KR100703261B1

KR100703261B1 - 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이장치 및 방법

Info

Publication number: KR100703261B1
Application number: KR1020000043862A
Authority: KR
Inventors: 천병진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2007-04-03
Also published as: KR20020010062A

Abstract

본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히, 다수개의 안테나 소자를 이용해 수신빔형성을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 수신빔형성은 최대 출력 신호 대 간섭 및 잡음 비 (Max SINR: Maximum Signal to Interference plus Noise Ratio) 기준에 의해 동작되며, 이를 적응적으로 구현하기 위해 접선 기울기 방법 (TGM: Tangential Gradient Method)를 적용한다. 그 결과, 본 발명은 이동성이 높고 페이딩이 심한 이동 통신 환경하에서도 우수한 적응성과 성능을 보인다.

스마트안테나, 수신용 적응 안테나 어레이, 수신 빔형성, 접선 기울기 방법, 최대 기울기 방법, 공액 기울기 방법

Description

접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치 및 방법{The Apparatus and Method of Receive Adaptive Antenna Array Based on Tangential Gradient Method}

도 1은 이동통신 시스템의 수신용 적응 안테나 어레이장치(Rx-AAA)의 구성을 도시하는 도면

도 2는 TGM 알고리즘의 개념을 도시하는 도면

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라 시간 평균 TGM 알고리즘을 이용한 수신용 적응 안테나 어레이장치의 구성을 도시하는 도면

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따라 시간 평균 TGM 알고리즘을 이용한 수신용 적응 안테나 어레이장치의 동작 과정을 도시하는 흐름도

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따라 순간 TGM 알고리즘을 이용한 수신용 적응 안테나 어레이장치의 구성을 도시하는 도면

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따라 순간 TGM 알고리즘을 이용한 수신용 적응 안테나 어레이장치의 동작 과정을 도시하는 흐름도

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따라 Max SNR TGM 알고리즘을 이용한 수신용 적응 안테나 어레이장치의 구성을 도시하는 도면

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따라 Max SNR TGM 알고리즘을 이용한 수신용 적응 안테나 어레이장치의 동작 과정을 도시하는 흐름도

본 발명은 이동통신 시스템의 수신장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 수신용 적응 안테나 어레이장치 및 방법에 관한 것이다.

수신용 적응 안테나 어레이(Recieve-Adaptive Antenna Array: 이하 Rx-AAA라 칭함)은 다수의 안테나소자들로 이루어진 안테나어레이로부터 수신된 신호벡터에 적절한 가중치벡터를 내적(각 벡터 요소끼리 곱한후 더함)하여 출력을 얻음으로써, 수신하고자하는 특정 단말기 방향으로부터의 신호는 최대화하고 기타 원치않는 단말기 방향으로부터의 신호는 최소화하는 효과를 내게한다. 따라서 상기 Rx_AAA 장치는 양질의 통화품질을 유지함과 동시에 용량증대와 서비스반경증대를 이루는 장치이다.

이 기술은 FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access) 등 대부분의 이동통신 방식에 적용될 수 있으나, 특히 CDMA에 적용되었을 때 상기 효과가 크며, 또한 최근 CDMA에 본 기술을 상용화하는 등 관심이 고조되고 있으므로 본 명세서에서는 CDMA를 바탕으로 설명하기로 한다. 그러나, 상기 FDMA, TDMA 방식의 이동통신 시스템에 도 본 발명의 기본적 개념을 적용할 수 있으므로, 본 발명이 CDMA에 한정되는 것으로 보아서는 안된다.

도 1은 CDMA 방식의 이동통신 시스템에서 기지국장치에 적용된 Rx-AAA의 대표적 예를 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 전체적으로 N개의 안테나소자들(101:1-101:N)과, 상기 안테나소자들(101:1-101:N)들로부터 각각 수신되는 신호를 처리하는 증폭기, 주파수변환기, 필터, A/D변환기등으로 이루어진 N개의 RF수신기들(102:1-102:N)과, 상기 RF수신기들(102:1-102:N)의 출력을 입력하여 상기 안테나소자들(101:1-101:N)별로 수신된 각각의 신호들을 L개의 다중경로로 탐색 및 분리하는 N개의 경로탐색기들(103:1-103:N)과, 상기 RF수신기들(102:1-102:N)의 출력을 입력하여 수신된 신호들을 처리하는 L개의 핑거들(110:1-110:L)과, 상기 L개의 핑거들(110:1-110:L)들로부터 출력되는 신호들을 결합하는 경로결합기(107)와, 상기 경로결합된 신호들을 각각 디인터리빙 및 복호하는 디인터리버(108) 및 복호기(109)등으로 이루어져 있다.

다수의 단말국들로부터 송신되어 다중경로 페이딩 무선채널을 거친 다음, 기지국의 N개의 안테나소자들(101:1-101:N)에 수신된 RF신호는 N개의 RF수신기(102:1-102:N)를 통해 베이스밴드 디지틀 수신신호로 변환되고, N개의 경로탐색기(103:1-103:N)를 통해 각 수신신호당 L개의 경로성분들로 분리된다. 따라서, 모두 N * L개의 신호들이 발생되는데, 이중 같은 경로성분들끼리 해당 핑거들(110:1 - 110:L)에 할당된다. 상기 경로성분들 중 대표적으로 1번째 핑거에 입력되는 1번째 경로성분들을 역확산전 신호벡터

라고 표현하면(여기서, 인덱스 k는 k번째 시점임을 의미한다). 이는 다시 N개의 역확산기들(104:1-104:N)을 통해 역확산된 후 신호벡터

로 변환된다.

여기서, 상기 N개의 역확산기들(104:1-104:N)은 원하는 단말국에 해당하는 PN코드로 상기

를 역확산하므로, 원하는 신호의 파워가 프로세스 이득만큼 간섭신호에 비해 커져서 상기

로 출력된다. 상기 역확산과정을 시간 프로세싱(Temporal Processing)이라고 한다.

한편, 상기 역확산 전후 신호벡터

,

는 신호처리기(105)에 입력되는데, 상기 신호처리기(105)를 통해 수신빔형성을 위한 가중치벡터

가 계산되고, 이것이 수신빔형성기(106)내에서 상기 역확산후 신호벡터

와 내적되어 1번째 핑거의 출력 z_k로 나온다. 즉,

(H는 Hermitian 연산자)이 된다. 상기 L개의 핑거들(110:1-110:L)로부터의 출력들은 경로결합기(107)를 통해 최적 결합되고, 디인터리버(108) 및 복호기(109)를 통해 수신메시지가 복원된다.

여기서, 상기 신호처리기(105)와 수신빔형성기(106)는 소정의 알고리즘에 의해, 상기 z_k 중 원하는 단말국으로부터의 신호파워 대 간섭 및 잡음파워의 비(즉, SINR: Signal to Interference plus Noise Ratio)가 가장 크도록 노력하는데, 상기 수신빔 형성과정을 공간 프로세싱(Spatial Processing)이라고 한다.

따라서, Rx-AAA가 CDMA 통신시스템에 응용될 때에는 상기 공간과 시간 프로세싱을 동시에 수행하는데, 이를 공간-시간 프로세싱(Spatial-Temporal Processing)이라고 한다.

상기 CDMA용 Rx-AAA의 구성은 지난 1960년도 이래 학계와 산업계에서 잘 알려진 기술이다. 본 발명의 관심은 Rx-AAA의 구성중 일부인, 각 핑거(110:1-110:L)내의 신호처리기(105)인데, 이는 각 핑거별 역확산전후 수신신호벡터

,

를 입력받아 앞으로 설명될 소정의 알고리즘에 의해 상기 Rx-AAA의 목적을 달성할 수 있는 각 핑거별 가중치벡터

를 계산해 내는 역할을 한다.

일반적으로 상기 SINR을 최대화하는 최적의 가중치벡터

는 신호성분 상관행렬과 간섭 및 잡음성분 상관행렬의 일반화된 최대고유치에 해당하는 최대고유벡터에 해당함이 잘 알려진 사실이며, 이를 적응적으로 구하는 적응알고리즘들이 다수 연구 및 발표되어 있다. 이중, 공액기울기 방법(CGM)에 의한 적응알고리즘이 발표되었다.

상기 CGM방식은 빠른 적응속도 및 빠른 수신빔형성을 이룰수 있는데, 이를 위해 기울기계산부, 스칼라계산부를 포함하는 정교한 추적벡터계산부가 필요하다. 즉, 상기 CGM 방식은 많은 계산량을 필요로하는 알고리즘이다. 이를 극복하기 위해 순간 CGM(Instantaneous CGM), 선형 CGM(Linearized CGM) 등이 동시에 제안되어 쓰이고 있는 실정이다.

또한, 상기 CGM방식은 Max SNR 기반 위에 성립하므로, 상기 Max SNR 기반 알고리즘의 특성상, CDMA 환경하에서 SIR (Signal to Interference Ratio)이 높은 상황(high SIR)하에서는 잘 동작하나 페이딩 등의 영향으로 낮은 SIR(low SIR) 상황이 될 경우에는 잘 동작하지 못하고 원하는 신호 대신 오히려 가장 세력이 큰 간섭 신호를 추적할 수도 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신 시스템의 수신장치에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신 적응 안테나 어레이장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템의 수신장치에서 시간 평균 접선 기울기 방식을 이용하여 구현되는 수신 적응 안테나 어레이장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템의 수신장치에서 순간 접선 기울기 방식을 이용하여 구현되는 수신 적응 안테나 어레이장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템의 수신장치에서 최대 신호대잡음 및 잡음전력의 비을 최적 기준으로 하는 시간 평균 접선 기울기 방식을 이용하여 구현되는 수신 적응 안테나 어레이장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템의 수신장치에서 접선 기울기 방식을 제안하고 최대 신호대잡음 및 잡음전력의 비를 최적기준으로 삼아, 신호원으로부터의 수신방향이나 무선채널환경이 활발히 변할 경우에도 계속 최적가중치를 추적할 수 있고, 계산량도 상대적으로 줄일 수 있는 가중치계산 수단을 제공하며, 페이딩등의 영향으로 Low SIR 상황이 될 경우에도 원하는 신호를 충실히 추적할 수 있는 수신 적응 안테나 어레이장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템의 수신장치에서 수신 적응 안테 나 어레이장치에 최대 신호대간섭 및 잡음전력의 비를 기반으로 하는 접선 기울기 방식을 적용하여 역동적 신호원 및 채널환경하에서도 원하는 단말국의 신호를 추적하는 빔포밍을 가능하게 할 수 있는 수신 적응 안테나 어레이장치 및 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고자 공액 기울기 방식(CGM: Conjugating Gradient Method) 대신에 접선 기울기 방식(TGM: Tangential Gradient Method) 방식을 제안하고, 또한, Max SNR 기반 대신 Max SINR을 최적기준으로 삼는다. 상기와 같은 방식을 사용하므로써, 본 발명의 실시예에 따른 수신 적응 안테나 어레이장치는 첫째, 신호원으로부터의 수신방향이나 무선채널환경이 활발히 변할 경우에도 계속 최적가중치를 추적할 수 있고, 둘째, 계산량도 상대적으로 줄일 수 있는 가중치계산 수단을 제공하며, 셋째, 페이딩등의 영향으로 Low SIR 상황이 될 경우에도 원하는 신호를 충실히 추적할 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 수신 적응 안테나 어레이장치는 이상상태 발생시 해결 수단을 마련함으로써 알고리즘이 원활히 동작하도록하고, 수렴상태에서는 더 이상 필요치 않은 계산을 하지 않도록 함으로써 계산량의 감축을 도모한다. 다시 말해서 상기 Rx-AAA에 Max SINR 기반 TGM을 적용함으로써, 역동적 신호원 및 채널환경하에서도 문제없이 원하는 단말국의 신호를 추적하는 빔포밍을 가능하게 함으로써 양질의 통화품질과 용량증대와 서비스 반경 증대를 이룰 수 있도록하는데 본 고안의 목적이 있다.

신호 모델링

우선, 기지국의 안테나 어레이에 수신되는 신호의 모델을 생각해 본다. 안테나 어레이는 비용, 크기등의 문제로 기지국에만 장치되고 단말국에는 종전처럼 하나의 안테나만 존재하는 것으로 가정한다. 셀내의 m번째 사용자 단말국에서 송신되는 신호는 하기의 식 1-1로 표시할 수 있다.

(식 1-1)

상기 (식 1-1)에서 P_m은 m번째 사용자 출력 파워, b_m(t)는 T_b의 비트주기를 갖는 m번째 사용자 정보비트열이고, C_m(t)는 T_c의 칩주기를 갖는 m번째 사용자 확산코드열이다. 여기서, 처리이득 G는 T_b/T_c로 정의된다.

상기 단말국으로부터 송신되는 신호는 다중경로 벡터채널을 통해 기지국의 안테나어레이에 수신되는데, 채널 파라미터들은 비트주기 T_b에 비해 천천히 변해서 몇 비트주기 동안에 일정한 것으로 가정한다. 상기 기지국에서 상기 수신신호를 기저대역으로 하향 주파수 천이한 후 얻어지는 m번째 사용자의 l번째 다중경로에 대한 복소 기저대역 수신신호벡터는 하기의 (식 1-2)로 표현할 수 있다.

(식 1-2)

상기 (식 1-2)에서

은 페이딩 감쇄도,

은 위상천이량,

은 시간지연량,

은 어레이 응답 벡터 (ARV)를 의미한다. 선형 안테나 어레이의 경우, 상기 어레이 응답벡터는 하기의 (식 1-3)으로 표현할 수 있다.

(식 1-3)

여기서 d는 안테나 소자간의 간격, λ는 사용주파수에서의 파장, N은 안테나 소자수,

은 도래각 (DOA)등을 각각 의미한다. 상기 기지국이 담당하는 셀 내에 모두 M개의 사용자가 존재하며 각 사용자마다 L개의 다중경로가 존재한다면, 기지국에 수신되는 신호는 모든 사용자 신호벡터와 가산성 백색 잡음(AWN)의 합으로 표시되는데, 이를 표현하면 하기 (식 1-4)와 같이 표현할 수 있다.

(식 1-4)

상기 (식 1-4)에서

(즉, m=1, l= 1)을 원하는 사용자의 원하는 경로신호라고 정의하고 나머지는 모두 간섭신호와 잡음으로 생각한다. 즉, 이런 경우 상기 (식 1-4)를 다시 표현하면 하기의 (식 1-5)와 같이 표현할 수 있고, 여기서 간섭신호벡터

는 하기의 (식 1-6)으로 쓸 수 있다.

(식 1-5)

(식 1-6)

상기 (식 1-6)에서 간섭신호들 중 앞의 항은 원하는 사용자 신호이면서 다른 경로에 의한 간섭신호(IPI: Inter Path Interference)가 되며, 뒤의 항은 다른 사 용자에 의한 간섭신호 (MAI: Multiple Access Interference)를 나타낸다. 상기

는 기지국 장치의 수신기의 해당 사용자 채널카드(m= 1)내의 해당 경로 핑거(l= 1)내에서 역확산 코드

에 의해 역확산된다. 이때 상기 역확산된 후의 신호는 하기의 (식 1-7)로 나타낼 수 있다.

(식 1-7)

상기 (식 1-7)에서 k는 k번째 샘플링 시점, *는 공액연산자를 나타낸다. 역확산전 신호벡터

를 역확산하여 역확산후 신호벡터

를 얻을 경우, 역확산기의 특성에 의해 역확산후 수신신호벡터중 원하는 신호성분의 파워는 처리이득 G만큼 커지지만, 원치않는 신호성분의 파워는 변화가 없다는 사실을 인식하면 다음과 같은 역확산 전후 신호벡터의 상관행렬을 구할 수 있다. 이를 위해, 편이상

의 샘플링 시점과 동일 시점인 k번째 시점에서 를

샘플링하여

(=

)를 얻었다고 가정하고,

와

는 정상적(Stationary)이라고 가정한다.

그러면, 역확산전 수신신호벡터

의 상관행렬은 하기의 (식 1-8)과 같이 나타낼 수 있다.

(식 1-8)

그리고 상기 (식 1-7)로부터 역확산후 수신신호벡터

의 상관행렬은 하기 (식 1-9)로 나타낼 수 있다.

(식 1-9)

여기서 E는 Expectation, H는 Hermitian 연산자를 각각 나타내고,

는 원치 않는 신호벡터, 즉, 간섭신호벡터와 잡음벡터의 합,

(=

)의 상관행렬로서 하기의 (식 1-10)과 같이 표현할 수 있다.

(식 1-10)

여기서,

는 분산

을 갖는 공간적으로 비상관적(Uncorrelated)이지만,

는 그렇지 않다는 사실에 유의할 필요가 있다.

추후 설명되는 본 발명의 실시예에 의한 알고리즘 전개시, 상기 R_u를 추정할 필요가 있는데, (식 1-8), (식 1-9), (식 1-10)으로부터 하기의 (식 1-11)에 의해 구할 수 있다.

(식 1-11)

상기와 같이 원하지 않는 신호벡터의 상관행렬을 쉽게 구할 수 있음은, 역확산기의 역할 때문에 가능한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의한 알고리즘이 CDMA 환경 하에서 용이하게 적용 가능한 것임을 보이고 있다. 상기 역확산후 신호벡터

는 빔형성기를 통해 소정의 가중치벡터

와 내적되어 하나의 스칼라 z_k로 출력되는데, 본 발명의 기술적 과제는 상기 역확산 전후 수신신호벡터를 입력받아 상기 가중치벡터를 소정의 알고리즘에 의해 최적의 것으로 계산해 내는 것으로, 앞으로 상기 신호 모델링에 근거하여 상기 알고리즘 설명에 초점을 맞추어 기술한다.

TGM 알고리즘

어느 한 시점에서 동시에 N개의 안테나 소자들로부터 수신되는 복소 수신신호

으로 이루어진 역확산전 수신신호벡터를

이라 하고, 상기 수신신호들을 각각 해당 PN 코드를 역확산시킨 복소신호

으로 이루어진 역확산후 수신신호벡터를

라고 하자. 여기서 상기

는 원하는 신호성분벡터

와 원하지 않는 신호성분벡터

의 합으로 하기의 (식 1-12)로 표현할 수 있다.

(식 1-12)

그리고 상기 각 수신신호에 각각 곱해질 복소가중치

으로 이루어진 가중치벡터를

라고 하자. 여기서 T는 Transpose 연산을 뜻한다.

그러면, 상기 출력신호 z~는 상기

와

의 내적으로 하기의 (식 1-13)으로 표현할 수 있다.

(식 1-13)

그리고 다시 z~는 상기 (식 1-12), (식 1-13)에 의해 원하는 신호성분

와 원하지않는 신호성분

로 나눌 수 있으며, 이로부터 출력신호의 SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio)를 하기 (식 1-14)와 같이 정의할 수 있다.

(식 1-14)

여기서, R_{s}~는 역확산후 신호내의 원하는 신호성분벡터

의 상관행렬, R_u는 원하지 않는 신호성분벡터

의 상관행렬을 나타낸다.

문제는 상기 SINR₀ (식 1-14)에서의 을 최대화하는 최적

를 찾는 것으로, 이런 기반위에 최적값을 찾는 알고리즘을 Max SINR 기반 알고리즘이라고 한다. 이는

가 일정하다는 조건하에서

(따라서,

)를 최대화하는

를 찾는 것과 등가이므로 다음과 같은 수학적 문제로 요약된다.

(식 1-15)

여기서,

를 비용함수라고 하고,

를 제한함수라고 한다. 결국, 윗식의 해인 최적 가중치

은 (R_y,R_u)쌍으로 이루어지는 일반화된 고유치 문제에서 최대고유치에 해당하는 최대 고유벡터를 구하는 것으로 귀결된다.

그런데, 실제 상황에서 상기

를 한번에 구하기는 어렵고, 매시점마다 역확산전후 수신신호벡터

가 들어옴에 따라 적응적 또는 재귀적으로 찾기위해 다음과 같은 재귀식을 이용한다.

(식 1-16)

여기서, k는 k번째 시점을 뜻하고,

는 k번째 시점에서의 가중치벡터,

는 k번째 시점에서의 적응이득값,

는 k번째 시점에서의 추적벡터값을 뜻한다. 상기 (식 1-16)는 현재시점의 가중치벡터

이 주어졌을 때,

로부터

방향으로

만큼 전진하여 이르는 값을 다음 시점의 가중치벡터

값으로 갱신하는 과정을 나타내고 있다. 문제는

와

를 본 발명에서 제시하는 TGM이라는 적응 알고리즘에 의해 구하는 것이다.

이에 앞서 수신상관행렬 R_y, R_u를 구할 필요가 있는데, 구현상 어려운 앙상블 평균을 취하는 대신, 시간평균을 취함으로써 하기 (식 1-17)과 같이 R_y,k, R_u,k를 구한다.

(식 1-17)

상기 (식 1-17)의 R_y,k, R_u,k를 재귀적으로 구할 수 있는데, 망각상수를 이용하여 과거값을 적당히 잊음으로써 환경의 변화에 대처할 수 있게 한다. 즉, 하기의 (식 1-18)과 같이 계산한다.

(식 1-18)

여기서, μ는 망각상수로서 0과 1사이의 적당한 값을 택한다. 특히, μ=0인 경우는 하기의 (식 1-19)로 나타낼 수 있다.

(식 1-19)

상기 (식 1-19)는 과거값의 누적없이 현재값만으로 수신상관행렬을 추정하는 것으로, 다른 수식과의 결합을 통해, 신호처리부의 연산량을 줄이기 위해 사용한다. 순간 수신상관행렬을 쓰는 경우는 시간평균 수신상관행렬을 쓰는 경우에 비해 계산량을 줄일 수 있는 장점이 있는 반면, 성능상의 열화를 가져올 수있다.

추적방향벡터

를 기울기(Gradient) 방법을 이용해 구하는데는 다음 세가지 방법이 있다.

첫째,

에서 제한조건면 (

, 즉, 단위 타원)에 접하는 비용함수의 접선방향 기울기벡터를

로 정하는 것인데 앞으로 접선 기울기 방법 (TGM: Tangential Gradient Method)이라고 칭한다.

둘째, 단순히

에서 비용함수의 기울기벡터

를

로 정하는 것인데, 앞으로 최대 기울기 방법 (SGM: Steepest Gradient Method)이라고 칭한다. 그런데, SGM은 상기 TGM의 자명해(Trivial Solution)이므로, 따로 설명하지 않고 TGM의 특수한 경우로 간단히 언급하기로 한다.

또 하나는,

에서 비용함수의 공액기울기벡터를 구하는 것인데, 일반적으로 공액기울기방법 (CGM: Conjugate Gradient Method)라고 알려져 있으며, 이를 스마트안테나에 적용한 예가 이미 (참조문헌 1)에 나타나 있으므로 본 발명에서는 다 루지 않기로 한다. 본 발명은 기 세가지 기울기 방법들 중 TGM을 스마트안테나의 빔형성 알고리즘에 응용한 것이다.

도 2는 상기 TGM에서의 추적방향벡터를 정하는 방법을 도시하고 있다.

상기 도 2에서 제한평면

는 실선으로 나타나 있고, 비용평면들

은 점선들로 나타나 있다. 실제로는 N 차원 복소 공간내에서 나타내어야 하나, 이해를 돕기위해 편이상 2차원 실수 공간내에서 상기 평면들을 나타내었다.

현재 시점에서의 가중치벡터

가 상기 제한평면상에 있다고 가정하고, 그 점에서의 비용함수의 기울기벡터를 하기 (식 1-20)과 같이 구한다.

(식 1-20)

이 중, 본 발명에 따른 추적방향벡터

는 상기 기울기벡터중 제한평면에 대한 접선성분으로, 이는 상기

중 제한평면에 대한 법선(normal)성분

을 뺀 나머지 성분에 해당한다. 상기

는

중 제한 함수

의 기울기벡터

성분에 해당하므로, 하기의 (식 1-21)과 같이 나타낼 수 있다.

(식 1-21)

그리고 상기 (식 1-21)에서

는 하기 (식 1-22)와 같이 정의된다.

(식 1-22)

따라서, 본 발명의 실시예에 다른 추적방향벡터

는 접선기울기로서 상기 (식 1-20), (식 1-21)로부터 하기의 (식 1-23)과 같이 계산된다.

(식 1-23)

다음으로, 적응이득값

를 구하는데, 우선, 임시 가중치벡터를 하기 (식 1-24)와 같이 정의한다.

(식 1-24)

상기 도 2에 도시된 바와 같이 차기 가중치벡터

는 상기 (식 1-24)과 같이 현재 가중치벡터

로부터

방향으로 rho_{k}만큼 전진하여 얻어지는 상기 임시 가중치벡터

을 상기 제한조건면

에 투사하여 얻어지는 점

으로 정한다. 이렇게해서 얻어지는 점

에서의 비용함수값

이 최대값을 갖도록 적응이득값

을 결정한다. 즉, 상기 차기 가중치 벡터

는 기 제한조건면 투사조건(즉, 정규화)으로부터 하기의 (식 1-25)와 같이 쓸 수 있다.

(식 1-25)

그리고 적응이득

는 상기 (식 1-24), (식 1-25)을 이용하여 하기 (식 1-26)과 같이 선형 탐색 방법(Line Search)에 의해 구할 수 있다.

(식 1-26)

여기서 편의상

를 하기 (식 1-27)과 같이 정의한다.

(식 1-27)

그러면 상기

는

를 α에 대해 방향성 미분을 취하고 그 결과를 0으로 놓고 구할 수 있다. 즉, 하기 (식 1-28)과 같이 표현할 수 있다.

(식 1-28)

그러면 상기 (식 1-28)로부터, 복잡한 대수 연산을 거친 뒤,

는 하기 (식 1-29)와 같은 2차방정식의 해가 된다.

(식 1-29)

여기서 (식 1-29)의 각각은 하기의 (식 1-30)에서 (식 1-38)과 같다.

여기서

를 제외하면 모두 실수이고,

는 (식 1-21), (식 1-23)의

가 서로 수직이라는 조건으로부터 0 이 되므로, 상기 A,B,C는 하기 (식 1-39)에서 (식 1-41)과 같이 간단하게 된다.

여기서 상기 (식 1-29)를

에 대해 풀면,

이 되는데, 이중, 최대값을 얻기위해 상기 두 근 중에서 하기의 (식 1-42)와 같은 근을 택한다.

(식 1-42)

여기서 항상

는 모두 0 이상이므로

는 항상 0 이상의 실수임에 유의한다.

상기한 바와 같이 추적방향벡터

와 적응이득값

가 상기 (식 1-23)과 (식 1-42)에 의해 구해지면, 상기 (식 1-24)와 (식 1-25)에 의해 차기 가중치벡터

이 계산되며, 이는 빔형성기에서 차기 빔형성을 위해 사용된다. 여기서, 상기 (식 1-25)를 계산할 때 복잡한

계산을 실제로는 하지 않아도 된다. 사실 (식 1-25)의

을 0이 아닌 임의의 상수값으로 스케일링(Scaling)해도 상관없는데 그 이유는 다음과 같다. 예를 들어 하기 (식 1-23)으로 스케일링했을 때, 첫째, (식 1-14)의 출력신호의

이

에 관계없이 일정하기 때문이다.

(식 1-43)

또한, 차차기 가중치벡터를 구하는 과정에서,

는 상기 (식 1-22), (식 1-23), (식 1-43)등에 의해

만큼 스케일링되고,

은 상기 (식 1-33)-(식 1-42)에 의해 스케일링에 무관하고,

는 (식 1-43)에서 이미

만큼 스케일링된 상태이므로, 상기 (식 1-24)에 의해 하기 (식 1-44)와 같이 된다.

(식 1-44)

결국, 상기 가중치벡터

(따라서,

)는 원래값

으로부터

만큼 스케일링된 값으로 나타나므로 여전히 (식 1-14)의 최적화 기준를 변화시키지 않는다. 따라서, 스케일링 값을 얼마로 잡아도 적응 알고리즘에 영향을 주지 않음을 알 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 최적화 기준이 스케일링 상수

에 상관없을 경우에는 상기 가중치벡터의 크기(Norm)가 항상 일정하도록 스케일링하는 것이 실제 설계상 유리하므로, 차기 가중치벡터

는 하기 (식 1-45)와 같이 계산하기로 한다.

(식 1-45)

실시예

본 발명의 실시예에서는 상술한 바와 같은 이론에 바탕을 두고 실시 가능한 실시예들을 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 수신 적응 안테나 어레이장치의 특징을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 수신상관행렬을 어떻게 구하느냐에 따라, 시간평균 TGM, 순간 TGM등으로 나눌 수 있다.

두 번째로 본 발명의 실시예에서 제시된 Max SINR 기반 TGM과 아울러, 본 발명의 자명해(Trivial Solution)로서 간섭 및 잡음성분의 상관행렬 R_u,k를 항등행렬 I로 둠으로써 얻어지는 Max SNR 기반 TGM을 생각할 수 있다.

세 번째로 본 발명의 실시예에서 제시된 적응이득 TGM과 아울러, 본 발명의 또 다른 자명해로서 적응이득

대신 적당한 상수

를 쓰는 상수이득 TGM을 생각할 수 있다.

네 번째로 본 발명의 실시예에서 제시된 TGM과 아울러, 본 발명의 또 다른 자명해로서 추적방향벡터

를 접선방향 대신 기울기벡터

그 자체로 둠으로써 얻어지는 최대기울기방법 (SGM: Steepest Gradient Method)를 생각할 수 있다.

상기와 같은 4가지의 실시예 그룹들 간의 모든 조합이 가능하다. 예를 들어, "Max SNR 기반 상수이득을 갖는 시간평균 TGM" 식으로 특정 TGM 알고리즘이 가능하다. 그러나, 편의상, 상기 모든 조합 (16 가지)들을 모두 기술하지 않고, 대표적으로 "Max SINR 기반 적응이득을 갖는 시간평균 TGM" 과 "Max SINR 기반 적응이득을 갖는 순간 TGM" 그리고 "Max SNR 기반 적응이득을 갖는 시간평균 TGM" 만을 기술한다. 나머지는 자명하므로 본 명세서에서 기술하지 않기로 한다. 그렇다고 해서, 상기 자명해들이 본 발명의 범주에서 제외되는 것으로 간주되어서는 안 된다.

제1실시예: Max SINR 기반 적응이득을 갖는 시간평균 TGM

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 수신 적응 안테나 어레이장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 4는 상기 도 3과 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 수신 적응 안테나 어레이장치의 동작을 도시하는 흐름도이다. 상기 도 3 및 도 4로 도시되는 본 발명의 제1실시예는 시간 평균 TGM을 이용하며, 상기 시간 평균 TGM은 현재까지 수신된 수신신호벡터들의 외적들의 시간평균을 수신상관행렬로 계산함을 특징으로 하고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 시간평균 TGM을 위한 신호처리기(105)는 수신상관행렬 계산기(301), 추적방향벡터 계산기(302), 적응이득 계산기(303), 가중치벡터 계산기(304), 메모리(305:1-305:2), 그리고, 이상판단기(306), 수렴판단기(307)등으로 구성된다.

상기 수신상관행렬 계산기(301)는 역확산기(104)로부터 역확산전후 신호벡터

,

및 망각 상수

처리 이득 G등을 입력받고 메모리(305:1)로부터 이전 상관행렬

등을 입력받아 현재 상관행렬

등을 하기 (식 2-1-1) 및 (식 2-1-2)와 같은 식에 의해 계산하고 출력한다.

(식 2-1-1)

(식 2-1-2)

그리고, 상기 (식 2-1-1) 및 (식 2-1-2)와 같은 식에 의해 구해지는

는 차기 갱신을 위해 다시 메모리(305:1)에 입력된다. 상기 추적방향벡터 계산기(302)는 상기

,

등을 입력받아 추적방향벡터

를 하기의 (식 2-1-3) - (식 2-1-6)에 의해 계산하여 출력한다.

(식 2-1-3)

(식 2-1-4)

(식 2-1-5)

(식 2-1-6)

그런데, 여기서 상기 추적방향벡터

의 크기가 0 이거나 0에 가까우면, 이미 최적 상태에 이르렀다는 뜻이므로, 계산량을 줄이기 위해 더 이상 계산하지 않고 현재 가중치벡터를 차기 가중치벡터로 수정없이 갱신하도록 한다. 이를 위해서, 수렴판단기(307)은 상기 추적방향벡터 계산기(302)로부터

를 입력받아, 어느 적당한 양수

에 대해

일 경우는 수렴신호 CONVERGE_k를 유효로 출력시킨다.

그리고 가중치벡터 계산기(305)는 상기 수렴신호를 입력받아 유효일 경우는

로서 현재 가중치벡터를 차기 가중치벡터로 수정없이 갱신하고, 차기로 넘어간다. 여기서 유의할 것은 상기

가 최적상태(Maximum SINR)에 이른 것이 아니라, 오히려 최악상태(Minimum SINR)에 이르렀을 경우에도 상기

의 크기(Norm)이 0 이거나 0 에 가까울 수 있다는 사실이다. 그러나, 이런 경우 상기

는 안정점(Stable Point)이 아니어서 차기 입력벡터의 조금의 변화만 있어도 이 상태를 쉽게 벗어날 수 있으므로, 크게 신경쓰지 않아도 무방하다. 그러나 상기와 같은 조건 이 아닌 경우 (즉,

), 상기 적응이득계산기(303)는 상기

,

등을 입력받아 적응이득 rho_k를 하기와 같은 (식 2-1-7)에서 (식 2-1-19) 같은 식에 의해 계산하고 출력한다.

(식 2-1-7)

(식 2-1-8)

(식 2-1-9)

(식 2-1-10)

(식 2-1-11)

(식 2-1-12)

(식 2-1-13)

(식 2-1-14)

A = - Re[b_k]f_k (식 2-1-15)

B = d_kc_k -

_kf_k (식 2-1-16)

C = Re[b_k] d_k (식 2-1-17)

여기서, A

0일 경우는 하기 (식 2-1-18)과 같이 계산하고, A=0, B

0일 경우는 하기 (식 2-1-19)로 계산하여 출력하며, A=B=0일 경우는 부정 또는 불능상태로 보고 하기의 이상 처리하도록 한다.

(식 2-1-18)

, (식 2-1-19)

상기 가중치벡터 계산기(304)는 상기

,

등을 입력받아 차기 가중치벡터

를 하기 (식 2-1-10)과 (식 2-1-21) 같은 식에 의해 계산하고 출력한다.

(식 2-1-20)

(식 2-1-21)

상기 가중치벡터

는 메모리(305:2)에 입력되어 단위시간 지연된 후 출력되며, 이는 차기의 가중치벡터로서 다시 추적방향벡터 계산기(302), 적응이득 계산기(303), 가중치벡터 계산기(304)등에 입력된다. 또한 상기 차기 가중치벡터

는 수신빔형성기(106)에 입력되어 역확산후 수신신호벡터

와 내적하여 빔형성된 출력 z_k를 만드는데 사용된다.

상기 과정에서 분모가 0이거나 0에 가까워져서 계산이 어려워질 수 있다. 상기와 같은 경우는 상기 이상판단기(306)에서 이상 발생으로 처리한다. 즉, 상기 이상판단기(306)는 상기 수신상관행렬 계산기(301)로부터

를 입력받아 적당한 양의 상수

에 대해

이거나, 또는 상기 적응이득 계산기(303)으로부터 A, B를 입력받아 |A|,|B|

일 경우는 상기 (식 2-1-5)의 분모가 0 이 되거나 상기 (식 2-1-19)의 분모가 0 이 되어 이상이 발생했다고 판단한다. 이런 경우 상기 이상판단기(306)는

신호를 유효로 출력시킨다. 그러면 가중치벡터 계산기(304)는 이를 입력받아

이 유효일 경우,

로 처리함으로써 알고리즘의 중단없이 차기로 넘어간다.

도 4는 상기한 바와 같이 시간평균 TGM 알고리즘에 근거한 수신빔형성기의 흐름을 도시하는 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 도 4의 동작은 상기한 도 3의 동작 과정과 동일하며, 동작을 수행하기 전에 411단계에서 초기변수 및 상수를 설정하는 과정과 통신종료 조건 만족시 종료시키는 과정이 추가되어 있다. 여기서 초기가중치벡터

는 경우에 따라 0이 아닌 적당한 값을 잡으면 되는데, 하기 (식 2-1-22) 또는 (식 2-1-23)과 같이 잡을 수 있다.

(식 2-1-22)

(식 2-1-23)

그리고 망각상수

는 0과 1사이의 적당한 값으로 설정하고, 이상발생 임계치

와 수렴 임계치

는 각각 이상발생과 알고리즘 수렴을 보장할 수 있는 적당히 작은 양수 값으로 설정하고, R_y,-1,R_u,-1등은 0 으로 비워 놓는다.

이후 413단계에서 통신 종료 상태인가를 검사하며, 아니면 415단계-421단계를 연속으로 수행하면서 입력되는 스냅 샷의 수신빔을 형성한 후, 수신상관행렬 및 축정 방향 벡터를 계산한다. 상기 수신상관행렬 및 추적방향벡터는 상기 도 3에서 설명된 방법으로 구한다. 상기 추정방향벡터를 계산하는 중에 423단계 및 427단계에서 각각 이상판단기(306) 및 수렴판단기(307)을 통해 이상 발생 또는 수렴조건을 만족하는가 검사한다. 이때 이상상태가 발생되거나 또는 수렴조건을 만족하면 각각 437단계 또는 439단계를 수행하여 현재의 가중치 벡터

를 차기 가중치벡터

로 한다. 그리고 443단계 및 445단계를 수행하여 단위시간을 지연시킨 후 k를 증가시키며 413단계로 진행한다.

그러나 상기 423단계에서 이상상태가 발생되지 않고, 427단계에서 수렴 조건을 만족하지 않으면, 425단계에서 추적방향벡터의 계산을 계속 수행한다. 그리고 상기 추적방향 벡터의 계산을 수행한 후, 429단계에서 적응이득 계산기(303)를 통해 적응이득을 계산하며, 431단계에서 이상 상태의 발생 유무를 검사한다. 상기 적응이득을 계산하는 과정에서 이상 상태가 발생되면, 441단계에서 현재의 가중치 벡터

를 차기 가중치벡터

로 한 후, 443단계 및 445단계를 수행한다. 이때 상기 431단계에서 이상이 발생되지 않으면, 433단계에서 적응이득의 계산을 계속 수행하며, 적응 이득을 계산한 후 435단계에서 가중치벡터 계산기304를 통해 차기 가중치 벡터를 계산한 후 443단계 및 445단계를 수행한다.

제2실시예 2: Max SINR 기반 적응이득을 갖는 순간 TGM

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따라 Max SINR 기반 적응 이득을 갖는 순간 TGM 방식을 사용하는 수신 적응 안테나 어레이장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 6은 상기 도 5와 같은 장치의 동작 과정을 도시하는 흐름도이다. 본 발명의 제2실시예는 간 TGM 방식을 사용하며, 상기 순간 TGM 방식은 현재 수신신호벡터의 외적을 그대로 수신상관행렬로 계산함을 특징으로 하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 순간 TGM을 위한 신호처리기(105)는 추적방향벡터 계산기(502), 적응이득 계산기(503), 가중치벡터 계산기(504), 메모리(505:1-505:2), 그리고, 이상판단기(506) 및 수렴판단기(507)등으로 구성된다.

상기 추적방향벡터 계산기(502)는 역확산 전후의 신호벡터

,

및 처리 이득 G~, 가중치벡터

등을 입력받아 추적방향벡터

를 하기의 (식 2-2-1)에서 (식 2-2-6)에 의해 계산하여 출력한다.

(식 2-2-1)

(식 2-2-2)

(식 2-2-3)

(식 2-2-4)

(식 2-2-5)

(식 2-2-6)

여기서, (식 2-2-1)의 z_k는 계산량을 줄이기 위해 이미 계산된 수신빔형성기(106)의 출력값 z_k로 대신해도 상관없으나, 계산량은 얼마되지 않으므로 자체적으로 계산해도 무방하다. 상기 적응이득 계산기(503)는 상기

,

, G,

,

등을 입력받아 적응이득

를 하기와 같은 식 다음과 같은 ( 식2-2-7) - (식 2-2-21)에 의해 계산 및 출력한다.

(식 2-2-7)

(식 2-2-8)

(식 2-2-9)

(식 2-2-10)

(식 2-2-11)

(식 2-2-12)

(식 2-2-13)

(식 2-2-14)

(식 2-2-15)

(식 2-2-16)

A = - Re [b_k] f_k (식 2-2-17)

B = d_kc_k- a_kf_k (식 2-2-18)

C = Re[b_k] d_k (식 2-2-19)

여기서, A

0일 경우는 하기 (식 2-2-20)으로 계산되며, A=0, B

0일 경우는 하기 (식 2-2-21)로 각각 계산된다. A=B=0일 경우는 부정 또는 불능상태로 보고 이상상태로 처리하도록 한다.

(식 2-2-20)

, (식 2-2-21)

상기 가중치벡터 계산기(504)는 상기

,

등을 입력받아 차기 가중치벡터

를 하기 (식 2-2-22) 및 (식 2-2-23)에 의해 계산하고 출력한다.

(식 2-2-22)

(식 2-2-23)

상기

는 메모리(505:2)에 입력되어 단위시간 지연된 후 출력되어, 차기의 가중치벡터로서 다시 추적방향벡터 계산기(502), 적응이득 계산기(503), 가중치벡터 계산기(504)등에 입력되며, 또한, 수신빔형성기(106)에 입력되어 역확산한 후의 수신신호벡터

와 내적하여 빔형성된 출력 z_k를 만드는데 사용된다.

상기 이상판단기(506), 수렴판단기(507)의 구성 및 동작은 상기 제1실시예의 이상판단기(306) 및 수렴판단기(507)과 동일하므로 구체적인 동작 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 수신 적응 안테나 어레이장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.

상기 도 6을 참조하면, 상기 도 4의 동작은 상기한 도 3의 동작 과정과 동일하며, 동작을 수행하기 전에 411단계에서 초기변수 및 상수를 설정한다. 여기서 상기 초기가중치벡터

는 경우에 따라 0이 아닌 적당한 값을 잡으면 되며, 상기의 (식 2-1-22) 또는 (식 2-1-23)과 같이 잡을 수 있다. 그리고 이상발생 임계치

와 수렴 임계치

는 각각 이상발생과 알고리즘 수렴을 보장할 수 있는 적당히 작은 양수 값으로 설정한다. 그러나 상기 제1실시예에서와 같은 망각상수

및 R_y,-1,R_u,-1등은 지정하지 않는다.

이후 613단계에서 통신 종료 상태인가를 검사하며, 아니면 415단계-619단계를 연속으로 수행하면서 입력되는 스냅 샷의 수신빔을 형성한 후, 추정 방향 벡터를 계산한다. 상기 추정방향벡터를 계산하는 중에 621단계 및 625단계에서 각각 이상판단기(506) 및 수렴판단기(507)을 통해 이상 발생 또는 수렴조건을 만족하는가 검사한다. 이때 이상이 발생되거나 또는 수렴조건을 만족하면 각각 635단계 또는 637단계를 수행하여 현재의 가중치 벡터

를 차기 가중치벡터

로 한다. 그리고 641단계 및 643단계를 수행하여 단위시간을 지연시킨 후 k를 증가시키며 613단계로 진행한다.

그러나 상기 621단계에서 이상상태가 발생되지 않고, 625단계에서 수렴 조건을 만족하지 않으면, 623단계에서 추적방향벡터의 계산을 계속 수행한다. 그리고 상기 추적방향 벡터의 계산을 수행한 후, 627단계에서 적응이득 계산기(503)를 통해 적응이득을 계산하며, 629단계에서 이상 상태의 발생 유무를 검사한다. 상기 적응이득을 계산하는 과정에서 이상 상태가 발생되면, 639단계에서 현재의 가중치 벡터

를 차기 가중치벡터

로 한 후, 641단계 및 643단계를 수행한다. 이때 상기 629단계에서 이상이 발생되지 않으면, 631단계에서 적응이득의 계산을 계속 수행하며, 적응 이득을 계산한 후 633단계에서 가중치벡터 계산기504를 통해 차기 가 중치 벡터를 계산한 후 641단계 및 643단계를 수행한다.

제3실시예: Max SNR 기반 적응이득을 갖는 시간평균 TGM

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따라 Max SNR 기반 적응 이득을 갖는 시간 평균 TGM을 사용하는 수신 적응 안테나 어레이장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 8은 상기 도 7과 같은 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다. 상기 제3실시예의 "Max SNR 기반 적응이득을 갖는 시간평균 TGM"은 상기 제1실시예의 "Max SINR 기반 적응이득을 갖는 시간평균 TGM"에서 간섭 및 잡음의 상관행렬 R_u,k를 항등행렬 I로 둠을 특징으로 한다. 이를 통해 계산량의 대폭 감소를 이룰 수 있다. 특히, SIR (Signal to Interference Ratio)이 높은 통신환경하에서는 계산량의 대폭 감소에 비해 성능이 Max SINR 기반 TGM에 비해 크게 나빠지지 않으므로, 성능 대 비용 측면에서 효과적이라고 볼 수 있다.

상기 도 7을 참조하면, "Max SNR 기반 적응이득을 갖는 시간평균 TGM"을 위한 신호처리기(105)는 수신상관행렬 계산기(701), 추적방향벡터 계산기(702), 적응이득 계산기(703), 가중치벡터 계산기(704), 메모리(705:1-705:2), 그리고, 이상판단기(706) 및 수렴판단기(707)등으로 구성된다. 상기 수신상관행렬 계산기(701)는 역확산기(104)의 출력단으로부터 역확산후 수신신호벡터

및 망각 상수

, 처리 이득 G등을 입력받고 메모리(705:1)로부터 이전 수신상관행렬 R_y,k-1을 입력받아 현재 수신상관행렬 R_y,k을 하기의 (식 2-3-1)에 의해 계산하고 출력한다.

(식 2-3-1)

그리고, 상기 R_y,k는 차기 갱신을 위해 다시 메모리 (705;1)에 입력된다. 상기 추적방향벡터 계산기(702)는 상기 R_y,k,

등을 입력받아 추적방향벡터

를 하기의 (식 2-3-2) - (식 2-3-4)에 의해 계산하고 출력한다.

(식 2-3-2)

(식 2-3-3)

(식 2-3-4)

여기서, (식 2-3-3)에서 이미

이라는 사실이 이용되었다. 상기 적응이득계산기(703)는 상기 R_{y,k}~,

,

등을 입력받아 적응이득 rho_k를 하기의 (식 2-3-5) - (식 2-3-16)에 의해 계산하고 출력한다.

(식 2-3-5)

(식 2-3-6)

(식 2-3-7)

(식 2-3-8)

(식 2-3-9)

(식 2-3-10)

(식 2-3-11)

A = - Re [b_k] f_k (식 2-3-12)

B = c_k - a_kf_k (식 2-3-13)

C = Re [b_k] (식 2-3-14)

여기서, A

0일 경우는 하기의 (식 2-3-15)로 계산하여 출력하고, A=0, B

0일 경우는 하기의 (식 2-3-16)으로 각각 계산하여 출력하며, A=B=0일 경우는 부정 또는 불능상태로 보고 하기의 이상 처리하도록 한다.

(식 2-3-15)

, (식 2-3-16)

상기 가중치벡터 계산기(704)는 상기

,

등을 입력받아 차기 가중치벡터

를 하기의 (식 2-3-17) 및 (2-3-28)에 의해 계산하고 출력한다.

(식 2-3-17)

(식 2-3-18)

상기 가중치벡터

는 메모리(705:2)에 입력되어 단위시간 지연된 후 출력되며, 이는 차기의 가중치벡터로서 다시 추적방향벡터 계산기(702), 적응이득 계산기(703), 가중치벡터 계산기(704)등에 입력되며, 또한, 수신빔형성기(106)에 입력되어 역확산후 수신신호벡터

와 내적하여 빔형성된 출력 z_k를 만드는데 사용된다.

상기 이상판단기(706), 수렴판단기(707)의 구성 및 동작은 상기 제1실시예의 경우와 동일하므로, 상세한 동작 설명은 생략하기로 한다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 수신 적응 안테나 어레이장치의 동작 과정을 도시하는 흐름도이다. 상기 도 8의 동작을 살펴보면, 811단계의 초기기화 과정은 R_u,-1을 지정해 줄 필요가 없다는 점만 제외하고는 상기 제1실시예의 초기화 과정과 동일한 동작을 수행한다. 그리고 이후의 동작들도 상기 제1실시예에서의 동작과정과 유사하므로, 상세한 동작 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이 다수개의 안테나 소자를 이용해 수신빔형성을 수행하는 수신 적응 안테나 어레이 시스템에서 상기 수신빔형성은 최대 출력 신호 대 간섭 및 잡음 비 (Max SINR: Maximum Signal to Interference plus Noise Ratio) 기준에 의해 동작되며, 이를 적응적으로 구현하기 위해 접선 기울기 방법을 적용한다. 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 수신 적응 안테나 어레이시스템은 이동성이 높고 페이딩이 심한 이동 통신 환경하에서도 우수한 적응성과 성능을 보인다.

Claims

이동무선통신시스템의 수신장치에 있어서,

적어도 두 개의 안테나소자들로 구성되는 안테나어레이와,

대응되는 상기 안테나 어레이들로부터 출력되는 신호벡터들을 각각 수신하는 RF수신기들과,

상기 RF수신기의 출력들을 입력하여 적어도 두 개의 경로를 탐색하는 경로탐색기들과,

상기 탐색된 경로 수에 대응되는 수로 구비되며, 상기 수신신호벡터들을 수신하여 소정의 접선 기울기 방법의 알고리즘에 의해 가중치벡터를 계산하고, 상기 가중치 벡터에 의해 원하는 수신신호방향으로 수신빔을 형성하여 상기 수신신호벡터들을 복조하는 핑거들과,

상기 핑거들로부터 출력되는 신호벡터들을 결합하는 경로결합기와,

상기 결합된 복조신호들을 디인터리빙하는 디인터리버와,

상기 디인터리빙된 신호들을 복호하는 복호기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 핑거가,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 역확산기와,

상기 역확산기들의 입력인 역확산전 수신신호벡터들과 상기 역확산기들의 출력인 역확산후 수신신호벡터들을 입력하며, 상기 입력되는 상기 역확산전 수신신호벡터와 역확산후 수신신호벡터를 신호처리하여 소정의 접선 기울기 방법(TGM) 알고리즘에 의해 가중치벡터를 계산해 출력하는 신호처리기와,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 수신장치.
제2항에 있어서, 상기 신호처리기가, 소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 소정의 접선 기울기 방법을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 수신장치.
제3항에 있어서, 상기 차기 가중치벡터
의 0 이 아닌 임의의 정수배도 유효한 가중치벡터로 결정함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 수신장치.
제3항에 있어서, 상기 제한평면은
(여기서, R_u는 상기 역확산후 수신신호벡터 중 원치 않는 신호의 상관행렬)로 함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 수신장치.
제3항에 있어서, 상기 비용함수는
, 또는
(여기서, R_y는 상기 역확산후 수신신호벡터의 상관행렬, R_s는 상기 역확산후 수신신호벡터 중 원하는 신호벡터의 상관행렬)으로 함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 수신장치.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 역확산기와,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 시간평균 접선 기울기 방법을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리기와,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성기로 구성되며,

상기 신호처리기가,

상기 역확산기들의 입력인 역확산전 수신신호벡터들과 상기 역확산기들의 출력인 역확산후 수신신호벡터들을 입력하며, 상기 입력되는 상기 역확산전 수신신호벡터와 역확산후 수신신호벡터를 계산하여 시간 평균의 현재 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k를 구하는 수신상관행렬계산기와,

상기 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k와 가중치벡터
를 입력하여 시간평균 접선 기울기 방법에 의해 계산된 접선성분
를 추적방향벡터로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산기와,

상기 추적방향벡터
, 가중치벡터
및 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k를 입력하여 적응이득 rho_k값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산기와,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득
등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산기로 구성 된 것을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제7항에 있어서, 상기 수신상관행렬계산기가,

상기 역확산후 수신신호벡터
를 입력하며, 이전의 수신상관행렬 R_y,k-1에 소정의 망각상수
를 곱하고, 상기 수신신호벡터
에 외적
을 더하여 현재 수신상관행렬 R_y,k를 계산하여 출력함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제7항에 있어서 상기 수신상관행렬계산기가,

상기 역확산전후 수신신호벡터
,
를 입력하여 이전의 원치 않는 신호의 상관행렬 R_u,k-1에 소정의 망각상수
를 곱하고, 상기 수신신호벡터들의 외적의 차이
을 더함으로써 현재의 원치 않는 신호의 상관행렬 R_u,k를 계산하여 출력함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제7항에 있어서, 상기 수신상관행렬계산기가,

상기 역확산전 수신신호벡터
를 입력하여 이전의 역확산전 수신상관행렬 R_x,k-1에 소정의 망각상수
를 곱하고, 상기 역확산전 수신신호벡터의 외적
을 더함으로써 현재 역확산전 수신상관행렬 R_x,k를 계산한 다음, 상기 역확산전 수신상관행렬 R_x,k와 역확산후 수신상관행렬 R_y,k과의 차이
를 원치 않는 신호의 상관행렬 R_u,k로 출력함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제8항에 있어서, 상기 수신상관행렬계산기가,

상기 이전 수신상관행렬 R_y,k-1과R_u,k-1, 또는, R_x,k-1과R_y,k-1를 기억시키기 위한 메모리를 더 구비함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제8항에 있어서, 상기 수신상관행렬계산기가,

초기 수신상관행렬 R_y,-1과R_u,-1, 또는, R_x,-1과R_y,-1를 영행렬(0)으로 정함을 특 징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제7항에 있어서, 추적방향벡터계산기가,

상기 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k, 상기 가중치벡터
를 입력하며, 상기 비용함수의
에서의 기울기벡터 (Gradient)
를 계산하고, 상기
중 상기 제한평면에 수직인 성분
를 제외한 나머지 상기 제한평면에 접선성분
를 추적방벡터로 계산하고 출력함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제13항에 있어서, 상기 추적벡터
는,

(여기서,
)로 계산함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제7항에 있어서, 상기 적응이득계산기가,

상기 추적방향벡터
, 상기 가중치벡터
및 상기 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k를 입력하여
의 새로운 가중치벡터를 생성하고, 이를 다시 상기 제한평면에 투사하였을 때 얻어지는 가중치벡터값
의 상기 비용함수
의 값이 최대가 되도록 하는
값을 계산하며, 이를 적응이득
값으로 출력함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제15항에 있어서, 상기 비용함수 값이 최대가 되도록 하는 상기
값이 하나로 정의되지 않을 때, 소정의 상수값을 상기 적응이득
값으로 출력함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제7항에 있어서, 상기 가중치벡터계산기가,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득 rho_k등을 입력하여 임시의 차기 가중치벡터
를
로 계산하고, 이를 다시
의 크기로 나누어 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제17항에 있어서, 상기 가중치벡터계산기가 상기 가중치벡터
를 기억하기 위한 메모리를 더 구비함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제17항에 있어서, 상기 가중치벡터계산기가 초기 가중치벡터
를 0이 아닌 소정의 벡터로 정함을 특징으로하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제17항에 있어서, 상기 가중치벡터계산기가 초기 가중치벡터
를 상기 초기 수신신호벡터
를 정규화한
로 정함을 특징으로하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제7항에 있어서, 상기 추적방향벡터계산기 및 상기 적응이득계산기의 계산과정에서 분모가 0이 된 경우 이상상태로 판단하여 비정상 상태신호
를 발생하는 이상판단기를 더 구비하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제21항에 있어서 상기 이상판단기는 상기 적응이득계산기 내의 2차방정식의 계수중 A,B를 입력받아 둘 다 0이거나 절대값이 소정의 양의 상수보다 작을 경우 이상상태로 판단함을 특징으로하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제21항에 있어서, 상기 이상판단기가 상기 추적방향벡터계산기 내의
벡터를 입력받아 상기 벡터의 크기가 0이거나 또는 소정의 양의 상수보다 작을 경우 이상상태로 판단함을 특징으로하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제7항에 있어서, 상기 현재 가중치벡터가 수렴상태에 이르렀을 경우 이를 판단하여 수렴상태신호 CONVERGE_k를 발생하는 수렴판단기를 더 구비함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제24항에 있어서, 상기 수렴판단기가 상기 추적방향벡터계산기로부터 추적방향벡터
를 입력하여 벡터의 크기가 0이거나 소정의 양의 상수보다 작을 경우, 수렴상태로 판단함을 특징으로하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제21항에 있어서 상기 가중치벡터계산기는 상기 이상판단기의 출력이 비정상 유효신호일 때는 차기 가중치벡터를 현재 가중치벡터로 수정없이 갱신하고 그렇지 않을 때는 정상동작을 수행함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
제24항에 있어서, 상기 가중치벡터계산기가 상기 수렴판단기의 출력이 수렴 유효신호일 때는 차기 가중치벡터를 현재 가중치벡터로 수정없이 갱신하고 그렇지 않을 때는 정상동작을 수행함을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 역확산기와,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 순간 접선 기울기 방법을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리기와,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성기로 구성되며,

상기 신호처리기가,

상기 역확산기들의 입력인 역확산전 수신신호벡터들과 상기 역확산기들의 출력인 역확산후 수신신호벡터들과 가중치벡터
를 입력하여 순간 접선 기울기 방법에 의해 계산된 접선성분
를 추적방향벡터로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산기와,

상기 추적방향벡터
, 가중치벡터
및 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k를 입력하여 적응이득
값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산기와,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득
등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산기로 구성된 것을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장 치.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 역확산기와,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 최대 SNIR 접선 기울기 방법을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리기와,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성기로 구성되며,

상기 신호처리기가,

상기 역확산기들의 출력인 역확산후 수신신호벡터들을 입력하며, 원치 않는 신호의 상관행렬 R_u,k를 항등행렬 I로 놓고 입력되는 역확산후 수신신호벡터를 계산하여 현재 수신상관행렬 R_y,k를 구하는 수신상관행렬계산기와,

상기 수신상관행렬 R_y,k와 가중치벡터
를 입력하여 시간평균 접선 기울기 방법에 의해 계산된 접선성분
를 추적방향벡터로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산기와,

상기 추적방향벡터
, 가중치벡터
및 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k를 입력하여 적응이득 rho_k값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산기와,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득 rho_k등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산기로 구성된 것을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 역확산기와,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 접선 기울기 방법을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리기와,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성기로 구성되며,

상기 신호처리기가,

상기 역확산기들의 입력인 역확산전 수신신호벡터들과 상기 역확산기들의 출력인 역확산후 수신신호벡터들을 입력하며, 상기 입력되는 상기 역확산전 수신신호벡터와 역확산후 수신신호벡터를 계산하여 현재 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k를 구하는 수신상관행렬계산기와,

상기 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k와 가중치벡터
를 입력하여 시간평균 접선 기울기 방법에 의해 계산된 접선성분
를 추적방향벡터로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산기와,

고정이득
값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산기와,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득
등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산기로 구성된 것을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 역확산기와,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리기와,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성기로 구성되며,

상기 신호처리기가,

상기 역확산기들의 입력인 역확산전 수신신호벡터들과 상기 역확산기들의 출력인 역확산후 수신신호벡터들을 입력하며, 상기 입력되는 상기 역확산전 수신신호벡터와 역확산후 수신신호벡터를 계산하여 현재 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k를 구하는 수신상관행렬계산기와,

상기 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k와 가중치벡터
를 입력하여 최대 기울기 벡터
를 추적방향벡터
로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산기와,

상기 추적방향벡터
, 가중치벡터
및 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k를 입력하여 적응이득
값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산기와,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득
등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산기로 구성된 것을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
적어도 두 개의 안테나소자들로 구성되는 안테나어레이들을 구비하는 이동무선통신시스템의 수신장치의 신호 수신방법에 있어서,

대응되는 상기 안테나 어레이들로부터 출력되는 신호벡터들을 각각 수신하는 과정과,

상기 신호벡터들을 입력하여 적어도 두 개의 경로들을 탐색하는 과정과,

상기 탐색된 경로들 수에 대응되는 수로 구비되며, 각각 상기 대응되는 수신신호벡터들을 수신하여 소정의 접선 기울기 방법의 알고리즘에 의해 가중치벡터를 계산하고, 상기 가중치 벡터에 의해 원하는 수신신호방향으로 수신빔을 형성하여 상기 수신신호벡터들을 복조하는 과정과,

상기 복조된 각 경로로의 신호들을 결합하는 과정과,

상기 결합된 복조신호들을 디인터리빙하는 과정과,

상기 디인터리빙된 신호들을 복호하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 수신장치의 신호 수신방법.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치의 신호 수신방법에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 과정과,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 시간평균 접선 기울기 방법을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리과정과,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성과정으로 이루어지며,

상기 신호처리과정이,

상기 역확산 과정 전의 수신신호벡터들과 상기 역확산과정 수행 후의 수신신호벡터들을 입력하며, 상기 입력되는 상기 역확산전 수신신호벡터와 역확산후 수신신호벡터를 계산하여 시간 평균의 현재 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k를 구하는 수신상관행렬계산과정과,

상기 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k와 가중치벡터
를 입력하여 시간평균 접선 기울기 방법에 의해 계산된 접선성분
를 추적방향벡터로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산과정과,

상기 추적방향벡터
, 가중치벡터
및 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k를 입력하여 적응이득 rho_k값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산과정과,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득
등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치의 신호 수신방법.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치의 신호 수신방법에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 과정과,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 순간 접선 기울기 방법을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리과정과,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성 과정으로 이루어지며,

상기 신호처리과정이,

상기 역확산과정 수행 전의 수신신호벡터들과 상기 역확산과정 수행 후의 수신신호벡터들과 가중치벡터
를 입력하여 순간 접선 기울기 방법에 의해 계산된 접선성분
를 추적방향벡터로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산과정과,

상기 추적방향벡터
, 가중치벡터
및 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k를 입력하여 적응이득
값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산과정과,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득
등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치의 신호수신방법.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치의 신호수신 방법에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 과정과,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 최대 SNIR 접선 기울기 방법을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리과정과,

상기 역확산 과정 후의 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성과정으로 이루어지며,

상기 신호처리과정이,

상기 역확산과정 수행 후의 수신신호벡터들을 입력하며, 원치 않는 신호의 상관행렬 R_u,k를 항등행렬 I~로 놓고 입력되는 역확산후 수신신호벡터를 계산하여 현재 수신상관행렬 R_y,k를 구하는 수신상관행렬계산과정과,

상기 수신상관행렬 R_y,k와 가중치벡터
를 입력하여 시간평균 접선 기울기 방법에 의해 계산된 접선성분
를 추적방향벡터로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산과정과,

상기 추적방향벡터
, 가중치벡터
및 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k를 입력하여 적응이득
값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산과정과,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득
등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치의 신호수신방법.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치의 신호수신방법에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 과정과,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 접선 기울기 방법을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리과정과,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성과정으로 이루어지며,

상기 신호처리과정이,

상기 역확산과정 수행 전의 수신신호벡터들과 상기 역확산과정 수행 후의 수신신호벡터들을 입력하며, 상기 입력되는 상기 역확산전 수신신호벡터와 역확산후 수신신호벡터를 계산하여 현재 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k를 구하는 수신상관행렬계산과정과,

상기 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k와 가중치벡터
를 입력하여 시간평균 접선 기울기 방법에 의해 계산된 접선성분
를 추적방향벡터로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산과정과,

고정이득
값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산과정과,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득
등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치.
이동통신 시스템에서 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치의 신호수신방법에 있어서,

각각 해당하는 경로의 신호를 역확산하는 과정과,

소정의 제한평면
상에 존재하는 모든 가중치벡터
들 중에서 특정한 비용함수
를 최적화시키는 가중치벡터
를 적응적으로 구하기 위해, 상기 역확산전 수신신호벡터
와 역확산후 수신신호벡터
를 매시점(
)마다 입력하고, 상기 입력된 두 신호벡터들을 이용하여 차기 가중치벡터
를 계산하는 동시에 현재 가중치벡터
를 매시점마다 출력하는 신호처리과정과,

상기 역확산후 수신신호벡터들과 상기 가중치벡터를 입력하며, 두 입력 벡터 들의 내적을 취한 값을 출력하는 수신빔형성과정으로 이루어지며,

상기 신호처리과정이,

상기 역확산기들의 입력인 역확산전 수신신호벡터들과 상기 역확산기들의 출력인 역확산후 수신신호벡터들을 입력하며, 상기 입력되는 상기 역확산전 수신신호벡터와 역확산후 수신신호벡터를 계산하여 현재 수신상관행렬 R_y,k 및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k를 구하는 수신상관행렬계산과정과,

상기 수신상관행렬 R_y,k및 원치않는 신호의 상관행렬 R_u,k와 가중치벡터
를 입력하여 최대 기울기 벡터
를 추적방향벡터
로 계산하여 출력하는 추적방향벡터계산과정과,

상기 추적방향벡터
, 가중치벡터
및 수신상관행렬 R_y,k, R_u,k를 입력하여 적응이득
값을 계산하여 출력하는 적응이득 계산과정과,

상기 가중치벡터
, 상기 추적방향벡터
및 상기 적응이득
등을 입력하여 정규화한 값을 차기 가중치벡터
로 출력하는 가중치벡터 계산과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 접선 기울기 방법에 근거한 수신용 적응 안테나 어레이 장치의 신호수신방법.