KR20180027748A - Method and Apparatus for Beam Forming in MIMO System - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a method and an apparatus for beamforming in a multiple input/output system. The objective of the present invention is to provide a method and an apparatus for beamforming for efficiently operating wireless resources in a base station while providing good quality of services in a multiple input/output system. The base station comprises: a channel state checking part; a priority determination part; and a beamforming control part.

Description

다중 입출력 시스템에서 빔포밍을 위한 방법 및 장치{Method and Apparatus for Beam Forming in MIMO System}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and apparatus for beamforming in a multi-

본 실시예는 다중 입출력 시스템에서 양호한 품질의 서비스를 제공하고 셀 용량을 효율적으로 운용하기 위한 빔포밍 방법 및 장치에 관한 것이다.The present embodiment relates to a beamforming method and apparatus for providing a good quality service in a MIMO system and efficiently operating a cell capacity.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 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.

무선통신 시스템은 지속적으로 증가하는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 방향으로 발전하고 있다. 특히, 고용량 및 고품질의 데이터 송수신에 대한 사용자들의 요구가 점차 증가하면서 다중 입출력 기술(MIMO: Multiple-Input-Multiple-Output)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Wireless communication systems are evolving to support higher data rates to meet the ever-increasing demand for wireless data traffic. Particularly, as users' demand for high-capacity and high-quality data transmission and reception is increasing, research on MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) has been actively conducted.

종래의 다중 입출력 시스템에서 이용되는 빔포밍(Beamforming) 기술은 기지국의 안테나에서 방사된 전파의 에너지가 공간에서 특정한 방향으로 집중되도록 송/수신 신호를 처리하는 기술을 말한다. 구체적으로, 기지국과 연동된 단말기에 최적의 무선 채널 환경이 형성되도록 단말기의 방향으로 빔을 지향하여 수신레벨을 증대하고, 기지국과 연동되지 않은 단말기의 방향으로는 빔 형성을 최소화하여 각 사용자의 채널 간 간섭을 줄인다.A beamforming technique used in a conventional MIMO system refers to a technique of processing a transmitted / received signal so that the energy of a radio wave radiated from an antenna of a base station is concentrated in a specific direction in space. Specifically, the reception level is increased by directing the beam toward the terminal so as to form an optimal radio channel environment for the terminal interlocked with the base station, minimizing the beam formation in the direction of the terminal not interworking with the base station, Reduce interferences.

그러나, 종래의 빔포밍 기술은 커버리지 내에서 전반적으로 양호한 무선통신 환경을 조성하여 서비스 품질을 향상시키는 것을 주된 목적으로 하므로, 빔포밍을 수행함에 있어 무선채널상태에 대한 정보를 기반으로 빔의 송신전력 및 위상을 조절하지만, 트래픽 로드(Traffic Load)는 고려하지 않는다.However, since the conventional beamforming technique aims at improving the service quality by creating a generally good wireless communication environment in the coverage, in performing beamforming, based on the information on the radio channel condition, And phase but does not consider the traffic load.

이에 따라, 기지국의 무선 자원을 효율적으로 운용하지 못하는 문제가 있다.Accordingly, there is a problem that the radio resources of the base station can not be efficiently operated.

본 발명의 실시예들은, 다중 입출력 시스템에서 양호한 품질의 서비스를 제공함과 동시에 기지국의 무선 자원을 효율적으로 운용하기 위한 빔포밍 방법 및 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.Embodiments of the present invention provide a beamforming method and apparatus for efficiently providing radio resources of a base station while providing a good quality service in a MIMO system.

본 발명의 실시예에 의하면, 다중 입출력 시스템(MIMO System)에서 빔포밍을 사용하는 기지국장치에 있어서, 접속된 복수의 단말장치로부터 획득한 채널상태정보가 기 설정된 임계치 이상인지 여부에 따라 다중 안테나에 의해 형성되는 복수의 빔 레이어(Beam Layer)에 대한 채널상태의 양호여부를 판단하는 채널상태 확인부, 채널상태 확인부에 의해 채널상태가 기 설정된 임계치 이상으로 양호하다고 판단되면, 복수의 빔 레이어 각각에서 발생하는 트래픽 로드를 측정하고, 트래픽 로드에 근거하여 복수의 빔 레이어에 대한 우선순위를 결정하는 우선순위 결정부 및 우선순위에 부여된 기 설정된 가중치에 따라 복수의 빔 레이어가 조정되도록 안테나 제어신호를 생성하는 빔포밍 제어부를 포함하는 기지국장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, in a base station apparatus using beamforming in a MIMO system, whether or not channel state information obtained from a plurality of connected terminal apparatuses is equal to or greater than a predetermined threshold value, A channel state checking unit for determining whether the channel state is good for a plurality of beam layers formed by the plurality of beam layers, A priority determining unit for determining a priority for a plurality of beam layers based on the traffic load, and an antenna control unit for measuring a plurality of beam layers according to a predetermined weight given to the priority, And a beamforming controller for generating a beamforming control signal.

본 발명의 실시예에 의하면, 다중 입출력 시스템(MIMO System)에서 효율적인 빔포밍을 위한 방법에 있어서, 기지국장치에 접속된 복수의 단말장치로부터 채널상태정보를 획득하는 단계, 채널상태정보가 기 설정된 임계치 이상인지 여부에 따라 다중 안테나에 의해 형성되는 복수의 빔 레이어(Beam Layer)에 대한 채널상태의 양호여부를 판단하는 단계, 채널상태가 양호하면 복수의 빔 레이어 각각에서 발생하는 트래픽 로드를 측정하고, 트래픽 로드에 근거하여 복수의 빔 레이어에 대한 우선순위를 결정하는 단계 및 우선순위에 부여된 기 설정된 가중치에 따라 복수의 빔 레이어가 조정되도록 안테나 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 기지국장치의 빔포밍 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for efficient beamforming in a MIMO system, comprising: obtaining channel state information from a plurality of terminal apparatuses connected to a base station apparatus; Determining whether a channel condition for a plurality of beam layers formed by the multiple antennas is good or not, measuring a traffic load occurring in each of the plurality of beam layers when the channel condition is good, Comprising: determining a priority for a plurality of beam layers based on a traffic load; and generating an antenna control signal such that a plurality of beam layers are adjusted according to a predetermined weight given to a priority, ≪ / RTI >

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 다중 입출력 시스템에서 기지국장치가 빔포밍을 수행함에 있어, 양호한 품질의 서비스를 제공함과 동시에 기지국장치의 무선 자원을 효율적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, when the base station apparatus performs beamforming in a MIMO system, it can provide services of good quality and efficiently operate radio resources of the base station apparatus have.

본 발명의 실시예에 따르면, 무선채널환경의 상태를 고려하여 셀 커버리지 내에서 사용자에게 최적의 서비스 환경을 제공할 수 있다. 아울러, 셀 내의 복수의 빔 레이어로부터 발생하는 트래픽 로드의 양을 측정하여 이를 근거로 빔포밍을 수행함으로써, 기간 및 시간대 별로 변동하는 트래픽 로드에 대응하여 기지국장치의 무선자원 및 채널자원 활용을 최적화하여 서비스 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 최적의 트래픽 부하 분산 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, an optimum service environment can be provided to a user in a cell coverage considering a state of a wireless channel environment. In addition, the amount of traffic load generated from a plurality of beam layers in a cell is measured, and beamforming is performed based on the amount of traffic load, thereby optimizing the use of radio resources and channel resources of the base station apparatus in response to a traffic load fluctuating according to periods and time zones The service quality can be improved. Further, there is an effect that an optimal traffic load balancing function can be provided.

도 1은 종래의 다중 입출력 시스템에서 빔포밍 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 입출력 시스템에서 빔포밍 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국장치의 데이터 처리부의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국장치의 빔포밍 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a beamforming operation in a conventional MIMO system.
2 is a conceptual diagram illustrating a beamforming operation in a MIMO system according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic block diagram of a data processing unit of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a beamforming method of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어, '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In explaining the present invention, '... Quot ;, " module ", and " module " refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

도 1은 종래의 다중 입출력 시스템에서 빔포밍 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a beamforming operation in a conventional MIMO system.

종래의 빔포밍 기술은 기지국장치(10)와 단말장치(20) 간의 채널상태정보(CSI: Channel State Information)를 이용하여 최적의 빔을 형성함으로써 단말장치(20)에 양호한 신호를 전송한다. 이러한 종래의 빔포밍 기술은 서비스 품질 향상 측면에서 유효할 수 있으나, 셀(C1) 전체 커버리지 내의 트래픽 로드의 분포 및 기지국 채널 자원에 대해서는 전혀 고려하지 않아 실제 무선 데이터 서비스 측면에서는 효용성이 떨어질 우려가 존재한다.The conventional beamforming technique transmits a good signal to the terminal 20 by forming an optimal beam using channel state information (CSI) between the base station 10 and the terminal 20. Such a conventional beamforming technique may be effective in terms of improving the quality of service, but there is a concern that the efficiency of the actual wireless data service is deteriorated because the traffic load distribution within the entire coverage of the cell C1 and the base station channel resources are not considered at all do.

예를 들어 도 1을 참조하면, 단말장치들(20)은 기지국장치(10)로부터 수신한 참조신호(Reference Signal)를 이용하여 채널상태를 측정하고, 채널상태정보를 기지국장치(10)에 보고한다. 기지국장치(10)는 수신한 채널상태정보를 기초로 셀(C1) 내의 단말장치(20)에 최적의 무선환경을 제공하기 위해 각각의 단말장치(20)가 속한 빔 레이어(Beam Layer)의 송신전력과 위상을 조절하여 빔포밍을 수행한다.For example, referring to FIG. 1, the terminal devices 20 measure a channel state using a reference signal received from the base station device 10, report the channel state information to the base station device 10 do. The base station apparatus 10 transmits a beam layer to which each terminal apparatus 20 belongs in order to provide an optimum radio environment to the terminal apparatus 20 in the cell C1 based on the received channel state information. And performs beamforming by adjusting power and phase.

여기서, 빔 레이어는 기지국장치(10)의 안테나부 및 무선송수신부(12)에서 형성하는 복수의 빔 패턴 중 개개의 빔 패턴을 지칭한다. 예컨대 도 1을 참조하면, 기지국장치(10)에 의해 셀(C1) 내에 형성되는 빔 레이어는 총 5개(L1, L2, L3, L4, L5)이다. 이하, 각각의 빔 레이어를 통해 신호를 수신할 수 있는 영역을 빔 레이어 영역이라고 칭한다.Here, the beam layer refers to an individual beam pattern among a plurality of beam patterns formed in the antenna unit and the wireless transceiver unit 12 of the base station apparatus 10. [ For example, referring to FIG. 1, a total of five beam layers (L1, L2, L3, L4, and L5) are formed in the cell C1 by the base station apparatus 10. Hereinafter, an area capable of receiving a signal through each beam layer is referred to as a beam layer area.

도 1을 참조하면, 각각의 빔 레이어 영역에 속하는 단말장치들의 수가 다를 수 있다. 셀(C1) 내에 영역마다 오피스 지역, 상가 지역 또는 주거 지역 등 영역 별 특성이 다를 수 있기 때문이다.Referring to FIG. 1, the number of terminal devices belonging to each beam layer region may be different. This is because characteristics of each area such as an office area, a commercial area, or a residential area may be different in the cell C1.

예를 들어, L1, L4 및 L5 영역에는 기업, 관공서 등이 밀집되어 있고, L2 및 L3 영역에는 주점 등의 유흥가가 밀집되었다고 가정하면, L1, L4 및 L5 영역에서는 주로 주간에 트래픽 로드가 많이 발생할 것이고, L2 및 L3 영역에서는 야간에 발생하는 트래픽 로드가 주간에 비하여 훨씬 많을 것이다. 즉, 빔 레이어 영역의 공간적 특성에 따라 기간 및 시간대 별로 트래픽 로드 발생 패턴이 상이할 수 있다. For example, assume that L1, L4, and L5 are densely populated by businesses, government offices, and L2 and L3 are dense populations of pubs. In L1, L4, and L5, In the L2 and L3 areas, the traffic load occurring at night will be much higher than during the daytime. That is, depending on the spatial characteristics of the beam layer area, the traffic load generation pattern may be different depending on the period and the time period.

그러나, 종래의 빔포밍 기술은 빔 레이어 영역마다 트래픽 로드 발생 패턴이 상이할 수 있음을 고려하지 않고 단말장치와의 무선채널상태만을 고려하여 빔을 형성하기 때문에 셀 내 단말장치들에게 고르게 고품질의 서비스를 제공할 수 있는 반면, 기지국의 채널자원 및 무선자원을 효율적으로 운용할 수 없다는 한계를 내포한다.However, since the conventional beamforming technique forms beams by considering only the radio channel state with the terminal device without considering that the traffic load generation pattern may be different for each beam layer area, While the channel resources and radio resources of the base station can not be efficiently operated.

다시 말해, 트래픽 로드가 적은 영역에 속하는 소수의 단말장치에도 빔포밍을 통한 양호한 신호를 전송함으로써, 기지국장치의 채널자원 및 무선자원이 낭비되는 측면이 있다.In other words, channel resources and radio resources of the base station apparatus are wasted by transmitting a good signal through beamforming to a small number of terminal apparatuses belonging to a region with a small traffic load.

따라서, 본 발명의 실시예들은 이러한 종래 문제점을 해결하기 위해 무선채널상태를 고려함과 동시에 트래픽 부하의 분산 상태를 고려함으로써 셀 전체 용량을 효율적으로 운용하고자 한다.Therefore, in order to solve such a conventional problem, the embodiments of the present invention consider the radio channel state and at the same time consider the dispersion state of the traffic load, thereby efficiently operating the entire cell capacity.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기지국장치 및 기지국장치의 빔포밍 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a beamforming method of a base station apparatus and a base station apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 to FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 입출력 시스템에서 빔포밍 동작을 설명하기 위한 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a beamforming operation in a MIMO system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다중 입출력 시스템은 기지국장치(100)와 기지국장치(100)의 셀에 위치하는 다수의 단말장치(200)를 포함할 수 있다. 기지국장치(100)는 단일 개의 셀(또는 섹터)을 가질 수도 있고, 다수 개의 셀을 가질 수도 있다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 기지국장치(100)가 하나의 셀(C1)을 가지는 것으로 가정한다.Referring to FIG. 2, a MIMO system according to an embodiment of the present invention may include a plurality of terminal devices 200 located in a cell of a base station device 100 and a base station device 100. The base station apparatus 100 may have a single cell (or a sector) or a plurality of cells. In FIG. 2, it is assumed that the base station apparatus 100 has one cell C1 for convenience of explanation.

본 발명의 실시예에 따른 기지국장치(100)는 데이터 처리부(110)와 안테나 및 무선송수신부(120)를 포함한다. 데이터 처리부(110)는 디지털 신호를 처리하며, 안테나 및 무선송수신부(120)로부터 획득한 정보를 이용하여 빔포밍을 위한 안테나 제어신호를 생성한다. 안테나 및 무선송수신부(120)는 무선신호를 처리하며, 데이터 처리부(110)로부터 수신한 안테나 제어신호에 따라 빔포밍을 수행하여 단말장치(200)들과 신호를 송수신한다.The base station apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a data processing unit 110, an antenna, and a wireless transceiver unit 120. The data processing unit 110 processes digital signals and generates an antenna control signal for beamforming using information obtained from the antenna and the wireless transceiver unit 120. [ The antenna and wireless transceiver 120 process the radio signal and perform beamforming according to the antenna control signal received from the data processor 110 to transmit and receive signals to and from the terminal devices 200.

데이터 처리부(110)와 안테나 및 무선송수신부(120)는 기지국장치(100)에 일체로 구현될 수도 있고, 서로 분리되어 데이터 처리부(110)는 전화국사에 설치되고 안테나 및 무선송수신부(120)는 옥외에 설치되는 형태로 구현될 수도 있다. 서로 분리되어 구현되는 형태에서 데이터 처리부(110)와 안테나 및 무선송수신부(120)는 광 케이블로 연결될 수 있다.The data processing unit 110 and the antenna and the wireless transmitting and receiving unit 120 may be integrally implemented in the base station apparatus 100. The data processing unit 110 may be separately installed in the telephone network, May be implemented in a form installed outdoors. The data processing unit 110, the antenna, and the wireless transceiver unit 120 may be connected by an optical cable.

본 발명의 실시예에 따른 안테나 및 무선송수신부(120)에는 복수의 안테나가 구비되며, 적게는 수십 개에서부터 많게는 수백 개까지 무수히 많은 안테나를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 거대 다중 입출력 시스템(Massive MIMO)에까지 확장 적용될 수 있다.The antenna and the wireless transmitting / receiving unit 120 according to the embodiment of the present invention may include a plurality of antennas, and may include a large number of antennas ranging from several tens to hundreds. That is, the embodiment of the present invention can be extended to a massive MIMO system.

도 2는 안테나 및 무선송수신부(120)에 의해 형성된 복수의 빔 레이어로 L1', L2', L3', L4' 및 L5'를 예시한다.2 illustrates L 1 ', L 2', L 3 ', L 4' and L 5 'as a plurality of beam layers formed by the antenna and the wireless transceiver 120.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기지국장치(100)의 데이터 처리부(110)에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the data processing unit 110 of the base station apparatus 100 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국장치(100)의 데이터 처리부(110)의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram of a data processing unit 110 of a base station apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 데이터 처리부(110)는 제어부(220) 및 메모리(230)를 포함한다. 데이터 처리부(110)와 안테나 및 무선송수신부(120)가 분리되어 구현되는 경우에는 통신 인터페이스(210)를 더 포함할 수 있다. 제어부(220)는 채널상태 확인부(222), 우선순위 결정부(224) 및 빔포밍 제어부(226)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the data processing unit 110 includes a control unit 220 and a memory 230. And may further include a communication interface 210 when the data processing unit 110 and the antenna and the wireless transceiver unit 120 are separately implemented. The control unit 220 includes a channel state checking unit 222, a priority determination unit 224, and a beamforming control unit 226. [

통신 인터페이스(210)는 데이터 처리부(110)와 안테나 및 무선송수신부(120) 사이를 연결하는 인터페이스로, 예를 들어 CPRI(Common Public Radio Interface)를 포함할 수 있다.The communication interface 210 is an interface for connecting the data processing unit 110 with the antenna and the wireless transceiver unit 120 and may include, for example, a common public radio interface (CPRI).

메모리(230)에는 빔포밍을 위한 프로그램 및 빔포밍 파라미터 등 관련 데이터가 저장된다. 본 발명의 실시예에 따라 메모리(230)는 램(Random Access Memory: RAM), 롬(Read Only Memory: ROM), 플래시 메모리, 광 디스크, 자기 디스크, 솔리드 스테이트 디스크(Solid State Disk: SSD) 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기록/저장매체일 수 있다.The memory 230 stores related data such as a program for beamforming and a beamforming parameter. The memory 230 may be a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a flash memory, an optical disk, a magnetic disk, a solid state disk (SSD) Readable < / RTI > recording / storage medium.

제어부(220)는 메모리(230)에 저장된 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 마이크로프로세서는 명세서에 기재된 동작과 기능을 하나 이상 선택적으로 수행하도록 프로그램될 수 있다. 제어부(220)에 포함된 구성요소들의 동작 및 기능은 하나의 마이크로프로세서에 의해 수행될 수도 있고, 복수 개의 마이크로프로세서가 분담하여 수행하도록 구현될 수도 있다.The control unit 220 may be embodied as a microprocessor for executing and controlling the program stored in the memory 230. According to embodiments of the present invention, a microprocessor can be programmed to selectively perform one or more of the operations and functions described in the specification. The operations and functions of the components included in the control unit 220 may be performed by one microprocessor or a plurality of microprocessors.

본 발명의 실시예에 따른 마이크로프로세서는 전체 또는 부분적으로 특정한 구성의 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit: ASIC) 등의 하드웨어로써 구현될 수 있다.A microprocessor according to an embodiment of the present invention may be implemented with hardware such as an application specific integrated circuit (ASIC) having a specific configuration in whole or in part.

이하, 제어부(220)의 구성요소들에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the components of the control unit 220 will be described in detail.

채널상태 확인부(222)는 접속된 복수의 단말장치로부터 획득한 채널상태정보(Channel State Information: CSI)에 근거하여 다중 안테나에 의해 형성되는 복수의 빔 레이어(Beam Layer)에 대한 채널상태의 양호여부를 판단한다.The channel state check unit 222 determines a channel state of a plurality of beam layers formed by multiple antennas based on channel state information (CSI) acquired from a plurality of connected terminal devices .

여기서, 채널상태정보는 기지국장치(100)와 단말장치(200) 간의 채널 추정과 피드백 과정에 의해 획득될 수 있다. 예를 들어, 주파수 분할 듀플렉스(Frequency Division Duplex: FDD) 시스템의 경우, 기지국장치(100)에서 단말장치(200)로 참조신호(Reference Signal)를 송신하고, 단말장치(200)가 참조신호를 이용하여 무선채널 상태를 측정한 뒤, 채널상태정보를 추정할 수 있다. 추정된 채널상태정보는 기지국장치(100)로 피드백된다.Here, channel state information can be obtained by channel estimation and feedback process between the base station 100 and the terminal 200. [ For example, in a frequency division duplex (FDD) system, a reference signal is transmitted from the base station apparatus 100 to the terminal apparatus 200, and the terminal apparatus 200 uses a reference signal To estimate the channel state information, and then to estimate the channel state information. The estimated channel state information is fed back to the base station apparatus 100.

또 다른 예로, 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD) 시스템의 경우, 단말장치(200)가 단말장치마다 서로 직교하는 참조신호를 기지국장치(100)로 송신하고, 기지국장치(100)는 참조신호를 이용하여 채널을 추정함으로써 채널상태정보를 획득할 수 있다.As another example, in the case of a time division duplex (TDD) system, the terminal apparatus 200 transmits a reference signal orthogonal to each terminal apparatus to the base station apparatus 100, and the base station apparatus 100 transmits a reference signal The channel state information can be obtained by estimating the channel using the channel state information.

채널상태정보에는 채널방향정보 및 채널품질정보(예: SINR, 채널이득 등)가 모두 포함될 수 있다.The channel state information may include both channel direction information and channel quality information (e.g., SINR, channel gain, etc.).

본 발명의 실시예에 따른 채널상태 확인부(222)는 채널상태정보를 기초로 복수의 빔 레이어 각각의 채널상태가 기 설정된 임계치 이상인지 판단하고, 기 설정된 임계치 이상의 채널상태를 갖는 빔 레이어 수의 전체 빔 레이어 수에 대한 비율이 일정 비율 이상이면, 채널상태가 양호하다고 판단할 수 있다.The channel state check unit 222 determines whether the channel state of each of the plurality of beam layers is equal to or greater than a predetermined threshold based on the channel state information, If the ratio to the total number of beam layers is more than a certain ratio, it can be judged that the channel state is good.

예를 들어, BLER(Block Error Rate) < 0.1을 만족하는 MCS(Modulation Coding Scheme) 레벨이 특정 레벨 이상인지 판단하여 특정 레벨 이상인 경우 채널상태가 양호한 것으로 판단할 수 있다. 또 다른 예로, RSRP(Reference Signal Received Power)의 최소값이 소정의 값 이상인 경우 채널상태가 양호한 것으로 판단할 수도 있다. 다만, 본 발명의 실시예가 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다.For example, if the MCS (Modulation Coding Scheme) level satisfying BLER (Block Error Rate) < 0.1 is determined to be higher than a specific level, it can be determined that the channel condition is good. As another example, when the minimum value of RSRP is equal to or greater than a predetermined value, it may be determined that the channel state is good. However, the embodiments of the present invention are not limited to these examples.

우선순위 결정부(224)는 채널상태 확인부(222)가 채널상태가 양호하다고 판단하면, 복수의 빔 레이어 각각에서 발생하는 트래픽 로드를 측정하고, 트래픽 로드에 근거하여 복수의 빔 레이어에 대한 우선순위를 결정한다.If the channel state checking unit 222 determines that the channel state is good, the priority determining unit 224 measures a traffic load occurring in each of the plurality of beam layers, and prioritizes the plurality of beam layers based on the traffic load Determine the ranking.

본 발명의 실시예에 따르면, 우선순위 결정부(224)는 트래픽 로드를 비교하여 복수의 빔 레이어 간의 트래픽 로드 편차를 계산하고, 계산된 트래픽 로드 편차에 따라 우선순위를 결정할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the priority determining unit 224 can compare the traffic load, calculate the traffic load deviation between the plurality of beam layers, and determine the priority according to the calculated traffic load deviation.

예를 들어, 셀(C1) 내 단말장치(200)의 각 빔 레이어 영역에 대한 분포 상태가 주간에는 도 1의 상태와 같았다가 야간에는 도 2와 같은 상태로 변화하였다고 가정한다. L1', L4' 및 L5'는 오피스 지역 또는 학교 밀집 지역이고 L2'및 L3'는 상가 지역인 경우가 이에 해당할 수 있을 것이다.For example, it is assumed that the distribution state of each terminal device 200 in the cell C1 to each beam layer region is the same as that of FIG. 1 during the daytime and changed to the state of FIG. 2 at nighttime. The cases where L1 ', L4' and L5 'are office areas or dense schools, and L2' and L3 'are commercial areas.

이와 같은 예에서, 야간에 각 빔 레이어로부터 발생하는 트래픽 로드의 양이 L2', L3', L5', L4', L1' 순으로 많았다면, 우선순위 결정부(224)는 측정된 트래픽 로드의 양이 많을수록 높은 우선순위를 부여하여 L2'의 우선순위를 가장 높게 결정할 수 있다.In this example, if the amount of traffic load generated from each beam layer at night is in the order of L2 ', L3', L5 ', L4', and L1 ', then the priority determination unit 224 determines The higher the priority, the higher the priority of L2 'can be determined.

다만, 전술한 예와 같이 트래픽 로드 양이 많은 순서대로 우선순위를 부여할 수도 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 계산된 트래픽 로드 편차에 따라 평균으로부터 소정 편차 이상의 트래픽 로드를 발생하는 빔 레이어를 최우선순위로 결정하고 나머지 빔 레이어들에 대하여는 동일한 순위를 부여할 수도 있다.However, the priorities may be assigned in descending order of traffic load amounts as in the above-described example, but the present invention is not limited thereto. For example, a beam layer that generates a traffic load of a predetermined deviation or more from the average may be determined as a highest priority according to the calculated traffic load deviation, and the same rank may be assigned to the remaining beam layers.

이 외에도 우선순위 결정부(224)가 트래픽 로드 편차를 이용하여 우선순위를 결정하는 방법은 셀 영역의 특성 및 무선환경 등에 따라 다양하게 변화할 수 있다.In addition, the method by which the priority decision unit 224 determines the priority order using the traffic load deviation may be variously changed according to the characteristics of the cell region, the wireless environment, and the like.

도 2와 같이 단말장치(200)가 밀집된 빔 레이어 영역일수록 발생하는 트래픽 로드가 많은 것이 일반적이지만, 휴지상태(Idle State)의 단말장치가 많은 경우에는 해당 빔 레이어 영역에 속하는 단말장치의 수가 많더라도 발생하는 트래픽 로드가 다른 빔 레이어 영역에 비해 많지 않을 수도 있다. 예를 들어, 극장이나 공연장과 같이 대규모 인원을 수용하나 단말장치의 사용은 금지하는 시설물들이 존재하는 영역이 이에 해당할 수 있다.As shown in FIG. 2, it is common that there is a large traffic load generated in a dense beam layer region of the terminal apparatus 200. However, in a case where there are many terminal apparatuses in an idle state, even if there are many terminal apparatuses belonging to the corresponding beam layer region The resulting traffic load may not be as large as in other beam layer areas. For example, this may be the area where facilities such as a theater or a theater are accommodated but facilities prohibiting the use of terminal equipment exist.

이러한 경우, 측정된 트래픽 로드를 기초로 빔 레이어의 우선순위가 후순위로 결정되었다 하더라도 단말장치 개수가 다른 빔 레이어에 비하여 현저히 많은 경우에는 추후 발생할 트래픽 로드를 대비하여 다른 빔 레이어보다 높은 우선순위를 부여할 필요가 있다.In this case, even if the priority of the beam layer is determined to be a rearrangement based on the measured traffic load, if the number of terminal devices is significantly larger than that of the other beam layers, a higher priority is given to the other beam layers Needs to be.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 우선순위 결정부(224)는 빔 레이어 별로 해당 레이어의 빔을 수신하는 단말장치의 개수를 확인하여 트래픽 로드 편차 및 단말장치 개수의 상관관계에 따라 우선순위를 결정할 수 있다.Therefore, the priority determining unit 224 according to the embodiment of the present invention determines the priority according to the correlation between the traffic load deviation and the number of terminal devices by checking the number of terminal apparatuses receiving the beam of the corresponding layer for each beam layer .

여기서 트래픽 로드 편차 및 단말장치의 개수의 상관관계는 미리 수집된 정보의 통계정보를 이용하여 결정될 수 있다. 우선순위 결정부(224)는 트래픽 로드 편차 및 단말장치 개수의 상관관계에 따라 양호한 서비스 품질을 제공하며 셀 용량을 효율적으로 사용할 수 있도록 우선순위를 결정할 수 있다.Here, the correlation between the traffic load deviation and the number of terminal apparatuses can be determined using the statistical information of the information collected in advance. The priority determining unit 224 may provide a good quality of service according to the correlation between the traffic load deviation and the number of terminal devices and may determine the priority so as to efficiently use the cell capacity.

본 발명의 실시예에 따른 우선순위 결정부(224)는 기간 단위 및 시간대 단위 별로 수집된 셀 내의 트래픽 로드에 대한 기 저장된 통계정보와 측정한 상기 트래픽 로드를 비교하여 측정한 트래픽 로드의 신뢰도를 평가할 수 있다. 개발자들의 테스트나 악성코드 등의 원인으로 트래픽 로드가 급증하는 경우와 사용자에 의해 일반적인 데이터 트래픽이 증가하는 경우를 구분하여 서비스하기 위함이다.The priority determining unit 224 according to an embodiment of the present invention compares the pre-stored statistical information on the traffic load in the cells collected for each unit of time and the time zone with the measured traffic load to evaluate the reliability of the measured traffic load . The purpose of this service is to distinguish between the case where the traffic load is rapidly increased due to the developer's test or the malicious code, and the case where the general data traffic is increased by the user.

우선순위 결정부(224)는 신뢰도가 기 설정된 임계값보다 작으면 기 저장된 통계정보(예: 월별 및 시간대별 트래픽 로드의 평균 및 표준편차 등)에 근거하여 복수의 빔 레이어에 대한 우선순위를 결정할 수 있다. When the reliability is smaller than the preset threshold value, the priority determining unit 224 determines the priority for the plurality of beam layers based on the stored statistical information (e.g., average and standard deviation of the traffic load for each month and time period) .

예를 들어, 기 저장된 통계정보와 측정된 트래픽 로드정보의 일치도가 기 설정된 임계값보다 작으면 우선순위 결정부(224)는 측정된 트래픽 로드정보를 유효하지 않은 것으로 판단하여 기 저장된 통계정보(해당 월 및 해당 시간대의 평균 트래픽 로드)에 근거하여 복수의 빔 레이어에 대한 우선순위를 결정할 수 있다.For example, if the degree of match between the pre-stored statistical information and the measured traffic load information is less than a predetermined threshold value, the priority determining unit 224 determines that the measured traffic load information is invalid, And the average traffic load of the corresponding time period).

본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 제어부(226)는 우선순위에 부여된 기 설정된 가중치에 따라 복수의 빔 레이어가 조정되도록 안테나 제어신호를 생성한다. 구체적으로, 기 설정된 가중치에 따라 복수의 빔 레이어의 송신전력, 위상 및 안테나 이득 중 적어도 하나를 조정하기 위한 상기 안테나 제어신호를 생성할 수 있다.The beamforming control unit 226 according to the embodiment of the present invention generates an antenna control signal so that a plurality of beam layers are adjusted according to predetermined weights given to priorities. Specifically, the antenna control signal for adjusting at least one of the transmission power, the phase, and the antenna gain of the plurality of beam layers may be generated according to a predetermined weight.

예를 들어 설명하면, 측정된 트래픽 로드의 양이 많은 빔 레이어의 경우에는 높은 우선순위가 부여될 수 있다. 이에 따라 빔포밍 제어부(226)는 높은 우선순위에 부여된 가중치에 의해 송신전력을 증가시키고, 안테나 이득을 증가시키며, 위상을 조정함으로써 이전보다 더욱 개선된 무선환경을 제공하고 커버리지를 확장할 수 있다.For example, a high priority can be given to a beam layer having a large amount of measured traffic load. Accordingly, the beamforming control unit 226 can increase the transmit power, increase the antenna gain, and adjust the phase according to the weight given to the high priority, thereby providing a more improved wireless environment and expanding the coverage .

반대로, 측정된 트래픽 로드의 양이 적은 빔 레이어의 경우에는 낮은 우선순위가 부여될 것이다. 이에 따라 빔포밍 제어부(226)는 낮은 우선순위에 부여된 가중치에 의해 송신전력을 감소시키고, 안테나 이득을 축소시키며, 위상을 조정함으로써 커버리지를 축소하고 우선순위가 높은 다른 빔 레이어에 대한 간섭을 최소화할 수 있다.Conversely, a low priority will be given to a beam layer with a small amount of measured traffic load. Accordingly, the beamforming controller 226 reduces the transmission power by reducing the transmission power by reducing the weight given to the low priority, reducing the antenna gain, adjusting the phase, and minimizing interference to other higher priority beam layers can do.

이에 따라, 각각의 빔 레이어의 무선환경을 추가적으로 개선하거나, 빔 폭을 조정하여 커버리지를 추가적으로 확장하거나 축소시키는 등의 동작이 가능하다.Accordingly, it is possible to further improve the radio environment of each beam layer, or to further enlarge or reduce the coverage by adjusting the beam width.

향후 차세대 무선통신 시스템은 모바일 데이터 트래픽 폭증에 따라 셀 용량을 증대하기 위하여 셀의 크기를 줄이고, 펨토(Femto) 기지국 등을 조밀하게 설치하는 스몰 셀(Small Cell) 방향으로 진화하고 있다. 스몰 셀 환경에서는 커버리지 반경이 작으므로 커버리지 내에서의 무선채널 환경은 대체적으로 양호할 것으로 예상이 된다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 기지국장치와 같이 트래픽 로드를 고려하여 빔포밍을 수행하는 경우 더욱 효율적으로 네트워크 자원을 운용할 수 있는 효과가 있다.In the future, the next generation wireless communication system is evolving toward a small cell in which a cell size is reduced and a femto base station is densely installed in order to increase a cell capacity according to the increase of mobile data traffic. Since the coverage radius is small in a small cell environment, the radio channel environment within the coverage is expected to be generally good. Therefore, when the beamforming is performed in consideration of traffic load like the base station apparatus according to the embodiment of the present invention, the network resource can be operated more efficiently.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기지국장치(100)의 빔포밍 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a beam forming method of the base station apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국장치의 빔포밍 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a beamforming method of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 기지국장치(100)의 빔포밍 방법에서는 우선 기지국장치(100)에 접속된 복수의 단말장치로부터 채널상태정보를 획득한다(S410).In the beamforming method of the base station apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the channel state information is first obtained from a plurality of terminal apparatuses connected to the base station apparatus 100 (S410).

기지국장치(100)는 단계 S410에서 획득한 채널상태정보에 근거하여 다중 안테나에 의해 형성되는 복수의 빔 레이어에 대한 채널상태가 양호한지 여부를 판단한다(S420).The base station apparatus 100 determines whether channel conditions for a plurality of beam layers formed by the multiple antennas are good based on the channel state information obtained in step S410 (S420).

예를 들어, 채널상태정보를 기초로 복수의 빔 레이어 각각의 채널상태가 기 설정된 임계치 이상인지 판단하고, 기 설정된 임계치 이상의 채널상태를 갖는 빔 레이어 수의 전체 빔 레이어 수에 대한 비율이 일정 비율 이상이면, 채널상태가 양호하다고 판단할 수 있다. 구체적인 채널상태 양호여부 판단과정은 전술한 기지국장치(100)에 대한 설명과 상응하므로 생략한다.For example, it is determined whether the channel state of each of the plurality of beam layers is equal to or greater than a predetermined threshold value based on the channel state information. If the ratio of the number of beam layers having a channel state of a predetermined threshold or more to the total number of beam layers , It can be determined that the channel state is good. The detailed process of determining whether the channel state is good or not corresponds to the description of the base station apparatus 100, and thus is omitted.

단계 S420의 판단결과, 복수의 빔 레이어들의 채널 상태가 양호하지 않은 경우에 기지국장치(100)는 단말장치(200)들로부터 획득한 채널상태정보에 근거하여 빔포밍을 수행한다(S430). 예를 들어, 단말장치(200)들의 수신 신호의 SINR과 안테나 이득을 개선하도록 빔포밍을 수행할 수 있다.As a result of the determination in step S420, when the channel states of the plurality of beam layers are not good, the base station apparatus 100 performs beamforming based on the channel state information acquired from the terminal devices 200 (S430). For example, beamforming may be performed to improve the SINR and antenna gain of the reception signals of the terminal devices 200. [

반면, 단계 S420의 판단결과, 복수의 빔 레이어들의 채널 상태가 양호한 경우에 기지국장치(100)는 복수의 빔 레이어 각각에서 발생하는 트래픽 로드의 양에 근거하여 복수의 빔 레이어에 대한 우선순위를 결정할 수 있다(S440).On the other hand, if it is determined in step S420 that the channel states of the plurality of beam layers are good, the base station apparatus 100 determines the priority for the plurality of beam layers based on the amount of traffic load generated in each of the plurality of beam layers (S440).

예를 들어, 측정한 트래픽 로드들을 비교하여 복수의 빔 레이어 간의 트래픽 로드 편차를 계산하며, 트래픽 로드 편차에 따라 우선순위를 결정할 수 있다. 구체적인 우선순위 결정방법은 전술한 기지국장치(100)에 대한 설명과 상응하므로 생략한다.For example, the measured traffic loads may be compared to calculate a traffic load deviation between a plurality of beam layers, and the priority may be determined according to the traffic load deviation. The specific prioritization method corresponds to the description of the base station apparatus 100 described above and is thus omitted.

단계 S440에서 우선순위가 결정되면, 기지국장치(100)는 우선순위에 부여된 기 설정된 가중치에 따라 복수의 빔 레이어가 조정되도록 안테나 제어신호를 생성할 수 있다(S450).If the priority is determined in step S440, the base station apparatus 100 may generate an antenna control signal so that a plurality of beam layers are adjusted according to a predetermined weight assigned to the priority (S450).

구체적으로, 기 설정된 가중치에 따라 복수의 빔 레이어의 송신전력, 위상 및 안테나 이득 중 적어도 하나를 조정하기 위한 안테나 제어신호를 생성할 수 있다.Specifically, an antenna control signal for adjusting at least one of transmission power, phase, and antenna gain of a plurality of beam layers can be generated according to a predetermined weight.

예를 들어 설명하면, 측정된 트래픽 로드의 양이 많은 빔 레이어의 경우에는 높은 우선순위가 부여될 수 있다. 이에 따라 빔포밍 제어부(226)는 높은 우선순위에 부여된 가중치에 의해 송신전력을 증가시키고, 안테나 이득을 증가시키며, 위상을 조정함으로써 이전보다 더욱 개선된 무선환경을 제공하고 커버리지를 확장할 수 있다.For example, a high priority can be given to a beam layer having a large amount of measured traffic load. Accordingly, the beamforming control unit 226 can increase the transmit power, increase the antenna gain, and adjust the phase according to the weight given to the high priority, thereby providing a more improved wireless environment and expanding the coverage .

반대로, 측정된 트래픽 로드의 양이 적은 빔 레이어의 경우에는 낮은 우선순위가 부여될 것이다. 이에 따라 빔포밍 제어부(226)는 낮은 우선순위에 부여된 가중치에 의해 송신전력을 감소시키고, 안테나 이득을 축소시키며, 위상을 조정함으로써 커버리지를 축소하고 우선순위가 높은 다른 빔 레이어에 대한 간섭을 최소화할 수 있다.Conversely, a low priority will be given to a beam layer with a small amount of measured traffic load. Accordingly, the beamforming controller 226 reduces the transmission power by reducing the transmission power by reducing the weight given to the low priority, reducing the antenna gain, adjusting the phase, and minimizing interference to other higher priority beam layers can do.

도 4에서는 각 단계를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 4에 기재된 단계 S410 내지 단계 S450을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하도록 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 4, it is described that each step is executed sequentially, but it is not limited thereto. In other words, Fig. 4 is not limited to the time series order, since it may be possible to change and execute steps S410 to S450 described in Fig. 4 or to execute one or more steps in parallel.

도 4에 기재된 본 실시예에 따른 기지국장치의 빔포밍 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 기지국장치의 빔포밍 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.The beamforming method of the base station apparatus according to the present embodiment described in FIG. 4 can be implemented by a program and recorded in a computer-readable recording medium. A program for implementing the beamforming method of the base station apparatus according to the present embodiment is recorded and a computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.

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

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 다중 입출력 시스템에 적용되어, 양호한 품질의 서비스를 제공함과 동시에 기지국의 무선 자원을 효율적으로 운용하기 위한 빔포밍 방법 및 장치를 제공하는 유용한 발명이다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present embodiment is a useful invention for providing a beamforming method and apparatus for efficiently operating radio resources of a base station while providing a service of good quality, which is applied to a MIMO system.

100: 기지국장치 110: 데이터 처리부
120: 안테나 및 무선송수신부 210: 통신 인터페이스
220: 제어부 222: 채널상태 확인부
224: 우선순위 결정부 226: 빔포밍 제어부
230: 메모리100: base station apparatus 110:
120: antenna and wireless transceiver 210: communication interface
220: Control section 222: Channel status check section
224: Priority determining section 226: Beamforming control section
230: Memory

Claims (11)

다중 입출력 시스템(MIMO System)에서 빔포밍을 사용하는 기지국장치에 있어서,
접속된 복수의 단말장치로부터 획득한 채널상태정보가 기 설정된 임계치 이상인지 여부에 따라 다중 안테나에 의해 형성되는 복수의 빔 레이어(Beam Layer)에 대한 채널상태의 양호여부를 판단하는 채널상태 확인부;
상기 채널상태 확인부에 의해 상기 채널상태가 상기 기 설정된 임계치 이상으로 양호하다고 판단되면, 상기 복수의 빔 레이어 각각에서 발생하는 트래픽 로드를 측정하고, 상기 트래픽 로드에 근거하여 상기 복수의 빔 레이어에 대한 우선순위를 결정하는 우선순위 결정부; 및
상기 우선순위에 부여된 기 설정된 가중치에 따라 상기 복수의 빔 레이어가 조정되도록 안테나 제어신호를 생성하는 빔포밍 제어부
를 포함하는 기지국장치.A base station apparatus using beamforming in a MIMO system,
A channel state checking unit for determining whether a channel state for a plurality of beam layers formed by multiple antennas is good depending on whether channel state information obtained from a plurality of connected terminal devices is equal to or greater than a preset threshold value;
Wherein the channel state checking unit measures a traffic load occurring in each of the plurality of beam layers when the channel state is determined to be good by the predetermined threshold value or more, A priority determining unit for determining a priority; And
A beamforming controller for generating an antenna control signal for adjusting the plurality of beam layers according to a predetermined weight given to the priority,
. 제1항에 있어서,
상기 채널상태 확인부는,
상기 채널상태정보를 기초로 상기 복수의 빔 레이어 각각의 채널상태가 기 설정된 임계치 이상인지 판단하고, 상기 기 설정된 임계치 이상의 채널상태를 갖는 빔 레이어 수의 전체 빔 레이어 수에 대한 비율이 일정 비율 이상이면, 채널상태가 양호하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.The method according to claim 1,
Wherein the channel state checking unit comprises:
Determining whether a channel state of each of the plurality of beam layers is equal to or greater than a predetermined threshold value based on the channel state information and if the ratio of the number of beam layers having a channel state equal to or exceeding the predetermined threshold to the total number of beam layers is equal to or greater than a predetermined ratio , And determines that the channel state is good. 제1항에 있어서,
상기 우선순위 결정부는,
측정한 상기 트래픽 로드를 비교하여 상기 복수의 빔 레이어 간의 트래픽 로드 편차를 계산하며, 상기 트래픽 로드 편차에 따라 상기 우선순위를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.The method according to claim 1,
Wherein the priority determining unit determines,
Compares the measured traffic load to calculate a traffic load deviation between the plurality of beam layers, and determines the priority according to the traffic load deviation. 제3항에 있어서,
상기 우선순위 결정부는,
상기 빔 레이어 별로 해당 레이어의 빔을 수신하는 단말장치의 개수를 확인하여 상기 트래픽 로드 편차 및 상기 단말장치 개수의 상관관계에 따라 상기 우선순위를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.The method of claim 3,
Wherein the priority determining unit determines,
Wherein the priority determining unit determines the priority according to a correlation between the traffic load deviation and the number of terminal apparatuses by checking the number of terminal apparatuses receiving the beam of the corresponding layer for each beam layer. 제1항에 있어서,
상기 우선순위 결정부는,
기간 단위 및 시간대 단위 별로 수집된 셀 내의 트래픽 로드에 대한 기 저장된 통계정보와 측정한 상기 트래픽 로드를 비교하여 측정한 상기 트래픽 로드의 신뢰도를 평가하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.The method according to claim 1,
Wherein the priority determining unit determines,
The reliability of the traffic load measured by comparing the pre-stored statistical information on the traffic load in the cells collected for each of the period unit and the time zone unit with the measured traffic load. 제5항에 있어서,
상기 우선순위 결정부는,
상기 신뢰도가 기 설정된 임계값보다 작으면 상기 기 저장된 통계정보에 근거하여 상기 복수의 빔 레이어에 대한 우선순위를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.6. The method of claim 5,
Wherein the priority determining unit determines,
And determines a priority for the plurality of beam layers based on the stored statistical information if the reliability is smaller than a preset threshold value. 제1항에 있어서,
상기 빔포밍 제어부는,
상기 기 설정된 가중치에 따라 상기 복수의 빔 레이어의 송신전력, 위상 및 안테나 이득 중 적어도 하나를 조정하기 위한 상기 안테나 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.The method according to claim 1,
Wherein the beamforming control unit comprises:
And generates the antenna control signal for adjusting at least one of transmission power, phase, and antenna gain of the plurality of beam layers according to the predetermined weight value. 다중 입출력 시스템(MIMO System)에서 효율적인 빔포밍을 위한 방법에 있어서,
기지국장치에 접속된 복수의 단말장치로부터 채널상태정보를 획득하는 단계;
상기 채널상태정보가 기 설정된 임계치 이상인지 여부에 따라 다중 안테나에 의해 형성되는 복수의 빔 레이어(Beam Layer)에 대한 채널상태의 양호여부를 판단하는 단계;
상기 채널상태가 양호하면 상기 복수의 빔 레이어 각각에서 발생하는 트래픽 로드를 측정하고, 상기 트래픽 로드에 근거하여 상기 복수의 빔 레이어에 대한 우선순위를 결정하는 단계; 및
상기 우선순위에 부여된 기 설정된 가중치에 따라 상기 복수의 빔 레이어가 조정되도록 안테나 제어신호를 생성하는 단계
를 포함하는 기지국장치의 빔포밍 방법.A method for efficient beamforming in a MIMO system,
Obtaining channel state information from a plurality of terminal apparatuses connected to a base station apparatus;
Determining whether a channel state for a plurality of beam layers formed by multiple antennas is good depending on whether the channel state information is greater than or equal to a preset threshold value;
Measuring a traffic load occurring in each of the plurality of beam layers when the channel condition is good, and determining a priority for the plurality of beam layers based on the traffic load; And
Generating an antenna control signal such that the plurality of beam layers are adjusted according to a predetermined weight given to the priority;
The method comprising the steps of: 제8항에 있어서,
상기 채널상태의 양호여부를 판단하는 단계는,
상기 채널상태정보를 기초로 상기 복수의 빔 레이어 각각의 채널상태가 기 설정된 임계치 이상인지 판단하고, 상기 기 설정된 임계치 이상의 채널상태를 갖는 빔 레이어 수의 전체 빔 레이어 수에 대한 비율이 일정 비율 이상이면, 채널상태가 양호하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 빔포밍 방법.9. The method of claim 8,
The step of determining whether the channel state is good or not may include:
Determining whether a channel state of each of the plurality of beam layers is equal to or greater than a predetermined threshold value based on the channel state information and if the ratio of the number of beam layers having a channel state equal to or exceeding the predetermined threshold to the total number of beam layers is equal to or greater than a predetermined ratio , And determines that the channel condition is good. 제8항에 있어서,
상기 우선순위를 결정하는 단계는,
측정한 상기 트래픽 로드를 비교하여 상기 복수의 빔 레이어 간의 트래픽 로드 편차를 계산하며, 상기 트래픽 로드 편차에 따라 상기 우선순위를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 빔포밍 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the determining the priority comprises:
Calculates a traffic load deviation between the plurality of beam layers by comparing the measured traffic load, and determines the priority according to the traffic load deviation. 제8항에 있어서,
상기 복수의 빔 레이어를 조정하는 단계는,
상기 기 설정된 가중치에 따라 상기 복수의 빔 레이어의 송신전력, 위상 및 안테나 이득 중 적어도 하나를 조정하기 위한 상기 안테나 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 빔포밍 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the adjusting the plurality of beam layers comprises:
And generates the antenna control signal for adjusting at least one of transmission power, phase, and antenna gain of the plurality of beam layers according to the predetermined weight value.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101863612B1 (en) * 2018-03-09 2018-06-05 주식회사쿠콘 Apparatus, method and computer program for verifying real name transaction through comparing deposit and withdrawal history
KR101944776B1 (en) * 2017-10-13 2019-02-01 한국정보통신주식회사 A method for providing notification service of scraping analysis
KR102309219B1 (en) * 2020-04-24 2021-10-05 에스케이텔레콤 주식회사 Beam forming control device and beam forming control method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080099935A (en) * 2007-05-11 2008-11-14 주식회사 팬택 Method of selecting antennas and transmitting data in multi-input multi-output wireless local area network environments
KR20130100733A (en) * 2012-03-02 2013-09-11 삼성전자주식회사 Apparatus and method for adaptive beamforming gain control in wireless communication system
KR20140016854A (en) * 2012-07-31 2014-02-10 삼성전자주식회사 Apparatus and method for communication based on beam-forming in wireless communication system
KR20150008470A (en) * 2012-05-09 2015-01-22 인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크 Multi-user multiple input multiple output communications in wireless local area networks and wireless transmit and receive units
WO2016000556A1 (en) * 2014-07-01 2016-01-07 索尼公司 Communications device, base station, and communications method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080099935A (en) * 2007-05-11 2008-11-14 주식회사 팬택 Method of selecting antennas and transmitting data in multi-input multi-output wireless local area network environments
KR20130100733A (en) * 2012-03-02 2013-09-11 삼성전자주식회사 Apparatus and method for adaptive beamforming gain control in wireless communication system
KR20150008470A (en) * 2012-05-09 2015-01-22 인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크 Multi-user multiple input multiple output communications in wireless local area networks and wireless transmit and receive units
KR20140016854A (en) * 2012-07-31 2014-02-10 삼성전자주식회사 Apparatus and method for communication based on beam-forming in wireless communication system
WO2016000556A1 (en) * 2014-07-01 2016-01-07 索尼公司 Communications device, base station, and communications method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101944776B1 (en) * 2017-10-13 2019-02-01 한국정보통신주식회사 A method for providing notification service of scraping analysis
KR101863612B1 (en) * 2018-03-09 2018-06-05 주식회사쿠콘 Apparatus, method and computer program for verifying real name transaction through comparing deposit and withdrawal history
KR102309219B1 (en) * 2020-04-24 2021-10-05 에스케이텔레콤 주식회사 Beam forming control device and beam forming control method

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