Thursday
September 10, 2020
WSL 김선우 교수님과 정현진 박사과정은 5G 밀리미터파 이동 통신에서 빔 트래킹(beam tracking)의 안정성을 높이는 적응형 빔 폭 제어 기술을 개발하였으며, 해당 연구결과는 IEEE Communications Letters 최신호에 게재될 예정입니다.
5G 밀리미터파 이동 통신에서는 높은 경로 손실로 인한 수신 신호 세기 저하를 방지하기 위해 빔 포밍(beamforming)이 사용되며, 실시간으로 이동하는 단말을 빔으로 추적하는 빔 트래킹(beam tracking) 과정을 거칩니다. 하지만 빔 트래킹 과정에서 수신 단말의 이동성이 커질수록 빔 조향 각도와 단말 간의 오정렬이 발생할 확률이 높아지는데 이는 곧 통신 성능 저하를 유발합니다.
▲ 그림 1. 빔 포밍 및 빔과 단말 간의 정렬 모식도 (출처: Keysight)
본 연구에서는 단말의 이동성이 큰 상황에서 빔 트래킹의 안정성을 높일 수 있는 적응형 빔 폭 제어 기술을 고안하였습니다. 제안된 기술은 빔 트래킹 중 빔이 단말과 어긋났을 시 빔 폭을 넓히고 빔이 단말과 정렬되었을 시 빔 폭을 다시 좁힙니다. 이 과정을 통해 빔 트래킹 중 단말의 갑작스런 이동으로 인한 통신 성능 저하를 예방할 수 있습니다. 빔 폭은 안테나 배열의 부분적 활성화를 통해 조정되며 빔 조향 각도의 사후 정규 분포를 통해 빔과 단말 간의 오정렬 정도를 유추합니다. 이후 빔 조향 각도의 사후 정규 분포에 비례한 빔 폭을 설정합니다. 이번 연구 결과는 단말의 이동성이 특히 높은 차량 간 통신이나 고속 철도 통신에 유용하게 활용될 것으로 전망합니다.
▲ 그림 2. 빔 트래킹 수행 중 적응형 빔 폭 제어 적용 모식도