KR100241502B1 - Signal processing apparatus and method for minimization of interference and reducing of noise effective at array antenna system - Google Patents

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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

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 줄임으로써, 통신품질을 향상시키고 통신용량을 증가시키는 신호처리장치를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing apparatus for use in a wireless communication system, and more particularly, to a signal processing apparatus for minimizing interference and reducing the effects of noise by adjusting beam patterns in real time in a receiving system. Not only can it be easily implemented in the communication field, but it also minimizes interference and minimizes noise by adjusting in real time an ideal beam pattern (a beam pattern having a maximum gain in the original signal direction and a minimum gain in the other direction). By reducing the influence, a signal processing apparatus for improving communication quality and increasing communication capacity is provided.

Description

배열안테나시스템에서 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리장치 및 방법Signal Processing Apparatus and Method for Minimizing Interference and Reducing the Effects of Noise in Array Antenna Systems

제1도는 본 발명에 따른 신호처리장치의 제1실시예 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a first embodiment of a signal processing apparatus according to the present invention;

제2도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 오차벡터 합성부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 2 is a detailed configuration diagram of an error vector synthesizing unit of the signal processing apparatus shown in FIG.

제3도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 적응이득 합성부의 일실시예 세부 구성도.3 is a detailed block diagram of an embodiment of an adaptive gain synthesis unit of the signal processing apparatus shown in FIG.

제4도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 이득벡터 갱신부의 일실시예 세부 구성도.4 is a detailed block diagram of an embodiment of a gain vector updating unit of the signal processing apparatus shown in FIG.

제5도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 이득벡터 갱신부의 다른 실시예 세부 구성도.FIG. 5 is a detailed configuration diagram of another embodiment of the gain vector updating unit of the signal processing apparatus shown in FIG.

제6도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 스칼라 합성부의 일실시예 세부 구성도.6 is a detailed block diagram of an embodiment of a scalar synthesis unit of the signal processing device shown in FIG.

제7도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 추적방향벡터 합성부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 7 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a tracking direction vector synthesizing unit of the signal processing apparatus shown in FIG.

제8도는 본 발명에 따른 신호처리장치의 제2실시예 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.8 is a block diagram schematically showing the construction of a second embodiment of a signal processing apparatus according to the present invention;

제9도는 상기 제8도에 도시된 신호처리장치의 최대고유치 합성부의 일실시예 세부 구성도.9 is a detailed block diagram of an embodiment of the maximum intrinsic synthesis unit of the signal processing apparatus shown in FIG.

제10도는 상기 제8도에 도시된 신호처리장치의 오차벡터 합성부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 10 is a detailed configuration diagram of an error vector synthesizing unit of the signal processing apparatus shown in FIG.

제11도는 상기 제8도에 도시된 신호처리장치의 적응이득 합성부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 11 is a detailed block diagram of an embodiment of an adaptive gain synthesis unit of the signal processing device shown in FIG.

제12도는 제3실시예에 따른 신호처리장치의 일실시예 구성블럭도.12 is a block diagram of an embodiment of a signal processing apparatus according to a third embodiment.

제13도는 상기 제12도에 도시된 행렬계산 근사부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 13 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the matrix calculation approximation unit shown in FIG.

제14도는 상기 제12도에 도시된 최대고유치합성부의 일실시예 세부 구성도.14 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the maximum intrinsic compound shown in FIG.

제15도는 상기 제12도에 도시된 오차벡터합성부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 15 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the error vector synthesis unit shown in FIG. 12. FIG.

제16도는 상기 제12도에 도시된 신호처리장치의 적응이득 합성부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 16 is a detailed block diagram of an embodiment of an adaptive gain synthesis unit of the signal processing device shown in FIG.

제17도는 상기 제1 내지 제3실시예에 따른 최적화된 복소이득값을 이용하는 본 발명의 신호처리기술을 배열안테나시스템에 적용하여 간섭 및 잡음을 최소화하는 방법을 설명하기 위한 개략도.FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a method of minimizing interference and noise by applying the signal processing technique of the present invention using the optimized complex gain values according to the first to third embodiments to an array antenna system. FIG.

제18도는 본 발명에 따른 신호처리장치의 제4실시예 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.18 is a block diagram schematically showing the construction of a fourth embodiment of a signal processing apparatus according to the present invention.

제19도는 상기 제18도에 도시된 신호처리장치의 오차벡터 합성부의 일실시예 세부 구성도.19 is a detailed block diagram of an embodiment of an error vector synthesizing unit of the signal processing device shown in FIG.

제20도는 상기 제18도에 도시된 신호처리장치의 스칼라 합성부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 20 is a detailed block diagram of an embodiment of a scalar synthesis unit of the signal processing device shown in FIG.

제21도는 상기 제18도에 도시된 신호처리장치의 추적방향벡터 합성부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 21 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a tracking direction vector synthesizing unit of the signal processing apparatus shown in FIG. 18;

제22도는 상기 제18도에 도시된 신호처리장치의 적응이득 합성부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 22 is a detailed block diagram of an embodiment of an adaptive gain synthesis unit of the signal processing device shown in FIG.

제23도는 상기 제18도에 도시된 신호처리장치의 위상지연벡터 갱신부의 일실시예 세부 구성도.FIG. 23 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a phase delay vector update unit of the signal processing device shown in FIG. 18;

제24도는 상기 제18도에 도시된 신호처리장치의 위상지연벡터 갱신부에 대한 다른 실시예 세부 구성도.24 is a detailed block diagram of another embodiment of the phase delay vector update unit of the signal processing device shown in FIG. 18;

제25도는 상기 제4실시예에 따른 최적화된 위상지연값을 이용하는 본 발명의 신호처리기술을 배열안테나시스템에 적용하여 간섭 및 잡음을 최소화하는 방법을 설명하기 위한 개략도.25 is a schematic diagram illustrating a method of minimizing interference and noise by applying the signal processing technique of the present invention using an optimized phase delay value according to the fourth embodiment to an array antenna system.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 배열 안테나 2 : 위상 지연장치1: array antenna 2: phase delay device

3 : 지연 신호 가산장치 5, 9 : 신호처리장치3: delay signal adding device 5, 9: signal processing device

6 : 수신장치 8 : 내적 계산장치6: receiving device 8: internal product calculating device

11 : 안테나 소자 21 : 위상 지연 소자11 antenna element 21 phase delay element

51, 91, 131 : 오차벡터 합성부 52, 92, 132 : 스칼라 합성부51, 91, 131: error vector synthesis unit 52, 92, 132: scalar synthesis unit

53, 93, 133 : 추적방향벡터 합성부 54, 94, 134 : 적응이득 합성부53, 93, 133: tracking direction vector synthesizer 54, 94, 134: adaptive gain synthesizer

55 : 위상지연벡터 갱신부 95, 135 : 이득벡터 갱신부55: phase delay vector updater 95, 135: gain vector updater

96 : 자기상관행렬 발생부 97, 137 : 최대 고유치 합성부96: autocorrelation matrix generating unit 97, 137: maximum eigenvalue synthesis unit

136 : 행렬계산근사부136: matrix calculation approximation

본 발명은 배열안테나시스텀에 이용되는 신호처리장치에 관한 것으로서, 특히 배열안테나시스텀에서 빔패턴을 매 스냅샷마다 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주기 위한 신호처리장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing apparatus used for an array antenna system, and more particularly, to a signal processing apparatus and a method for minimizing interference and reducing the effect of noise by adjusting a beam pattern every snapshot in an array antenna system.

일반적으로, 무선통신을 행할 때, 수신되는 신호에는 원하는 신호(이하, “원신호”라함)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 커져서 통신왜곡이 발생하게 된다. 기존의 경우는 이러한 왜곡으로 인해 원신호의 정보재생을 매우 어렵게 만든다는 심각한 문제점을 내포하고 있었다.In general, when performing wireless communication, desired signals (hereinafter, referred to as "original signals") and interference signals exist together in a received signal, and a plurality of interference signals exist for one original signal. Since the degree of communication distortion caused by such interference signals is determined by the sum of the original signal powers and the powers of all the interference signals, if the number of the interference signals is large even when the level of the original signal is significantly higher than the level of each of the interference signals, The power increases and communication distortion occurs. In the past, this distortion has serious problems that make it difficult to reproduce the information of the original signal.

따라서, 전순한 문제점을 갱신하기 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 “ED”라 함) 방법에 근거한 것으로, 시스템의 복잡성과 그 처리시간상의 문제로 인하여 무선통신 분야에 실제로 적용되지 못하였는 바, 이러한 종래기술은 다음의 참조문헌에 상세히 소개되어 있다.Therefore, as a part of updating the above-mentioned problem, many attempts have been made to reduce the influence of the interference signal by using an array antenna. However, most of the techniques developed so far are eigenvalue separation (Eigen Decomposition: Based on the "ED" method, which has not been applied in the field of wireless communication due to the complexity of the system and the processing time thereof, such a prior art is described in detail in the following reference.

[참조문헌]References

[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.[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.[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, 지금까지 제안된 종래의 신호처리방식들은 원하는 신호에 대한 사전정보를 필요로할 뿐만아니라 너무 많은 계산량이 요구되어, 임의의 방향으로 통신단말기가 빠르게 이동하는 실제의 이동통신 환경에서는 그 적용이 거의 불가능하였다. 특히, 원신호의 방향 혹은 간섭신호의 갯수를 모를 때에는 더 많은 계산량이 요구되어, 그 구현을 더욱 더 어렵게하는 문제점이 있었다.However, the conventional signal processing schemes proposed up to now require not only advance information on a desired signal, but also require too much computation, so that the application of the conventional signal processing schemes is difficult in an actual mobile communication environment in which a communication terminal moves quickly in an arbitrary direction. It was almost impossible. In particular, when the direction of the original signal or the number of interference signals is unknown, more computation is required, which makes the implementation even more difficult.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 효과적으로 해결하기 위해 안출된 것으로서, 간단화된 계산과정을 통해 이상적인 빔패턴(원신호 방향으로는 최대의 이득, 여타의 방향으로는 최소의 이득을 갖는 빔패턴)을 매 스냅샷마다 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄여주는 신호처리장치 및 그 방법을 제공함에 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to effectively solve the problems of the prior art as described above, and through the simplified calculation process, the ideal beam pattern (maximum gain in the original signal direction, minimum gain in the other direction) It is an object of the present invention to provide a signal processing apparatus and a method for minimizing interference and reducing the influence of noise by adjusting a beam pattern) having a snapshot.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리장치에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템에 구비된 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터와 상기 배열안테나시스템의 직전 스냅샷 출력값과 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 계산하는 오차벡터 합성수단; 상기 오차벡터 합성수단으로부터 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라값을 합성하여 출력하는 스칼라 합성수단; 상기 오차벡터 및 상기 스칼라값을 입력받아 추적방향 벡터를 합성하는 추적벡터 합성수단; 상기 신호벡터, 상기 추적방향 벡터, 상기 직전스냅샷 출력값, 및 상기 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하여 출력하는 적응이득 합성수단; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득 값을 각각 입력받아 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신수단을 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a signal processing apparatus for providing a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, wherein the plurality of snapshot antennas are provided in each array antenna system. Error vector synthesizing means for calculating an error vector by receiving a signal vector induced in an array antenna element, a previous snapshot output value of the array antenna system, and a gain vector value of the current snapshot; Scalar synthesizing means for receiving an error vector from the error vector synthesizing means and synthesizing and outputting a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; Tracking vector synthesizing means for synthesizing a tracking direction vector by receiving the error vector and the scalar value; Adaptive gain synthesizing means for receiving the signal vector, the tracking direction vector, the previous snapshot output value, and the gain vector value of the current snapshot to obtain an adaptive gain; And gain vector updating means for receiving the tracking direction vector and the adaptive gain value, respectively, and updating the gain vector, wherein the gain vector value is a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. It is characterized by using the value of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix obtained from.

또한, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값으로 정한 것이거나, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 상수배한 값으로 정하거나 또는 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 그 크기가 1이 되도록 정규화(normalization)한 값으로 정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the gain vector value is determined by the value of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix, or is localized without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. In order to apply only a change in, the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue is set as a constant multiplier, or the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue is set to a value normalized to have a size of 1. do.

또한, 상기 자기상관행렬은, 하기 식과 같이 직전스냅샷에서의 자기상관행렬에 크기가 0에서 1 사이의 어느 한 값을 갖는 망각인자를 곱한 값에, 현스냅샷에서의 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호에 대한 신호벡터로부터 얻어진 신호행렬을 더한 것임을 특징으로 한다.In addition, the autocorrelation matrix is obtained by multiplying the autocorrelation matrix in the previous snapshot by the forgetting factor having any value between 0 and 1, as shown in the following equation, and inducing each of the antenna elements in the current snapshot. And a signal matrix obtained from the signal vector for the received signal.

(단,는 J+1번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고,는 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자이고, Ts는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam) 연산자임) (only, Is the autocorrelation matrix of the J + 1th snapshot, Is the autocorrelation matrix of the Jth snapshot, f is the oblivion factor taking a value between 0 and 1, Ts is the snapshot period, and the superscript H is the Hermitiam operator.

또한, 상기 이득벡터는, 최초 스냅샷에서는 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들간의 위상 차이를 없애기 위하여 기준안테나 소자에 유기된 신호에는 변화를 가하지 않고 여타의 안테나 소자에 유기된 신호들에 대하여는 차후위상을 갖는 인접한 안테나 소자와의 위상차만큼 위상지연을 가하도록 상기 이득벡터의 값을 정하고, 두번째 스냅샷부터는 직전스냅샷에서의 이득벡터를 갱신하여 구하되 매 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬과 상기 이득벡터로 정의되는 레일리 쿼션트(Rayleigh quotient)가 최대가 되게 갱신하여 구하는 것을 특징으로 한다.In addition, the gain vector does not change the signal induced in the reference antenna element in order to eliminate the phase difference between the signals induced in the antenna elements in the first snapshot, and subsequently the signals obtained in other antenna elements. Determine the value of the gain vector so as to apply a phase delay by a phase difference with an adjacent antenna element having a phase, and from the second snapshot, obtain the gain vector by updating the gain vector in the previous snapshot, wherein the autocorrelation matrix and the It is characterized in that the Rayleigh quotient defined by the gain vector is updated to obtain maximum.

한편, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리장치에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템에 구비된 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터에 대한 자기상관행렬을 계산하여 출력하기 위한 자기상관행렬 발생 수단; 현스냅샷에서의 자기상관행렬의 최대 고유치를 추정하기 위한 최대 고유치 합성수단; 상기 자기상관행렬과, 상기 최대 고유치와, 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 합성하는 오차벡터 합성 수단; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라 값을 합성하는 스칼라 합성 수단; 상기 오차벡터 및 스칼라 값을 입력받아 추적방향벡터를 합성하는 추적방향벡터 합성 수단; 상기 자기상관행렬, 상기 추적방향벡터, 현스냅샷에서의 최대고유치 및 상기 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하는 적응이득 합성 수단; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득값을 각각 입력받아 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신 수단을 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a signal processing apparatus for providing a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, wherein the array antenna system is provided for each snapshot. Autocorrelation matrix generating means for calculating and outputting an autocorrelation matrix for signal vectors induced in a plurality of array antenna elements; Maximum eigenvalue synthesis means for estimating the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix in the current snapshot; Error vector synthesizing means for inputting the autocorrelation matrix, the maximum eigenvalue, and a gain vector value in the current snapshot to synthesize an error vector; Scalar synthesizing means for receiving the error vector and synthesizing a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; Tracking direction vector synthesizing means for receiving the error vector and the scalar value and synthesizing the tracking direction vector; Adaptive gain synthesizing means for obtaining adaptive gain by receiving the autocorrelation matrix, the tracking direction vector, the maximum intrinsic value in the current snapshot and the gain vector value, respectively; And gain vector updating means for receiving the tracking direction vector and the adaptive gain value, respectively, and updating a gain vector, wherein the gain vector value is a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. It is characterized by using the value of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix obtained from.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리장치에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템의 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터에 대한 자기상관행렬 연산을 수행하되, 벡터연산으로 근사하여 감마벡터 및 제타벡터를 출력하기 위한 행렬계산근사 수단; 상기 감마벡터와 현스냅샷에서의 이득벡터를 입력받아 상기 자기상관행렬의 최대고유치를 추정하기 위한 최대 고유치 합성 수단; 상기 감마벡터와, 상기 최대 고유치와, 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 합성하는 오차벡터 합성 수단; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라값을 합성하는 합성 수단; 상기 오차벡터 및 스칼라값을 입력받아 추적방향벡터를 합성하는 추적방향벡터 합성 수단; 상기 제타벡터, 상기 추적 방향 벡터, 상기 최대 고유치 및 상기 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하여 출력하는 적응이득 합성 수단; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득값을 기반으로 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신 수단을 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a signal processing apparatus for providing a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in the array antenna system, a plurality of the array antenna system every snapshot Matrix approximation means for performing an autocorrelation matrix operation on a signal vector induced in an array antenna element of an element, and outputting a gamma vector and a zeta vector by approximating by a vector operation; Maximum eigenvalue synthesis means for estimating a maximum intrinsic value of the autocorrelation matrix by receiving the gain vector from the gamma vector and the current snapshot; Error vector synthesizing means for inputting the gamma vector, the maximum eigenvalue, and a gain vector value in the current snapshot to synthesize an error vector; Synthesizing means for receiving the error vector and synthesizing a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; Tracking direction vector synthesizing means for receiving the error vector and the scalar value and synthesizing the tracking direction vector; Adaptive gain synthesizing means for receiving the zeta vector, the tracking direction vector, the maximum eigenvalue, and the gain vector value, respectively, for obtaining and outputting an adaptive gain; And gain vector updating means for updating a gain vector based on the tracking direction vector and the adaptive gain value, wherein the gain vector value is obtained from a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. It is characterized by using the value of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the obtained autocorrelation matrix.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리 방법에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템의 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터와 상기 배열안테나시스템의 직전스냅샷 출력값과 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 계산하는 오차벡터 합성단계; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라값을 합성하여 출력하는 스칼라 합성 단계; 상기 오차벡터 및 상기 스칼라값을 입력받아 추적방향 벡터를 합성하는 추적벡터 합성 단계; 상기 신호벡터, 상기 추적방향 벡터, 상기 직전스냅샷 출력값, 및 상기 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하여 출력하는 적응이득 합성 단계; 및 상기 추적 방향벡터 및 상기 적응이득 값을 각각 입력받아 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신 단계를 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a signal processing method for providing a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, to achieve the above object, a plurality of the array antenna system every snapshot An error vector synthesizing step of calculating an error vector by receiving a signal vector induced in an array antenna element, a previous snapshot output value of the array antenna system, and a gain vector value of the current snapshot; A scalar synthesis step of receiving the error vector and synthesizing and outputting a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; A tracking vector synthesis step of synthesizing a tracking direction vector by receiving the error vector and the scalar value; An adaptive gain synthesis step of receiving the signal vector, the tracking direction vector, the previous snapshot output value, and the gain vector value of the current snapshot to obtain an adaptive gain and output the adaptive gain; And a gain vector updating step of receiving the tracking direction vector and the adaptive gain value, respectively, and updating a gain vector, wherein the gain vector value is a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. It is characterized by using the value of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix obtained from.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 배열안테나시스템에서의 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리방법에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템의 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터에 대한 자기상관행렬을 계산하여 출력하기 위한 자기상관행렬 발생 단계; 현스냅샷에서의 자기상관행렬의 최대 고유치를 추정하기 위한 최대 고유치 합성 단계; 상기 자기상관행렬과, 상기 최대고유치와, 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 합성하는 오차벡터 합성단계; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라 값을 합성하는 스칼라 합성 단계; 상기 오차벡터 및 스칼라 값을 입력받아 추적방향벡터를 합성하는 추적방향벡터 합성 단계; 상기 자기상관행렬, 상기 추적방향벡터, 현스냅샷에서의 최대고유치 및 상기 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하는 적응이득 합성 단계; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득값을 기반으로 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신 단계를 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a signal processing method for providing a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in the array antenna system, in order to achieve the above object, every snapshot of the array antenna system Generating an autocorrelation matrix for calculating and outputting an autocorrelation matrix for signal vectors induced in a plurality of array antenna elements; A maximum eigenvalue synthesis step for estimating the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix in the current snapshot; An error vector synthesizing step of synthesizing an error vector by receiving the autocorrelation matrix, the maximum intrinsic value, and a gain vector value in the current snapshot; A scalar synthesis step of receiving the error vector and synthesizing a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; A tracking direction vector synthesis step of synthesizing a tracking direction vector by receiving the error vector and the scalar value; An adaptive gain synthesis step of obtaining adaptive gain by receiving the autocorrelation matrix, the tracking direction vector, the maximum intrinsic value in the current snapshot and the gain vector value, respectively; And a gain vector updating step of updating a gain vector based on the tracking direction vector and the adaptive gain value, wherein the gain vector value is obtained from a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. It is characterized by using the value of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the obtained autocorrelation matrix.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리방법에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템의 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터에 대한 자기상관행렬 연산을 수행하되, 벡터연산으로 근사하여 감마벡터 및 제타벡터를 출력하기 위한 행렬계산근사 단계; 상기 감마벡터와 현스냅샷에서의 이득벡터를 입력받아 상기 자기상관행렬의 최대고유치를 추정하기 위한 최대 고유치 합성 단계; 상기 감마벡터와, 상기 최대 고유치와, 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 합성하는 오차벡터 합성 단계; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라값을 합성하는 스칼라 합성 단계; 상기 오차벡터 및 스칼라값을 입력받아 추적방향벡터를 합성하는 추적방향벡터 합성 단계; 상기 제타벡터, 상기 추적방향 벡터, 상기 최대 고유치 및 상기 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하여 출력하는 적응이득 합성 단계; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득값을 기반으로 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신 단계를 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a signal processing method for providing a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, to achieve the above object, a plurality of the array antenna system for each snapshot Performing matrix correlation approximation for performing an autocorrelation matrix operation on a signal vector induced in an array antenna element of the device, and outputting a gamma vector and a zeta vector by approximating by a vector operation; A maximum eigenvalue synthesis step for estimating a maximum intrinsic value of the autocorrelation matrix by receiving the gain vector from the gamma vector and the current snapshot; An error vector synthesizing step of synthesizing an error vector by receiving the gamma vector, the maximum eigenvalue, and a gain vector value of the current snapshot; A scalar synthesis step of receiving the error vector and synthesizing a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; A tracking direction vector synthesis step of synthesizing a tracking direction vector by receiving the error vector and a scalar value; An adaptive gain synthesis step of receiving the zeta vector, the tracking direction vector, the maximum eigenvalue, and the gain vector value, respectively, and obtaining and outputting an adaptive gain; And a gain vector updating step of updating a gain vector based on the tracking direction vector and the adaptive gain value, wherein the gain vector value is obtained from a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. It is characterized by using the value of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the obtained autocorrelation matrix.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리 방법에 있어서,In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides a signal processing method for providing a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system,

(a) 각 안테나 소자에 유기된 신호를 이용하여 초기 이득벡터를 설정하는 제1단계;(a) a first step of setting an initial gain vector using signals induced in each antenna element;

(b) 배열안테나를 통해 수신되는 신호벡터(ρ(k))를 하기 식에 대입하여 자기상관 행렬을 갱신하는 제2단계;(b) a second step of updating the autocorrelation matrix by substituting the signal vector ρ (k) received through the array antenna into the following equation;

(단,는 (J+1)는 J+1번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고,는 J번째 스냅샷의 자기상관행렬이고, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자이고, Ts는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam) 연산자임) (only, (J + 1) is the autocorrelation matrix of the J + 1th snapshot, Is the autocorrelation matrix of the Jth snapshot, f is the oblivion factor taking a value between 0 and 1, Ts is the snapshot period, and the superscript H is the Hermitiam operator.

(c) 하기 식을 이용하여 적응이득(ρ(k))을 구하는 제3단계;(c) a third step of obtaining an adaptive gain ρ (k) using the following equation;

(d) 하기 식을 이용하여 추적방향벡터(x(k))를 계산하는 제4단계;(d) a fourth step of calculating a tracking direction vector x (k) using the following equation;

로 설정되고, 오차벡터 r(k+1)과 스칼라 β(k)는 다음과 같이 결정됨 Error vector r (k + 1) and scalar β (k) are determined as

(e) 현스냅샷의 이득벡터는 하기 식에 따라 직전스냅샷의 이득벡터를 갱신하는 제5단계; 및(e) Gain Vector of Current Snapshot Is the gain vector of the previous snapshot according to A fifth step of updating; And

(단, k는 스냅샷을 나타내는 타임인덱스(timeindex), ρ(k)는 k번째 스냅샷에서의 적응이득,는 추적방향벡터이며,은 매 반복마다 크기가 1이 되도록 정규화됨) (Where k is the time index representing the snapshot, ρ (k) is the adaptive gain in the kth snapshot, Is the tracking direction vector, Is normalized to have a size of 1 for each iteration)

(f) 매 스냅샷마다 새로운 신호벡터를 받을 때마다 상기 제2단계 내지 상기 제5단계를 반복수행하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(f) a new signal vector for each snapshot Each time receiving a, characterized in that it comprises a sixth step of performing the second step to the fifth step repeatedly.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.

본 발명에서 제시되는 신호처리장치 및 방법은, 배열안테나시스템에서 원하는 신호 방향으로의 이득은 최대로 하고 여타 방향으로는 이득을 최소화하는 신호처리기술에 관한 것으로서, 본 발명에서의 신호처리방식은 크게 두가지 형태로 설명될 수 있다. 그 첫번째로는 배열안테나의 각 안테나 소자에 곱할 복소이득값을 최적화하는 방안이 있고, 두번째로는 각 안테나 소자의 가할 위상지연 값을 최적화하는 방안이 있다.The signal processing apparatus and method proposed in the present invention relates to a signal processing technique for maximizing gain in a desired signal direction and minimizing gain in other directions in an array antenna system. It can be explained in two forms. First, there is a method of optimizing the complex gain value to be multiplied by each antenna element of the array antenna, and second, there is a method of optimizing the phase delay value to be applied to each antenna element.

상기 두가지는 결국 이론적으로 등가적인 것이라 할 수 있으나 실시과정이 다르기 때문에 각각 구체적으로 설명하기로 한다.The two can be said to be theoretically equivalent in the end, but since the implementation process is different, each will be described in detail.

즉, 본 발명은 원하는 빔패턴을 형성하도록 복소이득벡터 “”의 값을 결정하므로써, 궁극적으로는 안테나 소자에 유기된 신호들과 상기 복소이득벡터의 내적(Euclidean inner product) 결과인 배열 안테나의 출력을 원하는 값에 근접시키도록 신호처리하는 것이다.In other words, the present invention provides a complex gain vector " By determining the value of ”, ultimately the signals induced in the antenna element and the complex gain vector The signal processing is performed to bring the output of the array antenna, which is the result of the inner inner product of, close to the desired value.

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.By the way, the complex gain vector When the magnitude of all elements of the signal is normalized to 1, the complex gain vector is applied to the signal value induced in each antenna element. Multiplying the signal by the complex gain vector The phase delay is applied as much as the phase of. Therefore, it may result in determining the value of the phase delay to be added to each antenna element constituting the array antenna.

또한, i 번째 안테나 소자에 부가할 위상지연을 φi이라 하면, 캐리어주파수의 2π배로 φi를 나눈 값만큼의 시간지연을 부가하여서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.If the phase delay to be added to the i-th antenna element is phi i , the same effect can be obtained even by adding a time delay equal to the value of phi i divided by 2π times the carrier frequency.

이제, 원신호 방향으로는 최대의 이득을 그리고 기타 잡음원의 이득을 최소화하는 빔 패턴형성에 관한 기본원리를 소개하기로 한다.Now, we will introduce the basic principles of beam pattern formation that maximize the gain in the direction of the original signal and minimize the gain of other noise sources.

인접한 안테나 소자간의 거리를 λc/2(단, λc는 입력신호의 캐리어주파수의 파장)로 정한 선형 배열안테나인 경우, m번째 안테나 소자에 유기되는 신호는 주파수 저역천이 후에 다음과 같이 나타낼 수 있다.In the case of a linear array antenna whose distance between adjacent antenna elements is λ c / 2 (where λ c is the wavelength of the carrier frequency of the input signal), the signal induced in the m th antenna element can be expressed as have.

단, 상기 식 (1)에서 θk는 k번째 신호의 입사각이며 Sk(t)는 수신단에서 본 k번째 송신 신호를 의미하며, 상기 식 (1)에서 아랫첨자 m은 기준안테나의 경우를 m=1로 하여 수신 혹은 송신신호의 위상크기 순으로(m=2, 3, …, N)번호가 매겨진다.In Equation (1), θ k is the angle of incidence of the k-th signal and S k (t) is the k-th transmission signal seen from the receiving end. In Equation (1), the subscript m denotes the case of the reference antenna. As = 1, numbers are given in the order of phase magnitude of the received or transmitted signal (m = 2, 3, ..., N).

상기 식(1)에서, M개의 신호성분 중 어느 하나가 원신호이며(본 발명에서는, 편의상 첫번째 신호 S1(t)를 “원신호”라 하고 원신호의 입사각은 “θ1”이라 한다), 나머지 M-1 개의 신호는 간섭신호로서 잡음 nm(t)와 함께 통신을 방해하는 요소이다.In Equation (1), any one of the M signal components is an original signal (in the present invention, for convenience, the first signal S 1 (t) is referred to as the "original signal" and the incident angle of the original signal is referred to as "θ 1 "). The remaining M-1 signals are interference signals and interfere with communication with noise n m (t).

또한, 상기 식(1)은 균등간격(λc/2)의 선형 배열안테나의 경우를 위한 식이지만, 본 발명에서 제공되는 신호처리기술은 안테나간의 거리가 균등하지 않거나, 또는 선형배열이 아닌 경우에도 일반적으로 적용되는 기술이다.In addition, Equation (1) is for the case of linear array antennas of equal intervals (λ c / 2), but the signal processing technique provided in the present invention is a case where the distance between antennas is not equal or linear array is not This is a commonly applied technique.

어떤 안테나와 기준안테나와의 거리를 d라 하면 그 안테나의 신호는 기준 안테나의 신호와만큼의 위상차가 나게 된다.If the distance between an antenna and a reference antenna is d, the signal of the antenna is different from that of the reference antenna. As much as the phase difference.

따라서, 비균등간격이나 비선형 배열의 경우 m번째 안테나에 유기되는 신호는 다음과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, in the case of non-uniform spacing or nonlinear arrangement, the signal induced in the m-th antenna may be expressed as follows.

상기 각 안테나 소자에 가할 위상지연 혹은 시간지연을 모두 양수(+)로 만들기 위해, 수신모드에서는 가장 위상이 늦은 신호가 유기되는 안테나소자를 기준 안테나소자로 삼고, 송신모드에서는 신호의 전달방향이 반대이므로 가장 위상이 빠른 안테나소자가 기준 안테나소자로 삼는다.In order to make both the phase delay or the time delay to be applied to each antenna element positive, the antenna element in which the signal with the latest phase is induced is used as the reference antenna element in the reception mode, and the signal transmission direction is reversed in the transmission mode. Therefore, the antenna element with the highest phase is used as the reference antenna element.

이렇게 기준 안테나소자를 정하면, 실제로 배열안테나의 기준 안테나소자에 유기되는 신호에 항상 0위상을 가해지고(변화를 가하지 않음을 의미함), 여타의 안테나소자에는 모두 양의 위상차(또는, 위상지연을 캐리어주파수의 2π배로 나눈 시간지연)가 가하여지게 된다.In this way, when the reference antenna element is selected, the zero phase is always applied (meaning no change) to the signal induced by the reference antenna element of the array antenna, and all other antenna elements have a positive phase difference (or phase delay). Time delay divided by 2π times the carrier frequency).

만일, 상기 배열안테나가 N개의 안테나소자로 구성되어 있다면, 매 스냅샷마다 N-by-1 신호벡터(일반적으로 요소의 갯수가 N개인 벡터를 “N-by-1 벡터”라고 함)를 받게 되어 J번째의 스냅샷에서는 다음과 같이 자기상관 행렬을 구성할 수 있다(식 (2)참조).If the array antenna is composed of N antenna elements, each snapshot receives an N-by-1 signal vector (typically, a vector having N number of elements is called an "N-by-1 vector"). In the Jth snapshot, the autocorrelation matrix can be constructed as follows (see Equation (2)).

여기서 “스냅샷”이라 함은 배열안테나에 입사되는 신호를 관측하여 새로운 이득벡터(혹은 위상지연벡터)를 계산하는 시간을 말하며, 본 발명의 신호처리에 따르면, 매 스냅샷마다 새로 입사되는 신호값에 알맞는 이득벡터(또는 위상지연벡터)를 산출해 내므로써 현재(매 스냅샷마다) 입사된 신호값에 적응하는 배열안테나를 제공할 수 있다.Here, the “snapshot” refers to a new gain vector by observing the signal incident on the array antenna. (Or phase delay vector), and according to the signal processing of the present invention, the current (every snap) is calculated by calculating a gain vector (or phase delay vector) corresponding to a newly input signal value at every snapshot. Array antennas adapted to the incident signal value).

단, 상기 식에서 이중밑줄(double underline)은 행렬을, 단일밑줄(underline)은 벡터를 각각 표시한 것이며, Ts는 스냅샷의 주기이고, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitian) 연산자이며, 요소의 갯수가 N개인 N-by-1 신호벡터는 상기 식 (1)에 설명된 입력신호 xm(t), m=1, 2, ..., N으로, 다음과 같이 구성된다.In the above formula, double underline denotes a matrix, single underline denotes a vector, T s denotes a period of a snapshot, and the superscript H denotes a Hermitian operator. N-by-1 signal vectors with N numbers Is the input signal x m (t), m = 1, 2, ..., N described in the above formula (1), and is configured as follows.

단, 상기 식에서 윗첨자 T는 전치(transpose) 연산자이다.Where the superscript T is a transpose operator.

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.However, Equation (2) is valid only when the incidence angles of the M signal components do not change, and when each signal source moves during communication, such as a time-variant environment, i.e., a mobile communication environment, the incidence angle is taken every snapshot. Since it is different from one to another, the above equation (2) does not constitute a correct autocorrelation matrix.

따라서, 시변환(time-variant) 환경에서는 다음과 같이 망각인자를 도입하여 반복적인 방법으로 자기상관 행렬을 근사적으로 계산함이 바람직하다.Therefore, in a time-variant environment, it is preferable to calculate an autocorrelation matrix by an iterative method by introducing forgetful factors as follows.

(단,는 각각 J+1번째와 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이며, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자임.)(only, Are autocorrelation matrices of the J + 1th and Jth snapshots respectively, and f is an oblivion factor that takes a value between 0 and 1.)

그리고, 상기한 바와 같이 이동통신환경은 시변환이므로 상기 식 (2)보다는 상기 식 (4)를 이용하여 자기상관 행렬을 계산함이 바람직하다.Since the mobile communication environment is time-transformed as described above, it is preferable to calculate the autocorrelation matrix using Equation (4) rather than Equation (2).

다양한 컴퓨터 모의실험 결과, 본 발명의 신호처리기술을 일반적인 육상이동통신 환경에 적용할 경우, 망각인자의 값을 0.8∼0.99범위내로 하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.As a result of various computer simulations, it has been found that when the signal processing technique of the present invention is applied to a general land mobile communication environment, it is desirable to keep the forgetting factor within a range of 0.8 to 0.99.

이제, 본 발명이 배열안테나시스템에서 어떠한 계산절차를 통해서 적은 계산량으로 이상적인 빔패턴을 제공할 수 있도록 신호처리하는지 그 원리를 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.Now, the principle of the present invention will be described in more detail the principle of signal processing in the array antenna system to provide the ideal beam pattern with a small amount of calculation through a calculation procedure.

상기 식 (2) 혹은 식 (4)에 의해 결정되는 자기상관 행렬의 고유치를 크기순으로 나열해 보면 λ1≥λ2≥···≥λN와 같이 되는데, 상기 최대의 고유치 λ1은 신호의 총갯수 M과 안테나소자의 개수 N에 상관이 없이 신호성분들에 의해 결정되는 고유치이다.When the eigenvalues of the autocorrelation matrix determined by Equation (2) or Equation (4) are arranged in size order, λ 1 ≥λ 2 ≥ ·· ≥λ N , where the maximum eigenvalue λ 1 is the value of the signal. It is an eigenvalue determined by signal components irrespective of the total number M and the number N of antenna elements.

따라서, 상기 최대 고유치 λ1에 대응하는 정규화된 고유벡터를이라 하면,은 다음과 같이 신호 부공간(signal subspace)에 존재함을 알 수 있다.Therefore, the normalized eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue λ 1 Speaking of It can be seen that is present in the signal subspace as follows.

단, 복소치γi는 원신호 및 간섭신호들의 크기 및 입사각 분포에 의해 결정되는 상수이며,(θi)는 i번째 입사 신호의 입사각 θi에 의해 결정되는 방향벡터로서, 하기 식 (6)과 같이 결정된다.However, the complex value γ i is a constant determined by the magnitude and the angle of incidence distribution of the original signal and the interference signal, (θ i) is a direction vector determined by the incident angle θ i of the i-th incident signal, and is determined as in Equation (6) below.

여기서, 원하는 신호의 레벨이 여타의 신호, 즉 간섭신호, 각각의 레벨보다 현저히 크다고 가정해 보자. 즉,Here, assume that the level of the desired signal is significantly greater than other signals, i.e., interference signals. In other words,

식 (7)의 조건이 만족되는 신호 환경에서는 식 (5)의 고유벡터을 다음과 같이 근사화 할 수 있다.Eigenvectors of Equation (5) in a signal environment where the condition of Equation (7) is satisfied Can be approximated as

즉,은 원하는 신호의 입사각에 의해 결정되는 방향벡터 a(θ1)와 거의 동일한 방향이 된다.In other words, Is almost the same direction as the direction vector a (θ1) determined by the angle of incidence of the desired signal.

따라서, 원하는 신호레벨이 간섭신호 각각의 레벨보다 충분히 크다는 조건에서는, 각 안테나 소자에 가하는 이득벡터(또는 위상지연벡터)를 최대고유치의 상응벡터으로 결정하면, 배열 안테나의 빔패턴은 최대이득을 원신호 방향인 θ1쪽으로 근사하게 되는 것이다.Therefore, the gain vector (or phase delay vector) applied to each antenna element under the condition that the desired signal level is sufficiently larger than the level of each of the interference signals. Corresponding vector of maximum indifference In this case, the beam pattern of the array antenna approximates the maximum gain toward θ 1 which is the original signal direction.

그러므로, 본 발명에서는 배열안테나의 이득벡터(또는 위상지연벡터)를 다음 식 (9)와 같이 설정하도록 제안한다.Therefore, the present invention proposes to set the gain vector (or phase delay vector) of the array antenna as in the following equation (9).

여기서, 고유벡터를 상수로 나눈 것은 배열안테나의 성능을 분석할 때에 계산상의 편리를 위한 것이다.Here, dividing the eigenvector by a constant is for computational convenience when analyzing the performance of the array antenna.

이어서, 어떠한 방법으로 최적의 이득벡터(또는 위상지연벡터)를 구하는지에 대하여 살펴보기로 한다.Next, a method of obtaining an optimal gain vector (or phase delay vector) will be described.

앞에서 설명한 바와 같이, 원신호의 전력이 간섭파 각각의 전력보다 월등히 센 신호환경에서는, 배열안테나가 원신호 방향으로 최대 이득을 형성하는 이상적인 빔패턴을 갖도록 하기 위해서, 상기 최대 고유치 λ1에 대응하는 정규화된 고유벡터으로를 결정하므로써 근사적으로 구할 수 있다.As described above, in a signal environment in which the power of the original signal is much higher than the power of each of the interference waves, in order to ensure that the array antenna has an ideal beam pattern that forms a maximum gain in the direction of the original signal, the maximum eigenvalue λ 1 corresponds to. Normalized Eigenvectors to Can be approximated by determining

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.However, finding the autocorrelation matrix itself requires a lot of calculations as shown in Equations (2) and (4), and it is not simple to find the eigenvector corresponding to the maximum intrinsic value. To make the problem more difficult, when the signal environment is time-transformed, such as mobile communication, the angle of incidence of the original signal changes every snapshot, so that an eigenvector must be obtained according to the changed angle of incidence.

따라서, 본 발명에 따른 신호처리기술에서는 안테나 소자에 가해져야할 이득 또는 위상지연 값을 정함에 있어서, 공지의 공액기울기 방법(CGM: conjugate gradient method)을 응용하여 구한과 근사한 값을 정한다.Therefore, in the signal processing technique according to the present invention, the gain or phase delay value to be applied to the antenna element In the determination of the formula, it is obtained by applying a known conjugate gradient method (CGM: conjugate gradient method) Set a value close to.

우선, 구하고자 하는 이득벡터(또는 위상지연벡터)는 다음과 같이 반복적인 과정을 통하여 매 스냅샷마다 직전의 스냅샷에서 구한 벡터를 갱신하여 구한다.First, the gain vector (or phase delay vector) to be obtained Is obtained by updating the vector obtained from the previous snapshot for each snapshot through an iterative process as follows.

단, 독립변수 k는 스냅샷을 나타내는 타임인덱스(time index)이며, ρ(k)와는 각각 k번째 스냅샷에서의 적응이득(adaptive gain)과 추적방향벡터(search direction vector)이며, 상기 식 (10)에서은 매 반복마다 크기가 1이 되도록 정규화해야 한다.However, the independent variable k is a time index representing a snapshot, and ρ (k) and Are the adaptive gain and the search direction vector at the kth snapshot, respectively, Must be normalized to have a size of 1 for each iteration.

상기 식 (10)으로부터, 현재의 스냅샷에서 구하고자 하는 해는 직전의 해에서의 방향으로, ρ(k)만큼 갱신하므로써 얻어진다는 것을 알 수 있다.From equation (10), the solution to be obtained from the current snapshot is It can be seen that it is obtained by updating by ρ (k) in the direction of.

그러나, 이와 같은 개념으로 해를 구하려면 다음의 두가지 문제를 해결해야만 한다: 즉, 우선적으로 초기의 이득벡터(또는 위상지연벡터)는 어떻게 설정할 것인가를 정해야하고, 그 다음으로 적응이득과 추적방향 벡터를 매 스냅샷에서 어떻게 결정할 것인가를 정해야 한다.However, the solution to this concept must solve two problems: first, the initial gain vector (or phase delay vector). You need to decide how to set it up, and then how to determine the adaptive gain and tracking direction vectors for each snapshot.

본 발명에서는 초기상태에서의 해는 초기상태에 수신된 신호 (0)를 사용한다. 즉,In the present invention, the solution in the initial state Uses the signal (0) received in the initial state. In other words,

(단, x1(0)은 기준안테나 소자에 유기된 수신신호로써,의 첫번째 요소임.)(Where x 1 (0) is a received signal induced in the reference antenna element, Is the first element of.)

상기 식 (11)과 같이 하는 이유는, 자기상관 행렬의 랭크가 첫번째 스냅샷에서는 1이며, 따라서 신호 고유치는 한개 뿐이며, 잡음성분만 무시한다면 입력신호 벡터 자체에서 바로 신호 고유벡터를 얻을 수 있기 때문이다.The reason for the above equation (11) is that the autocorrelation matrix has a rank of 1 in the first snapshot, so that there is only one signal eigenvalue, and a signal eigenvector can be obtained directly from the input signal vector itself if only noise components are ignored. to be.

본 발명에서 제시하는 신호처리기술은, 초기에 상기 식 (11)로부터 시작하여, 이하에서 설명되는 요령으로 공액기울기 방법을 수정변경하여 매 스냅샷마다 적응이득과 추적방향 벡터를 구한 후, 상기 식 (10)으로 해를 갱신한다.In the signal processing technique proposed in the present invention, starting from Equation (11) above, the conjugate gradient method is modified and modified as described below to obtain an adaptive gain and tracking direction vector for each snapshot. Update the solution to (10).

공액기울기 방법을 시변환 이동통신환경의 신호처리에 응용하기 위하여, 다음 식 (12)와 같이 레일리 쿼션트(Rayleigh qhotient)로 정의된 가격함수를 상정할 수 있다.In order to apply the conjugate gradient method to signal processing in a time-transformed mobile communication environment, a price function defined by Rayleigh qhotient can be assumed as shown in Equation (12).

수학적으로 쉽게 증명되는 바와 같이, 상기 식 (12)로 정의된 가격함수의 최소값과 최대값은 각각 행렬의 최소고유치와 최대고유치로 수렴하며, 수렴했을 때의 해는 그에 대응하는 고유벡터이다.As is easily proved mathematically, the minimum and maximum values of the price function defined by Eq. Converge to the minimum high and maximum high values of Is the corresponding eigenvector.

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 적응이득과 추적방향 벡터를 구한다.In order to form the beam pattern that provides the maximum gain in the direction of the desired signal, as described above, the gain vector of the array antenna Since is to be determined as the eigenvector corresponding to the maximum intrinsic value, the present invention obtains an adaptive gain and tracking direction vector that maximizes the price function of Equation (12).

그리고, 다음과 같이 상기 식 (12)를 적응이득 ρ(k)로 편미분하여 그 결과를 0(zero)으로 하는 조건을 구하므로써 최대치 혹은 최소치를 구할 수 있다.Then, the maximum or minimum value can be obtained by obtaining the condition that the equation (12) is differentially divided by the adaptive gain ρ (k) as follows and the result is set to zero.

상기 식 (13)을 만족하는 적응이득 ρ(k)는 아래의 식 (14)와 같이 구할 수 있다.The adaptive gain ρ (k) satisfying Equation (13) can be obtained as Equation (14) below.

단,only,

또한, Re[*]는 복소치 “*”의 실수부(real part)를 의미한다.Re [*] also means the real part of the complex value "*".

상기 식 (14)에서 양부호(+)와 음부호(-)는 각각 가격함수의 최소화와 최대화를 유발하므로, 본 발명에서는 가격함수의 최대화를 위하여 음부호를 택한다.Since the positive sign (+) and the negative sign (-) in Equation (14) cause minimization and maximization of the price function, respectively, in the present invention, the negative sign is selected to maximize the price function.

상기 식 (12)의 컨스트레인트(constraint)에 나타난 바와 같이, 식 (15)의 이득벡터(또는 위상지연벡터)는 매 스텝에서 정규화되어야 한다.As shown in the constraint of Equation (12), the gain vector (or phase delay vector) of Equation (15) Must be normalized at every step.

한편, 추적방향 벡터는 초기에로 설정된 후, 다음과 같이 갱신한다.Meanwhile, tracking direction vector Early on After setting to, update as follows.

단, 오차벡터과 스칼라 β(k)는 다음과 같이 결정된다.However, error vector And scalar β (k) are determined as follows.

전술한 바와 같이, 본 발명에서 제시하는 최적의 이득벡터(또는 위상지연벡터)를 구하는 전체적인 과정을 종합해 보면 다음과 같다.As described above, the overall process of obtaining the optimal gain vector (or phase delay vector) proposed in the present invention is as follows.

첫째, 초기에 각 안테나 소자에 유기된 신호를 이용하여로 초기해를 설정한다. 이때, 자기상관 행렬을로 하여 계산한다.First, using the signal initially induced in each antenna element Set the initial solution with. In this case, the autocorrelation matrix Calculate as

둘째, 새로운 신호벡터를 식 (4)에 대입하여 자기상관 행렬을 갱신하고, 식 (14)와 식 (15)로 적응이득을 구하고, 식 (16) 내지 식 (18)로 추적방향벡터를 계산하여 이득벡터를 식 (10)과 같이 갱신한다.Second, new signal vector To update the autocorrelation matrix by substituting into Eq. (4), obtain the adaptive gain using Eq. (14) and (15), and calculate the tracking direction vector using Eq. (16) to (18) to obtain the gain vector. Is updated as shown in equation (10).

이후, 매 스냅샷의 새로운 신호벡터를 받을 때마다 이를 반복한다.Thereafter, it is repeated each time a new signal vector of each snapshot is received.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 원신호의 방향은 물론 모든 간섭신호성분의 방향에 대한 일체의 사전정보를 필요로하지 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 이득벡터(또는 위상지연벡터)를 구하는데 필요한 총계산량은 상기 식 (14) 내지 식 (18)에 나타난 바와 같이 매 스냅샷마다 약 O(3N2+12N)이므로, 이동단말기의 속도가 150㎞/h를 넘지 않는 육상이동통신에서는 표준 DSP칩(digital signal processing chip)을 이용해서도 기술적인 어려움이 없이 신호처리가 가능하다.According to the present invention as described above, since it does not require any prior information on the direction of the original signal as well as the direction of all interference signal components, the overall process is significantly simplified, so that mobile communication can be performed using a known general purpose processor. In most real-time communication environments, such as signal regeneration and transmission, real-time processing is possible. For example, since the total amount of calculation required to obtain the optimal gain vector (or phase delay vector) is about O (3N 2 + 12N) for each snapshot as shown in Equations (14) to (18), the mobile terminal In land mobile communication, which does not exceed 150 km / h, signal processing can be performed without technical difficulties even with a standard digital signal processing chip (DSP).

상기한 바와 같이 공액기울기 방법을 응용하면 원하는 빔패턴을 갖게 하는 이득벡터(또는 위상지연벡터)를 구할 수 있으며, 종래의 방법보다는 현저히 간략화되어있어 신호처리에 소요되는 계산량을 현저히 줄인것임을 쉽게 알 수 있다. 그러나 식 (4)에 나타난 바와 같이 매 스냅샷마다 자기상관 행렬을 갱신해야 하므로, 배열안테나의 안테나소자 수가 다수로 요구되는 경우에는 여전히 시스팀의 복잡도가 문제될 수 있어 그에 대한 개선책이 필요하게 될 수도 있다. 따라서, 본 발명에서는 전체의 과정을 더욱 더 간략화하기 위해, 앞에서 설명한 바와 같은 공액기울기 방법에서 필요로 하는 자기 상관 행렬 계산시에 망각인 자의 값을 특정한 값으로 고정할 수도 있다. 즉, 식 (4)에서 망각인자의 값을 0으로 고정시키는 경우를 고려해 보자. 다시말해서, 이는 자기상관 행렬을 현재의 신호벡터로만 결정하자는 의미이므로 앞에서 제시된 공액기울기 방법의 모든 과정이 훨씬 줄어 들게 된다.By applying the conjugate slope method as described above, it is possible to obtain a gain vector (or phase delay vector) having a desired beam pattern, and since it is significantly simplified than the conventional method, it is easy to know that the amount of computation required for signal processing is significantly reduced. have. However, as shown in Equation (4), the autocorrelation matrix has to be updated at every snapshot, so if the number of antenna elements of the array antenna is required, the complexity of the system may still be a problem, and an improvement may be needed. have. Therefore, in the present invention, in order to further simplify the whole process, the value of the forgetting factor may be fixed to a specific value when calculating the autocorrelation matrix required by the conjugate slope method as described above. In other words, consider the case in which the forgetting factor is fixed to 0 in Equation (4). In other words, since this means that the autocorrelation matrix is determined only by the current signal vector, all the processes of the conjugate gradient method presented above are greatly reduced.

또한, 매 스냅샷에서의 입사각 변화가 너무 큰 경우에는 어차피 과거의 신호값들을 자기 상관 행렬에 고려하는 것이 불가능해지므로 망각인자를 0으로 놓은 것은 일반적이 신호환경에서 오히려 적합하게 채용될 수 있다.Also, if the angle of incidence in each snapshot is too large, it becomes impossible to consider past signal values in the autocorrelation matrix anyway, so setting the forgetting factor to 0 can be generally suitably employed in a signal environment.

상기한 바와 같이 망각인자를 고정시키면, 우선 자기상관 행렬은 다음 식 (19)와 같이 간략화 된다.As described above, when the forgetting factor is fixed, the autocorrelation matrix is simplified as shown in Equation (19).

위의 식 (19)를 앞의 식 (15)에 적용하면 식 (15)에서 게산량 O(N2)를 요했던 인자들 즉, λ(k), a(k), b(k)가 아래의 수식과 같이 간략히 계산된다.Applying Eq. (19) above to Eq. (15), the factors that required the calculated amount O (N 2 ) in Eq. (15), λ (k), a (k), b (k) It is calculated as follows.

(단, y(kTs)는 k번째 스냅샷에서의 배열안테나 출력으로써Where y (kT s ) is the array antenna output at the kth snapshot

로 정의됨.) Defined as.)

위의 식 (20)에서 보는 바와 같이 망각인자를 0으로 할 경우 자기상관 행렬이 현재의 신호벡터만으로 결정되므로 최적의 이득벡터(또는 위상지연벡터)를 구하는 과정이 대폭적으로 간략화되며, 자기상관 행렬을 매 스냅샷마다 갱신하지 않으므로 행렬 자체를 계산할 필요가 없어져서 상기 식 (4)의 수행이 생략된다.As shown in Equation (20), when the forgetting factor is 0, the autocorrelation matrix is determined only by the current signal vector, so the process of obtaining an optimal gain vector (or phase delay vector) is greatly simplified. Is not updated every snapshot, so the matrix itself does not need to be calculated, and the execution of Equation (4) is omitted.

컴퓨터 모의 실험 결과, 이와같은 방법으로 자기상관행렬을 계산하여 망각인 자의 값을 최적값으로 설정한 경우, 간섭신호에 대해서 약 12dB 정도의 개선을 얻을 수 있었고, 잡음에 대해서는 안테나 소자의 갯수만큼의 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 9dB의 개선을 얻을 수 있었다. 결과적으로, 망각인자를 도입하므로써 과거의 신호값들을 모두 고려하여 자기상관행렬을 계산한 공액기울기 방법을 도입하여 신호처리하는 경우와 비교하면, 자기상관행렬을 순시치로 근사화한 간략화기술은 간섭신호에 대해서 약 3dB정도의 성능저하를 유발함을 알 수 있으나, 전체적인 과정이 대폭적으로 간소화되므로 시스템의 손쉬운 실현 및 비용절감을 얻을 수 있는 특징이 있다. 또한, 순시신호치만으로 간략화된 방법으로 신호처리할 경우, O(N2)의 연산자가 모두 없어져서 전체과정의 계산량이 약 O(11N)으로 획기적으로 감소되는 특징이 있다.As a result of computer simulation, when the autocorrelation matrix was calculated in this way and the value of oblivion factor was set to the optimum value, the improvement of about 12dB was obtained for the interference signal and the number of antenna elements for noise An improvement could be obtained. (I.e., the actual noise power at the array antenna output On the other hand, according to the method of approximating the autocorrelation matrix by the instantaneous value, the noise is almost equally improved, and the interference is about 9dB. As a result, the simplified technique of approximating the autocorrelation matrix to the instantaneous value compared to the case of the signal processing by introducing the conjugate gradient method that calculates the autocorrelation matrix by taking into account all the signal values of the past by introducing oblivion factors. It can be seen that it causes a performance degradation of about 3dB, but the overall process is greatly simplified, so the system can be easily realized and cost can be obtained. In addition, when the signal processing in a simplified manner with only the instantaneous signal value, all of the operators of O (N 2 ) is lost, so that the calculation amount of the entire process is significantly reduced to about O (11 N).

본 발명에서 제시된 기술의 복잡도를 감소시키고 최적의 이득벡터(혹은, 위상지연벡터)를 구하는데 필요한 계산량을 줄이기 위하여, 전술한 바와 같이 순시신호치만으로 자기상관행렬을 근사하는 방법은, 시스템의 간략화면에서는 성공적이라고 할 수 있으나, 성능면에서는 적절한 망각인자를 도입하여 자기상관행렬을 계산하여 그 계산된 행렬의 최대고유치에 대응하는 고유벡터를 각 안테나 소자의 이득벡터로하는 제안기술보다는 상당히 열세이다. 신호전력대 간섭전력의 개선량에 있어서는 크게 두지지 않으나, 비트오류확률에 있어서는, 컴퓨터 모의실험 결과 약 10배이상 증가함을 알 수 있었다.In order to reduce the complexity of the technique presented in the present invention and to reduce the calculation amount required to obtain the optimum gain vector (or phase delay vector), the method of approximating the autocorrelation matrix using only the instantaneous signal value as described above is simplified. In terms of performance, the performance is considerably inferior to the proposed technique of calculating the autocorrelation matrix by introducing an appropriate forgetting factor and calculating the autocorrelation matrix as the gain vector of each antenna element. . In the improvement of the signal power vs. the interference power, the improvement is not large, but in the bit error probability, the computer simulation shows that the increase is about 10 times or more.

따라서, 시스템의 복잡도 측면과 전체성능면을 동시에 고려한 방식의 필요성이 대두되는바, 순시신호치 방식보다 전체시스템은 약간 복잡하나, 전체성능, 특히 비트오류확률에 있어서는 좀더 우수한 절충방식을 아래와 같이 제시한다.Therefore, the necessity of a method that considers the complexity of the system and the overall performance at the same time has emerged. The overall system is slightly more complicated than the instantaneous signal value method, but a better compromise scheme is proposed as follows for the overall performance, especially the bit error probability. do.

시스템의 복잡도를 증가시키는 항은 행렬계산항으로써항과항임을 알 수 있다.The term that increases the complexity of the system is the matrix calculation term. Section It can be seen that the term.

따라서, 이 두 개의 행렬연산항을 간략화한다면 순시신호치로 자기상관 행렬을 근사하지 않고도 전체시스템의 복잡도를 현저히 줄일 수 있다.Therefore, if these two matrix operation terms are simplified, the complexity of the entire system can be significantly reduced without approximating the autocorrelation matrix with the instantaneous signal values.

상기 두항을 각각라 하면, 이 두 항의 계산은 다음과 가이 간략화 할 수 있다.Each of the above two terms Then, the calculation of these two terms can be simplified as follows.

최초 스냅샷에서 τ(0)와 ζ(0)는 각각In the first snapshot, τ (0) and ζ (0) are respectively

로 구해지고, Obtained as

두 번째 스냅샷부터는 다음과 같이 갱신되어 진다.From the second snapshot, it is updated as follows.

단, f는 0〈f≤1인 망각인자임.Where f is an oblivion factor of 0 <f≤1.

오차벡터 τ(k+1)이 제대로 구해졌다면이므로, 윗식 (2)는 다음과 같이 근사된다.If the error vector τ (k + 1) is Since Eq. (2) is approximated as follows.

단, f는 0〈f≤1인 망각인자임.Where f is an oblivion factor of 0 <f≤1.

따라서, 전체 시스템의 복잡도에 대부분을 차지했던 두 개의 행렬연산항은 결국 다음과 같은 벡터 연산항으로 간략화 될 수 있다.Therefore, the two matrix operations terms that occupy most of the complexity of the overall system can be simplified to the following vector calculation terms.

상기 식(24)와 (25)에 따르면 본 발명에서 제시된 방식의 전체 계산량은 약 O(15N) 정도가 된다. 이는 순시신호 방식의 경우가 약 O(11N)인 것에 비하면 다소 복잡도가 크다할 수 있으나, 원래 방식(자기상관 행렬을 계산하는 방식)의 경우가 약 O(3N2+12N)인 것에 비하면 상당한 간략화가 성취됨을 쉽게 알 수 있다.According to Equations (24) and (25), the total calculation amount of the scheme proposed in the present invention is about O (15N). This may be somewhat more complicated than the case of the instantaneous signal method, which is about O (11N), but the simplification is considerably compared to that of the original method (the method of calculating the autocorrelation matrix) that is about O (3N 2 + 12N). It is easy to see that it is accomplished.

다양한 환경의 컴퓨터 모의실험 결과 상기 식 (24)와 (25)에 의거하여 간략화 방식으로 설계한 배열 안테나는 간섭신호 제거면에서는 원래의 방식과 거의 대등한 성능을 보였고, 비트오류확률면에서도 약 1.5배 정도밖에 되지 않아, 크게 뒤지지 않는다는 사실을 확인하였다.As a result of computer simulations in various environments, the array antenna designed according to the above equations (24) and (25) shows almost the same performance as the original method in terms of interference cancellation and about 1.5 in terms of bit error probability. It was confirmed that it was only about twice as big as it was.

또한, 배열안테나 본래의 특성인 잡음전력 1/N 감소성은 전술한 두가지 방식과 동일하게 보임을 확인하였다.In addition, it was confirmed that the noise power 1 / N reduction characteristic, which is an inherent characteristic of the array antenna, seems to be the same as the aforementioned two methods.

이하에서, 상기 식 (24)에 의해 계산되는 벡터는 편의상 “감마벡터”, 그리고 상기 식(25)에 의해 계산되는 벡터는 “제타벡터”라고 각각 칭한다.Hereinafter, the vector calculated by Equation (24) is referred to as a "gamma vector" for convenience and the vector calculated by Equation (25) is called a "zeta vector", respectively.

수신과 송신을 모두 고려한 신호처리장치를 구현하기 위해서는, 수신모드에서 상기에 설명된 요령으로 최적의 이득벡터(또는 위상지연벡터)를 구한 후, 그 값을 소신모드에 그대로 적용하여 최적의 시스템을 구현할 수 있다.In order to implement a signal processing apparatus considering both reception and transmission, obtain an optimal gain vector (or phase delay vector) in the reception mode according to the above-described method, and then apply the value to the transmission mode as it is. Can be implemented.

이제, 구체적인 실시예들을 소개하기로 한다.Now, specific embodiments will be introduced.

[제1실시예][First Embodiment]

본 실시예에서는 배열안테나를 채용하고 있는 통신시스템에서 최적 빔패턴을 만들어내도록 매 스냅샷마다 반복적으로 이득벡터를 계산해 내는 신호처리기술을 소개한다. 즉, 본 실시예에서는 배열안테나의 각 안테나 소자에 유기되는 신호에 적당한 복소이득을 가함으로써 배열안테나 전체의 빔패턴을 조정한다.This embodiment introduces a signal processing technique that repeatedly calculates a gain vector at every snapshot to produce an optimal beam pattern in a communication system employing an array antenna. In other words, in this embodiment, the beam pattern of the entire array antenna is adjusted by applying a complex gain to the signal induced in each antenna element of the array antenna.

제1도는 본 실시예에 따른 신호처리장치의 구성블럭도로서, 매 스냅샷마다 수신 신호벡터((배열안테나를 이용하여 무선신호를 수신하는 장치(이하 “수신장치”라함)로부터 출력됨), 수신출력값(y(t))(상기 신호벡터 및 이득벡터를 내적하는 장치(이하 “내적계산장치”라함)로부터 출력됨), 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 계산하여 출력하는 오차벡터 합성부(91)와, 상기 오차벡터 합성부(91)로부터 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라 값을 합성하여 출력하는 스칼라 합성부(92)와, 상기 오차벡터 합성부 및 상기 스칼라 합성부의 출력을 입력받아 상기 추적방향 벡터를 합성하여 출력하는 추적벡터 합성부(93)와, 상기 신호벡터p33(x(t)), 상기 추적방향 벡터, 상기 수신출력값(y), 및 상기 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하여 출력하는 적응이득 합성부(94)와, 현스냅샷에서의 추적방향 벡터 및 적응이득 값을 각각 입력받아 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신부(95)를 포함하도록 구성된다.1 is a block diagram of a signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention. (Output from a device receiving a radio signal using an array antenna (hereinafter referred to as a "receiver")), a reception output value (y (t)) (apparatus for embedding the signal vector and gain vector (hereinafter referred to as "internal computing device") Output), the gain vector value at the current snapshot Are respectively inputted to the error vector synthesis unit 91 for calculating and outputting an error vector, and the scalar synthesis unit for receiving an error vector from the error vector synthesis unit 91 and synthesizing and outputting a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis. 92 and the tracking direction vector receiving the outputs of the error vector synthesizing unit and the scalar synthesizing unit. A tracking vector synthesizing unit 93 for synthesizing and outputting the signal, the signal vector p33 (x (t)) and the tracking direction vector , The received output value (y), and the gain vector value in the current snapshot The adaptive gain synthesizing unit 94 obtains and outputs the adaptive gains, respectively, and the gain vector receiving the tracking direction vector and the adaptive gain values in the current snapshot. It is configured to include a gain vector updating unit 95 for updating the.

그리고 상기한 바와 같이 구성 및 동작되는 본 발명의 제1실시예 신호처리 기술에 따르면, 종전의 경우보다 현저하게 개선된 적은 계산량[약 O(11N)의 계산량을 가지며, 이 때 ‘N’은 배열 안테나의 소자수를 의미함]으로 매 스냅샷마다 이득벡터를 갱신함으로써, 상기 배열안테나의 각 안테나 소자에 유기되는 수신 신호벡터 요소들 각각에 대해, 상기한 바와 같은 방법으로 구한 복소이득벡터의 각 요소값이 가해지도록 하며, 궁극적으로는 매 스냅샷마다 최적의 빔패턴을 제공할 수 있게 된다. 상기 각 기능부에 관한 구체적인 구성 및 동작은 후술되는 제2도 내지 제7도의 설명란에 예시되어 있다.According to the first embodiment signal processing technique of the present invention, which is constructed and operated as described above, it has a significantly improved calculation amount (about O (11N), which is significantly improved from the conventional case, wherein 'N' is an arrangement The number of elements in the antenna]. By updating a value, each element value of the complex gain vector obtained by the method described above is applied to each of the received signal vector elements induced in each antenna element of the array antenna, and ultimately, optimal for every snapshot. It is possible to provide a beam pattern of. Specific configurations and operations of the respective functional units are illustrated in the description of FIGS. 2 to 7 described later.

제2도는 상기 제1도에 도시된 오차벡터 합성부(91)의 일실시예 세부 구성을 보인 것이다.FIG. 2 shows a detailed configuration of an embodiment of the error vector synthesizing unit 91 shown in FIG.

도면에 도시된 바와 같이 상기 오차벡터 합성부(91)는, 상기 수신출력값(y(t))의 크기를 제곱하기 위한 곱셈기(911)와, 상기 수신 신호벡터의 각 요소에 상기 수신출력값의 복소공액을 곱하기 위한 다수의 곱셈기(912)와, 상기 곱셈기(911)에 의해 제곱된 출력값을 이득벡터의 각 요소로 곱하기 위한 다수의 곱셈기(913)와, 상기 이득벡터의 각 요소에 대해 할당된 곱셈기(913)의 해당 요소 출력값에서 상기 신호벡터의 각 요소에 할당된 곱셈기(912)의 각 출력값을 빼기 위한 감산기(914)를 포함한다.As shown in the figure, the error vector synthesizing unit 91 includes: a multiplier 911 for squaring the magnitude of the received output value y (t) and the received signal vector; Receive output value for each element of A multiplier 912 for multiplying the complex conjugate of and the output value squared by the multiplier 911 A multiplier 913 for multiplying by each element of &lt; RTI ID = 0.0 &gt; and &lt; / RTI &gt; The signal vector at the corresponding element output of the multiplier 913 assigned to each element of And a subtractor 914 for subtracting each output value of the multiplier 912 assigned to each element of.

제2도에 도시된 오차벡터 합성부(91)가 궁극적으로 수행하는 동작은 다음의 조건을 만족한다:The operation ultimately performed by the error vector synthesizing unit 91 shown in FIG. 2 satisfies the following condition:

단, r는 오차벡터, x(t)는 현스냅샷에서의 수신신호벡터, y(t)는 수신출력값,는 이득벡터이고, 윗첨자*는 복소공액 연산자이다. 제2도에 예시된 구성 및 상기 식 (26)은 자기상관행렬을 순시수신신호으로 근사화한 경우를 나타낸 것이다.Where r is the error vector, x (t) is the received signal vector at the current snapshot, y (t) is the received output value, Is the gain vector and superscript * is the complex conjugate operator. The configuration illustrated in FIG. 2 and Equation (26) are autocorrelation matrix Instantaneous signal This is the case of approximation.

제3도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 적응이득 합성부(94)의 일실시예 세부 구성도이다.FIG. 3 is a detailed block diagram of an embodiment of the adaptive gain synthesizing unit 94 of the signal processing apparatus shown in FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 적응이득 합성부(94)는 상기 수신 신호벡터의 각 요소를 복소공액하여 상기 추적방향벡터의 각 요소들과 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈기(941)와, 상기 다수의 곱셈기(941)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈기(946)와, 상기 추적방향벡터의 각 요소들의 절대치 제곱을 구하기 위한 다수의 곱셈기(942)와, 상기 곱셈기들(942)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈기(945)와, 상기 추적방향벡터의 각 요소와 상기 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈기(943)와, 상기 곱셈기들(943)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈기(944)와, 상기 덧셈기(946)의 출력을 제곱하기 위한 곱셈기(949)와, 상기 수신출력값(y(t)과 상기 덧셈기(946)의 출력을 곱하기 위한 곱셈기(947)와, 상기 수신출력값(y(t))에 대한 절대치 제곱을 구하기 위한 곱셈기(948)(실제 회로에 있어서는 본 곱셈기(948)와 상기 제2도에 도시된 곱셈기(911)를 겸용할 수 있슴)와, 상기 덧셈기(944, 945) 및 곱셈기(947, 948, 949)의 출력단에 각각 연결된 적응이득 계산부(950)를 포함한다.As shown in the figure, the adaptive gain synthesis unit 94 receives the received signal vector. Complex-conjugate each element of the tracking direction vector A plurality of multipliers 941 for multiplying each of the elements in turn, an adder 946 for adding outputs of the plurality of multipliers 941, and the tracking direction vector. A plurality of multipliers 942 for obtaining the absolute squares of the elements of the element, an adder 945 for adding the outputs of the multipliers 942, and the tracking direction vector. Each element of and the gain vector A multiplier 943 for multiplying the complex conjugates of each element in turn, an adder 944 for adding the outputs of the multipliers 943 together, and a multiplier 949 for squared output of the adder 946 ), A multiplier 947 for multiplying the received output value y (t) and the output of the adder 946, and a multiplier 948 for obtaining an absolute square of the received output value y (t). In the circuit, the multiplier 948 and the multiplier 911 shown in FIG. 2 may also be used), and an adaptation connected to the output terminals of the adders 944, 945 and the multipliers 947, 948, and 949, respectively. The gain calculator 950 is included.

그리고, 상기 수신 신호벡터와 추적방향벡터를 내적한 결과(상기 덧셈기(946) 출력)를 A라 하고, 상기 A와 상기 수신출력값을 곱한 결과(상기 곱셈기(947) 출력)를 B라하고, 상기 A의 제곱(상기 곱셈기(949) 출력)을 C라 하고, 상기 이득벡터와 추적방향벡터를 내적한 결과(상기 덧셈기(944) 출력)를 D라하고, 상기 추적방향벡터와 그 자신의 내적(상기 덧셈기(945) 출력)을 E라 하면, 상기 적응이득 계산부(950)에서는 적응이득 ρ을The result of the dot product of the received signal vector and the tracking direction vector (the output of the adder 946) is denoted by A, and the result of multiplying the A by the received output value (the output of the multiplier 947) is denoted by B. The square of A (the output of the multiplier 949) is C, and the result of the dot product of the gain vector and the tracking direction vector (the output of the adder 944) is D, and the tracking direction vector and its own dot product ( If the adder 945 output) is E, the adaptive gain calculating unit 950 calculates the adaptive gain ρ.

와 같이 구한다. Obtain as

여기서, F = C·Re[D[-B·Re[E],Where F = CRe [D [-BRe [E],

G = C-y2(t)E,G = Cy 2 (t) E,

H = Re[B]-y2(t)·Re[D]이며,H = Re [B] -y 2 (t) Re [D],

Re[·]는 복소수 “·”의 실수(real number)부를 의미함.Re [·] means the real number part of the complex “·”.

또한, 상기와 같이 B, C, D, E를 계산할 경우, 그 값은 다음과 같이 정의된다.In addition, when B, C, D, and E are calculated as above, the value is defined as follows.

제4도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 이득벡터 갱신부(95)의 일실시예 세부구성도로서, 현스냅샷에서의 추적방향 벡터와 적응이득값을 곱하기 위한 다수의 곱셈기(951)와, 이전 스냅샷에서의 이득벡터와 상기 각 곱셈기(951)의 출력값을 더하기 위한 다수의 덧셈기9952)를 구비하고 있다.FIG. 4 is a detailed configuration diagram of an example of the gain vector updater 95 of the signal processing apparatus shown in FIG. 1, and a plurality of multipliers 951 for multiplying the tracking direction vector and the adaptive gain value in the current snapshot. And a plurality of adders 9502 for adding the gain vector from the previous snapshot and the output value of each multiplier 951.

따라서, 상기 이득벡터 갱신부에서는 매 J번째 스냅샷마다 다음과 같이 이득벡터를 갱신하게 된다:Thus, the gain vector updater updates the gain vector as follows every Jth snapshot:

즉, 다음 스냅샷에서의 이득벡터의 값은, 현재의 이득벡터의 값을 추적방향 벡터의 방향으로 적응이득 만큼의 크기로 변화시켜 결정한다는 의미가 된다.That is, the gain vector from the next snapshot Means that the value of the current gain vector is determined by varying the magnitude of the current gain vector by an adaptive gain in the direction of the tracking direction vector.

제5도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 이득벡터 갱신부(95)의 다른 실시예 세부구성도로서, 배열안테나를 구성하는 안테나 소자 갯수를 N이라 할 때, 상기 다수의 덧셈기(952)의 각 출력값들을, 기준안테나 소자에 연결된 덧셈기(952) 출력값의 N제곱근배로 모두 나누는 다수의 나눗셈기(953)를 상기 제4도의 구성에 추가하므로써, 갱신되는 이득벡터를 정규화하는 것이다.FIG. 5 is a detailed configuration diagram of another embodiment of the gain vector updater 95 of the signal processing apparatus shown in FIG. 1, wherein the number of adders 952 is set when N is the number of antenna elements constituting the array antenna. By adding a plurality of dividers 953 to the configuration of FIG. 4, which divides each output value by the N square root of the adder 952 output value connected to the reference antenna element, the gain vector to be updated is normalized.

이는 상기 제4도에 도시된 이득벡터 갱신부와 대비해 볼 때, 다음과 같은 차이점이 있음을 알 수 있다:Compared with the gain vector update unit shown in FIG. 4, it can be seen that the following differences exist:

첫째, 상기 기준 안테나소자에 곱하는 이득이 항상 1이 되도록하므로써, 기준 안테나소자에 유기되는 수신신호에 위상지면을 가하지 않는다.First, the gain multiplied by the reference antenna element is always 1 so that no phase plane is applied to the received signal induced in the reference antenna element.

둘째, 상기 이득벡터의 크기를 1로 정규화시킨다. 즉, 본 도에 도시된 이득벡터 갱신부(95)는 매 J번째 스냅샷마다 다음과 같이 이득벡터를 갱신한다:Second, the gain vector Normalize the size of to 1. That is, the gain vector updater 95 shown in this figure updates the gain vector for every Jth snapshot as follows:

단, w1(J+1)은 갱신한 이득벡터의,첫 번째 요소임.Where w 1 (J + 1) is the updated gain vector, First element.

즉, w1(J+1)은 다음 스냅샷에서 기준 안테나소자에 수신될 신호를 위한 이득값임.That is, w 1 (J + 1) is the gain value for the signal to be received at the reference antenna element in the next snapshot.

제6도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 스칼라 합성부(92)의 일실시예 세부구성도로서, 상기 오차벡터의 각 요소의 절대치를 제곱하기 위한 다수의 곱셈기(921)와, 이 곱셈기들(921)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈기(922)와, 이전 스냅샷에서의 상기 덧셈기(922)의 출력으로 현스냅샷에서의 상기 덧셈기(922) 출력을 나누는 나눗셈기(923)와, 상기 나눗셈기(932)의 출력에 음부호(-)를 가하는 부호변환기(924)로 구성되어 있다.FIG. 6 is a detailed configuration diagram of an example of the scalar synthesis unit 92 of the signal processing apparatus shown in FIG. 1, and includes a plurality of multipliers 921 for squaring the absolute values of the elements of the error vector. A divider 923 for dividing the outputs of the multipliers 921 with each other, the divider 923 dividing the output of the adder 922 in the current snapshot with the output of the adder 922 in a previous snapshot, And a code converter 924 that adds a negative sign (−) to the output of the divider 932.

상기 스칼라 합성부(92)에서는 다음과 같은 식으로 스칼라값(β)을 산출해낸다:The scalar synthesis section 92 calculates a scalar value β as follows:

본 도에 도시된 스칼라 합성부(92)에서 산출하는 스칼라값(β)은 이전 스냅샷에서는 추적 방향벡터에 곱하여 오차벡터와 더하기 현스냅샷에서의 추적방향벡터를 계산해 내는데 사용한다. 이렇게 스칼라값(β)을 산출하는 궁극적인 목적은, 모든 스냅샷에서의 추적방향벡터들이 모두 자기상관행렬에 대하여 직교되도록 하는데 있다.The scalar value β calculated by the scalar synthesis section 92 shown in this figure is a tracking direction vector in the previous snapshot. Multiply by to calculate the error vector and the tracking direction vector from the current snapshot. The ultimate goal of calculating the scalar value β is to ensure that the tracking direction vectors in all snapshots are orthogonal to the autocorrelation matrix.

제7도는 상기 제1도에 도시된 신호처리장치의 추적방향벡터 합성부(93)의 일실시예 세부 구성도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 추적방향벡터 합성부(93)는 상기 오차벡터 합성부(91)의 각 오차벡터 요소(r1…rN) 출력단에 각각 일입력단이 연결되고 그 출력단으로 추적방향벡터(v1…vN)를 출력하는 다수의 덧셈기(931)와, 일입력단으로는 상기 덧셈기(931)를 통해 출력되는 각 요소에 대한 직전 스냅샷에서의 추적방향 벡터를 입력받고 다른 한 입력단으로는 상기 스칼라 값(β)을 입력받아 곱한 후 그 결과값을 상기 덧셈기(931)로 출력하는 다수의 덧셈기(932)를 구비하고 있다.FIG. 7 is a detailed configuration diagram of the tracking direction vector synthesizing unit 93 of the signal processing apparatus shown in FIG. 1. As shown in the drawing, the tracking direction vector synthesizing unit 93 is the error. A plurality of adders 931 which have one input terminal connected to each error vector element r 1 ... R N output terminal of the vector combining unit 91 and output a tracking direction vector v 1 ... v N to the output terminal; The input terminal receives a tracking direction vector from a previous snapshot of each element output through the adder 931, and receives and multiplies the scalar value β by the other input terminal, and multiplies the result by the adder. A large number of adders 932 are output to 931.

그리하여, 최초의 스냅샷에서는 상기 오차벡터 합성부(91)로부터 출력되는 오차벡터를 추적방향벡터로 하고, 두 번째 스냅샷 이후의 경우는 상기 곱셈기(932)를 이용하여 이전 스냅샷에서의 추적방향 벡터에 상기 스칼라 값을 곱하고 나서, 상기 덧셈기(931)를 이용하여 상기 곱셈기(932)의 출력 값과 현재 스냅샷에서의 오차벡터를 더하여 얻은 결과를 각각 상기 추적방향 벡터로 합성하여 출력하는 것이다.Thus, in the first snapshot, the error vector output from the error vector synthesizing unit 91 is used as the tracking direction vector, and in the case after the second snapshot, the tracking direction in the previous snapshot using the multiplier 932. After multiplying the vector by the scalar value, the result obtained by adding the output value of the multiplier 932 and the error vector in the current snapshot using the adder 931 is synthesized into the tracking direction vector.

[제2실시예]Second Embodiment

제8도는 제2실시예에 따른 신호처리장치의 개략적인 구성블럭도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 오차벡터 합성부(91), 스칼라 합성부(92), 추적방향벡터 합성부(93), 적응이득 합성부(94), 및 이득벡터 갱신부(95)로 이루어지는 제1실시예의 신호처리장치 구성(제1도 참조)에다 자기상관행렬 발생부(96) 및 최대 고유치 합성부(97)를 더 구비시킨 것이다.8 is a schematic block diagram of a signal processing apparatus according to a second embodiment, and as shown in the drawing, an error vector synthesizing unit 91, a scalar synthesizing unit 92, and a tracking direction vector synthesizing unit 93. The autocorrelation matrix generator 96 and the maximum eigenvalue synthesizer 97 in addition to the signal processing device configuration (see FIG. 1) of the first embodiment, which comprises an adaptive gain synthesizer 94 and a gain vector updater 95. It is equipped with more.

상기 자기상관행렬 발생부(96)는 전술한 식 (4)에 의거하여 매 스냅샷마다 수신 신호벡터를 입력받아 자기상관 행렬을 계산하여 출력한다. 그리고, 상기 최대 고유치 합성부(97)는 상기 자기상관행렬 발생부(96)에서 출력되는 현재 스냅샷에서의 상기 자기상관행렬의 최대고유치를 추정한다. 상기 오차벡터 합성부(91)는 매 스냅샷마다 상기 자기상관행렬 발생부(96)에서 출력되는 자기상관행렬, 상기 최대 고유치 합성부(97)에서 출력되는 최대고유치, 및 현스냅샷에서의 이득벡터 값을 각각 입력받아 오차벡터를 합성하여 출력한다. 상기 스칼라 합성부(92)는 상기 오차벡터 합성부(91)의 출력인 오차벡터를 입력받아 추적방향 벡터의 합성에 필요한 스칼라 값을 합성하여 출력한다. 상기 추적방향벡터 합성부(93)는 상기 오차벡터 및 스칼라 값을 입력받아 추적방향 벡터를 합성하여 출력하는 것으로, 그 세부 구성은 앞에서 설명한 제7도의 구성과 동일하다. 상기 적응이득 합성부(94)는 자기상관행렬, 추적방향 벡터, 현스냅샷에서의 상기 최대고유치, 및 이득벡터 값을 각각 입력받아 매 스냅샷마다의 적응이득을 구하여 출력한다. 그리고, 상기 이득벡터 갱신부(95)는 매 스냅샷마다 상기 추적방향 벡터 및 상기 적응이득값을 기반으로 상기 이득 벡터를 갱신한다.The autocorrelation matrix generator 96 receives a received signal vector at every snapshot based on Equation (4) above, calculates and outputs an autocorrelation matrix. The maximum eigenvalue synthesis section 97 estimates the maximum intrinsic value of the autocorrelation matrix in the current snapshot output from the autocorrelation matrix generator 96. The error vector synthesizing unit 91 has an autocorrelation matrix output from the autocorrelation matrix generating unit 96, a maximum intrinsic value output from the maximum eigenvalue synthesizing unit 97, and a gain in the current snapshot for each snapshot. Each vector value is input and the error vector is synthesized and output. The scalar synthesizing unit 92 receives an error vector that is the output of the error vector synthesizing unit 91 and synthesizes and outputs a scalar value necessary for synthesizing the tracking direction vector. The tracking direction vector synthesizing unit 93 receives the error vector and the scalar value and synthesizes and outputs the tracking direction vector. The detailed configuration is the same as that of FIG. The adaptive gain synthesizing unit 94 receives the autocorrelation matrix, the tracking direction vector, the maximum intrinsic value in the current snapshot, and the gain vector value, respectively, and calculates and outputs the adaptive gain for each snapshot. The gain vector updater 95 updates the gain vector based on the tracking direction vector and the adaptive gain value at every snapshot.

상기한 바와 같이 구성 및 동작하는 제2실시예에 따른 신호처리기술 또한, 종전의 경우보다 현저하게 개선된 적은 계산량「약 O(3N2+12N)의 계산량을 가지며, 이 때 ‘N’은 배열 안테나의 소자수를 의미함」으로 매 스냅샷마다 이득벡터를 갱신함으로써, 상기 배열안테나의 각 안테나 소자에 유기되는 수신 신호벡터 요소들 각각에 구해진 복소이득벡터의 각 요소값이 가해지도록 하여, 궁극적으로 매 스냅샷마다 최적의 빔패턴을 제공할 수 있게 된다.The signal processing technique according to the second embodiment, which is constructed and operated as described above, also has a calculation amount of "O (3N 2 + 12N) which is significantly improved compared to the conventional case, where 'N' is an array antenna The number of elements of By updating the value of each of the complex gain vectors obtained on each of the received signal vector elements induced in each antenna element of the array antenna, the value of each element of the complex gain vector can be applied, and ultimately, an optimal beam pattern can be provided for every snapshot. .

상기 최대고유치 합성부(97), 오차벡터 합성부(91), 및 적응이득 합성부(94)에 대한 구성 및 동작은 제9도 내지 제11도의 도면 및 그 설명을 통해 좀 더 상세히 설명하지만, 나머지 구성부들(스칼라 합성부, 추적방향벡터 합성부, 및 이득벡터 갱신부)은 앞에서 설명한 제1실시예의 경우와 그 구성 및 동작이 동일하므로 중복을 피하기 위해 생략한다.The configuration and operation of the maximum high value synthesis unit 97, the error vector synthesis unit 91, and the adaptive gain synthesis unit 94 will be described in more detail with reference to FIGS. 9 to 11 and the description thereof. The remaining components (scalar synthesis unit, tracking direction vector synthesis unit, and gain vector update unit) are the same as those in the case of the first embodiment described above, and are omitted in order to avoid duplication.

제9도는 상기 제8도에 도시된 신호처리장치의 최대고유치 합성부(97)의 일실시예 세부구성도이다.FIG. 9 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the maximum intrinsic synthesizing unit 97 of the signal processing apparatus shown in FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 최대고유치 합성부(97)는, 상기 자기상관행렬(R)의 각 행의 각 요소와 현스냅샷에서의 이득벡터의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈기들(992)과, 해당 행에 연결되어 있는 곱셈기들(992)의 출력을 모두 더하여 출력하는 다수의 덧셈기들(993)과, 동일행에 구비된 상기 덧셈기(993)의 출력과 해당 행의 이득벡터 요소의 복소공액을 곱하여 출력하는 다수의 곱셈기들(994)과, 각행에 대하여 하나씩 구비되는 상기 다수의 곱셈기들(994)의 출력들을 모두 더한 값을 현재의 추정 최대고유치(λ)로 출력하는 덧셈기(995)를 구비하고 있다.As shown in the figure, the maximum intrinsic synthesis section 97 includes a plurality of multipliers 992 for multiplying each element of each row of the autocorrelation matrix R with each element of the gain vector in the current snapshot. ), A plurality of adders 993 for adding and outputting the outputs of the multipliers 992 connected to the corresponding row, and the output of the adder 993 provided in the same row and the gain vector elements of the corresponding row. Complex conjugate A multiplier 994 for multiplying and outputting a multiplier 994 and a sum of the outputs of the plurality of multipliers 994 provided one for each row as a current estimated maximum intrinsic value λ. Equipped.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 신호처리장치의 최대고유치 합성부(97)는, 자기상관행렬발생부(96)에서 매 스냅샷마다 갱신하는 자기상관 행렬값 및 현스냅샷에서의 이득벡터를 이용하여 최대고유치(λ)를 합성하는 것으로, 매스냅샷마다 정규화된 상기 이득벡터에 대해서 다음수식을 이용하여 최대고유치(λ)를 추정해 낸다:As described above, the maximum intrinsic value synthesis section 97 of the signal processing apparatus according to the present invention is an autocorrelation matrix value updated by every autonomous matrix generation unit 96 and a gain vector in the current snapshot. By synthesizing the maximum intrinsic value [lambda], we estimate the maximum intrinsic value [lambda] using the following equation for the gain vector normalized for each snapshot:

제10도는 상기 제8도에 도시된 신호처리장치의 오차벡터 합성부(91)의 일실시예 세부구성도이다.FIG. 10 is a detailed block diagram of an embodiment of the error vector synthesizing unit 91 of the signal processing apparatus shown in FIG.

상기 오차벡터 합성부(91)는 상기 자기상관행렬발생부(96)에서 전술한 식(4)에 의거하여 매 스냅샷마다 갱신하는 자기상관 행렬값을 근거로해서, 현스냅샷에서의 이득벡터및 추정 최대고유치(λ)를 이용하여 오차벡터를 합성하는 것으로, 상기 자기상관행렬의 각 행의 각 요소와 이득벡터의 각 요소를 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈기들(982)과, 각 행에 연결되어 있는 곱셈기들(982)의 출력을 서로 더하는 자기상관 행렬의 행수만큼의 덧셈기들(983)과, 현재의 추정 최대고유치(λ)와 이득벡터의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈기들(981)과, 이 곱셈기들(981) 각각의 출력으로부터 상기 덧셈기(983)의 출력을 차례로 빼기 위한 다수의 덧셈기들(984)를 구비하고 있으며, 상기 오차벡터합성부(91)에서 합성하는 오차벡터(r)는 하기 수식에 의거하여 계산된다.The error vector synthesizing unit 91 based on the autocorrelation matrix value updated by the autocorrelation matrix generating unit every snapshot based on Equation (4) described above, and the gain vector in the current snapshot. And synthesizing the error vector using the estimated maximum intrinsic value (λ). A plurality of multipliers 982 for multiplying each element of each row of each element of the gain vector and the outputs of the multipliers 982 connected to each row, as many as the number of rows of the autocorrelation matrix. 983, a plurality of multipliers 981 for multiplying the current estimated maximum intrinsic lambda and each element of the gain vector, and then the output of the adder 983 from the output of each of these multipliers 981 A plurality of adders 984 for subtracting are included, and the error vector r synthesized by the error vector synthesizing unit 91 is calculated based on the following equation.

제11도는 상기 제8도에 도시된 신호처리장치의 적응이득 합성부(94)의 일실시예 세부구성도이다.FIG. 11 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the adaptive gain synthesizing unit 94 of the signal processing apparatus shown in FIG.

상기 적응이득(ρ) 합성부(94)는, 자기상관행렬의 각 행의 각 요소와 추적방향 벡터의 각 요소와의 곱을 위한 다수의 곱셈기들(261)과, 자기상관행렬의 각 행의 요소들과 추적방향 벡터이 요소들의 곱(상기 곱셈기들(261)의 출력)을 서로 더하기 위한 자기상관 행렬의 행수만큼의 덧셈기들(262)과, 상기 덧셈기들(262) 각각의 출력과 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 곱하기 위한 다수의 곱셈기들(263)과, 상기 곱셈기들(263)의 출력을 모두 더하는 덧셈기(265)와, 상기 덧셈기들(262) 각각의 출력과 추적방향 벡터의 각 요소의 복소공액을 곱하는 다수의 곱셈기들(264)과, 상기 곱셈기들(264)의 출력을 모두 더하는 덧셈기(266)와, 추적방향 벡터의 각 요소와 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 서로 곱하기 위한 다수의 곱셈기들(267)과, 상기 곱셈기들(267)의 출력을 모두 더하는 덧셈기(268)와, 추적방향 벡터의 각 요소와 그의 복소공액을 곱하는 다수의 곱셈기들(269)과, 상기 곱셈기들(269)와 출력을 모두 더하는 덧셈기(270)와, 상기 덧셈기(265, 266, 268, 270)의 출력값을 각각 입력받아 적응이득을 계산하는 적응이득 계산부(271)를 구비하고 있다.The adaptive gain (ρ) synthesis unit 94 includes a plurality of multipliers 261 for multiplying each element of each row of the autocorrelation matrix with each element of the tracking direction vector, and elements of each row of the autocorrelation matrix. And the tracking direction vector are equal to the number of rows of the autocorrelation matrix for adding the product of the elements (output of the multipliers 261) to each other, and the output and gain vector of each of the adders 262, respectively. A plurality of multipliers 263 for multiplying the complex conjugates of the elements, an adder 265 that adds all the outputs of the multipliers 263, and an output of each of the adders 262 and each element of the tracking direction vector. A plurality of multipliers 264 for multiplying complex conjugates, an adder 266 for adding up the outputs of the multipliers 264, and a multiplier for multiplying the complex conjugates of each element of the tracking direction vector and each element of the gain vector. Add both the multipliers 267 and the outputs of the multipliers 267 An adder 268, a plurality of multipliers 269 multiplying each element of the tracking direction vector and its complex conjugate, an adder 270 that adds all the multipliers 269 and an output, and the adder 265, An adaptive gain calculator 271 is provided which receives the output values of 266, 268, and 270, respectively, and calculates adaptive gain.

상기 적응이득 계산부(271)에서는, 상기 덧셈기(265)의 출력을 A, 상기 덧셈기(266)의 출력을 B, 상기 덧셈기(268)의 출력을 C, 그리고 상기 덧셈기(270)의 출력을 D라 할 때, 매 스냅샷마다 입력되는 상기 A, B, C, 및 D의 값을 이용하여, 다음의 수식에 의거해여 적응이득(ρ)을 산출해 낸다:The adaptive gain calculator 271 outputs the output of the adder 265, the output of the adder 266, the output of the adder 268, and the output of the adder 270. In this case, using the values of A, B, C, and D inputted at each snapshot, the adaptive gain ρ is calculated according to the following equation:

단, E = B·Re[C]-D·Re[A],Provided that E = BRe [C] -DRe [A],

F = B-λ·D,F = B-λ D,

G = Re[D]-λ·Re[C]G = Re [D] -λRe [C]

또한, 상기와 같이 A, B, C, D를 산출할 경우, 그 값은 다음과 같이 결정된다:In addition, when calculating A, B, C, and D as above, the value is determined as follows:

[제3실시예]Third Embodiment

본 실시예에서는, 전술한 제1실시예와 제2실시예의 장단점을 절층한 방식으로서 시스템의 복잡도면에서는 제1실시예보다 열세이나 제2실시예보다는 간략하며, 전체적인 성능면에서는 제2실시예보다 약간 열세이나 제1실시예보다는 우수한 결과를 창출하는 이득벡터를 계산해내는 신호처리장치를 소개한다.In this embodiment, the advantages and disadvantages of the first and second embodiments described above are layered, and in terms of the complexity of the system, it is inferior to the first embodiment but simpler than the second embodiment, and the second embodiment in terms of overall performance. We present a signal processing apparatus that calculates a gain vector that yields slightly less than, but superior to, the first embodiment.

제12도는 제3실시예에 따른 신호처리장치의 일실시예 구성블럭도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 전술한 제2실시예(제8도 참조)에서 자기상관행렬 발생부(96)를 행렬계산 근사부(136)로 대치한 것을 제외하면, 전술한 제2실시예의 신호처리장치와 동일한 구조를 갖는다.FIG. 12 is a block diagram of an embodiment of a signal processing apparatus according to a third embodiment. As shown in the drawing, the autocorrelation matrix generating unit 96 of the second embodiment (see FIG. 8) is described. Except for replacing with the matrix calculation approximation unit 136, it has the same structure as the signal processing apparatus of the second embodiment described above.

상기 행렬계산 근사부(136)에서는 자기상관행렬의 값을 직접 계산하는 대신에 매 스냅샷마다 자기상관행렬이 포함되는 두 개의 행렬연산을 벡터연산으로 근사시켜 수행하며 수행결과인 상기 감마벡터의 제타벡터를 최대고유치합성부(137)와 오차벡터합성부(131), 그리고 적응이득합성부(134)에 각각 출력한다. 따라서, 상기 최대고유치합성부(137), 오차벡터합성부(131), 적응이득합성부(134) 각각의 일입력이, 전술한 제2실시예에서와 같이 자기상관행렬 자체인 것이 아니라, 상기 벡터 연산으로 근사된 행렬연산의 결과 벡터(감마벡터와 제타벡터)인 것만 제외하면 각기능부의 입출력 및 전체적인 구조가 제8도에 도시된 제2실시예의 신호처리장치와 동일하다.In the matrix calculation approximation unit 136, instead of directly calculating the value of the autocorrelation matrix, two matrix operations including the autocorrelation matrix are approximated by a vector operation for each snapshot. The vector is output to the maximum intrinsic value combining unit 137, the error vector combining unit 131, and the adaptive gain combining unit 134, respectively. Accordingly, one input of each of the maximum intrinsic value synthesis unit 137, the error vector synthesis unit 131, and the adaptive gain synthesis unit 134 is not the autocorrelation matrix itself as in the above-described second embodiment. The input and output and the overall structure of each functional unit are the same as those of the signal processing apparatus of the second embodiment shown in FIG. 8 except that the resultant matrix operation is a vector (gamma vector and zeta vector).

그리고 상기한 바와 같이 구성 및 동작되는 본 발명의 제3실시예 신호처리 기술에 따르면, 종전의 경우보다 현저하게 개선된 적은 계산량「약 O(15N)의 계산량을 가지며, 이 때 ‘N’은 배열 안테나 소자수를 의미함」으로 매 스냅샷마다 이득벡터를 갱신함으로써, 상기 배열안테나의 각 안테나 소자에 유기되는 수신 신호벡터 요소들 각각에 대해, 상기한 바와 같은 방법으로 구한 복소이득벡터의 각 요소값이 가해지도록 하며, 궁극적으로는 매 스냅샷마다 최적의 빔패턴을 제공할 수 있게 된다.According to the third embodiment signal processing technique of the present invention, which is constructed and operated as described above, it has a calculation amount of "O (15N) which is significantly improved compared to the conventional case, where 'N' is an arrangement. Means the number of antenna elements. " By updating a value, each element value of the complex gain vector obtained by the method described above is applied to each of the received signal vector elements induced in each antenna element of the array antenna, and ultimately, optimal for every snapshot. It is possible to provide a beam pattern of.

제13도는 상기 제12도에 도시된 행렬계산 근사부(136)의 일실시예 세부구성을 보인 것이다. 도면에 도시된 바와같이 상기 행렬계산 근사부(136)는, 외부의 수신장치(7)로부터 인가되는 신호벡터의 각 요소에 외부의 내적계산장치(8)로부터 출력되는 출력값(y(t))의 복소공액을 각각 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1401)와, 이전 스냅샷에서의 감마벡터의 각 요소와 상기 망각인자(f)를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1403)와, 이전 스냅샷에서의 제타벡터의 각 요소와 상기 망각인자(f)를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1408)와, 상기 곱셈기(1408)와 출력과 상기 적응이득합성부(134)의 출력인 적응이득(ρ)을 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1410)와, 상기 곱셈기(1410)의 출력과 또다른 상기 곱셈기(1403)의 출력을 각각 더하기 위한 다수의 덧셈기(1404)와, 상기 덧셈기(1404)의 출력과 상기 곱셈기(1401)의 출력을 더하기 위한 다수의 덧셈기(1402)와, 상기 신호벡터의 각 요소의 복소공액과 상기 추적방향 벡터의 각요소를 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1405)와, 상기 다수의 곱셈기 출력을 모두 더하기 위한 덧셈기(1411)와, 상기 덧셈기(1411)의 출력에 상기 수신되는 신호벡터의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1406)와, 또다른 상기 곱셈기(1408)의 출력과 상기 스칼라(β)를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1409)와, 상기 곱셈기(1409)의 출력과 또다른 상기 곱셈기(1406)의 출력을 각각 더하기 위한 다수의 덧셈기(1407)들로 구성되어 있어, 상기 덧셈기(1402)의 출력을 감마벡터로하여 상기 최대고유치합성부(137)와 오차벡터합성부(131)로 출력하고, 상기 덧셈기(1407)의 출력을 제타벡터로하여 상기 적응이득합성부(134)로 출력한다.FIG. 13 shows a detailed configuration of an embodiment of the matrix calculation approximation unit 136 shown in FIG. As shown in the figure, the matrix calculation approximation unit 136 is a signal vector applied from an external receiver 7. A multiplier 1401 for multiplying each component of the complex conjugate of the output value y (t) output from the external dot product calculating device 8, and each element of the gamma vector in the previous snapshot and the forgetting A plurality of multipliers 1403 for multiplying the factor f, a plurality of multipliers 1408 for multiplying each element of the zetavector in the previous snapshot with the forgetting factor f, the multiplier 1408 and the output And a plurality of multipliers 1410 for multiplying the adaptive gain ρ, which is the output of the adaptive gain synthesis unit 134, and a number for adding the outputs of the multiplier 1410 and the output of another multiplier 1403, respectively. An adder 1404, a plurality of adders 1402 for adding the output of the adder 1404 and the output of the multiplier 1401, and the complex conjugate of each element of the signal vector and each element of the tracking direction vector. And a plurality of multipliers 1405 for multiplying by An adder 1411 for adding all outputs, and the received signal vector to the output of the adder 1411 A plurality of multipliers 1406 for multiplying each element of, another output of the multiplier 1408 and a multiplier 1409 for multiplying the scalar β, and another output of the multiplier 1409 It is composed of a plurality of adders (1407) for adding the output of the multiplier (1406), respectively, by using the output of the adder (1402) as a gamma vector, the maximum intrinsic synthesis unit 137 and the error vector synthesis unit 131 ) And the output of the adder 1407 is a zeta vector And output to the adaptive gain synthesis unit 134.

제14도는 상기 제12도에 도시된 최대고유치합성부(137)의 일실시예 세부구성을 보인 것이다. 도면에 도시된 바와 같이 상기 최대고유치합성부(137)는 제13도에 도시된 행렬계산부근사부(136)로부터 인가되는 감마벡터의 각 요소와 현 스냅샷에서의 이득벡터의 복소송액의 각 요소를 곱하는 다수의 곱셈기(1501)와, 상기 곱셈기의 출력을 더하기 위한 덧셈기(1502)로 구성되어 상기 덧셈기(1502)의 출력을 상기 최대고유치(λ)로 출력해 낸다.FIG. 14 shows a detailed configuration of one embodiment of the maximum intrinsic compound 137 shown in FIG. As shown in the figure, the maximum intrinsic synthesis unit 137 is a gamma vector applied from the matrix calculation unit approximation unit 136 shown in FIG. Each element of and the gain vector from the current snapshot And a multiplier 1501 for multiplying each element of the complex solution, and an adder 1502 for adding the output of the multiplier to output the output of the adder 1502 to the maximum intrinsic value?.

제15도는 상기 제12도에 도시된 오차벡터합성부(131)의 일실시예 세부구성을 보인 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 오차벡터합성부(1312)는 상기 최대고유치합성부(137)로부터 최대고유치(λ)를 받아 현스냅샷에서의 이득벡터의 각 요소와 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1601)와, 상기 곱셈기(1601)의 출력으로부터 상기 감마벡터의 각 요소를 빼기위한 감산기(1602)를 포함한다.FIG. 15 illustrates a detailed configuration of an error vector combining unit 131 shown in FIG. As shown in the figure, the error vector synthesizing unit 1312 receives the maximum intrinsic value λ from the maximum intrinsic synthesizing unit 137 and obtains a gain vector in the current snapshot. A plurality of multipliers 1601 for multiplying with each element of and the gamma vector from the output of the multiplier 1601 And a subtractor 1602 for subtracting each element of.

상기 제12도에 도시된 장치가 궁극적으로 수행하는 것은 다음의 조건을 만족하는 오차벡터이다.What the apparatus shown in FIG. 12 ultimately performs is an error vector satisfying the following condition.

단, λ는 상기 최대고유치합성부(137)의 출력, w는 현 스냅샷에서의 이득벡터, 는 상기 행렬계산 근사부의 두 개의 출력 중 하나인 감마벡터임.Is the output of the maximum intrinsic synthesis section 137, and w is the gain vector in the current snapshot. Is a gamma vector that is one of two outputs of the matrix approximation unit.

제16도는 상기 제12도에 도시된 신호처리장치의 적응이득 합성부(134)의 일실시예 세부구성도이다.FIG. 16 is a detailed block diagram of an embodiment of the adaptive gain synthesizing unit 134 of the signal processing apparatus shown in FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 적응이득 합성부(134)는, 상기 추적방향벡터의 각 요소들이 절대치 제곱을 구하기 위한 다수의 곱셈기(1704), 사이 곱셈기들(1704)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈기(1708), 상기 추적방향벡터의 각 요소와 상기 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1703), 상기 곱셈기들(1703)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈기(1707), 상기 제타벡터의 각 요소와 상기 이득벡터의 복소공액의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1701)과, 상기 곱셈기들(1701)의 출력을 더하기 위한 덧셈기(1705)와, 상기 제타벡터의 각 요소와 상기 추적방향벡터의 복소공액을 곱하는 다수의 곱셈기들(1702), 상기 곱셈기(1702)의 출력을 모두 더하는 덧셈기(1706)와, 상기 덧셈기들(1705, 1706, 1707, 및 1708)의 출력단에 연결된 적응이득 계산부(1709)를 포함한다.As shown in the figure, the adaptive gain synthesis unit 134, the tracking direction vector A plurality of multipliers 1704 for obtaining absolute squares, an adder 1708 for adding outputs of the multipliers 1704, and the tracking direction vector. A plurality of multipliers 1703 for sequentially multiplying the complex conjugates of each element of the gain vector with each other, an adder 1707 for adding outputs of the multipliers 1703, and the zeta vector Each element of and the gain vector A plurality of multipliers 1701 for multiplying each element of a complex conjugate of a multiplier, an adder 1705 for adding outputs of the multipliers 1701, and the zeta vector Each element of and the tracking direction vector An adaptive gain calculation unit connected to a plurality of multipliers 1702 multiplying complex conjugates of an adder, an adder 1706 that adds all the outputs of the multiplier 1702, and an output terminal of the adders 1705, 1706, 1707, and 1708. 1709.

그리고, 상기 덧셈기(1705)이 출력을 A라하고, 상기 덧셈기(1706)의 출력을 B라하고, 상기 덧셈기(1707)의 출력을 C라하고, 상기 덧셈기(1708)의 출력을 D라하면, 상기 적응이득 계산부(1709)에서는 적응이득 ρ을If the adder 1705 outputs A, the output of the adder 1706 is B, the output of the adder 1707 is C, and the output of the adder 1708 is D, The adaptive gain calculation unit 1709 calculates the adaptive gain ρ

와 같이 구한다. Obtain as

여기서, E = B·Re[C]-D·Re[A]Where E = BRe [C] -DRe [A]

F = B-λ·DF = B-λD

G = Re[A]-λ·Re[C]이며,G = Re [A] -λRe [C],

λ는 상기 최대고유치이고,λ is the maximum intrinsic value,

Re[·]는 복소수 “·”의 실수부(real part)를 의미함.Re [·] means the real part of the complex “·”.

또한, 상기와 같이 할 경우,In addition, if the above

이다. to be.

제17도는 상기 제1 내지 제3실시예에 따른 최적화된 복소이득값을 이용하는 본 발명의 신호처리기술을 배열안테나시스템에 적용하여 간섭 및 잡음을 최소화하는 방법을 설명하기 위한 개략도로서, 도면에서 1은 배열안테나, 7은 수신장치, 8은 내적계산장치, 9는 신호처리장치를 각각 나타낸 것이다.FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a method of minimizing interference and noise by applying the signal processing technique of the present invention using the optimized complex gain values according to the first to third embodiments to an array antenna system. Denotes an array antenna, 7 denotes a receiver, 8 denotes a dot product calculating device, and 9 denotes a signal processing device.

도면에 도시된 바와 같이, 본 신호 수신시스템은, 다수의 안테나소자들(11)을 구비하고 소정의 위치와 간격으로 배열되어 각 안테나소자에 유기되는 수신신호를 후단으로 인가하는 배열안테나(1)와, 상기 각 안테나소자에 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(x1…xN)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.As shown in the figure, the signal receiving system includes a plurality of antenna elements 11, arranged at predetermined positions and intervals, and arranged to apply a received signal to each antenna element at the rear end of the array antenna 1. And a receiving device (7) which synthesizes the signal vectors at every snapshot by performing processing necessary for receiving signals such as frequency low-transition, demodulation, etc. with respect to the signal vectors induced by the antenna elements and output from the array antenna (1). And a dot product calculating device 8 for synthesizing the output values y (t) of the array antennas by dot-in each element (x 1 ... X N ) of the signal vector output from the receiving device 7 and a gain vector of an appropriate value. ) And each element (x 1 ... X N ) of the signal vector output from the receiver 7 is processed using the output value y (t) of the dot product calculating device 8 to obtain an appropriate gain vector value ( w 1 ... w N ) is obtained and then provided to the dot product calculating device 8. The signal processing apparatus 9 is provided.

도면에 도시된 바와 같이, 배열안테나시스템은 수신장치(7), 신호처리장치(9), 및 내적계산장치(8)를 포함하고 있으며, 상기 수신장치(7)에서는 각 안테나소자(11)에 유기된 수신신호의 주파수를 저역으로 천이하고 복조등의 과정을 거쳐 수신신호벡터를 만들어낸다. 본 발명의 기술은 CDMA 신호환경에서 사용하는 경우에는 복조된 수신신호를 원하는 신호에 할당된 칩코드로 상관하는 상관기도 상기 수신장치(7)에 포함된다.As shown in the figure, the array antenna system includes a receiving device 7, a signal processing device 9, and an internal calculation device 8, in which each antenna element 11 is provided. Receives the received signal vector by shifting the frequency of the received received signal to the low range and undergoing a demodulation lamp. Create In the technique of the present invention, when used in a CDMA signal environment, a correlator for correlating a demodulated received signal with a chip code assigned to a desired signal is also included in the receiver 7.

그리고 상기 수신장치(7)에 출력된 수신신호는 신호처리장치(9)와 내적계산장치(8)로 제공된다. 또한 상기 신호처리장치(9)에서는 현재의 스냅샷에서 수신된 수신신호와 직전 스냅샷에서의 배열안테나 출력신호(y(t))를 이용하여 최적의 이득벡터를 산출해 낸다. 그리고 앞의 제1 내지 제3실시예에 의해 산출된 최적의 이득벡터는 상기 내적계산장치(8)로 보내지며, 상기 내적계산장치(8)가 현스냅샷에서의 수신 신호와 이득벡터를 상호 내적하여 수신출력값(y(t)을 산출한다.And the received signal output to the receiving device 7 Is provided to the signal processing device 9 and the dot product calculating device 8. In addition, the signal processing apparatus 9 receives the received signal from the current snapshot. Optimal Gain Vector Using Array Antenna Output Signal (y (t)) in Previous Snapshot Yields. And optimum gain vectors calculated by the first to third embodiments. Is sent to the dot product calculating device 8, and the dot product calculating device 8 receives the received signal at the current snapshot. And gain vector Are computed from each other to calculate the reception output value y (t).

본 발명의 신호처리장치(9)는, 앞에서 설명한 바와 같은 방법으로 매 스냅샷마다 수신신호에 대한 최적의 이득벡터를 산출하여 상기 내적계산장치(8)에 제공함으로써, 궁극적으로 배열안테나시스템이 최적의 빔패턴(원신호 방향으로는 최대의 이득을 가지며, 여타의 방향으로는 최소의 이득을 갖는 빔패턴을 말함)을 매 스냅샷마다 제공하여 간섭과 잡음의 영향을 최소화하도록 한다.The signal processing apparatus 9 of the present invention uses the method as described above to receive the received signal every snapshot. Optimal gain vector for By calculating and providing to the internal product calculating device 8, the array antenna system ultimately refers to an optimal beam pattern (a beam pattern having a maximum gain in the original signal direction and a minimum gain in other directions). Each snapshot is provided to minimize the effects of interference and noise.

[제4실시예]Fourth Embodiment

본 실시예에서는 원신호의 크기가 각각의 간섭신호보다 월등히 센 신호환경에서 원신호방향으로 이득을 최대화하기 위한 위상지연벡터를 구하여 제공하는 신호처리기술을 설명한다.In the present embodiment, a signal processing technique for obtaining and providing a phase delay vector for maximizing gain in the original signal direction in a signal environment where the magnitude of the original signal is much higher than that of each interference signal will be described.

제18도는 본 발명에 따른 신호처리장치의 제4실시예 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도로서, 도면에서 51은 오차벡터 합성부, 52는 스칼라 합성부, 53은 추적방향벡터 합성부, 54는 적응이득 합성부, 55는 위상지연벡터 갱신부를 각각 나타낸 것이다.18 is a block diagram schematically showing the configuration of a fourth embodiment of a signal processing apparatus according to the present invention, in which 51 is an error vector synthesis unit, 52 is a scalar synthesis unit, 53 is a tracking direction vector synthesis unit, and 54 is an adaptation. The gain combiner 55 denotes a phase delay vector update unit, respectively.

도면에 예시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 신호처리장치는, 매 스냅샷마다 배열안테나의 다수의 안테나 소자들에 유기되는 수신 신호벡터와, 수신출력값(y(t)) 및 직전스냅샷에서의 위상지연벡터가 입력되도록 연결되어 오차벡터를 산출하는 오차벡터 합성부(51)와, 상기오차벡터 합성부(51)의 일출력단에 연결되어 있으며 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라 값(β)을 합성하여 출력하는 스칼라 합성부(52)와, 상기 오차벡터 합성부(51)의 타출력단 및 상기 스칼라 합성부(52)의 출력단에 연결되어 있으며 추적방향벡터를 합성하여 출력하는 추적방향벡터 합성부(53)와, 상기 수신신호벡터, 수신출력값(y(t)), 상기 추적방향벡터, 및 직전스냅샷에서의 위상지연벡터를 각각 입력받아 매 스냅샷 마다의 적응이득(ρ)을구하여 출력하는 적응이득 합성부(54)와, 현스냅샷에서의 추적방향벡터및 적응이득값(ρ)을 각각 입력받아 위상지연벡터를 갱신하는 위상지연벡터 갱신부(55)를 포함한다.As illustrated in the drawing, the signal processing apparatus according to the present embodiment includes a received signal vector induced in a plurality of antenna elements of an array antenna every snapshot. And the received output value y (t) and the phase delay vector at the previous snapshot. Is connected so that the error vector Is connected to one output terminal of the error vector synthesizing unit 51 and the error vector synthesizing unit 51 and calculates an error vector. Is connected to a scalar synthesis unit 52 for synthesizing and outputting a scalar value β necessary for tracking direction vector synthesis, the other output terminal of the error vector synthesis unit 51, and an output terminal of the scalar synthesis unit 52; Tracking direction vector A tracking direction vector synthesizing unit 53 for synthesizing and outputting a signal; , Received output value y (t), the tracking direction vector Phase Delay Vectors in, and Previous Snapshots Are applied to obtain the adaptive gain (ρ) for each snapshot and output the adaptive gain synthesis unit (54), and the tracking direction vector in the current snapshot. And phase delay vector by inputting adaptive gain value (ρ), respectively It includes a phase delay vector update unit 55 for updating the.

상기 오차벡터 합성부(51)는 배열안테나의 다수의 안테나소자들(11)로 부터의 미지연 수신 신호벡터(x1(t)x2(t)…xN(t)), 위상지연벡터(φ1…φN), 및 수신출력값(y(t))을 입력받아 오차벡터(r1(t)…rN(t))를 합성하여 출력한다. 상기 스칼라 합성부(52)는 상기 오차벡터 합성부(51)로부터 오차벡터(r1(t)…rN(t))를 입력받아 스카라 값(β)를 합성하여 상기 추적방향벡터 합성부(53)로 제공한다. 상기 추적방향벡터 합성부(53)는 상기 오차벡터(r1(t)…rN(t)) 및 스칼라 값(β)을 입력받아 추적방향 벡터를 합성하여 출력한다. 상기 적응이득 합성부는 상기 다수의 안테나소자들(11)로부터의 상기 미지연 수신 신호벡터(x1(t)x2(t)…xN(t)), 상기 위상지연벡터(φ1…φN), 상기 수신출력값(y(t)), 및 상기 추적방향 벡터를 각각 입력받아 적응이득(ρ)를 합성하여 위상지연벡터 갱신부(55)에 제공한다. 그리고, 상기 위상지연벡터 갱신부(55)는 상기 추적방향벡터및 적응이득값(ρ)을 입력받아 위상지연벡터(φ1…φN)를 갱신하여 출력함으로써, 매 스냅샷마다 수신신호에 대한 최적의 위상지연벡터를 산출하여 제공함으로써, 궁극적으로 배열안테나시스템이 원신호 방향으로는 최대의 이득을 가지면서 여타의 방향으로는 최소의 이득을 갖는 최적의 빔패턴을 가지도록하여 간섭과 잡음의 영향을 최소화한다.The error vector synthesizing unit 51 is an undelayed received signal vector from the plurality of antenna elements 11 of the array antenna (x 1 (t) x 2 (t) ... x N (t)) and a phase delay vector. (phi 1 ... phi N ) and the reception output value y (t) are input, and the error vectors r 1 (t) ... r N (t) are synthesized and output. The scalar synthesis unit 52 receives an error vector r 1 (t) ... r N (t) from the error vector synthesis unit 51 and synthesizes a scalar value β to obtain the tracking direction vector synthesis unit ( 53). The tracking direction vector synthesizing unit 53 receives the error vector r 1 (t) ... r N (t) and a scalar value (β). Synthesize and output The adaptive gain synthesizing unit comprises the undelayed received signal vectors (x 1 (t) x 2 (t) ... x N (t)) from the plurality of antenna elements 11, and the phase delay vectors φ 1 ... N ), the received output value y (t), and the tracking direction vector Are input to the phase delay vector update unit 55 by synthesizing the adaptive gains p. In addition, the phase delay vector update unit 55 performs the tracking direction vector. And an adaptive gain (ρ) receives the phase delay vector (φ 1 ... φ N) the received signal, for each snapshot, by updating the outputs By calculating and providing an optimal phase delay vector for, ultimately, the array antenna system has an optimal beam pattern with the maximum gain in the original signal direction and the minimum gain in the other direction. Minimize the effects of noise.

제19도는 상기 제4실시예에 따른 신호처리장치의 오차벡터 합성부(51)의 일실시예 세부 구성을 보인 것이다.19 shows a detailed configuration of an error vector synthesizing unit 51 of the signal processing apparatus according to the fourth embodiment.

도면에 도시된 바와 같이 상기 오차벡터 합성부는, 매 스냅샷에서 상기 각 안테나소자(11)에 유기된 신호들을 상기 위상지연벡터에 의거하여 위상지연시킨 결과 벡터의 각요소의 값을 서로 더하여 얻은 상기 배열안테나의 수신출력값(y(t)을 제곱하는 곱셈기(511)와, 상기 각 안테나소자(11)에 유기된 신호로부터 얻은 신호벡터의 각 요소에 상기 배열안테나의 수신출력값(y(t))을 곱하는 다수의 곱셈기(512)들과, 상기 곱셈기(511)에 의해 제곱된 출력값을 상기 위상지연벡터의 각 요소값 만큼 위상지연시키는 다수의 위상 지연 소자(513)들과, 상기 다수의 위상 지연 소자(513)들을 통해 위상지연시켜 얻은 벡터 값으로 부터, 상기 곱셈기(512)들에 의해 곱해진 결과의 벡터값을 빼는 다수의 덧셈기(514)들을 포함하고 있으며, 상기 각 덧셈기(514)의 결과를 오차벡터의 각 요소의 값으로 결정한다.As shown in the drawing, the error vector synthesizing unit obtains the phase delayed signals based on the phase delay vectors of the signals induced in the antenna elements 11 at each snapshot, and adds the values of the elements of the vector to each other. A signal vector obtained from a multiplier 511 that squares the reception output value y (t) of the array antenna and the signals induced in the antenna elements 11 A plurality of multipliers 512 multiplying the received output values y (t) of the array antennas by the elements of the array antennas and phase delays of the output values squared by the multipliers 511 by each element value of the phase delay vector. A plurality of adders subtracting the vector value of the result multiplied by the multipliers 512 from the plurality of phase delay elements 513 and the vector value obtained by phase delaying through the plurality of phase delay elements 513. 514, and the result of each adder 514 is determined as the value of each element of the error vector.

상기 제19도에 제시된 오차벡터 합성부(51)는 수신된 실제의 신호값을 주파수 저역천이하지 않고 처리하는 장치이다. 상기 오차벡터 합성부(51)에서 궁극적으로 수행하고자 하는 것은, 하기 수식을 만족하는 오차벡터를 산출하는 것이다.The error vector synthesizing unit 51 shown in FIG. 19 is a device for processing the received actual signal value without the frequency low shift. Ultimately, the error vector synthesizer 51 intends to perform an error vector satisfying the following equation. To calculate.

다만, 앞에서 설명한 바와 같이 자기상관 행렬을 현재의 입력신호(순시치)만으로 계산하므로 제19도와 같이 간략히 구현될 수 있다. 따라서, 오차벡터는 위상지연벡터가 고유벡터의 위상으로 근접함에 따라서 그 크기가 영(zero)으로 수렴하게 된다.However, as described above, since the autocorrelation matrix is calculated using only the current input signal (instantaneous value), it can be simply implemented as shown in FIG. Therefore, the error vector Is the phase delay vector As is near to the phase of the eigenvector, its magnitude converges to zero.

제20도는 상기 제4실시예에 따른 신호처리장치의 스칼라 합성부(52)의 일실시예 세부구성도로서, 상기 스칼라 합성부(52)는, 현재 스냅샷에서의 오차벡터의 각 요소의 크기를 제곱하는 다수의 곱셈기(521)들과, 상기 오차벡터의 각 요소의 제곱값을 모두 더하는 덧셈기(522)와, 이전 스냅샷에서의 상기 덧셈기(522) 출력으로 현스냅샷에서의 상기 덧셈기(522) 출력을 나누는 나눗셈기(525)와, 상기 나눗셈기(525)의 결과출력에 음부호(-)를 가하는 부호 변환기(526)를 포함한다.20 is a detailed configuration diagram of an example of the scalar synthesis unit 52 of the signal processing apparatus according to the fourth embodiment, wherein the scalar synthesis unit 52 is the magnitude of each element of the error vector in the current snapshot. A multiplier 521 that squares s, an adder 522 that adds all squares of the elements of the error vector, and the adder 522 output from the previous snapshot to the adder in the current snapshot. 522) a divider 525 for dividing the output, and a sign converter 526 for applying a negative sign (-) to the result output of the divider 525.

추적방향 벡터갱신시 직전 스냅샷에서의 추적방향 벡터를 스칼라(β)배하여 현스냅샷에서의 2차 벡터에 더하므로써 추적방향 벡터를 산출해낸다.Tracking direction vector Tracking direction vector from previous snapshot on update Quadratic vector in the current snapshot by multiplying Tracking direction vector by adding to Yields.

상기한 바와 같이 스칼라값(β)을 합성하는 궁극적인 목적은, 매 스냅샷마다 산출되는 모든 추적방향 벡터들이 서로 자기 상관 행렬에 관하여 직교되도록 하는 스칼라(β)값을 계산하는 데에 있다. 따라서 스칼라(β)값이 정확히 계산되는 경우에 최적의 위상지연벡터를 최소한의 계산량으로 산출할 수 있게 된다.As described above, the ultimate goal of synthesizing the scalar value β is that all tracking direction vectors are calculated for each snapshot. It is to calculate a scalar value such that they are orthogonal to each other with respect to the autocorrelation matrix. Therefore, when the scalar value is accurately calculated, the optimal phase delay vector can be calculated with the minimum amount of computation.

제21도는 상기 제4실시예에 따른 신호처리장치의 추적방향벡터 합성부(53)의 일실시예 세부구성을 나타낸 것이다.21 shows a detailed configuration of an embodiment of the tracking direction vector synthesizing unit 53 of the signal processing apparatus according to the fourth embodiment.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 추적방향벡터 합성부(53)는 상기 오차벡터 합성부(51)의 각 오차벡터 요소(r1…rN) 출력단에 각각 일입력단이 연결되고 그 출력단으로 추적방향벡터(v1…vN)를 출력하는 다수의 덧셈기(531)와, 일입력단으로는 상기 덧셈기(531)를 통해 출력되는 상기 추적방향벡터의 각 요소에 대한 직전 스냅샷에서의 값을 입력받고 다른 한 입력단으로는 상기 스칼라값(β)을 입력받아 곱한 후 그 결과값을 상기 덧셈기(531)로 출력하는 다수의 곱셈기(532)를 구비하고 있다.As shown in the figure, the tracking direction vector synthesizing unit 53 has one input terminal connected to each of the error vector elements r 1 ..r N of the error vector synthesizing unit 51 and the tracking direction to the output terminal. A plurality of adders 531 for outputting a vector (v 1 ... v N ), and a value from a previous snapshot for each element of the tracking direction vector outputted through the adder 531 as one input terminal; The other input stage includes a plurality of multipliers 532 that receive and multiply the scalar value β and output the result to the adder 531.

그리하여, 최초의 스냅샷에서는 상기 오차벡터 합성부(51)로부터 출력되는 오차벡터를 추적방향벡터로 하고, 두번째 스냅샷 이후의 경우는 상기 곱셈기(532)를 이용하여 이전 스냅샷에서의 추적방향 상기 스칼라 값을 곱하고 나서, 상기 덧셈기(531)를 이용하여 상기 곱셈기(532)의 출력 값과 현재 스냅샷에서의 오차벡터를 더하여 얻은 결과를 각각 상기 추적방향 벡터로 합성하여 출력하는 것이다.Thus, in the first snapshot, the error vector output from the error vector synthesizing unit 51 is used as the tracking direction vector, and in the case after the second snapshot, the tracking direction of the previous snapshot is stored using the multiplier 532. After multiplying a scalar value, the result obtained by adding the output value of the multiplier 532 and the error vector in the current snapshot by using the adder 531 is synthesized into the tracking direction vector.

제22도는 상기 제4실시예에 따른 신호처리장치의 적응이득 합성부(54)의 일실시예 세부구성도이다.22 is a detailed block diagram of an embodiment of the adaptive gain synthesizing unit 54 of the signal processing apparatus according to the fourth embodiment.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 적응이득 합성부(54)는 상기 신호벡터의 각 요소와 상기 추적방향벡터의 각 요소들을 차례로 연결한 다수의 곱셈기(541b)와, 상기 추적방향벡터의 각 요소들을 제곱하기 위한 다수의 곱셈기(541a)와, 상기 추적방향벡터의 각 요소들의 제곱값들을 서로 더하기 위한 덧셈기(543a)와, 상기 추적방향벡터를 현스냅샷에서의 상기 위상지연벡터만큼 위상지연시키기 위한 다수의 위상지연소자(542)들과, 상기 위상지연된 추적방향벡터의 각 요소값들을 서로 더하기 위한 덧셈기(543b)와, 상기 다수의 곱셈기(541b)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈기(543c)와, 그 덧셈기(543c)의 출력을 제곱하기 위한 곱셈기(544)와, 현스냅샷에서의 배열안테나의 출력(y(t))과 상기 덧셈기(543c)의 출력을 곱하기 위한 곱셈기(545)와, 현스냅샷에서의 배열안테나 출력값(y(t))을 제곱하기 위한 곱셈기(546)와, 상기 덧셈기들(543a)(543b)과 상기 곱셈기들(544)(545)(546)의 출력단에 각각 연결된 적응이득 계산부(547)를 포함한다.As shown in the figure, the adaptive gain synthesizing unit 54 performs the signal vector. Each element of and the tracking direction vector A plurality of multipliers 541b connecting each element of the circuit in turn and the tracking direction vector; A multiplier 541a for squaring each element of and the tracking direction vector An adder 543a for adding squared values of the elements of each other to the tracking direction vector; The phase delay vector at the current snapshot A plurality of phase delay elements 542 and a phase delayed tracking direction vector for phase delaying by An adder 543b for adding each element value of the multiplier, an adder 543c for adding the outputs of the plurality of multipliers 541b, a multiplier 544 for squaring the output of the adder 543c, A multiplier 545 for multiplying the output of the array antenna (y (t)) in the current snapshot with the output of the adder 543c, and for squaring the array antenna output value (y (t)) in the current snapshot A multiplier 546, and an adaptive gain calculator 547 connected to the outputs of the adders 543a and 543b and the multipliers 544 and 545 and 546, respectively.

상기 덧셈기(543c)의 출력을 A라 하고, 상기 A와 상기 배열안테나의 수신출력값(y(t))을 상기 곱셈기(545) 출력을 B라하고, 상기 A값을 상기 곱셈기(544)로 제곱한 값을 C라하고, 상기 덧셈기(543b)의 출력을 D라하고, 상기 덧셈기(543a)의 출력을 E라하고, 상기 C와 D의 곱으로부터 상기 E와 B를 곱한 값을 뺀 것을 F라하고, 상기 E와 배열안테나 수신출력값의 제곱(y2(t))과의 곱을 상기 C로부터 뺀 결과를 G라하고, 상기 B로부터 상기 배열안테나 수신출력값의 제곱(y2(t))을 D와 곱한 결과를 뺀 것을 H라 할 때, 상기 적응이득 계산부(547)는 결론적으로, G의 제곱으로부터 F와 G 곱의 4배를 뺀 결과의 제곱근(squareroot)을 -G로부터 뺀 것을 다시 F의 2배로 나눈 결과값, 즉 하기 수식으로 표현되는 적응이득값(ρ)을 합성하여 출력한다:The output of the adder 543c is A, the A and the received output value y (t) of the array antenna are the multiplier 545 output B, and the A value is squared with the multiplier 544. One value is C, the output of the adder 543b is D, the output of the adder 543a is E, and the product of the product of C and D minus the value of E and B is F. The result of subtracting the product of E and the square of the array antenna reception output value (y 2 (t)) from C is G, and the square of the array antenna reception output value (y 2 (t)) from B is D. When H is subtracted from H, the adaptive gain calculation unit 547 concludes that the square root of the result of subtracting four times the product of F and G from G squared is subtracted from -G again. Synthesize and output the result of dividing by 2, that is, the adaptive gain (ρ) expressed by the following formula:

단, 여기서, F = CD-BE,Where F = CD-BE,

G = C-y2(t)E,G = Cy 2 (t) E,

H = B-y2(t)D임.H = By 2 (t) D.

제23도는 상기 제4실시예에 따른 신호처리장치의 위상지연벡터 갱신부(55)의 일실시예 세부구성도이다.23 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the phase delay vector update unit 55 of the signal processing apparatus according to the fourth embodiment.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 위상지연벡터 갱신부(55)는 상기 추적방향벡터의 각 요소(v1…vN) 출력단 마다, 상기해당 추적방향 벡터 요소(vi)에 상기 적응이득 합성부(54)로부터 출력되는 적응이득값(ρ)을 곱하는 곱셈기(551)와, 상기 수신신호의 캐리어주파수의 신호를 발생시키는 발진기(osc)의 출력신호를 직전 스냅샷에서의 위상지연벡터의 각 요소 만큼 위상지연시키기 위한 다수의 위상지연소자(552)와, 상기 곱셈기(551)의 출력과 상기 위상지연소자(552)의 출력을 더하기 위한 다수의 덧셈기(553)와, 상기 덧셈기(553)의 결과값으로부터 현스냅샷에서 사용될 각 요소의 위상지연을 산출하는 위상검출기(554)를 구비하고 있으며, 상기한 바와 같이 구성 및 동작되는 상기 위상지연벡터 갱신부(55)는 현스냅샷에서 수신되는 신호벡터의 각 요소를 직전스냅샷에서 갱신된 위상지연벡터(즉, 현스냅샷의 위상지연벡터를 의미함)의 각 요소만큼씩 위상지연시킨다.As shown in the figure, the phase delay vector updating unit 55 is the adaptive gain synthesizing unit corresponding to the corresponding tracking direction vector element v i for each output element of the tracking direction vector (v 1 ... V N ). A multiplier 551 for multiplying the adaptive gain value ρ output from 54 and the received signal Phase delay vector of the oscillator (osc) output signal which generates the signal of carrier frequency A plurality of phase delay elements 552 for phase-delaying each element of, a plurality of adders 553 for adding the output of the multiplier 551, and the output of the phase delay element 552, and the adder 553. And a phase detector 554 for calculating the phase delay of each element to be used in the current snapshot from the result value of. The phase delay vector updating unit 55 constructed and operated as described above is configured to be used in the current snapshot. Received signal vector Each element of is delayed by each element of the updated phase delay vector (ie, the phase delay vector of the current snapshot) from the previous snapshot.

제24도는 상기 제4실시예에 따른 신호처리장치의 위상지연벡터 갱신부(55)에 대한 다른 실시예의 세부 구성도로서, 상기 제23도에 도시된 위상지연벡터 갱신부의 각 요소에 대한 구성에, 부가적으로 정규화된 위상지연 벡터값의 출력을 위한 소자들을 각각 더 구비시킨 것이다.24 is a detailed configuration diagram of another embodiment of the phase delay vector update unit 55 of the signal processing apparatus according to the fourth embodiment, and is shown in FIG. 23 in the configuration of each element of the phase delay vector update unit shown in FIG. In addition, each device is further equipped with an output of a normalized phase delay vector value.

본 실시예에 따른 위상지연벡터 갱신부(55)는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 추적방향 벡터의 각 요소(v1…vN) 출력단 마다, 곱셈기(551), 위상지연소자(552), 덧셈기(553), 및 위상검출기(554)를 구비시킨 구성에, 매 스냅샷마다 상기 위상검출기(554)에서 계산된 상기 위상지연벡터의 첫번째 요소(φ1)와 최후요소(φN)의 크기를 비교하여 크기가 작은 요소를 선택하는 선택소자(555)와, 상기 위상검출기(554)의 출력값에서 상기 선택소자(555)에 의해 선택된 값을 빼고나서 출력하는 덧셈기(556)를 각각 부가적으로 구비시킨 것이다.As the phase delay vector update unit 55 according to this embodiment is shown in the figure, each element (v 1 ... v N) output of the tracking direction vector, a multiplier 551, the phase delay elements 552, The size of the first element φ 1 and the last element φ N of the phase delay vector calculated by the phase detector 554 in each snapshot having the adder 553 and the phase detector 554. In addition, the selection element 555 for selecting an element having a small size by comparing with and the adder 556 for subtracting and outputting the value selected by the selection element 555 from the output value of the phase detector 554, respectively. It is equipped.

상기한 바와 같이 구성되는 상기 위상지연벡터 갱신부(55)는 위상지연값을 산출함에 있어서, 상기 배열안테나의 기준안테나소자에 가해지는 위상지연값은 0으로 하고, 그 이후의 모든 안테나소자에 가해지는 위상지연값은 영수가 되도록 하기 위하여, 매 스냅샷마다 상기 위상검출기(554)에서 계산되는 상기 위상지연벡터의 첫번째 요소(φ1)와 최후 요소(φN)의 크기를 비교하여 크기가 비교하여 크기가 작은 요소를 선택한 후 상기 각 위상검출기(554)의 출력값에서 빼서 얻은 값을 정규화된 위상지연벡터의 값으로 출력하는 것이다.The phase delay vector update unit 55 configured as described above has a phase delay value applied to the reference antenna element of the array antenna to be 0 in calculating the phase delay value, and is applied to all subsequent antenna elements. In order to make the phase delay value to be zero, the magnitude is compared by comparing the magnitudes of the first element φ 1 and the last element φ N of the phase delay vector calculated by the phase detector 554 at every snapshot. By selecting a small element, the value obtained by subtracting the output value of each phase detector 554 is output as a normalized phase delay vector.

참고적으로, 상기 “기준안테나”는 수신모드에서는 가장 늦은 위상의 신호가 유기되는 안테나 소자이고, 송신모드에서는 가장위상이 빠른 신호를 방출하는 안테나소자이다. 즉 이것을 물리적으로 설명한다면 통신하고자하는 상대방으로부터 거리가 가장 먼 쪽의 안테나이다(송수신 모두).For reference, the "reference antenna" is an antenna element in which a signal of the latest phase is induced in a reception mode, and an antenna element emitting a signal having the fastest phase in a transmission mode. In other words, if this is physically explained, the antenna is farthest from the other party to communicate with (both transmitting and receiving).

제25도는 상기 제4실시예에 따른 최적화된 위상지연값을 이용하는 본 발명의 신호처리기술을 배열안테나시스템에 적용하여 간섭 및 잡음을 최소화하는 방법을 설명하기 위한 개략도로서, 도면에서 1은 배열안테나, 2는 위상 지연장치, 3은 지연신호 가산장치, 5는 신호처리장치를 각각 나타낸 것이다.25 is a schematic diagram illustrating a method of minimizing interference and noise by applying the signal processing technique of the present invention using an optimized phase delay value according to the fourth embodiment to an array antenna system, in which 1 is an array antenna. 2 denotes a phase delay device, 3 denotes a delay signal adding device, and 5 denotes a signal processing device.

도면에 도시된 배열안테나시스템은, 다수의 안테나소자들(11)을 구비하고 소정의 위치와 간격으로 배열되어 수신신호를 입력받아 후단의 위상지연장치(2) 및 신호처리장치(5)에 제공하는 배열안테나(1)와, 상기 배열안테나(1)로부터 신호를 입력받아 상기 각 안테나소자에 유기된 신호를 원하는 만큼 위상지연 시키는 다수의 위상자연소자들(21)을 구비한 위상지연장치(2)와, 상기 위상지연장치(2)를 통하여 각기 적절하게 위상지연된 각각의 신호들을 서로 더하기 상기 배열안테나의 출력값을 산출해 내는 지연신호 가산장치(3)와, 상기 배열안테나(1)에서 얻어진 신호벡터를 처리하여 적절한 위상지연값을 상기 위상지연장치(2)에 제공하는 신호처리장치(5)를 포함한다.The array antenna system shown in the figure is provided with a plurality of antenna elements 11 and arranged at predetermined positions and intervals to receive the received signals and provide them to the phase delay device 2 and the signal processing device 5 at the rear stage. A phase delay device 2 comprising a plurality of phase natural elements 21 for receiving a signal from the array antenna 1 and a plurality of phase natural elements 21 for phase-delaying a signal induced in each antenna element as desired. ), A delay signal adder 3 which calculates an output value of the array antenna by adding each of the signals which are appropriately phase delayed through the phase delay unit 2, and the signal obtained by the array antenna 1; And a signal processing device 5 for processing the vector to provide an appropriate phase delay value to the phase delay device 2.

그리고, 원하는 신호의 방향으로 최대의 이득을 제공하는 빔패턴을 형성하기 위한 위상지연벡터를 산출하여 수신신호에 가함으로써, 원신호와 간섭신호의 크기 차이를 더욱 크게 하여 잡음 및 간섭의 영향을 최소화할 수 있다. 특히, 상기한 바와 같이 제18도의 신호처리장치를 이용한 수신시스템은 신호환경 자체가 간섭신호가 원하는 신호보다 현저히 큰 경우에 매우 적합하다.In addition, by calculating a phase delay vector for forming a beam pattern that provides the maximum gain in the direction of the desired signal and adding it to the received signal, the difference between the original signal and the interference signal is further increased to minimize the effects of noise and interference. can do. In particular, the reception system using the signal processing apparatus of FIG. 18 as described above is very suitable when the signal environment itself is significantly larger than the desired signal.

전술한 제1 내지 제4실시예에서 소개된 바와 같이, 이상적인 빔패턴을 제공하는 본 발명의 신호처리장치를 이동통신 시스팀의 기지국에 구비시킬 경우, 통신용량의 증대 및 통신품질의 개선과 함께 기지국내의 모든 단말기의 벳터리 수명을 대폭 증대시킬 수 있다. 즉, 기지국에서는 통신하고자하는 가입자의 방향으로만 주빔(main lobe)을 설정하므로서 이동단말기의 송신전력으르 대폭 낮추어도 원활한 통신을 수행할 수 있게 된다.As introduced in the first to fourth embodiments described above, when the signal processing apparatus of the present invention that provides an ideal beam pattern is provided in a base station of a mobile communication system, it is possible to increase the communication capacity and improve the communication quality. The battery life of all domestic terminals can be greatly increased. That is, the base station sets the main lobe only in the direction of the subscriber to communicate with, thus enabling smooth communication even if the transmission power of the mobile terminal is significantly lowered.

본 발명에서 적용되는 신호처리장치 및 그 방법에 대한 각 기능부의 명칭(예컨대, 행렬벡터 근사부, 최대고유치 합성부, 등)과, 상기 각 기능부에서 합성되는 각각의 신호들의 명칭(예컨대, 제타벡터, 감마벡터, 오차벡터, 추적방향벡터, 등)은 그 설명의 편의상 명명된 것에 불과하며, 실질적으로 동일한 기능부나 신호들이 그와 다른 명칭으로 표현될 수도 있음은 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 자명하다.Names of the functional units (e.g., matrix vector approximation unit, maximum intrinsic synthesizing unit, etc.) for the signal processing apparatus and method applied in the present invention, and names of the respective signals synthesized in the respective functional units (e.g., zeta Vectors, gamma vectors, error vectors, tracking direction vectors, etc.) are merely named for convenience of description, and it is common knowledge in the art that substantially the same functional units or signals may be represented by different names. Self-explanatory

또한, 본 발명은 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 이는 설명을 위한 것이지 본 발명의 기술사상을 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위내에서 다양한 치환 또는 변형이 가능함은 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 자명하다.In addition, the present invention has been described in detail according to a preferred embodiment, but this is for the purpose of description, not limiting the technical spirit of the present invention, various substitutions or modifications are possible within the scope of the technical spirit of the present invention It is obvious to those skilled in the art.

전술한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the present invention has the following effects.

우선, 배열안테나시스템에서 빔패턴을 매 스냅샷마다 조정하여 이상적인 빔패턴(원신호 방향으로는 최대의 이득, 여타의 방향으로는 최소의 이득을 갖는 빔패턴을 말함)을 제공함으로써 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 현저히 줄일뿐만 아니라 그 기능을 종전의 방식보다 훨씬 간단화된 계산과정을 통해 구현하여 실제로 시변환적인 통신분야 등에 용이하게 적용할 수 있도록 함으로써 통신품질 및 가입자 수용능력을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.First, in the array antenna system, the beam pattern is adjusted every snapshot to provide an ideal beam pattern (that is, a beam pattern having a maximum gain in the original signal direction and a minimum gain in the other direction) to minimize interference. In addition to significantly reducing the effects of noise, the function can be implemented through a much simpler calculation process than the conventional method, so that it can be easily applied to the field of time-converted communication, thereby improving communication quality and subscriber capacity. It is effective.

Claims (51)

배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리장치에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템에 구비된 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터와 상기 배열안테나시스템의 직전 스냅샷 출력값과 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 계산하는 오차벡터 합성수단; 상기 오차벡터 합성수단으로부터 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라값을 합성하여 출력하는 스칼라 합성수단; 상기 오차벡터 및 상기 스칼라값을 입력받아 추적방향 벡터를 합성하는 추적벡터 합성수단; 상기 신호벡터, 상기 추적방향 벡터, 상기 직전스냅샷 출력값, 및 상기 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하여 출력하는 적응이득 합성수단; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득 값을 각각 입력받아 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신수단을 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.A signal processing apparatus for providing a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, comprising: a signal vector induced in a plurality of array antenna elements provided in the array antenna system at each snapshot; Error vector synthesizing means for calculating an error vector by receiving the previous snapshot output value of the array antenna system and the gain vector value of the current snapshot; Scalar synthesizing means for receiving an error vector from the error vector synthesizing means and synthesizing and outputting a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; Tracking vector synthesizing means for synthesizing a tracking direction vector by receiving the error vector and the scalar value; Adaptive gain synthesizing means for receiving the signal vector, the tracking direction vector, the previous snapshot output value, and the gain vector value of the current snapshot to obtain an adaptive gain; And gain vector updating means for receiving the tracking direction vector and the adaptive gain value, respectively, and updating the gain vector, wherein the gain vector value is a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. And a eigenvector value corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix obtained from the signal processing device. 제1항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the gain vector value is determined by a value of an eigenvector corresponding to a maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. 제1항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 상수배한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue of claim 1, wherein the gain vector value is configured to apply only a local change without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing device characterized in that the vector is determined by a constant multiple. 제1항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 그 크기가 1이 되도록 정규화(normalization)한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue of claim 1, wherein the gain vector value is configured to apply only a local change without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing apparatus characterized in that the vector is set to a value normalized to have a size of 1. 제1항에 있어서, 상기 자기상관행렬은, 하기 식과 같이 직전스냅샷에서의 자기상관행렬에 크기가 0에서 1 사이의 어느 한 값을 갖는 망각인자를 곱한 값에, 현스냅샷에서의 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호에 대한 신호벡터로부터 얻어진 신호행렬을 더한 것임을 특징으로 하는 신호처리장치.2. The autocorrelation matrix of claim 1, wherein the autocorrelation matrix is obtained by multiplying the autocorrelation matrix of the previous snapshot by the forgetting factor having any one value between 0 and 1, as shown in the following equation. And a signal matrix obtained from the signal vector for the signal induced by the antenna element. (단,는 J+1번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고,는 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자이고, TS는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam) 연산자임).(only, Is the autocorrelation matrix of the J + 1th snapshot, Is the autocorrelation matrix of the Jth snapshot, f is the forgetting factor taking values between 0 and 1, T S is the snapshot period, and the superscript H is the Hermitiam operator. 제1항에 있어서, 상기 이득벡터는, 최초 스냅샷에서는 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들간의 위상 차이를 없애기 위하여, 기준안테나 소자에 유기된 신호에는 변화를 가하지 않고, 여타의 안테나 소자에 유기된 신호들에 대하여는 차후위상을 갖는 인접한 안테나 소자와의 위상차만큼 위상지연을 가하도록 상기 이득벡터의 값을 정하고, 두번째 스냅샷부터는 직전스냅샷에서의 이득벡터를 갱신하여 구하되, 매 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬과 상기 이득벡터로 정의되는 레일리 쿼션트(Rayleigh quotient)가 최대가 되게 갱신하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.2. The gain vector of claim 1, wherein the gain vector does not change the signal induced in the reference antenna element in order to eliminate the phase difference between the signals induced in the antenna elements in the first snapshot, The gain vector is determined by applying a phase delay to a phase difference with an adjacent antenna element having a later phase, and is obtained by updating the gain vector from the previous snapshot from the second snapshot, in each snapshot. And obtaining and updating a Rayleigh quotient defined by the autocorrelation matrix and the gain vector. 제1항에 있어서, (a) 상기 오차벡터 합성수단은 상기 배열안테나시스템의 직전스냅샷 출력값을 제곱하기 위한 곱셈수단(911); 현스냅샷의 수신 신호벡터에 상기 직전스냅샷 출력값을 내적시키기위한 다수의 곱셈수단(912); 상기 곱셈수단의 출력값을 이득벡터의 각 요소와 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(913); 및 상기 수신 신호벡터의 각 요소에 할당된 곱셈수단(912)의 각 출력값을 상기 이득벡터의 각 요소에 할당된 곱셈수단(913)의 해당 요소 출력값에서 빼기 위한 다수의 감산수단(914)를 포함하고, (b) 상기 적응이득 합성수단은 상기 수신 신호벡터의 각 요소를 복소공액하여 상기 추적방향벡터의 각 요소들과 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(941); 상기 다수의 곱셈수단(941)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈수단(946); 상기 추적방향벡터의 각 요소들의 절대치 제곱을 구하기 위한 다수의 곱셈수단(942); 상기 곱셈수단들(942)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈수단(945); 상기 추적방향벡터의 각 요소와 상기 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(943); 상기 곱셈수단들(943)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈수단(944); 상기 덧셈수단(946)의 출력을 제곱하기 위한 곱셈수단(949); 상기 직접스냅샷 출력값과 상기 덧셉수단(946)의 출력을 곱하기 위한 곱셈수단(947); 상기 직접스냅샷 출력값에 대한 절대치 제곱을 구하기 위한 곱셈수단(948); 및 상기 덧셈수단(944, 945) 및 곱셈수단(947, 948, 949)의 출력단에 각각 연결된 적응이득 계산수단(950)을 포함하고, (c) 상기 이득벡터 갱신수단은 현스냅샷에서의 추적방향 벡터와 적응이득값을 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(951); 및 직전스냅샷에서의 이득벡터와 상기 각 곱셈수단(951)의 출력값을 더하기 위한 다수의 덧셈수단(952)을 포함하고, (d) 상기 스칼라 합성수단은 상기 오차벡터의 각 요소의 절대치를 제곱하기 위한 다수의 곱셈수단(921); 상기 곱셈수단들(921)의 출력을 서로 더하기 위한 덧셈수단(922); 직전스냅샷에서의 상기 덧셈수단(922)의 출력으로 현스냅샷에서의 상기 덧셈수단(922) 출력을 나누는 나눗셈수단(923); 및 상기 나눗셈수단(923)의 출력에 음부호(-)를 가하는 부호변환수단(924)을 포함하는 신호처리장치.2. The apparatus of claim 1, wherein (a) the error vector synthesizing means comprises: multiplication means (911) for squaring a previous snapshot output value of the array antenna system; A plurality of multiplication means (912) for internalizing the previous snapshot output value in the received signal vector of the current snapshot; A plurality of multiplication means (913) for multiplying the output value of the multiplication means with each element of a gain vector; And a plurality of subtraction means 914 for subtracting each output value of the multiplication means 912 assigned to each element of the received signal vector from the corresponding element output value of the multiplication means 913 assigned to each element of the gain vector. And (b) said adaptive gain synthesizing means comprises: a plurality of multiplication means (941) for complexly conjugating each element of said received signal vector with each element of said tracking direction vector; Addition means (946) for adding the outputs of the plurality of multiplication means (941) to each other; A plurality of multiplication means (942) for obtaining an absolute value square of each element of the tracking direction vector; Addition means (945) for adding the outputs of the multiplication means (942) to each other; A plurality of multiplication means (943) for multiplying the complex conjugates of each element of the tracking direction vector and each element of the gain vector; Addition means (944) for adding the outputs of the multiplication means (943) to each other; Multiplication means (949) for squaring the output of said addition means (946); Multiplication means (947) for multiplying the direct snapshot output value with the output of the overlay means (946); Multiplication means (948) for obtaining an absolute square of the direct snapshot output value; And adaptive gain calculation means 950 connected to the output ends of the addition means 944, 945 and multiplication means 947, 948, 949, respectively (c) the gain vector updating means being tracked in the current snapshot. A plurality of multiplication means 951 for multiplying the direction vector and the adaptive gain value; And a plurality of addition means 952 for adding the gain vector in the previous snapshot and the output value of each multiplication means 951, wherein (d) the scalar synthesis means is squared with the absolute value of each element of the error vector. A plurality of multiplication means 921 for performing; Addition means (922) for adding the outputs of the multiplication means (921) to each other; Division means (923) for dividing the output of the addition means (922) in the current snapshot by the output of the addition means (922) in the previous snapshot; And code conversion means (924) for applying a negative sign (−) to the output of the division means (923). 제7항에 있어서, 상기 수신 신호벡터와 상기 추적방향벡터를 내적한 결과(상기 덧셈수단(946) 출력임)를 A라 하고, 상기 A와 상기 배열안테나시스템의 직전출력값을 곱한 결과(상기 곱셈수단(947)의 출력임)를 B라하고, 상기 A의 제곱(상기 곱셈수단(949)의 출력임)을 C라 하고, 상기 이득벡터와 추적방향벡터를 내적한 결과(상기 덧셈수단(944)의 출력임)를 D라하고, 상기 추적방향벡터와 그 자신의 내적(상기 덧셈수단(945)의 출력임)을 E라 할 때, 상기 적응이득 계산수단(950)에서는 하기 식에 따라 적응이득(ρ)을 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The result of multiplying the received signal vector and the tracking direction vector (the output of the addition means 946) is A, and the result of multiplying A by the previous output value of the array antenna system (the multiplication). The output of the means 947 is B, the square of A (the output of the multiplication means 949) is C, and the gain vector and the tracking direction vector are internalized (the addition means 944). ), And the tracking direction vector and its own inner product (which is the output of the addition means 945) are E, and the adaptive gain calculating means 950 adapts according to the following equation. A signal processing apparatus characterized by obtaining a gain (ρ). (단, F = C·Re[D]-B·Re[E], G = C-|y(t)|2E, H = Re[B]-|y(t)|2·Re[D], Re[·]는 복소수 “·”의 실수부(real part임).(Where, F = C · Re [D ] -B · Re [E], G = C- | y (t) | 2 E, H = Re [B] - | y (t) | 2 · Re [D ], Re [·] is the real part of the complex “·”. 제7항에 있어서, 상기 이득벡터 갱신수단은, 상기 다수의 덧셈수단(952)의 각 출력값들을, 기준안테나 소자에 연결된 덧셈수단(952) 출력값의 N제곱근배(배, 여기서 N은 배열안테나시스템의 배열안테나 소자수임)로 모두 나누는 다수의 나눗셈수단(953)을 더 포함하는 신호처리장치.8. The gain vector updating means according to claim 7, wherein each gain value of the plurality of adding means (952) is multiplied by N square root of the output value of the adding means (952) connected to a reference antenna element. Wherein N is a plurality of dividing means (953) all divided by the array antenna element of the array antenna system. 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리장치에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템에 구비된 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터에 대한 자기상관행렬을 계산하여 출력하기 위한 자기상관행렬 발생 수단; 현스냅샷에서의 자기상관행렬의 최대 고유치를 추정하기 위한 최대 고유치 합성 수단; 상기 자기상관행렬과, 상기 최대 고유치와, 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 합성하는 오차벡터 합성 수단; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라 값을 합성하는 스칼라 합성 수단; 상기 오차벡터 및 스칼라 값을 입력받아 추적방향벡터를 합성하는 추적방향벡터 합성 수단; 상기 자기상관행렬, 상기 추적방향벡터, 현스냅샷에서의 최대고유치 및 상기 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하는 적응이득 합성 수단; 및 상기 추적방향벡터 및 상기적응이득값을 각각 입력받아 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신 수단을 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.A signal processing apparatus that provides a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, wherein each snapshot is applied to signal vectors induced in a plurality of array antenna elements provided in the array antenna system. Autocorrelation matrix generating means for calculating and outputting an autocorrelation matrix for the output; Maximum eigenvalue synthesis means for estimating the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix at the current snapshot; Error vector synthesizing means for inputting the autocorrelation matrix, the maximum eigenvalue, and a gain vector value in the current snapshot to synthesize an error vector; Scalar synthesizing means for receiving the error vector and synthesizing a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; Tracking direction vector synthesizing means for receiving the error vector and the scalar value and synthesizing the tracking direction vector; Adaptive gain synthesizing means for obtaining adaptive gain by receiving the autocorrelation matrix, the tracking direction vector, the maximum intrinsic value in the current snapshot and the gain vector value, respectively; And gain vector updating means for receiving the tracking direction vector and the adaptive gain value, respectively, and updating the gain vector, wherein the gain vector value is a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. And a eigenvector value corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix obtained from the signal processing device. 제10항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The signal processing apparatus according to claim 10, wherein the gain vector value is determined by a value of an eigenvector corresponding to a maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. 제10항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 상수배한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue of claim 10, wherein the gain vector value is configured to apply only a local change without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing device characterized in that the vector is determined by a constant multiple. 제10항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 그 크기가 1이 되도록 정규화한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue of claim 10, wherein the gain vector value is configured to apply only a local change without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing device characterized in that the vector is set to a value normalized to have a size of 1. 제10항에 있어서, 상기 자기상관행렬은, 직전스냅샷에서의 상기 자기상관행렬에 크기가 0에서 1 사이의 어느 한 값을 갖는 망각인자를 곱한 값에, 현스냅샷에서의 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호에 대한 신호벡터로부터 얻어진 신호행렬을 더하여 하기식과 같이 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The antenna element of claim 10, wherein the autocorrelation matrix is obtained by multiplying the autocorrelation matrix in a previous snapshot by a forgetting factor having any value between 0 and 1. And a signal matrix obtained from a signal vector with respect to the induced signal to obtain the following equation. (단,는 J+1번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고,는 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자이고, TS는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam) 연산자임).(only, Is the autocorrelation matrix of the J + 1th snapshot, Is the autocorrelation matrix of the Jth snapshot, f is the forgetting factor taking values between 0 and 1, T S is the snapshot period, and the superscript H is the Hermitiam operator. 제10항에 있어서, 상기 이득벡터는, 최초 스냅샷에서는 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들간의 위상 차이를 없애기 위하여 기준안테나 소자에 유기된 신호에는 변화를 가하지 않고, 여타의 안테나 소자에 유기된 신호들에 대하여는 차후위상을 갖는 인접한 안테나 소자와의 위상차만큼 위상지연을 가하도록 상기 이득벡터의 값을 정하고, 두번째 스냅샷부터는 직전스냅샷에서의 이득벡터를 갱신하여 구하되, 매 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬과 상기 이득벡터로 정의되는 레일리 쿼션트(Rayleigh quotient)가 최대가 되도록 갱신하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The method of claim 10, wherein the gain vector is not changed to the signal induced in the reference antenna element in order to eliminate the phase difference between the signals induced in each antenna element in the first snapshot, and the gain vector is induced in other antenna elements. For the signals, the value of the gain vector is determined so as to apply a phase delay by a phase difference with an adjacent antenna element having a later phase, and the second snapshot is obtained by updating the gain vector in the previous snapshot, And updating to obtain a maximum Rayleigh quotient defined by the autocorrelation matrix and the gain vector. 제10항에 있어서, (a) 상기 오차벡터 합성수단은 상기 자기상관행렬의 각 행의 각 요소와 이득벡터의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(982); 상기 곱셈수단(982)의 출력을 서로 더하기 위해 상기 자기상관행렬의 각 행마다 구비되는 다수의 덧셈수단(983); 현재의 추정 최대고유치와 이득벡터의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(981); 및 상기 자기상관행렬의 각 행에 대해 구비된 상기 곱셈수단(981)의 각 출력으로부터 그에 상응하게 구비된 상기 다수의 덧셈수단(983)의 출력을 차례로 빼기 위한 다수의 덧셈수단(984)을 포함하고, (b) 최대고유치 합성수단은 상기 자기상관행렬의 각 행의 각 요소와 현스냅샷에서의 이득벡터의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(992); 상기 자기상관행렬의 동일행에 대해 각각 구비된 상기 다수의 곱셈수단(992)의 출력을 각각 더하여 출력하는 다수의 덧셈수단(993); 상기 덧셈수단(993)의 출력과 동일행의 이득벡터 요소의 복소공액을 곱하여 출력하는 다수의 곱셈수단(994); 및 각행에 대하여 하나씩 구비되는 상기 곱셈수단(994)의 출력들을 모두 더한 값을 현재의 추정 최대고유치로 출력하는 덧셈수단(995)을 포함하며, (c) 상기 적응이득 합성수단은 상기 자기상관행렬의 각 행의 각 요소와 추적방향벡터의 각 요소와의 곱을 위한 다수의 곱셈수단(261); 상기 자기상관행렬의 각 행의 요소들과 추적방향벡터의 요소들의 곱을 서로 더하기 위해 상기 각 행마다 구비된 덧셈수단(262); 상기 덧셈수단(262) 각각의 출력과 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(263); 상기 곱셈수단(263)의 출력을 모두 더하기 위한 덧셈수단(265); 상기 덧셈수단(262) 각각의 출력과 상기 추적방향벡터의 각 요소의 복소공액을 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(264); 상기 다수의 곱셈수단(264)의 출력을 모두 더하기 위한 덧셈수단(266); 상기 추적방향 벡터의 각 요소와 상기 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 서로 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(267); 상기 곱셈수단(267)의 출력을 모두 더하기 위한 덧셈수단(268); 상기 추적방향 벡터의 각 요소와 그의 복소공액을 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(269); 상기 곱셈수단(269)의 출력을 모두 더하기 위한 덧셈수단(270); 및 상기 덧셈수단들(265, 266, 268, 270)의 출력을 입력으로 하여 적응이득을 계산하는 적응이득 계산수단(271)을 포함하는 신호처리장치.11. The apparatus of claim 10, wherein (a) said error vector synthesizing means comprises: a plurality of multiplication means (982) for multiplying each element of each row of said autocorrelation matrix with each element of a gain vector; A plurality of addition means (983) provided for each row of the autocorrelation matrix to add the outputs of the multiplication means (982) to each other; A plurality of multiplication means 981 for multiplying each element of the current estimated maximum intrinsic value and the gain vector; And a plurality of addition means 984 for sequentially subtracting the outputs of the plurality of addition means 983 provided correspondingly from each output of the multiplication means 981 provided for each row of the autocorrelation matrix. And (b) a maximum intrinsic synthesis means comprising: a plurality of multiplication means (992) for multiplying each element of each row of the autocorrelation matrix with each element of the gain vector in the current snapshot; A plurality of addition means (993) for adding and outputting the outputs of the plurality of multiplication means (992) respectively provided for the same row of the autocorrelation matrix; A plurality of multiplication means (994) for multiplying and outputting the output of the addition means (993) and the complex conjugate of the gain vector elements in the same row; And adding means 995 for outputting the sum of the outputs of the multiplication means 994, one for each row, to a current estimated maximum intrinsic value, and (c) the adaptive gain synthesizing means comprises the autocorrelation matrix. A plurality of multiplication means 261 for multiplying each element of each row of with each element of the tracking direction vector; Adding means (262) provided for each row to add together the products of elements of each row of the autocorrelation matrix and elements of a tracking direction vector; A plurality of multiplication means (263) for multiplying the output of each of the addition means (262) and the complex conjugate of each element of the gain vector; Addition means (265) for adding all of the outputs of the multiplication means (263); A plurality of multiplication means (264) for multiplying the output of each of the addition means (262) and the complex conjugate of each element of the tracking direction vector; Addition means (266) for adding all of the outputs of the plurality of multiplication means (264); A plurality of multiplication means (267) for multiplying the complex conjugates of each element of said tracking direction vector and each element of said gain vector; Addition means (268) for adding up the outputs of the multiplication means (267); A plurality of multiplication means (269) for multiplying each element of said tracking direction vector with its complex conjugate; Addition means (270) for adding all of the outputs of the multiplication means (269); And adaptive gain calculating means (271) for calculating adaptive gain by inputting the outputs of the adding means (265, 266, 268, 270). 제16항에 있어서, 상기 덧셈수단(265)의 출력을 A, 상기 덧셈수단(266)의 출력을 B, 상기 덧셈수단(268)의 출력을 C, 상기 덧셈수단(270)의 출력을 D라 할 때, 상기 적응이득계산수단(271)은, 매 스냅샷마다 입력되는 상기 A, B, C, D의 값을 이용하여, 하기 식에 따라 적응이득(ρ)을 산출하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.17. The method of claim 16, wherein the output of the adding means 265 is A, the output of the adding means 266 is B, the output of the adding means 268 is C, and the output of the adding means 270 is D. In this case, the adaptive gain calculating means 271 calculates the adaptive gain ρ according to the following equation using the values of A, B, C, and D input for every snapshot. Processing unit. (단, E = B·Re[C]-D·Re[A], F = B-λ·D, G = Re[D]-λ·Re[C], λ는 최대 고유치이고, Re[·]는 복소수 “·”의 실수부임).(Where E = B-Re [C]-D-Re [A], F = B-λ D, G = Re [D]-λ Re [C], λ is the maximum eigenvalue, ] Is the real part of the complex "·"). 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리장치에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템에 구비된 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터에 대한 자기상관행렬 연산을 수행하되, 벡터연산으로 근사하여 감마벡터 및 제타벡터를 출력하기 위한 행렬계산근사 수단; 상기 감마벡터와 현스냅샷에서의 이득벡터를 입력받아 상기 자기상관행렬의 최대고유치를 추정하기 위한 최대 고유치 합성 수단; 상기 감마벡터와, 상기 최대 고유치와, 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 합성하는 오차벡터 합성 수단; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라값을 합성하는 합성 수단; 상기 오차벡터 및 스칼라값을 입력받아 추적방향벡터를 합성하는 추적방향벡터 합성 수단; 상기 제타벡터, 상기 추적방향 벡터, 상기 최대 고유치 및 상기 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하여 출력하는 적응이득 합성 수단; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득값을 기반으로 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신 수단을 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.A signal processing apparatus that provides a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, wherein each snapshot is applied to signal vectors induced in a plurality of array antenna elements provided in the array antenna system. Matrix computation approximation means for performing an autocorrelation matrix operation on the same, and outputting a gamma vector and a zeta vector by approximating by a vector operation; Maximum eigenvalue synthesis means for estimating a maximum intrinsic value of the autocorrelation matrix by receiving the gain vector from the gamma vector and the current snapshot; Error vector synthesizing means for inputting the gamma vector, the maximum eigenvalue, and a gain vector value in the current snapshot to synthesize an error vector; Synthesizing means for receiving the error vector and synthesizing a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; Tracking direction vector synthesizing means for receiving the error vector and the scalar value and synthesizing the tracking direction vector; Adaptive gain synthesizing means for receiving the zeta vector, the tracking direction vector, the maximum eigenvalue, and the gain vector value, respectively, for obtaining and outputting an adaptive gain; And gain vector updating means for updating a gain vector based on the tracking direction vector and the adaptive gain value, wherein the gain vector value is obtained from a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. And a eigenvector value corresponding to the maximum eigenvalue of the obtained autocorrelation matrix. 제18항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.19. The signal processing apparatus according to claim 18, wherein the gain vector value is determined by a value of an eigenvector corresponding to a maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. 제18항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 상수배한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue of claim 18, wherein the gain vector value is configured to apply only a local change without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing device characterized in that the vector is determined by a constant multiple. 제18항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 그 크기가 1이 되도록 정규화한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리장치.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue of claim 18, wherein the gain vector value is configured to apply only a local change without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing device characterized in that the vector is set to a value normalized to have a size of 1. 제18항에 있어서, 상기 자기상관행렬은, 하기 식과 같이 직전스냅샷에서의 상기 자기상관행렬에 크기가 0에서 1 사이의 어느 한 값을 갖는 망각인자를 곱한 값에, 현스냅샷에서의 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호에 대한 신호벡터로부터 얻어진 신호행렬을 더한 것임을 특징으로 하는 신호처리장치.19. The method of claim 18, wherein the autocorrelation matrix is obtained by multiplying the autocorrelation matrix in the previous snapshot by the forgetting factor having a value of 0 to 1, as shown in the following equation. And a signal matrix obtained from the signal vector for the signal induced in each antenna element. (단,는 J+1번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고,는 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자이고, TS는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam) 연산자임)(only, Is the autocorrelation matrix of the J + 1th snapshot, Is the autocorrelation matrix of the Jth snapshot, f is an oblivion factor taking a value between 0 and 1, T S is the snapshot period, and the superscript H is the Hermitiam operator. 제18항에 있어서, 상기 이득벡터는, 최초 스냅샷에서는 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들간의 위상 차이를 없애기 위하여, 기준안테나 소자에 유기된 신호에는 변화를 가하지 않고, 여타의 안테나 소자에 유기된 신호들에 대하여는 차후위상을 갖는 인접한 안테나 소자와의 위상차만큼 위상지연을 가하도록 상기 이득벡터의 값을 정하고, 두번째 스냅샷부터는 직전스냅샷에서의 이득벡터를 갱신하여 구하되, 매 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬과 상기 이득벡터로 정의되는 레일리 쿼션트(Rayleigh quotient)가 최대가 되도록 갱신하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.19. The method of claim 18, wherein the gain vector is not changed in the signal induced in the reference antenna element in order to eliminate the phase difference between the signals induced in the antenna elements in the first snapshot, and the gain vector is not changed in other antenna elements. The gain vector is determined by applying a phase delay to a phase difference with an adjacent antenna element having a later phase, and is obtained by updating the gain vector from the previous snapshot from the second snapshot, in each snapshot. And updating to obtain a maximum Rayleigh quotient defined by the autocorrelation matrix and the gain vector. 제18항에 있어서, 상기 오차벡터 합성 수단은, 현재의 추정 최대고유치와 이득벡터의 각 요소를 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(1601); 및 상기 곱셈수단(1601)의 각 출력으로부터 상기 감마벡터의 각 요소를 차례로 감산하기 위한 다수의 감산수단(1602)을 포함하는 신호처리장치.19. The apparatus of claim 18, wherein the error vector synthesizing means comprises: a plurality of multiplication means (1601) for multiplying each element of the current estimated maximum intrinsic value and the gain vector in turn; And a plurality of subtraction means (1602) for sequentially subtracting each element of the gamma vector from each output of the multiplication means (1601). 제18항에 있어서, 상기 행렬계산 근사 수단은, 수신되는 신호벡터의 각 요소에 현재 출력값의 복소공액(y*)을 각각 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1401); 이전스냅샷에서의 감마벡터의 각 요소와 상기 망각인자(f)를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1403); 이전 스냅샷에서의 제타벡터의 각 요소와 상기 망각인자(f)를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1408); 상기 곱셈기(1408)와 출력과 상기 적응이득합성수당의 출력인 적응이득(ρ)을 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1410); 상기 곱셈기(1410)의 출력과 상기 곱셈기(1403)의 출력을 각각 더하기 위한 다수의 덧셈기(1404); 상기 덧셈기(1404)의 출력과 상기 곱셈기(1401)의 출력을 더하기 위한 다수의 덧셈기(1402); 상기 신호벡터의 각 요소의 복소공액과 상기 추적방향 벡터의 각 요소를 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1405); 상기 다수의 곱셈기 출력을 모두 더하기 위한 덧셈기(1411); 상기 덧셈기(1411)의 출력에 상기 수신되는 신호벡터의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1406); 상기 곱셈기(1408)의 출력과 상기 스칼라(β)를 곱하기 위한 다수의 곱셈기(1409); 상기 곱셈기(1409)의 출력과 상기 곱셈기(1406)의 출력을 각각 더하기 위한 다수의 덧셈기(1407)를 포함하며, 상기 덧셈기(1402)의 출력을 상기 감마벡터로 하고, 상기 덧셈기(1407)의 출력을 제타벡터로 하여 산출하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.19. The apparatus of claim 18, wherein the matrix calculation approximation means comprises: a plurality of multipliers 1401 for respectively multiplying each element of the received signal vector by the complex conjugate (y *) of the current output value; A plurality of multipliers 1403 for multiplying each element of the gamma vector in the previous snapshot by the forgetting factor f; A plurality of multipliers 1408 for multiplying each element of the zetavector in the previous snapshot by the forgetting factor f; A plurality of multipliers 1410 for multiplying the multiplier 1408 with an output and an adaptive gain ρ which is an output of the adaptive gain synthesis allowance; A plurality of adders (1404) for adding the output of the multiplier (1410) and the output of the multiplier (1403), respectively; A plurality of adders 1402 for adding the output of the adder 1404 and the output of the multiplier 1401; A plurality of multipliers (1405) for multiplying the complex conjugate of each element of the signal vector and each element of the tracking direction vector in turn; An adder 1411 for adding all of the plurality of multiplier outputs; The received signal vector at the output of the adder 1411 A plurality of multipliers 1406 for multiplying each element of; A plurality of multipliers (1409) for multiplying the output of the multiplier (1408) with the scalar (β); And a plurality of adders 1407 for adding the output of the multiplier 1409 and the output of the multiplier 1406, respectively, and the output of the adder 1402 as the gamma vector, and the output of the adder 1407. The signal processing device, characterized in that the calculation as a zeta vector. 제25항에 있어서, 상기 최대고유치 합성 수단은, 상기 감마벡터의 각 요소와 현 스냅샷에서의 이득벡터의 복소송액의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(1501); 및 상기 다수의 곱셈수단(1501)의 출력을 모두 더하여 출력하기 위한 덧셈수단(1502)을 포함하는 신호처리장치.26. The apparatus of claim 25, wherein the maximum intrinsic synthesis means comprises: a plurality of multiplication means (1501) for multiplying each element of the gamma vector and each element of the complex vector of the gain vector in the current snapshot; And addition means (1502) for adding and outputting all of the outputs of the plurality of multiplication means (1501). 제26항에 있어서, 상기 적응이득 합성 수단은, 상기 행렬계산근사 수단의 일출력인 상기 제타벡터의 각 요소와 상기 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(1701); 상기 다수의 곱셈수단(1701)의 출력을 모두 더하기 위한 덧셈수단(1705); 상기 제타벡터의 각 요소와 상기 추적방향벡터의 각 요소의 복소공액을 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(1702); 상기 다수의 곱셈수단(1702)의 출력을 모두 더하기 위한 덧셈수단(1706); 상기 추적방향벡터의 각 요소와 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 서로 곱하기 위한 다수의 곱셈수단(1703); 상기 다수의 곱셈수단(1703)의 출력을 모두 더하기 위한 덧셈수단(1707); 상기 추적방향벡터의 각 요소와 그의 복소공액을 곱하는 다수의 곱셈수단(1704); 상기 다수의 곱셈수단(1704)의 출력을 모두 더하기 위한 덧셈수단(1708); 및 상기 다수의 덧셈수단들(1705, 1706, 1707, 및 1708)의 출력을 입력으로 하여 적응이득을 계산하는 적응이득 계산수단(1709)을 포함하는 신호처리장치.27. The apparatus of claim 26, wherein the adaptive gain synthesizing means comprises: a plurality of multiplying means 1701 for sequentially multiplying the complex conjugates of each element of the zeta vector and each element of the gain vector, which is one output of the matrix calculation approximation means; Addition means (1705) for adding all of the outputs of the plurality of multiplication means (1701); A plurality of multiplication means 1702 for multiplying the complex conjugates of each element of the zeta vector and each element of the tracking direction vector; Addition means (1706) for adding all of the outputs of the plurality of multiplication means (1702); A plurality of multiplication means (1703) for multiplying the complex conjugate of each element of said tracking direction vector and each element of a gain vector; Addition means (1707) for adding up the outputs of the plurality of multiplication means (1703); A plurality of multiplication means (1704) for multiplying each element of the tracking direction vector by its complex conjugate; Addition means (1708) for adding all of the outputs of the plurality of multiplication means (1704); And adaptive gain calculating means (1709) for calculating adaptive gain with the outputs of the plurality of adding means (1705, 1706, 1707, and 1708) as inputs. 제27항에 있어서, 상기 덧셈수단(1705)의 출력을 A, 상기 덧셈수단(1706)의 출력을 B, 상기 덧셈수단(1707)의 출력을 C, 상기 덧셈수단(1708)의 출력을 D라 할 때, 상기 적응이득 계산수단(1709)은, 매 스냅샷마다 입력되는 상기 A, B, C, D의 값을 이용하여, 하기 식에 따라 적응이득(ρ)을 산출하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.28. The method of claim 27, wherein the output of the adding means 1705 is A, the output of the adding means 1706 is B, the output of the adding means 1707 is C, and the output of the adding means 1708 is D. In this case, the adaptive gain calculating means 1709 calculates the adaptive gain ρ according to the following equation using the values of A, B, C, and D input for every snapshot. Processing unit. (단, E = B·Re[C]-D·Re[A], F = B-λ·D, G = Re[A]-λ·Re[C], λ는 최대 고유치이고, Re[·]는 복소수 “·”의 실수부임).(Where E = B-Re [C]-D-Re [A], F = B-λ D, G = Re [A]-λ Re [C], λ is the maximum eigenvalue, ] Is the real part of the complex "·"). 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리방법에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템의 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터와 상기 배열안테나시스템의 직전스냅샷 출력값과 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 계산하는 오차벡터 합성 단계; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라값을 합성하여 출력하는 스칼라 합성 단계; 상기 오차벡터 및 상기 스칼라값을 입력받아 추적방향 벡터를 합성하는 추적벡터 합성 단계; 상기 신호벡터, 상기 추적방향 벡터, 상기 직전스냅샷 출력값, 및 상기 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하여 출력하는 적응이득 합성수단; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득 값을 각각 입력받아 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신수단을 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.A signal processing method for providing a gain vector for every snapshot in order to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, wherein each snapshot is a signal vector and the array induced in a plurality of array antenna elements of the array antenna system. An error vector synthesizing step of calculating an error vector by receiving a previous snapshot output value of the antenna system and a gain vector value of the current snapshot; A scalar synthesis step of receiving the error vector and synthesizing and outputting a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; A tracking vector synthesis step of synthesizing a tracking direction vector by receiving the error vector and the scalar value; Adaptive gain synthesizing means for receiving the signal vector, the tracking direction vector, the previous snapshot output value, and the gain vector value of the current snapshot to obtain an adaptive gain; And gain vector updating means for receiving the tracking direction vector and the adaptive gain value, respectively, and updating the gain vector, wherein the gain vector value is a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. And a eigenvector value corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix obtained from the method. 제29항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리방법.The signal processing method according to claim 29, wherein the gain vector value is determined by a value of an eigenvector corresponding to a maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. 제29항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 상수배한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리방법.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue according to claim 29, wherein the gain vector value is such that only a local change is made without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing method characterized in that the vector is determined by a constant multiple. 제29항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 그 크기가 1이 되도록 정규화한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리방법.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue according to claim 29, wherein the gain vector value is such that only a local change is made without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing method characterized in that a vector is set to a value normalized to have a size of 1. 제29항에 있어서, 상기 이득벡터는, 최초 스냅샷에서는 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들간의 위상 차이를 없애기 위하여, 기준안테나 소자에 유기된 신호에는 변화를 가하지 않고, 여타의 안테나 소자에 유기된 신호들에 대하여는 차후위상을 갖는 인접한 안테나 소자와의 위상차만큼 위상지연을 가하도록 상기 이득벡터의 값을 정하고, 두번째 스냅샷부터는 직전스냅샷에서의 이득벡터를 갱신하여 구하되, 매 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬과 상기 이득벡터로 정의되는 레일리 쿼션트(Rayleigh quotient)가 최대가 되게 갱신하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.30. The method of claim 29, wherein the gain vector is not changed to a signal induced in the reference antenna element in order to eliminate a phase difference between the signals induced in the antenna elements in the first snapshot, and is applied to other antenna elements. The gain vector is determined by applying a phase delay to a phase difference with an adjacent antenna element having a later phase, and is obtained by updating the gain vector from the previous snapshot from the second snapshot, in each snapshot. And updating and obtaining a Rayleigh quotient defined by the autocorrelation matrix and the gain vector to a maximum. 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리장치에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템의 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터에 대한 자기상관행렬을 계산하여 출력하기 위한 자기상관행렬 발생 단계; 현스냅샷에서의 자기상관행렬의 최대 고유치를 추정하기 위한 최대 고유치 합성 단계; 상기 자기상관행렬과, 상기 최대 고유치와, 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 합성하는 오차벡터 합성 단계; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라 값을 합성하는 스칼라 합성 단계; 상기 오차벡터 및 스칼라 값을 입력받아 추적방향벡터를 합성하는 추적방향벡터 합성 단계; 상기 자기상관행렬, 상기 추적방향벡터, 현스냅샷에서의 최대고유치 및 상기 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하는 적응이득 합성 단계; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득값을 기반으로 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신 수단을 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.A signal processing apparatus that provides a gain vector for every snapshot to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, wherein each snapshot is a magnetic signal for a signal vector induced in a plurality of array antenna elements of the array antenna system. Generating an autocorrelation matrix for calculating and outputting a correlation matrix; A maximum eigenvalue synthesis step for estimating the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix in the current snapshot; An error vector synthesis step of synthesizing an error vector by receiving the autocorrelation matrix, the maximum eigenvalue, and a gain vector value in the current snapshot; A scalar synthesis step of receiving the error vector and synthesizing a scalar value necessary for tracking direction vector synthesis; A tracking direction vector synthesis step of synthesizing a tracking direction vector by receiving the error vector and the scalar value; An adaptive gain synthesis step of obtaining adaptive gain by receiving the autocorrelation matrix, the tracking direction vector, the maximum intrinsic value in the current snapshot and the gain vector value, respectively; And gain vector updating means for updating a gain vector based on the tracking direction vector and the adaptive gain value, wherein the gain vector value is obtained from a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. And a eigenvector value corresponding to the maximum eigenvalue of the obtained autocorrelation matrix. 제34항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리방법.35. The signal processing method according to claim 34, wherein the gain vector value is determined by a value of an eigenvector corresponding to a maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. 제34항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 상수배한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리방법.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue of claim 34, wherein the gain vector value is such that only a local change is made without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing method characterized in that the vector is determined by a constant multiple. 제34항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 그 크기가 1이 되도록 정규화한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리방법.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue of claim 34, wherein the gain vector value is such that only a local change is made without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing method characterized in that a vector is set to a value normalized to have a size of 1. 제34항에 있어서, 상기 자기상관행렬은, 직전스냅샷에서의 상기 자기상관행렬에 크기가 0에서 1 사이의 어느 한 값을 갖는 망각인자를 곱한 값에, 현스냅샷에서의 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호에 대한 신호벡터로부터 얻어진 신호행렬을 더하여 하기식과 같이 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.35. The antenna element of claim 34, wherein the autocorrelation matrix is obtained by multiplying the autocorrelation matrix in a previous snapshot by a forgetting factor having any value between 0 and 1 in size. And a signal matrix obtained from a signal vector with respect to the induced signal to obtain the following equation. (단,는 J+1번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고,는 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자이고, TS는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam) 연산자임).(only, Is the autocorrelation matrix of the J + 1th snapshot, Is the autocorrelation matrix of the Jth snapshot, f is the forgetting factor taking values between 0 and 1, T S is the snapshot period, and the superscript H is the Hermitiam operator. 제34항에 있어서, 상기 이득벡터는, 최초 스냅샷에서는 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들간의 위상 차이를 없애기 위하여, 기준안테나 소자에 유기된 신호에는 변화를 가하지 않고, 여타의 안테나 소자에 유기된 신호들에 대하여는 차후위상을 갖는 인접한 안테나 소자와의 위상차만큼 위상지연을 가하도록 상기 이득벡터의 값을 정하고, 두번째 스냅샷부터는 직전스냅샷에서의 이득벡터를 갱신하여 구하되, 매 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬과 상기 이득벡터로 정의되는 레일리 쿼션트(Rayleigh quotient)가 최대가 되게 갱신하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.35. The method according to claim 34, wherein the gain vector does not change the signal induced in the reference antenna element in order to eliminate the phase difference between the signals induced in the antenna elements in the first snapshot, and the other antenna elements do not change. The gain vector is determined by applying a phase delay to a phase difference with an adjacent antenna element having a later phase, and is obtained by updating the gain vector from the previous snapshot from the second snapshot, in each snapshot. And updating and obtaining a Rayleigh quotient defined by the autocorrelation matrix and the gain vector to a maximum. 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리방법에 있어서, 매 스냅샷마다 상기 배열안테나시스템의 다수의 배열안테나 소자에 유기되는 신호벡터에 대한 자기상관행렬 연산을 수행하되, 벡터연산으로 근사하여 감마벡터 및 제타벡터를 출력하기 위한 행렬계산근사 단계; 상기 감마벡터와 현스냅샷에서의 이득벡터를 입력받아 상기 자기상관행렬의 최대고유치를 추정하기 위한 최대 고유치 합성 단계; 상기 감마벡터와, 상기 최대 고유치와, 현스냅샷에서의 이득벡터값을 각각 입력받아 오차벡터를 합성하는 오차벡터 합성 단계; 상기 오차벡터를 입력받아 추적방향벡터합성에 필요한 스칼라값을 합성하는 합성 단계; 상기 오차벡터 및 스칼라값을 입력받아 추적방향벡터를 합성하는 추적방향벡터 합성 단계; 상기 제타벡터, 상기 추적방향 벡터, 상기 최대 고유치 및 상기 이득벡터값을 각각 입력받아 적응이득을 구하여 출력하는 적응이득 합성 단계; 및 상기 추적방향벡터 및 상기 적응이득값을 기반으로 이득벡터를 갱신하는 이득벡터 갱신 수단을 포함하며, 상기 이득벡터값은, 상기 배열안테나시스템에 구비되는 다수의 안테나 소자들 각각에 유기되는 신호로부터 구한 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값을 이용하여 정하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.A signal processing method for providing a gain vector for every snapshot in order to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, wherein each snapshot is a magnetic signal for a signal vector induced in a plurality of array antenna elements of the array antenna system. Performing matrix correlation approximation for approximating the vector operation to output a gamma vector and a zeta vector; A maximum eigenvalue synthesis step for estimating a maximum intrinsic value of the autocorrelation matrix by receiving the gain vector from the gamma vector and the current snapshot; An error vector synthesizing step of synthesizing an error vector by receiving the gamma vector, the maximum eigenvalue, and a gain vector value of the current snapshot; A synthesis step of synthesizing a scalar value required for tracking direction vector synthesis by receiving the error vector; A tracking direction vector synthesis step of synthesizing a tracking direction vector by receiving the error vector and a scalar value; An adaptive gain synthesis step of receiving the zeta vector, the tracking direction vector, the maximum eigenvalue, and the gain vector value, respectively, and obtaining and outputting an adaptive gain; And gain vector updating means for updating a gain vector based on the tracking direction vector and the adaptive gain value, wherein the gain vector value is obtained from a signal induced in each of a plurality of antenna elements included in the array antenna system. And a eigenvector value corresponding to the maximum eigenvalue of the obtained autocorrelation matrix. 제40항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬은 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리방법.41. The signal processing method according to claim 40, wherein the gain vector value is determined by a value of an eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. 제40항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 상수배한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리방법.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue according to claim 40, wherein the gain vector value is such that only a local change is applied without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing method characterized in that the vector is determined by a constant multiple. 제40항에 있어서, 상기 이득벡터값은, 상기 자기상관행렬의 최대 고유치에 대응하는 고유벡터의 빔패턴 특성에 영향을 주지않으면서 국부적인 변화만을 가하도록 하기 위해, 상기 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 그 크기가 1이 되도록 정규화한 값으로 정한 것을 특징으로 하는 신호처리방법.The eigenvalue corresponding to the maximum eigenvalue according to claim 40, wherein the gain vector value is such that only a local change is applied without affecting the beam pattern characteristic of the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the autocorrelation matrix. A signal processing method characterized in that a vector is set to a value normalized to have a size of 1. 제40항에 있어서, 상기 자기상관행렬은, 하기 식과 같이 직전스냅샷에서의 상기 자기상관행렬에 크기가 0에서 1 사이의 어느 한 값을 갖는 망각인자를 곱한 값에, 현스냅샷에서의 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호에 대한 신호벡터로부터 얻어진 신호행렬을 더한 것임을 특징으로 하는 신호처리방법.41. The method of claim 40, wherein the autocorrelation matrix is obtained by multiplying the autocorrelation matrix in a previous snapshot by the forgetting factor having a value of 0 to 1, as shown in the following equation. And a signal matrix obtained from a signal vector for the signal induced in each antenna element. (단,는 J+1번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고,는 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자이고, TS는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam) 연산자임).(only, Is the autocorrelation matrix of the J + 1th snapshot, Is the autocorrelation matrix of the Jth snapshot, f is the forgetting factor taking values between 0 and 1, T S is the snapshot period, and the superscript H is the Hermitiam operator. 제40항에 있어서, 상기 이득벡터는, 최초 스냅샷에서는 상기 각 안테나 소자에 유기된 신호들간의 위상 차이를 없애기 위하여, 기준안테나 소자에 유기된 신호에는 변화를 가하지 않고, 여타의 안테나 소자에 유기된 신호들에 대하여는 차후위상을 갖는 인접한 안테나 소자와의 위상차만큼 위상지연을 가하도록 상기 이득벡터의 값을 정하고, 두번째 스냅샷부터는 직전스냅샷에서의 이득벡터를 갱신하여 구하되, 매 스냅샷에서의 상기 자기상관 행렬과 상기 이득벡터로 정의되는 레일리 쿼션트(Rayleigh quotient)가 최대가 되게 갱신하여 구하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.41. The method of claim 40, wherein the gain vector does not change the signal induced in the reference antenna element in order to eliminate the phase difference between the signals induced in the antenna elements in the first snapshot, and the other antenna elements do not change. The gain vector is determined by applying a phase delay to a phase difference with an adjacent antenna element having a later phase, and is obtained by updating the gain vector from the previous snapshot from the second snapshot, in each snapshot. And updating and obtaining a Rayleigh quotient defined by the autocorrelation matrix and the gain vector to a maximum. 제40항에 있어서, 상기 오차벡터 합성 단계는, 현재의 추정 최대고유치와 이득벡터의 각 요소를 차례로 곱하기 위한 다수의 곱셈단계(1601); 및 상기 곱셈단계(1601)의 결과출력으로부터 상기 감마벡터의 각 요소를 차례로 감산하기 위한 다수의 감산단계(1602)를 포함하는 신호처리방법.41. The method of claim 40, wherein the error vector synthesizing step comprises: a plurality of multiplication steps (1601) for multiplying each element of the current estimated maximum intrinsic value and the gain vector in turn; And a plurality of subtraction steps (1602) for sequentially subtracting each element of the gamma vector from the result output of the multiplication step (1601). 제40항에 있어서, 상기 최대고유치 합성 단계는, 상기 감마벡터의 각 요소와 현 스냅샷에서의 이득벡터의 복소공액의 각 요소를 곱하기 위한 다수의 곱셈단계(1501); 및 상기 곱셈단계(1501)의 결과출력을 모두 더하여 출력하기 위한 덧셈단계(1502)를 포함하는 신호처리방법.41. The method of claim 40, wherein the synthesis of maximum indifference comprises: a plurality of multiplication steps (1501) for multiplying each element of the gamma vector and each element of the complex conjugate of the gain vector in the current snapshot; And an addition step (1502) for adding and outputting all the result outputs of the multiplication step (1501). 제40항에 있어서, 상기 적응이득 합성 단계는 상기 행렬계산근사 단계의 결과출력인 상기 제타벡터의 각 요소와 상기 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 차례로 곱하기 위한 곱셈단계(1701); 상기 곱셈단계(1701)의 결과출력들을 모두 더하기 위한 덧셈단계(1705); 상기 제타벡터의 각 요소와 상기 추적방향벡터의 각 요소의 복소공액을 차례로 곱하기 위한 곱셈단계(1702); 상기 곱셈단계(1702)의 결과출력들을 모두 더하기 위한 덧셈단계(1706); 상기 추적방향벡터의 각 요소와 이득벡터의 각 요소의 복소공액을 서로 곱하기 위한 곱셈단계(1703); 상기 곱셈단계(1703)의 결과출력들을 모두 더하기 위한 덧셈단계(1707); 상기 추적방향벡터의 각 요소와 그의 복소공액을 곱하는 곱셈단계(1704); 상기 곱셈단계(1704)의 결과출력들을 모두 더하기 위한 덧셈단계(1708); 및 상기 덧셈단계들(1705, 1706, 1707, 및 1708)의 결과출력들을 입력으로 하여 적응이득을 계산하는 적응이득 계산 단계(1709)를 포함하는 신호처리방법.41. The method of claim 40, wherein the adaptive gain synthesizing step comprises: a multiplication step (1701) for multiplying the complex conjugates of each element of the zeta vector and each element of the gain vector, which are the outputs of the matrix calculation approximation step; An addition step 1705 for adding all of the result outputs of the multiplication step 1701; A multiplication step (1702) for sequentially multiplying the complex conjugates of each element of the zeta vector and each element of the tracking direction vector; An addition step 1706 for adding up all the result outputs of the multiplication step 1702; A multiplication step (1703) for multiplying the complex conjugates of each element of said tracking direction vector and each element of a gain vector; An addition step 1707 for adding all of the result outputs of the multiplication step 1703; A multiplication step (1704) of multiplying each element of the tracking direction vector by its complex conjugate; An addition step 1708 for adding up all the result outputs of the multiplication step 1704; And an adaptive gain calculation step (1709) of calculating adaptive gain by inputting result outputs of the addition steps (1705, 1706, 1707, and 1708). 제48항에 있어서, 상기 덧셈하는 단계(1705)의 출력을 A, 상기 덧셈하는 단계(1706)의 출력을 B, 상기 덧셈하는 단계(1707)의 출력을 C, 상기 덧셈하는 단계(1708)의 출력을 D라 할 때, 상기 적응이득 계산하는 단계(1709)는, 매 스냅샷마다 입력되는 상기 A, B, C, D의 값을 이용하여, 하기 식에 따라 적응이득(ρ)을 산출하는 것을 특징으로 하는 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄이기 위해 빔패턴을 조정하는 신호처리방법.49. The method of claim 48, wherein the output of the adding step 1705 is A, the output of the adding step 1706 is B, the output of the adding step 1707 is C, and the adding step 1708 is performed. When the output is D, the adaptive gain calculating step 1709 calculates the adaptive gain ρ according to the following equation using the values of A, B, C, and D input for every snapshot. Signal processing method for adjusting the beam pattern to reduce the effects of interference and noise in the array antenna system, characterized in that. (단, E = B·Re[C]-D·Re[A], F = B-λ·D, G = Re[A]-λ·Re[C], λ는 최대 고유치이고, Re[·]는 복소수 “·”의 실수부임).(Where E = B-Re [C]-D-Re [A], F = B-λ D, G = Re [A]-λ Re [C], λ is the maximum eigenvalue, ] Is the real part of the complex "·"). 제41항에 있어서, 상기 행렬계산 근사 단계는, 수신되는 신호벡터의 각 요소에 현재 출력값의 복소공액(y*)을 각각 곱하기 위한 곱셈단계(1401); 직전스냅샷에서의 감마벡터의 각 요소와 상기 망각인자(f)를 곱하기 위한 곱셈단계(1403); 직전스냅샷에서의 제타벡터의 각 요소와 상기 망각인자(f)를 곱하기 위한 곱셈단계(1408); 상기 곱셈단계(1408)의 출력과 상기 적응이득합성단계의 출력인 적응이득(ρ)을 곱하기 위한 곱셈단계(1410); 상기 곱셈단계(1410)의 출력과 상기 곱셈단계(1403)의 출력을 각각 더하기 위한 덧셈단계(1404); 상기 덧셈단계(1404)의 출력과 상기 곱셈단계(1401)의 출력을 더하기 위한 덧셈단계(1402); 상기 신호벡터의 각 요소의 복소공액과 상기 추적방향 벡터의 각 요소를 차례로 곱하기 위한 곱셈 단계(1405); 상기 곱셈단계 출력을 모두 더하기 위한 덧셈단계(1411); 상기 덧셈 단계(1411)의 출력에 상기 수신되는 신호벡터의 각 요소를 곱하기 위한 곱셈단계(1406); 상기 곱셈단계(1408)의 출력과 상기 스칼라(β)를 곱하기 위한 곱셈단계(1409); 및 상기 곱셈단계(1409)의 출력과 상기 곱셈단계(1406)의 출력을 각각 더하기 위한 덧셈단계(1407)를 포함하며, 상기 덧셈단계(1402)의 출력을 상기 감마벡터로 하고, 상기 덧셈단계(1407)의 출력을 제타벡터로 하여 산출하는 것을 특징으로 하는 신호처리방.42. The method of claim 41, wherein the matrix approximation step comprises: a multiplication step 1401 for multiplying each component of the received signal vector by the complex conjugate (y *) of the current output value; A multiplication step (1403) for multiplying each element of the gamma vector in the previous snapshot by the forgetting factor (f); A multiplication step (1408) for multiplying each element of the zetavector in the previous snapshot by the forgetting factor (f); A multiplication step (1410) for multiplying the output of the multiplication step (1408) with the adaptive gain (ρ) which is the output of the adaptive gain synthesis step; An addition step (1404) for adding the output of the multiplication step (1410) and the output of the multiplication step (1403), respectively; An addition step 1402 for adding the output of the addition step 1404 and the output of the multiplication step 1401; A multiplication step (1405) for multiplying the complex conjugate of each element of the signal vector and each element of the tracking direction vector in turn; An addition step 1411 for adding all of the multiplication step outputs; The received signal vector at the output of the addition step 1411 A multiplication step 1406 for multiplying each element of; A multiplication step (1409) for multiplying the output of the multiplication step (1408) with the scalar (β); And an addition step 1407 for adding the output of the multiplication step 1409 and the output of the multiplication step 1406, respectively, wherein the output of the addition step 1402 is the gamma vector, and the addition step ( A signal processing room characterized by calculating the output of 1407 as a zeta vector. 배열안테나시스템에서 간섭과 잡음의 영향을 줄여주기 위한 이득벡터를 매 스냅샷마다 제공하는 신호처리방법에 있어서, (a) 각 안테나 소자에 유기된 신호를 이용하여 초기 이득벡터를 설정하는 제1단계; (b) 배열안테나를 통해 수신되는 신호벡터를 하기 식에 대입하여 자기상관 행렬을 갱신하는 제2단계;A signal processing method for providing a gain vector for every snapshot in order to reduce the effects of interference and noise in an array antenna system, the method comprising: (a) a first step of setting an initial gain vector by using a signal induced in each antenna element; ; (b) Signal vector received through array antenna A second step of updating the autocorrelation matrix by substituting the following equation; (단,는 J+1번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고,는 J번째 스냅샷의 자기상관 행렬이고, f는 0과 1 사이의 값을 취하는 망각인자이고, TS는 스냅샷 주기이며, 윗첨자 H는 허미샨(Hermitiam) 연산자임). (c) 하기 식을 이용하여 적응이득(ρ(k))을 구하는 제3단계;(only, Is the autocorrelation matrix of the J + 1th snapshot, Is the autocorrelation matrix of the Jth snapshot, f is the forgetting factor taking values between 0 and 1, T S is the snapshot period, and the superscript H is the Hermitiam operator. (c) a third step of obtaining an adaptive gain ρ (k) using the following equation; (d) 하기 식을 이용하여 추적방향벡터를 계산하는 제4단계;(d) Tracking direction vector using the following formula Calculating a fourth step; (단, 초기로 설정되고, 오차벡터과 스칼라 β(k)는 다음과 같이 결정됨(But initial Set to, the error vector And scalar β (k) are determined as (e) 현스냅샷의 이득벡터는 하기 식에 따라 직전스냅샷의 이득벡터를 갱신하는 제5단계; 및(e) Gain Vector of Current Snapshot Is the gain vector of the previous snapshot according to A fifth step of updating; And (단, k는 스냅샷을 나타내는 타임인덱스(timeindex), ρ(k)는 k번째 스냅샷에서의 적응이득,는 추적방향벡터이며,은 매 반복마다 크기가 1이 되도록 정규화됨) (f) 매 스냅샷마다 새로운 신호벡터를 받을 때마다 상기 제2단계 내지 상기 제5단계를 반복수행하는 제6단계를 포함하는 신호처리방법.(Where k is the time index representing the snapshot, ρ (k) is the adaptive gain in the kth snapshot, Is the tracking direction vector, Is normalized to have a size of 1 for each iteration) (f) a new signal vector for each snapshot And a sixth step of repeating the second to fifth steps each time.
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KR20030040655A (en) * 2001-11-15 2003-05-23 주식회사 세스텍 A signnal processing method and an apparatus using generalized on-off algorithm in an arrary antenna system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101447733B1 (en) * 2008-08-05 2014-10-06 에스케이텔레콤 주식회사 Beam forming method and apparatus using by an array anttena
KR101458535B1 (en) * 2008-09-09 2014-11-07 에스케이텔레콤 주식회사 A transmitter-receiver of base station with array antenna and method for forming beam

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