KR100547748B1

KR100547748B1 - 이동체에서 적응형 안테나 어레이의 성능을 개선하는시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100547748B1
Application number: KR1020020080065A
Authority: KR
Inventors: 카바크아드난; 클레브란드조세프로버트
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2002-12-14
Publication date: 2006-01-31
Also published as: US20030114193A1; US7139593B2; KR20030051323A

Abstract

이동체(Vehicular) 환경하에서 적응형 안테나 어레이의 순방향 성능을 개선시키는 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 상기 시스템은 제1 안테나와 제2 안테나를 구비하는 이동국을 포함한다. 상기 기지국 장치(BTS)와 관련이 있는 공간 시그너쳐 추정기는 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나의 신호로부터 공간 시그너쳐들을 구한다. 상기 공간 시그너쳐들은 상관회로의 입력이 되며, 상기 상관회로는 상기 공간 시그너쳐들을 비교하여 가장 이동국의 이동 변화가 적은 공간 시그너쳐를 구해서 상기 이동국으로 신호를 송신하는데 사용될 최적의 순방향 빔형성 가중치 벡터를 구하는데 이용하게 된다.

순방향 성능, 공간 시그너쳐, 순방향 빔형성 가중치 벡터, 시분할 다중화 슬롯

Description

이동체에서 적응형 안테나 어레이의 성능을 개선하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING PERFORMANCE OF AN ADAPTIVE ANTENNA ARRAY IN A VEHICULAR ENVIRONMENT}

도 1은 종래 무선 네트워크의 예를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 이동국으로부터 BTS의 안테나 어레이로 이동하는 두 세트의 다중경로 신호들을 나타낸 도면.

도 3은 도2에 나타낸 BTS의 상세도.

도 4는 제1 세트의 공간 시그너쳐들과 제2 세트의 공간 시그너쳐들의 획득시간을 보여주는 역방향 전송에 대한 타이밍 도면, 및 순방향 빔형성 가중치 벡터의 전송시간을 보여주는 후속 순방향 전송에 대한 타이밍 도면.

도 5는 이동체하에서 적응형 안테나 어레이의 순방향 성능을 개선시키는 본 발명의 한 방법의 구현예의 흐름도이다.

본 발명은 일반적으로 무선 통신 네트워크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이동 환경(vehicular environment)에서 적응형 안테나 어레이의 순방향(Downlink) 성능을 개선하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

무선 네트워크의 사용은 점점 널리 보급되고 있다. 이동하는 차량들내에서 사용되는 예를 들어 이동전화와 같은 무선 이동국(wireless mobile station)은 비교적 빨리 이동될 수 있다. 이동하는 차량들내에 있는 무선 이동국은 시간당 30 마일 (30 mph) 내지 시간당 50 마일 (50 mph) 또는 그 이상의 속도로 도달하는 것이 일반적이다. 무선 이동국이 비교적 빨리 이동하는 경우, 기지국 장치(Base Transceiver Station: BTS)에서 수신되는 신호 레벨은 무선 전파 채널의 빠른 페이딩(Fading)으로 인하여 빠르게 변동한다. 무선 이동국을 운반하는 어느 차량이 예를 들어 빌딩, 큰 차량들 또는 지질학상 구조 등의 장애물(scattering structure) 옆을 빠르게 통과할 때, 상기 수신된 신호 레벨에 잡음이 발생된다.

예를 들어, 어느 차량내에 있는 무선 이동국은 직접 역방향 경로(Direct Uplink Path)를 따라서 나아갈 수 있는 신호는 빌딩에 의해 이 신호는 몇 초간 크게 차단된다. 이런 직접 경로상의 신호가 차단되는 동안에, 이동국으로부터의 신호는 이들 장애물중 어느 하나로부터 장애가 발생하여 우회 경로(Indirect Path)를 따라서 이동할 수 있다. 장애물에 의한 반사로 인해 전파거리가 보다 길어지고 장애물 표면에 의해서 전력(Power)손실이 발생하기 때문에, 기지국에서의 수신신호강도가 감소한다.

다른 측면으로는, 직접 경로 신호와 장애 경로 신호가 기지국에 도달하여, 위상과는 상관없이 결합함으로써 수신신호강도를 떨어뜨린다. 차량이 더 이동함에 따라, 직접 경로 신호와 장애 경로 신호가 기지국에 가까이 도달하여, 위상에 있어서 결합하여 수신강도신호를 증가시킨다. 즉, 차량이 다른 빌딩이나 구조물을 지속적으로 통과함에 따라서, 다양한 다중경로들을 통하여 역방향(Uplink) 경로상의 신호에 대한 신호강도가 빠르게 증가하거나 감소한다.

유사한 방법으로, 차량이 다른 빌딩이나 구조물을 지속적으로 통과함에 따라서, 다양한 다중경로들을 통하여 기지국으로부터 이동국으로 이동하는 순방향 경로(Downlink Path) 신호에 대한 신호강도는 빠르게 증가하거나 감소한다. 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들은 차량환경내의 신호의 간섭으로 인해 때때로 신호강도변화가 30 dB을 초과하여 발생함으로써 이로 인해 시스템 성능을 상당히 떨어뜨릴 수 있다다. 이런 환경하에서는, 비교적 단시간 간격으로 버스트 오류(Burst Errors)들이 많이 발생할 수 있다.

예를 들어, 단일 안테나(Single Antenna) 구조와 다이버시티(Diversity) 안테나 구조와 같은 기존 안테나 시스템에 존재하는 문제점을 보완하기 위해서 설계되어 있는 여러 개의 종래기술들이 존재하고 있다. 코드분할 다중접속(CDMA)방식에서 사용되고 있는 이런 종류의 기술중 한 가지는 컨벌루셔널 코딩(Convolutional Coding)과 인터리빙(Interleaving)의 사용을 포함하고 있다. 이동국에서의 정보 비트(Information Bits)는 코딩방법(Coding Scheme)에 따라서 먼저 부호화된 다음 인터리빙된다. 부호화 비트의 전송속도는 보통 정보 비트의 전송속도의 적어도 두배가 된다. 부호화 비트가 인터리빙된 다음, 채널 페이딩으로 인해 존재하는 오류를 확산시킨다. 수신기에서는, 상기 절차의 반대 절차가 수행된다. 부호화 비트는 복호화되고 디인터리빙됨으로써 정보 비트를 얻는다. 그러나, 이 방법은 여분의 잉여비트를 도입함으로써 가용 주파수 대역폭을 낭비한다. 부호화 방법들은 가용 대역폭의 이용에 대하여 비효율적이다.

대역폭내에서 높은 비트 전송속도를 달성할 수 있는 다중 안테나 시스템에 이용할 수 있는 것으로, 시공간(ST) 유형의 부호화 시스템이 제안되었다. 이들 유형의 부호화 시스템은 실내와 같은 저속 이동환경에는 매우 적합하다. 그러나 이동국이 BTS에 대하여 빠르게 이동하는 이동체 내에서는 이들 유형은 이동국에 적합하지 못하다.

또 다른 방법은 채널 예측 및 필터링(Filtering)을 포함한다. 이 방법은 (1) 디지털 신호 특성에 근거한 블라인드(Blind) 예측법 (2) 신호 상관성 통계학(Signal Correlation Statistics)에 근거한 칼만 필터링법(Kalman Filtering) (3) 전자기파 전파에 근거한 레이 트레이싱법(Ray Tracing) 등의 갖가지 현존하는 방법들 중 하나를 이용하여 무선채널을 예측한다. 이 방법은 채널 상태(behavior)를 예측하고 여파기(Filter)를 설계함으로써 시스템 성능을 개선시켜서 채널의 악영향을 제거한다. 채널예측 방법은 전파환경의 정확한 모델링(Modeling)과 실시간 처리를 요구한다.

적응형 안테나 어레이 (Adaptive Antenna Array; AAA)가 BTS에 사용되는 경우, 시스템 성능을 결정하고 평가하는데에 무선채널의 공간특성이 사용된다. 스칼라(Scalar) 전파채널과 유사하게, 이동국이 이동 환경내에서 사용되는 경우, 빠른 페이딩으로 인하여 무선채널의 공간 채널 특성도 상당히 변동한다. 이동국에 대한 안테나 어레이의 응답을 설명하는 데에 공간 채널 특성을 포함하는 공간 시그너쳐 벡터(Spatial Signature Vector)가 사용된다. 공간 시그너쳐 벡터는 또한 채널 벡터로서 일컬어질 수 있다. 예를 들어, M개의 안테나들을 갖는 안테나 어레이에 대한 "M ×1" 공간 시그너쳐 벡터는 하기의 수학식 1과 같은 형태를 취할 수 있다.

여기에서, L은 다중경로 신호의 개수이고,

는 k번째 다중경로 신호의 페이딩 계수 또는 복합 경로 감쇠이며,

는 방향 벡터(Steering Vector)이며,

는 k번째 다중경로 신호의 도래각(DOA: direction of arrival)이다.

고정된 무선장치에 대해서 설명하면, 각각의 이동국과 연관된 공간 시그너쳐 벡터는 시간에 따른 변화가 거의 없다. 적응형 안테나 어레이 (AAA) 시스템은 이동국으로부터의 수신 역방향 신호에 대하여 실시된 측정값으로부터 각각의 이동국의 공간 시그너쳐를 추정한 다음, 각각의 사용자 신호에 빔(Beam)형성을 적용함으로써, 이에 의해 용량을 증가시키고 통신 링크 품질 및 적용범위를 개선시킨다.

비적응형 안테나 어레이에 대하여 이전에 설명된 경우에서와 같이, 이동국이 기지국(BTS)에 대하여 비교적 빠르게 움직일 경우에 문제가 발생한다. 이런 환경에서는, 채널의 공간 시그너쳐가 단시간 내에 이동국에 대하여 상당히 변화한다. 예 를 들어, 시간당 24 킬로미터 (24 kph)로 이동하는 이동국에 대한 벡터진폭(Amplitude Vector)의 레벨교차(Level-Crossing) 전송속도는 초당 18보다 더 크다. 중간 전력으로부터의 진폭변화는 -30dB에 근접한다.

그러므로, 이동체 환경에서 적응형 안테나 어레이의 역방향 및 순방향 성능을 개선시키는 개선된 시스템 및 방법에 대한 기술이 필요하다.

종래기술의 문제점들을 극복하기 위한 본 발명의 주요한 목적은, 무선 네크워크에서 사용되는, 이동 환경하에서 적응형 안테나 어레이의 순방향 성능을 개선시키는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 상기 시스템은 제1 안테나와 제2 안테나를 구비하는 이동국을 포함한다. 상기 기지국 장치와 관련이 있는 공간 시그너쳐 추정기는 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나의 신호로부터 공간 시그너쳐들을 구한다. 상기 공간 시그너쳐들은 상관회로의 입력이 되며, 상기 공간 시그너쳐들을 서로 비교하여 단말 이동거리 변화가 적은 공간 시그너쳐를 구해서, 상기 이동국으로 신호를 송신하는데 사용될 최적의 순방향 빔형성 가중치 벡터를 구하는데 이용하게 된다.

본 발명의 상관회로는 제어기(Controller), 상기 공간 시그너쳐값들을 저장하는 테이블, 제1 공간 상관기, 제2 공간 상관기 및 비교기를 포함한다. 상기 제어기에 결합되어 있는 순방향 빔형성기는 상기 제어기로부터 최적 빔형성 가중치 벡터를 수신한다. 상기 순방향 빔형성기는 들어오는 복소 데이터 스트림과 상기 순방 향 빔형성 가중치 벡터 W를 복소 승산하고, 상기 적응형 안테나 어레이를 통하여 상기 이동국으로 전송하기 위해 결과적인 복소 데이터 스트림을 발생시킨다.

본 발명의 목적은 이동 환경하에서 적응형 안테나 어레이의 순방향 성능과 역방향 성능을 개선시키는 향상된 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 이동국으로부터 수신된 신호로부터 공간 시그너쳐들을 구한 다음 이동국 이동 변화가 적은 공간 시그너쳐를 확인하고, 그런 다음 최적의 순방향 빔형성 가중치 벡터를 구하는 개선된 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 역방향 구간내에서 제1 세트의 공간 시그너쳐들과 제2 세트의 공간 시그너쳐들을 구할 수 있는 공간 시그너쳐 추정기를 제공하는 개선된 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동국의 제1 안테나의 신호와 제2 안테나의 신호들로부터의 공간 시그너쳐들을 상관시켜 순방향 빔형성 가중치 벡터를 결정할 수 있는 상관회로를 제공하는 개선된 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

이상의 내용은 본 발명의 특징부들과 기술적 이점들을 다소 광범위하게 개설한 것으로, 따라서 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들은 하기의 본 발명의 상세한 설명을 더욱 잘 이해할 수 있을 것이다. 이하, 본 발명의 청구항의 요지가 되는 본 발명의 추가적인 특징부들과 이점들이 설명될 것이다. 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들은 이들이 본 발명의 동일한 목적들을 수행하는 다른 구조들을 설계하거나 변경하기 위한 바탕으로서 여기에 개시되어 있는 개념과 특정 구현예를 용이하게 사용할 수 있다는 것을 잘 알 수 있을 것이다. 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들은 또한 이런 동등한 구성들이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한도내에서 가능하다는 것을 이해할 것이다.

이하, 본 발명과 이것의 이점들을 더욱 완벽하게 이해하기 위해서, 첨부도면 및 하기의 설명들에 참조부호를 넣는다. 동일한 참조부호들은 동일한 것들을 나타낸다.

후술하는 바와 같이, 본 발명의 도1 내지 도5 및 본 발명의 원리를 설명하는데 사용되는 다양한 구현 예들은 단지 실례로서 기재된 것이며 본 발명의 범위를 어느 방법으로든지 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명의 원리가 적절히 배치된 무선 네트워크에서 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 1은 무선 네트워크 100의 일반적인 개략도이다. 무선 전화 네트워크 100은 복수개의 셀 사이트 121-123을 포함한다. 각각의 셀 사이트들은 기지국 BS 101, BS 102 또는 BS 103 중 어느 하나를 포함한다. 기지국들 101~103은 복수개의 이동국들 (MS) 111~114와 통신하도록 동작된다. 이동국들 111~114는 종래 이동전화(Cellular Telephone), PCS 핸드셋(Handsets), 휴대용 컴퓨터, 원격측정장치(Telemetry Devices) 등을 포함하여 어느 적절한 무선 통신장치들일 수 있다. 이것은 무선 링크를 통해서 기지국과 통신할 수 있다.

점선은 셀 사이트들 121~123의 대략적인 경계부분을 나타낸다. 상기 셀 사이트들내에 기지국 101~103이 위치된다. 셀 사이트들은 예증과 설명만을 위해 거의 원형으로 표시하였다. 셀 사이트들은 선택된 셀 안테나 구조, 안테나 높이, 및 자연이나 인간이 만든 장애물에 의존하여 불규칙한 형상을 가질 수도 있다.

각각의 기지국들 BS 101, BS 102, BS 103은 기지국 제어장치(Base Station Controller; BSC) 및 기지국 장치(Base Transceiver Station; BTS)를 포함할 수 있다. 기지국 제어장치와 기지국 장치는 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려져 있다. BSC는 무선 통신 네트워크내의 특정 셀들에 대하여, BTS를 포함하여, 무선 통신 자원을 운용하는 장치이다. BTS는 각각의 셀 사이트에 위치되어 있는 RF 송수신기(Transceiver), 안테나 및 다른 전기장치를 포함한다. 이 장치는 호 처리 회로(Call Processing Circuitry) 이외에도 공기조절장치, 난방장치, 전기공급장치, 전화선 인터페이스(Telephone Line Interfaces) 및 RF 송신기 및 RF 수신기를 포함할 수 있다. 본 발명의 동작을 설명하는데 있어서 간단성과 명료성을 기하기 위해서, 각각의 셀들 121, 122, 123내의 BTS 및 이와 연관되는 BSC를 BS 101, BS 102, BS 103으로 각각 총괄하여 표시한다.

BS 101, BS 102, BS 103은 통신선로 131 및 이동 교환기(Mobile Switching Center; MSC) 140을 통하여 서로간이나 공중전화 시스템간에 음성 및 데이터 신호를 전송한다. 이동 교환기 140은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려져 있다. 이동 교환기 140은 예를 들어 공중전화 시스템 및/또는 인터넷 등의 외부 네트워크 및 무선 네트워크내 가입자들간의 서비스와 조정(Coordination)을 제공하 는 교환장치이다. 통신선로 131은 BSC내의 각각의 보코더(Vocoder)와 MSC 140내의 스위치 요소들을 연결시켜준다. 본 발명의 한 구현예에서, 통신선로 131에서의 각각의 링크는 펄스 부호 변조 형식(Pulse Code Modulated Format: PCM)으로 음성신호의 전송을 위한 디지털 경로를 제공한다. 통신선로 131은 T1 선로, T3 선로, 광섬유 링크(Fiber Optic Link), 네트워크 백본 접속(Network Backbone Connection) 등을 포함하는 어느 적절한 연결수단일 수 있다. 몇몇 구현예들에서는, 통신선로 131은 여러 개의 서로 다른 데이터 링크일 수 있으며, 여기에서 각각의 데이터 링크는 BS 101, BS 102 또는 BS 103 중의 어느 하나를 MSC 140으로 연결한다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, BS 101, BS 102, BS 103은 통신선로 145 및 데이터 코어 네트워크 (Data Core Network; DCN) 서버 150을 통하여 서로간이나 또는 이들과 인터넷간에 또는 이들과 다른 패킷 데이터 네트워크(도시하지 않았음)간의 데이터 신호들을 전송한다. 데이터 코어 네트워크 (DCN) 서버 150은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있다. 데이터 코어 네트워크 (DCN) 서버 150은 예를 들어 사내 이더넷(Ethernet) 시스템 및/또는 인터넷 등의 외부 패킷 데이터 네트워크 및 무선 네트워크내 가입자들간의 서비스와 조정(Coordination)을 제공하는 패킷 데이터 교환장치 또는 라우팅(Routing) 장치이다. 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들은 통신선로 145가 데이터 코어 네트워크 150에 위치한 패킷 데이터 서빙 노드 (도시하지 않았음)에 인터페이스한다는 것을 이해할 것이다. 통신선로 145는, 이더넷 링크를 포함하여, T1 접속, T3 선로, 광섬유 링크(Fiber Optic Link), 네트워크 백본 접속(Network Backbone Connection) 등을 포함하는 어느 적 절한 연결수단일 수 있다. 몇몇 구현예들에서는, 통신선로 145는 여러 개의 서로 다른 데이터 링크를 포함할 수 있으며, 여기에서 각각의 데이터 링크는 BS 101, BS 102 또는 BS 103 중의 어느 하나를 데이터 코어 네트워크 (DCN) 150으로 연결한다.

무선 네트워크 100에서 , MS 111은 셀 사이트 121내에 위치하며 BS 101과 통신한다. MS 113은 셀 사이트 122내에 위치하며 BS 102와 통신한다. MS 114는 셀 사이트 123내에 위치하며 BS 103과 통신한다. MS 112는 셀 사이트 123의 가장자리부에 근접하여 셀 사이트 121내에 또한 위치한다. MS 112 옆의 방향 화살표는 MS 112가 셀 사이트 123을 향하여 이동하는 것을 나타낸다. 몇몇 경우에, MS 112가 셀 사이트 121을 벗어나서 셀 사이트 123으로 이동할 때가 있는데, 이때 핸드오프(Handoff)가 발생한다.

당해 분야 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려진 바와 같이, 핸드오프는 첫 번째 셀로부터 두 번째 셀로 호의 제어를 전달한다. 본 발명의 한 구현예에서, MS 112가 셀 121로부터 셀 123으로 이동하는 경우, MS 112는 BS 103으로부터의 제어신호, BS 101로부터의 신호상의 비트 에러율(Error Rate)의 증가, 신호 시간 지연, 또는 몇몇 다른 특성에 대한 검출에 근거하여 핸드오프가 요구되는지를 결정한다. BS 103에 의해 전송된 제어신호의 강도, 또는 BS 101로부터의 수신신호의 비트 에러율, 또는 왕복시간(Round Trip Time) 지연이 임계값(Threshold)을 초과하는 경우, BS 101은 핸드오프가 요구되는 목적지 BS 103 및 MS 112를 시그널링(Signaling)함으로써 핸드오프 처리를 개시한다. BS 103과 MS 112는 통신 링크의 설정을 협상한다. 이에 의해, 호는 BS 101로부터 BS 103으로 이동된다. "아 이들(Idle)" 핸드오프란, 보통의 트래픽 채널(Traffic Channel)로 음성 및/또는 데이터 신호들을 전송한다기보다는 오히려, 제어채널 또는 페이징(Paging) 채널로 통신하는 이동전화 장치(Mobile Device)의 셀들간의 핸드오프를 말한다.

무선 네트워크 100에서 하나 이상의 무선장치는 예를 들어 스트리밍(Streaming) 오디오 장치 또는 스트리밍 비디오 장치 등의 실시간 장치를 작동할 수 있다. 무선 네트워크 100은 데이터 코어 네트워크 (DCN) 서버 150이나 통신선로 145를 통하여 예를 들어 인터넷 등으로부터 실시간 데이터를 수신한 다음 순방향 채널(Forward Channel)로 이 실시간 데이터를 무선장치에 전송한다. 예를 들어, MS 112는 인터넷 서핑(surfing)을 실시하여 예를 들어 웹사이트 "www.mp3.com"으로부터 음악과 같은 스트리밍 오디오를 청취할 수 있거나 또는 웹사이트 "www.broadcast.com"으로부터 스포츠 라디오 방송과 같은 스트리밍 오디오를 청취할 수 있는 3세대 이동전화 장치(3G Cellular Phone Device)를 포함할 수 있다. MS 112는 예를 들어 "www.CNN.com"과 같은 뉴스 웹 사이트로부터 스트리밍 비디오를 볼 수도 있다. 메모리 요구가 증가하는 것을 방지하면서 무선전화장치의 크기가 커지는 것을 방지하기 위해서, 무선 네트워크 100내의 하나 이상의 기지국은, 예를 들어, MS 112로 전송되는 실시간 데이터를 버퍼링(Buffering)하는데 사용될 수 있는 실시간 데이터 버퍼를 제공한다.

도 2는 본 발명의 전형적인 이동국 200 및 본 발명의 전형적인 BTS 205를 도시하고 있다. BTS 205는 M개의 안테나들을 포함하는 적응형 안테나 어레이 210을 포함한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 적응형 안테나 어레이 210은 제1안테나 215, 제2안테나 220, 다른 안테나들(미도시) 및 M번째 안테나 225를 포함한다.

이동국 200은 제1 안테나 230 및 제2 안테나 235를 포함한다. 블록들 240, 250, 260, 270, 280, 290은 신호 산란 구조를 표시한 것이다. 빌딩은 신호 산란 구조의 일반적인 유형이기 때문에, 상기 블록들 240, 250, 260, 270, 280, 290이 빌딩을 나타낸다고 가정하자. 이동국 200의 왼쪽 화살표가 나타내는 의미는, 이동국 200이 이동중에 있다는 것과, 또 빌딩들 240, 260, 280을 포함하는 왼쪽에 있는 첫 번째 열의 빌딩들과 빌딩들 250, 270, 290을 포함하는 오른쪽에 있는 두 번째 열의 빌딩들 사이에서 앞쪽으로 이동한다는 것을 나타낸다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 큰 점선으로 표시한 안테나 230으로부터 전송된 제1신호는 빌딩 240과 빌딩 290에 의해 산란된다. 이 신호 경로는 안테나 230으로부터 적응형 안테나 어레이 210까지의 제1 다중경로를 발생시킨다. 큰 점선으로 표시한 안테나 230으로부터 전송된 제1신호는 빌딩 260과 빌딩 290에 의해서도 산란된다. 이 신호경로는 안테나 230으로부터 적응형 안테나 어레이 210까지의 제2 다중경로를 발생시킨다.

작은 점선으로 표시한 안테나 235로부터 전송된 제2신호는 빌딩 260과 빌딩 290에 의해 산란된다. 이 신호 경로는 안테나 235로부터 적응형 안테나 어레이 210까지의 제1 다중경로를 발생시킨다. 작은 점선으로 표시한 안테나 235로부터 전송된 제2신호는 빌딩 250과 빌딩 260 및 빌딩 290에 의해서도 산란된다. 이 신호경로는 안테나 235로부터 적응형 안테나 어레이 210까지의 제2 다중경로를 발생시킨다.

이동국 200의 안테나 230 및 안테나 235는 서로 다른 형상으로 배치되어 다 중경로 환경에서 다이버시티를 이용할 수 있다. 예를 들어, 안테나 230 및 안테나 235는 같은 방향으로 배치된 형상(co-polarized configuration) 또는 교차 방향으로 배치된 형상(cross-polarized configuration)으로 공간적으로 분리될 수 있다.

통신경로들이 비가시거리 통신경로들인 경우에, 이동국에서 송신 다이버시티를 사용함으로써 BTS의 안테나 어레이에서 서로 다른 공간 시그너쳐 벡터들을 구할 수 있다는 것이 실험적으로 논증되었다. (Kavak et al., "Mobile Transmit Diversity and TDD Downlink Performance for Smart Antenna in Fast Fading Scenarios", Proceedings of the IEEE, Symposium on Antennas and Propagation, July 2000) 비록 각각의 안테나들 230, 235로부터 적응형 안테나 어레이 210에 도달하는 다중경로 신호들은 도착방향에 있어서는 서로 유사하지만, 이들의 복합 경로 감쇠들은 서로 다르다. 이것은 서로 다른 공간적 시그너쳐가 각각의 이동국 230, 235와 연관되어지도록 한다.

본 발명의 BTS 205는 이동국 200내의 두 개의 분리된 안테나들 230, 235로부터의 전송을 수신함에 의해 제공되는 다이버시티를 사용함으로써, 시분할 다중화 방식(Time Division Duplex Scheme; TDD)으로 선택적 순방향 전송을 위한 적응형 처리 방법을 사용한다. 본 발명의 구현예는 두 개의 안테나들 230 및 235를 갖는 것으로 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 이동국 200내에 두 개의 안테나들을 사용하는 것으로 제한되지 않는다는 것은 명백하다. 즉, 본 발명의 원리는 이동국 200내에 3개 이상의 안테나들을 사용하는 것으로 확장되며, 또한 BTS 205내에 대응하는 개수의 공간 시그너쳐 벡터들을 분석하는 것을 포함한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, BTS 205는 수신된 신호로부터 수학식 1에서 이미 설명한 유형의 공간 시그너쳐 벡터들을 얻을 수 있는 공간 시그너쳐 추정기(Spatial Signature Estimator; SSE) 310을 포함한다. 이하, 설명의 편의상, "공간 시그너쳐"이라는 용어는 공간 시그너쳐 벡터를 나타내는 것으로 사용된다. 공간 시그너쳐 추정기 310은 적응형 안테나 어레이 210의 안테나들 215, 220, ... , 225에 각각 연관되어 있는 송수신기들 315, 320, ... , 325의 수신부(RX)로부터 신호들을 수신한다.

공간 시그너쳐 추정기 310은 한 가지 이상의 방법을 이용하여 제1 안테나 230 및 제2 안테나 235로부터 공간 시그너쳐들을 얻을 수 있다. 예를 들어, 코드분할 다중접속 (CDMA) 시스템에서, TIA/EIA-95 또는 TIA/EIA 2000에 의해 설명된 바와 같이, 제1 안테나 230 및 제2 안테나 235 각각은 서로 다른 확산부호들을 사용하여 전송한다. 공간 시그너쳐 추정기 310은 서로 다른 확산부호정보를 사용하여 공간 시그너쳐들을 얻을 수 있다.

도 3에 또한 나타낸 바와 같이, BTS 205는 또한 제어기 330, "4M ×1" 테이블 335, 제1 공간 상관기 340, 제2 공간 상관기 345, 비교기 350, 순방향 빔 형성기 (Downlink Beam Former; DLBF) 360을 포함한다. 순방향 빔 형성기 (DLBF) 360의 각각의 출력들 M은 적응형 안테나 어레이 210의 안테나들 215, 220, ... , 225에 각각 연결되어 있는 송수신기들 315, 320, ... , 325의 송신부(TX)에 결합된다.

도 3에서 공간 시그너쳐 추정기 310은 제1 안테나 230 및 제2 안테나 235에 연결되어 있는 시분할 다중화 (TDD) 슬롯(Slot)의 역방향 구간(즉, 수신(RX) 구간) 이내에서

으로 표시한 제1 안테나 230으로부터 제1 공간 시그너쳐를 얻으며,

로 표시한 제2 안테나 235로부터 제1 공간 시그너쳐를 얻는다.

에서 숫자 "1"은 제1 안테나 230을 말하는 것이다.

에서 숫자 "2"는 제2 안테나 235를 말하는 것이다. 문자 "P"는 역방향 구간내에 제1 세트의 공간 시그너쳐 측정값을 말하는 것이다.

후에, 동일한 역방향 구간내에서, 공간 시그너쳐 추정기 310은

으로 표시한 제1 안테나 230으로부터 제2 공간 시그너쳐를 얻으며,

로 표시한 제2 안테나 235로부터 제2 공간 시그너쳐를 얻는다.

에서 숫자 "1"은 제1 안테나 230을 말하는 것이다.

에서 숫자 "2"는 제2 안테나 235를 말하는 것이다. 문자 "C"는 역방향 간격내에 제2 세트의 공간 시그너쳐 측정값을 말하는 것이다.

더욱 상세하게 설명하면, 본 발명의 BTS 205는 상관회로를 포함하는데, 이 상관회로는 (1) 제1 세트의 공간 시그너쳐들 (

및

)에 대한 제2 세트의 공간 시그너쳐들 ( 및

)의 변화를 측정하며, 또 (2) 제1 안테나 230과 제2 안테나 235에 연관된 시분할 다중화 (TDD) 슬롯의 차기 순방향 구간(즉, 송신(TX) 구간) 동안에 빔형성 가중치 벡터(Beamforming weight vector)로서 가장 적은 변화를 갖는 공간 시그너쳐를 사용한다.

도 4는 역방향 구간 410과 후속 순방향 구간 420 및 후속 역방향 구간 430과의 시간관계를 보여주는 타이밍 도면이다. 본 발명의 한 구현예에서, 공간 시그너쳐 추정기 310은 역방향 구간 410의 초반부분 435로부터 제1 세트의 공간 시그너쳐들 (

및

)을 얻는다. 그리고 나서, 공간 시그너쳐 추정기 310은 역방향 구간 410의 후반부분 440으로부터 제2 세트의 공간 시그너쳐들(

및

)을 얻는다. "GT"라고 표시되어 있는 역방향 구간 410의 마지막 부분 445는 순방향 구간 420에 선행하는 "보호시간(Guard Time)"을 나타낸다.

본 발명의 한 구현예에서, 역방향 구간 410의 일반적인 시간길이는 576.9 마이크로초(ms)이다. 역방향 구간 410 중의 435 부분에 대한 일반적인 시간길이는 10ms이다. 역방향 간격 410 중의 440 부분에 대한 일반적인 시간길이는 10ms이다. "보호시간" 간격 445에 대한 일반적인 시간길이는 2.0ms이다. 이들 시간값들은 단지 일례로서 주어진 것들이며 본 발명이 이들 시간값들에 한정되지 않는다는 것을 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들은 잘 알 수 있을 것이다.

공간 시그너쳐 추정기 310이 공간 시그너쳐를 얻자마자, 공간 시그너쳐 추정기 310은 상기 공간 시그너쳐를 제어기 330에게 넘긴다 제어기 330은 상기 공간 시그너쳐들을 "4M ×1" 테이블 335에 저장한다. 제어기 330은 적응형 안테나 어레이 210내의 M개의 안테나들로부터 M개의 공간 시그너쳐들을, "4M ×1" 테이블 335내의 "M ×1" 연속적 위치들내에 저장한다. 그러므로, "4M ×1" 테이블 335는

,

및

순서로 4M 공간 시그너쳐들의 요소들로 채워져 있다.

특히, "4M ×1" 테이블 335내의

블록은 제1 안테나 230으로부터 얻어진 제1 세트의 공간 시그너쳐들을 나타내는 M개의 공간 시그너쳐들을 포함한다. 상기 M개의 공간 시그너쳐들은 적응형 안테나 어레이 210내의 M개의 안테나들 각각에 대한 것이다. "4M ×1" 테이블 335내의

블록은 제2 안테나 235로부터 얻어진 제1 세트의 공간 시그너쳐들을 나타내는 M개의 공간 시그너쳐들을 포함한다. 상기 M개의 공간 시그너쳐들은 적응형 안테나 어레이 210내의 M개의 안테나들 각각에 대한 것이다. "4M ×1" 테이블 335내의

블록은 제1 안테나 230으로부터 얻어진 제2 세트의 공간 시그너쳐들을 나타내는 M개의 공간 시그너쳐들을 포함한다. 상기 M개의 공간 시그너쳐들은 적응형 안테나 어레이 210내의 M개의 안테나들 각각에 대한 것이다. 마지막으로, "4M ×1" 테이블 335내의

블록은 제2 안테나 235로부터 얻어진 제2 세트의 공간 시그너쳐들을 나타내는 M개의 공간 시그너쳐들을 포함한다. 상기 M개의 공간 시그너쳐들은 적응형 안테나 어레이 210내의 M개의 안테나들 각각에 대한 것이다.

제1 세트의 공간 시그너쳐들 (

및

) 및 제2 세트의 공간 시그너쳐들 (

및

)을 구하고 나서 "4M ×1" 테이블 335내에 저장한 후, 순방향 빔형성을 위한 진행을 준비한다. 순방향 구간 420의 개시 시에, 제어기 330에 의해 제1 공간 상관기 340이 동작할 수 있으며, 또 제2 공간 상관기 345가 동작할 수 있다. 제어기 330에 의해 "4M ×1" 테이블 335가 제1 안테나 230과 관련된 공간 시그너쳐들 (즉,

및

)을 제1 공간 상관기 340에 넘겨줄 수 있다. 제어기 330에 의해 "4M ×1" 테이블 335가 제2 안테나 235와 관련된 공간 시그너쳐들 (즉,

및

)을 제2 공간 상관기 345에 또한 넘겨줄 수 있다.

제1 공간 상관기 340은 공간 시그너쳐들

과

간의 상관치의 크기를 계산한다. 제1 공간 상관기 340에 의해 계산된 상관치

은 하기의 수학식 2에 의해 다음과 같이 주어진다.

여기에서, 기호 *는 두 개의 신호들에 대한 잘 알려진 상관 처리를 나타낸다. 상관치

은 이동국 200이 이동하고 있는 동안 제1 안테나 230과 관련되어 있는 공간 시그너쳐들(채널 벡터들)이 얼마나 많이 변화하는가를 측정한다.

유사하게도, 제2 공간 상관기 345는 공간 시그너쳐들

과

간의 상관 치의 크기를 계산한다. 제2 공간 상관기 345에 의해 계산된 상관치

는 하기의 수학식 3에 의해 다음과 같이 주어진다.

는 이동국 200이 이동하고 있는 동안 제2 안테나 235와 관련되어 있는 공간 시그너쳐들(채널 벡터들)이 얼마나 많이 변화하는가를 측정한다.

제1 공간 상관기 340은 상관치

을 비교기 350에게 제공한다. 유사하게, 제2 공간 상관기 345는 상관치

를 비교기 350에게 제공한다. 비교기 350은 두 개의 상관치들을 비교함으로써 순방향 빔형성 계수들을 결정한다. 비교기 350은 1과 동일한 값을 출력하거나 또는 0과 동일한 값을 출력한다. 비교기 350의 출력은 문자 "Z"로 표시된다. 만일 상관치

이

보다 크거나 같다면, 비교기 350은 Z값으로 0을 출력한다. 만일 상관치

이

보다 작다면, 비교기 350은 Z값으로 1을 출력한다. 따라서, 비교기 350은 다음의 기능을 수행한다.

≥인 경우, Z = 0

〈 인 경우, Z = 1

비교기 350은 상기 Z값을 제어기 330에게 제공한다.

만일 비교기 350의 출력값 Z가 0이라면, 제어기 330은 순방향 빔형성 가중치 벡터로서

을 선택한다. 만일 비교기 350의 출력값 Z가 1이라면, 제어기 330은 순방향 빔형성 가중치 벡터로서

을 선택한다. 그런 다음, 제어기 330은 순방향 빔형성 가중치 벡터 W의 M개의 순방향 빔형성 계수들을 순방향 빔형성기 (DLBF) 360에게 제공한다.

제어기 330과, "4M ×1" 테이블 335와, 제1 공간 상관기 340, 제2 공간 상관기 345 및 비교기 350은 일반적으로 본 발명의 "상관 회로"라고 일컬어진다.

순방향 빔형성기 (DLBF) 360은 또한 BTS 모뎀 라인 365로부터 들어오는 복소 데이터 스트림

를 수신한다. 상기

는 복소 데이터 스트림 S의 실수 부분을 나타내며 상기

는 복소 데이터 스트림 S의 허수 부분을 나타낸다. 상기 들어오는 복소 데이터 스트림 S는 순방향 빔형성 가중치 벡터 W와 복소 승산된다. 그 결과는 하기의 수학식 6과 같다.

결과적으로 얻어진 복소 데이터 스트림

은 순방향 빔형성기 (DLBF) 360으로부터 적응형 안테나 어레이 210의 안테나들 215, 220, ... , 225에 각각 연관되어 있는 송수신기 315, 320, ... , 325의 송신부(TX)로 출력된다.

제2 세트의 역방향 공간 시그너쳐들 (

및

)의 획득시간과 순방향 전송 시간과의 시간간격이 너무 짧기 때문에, 전파 채널 특성들간의 상관관계가 매우 긴밀해질 것이다. 그러므로, 제1 세트의 역방향 공간 시그너쳐들 (

및

)의 획득시간에서 가장 변화가 적은 공간 시그너쳐를 선택함으로써, 본 발명의 방법은 차량내에서 상대적으로 빠른 속도로 이동하는 이동국 200에 의해 발생되는 빠르게 변화하는 채널 조건으로 인한 성능저하를 최소화한다.

도 4는 순방향 구간 420에 대한 시간관계를 보여주는 타이밍 도면이다. 순방향 구간 420의 제1부분 450 ("W"로 표시함)중에서, BTS 205는 순방향 빔형성 가중치 벡터 W와 들어오는 복소 데이터 스트림 S를 복소 승산함으로써 얻어지는 복소 데이터 스트림 X를 전송한다. "GT"라고 표시되어 있는 순방향 구간 420의 마지막 부분 455는 차기 역방향 구간 430에 선행하는 "보호시간(Guard Time)" 부분을 나타낸다.

본 발명의 한 구현예에서, 순방향 구간 420의 일반적인 시간길이는 576.9 마 이크로초(ms)이다. 순방향 구간 420 중의 제1부분 450에 대한 일반적인 시간길이는 10ms이다. "보호시간" 구간 455에 대한 일반적인 시간길이는 2ms이다. 이들 시간값들은 단지 일례로서 주어진 것들이며 본 발명이 이들 시간값들에 한정되지 않는다는 것을 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들은 잘 알 수 있을 것이다.

도 5는 이동 환경에서 적응형 안테나 어레이의 순방향 성능을 개선시키기 위한 본 발명의 방법의 한 구현예의 흐름도이다. 이 방법의 단계들을 참조부호 500으로 표시한다.

BTS 205는 이동중인 이동국 200의 제1 안테나 230으로부터 신호를 수신한다(510 단계). BTS 205는 또한 이동중인 이동국 200의 제2 안테나 235로부터 신호를 수신한다(520 단계). BTS 205내에서 공간 시그너쳐 추정기 310은 역방향 구간 410의 제1부분 435내에서 제1 세트의 공간 시그너쳐들 (

및

)을 얻는다(530 단계). BTS 205내에서 공간 시그너쳐 추정기 310은 역방향 구간 410의 제2부분 440내에서 제2 세트의 공간 시그너쳐들 (

및

)을 얻는다(540 단계).

그런 다음, 제1 세트의 공간 시그너쳐들에 대한 제2 세트의 공간 시그너쳐들의 변화를 측정한다(550 단계). 순방향 빔형성 가중치 벡터 W를 가장 적은 변화를 갖는 공간 시그너쳐를 사용함으로써 구한다(560 단계). 후속의 순방향 구간 420중에서, BTS 205는 이동중인 이동국 200에게 상기 순방향 빔형성 가중치 벡터 W를 사용하여 구하여진 복소 데이터 스트림 X를 전송한다(570 단계).

본 발명은 이동 환경내에서 빠른 채널 변화의 효과를 줄이면서도 적응형 안테나 어레이의 순방향 성능을 개선시킨다. 본 발명은 가장 적게 변화된 역방향 공간 시그너쳐를 선택하여 적당한 순방향 빔형성 가중치 벡터를 구하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 순방향 빔형성 가중치 벡터를 사용함으로써 변화하는 순방향 채널 및 역방향 채널로 인한 적응형 안테나 어레이의 성능저하를 최소화시킨다.

본 발명의 한 변형예에서, BTS 205는 제1 안테나 230과 제2 안테나 235와 연관되는 공간 시그너쳐들의 선형결합을 구성함으로써 순방향 빔형성 가중치 벡터 W를 구할 수 있다. 상기 변형예에서, "4M×1" 테이블 335의 크기는 "2M ×1" 크기로 축소된다. 추가적인 신호 처리 기능의 필요 없이, 크기에 있어서의 축소는 공간 시그너쳐들을 적절한 선형결합에 결합시킴으로써 이루어진다.

본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변경과 변형이 가능하다는 것을 당해 분야 통상의 지식을 가진 자들은 인정할 것이다.

Claims

적응형 안테나 어레이를 구비하는 기지국 및 복수의 안테나를 구비하는 이동국을 포함하는 무선 네트워크 통신 시스템에서, 상기 기지국의 상기 적응형 안테나 어레이의 순방향 성능을 개선시키기 위한 장치에 있어서,

상기 이동국의 제1 및 제2 안테나를 통해 전송된 역방향 신호의 각기 정해진 부분으로부터 제1 및 제2 세트의 공간 시그너쳐를 구하는 공간 시그너쳐 추정기; 및

상기 제1 및 제2 세트의 공간 시그너쳐들로부터 채널 변화가 가장 적은 공간 시그너쳐를 결정하여 순방향 빔형성을 위한 가중치 벡터를 구하는 상관회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 공간 시그너쳐 추정기는,

상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 연관되어 있는 시분할 다중화 슬롯의 역방향 구간의 제1부분 중에서, 상기 제1 안테나로부터의 제1 공간 시그너쳐와 상기 제2 안테나로부터의 제1 공간 시그너쳐를 포함하는 상기 제1 세트의 공간 시그너쳐들을 구하고,

상기 역방향 구간의 제2부분 중에서, 상기 제1 안테나로부터의 제2 공간 시그너쳐와 상기 제2 안테나로부터의 제2 공간 시그너쳐를 포함하는 상기 제2 세트의 공간 시그너쳐들을 구하며,

상기 상관회로는,

상기 제1 세트의 공간 시그너쳐들에 대한 상기 제2 세트의 공간 시그너쳐들의 변화를 측정하여 상기 가장 변화가 적은 공간 시그너쳐를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서, 상기 상관회로는,

제어기;

상기 공간 시그너쳐값들을 저장하고 있는 테이블;

상기 제1 안테나로부터의 공간 시그너쳐값들을 상관시키는 제1 공간 상관기;

상기 제2 안테나로부터의 공간 시그너쳐값들을 상관시키는 제2 공간 상관기; 및

상기 제1 공간 상관기로부터의 상관치와 상기 제2 공간 상관기로부터의 상관치를 비교하여 순방향 빔형성 가중치 벡터를 결정하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 상기 테이블은 상기 공간 시그너쳐값들을 저장할 수 있는 4M ×1 테이블이며, 여기에서 M은 상기 적응형 안테나 어레이에서의 안테나의 개수임을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 상기 비교기는 상기 제1 공간 상관기의 제1 상관치와 상기 제2 공간 상관기의 제2 상관치를 비교하고,

상기 제1 상관치가 상기 제2 상관치보다 크거나 같을 경우, 상기 제어기는 순방향 빔형성 가중치 벡터의 구성요소로서 상기 제1 안테나로부터 구하여진 제2 세트의 공간 시그너쳐를 선택하고,

상기 제1 상관치가 상기 제2 상관치보다 작을 경우, 상기 제어기는 순방향 빔형성 가중치 벡터의 구성요소로서 상기 제2 안테나로부터 구하여진 제2 세트의 공간 시그너쳐를 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
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제3항에 있어서, 상기 제어기로부터 상기 순방향 빔형성 가중치 벡터 W를 수신하고, 들어오는 복소 데이터 스트림 S와 상기 순방향 빔형성 가중치 벡터 W를 복소 승산하고, 결과적인 복소 데이터 스트림 X를 상기 적응형 안테나 어레이의 M개의 안테나들에 각각 연관되어 있는 M개의 송신부들에게 전송할 수 있는 순방향 빔형성기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
적응형 안테나 어레이를 구비하는 기지국 및 복수의 안테나를 구비하는 이동국을 포함하는 무선 네트워크 통신 시스템에서, 상기 기지국의 상기 적응형 안테나 어레이의 순방향 성능을 개선시키기 위한 방법에 있어서,

공간 시그너쳐 추정기에서 상기 이동국의 제1 및 제2 안테나를 통해 전송된 역방향 신호를 수신하여 제1 세트의 공간 시그너쳐를 구하는 단계;

상기 공간 시그너쳐 추정기에서 상기 이동국의 제1 및 제2 안테나를 통해 전송된 역방향 신호를 수신하여 제2 세트의 공간 시그너쳐를 구하는 단계;

상관회로에서 상기 제1 및 제2 세트의 공간 시그너쳐들로부터 채널 변화가 가장 적은 공간 시그너쳐를 결정하는 단계; 및

상기 상관회로에서 상기 결정된 공간 시그너쳐를 근거로 순방향 빔형성을 위한 가중치 벡터를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 공간 시그너쳐 추정기에서, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에 연관되어 있는 시분할 다중화 슬롯의 역방향 구간의 제1부분 중에서, 상기 제1 안테나로부터의 제1 공간 시그너쳐와 상기 제2 안테나로부터의 제1 공간 시그너쳐를 포함하는 상기 제1 세트의 공간 시그너쳐들을 구하는 단계;

상기 공간 시그너쳐 추정기에서, 상기 역방향 구간의 제2부분 중에서, 상기 제1 안테나로부터의 제2 공간 시그너쳐와 상기 제2 안테나로부터의 제2 공간 시그너쳐를 포함하는 상기 제2 세트의 공간 시그너쳐들을 구하는 단계; 및

상기 상관회로에서, 상기 제1 세트의 공간 시그너쳐들에 대한 상기 제2 세트의 공간 시그너쳐들의 변화를 측정하여 상기 가장 변화가 적은 공간 시그너쳐를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 공간 시그너쳐값들을 테이블에 저장하는 단계;

상기 제1 안테나로부터의 공간 시그너쳐값들을 제1 공간 상관기에 의해 상관시키는 단계;

상기 제2 안테나로부터의 공간 시그너쳐값들을 제2 공간 상관기에 의해 상관 시키는 단계; 및

상기 제1 공간 상관기로부터의 제1 상관치와 상기 제2 공간 상관기로부터의 제2 상관치를 비교기에 의해 비교하여 순방향 빔형성 가중치 벡터를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 테이블은 4M ×1 테이블이며, 여기에서 M은 상기 적응형 안테나 어레이에서의 안테나의 개수임을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 비교기에 의해 상기 제1 상관치와 상기 제2 상관치를 비교하고,

상기 제1 상관치가 상기 제2 상관치보다 크거나 같을 경우, 순방향 빔형성 가중치 벡터의 구성요소로서 상기 제1 안테나로부터 구하여진 제2 세트의 공간 시그너쳐를 선택하고,

상기 제1 상관치가 상기 제2 상관치보다 작을 경우, 순방향 빔형성 가중치 벡터의 구성요소로서 상기 제2 안테나로부터 구하여진 제2 세트의 공간 시그너쳐를 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
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제11항에 있어서,

상기 순방향 빔형성 가중치 벡터 W를 수신하는 단계;

들어오는 복소 데이터 스트림 S와 상기 순방향 빔형성 가중치 벡터 W를 복소 승산하는 단계; 및

결과적인 복소 데이터 스트림 X를 상기 적응형 안테나 어레이의 M개의 안테나들에 각각 연관되어 있는 M개의 송신부들에게 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.