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WO2021215566A1 - Device and method for transmitting signals through antenna array in wireless communication system - Google Patents

Device and method for transmitting signals through antenna array in wireless communication system Download PDF

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Publication number
WO2021215566A1
WO2021215566A1 PCT/KR2020/005470 KR2020005470W WO2021215566A1 WO 2021215566 A1 WO2021215566 A1 WO 2021215566A1 KR 2020005470 W KR2020005470 W KR 2020005470W WO 2021215566 A1 WO2021215566 A1 WO 2021215566A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna array
channel
antenna
array
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2020/005470
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
도희동
이남윤
로자노앙헬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
POSTECH Research and Business Development Foundation
Original Assignee
POSTECH Research and Business Development Foundation
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by POSTECH Research and Business Development Foundation filed Critical POSTECH Research and Business Development Foundation
Priority to PCT/KR2020/005470 priority Critical patent/WO2021215566A1/en
Publication of WO2021215566A1 publication Critical patent/WO2021215566A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309Measuring or estimating channel quality parameters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/391Modelling the propagation channel
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0456Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station

Definitions

  • This disclosure relates generally to a wireless communication system, and more particularly to an apparatus and method for transmitting a signal via an antenna array in a wireless communication system.
  • a wireless network is being operated to increase a signal gain by using a beamforming technique.
  • precoding By applying precoding, adjusting a phase applied to each antenna, or controlling the number of transport streams, it is possible to design a channel between a transmitter and a receiver.
  • various methods for designing an effective channel are required.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for designing an effective channel for increasing channel capacity in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for channel design using a structure of an antenna array, a distance between a transmitting end and a receiving end, and channel quality in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for configuring an optimal channel environment by changing a physical structure of an antenna array in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for configuring an optimal channel environment through rotation of a uniform linear array (ULA) in a wireless communication system.
  • ULA uniform linear array
  • the present disclosure provides an apparatus and method for configuring a channel environment through signal processing at a transmitting end or a receiving end in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for configuring a channel environment with low complexity through precoding using the characteristics of a line of sight (LOS) channel environment in a multi-antenna wireless communication system using ULA.
  • LOS line of sight
  • the apparatus of the transmitting end in the wireless communication system includes a transmit antenna array, at least one transceiver, and at least one processor, wherein the at least one processor obtains channel design information, configured to set the transmit antenna array based on the channel design information, and transmit a signal to a receiving end through the at least one transceiver and the transmit antenna array, wherein the channel design information is between antenna elements of the transmit antenna array may include a value of a parameter determined based on at least one of an interval of , an interval between antenna elements of the receiving antenna array of the receiving end, rotation information of the transmitting antenna array, and rotation information of the receiving antenna array.
  • the device of the receiving end in the wireless communication system includes a receiving antenna array, at least one transceiver, and at least one processor, wherein the at least one processor obtains channel design information, configured to set the receiving antenna array based on the channel design information, and to receive a signal from a transmitting end through the at least one transceiver and the receiving antenna array, wherein the channel design information includes an antenna of the transmitting antenna array of the transmitting end It may include a value of a parameter determined based on at least one of a spacing between elements, a spacing between antenna elements of the reception antenna array, rotation information of the transmission antenna array, and rotation information of the reception antenna array.
  • a method performed by a transmitter in a wireless communication system includes a process of obtaining channel design information, a process of setting a transmit antenna array based on the channel design information, and the transmit antenna array and transmitting a signal to a receiving end through , a parameter value determined based on at least one of rotation information of the reception antenna array.
  • a process of acquiring channel design information, a process of setting a receive antenna array based on the channel design information, and the reception and receiving a signal from a transmitting end through an antenna array wherein the channel design information includes: an interval between antenna elements of a transmitting antenna array of the transmitting end, an interval between antenna elements of the receiving antenna array, and a value of the transmitting antenna array It may include a value of a parameter determined based on at least one of rotation information and rotation information of the reception antenna array.
  • the apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure allow high channel capacity to be provided through a channel design in consideration of an array structure, a distance between a transmitter and a receiver, and channel quality.
  • the apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure enable efficient channel design through structural features of a uniform linear array (ULA).
  • ULA uniform linear array
  • FIG. 1 illustrates a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 2A to 2C are diagrams for explaining the principle of channel design in a line of sight (LOS) multiple input multiple output (MIMO) environment according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG 3 illustrates an operation flow of a transmitter for configuring an adaptive antenna array according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 illustrates an operation flow of a transmitter for rotation-based transmission of a uniform linear array (ULA) according to various embodiments of the present disclosure.
  • ULA uniform linear array
  • 5A to 5C illustrate an example of rotation-based transmission of a uniform linear array (ULA) according to various embodiments of the present disclosure.
  • ULA uniform linear array
  • FIGS 6A-6B illustrate examples of ULA rotation according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7A to 7C illustrate examples of ULA structures according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG 8 illustrates an example of sub-array selection according to ULA rotation according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 illustrates an operation flow of a transmitter for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • 10B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates an operation flow of a transmitter for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 illustrates an operation flow of a transmitter for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • 14A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 15 illustrates a configuration of a base station in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 16 illustrates a functional configuration of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the present disclosure relates to an apparatus and method for designing an optimal effective channel using an array antenna in a wireless communication system. Specifically, the present disclosure relates to an apparatus and method for adaptively configuring an effective channel through a change in physical deployment of antennas of a reconfigurable antenna array in a wireless communication system.
  • Signal-to-noise ratio is exemplarily described as a metric for signal gain, communication quality, signal quality, etc. used in the following description, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • SNR beam reference signal received power
  • RSRP reference signal received power
  • RSRQ reference signal received quality
  • RSSI received signal strength indicator
  • SINR signal to interference and noise ratio
  • CINR carrier to interference and noise ratio
  • EVM error vector magnitude
  • BER bit error rate
  • BLER block error rate
  • other terms having an equivalent technical meaning or other metrics indicating signal quality may be used.
  • an expression of more than or less than may be used, but this is only a description for expressing an example. It's not about exclusion. Conditions described as 'more than' may be replaced with 'more than', conditions described as 'less than', and conditions described as 'more than and less than' may be replaced with 'more than and less than'.
  • 1 illustrates a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure. 1 illustrates a base station 110 and a terminal 120 as some of nodes using a wireless channel in a wireless communication system.
  • the base station 110 includes an 'access point (AP)', an 'eNodeB (eNodeB)', a 'gNB (next generation node B)', and a '5G node (5th generation node).
  • AP 'access point
  • eNodeB eNodeB
  • 'gNB next generation node B
  • '5G node 5th generation node
  • the base station 110 may be implemented as distributed entities.
  • the base station 110 may be implemented by being divided into a DU and an RU.
  • a device that performs scheduling and a device that emits a signal according to the scheduling may be implemented at physically distinct locations.
  • the base station 110 may be connected to one or more 'transmission/reception points (TRP)'.
  • TRP 'transmission/reception points
  • the base station 110 may transmit a downlink signal to the terminal or receive an uplink signal through one or more TRPs.
  • the terminal 120 is a device used by a user, and performs communication with the base station 110 through a wireless channel. In some cases, at least one of the terminals 120 may be operated without the user's involvement. That is, the terminal 120 is a device that performs machine type communication (MTC) and may not be carried by a user.
  • the terminal 120 includes 'user equipment (UE)', 'mobile station', 'subscriber station', 'customer premises equipment' (CPE) other than a terminal. , 'remote terminal', 'wireless terminal', 'electronic device', or 'vehicle (vehicle) terminal', 'user device' or equivalent technical It may be referred to by other terms that have a meaning.
  • a terminal (eg, terminal 120) according to various embodiments of the present disclosure is, for example, a cellular phone, a smartphone, a computer, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer , a workstation, a server, a PDA, a portable multimedia player (PMP), an MP3 player, a medical device, a camera, a wearable device, and at least one of a multimedia system capable of performing a communication function.
  • the type of the terminal is not limited to the above example, of course.
  • the base station 110 or the terminal 120 may perform beamforming.
  • the beamforming may include transmit beamforming and receive beamforming. That is, the base station 110 and the terminal 120 may impart directivity to a transmission signal or a reception signal.
  • the base station 110 and the terminal 120 may select serving beams through a beam search or beam management procedure. After serving beams are selected, subsequent communication may be performed through a resource having a quasi co-located (QCL) relationship with a resource that has transmitted the serving beams.
  • the terminal 120 and the base station 110 may transmit and receive radio signals in millimeter wave (mmWave) bands (eg, 28 GHz, 30 GHz, 38 GHz, and 60 GHz).
  • mmWave millimeter wave
  • the first antenna port and the second antenna port are said to be in a QCL relationship.
  • a wide range of characteristics include delay spread, Doppler spread, Doppler shift, average gain, average delay, spatial receiver parameter. may include at least one of
  • the terminal 120 may perform a synchronization procedure and a cell search procedure through a primary synchronization signal (PSS), a secondary synchronization signal (SSS), and a physical broadcast channel (PBCH). Thereafter, the terminal 120 may perform an access procedure to complete the access to the network through the base station 110 .
  • the terminal 120 transmits a preamble through a physical random access channel (PRACH) and receives a response message to the preamble through a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PRACH physical random access channel
  • PDCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the UE may perform PDCCH/PDSCH reception and physical uplink shared channel (PUSCH)/physical uplink control channel (PUCCH) transmission as a general uplink/downlink signal transmission procedure.
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PUCCH physical uplink control channel
  • Such an access procedure may be variously used for initial access, uplink synchronization adjustment,
  • a beamforming structure for increasing a signal gain according to an increasing frequency band is introduced.
  • a beamforming technique is used.
  • Beamforming in general, uses a plurality of antennas to concentrate the arrival area of radio waves or to increase the directivity of reception sensitivity for a specific direction. Accordingly, in order to form beamforming coverage instead of using a single antenna to form a signal in an isotropic pattern, a communication node may have multiple antennas.
  • a form in which a plurality of antennas are aggregated may be referred to as an antenna array, and each antenna included in the array may be referred to as an array element or an antenna element.
  • embodiments of a linear array are described as an example of the antenna array in the present disclosure, but may be configured in various forms such as a planar array and a cores-pol array.
  • the channel between the transmitting end and the receiving end may change due to various reasons such as time, frequency, or an obstacle between space, and accordingly, it may be required that the transmitting end and the receiving end process an appropriate signal in response to the changing channel.
  • the present disclosure since it is affected by controllable characteristics such as time, frequency, or spatial resources, as well as communication distance, channel diversity according to a specific place, channel change due to obstacles (such as LOS environment), etc., the present disclosure is not limited to these factors also propose a considered channel design method.
  • the present disclosure proposes an apparatus and method for constructing an optimal effective channel by reconstructing the physical properties of the antenna of the structure of the array (eg, rotation of the array, selection of a sub-array, change of angle).
  • the present disclosure also proposes a method for reducing the complexity by using techniques such as maximum ratio transmission (MRT) and maximum ratio combining (MRC).
  • MRT maximum ratio transmission
  • MRC maximum ratio combining
  • various embodiments of the present disclosure may be applied to various types of communication nodes other than the base station and the terminal.
  • various embodiments of the present disclosure may be applied to a field with relatively low mobility (eg, LOS MIMO).
  • embodiments of the present disclosure may also be applied to wireless communication between distributed base stations.
  • embodiments of the present disclosure may be applied to wireless communication between a DU of a base station and an RU of a base station.
  • embodiments of the present disclosure may be applied to wireless communication between a CU of a base station and a DU of a base station. Since the base station components (CU, DU, RU, etc.) have relatively low mobility compared to the terminal, it is easy to design a channel between the two components.
  • embodiments of the present disclosure may be applied to an electronic device (eg, CPE) in a fixed wireless access (FWA) or fixed wireless systems (FWS) environment. Since the electronic device transmits or receives a signal in a high frequency band and has relatively low mobility, it is easy to design a channel between the electronic device and a communication node (eg, a base station).
  • a communication node eg, a base station
  • embodiments of the present disclosure may also be applied to an IAB node (integrated access and backhaul).
  • the IAB node may perform communication through a backhaul connection with another IAB node or base station within a specified distance, or may perform communication through a radio access network (RAN).
  • RAN radio access network
  • one or more IAB nodes may be deployed for the base station. After deployment, since each IAB node has relatively low mobility, it is easy to design a channel between nodes in backhaul communication of the IAB node.
  • embodiments of the present disclosure may also be applied to vehicle-to-vehicle communication (eg, V2X, vehicle to vehicle (V2V)).
  • V2X vehicle to vehicle
  • V2V vehicle to vehicle
  • FIGS. 2A to 2C are diagrams for explaining the principle of channel design in a line of sight (LOS) multiple input multiple output (MIMO) environment according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2A shows a perspective view 201 of a channel model.
  • the transmit antenna array may include a plurality of transmit antenna elements.
  • a first antenna disposed at the mth position from the reference is illustrated.
  • the first antenna may correspond to an md t length.
  • d t denotes a spacing between elements on the array of the first antenna.
  • the receiving end antenna array may include a plurality of receiving antenna elements.
  • a second antenna disposed at the nth position from the reference is illustrated.
  • the second antenna may correspond to nd r length.
  • d r denotes an interval between elements on the second antenna.
  • a distance between the first antenna and the second antenna may be D.
  • the first antenna has a length of md t and may be located on the xy plane.
  • the first antenna may form an angle of ⁇ t with the x axis on the xz plane (eg, corresponding to (md t , ⁇ t , 0) on the polar coordinate system).
  • the second antenna has a length of nd r and may form an angle of ⁇ r with the x-axis.
  • the second antenna projected on the yz plane may form an angle between the z axis and ⁇ r (eg, corresponding to (nd r , ⁇ r , ⁇ r ) in the polar coordinate system).
  • 2B shows a front view 203 of the channel model.
  • the xz plane in the perspective view 201 is shown.
  • 2C shows a top view 205 of the channel model.
  • the yz plane in the perspective view 201 is shown.
  • the distance between the two antenna elements that is, the distance between the first antenna and the second antenna, may be defined as d n,m .
  • d n,m may be determined by the following equation.
  • the z-axis, x-axis, and y-axis distances between the two antennas may correspond to D+nd r sin ⁇ r cos ⁇ r -md t sin ⁇ t ,nd r cos ⁇ r -md t cos ⁇ t , md r sin ⁇ r sin ⁇ r , respectively.
  • the physical distance between the two antennas may be defined as follows.
  • N max is that the larger of N t and N r
  • N max indicates the lesser of N t and N r.
  • the channel between the transmit antenna array and the receive antenna array is deterministic according to the positions of the antennas.
  • the channel between the m-th transmit antenna and the n-th receive antenna may be expressed as follows.
  • d n,m is the distance between the m-th transmit antenna and the n-th receive antenna
  • G t is the transmit antenna gain
  • G r is the receive antenna gain
  • represents the carrier wavelength
  • Equation 1 if the size of the antenna is sufficiently small compared to the communication distance, is independent of m and n, and the channel can be simplified as
  • h n,m represents a channel between the m-th transmit antenna and the n-th receive antenna.
  • D represents the communication distance, that is, the distance between the transmitting end and the receiving end.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • Equation 3 the LOS channel can be normalized as follows.
  • h n,m represents a channel between the m-th transmit antenna and the n-th receive antenna.
  • d n,m is the distance between the mth transmit antenna and the nth receive antenna, and ⁇ represents the carrier wavelength.
  • the channel capacity is expressed as follows.
  • means the number of sub-channels (ie, transmission rank). In consideration of waterfilling, power expressed in SNR/ ⁇ is allocated to each sub-channel, It is required to have a singular value of Here, ⁇ may depend on the SNR.
  • Equation 6> the channel is approximately as a singular value should have 0 as the remaining singular values. If the same power is allocated to non-zero subchannels of such a channel, the upper bound of Equation (6) can be achieved. here can be defined as
  • c may be a specified value (eg, -1 - 2/W 0 (-2/e 2 )).
  • Various embodiments of the present disclosure propose an antenna structure for achieving the upper bound of Equation (6). That is, a channel is reconstructed through the structure of the antenna, and an antenna satisfying the upper bound condition of Equation (6) is proposed according to the reconstructed channel.
  • a modelable uniform linear antenna array is disposed at a transmitting end and a receiving end as shown in FIGS. 2A to 2C .
  • d n,m may be replaced with ⁇ Equation 0>.
  • h n,m can be approximated by the following equation.
  • the exponential function part may be composed of four parts.
  • the first component is the communication distance D
  • the second component is the parameters of the receiving end
  • the fourth component is the parameters of the transmitting end
  • the third component may be used to calculate the singular value of the channel matrix. That is, the channel matrix between the transmitting end and the receiving end may share a singular value with the following matrix.
  • the matrix H ULA ( ⁇ ) Due to the characteristics of the LOS MIMO channel using the ULA, the matrix H ULA ( ⁇ ) has approximately ⁇ N min all of the same singular values, and the remaining singular values may be close to zero. Therefore, when the following equation is satisfied, the upper bound of ⁇ Equation 6> can be achieved.
  • a transmit/receive antenna array according to various embodiments may satisfy the following equation.
  • d t represents an interval between elements of the transmit antenna array.
  • d r represents an interval between elements of the receiving antenna array.
  • ⁇ Equation 10> can be simplified as follows through ⁇ Equation 9> and ⁇ Equation 11>.
  • FIGS. 2A to 2C illustrate the principle of channel design for improving communication quality at the transmitting end and the receiving end.
  • the equations mentioned through FIGS. 2A to 2C are an example of a principle for designing channels of a transmitting end and a receiving end, which will be described later, and a specific equation is not intended to limit other embodiments of the present disclosure.
  • channel design is not limited to a linear array.
  • the above results can be naturally extended to parallel uniform rectangular arrays (URA).
  • H URA ( ⁇ h , ⁇ v ) gives ( ⁇ h min(N r,h , N t,h ))( ⁇ v min(N r,v , N t,v )) all equal singular values and the remaining singular values can be close to zero.
  • the number of singular values of ( ⁇ h min(N r,h , N t,h ))( ⁇ v min(N r,v , N t,v )) is When ⁇ h and ⁇ v are adjusted so that
  • a rank of a channel may mean the number of independent paths within a channel.
  • the number of transport streams may be defined according to an independent path of a channel.
  • the maximum value of the rank is the minimum value of the number of transmit antennas (N t ) and the number of receive antennas (N r ). It is known that full-rank is suitable for obtaining high channel capacity at high SNR. However, at low SNR, full-rank may not be advantageous for obtaining high channel capacity. In order to reach a low SNR upper bound, it is necessary to determine an appropriate number of ranks, rather than always aiming for a full-rank. Accordingly, various embodiments of the present disclosure may consider signal quality as in Equation 7 when calculating a rank.
  • the number of non-zero singular values may be defined as a rank.
  • Various embodiments of the present disclosure provide not only general channel capacity calculation, but also a method of determining the RI that is the basis of PMI and CQI calculation of CSI defined in 3GPP, or determining the number of data streams based on feedback information and applying precoding. It can be applied in various MIMO communication methods, such as a communication method. Based on the LOS MIMO channel principle described with reference to FIGS. 2A to 2C , the operations for the actual transmitting end and the receiving end to design an effective channel and transmitting a signal through the design are described with reference to FIGS. 3 to 8 .
  • a communication node exemplifies a transmitting end or a receiving end. It may be the base station 110 of FIG. 1 , the terminal 120 , or other network entity.
  • the communication node may acquire channel design information based on the structure of the antenna array, the communication distance, and the communication quality.
  • information on the values of parameters related to the physical arrangement of the antenna array, such as ⁇ is referred to as channel design information and described.
  • the parameters related to the physical arrangement include the number of transmit antenna elements in the antenna array of the transmitting end, the spacing between transmit antenna elements, the degree of rotation of the antenna array of the transmitting end, the number of receive antenna elements in the antenna array of the receiving end, and the number of receive antenna elements between the receive antenna elements. It may include at least one of an interval, a rotation degree of the antenna array of the receiving end, and a physical distance between the transmitting end and the receiving end. In this case, for example, the degree of rotation may be calculated based on an axis orthogonal to the communication direction.
  • the channel design information may be defined in various ways.
  • the channel design information may include a parameter (eg, ⁇ ) defined by a combination of each parameter, rather than a value of each parameter.
  • the channel design information may include a value of a parameter defined as a product of an interval between receive antenna elements and an interval between transmit antenna elements.
  • the channel design information may include a value of a parameter defined by an effective length (eg, d r cos ⁇ r ) of the receiving antenna elements.
  • the channel design information may include ⁇ of Equation (9).
  • the corresponding parameters may be excluded from the values of parameters of the channel design information to be newly calculated.
  • the parameters of the channel design information may be simplified to ⁇ r and ⁇ t as shown in Equation 12.
  • the parameter may be simplified to ⁇ r as the parameter of the channel design information.
  • parameters related to the receiver may be determined based on a specified value or information fed back from the receiver.
  • parameters related to the transmitting end are based on a specified value or configuration information from the transmitting end (eg, radio resource control (RRC) of 3GPP, medium access control (MAC)) It can be determined by a control element (CE) or downlink control information (DCI).
  • RRC radio resource control
  • MAC medium access control
  • CE control element
  • DCI downlink control information
  • the communication node may obtain information about channel quality (eg, SNR).
  • the communication node may determine the number of sub-channels corresponding to the channel quality, that is, a transmission rank (hereinafter, an optimal rank).
  • the transmission rank is not unconditionally set to full-rank (minimum number of antennas (N min )).
  • the communication node may identify a range according to channel quality, and identify the optimal number of ranks corresponding to the range.
  • the communication node may determine the optimal number of ranks corresponding to each range according to the channel quality as a value of 1 or more and N min or less.
  • the communication node includes the communication quality, the number of transmit antennas (that is, the number of antenna elements of the transmitting end participating in MIMO communication), and the number of receiving antennas (that is, participating in MIMO communication) within a certain range.
  • An optimal rank value may be determined based on the number of antenna elements of the transmitter).
  • the communication node may configure the antenna array based on the channel design information.
  • the channel design information may include physical attitude control values of the antenna array. Various values may be defined according to a method for controlling the physical posture of the antenna array.
  • the communication node may rotate the antenna array.
  • the rotation direction of the antenna array may be defined based on a plane orthogonal to the communication direction. Specific embodiments related to rotation are described with reference to FIGS. 4 to 7 .
  • the channel design information is defined based on parameters related to the actual communication distance of the antenna element of the transmit antenna array and the antenna element of the receive antenna array, the communication node in the antenna array, Example: Under the conditions for satisfying ⁇ Equation 6> and ⁇ Equation 10>), an optimal sub-array may be selected. Specific embodiments related to rotation related to sub-array selection are described with reference to FIG. 8 .
  • the communication node may select a specific transmission unit when it includes a plurality of transmission units (eg, RUs in a distributed configuration of base stations). Since the channel design information includes the distance between the transmitting end and the receiving end as a parameter, it is possible to select a transmission unit that satisfies or is close to an upper bound condition of the channel capacity (eg, ⁇ Equation 6> and ⁇ Equation 10>). This principle can be applied in a similar way in installing a suitable communication unit to service a fixed terminal.
  • FIG. 4 illustrates an operation flow of a transmitter for rotation-based transmission of a uniform linear array (ULA) according to various embodiments of the present disclosure.
  • ULA uniform linear array
  • the transmitting end may obtain rotation information from channel design information.
  • the channel design information may include a value of rotation information.
  • the rotation information means the rotation angle of the transmitting end antenna array or the rotation angle of the receiving end antenna array required under the conditions for satisfying the upper bound condition of the channel capacity (eg, ⁇ Equation 6> and ⁇ Equation 10>) do.
  • the rotation angle at the transmitting end or the rotation angle at the receiving end may be fixed.
  • rotation information of the receiving end may be omitted from the channel design information.
  • the channel design information may include only rotation information of the transmitter. An operation according to the rotation information of the receiving end may be defined in the operation of the receiving end.
  • the transmitting end may set the physical arrangement of the antenna array according to the rotation information.
  • the rotation information may include a rotation angle.
  • the rotation information may further include a rotation direction.
  • the rotation direction of the rotation information may be fixed.
  • the transmitting end may change the physical posture of the antenna array according to the rotation information.
  • the transmitting end may rearrange the antenna array.
  • the rotation information may directly indicate a value for an angle requiring rotation of the transmitter.
  • the rotation information may include an index indicating a predefined arrangement type of the antenna array. That is, the degree of rotation of the antenna array may be divided into a plurality of ranges, and rotation information may be indicated in the form of an index indicating a specific range.
  • the transmitting end may transmit a signal through an antenna array according to a physical arrangement.
  • the transmitting end may transmit a signal through the rearranged antenna array.
  • 5A to 5C illustrate examples of antenna reconstruction of a uniform linear array (ULA) according to various embodiments of the present disclosure.
  • the transmitter 510 may include a precoder 511 , a phase shifter 512 , and an antenna array 513 .
  • the precoder 511 may be a DFT precoder including a discrete fourier transform (DFT) matrix.
  • An appropriate DFT precoding matrix may be constructed to construct an effective channel applied to multiple streams.
  • the operation of the precoder 511 may correspond to digital beamforming.
  • the phase shifter 512 is configured such that the antenna array 513 forms a beam by changing a phase appropriate to a signal input to each of the antenna elements of the antenna array or sub-array.
  • the operation of the phase shifter 513 may correspond to analog beamforming.
  • a power amplifier (PA) may also be included as an example of a beamforming implementation.
  • PA power amplifier
  • the receiving end 520 may include a receiver 521 and an antenna array 523 .
  • the receiver 521 may perform an operation such as an equalizer to more effectively configure an effective channel with the transmitter 510 .
  • the receiver 521 may restore signals through additional processing (eg, phase transformation, inverse DFT (IDFT), etc.) on signals received from the antenna array 523 .
  • the receiver 521 may be configured as a maximum ratio combining (MRC) receiver according to various embodiments.
  • the antenna array 523 may be a reconfigurable linear array.
  • the receiving end 520 may rotate the antenna array 523 to design an effective channel.
  • the receiving end 520 may identify a singular value corresponding to a channel quality (eg, SNR) range.
  • a mapping relationship corresponding to the channel quality and the singular value may be defined.
  • the receiving end 520 may identify a range of channel quality. If it corresponds to a low quality, the optimal rank may be determined as 1.
  • the receiving end 520 may obtain rotation information of the receiving end corresponding to the optimal rank.
  • the receiving end 520 may transmit/receive data by selecting one of the structures configurable by the antenna array 523 .
  • the receiving end 520 may reconfigure the antenna array 523 based on the rotation information. By rotating the antenna array, the receiving end 520 can achieve the same effect as using several equal antenna arrays.
  • the receiving end 520 may select a sub-array for effective channel design.
  • a sub-array may be defined according to a range of channel quality.
  • the antenna array 523 may include sub-arrays corresponding to each channel quality range. In the case of low channel quality, the arrangement of the antenna array 523 may correspond to the first arrangement.
  • the receiving end 520 may identify the first sub-array 541 corresponding to the first arrangement.
  • the receiving end 520 may communicate with the transmitting end 510 through the first sub-array 530 .
  • the arrangement of the antenna array 523 may correspond to the second arrangement.
  • the receiving end 523 may obtain preferred angle information based on the channel quality and identify the second sub-array 542 corresponding to the antenna arrangement of the corresponding angle information (eg, the intermediate range of Equation 7).
  • the receiving end 520 may communicate with the transmitting end 510 through the second sub-array 542 .
  • the arrangement of the antenna array 523 may correspond to the third arrangement.
  • the receiving end 520 may identify the third sub-array 543 corresponding to the third arrangement.
  • the receiving end 520 may communicate with the transmitting end 510 through the third sub-array 543 .
  • the receiving end 520 identifies and changes the sub-array of the antenna array 523 corresponding to the angle based on the angle information, or maintains the current communication sub-array (when the same sub-array is identified) with the transmitting end 510 You can keep it in optimal condition.
  • the transmitting end 510 or the receiving end 520 may define more than three number of channel quality ranges, and may include more than three sub-arrays. Conversely, in some embodiments, the transmitting end 510 or the receiving end 520 may determine a reference value and define only high and low channel quality. The transmitting end 510 or the receiving end 520 may include a sub-array corresponding to high quality and a sub-array corresponding to low quality.
  • 6A-6B illustrate examples of ULA rotation according to various embodiments of the present disclosure.
  • 6A shows an example of a rotation structure of a reconfigurable antenna array for transmitting or receiving a signal by applying the rotation information of FIGS. 4 to 5C .
  • a front view 601 of the rotating structure is shown.
  • a perspective view 603 of the rotating structure is shown.
  • the rotation structure may include a structure in which the ULA is attached to a plane and rotatable in a clockwise or counterclockwise direction.
  • the rotation axis of the antenna array may be located at the center of the array antenna ( 701 ). It may be easy to design a channel according to rotation information. According to another embodiment, the rotation axis of the antenna array may be located at a location other than the center of the array antenna (eg, the end of the antenna array) (703). According to another embodiment, the rotation axis of the antenna array may be located in a different part from the array antenna array ( 705 ). By not necessarily limiting the arrangement of the rotation axis on the antenna array, more diverse design scenarios can be covered.
  • 6A to 6B and 7A to 7C illustrate an antenna array structure for reconstructing an effective channel through ULA rotation between a transmitting end and a receiving end.
  • these structures are only examples for implementation, and other exemplary embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • the method of simply applying the rotation information value through physical rotation but also the method of selecting sub-arrays in the antenna array (eg, in FIG. 8 ) that have been opportunistically rotated (that is, in a state that already forms a rotation angle from a channel point of view) By applying rotation information, an effective channel can be designed.
  • FIG. 8 illustrates an example of sub-array selection according to ULA rotation according to various embodiments of the present disclosure.
  • a method of adjusting ⁇ r and ⁇ t when physical parameters d r , d t , N r , N t , ⁇ , and D there is a method of selecting a suitable component from among a plurality of transmit/receive antenna components. .
  • a method of selecting a sub-array of an antenna array is described in FIG. 8 .
  • the antenna array 800 may include three sub-arrays.
  • the antenna array 800 may include a first sub-array 801 , a second sub-array 803 , and a third sub-array 805 .
  • the first sub-array 801 may correspond to a high SNR
  • the second sub-array 803 may correspond to a mid-range SNR
  • the third sub-array 805 may correspond to a low SNR.
  • High and low may be defined according to a specified range (eg, ⁇ Equation 7>).
  • Each sub-array has the same length, but may have different effective lengths based on high SNR.
  • the effective length 811 of the first sub-array 801 may be L.
  • a transmitter may receive feedback channel information and acquire channel design information.
  • the transmitter may select one sub-array from among a plurality of sub-arrays through the channel design information.
  • the transmitting end may transmit to the receiving end using the selected sub-array.
  • a receiving end may select one sub-array from among a plurality of sub-arrays through estimated channel information.
  • the receiving end may receive a signal transmitted from the transmitting end through the selected sub-array.
  • the design and operation methods of a reconfiguration antenna for achieving a high data transmission rate in a LOS MIMO environment have been described with reference to FIGS. 2A to 8 .
  • the apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure may achieve a high data transmission rate by selecting an array or arrangement having an appropriate beamforming gain and a multiplexing gain.
  • the maximum channel capacity that is, the maximum transmission speed, is achieved even at a low SNR, so that high communication efficiency can be described in various environments.
  • the ULA type antenna array or the URA type antenna array is referred to, but the reconfigurable UCA (uniform circular array) type antenna is also referred to as a reconfigurable UCA type antenna in the form of adjusting the radius to optimize the channel capacity according to the distance. It may be understood as an embodiment of the present disclosure.
  • a precoding matrix (eg, a DFT precoder) of the precoder 511 of the transmitter 510 may be F.
  • the MRC precoding in the receiver 521 is H * and the IDFT precoding F *, the following equation may be satisfied.
  • interference-free subchannels can be obtained. Also, the same effect can be obtained by performing IDFT precoding at the transmitting end 510 and MRC precoding and DFT precoding at the receiving end 520 as follows.
  • DFT precoding F and MRT precoding H * may be applied at the transmitting end
  • IDFT precoding F * may be applied at the receiving end.
  • IDFT precoding F * and MRT precoding H * may be applied at the transmitting end
  • DFT precoding F may be applied at the receiving end
  • both sides of the channel matrix of ⁇ Equation 8> must be multiplied by the diagonal matrix D that rotates the phase so that it becomes the same as the actual channel matrix expressed in ⁇ Equation 7-0>, as shown in FIGS. 5A to 5C Phase shifters may be required.
  • MRC/MRT precoding and DFT/IDFT precoding at the receiving end/transmitting end may be considered as precoding of one block, and this may be considered as MRC/MRT for an effective channel.
  • the precoding for the low-complexity design described through ⁇ Equation 15> to ⁇ Equation 18> does not need to be performed only in the digital stage, and may be performed in the analog stage according to an embodiment.
  • the precoding for low complexity may be implemented in the form of hybrid beamforming (or hybrid precoding) in which digital beamforming and analog beamforming are combined.
  • the number of necessary RF chains may be smaller than the number of antennas.
  • D corresponding to the beamforming matrix before and after H may be defined.
  • An effective channel matrix for forming a diagonal matrix as shown in ⁇ Equation 15> to ⁇ Equation 18> is F * D * H * HDF, FD * H * HDF * , F * D * HH * DF, or FD * It may consist of HH * DF *.
  • precoding eg, SVD (Singular Value Decomposition)
  • the receiving end receives a signal transmitted from the transmitting end (e.g., as a reference signal, SS/PBCH block, CSI -RS, CRS, etc.) may generate channel information and feed back channel information to the transmitter In this case, in some embodiments, the receiver may feed back all channel information H to the transmitter. Alternatively, in some other embodiments, the receiving end Only information on singular values (eg, largest right singular vectors) may be fed back to the transmitter. In some other embodiments, the receiving end Other information for determining singular values of n may be fed back to the transmitter.
  • singular values eg, largest right singular vectors
  • parameters included in CSI (channel state information) of LTE or NR system of 3GPP may be used to determine at least one of the above-described rank and singular value.
  • the receiving end can more accurately grasp the channel environment by estimating the channel based on the signal transmitted from the transmitting end.
  • the transmitter may more accurately identify the channel between the receivers through signaling.
  • signaling and precoding of a transmitter and a receiver for effective channel design in a feedback environment eg, closed loop (CL)-MIMO
  • FIG. 9 illustrates an operation flow of a transmitter for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure. Although it is described as an operation of the transmitting end in FIG. 9, it goes without saying that the corresponding operation is also applicable to the receiving end.
  • the transmitter may receive feedback information including singular value information.
  • the singular value information means information related to singular value vectors (or matrices) obtained based on the channel estimation result at the receiving end.
  • the singular value information may refer to information informing the transmitter to configure an effective channel according to the channel matrix H in a diagonal matrix at the receiver.
  • the receiving end may feed back information on the desired precoding at the transmitting end according to MRC precoding, IDFT precoding, or receive beamforming matrix to be applied at the receiving end.
  • the feedback information may include PMI or CRI of CSI.
  • the feedback information may further include rank information.
  • the rank information may mean the number of ranks preferred by the receiving end.
  • the feedback information may include an RI of CSI.
  • the effective channel design (eg, satisfying the conditions of Equation 6 and Equation 10) of the present disclosure may be applied to a method for calculating a rank at the receiving end.
  • the feedback information may include information on a preferred channel in addition to singular value information.
  • the receiving end may feed back information about a modulation scheme or a coding rate desired by the receiving end. Such information may indirectly indicate communication quality.
  • the rank may be indicated in the form of RI of CSI.
  • the feedback information may include a CQI of CSI. The transmitting end obtains the SNR from the CQI, and may derive an appropriate rank and singular values to achieve the upper bound of Equation (6).
  • the transmitting end may perform precoding.
  • the transmitting end may select a precoder for constructing the diagonal matrix exemplified in Equations 15 to 18.
  • the transmitter may derive a precoding matrix obtained through singular value decomposition of a channel.
  • the transmitter may derive a precoding matrix based on the feedback information received in step 901 .
  • the transmitter may apply the precoding matrix according to the feedback information as it is.
  • the effective channel design eg, ⁇ Equation 15> to ⁇ Equation 18>
  • the effective channel design eg, ⁇ Equation 15> to ⁇ Equation 18>
  • the effective channel design eg, ⁇ Equation 15> to ⁇ Equation 18>
  • the effective channel design eg, ⁇ Equation 15> to ⁇ Equation 18>
  • the transmitting end may transmit a signal.
  • the transmitter may reconfigure the antenna array based on given channel information (eg, channel quality (SNR)).
  • channel information eg, channel quality (SNR)
  • the transmitting end obtains the values of the channel design information from the feedback information. can decide Values of such channel design information may depend on channel quality (eg, SNR).
  • the transmitting end may acquire a range of channel quality desired by the receiving end based on the feedback information.
  • the transmitting end may determine the number of singular values (ie, the number of transmission ranks) and the singular value based on the acquired channel quality range.
  • the antenna array can be reconfigured in a variety of ways.
  • the transmitter may obtain rotation information based on the number of singular values and rotate the antenna array to correspond thereto. In some other embodiments, the transmitter may obtain angle information based on the number of singular values and select a sub-array of the antenna array to correspond thereto.
  • 10A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • 10B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • the transmitter 1000 may include a plurality of antennas.
  • the receiving end 1050 may include a plurality of antennas.
  • the receiving end 1050 may perform channel estimation.
  • the receiving end may acquire information on H through channel estimation.
  • H may be expressed in the form of U ⁇ V *.
  • U may be referred to as left singular vectors (or left singular matrix)
  • V may be referred to as right singular vectors (or right singular matrix).
  • U and V may be calculated in consideration of a rank in which a condition for the maximum channel capacity (eg, ⁇ Equation 6> and ⁇ Equation 10>) is satisfied.
  • the receiving end 1050 feeds back information related to V to the transmitting end 1000 , and the receiving end 1050 as an equalizer may apply U * to the SVD precoder.
  • information related to a preferred channel may be additionally transmitted to the transmitter 1000 for reconfiguration of the antenna array.
  • the transmitter 1000 may determine the number of transport streams based on rank information.
  • the transmitter 1000 may determine the size of the precoding matrix according to the number of transport streams.
  • the transmitter 1000 may determine the number of singular values based on the channel quality and derive each singular value.
  • the transmitter 1000 may activate antenna elements or RF chains according to the derived number.
  • the transmitter 1000 may select a precoder based on the feedback information.
  • the transmitter 1000 may select a sub-array of the antenna array to which the selected transmission rank and precoder are to be applied.
  • the transmitter 1000 may transmit data streams through the selected sub-array.
  • the receiving end 1050 may select a sub-array for receiving data streams.
  • the receiver 1050 may select a sub-array to which the selected equalizer or the like is applied based on the above-described channel estimation result.
  • the receiving end 1050 may obtain data to be transmitted from the transmitting end 1000 by processing and demodulating the received streams.
  • 10A and 10B show that the sub-array is selected, embodiments of the present disclosure are not limited thereto. Increasing the channel capacity by rotating the antenna array may also be understood as an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates an operation flow of a transmitter for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure. Although it is described as an operation of the transmitting end in FIG. 11, it goes without saying that the corresponding operation is also applicable to the receiving end.
  • the transmitter may receive feedback information including phase information.
  • the phase information may mean information related to phase transformation values of elements of the antenna array.
  • the receiving end may transfer feedback information for recommending phase shift values suitable for the transmitting end to the transmitting end in order to increase the channel capacity with the transmitting end.
  • the effective channel design eg, ⁇ Equation 15> to ⁇ Equation 18>
  • the effective channel design may also be applied to a method of calculating the recommended phase information at the receiving end.
  • the phase information may include an indicator.
  • the transmitter may transmit signals through a plurality of beams, and the receiver may generate feedback information in the form of indicating a preferred beam among the plurality of beams.
  • the receiving end may transmit feedback information including an indicator indicating a preferred beam to the transmitting end.
  • this indicator may include a CSI-RS resource indicator (CRI) or an SS/PBCH block resource indicator (SSBRI).
  • the phase information may include a beamforming weight to be applied at the transmitting end.
  • the phase information may indicate a phase transformation matrix (or phase transformation values) indicating a specific beamforming weight among a plurality of beamforming weight matrices.
  • the feedback information may include information on a preferred channel in addition to phase information.
  • the receiving end may feed back information about a modulation scheme or a coding rate desired by the receiving end. Such information may indirectly indicate communication quality.
  • the feedback information may include a CQI of CSI.
  • the transmitting end obtains the SNR from the CQI, and may derive an appropriate rank and singular values to achieve the upper bound of Equation (6).
  • the transmitting end may perform a phase transformation.
  • the transmitting end may select beamforming weights for constructing the diagonal matrix exemplified in Equations 15 to 18 through effective channel design together with receive beamforming applied to the receiving end.
  • the transmitter may perform phase transformation based on the feedback information received in step 1101 .
  • the transmitting end may transmit a signal.
  • the transmitting end obtains the values of the channel design information from the feedback information. can decide
  • the description of step 905 of FIG. 9 may be applied in the same or similar manner.
  • 12A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • 12B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • the transmitter 1200 may include a plurality of antennas.
  • the receiving end 1250 may include a plurality of antennas.
  • the receiving end 1250 may perform channel estimation.
  • the receiving end 1250 may obtain information on H through channel estimation.
  • the receiving end 1250 may calculate a rank suitable for a channel estimated through channel information.
  • the receiving end 1250 may determine a rank for achieving the maximum capacity based on the channel quality obtained from the channel.
  • the receiving end 1250 may determine an optimal rank through the effective channel design (eg, satisfying the conditions of Equations 6 and 10) of the present disclosure.
  • the receiving end 1250 may transmit the information on the channel quality to the transmitting end 1200 by including it in the feedback information.
  • the receiving end 1250 may obtain first phase information to be applied by the receiving end 1250 and second phase information to be applied by the transmitting end 1250 through the channel information.
  • the receiving end 1250 may feed back the second phase information to the transmitting end 1200 .
  • the first phase information may correspond to a reception beamforming weight
  • the second phase information may correspond to a transmission beamforming weight.
  • information related to a preferred channel eg, channel quality, channel index
  • the transmitter 1200 may determine the number of singular values based on the channel quality and derive each singular value.
  • the transmitter 1200 may activate antenna elements or RF chains according to the derived number.
  • the transmitter 1200 may determine phase transformation values to be applied (ie, beamforming weight) based on the phase information.
  • phase transformation values to be applied ie, beamforming weight
  • a diagonal matrix of an effective channel may be designed according to the feedback from the receiver 1250 .
  • the transmitter 1200 may select a sub-array of the antenna array to which the selected transmission rank and phase information are to be applied.
  • the transmitter 1200 may transmit data streams through the selected sub-array.
  • the receiving end 1250 may select a sub-array for receiving data streams.
  • the receiver 1250 may select a sub-array to which the selected equalizer or the like is applied based on the above-described channel estimation result.
  • the receiving end 1250 may process the received streams through MRC precoding. Specifically, the receiving end 1250 may obtain the processed signals through MRC precoding and phase transformation.
  • the receiving end 1250 may acquire data to be transmitted from the transmitting end 1200 by demodulating the processed signals. Meanwhile, the receiving end 1250 may use the rank obtained from the channel estimation result for sub-array selection or MRC precoding.
  • the number of antenna elements in the sub-array may depend on the obtained transmission rank.
  • the matrix size of MRC precoding may depend on the obtained transmission rank.
  • FIG. 13 illustrates an operation flow of a transmitter for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure. Although it is described as an operation of the transmitting end in FIG. 13, it goes without saying that the corresponding operation is also applicable to the receiving end.
  • the transmitter may receive feedback information including phase information and rank information.
  • the transmitting end may receive feedback information including phase information.
  • the phase information may mean information related to phase transformation values of elements of the antenna array.
  • the description of the phase information may be applied in the same or similar manner as the description of the phase information of FIG. 11 .
  • the transmitter may receive feedback information including rank information.
  • the rank information may mean the number of ranks preferred by the receiving end.
  • the feedback information may include an RI of CSI.
  • the description of the rank information may be applied in the same or similar manner to the description of the rank information of FIG. 9 .
  • the transmitting end may identify the number of transport streams.
  • the transmitting end may determine the number of singular values (ie, the number of transmission ranks) and the singular value based on the acquired channel quality range.
  • the transmitting end may activate as many antennas as the number corresponding to the rank among the number of transmit antennas.
  • the transmitting end may perform a phase transformation.
  • the transmitting end may select beamforming weights for constructing the diagonal matrix exemplified in Equations 15 to 18 through effective channel design together with receive beamforming applied to the receiving end.
  • the transmitter may perform phase transformation based on the feedback information received in step 1301 .
  • the transmitting end may transmit a signal.
  • the transmitting end obtains the values of the channel design information from the feedback information. can decide
  • the description of step 905 of FIG. 9 may be applied in the same or similar manner.
  • the transmitting end may determine the number of singular values (ie, the number of transmission ranks) and the singular value based on the acquired channel quality range.
  • the antenna array can be reconfigured in a variety of ways.
  • the transmitter may obtain rotation information based on the number of singular values and rotate the antenna array to correspond thereto.
  • the transmitter may obtain angle information based on the number of singular values and select a sub-array of the antenna array to correspond thereto.
  • 14A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • 14B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.
  • the transmitter 1400 may include a plurality of antennas.
  • the receiving end 1450 may include a plurality of antennas.
  • the receiving end 1450 may perform channel estimation.
  • the receiving end 1450 may obtain information on H through channel estimation.
  • the receiving end 1250 may calculate a rank suitable for a channel estimated through channel information.
  • the receiving end 1250 may transmit information indicating the calculated rank by including it in the feedback information.
  • the receiving end 1450 may transmit information on the channel quality obtained through channel estimation to the transmitting end 1400 by including it in the feedback information.
  • the receiving end 1450 may obtain first phase information to be applied by the receiving end 1450 and second phase information to be applied by the transmitting end 1450 through the channel information.
  • the receiving end 1450 may feed back the second phase information to the transmitting end 1400 .
  • the first phase information may correspond to a reception beamforming weight
  • the second phase information may correspond to a transmission beamforming weight.
  • information related to a preferred channel eg, channel quality, channel index
  • the transmitter 1400 may determine the number of singular values based on the channel quality and derive each singular value.
  • the transmitter 1400 may activate antenna elements or RF chains according to the derived number.
  • the transmitter 1400 may determine phase transformation values to be applied (ie, beamforming weight) based on the phase information.
  • phase transformation values to be applied ie, beamforming weight
  • a diagonal matrix of an effective channel may be designed according to the feedback of the receiving end 1450 .
  • the transmitter 1400 may select a sub-array of the antenna array to which the selected transmission rank and phase information are to be applied.
  • the transmitter 1400 may transmit data streams through the selected sub-array.
  • the receiving end 1450 may select a sub-array for receiving data streams.
  • the receiving terminal 1450 may select a sub-array to which the selected equalizer or the like is applied based on the above-described channel estimation result.
  • the receiving end 1450 may process the received streams through MRC precoding. Specifically, the receiving end 1450 may obtain the processed signals through MRC precoding and phase transformation.
  • the receiving end 1450 may acquire data to be transmitted from the transmitting end 1400 by demodulating the processed signals.
  • the method of operation of the transmitting end may identify an array for achieving the maximum transmission rate using information about channel quality (eg, received SNR) among a plurality of subarrays. have.
  • the transmitter may identify the sub-array based on ⁇ Equation 10> to ⁇ Equation 13>.
  • the method of operation of the receiving end may use information about channel quality (eg, received SNR) among a plurality of subarrays to identify an array for achieving a maximum transmission rate.
  • the receiving end may identify the sub-array based on ⁇ Equation 10> to ⁇ Equation 13>.
  • an operation method of a transmitter may acquire rotation information for achieving a maximum transmission rate by using information on channel quality (eg, received SNR).
  • the transmitting end may rotate the antenna array according to the angle determined based on the rotation information and ⁇ Equation 10> to ⁇ Equation 13>.
  • the method of operation of the receiving end may obtain rotation information for achieving the maximum transmission rate by using information on channel quality (eg, received SNR).
  • the receiving end may rotate the antenna array according to the angle determined based on the rotation information and ⁇ Equation 10> to ⁇ Equation 13>.
  • a method of operating a transmitter in a wireless communication system may include a precoding process in which DFT precoding F and diagonal precoding D are combined.
  • DFT precoding F are IDFT precoding F * can be optionally substituted with, IDFT precoding of the receiver F * can be substituted with DFT precoding F.
  • a method of operating a receiving end in a wireless communication system may include performing precoding using IDFT precoding F * , diagonal precoding D and channel matrix information H.
  • IDFT precoding F * may be substituted with DFT precoding F
  • DFT precoding F of the transmitting end may be substituted with IDFT precoding F * .
  • a method of operating a transmitter in a wireless communication system may include precoding using DFT precoding F, diagonal precoding D, and channel matrix information H.
  • DFT precoding F are IDFT precoding F * can be optionally substituted with, IDFT precoding of the receiver F * can be substituted with DFT precoding F.
  • a method of operating a receiving end in a wireless communication system may include precoding by combining IDFT precoding F * and diagonal precoding D.
  • IDFT precoding F * may be substituted with DFT precoding F
  • DFT precoding F of the transmitting end may be substituted with IDFT precoding F * .
  • the transmitting end and the receiving end performing the above-described operations may be communication nodes performing wireless communication in the LOS MIMO environment.
  • the transmitting end or the receiving end may be the base station 110 or the terminal 120 .
  • functional configurations of the base station 110 and the terminal 120 will be described with reference to FIGS. 15 and 16 .
  • the transmitting end or the receiving end may be another network entity that supports wireless communication other than the base station 110 or the terminal 120 .
  • the base station 110 includes a wireless communication unit 1501 , a backhaul communication unit 1503 , a storage unit 1505 , and a control unit 1507 .
  • the wireless communication unit 1501 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel. For example, the wireless communication unit 1501 performs a conversion function between a baseband signal and a bit stream according to a physical layer standard of a system. For example, when transmitting data, the wireless communication unit 1501 generates complex symbols by encoding and modulating the transmitted bit stream. In addition, when receiving data, the wireless communication unit 1501 restores the received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal. In addition, the wireless communication unit 1501 up-converts the baseband signal into a radio frequency (RF) band signal, transmits the signal through the antenna, and downconverts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal.
  • RF radio frequency
  • the wireless communication unit 1501 may include a transmit filter, a receive filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog converter (DAC), an analog to digital converter (ADC), and the like. Also, the wireless communication unit 1501 may include a plurality of transmission/reception paths. Furthermore, the wireless communication unit 1501 may include at least one antenna array composed of a plurality of antenna elements. In terms of hardware, the wireless communication unit 1501 may be composed of a digital unit and an analog unit, and the analog unit includes a plurality of sub-units according to operating power, operating frequency, etc. can be composed of
  • the wireless communication unit 1501 may transmit and receive signals.
  • the wireless communication unit 1501 may include at least one transceiver.
  • the wireless communication unit 1501 may transmit a synchronization signal, a reference signal, system information, a message, control information, or data.
  • the wireless communication unit 1501 may perform beamforming.
  • the wireless communication unit 1501 transmits and receives signals as described above. Accordingly, all or part of the wireless communication unit 1501 may be referred to as a 'transmitter', 'receiver', or 'transceiver'. In addition, in the following description, transmission and reception performed through a wireless channel are used in the meaning of including processing as described above by the wireless communication unit 1501 .
  • the backhaul communication unit 1503 provides an interface for communicating with other nodes in the network. That is, the backhaul communication unit 1503 converts a bit string transmitted from the base station 110 to another node, for example, another access node, another base station, an upper node, a core network, etc. into a physical signal, and is received from another node. Converts a physical signal into a bit string.
  • the storage unit 1505 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the base station 110 .
  • the storage unit 1505 may include a memory.
  • the storage unit 1505 may be configured as a volatile memory, a non-volatile memory, or a combination of a volatile memory and a non-volatile memory.
  • the storage unit 1505 provides the stored data according to the request of the control unit 1507 .
  • the controller 1507 controls overall operations of the base station 110 .
  • the control unit 1507 transmits and receives signals through the wireless communication unit 1501 or through the backhaul communication unit 1503 .
  • the control unit 1507 writes and reads data in the storage unit 1505 .
  • the control unit 1507 may perform functions of a protocol stack required by the communication standard.
  • the controller 1507 may include at least one processor.
  • the operations according to the control unit 107 are the instruction set or code stored in the storage unit 1505, at least temporarily resident in the control unit 1507 (resided) instruction / code or a storage space storing the instruction / code, or, It may be a part of circuitry constituting the control unit 1507 .
  • the controller 1507 may control the base station 110 to perform operations according to the above-described various embodiments.
  • the configuration of the base station 110 shown in FIG. 15 is only an example of the base station, and examples of the base station performing various embodiments of the present disclosure from the configuration shown in FIG. 15 are not limited thereto. That is, according to various embodiments, some configurations may be added, deleted, or changed.
  • the base station is described as one entity, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the base station may be implemented to form an access network having a distributed deployment as well as an integrated deployment.
  • the base station is divided into a central unit (CU) and a digital unit (DU), and the CU is an upper layer function (eg, packet data convergence protocol (PDCP)).
  • the DU is a lower layer function. (lower layers) (eg, MAC (medium access control), PHY (physical)) may be implemented to perform.
  • the DU of the base station may form beam coverage on the radio channel.
  • FIG. 16 illustrates a functional configuration of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • Terms such as '... unit' and '... group' used below mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. have.
  • the terminal 120 includes a communication unit 1601 , a storage unit 1603 , and a control unit 1605 .
  • the communication unit 1601 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel. For example, the communication unit 1601 performs a function of converting between a baseband signal and a bit stream according to a physical layer standard of a system. For example, when transmitting data, the communication unit 1601 generates complex symbols by encoding and modulating the transmitted bit stream. In addition, when receiving data, the communication unit 1601 restores the received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal. Also, the communication unit 1601 up-converts the baseband signal into an RF band signal, transmits the signal through the antenna, and downconverts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal.
  • the communication unit 1601 may include a transmit filter, a receive filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a DAC, an ADC, and the like.
  • the communication unit 1601 performs a signature for distinguishing a specific UE from a corresponding resource even if orthogonality between resources is not satisfied (eg, signals of multiple UEs overlap in the same time-frequency resource). (eg, codeword, sequence, pattern, etc.) can be applied to transmit a signal.
  • the communication unit 1601 may include a plurality of transmission/reception paths. Furthermore, the communication unit 1601 may include an antenna unit. The communication unit 1601 may include at least one antenna array composed of a plurality of antenna elements. In terms of hardware, the communication unit 1601 may include a digital circuit and an analog circuit (eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)). Here, the digital circuit and the analog circuit may be implemented as one package. Also, the communication unit 1601 may include a plurality of RF chains. The communication unit 1601 may perform beamforming. The communication unit 1601 may apply a beamforming weight to a signal to be transmitted/received in order to give a direction according to the setting of the control unit 1605 to the signal.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the communication unit 1601 may include a radio frequency (RF) block (or RF unit).
  • the RF block may include first RF circuitry associated with the antenna and second RF circuitry associated with baseband processing.
  • the first RF circuit may be referred to as an RF-A (antenna).
  • the second RF circuit may be referred to as RF-B (baseband).
  • the communication unit 1601 may transmit/receive signals.
  • the communication unit 1601 may include at least one transceiver.
  • the communication unit 1601 may receive a downlink signal.
  • the downlink signal includes a synchronization signal (SS), a reference signal (RS) (eg, a cell-specific reference signal (CRS), a demodulation (DM)-RS, and a channel state information-reference signal (CSI-RS)).
  • RS synchronization signal
  • RS reference signal
  • DM demodulation
  • CSI-RS channel state information-reference signal
  • system information eg, MIB, SIB, RMSI (remaining system information), OSI (other system information)
  • the communication unit 1601 may transmit an uplink signal.
  • the uplink signal includes a random access-related signal (eg, a random access preamble (RAP) (or Msg1 (message 1)), Msg3 (message 3)), a reference signal (eg, a sounding reference signal (SRS), DM). -RS), or a power headroom report (PHR), and the like.
  • RAP random access preamble
  • Msg1 messagessage 1
  • Msg3 messagessage 3
  • a reference signal eg, a sounding reference signal (SRS), DM).
  • SRS sounding reference signal
  • DM DM
  • -RS power headroom report
  • PHR power headroom report
  • the communication unit 1601 may include different communication modules to process signals of different frequency bands. Furthermore, the communication unit 1601 may include a plurality of communication modules to support a plurality of different wireless access technologies. For example, different wireless access technologies are Bluetooth low energy (BLE), Wi-Fi (Wireless Fidelity), WiGig (WiFi Gigabyte), cellular networks (eg, LTE (Long Term Evolution), NR (new radio), etc.
  • different frequency bands are a super high frequency (SHF) (eg, 2.5GHz, 5Ghz) band, a millimeter wave (eg, 38GHz, 60GHz, etc.) band.
  • SHF super high frequency
  • the communication unit 1601 performs the same method of wireless access on different frequency bands (eg, an unlicensed band for licensed assisted access (LAA), citizens broadband radio service (CBRS) (eg, 3.5 GHz)). You can also use technology.
  • LAA licensed assisted access
  • CBRS citizens broadband radio service
  • the communication unit 1601 transmits and receives signals as described above. Accordingly, all or part of the communication unit 1601 may be referred to as a 'transmitter', 'receiver', or 'transceiver'. In addition, in the following description, transmission and reception performed through a wireless channel are used to mean that the above-described processing is performed by the communication unit 1601 .
  • the storage unit 1603 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the terminal 120 .
  • the storage unit 1603 may be configured as a volatile memory, a non-volatile memory, or a combination of a volatile memory and a non-volatile memory.
  • the storage unit 1603 provides the stored data according to the request of the control unit 1605 .
  • the controller 1605 controls overall operations of the terminal 120 .
  • the control unit 1605 transmits and receives signals through the communication unit 1601 .
  • the control unit 1605 writes and reads data in the storage unit 1603 .
  • the control unit 1605 may perform the functions of the protocol stack required by the communication standard.
  • the controller 1605 may include at least one processor.
  • the controller 1605 may include at least one processor or microprocessor, or may be a part of the processor.
  • a part of the communication unit 1601 and the control unit 1605 may be referred to as CPs.
  • the control unit 1605 may include various modules for performing communication. According to various embodiments, the controller 1605 may control the terminal to perform operations according to various embodiments to be described later.
  • a computer-readable storage medium storing one or more programs (software modules) may be provided.
  • One or more programs stored in the computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (device).
  • One or more programs include instructions for causing an electronic device to execute methods according to embodiments described in a claim or specification of the present disclosure.
  • Such programs include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), electrically erasable programmable ROM (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other It may be stored in an optical storage device or a magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all thereof. In addition, each configuration memory may be included in plurality.
  • non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), electrically erasable programmable ROM (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other It may be stored in an optical storage device or a magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all thereof. In addition, each configuration memory may be included in plurality.
  • the program is transmitted through a communication network consisting of a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored on an attachable storage device that can be accessed. Such a storage device may be connected to a device implementing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may be connected to the device implementing the embodiment of the present disclosure.
  • a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored on an attachable storage device that can be accessed.
  • Such a storage device may be connected to a device implementing an embodiment of the present disclosure through an external port.
  • a separate storage device on the communication network may be connected to the device implementing the embodiment of the present disclosure.

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Abstract

According to various embodiments of the present disclosure, a device at the transmission end of a wireless communication system comprises: a transmission antenna array; at least one transceiver; and at least one processor. The at least one processor is configured to: acquire channel design information; set the transmission antenna array on the basis of the channel design information; and transmit a signal to the reception end through the at least one transceiver and the transmission antenna array. The channel design information may include a parameter value which is determined on the basis of at least one of the interval between antenna elements of the transmission antenna array, the interval between antenna elements of a reception antenna array of the reception end, information on the rotation of the transmission antenna array, and information on the rotation of the reception antenna array.

Description

무선 통신 시스템에서 안테나 어레이를 통해 신호를 전송하기 위한 장치 및 방법Apparatus and method for transmitting a signal through an antenna array in a wireless communication system

본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 안테나 어레이를 통해 신호를 전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND This disclosure relates generally to a wireless communication system, and more particularly to an apparatus and method for transmitting a signal via an antenna array in a wireless communication system.

무선 네트워크는 빔포밍 기법을 이용하여 신호 이득을 높이도록 운용되고 있다. 프리코딩을 적용하거나, 각 안테나에 적용되는 위상(phase)을 조절하거나, 전송 스트림(stream)의 수를 제어함으로써, 송신단과 수신단 사이의 채널 설계가 가능하다. 높아지는 요구 사항에 따라 채널 용량을 보다 높이기 위하여, 유효 채널 설계를 위한 다양한 방안이 요구되고 있다.A wireless network is being operated to increase a signal gain by using a beamforming technique. By applying precoding, adjusting a phase applied to each antenna, or controlling the number of transport streams, it is possible to design a channel between a transmitter and a receiver. In order to further increase the channel capacity according to the increasing requirements, various methods for designing an effective channel are required.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 채널 용량의 증대를 위한 유효 채널을 설계하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Based on the above discussion, the present disclosure provides an apparatus and method for designing an effective channel for increasing channel capacity in a wireless communication system.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 안테나 어레이의 구조, 송신단과 수신단 사이의 거리, 및 채널 품질을 이용한 채널 설계를 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for channel design using a structure of an antenna array, a distance between a transmitting end and a receiving end, and channel quality in a wireless communication system.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 안테나 어레이의 물리적인 구조 변화를 통해 최적의 채널 환경을 구성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for configuring an optimal channel environment by changing a physical structure of an antenna array in a wireless communication system.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 균등 선형 어레이(uniform linear array, ULA)의 회전을 통해 최적의 채널 환경을 구성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for configuring an optimal channel environment through rotation of a uniform linear array (ULA) in a wireless communication system.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 송신단 혹은 수신단에서의 신호 처리를 통해 채널 환경을 구성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for configuring a channel environment through signal processing at a transmitting end or a receiving end in a wireless communication system.

또한, 본 개시는, ULA를 사용하는 다중 안테나 무선 통신 시스템에서 LOS(line of sight) 채널 환경의 특징을 이용하는 프리코딩을 통해 낮은 복잡도를 갖는 채널 환경을 구성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for configuring a channel environment with low complexity through precoding using the characteristics of a line of sight (LOS) channel environment in a multi-antenna wireless communication system using ULA.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따를 때, 무선 통신 시스템에서 송신단의 장치는 송신 안테나 어레이와, 적어도 하나의 송수신기와, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 채널 설계 정보를 획득하고, 상기 채널 설계 정보에 기반하여 상기 송신 안테나 어레이를 설정하고, 상기 적어도 하나의 송수신기 및 상기 송신 안테나 어레이를 통해 수신단에게 신호를 전송하도록 구성되고, 상기 채널 설계 정보는, 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 수신단의 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정보, 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정보 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 파라미터의 값을 포함할 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, the apparatus of the transmitting end in the wireless communication system includes a transmit antenna array, at least one transceiver, and at least one processor, wherein the at least one processor obtains channel design information, configured to set the transmit antenna array based on the channel design information, and transmit a signal to a receiving end through the at least one transceiver and the transmit antenna array, wherein the channel design information is between antenna elements of the transmit antenna array may include a value of a parameter determined based on at least one of an interval of , an interval between antenna elements of the receiving antenna array of the receiving end, rotation information of the transmitting antenna array, and rotation information of the receiving antenna array.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따를 때, 무선 통신 시스템에서 수신단의 장치는 수신 안테나 어레이와, 적어도 하나의 송수신기와, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 채널 설계 정보를 획득하고, 상기 채널 설계 정보에 기반하여 상기 수신 안테나 어레이를 설정하고, 상기 적어도 하나의 송수신기 및 상기 수신 안테나 어레이를 통해 신호를 송신단으로부터 수신하도록 구성되고, 상기 채널 설계 정보는, 상기 송신단의 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정보, 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정보 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 파라미터의 값을 포함할 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, the device of the receiving end in the wireless communication system includes a receiving antenna array, at least one transceiver, and at least one processor, wherein the at least one processor obtains channel design information, configured to set the receiving antenna array based on the channel design information, and to receive a signal from a transmitting end through the at least one transceiver and the receiving antenna array, wherein the channel design information includes an antenna of the transmitting antenna array of the transmitting end It may include a value of a parameter determined based on at least one of a spacing between elements, a spacing between antenna elements of the reception antenna array, rotation information of the transmission antenna array, and rotation information of the reception antenna array.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따를 때, 무선 통신 시스템에서 송신단에 의해 수행되는 방법은 채널 설계 정보를 획득하는 과정과, 상기 채널 설계 정보에 기반하여 송신 안테나 어레이를 설정하는 과정과, 상기 송신 안테나 어레이를 통해 수신단에게 신호를 전송하는 과정을 포함하고, 상기 채널 설계 정보는, 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 수신단의 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정보, 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정보 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 파라미터의 값을 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a method performed by a transmitter in a wireless communication system includes a process of obtaining channel design information, a process of setting a transmit antenna array based on the channel design information, and the transmit antenna array and transmitting a signal to a receiving end through , a parameter value determined based on at least one of rotation information of the reception antenna array.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따를 때, 무선 통신 시스템에서 수신단에 의해 수행되는 방법에 있어서, 채널 설계 정보를 획득하는 과정과, 상기 채널 설계 정보에 기반하여 수신 안테나 어레이를 설정하는 과정과, 상기 수신 안테나 어레이를 통해 신호를 송신단으로부터 수신하는 과정을 포함하고, 상기 채널 설계 정보는, 상기 송신단의 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정보, 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정보 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 파라미터의 값을 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, in a method performed by a receiver in a wireless communication system, a process of acquiring channel design information, a process of setting a receive antenna array based on the channel design information, and the reception and receiving a signal from a transmitting end through an antenna array, wherein the channel design information includes: an interval between antenna elements of a transmitting antenna array of the transmitting end, an interval between antenna elements of the receiving antenna array, and a value of the transmitting antenna array It may include a value of a parameter determined based on at least one of rotation information and rotation information of the reception antenna array.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 어레이의 구조, 송신단과 수신단 사이의 거리, 및 채널 품질을 고려한 채널 설계를 통해, 높은 채널 용량을 제공할 수 있게 한다.The apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure allow high channel capacity to be provided through a channel design in consideration of an array structure, a distance between a transmitter and a receiver, and channel quality.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 균등 선형 어레이(uniform linear array, ULA)의 구조적 특징을 통해, 효율적인 채널 설계가 가능할 수 있게 한다.The apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure enable efficient channel design through structural features of a uniform linear array (ULA).

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtainable in the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs from the description below. will be.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 1 illustrates a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 2a 내지 도 2c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 LOS(line of sight) MIMO(multiple input multiple output) 환경에서 채널 설계의 원리를 설명하기 위한 도면이다.2A to 2C are diagrams for explaining the principle of channel design in a line of sight (LOS) multiple input multiple output (MIMO) environment according to various embodiments of the present disclosure;

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 적응적(adaptive) 안테나 어레이(antenna array) 구성을 위한 송신단의 동작 흐름을 도시한다. 3 illustrates an operation flow of a transmitter for configuring an adaptive antenna array according to various embodiments of the present disclosure.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA(uniform linear array)의 회전(rotation) 기반 전송을 위한 송신단의 동작 흐름을 도시한다.4 illustrates an operation flow of a transmitter for rotation-based transmission of a uniform linear array (ULA) according to various embodiments of the present disclosure.

도 5a 내지 5c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA(uniform linear array)의 회전 기반 전송의 예를 도시한다.5A to 5C illustrate an example of rotation-based transmission of a uniform linear array (ULA) according to various embodiments of the present disclosure.

도 6a 내지 6b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA 회전의 예를 도시한다.6A-6B illustrate examples of ULA rotation according to various embodiments of the present disclosure.

도 7a 내지 7c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA 구조의 예를 도시한다.7A to 7C illustrate examples of ULA structures according to various embodiments of the present disclosure.

도 8는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA 회전에 따른 서브 어레이 선택의 예를 도시한다.8 illustrates an example of sub-array selection according to ULA rotation according to various embodiments of the present disclosure.

도 9는 다양한 실시 예들에 따른 프리코딩 기반 전송을 위한 송신단의 동작 흐름을 도시한다.9 illustrates an operation flow of a transmitter for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 10a는 다양한 실시 예들에 따른 프리코딩 기반 전송을 위한 송신단의 기능적 구성의 예를 도시한다.10A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 10b는 다양한 실시 예들에 따른 프리코딩 기반 전송을 위한 수신단의 기능적 구성의 예를 도시한다.10B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 11은 다양한 실시 예들에 따른 위상 정보 기반 전송을 위한 송신단의 동작 흐름을 도시한다.11 illustrates an operation flow of a transmitter for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 12a는 다양한 실시 예들에 따른 위상 정보 기반 전송을 위한 송신단의 기능적 구성의 예를 도시한다.12A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 12b는 다양한 실시 예들에 따른 위상 정보 기반 전송을 위한 수신단의 기능적 구성의 예를 도시한다.12B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 13은 다양한 실시 예들에 따른 랭크 정보 및 위상 정보 기반 전송을 위한 송신단의 동작 흐름을 도시한다.13 illustrates an operation flow of a transmitter for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 14a는 다양한 실시 예들에 따른 랭크 정보 및 위상 정보 기반 전송을 위한 송신단의 기능적 구성의 예를 도시한다.14A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 14b는 다양한 실시 예들에 따른 랭크 정보 및 위상 정보 기반 전송을 위한 수신단의 기능적 구성의 예를 도시한다.14B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.15 illustrates a configuration of a base station in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 16는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 기능적 구성을 도시한다.16 illustrates a functional configuration of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Terms used in the present disclosure are used only to describe specific embodiments, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art described in the present disclosure. Among the terms used in the present disclosure, terms defined in a general dictionary may be interpreted with the same or similar meaning as the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present disclosure, ideal or excessively formal meanings is not interpreted as In some cases, even terms defined in the present disclosure cannot be construed to exclude embodiments of the present disclosure.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.In various embodiments of the present disclosure described below, a hardware approach method will be described as an example. However, since various embodiments of the present disclosure include technology using both hardware and software, various embodiments of the present disclosure do not exclude a software-based approach.

이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 어레이 안테나를 이용하여 최적의 유효 채널을 설계하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 재구성 가능한(reconfigurable) 안테나 어레이의 안테나들에 대한 물리적인 배치(deployment)의 변화를 통해 유효 채널을 적응적으로 구성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. Hereinafter, the present disclosure relates to an apparatus and method for designing an optimal effective channel using an array antenna in a wireless communication system. Specifically, the present disclosure relates to an apparatus and method for adaptively configuring an effective channel through a change in physical deployment of antennas of a reconfigurable antenna array in a wireless communication system.

이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어(신호, 심볼, 스트림, 데이터, 빔포밍 신호), 빔과 관련된 용어(멀티-빔, 복수의 빔들, 싱글 빔, 듀얼 빔, 쿼드-빔, 빔포밍), 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어(안테나 어레이(antenna array), 안테나 엘리멘트(antenna element), 통신부, 안테나), 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어(예: 통신 노드(communication node), 무선 노드(radio node), 무선 유닛(radio unit), 네트워크 노드(network node), 송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.Terms referring to signals (signal, symbol, stream, data, beamforming signal) used in the following description, terms related to beams (multi-beam, multiple beams, single beam, dual beam, quad-beam, beamforming) , terms referring to device components (antenna array, antenna element, communication unit, antenna), terms referring to network entities (eg, communication node, wireless A node (radio node), a radio unit (radio unit), a network node (network node), a transmission/reception point (transmission/reception point, TRP), etc. are exemplified for convenience of description. Accordingly, the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms having equivalent technical meanings may be used.

이하 설명에서 사용되는 신호 이득, 통신 품질, 신호 품질 등을 위한 메트릭으로 SNR(signal-to-noise ratio)가 예시적으로 서술되나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, SNR 외에 BRSRP(beam reference signal received power), RSRP(reference signal received power), RSRQ(reference signal received quality), RSSI(received signal strength indicator), SINR(signal to interference and noise ratio), CINR(carrier to interference and noise ratio), EVM(error vector magnitude), BER(bit error rate), BLER(block error rate) 등이 동등한 의미로 대체되어 사용될 수 있다. 상술한 예들 외에도, 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어들 혹은 신호 품질을 나타내는 다른 지표(metric)들이 사용될 수 있음은 물론이다. Signal-to-noise ratio (SNR) is exemplarily described as a metric for signal gain, communication quality, signal quality, etc. used in the following description, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto. For example, in addition to SNR, beam reference signal received power (BRSRP), reference signal received power (RSRP), reference signal received quality (RSRQ), received signal strength indicator (RSSI), signal to interference and noise ratio (SINR), CINR (carrier to interference and noise ratio), EVM (error vector magnitude), BER (bit error rate), BLER (block error rate), etc. may be replaced with equivalent meanings . Of course, in addition to the above-described examples, other terms having an equivalent technical meaning or other metrics indicating signal quality may be used.

또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용될 수 있으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다. In addition, in the present disclosure, in order to determine whether a specific condition is satisfied or satisfied, an expression of more than or less than may be used, but this is only a description for expressing an example. It's not about exclusion. Conditions described as 'more than' may be replaced with 'more than', conditions described as 'less than', and conditions described as 'more than and less than' may be replaced with 'more than and less than'.

또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.In addition, although the present disclosure describes various embodiments using terms used in some communication standards (eg, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)), this is an example for description. only Various embodiments of the present disclosure may be easily modified and applied in other communication systems.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110), 단말(120)을 예시한다. 1 illustrates a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure. 1 illustrates a base station 110 and a terminal 120 as some of nodes using a wireless channel in a wireless communication system.

기지국(110)은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', 'gNB(next generation node B)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', 'gNB(next generation node B)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '중앙 유닛(centralized unit, CU)', '분산 유닛(distributed unit, DU)','디지털 유닛(digital unit, DU)', '무선 유닛(radio unit, RU)', '원격 무선 장비(remote radio head, RRH)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 이하, 본 개시는 기지국(110)을 하나의 엔티티로 서술하나, 실시 예에 따라, 분산된 엔티티들로 구현될 수 있다. 예로, 기지국(110)은 DU와 RU로 구별되어 구현될 수 있다. 즉, 스케줄링을 수행하는 기기와 스케줄링에 따른 신호를 방사하는 기기가 물리적으로 구별되는 위치에 각각 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 기지국(110)은, 하나 이상의 '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)'와 연결될 수 있다. 기지국(110)은 하나 이상의 TRP들을 통해, 단말에게 하향링크 신호를 전송하거나 상향링크 신호를 수신할 수 있다.In addition to the base station (base station), the base station 110 includes an 'access point (AP)', an 'eNodeB (eNodeB)', a 'gNB (next generation node B)', and a '5G node (5th generation node). ', '5G node ratio (5G NodeB, NB)', 'gNB (next generation node B)', 'wireless point', 'transmission/reception point (TRP)', 'central unit ( 'centralized unit (CU)', 'distributed unit (DU)', 'digital unit (DU)', 'radio unit (RU)', 'remote radio head (RRH)' )' or other terms having an equivalent technical meaning. Hereinafter, the present disclosure describes the base station 110 as one entity, but according to an embodiment, it may be implemented as distributed entities. For example, the base station 110 may be implemented by being divided into a DU and an RU. That is, a device that performs scheduling and a device that emits a signal according to the scheduling may be implemented at physically distinct locations. Also, for example, the base station 110 may be connected to one or more 'transmission/reception points (TRP)'. The base station 110 may transmit a downlink signal to the terminal or receive an uplink signal through one or more TRPs.

단말(120)은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(120) 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(120)은 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말(120)은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', '전자 장치(electronic device)', 또는 '차량(vehicle)용 단말', '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 단말(예: 단말 120)은, 예를 들면, 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 통신 기능을 수행할 수 있는 멀티미디어 시스템 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 단말의 종류는 상기 예시에 제한되지 않음은 물론이다. The terminal 120 is a device used by a user, and performs communication with the base station 110 through a wireless channel. In some cases, at least one of the terminals 120 may be operated without the user's involvement. That is, the terminal 120 is a device that performs machine type communication (MTC) and may not be carried by a user. The terminal 120 includes 'user equipment (UE)', 'mobile station', 'subscriber station', 'customer premises equipment' (CPE) other than a terminal. , 'remote terminal', 'wireless terminal', 'electronic device', or 'vehicle (vehicle) terminal', 'user device' or equivalent technical It may be referred to by other terms that have a meaning. A terminal (eg, terminal 120) according to various embodiments of the present disclosure is, for example, a cellular phone, a smartphone, a computer, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer , a workstation, a server, a PDA, a portable multimedia player (PMP), an MP3 player, a medical device, a camera, a wearable device, and at least one of a multimedia system capable of performing a communication function. In addition, the type of the terminal is not limited to the above example, of course.

채널 이득의 향상을 위해, 기지국(110) 또는 단말(120)은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 즉, 기지국(110), 단말(120)은 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 이를 위해, 기지국(110) 및 단말(120)은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 서빙(serving) 빔들을 선택할 수 있다. 서빙 빔들이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔들을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다. 일 예로, 단말(120)과 기지국(110)은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다.In order to improve the channel gain, the base station 110 or the terminal 120 may perform beamforming. Here, the beamforming may include transmit beamforming and receive beamforming. That is, the base station 110 and the terminal 120 may impart directivity to a transmission signal or a reception signal. To this end, the base station 110 and the terminal 120 may select serving beams through a beam search or beam management procedure. After serving beams are selected, subsequent communication may be performed through a resource having a quasi co-located (QCL) relationship with a resource that has transmitted the serving beams. For example, the terminal 120 and the base station 110 may transmit and receive radio signals in millimeter wave (mmWave) bands (eg, 28 GHz, 30 GHz, 38 GHz, and 60 GHz).

제1 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널의 광범위한(large-scale) 특성들이 제2 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널로부터 추정될(inferred) 수 있다면, 제1 안테나 포트 및 제2 안테나 포트는 QCL 관계에 있다고 평가될 수 있다. 예를 들어, 광범위한 특성들은 지연 스프레드(delay spread), 도플러 스프레드(doppler spread), 도플러 쉬프트(doppler shift), 평균 이득(average gain), 평균 지연(average delay), 공간적 수신 파라미터(spatial receiver parameter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.If the large-scale characteristics of the channel carrying the symbol on the first antenna port can be inferred from the channel carrying the symbol on the second antenna port, then the first antenna port and the second antenna port are said to be in a QCL relationship. can be evaluated. For example, a wide range of characteristics include delay spread, Doppler spread, Doppler shift, average gain, average delay, spatial receiver parameter. may include at least one of

단말(120)은 PSS(primary synchronization signal), SSS(secondary synchronization signal), PBCH(physical broadcast channel)를 통해 동기화 과정 및 셀 탐색 절차를 수행할 수 있다. 이후, 단말(120)은 기지국(110)을 통한 네트워크로의 접속을 완료하기 위해 액세스 절차를 수행할 수 있다. 단말(120)은, PRACH(physical random access channel)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고, PDCCH(physical downlink control channel) 및 PDSCH(physical downlink shared channel)을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 및 PUSCH(physical uplink shared channel)/PUCCH(physical uplink control channel) 전송을 수행할 수 있다. 이러한 액세스 절차는, 초기 접속, 상향링크 동기 조정, 자원 할당, 핸드오버 등의 용도로 다양하게 사용될 수 있다.The terminal 120 may perform a synchronization procedure and a cell search procedure through a primary synchronization signal (PSS), a secondary synchronization signal (SSS), and a physical broadcast channel (PBCH). Thereafter, the terminal 120 may perform an access procedure to complete the access to the network through the base station 110 . The terminal 120 transmits a preamble through a physical random access channel (PRACH) and receives a response message to the preamble through a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink shared channel (PDSCH). . After performing the procedure as described above, the UE may perform PDCCH/PDSCH reception and physical uplink shared channel (PUSCH)/physical uplink control channel (PUCCH) transmission as a general uplink/downlink signal transmission procedure. Such an access procedure may be variously used for initial access, uplink synchronization adjustment, resource allocation, handover, and the like.

높아지는 주파수 대역에 따라 신호 이득을 높이기 위한 빔포밍 구조가 도입되었다. 전파 경로 손실을 완화하고 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 기술 중 하나로써, 빔포밍 기술이 이용되고 있다. 빔포밍은, 일반적으로, 다수의 안테나를 이용하여 전파의 도달 영역을 집중시키거나, 특정 방향에 대한 수신 감도의 지향성(directivity)를 증대시킨다. 따라서, 단일 안테나를 이용하여 등방성(isotropic) 패턴으로 신호를 형성하는 대신 빔포밍 커버리지를 형성하기 위해, 통신 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 이때, 다수의 안테나들이 집합된 형태는 안테나 어레이(antenna array), 어레이에 포함되어 있는 각 안테나는 어레이 엘리멘트(array element), 또는 안테나 엘리멘트(antenna element)라 지칭될 수 있다. 이하, 본 개시에서는 상기 안테나 어레이의 예로서, 선형 어레이(linear array)에 대한 실시 예들이 서술되나, 평면 어레이(planar array), 크로스폴(cores-pol) 어레이 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. A beamforming structure for increasing a signal gain according to an increasing frequency band is introduced. As one of the techniques for alleviating propagation path loss and increasing the propagation distance of radio waves, a beamforming technique is used. Beamforming, in general, uses a plurality of antennas to concentrate the arrival area of radio waves or to increase the directivity of reception sensitivity for a specific direction. Accordingly, in order to form beamforming coverage instead of using a single antenna to form a signal in an isotropic pattern, a communication node may have multiple antennas. In this case, a form in which a plurality of antennas are aggregated may be referred to as an antenna array, and each antenna included in the array may be referred to as an array element or an antenna element. Hereinafter, embodiments of a linear array are described as an example of the antenna array in the present disclosure, but may be configured in various forms such as a planar array and a cores-pol array.

송신단과 수신단 사이의 채널은 시간, 주파수, 혹은 공간 사이의 장애물 등 다양한 이유로 인해 채널이 변화할 수 있고, 이에 따라 송신단과 수신단은 변화하는 채널에 대응하여 적절한 신호를 처리할 것이 요구될 수 있다. 특히, 시간, 주파수, 또는 공간 자원 등의 제어 가능한 특성뿐만 아니라 통신 거리, 특정 장소에 따른 채널 다양성, 장애물로 인한 채널 변화(LOS 환경 여부 등) 등으로 인해 영향을 받으므로, 본 개시는 이러한 요인들 또한 고려된 채널 설계 방안을 제안한다. 구체적으로, 본 개시는 어레이의 구조의 안테나의 물리적 특성을 재구성함으로써(예: 어레이의 회전. 서브 어레이의 선택, 각도 변경), 최적의 유효 채널을 구성하기 위한 장치 및 방법을 제안한다. 뿐만 아니라, 본 개시에서는 MRT(maximum ratio transmission), MRC(maximum ratio combining)와 같은 기법을 활용하여 그 복잡도를 낮추기 위한 방법 또한 제안된다.The channel between the transmitting end and the receiving end may change due to various reasons such as time, frequency, or an obstacle between space, and accordingly, it may be required that the transmitting end and the receiving end process an appropriate signal in response to the changing channel. In particular, since it is affected by controllable characteristics such as time, frequency, or spatial resources, as well as communication distance, channel diversity according to a specific place, channel change due to obstacles (such as LOS environment), etc., the present disclosure is not limited to these factors also propose a considered channel design method. Specifically, the present disclosure proposes an apparatus and method for constructing an optimal effective channel by reconstructing the physical properties of the antenna of the structure of the array (eg, rotation of the array, selection of a sub-array, change of angle). In addition, the present disclosure also proposes a method for reducing the complexity by using techniques such as maximum ratio transmission (MRT) and maximum ratio combining (MRC).

도 1에 도시된 바와 같이, 기지국과 단말 간의 하향링크 혹은 상향링크 뿐만 아니라, 단말과 단말 간의 통신(예: Sidelink, V2X(vehicle to everything)), 기지국과 기지국 간의 통신 등 신호를 전송하고자 하는 무선 통신 환경에서의 송신단과 수신단 사이에서 본 개시의 다양한 실시 예들이 적용될 수 있다. As shown in FIG. 1, not only the downlink or uplink between the base station and the terminal, but also the communication between the terminal and the terminal (eg, Sidelink, V2X (vehicle to everything)), and the communication between the base station and the base station. Various embodiments of the present disclosure may be applied between a transmitting end and a receiving end in a communication environment.

도 1에는 도시되지 않았으나, 기지국과 단말 외에 다양한 유형의 통신 노드에 본 개시의 다양한 실시 예들이 적용될 수 있다. 높은 전송률을 위한 채널의 안정적인 설계를 위해, 상대적으로 이동성이 낮은 분야(예: LOS MIMO)에 본 개시의 다양한 실시 예들이 적용될 수 있다. Although not shown in FIG. 1 , various embodiments of the present disclosure may be applied to various types of communication nodes other than the base station and the terminal. For a stable design of a channel for a high data rate, various embodiments of the present disclosure may be applied to a field with relatively low mobility (eg, LOS MIMO).

일부 실시 예들에서, 분산 배치된 기지국들 사이의 무선 통신에도 본 개시의 실시 예들이 적용될 수 있다. 일 예로, 기지국의 DU와 기지국의 RU간 무선 통신에도 본 개시의 실시 예들이 적용될 수 있다. 다른 일 예로, 기지국의 CU와 기지국의 DU간 무선 통신에도 본 개시의 실시 예들이 적용될 수 있다. 기지국 구성 요소들(CU, DU, RU 등)은 단말에 비하여 상대적으로 이동성이 낮으므로, 두 구성 요소들 간 채널을 설계(design)가 용이하다. In some embodiments, embodiments of the present disclosure may also be applied to wireless communication between distributed base stations. For example, embodiments of the present disclosure may be applied to wireless communication between a DU of a base station and an RU of a base station. As another example, embodiments of the present disclosure may be applied to wireless communication between a CU of a base station and a DU of a base station. Since the base station components (CU, DU, RU, etc.) have relatively low mobility compared to the terminal, it is easy to design a channel between the two components.

다른 일부 실시 예들에서, FWA(fixed wireless access) 혹은 FWS(fixed wireless systems) 환경에서 전자 장치(예: CPE)에 본 개시의 실시 예들이 적용될 수 있다. 전자 장치는, 높은 주파수 대역에서 신호를 송신 또는 수신하는 한편, 상대적으로 낮은 이동성을 가지므로, 전자 장치와 통신 노드(예: 기지국)간 채널 설계가 용이하다. In some other embodiments, embodiments of the present disclosure may be applied to an electronic device (eg, CPE) in a fixed wireless access (FWA) or fixed wireless systems (FWS) environment. Since the electronic device transmits or receives a signal in a high frequency band and has relatively low mobility, it is easy to design a channel between the electronic device and a communication node (eg, a base station).

또 다른 일부 실시 예들에서, IAB 노드(integrated access and backhaul)에도 본 개시의 실시 예들이 적용될 수 있다. IAB 노드는 지정된 거리 내에 있는 다른 IAB 노드 또는 기지국과 백홀(backhaul) 연결을 통해 통신을 수행하거나 무선 액세스 망(radio access network, RAN)을 통해 통신을 수행할 수 있다. 셀의 용량(capacity)를 증가시키고, 주파수 대역에서 충분한 커버리지 용량을 확보하기 위해, 하나 이상의 IAB 노드들이 기지국을 위해 배치될 수 있다. 배치 이후, 각 IAB 노드들은 상대적으로 낮은 이동성을 가지므로, IAB 노드의 백홀 통신 등에 있어, 노드들간 채널 설계가 용이하다.In some other embodiments, embodiments of the present disclosure may also be applied to an IAB node (integrated access and backhaul). The IAB node may perform communication through a backhaul connection with another IAB node or base station within a specified distance, or may perform communication through a radio access network (RAN). In order to increase the capacity of the cell and secure sufficient coverage capacity in the frequency band, one or more IAB nodes may be deployed for the base station. After deployment, since each IAB node has relatively low mobility, it is easy to design a channel between nodes in backhaul communication of the IAB node.

또 다른 일부 실시 예들에서, 차량간 통신(예: V2X, V2V(vehicle to vehicle)에도 본 개시의 실시 예들이 적용될 수 있다. 도로 위에서 두 차량들 간 사이에 직선 경로가 확보 가능하고, 높낮이의 범위가 제한적이기 때문에 차량들 간 채널 설계가 용이하다. In some other embodiments, embodiments of the present disclosure may also be applied to vehicle-to-vehicle communication (eg, V2X, vehicle to vehicle (V2V)). A straight path between two vehicles on the road can be secured, and the range of height is limited, so it is easy to design channels between vehicles.

이하, 본 개시의 실시 예들은, 통신 주체로서, 기지국, 단말, 전자 장치, 통신 노드들을 대신 송신단 혹은 수신단으로 통신 주체로 표현함으로써, 서술된다. 도 2a 내지 도 8을 통해 재구성가능한(reconfigurable) 안테나 어레이(antenna array)를 위한 원리, 동작, 및 구조에 대한 실시 예들이 서술된다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described by expressing, as a communication entity, a base station, a terminal, an electronic device, and a communication node as a communication entity as a transmitting end or a receiving end instead of a communication entity. Embodiments of the principle, operation, and structure for a reconfigurable antenna array are described with reference to FIGS. 2A to 8 .

도 2a 내지 도 2c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 LOS(line of sight) MIMO(multiple input multiple output) 환경에서 채널 설계의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 2A to 2C are diagrams for explaining the principle of channel design in a line of sight (LOS) multiple input multiple output (MIMO) environment according to various embodiments of the present disclosure;

도 2a 내지 2c를 참고하면, 도 2a는 채널 모델의 사시도(201)를 도시한다. 송신 안테나 어레이는 복수의 송신 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 복수의 송신 안테나 엘리멘트의 일 예로서, 기준으로부터 m번째에 배치된 제1 안테나가 예시된다. 제1 안테나는 mdt 길이에 대응할 수 있다. dt는 제1 안테나의 어레이 상의 엘리멘트들 간의 간격을 의미한다. 수신단 안테나 어레이는 복수의 수신 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 복수의 수신 안테나 엘리멘트의 일 예로서, 기준으로부터 n번째에 배치된 제2 안테나가 예시된다. 제2 안테나는 ndr길이에 대응할 수 있다. dr는 제2 안테나 상의 엘리멘트들 간의 간격을 의미한다. 제1 안테나와 제2 안테나 사이의 거리는 D일 수 있다. 제1 안테나는 mdt길이는 갖고, xy 평면 상에 위치할 수 있다. 제1 안테나는 xz 평면상에서 x축과 θt의 각을 형성할 수 있다(예: 극좌표계 상 (mdt, θt, 0)에 대응). 제2 안테나는 ndr길이를 갖고, x 축과 θr의 각을 형성할 수 있다. 또한, yz 평면에 사영된 제2 안테나는 z 축과 φr의 각을 형성할 수 있다(예: 극좌표계 상 (ndr, θr, φr)에 대응). Referring to FIGS. 2A-2C , FIG. 2A shows a perspective view 201 of a channel model. The transmit antenna array may include a plurality of transmit antenna elements. As an example of the plurality of transmit antenna elements, a first antenna disposed at the mth position from the reference is illustrated. The first antenna may correspond to an md t length. d t denotes a spacing between elements on the array of the first antenna. The receiving end antenna array may include a plurality of receiving antenna elements. As an example of the plurality of receiving antenna elements, a second antenna disposed at the nth position from the reference is illustrated. The second antenna may correspond to nd r length. d r denotes an interval between elements on the second antenna. A distance between the first antenna and the second antenna may be D. The first antenna has a length of md t and may be located on the xy plane. The first antenna may form an angle of θ t with the x axis on the xz plane (eg, corresponding to (md t , θ t , 0) on the polar coordinate system). The second antenna has a length of nd r and may form an angle of θ r with the x-axis. Also, the second antenna projected on the yz plane may form an angle between the z axis and φ r (eg, corresponding to (nd r , θ r , φ r ) in the polar coordinate system).

도 2b는 채널 모델의 정면도(203)를 도시한다. 사시도(201)에서의 xz 평면을 나타낸다. 도 2c는 채널 모델의 평면도(205)를 도시한다. 사시도(201)에서의 yz 평면을 나타낸다. 두 안테나 엘리멘트들 사이의 거리, 즉 제1 안테나와 제2 안테나 사이의 거리는 dn,m으로 정의될 수 있다. 이 때, dn,m는 하기의 수학식과 같이 정해질 수 있다. 두 안테나들 사이의 z축, x축, y축 거리는 각각 D+ndrsinθrcosφr-mdtsinθt,ndrcosθr-mdtcosθt, mdrsinθrsinφr에 대응할 수 있다. 이 때, 두 안테나들 사이의 물리적인 거리는 하기의 수학식과 같이 정의될 수 있다.2B shows a front view 203 of the channel model. The xz plane in the perspective view 201 is shown. 2C shows a top view 205 of the channel model. The yz plane in the perspective view 201 is shown. The distance between the two antenna elements, that is, the distance between the first antenna and the second antenna, may be defined as d n,m . In this case, d n,m may be determined by the following equation. The z-axis, x-axis, and y-axis distances between the two antennas may correspond to D+nd r sinθ r cosφ r -md t sinθ t ,nd r cosθ r -md t cosθ t , md r sinθ r sinφ r , respectively. In this case, the physical distance between the two antennas may be defined as follows.

<수학식 0><Equation 0>

Figure PCTKR2020005470-appb-I000001
Figure PCTKR2020005470-appb-I000001

Nt개의 송신 안테나와 Nr개의 수신 안테나가 있다고 가정하자. Nmax는 Nt와 Nr중 큰 것, Nmax는 Nt와 Nr중 작은 것을 의미한다. LOS 통신 시스템에서 송신 안테나 어레이와 수신 안테나 어레이 사이의 채널은 안테나들의 위치에 따라 결정적(deterministic)이다. 이때 m번째 송신 안테나와 n번쌔 수신 안테나 사이의 채널은 하기의 수학과 같이 표현될 수 있다. Assume that there are N t transmit antennas and N r receive antennas. N max is that the larger of N t and N r, N max indicates the lesser of N t and N r. In the LOS communication system, the channel between the transmit antenna array and the receive antenna array is deterministic according to the positions of the antennas. In this case, the channel between the m-th transmit antenna and the n-th receive antenna may be expressed as follows.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000001
Figure PCTKR2020005470-appb-M000001

여기서 dn,m은 m번째 송신 안테나와 n번쌔 수신 안테나 사이의 거리, Gt는 송신 안테나 게인(gain), Gr는 수신 안테나 게인, 그리고 λ는 캐리어 파장(wavelength)을 나타낸다. Here, d n,m is the distance between the m-th transmit antenna and the n-th receive antenna, G t is the transmit antenna gain, G r is the receive antenna gain, and λ represents the carrier wavelength.

수학식 1에서, 안테나의 크기가 통신 거리에 비해 충분히 작다면

Figure PCTKR2020005470-appb-I000002
는 m과 n에 상관이 없어지고 채널은 다음과 같이 단순화될 수 있다. In Equation 1, if the size of the antenna is sufficiently small compared to the communication distance,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000002
is independent of m and n, and the channel can be simplified as

Figure PCTKR2020005470-appb-M000002
Figure PCTKR2020005470-appb-M000002

여기서, hn,m는 m번째 송신 안테나와 n번째 수신 안테나 간 채널을 나타낸다. D는 통신 거리, 즉 송신단과 수신단 사이의 거리를 나타낸다.Here, h n,m represents a channel between the m-th transmit antenna and the n-th receive antenna. D represents the communication distance, that is, the distance between the transmitting end and the receiving end.

신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)는 다음과 같이 나타난다.The signal-to-noise ratio (SNR) is expressed as

Figure PCTKR2020005470-appb-M000003
Figure PCTKR2020005470-appb-M000003

여기서, Pt는 송신 전력, B는 대역폭, N0는 잡음전력밀도를 나타낸다. Gt는 송신 안테나 게인, Gr는 수신 안테나 게인, 그리고 λ는 캐리어 파장을 나타낸다. 수학식 3을 이용하면, LOS 채널을 다음과 같이 정규화 할 수 있다.Here, P t is transmission power, B is bandwidth, and N 0 is noise power density. G t represents the transmit antenna gain, G r represents the receive antenna gain, and λ represents the carrier wavelength. Using Equation 3, the LOS channel can be normalized as follows.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000004
Figure PCTKR2020005470-appb-M000004

여기서, hn,m는 m번째 송신 안테나와 n번째 수신 안테나 간 채널을 나타낸다. dn,m은 m번째 송신 안테나와 n번쌔 수신 안테나 사이의 거리, λ는 캐리어 파장을 나타낸다. Here, h n,m represents a channel between the m-th transmit antenna and the n-th receive antenna. d n,m is the distance between the mth transmit antenna and the nth receive antenna, and λ represents the carrier wavelength.

MIMO 채널 H의 n번째 특이값을 σn(H)이라 했을 때 채널 용량은 다음과 같이 나타난다.Assuming that the nth singular value of the MIMO channel H is σ n (H), the channel capacity is expressed as follows.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000005
Figure PCTKR2020005470-appb-M000005

모든 채널들에 동일한 전력이 할당되는 것이 아니라, 각 스트림 n에 적합한 전력 pn이 할당된다. Not all channels are allocated the same power, but an appropriate power p n is allocated to each stream n.

이 때, 이 채널 용량의 상계는 다음과 같음이 알려져 있다.At this time, it is known that the upper limit of this channel capacity is as follows.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000006
Figure PCTKR2020005470-appb-M000006

ρ는 서브 채널들의 개수(즉, 전송 랭크)를 의미한다. Waterfilling을 고려하여, 각 서브 채널에 SNR/ρ로 표현되는 전력이 할당되고,

Figure PCTKR2020005470-appb-I000003
의 특이값을 가질 것이 요구된다. 여기서, ρ는 SNR에 의존적일 수 있다. ρ means the number of sub-channels (ie, transmission rank). In consideration of waterfilling, power expressed in SNR/ρ is allocated to each sub-channel,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000003
It is required to have a singular value of Here, ρ may depend on the SNR.

<수학식 6>의 상계를 달성하기 위해서는, 채널은 대략

Figure PCTKR2020005470-appb-I000004
개의 특이값으로
Figure PCTKR2020005470-appb-I000005
을 가져야하고 나머지 특이값으로 0을 가져야한다. 이러한 채널의 0이 아닌 서브채널에 동일한 전력을 할당하면 <수학식 6>의 상계가 달성될 수 있다. 여기서
Figure PCTKR2020005470-appb-I000006
은 다음과 같이 정의될 수 있다.In order to achieve the upper bound of <Equation 6>, the channel is approximately
Figure PCTKR2020005470-appb-I000004
as a singular value
Figure PCTKR2020005470-appb-I000005
should have 0 as the remaining singular values. If the same power is allocated to non-zero subchannels of such a channel, the upper bound of Equation (6) can be achieved. here
Figure PCTKR2020005470-appb-I000006
can be defined as

Figure PCTKR2020005470-appb-M000007
Figure PCTKR2020005470-appb-M000007

여기서, c는 지정된 값(예: -1 - 2/W0(-2/e2))일 수 있다. Here, c may be a specified value (eg, -1 - 2/W 0 (-2/e 2 )).

본 개시의 다양한 실시 예들은 <수학식 6>의 상계를 달성하기 위한 안테나 구조를 제안한다. 즉, 안테나의 구조를 통해 채널이 재구성되고, 재구성된 채널에 따라 <수학식 6>의 상계 조건을 충족하는 안테나가 제안된다.Various embodiments of the present disclosure propose an antenna structure for achieving the upper bound of Equation (6). That is, a channel is reconstructed through the structure of the antenna, and an antenna satisfying the upper bound condition of Equation (6) is proposed according to the reconstructed channel.

먼저, 송수신단에서 균등 선형 안테나 어레이를 사용했을 때, <수학식 4>의 채널 행렬의 성질에 대해 기술한다.First, when a uniform linear antenna array is used in the transmitting and receiving end, the properties of the channel matrix in Equation 4 will be described.

도 2a 내지 도 2c와 같이 모델링 가능한 균등 선형 안테나 어레이가 송신단 및 수신단에 배치되는 경우를 가정하자. 상기 <수학식 4>의 행렬에서 dn,m는 <수학식 0>으로 대체될 수 있다. 이 때, 상대적으로 큰 통신 거리 D를 가정하면, hn,m는 하기의 수학식과 같이 근사화 될 수 있다.It is assumed that a modelable uniform linear antenna array is disposed at a transmitting end and a receiving end as shown in FIGS. 2A to 2C . In the matrix of <Equation 4>, d n,m may be replaced with <Equation 0>. At this time, assuming a relatively large communication distance D, h n,m can be approximated by the following equation.

<수학식 7-0><Equation 7-0>

Figure PCTKR2020005470-appb-I000007
Figure PCTKR2020005470-appb-I000007

상기 수학식 <7-0>을 참고하면, exponential 함수 부분은 4개의 부분들로 구성될 수 있다. 이 때, 첫번째 성분은 통신 거리 D, 두번째 성분은 수신 단의 파라미터들, 네번째 성분은 송신 단의 파라미터들이기 때문에, 특이값들(singular values) 산정에 지배적인 영향을 미치지 않는다. 따라서, 상술된 <수학식6>의 채널 조건을 산출하기 위하여, 세번째 성분이 채널 행렬의 특이값을 산출하기 위해 이용될 수 있다. 즉, 송신단과 수신단 사이의 채널 행렬은, 다음의 행렬과 특이값을 공유할 수 있다.Referring to Equation <7-0>, the exponential function part may be composed of four parts. At this time, since the first component is the communication distance D, the second component is the parameters of the receiving end, and the fourth component is the parameters of the transmitting end, it does not have a dominant influence on the calculation of singular values. Accordingly, in order to calculate the channel condition of Equation 6 described above, the third component may be used to calculate the singular value of the channel matrix. That is, the channel matrix between the transmitting end and the receiving end may share a singular value with the following matrix.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000008
Figure PCTKR2020005470-appb-M000008

여기서 η는 다음과 같이 결정된다.where η is determined as

Figure PCTKR2020005470-appb-M000009
Figure PCTKR2020005470-appb-M000009

ULA를 사용하는 LOS MIMO 채널의 특성 때문에, 행렬 HULA(η)는 대략 ηNmin개의 모두 같은 값의 특이값을 가지고 나머지 특이값들은 0에 가까울 수 있다. 따라서, 하기의 수학식을 만족할 때, <수학식 6>의 상계가 달성될 수 있다.Due to the characteristics of the LOS MIMO channel using the ULA, the matrix H ULA (η) has approximately ηN min all of the same singular values, and the remaining singular values may be close to zero. Therefore, when the following equation is satisfied, the upper bound of <Equation 6> can be achieved.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000010
Figure PCTKR2020005470-appb-M000010

다양한 실시 예들에 따른 송수신 안테나 어레이가 하기의 수학식을 만족할 수 있다.A transmit/receive antenna array according to various embodiments may satisfy the following equation.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000011
Figure PCTKR2020005470-appb-M000011

여기서, dt는 송신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타낸다. dr는 수신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타낸다. Here, d t represents an interval between elements of the transmit antenna array. d r represents an interval between elements of the receiving antenna array.

이때 <수학식 10>은 <수학식 9>, <수학식 11>을 통해 다음과 같이 단순화될 수 있다. In this case, <Equation 10> can be simplified as follows through <Equation 9> and <Equation 11>.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000012
Figure PCTKR2020005470-appb-M000012

즉, <수학식 12>를 만족하도록 θr와 θt값이 조정되면, 상술된 <수학식 6>의 상계를 가깝게 달성할 수 있음을 알 수 있다. 일 실시 예에서, 가장 간단한 방법으로서, θt=0으로 두면 수신단에서의 회전만으로, 상계가 달성될 수 있다. That is, it can be seen that if the θ r and θ t values are adjusted to satisfy <Equation 12>, the upper bound of the above-mentioned <Equation 6> can be closely achieved. In an embodiment, as the simplest method, if θ t = 0, the upper limit can be achieved only by rotation at the receiving end.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000013
Figure PCTKR2020005470-appb-M000013

같은 방법으로 θr=0으로 설정함으로써 송신단에서의 회전(θt)만으로도 그 목적을 달성할 수 있다. <수학식 11-13>는 본 개시의 일례이며 이를 만족하지 않는 안테나 어레이에 대해서도 회전을 통해 특정 SNR 범위에서 상계를 달성할 수 있다.In the same way, by setting θ r = 0, the purpose can be achieved only by the rotation (θ t ) at the transmitting end. <Equation 11-13> is an example of the present disclosure, and an upper limit can be achieved in a specific SNR range through rotation even for an antenna array that does not satisfy this.

도 2a 내지 2c는 송신단과 수신단에서 통신 품질을 높이기 위한 채널 설계의 원리가 서술되었다. 여기서, 도 2a 내지 도 2c를 통해 언급된 수학식들은 후술되는 송신단과 수신단의 채널을 설계하기 위한 원리의 일 예이며, 특정 수학식이 본 개시의 다른 실시 예들을 제한하는 것은 아니다.2A to 2C illustrate the principle of channel design for improving communication quality at the transmitting end and the receiving end. Here, the equations mentioned through FIGS. 2A to 2C are an example of a principle for designing channels of a transmitting end and a receiving end, which will be described later, and a specific equation is not intended to limit other embodiments of the present disclosure.

또한, 도 2a 내지 도 2c에서는 선형 어레이를 통한 채널 모델을 설계하고, 상계를 달성하기 위한 파라미터들이 서술되었으나, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 채널 설계는 선형 어레이에 한정되지 않는다. 상술된 결과는 평행한 균등 직사각형 안테나 어레이(uniform rectangular array, URA)로도 자연스럽게 확장될 수 있다. In addition, although parameters for designing a channel model through a linear array and achieving an upper bound have been described in FIGS. 2A to 2C , channel design according to various embodiments of the present disclosure is not limited to a linear array. The above results can be naturally extended to parallel uniform rectangular arrays (URA).

송신단에서 가로 간격 dt,h과 세로 간격 dt,v를 갖는 Nt,h X Nt,v 균등 직사각형 안테나 어레이를, 수신단에서 가로 간격 dr,h과 세로 간격 dr,v 를 갖는 Nt,h X Nt,v 균등 직사각형 안테나 어레이를 사용한다고 했을 때 생성되는 LOS 채널은 다음과 같음이 알려져 있다.Width at the transmitting end distance d t, h and vertical distance d t, the N t, h XN t, v uniform rectangular antenna array having a v, distance horizontally in the receiver d r, h and vertical distance d r, N t with v ,h XN t,v It is known that the LOS channel created when using a uniform rectangular antenna array is as follows.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000014
Figure PCTKR2020005470-appb-M000014

여기서

Figure PCTKR2020005470-appb-I000008
,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000009
를 의미한다.
Figure PCTKR2020005470-appb-I000010
는 Kronecker product를 의미한다. HURAh, ηv)는 (ηh min(Nr,h, Nt,h))( ηv min(Nr,v, Nt,v))개의 모두 같은 값의 특이값을 가지고 나머지 특이값들은 0에 가깝게 될 수 있다. <수학식 10>과 같이, (ηh min(Nr,h, Nt,h))(ηv min(Nr,v, Nt,v))의 특이값들의 개수가
Figure PCTKR2020005470-appb-I000011
이 되도록 ηh와 ηv이 조절되면 균등 선형 어레이에서와 같이 채널 용량의 상계가 달성될 수 있다.here
Figure PCTKR2020005470-appb-I000008
,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000009
means
Figure PCTKR2020005470-appb-I000010
stands for Kronecker product. H URAh , η v ) gives (η h min(N r,h , N t,h ))( η v min(N r,v , N t,v )) all equal singular values and the remaining singular values can be close to zero. As in <Equation 10>, the number of singular values of (η h min(N r,h , N t,h ))(η v min(N r,v , N t,v )) is
Figure PCTKR2020005470-appb-I000011
When η h and η v are adjusted so that

채널의 랭크(rank)는 채널 내 독립적인 경로의 수를 의미할 수 있다. 채널의 독립적인 경로에 따라 전송 스트림의 개수가 정의될 수 있다. 일반적으로, 랭크의 최대값은 전송 안테나 수(Nt)와 수신 안테나 수(Nr)의 최소값이다. 높은 SNR에서는 Full-rank가 높은 채널 용량을 얻기에 적합한 것으로 알려져 있다. 그러나, 낮은 SNR에서는 무조건 Full-rank가 높은 채널 용량을 얻기에 유리하지 않을 수 있다. 낮은 SNR 상계에 도달하기 위해서는 항상 Full-rank를 목표로 할 것이 아니라, 적절한 랭크 수를 결정할 필요가 있다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들은 랭크를 산정함에 있어, <수학식 7>과 같이 신호 품질을 고려할 수 있다. 0이 아닌 특이값 들의 개수가 랭크로 정의될 수 있다. A rank of a channel may mean the number of independent paths within a channel. The number of transport streams may be defined according to an independent path of a channel. In general, the maximum value of the rank is the minimum value of the number of transmit antennas (N t ) and the number of receive antennas (N r ). It is known that full-rank is suitable for obtaining high channel capacity at high SNR. However, at low SNR, full-rank may not be advantageous for obtaining high channel capacity. In order to reach a low SNR upper bound, it is necessary to determine an appropriate number of ranks, rather than always aiming for a full-rank. Accordingly, various embodiments of the present disclosure may consider signal quality as in Equation 7 when calculating a rank. The number of non-zero singular values may be defined as a rank.

본 개시의 다양한 실시 예들은 일반적인 채널 용량 계산뿐만 아니라, 3GPP에서 정의되는 CSI의 PMI, CQI 산정의 기초가 되는 RI를 결정하는 방식 혹은 피드백된 정보를 바탕으로 데이터 스트림 수를 정하고 프리코딩을 적용하는 통신 방식 등 다양한 MIMO 통신 방식에서 적용될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c를 통해 서술된 LOS MIMO 채널 원리를 바탕으로, 이하, 도 3 내지 도 8을 통해 실제 송신단과 수신단이 유효 채널을 설계하고, 설계를 통해 신호를 전송하기 위한 동작들이 서술된다. Various embodiments of the present disclosure provide not only general channel capacity calculation, but also a method of determining the RI that is the basis of PMI and CQI calculation of CSI defined in 3GPP, or determining the number of data streams based on feedback information and applying precoding. It can be applied in various MIMO communication methods, such as a communication method. Based on the LOS MIMO channel principle described with reference to FIGS. 2A to 2C , the operations for the actual transmitting end and the receiving end to design an effective channel and transmitting a signal through the design are described with reference to FIGS. 3 to 8 .

적응적(adaptive) 안테나 어레이 구성Configuring an adaptive antenna array

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 적응적(adaptive) 안테나 어레이(antenna array) 구성을 위한 통신 노드의 동작 흐름을 도시한다. 적응적 안테나 어레이 구성이란, 안테나 어레이의 물리적인 배치를 변경함으로써, 채널 용량을 높이기 위한 동작을 의미한다. 통신 노드는 송신단 또는 수신단을 예시한다. 도 1의 기지국(110), 단말(120), 또는 그 외 다른 네트워크 엔티티(network entity)일 수 있다. 3 illustrates an operation flow of a communication node for configuring an adaptive antenna array according to various embodiments of the present disclosure. The adaptive antenna array configuration refers to an operation for increasing the channel capacity by changing the physical arrangement of the antenna array. A communication node exemplifies a transmitting end or a receiving end. It may be the base station 110 of FIG. 1 , the terminal 120 , or other network entity.

도 3을 참고하면, 단계(301)에서, 통신 노드는 안테나 어레이의 구조, 통신 거리, 및 통신 품질에 기반하여 채널 설계 정보를 획득할 수 있다. 본 개시에서는 η와 같이, 안테나 어레이의 물리적인 배치와 관련된 파라미터들의 값에 대한 정보를 채널 설계 정보로 지칭하여 서술한다. 물리적인 배치와 관련된 파라미터는, 송신단의 안테나 어레이 내 송신 안테나 엘리멘트들의 개수, 송신 안테나 엘리멘트들 간의 간격, 송신단의 안테나 어레이의 회전 정도, 수신단의 안테나 어레이 내 수신 안테나 엘리멘트들의 개수, 수신 안테나 엘리멘트들 간의 간격, 수신단의 안테나 어레이의 회전 정도, 송신단과 수신단의 물리적인 거리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 때, 일 예로, 회전 정도는 통신 방향에 직교한 축을 중심으로 산정될 수 있다. Referring to FIG. 3 , in step 301 , the communication node may acquire channel design information based on the structure of the antenna array, the communication distance, and the communication quality. In the present disclosure, information on the values of parameters related to the physical arrangement of the antenna array, such as η, is referred to as channel design information and described. The parameters related to the physical arrangement include the number of transmit antenna elements in the antenna array of the transmitting end, the spacing between transmit antenna elements, the degree of rotation of the antenna array of the transmitting end, the number of receive antenna elements in the antenna array of the receiving end, and the number of receive antenna elements between the receive antenna elements. It may include at least one of an interval, a rotation degree of the antenna array of the receiving end, and a physical distance between the transmitting end and the receiving end. In this case, for example, the degree of rotation may be calculated based on an axis orthogonal to the communication direction.

채널 설계 정보는 다양한 방식으로 정의될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 채널 설계 정보는 개별 파라미터의 값이 아니라 각 파라미터의 조합(combination)으로 인해 정의되는 파라미터(예: η)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널 설계 정보는 수신 안테나 엘리멘트들 간의 간격과 송신 안테나 엘리멘트들 간의 간격의 곱으로 정의되는 파라미터의 값을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 채널 설계 정보는 수신 안테나 엘리멘트들의 유효 길이(예: drcosθr)으로 정의되는 파라미터의 값을 포함할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 채널 설계 정보는 수학식 9의 η를 포함할 수 있다. The channel design information may be defined in various ways. In some embodiments, the channel design information may include a parameter (eg, η) defined by a combination of each parameter, rather than a value of each parameter. For example, the channel design information may include a value of a parameter defined as a product of an interval between receive antenna elements and an interval between transmit antenna elements. As another example, the channel design information may include a value of a parameter defined by an effective length (eg, d r cosθ r ) of the receiving antenna elements. As another example, the channel design information may include η of Equation (9).

일부 실시 예들에서, 송신단 혹은 수신단에서 일부 파라미터들은 고정된 값이거나 이미 값이 획득된 상태라면, 해당 파라미터들은 새로이 산출하고자하는 채널 설계 정보의 파라미터의 값에서 제외될 수 있다. 일 예로, 수학식 11의 조건에 따라 <수학식 12>와 같이 채널 설계 정보의 파라미터는 θr, θt로 간소화될 수 있다. 또한, 일 예로, <수학식 13>과 같이, 파라미터는 채널 설계 정보의 파라미터는 θr로 간소화될 수 있다. In some embodiments, if some parameters at the transmitting end or the receiving end are fixed values or have already been obtained, the corresponding parameters may be excluded from the values of parameters of the channel design information to be newly calculated. As an example, according to the condition of Equation 11, the parameters of the channel design information may be simplified to θ r and θ t as shown in Equation 12. Also, as an example, as in <Equation 13>, the parameter may be simplified to θ r as the parameter of the channel design information.

일부 실시 예들에서, 전자 장치가 송신단인 경우, 수신단과 관련된 파라미터들은 지정된 값 혹은 수신단으로부터 피드백된 정보에 기초하여 결정할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 전자 장치가 수신단인 경우, 송신단과 관련된 파라미터들은 지정된 값 혹은 송신단으로부터의 구성 정보(configuration information)에 기초(예: 3GPP의 RRC(radio resource control), MAC(medium access control) CE(control element), DCI(downlink control information))하여 결정할 수 있다.In some embodiments, when the electronic device is the transmitter, parameters related to the receiver may be determined based on a specified value or information fed back from the receiver. In some other embodiments, when the electronic device is the receiving end, parameters related to the transmitting end are based on a specified value or configuration information from the transmitting end (eg, radio resource control (RRC) of 3GPP, medium access control (MAC)) It can be determined by a control element (CE) or downlink control information (DCI).

채널 설계 정보의 값을 결정하기 위해서는 채널 용량에 관한 상계 조건(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>)을 충족할 것이 요구된다. 충족 여부를 판단하기 위해, 통신 노드는 채널 품질(예: SNR)에 관한 정보를 획득할 수 있다. 통신 노드는 채널 품질에 대응하는 서브 채널들의 개수, 즉 전송 랭크(이하, 최적 랭크)를 결정할 수 있다. 전송 랭크는 무조건 Full-rank로 설정되지 않는다(최소 안테나 개수(Nmin)). 통신 노드는 채널 품질에 따른 범위를 식별하고, 해당 범위에 대응하는 최적 랭크의 수를 식별할 수 있다. 통신 노드는, 채널 품질에 따라 각 범위에 대응하는 최적 랭크 수는 1이상 Nmin이하의 값으로 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 통신 노드는 일정 범위 내에서 통신 품질, 송신 안테나의 개수(즉, MIMO 통신에 참여하는 송신단의 안테나 엘리멘트들의 개수를 의미), 수신 안테나의 개수(즉, MIMO 통신에 참여하는 송신단의 안테나 엘리멘트들의 개수를 의미)에 기초하여 최적 랭크 값을 결정할 수 있다. In order to determine the value of the channel design information, it is required to satisfy an upper bound condition regarding the channel capacity (eg, <Equation 6> and <Equation 10>). In order to determine whether it is satisfied, the communication node may obtain information about channel quality (eg, SNR). The communication node may determine the number of sub-channels corresponding to the channel quality, that is, a transmission rank (hereinafter, an optimal rank). The transmission rank is not unconditionally set to full-rank (minimum number of antennas (N min )). The communication node may identify a range according to channel quality, and identify the optimal number of ranks corresponding to the range. The communication node may determine the optimal number of ranks corresponding to each range according to the channel quality as a value of 1 or more and N min or less. According to an embodiment, the communication node includes the communication quality, the number of transmit antennas (that is, the number of antenna elements of the transmitting end participating in MIMO communication), and the number of receiving antennas (that is, participating in MIMO communication) within a certain range. An optimal rank value may be determined based on the number of antenna elements of the transmitter).

단계(303)에서, 통신 노드는 채널 설계 정보에 기반하여 안테나 어레이를 설정할 수 있다. 채널 설계 정보는, 안테나 어레이의 물리적인 자세 제어 값들을 포함할 수 있다. 안테나 어레이의 물리적인 자세를 제어하기 위한 방식에 따라 다양한 값들이 정의될 수 있다. In step 303, the communication node may configure the antenna array based on the channel design information. The channel design information may include physical attitude control values of the antenna array. Various values may be defined according to a method for controlling the physical posture of the antenna array.

일부 실시 예들에서, 채널 설계 정보는 송신 안테나 어레이 혹은 수신 안테나 어레이의 회전과 관련된 정보를 포함하므로, 통신 노드는 안테나 어레이를 회전할 수 있다. 이 때, 일 예로, 안테나 어레이의 회전 방향은 통신 방향과 직교하는 평면을 기준으로 정의될 수 있다. 회전과 관련된 구체적인 실시 예들은 도 4 내지 도 7을 통해 서술된다. In some embodiments, since the channel design information includes information related to rotation of the transmit antenna array or the receive antenna array, the communication node may rotate the antenna array. In this case, for example, the rotation direction of the antenna array may be defined based on a plane orthogonal to the communication direction. Specific embodiments related to rotation are described with reference to FIGS. 4 to 7 .

다른 일부 실시 예들에서, 채널 설계 정보는 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트 및 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트의 실제 통신 거리와 관련된 파라미터들에 기초하여 정의되므로, 통신 노드는 안테나 어레이에서, 채널 용량의 상계 조건(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>)을 충족하기 위한 조건 하에서, 최적의 서브 어레이를 선택할 수 있다. 서브 어레이 선택과 관련된 회전과 관련된 구체적인 실시 예들은 도 8을 통해 서술된다.In some other embodiments, since the channel design information is defined based on parameters related to the actual communication distance of the antenna element of the transmit antenna array and the antenna element of the receive antenna array, the communication node in the antenna array, Example: Under the conditions for satisfying <Equation 6> and <Equation 10>), an optimal sub-array may be selected. Specific embodiments related to rotation related to sub-array selection are described with reference to FIG. 8 .

또 다른 일부 실시 예들에서, 통신 노드는 다수의 전송 유닛(예: 기지국의 분산 배치 형태의 RU)을 포함하는 경우, 특정 전송 유닛을 선택할 수 있다. 채널 설계 정보는 송신단과 수신단 사이의 거리를 파라미터로 포함하기 때문에, 채널 용량의 상계 조건(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>)을 충족하거나 이에 가까운 전송 유닛을 선택할 수 있다. 이러한 원리는, 고정형 단말을 서비스하기 위해 적합한 통신 유닛을 설치함에 있어 유사한 방식으로 적용될 수 있다. In some other embodiments, the communication node may select a specific transmission unit when it includes a plurality of transmission units (eg, RUs in a distributed configuration of base stations). Since the channel design information includes the distance between the transmitting end and the receiving end as a parameter, it is possible to select a transmission unit that satisfies or is close to an upper bound condition of the channel capacity (eg, <Equation 6> and <Equation 10>). This principle can be applied in a similar way in installing a suitable communication unit to service a fixed terminal.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA(uniform linear array)의 회전(rotation) 기반 전송을 위한 송신단의 동작 흐름을 도시한다. 도 4에서는 송신단의 동작으로 서술되나, 동일한 원리가 수신단에도 적용 가능함은 물론이다. 전술된 도 2a 내지 도 2c의 채널 모델에서, 물리적 파라미터 dr, dt, Nr, Nt, λ, D 중 적어도 하나가 주어졌을 때 θr와 θt를 조정하는 방법으로서, 송수신 안테나 어레이를 기계적으로 회전하는 방법이 있다. 4 illustrates an operation flow of a transmitter for rotation-based transmission of a uniform linear array (ULA) according to various embodiments of the present disclosure. Although it is described as an operation of the transmitting end in FIG. 4, it goes without saying that the same principle is applicable to the receiving end. A method of adjusting θ r and θ t when at least one of physical parameters d r , d t , N r , N t , λ and D is given in the channel model of FIGS. 2A to 2C described above, comprising: a transmit/receive antenna array There is a way to mechanically rotate the

도 4를 참고하면, 단계(401)에서, 송신단은 채널 설계 정보로부터 회전 정보를 획득할 수 있다. 채널 설계 정보는 회전 정보의 값을 포함할 수 있다. 여기서, 회전 정보란, 채널 용량의 상계 조건(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>)을 충족하기 위한 조건 하에서 요구되는 송신단 안테나 어레이의 회전 각도, 혹은 수신단 안테나 어레이의 회전 각도를 의미한다. 설계의 편의를 위하여, 송신단에서의 회전 각도 혹은 수신단에서의 회전 각도 중 하나는 고정될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 송신단의 경우, 수신단의 회전 정보는 채널 설계 정보에서 생략될 수 있다. 채널 설계 정보는 송신단의 회전 정보만을 포함할 수 있다. 수신단의 회전 정보에 따른 동작은 수신단의 동작에서 정의될 수 있다. Referring to FIG. 4 , in step 401 , the transmitting end may obtain rotation information from channel design information. The channel design information may include a value of rotation information. Here, the rotation information means the rotation angle of the transmitting end antenna array or the rotation angle of the receiving end antenna array required under the conditions for satisfying the upper bound condition of the channel capacity (eg, <Equation 6> and <Equation 10>) do. For convenience of design, either the rotation angle at the transmitting end or the rotation angle at the receiving end may be fixed. According to an embodiment, in the case of the transmitting end, rotation information of the receiving end may be omitted from the channel design information. The channel design information may include only rotation information of the transmitter. An operation according to the rotation information of the receiving end may be defined in the operation of the receiving end.

단계(403)에서, 송신단은 회전 정보에 따라 안테나 어레이의 물리적 배치를 설정할 수 있다. 회전 정보는 회전 각도를 포함할 수 있다. 일 예로, 회전 정보는 회전 방향을 더 포함할 수 있다. 다른 일 예로, 회전 정보는 회전 방향은 고정될 수 있다. 송신단은 회전 정보에 따라 안테나 어레이의 물리적인 자세를 변경할 수 있다. 송신단은 안테나 어레이를 재배치할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 회전 정보는 송신단의 회전이 필요한 각도에 대한 값을 직접적으로 가리킬 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 회전 정보는 미리 정의된 안테나 어레이의 배치 유형을 가리키는 인덱스를 포함할 수 있다. 즉, 안테나 어레이의 회전 가능한 정도를 다수의 범위들로 구분하고, 특정 범위를 나타내는 인덱스 형태로 회전 정보를 지시할 수도 있다. In step 403, the transmitting end may set the physical arrangement of the antenna array according to the rotation information. The rotation information may include a rotation angle. As an example, the rotation information may further include a rotation direction. As another example, the rotation direction of the rotation information may be fixed. The transmitting end may change the physical posture of the antenna array according to the rotation information. The transmitting end may rearrange the antenna array. In some embodiments, the rotation information may directly indicate a value for an angle requiring rotation of the transmitter. In some other embodiments, the rotation information may include an index indicating a predefined arrangement type of the antenna array. That is, the degree of rotation of the antenna array may be divided into a plurality of ranges, and rotation information may be indicated in the form of an index indicating a specific range.

단계(405)에서, 송신단은 물리적 배치에 따른 안테나 어레이를 통해 신호를 전송할 수 있다. 송신단은 재배치된 안테나 어레이를 통해 신호를 전송할 수 있다. In step 405 , the transmitting end may transmit a signal through an antenna array according to a physical arrangement. The transmitting end may transmit a signal through the rearranged antenna array.

도 5a 내지 5c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA(uniform linear array)의 안테나 재구성의 예를 도시한다. 5A to 5C illustrate examples of antenna reconstruction of a uniform linear array (ULA) according to various embodiments of the present disclosure.

도 5a를 참고하면, 송신단(510)은 프리코더(511), 위상 천이기(phase shifter)(512), 안테나 어레이(513)를 포함할 수 있다. 일 예로, 프리코더(511)은 DFT(discrete fourier transform) 행렬을 포함하는 DFT 프리코더일 수 있다. 다중 스트림에 적용되는 유효 채널을 구성하기 위해 적절한 DFT 프리코딩 행렬이 구성될 수 있다. 프리코더(511)의 동작은 디지털 빔포밍에 대응할 수 있다. 위상 천이기(512)는 안테나 어레이 혹은 서브 어레이의 안테나 엘리멘트들 각각에 입력되는 신호에 적절한 위상을 변경함으로써, 안테나 어레이(513)이 빔을 형성하도록 구성된다. 위상 천이기(513)의 동작은 아날로그 빔포밍에 대응할 수 있다. 도 5a에서는 도시되지 않았으나, 빔포밍 구현 예로 전력 증폭기(power amplifier, PA) 또한 포함될 수 있다. Referring to FIG. 5A , the transmitter 510 may include a precoder 511 , a phase shifter 512 , and an antenna array 513 . For example, the precoder 511 may be a DFT precoder including a discrete fourier transform (DFT) matrix. An appropriate DFT precoding matrix may be constructed to construct an effective channel applied to multiple streams. The operation of the precoder 511 may correspond to digital beamforming. The phase shifter 512 is configured such that the antenna array 513 forms a beam by changing a phase appropriate to a signal input to each of the antenna elements of the antenna array or sub-array. The operation of the phase shifter 513 may correspond to analog beamforming. Although not shown in FIG. 5A , a power amplifier (PA) may also be included as an example of a beamforming implementation.

수신단(520)은 수신기(521), 안테나 어레이(523)을 포함할 수 있다. 수신기(521)은 송신단(510)과의 유효 채널을 보다 효과적으로 구성하기 위해 이퀄라이저(equalizer) 등의 동작을 수행할 수 있다. 수신기(521)은 안테나 어레이(523)으로부터 수신되는 신호들에 추가적인 처리(예: 위상 변환, IDFT(inverse DFT) 등)를 통하여 신호를 복원할 수 있다. 수신기(521)은 다양한 실시 예들에 따라, MRC(maximum ratio combining) 수신기로 구성될 수 있다. The receiving end 520 may include a receiver 521 and an antenna array 523 . The receiver 521 may perform an operation such as an equalizer to more effectively configure an effective channel with the transmitter 510 . The receiver 521 may restore signals through additional processing (eg, phase transformation, inverse DFT (IDFT), etc.) on signals received from the antenna array 523 . The receiver 521 may be configured as a maximum ratio combining (MRC) receiver according to various embodiments.

다양한 실시 예들에 따를 때, 안테나 어레이(523)은 재구성 가능한 선형 어레이일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 도 5a와 같이, 수신단(520)은 유효 채널 설계를 위해, 안테나 어레이(523)을 회전할 수 있다. 여기서, 송신단(510)은 회전하지 않는 상황을 가정한다. 수신단(520)은 채널 품질(예: SNR) 범위에 대응하는 특이값을 식별할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 채널 품질과 특이값에 대응하는 맵핑 관계가 정의될 수 있다. 수신단(520)은 채널 품질의 범위를 식별할 수 있다. 낮은 품질에 대응하는 경우, 최적 랭크를 1로 결정할 수 있다. 수신단(520)은 최적 랭크에 대응하는 수신단의 회전 정보를 획득할 수 있다. 수신단(520)은 안테나 어레이(523)이 구성 가능한 구조들 중에서 하나를 선택하여 데이터를 송수신할 수 있다. 수신단(520)은 회전 정보에 기초하여 안테나 어레이(523)을 재구성할 수 있다. 수신단(520)은 안테나 어레이를 회전함으로써, 여러 개의 균등 안테나 어레이를 사용하는 것과 같은 효과를 달성할 수 있다. According to various embodiments, the antenna array 523 may be a reconfigurable linear array. In some embodiments, as shown in FIG. 5A , the receiving end 520 may rotate the antenna array 523 to design an effective channel. Here, it is assumed that the transmitter 510 does not rotate. The receiving end 520 may identify a singular value corresponding to a channel quality (eg, SNR) range. According to an embodiment, a mapping relationship corresponding to the channel quality and the singular value may be defined. The receiving end 520 may identify a range of channel quality. If it corresponds to a low quality, the optimal rank may be determined as 1. The receiving end 520 may obtain rotation information of the receiving end corresponding to the optimal rank. The receiving end 520 may transmit/receive data by selecting one of the structures configurable by the antenna array 523 . The receiving end 520 may reconfigure the antenna array 523 based on the rotation information. By rotating the antenna array, the receiving end 520 can achieve the same effect as using several equal antenna arrays.

다른 일부 실시 예들에서, 도 5b와 같이, 수신단(520)은 유효 채널 설계를 위해, 서브 어레이를 선택할 수 있다. 서브 어레이는 채널 품질의 범위에 따라 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 5c와 같이, 안테나 어레이(523)는 각 채널 품질의 범위에 대응하는 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 낮은 채널 품질의 경우, 안테나 어레이(523)의 배치는 제1 배치에 대응할 수 있다. 수신단(520)은 제1 배치에 대응하는 제1 서브 어레이(541)을 식별할 수 있다. 수신단(520)은 제1 서브 어레이(530)를 통해 송신단(510)과 통신을 수행할 수 있다. 채널 품질이 중간 범위에 대응하는 경우, 안테나 어레이(523)의 배치는 제2 배치에 대응할 수 있다. 수신단(523)은 채널 품질에 기반하여 선호 각도 정보를 획득하고, 해당 각도 정보의 안테나의 배치에 대응하는 제2 서브 어레이(542)를 식별할 수 있다(예: 수학식 7의 중간 범위). 수신단(520)은 제2 서브 어레이(542)를 통해 송신단(510)과 통신을 수행할 수 있다. 높은 채널 품질의 경우, 안테나 어레이(523)의 배치는 제3 배치에 대응할 수 있다. 수신단(520)은 제3 배치에 대응하는 제3 서브 어레이(543)을 식별할 수 있다. 수신단(520)은 제3 서브 어레이(543)을 통해 송신단(510)과 통신을 수행할 수 있다. 수신단(520)은 각도 정보에 기반하여 해당 각도에 대응하는 안테나 어레이(523)의 서브 어레이를 식별 및 변경하거나, 현재 통신 서브 어레이를 유지함으로써(동일 서브 어레이가 식별되는 경우) 송신단(510)과 최적의 상태를 유지할 수 있다. In some other embodiments, as shown in FIG. 5B , the receiving end 520 may select a sub-array for effective channel design. A sub-array may be defined according to a range of channel quality. For example, as shown in FIG. 5C , the antenna array 523 may include sub-arrays corresponding to each channel quality range. In the case of low channel quality, the arrangement of the antenna array 523 may correspond to the first arrangement. The receiving end 520 may identify the first sub-array 541 corresponding to the first arrangement. The receiving end 520 may communicate with the transmitting end 510 through the first sub-array 530 . When the channel quality corresponds to the intermediate range, the arrangement of the antenna array 523 may correspond to the second arrangement. The receiving end 523 may obtain preferred angle information based on the channel quality and identify the second sub-array 542 corresponding to the antenna arrangement of the corresponding angle information (eg, the intermediate range of Equation 7). The receiving end 520 may communicate with the transmitting end 510 through the second sub-array 542 . In the case of high channel quality, the arrangement of the antenna array 523 may correspond to the third arrangement. The receiving end 520 may identify the third sub-array 543 corresponding to the third arrangement. The receiving end 520 may communicate with the transmitting end 510 through the third sub-array 543 . The receiving end 520 identifies and changes the sub-array of the antenna array 523 corresponding to the angle based on the angle information, or maintains the current communication sub-array (when the same sub-array is identified) with the transmitting end 510 You can keep it in optimal condition.

도 5a 내지도 5c에서는 채널 품질의 범위가 3개이고, 서브 어레이의 개수가 3개인 상황이 예로 서술되었으나, 본 개시의 다양한 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 일부 실시 예들에서, 송신단(510) 또는 수신단(520)은 3개 보다 많은 개수의 채널 품질의 범위를 정의하고, 3개 보다 많은 개수의 서브 어레이를 구비할 수 있다. 반대로, 일부 실시 예들에서, 송신단(510) 또는 수신단(520)은 기준값을 결정하고, 채널 품질을 높고 낮음만을 정의할 수 있다. 송신단(510) 또는 수신단(520)은 고품질에 대응하는 서브 어레이와 저품질에 대응하는 서브 어레이를 구비할 수 있다.5A to 5C, a situation in which the channel quality range is 3 and the number of sub-arrays is 3 has been described as an example, but various embodiments of the present disclosure are not limited thereto. In some embodiments, the transmitting end 510 or the receiving end 520 may define more than three number of channel quality ranges, and may include more than three sub-arrays. Conversely, in some embodiments, the transmitting end 510 or the receiving end 520 may determine a reference value and define only high and low channel quality. The transmitting end 510 or the receiving end 520 may include a sub-array corresponding to high quality and a sub-array corresponding to low quality.

ULA 회전의 구현 예Example implementation of ULA rotation

도 6a 내지 6b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA 회전의 예를 도시한다. 도 6a는 도 4 내지 도 5c의 회전 정보를 적용하여 신호를 송신하거나 수신하기 위한 재구성 가능한 안테나 어레이의 회전 구조의 예를 나타낸다. 도 6a를 참고하면, 회전 구조의 정면도(601)를 나타낸다. 도 6b를 참고하면, 회전 구조의 사시도(603)를 나타낸다. 회전 구조는 ULA가 평면에 부착되어 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전 가능한 구조를 포함할 수 있다. 6A-6B illustrate examples of ULA rotation according to various embodiments of the present disclosure. 6A shows an example of a rotation structure of a reconfigurable antenna array for transmitting or receiving a signal by applying the rotation information of FIGS. 4 to 5C . Referring to FIG. 6A , a front view 601 of the rotating structure is shown. Referring to FIG. 6B , a perspective view 603 of the rotating structure is shown. The rotation structure may include a structure in which the ULA is attached to a plane and rotatable in a clockwise or counterclockwise direction.

도 7a 내지 7c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA 구조의 예를 도시한다. 도 7a 내지 도 7c는 도 4 내지 도 5c의 회전 정보를 적용하여 신호를 송신하거나 수신하기 위한 재구성 가능한 안테나 어레이의 예시적인 구현 예를 나타낸다. 일 실시 예에 따라, 안테나 어레이의 회전 축은 어레이 안테나의 중심에 위치할 수 있다(701). 회전 정보에 따른 채널 설계가 용이할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 안테나 어레이의 회전 축은 어레이 안테나의 중심 외에 다른 위치(예: 안테나 어레이의 말단)에 위치할 수 있다(703). 또 다른 일 실시 예에 따라, 안테나 어레이의 회전축은 어레이 안테나 어레이와 다른 부분에 위치할 수 있다(705). 회전축의 배치를 안테나 어레이 상으로 반드시 한정하지 않음으로써, 보다 다양한 설계 시나리오를 커버할 수 있다. 7A to 7C illustrate examples of ULA structures according to various embodiments of the present disclosure. 7A-7C illustrate exemplary implementations of a reconfigurable antenna array for transmitting or receiving a signal by applying the rotation information of FIGS. 4-5C . According to an embodiment, the rotation axis of the antenna array may be located at the center of the array antenna ( 701 ). It may be easy to design a channel according to rotation information. According to another embodiment, the rotation axis of the antenna array may be located at a location other than the center of the array antenna (eg, the end of the antenna array) (703). According to another embodiment, the rotation axis of the antenna array may be located in a different part from the array antenna array ( 705 ). By not necessarily limiting the arrangement of the rotation axis on the antenna array, more diverse design scenarios can be covered.

도 6a 내지 도 6b 및 도 7a 내지 도 7c는, 송신단과 수신단 사이에서 ULA 회전을 통해 유효 채널을 재구성하기 위한 안테나 어레이 구조가 서술되었다. 그러나, 이러한 구조들은 구현을 위한 실시 예일뿐, 본 개시의 다른 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 단순히 물리적인 회전을 통해 회전 정보 값을 적용하는 방법뿐만 아니라, 기회전된(즉, 채널 관점에서 이미 회전 각도를 형성하는 상태) 안테나 어레이 내 서브 어레이들을 선택하는 방식(예: 도 8)으로도 회전 정보를 적용함으로써 유효 채널이 설계될 수 있다. 6A to 6B and 7A to 7C illustrate an antenna array structure for reconstructing an effective channel through ULA rotation between a transmitting end and a receiving end. However, these structures are only examples for implementation, and other exemplary embodiments of the present disclosure are not limited thereto. Not only the method of simply applying the rotation information value through physical rotation, but also the method of selecting sub-arrays in the antenna array (eg, in FIG. 8 ) that have been opportunistically rotated (that is, in a state that already forms a rotation angle from a channel point of view) By applying rotation information, an effective channel can be designed.

ULA의 서브 어레이의 선택 예Selection example of ULA sub-array

도 8는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 ULA 회전에 따른 서브 어레이 선택의 예를 도시한다. 물리적 파라미터 dr, dt, Nr, Nt, λ, D가 주어졌을 때 θr와 θt를 조정하는 방법으로, 다수의 송수신 안테나 구성요소들 중에서 적합한 구성 요소를 선택을 하는 방법이 있다. 이하, 도 8에서는 안테나 어레이의 서브 어레이를 선택하는 방안이 서술된다. 8 illustrates an example of sub-array selection according to ULA rotation according to various embodiments of the present disclosure. As a method of adjusting θ r and θ t when physical parameters d r , d t , N r , N t , λ, and D are given, there is a method of selecting a suitable component from among a plurality of transmit/receive antenna components. . Hereinafter, a method of selecting a sub-array of an antenna array is described in FIG. 8 .

도 8을 참고하면, 안테나 어레이(800)는 3개의 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 안테나 어레이(800)는 제1 서브 어레이(801), 제2 서브 어레이(803), 제3 서브 어레이(805)를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 서브 어레이(801)는 높은 SNR, 제2 서브 어레이(803)는 중간 범위의 SNR, 제3 서브 어레이(805)는 낮은 SNR에 대응할 수 있다. 높고 낮음은 지정된 범위에 따라 정의될 수 있다(예: <수학식 7>).Referring to FIG. 8 , the antenna array 800 may include three sub-arrays. The antenna array 800 may include a first sub-array 801 , a second sub-array 803 , and a third sub-array 805 . For example, the first sub-array 801 may correspond to a high SNR, the second sub-array 803 may correspond to a mid-range SNR, and the third sub-array 805 may correspond to a low SNR. High and low may be defined according to a specified range (eg, <Equation 7>).

각 서브 어레이의 길이는 동일하지만, 높은 SNR을 기준으로 볼 때, 서로 다른 유효 길이를 가질 수 있다. 높은 SNR에 대응하는 제1 서브 어레이(801)를 기준 축으로 고려 시, 제1 서브 어레이(801)의 길이가 L이고 회전하는 정도가 θi라면, 유효 길이는 Li=Lcosθi 로 정의될 수 있다. 제1 서브 어레이(801)의 유효 길이(811)는 L일 수 있다. 제2 서브 어레이(803)의 유효 길이(815)는 Lmid-SNR=Lcosθmid-SNR일 수 있다. 제3 서브 어레이(805)의 유효 길이(815)는 Llow-SNR=Lcosθlow-SNR일 수 있다. 각 서브 어레이에 포함된 안테나 엘리멘트들의 개수가 같고 등간격이므로, 각 서브 어레이의 유효 길이는 안테나 엘리멘트들 간 간격(예: dr, dt)에 대응할 수 있다. Each sub-array has the same length, but may have different effective lengths based on high SNR. Considering the first sub-array 801 corresponding to the high SNR as a reference axis, if the length of the first sub-array 801 is L and the degree of rotation is θ i , the effective length will be defined as L i =Lcosθ i can The effective length 811 of the first sub-array 801 may be L. The effective length 815 of the second sub-array 803 may be L mid-SNR = Lcosθ mid-SNR . The effective length 815 of the third sub-array 805 may be L low-SNR = Lcosθ low-SNR . Since the number of antenna elements included in each sub-array is equal and equally spaced, the effective length of each sub-array may correspond to an interval (eg, d r , d t ) between antenna elements.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송신단은, 피드백 받은 채널 정보를 수신하고, 채널 설계 정보를 획득할 수 있다. 송신단은, 채널 설계 정보를 통해 복수의 서브 어레이(subarray)들 중 하나의 서브 어레이를 선택할 수 있다. 송신단은, 선택된 서브 어레이를 사용하여 수신단으로 송신할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 수신단은, 추정된 채널 정보를 통해 복수의 서브 어레이(subarray)들 중 하나의 서브 어레이를 선택할 수 있다. 수신단은 선택된 서브 어레이를 통해, 송신단으로부터 송신된 신호를 수신할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, in a wireless communication system, a transmitter may receive feedback channel information and acquire channel design information. The transmitter may select one sub-array from among a plurality of sub-arrays through the channel design information. The transmitting end may transmit to the receiving end using the selected sub-array. According to various embodiments of the present disclosure, in a wireless communication system, a receiving end may select one sub-array from among a plurality of sub-arrays through estimated channel information. The receiving end may receive a signal transmitted from the transmitting end through the selected sub-array.

도 2a 내지 도 8을 통해 LOS MIMO 환경에서 높은 데이터 전송 속도를 달성하기 위한 재구성 안테나의 설계 및 동작 방법들이 서술되었다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 적절한 빔포밍 이득과 멀티플렉싱 이득을 가지는 어레이 혹은 배치를 선택하여 높은 데이터 전송 속도를 달성할 수 있다. 특히, 낮은 SNR에서도 최대의 채널 용량, 즉 최대의 전송 속도가 달성됨으로써, 다양한 환경에서 높은 통신 효율을 기재할 수 있다. The design and operation methods of a reconfiguration antenna for achieving a high data transmission rate in a LOS MIMO environment have been described with reference to FIGS. 2A to 8 . The apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure may achieve a high data transmission rate by selecting an array or arrangement having an appropriate beamforming gain and a multiplexing gain. In particular, the maximum channel capacity, that is, the maximum transmission speed, is achieved even at a low SNR, so that high communication efficiency can be described in various environments.

도 2a 내지 도 8에서는 ULA 형태의 안테나 어레이 또는 URA 형태의 안테나 어레이로 언급하였으나, 거리에 따라 채널 용량이 최적화되도록 반경을 조절하는 형태로 재구성 가능한(reconfigurable) UCA(uniform circular array) 형태의 안테나 또한 본 개시의 일 실시 예로 이해될 수 있다.2A to 8, the ULA type antenna array or the URA type antenna array is referred to, but the reconfigurable UCA (uniform circular array) type antenna is also referred to as a reconfigurable UCA type antenna in the form of adjusting the radius to optimize the channel capacity according to the distance. It may be understood as an embodiment of the present disclosure.

효율적인 유효 채널 설계Efficient effective channel design

최대의 채널 용량을 갖는 파라미터들을 산출하기 위해서는, 상술된 <수학식 6> 및 <수학식 11>의 계산식 및 해당 유효 채널의 조건 충족 여부를 판단해야하므로, 연산량이 상당할 수 있다. 따라서, 본 개시에서는 저복잡도(low-complexity)를 위한 유효 채널 설계 방안을 제안한다. <수학식 8>의 채널 행렬 H=HULA(η) 및 도 5a 내지 도 5c에 도시된 송신단(510) 및 수신단(520)을 가정하자. In order to calculate the parameters having the maximum channel capacity, it is necessary to determine whether the above-described equations of <Equation 6> and <Equation 11> and the condition of the corresponding effective channel are satisfied, so the amount of computation may be considerable. Accordingly, the present disclosure proposes an effective channel design method for low-complexity. It is assumed that the channel matrix H=H ULA (η) of Equation 8 and the transmitting end 510 and the receiving end 520 shown in FIGS. 5A to 5C.

송신단(510)의 프리코더(511)의 프리코딩 행렬(예: DFT 프리코더)은 F일 수 있다. 이 때, 수신기(521)에서 MRC 프리코딩은 H*, IDFT 프리코딩 F*이면 하기의 수학식이 만족될 수 있다.A precoding matrix (eg, a DFT precoder) of the precoder 511 of the transmitter 510 may be F. At this time, if the MRC precoding in the receiver 521 is H * and the IDFT precoding F *, the following equation may be satisfied.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000015
Figure PCTKR2020005470-appb-M000015

즉, 송신단과 수신단 사이의 채널을 대각 행렬(diagonal matrix)과 가깝게 구성함으로써, 유효 채널로서, 간섭없는 서브채널들이 획득될 수 있다. 또한 다음과 같이 송신단(510)에서 IDFT 프리코딩을, 수신단(520)에서 MRC 프리코딩과 DFT 프리코딩을 하여도 같은 효과를 낼 수 있다. That is, by configuring the channel between the transmitting end and the receiving end to be close to a diagonal matrix, as an effective channel, interference-free subchannels can be obtained. Also, the same effect can be obtained by performing IDFT precoding at the transmitting end 510 and MRC precoding and DFT precoding at the receiving end 520 as follows.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000016
Figure PCTKR2020005470-appb-M000016

또한 수신단에서의 MRC 프리코딩이 아니라 송신단에서의 MRT 프리코딩으로도 같은 효과가 달성될 수 있다. 송신단에서 DFT 프리코딩 F, MRT 프리코딩 H*이 적용되고, 수신단에서 IDFT 프리코딩 F*를 적용될 수 있다.In addition, the same effect can be achieved by MRT precoding at the transmitting end instead of MRC precoding at the receiving end. DFT precoding F and MRT precoding H * may be applied at the transmitting end, and IDFT precoding F * may be applied at the receiving end.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000017
Figure PCTKR2020005470-appb-M000017

반대로, 송신단에서 IDFT 프리코딩 F*, MRT 프리코딩 H*이 적용되고, 수신단에서 DFT 프리코딩 F이 적용될 수도 있다.Conversely, IDFT precoding F * and MRT precoding H * may be applied at the transmitting end, and DFT precoding F may be applied at the receiving end.

Figure PCTKR2020005470-appb-M000018
Figure PCTKR2020005470-appb-M000018

빔포밍 환경에서, <수학식 8>의 채널 행렬의 양쪽에 위상을 회전시키는 대각행렬 D이 곱해져야 <수학식 7-0>에서 표현되는 실제 채널 행렬과 같아지므로, 도 5a 내지 도 5c와 같이 위상 천이기(phase shifter)들이 요구될 수 있다. 이 때, 수신단/송신단에서의 MRC/MRT 프리코딩과 DFT/IDFT 프리코딩을 한 블록의 프리코딩으로 생각할 수도 있고, 이는 실질적(effective)인 채널에 대한 MRC/MRT로 고려될 수도 있다. 다시 말해, <수학식 15> 내지 <수학식 18>을 통해 서술된 저복잡도 설계를 위한 프리코딩은 디지털단에서만 이루어질 필요는 없고, 일 실시 예에 따라, 아날로그 단에서도 수행될 수 있다. 상술된 F, H, H*, F* 및 D, D*에 따른 유효 채널 설계를 위해, 적어도 일부 구성 성분이 아날로그 단에서 적용될 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 저복잡도를 위한 프리코딩은 디지털 빔포밍 및 아날로그 빔포밍이 결합되는 하이브리드 빔포밍(혹은 하이브리드 프리코딩)의 형태로 구현될 수도 있다. 이 때, 필요한 RF 체인의 개수는 안테나의 수보다 작을 수 있다.In the beamforming environment, both sides of the channel matrix of <Equation 8> must be multiplied by the diagonal matrix D that rotates the phase so that it becomes the same as the actual channel matrix expressed in <Equation 7-0>, as shown in FIGS. 5A to 5C Phase shifters may be required. In this case, MRC/MRT precoding and DFT/IDFT precoding at the receiving end/transmitting end may be considered as precoding of one block, and this may be considered as MRC/MRT for an effective channel. In other words, the precoding for the low-complexity design described through <Equation 15> to <Equation 18> does not need to be performed only in the digital stage, and may be performed in the analog stage according to an embodiment. For effective channel design according to F, H, H * , F * and D, D * described above, at least some components may be applied at the analog stage. In some embodiments, the precoding for low complexity may be implemented in the form of hybrid beamforming (or hybrid precoding) in which digital beamforming and analog beamforming are combined. In this case, the number of necessary RF chains may be smaller than the number of antennas.

상기 실시 예에 따라, H 전후로 빔포밍 행렬에 대응하는 D가 정의될 수 있다. <수학식 15> 내지 <수학식 18>과 같이 대각 행렬을 형성하기 위한 유효 채널 행렬은, F*D*H*HDF, FD*H*HDF*, F*D*HH*DF, 또는 FD*HH*DF*로 구성될 수 있다. According to the above embodiment, D corresponding to the beamforming matrix before and after H may be defined. An effective channel matrix for forming a diagonal matrix as shown in <Equation 15> to <Equation 18> is F * D * H * HDF, FD * H * HDF * , F * D * HH * DF, or FD * It may consist of HH * DF *.

높은 채널 용량을 달성하기 위해서는 프리코딩(예: SVD(Singular Value Decomposition)이 요구된다. 적절한 프리코더의 선택을 위해, 수신단은 송신단으로부터 전송되는 신호(예: 기준 신호로서, SS/PBCH block, CSI-RS, CRS 등)로부터 채널 정보를 생성하고, 송신단에 채널 정보를 피드백할 수 있다. 이 때, 일부 실시 예들에서, 수신단은 모든 채널 정보 H를 송신단에 피드백할 수 있다. 또는, 다른 일부 실시 예들에서, 수신단은

Figure PCTKR2020005470-appb-I000012
개의 특이값들에 대한 정보(예: largest right singular vector들)만을 송신단에게 피드백할 수도 있다. 또 다른 일부 실시 예들에서, 수신단은
Figure PCTKR2020005470-appb-I000013
개의 특이값들을 결정하기 위한 다른 정보들을 송신단에게 피드백할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 3GPP의 LTE 혹은 NR 시스템의 CSI(channel state information)에 포함되는 파라미터들(예: CRI(CSI-RS resource indicator), RI(rank indicator), CQI(channel quality indicator), PMI(precoding matrix indicator), LI(layer indicator), RSRP, SINR 등)이 상술된 랭크 및 특이값 중 적어도 하나를 결정하기 위해 이용될 수 있다.In order to achieve high channel capacity, precoding (eg, SVD (Singular Value Decomposition)) is required. In order to select an appropriate precoder, the receiving end receives a signal transmitted from the transmitting end (e.g., as a reference signal, SS/PBCH block, CSI -RS, CRS, etc.) may generate channel information and feed back channel information to the transmitter In this case, in some embodiments, the receiver may feed back all channel information H to the transmitter. Alternatively, in some other embodiments In examples, the receiving end
Figure PCTKR2020005470-appb-I000012
Only information on singular values (eg, largest right singular vectors) may be fed back to the transmitter. In some other embodiments, the receiving end
Figure PCTKR2020005470-appb-I000013
Other information for determining singular values of n may be fed back to the transmitter. According to an embodiment, parameters included in CSI (channel state information) of LTE or NR system of 3GPP (eg, CRI (CSI-RS resource indicator), RI (rank indicator), CQI (channel quality indicator), PMI) (precoding matrix indicator, LI (layer indicator), RSRP, SINR, etc.) may be used to determine at least one of the above-described rank and singular value.

수신단은, 송신단으로부터 전달되는 신호에 기초하여 채널을 추정함으로써, 채널 환경을 보다 정확하게 파악할 수 있다. 송신단은 수신단 사이의 채널을 시그널링을 통해 보다 정확하게 파악할 수 있다. 송신단, 수신단, 또는 송신단 및 수신단 모두에서 채널을 정확하게 파악함으로써, 상술된 안테나 어레이의 재구성 및 채널의 저복잡도 설계가 가능하다. 이하, 도 9 내지 도 14b를 통해, 피드백 환경(예: CL(closed loop)-MIMO)에서 유효 채널 설계를 위한 송신단 및 수신단의 시그널링과 프리코딩의 예들이 서술된다. The receiving end can more accurately grasp the channel environment by estimating the channel based on the signal transmitted from the transmitting end. The transmitter may more accurately identify the channel between the receivers through signaling. By accurately identifying the channel at the transmitting end, the receiving end, or both the transmitting end and the receiving end, it is possible to reconfigure the above-described antenna array and design a low-complexity channel. Hereinafter, examples of signaling and precoding of a transmitter and a receiver for effective channel design in a feedback environment (eg, closed loop (CL)-MIMO) will be described with reference to FIGS. 9 to 14B .

도 9는 다양한 실시 예들에 따른 프리코딩 기반 전송을 위한 송신단의 동작 흐름을 도시한다. 도 9에서는 송신단의 동작으로 서술되나, 대응하는 동작이 수신단에도 적용 가능함은 물론이다. 9 illustrates an operation flow of a transmitter for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure. Although it is described as an operation of the transmitting end in FIG. 9, it goes without saying that the corresponding operation is also applicable to the receiving end.

도 9를 참고하면, 단계(901)에서, 송신단은 특이값 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 특이값 정보란, 수신단에서의 채널 추정 결과에 기초하여 획득되는 특이값 벡터들(혹은 행렬)과 관련된 정보를 의미한다. 일 예로, 특이값 정보는 수신단에서 채널 행렬 H에 따른 유효 채널을 대각 행렬로 구성하기 위해 송신단에게 알리는 정보를 의미할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 수신단은, 수신단에서 적용될 MRC 프리코딩, IDFT 프리코딩, 또는 수신 빔포밍 행렬에 따라, 원하는 송신단에서의 프리코딩에 대한 정보를 피드백할 수 있다. 일 예로, 피드백 정보는 CSI의 PMI 혹은 CRI를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , in step 901 , the transmitter may receive feedback information including singular value information. Here, the singular value information means information related to singular value vectors (or matrices) obtained based on the channel estimation result at the receiving end. For example, the singular value information may refer to information informing the transmitter to configure an effective channel according to the channel matrix H in a diagonal matrix at the receiver. In some embodiments, the receiving end may feed back information on the desired precoding at the transmitting end according to MRC precoding, IDFT precoding, or receive beamforming matrix to be applied at the receiving end. As an example, the feedback information may include PMI or CRI of CSI.

다양한 실시 예들에 따를 때, 피드백 정보는 랭크 정보를 더 포함할 수 있다. 랭크 정보는 수신단에서 선호되는 랭크의 개수를 의미할 수 있다. 일 예로, 피드백 정보는 CSI의 RI를 포함할 수 있다. 이 때, 일 실시 예에 따라, 수신단에서 랭크를 산정하는 방식에도 본 개시의 유효 채널 설계(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>의 조건 충족) 기법이 적용될 수 있다. According to various embodiments, the feedback information may further include rank information. The rank information may mean the number of ranks preferred by the receiving end. As an example, the feedback information may include an RI of CSI. In this case, according to an embodiment, the effective channel design (eg, satisfying the conditions of Equation 6 and Equation 10) of the present disclosure may be applied to a method for calculating a rank at the receiving end.

다양한 실시 예들에 따를 때, 피드백 정보는 특이값 정보 외에 선호 채널(preferred channel)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 수신단은, 수신단에서 원하는 변조 방식 혹은 코딩률에 관한 정보를 피드백할 수 있다. 이러한 정보는 통신 품질을 간접적으로 지시할 수 있다. 일 예로, CSI의 RI 형태로 랭크가 지시될 수 있다. 일 예로, 피드백 정보는 CSI의 CQI를 포함할 수 있다. 송신단은 CQI로부터 SNR을 획득하고, <수학식 6>의 상계를 달성하기 위해 적합한 랭크 및 특이값들을 도출할 수 있다. According to various embodiments, the feedback information may include information on a preferred channel in addition to singular value information. According to an embodiment, the receiving end may feed back information about a modulation scheme or a coding rate desired by the receiving end. Such information may indirectly indicate communication quality. As an example, the rank may be indicated in the form of RI of CSI. As an example, the feedback information may include a CQI of CSI. The transmitting end obtains the SNR from the CQI, and may derive an appropriate rank and singular values to achieve the upper bound of Equation (6).

단계(903)에서, 송신단은 프리코딩을 수행할 수 있다. 수신단에 적용되는 프리코딩과 함께 유효 채널 설계를 통해, 송신단은 <수학식 15> 내지 <수학식 18>에서 예시되는 대각 행렬을 구성하기 위한 프리코더를 선택할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 송신단은 채널의 특이값 분해를 통해 획득되는 프리코딩 행렬을 도출할 수 있다. 송신단은 단계(901)에서 수신된 피드백 정보에 기반하여 프리코딩 행렬을 도출할 수 있다. 이 때, 송신단은 피드백 정보에 따른 프리코딩 행렬을 그대로 적용할 수도 있다. 이 때, 일 실시 예에 따라, 수신단에서 추천 프리코더를 산정하는 방식에도 본 개시의 유효 채널 설계(예: <수학식 15> 내지 <수학식 18>) 기법이 적용될 수 있다.In step 903, the transmitting end may perform precoding. Through effective channel design together with precoding applied to the receiving end, the transmitting end may select a precoder for constructing the diagonal matrix exemplified in Equations 15 to 18. In some embodiments, the transmitter may derive a precoding matrix obtained through singular value decomposition of a channel. The transmitter may derive a precoding matrix based on the feedback information received in step 901 . In this case, the transmitter may apply the precoding matrix according to the feedback information as it is. In this case, according to an embodiment, the effective channel design (eg, <Equation 15> to <Equation 18>) of the present disclosure may also be applied to a method of calculating the recommended precoder at the receiving end.

단계(905)에서 송신단은 신호를 전송할 수 있다. 송신단은 주어진 채널 정보(예: 채널 품질(SNR))에 기반하여 안테나 어레이를 재구성할 수 있다. LOS MIMO 채널 환경에서, 최적의 채널 용량을 달성하기 위한 유효 채널 설계(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>의 조건 충족)를 위해, 송신단은 피드백 정보로부터, 채널 설계 정보의 값들을 결정할 수 있다. 이러한 채널 설계 정보의 값들은 채널 품질(예: SNR)에 의존적일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 송신단은 피드백 정보에 기반하여, 수신단이 원하는 채널 품질의 범위를 획득할 수 있다. 송신단은 획득된 채널 품질 범위에 기반하여, 특이값들의 개수(즉, 전송 랭크의 수) 및 특이값을 결정할 수 있다. 안테나 어레이는 다양한 방식으로 재구성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 송신단은 특이값들의 개수에 기초하여 회전 정보를 획득하고, 이에 대응하도록 안테나 어레이를 회전할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 송신단은 특이값들의 개수에 기초하여 각도 정보를 획득하고, 이에 대응하도록 안테나 어레이의 서브 어레이를 선택할 수도 있다.In step 905, the transmitting end may transmit a signal. The transmitter may reconfigure the antenna array based on given channel information (eg, channel quality (SNR)). In the LOS MIMO channel environment, for effective channel design (eg, satisfying the conditions of Equation 6 and Equation 10) to achieve the optimal channel capacity, the transmitting end obtains the values of the channel design information from the feedback information. can decide Values of such channel design information may depend on channel quality (eg, SNR). According to an embodiment, the transmitting end may acquire a range of channel quality desired by the receiving end based on the feedback information. The transmitting end may determine the number of singular values (ie, the number of transmission ranks) and the singular value based on the acquired channel quality range. The antenna array can be reconfigured in a variety of ways. In some embodiments, the transmitter may obtain rotation information based on the number of singular values and rotate the antenna array to correspond thereto. In some other embodiments, the transmitter may obtain angle information based on the number of singular values and select a sub-array of the antenna array to correspond thereto.

도 10a는 다양한 실시 예들에 따른 프리코딩 기반 전송을 위한 송신단의 기능적 구성의 예를 도시한다. 도 10b는 다양한 실시 예들에 따른 프리코딩 기반 전송을 위한 수신단의 기능적 구성의 예를 도시한다. 10A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure. 10B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for precoding-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 10a 및 도 10b를 참고하면, 송신단(1000)은 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 수신단(1050)은 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 수신단(1050)은 채널 추정(channel estimation)을 수행할 수 있다. 수신단은 채널 추정을 통해 H에 대한 정보를 획득할 수 있다. 채널 행렬을 H로 가정하자. 이 때, SVD 기법에서, H는 UΣV*의 형태로 표현될 수 있다. 여기서, U는 왼쪽 특이 벡터들(left singular vectors)(혹은, 왼쪽 특이 행렬), V는 오른쪽 특이 벡터(right singular vectors)(혹은, 오른쪽 특이 행렬)로 지칭될 수 있다. U, V는 최대 채널 용량을 위한 조건(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>)이 충족되는 랭크를 고려하여 산출될 수 있다. 수신단(1050)은 송신단(1000)에게 V와 관련된 정보를 피드백하고, 수신단(1050)은 등화기로서, SVD 프리코더에 U*를 적용할 수 있다. 10A and 10B , the transmitter 1000 may include a plurality of antennas. The receiving end 1050 may include a plurality of antennas. The receiving end 1050 may perform channel estimation. The receiving end may acquire information on H through channel estimation. Let the channel matrix be H. In this case, in the SVD technique, H may be expressed in the form of UΣV *. Here, U may be referred to as left singular vectors (or left singular matrix), and V may be referred to as right singular vectors (or right singular matrix). U and V may be calculated in consideration of a rank in which a condition for the maximum channel capacity (eg, <Equation 6> and <Equation 10>) is satisfied. The receiving end 1050 feeds back information related to V to the transmitting end 1000 , and the receiving end 1050 as an equalizer may apply U * to the SVD precoder.

적절한 프리코딩 설계 외에 안테나 어레이의 재구성을 위하여, 선호하는 채널과 관련된 정보(예: 채널 품질, 채널 인덱스)와 랭크 정보가 송신단(1000)에게 추가적으로 전달될 수 있다. 송신단(1000)은 랭크 정보에 기초하여 전송 스트림들의 개수를 결정할 수 있다. 송신단(1000)은 전송 스트림들의 개수에 따라 프리코딩 행렬의 크기가 결정될 수 있다. 송신단(1000)은 채널 품질에 기초하여 특이값들의 개수를 결정하고, 각 특이값들을 도출할 수 있다. 송신단(1000)은 도출된 개수에 따라 안테나 엘리멘트들 혹은 RF 체인들을 활성화할 수 있다. 송신단(1000)은 피드백 정보에 기반하여 프리코더를 선택할 수 있다. 송신단(1000)이 V와 관련된 프리코딩을 적용함으로써, 수신단(1050)의 U*와 함께, 전체 유효 채널의 대각 행렬이 설계될 수 있다. In addition to an appropriate precoding design, information related to a preferred channel (eg, channel quality, channel index) and rank information may be additionally transmitted to the transmitter 1000 for reconfiguration of the antenna array. The transmitter 1000 may determine the number of transport streams based on rank information. The transmitter 1000 may determine the size of the precoding matrix according to the number of transport streams. The transmitter 1000 may determine the number of singular values based on the channel quality and derive each singular value. The transmitter 1000 may activate antenna elements or RF chains according to the derived number. The transmitter 1000 may select a precoder based on the feedback information. When the transmitting end 1000 applies the precoding related to V, along with U * of the receiving end 1050, a diagonal matrix of all effective channels can be designed.

송신단(1000)은 선택된 전송 랭크 및 프리코더가 적용될 안테나 어레이의 서브 어레이를 선택할 수 있다. 송신단(1000)은 선택된 서브 어레이를 통해 데이터 스트림들을 전송할 수 있다. 수신단(1050)은 데이터 스트림들을 수신하기 위한 서브 어레이를 선택할 수 있다. 수신단(1050)은 전술된 채널 추정 결과에 기반하여 선택된 등화기 등이 적용될 서브 어레이를 선택할 수 있다. 수신단(1050)은 수신된 스트림들을 처리하고, 복조함으로써 송신단(1000)에서 전달하고자 하는 데이터를 획득할 수 있다. The transmitter 1000 may select a sub-array of the antenna array to which the selected transmission rank and precoder are to be applied. The transmitter 1000 may transmit data streams through the selected sub-array. The receiving end 1050 may select a sub-array for receiving data streams. The receiver 1050 may select a sub-array to which the selected equalizer or the like is applied based on the above-described channel estimation result. The receiving end 1050 may obtain data to be transmitted from the transmitting end 1000 by processing and demodulating the received streams.

도 10a 및 도 10b에서는 서브 어레이를 선택하는 것으로 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 안테나 어레이를 회전함으로써 채널 용량을 높이는 것 또한 본 개시의 실시 예로서 이해될 수 있다.10A and 10B show that the sub-array is selected, embodiments of the present disclosure are not limited thereto. Increasing the channel capacity by rotating the antenna array may also be understood as an embodiment of the present disclosure.

도 11은 다양한 실시 예들에 따른 위상 정보 기반 전송을 위한 송신단의 동작 흐름을 도시한다. 도 11에서는 송신단의 동작으로 서술되나, 대응하는 동작이 수신단에도 적용 가능함은 물론이다.11 illustrates an operation flow of a transmitter for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure. Although it is described as an operation of the transmitting end in FIG. 11, it goes without saying that the corresponding operation is also applicable to the receiving end.

도 11을 참고하면, 단계(1101)에서, 송신단은 위상 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신할 수 있다. 여기서 위상 정보란, 안테나 어레이의 엘리멘트들의 위상 변환 값들과 관련된 정보를 의미할 수 있다. 수신단은 송신단과의 채널 용량을 높이기 위해 송신단에 적합한 위상 변환 값들을 권고하기 위한 피드백 정보를 송신단에게 전당할 수 있다. 이 때, 일 실시 예에 따라, 수신단에서 추천 위상 정보를 산정하는 방식에도 본 개시의 유효 채널 설계(예: <수학식 15> 내지 <수학식 18>) 기법이 적용될 수 있다.Referring to FIG. 11 , in step 1101 , the transmitter may receive feedback information including phase information. Here, the phase information may mean information related to phase transformation values of elements of the antenna array. The receiving end may transfer feedback information for recommending phase shift values suitable for the transmitting end to the transmitting end in order to increase the channel capacity with the transmitting end. In this case, according to an embodiment, the effective channel design (eg, <Equation 15> to <Equation 18>) of the present disclosure may also be applied to a method of calculating the recommended phase information at the receiving end.

일부 실시 예들에서, 위상 정보는 지시자를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 송신단은 다수의 빔들을 통해 신호들을 전송하고, 수신단은 다수의 빔들 중에서 선호하는 빔을 지시하는 형태로 피드백 정보를 생성할 수 있다. 수신단은 선호하는 빔을 가리키는 지시자를 포함하는 피드백 정보를 송신단에게 전송할 수 있다. 일 예로, 이러한 지시자는 CRI(CSI-RS resource indicator) 혹은 SSBRI(SS/PBCH block resource indicator)를 포함할 수 있다. 다른 일부 예들에서, 위상 정보는 송신단에서 적용되어야할 빔포밍 가중치를 포함할 수 있다. 위상 정보는 다수의 빔포밍 가중치 행렬들 중에서 특정 빔포밍 가중치를 가리키는 위상 변환 행렬(혹은 위상 변환 값들을 지시할 수 있다. In some embodiments, the phase information may include an indicator. According to an embodiment, the transmitter may transmit signals through a plurality of beams, and the receiver may generate feedback information in the form of indicating a preferred beam among the plurality of beams. The receiving end may transmit feedback information including an indicator indicating a preferred beam to the transmitting end. As an example, this indicator may include a CSI-RS resource indicator (CRI) or an SS/PBCH block resource indicator (SSBRI). In some other examples, the phase information may include a beamforming weight to be applied at the transmitting end. The phase information may indicate a phase transformation matrix (or phase transformation values) indicating a specific beamforming weight among a plurality of beamforming weight matrices.

다양한 실시 예들에 따를 때, 피드백 정보는 위상 정보 외에 선호 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 수신단은, 수신단에서 원하는 변조 방식 혹은 코딩률에 관한 정보를 피드백할 수 있다. 이러한 정보는 통신 품질을 간접적으로 지시할 수 있다. 일 예로, 피드백 정보는 CSI의 CQI를 포함할 수 있다. 송신단은 CQI로부터 SNR을 획득하고, <수학식 6>의 상계를 달성하기 위해 적합한 랭크 및 특이값들을 도출할 수 있다. According to various embodiments, the feedback information may include information on a preferred channel in addition to phase information. According to an embodiment, the receiving end may feed back information about a modulation scheme or a coding rate desired by the receiving end. Such information may indirectly indicate communication quality. As an example, the feedback information may include a CQI of CSI. The transmitting end obtains the SNR from the CQI, and may derive an appropriate rank and singular values to achieve the upper bound of Equation (6).

단계(1103)에서, 송신단은 위상 변환을 수행할 수 있다. 송신단은 수신단에 적용되는 수신 빔포밍과 함께 유효 채널 설계를 통해, 송신단은 <수학식 15> 내지 <수학식 18>에서 예시되는 대각 행렬을 구성하기 위한 빔포밍 가중치를 선택할 수 있다. 송신단은 단계(1101)에서 수신된 피드백 정보에 기반하여 위상 변환을 수행할 수 있다. In step 1103, the transmitting end may perform a phase transformation. The transmitting end may select beamforming weights for constructing the diagonal matrix exemplified in Equations 15 to 18 through effective channel design together with receive beamforming applied to the receiving end. The transmitter may perform phase transformation based on the feedback information received in step 1101 .

단계(1105)에서, 송신단은 신호를 전송할 수 있다. LOS MIMO 채널 환경에서, 최적의 채널 용량을 달성하기 위한 유효 채널 설계(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>의 조건 충족)를 위해, 송신단은 피드백 정보로부터, 채널 설계 정보의 값들을 결정할 수 있다. 도 9의 단계(905)의 설명이 동일 또는 유사한 방식으로 적용될 수 있다. In step 1105, the transmitting end may transmit a signal. In the LOS MIMO channel environment, for effective channel design (eg, satisfying the conditions of Equation 6 and Equation 10) to achieve the optimal channel capacity, the transmitting end obtains the values of the channel design information from the feedback information. can decide The description of step 905 of FIG. 9 may be applied in the same or similar manner.

도 12a는 다양한 실시 예들에 따른 위상 정보 기반 전송을 위한 송신단의 기능적 구성의 예를 도시한다. 도 12b는 다양한 실시 예들에 따른 위상 정보 기반 전송을 위한 수신단의 기능적 구성의 예를 도시한다.12A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure. 12B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 12a 및 도 12b를 참고하면, 송신단(1200)은 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 수신단(1250)은 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 수신단(1250)은 채널 추정(channel estimation)을 수행할 수 있다. 수신단(1250)은 채널 추정을 통해 H에 대한 정보를 획득할 수 있다.12A and 12B , the transmitter 1200 may include a plurality of antennas. The receiving end 1250 may include a plurality of antennas. The receiving end 1250 may perform channel estimation. The receiving end 1250 may obtain information on H through channel estimation.

수신단(1250)은 채널 정보를 통해 추정된 채널에 적합한 랭크를 산출할 수 있다. 수신단(1250)은 채널로부터 획득되는 채널 품질에 기초하여, 최대 용량을 달성하기 위한 랭크를 결정할 수 있다. 수신단(1250)은 본 개시의 유효 채널 설계(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>의 조건 충족) 기법을 통해 최적 랭크를 결정할 수 있다. 수신단(1250)은 채널 품질에 대한 정보는 피드백 정보에 포함시켜 송신단(1200)에게 전달할 수 있다. The receiving end 1250 may calculate a rank suitable for a channel estimated through channel information. The receiving end 1250 may determine a rank for achieving the maximum capacity based on the channel quality obtained from the channel. The receiving end 1250 may determine an optimal rank through the effective channel design (eg, satisfying the conditions of Equations 6 and 10) of the present disclosure. The receiving end 1250 may transmit the information on the channel quality to the transmitting end 1200 by including it in the feedback information.

수신단(1250)은 채널 정보를 통해 수신단(1250)에서 적용될 제1 위상 정보와 송신단(1250)에서 적용될 제2 위상 정보를 획득할 수 있다. 수신단(1250)은 송신단(1200)에게 제2 위상 정보를 피드백할 수 있다. 제1 위상 정보는 수신 빔포밍 가중치, 제2 위상 정보는 송신 빔포밍 가중치에 대응할 수 있다. 적절한 위상 정보 외에 안테나 어레이의 재구성을 위하여, 선호하는 채널과 관련된 정보(예: 채널 품질, 채널 인덱스)가 추가적으로 전달될 수 있다. The receiving end 1250 may obtain first phase information to be applied by the receiving end 1250 and second phase information to be applied by the transmitting end 1250 through the channel information. The receiving end 1250 may feed back the second phase information to the transmitting end 1200 . The first phase information may correspond to a reception beamforming weight, and the second phase information may correspond to a transmission beamforming weight. In addition to appropriate phase information, information related to a preferred channel (eg, channel quality, channel index) may be additionally transmitted for reconfiguration of the antenna array.

송신단(1200)은 채널 품질에 기초하여 특이값들의 개수를 결정하고, 각 특이값들을 도출할 수 있다. 송신단(1200)은 도출된 개수에 따라 안테나 엘리멘트들 혹은 RF 체인들을 활성화할 수 있다. 송신단(1200)은 위상 정보에 기반하여, 적용될 위상 변환 값들(즉, 빔포밍 가중치)를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 송신단(1250)이 수신단(1250)의 피드백 결과에 따른 위상 정보를 적용함으로써, 수신단(1250)이 피드백된 바에 따라 유효 채널의 대각 행렬이 설계될 수 있다. 송신단(1200)은 선택된 전송 랭크 및 위상 정보가 적용될 안테나 어레이의 서브 어레이를 선택할 수 있다. 송신단(1200)은 선택된 서브 어레이를 통해 데이터 스트림들을 전송할 수 있다. The transmitter 1200 may determine the number of singular values based on the channel quality and derive each singular value. The transmitter 1200 may activate antenna elements or RF chains according to the derived number. The transmitter 1200 may determine phase transformation values to be applied (ie, beamforming weight) based on the phase information. According to an embodiment, since the transmitter 1250 applies the phase information according to the feedback result of the receiver 1250 , a diagonal matrix of an effective channel may be designed according to the feedback from the receiver 1250 . The transmitter 1200 may select a sub-array of the antenna array to which the selected transmission rank and phase information are to be applied. The transmitter 1200 may transmit data streams through the selected sub-array.

수신단(1250)은 데이터 스트림들을 수신하기 위한 서브 어레이를 선택할 수 있다. 수신단(1250)은 전술된 채널 추정 결과에 기반하여 선택된 등화기 등이 적용될 서브 어레이를 선택할 수 있다. 수신단(1250)은 수신된 스트림들을 MRC 프리코딩을 통해 처리할 수 있다. 구체적으로, 수신단(1250)은 MRC 프리코딩 및 위상 변환을 통해 처리된 신호들을 획득할 수 있다. 수신단(1250)은 처리된 신호들을 복조함으로써 송신단(1200)에서 전달하고자 하는 데이터를 획득할 수 있다. 한편, 수신단(1250)은 채널 추정 결과로부터 획득된 랭크를 서브 어레이 선택 또는 MRC 프리코딩에 이용할 수 있다. 서브 어레이 내 안테나 엘리멘트들의 개수는 획득된 전송 랭크에 의존적일 수 있다. 또한, MRC 프리코딩의 행렬 크기는 획득된 전송 랭크에 의존적일 수 있다.The receiving end 1250 may select a sub-array for receiving data streams. The receiver 1250 may select a sub-array to which the selected equalizer or the like is applied based on the above-described channel estimation result. The receiving end 1250 may process the received streams through MRC precoding. Specifically, the receiving end 1250 may obtain the processed signals through MRC precoding and phase transformation. The receiving end 1250 may acquire data to be transmitted from the transmitting end 1200 by demodulating the processed signals. Meanwhile, the receiving end 1250 may use the rank obtained from the channel estimation result for sub-array selection or MRC precoding. The number of antenna elements in the sub-array may depend on the obtained transmission rank. Also, the matrix size of MRC precoding may depend on the obtained transmission rank.

도 12a 및 도 12b 에서는 서브 어레이를 선택하는 것으로 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 안테나 어레이를 회전함으로써 채널 용량을 높이는 것 또한 본 개시의 실시 예로서 이해될 수 있다.12A and 12B show that the sub-array is selected, embodiments of the present disclosure are not limited thereto. Increasing the channel capacity by rotating the antenna array may also be understood as an embodiment of the present disclosure.

도 13은 다양한 실시 예들에 따른 랭크 정보 및 위상 정보 기반 전송을 위한 송신단의 동작 흐름을 도시한다. 도 13에서는 송신단의 동작으로 서술되나, 대응하는 동작이 수신단에도 적용 가능함은 물론이다.13 illustrates an operation flow of a transmitter for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure. Although it is described as an operation of the transmitting end in FIG. 13, it goes without saying that the corresponding operation is also applicable to the receiving end.

도 13을 참고하면, 단계(1301)에서, 송신단은 위상 정보 및 랭크 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신할 수 있다. Referring to FIG. 13 , in step 1301 , the transmitter may receive feedback information including phase information and rank information.

송신단은 위상 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신할 수 있다. 여기서 위상 정보란, 안테나 어레이의 엘리멘트들의 위상 변환 값들과 관련된 정보를 의미할 수 있다. 위상 정보에 대한 설명은 도 11의 위상 정보에 대한 설명이 동일 또는 유사한 방식으로 적용될 수 있다. 송신단은 랭크 정보를 포함하는 피드백 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 랭크 정보란, 수신단에서 선호되는 랭크의 개수를 의미할 수 있다. 일 예로, 피드백 정보는 CSI의 RI를 포함할 수 있다. 랭크 정보에 대한 설명은 도 9의 랭크 정보에 대한 설명이 동일 또는 유사한 방식으로 적용될 수 있다.The transmitting end may receive feedback information including phase information. Here, the phase information may mean information related to phase transformation values of elements of the antenna array. The description of the phase information may be applied in the same or similar manner as the description of the phase information of FIG. 11 . The transmitter may receive feedback information including rank information. Here, the rank information may mean the number of ranks preferred by the receiving end. As an example, the feedback information may include an RI of CSI. The description of the rank information may be applied in the same or similar manner to the description of the rank information of FIG. 9 .

단계(1303)에서, 송신단은 전송 스트림 수를 식별할 수 있다. 송신단은 획득된 채널 품질 범위에 기반하여, 특이값들의 개수(즉, 전송 랭크의 수) 및 특이값을 결정할 수 있다. 송신단은 송신 안테나들의 개수 중에서 랭크에 대응하는 개수만큼 안테나를 활성화할 수 있다.In step 1303, the transmitting end may identify the number of transport streams. The transmitting end may determine the number of singular values (ie, the number of transmission ranks) and the singular value based on the acquired channel quality range. The transmitting end may activate as many antennas as the number corresponding to the rank among the number of transmit antennas.

단계(1305)에서, 송신단은 위상 변환을 수행할 수 있다. 송신단은 수신단에 적용되는 수신 빔포밍과 함께 유효 채널 설계를 통해, 송신단은 <수학식 15> 내지 <수학식 18>에서 예시되는 대각 행렬을 구성하기 위한 빔포밍 가중치를 선택할 수 있다. 송신단은 단계(1301)에서 수신된 피드백 정보에 기반하여 위상 변환을 수행할 수 있다.In step 1305, the transmitting end may perform a phase transformation. The transmitting end may select beamforming weights for constructing the diagonal matrix exemplified in Equations 15 to 18 through effective channel design together with receive beamforming applied to the receiving end. The transmitter may perform phase transformation based on the feedback information received in step 1301 .

단계(1305)에서, 송신단은 신호를 전송할 수 있다. LOS MIMO 채널 환경에서, 최적의 채널 용량을 달성하기 위한 유효 채널 설계(예: <수학식 6> 및 <수학식 10>의 조건 충족)를 위해, 송신단은 피드백 정보로부터, 채널 설계 정보의 값들을 결정할 수 있다. 도 9의 단계(905)의 설명이 동일 또는 유사한 방식으로 적용될 수 있다.In step 1305, the transmitting end may transmit a signal. In the LOS MIMO channel environment, for effective channel design (eg, satisfying the conditions of Equation 6 and Equation 10) to achieve the optimal channel capacity, the transmitting end obtains the values of the channel design information from the feedback information. can decide The description of step 905 of FIG. 9 may be applied in the same or similar manner.

송신단은 획득된 채널 품질 범위에 기반하여, 특이값들의 개수(즉, 전송 랭크의 수) 및 특이값을 결정할 수 있다. 안테나 어레이는 다양한 방식으로 재구성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 송신단은 특이값들의 개수에 기초하여 회전 정보를 획득하고, 이에 대응하도록 안테나 어레이를 회전할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 송신단은 특이값들의 개수에 기초하여 각도 정보를 획득하고, 이에 대응하도록 안테나 어레이의 서브 어레이를 선택할 수도 있다.The transmitting end may determine the number of singular values (ie, the number of transmission ranks) and the singular value based on the acquired channel quality range. The antenna array can be reconfigured in a variety of ways. In some embodiments, the transmitter may obtain rotation information based on the number of singular values and rotate the antenna array to correspond thereto. In some other embodiments, the transmitter may obtain angle information based on the number of singular values and select a sub-array of the antenna array to correspond thereto.

도 14a는 다양한 실시 예들에 따른 랭크 정보 및 위상 정보 기반 전송을 위한 송신단의 기능적 구성의 예를 도시한다. 도 14b는 다양한 실시 예들에 따른 랭크 정보 및 위상 정보 기반 전송을 위한 수신단의 기능적 구성의 예를 도시한다.14A illustrates an example of a functional configuration of a transmitter for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure. 14B illustrates an example of a functional configuration of a receiving end for rank information and phase information-based transmission according to various embodiments of the present disclosure.

도 14a 및 도 14b를 참고하면, 송신단(1400)은 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 수신단(1450)은 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 수신단(1450)은 채널 추정(channel estimation)을 수행할 수 있다. 수신단(1450)은 채널 추정을 통해 H에 대한 정보를 획득할 수 있다. 수신단(1250)은 채널 정보를 통해 추정된 채널에 적합한 랭크를 산출할 수 있다. 수신단(1250)은 산출된 랭크를 가리키는 정보를 피드백 정보에 포함시켜 전송할 수 있다. 수신단(1450)은 채널 추정을 통해 획득된 채널 품질에 대한 정보는 피드백 정보에 포함시켜 송신단(1400)에게 전달할 수 있다. 14A and 14B , the transmitter 1400 may include a plurality of antennas. The receiving end 1450 may include a plurality of antennas. The receiving end 1450 may perform channel estimation. The receiving end 1450 may obtain information on H through channel estimation. The receiving end 1250 may calculate a rank suitable for a channel estimated through channel information. The receiving end 1250 may transmit information indicating the calculated rank by including it in the feedback information. The receiving end 1450 may transmit information on the channel quality obtained through channel estimation to the transmitting end 1400 by including it in the feedback information.

수신단(1450)은 채널 정보를 통해 수신단(1450)에서 적용될 제1 위상 정보와 송신단(1450)에서 적용될 제2 위상 정보를 획득할 수 있다. 수신단(1450)은 송신단(1400)에게 제2 위상 정보를 피드백할 수 있다. 제1 위상 정보는 수신 빔포밍 가중치, 제2 위상 정보는 송신 빔포밍 가중치에 대응할 수 있다. 적절한 위상 정보 외에 안테나 어레이의 재구성을 위하여, 선호하는 채널과 관련된 정보(예: 채널 품질, 채널 인덱스)가 추가적으로 전달될 수 있다. The receiving end 1450 may obtain first phase information to be applied by the receiving end 1450 and second phase information to be applied by the transmitting end 1450 through the channel information. The receiving end 1450 may feed back the second phase information to the transmitting end 1400 . The first phase information may correspond to a reception beamforming weight, and the second phase information may correspond to a transmission beamforming weight. In addition to appropriate phase information, information related to a preferred channel (eg, channel quality, channel index) may be additionally transmitted for reconfiguration of the antenna array.

송신단(1400)은 채널 품질에 기초하여 특이값들의 개수를 결정하고, 각 특이값들을 도출할 수 있다. 송신단(1400)은 도출된 개수에 따라 안테나 엘리멘트들 혹은 RF 체인들을 활성화할 수 있다. 송신단(1400)은 위상 정보에 기반하여, 적용될 위상 변환 값들(즉, 빔포밍 가중치)를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 송신단(1450)이 수신단(1450)의 피드백 결과에 따른 위상 정보를 적용함으로써, 수신단(1450)이 피드백된 바에 따라 유효 채널의 대각 행렬이 설계될 수 있다. 송신단(1400)은 선택된 전송 랭크 및 위상 정보가 적용될 안테나 어레이의 서브 어레이를 선택할 수 있다. 송신단(1400)은 선택된 서브 어레이를 통해 데이터 스트림들을 전송할 수 있다. The transmitter 1400 may determine the number of singular values based on the channel quality and derive each singular value. The transmitter 1400 may activate antenna elements or RF chains according to the derived number. The transmitter 1400 may determine phase transformation values to be applied (ie, beamforming weight) based on the phase information. According to an embodiment, since the transmitting end 1450 applies the phase information according to the feedback result of the receiving end 1450 , a diagonal matrix of an effective channel may be designed according to the feedback of the receiving end 1450 . The transmitter 1400 may select a sub-array of the antenna array to which the selected transmission rank and phase information are to be applied. The transmitter 1400 may transmit data streams through the selected sub-array.

수신단(1450)은 데이터 스트림들을 수신하기 위한 서브 어레이를 선택할 수 있다. 수신단(1450)은 전술된 채널 추정 결과에 기반하여 선택된 등화기 등이 적용될 서브 어레이를 선택할 수 있다. 수신단(1450)은 수신된 스트림들을 MRC 프리코딩을 통해 처리할 수 있다. 구체적으로, 수신단(1450)은 MRC 프리코딩 및 위상 변환을 통해 처리된 신호들을 획득할 수 있다. 수신단(1450)은 처리된 신호들을 복조함으로써 송신단(1400)에서 전달하고자 하는 데이터를 획득할 수 있다. The receiving end 1450 may select a sub-array for receiving data streams. The receiving terminal 1450 may select a sub-array to which the selected equalizer or the like is applied based on the above-described channel estimation result. The receiving end 1450 may process the received streams through MRC precoding. Specifically, the receiving end 1450 may obtain the processed signals through MRC precoding and phase transformation. The receiving end 1450 may acquire data to be transmitted from the transmitting end 1400 by demodulating the processed signals.

도 14a 및 도 14b 에서는 서브 어레이를 선택하는 것으로 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 안테나 어레이를 회전함으로써 채널 용량을 높이는 것 또한 본 개시의 실시 예로서 이해될 수 있다.14A and 14B show that the sub-array is selected, embodiments of the present disclosure are not limited thereto. Increasing the channel capacity by rotating the antenna array may also be understood as an embodiment of the present disclosure.

다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 송신단의 동작 방법은 복수의 서브어레이(subarray)들 중 채널 품질(예: 수신 SNR)에 관한 정보를 이용하여 최대 전송 속도를 달성하기 위한 어레이를 식별할 수 있다. 이 때, 송신단은 <수학식 10> 내지 <수학식 13>에 기초하여 서브 어레이를 식별할 수 있다. In a wireless communication system according to various embodiments, the method of operation of the transmitting end may identify an array for achieving the maximum transmission rate using information about channel quality (eg, received SNR) among a plurality of subarrays. have. In this case, the transmitter may identify the sub-array based on <Equation 10> to <Equation 13>.

다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 수신단의 동작 방법은 복수의 서브어레이(subarray)들 중 채널 품질(예: 수신 SNR)에 관한 정보를 이용하여 최대 전송 속도를 달성하기 위한 어레이를 식별할 수 있다. 이 때, 수신단은 <수학식 10> 내지 <수학식 13>에 기초하여 서브 어레이를 식별할 수 있다. In a wireless communication system according to various embodiments, the method of operation of the receiving end may use information about channel quality (eg, received SNR) among a plurality of subarrays to identify an array for achieving a maximum transmission rate. have. In this case, the receiving end may identify the sub-array based on <Equation 10> to <Equation 13>.

다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 송신단의 동작 방법은 채널 품질(예: 수신 SNR)에 관한 정보를 이용하여 최대 전송 속도를 달성하기 위한 회전 정보를 획득할 수 있다. 송신단은 회전 정보 및 <수학식 10> 내지 <수학식 13>에 기초하여 결정되는 각도에 따라 안테나 어레이를 회전할 수 있다. In a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure, an operation method of a transmitter may acquire rotation information for achieving a maximum transmission rate by using information on channel quality (eg, received SNR). The transmitting end may rotate the antenna array according to the angle determined based on the rotation information and <Equation 10> to <Equation 13>.

다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 수신단의 동작 방법은 채널 품질(예: 수신 SNR)에 관한 정보를 이용하여 최대 전송 속도를 달성하기 위한 회전 정보를 획득할 수 있다. 수신단은 회전 정보 및 <수학식 10> 내지 <수학식 13>에 기초하여 결정되는 각도에 따라 안테나 어레이를 회전할 수 있다. In a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure, the method of operation of the receiving end may obtain rotation information for achieving the maximum transmission rate by using information on channel quality (eg, received SNR). The receiving end may rotate the antenna array according to the angle determined based on the rotation information and <Equation 10> to <Equation 13>.

다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단의 동작 방법은, DFT 프리코딩 F과 대각 프리코딩 D을 결합한 프리코딩 과정을 포함할 수 있다. 이 때, 일부 실시 예들에서, DFT 프리코딩 F은 IDFT 프리코딩 F*으로 치환될 수 있고, 수신단의 IDFT 프리코딩 F*은 DFT 프리코딩 F으로 치환될 수 있다. A method of operating a transmitter in a wireless communication system according to various embodiments may include a precoding process in which DFT precoding F and diagonal precoding D are combined. At this time, in some embodiments, DFT precoding F are IDFT precoding F * can be optionally substituted with, IDFT precoding of the receiver F * can be substituted with DFT precoding F.

다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단의 동작 방법은, IDFT 프리코딩 F*, 대각 프리코딩 D 및 채널 행렬 정보 H를 이용하여 프리코딩하는 과정을 포함할 수 있다. 이 때, 일부 실시 예들에서, IDFT 프리코딩 F*은 DFT 프리코딩 F으로 치환될 수 있고, 송신단의 DFT 프리코딩 F은 IDFT 프리코딩 F*으로 치환될 수 있다.A method of operating a receiving end in a wireless communication system according to various embodiments may include performing precoding using IDFT precoding F * , diagonal precoding D and channel matrix information H. In this case, in some embodiments, IDFT precoding F * may be substituted with DFT precoding F, and DFT precoding F of the transmitting end may be substituted with IDFT precoding F * .

다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단의 동작 방법은, DFT 프리코딩 F, 대각 프리코딩 D 및 채널 행렬 정보 H를 이용하여 프리코딩하는 과정을 포함할 수 있다. 이 때, 일부 실시 예들에서, DFT 프리코딩 F은 IDFT 프리코딩 F*으로 치환될 수 있고, 수신단의 IDFT 프리코딩 F*은 DFT 프리코딩 F으로 치환될 수 있다.A method of operating a transmitter in a wireless communication system according to various embodiments may include precoding using DFT precoding F, diagonal precoding D, and channel matrix information H. At this time, in some embodiments, DFT precoding F are IDFT precoding F * can be optionally substituted with, IDFT precoding of the receiver F * can be substituted with DFT precoding F.

다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단의 동작 방법은, IDFT 프리코딩 F*과 대각 프리코딩 D을 결합한 프리코딩하는 과정을 포함할 수 있다. 이 때, 일부 실시 예들에서, IDFT 프리코딩 F*은 DFT 프리코딩 F으로 치환될 수 있고, 송신단의 DFT 프리코딩 F은 IDFT 프리코딩 F*으로 치환될 수 있다.A method of operating a receiving end in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure may include precoding by combining IDFT precoding F * and diagonal precoding D. In this case, in some embodiments, IDFT precoding F * may be substituted with DFT precoding F, and DFT precoding F of the transmitting end may be substituted with IDFT precoding F * .

상술된 동작들을 수행하는 송신단 및 수신단은 LOS MIMO 환경에서 무선 통신을 수행하는 통신 노드일 수 있다. 송신단 또는 수신단은 기지국(110) 또는 단말(120)일 수 있다. 이하, 도 15 및 도 16을 통해, 기지국(110) 및 단말(120)의 기능적 구성이 서술된다. 한편, 송신단 또는 수신단은 기지국(110) 또는 단말(120) 외 무선 통신을 지원하는 다른 네트워크 엔티티(network entity)일 수도 있다. The transmitting end and the receiving end performing the above-described operations may be communication nodes performing wireless communication in the LOS MIMO environment. The transmitting end or the receiving end may be the base station 110 or the terminal 120 . Hereinafter, functional configurations of the base station 110 and the terminal 120 will be described with reference to FIGS. 15 and 16 . Meanwhile, the transmitting end or the receiving end may be another network entity that supports wireless communication other than the base station 110 or the terminal 120 .

도 15는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.15 illustrates a configuration of a base station in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure. Terms such as '... unit' and '... group' used below mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. have.

도 15를 참고하면, 기지국(110)은 무선통신부 (1501), 백홀통신부 (1503), 저장부(1505), 제어부(1507)를 포함한다.Referring to FIG. 15 , the base station 110 includes a wireless communication unit 1501 , a backhaul communication unit 1503 , a storage unit 1505 , and a control unit 1507 .

무선통신부 (1501)은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부 (1501)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부(1501)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부 (1501)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 무선통신부 (1501)은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. The wireless communication unit 1501 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel. For example, the wireless communication unit 1501 performs a conversion function between a baseband signal and a bit stream according to a physical layer standard of a system. For example, when transmitting data, the wireless communication unit 1501 generates complex symbols by encoding and modulating the transmitted bit stream. In addition, when receiving data, the wireless communication unit 1501 restores the received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal. In addition, the wireless communication unit 1501 up-converts the baseband signal into a radio frequency (RF) band signal, transmits the signal through the antenna, and downconverts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal.

이를 위해, 무선통신부(1501)은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부(1501)은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부(1501)은 다수의 안테나 엘리멘트들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 무선통신부(1501)은 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다. To this end, the wireless communication unit 1501 may include a transmit filter, a receive filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog converter (DAC), an analog to digital converter (ADC), and the like. Also, the wireless communication unit 1501 may include a plurality of transmission/reception paths. Furthermore, the wireless communication unit 1501 may include at least one antenna array composed of a plurality of antenna elements. In terms of hardware, the wireless communication unit 1501 may be composed of a digital unit and an analog unit, and the analog unit includes a plurality of sub-units according to operating power, operating frequency, etc. can be composed of

무선통신부(1501)은 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 무선통신부(1501)은 적어도 하나의 송수신기(transceiver)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선통신부(1501)은 동기 신호(synchronization signal), 기준 신호(reference signal), 시스템 정보, 메시지, 제어 정보, 또는 데이터 등을 전송할 수 있다. 또한, 무선통신부(1501)은 빔포밍을 수행할 수 있다. The wireless communication unit 1501 may transmit and receive signals. To this end, the wireless communication unit 1501 may include at least one transceiver. For example, the wireless communication unit 1501 may transmit a synchronization signal, a reference signal, system information, a message, control information, or data. Also, the wireless communication unit 1501 may perform beamforming.

무선통신부(1501)은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부(1501)의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부(1501)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.The wireless communication unit 1501 transmits and receives signals as described above. Accordingly, all or part of the wireless communication unit 1501 may be referred to as a 'transmitter', 'receiver', or 'transceiver'. In addition, in the following description, transmission and reception performed through a wireless channel are used in the meaning of including processing as described above by the wireless communication unit 1501 .

백홀통신부(1503)은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부(1503)은 기지국(110)에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어 네트워크 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다. The backhaul communication unit 1503 provides an interface for communicating with other nodes in the network. That is, the backhaul communication unit 1503 converts a bit string transmitted from the base station 110 to another node, for example, another access node, another base station, an upper node, a core network, etc. into a physical signal, and is received from another node. Converts a physical signal into a bit string.

저장부(1505)은 기지국(110)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(1505)은 메모리(memory)를 포함할 수 있다. 저장부(1505)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(1505)은 제어부(1507)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. The storage unit 1505 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the base station 110 . The storage unit 1505 may include a memory. The storage unit 1505 may be configured as a volatile memory, a non-volatile memory, or a combination of a volatile memory and a non-volatile memory. In addition, the storage unit 1505 provides the stored data according to the request of the control unit 1507 .

제어부(1507)은 기지국(110)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1507)은 무선통신부(1501)을 통해 또는 백홀통신부(1503)을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(1507)은 저장부(1505)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(1507)은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1507)은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 제어부(107)에 따른 동작들은 저장부(1505)에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부(1507)에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부(1507)을 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부(1507)은 기지국(110)이 상술된 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.The controller 1507 controls overall operations of the base station 110 . For example, the control unit 1507 transmits and receives signals through the wireless communication unit 1501 or through the backhaul communication unit 1503 . In addition, the control unit 1507 writes and reads data in the storage unit 1505 . In addition, the control unit 1507 may perform functions of a protocol stack required by the communication standard. To this end, the controller 1507 may include at least one processor. The operations according to the control unit 107 are the instruction set or code stored in the storage unit 1505, at least temporarily resident in the control unit 1507 (resided) instruction / code or a storage space storing the instruction / code, or, It may be a part of circuitry constituting the control unit 1507 . According to various embodiments, the controller 1507 may control the base station 110 to perform operations according to the above-described various embodiments.

도 15에 도시된 기지국(110)의 구성은, 기지국의 일 예일뿐, 도 15에 도시된 구성으로부터 본 개시의 다양한 실시 예들을 수행하는 기지국의 예가 한정되지 않는다. 즉, 다양한 실시 예들에 따라, 일부 구성이 추가, 삭제, 변경될 수 있다. The configuration of the base station 110 shown in FIG. 15 is only an example of the base station, and examples of the base station performing various embodiments of the present disclosure from the configuration shown in FIG. 15 are not limited thereto. That is, according to various embodiments, some configurations may be added, deleted, or changed.

도 15에서는 기지국을 하나의 엔티티로 서술하였으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 기지국은 일체형 배치뿐만 아니라 기지국은 분산 배치(distributed deployment)를 갖는 액세스 네트워크(access network)를 형성하도록 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 기지국은 CU(central unit)와 DU(digital unit)로 구별되어, CU는 상위 계층 기능(upper layers) (예: PDCP(packet data convergence protocol, RRC)) DU는 하위 계층 기능(lower layers)(예: MAC(medium access control), PHY(physical))을 수행하도록 구현될 수 있다. 기지국의 DU는 무선 채널 상에 빔 커버리지를 형성할 수 있다. In FIG. 15 , the base station is described as one entity, but the present disclosure is not limited thereto. The base station according to various embodiments of the present disclosure may be implemented to form an access network having a distributed deployment as well as an integrated deployment. According to an embodiment, the base station is divided into a central unit (CU) and a digital unit (DU), and the CU is an upper layer function (eg, packet data convergence protocol (PDCP)). The DU is a lower layer function. (lower layers) (eg, MAC (medium access control), PHY (physical)) may be implemented to perform. The DU of the base station may form beam coverage on the radio channel.

도 16는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 기능적 구성을 도시한다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.16 illustrates a functional configuration of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure. Terms such as '... unit' and '... group' used below mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. have.

도 16을 참고하면, 단말(120)은 통신부(1601), 저장부(1603), 제어부(1605)을 포함한다.Referring to FIG. 16 , the terminal 120 includes a communication unit 1601 , a storage unit 1603 , and a control unit 1605 .

통신부(1601)은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부(1601)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(1601)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부(1601)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부(1601)은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부(1601)은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따를 때, 통신부(1601)은 자원 간 직교성이 충족되지 않더라도(예: 동일한 시간-주파수 자원에서 다수의 단말들의 신호가 중첩), 해당 자원에서 특정 단말을 구별하기 위한 시그니처(signature)(예: 코드워드, 시퀀스, 패턴 등)을 적용하여 신호를 전송할 수 있다. The communication unit 1601 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel. For example, the communication unit 1601 performs a function of converting between a baseband signal and a bit stream according to a physical layer standard of a system. For example, when transmitting data, the communication unit 1601 generates complex symbols by encoding and modulating the transmitted bit stream. In addition, when receiving data, the communication unit 1601 restores the received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal. Also, the communication unit 1601 up-converts the baseband signal into an RF band signal, transmits the signal through the antenna, and downconverts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal. For example, the communication unit 1601 may include a transmit filter, a receive filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a DAC, an ADC, and the like. According to various embodiments, the communication unit 1601 performs a signature for distinguishing a specific UE from a corresponding resource even if orthogonality between resources is not satisfied (eg, signals of multiple UEs overlap in the same time-frequency resource). (eg, codeword, sequence, pattern, etc.) can be applied to transmit a signal.

또한, 통신부(1601)은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(1601)은 안테나부를 포함할 수 있다. 통신부(1601)은 다수의 안테나 엘리멘트들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부(1601)은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부(1601)은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 통신부(1601)은 빔포밍을 수행할 수 있다. 통신부(1601)은, 송수신하고자 하는 신호에 제어부(1605)의 설정에 따른 방향성을 부여하기 위해, 신호에 빔포밍 가중치를 적용할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 통신부(1601)은 RF(radio frequency) 블록(또는 RF 부)을 포함할 수 있다. RF 블록은 안테나와 관련된 제1 RF 회로(circuitry)와 기저대역 프로세싱과 관련된 제2 RF 회로(circuitry)를 포함할 수 있다. 제1 RF 회로는 RF-A(antenna)로 지칭될 수 있다. 제2 RF 회로는 RF-B(baseband)로 지칭될 수 있다.Also, the communication unit 1601 may include a plurality of transmission/reception paths. Furthermore, the communication unit 1601 may include an antenna unit. The communication unit 1601 may include at least one antenna array composed of a plurality of antenna elements. In terms of hardware, the communication unit 1601 may include a digital circuit and an analog circuit (eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)). Here, the digital circuit and the analog circuit may be implemented as one package. Also, the communication unit 1601 may include a plurality of RF chains. The communication unit 1601 may perform beamforming. The communication unit 1601 may apply a beamforming weight to a signal to be transmitted/received in order to give a direction according to the setting of the control unit 1605 to the signal. According to an embodiment, the communication unit 1601 may include a radio frequency (RF) block (or RF unit). The RF block may include first RF circuitry associated with the antenna and second RF circuitry associated with baseband processing. The first RF circuit may be referred to as an RF-A (antenna). The second RF circuit may be referred to as RF-B (baseband).

또한, 통신부(1601)은 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(1601)은 적어도 하나의 송수신기(transceiver)를 포함할 수 있다. 통신부(1601)은 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 하향링크 신호는 동기 신호(synchronization signal, SS), 기준 신호(reference signal, RS)(예: CRS(cell-specific reference signal), DM(demodulation)-RS, CSI-RS(channel state information-reference signal)), 시스템 정보(예: MIB, SIB, RMSI(remaining system information), OSI(other system information)), 설정 메시지(configuration message), 제어 정보(control information) 또는 하향링크 데이터 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(1601)은 상향링크 신호를 전송할 수 있다. 상향링크 신호는 랜덤 액세스 관련 신호(예: 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RAP)(또는 Msg1(message 1)), Msg3(message 3)), 기준 신호(예: SRS(sounding reference signal), DM-RS), 또는 전력 헤드룸 보고(power headroom report, PHR) 등을 포함할 수 있다.Also, the communication unit 1601 may transmit/receive signals. To this end, the communication unit 1601 may include at least one transceiver. The communication unit 1601 may receive a downlink signal. The downlink signal includes a synchronization signal (SS), a reference signal (RS) (eg, a cell-specific reference signal (CRS), a demodulation (DM)-RS, and a channel state information-reference signal (CSI-RS)). )), system information (eg, MIB, SIB, RMSI (remaining system information), OSI (other system information)), a configuration message, control information, or downlink data. . Also, the communication unit 1601 may transmit an uplink signal. The uplink signal includes a random access-related signal (eg, a random access preamble (RAP) (or Msg1 (message 1)), Msg3 (message 3)), a reference signal (eg, a sounding reference signal (SRS), DM). -RS), or a power headroom report (PHR), and the like.

또한, 통신부(1601)은 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(1601)은 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 블루투스 저 에너지(bluetooth low energy, BLE), Wi-Fi(Wireless Fidelity), WiGig(WiFi Gigabyte), 셀룰러 망(예: LTE(Long Term Evolution), NR(new radio) 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(super high frequency, SHF)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 38GHz, 60GHz 등) 대역을 포함할 수 있다. 또한 통신부(1601)은 서로 다른 주파수 대역(예: LAA(licensed Assisted Access)를 위한 비면허 대역, CBRS(citizens broadband radio service)(예: 3.5 GHz)) 상에서 동일한 방식의 무선 접속 기술을 이용할 수도 있다. Also, the communication unit 1601 may include different communication modules to process signals of different frequency bands. Furthermore, the communication unit 1601 may include a plurality of communication modules to support a plurality of different wireless access technologies. For example, different wireless access technologies are Bluetooth low energy (BLE), Wi-Fi (Wireless Fidelity), WiGig (WiFi Gigabyte), cellular networks (eg, LTE (Long Term Evolution), NR (new radio), etc. In addition, different frequency bands are a super high frequency (SHF) (eg, 2.5GHz, 5Ghz) band, a millimeter wave (eg, 38GHz, 60GHz, etc.) band. Also, the communication unit 1601 performs the same method of wireless access on different frequency bands (eg, an unlicensed band for licensed assisted access (LAA), citizens broadband radio service (CBRS) (eg, 3.5 GHz)). You can also use technology.

통신부(1601)은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(1601)의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(1601)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.The communication unit 1601 transmits and receives signals as described above. Accordingly, all or part of the communication unit 1601 may be referred to as a 'transmitter', 'receiver', or 'transceiver'. In addition, in the following description, transmission and reception performed through a wireless channel are used to mean that the above-described processing is performed by the communication unit 1601 .

저장부(1603)은 단말(120)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(1603)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(1603)은 제어부(1605)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. The storage unit 1603 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the terminal 120 . The storage unit 1603 may be configured as a volatile memory, a non-volatile memory, or a combination of a volatile memory and a non-volatile memory. In addition, the storage unit 1603 provides the stored data according to the request of the control unit 1605 .

제어부(1605)은 단말(120)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1605)은 통신부(1601)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(1605)은 저장부(1603)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(1605)은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1605)은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 제어부(1605)은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부(1601)의 일부 및 제어부(1605)은 CP라 지칭될 수 있다. 제어부(1605)은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부(1605)은 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다. The controller 1605 controls overall operations of the terminal 120 . For example, the control unit 1605 transmits and receives signals through the communication unit 1601 . In addition, the control unit 1605 writes and reads data in the storage unit 1603 . In addition, the control unit 1605 may perform the functions of the protocol stack required by the communication standard. To this end, the controller 1605 may include at least one processor. The controller 1605 may include at least one processor or microprocessor, or may be a part of the processor. Also, a part of the communication unit 1601 and the control unit 1605 may be referred to as CPs. The control unit 1605 may include various modules for performing communication. According to various embodiments, the controller 1605 may control the terminal to perform operations according to various embodiments to be described later.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. Methods according to the embodiments described in the claims or specifications of the present disclosure may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다. When implemented in software, a computer-readable storage medium storing one or more programs (software modules) may be provided. One or more programs stored in the computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (device). One or more programs include instructions for causing an electronic device to execute methods according to embodiments described in a claim or specification of the present disclosure.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다. Such programs (software modules, software) include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), electrically erasable programmable ROM (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other It may be stored in an optical storage device or a magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all thereof. In addition, each configuration memory may be included in plurality.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.In addition, the program is transmitted through a communication network consisting of a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored on an attachable storage device that can be accessed. Such a storage device may be connected to a device implementing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may be connected to the device implementing the embodiment of the present disclosure.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the specific embodiments of the present disclosure described above, components included in the disclosure are expressed in the singular or plural according to the specific embodiments presented. However, the singular or plural expression is appropriately selected for the context presented for convenience of description, and the present disclosure is not limited to the singular or plural element, and even if the element is expressed in plural, it is composed of the singular or singular. Even an expressed component may be composed of a plurality of components.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present disclosure, various modifications are possible without departing from the scope of the present disclosure. Therefore, the scope of the present disclosure should not be limited to the described embodiments and should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.

Claims (32)

무선 통신 시스템에서 송신단에 의해 수행되는 방법에 있어서, A method performed by a transmitting end in a wireless communication system, the method comprising: 채널 설계 정보를 획득하는 과정과,The process of acquiring channel design information; 상기 채널 설계 정보에 기반하여 송신 안테나 어레이를 설정하는 과정과,The process of setting a transmit antenna array based on the channel design information; 상기 송신 안테나 어레이를 통해 수신단에게 신호를 전송하는 과정을 포함하고,Transmitting a signal to a receiving end through the transmit antenna array, 상기 채널 설계 정보는, 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 수신단의 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정보, 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정보 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 파라미터의 값을 포함하는 방법.The channel design information is based on at least one of an interval between antenna elements of the transmission antenna array, a spacing between antenna elements of a reception antenna array of the receiving end, rotation information of the transmission antenna array, and rotation information of the reception antenna array A method including a value of a parameter determined by 청구항 1에 있어서, 상기 채널 설계 정보를 획득하는 과정은,The method according to claim 1, wherein the obtaining of the channel design information comprises: 상기 송신단과 상기 수신단 사이의 채널 품질을 획득하는 과정과,obtaining a channel quality between the transmitting end and the receiving end; 상기 채널 품질에 대응하는 특이값 개수를 식별하는 과정과,identifying the number of singular values corresponding to the channel quality; 상기 특이값 개수에 기반하여, 상기 파라미터의 값을 결정하는 과정을 포함하는 방법.and determining a value of the parameter based on the number of singular values. 청구항 2에 있어서, 3. The method according to claim 2, 상기 송신 안테나 어레이는 안테나 엘리멘트들 간 등간격을 갖는 ULA(uniform linear array)이고,The transmit antenna array is a uniform linear array (ULA) having equal spacing between antenna elements, 상기 수신 안테나 어레이는 안테나 엘리멘트들 간 등간격을 갖는 ULA이고,The receiving antenna array is a ULA having equal spacing between antenna elements, 상기 파라미터는 상기 송신단의 통신 방향에 관한 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정도 또는 상기 수신단의 통신 방향에 관한 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정도 중 적어도 하나에 기초하여 결정되고,The parameter is determined based on at least one of a rotation degree of the transmitting antenna array with respect to a communication direction of the transmitting end or a rotation degree of the receiving antenna array with respect to a communication direction of the receiving end, 상기 특이값 개수는 상기 채널의 용량에 대한 상계 조건에 기반하여 결정되는 방법. The number of singular values is determined based on an upper bound condition for the capacity of the channel. 청구항 3에 있어서, 4. The method according to claim 3, 상기 채널의 용량은 하기 수학식으로 정의되고,The capacity of the channel is defined by the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000014
Figure PCTKR2020005470-appb-I000014
여기서, 상기 Nmin는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최소값이고, pn은 각 스트림 n에 데이터 심볼을 전송하는데 사용되는 송신 전력, σn(H)는 상기 채널 H의 n번째 특이값을 의미하고,Here, N min is the minimum value of the number of antenna elements of the transmit antenna array and the number of antenna elements of the receive antenna array, p n is the transmit power used to transmit data symbols in each stream n, σ n (H ) means the nth singular value of the channel H, 상기 상계 조건은 하기의 수학식에 대응하고,The upper bound condition corresponds to the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000015
Figure PCTKR2020005470-appb-I000015
SNR은 상기 채널 품질, ρ는 상기 특이값 개수, Nt는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수, Nr는 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수를 나타내는 방법.SNR is the channel quality, ρ is the number of singular values, N t is the number of antenna elements in the transmit antenna array, and N r is the number of antenna elements in the receive antenna array.
청구항 4에 있어서, m번째 송신 안테나는 카티시안 (Cartesian) xyz 좌표공간 상 (mdtcosθt, 0, -mdtsinθt)에, n번째 수신 안테나는 (ndrcosθr, ndrsinθrsinφr, D+ ndrsinθrcosφr)에 위치하고 상기 파라미터는 하기의 수학식에 대응하고,The method according to claim 4, wherein the m-th transmit antenna is (md t cosθ t , 0, -md t sinθ t ) in a Cartesian xyz coordinate space, and the n-th receive antenna is (nd r cosθ r , nd r sinθ r) sinφ r , D+ nd r sinθ r cosφ r ) and the parameter corresponds to the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000016
Figure PCTKR2020005470-appb-I000016
여기서, dt는 상기 송신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타내고, dr는 상기 수신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타내고, λ는 캐리어 파장(wavelength)을 나타낸다. D는 상기 송신단과 상기 수신단의 통신 거리, 상기 Nmax는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최대값을 나타내는 방법.Here, d t represents an interval between elements of the transmit antenna array, d r represents an interval between elements of the receive antenna array, and λ represents a carrier wavelength. D is a communication distance between the transmitting end and the receiving end, and N max represents a maximum value of the number of antenna elements of the transmit antenna array and the number of antenna elements of the receive antenna array.
청구항 5에 있어서, 6. The method of claim 5, 상기 특이값 개수는 복수의 채널 품질 범위들 중에서 상기 채널 품질이 대응하는 채널 범위에 따라 1 부터 Nmin사이의 정수로 결정되고, 상기 Nmin는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최소값인 방법.The number of singular values is determined as an integer between 1 and N min according to a channel range to which the channel quality corresponds among a plurality of channel quality ranges , and N min is the number of antenna elements of the transmit antenna array and the receive antenna A method that is the minimum of the number of antenna elements in the array. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 수신단에서의 수신 빔포밍을 위해, 채널 행렬의 켤레 전치(H*) 및 위상 천이 행렬(D)을 사용하여 생성되는 효과 채널 행렬 (D*H*HD)에 기반하여, 상기 효과 채널 행렬의 고유 벡터를 사용하거나 DFT(discrete fourier transform) 행렬 또는 IDFT(inverse DFT) 행렬의 일부 열벡터가 사용되는 방법.For receiving beamforming at the receiving end, based on the effect channel matrix (D * H * HD) generated using the conjugate transpose (H * ) and the phase shift matrix (D) of the channel matrix, A method in which an eigenvector is used or some column vector of a discrete fourier transform (DFT) matrix or an inverse DFT (IDFT) matrix is used. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 채널 행렬의 켤레 전치(H*) 및 위상 천이 행렬(D)을 사용하여 효과 채널 행렬 (D*HH*D)를 생성하는 과정과,generating an effect channel matrix (D * HH * D) using the conjugate transpose (H * ) and phase shift matrix (D) of the channel matrix; 상기 효과 채널 행렬에 기반하여, 상기 효과 채널 행렬의 고유 벡터를 사용하거나 DFT(discrete fourier transform) 행렬 또는 IDFT(inverse DFT) 행렬의 일부 열벡터를 사용하여 송신 빔포밍을 수행하는 과정을 더 포함하는 방법.Based on the effect channel matrix, using an eigenvector of the effect channel matrix, or using a discrete fourier transform (DFT) matrix or a partial column vector of an IDFT (inverse DFT) matrix, the method further comprising the step of performing transmit beamforming. Way. 무선 통신 시스템에서 수신단에 의해 수행되는 방법에 있어서, A method performed by a receiving end in a wireless communication system, the method comprising: 채널 설계 정보를 획득하는 과정과,The process of acquiring channel design information; 상기 채널 설계 정보에 기반하여 수신 안테나 어레이를 설정하는 과정과,The process of setting a receiving antenna array based on the channel design information; 상기 수신 안테나 어레이를 통해 신호를 송신단으로부터 수신하는 과정을 포함하고,Receiving a signal from a transmitting end through the receiving antenna array, 상기 채널 설계 정보는, 상기 송신단의 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정보, 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정보 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 파라미터의 값을 포함하는 방법.The channel design information is based on at least one of a distance between antenna elements of the transmit antenna array of the transmitting end, a distance between antenna elements of the receive antenna array, rotation information of the transmit antenna array, and rotation information of the receive antenna array A method including a value of a parameter determined by 청구항 9에 있어서, 상기 채널 설계 정보를 획득하는 과정은,The method of claim 9, wherein the obtaining of the channel design information comprises: 상기 송신단과 상기 수신단 사이의 채널 품질을 획득하는 과정과,obtaining a channel quality between the transmitting end and the receiving end; 상기 채널 품질에 대응하는 특이값 개수를 식별하는 과정과,identifying the number of singular values corresponding to the channel quality; 상기 특이값 개수에 기반하여, 상기 파라미터의 값을 결정하는 과정을 포함하는 방법.and determining a value of the parameter based on the number of singular values. 청구항 10에 있어서, 11. The method of claim 10, 상기 송신 안테나 어레이는 안테나 엘리멘트들 간 등간격을 갖는 ULA(uniform linear array)이고,The transmit antenna array is a uniform linear array (ULA) having equal spacing between antenna elements, 상기 수신 안테나 어레이는 안테나 엘리멘트들 간 등간격을 갖는 ULA이고,The receiving antenna array is a ULA having equal spacing between antenna elements, 상기 파라미터는 상기 송신단의 통신 방향에 관한 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정도 또는 상기 수신단의 통신 방향에 관한 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정도 중 적어도 하나에 기초하여 결정되고,The parameter is determined based on at least one of a rotation degree of the transmitting antenna array with respect to a communication direction of the transmitting end or a rotation degree of the receiving antenna array with respect to a communication direction of the receiving end, 상기 특이값 개수는 상기 채널의 용량에 대한 상계 조건에 기반하여 결정되는 방법. The number of singular values is determined based on an upper bound condition for the capacity of the channel. 청구항 11에 있어서, 12. The method of claim 11, 상기 채널의 용량은 하기 수학식으로 정의되고,The capacity of the channel is defined by the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000017
Figure PCTKR2020005470-appb-I000017
여기서, 상기 Nmin는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최소값이고, pn은 각 스트림 n에 데이터 심볼을 전송하는데 사용되는 송신 전력, σn(H)는 상기 채널 H의 n번째 특이값을 의미하고,Here, N min is the minimum value of the number of antenna elements of the transmit antenna array and the number of antenna elements of the receive antenna array, p n is the transmit power used to transmit data symbols in each stream n, σ n (H ) means the nth singular value of the channel H, 상기 상계 조건은 하기의 수학식에 대응하고,The upper bound condition corresponds to the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000018
Figure PCTKR2020005470-appb-I000018
SNR은 상기 채널 품질, ρ는 상기 특이값 개수, Nt는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수, Nr는 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수를 나타내는 방법.SNR is the channel quality, ρ is the number of singular values, N t is the number of antenna elements in the transmit antenna array, and N r is the number of antenna elements in the receive antenna array.
청구항 12에 있어서, m번째 송신 안테나는 카티시안 (Cartesian) xyz 좌표공간 상 (mdtcosθt, 0, -mdtsinθt)에, n번째 수신 안테나는 (ndrcosθr, ndrsinθrsinφr, D+ ndrsinθrcosφr)에 위치하고 상기 파라미터는 하기의 수학식에 대응하고,The method according to claim 12, wherein the m-th transmit antenna is in (md t cosθ t , 0, -md t sinθ t ) in a Cartesian xyz coordinate space, and the n-th receive antenna is (nd r cosθ r , nd r sinθ r) sinφ r , D+ nd r sinθ r cosφ r ) and the parameter corresponds to the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000019
Figure PCTKR2020005470-appb-I000019
여기서, dt는 상기 송신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타내고, dr는 상기 수신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타내고, λ는 캐리어 파장(wavelength)을 나타낸다. D는 상기 송신단과 상기 수신단의 통신 거리, 상기 Nmax는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최대값을 나타내는 방법.Here, d t represents an interval between elements of the transmit antenna array, d r represents an interval between elements of the receive antenna array, and λ represents a carrier wavelength. D is a communication distance between the transmitting end and the receiving end, and N max represents a maximum value of the number of antenna elements of the transmit antenna array and the number of antenna elements of the receive antenna array.
청구항 13에 있어서, 14. The method of claim 13, 상기 특이값 개수는 복수의 채널 품질 범위들 중에서 상기 채널 품질이 대응하는 채널 범위에 따라 1 부터 Nmin사이의 정수로 결정되고, 상기 Nmin는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최소값인 방법.The number of singular values is determined as an integer between 1 and N min according to a channel range to which the channel quality corresponds among a plurality of channel quality ranges , and N min is the number of antenna elements of the transmit antenna array and the receive antenna A method that is the minimum of the number of antenna elements in the array. 청구항 9에 있어서, 10. The method of claim 9, 채널 행렬의 켤레 전치(H*) 및 위상 천이 행렬(D)을 사용하여 효과 채널 행렬 (D*H*HD)를 생성하는 과정과,The process of generating an effect channel matrix (D * H * HD) using the conjugate transpose (H * ) and phase shift matrix (D) of the channel matrix; 상기 효과 채널 행렬에 기반하여, 상기 효과 채널 행렬의 고유 벡터를 사용하거나 DFT(discrete fourier transform) 행렬 또는 IDFT(inverse DFT) 행렬의 일부 열벡터를 사용하여 수신 빔포밍을 수행하는 과정을 더 포함하는 방법.Based on the effect channel matrix, using an eigenvector of the effect channel matrix, or using a discrete fourier transform (DFT) matrix or a partial column vector of an IDFT (inverse DFT) matrix, the method further comprising: performing receive beamforming Way. 청구항 9에 있어서, 10. The method of claim 9, 상기 송신단에서의 송신 빔포밍을 위해, 채널 행렬의 켤레 전치(H*) 및 위상 천이 행렬(D)을 사용하여 생성되는 효과 채널 행렬 (D*HH*D)에 기반하여, 상기 효과 채널 행렬의 고유 벡터를 사용하거나 DFT(discrete fourier transform) 행렬 또는 IDFT(inverse DFT) 행렬의 일부 열벡터가 사용되는 방법.For transmit beamforming at the transmitting end, based on the effect channel matrix (D * HH * D) generated using the conjugate transpose (H * ) of the channel matrix and the phase shift matrix (D), A method in which an eigenvector is used or some column vector of a discrete fourier transform (DFT) matrix or an inverse DFT (IDFT) matrix is used. 무선 통신 시스템에서 송신단의 장치에 있어서, In the apparatus of a transmitting end in a wireless communication system, 송신 안테나 어레이와,a transmit antenna array; 적어도 하나의 송수신기와,at least one transceiver; 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,at least one processor; 상기 적어도 하나의 프로세서는the at least one processor 채널 설계 정보를 획득하고,Acquire channel design information, 상기 채널 설계 정보에 기반하여 상기 송신 안테나 어레이를 설정하고,setting the transmit antenna array based on the channel design information, 상기 적어도 하나의 송수신기 및 상기 송신 안테나 어레이를 통해 수신단에게 신호를 전송하도록 구성되고,and transmit a signal to a receiving end through the at least one transceiver and the transmit antenna array; 상기 채널 설계 정보는, 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 수신단의 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정보, 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정보 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 파라미터의 값을 포함하는 장치.The channel design information is based on at least one of an interval between antenna elements of the transmission antenna array, a spacing between antenna elements of a reception antenna array of the receiving end, rotation information of the transmission antenna array, and rotation information of the reception antenna array A device including a value of a parameter determined by 청구항 17에 있어서, 상기 채널 설계 정보를 획득하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,The method of claim 17 , wherein to obtain the channel design information, the at least one processor comprises: 상기 송신단과 상기 수신단 사이의 채널 품질을 획득하고,obtaining a channel quality between the transmitting end and the receiving end, 상기 채널 품질에 대응하는 특이값 개수를 식별하고,identify the number of singular values corresponding to the channel quality; 상기 특이값 개수에 기반하여, 상기 파라미터의 값을 결정하도록 구성되는 장치.and determine a value of the parameter based on the number of singular values. 청구항 18에 있어서, 19. The method of claim 18, 상기 송신 안테나 어레이는 안테나 엘리멘트들 간 등간격을 갖는 ULA(uniform linear array)이고,The transmit antenna array is a uniform linear array (ULA) having equal spacing between antenna elements, 상기 수신 안테나 어레이는 안테나 엘리멘트들 간 등간격을 갖는 ULA이고,The receiving antenna array is a ULA having equal spacing between antenna elements, 상기 파라미터는 상기 송신단의 통신 방향에 관한 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정도 또는 상기 수신단의 통신 방향에 관한 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정도 중 적어도 하나에 기초하여 결정되고,The parameter is determined based on at least one of a rotation degree of the transmitting antenna array with respect to a communication direction of the transmitting end or a rotation degree of the receiving antenna array with respect to a communication direction of the receiving end, 상기 특이값 개수는 상기 채널의 용량에 대한 상계 조건에 기반하여 결정되는 장치. The number of singular values is determined based on an upper bound condition for the capacity of the channel. 청구항 19에 있어서, 20. The method of claim 19, 상기 채널의 용량은 하기 수학식으로 정의되고,The capacity of the channel is defined by the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000020
Figure PCTKR2020005470-appb-I000020
여기서, 상기 Nmin는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최소값이고, pn은 각 스트림 n에 데이터 심볼을 전송하는데 사용되는 송신 전력, σn(H)는 상기 채널 H의 n번째 특이값을 의미하고,Here, N min is the minimum value of the number of antenna elements of the transmit antenna array and the number of antenna elements of the receive antenna array, p n is the transmit power used to transmit data symbols in each stream n, σ n (H ) means the nth singular value of the channel H, 상기 상계 조건은 하기의 수학식에 대응하고,The upper bound condition corresponds to the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000021
Figure PCTKR2020005470-appb-I000021
SNR은 상기 채널 품질, ρ는 상기 특이값 개수, Nt는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수, Nr는 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수를 나타내는 장치.SNR is the channel quality, ρ is the number of singular values, N t is the number of antenna elements in the transmit antenna array, and N r is the number of antenna elements in the receive antenna array.
청구항 20에 있어서, m번째 송신 안테나는 카티시안 (Cartesian) xyz 좌표공간 상 (mdtcosθt, 0, -mdtsinθt)에, n번째 수신 안테나는 (ndrcosθr, ndrsinθrsinφr, D+ ndrsinθrcosφr)에 위치하고 상기 파라미터는 하기의 수학식에 대응하고,The method of claim 20, wherein the m-th transmit antenna is (md t cosθ t , 0, -md t sinθ t ) in a Cartesian xyz coordinate space, and the n-th receive antenna is (nd r cosθ r , nd r sinθ r) sinφ r , D+ nd r sinθ r cosφ r ) and the parameter corresponds to the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000022
Figure PCTKR2020005470-appb-I000022
여기서, dt는 상기 송신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타내고, dr는 상기 수신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타내고, λ는 캐리어 파장(wavelength)을 나타낸다. D는 상기 송신단과 상기 수신단의 통신 거리, 상기 Nmax는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최대값을 나타내는 장치.Here, d t represents an interval between elements of the transmit antenna array, d r represents an interval between elements of the receive antenna array, and λ represents a carrier wavelength. D is a communication distance between the transmitting end and the receiving end, and N max is the maximum value of the number of antenna elements of the transmit antenna array and the number of antenna elements of the receive antenna array.
청구항 21에 있어서, 22. The method of claim 21, 상기 특이값 개수는 복수의 채널 품질 범위들 중에서 상기 채널 품질이 대응하는 채널 범위에 따라 1 부터 Nmin사이의 정수로 결정되고, 상기 Nmin는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최소값인 장치.The number of singular values is determined as an integer between 1 and N min according to a channel range to which the channel quality corresponds among a plurality of channel quality ranges , and N min is the number of antenna elements of the transmit antenna array and the receive antenna A device that is the minimum of the number of antenna elements in the array. 청구항 17에 있어서, 상기 수신단에서의 수신 빔포밍을 위해, 채널 행렬의 켤레 전치(H*) 및 위상 천이 행렬(D)을 사용하여 생성되는 효과 채널 행렬 (D*H*HD)에 기반하여, 상기 효과 채널 행렬의 고유 벡터를 사용하거나 DFT(discrete fourier transform) 행렬 또는 IDFT(inverse DFT) 행렬의 일부 열벡터가 사용되는 장치.The method according to claim 17, for reception beamforming at the receiving end, based on the effect channel matrix (D * H * HD) generated using the conjugate transpose (H * ) of the channel matrix and the phase shift matrix (D), An apparatus in which an eigenvector of the effect channel matrix is used, or a partial column vector of a discrete fourier transform (DFT) matrix or an inverse DFT (IDFT) matrix is used. 청구항 17에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,The method of claim 17 , wherein the at least one processor comprises: 채널 행렬의 켤레 전치(H*) 및 위상 천이 행렬(D)을 사용하여 효과 채널 행렬 (D*HH*D)를 생성하고, Create an effect channel matrix (D * HH * D) using the conjugate transpose (H * ) and phase shift matrix (D) of the channel matrix, 상기 효과 채널 행렬에 기반하여, 상기 효과 채널 행렬의 고유 벡터를 사용하거나 DFT(discrete fourier transform) 행렬 또는 IDFT(inverse DFT) 행렬의 일부 열벡터를 사용하여 송신 빔포밍을 수행하도록 추가적으로 구성되는 장치.The apparatus is further configured to perform transmit beamforming by using an eigenvector of the effect channel matrix or using a discrete fourier transform (DFT) matrix or some column vector of an inverse DFT (IDFT) matrix based on the effect channel matrix. 무선 통신 시스템에서 수신단의 장치에 있어서, In the device of the receiving end in a wireless communication system, 수신 안테나 어레이와,a receiving antenna array; 적어도 하나의 송수신기와,at least one transceiver; 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,at least one processor; 상기 적어도 하나의 프로세서는the at least one processor 채널 설계 정보를 획득하고,Acquire channel design information, 상기 채널 설계 정보에 기반하여 상기 수신 안테나 어레이를 설정하고,setting the receiving antenna array based on the channel design information, 상기 적어도 하나의 송수신기 및 상기 수신 안테나 어레이를 통해 신호를 송신단으로부터 수신하도록 구성되고,and receive a signal from a transmitting end via the at least one transceiver and the receiving antenna array; 상기 채널 설계 정보는, 상기 송신단의 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들간의 간격, 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정보, 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정보 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 파라미터의 값을 포함하는 장치.The channel design information is based on at least one of an interval between antenna elements of the transmitting antenna array of the transmitting end, a distance between antenna elements of the receiving antenna array, rotation information of the transmitting antenna array, and rotation information of the receiving antenna array A device including a value of a parameter determined by 청구항 25에 있어서, 상기 채널 설계 정보를 획득하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,The method of claim 25 , wherein to obtain the channel design information, the at least one processor comprises: 상기 송신단과 상기 수신단 사이의 채널 품질을 획득하고,obtaining a channel quality between the transmitting end and the receiving end, 상기 채널 품질에 대응하는 특이값 개수를 식별하고,identify the number of singular values corresponding to the channel quality; 상기 특이값 개수에 기반하여, 상기 파라미터의 값을 결정하도록 구성되는 장치.and determine a value of the parameter based on the number of singular values. 청구항 26에 있어서, 27. The method of claim 26, 상기 송신 안테나 어레이는 안테나 엘리멘트들 간 등간격을 갖는 ULA(uniform linear array)이고,The transmit antenna array is a uniform linear array (ULA) having equal spacing between antenna elements, 상기 수신 안테나 어레이는 안테나 엘리멘트들 간 등간격을 갖는 ULA이고,The receiving antenna array is a ULA having equal spacing between antenna elements, 상기 파라미터는 상기 송신단의 통신 방향에 관한 상기 송신 안테나 어레이의 회전 정도 또는 상기 수신단의 통신 방향에 관한 상기 수신 안테나 어레이의 회전 정도 중 적어도 하나에 기초하여 결정되고,The parameter is determined based on at least one of a rotation degree of the transmitting antenna array with respect to a communication direction of the transmitting end or a rotation degree of the receiving antenna array with respect to a communication direction of the receiving end, 상기 특이값 개수는 상기 채널의 용량에 대한 상계 조건에 기반하여 결정되는 장치. The number of singular values is determined based on an upper bound condition for the capacity of the channel. 청구항 27에 있어서, 28. The method of claim 27, 상기 채널의 용량은 하기 수학식으로 정의되고,The capacity of the channel is defined by the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000023
Figure PCTKR2020005470-appb-I000023
여기서, 상기 Nmin는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최소값이고, pn은 각 스트림 n에 데이터 심볼을 전송하는데 사용되는 송신 전력, σn(H)는 상기 채널 H의 n번째 특이값을 의미하고,Here, N min is the minimum value of the number of antenna elements of the transmit antenna array and the number of antenna elements of the receive antenna array, and p n is the transmit power used to transmit data symbols in each stream n, σ n (H ) means the nth singular value of the channel H, 상기 상계 조건은 하기의 수학식에 대응하고,The upper bound condition corresponds to the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000024
Figure PCTKR2020005470-appb-I000024
SNR은 상기 채널 품질, ρ는 상기 특이값 개수, Nt는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수, Nr는 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수를 나타내는 장치.SNR is the channel quality, ρ is the number of singular values, N t is the number of antenna elements in the transmit antenna array, and N r is the number of antenna elements in the receive antenna array.
청구항 28에 있어서, m번째 송신 안테나는 카티시안 (Cartesian) xyz 좌표공간 상 (mdtcosθt, 0, -mdtsinθt)에, n번째 수신 안테나는 (ndrcosθr, ndrsinθrsinφr, D+ ndrsinθrcosφr)에 위치하고 상기 파라미터는 하기의 수학식에 대응하고,The method according to claim 28, wherein the m-th transmit antenna is (md t cosθ t , 0, -md t sinθ t ) in a Cartesian xyz coordinate space, and the n-th receive antenna is (nd r cosθ r , nd r sinθ r) sinφ r , D+ nd r sinθ r cosφ r ) and the parameter corresponds to the following equation,
Figure PCTKR2020005470-appb-I000025
Figure PCTKR2020005470-appb-I000025
여기서, dt는 상기 송신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타내고, dr는 상기 수신 안테나 어레이의 엘리멘트들간 간격을 나타내고, λ는 캐리어 파장(wavelength)을 나타낸다. D는 상기 송신단과 상기 수신단의 통신 거리, 상기 Nmax는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최대값을 나타내는 장치.Here, d t represents an interval between elements of the transmit antenna array, d r represents an interval between elements of the receive antenna array, and λ represents a carrier wavelength. D is a communication distance between the transmitting end and the receiving end, and N max is the maximum value of the number of antenna elements of the transmit antenna array and the number of antenna elements of the receive antenna array.
청구항 29에 있어서, 30. The method of claim 29, 상기 특이값 개수는 복수의 채널 품질 범위들 중에서 상기 채널 품질이 대응하는 채널 범위에 따라 1 부터 Nmin사이의 정수로 결정되고, 상기 Nmin는 상기 송신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수와 상기 수신 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들의 개수의 최소값인 장치.The number of singular values is determined as an integer between 1 and N min according to a channel range corresponding to the channel quality among a plurality of channel quality ranges , and N min is the number of antenna elements of the transmit antenna array and the receive antenna A device that is the minimum of the number of antenna elements in the array. 청구항 25에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,26. The method of claim 25, wherein the at least one processor comprises: 채널 행렬의 켤레 전치(H*) 및 위상 천이 행렬(D)을 사용하여 효과 채널 행렬 (D*H*HD)를 생성하고, Create an effect channel matrix (D * H * HD) using the conjugate transpose (H * ) and phase shift matrix (D) of the channel matrix, 상기 효과 채널 행렬에 기반하여, 상기 효과 채널 행렬의 고유 벡터를 사용하거나 DFT(discrete fourier transform) 행렬 또는 IDFT(inverse DFT) 행렬의 일부 열벡터를 사용하여 수신 빔포밍을 수행하도록 추가적으로 구성되는 장치.and perform receive beamforming by using an eigenvector of the effect channel matrix or using a discrete fourier transform (DFT) matrix or some column vector of an inverse DFT (IDFT) matrix based on the effect channel matrix. 청구항 25에 있어서, 26. The method of claim 25, 상기 송신단에서의 송신 빔포밍을 위해, 채널 행렬의 켤레 전치(H*) 및 위상 천이 행렬(D)을 사용하여 생성되는 효과 채널 행렬 (D*HH*D)에 기반하여, 상기 효과 채널 행렬의 고유 벡터를 사용하거나 DFT(discrete fourier transform) 행렬 또는 IDFT(inverse DFT) 행렬의 일부 열벡터가 사용되는 장치.For transmit beamforming at the transmitting end, based on the effect channel matrix (D * HH * D) generated using the conjugate transpose (H * ) of the channel matrix and the phase shift matrix (D), A device in which an eigenvector is used or some column vector of a discrete fourier transform (DFT) matrix or an inverse DFT (IDFT) matrix is used.
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