KR100197794B1 - 무선통신시스템에서 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 이용되는 신호처리장치에 관한 것으로서, 특히 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주는 신호처리장치에 관한 것으로, 간단화된 계산과정을 가지고 있어 실제로 용이하게 통신분야에 구현가능할 뿐만아니라, 이상적인 빔패턴(원신호 방향으로는 최대의 이득, 여타의 방향으로는 최소의 이득을 갖는 빔패턴)을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄임으로서, 통신품질을 향상시키고 통신용량을 증가시키는 신호처리장치를 제공한다.

Description

무선통신시스템에서 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리 장치 및 방법

제1도는 본 발명에 따른 신호처리장치의 제1실시예 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.

제2도는 상기 제1도에 도시된 신호처리 장치의 감마값 합성부의 일실시예 세부 구성도.

제3a도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 이득벡터 갱신부의 일실시예 세부 구성도.

제3b도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 이득벡터 갱신부의 다른 실시예 세부 구성도.

제4도는 본 발명에 따른 신호처리장치의 제2실시예 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.

제5도는 제2실시예에 따른 감마값합성부의 일실시예 소프트웨어 기능블록도.

제6a도는 상기 제5도에 도시된 이득벡터갱신부의 일실시예 소프트웨어 기능 블록도.

제6b도는 상기 제5에 도시된 이득벡터갱신부의 다른 실시예에 따른 소프트웨어 기능블럭도.

제7도는 본 발명에 따른 신호처리장치를 이용하여 간섭 및 잡음을 감쇄시킨 신호 수신시스템의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 배열안테나 7 : 수신장치

8 : 내적계산장치 9 : 신호처리장치

11 : 감마값합성부 12 : 이득벡터갱신부

20 : 자기상관행렬갱신부 21 : 감마값합성부

22 : 이득벡터갱신부

본 발명은 무선통신시스템에 이용되는 신호처리 기술에 관한 것으로서, 특히 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄임으로서 통신성능을 향상시키는 신호처리장치 및 방법에 관한 것이다

일반적으로, 무선통신을 행할 때, 수신되는 신호에는 원하는 신호(원신호)와 간섭신호가 함께 존재하며, 통상 한개의 원신호에 대해 다수의 간섭신호가 존재한다. 이러한 간섭신호에 의한 통신왜곡의 정도는 원신호 전력대 모든 간섭신호 전력의 합에 의해 결정되므로, 원신호의 레벨이 간섭신호 각각의 레벨보다 현저히 높은 경우에도 간섭신호의 갯수가 많으면 간섭신호의 전체전력이 커져 통신왜곡이 발생하게 된다. 기존의 경우는 이러한 왜곡으로 인해 원신호의 정보재생을 어렵게 만든다는 심각한 문제점을 내포하고 있었다. 특히, 간섭신호의 갯수가 많은 경우에는 원신호의 정보를 재생하기가 더욱 어렵게 되므로 주어진 주파수 대역폭을 가지고 여러 명의 가입자를 서비스하여야 하는 통신환경에서 용량에서의 한계와 통신품질에서의 문제가 심각히 대두되고 있다.

따라서, 전술한 문제점을 개선하기 위한 일환으로서, 종래에도 배열 안테나를 이용하여 간섭신호의 영향을 줄이고자 하는 시도가 많은 사람들에 의해 이루어져 왔으나, 지금까지 개발된 대부분의 기술은 고유치 분리(Eigen Decomposition : 이하, 간단히 ED라 함)방법에 근거한 것으로, 시스템의 복잡성과 그 처리시간상의 문제로 인하여 무선통신 분야에 실제로 적용되지 못하였는 바, 이러한 종래기술은 다음의 참조문헌 등에 상세히 소개되어 있다.

[참조문헌]

[1] M. Kaveh and A. J. Barabell, The Statistical Performance of the MUSIC and Minimun-Norm Algorithms for Resolving Plane Waves in Noise, IEEE Trans., Acoust., speech and signal process., vol. ASSP-34, pp. 331-341, April 1986.

[2] T. Denidni and G. Y. Delisle, A Nonlinear Algorithm for Output Power Maximization of an Indoor Adaptive Phased Array, IEEE Electronmagnetic Compatibility, vol. 37, no. 2, pp. 201-209, May, 1995.

그러나, 종래의 방법들은 어떤 형태로든 원하는 신호에 대한 사전정보를 필요로할 뿐만아니라, 실제의 통신환경에 적용하고자 할 때 가장 문제시되는 점은 무엇보다도 너무 많은 계산이 요구되며, 특히 원신호의 방향 혹은 간섭신호의 갯수를 모를 때에는 더욱 더 많은 계산이 요구되어, 실제적으로 이동통신 환경에는 적용하기가 불가능하다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 효과적으로 해결하기 위해 안출된 것으로서, 간단화된 계산과정을 가지고 있어 실제로 용이하게 통신분야에 구현가능할 뿐만아니라, 이상적인 빔패턴(원신호 방향으로는 최대의 이득, 여타의 방향으로는 최소의 이득을 갖는 빔패턴)을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄임으로서, 통신품질을 향상시키고 통신용량을 증가시키는 신호처리장치 및 방법을 제공함에 그 목적을 두고 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주는 신호처리장치에 있어서, 미리 정한 적응 이득값(μ)과 매 스냅샷마다 수신 안테나로부터 입력되는 상기 신호벡터((t))와 현 스냅샷에서의 출력값(y(t))을 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ(k))을 계산하여 출력하는 감마값 합성수단; 및 상기 감마값 합성수단로부터 입력되는 감마값(γ(k))과 현 스냅샷에서의 이득벡터()과 상기 적응 이득값(μ)과 상기 신호벡터((t)) 및 상기 출력값(y(t))을 입력받아 상기 이득벡터()를 갱신하는 이득벡터 갱신수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리방법에 있어서, 배열안테나의 수신장치로부터 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 현 스냅샷에서의 배열안테나의 최종 출력값(y)과 미리 정한 적응이득값(μ)를 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ)을 합성해 내는 감마값 합성단계; 및 상기 감마값(γ)과 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 상기 적응이득값(μ)과 상기 수신신호벡터()와 상기 배열안테나의 출력값(y)을 입력받아 매 스냅샷마다 상기 이득벡터()를 갱신하는 이득벡터 갱신단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 감마값 합성단계는 상기 배열안테나 출력값(y)의 크기를 제곱하는 제1단계; 상기 제1단계의 수행결과와 상기 적응이득(μ)의 역수()를 더하는 제2단계; 상기 제2단계의 수행결과 출력(A)을 제곱하는 제3단계; 상기 수신신호벡터()의 각 요소의 크기를 각각 제곱하는 제4단계; 상기 제4단계의 수행결과 출력을 더하는 제5단계; 상기 제5단계의 수행결과 출력과 상기 적응이득(μ)의 역수()의 2배를 ()를 더하는 제6단계; 상기 제6단계의 수행결과 출력과 상기 제1단계의 수행결과 출력()을 곱하는 제7단계; 상기 제3단계의 수행결과 출력(A2)으로부터 상기 제7단계의 출력(B)을 빼는 제8단계; 상기 제8단계의 수행결과 출력의 제곱근(square root)을 구하는 제10단계; 및 상기 제2단계의 수행결과 출력(A)으로부터 상기 제10단계의 출력을 빼는 제11단계를 구비하여의 감마값(γ)을 합성해 내도록 하고, 상기 이득벡터 갱신단계는 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값(γ)을 곱하는 제1단계; 상기 제1단계의 수행결과 출력을 1로부터 빼는 제2단계; 상기 제2단계의 수행결과 출력과 현 스냅샷에서의 상기 이득벡터()의 각 요소를 곱하는 제3단계; 상기 적응이득(μ)과 현 스냅샷에서의 상기 배열안테나의 최종출력(y)의 복소공액을 곱하는 제4단계; 상기 제4단계의 수행결과 출력과 현 스냅샷에서의 상기 수신신호벡터()의 각 요소를 각각 곱하는 제5단계; 및 상기 제3단계의 수행결과 출력과 상기 제5단계의 수행결과 출력을 순차적으로 더하는 제6단계를 구비하여에 의거하여 이득벡터를 갱신하도록 한다.

한편, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주는 신호처리장치에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 신호벡터((t))를 받아 자기상관 행렬()을 계산하여 출력하기 위한 자기상관행렬 발생수단; 미리 정한 상기 적응 이득값(μ)과 현 스냅샷에서의 상기 이득벡터()와 상기 자기상관행렬()을 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ(k))을 계산하여 출력하는 감마값 합성수단; 및 상기 감마값 합성수단으로부터 입력되는 감마값(γ(k))과 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 상기 적응 이득값(μ)과 상기 자기상관행렬()을 입력받아 상기 이득벡터()를 갱신하는 이득벡터 갱신수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리방법에 있어서, 배열안테나의 수신장치로부터 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 상기 수신 신호벡터()를 입력받아 매 스냅샷마다 상기 수신신호의 자기상관행렬()을 갱신하는 자기상관행렬 갱신단계; 상기 자기상관행렬()과 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 미리 정해진 상기 적응이득값(μ)을 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ)을 합성해 내는 감마값(γ) 합성단계; 및 상기 자기상관행렬()과 상기 감마값(γ)과 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 상기 적응이득값(μ)을 입력받아 매 스냅샷마다 상기 이득벡터()를 갱신하는 이득벡터갱신단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 제시하는 신호처리장치는 원하는 신호 방향으로의 이득은 최대로 하고, 여타의 방향으로는 이득을 최소화하는 빔패턴을 갖도록 하는 것을 궁극적인 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 원하는 빔패턴을 형성하도록 복소이득벡터의 값을 결정하므로서, 결국 안테나 소자에 유기된 신호들과 상기 복소이득벡터의 내적(Euclidean inner product) 결과인 배열 안테나의 출력(y(t))을 원하는 값에 근접시키고자 하는 것이다.

그런데, 상기 복소이득벡터의 모든 요소(element)의 크기를 1로 정규화하면 각 안테나소자에 유기된 신호값에 상기 복소이득벡터를 곱한다는 것은 그 신호에 복소이득벡터의 위상만큼의 위상지연을 가하는 것이 된다. 따라서, 배열안테나를 구성하고 있는 각 안테나 소자에 부가할 위상지연의 값을 결정하는 것으로 귀결될 수 있다.

또한, i 번째 안테나 소자에 부가할 위상지연을 Øi이라 하면, 캐리어주파수의 2π배로 Øi를 나눈 값만큼의 시간지연을 부가하여서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

신호원의 수가 M개인 신호환경에서, 안테나 소자의 갯수가 N이고 인접한 안테나 소자간의 거리를(단, λc 는 입력신호의 캐리어주파수의 파장)로 정한 선형 배열안테나인 경우, k번째 안테나 소자에 유기되는 신호는 주파수 저역천이 후에 다음과 같이 나타낼 수 있다.

단, θm는 m번째 신호의 입사각이며 Sm(t)는 수신단에서 본 m번째 송신신호이다. 식(1)에서 아랫첨자 k은, 다음 페이지에서 정의될, 기준안테나의 경우를 k=1로 하여 수신 혹은 송신신호의 위상빠르기 순으로 k= 2,3, ..., N으로 번호가 매겨진다.

상기 식(1)에서, M 개의 신호성분 중 어느 하나가 원신호이며(본 발명에서는, 편의상 첫 번째 신호 S1(t)를 원신호라 하고 원신호의 입사각은 θ1이라 한다), 나머지 M-1개의 신호는 간섭신호로서 잡음 nk(t)와 함께 통신을 방해하는 요소이다.

또한, 상기 식(1)은 균등간격()의 선형 배열안테나의 경우를 위한 식이지만, 본 발명에서 제공되는 기술은 안테나간의 거리가 균등치 않거나, 선형배열이 아닌 경우에도 일반적으로 적용되는 기술이다.

어떤 안테나(k번째 안테나)와 기준안테나와의 거리를 dk라 하면 그 안테나의 신호는 기준안테나의 신호와만큼의 위상차가 나게 된다.

따라서, 비균등간격이거나 비선형 배열의 경우 k번째 안테나에 유기되는 신호는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

본 발명에서는 수신모드에서는 가장 위상이 늦은 신호가 유기되는 안테나소자를 기준 안테나소자로 삼고, 송신모드에서는 신호의 전달방향이 반대이므로 가장 위상이 빠른 안테나 소자가 기준 안테나 소자로 되도록 한다.

이렇게 기준 안테나 소자를 정의하면, 실제로 배열안테나를 설계함에 있어서, 상기 기준 안테나 소자에 유기되는 신호에는 항상 0위상을 가하고(변화를 가하지 않음을 의미함), 여타의 안테나 소자에는 모두 양의 위상차(또는, 위상지연을 캐리어주파수의 2π배로 나눈 시간지연)를 가하여 손쉽게 설계할 수 있게 된다.

만일, 상기 배열안테나가 N개의 안테나 소자로 구성되어 있다면, 매 스냅샷마다 N-by-1 신호벡터(일반적으로 요소의 갯수가 N개인 벡터를 N-by-1 벡터라고 함)를 받게 되어 J번째의 스냅샷에서는 다음과 같이 자기상관 행렬을 구성할 수 있다.(식 (2)참조).

여기서 스냅샷이라 함은 배열안테나에 입사되는 신호를 관측하여 새로운 이득벡터(혹은 위상지연벡터)를 계산하는 시간을 말하며, 본 발명에서는, 매 스냅샷마다 새로 입사되는 신호값에 알맞는 이득벡터(혹은, 위상지연벡터)를 산출해 내므로서, 현재 입사된 신호값에 적응하는 배열안테나를 매 스냅샷마다 설계할 수 있다.

단, 상기 식에서 이중밑줄(double underline)은 행렬을, 단일밑줄(underline)은 벡터를 각각 표시한 것이며, Ts는 스냅샷의 주기이고, 윗첨자 H 는 허미샨(Hermitian)연산자이며, 요소의 갯수가 N개인 N-by-1 신호벡터(t)는 상기 식(1)에 설명된 입력신호 xk(t), k= 1,2, . . . , N으로, 다음과 같이 구성된다.

(단, 윗첨자 T는 전치(transpose)연산자임.)

그러나, 상기 식(2)는 M개의 신호성분의 입사각이 변하지 않을 때만 유효하며, 시변환(time-variant)환경, 즉 이동통신 환경과 같이 각각의 신호원이 통신도중에 움직일 때는 입사각이 매 스냅샷마다 달라지므로 상기 식(2)로는 올바른 자기상관 행렬을 구성할 수 없게 된다.

따라서, 시변환(time-variant) 환경에서는 다음과 같이 망각인자를 도입하여 반복적인 방법으로 자기상관 행렬을 근사적으로 계산함이 바람직하다.

(단,x(J+1)과x(J)는 각각 J+1번째와 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이며, f는 0과 1사이의 값을 취하는 망각인자임.)

일반적으로 통신환경은 시변환이므로, 본 발명에서는, 특히 이동통신환경에서 상기 식(2)보다는 상기 식(4)를 이용하여 자기상관 행렬을 계산한다.

다양한 컴퓨터 모의실험 결과, 본 발명의 기술을 일반적인 육상이동통신 환경에 적용할 경우, 망각인자의 값을 0.8∼0.99 범위내로 하는 것이 최적의 성능을 발휘함을 알 수 있었다.

이제, 최적 배열안테나 설계에 관하여 실시예를 들어 좀더 구체적으로 설명한다.

상기 식(2) 혹은 식(4)에 의해 결정되는 자기상관 행렬의 고유치를 크기순으로 나열해 보면 λ1≥λ2≥···≥λN와 같이되는데, 상기 최대의 고유치 λ1은 신호의 총갯수 M과 안테나 소자의 갯수 N에 상관이 없이 신호성분들에 의해 결정되는 고유치이다.

따라서, 상기 최대 고유치 λ1에 대응하는 정규화된 고유벡터를 e1이라 하면 e1은 다음과 같이 신호 부공간(signal subspace)에 존재함을 알 수 있다.

단, 복소치 γi는 원신호 및 간접신호들의 크기 및 입사각 분포에 의해 결정되는 상수이며, a(θi)는 i번째 입사 신호의 입사각 θi에 의해 결정되는 방향벡터로서,

로 결정된다.

여기서, 원하는 신호의 레벨이 여타의 신호, 즉 간섭신호, 각각의 레벨보다 현저히 크다고 가정해 보자. 즉,

식 (7)의 조건이 만족되는 신호 환경에서는 식 (5)의 고유벡터 e1을 다음과 같이 근사화 할 수 있다.

즉,은 원하는 신호의 입사각에 의해 결정되는 방향벡터 a(θ1)와 거의 동일한 방향이 된다.

따라서, 원하는 신호레벨이 간섭신호 각각의 레벨보다 충분히 크다는 조건에서는, 각 안테나 소자에 가하는 위상지연벡터를 최대고유치의 상응벡터으로 결정하면, 배열안테나의 빔패턴은 최대이득을 원신호 방향인 θ1쪽으로 근사하게 되는 것이다.

그러므로, 본 발명에서는 배열안테나의 위상지연벡터를 다음과 같이 놓도록 제시하고 있다.

여기서, 고유벡터를 상수로 나눈 것은 배열안테나의 성능을 분석할 때에 계산상의 편리를 위한 것이다.

이어서, 어떠한 방법으로 최적의 위상지연벡터를 구하는지에 대하여 살펴보기로 한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 원신호의 전력이 간섭과 각각의 전력보다 월등히 센 신호환경에서는, 원신호 방향으로 최대 이득을 형성하는 이상적인 빔패턴을 갖는 배열안테나는, 상기 최대고유치 λ1에 대응하는 정규화된 고유벡터으로를 결정하므로서, 근사적으로 구할 수 있다.

그러나, 자기상관 행렬을 구하는 것 자체도 상기 식(2)와 식(4)에 보인 바와 같이 적지 않은 계산이 필요하며, 더욱이 최대고유치에 대응하는 고유벡터를 구하는 것은 간단한 일이 아니다. 문제를 더욱 어렵게 하는 것은 이동통신과 같이 신호환경이 시변환일 경우 매 스냅샷마다 원신호의 입사각이 변화하므로 변화한 입사각에 맞추어 고유벡터를 구해야 한다는 것이다.

따라서, 본 발명에서는 안테나 소자에 곱할 이득벡터을 매 스냅샷마다 갱신하므로서 시변환 신호환경에 알맞게 적응적인 방법으로과 근사한 값으로 정하는 방안을 설명하기로 한다.

우선, 구하고자 하는 복소이득벡터는 다음과 같이 반복적인 과정을 통하여 매 스냅샷마다 직전의 스냅샷에서 구한 벡터를 갱신하여 구한다.

단, 독립변수 k는 스냅샷을 나타내는 타임인덱스(time index)이며, μ는 미리 정한 적응이득(adaptive gain), v(k)는 k번째 스냅샷에서의 추적방향벡터(search direction vector)이며, 상기 식(10)에서(k+1)은 매 반복마다 크기가 1이 되도록 정규화해야 한다.

상기 식(10)으로부터, 현재의 스냅샷에서 구하고자 하는 해는 직전의 해에서의 방향으로 μ만큼 갱신하므로서 얻어진다는 것을 알 수 있다.

이와 같은 개념으로 해를 구하려면 다음의 두가지 문제를 해결해야만 한다: 첫째, 초기의 위상지연벡터(0)와 적응이득은 어떻게 설정할 것인가? 둘째, 추적방향 벡터는 매 스냅샷에서 어떻게 결정할 것인가?

본 발명에서는 초기상태에서의 해(0)는 초기상태에 수신된 신호(0)를 사용한다. 즉,

단, x1(0)은 기준안테나 소자에 유기된 수신신호로서, 신호벡터(0)의 첫 번째 요소임.

상기 식(11)과 같이하는 이유는, 자기상관 행렬의 랭크가 첫 번째 스냅샷에서는 1이며, 따라서 신호 고유치는 한 개 뿐이며, 잡음성분만 무시한다면 입력신호 벡터 자체에서 바로 신호 고유벡터를 얻을 수 있기 때문이다.

또한, 배열안테나를 설계하는 전체적인 과정이 수렴하게 하기 위하여 적응이득(μ)은 안정성을 고려하여 입력신호전력의 N배의 역수를 초과하지 않는 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 제시하는 기술은, 초기에 상기 식(11)로부터 시작하여, 여기에서 설명되는 요령으로 매 스냅샷마다 추적방향 벡터를 구한 후, 상기 식(10)으로 해를 갱신하여 배열안테나를 설계하는 것이다.

추적 방향벡터를 구하기 위하여, 다음과 같이 정의된 가격함수를 고려해보자:

수학적으로 증명할 수 있는 바와 같이, 식(12)로 정의된 가격함수의 최소값 혹은 최대값을 구한다는 것은 곧 행렬의 최소고유치 혹은 최대고유치를 구하는 것이며, 상기 가격함수를 최소화 혹은 최대화했을 때의 해는 그에 대응하는 고유벡터이다.

원하는 신호의 방향으로 최대의 이득을 제공하는 빔패턴을 형성하기 위해서는, 앞에서 설명한 바와 같이 배열안테나의 이득벡터를 최대고유치에 상응하는 고유벡터로 결정해야 하므로, 본 발명에서는 상기 식(12)의 가격함수를 최대화하는 추적방향 벡터를 구한다.

다음과 같이 상기 식(12)를 이득벡터로 편미분하여 그 결과인 그라디언트 벡터 (v)를 영(zero)으로 하는 조건을 구하므로서 최대치 혹은 최소치를 구할 수 있다.

상기 식(13)을 만족하는 이득벡터를 식(10)과 같은 반복적(iterative)인 방법으로 구하기 위하여, 다음의 식(14)와 같이 식(13)의 그라디언트 벡터를 추적방향벡터로 사용한다.

식(14)에 보인 바와 같이 이득벡터를 갱신하기 위해서는 매 스냅샷마다 감마γ값을 먼저 계산하여야 한다. 식(14)와 식(12)를 연립하여 최적의 감마γ값을 구하면 다음의 이차 방정식의 해가 최적의 감마γ값임을 알 수 있다.

식(15)에서

라 하면, 식(15)를 만족하는 감마값은 다음과 같이 구할 수 있다.

윗 식에서 계산된 두 개의 근 중, 감마값은 작은 것을 취한다. 즉,

본 실시예에서 제시하는 최적의 이득벡터를 구하는 전체적인 과정을 종합해 보면 다음과 같다.

첫째, 초기에 각 안테나 소자에 유기된 신호를 이용하여(0) =(0)/x1(0)로 초기해를 설정한다. 이때, 자기상관 행렬을x(0) =(0)H(0)로 하여 계산한다.

둘째, 새로운 신호벡터(k)를 식(4)에 대입하여 자기상관 행렬을 갱신하고, 식(16)으로 감마값을 구한 후 이득벡터를 식(14)와 같이 갱신한다.

이후, 매 스냅샷의 새로운 신호벡터를 받을 때마다 이를 반복한다.

본 발명에 따르면, 원신호의 방향은 물론 모든 간섭신호성분의 방향에 대한 일체의 사전정보를 필요로 하지 않으므로, 전체적인 과정이 획기적으로 단순화되어 공지의 범용 프로세서를 사용하여도 이동통신을 비롯한 대부분의 실제 통신환경에서 신호 재생 및 송신을 실시간으로 처리할 수 있게 된다.

예로서, 상기 최적의 위상지연벡터를 구하는데 필요한 총계산량은 상기 식(4)와 식(13) 내지 (15)에 나타난 바와 같이, 매 스냅샷마다 약 O(2N2+6N)이므로, 컴퓨터 모의실험 결과 사용자의 속도가 150km/h를 넘지 않는 육상이동통신에서는 표준 DSP칩(digital signal processing chip)을 이용해도 기술적인 어려움이 없는 것으로 확인되었다.

상기에서와 같이 반복적인 방법을 응용하여 원하는 빔패턴을 갖게 하는 이득벡터를 구할 수 있는데, 상기의 방법은 종래의 방법보다는 현저히 간략화 되기는 하였으나, 식(4)에 나타난 바와 같이 매 스냅샷마다 자기상관 행렬을 갱신해야 하므로 시스팀의 복잡도는 여전히 만만치 않은 편이다.

따라서, 전체의 과정을 더욱 더 간략화하기 위해, 상기 방법에서 필요로 하는 자기 상관 행렬 계산시에 망각인자의 값을 특정한 값으로 조정한다.

즉, 식(4)에서 망각인자의 값을 0으로 고정시키는 경우를 고려해 보자. 다시 말해서, 자기상관 행렬을 현재의 신호벡터로만 결정하자는 의미이므로 앞에서 제시된 모든 과정이 훨씬 줄어들게 된다.

또한, 매 스냅샷에서의 입사각 변화가 너무 큰 경우에는 어차피 과거의 신호값들을 자기 상관 행렬에 고려하는 것이 불가능해지므로 망각인자를 0으로 놓은 것은 일반적인 신호환경에서 적용될 수 있다.

우선, 자기상관 행렬은 다음과 같이 간략화된다.

위의 식을 식 (13)-(15)에 적용하면 추적방향벡터, 감마값, 및 이득벡터 갱신과정이 다음과 같이 간략히 된다.

(단, y(k)는 k번째 스냅샷에서의 배열안테나 출력으로써 y(k) = wH(k) x(k)로 정의된다.)

위의 식(21)에서 보는 바와 같이 망각인자를 0으로 할 경우 자기상관 행렬이 현재의 신호벡터 만으로 결정되므로 최적의 위상지연벡터를 구하는 과정이 대폭적으로 간략화되며, 자기상관 행렬을 매 스냅샷마다 갱신하지 않으므로 행렬 자체를 계산할 필요가 없어져서 상기 식(4)의 수행이 생략되는 것이다.

컴퓨터 모의 실험 결과, 상기에서 소개한 방법으로 자기상관행렬을 계산하여 망각인자의 값을 최적값으로 설정한 결과, 간섭신호에 대해서 약 12 내지 15dB 정도의 개선을 얻을 수 있었고, 잡음에 대해서는 안테나 소자의 갯수만큼 개선을 얻을 수 있었다. (즉, 실제의 잡음전력은 배열안테나 출력단에서 약로 감소.)

반면에, 순시치로 자기상관행렬을 근사화한 방법에 따르면, 잡음에 대해서는 거의 대등한 개선을 얻었고, 간섭의 경우는 약 10 내지 12dB의 개선을 얻을 수 있었다.

결과적으로, 망각인자를 도입하므로서 과거의 신호값들을 모두 고려하여 자기상관행렬을 계산한 방법을 도입하여 상기 배열 안테나를 설계하는 경우와 비교하면, 자기상관행렬을 순시치로 근사화한 간략화 기술은 간섭신호에 대해서 약 2 내지 3dB 정도의 성능저하를 유발함을 알 수 있으나, 전체적인 과정이 대폭적으로 간소화되므로 시스템의 손쉬운 실현 및 비용 절감을 얻을 수 있는 것이다.

순시신호치만으로 간략화된 방법으로 배열안테나를 설계할 경우, O(N2)의 연산자는 모두 없어지고 전체과정에 요구되는 총계산량은 약 7N+16개의 덧셈(addition)과 약 4N+7개의 곱셈(mutiplication)으로 된다.

수신과 송신을 모두 고려한 전체시스팀을 구현하기 위해서는, 수신모드에서 상기에 설명된 요령으로 최적의 이득벡터를 구한 후, 그 값으로부터 구한 위상값을 송신모드에 그대로 적용하여 최적의 시스팀을 구현할 수 있다.

전술한 바와 같이, 이상적인 빔패턴을 제공하기 위한 신호처리장치를 이동통신 시스팀의 기지국에 구비할 경우, 통신용량의 증대 및 통신품질의 개선과 함께 기지국내의 모든 단말기의 뱃터리 수명을 대폭 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

즉, 기지국에서는 통신하고자하는 가입자의 방향으로만 주빔(main lobe)을 설정하므로서 종래기술에 따른 기지국의 경우보다 훨씬 높은 송수신 효율을 달성할 수 있다.

따라서, 해당 단말기의 송신전력을 대폭 낮추어도 원활한 통신을 수행할 수 있게 된다. 그리고, 이와같이 단말기의 송신전력을 낮추는 것은 단말기의 뱃터리 수명연장과 직결되는 것이다.

이제, 좀더 구체적으로 실시예들을 소개하기로 한다.

[실시예 1]

본 실시예에서는 배열안테나를 채용하고 있는 수신 시스템에서 최적 빔패턴을 만들어 내도록 실시간으로 이득벡터를 계산해 내는 신호처리장치를 소개한다. 본 실시예에서는 매 이터레이션(iteration)마다 수신된 상기 신호벡터()를 이용하여, 식(19)에 의거, 자기상관 행렬을 상기 순시신호로 근사한다. 따라서, 명세서에 상술한 바와 같이 자기상관행렬은 실제적으로는 계산하지 않는다. 이 경우, 이득벡터는 식(12)에 의거하여 산출된다. 이와같은 제1실시예의 신호처리 장치의 구현을 다음과 같이 자세히 서술한다.

제1도는 제1실시예에 따른 신호처리장치의 일실시예 구성블럭도로서, 도면에 도시한 바와 같이, 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 현 스냅샷에서의 배열안테나의 최종 출력값(y)과 미리 정한 적응이득값(μ)을 각각 입력받도록 연결된 감마값(γ) 합성부(11)와, 상기 감마값(γ) 합성부(11)에 연결되어 있으며, 상기 신호벡터(), 상기 배열안테나의 최종 출력값(y) 및 상기 적응이득값(μ)을 입력받도록 연결된 이득벡터갱신부(12)를 구비하고 있다.

상기 감마값(γ) 합성부(11)는 배열안테나를 이용하여 신호를 수신하는 장치(이하, 수신장치라 함)로부터 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 현 스냅샷에서의 배열안테나의 최종 출력값(y)과 미리 정한 적응이득값(μ)를 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ)을 합성해 내는 것이며, 상기 이득벡터갱신부(12) 상기 감마값(γ) 합성부(11)로 부터의 감마값(γ)과 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 상기 적응이득값(μ)과 상기 수신신호벡터()와 상기 배열안테나의 출력값(y)을 각각 입력받아 매 스냅샷마다 상기 이득벡터()를 갱신하는 것이다,

그리고, 상기한 바와 같은 각 기능부의 구현은 공지의 컴퓨터시스템환경하에서 소프트웨어적으로 구현 가능하며, 이러한 신호처리기술의 궁극적인 목적은 최적의 빔패턴을 제공하는 이득벡터()를 산출하기 위한 것으로서, 이렇게 구해진 이득벡터는 무선 수신시스템내의 신호처리장치와 인접설치된 내적계산장치(후술되는 제5도의 설명내용 참조)에 출력되어 상기 내적계산장치에서 매 스냅샷마다 수신신호벡터()와 상기 이득벡터()가 상호 내적되어 상기 수신시스템의 최종출력(y)을 만들어내도록 하는 것이다.

제2도는 제1실시예에서 제1도로 제시한 신호처리장치의 한 구성요소인 감마값(γ)합성부의 일실시예 세부구성도로서, 도면에 도시한 바와 같이, 상기 배열안테나 출력값(y)의 크기를 제곱하기 위한 곱셈기(G1)와, 상기 곱셈기(G1)의 출력과 상기 적응이득(μ)의 역수()를 더하기 위한 덧셈기(G2)와, 상기 덧셈기(G2)의 출력을 A라하면 A를 제곱하기 위한 곱셈기(G3)와, 상기 수신신호벡터()의 각 요소의 크기를 제곱하기 위한 다수의 곱셈기(G4)와, 상기 다수의 곱셈기(G4)의 출력을 더하기 위한 덧셈기(G5)와, 상기 덧셈기(G5)의 출력과 상기 적응이득(μ)의 역수()의 2배를()를 더하기 위한 덧셈기(G6)와, 상기 덧셈기(G6)의 출력과 상기 곱셈기(G1)의 출력(│y│2)을 곱하기 위한 곱셈기(G7)과, 상기 곱셈기(G7)의 출력을 B라 하면 상기 곱셈기(G3)의 출력(A2)으로부터 B를 빼기 위한 덧셈기(G8)와, 상기 덧셈기(G8)의 출력의 제곱근(square root)을 구하기 위한 제곱근계산기(G10)와, 상기 덧셈기(G3)의 출력(A)으로부터 상기 제곱근계산기(G10)의 출력을 빼기 위한 덧셈기(G9)를 구비하고 있다.

따라서, 현 스냅샷에서의 이득벡터()의 각 요소의 복소공액과 상기 현 스냅샷에서의 자기상관행렬()의 각각의 열(column)의 각 요소를 서로 곱한 후 그 곱의 결과를 서로 더하여 얻은 값들로 이루어진 벡터를 P벡터()라 하고, 그 P벡터의 각 요소와 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터의 각 요소를 서로 곱한 후 그 결과를 서로 더하여 그 더한 결과를 λ()라 하고, λ와 상기 미리 설정한 적응이득의 역수()와 더한 결과를 A라 하고, 상기 λ와 상기 적응이득의 역수의 두배()를 곱한 결과에 상기 P벡터와 P벡터 자신의 내적(inner product)을 더한 결과를 B()라 하면, 최종 출력되는 감마값은 상기 A에서 A2-B의 제곱근을 뺀 값()이 된다.

이또한, 상기한 바와 같은 기능소자들의 구성대신에, 공지의 컴퓨터시스템환경하에서 소프트웨어적으로도 구현 가능하며, 그 수행과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상기 배열안테나 출력값(y)의 절대값을 제곱하고(G1 과정) 나서, 그 수행결과와 상기 적응이득(μ)의 역수()를 더하고(G2 과정)나서 결과출력(A)을 제곱한다(G3 과정).

그리고, 상기 수신신호벡터()의 각 요소의 크기를 각각 제곱하고(G4 과정)나서, 각 수행결과 출력을 모두 더한(G5 과정)결과출력과 상기 적응이득(μ)의 역수()의 2배()를 더한다(G6 과정). 그리고 나서, 상기 G6 과정의 수행결과 출력과 상기 G1 과정의 수행결과 출력()을 곱하고(G7 과정), 상기 G3 과정의 수행결과 출력(A2)으로부터 상기 G7 과정의 출력(B)을 뺀다(G8 과정). 그리고 나서, 상기 G8 과정의 수행결과 출력의 제곱근(square root)을 구한후(G9 과정), 상기 G2 과정의 수행결과 출력(A)으로부터 상기 G9 과정의 출력을 뺀다(G10 과정).

이러한 과정을 거치므로서, 결과적으로, 현 스냅샷에서의 이득벡터()의 각 요소의 복소공액과 상기 현 스냅샷에서의 자기상관 행렬()의 각각의 열(column)의 각 요소을 서로 곱한 후 그 곱의 결과를 서로 더하여 얻은 값들로 이루어진 벡터를 P벡터()라 하고, 그 P벡터의 각 요소와 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터의 각 요소를 서로 곱한 후 그 결과를 서로 더하여 그 더한 결과를 λ()라 하고, λ와 상기 미리 설정한 적응이득의 역수()와 더한 결과를 A()라 하고, 상기 λ와 상기 적응이득의 역수의 두배()를 곱한 결과에 상기 P벡터와 P벡터 자신의 내적(inner product)을 더한 결과를 B()라 하면, 최종 출력되는 감마값은 상기 A에서 A2-B의 제곱근을 뺀 값()이 되는 것이다.

제3a도는 제1실시예에서 제1도로 제시한 신호처리장치의 이득벡터()갱신부 구성을 나타낸 일실시예시도로서, 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값(γ)을 곱하기 위한 곱셈기(P1)와, 상기 곱셈기(P1)의 출력을 1로부터 빼기 위한 덧셈기(P2)와, 상기 덧셈기(P2)의 출력과 현 스냅샷에서의 상기 이득벡터의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(P3)와, 상기 적응이득(μ)과 현 스냅샷에서의 상기 배열안테나의 최종출력(y)의 복소공액을 곱하기 위한 곱셈기(P4)와, 상기 곱셈기(P4)의 출력과 현 스냅샷에서의 상기 수신신호벡터()의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(P5)와, 상기 다수의 곱셈기(P3)의 출력과 상기 다수의 곱셈기(P5)의 출력을 차례로 더하기 위한 다수의 덧셈기(P6)를 구비하고 있으며, 상기 다수의 덧셈기(P6)의 출력으로 현 스냅샷에서의 상기 이득벡터를 갱신하도록 하는 것이다.

이또한, 상기한 바와 같은 기능소자들의 구성대신에, 공지의 컴퓨터시스템환경하에서 소프트웨어적으로도 구현이 가능하며, 이때의 수행과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값(γ)을 곱하고 나서(P1 과정), 그 결과 출력을 1로부터 뺀다(P2 과정). 그리고 나서, 그 수행결과 출력과 현 스냅샷에서의 상기 이득벡터()의 각 요소를 곱하고(P3 과정), 상기 적응이득(μ)과 현 스냅샷에서의 상기 배열안테나의 최종출력(y)의 복소공액을 곱한다(P4 과정). 그리고 나서, 상기 복소공액을 곱한 결과출력과 현 스냅샷에서의 상기 수신신호벡터()의 각 요소를 각각 곱한 후(P5 과정), 상기 P3 과정의 수행결과 출력과 상기 P5 과정의 수행결과 출력을 순차적으로 더하므로서(P6 과정), 결과적으로,에 의거하여 매 스냅샷마다 상기 이득벡터를 갱신하는 것이다.

제3b도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치에서 이득벡터 갱신부의 다른 실시예 구성도로서, 전술한 바와 같은 제3a도의 이득벡터 갱신부 구성에, 그 출력을 정규화하는 부분을 부가구성한 것이다.

도면에 도시된 P1 내지 P6의 구성 및 동작에 대해서는 상기 제3a도의 이득벡터 갱신부 설명란에 기재된 내용으로 갈음하고, 여기서는 부가된 요소들에 대해서만 구체적으로 설명하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 이득벡터 갱신부는, 상기 다수의 덧셈기(P6)의 각 출력값들의 절대치를 각각 제곱하기 위한 다수의 곱셈기(P7)와, 상기 다수의 곱셈기(P7)의 출력들을 서로 더하기 위한 덧셈기(P8)와, 상기 덧셈기(P8)의 출력값에 대한 제곱근(square root)을 구하기 위한 제곱근기(P9)와, 상기 다수의 덧셈기(P6)의 각 출력값들을 상기 제곱근기(P9)와, 상기 다수의 덧셈기(P6)의 각 출력값들을 상기 제곱근기(P9)의 출력값으로 각각 나누는 다수의 나눗셈기(P10)를 더 구비하고 있으며, 그 동작은 다음의 소프트웨어 수행과정으로부터 쉽게 이해된다.

전술한 바와 마찬가지로 상기 이득벡터 갱신부는, 공지의 컴퓨터시스템환경하에서 소프트웨어적으로도 구현가능한데, 이때의 수행과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값(γ)을 곱하고 나서(P1 과정), 그 결과 출력을 1로부터 뺀다(P2 과정). 그리고 나서, 그 수행결과 출력과 현 스냅샷에서의 상기 이득벡터()의 각 요소를 곱하고(P3 과정), 상기 적응이득(μ)과 현 스냅샷에서의 상기 배열안테나의 최종출력(y)의 복소공액을 곱한다(P4 과정). 그리고 나서, 상기 복소공액을 곱한 결과출력과 현 스냅샷에서의 상기 수신신호벡터()의 각 요소를 각각 곱한 후(P5 과정), 상기 P3 과정의 수행결과 출력과 상기 P5 과정의 수행결과 출력을 순차적으로 더하므로서(P6 과정), 결과적으로에 의거하여 이득벡터를 갱신하는 것이다.

즉, 본 실시예에 따른 이득벡터 갱신부는, 상기 제3a도의 실시예에 따른 이득벡터 갱신부의 결과출력인 이득벡터()의 각 요소들(w1···wN)을 상기 이득벡터의 놈(norm)인으로 나누는 부분을 추가한 이득벡터 갱신부의 구성을 나타낸 것으로, 이를 통해 제공되는 이득벡터()는 그 전체 크기가 항상 1로 정규화되는 것이다.

[실시예 2]

본 실시예에서는 배열 안테나를 채용하고 있는 수신 시스템에서 최적 빔패턴을 만들어 내도록 실시간으로 이득벡터를 계산해 내는 신호처리장치를 구현하는 또다른 실시예를 소개한다.

본 실시예에서는 매 이터레이션(iteration)마다 상기 신호벡터()를 수신하여 식(4)에 의거하여 수신신호의 자기상관 행렬을 갱신하고 그 갱신된 자기상관 행렬에 의거하여 식(14)로부터 최적의 이득벡터를 산출해 낸다. 명세서에 상술되어 있는 바와 같이, 제2실시예의 신호처리장치는 제1실시예의 신호처리 장치보다 더 복잡하나 간섭신호감쇠 성능이나 오류비트확률 성능에 있어 제1실시예의 신호처리장치보다 다소 우월한 결과를 초래한다. 따라서, 상대적으로 간단한 시스템을 원할 때는 제1실시예의 신호처리장치를, 다소 복잡하나 보다 정밀한 신호처리를 요할 때는 제2실시예의 신호처리장치를 선택할 수 있다.

제4도는 제2실시예에 따른 신호처리장치의 일실시예 구성블록도로서, 도면에 도시한 바와 같이, 배열안테나를 이용하여 신호를 수신하는 장치(이하, 수신장치라 함)로부터 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 상기 수신 신호벡터()를 입력받아 매 스냅샷마다 상기 수신신호의 자기상관행렬()을 갱신하는 자기상관 행렬 갱신부(20)와, 상기 자기상관 행렬()과 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 미리 정해진 상기 적응이득값(μ)을 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ)을 합성해 내는 감마값(γ) 합성부(21)와, 상기 자기상관행렬(R)과 상기 감마값(γ)과 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 상기 적응이득값(μ)을 입력받아 매 스냅샷마다 상기 이득벡터()를 갱신하는 이득벡터갱신부(22)를 구비하고 있다.

그리고, 상기 자기상관 행렬 갱신부(20)는 상기한 바와 같이, 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 상기 수신 신호벡터()를 입력받아 매 스냅샷마다 상기 수신신호의 자기상관행렬(R)을 갱신하는 것으로서, 통상 소프트웨어로 처리한다.

마찬가지로 상기 감마값(γ) 합성부(21) 및 이득벡터갱신부(22) 또한 소프트웨어로의 구현이 가능한 바, 그에대한 실시예들은 첨부도면 제5도, 제6a도 및 제6b도를 참조하여 상세히 설명한다.

제5도는 상기 제4도에 도시된 감마값합성부의 일실시예 소프트웨어 기능블록도이다.

상기 감마값 합성부에서는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터()의 각 요소와 상기 현 스냅샷에서의 자기상관 행렬()의 각각의 열(column)의 각 요소를 첫 번째 행(row)부터 차례로 서로 곱한후(51), 그 곱의 결과를 서로 더하여 얻은 값들로 이루어진 벡터를 E벡터()라 하고, 그 E벡터의 각 요소와 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 서로 곱한 후 곱한 결과를 서로 더한 결과(52)를 λ()라 하고, 상기 λ와 미리 설정한 적응이득의 역수()와 더한 결과를 A()라 하고(55), 상기 λ와 상기 적응이득의 역수의 두배()를 곱한 결과를 G라 하고(54), 상기 E벡터와 E벡터 자신의 내적(inner product)결과를 F라 하고(53), 상기 F와 G를 더한 결과를 B라 하고(57), 상기 A를 제곱한 결과를 C라 하면(56)상기 A에서 C-B의 제곱근을 뺀 값()이 상기 감마값 합성부에서 출력되는 감마값(γ)이 된다.

제6a도는 상기 제4도에 도시된 이득벡터갱신부의 일실시예 소프트웨어 기능블록도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 이득벡터갱신부(22)에서 갱신되는 이득벡터()는, 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값 합성부(21)의 출력인 감마값(γ)을 곱하고 나서(61) 그 결과를 1에서 뺀 값(1-μγ)(62)으로 상기 현 스냅샷에서의 자기상관 행렬()의 각 요소에 상기 적응이득(μ)을 곱한 결과행렬의 주대각선(main diagonal)의 각 요소에 더한 결과의 행렬(단,는 단위행렬임)(63)에 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터()를 곱한 벡터를 D벡터라 할 때(64), 이 D벡터가 바로 매 스냅샷마다 갱신되는 이득벡터의 값이 되는 것이다.

제6b도는 상기 제4도에 도시된 이득벡터갱신부의 다른 실시예 소프트웨어 기능블록도로서, 정해지는 이득벡터의 전체 크기가 1이 되도록 정규화시키는 것이다.

본 실시예에 따른 전술한 제6a도에 따른 이득벡터갱신부(22)에서 정해지는 이득벡터의 전체 크기가 1이 되도록 정규화시키는 기능부를 더 구비한 것으로서, 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값 합성부(21)의 출력인 감마값(γ)을 곱한 결과(61)를 1에서 뺀 값(1-μγ)(62)으로 상기 현 스냅샷에서의 자기상관 행렬()의 각 요소에 상기 적응이득(μ)을 곱한 결과행렬의 주대각선(main diagonal)의 각 요소에 더한 결과의 행력(단,는 단위행렬임)(63)에 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터를 곱한 벡터를 D벡터라 하면(64), 상기 D벡터의 각 요소의 절대치의 제곱을 모두 더한 것(65)의 제곱근(square root)으로 상기 D벡터의 각 요소를 나누어(66), 상기 D벡터의 전체 크기가 1이 되도록 정규화 하므로서, 이 값으로 매 스냅샷마다 이득벡터를 갱신하도록 할 수 있다.

제7도는 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 따른, 간섭 및 잡음을 감쇠시키는 신호처리장치를 이용한 일실시예 신호 수신시스템을 설명하기 위한 개략도로서, 도면에서 1은 배열안테나, 7은 수신장치, 8은 내적계산장치, 9는 신호처리장치를 각각 나타낸 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 신호 수신시스템은, 다수의 안테나소자들을 구비하고 소정의 위치와 간격으로 배열되어 각 안테나소자에 유기되는 수신신호를 후단으로 인가하는 배열안테나(1)와, 상기 각 안테나 소자에 유기되어 상기 배열안테나(1)로부터 출력되는 신호벡터에 대하여 주파수 저역천이, 복조등의 신호 수신에 필요한 처리를 행하여 매 스냅샷마다 신호벡터를 합성하는 수신장치(7)와, 상기 수신장치(7)로부터 출력되는 신호벡터의 각 요소(x1···xN)와 적절한 값의 이득벡터를 내적하여 배열안테나의 출력값(y(t))을 합성하는 내적계산장치(8)와, 상기 수신장치(7)로부터 출력되는 신호벡터의 각 요소(w1···wN)를 상기 내적계산장치(8)의 출력값(y(t))을 이용하여 처리하여 적절한 이득벡터값(w1···wN)을 구한 후, 상기 내적계산장치(8)로 제공하는 신호처리장치(9)를 구비한다.

본 수신시스템은 수신장치(7), 신호처리장치(9), 및 내적계산장치(8)로 구성되어 있으며, 상기 수신장치(7)에서 각 안테나 소자에 유기된 수신신호의 주파수를 저역으로 천이하고 복조등의 과정을 거쳐 수신신호벡터((t))를 만들어낸다. 본 발명의 기술을 CDMA 신호환경에서 사용하는 경우에는 복조된 수신신호를 원하는 신호에 할당된 칩코드로 상관하는 상관기도 상기 수신장치(7)에 포함된다. 그리고, 상기 수신장치(7)에서 출력된 수신신호((t))는 신호처리장치(9)와 내적계산장치(8)로 가해진다.

상기 신호처리장치(9)에서는 현재의 스냅샷에서 수신된 수신신호((t))와 직전 스냅샷에서의 배열안테나 출력신호(y(t))를 이용하여 최적의 이득벡터()를 산출해 낸다. 산출된 최적의 이득벡터()는 내적계산장치(8)로 보내져서 내적계산장치(8)가 현 스냅샷에서의 수신신호((t))와 이득벡터()를 상호 내적하여 다음 스냅샷에서의 출력값(y(t))을 산출해 내게 된다.

여기에서 핵심부분은 본 발명의 신호처리장치(9)로서, 매 스냅샷에서 원신호 방향으로는 최대이득을 형성하고 여타의 방향으로는 작은 이득 값을 형성해 내는 가장 최적인 이득벡터()를 계산해 내므로서 궁극적으로 배열안테나를 이용한 신호수신시스템에 최적의 빔패턴을 제공케 한다.

전술한 바와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

원신호의 수신 레벨이 간섭 신호 각각의 수신 레벨보다 높은 신호 환경에서 원신호 레벨대 간섭신호 레벨의 차이를 더욱 증가시키고, 부가잡음의 세기를 현저히 감소시킬 수 있을 뿐만아니라, 잡음의 영향을 현저하게 줄임으로서 통신품질을 향상시키고, 통신용량을 증가시키며, 종전의 방식보다 그 계산량을 현저히 줄여주므로서, 실시간처리를 가능케 하는 매우 우수한 발명이다.

본 발명은, 제시된 실시예 및 첨부도면으로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 용이하게 이루어질 수 있는 여러 가지 치환, 변형 및 변경도 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

Claims (31)

1. 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리장치에 있어서, 배열안테나의 수신장치로부터 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 현 스냅샷에서의 배열안테나의 최종 출력값(y)과 미리 정한 적응이득값(μ)를 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ)을 합성해 내는 감마값(γ) 합성수단(11); 및 상기 감마값 합성수단(11)으로부터의 감마값(γ)과 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 상기 적응이득값(μ)과 상기 수신신호벡터()와 상기 배열안테나의 출력값(y)을 입력받아 매 스냅샷마다 상기 이득벡터()를 갱신하는 이득벡터 갱신수단(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
2. 제1항에 있어서, 소정의 간격으로 배열되는 다수의 배열안테나 소자들의 각각에 유기되는 신호에, 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값으로 이득벡터를 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 이득벡터의 값은, 상기 최대 고유치에 대응하는 상기 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치의 고유벡터를 상수배하여 결정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 이득벡터의 값은, 상기 최대 고유치에 대응하는 상기 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치의 고유벡터를 정규화(normalization)하여 결정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
5. 제2항에 있어서, 현재 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬은, 바로 전 스냅샷에서의 상기 자기상관행렬에 크기가 0에서 1사이인 망각인자를 곱한 값에 현재 스냅샷에서의 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들로부터 얻어진 신호벡터로 계산하는 하기 식에 따른 신호행렬을 더하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.

   (단,x(J+1)과x(J)는 각각 J+1번째와 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자이고, Ts는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam)연산자임)
6. 제5항에 있어서, 상기 자기상관 행렬을 계산함에 있어 상기 망각인자(f)를 0으로 놓아 동작과정을 간략화한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 최대고유치에 대응하는 고유벡터는, 최초 스냅샷에서는 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들간의 위상 차이를 없애도록 상기 이득벡터를 결정하기 위하여, 기준안테나에 유기된 신호에는 변화를 가하지 않고, 각 상기 안테나 소자의 신호들에 대하여는 차후위상을 갖는 인접한 상기 안테나 소자와의 위상차만큼 위상지연을 가하도록 상기 이득벡터의 값을 정하고, 두 번째 스냅샷 이후부터는 바로 전 스냅샷에서의 상기 이득벡터를 갱신하여 구하되, 매 스냅샷에서 상기 기준안테나 소자에 유기되는 신호에 곱하는 이득값은 실수(real number)로 유지하며 상기 자기상관 행렬로부터 정의한 가격함수,가 최대가 되도록 하되인 컨스트레인트를 만족하도록 갱신하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 기준안테나 소자는, 상기 다수의 안테나 소자중, 매 스냅샷마다 위상이 가장 늦은 신호가 유기되는 안테나 소자로 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 기준안테나 소자는, 상기 다수의 안테나 소자중, 현 스냅샷에서 통신하고자 하는 신호원과의 물리적 거리가 가장 먼곳에 위치한 안테나 소자로 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 감마값(γ)합성수단(11)은, 상기 배열안테나 출력값(y)의 크기를 제곱하기 위한 곱셈수단(G1); 상기 곱셈수단(G1)의 출력과 상기 적응이득(μ)의 역수()를 더하기 위한 덧셈수단(G2); 상기 덧셈수단(G2)의 출력(A)을 제곱하기 위한 곱셈수단(G3); 상기 수신신호벡터()의 각 요소의 크기를 제곱하기 위한 다수의 곱셈수단(G4); 상기 수신신호벡터()의 각 요소의 크기를 제곱하기 위한 다수의 곱셈수단(G4)의 출력을 더하기 위한 덧셈수단(G5); 상기 덧셈수단(G5)의 출력과 상기 적응이득(μ)의 역수()의 2배를 ()를 더하기 위한 덧셈수단(G6); 상기 덧셈기(G6)의 출력과 상기 곱셈수단(G1)의 출력()을 곱하기 위한 곱셈수단(G7); 상기 곱셈수단(G3)의 출력(A2)으로부터 상기 곱셈수단(G7)의 출력(B)을 빼기 위한 덧셈수단(G8); 상기 덧셈수단(G8)의 출력의 제곱근(square root)을 구하기 위한 제곱근 계산수단(G10); 및 상기 덧셈수단(G2)의 출력(A)으로부터 상기 제곱근계산수단(G10)의 출력을 빼기 위한 덧셈수단(G9)를 구비하여,의 감마값(γ)을 합성해 내는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 이득벡터()갱신수단(12)은 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값(γ)을 곱하기 위한 곱셈수단(P1); 상기 곱셈수단(P1)의 출력을 1로부터 빼기 위한 덧셈수단(P2); 상기 덧셈수단(P2)의 출력과 현 스냅샷에서의 상기 이득벡터()의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(P3); 상기 적응이득(μ)과 현 스냅샷에서의 상기 배열안테나의 최종출력(y)의 복소공액을 곱하기 위한 곱셈수단(P4); 상기 곱셈수단(P4)의 출력과 현 스냅샷에서의 상기 수신신호벡터()의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(P5); 상기 다수의 곱셈수단(P3)의 출력과 상기 다수의 곱셈수단(P5)의 출력을 차례로 더하기 위한 다수의 덧셈수단(P6)을 구비하고 있으며,에 의거하여 이득벡터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 다수의 덧셈수단(P6)의 각 출력값들의 절대치를 각각 제곱하기 위한 다수의 곱셈수단(P7); 상기 다수의 곱셈수단(P7)의 출력들을 서로 더하기 위한 덧셈수단(P8); 상기 덧셈수단의 출력값에 대한 제곱근(square root)을 구하기 위한 제곱근수단(P9); 및 상기 다수의 덧셈수단(P6)의 각 출력값들을 상기 제곱근수단(P9)의 출력값으로 각각 나누는 다수의 나눗셈수단(P10)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
13. 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리방법에 있어서, 배열안테나의 수신장치로부터 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 현 스냅샷에서의 배열안테나의 최종 출력값(y)과 미리 정한 적응이득값(μ)를 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ)을 합성해 내는 감마값 합성단계; 및 상기 감마값(γ)과 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 상기 적응이득값(μ)과 상기 수신신호벡터()와 상기 배열안테나의 출력값(y)을 입력받아 매 스냅샷마다 상기 이득벡터()를 갱신하는 이득벡터 갱신단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 감마값 합성단계는, 상기 배열안테나 출력값(y)의 크기를 제곱하는 제1단계; 상기 제1단계의 수행결과와 상기 적응이득(μ)의 역수()를 더하는 제2단계; 상기 제2단계의 수행결과 출력(A)을 제곱하는 제3단계; 상기 수신신호벡터()의 각 요소의 크기를 각각 제곱하는 제4단계; 상기 제4단계의 수행결과 출력을 더하는 제5단계; 상기 제5단계의 수행결과 출력과 상기 적응이득(μ)의 역수()의 2배를()를 더하는 제6단계; 상기 제6단계의 수행결과 출력과 상기 제1단계의 수행결과 출력()을 곱하는 제7단계; 상기 제3단계의 수행결과 출력(A2)으로부터 상기 제7단계의 출력(B)을 빼는 제8단계; 상기 제8단계의 수행결과 출력의 제곱근(square root)을 구하는 제9단계; 및 상기 제2단계의 수행결과 출력(A)으로부터 상기 제9단계의 출력을 빼는 제10단계를 구비하여,의 감마값(γ)을 합성해 내는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 이득벡터 갱신단계는, 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값(γ)을 곱하는 제1단계; 상기 제1단계의 수행결과 출력을 1로부터 빼는 제2단계; 상기 제2단계의 수행결과 출력과 현 스냅샷에서의 상기 이득벡터()의 각 요소를 곱하는 제3단계; 상기 적응이득(μ)과 현 스냅샷에서의 상기 배열안테나의 최종출력(y)의 복소공액을 곱하는 제4단계; 상기 제4단계의 수행결과 출력과 현 스냅샷에서의 상기 수신신호벡터()의 각 요소를 각각 곱하는 제5단계; 및 상기 제3단계의 수행결과 출력과 상기 제5단계의 수행결과 출력을 순차적으로 더하는 제6단계를 구비하고 있으며,에 의거하여 이득벡터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1내지 6단계에 의해 구해진 이득벡터()의 전체크기가 1이 되도록 정규화하기 위해, 상기 이득벡터()의 각 요소들(w1···wN)의 절대치를 제곱한 후 그 절대치제곱한 요소값들을 모두 더한 결과값의 제곱근으로, 상기 이득벡터()의 각 요소들(w1···wN)을 나누는 제7단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.
17. 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리장치에 있어서, 배열안테나의 수신장치로부터 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 상기 수신 신호벡터()를 입력받아 매 스냅샷마다 상기 수신신호의 자기상관행렬()을 갱신하는 자기상관 행렬 갱신수단(20); 상기 자기상관 행렬()과 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 미리 정해진 상기 적응이득값(μ)을 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ)을 합성해 내는 감마값(γ)합성수단(21); 및 상기 자기상관행렬()과 상기 감마값(γ)과 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 상기 적응이득값(μ)을 입력받아 매 스냅샷마다 상기 이득벡터()를 갱신하는 이득벡터갱신수단(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
18. 제17항에 있어서, 소정의 간격으로 배열되는 다수의 배열안테나 소자들의 각각에 유기되는 신호에, 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값으로 이득벡터를 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 이득벡터의 값은, 상기 최대 고유치에 대응하는 상기 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치의 고유벡터를 상수배하여 결정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 이득벡터의 값은, 상기 최대 고유치에 대응하는 상기 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치의 고유벡터를 정규화(normalization)하여 결정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
21. 제18항에 있어서, 현재 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬은, 바로 전 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬에 크기가 0에서 1사이인 망각인자를 곱한 값에 현재 스냅샷에서의 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들로부터 얻어진 신호벡터로 계산하는 하기 식에 따른 신호행렬을 더하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.

    (단,x(J+1)과x(J)는 각각 J+1번째와 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고, f는 0과 1사이의 값을 취하는 망각인자이고, Ts는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam)연산자임)
22. 제18항에 있어서, 상기 최대고유치에 대응하는 고유벡터는, 최초 스냅샷에서는 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들간의 위상 차이를 없애도록 상기 이득벡터를 결정하기 위하여, 기준안테나에 유기된 신호에는 변화를 가하지 않고, 각 상기 안테나 소자의 신호들에 대하여는 차후위상을 갖는 인접한 상기 안테나 소자와의 위상차만큼 위상지연을 가하도록 상기 이득벡터의 값을 정하고, 두 번째 스냅샷 이후부터는 바로 전 스냅샷에서의 상기 이득벡터를 갱신하여 구하되, 매 스냅샷에서 상기 기준안테나 소자에 유기되는 신호에 곱하는 이득값은 실수(real number)로 유지하며 상기 자기상관 행렬로부터 정의한 가격함수,가 최대가 되도록 하되인 컨스트레인트를 만족하도록 갱신하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 기준안테나 소자는, 상기 다수의 안테나 소자중, 매 스냅샷마다 위상이 가장 늦은 신호가 유기되는 안테나 소자로 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
24. 제22항에 있어서, 상기 기준안테나 소자는, 상기 다수의 안테나 소자중, 현 스냅샷에서 통신하고자 하는 신호원과의 물리적 거리가 가장 먼곳에 위치한 안테나 소자로 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
25. 제17항에 있어서, 상기 감마값(γ) 합성수단(21)은, 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터()의 각 요소의 복소공액과 상기 현 스냅샷에서의 자기상관 행렬()의 각각의 열(column)의 각 요소를 서로 곱한 후 그 곱의 결과를 서로 더하여 얻은 값들로 이루어진 벡터를 E벡터()라 하고, 그 E벡터의 각 요소와 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터의 각 요소를 서로 곱한 후 그 결과를 서로 더하여 그 더한 결과를 λ()라 하고, λ와 상기 미리 설정한 적응이득의 역수()와 더한 결과를 A()라 하고, 상기 λ와 상기 적응이득의 역수의 두배()를 곱한 결과에 상기 E벡터와 E벡터 자신의 내적(inner product)을 더한 결과를 B()라 하면, 출력되는 감마값이 상기 A에서 A2-B의 제곱근을 뺀 것 ()임을 특징으로 하는 신호처리장치.
26. 제17항에서 상기 이득벡터갱신수단(22)은, 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값 합성수단의 출력인 감마값(γ)을 곱한 결과를 1에서 뺀 값(1-μγ)으로 상기 현 스냅샷에서의 자기상관 행렬()의 각 요소에 상기 적응이득(μ)을 곱한 결과행렬의 주대각선(main diagonal)의 각 요소에 더한 결과의 행렬에 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터를 곱한 벡터를 D벡터라 하면, D벡터의 값으로 매 스냅샷마다 상기 이득벡터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.

    (단,는 단위행렬임)
27. 제17항에 있어서 상기 이득벡터갱신수단(22)은, 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값 합성수단의 출력인 감마값(γ)을 곱한 결과를 1에서 뺀 값(1-μγ)으로 상기 현 스냅샷에서의 자기상관 행렬()의 각 요소에 상기 적응이득(μ)을 곱한 결과행렬의 주대각선(main diagonal)의 각 요소에 더한 결과의 행렬에 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터를 곱한 벡터를 D벡터라 할 때, 상기 D벡터의 각 요소의 절대치의 제곱을 모두 더한 것의 제곱근(square root)으로 상기 D벡터를 나누어 상기 D벡터의 전체 크기가 1이 되도록 정규화한 값으로 매 스냅샷마다 이득벡터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.

    (단,는 단위행렬임)
28. 수신 시스템에서 빔패턴을 실시간으로 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리방법에 있어서, 배열안테나의 수신장치로부터 매 스냅샷마다 출력되는 신호벡터()와 상기 수신 신호벡터()를 입력받아 매 스냅샷마다 상기 수신신호의 자기상관행렬()을 갱신하는 자기상관행렬 갱신단계; 상기 자기상관 행렬()과 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 미리 정해진 상기 적응이득값(μ)을 입력받아 매 스냅샷마다 감마값(γ)을 합성해 내는 감마값(γ) 합성단계; 및 상기 자기상관행렬()과 상기 감마값(γ)과 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터()와 상기 적응이득값(μ)을 입력받아 매 스냅샷마다 상기 이득벡터()를 갱신하는 이득벡터갱신단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 감마값(γ)합성단계는, 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터()의 각 요소의 복소공액과 상기 현 스냅샷에서의 자기상관 행렬()의 각각의 열(column)의 각 요소를 서로 곱한 후 그 곱의 결과를 서로 더하여 얻은 값들로 이루어진 벡터를 E벡터()라 하고,그 E벡터의 각 요소와 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터의 각 요소를 서로 곱한 후 그 결과를 서로 더하여 그 더한 결과를 λ()라 하고, λ와 상기 미리 설정한 적응이득의 역수()와 더한 결과를A ()라 하고, 상기 λ와 상기 적응이득의 역수의 두배()를 곱한 결과에 상기 E벡터와 E벡터 자신의 내적(inner product)을 더한 결과를 B()라 하면, 출력되는 감마값이 상기 A에서 A2-B의 제곱근을 뺀 것()임을 특징으로 하는 신호처리방법.
30. 제28항에서 상기 이득벡터갱신단계는, 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값 합성수단의 출력인 감마값(γ)을 곱한 결과를 1에서 뺀 값(1-μγ)으로 상기 현 스냅샷에서 자기상관 행렬()의 각 요소에 상기 적응이득(μ)을 곱한 결과행렬의 주대각선(main diagonal)의 각 요소에 더한 결과의 행렬에 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터를 곱한 벡터를 D벡터라 하면, 상기 D벡터의 값으로 매 스냅샷마다 상기 이득벡터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.

    (단,는 단위행렬임)
31. 제28항에서 상기 이득벡터갱신단계는, 상기 적응이득(μ)과 상기 감마값 합성수단의 출력인 감마값(γ)을 곱한 결과를 1에서 뺀 값(1-μγ)으로 상기 현 스냅샷에서의 자기상관 행렬()의 각 요소에 상기 적응이득(μ)을 곱한 결과행렬의 주대각선(main diagonal)의 각 요소에 더한 결과의 행렬에 상기 현 스냅샷에서의 이득벡터를 곱한 벡터를 D 벡터라 할 때, 상기 D벡터의 각 요소의 절대치의 제곱을 모두 더한 것의 제곱근(square root)으로 상기 D벡터를 나누어 상기 D벡터의 전체 크기가 1이 되도록 정규화한 값으로 매 스냅샷마다 이득벡터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.

    (단,는 단위행렬임)