 이동통신 시스템(100)으 커버리지 내에 있는 단말(500)이지만, 보다 고품질의 통신 커버리지인 5G 이동통신 시스템(200)의 빔 커버리지 내에 위치하게 되며, 4G 이동통신 시스템(100)에서 5G 이동통신 시스템(200)으로 핸드오버하여 보다 고품질의 통신 서비스를 이용할 수 있게 된다. Accordingly, as shown in FIG. 7B, the terminal 500 is within the coverage of the 4G mobile communication system 100, but is located within the beam coverage of the 5G mobile communication system 200, which is a higher quality communication coverage. The handover from the communication system 100 to the 5G mobile communication system 200 enables higher quality communication services.

본 발명의 일 실시 예에서는 본 발명의 기지국(400)이 아날로그 빔포밍 방식으로 위상과 진폭을 제어하는 것을 중심으로 설명하였다. 그러나, 구현 방식에 따라 본 발명의 기지국(400)은 디지털 빔포밍 기법을 적용할 수도 있다. 디지털 빔포밍 기법은 베이스밴드(baseband) 단에서 신호 처리 기법을 적용하여 각 안테나 포트별로 빔 형성을 위한 위상 및 크기를 변화시킬 수도 있다. 또한 구현 방식에 따라 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍을 동시에 수행하는 하이브리드 빔포밍을 적용할 수도 있다. In one embodiment of the present invention, the base station 400 of the present invention controls the phase and amplitude of the analog beamforming method. However, according to the implementation method, the base station 400 of the present invention may apply the digital beamforming technique. The digital beamforming technique may change the phase and size for beamforming for each antenna port by applying a signal processing technique at a baseband stage. In addition, hybrid beamforming that simultaneously performs analog beamforming and digital beamforming may be applied according to the implementation method.

아울러, 본 발명의 기지국(400)은 단말(500)로부터 송출되는 정보를 이용하여 제어의 정도를 결정할 수 있다. In addition, the base station 400 of the present invention can determine the degree of control using the information transmitted from the terminal 500.

다시 말해, 기지국(400)이 다수의 아날로그 빔을 생성하여 전송하면 단말(500)은 채널 상태 정보를 측정하여 기지국(400)에 보고하게 된다. 여기서 단말이 측정해야 하는 채널 정보를 안테나 포트로 지정하고, 다수의 안테나 포트에 대해서 RSRP 측정을 수행한다. 단말이 측정한 다수의 RSRP 정보는 관련 보고 채널을 통해 보고되다. 이때, RSRP 정보는 안테나 포트 관련 정보와 함께 보고 될 수 있다. 이러한 단말(500)로부터 지속적으로 송출되는 채널 상태 정보를 통해 기지국(400)은 어느 정도의 위상을 조절할 지 진폭을 조절할 지를 결정할 수도 있다. In other words, when the base station 400 generates and transmits a plurality of analog beams, the terminal 500 measures the channel state information and reports it to the base station 400. Herein, the channel information to be measured by the UE is designated as an antenna port, and RSRP measurement is performed for a plurality of antenna ports. The number of RSRP information measured by the terminal is reported through the associated reporting channel. At this time, the RSRP information may be reported together with the antenna port related information. The base station 400 may determine the degree of phase adjustment or amplitude adjustment based on the channel state information continuously transmitted from the terminal 500.

이상으로 본 발명의 네트워크 환경에서의 빔포밍 제어 방법에 대해 예시도를 참조하여 설명하였다. The beamforming control method in the network environment of the present invention has been described above with reference to the exemplary diagrams.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 환경에서의 빔포밍 제어 방법을 흐름도를 참조하여 다시 설명하도록 한다. Hereinafter, a beamforming control method in a network environment according to an embodiment of the present invention will be described with reference to flowcharts.

본 발명의 빔포밍 제어 방법은 이종의 네트워크가 혼재된 환경에서의 이뤄지게 되며, 특히 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크 내의 기지국에서 해당 동작이 이뤄지게 된다. The beamforming control method of the present invention is performed in an environment where heterogeneous networks are mixed, and in particular, the base station in the second network supporting beamforming technology performs the corresponding operation.

여기서 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크는 차세대 광역 네트워크인 5G 이동통신 시스템이 될 수 있으며, 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크는 현재 널리 상용되고 있는 LTE를 포함하는 4G 이동통신 시스템이 될 수 있다. Here, the second network supporting the beamforming technique may be a 5G mobile communication system, which is a next generation wide area network, and the first network not supporting beamforming technology may be a 4G mobile communication system including LTE which is currently widely used .

도 8은 본 발명의 기지국에서의 빔포밍 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 8 is a flowchart for explaining a beamforming control method in the base station of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 기지국(400)은 먼저, 네트워크 구축 환경 판단을 위한 조건을 설정하게 된다(S101). 조건은 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크 간의 이동성을 위한 임계값과 네트워크 구축 환경을 판단하기 위한 임계값을 각각 설정할 수 있다. Referring to FIG. 8, the base station 400 of the present invention first sets a condition for determining a network establishment environment (S101). The condition may set a threshold for mobility between a first network that does not support beamforming technology and a second network that supports beamforming technology and a threshold for determining a network establishment environment, respectively.

예컨대, 이동성을 위한 임계값은 하기와 같이 설정할 수 있다. For example, the threshold value for mobility can be set as follows.

Case1Case1 4G 90% 이상, 5G 50% 이하4G 90% or more, 5G 50% or less 4G에서 5G 조건 성립5G condition established in 4G Case2Case2 4G 50% 이하, 5G 90% 이상4G 50% or less, 5G 90% or more 4G 조건 성립4G condition establishment Case3Case3 4G 90% 이하, 5G 90% 이하4G 90% or less, 5G 90% or less 4G, 5G 유지4G, 5G maintenance

한편, 기지국(400)은 네트워크 구축 환경을 판단하기 위한 임계값을 설정하기 위하여, 먼저, 4G, 5G 각 사이트의 이웃 셀을 설정할 수 있다. 그리고 각 셀에 위치하고 있는 단말(500)이 측정한 신호 수신 레벨 정보에 따라 네트워크 구축 환경을 판단할 수 있는데, 이를 위해 예시적으로 다음과 같이 조건 정보를 설정할 수 있다. In order to set a threshold for determining the network construction environment, the base station 400 may first set neighboring cells of 4G and 5G sites. The network construction environment can be determined based on the signal reception level information measured by the terminal 500 located in each cell. For this, condition information can be set as an example as follows.

Case1Case1 4G -90dBm, 5G -90dBm4G -90dBm, 5G -90dBm 협력(4G에서 5G 리다이렉션)Cooperation (4G to 5G Redirect) Case2Case2 4G -90dBm, 5G -110dBm4G-90dBm, 5G-110dBm 독립(4G에서 5G 핸드오버)Independent (4G to 5G handover) Case3Case3 4G -100dBm, 5G -90dBm4G -100dBm, 5G -90dBm 독립(5G 유지)Independent (5G maintenance)

이러한 조건을 설정한 이후에, 기지국(400)은 각 셀에 위치하고 있는 단말(500)로부터 각 세대 네트워크의 신호 수신 레벨 정보를 수신하여 수집한다(S103). 이때, 본 발명의 기지국(400)은 이웃 셀의 기지국으로부터 해당 셀에 위치하고 있는 단말(500)의 신호 수신 레벨 정보를 전달받아 수집할 수 있으며, 자신의 셀에 위치하고 있는 단말(500)이 측정한 이웃 셀 신호 수신 레벨 정보를 수집할 수도 있다. After setting these conditions, the base station 400 receives and collects the signal reception level information of each household network from the terminal 500 located in each cell (S103). At this time, the base station 400 of the present invention can receive and collect signal reception level information of the terminal 500 located in the corresponding cell from the neighboring cell's base station, Neighboring cell signal reception level information may be collected.

그리고, 본 발명의 기지국(400)은 수집된 신호 수신 레벨 정보를 상기 <표 2>의 조건과 비교하여 현재 네트워크 구축 환경이 독립 네트워크 환경인지 협력 네트워크 환경인 지 여부를 판단할 수 있다(S105).In addition, the base station 400 of the present invention can determine whether the current network establishment environment is an independent network environment or a cooperative network environment by comparing the collected signal reception level information with the conditions of Table 2 (S105) .

이후, 본 발명의 기지국(400)은 판단된 네트워크 구축 환경에 따라 전술한 바와 같이 안테나의 위상 또는 진폭을 제어하게 된다(S107). 아울러, 본 발명의 기지국(400)은 안테나의 위상 또는 진폭을 제어 시 지속적으로 트래픽 로드를 확인하고 이에 따라 위상 또는 진폭의 제어 범위를 설정할 수 있다. 예컨대 본 발명의 기지국(400)은 모든 안테나 어레이의 위상 제어 시 어느 정도의 얇은 빔이 송출될 지 정도를 단말(500)로부터 수집된 신호 수신 레벨 정보 또는 다른 네트워크 정보를 기초로 확인한 후 결정할 수 있다. 또한, 본 발명의 기지국(400)은 특정 빔을 선택하여 진폭을 제어 시, 어떠한 빔을 선택할 지를 트래픽 로드에 따라 결정할 수 있으며, 지속적으로 확인된 트래픽 로드에 따라 진폭을 제어하고자 하는 빔의 개수를 늘리거나 줄일 수도 있다. Thereafter, the base station 400 of the present invention controls the phase or amplitude of the antenna according to the determined network construction environment (S107). In addition, the base station 400 of the present invention can continuously check the traffic load when controlling the phase or amplitude of the antenna and set the control range of the phase or amplitude accordingly. For example, the base station 400 of the present invention can determine the degree to which a thin beam is to be transmitted during phase control of all antenna arrays based on signal reception level information collected from the terminal 500 or other network information . In addition, the base station 400 of the present invention can determine the beam to be selected according to the traffic load when the specific beam is selected and the amplitude is controlled, and the number of beams to control the amplitude according to the continuously confirmed traffic load You can increase or decrease it.

이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 빔포밍 제어 방법에 대해 설명하였다. The beamforming control method according to the embodiment of the present invention has been described above.

상술한 바와 같은 본 발명의 빔포밍 제어 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다. The beamforming control method of the present invention as described above may be provided in the form of a computer readable medium suitable for storing computer program instructions and data.

특히, 본 발명의 컴퓨터 프로그램은 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크가 혼재된 환경에서의 빔포밍 제어 방법에 있어서, 상기 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크의 기지국이, 단말이 생성한 신호 수신 레벨 정보를 수집하여 네트워크 구축 환경을 판단하는 단계 및 상기 판단 결과 제1 네트워크 및 제2 네트워크가 협력 네트워크 환경인 것으로 판단되면, 서비스 영역 내의 용량이 증대되도록 모든 안테나 어레이의 위상을 조절하여 얇은 빔(sharp beam)을 송출하는 단계 등을 실행할 수 있다. In particular, the computer program of the present invention is a beamforming control method in an environment in which a first network that does not support beamforming technology and a second network that supports beamforming technology are mixed, A step in which the base station of the network collects signal reception level information generated by the terminal and determines a network construction environment and if it is determined that the first network and the second network are cooperative network environments, And adjusting the phase of all the antenna arrays to send a thin beam.

이러한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media) 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다.Such a computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination, and includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording medium include an optical recording medium such as a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, a compact disk read only memory (CD-ROM), and a digital video disk (ROM), random access memory (RAM), flash memory, and the like, such as a magneto-optical medium such as a magneto-optical medium and a floppy disk, And hardware devices that are specifically configured to perform the functions described herein.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers of the technical field to which the present invention belongs.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 이탈함없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications can be made to the invention. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.

본 발명은 빔포밍 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크가 혼재된 환경에서, 제2 네트워크의 기지국이 네트워크 구축 환경을 판단하고, 이에 따라 안테나의 위상 또는 진폭을 제어하여 보다 고품질의 통신 서비스를 단말로 제공할 수 있는 빔포밍 제어 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a beamforming control method and, more particularly, to a beamforming control method in which, in an environment in which a first network that does not support beamforming technology and a second network that supports beamforming technology are mixed, And control the phase or amplitude of the antenna to provide a higher quality communication service to the terminal, and to an apparatus therefor.

이러한 본 발명에 의하면, 단말의 트래픽 로드에 따라 보다 효율적으로 안테나의 위상 또는 진폭을 제어하는 빔포밍을 수행하고, 이에 따라 고품질의 통신 서비스 제공이 가능한 기지국으로 단말의 리다이렉션(redirection) 또는 핸드오버를 유도함으로써 로드를 효율적으로 제어함과 동시에 고품질의 통신 서비스를 단말로 제공할 수 있어 통신 서비스 산업의 발전에 이바지할 수 있다. According to the present invention, the beamforming for controlling the phase or amplitude of the antenna is performed more efficiently according to the traffic load of the terminal, and the redirection or the handover of the terminal is performed to the base station capable of providing high- It is possible to control the load efficiently and at the same time to provide a high quality communication service to the terminal, thereby contributing to the development of the communication service industry.

또한, 본 발명은 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.Further, since the present invention is not limited to a commercial or an operation, it is industrially applicable because it is practically possible to carry out clearly.

100: 4G 이동통신 시스템 200: 5G 이동통신 시스템
400: 기지국 410: 디지털 신호처리부
411: 변복조모듈 412: MIMO 처리모듈
420: 안테나부 421: 위상 조절기
500: 단말
100: 4G mobile communication system 200: 5G mobile communication system
400: base station 410: digital signal processor
411: Modulation and modulation module 412: MIMO processing module
420: antenna unit 421: phase adjuster
500: terminal

Claims (8)

빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크가 혼재된 환경에서의 빔포밍 제어 방법에 있어서,
상기 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크의 기지국이,
단말이 생성한 신호 수신 레벨 정보를 수집하여 네트워크 구축 환경을 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과 제1 네트워크 및 제2 네트워크가 협력 네트워크 환경인 것으로 판단되면, 서비스 영역 내의 용량이 증대되도록 모든 안테나 어레이의 위상을 조절하여 얇은 빔(sharp beam)을 송출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔포밍 제어 방법.
A beamforming control method in an environment in which a first network that does not support beamforming technology and a second network that supports beamforming technology are mixed,
Wherein the base station of the second network supporting the beamforming technique comprises:
Collecting signal reception level information generated by the terminal and determining a network construction environment; And
Transmitting a thin beam by adjusting the phase of all the antenna arrays to increase the capacity in the service area if it is determined that the first network and the second network are cooperative network environments;
The beamforming control method comprising:
제1항에 있어서,
상기 판단하는 단계 이전에,
네트워크 구축 환경 판단을 위한 조건을 설정하는 단계;
를 더 포함하며,
상기 판단하는 단계는
상기 수집한 신호 수신 레벨 정보를 상기 조건과 비교하여 네트워크 구축 상태가 독립 네트워크 환경인지 협력 네트워크 환경인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 빔포밍 제어 방법.
The method according to claim 1,
Before the determining step,
Setting a condition for determining a network construction environment;
Further comprising:
The determining step
And comparing the collected signal reception level information with the condition to determine whether the network construction state is an independent network environment or a cooperative network environment.
제1항에 있어서,
상기 판단 결과 제1 네트워크 및 제2 네트워크가 독립 네트워크 환경인 것으로 판단되면, 진폭을 제어할 안테나 어레이를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 안테나 어레이의 진폭을 제어하여 해당 빔의 송신 방사 전력의 크기를 증가시켜 서비스 영역이 확장되도록 제어하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔포밍 제어 방법.
The method according to claim 1,
Determining an antenna array to control the amplitude if it is determined that the first network and the second network are independent network environments; And
Controlling an amplitude of the determined antenna array to increase a transmission radiated power of a corresponding beam to control a service area to be expanded;
Wherein the beamforming control method further comprises:
제1항에 있어서,
상기 네트워크 구축 환경을 판단하는 단계는
커버리지 내에 위치한 복수 개의 단말로부터 신호 수신 레벨 정보를 수집하거나, 이웃 셀인 제1 네트워크의 기지국으로부터 신호 수신 레벨 정보를 수집하여 네트워크 구축 환경을 판단하는 것을 특징으로 하는 빔포밍 제어 방법.
The method according to claim 1,
The step of determining the network construction environment
Collecting signal reception level information from a plurality of terminals located within a coverage, or collecting signal reception level information from a base station of a first network, which is a neighbor cell, to determine a network construction environment.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium storing a program for executing the method according to any one of claims 1 to 4. 빔포밍 기술을 지원하지 않는 제1 네트워크와 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크가 혼재된 환경에서, 상기 빔포밍 기술을 지원하는 제2 네트워크의 기지국이,
독립적인 빔을 각각 생성하고 위상 또는 진폭을 변화시킬 수 있는 복수 개의 위상 조절기를 포함하는 안테나부; 및
상기 안테나부를 제어하며, 상기 안테나부를 통해 수집된 단말의 신호 수신 레벨 정보에 따라, 네트워크 구축 환경을 판단하여, 판단 결과 제1 네트워크 및 제2 네트워크가 협력 네트워크 환경인 것으로 판단되면, 서비스 영역 내의 용량 증대를 위해 상기 안테나부의 위상 조절기가 모든 안테나 어레이의 위상을 제어하여 얇은 빔(sharp beam)을 송출하도록 제어하는 디지털 신호처리부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
In an environment in which a first network that does not support beamforming technology and a second network that supports beamforming technology are mixed, the base station of the second network supporting the beamforming technique,
An antenna unit including a plurality of phase adjusters each capable of generating an independent beam and changing a phase or an amplitude; And
The control unit controls the antenna unit and determines the network establishment environment according to the signal reception level information of the terminal collected through the antenna unit. If it is determined that the first network and the second network are cooperative network environments, A digital signal processing unit for controlling the phase adjuster of the antenna unit to control the phase of all the antenna arrays to transmit a sharp beam for the purpose of increase;
And a base station.
제6항에 있어서,
상기 디지털 신호처리부는
네트워크 구축 환경 판단을 위한 조건을 설정하며, 상기 수집한 신호 수신 레벨 정보를 상기 조건과 비교하여 네트워크 구축 상태가 독립 네트워크 환경인지 협력 네트워크 환경인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국.
The method according to claim 6,
The digital signal processing unit
Wherein a condition for determining a network establishment environment is set, and the collected signal reception level information is compared with the condition to determine whether the network establishment state is an independent network environment or a cooperative network environment.
제6항에 있어서,
상기 디지털 신호처리부는
상기 판단 결과 제1 네트워크 및 제2 네트워크가 독립 네트워크 환경인 것으로 판단되면, 진폭을 제어할 안테나 어레이를 결정하고, 상기 결정된 안테나 어레이의 진폭을 제어하여 해당 빔의 송신 방사 전력의 크기를 증가시켜 서비스 영역이 확장되도록 상기 안테나부의 위상 조절기를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.
The method according to claim 6,
The digital signal processing unit
If it is determined that the first network and the second network are independent network environments, the controller determines an antenna array to control the amplitude and controls amplitude of the determined antenna array to increase the transmission radiated power of the corresponding beam, And controls the phase adjuster of the antenna unit so that the area is expanded.
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