Millimeter-wave communication(mm-wave) is considering as 5G mobile communication systems. Mm-wave systems can achieve high data rate communication because it can utilize the vast bandwidth. Several specifications are emerging to commercialize mm-wave communications, but it only present the beam sweeping based beamfomer system. In this thesis, we propose the method of designing a wideband communication systems that enables beamformer design based on channel estimation. The system can design the optimal beamformer through the Space-Time alignment, OFDM channel estimation, estimated channel based optimal beamformer design, and codebook index feedback using pilot signals via beam sweeping. In addition, we propose Dual beam pair beamfomer design method that can achieve high data rate and robust to blockage. Finally, we propose to operate two analog beam codebooks for feedback.
밀리미터파(mm-wave) 통신은 차세대 5G 이동통신 방식으로 크게 주목받고 있다. 넓은 대역폭을 활용할 수 있기 때문에 높은 전송 속도의 통신이 가능하다. 밀리미터파 통신을 모바일 통신에 상용화하기 위해 여러가지 규격들이 나오고 있다. 하지만 지금까지 논의되고 있는 규격에서는 구현하기 가장 간단한 빔 검색 기반의 빔포머 설계를 위한 프로토콜만 제시하고 있다. 본 논문에서는 채널 추정 기반의 빔포머 설계를 위한 광대역 통신시스템을 제시한다. 빔 스위핑을 통해 들어온 파일럿 신호를 활용하여 Space-Time alignment, OFDM 채널 추정, 추정된 채널 기반의 최적 빔포머 설계, 코드북 인덱스(index) 피드백을 통해 기지국과 단말이 최적의 빔을 형성한다. 또한 본 논문에서는 채널 정보를 최대한 활용하여 전속 속도와 장애물에 대한 강인함을 높일 수 있는 Dual beam pair 빔포머 설계 방법을 제안한다. 마지막으로는 피드백을 위해 2가지 아날로그 빔 코드북을 운용하는 방법을 제시한다.
