KR101009795B1

KR101009795B1 - Apparatus and Method for Selecting Transmit Path using Smart Antenna

Info

Publication number: KR101009795B1
Application number: KR1020030085760A
Authority: KR
Inventors: 채헌기; 양장훈; 권영훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2011-01-19
Also published as: KR20050052593A

Abstract

본 발명에 따른 기지국에서의 스마트 안테나를 이용한 송신 경로 선택 장치는,이동국으로부터 수신된 신호로부터 공간 스펙트럼을 획득하는 신호 처리부와, 상기 획득된 공간 스펙트럼으로부터 최대 수신 신호를 갖는 경로를 결정하는 최대 수신 신호 방향 결정부와, 상기 최대 수신 신호를 갖는 경로를 제외한 나머지 수신 신호 각각의 경로의 경로 손실을 계산하고, 상기 계산된 각각의 경로 손실을 이용하여 상기 최대 수신 신호를 갖는 경로에 대한 상기 나머지 수신 신호 각각의 경로의 상대적 경로 손실을 계산하고, 상기 계산된 각각의 상대적 경로 손실을 이용하여 상기 최대 수신 신호를 갖는 경로에 대한 상기 나머지 수신 신호 각각의 경로의 상대적 경로 손실의 예측값을 계산한 후, 상기 계산된 예측값이 미리 설정된 범위 이내인 수신 신호들의 경로를 선택하는 경로 선택부와, 상기 선택된 경로로 빔을 스위칭하여 전송하는 빔 전송부를 포함한다.An apparatus for selecting a transmission path using a smart antenna in a base station according to the present invention includes a signal processor for obtaining a spatial spectrum from a signal received from a mobile station, and a maximum received signal for determining a path having a maximum received signal from the obtained spatial spectrum. Calculates a path loss of a path of each of the remaining received signals except the path having the maximum received signal and a direction determining unit, and uses the calculated path loss to calculate the remaining received signals for the path having the maximum received signal Calculate a relative path loss of each path, and calculate a predicted value of the relative path loss of each path of each of the remaining received signals for the path having the maximum received signal using the calculated respective path path loss; Received signals whose calculated predictions are within a preset range Includes a path selection section for selecting a path, a beam transmitting unit for transmitting to switch the beam to the selected path.

스마트 안테나, 경로 선택, 스위칭 Smart Antenna, Path Selection, Switching

Description

Apparatus and Method for Selecting Transmit Path using Smart Antenna}

도 1a 및 도 1b는 기지국의 다중 경로 수신 및 송신 경로를 도시한 도면,1A and 1B illustrate a multipath reception and transmission path of a base station;

도 2a 및 2b는 기지국 수신 신호의 공간 스펙트럼의 일 예를 도시한 도면,2A and 2B illustrate an example of a spatial spectrum of a base station received signal;

도 3은 종래 기술에 따른 스마트 안테나를 이용한 송신 경로 선택 장치를 도시한 도면,3 is a view showing a transmission path selection apparatus using a smart antenna according to the prior art,

도 4는 종래 기술에 따른 스마트 안테나를 이용한 데이터 송신 동작을 설명하기 위한 흐름도,4 is a flowchart illustrating a data transmission operation using a smart antenna according to the prior art;

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 안테나를 이용한 송신 경로 선택 장치의 구성을 도시한 도면,5 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for selecting a transmission path using a smart antenna according to an embodiment of the present invention;

도 6은 기지국 수신 신호의 공간 스펙트럼의 일 예를 도시한 도면,6 is a diagram illustrating an example of a spatial spectrum of a base station received signal;

도 7a 및 도 7b는 경로의 채널 특성을 도시한 도면,7A and 7B show channel characteristics of a path;

도 8은 각각 경로에 대한 이동국 수신 신호의 세기를 도시한 도면.8 shows the strength of a mobile station received signal for each path;

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 안테나를 이용한 송신 경로 선택 방법을 설명하기 위한 흐름도,9 is a flowchart illustrating a transmission path selection method using a smart antenna according to an embodiment of the present invention;

도 10a 및 도 10b는 BER 대 SNR의 커브를 도시한 도면.10A and 10B show curves of BER vs. SNR.

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 스마트 안테나를 이용한 전송 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 송신 경로를 선택하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a transmission apparatus and method using a smart antenna in a mobile communication system, and more particularly, to an apparatus and method for selecting a transmission path.

현재의 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access : CDMA) 이동통신 시스템에서 기지국(Base station)에서 이동국(Mobile station)으로의 순방향 링크(Downlink Link)에는 파일럿 채널(Pilot channel), 페이징 채널(Paging channel), 싱크 채널(Sync. channel)인 오버헤드 빔(Overhead beam)과, 통화 채널인 트래픽 빔(Traffic beam)이 있다. In a current code division multiple access (CDMA) mobile communication system, a pilot channel and a paging channel are included in a downlink link from a base station to a mobile station. ), An overhead beam, which is a sync channel, and a traffic beam, which is a call channel.

상기 오버헤드 빔은 모든 이동국에서 필요로 하지만, 트래픽 빔은 통화를 원하는 이동국만의 전파에너지이므로, 트래픽 빔을 모든 방향에 전송하는 것은 불필요한 에너지 낭비일 뿐만 아니라, 다른 기지국과 통화를 하고 있는 인접 이동국에 잡음(noise)으로 작용하게 된다. The overhead beam is needed by all mobile stations, but since the traffic beam is the radio energy of only the mobile station that wants to talk, it is not only an unnecessary waste of energy to transmit the traffic beam in all directions, but also adjacent mobile stations that are talking to other base stations. It acts as a noise to.

이러한 잡음은 크기에 따라 통화 품질을 떨어뜨리고 통화 가능량 등에 악영향을 주게 된다. 이러한 단점을 해결하고자 하는 것이 스마트 안테나(Smart Antenna)의 기본 목적이다. 즉, 모든 이동국에 트래픽 빔을 전송하는 것이 아니라, 통화를 원하는 이동국에만 트래픽 빔을 전송하여 다른 기지국과 통화를 하고 있는 인접한 이동국의 잡음 레벨을 줄이고, 기지국과 이동국간 순방향 링크 전력 사용량 을 줄여 기지국 용량 증대의 효과를 가져오는 것이다. This noise, depending on the size, degrades the call quality and adversely affects the available capacity. To solve this disadvantage is the basic purpose of a smart antenna (Smart Antenna). In other words, instead of transmitting traffic beams to all mobile stations, it transmits traffic beams only to mobile stations that want to make calls, thereby reducing noise level of adjacent mobile stations making calls to other base stations, and reducing forward link power usage between base stations and mobile stations. The effect of augmentation is to bring.

또한, 상기 스마트 안테나는 특정경로를 이용함으로써 다중 경로에 의한 신호의 페이딩(fading)을 줄일 수 있다. 그러나, 여기서 기지국에서 이동국까지 트래픽 빔을 전송할 경로 선택이 큰 문제가 된다. 이는 모든 영역에 균일하게 전송되는 오버헤드 빔과 특정지역에만 전송되는 트래픽 빔의 위상차로 인한 데이터의 복원율의 저하 때문이다.In addition, the smart antenna can reduce the fading of the signal by the multipath by using a specific path. However, the path selection to transmit the traffic beam from the base station to the mobile station is a big problem here. This is due to a decrease in the recovery rate of data due to the phase difference between the overhead beam transmitted uniformly in all regions and the traffic beam transmitted only in specific regions.

도 1a은 이동국(110)에서 기지국(100)까지의 다중 전파 도달 경로를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 이동국(110)으로부터 송신된 전파의 도달 경로는 산(120)등의 지형에 의해 반사 또는 회절되어 기지국(100)에 도달하는 ①, ②의 경로와, 빌딩(130)등의 지물에 의해 반사 또는 회절되어 기지국(100)에 도달하는 ③의 경로 등이 도시되어 있다. 한편, 도 1b는 기지국(100)에서 이동국(110)까지의 다중 전파 도달 경로를 도시한 도면이다.1A is a diagram illustrating multiple propagation arrival paths from mobile station 110 to base station 100. Referring to FIG. 1, the path of arrival of radio waves transmitted from the mobile station 110 is reflected or diffracted by the terrain such as the mountain 120 to reach the base station 100, the paths of 1 and 2, the building 130, and the like. The path of e, etc., which is reflected or diffracted by the object and reaches the base station 100 is shown. 1B is a diagram illustrating a multiple propagation arrival path from the base station 100 to the mobile station 110.

도 2a 및 도 2b는 상술한 바와 같은 다중 경로를 통한 공간 스펙트럼을 도시하고 있다. 도 2a 및 도 2b를 참조하면, ②번 경로가 수신 감도가 가장 좋은 것으로 나타난다. 따라서, 도 3에 도시한 바와 같이 종래의 스마트 안테나 시스템은 최대 수신 신호 경로 결정부(304)를 통해 최대 수신 감도를 가지는 신호를 전송한 경로를 획득하고, 빔 전송부(306)는 그 경로를 통해 데이터를 송신하게 된다. 2A and 2B show the spatial spectrum through multiple paths as described above. 2A and 2B, path ② shows the best reception sensitivity. Thus, as shown in FIG. 3, the conventional smart antenna system obtains a path through which the signal having the maximum reception sensitivity is transmitted through the maximum reception signal path determination unit 304, and the beam transmitter 306 determines the path. Data will be sent via

그러면, 상술한 바와 같은 다중 경로를 통해 신호를 수신하는 스마트 안테나를 이용한 수신 감도가 가장 좋은 방향에 전파를 송신하는 방법을 도 4를 참조하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다. Next, a method of transmitting a radio wave in a direction having the best reception sensitivity using a smart antenna that receives a signal through the multipath as described above will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 4를 참조하면, 400 단계에서 해석 가능한(Resolvable) 경로에 의한 공간 스펙트럼(Spatial Spectrum)을 생성하고, 410 단계에서 상기 스펙트럼을 나타내는 신호 방향을 탐지하고, 420 단계에서 수신 전력이 최대인 방향으로 빔을 전송한다. 도 2a에 도시된 바와 같은 공간 스펙트럼일 경우, ②번 방향으로 폭이 좁은 빔을 전송하게 된다. 이 때, 430 단계에서 프레임 에러율(Frame Error Rate : FER) 5% 이하인지를 판단한다. 상기 430 단계의 판단 결과, 프레임 에러율이 5% 이하일 경우, 440 단계에서 계속적으로 현재 송신하는 방향으로 빔을 전송하고, 상기 430 단계의 판단 결과, 프레임 에러율이 5% 이하가 아닐 경우, 250 단계에서 점차로 폭이 넓은 빔을 전송한다. Referring to FIG. 4, in step 400, a spatial spectrum by a resolvable path is generated, in step 410, a signal direction representing the spectrum is detected, and in step 420, a direction in which the received power is at maximum. Transmit the beam. In the case of the spatial spectrum as shown in FIG. 2A, a narrow beam is transmitted in the direction ②. In this case, it is determined whether the frame error rate (FER) is 5% or less in step 430. If the frame error rate is 5% or less as a result of the determination in step 430, the beam is continuously transmitted in the current transmission direction in step 440, and if the frame error rate is not 5% or less in step 430, in step 250 Gradually transmit a wide beam.

그러나, 상술한 바와 같은 방법은 송신 안테나의 방사패턴이 고려되지 않아, 수신된 전파의 신호 감도가 가장 좋은 방향으로 전파를 전송하더라도, 이 방향으로 전송된 신호의 수신측인 이동국에서의 수신감도가 가장 좋다고 할 수는 없다. 즉, 도 2a에서 ②번 경로 보다 수신감도가 좋지 않은 ①번이나 ③번의 경로로 전파를 전송했을 때, 이동국에서는 수신 감도가 ②번 경로를 통한 신호보다 더 좋을 가능성이 있다. 이는 수신 신호 감도가 다소 나쁜 방향이라도 안테나의 특성상 이 방향의 방사 에너지가 더 크다면, 이동국에서의 수신 신호는 더 커질 수 있기 때문이다.
However, the above-described method does not consider the radiation pattern of the transmitting antenna, so that even if the radio wave is transmitted in the direction where the signal sensitivity of the received radio wave is best, the reception sensitivity at the mobile station that is the receiving side of the signal transmitted in this direction is It's not the best. That is, in FIG. 2A, when the radio wave is transmitted in the paths ① or ③ where the reception sensitivity is worse than the path ②, the mobile station may have a better reception sensitivity than the signal through the path ②. This is because the received signal at the mobile station can be larger if the radiated energy in this direction is larger even in a direction in which the received signal sensitivity is slightly worse.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기지국 에서 빔 전송시 안테나 방사 패턴을 고려한 송신 경로 채널을 선택하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention to solve the above problems is to provide an apparatus and method for selecting a transmission path channel in consideration of the antenna radiation pattern in the beam transmission in the base station.

또한 본 발명에 따른 기지국에서 스마트 안테나를 이용한 송신 경로 선택 방법은, 이동국으로부터 수신된 신호로부터 공간 스펙트럼을 획득하는 제 1 단계와, 상기 획득된 공간 스펙트럼으로부터 최대 수신 신호를 갖는 경로를 결정하는 제 2 단계와, 상기 최대 수신 신호를 갖는 경로를 제외한 나머지 수신 신호 각각의 경로의 경로 손실을 계산하고, 상기 계산된 각각의 경로 손실을 이용하여 상기 최대 수신 신호를 갖는 경로에 대한 상기 나머지 수신 신호 각각의 경로의 상대적 경로 손실을 계산하고, 상기 계산된 각각의 상대적 경로 손실을 이용하여 상기 최대 수신 신호를 갖는 경로에 대한 상기 나머지 수신 신호 각각의 경로의 상대적 경로 손실의 예측값을 계산한 후, 상기 계산된 예측값이 미리 설정된 범위 이내인 수신 신호들의 경로를 선택하는 제 3 단계와, 상기 선택된 경로로 빔을 스위칭하여 전송하는 제 4 단계를 포함한다.In addition, the transmission path selection method using a smart antenna in the base station according to the present invention, the first step of obtaining a spatial spectrum from the signal received from the mobile station, and a second step of determining the path having the maximum received signal from the obtained spatial spectrum Calculating a path loss of the path of each of the remaining received signals except the path having the maximum received signal, and using each of the calculated path losses, calculating the path loss of each of the remaining received signals for the path having the maximum received signal. Calculate a relative path loss of a path, calculate a predicted value of the relative path loss of each path of each of the remaining received signals for the path having the maximum received signal using the calculated respective path path loss, and then calculate the Select the path of received signals whose prediction value is within the preset range. A method of claim 3, and a fourth step of transmitting to switch the beam to the selected path.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세 동작 및 구조에 대하여 상세히 설명한다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, the detailed operation and structure of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that reference numerals and like elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 스마트 안테나 이동통신 시스템에서 최대 수신 감도를 포함한 하나 이상의 경로를 선택하고, 상기 선택된 경로들을 통해 빔을 스위칭하여 전송하는 장치 및 방법을 제안한다.The present invention proposes an apparatus and method for selecting one or more paths including the maximum reception sensitivity in a smart antenna mobile communication system and switching and transmitting a beam through the selected paths.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 안테나를 이용한 송신 블록이다. 5 is a transmission block using a smart antenna according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 안테나를 이용한 송신 경로 선택 장치는 이동국으로부터 수신한 신호를 처리하여 공간 스펙트럼을 획득하는 신호 처리부(502)와, 상기 신호 처리부(502)로부터 획득된 공간 스펙트럼으로부터 최대 수신 신호 방향을 결정하는 최대 수신 신호 경로 결정부(504)와, 상기 최대 수신 신호 경로 결정부(504)로부터 결정된 최대 수신 신호를 갖는 경로에 대한 이동국의 수신 신호의 경로 손실의 예측값을 구해서 그 값이 소정 값 이내인 신호들을 선택하는 경로 선택부(506)와, 상기 경로 선택부(506)에 의해 선택된 경로로 빔을 스위칭하여 전송하는 빔 전송부(508)로 구성된다. Referring to FIG. 5, an apparatus for selecting a transmission path using a smart antenna according to an embodiment of the present invention may include a signal processor 502 for processing a signal received from a mobile station and obtaining a spatial spectrum from the signal processor 502. Path loss of the received signal of the mobile station with respect to the path having the maximum received signal path determining unit 504 for determining the maximum received signal direction from the obtained spatial spectrum and the maximum received signal determined from the maximum received signal path determining unit 504 A path selector 506 for obtaining a predicted value and selecting signals whose value is within a predetermined value, and a beam transmitter 508 for switching and transmitting a beam to a path selected by the path selector 506. .

상기 경로 선택부(506)가 경로 손실의 예측값을 구하는 과정은 다음과 같다.The process of the path selector 506 to obtain the predicted value of the path loss is as follows.

이동국 신호의 공간 스펙트럼이 도 6에 도시된 바와 같다면, 경로 선택부(506)는 공간 스펙트럼 값이 최대인 ②번 경로에 대한, 각각의 경로의 상대적 경로 손실(path loss)을 예측할 수 있다.If the spatial spectrum of the mobile station signal is as shown in Fig. 6, the path selector 506 can predict the relative path loss of each path for path # 2 having the maximum spatial spectrum value.

즉, 스마트 안테나를 이용하여 경로 ①, ②, ③번의 방향으로 이동국에 빔을 전송시, 스마트 안테나가 동일 전력에서 각각 G1,G2,G3의 이득을 갖고, 기지국 수신신호가 도 6에 도시되는 바와 같이 각각 p1, p2, p3라 가정하면 각각의 경로를 통한 이동국의 수신 신호 세기는 다음과 같이 계산된다.That is, when the beam is transmitted to the mobile station in the directions ①, ②, and ③ by using the smart antenna, the smart antenna has gains of G1, G2, and G3 at the same power, respectively, and the base station received signal is shown in FIG. Assuming p1, p2, and p3, respectively, the received signal strength of the mobile station through each path is calculated as follows.

경로 ①, ③의 경로손실(

1,

3)은 하기의 <수학식 1>에 의해 산출된다.Path loss of

paths

① and ③

One,

3) is calculated by Equation 1 below.

1= 2 + (p2 - p1)

1 = 2 + (p2-p1)

3=

2 + (p2 - p3)

3 =

2 + (p2-p3)

경로 ②에 대한 경로 ①,③의 상대적 경로 손실은 하기의 <수학식 2>에 의해 산출된다.The relative path loss of paths ① and ③ relative to path ② is calculated by Equation 2 below.

1= 1 - 2 =(p2 - p1)

1 = 1-2 = (p2-p1)

3=

3 -

2 =(p3 - p1)

3 =

3-

2 = (p3-p1)

경로 ②에 대한 경로 ①, ③의 상대적 이동국 수신 신호 예측값은 하기의 <수학식 3>에 의해 산출된다.The relative mobile station received signal predicted values of the paths 1 and 3 with respect to the path 2 are calculated by Equation 3 below.

S1 = G1 -G2 - 1

S1 = G1 -G2-1

S3 = G1 -G2 -

3S3 = G1 -G2-

3

상기 경로 선택부(506)은 상대적 이동국 수신신호 예측값으로부터 전송 경로를 선택한다. 도 7을 참조하면, 최대를 기준으로 k dB이 이내인 경로를 선택하게 되는데, k dB보다 작은 상대 경로 손실 값을 가지는 경로가 있다면, 경로 선택 과정에서 ②, ③번의 경로가 선택된다. The path selector 506 selects a transmission path from the relative mobile station received signal prediction value. Referring to FIG. 7, a path within k dB is selected based on the maximum. If there is a path having a relative path loss value smaller than k dB, paths ② and ③ are selected during the path selection process.

그러면, 빔 전송부(508)는 다중 경로 이득을 위해 상기 경로 선택부(506)에 의해 선택된 경로로 데이터를 스위칭하여 전송하게 된다. 각각의 채널 특성이 도 8a의 경로 a, 경로 b와 같다고 가정하면, 이때의 채널 특성은 도 8b에 도시된 바와 같다. 도 8b를 참조하면, 상기 도 8a의 채널 특성이 번갈아 나타남을 알 수 있다. The beam transmitter 508 then switches and transmits the data along the path selected by the path selector 506 for multipath gain. Assuming that each channel characteristic is the same as the path a and the path b of FIG. 8A, the channel characteristics at this time are as shown in FIG. 8B. Referring to FIG. 8B, it can be seen that the channel characteristics of FIG. 8A are alternately shown.

그러면, 상술한 바와 같은 스마트 안테나에서 경로를 선택하여, 상기 선택된 경로를 통해 빔을 스위칭하여 전송하는 방법을 도 9를 참조하여 설명하기로 한다. Next, a method of selecting a path from the smart antenna as described above and switching and transmitting a beam through the selected path will be described with reference to FIG. 9.

도 9를 참조하면, 900 단계에서 신호 처리부(502)는 수신된 이동국 신호의 공간 스펙트럼을 획득한다. 상기 획득된 공간 스펙트럼을 참조하여, 최대 수신 신호 경로 결정부(504)는 910 단계에서 신호 경로를 탐지한다. 그리고, 920 단계에서 경로 선택부(506)는 다중 경로 수신 전력을 계산하여, 930 단계에서 전력이 최대인 경로에 대한 상대적 경로 손실값(

)을 계산하게 된다. 940 단계에서 상기 경로 선택부(506)은 상기 상대적 경로 손실값(

)이 최대를 기준으로 k dB이 이하인 경로가 있는지를 판단한다. 상기 940 단계의 판단 결과, 상기 경로 선택부(506)은 950 단계에서 상기 상대적 경로 손실값(

)이 최대를 기준으로 k dB이하인 모든 경로에 빔 전송부(508)가 스위칭하여 빔을 전송하도록 제어한다.9, in operation 900, the signal processor 502 acquires a spatial spectrum of a received mobile station signal. The maximum received signal path determiner 504 detects the signal path in step 910 with reference to the obtained spatial spectrum. In operation 920, the path selector 506 calculates the multipath reception power, and in step 930, the relative path loss value of the path whose power is maximum (

) Is calculated. In operation 940, the path selector 506 may determine the relative path loss value (

) Determines whether there is a path below k dB based on the maximum. As a result of the determination in step 940, the path selector 506 determines the relative path loss value in step 950.

) Is controlled to transmit the beam by switching the beam transmitter 508 in all paths of k dB or less based on the maximum.

그러나, 상기 940 단계의 판단 결과, 상기 상대적 경로 손실값(

)이 최대를 기준으로 k dB이 이하인 경로가 존재하지 않으면, 경로 선택부(506)은 960 단계에서 상기 빔 전송부(508)이 수신 전력이 최대인 경로로 빔을 전송하도록 제어한다. However, as a result of the determination in step 940, the relative path loss value (

If there is no path where k dB is less than or equal to the maximum, the path selector 506 controls the beam transmitter 508 to transmit the beam in the path having the maximum reception power in step 960.

상기 950 단계 및 960 단계는 모두 970 단계로 진행하고, 970 단계에서 빔 전송부(306)는 FER이 5% 보다 높은지를 판단한다. 상기 970 단계의 판단 결과, FER이 5% 보다 높을 경우, 빔 전송부(306)은 975 단계 또는 980 단계에서 폭이 넓은 빔을 사용하여 조절한다. 상기 970 단계의 판단 결과, FER이 5% 보다 높지 않은 경우, 빔 전송부(306)은 990 단계에서 계속적으로 현재의 경로로 빔을 전송한다.Steps 950 and 960 proceed to step 970, and in step 970, the beam transmitter 306 determines whether the FER is higher than 5%. As a result of the determination in step 970, if the FER is higher than 5%, the beam transmitter 306 adjusts using a wide beam in step 975 or step 980. As a result of the determination in step 970, if the FER is not higher than 5%, the beam transmitter 306 continuously transmits the beam in the current path in step 990.

또한, 각각의 경로의 스위칭 시간 Ta, Tb도 실험적으로 요구되어지는 BER에 대한 SNR값을 최소화할 수 있다.In addition, the switching times Ta and Tb of each path can also minimize the SNR value for the BER that is experimentally required.

상기의 과정을 거쳐 선택되어진 경로를 스위칭하며 임의의 데이터를 임의의 전송 방법으로 전송한 결과는 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같다. 가로축은 SNR이고, 세로축은 BER이다. 도 10a는 선택된 두 경로의 경로 손실이 서로 비슷한 경우이고, 도 10b는 한쪽 경로의 경로 손실이 다른 경로의 경로 손실보다 5dB 더 큰 경우이다. 스위칭하며 데이터를 전송했을 때, BER이 0.0001~0.0001을 만족하기 위한 SNR이 더 낮음을 확인할 수 있다. The result of the transmission of the arbitrary data by any transmission method by switching the selected path through the above process is as shown in FIGS. 10A and 10B. The horizontal axis is SNR and the vertical axis is BER. FIG. 10A illustrates a case where path losses of two selected paths are similar to each other, and FIG. 10B illustrates a case where a path loss of one path is 5 dB greater than that of another path. When switching and transmitting data, we can see that the SNR is lower to satisfy the BER of 0.0001 to 0.0001.

이동국 수신 신호의 최대치를 기준으로 k dB 이내인 경로 설정에서, k는 통신 시스템, 주변 환경, 변복조 방법, 코딩 방법에 따라 달라지므로 실험적인 데이 터를 기준으로 설정되어야 하며, 시뮬레이션으로 예측 가능하다.
In the path setting within k dB based on the maximum value of the mobile station reception signal, k depends on the experimental data because it depends on the communication system, the surrounding environment, the modulation / demodulation method, and the coding method, and can be predicted by simulation.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 스마트 안테나 이동통신시스템에서 다중경로 다이버시티를 얻음으로 인해, 기지국 송신 전력을 줄일 수 있어 기지국 용량증대가 가능하고, 다른 기지국과 통화하고 있는 인접한 이동국의 잡음 레벨을 줄일 수 있다는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, multi-path diversity can be obtained in a smart antenna mobile communication system, thereby reducing base station transmission power, thereby increasing base station capacity, and reducing noise levels of adjacent mobile stations talking to other base stations. The advantage is that it can be reduced.

Claims

In the transmission path selection apparatus using a smart antenna at the base station,

A signal processor for obtaining a spatial spectrum from a signal received from a mobile station,

A maximum received signal direction determiner for determining a path having a maximum received signal from the obtained spatial spectrum;

Compute the path loss of the path of each of the remaining received signals except the path having the maximum received signal, and use the calculated respective path loss to determine the relative of each path of the remaining received signal to the path having the maximum received signal. After calculating the path loss, and using the calculated respective relative path loss to calculate the prediction value of the relative path loss of each path of the remaining received signal for the path having the maximum received signal, the calculated prediction value is previously A path selector for selecting a path of received signals within a set range;

And a beam transmitter for switching and transmitting a beam in the selected path.

The method of claim 1, wherein the beam transmitter

And when the beam frame error rate is higher than a predetermined reference value while switching the beam in the selected path, the width of the beam is widened.

In the transmission path selection method using a smart antenna in the base station,

A first step of obtaining a spatial spectrum from a signal received from a mobile station,

Determining a path having a maximum received signal from the obtained spatial spectrum;

Compute the path loss of the path of each of the remaining received signals except the path having the maximum received signal, and use the calculated respective path loss to determine the relative of each path of the remaining received signal to the path having the maximum received signal. After calculating the path loss, and using the calculated respective relative path loss to calculate the prediction value of the relative path loss of each path of the remaining received signal for the path having the maximum received signal, the calculated prediction value is previously A third step of selecting a path of received signals within a set range;

And transmitting a beam by switching the beam to the selected path.

The method of claim 3, wherein

And transmitting a width of the beam when the frame error rate is higher than a preset reference value during the beam transmission.