KR101945193B1 - Antenna apparatus for base station and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 각각의 다중대역안테나소자에 대하여 주파수대역 별로 독립적인 송수신처리가 가능한 다중대역송수신모듈을 구비함으로써, 주파수대역 별로 별도의 개구면을 구비할 필요 없이도 다중대역 다중빔 형성이 가능하며 특히 상향링크와 하향링크에서 각각 독립적으로 다중대역 다중빔을 효율적으로 운용할 수 있도록 하는 저비용/소형의 기지국용 안테나장치 및 그 장치의 동작 방법을 개시하고 있다.The present invention has a multi-band transmission / reception module capable of performing transmission / reception processing independent of each frequency band for each multi-band antenna element, so that it is possible to form a multi-band multi-beam without needing to provide a separate opening surface for each frequency band. A low-cost / small-sized base station antenna apparatus and a method of operating the same, which can efficiently operate a multi-band multi-beam independently in an uplink and a downlink.

Figure R1020120119688
Figure R1020120119688

Description

기지국용 안테나장치 및 그 장치의 동작 방법{ANTENNA APPARATUS FOR BASE STATION AND CONTROL METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an antenna apparatus for a base station, and an operation method of the antenna apparatus.

본 발명은 기지국용 안테나장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 집성기술 및 빔형성기술 구현에 따른 다중대역 다중빔 운용을 상향링크와 하향링크에서 각각 독립적으로 구현할 수 있는 저비용/소형의 기지국용 안테나장치 및 그 장치의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna apparatus for a base station, and more particularly, to a low-cost / small-sized base station antenna capable of independently implementing multi-band multi-beam operation according to the implementation of a frequency convergence technique and a beam forming technique on an uplink and a downlink, And a method of operation of the apparatus.

이동통신 시스템에서 기지국(base station)과 단말(user equipment) 사이에는 대기가 존재하며 이들 간의 무선신호를 송수신하기 위해 안테나장치는 필수 불가결하다.In the mobile communication system, there is an air between a base station and a user equipment, and an antenna device is indispensable for transmitting / receiving radio signals between the base station and the user equipment.

한편, 최근 이동통신 환경은 LTE(Long Term Evolution) 망의 성장으로 3G 서비스인 WCDMA에서 그 중심이 LTE 망으로 이동하고 있으며, 이와 함께 LTE 망에 접속하여 데이터 서비스를 이용할 수 있는 다양한 단말의 도입 특히 스마트폰의 도입이 가속화되고 있다.Meanwhile, in recent mobile communication environment, the growth of Long Term Evolution (LTE) network has shifted its focus to WCDMA, which is a 3G service, to LTE network. In addition, introduction of various terminals The introduction of smart phones is accelerating.

이처럼 스마트폰의 도입이 가속화되면서, 기지국의 안테나장치에서도 데이터 트래픽의 급속한 증대에 대응하기 위해 여러 주파수대역을 동시에 운용하는 주파수 집성기술(Carrier Aggregation) 및 신호대간섭및잡음비를 극대화하기 위해 단순한 빔조향 뿐만 아니라 빔패턴도 자유롭게 제어할 수 있는 빔형성기술(Beamforming technique)의 적용이 요구되고 있다.As the introduction of smartphones accelerates, the antenna system of the base station also uses a carrier aggregation technique for simultaneously operating several frequency bands in order to cope with the rapid increase of data traffic and a simple beam steering for maximizing the signal band interference and noise ratio (Beamforming technique) that can freely control the beam pattern is required.

헌데, 기존의 안테나장치에 주파수 집성기술 및 빔형성기술을 적용하기 위해서는, 기존의 단일 주파수대역에 대하여 빔형성기술이 적용된 안테나장치에 각 주파수대역 별로 별도의 개구면(aperture)을 물리적으로 추가하여 주파수 집성기술을 달성할 수 있었다.In order to apply the frequency convergence technology and the beam forming technology to the existing antenna device, an additional aperture is physically added to the antenna device to which the beam forming technology is applied for the existing single frequency band, Frequency integration technology.

따라서, 주파수 집성기술 및 빔형성기술을 적용한 기존의 안테나장치는 비용이 상승하게 되고 물리적인 크기/무게가 증대될 수 밖에 없다.Therefore, the conventional antenna device using the frequency convergence technology and the beam forming technology increases the cost and increases the physical size / weight.

이에, 본 발명에서는, 주파수 집성기술 및 빔형성기술 구현에 따른 다중대역 다중빔 운용을 상향링크와 하향링크에서 각각 독립적으로 구현할 수 있는 저비용/소형의 기지국용 안테나를 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention proposes a low-cost / small-sized base station antenna capable of independently implementing multi-band multi-beam operation in the uplink and downlink according to the frequency aggregation technique and the beam forming technology.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은 상향링크와 하향링크에서 각각 독립적으로 다중대역 다중빔을 운용할 수 있으면서 기존의 비용 상승 및 물리적인 크기/무게 증대의 문제점을 해결할 수 있는 기지국용 안테나장치 및 그 장치의 동작 방법을 제안하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method of operating a multi-band multi-beam independently in an uplink and a downlink, And an operation method of the apparatus.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 기지국용 안테나장치는, 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별로 결정되는 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하기 위하여 주파수대역별로 송신가중치를 결정하는 가중치결정부; 상기 가중치결정부에 의하여 결정된 상기 주파수대역별 송신가중치를 기초로 상기 주파수대역별 무선신호의 위상 및 크기 중 적어도 하나를 변조하는 2 이상의 주파수대역별송수신처리부; 및 상기 2 이상의 주파수대역별송수신처리부 각각으로부터 주파수대역별로 변조된 상기 주파수대역별 무선신호를 수신하여 상기 주파수대역별의 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하는 다중대역안테나소자를 포함하는 안테나소자부를 포함한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an antenna device for a base station, the antenna device including a frequency band for transmitting a radio signal for each of two or more frequency bands in a transmission beam steering and transmission beam pattern determined for each frequency band, A weight determining unit for determining a transmission weight value for each frame; A transmitting and receiving unit according to at least two frequency bands for modulating at least one of a phase and a size of the radio signal for each frequency band based on the transmission weight for each frequency band determined by the weight determining unit; And an antenna element including a multi-band antenna element for receiving the radio signals of the respective frequency bands modulated by frequency bands from each of the at least two frequency bands, and transmitting the radio signals by the transmission beam steering and transmission beam patterns for the respective frequency bands.

바람직하게는, 상기 주파수대역별로 결정되는 송신빔패턴 중 특정 주파수대역의 송신빔패턴은, 상기 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트(Null-out point)를 형성하여, 상기 간섭원방향으로 상기 특정 주파수대역의 무선신호가 송신되는 것이 억압될 수 있도록 한다.Preferably, the transmission beam pattern of the specific frequency band among the transmission beam patterns determined for each frequency band forms a null-out point in the direction of the interference source identified with respect to the specific frequency band, So that transmission of the radio signal of the specific frequency band in the direction of the interference source can be suppressed.

바람직하게는, 상기 가중치결정부는, 상기 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 상기 주파수대역별 기저대역신호가 주파수대역별로 결정되는 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되도록 처리하기 위하여 주파수대역별로 수신가중치를 결정하며, 상기 2 이상의 주파수대역별송수신처리부는, 상기 다중대역안테나소자를 통해 수신되는 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별 기저대역신호로 변환하며, 상기 2 이상의 주파수대역별송수신처리부 각각에서 변환된 상기 주파수대역별 기저대역신호를 상기 주파수대역별 수신가중치를 기초로 상기 주파수대역별의 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되는 것으로 처리하는 기저대역신호처리부를 더 포함할 수 있다. Preferably, the weight determining unit determines a reception weight for each frequency band in order to process the baseband signal for each of the at least two frequency bands to be received in a reception beam steering and reception beam pattern determined for each frequency band Wherein the at least two transmitting antennas in each of the at least two frequency band bands convert the radio signals of the respective frequency bands received through the multi-band antenna elements into baseband signals for each of the at least two frequency bands, And a reception beam steering and reception beam pattern for each of the frequency bands based on the reception weight for each frequency band.

바람직하게는, 상기 주파수대역별로 결정되는 수신빔패턴 중 특정 주파수대역의 수신빔패턴은, 상기 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트(Null-out point)를 형성하여, 상기 간섭원방향으로부터 상기 특정 주파수대역의 무선신호가 수신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 빔패턴일 수 있다.Preferably, the reception beam pattern of the specific frequency band among the reception beam patterns determined for the frequency bands forms a null-out point in the direction of the interference source identified with respect to the specific frequency band, And may be a beam pattern for suppressing reception of the radio signal of the specific frequency band from the interference source direction.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 기지국용 안테나장치의 동작 방법은, 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별로 결정되는 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하기 위하여 주파수대역별로 송신가중치를 결정하는 가중치결정단계; 상기 결정된 주파수대역별 송신가중치를 기초로 상기 주파수대역별 무선신호의 위상 및 크기 중 적어도 하나를 변조하는 주파수대역별변조단계; 및 변조된 상기 주파수대역별 무선신호를 다중대역안테나소자로 송신하여, 상기 다중대역안테나소자가 변조된 상기 주파수대역별 무선신호를 상기 주파수대역별의 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하도록 하는 주파수대역별무선신호송신단계를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of operating an antenna device for a base station, the method comprising: transmitting a radio signal for each of two or more frequency bands by a transmission beam steering pattern and a transmission beam pattern, A weight determining step of determining transmission weights for each frequency band; Modulating at least one of a phase and a size of the radio signal for each frequency band based on the determined transmission weight for each frequency band; And transmitting the modulated radio signal for each of the frequency bands to the multi-band antenna element to transmit the modulated radio signal for each of the frequency bands to the transmission beam steering and transmission beam patterns for the respective frequency bands, And a transmitting step.

바람직하게는, 상기 주파수대역별로 결정되는 송신빔패턴 중 특정 주파수대역의 송신빔패턴은, 상기 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트를 형성하여, 상기 간섭원방향으로 상기 특정 주파수대역의 무선신호가 송신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 빔패턴일 수 있다. Preferably, the transmission beam pattern of the specific frequency band among the transmission beam patterns determined for the frequency bands forms a null out point in the direction of the interference source identified with respect to the specific frequency band, And may be a beam pattern for suppressing transmission of a radio signal in a frequency band.

바람직하게는, 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별로 결정되는 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되도록 처리하기 위하여 주파수대역별로 수신가중치를 결정하는 단계; 상기 다중대역안테나소자를 통해 수신되는 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별 기저대역신호로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 주파수대역별 기저대역신호를 상기 주파수대역별 수신가중치를 기초로 상기 주파수대역별의 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되는 것으로 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. Determining reception weights for each of the frequency bands so as to process the radio signals for each of the at least two frequency bands to be received by the reception beam steering and reception beam patterns determined for each frequency band; Converting a radio signal received by the multi-band antenna element into a baseband signal for each frequency band; And processing the converted baseband signals for each of the frequency bands according to the reception beam steering and reception beam patterns for each of the frequency bands based on the reception weight for each of the frequency bands.

바람직하게는, 상기 주파수대역별로 결정되는 수신빔패턴 중 특정 주파수대역의 수신빔패턴은, 상기 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트(Null-out point)를 형성하여, 상기 간섭원방향으로부터 상기 특정 주파수대역의 무선신호가 수신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 빔패턴일 수 있다.Preferably, the reception beam pattern of the specific frequency band among the reception beam patterns determined for the frequency bands forms a null-out point in the direction of the interference source identified with respect to the specific frequency band, And may be a beam pattern for suppressing reception of the radio signal of the specific frequency band from the interference source direction.

이에, 본 발명의 기지국용 안테나장치 및 기지국용 안테나장치의 동작 방법은, 각각의 다중대역안테나소자에 대하여 주파수대역 별로 독립적인 송수신처리가 가능한 다중대역송수신모듈을 구비함으로써, 주파수대역 별로 별도의 개구면을 구비할 필요 없이도 다중대역 다중빔 형성이 가능하며 특히 상향링크와 하향링크에서 각각 독립적으로 다중대역 다중빔을 운용할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.Therefore, the operation method of the antenna device for the base station and the antenna device for the base station according to the present invention includes a multi-band transmission / reception module capable of performing transmission / reception processing independently for each frequency band with respect to each multi-band antenna element, It is possible to form a multi-band multi-beam without requiring a spherical surface. In particular, the multi-band multi-beam can be operated independently in the uplink and the downlink.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국용 안테나장치에서 하향링크/상향링크의 다중대역 안테나 빔(beam)을 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국용 안테나장치를 나타내는 제어 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국용 안테나장치의 동작 방법에서 하향링크 시 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국용 안테나장치의 동작 방법에서 상향링크 시 동작 흐름도이다.1 and 2 are views illustrating an example of a downlink / uplink multi-band antenna beam in an antenna apparatus for a base station according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a control block diagram illustrating an antenna device for a base station according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a downlink operation in an operation method of an antenna device for a base station according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an uplink operation in an operation method of an antenna device for a base station according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국용 안테나장치에서 하향링크의 다중대역 안테나 빔(beam)을 보여주는 예시도이다.FIG. 1 is an exemplary view illustrating a downlink multi-band antenna beam in a base station antenna apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 안테나장치(100)는, 주파수대역별 무선신호를 송/수신할 수 있는 다중대역안테나소자(111)를 복수개 구비한 안테나소자부(110)를 포함하여, 다중대역의 다중빔 즉 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 1 이상의 안테나 빔으로 하향링크의 주파수대역별 무선신호를 송신할 수 있다. 1, an antenna device 100 according to the present invention includes an antenna element unit 110 having a plurality of multi-band antenna elements 111 capable of transmitting and receiving a radio signal for each frequency band, It is possible to transmit a radio signal for each frequency band of the downlink to multiple beams of multiple bands, i.e., one or more antenna beams for each of two or more frequency bands.

즉, 본 발명에 따른 안테나장치(100)는, 다중대역의 안테나 빔을 형성할 수 있으며, 각 주파수대역에 대하여 단일 빔을 형성하거나 또는 다중빔을 형성하는 것이 가능하다.That is, the antenna device 100 according to the present invention can form a multi-band antenna beam, and it is possible to form a single beam or multiple beams for each frequency band.

예컨대, 다중대역 즉 2 이상의 주파수대역으로서 2 개의 주파수대역을 언급하고, 2 개의 주파수대역 중 제1주파수대역은 단일 빔을 형성하고 제2주파수대역은 다중 빔을 형성하는 것을 예로서 설명하도록 한다.For example, it is assumed that the multi-band, i.e., two frequency bands are referred to as two or more frequency bands, the first one of the two frequency bands forms a single beam, and the second frequency band forms multiple beams.

이 경우 본 발명에 따른 안테나장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 2 개의 주파수대역 각각에 대하여, 제1주파수대역의 안테나 빔(1)으로 제1주파수대역의 무선신호를 송신할 수 있고 제2주파수대역의 안테나 빔(2,5)으로 제2주파수대역의 무선신호를 송신할 수 있다. In this case, the antenna apparatus 100 according to the present invention can transmit a radio signal of the first frequency band to the antenna beam 1 of the first frequency band for each of the two frequency bands as shown in Fig. 1 And transmit the radio signal of the second frequency band to the antenna beams 2 and 5 of the second frequency band.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 안테나장치(100)는, 다중대역의 다중빔 즉 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 1 이상의 안테나 빔으로 상향링크의 주파수대역별 무선신호를 수신할 수 있다. 2, the antenna apparatus 100 according to the present invention can receive radio signals of multiple bands, that is, one or more antenna beams for two or more frequency bands, .

예컨대, 본 발명에 따른 안테나장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이 2 개의 주파수대역 각각에 대하여, 제1주파수대역의 안테나 빔(3)으로 제1주파수대역의 무선신호를 수신할 수 있고 제2주파수대역의 안테나 빔(4,6)으로 제2주파수대역의 무선신호를 수신할 수 있다.For example, the antenna apparatus 100 according to the present invention can receive a radio signal of the first frequency band with the antenna beam 3 of the first frequency band for each of the two frequency bands as shown in Fig. 2 And can receive the radio signal of the second frequency band by the antenna beams 4 and 6 of the second frequency band.

여기서, 상향링크 시 형성되는 제1주파수대역의 안테나 빔(1) 및 하향링크 시 형성되는 제1주파수대역의 안테나 빔(3)은 서로 동일할 수도 있고 상이할 수 도 있으며, 상향링크 시 형성되는 제2주파수대역의 안테나 빔(2,5) 및 상향링크 시 형성되는 제2주파수대역의 안테나 빔(4,6) 역시 서로 동일할 수도 있고 상이할 수 도 있다.Here, the antenna beam 1 in the first frequency band and the antenna beam 3 in the first frequency band, which are formed in the uplink, may be the same or different from each other, The antenna beams 2 and 5 in the second frequency band and the antenna beams 4 and 6 in the second frequency band formed in the uplink may be equal to or different from each other.

이러한 안테나장치(100)는, 이동통신 서비스를 제공하기 위해 구축되는 기지국 용 안테나장치인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 LTE-Advanced 기지국용 안테나장치일 수 있다. The antenna device 100 may be an antenna device for a base station configured to provide a mobile communication service, and more preferably, an antenna device for an LTE-Advanced base station.

이하에서는, 도 3을 참조하여 이러한 본 발명에 따른 기지국용 안테나장치의 구성을 보다 구체적으로 설명하도록 하겠다. Hereinafter, the configuration of the base station antenna device according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 기지국용 안테나장치(100)는, 주파수대역별 무선신호를 송/수신할 수 있는 다중대역안테나소자1...N를 구비한 안테나소자부(110)를 포함한다.3, the antenna device 100 for a base station according to the present invention includes an antenna element unit 110 having multi-band antenna elements 1 to N capable of transmitting / receiving radio signals for respective frequency bands, .

그리고, 본 발명에 따른 안테나장치(100)는, 안테나소자부(110)에 구비된 다중대역안테나소자 각각에 대응되도록 다중대역송수신모듈(150...180)를 포함하고, 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 송신가중치 및 주파수대역별 수신가중치를 결정하는 가중치결정부(163)를 포함한다.The antenna device 100 according to the present invention includes the multi-band transmission / reception modules 150 ... 180 corresponding to the multi-band antenna elements provided in the antenna element unit 110, And a weight determining unit 163 for determining a transmission weight for each frequency band and a reception weight for each frequency band.

더불어, 본 발명에 따른 안테나장치(100)는, 기저대역신호처리부(165) 및 안테나소자부(110)에 구비된 각각의 다중대역안테나소자 별로 콤바이너1...N를 더 포함할 수 있고, 바람직하게는 전술의 가중치결정부(163) 및 기저대역신호처리부(165)를 하나의 기능부 예컨대 도 3에 도시되 바와 같은 다중대역 다중빔 형성제어부(160)에 포함되도록 구비할 수 있다. In addition, the antenna apparatus 100 according to the present invention may further include combiner 1 ... N for each of the multi-band antenna elements provided in the baseband signal processing unit 165 and the antenna element unit 110 Preferably, the weight determination unit 163 and the baseband signal processing unit 165 may be included in one functional unit, for example, the multi-band multi-beamforming controller 160 as shown in FIG. 3 .

이하에서는, 안테나장치(100)의 각 기능부를 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, each functional unit of the antenna apparatus 100 will be described in more detail.

안테나소자부(110)에는, 주파수대역별 무선신호를 송/수신할 수 있는 다중대역안테나소자가 복수개 구비/배열된다. In the antenna element unit 110, a plurality of multi-band antenna elements capable of transmitting / receiving a radio signal for each frequency band are arranged / arranged.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 안테나소자부(110)에 구비/배열되는 복수개의 다중대역안테나소자 중 다중대역안테나소자1(111)을 언급하여 설명하도록 하겠다. Hereinafter, for convenience of description, the description will be made with reference to the multi-band antenna element 111 of the plurality of multi-band antenna elements provided / arranged in the antenna element section 110.

다중대역안테나소자1(111)는, 주파수 집성기술의 구현을 위해 2 이상의 주파수대역에서 운용 가능한 안테나소자이다.The multi-band antenna element 111 is an antenna element operable in two or more frequency bands for implementing a frequency aggregation technique.

이러한, 다중대역안테나소자1(111)는, 후술에서 구체적으로 설명할 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로부터 수신되는 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별의 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 대기 중에 송신한다.The multi-band antenna element 111 transmits the radio signals for each of the frequency bands received from each of the two or more transmission / reception processors 130 to 140 included in the multi-band transmission / reception module 150, which will be described in detail later, The transmission beam steering and transmission beam pattern for each frequency band are transmitted in the air.

즉, 다중대역안테나소자1(111)는, 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로부터 수신되는 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별의 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 대기 중에 송신함으로써, 다중대역의 다중빔 즉 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 1 이상의 안테나 빔을 방사하게 된다.That is, the multi-band antenna element 111 transmits the radio signals for each frequency band received from each of the two or more transmission / reception processors 130 to 140 included in the multi-band transmission / reception module 150 to the transmission beam steering And a transmission beam pattern, thereby emitting multiple beams of multiple bands, that is, one or more antenna beams for each of two or more frequency bands.

보다 구체적으로는, 다중대역안테나소자1(111)와 다중대역송수신모듈(150) 사이에는 콤바이너1(120)이 구비된다.More specifically, a combiner 1 120 is provided between the multi-band antenna element 111 and the multi-band transmission / reception module 150.

콤바이너1(120)는, 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로부터 수신되는 주파수대역별 무선신호를 하나의 무선신호로 합하여 다중대역안테나소자1(111)로 전송한다.The combiner 1 120 combines the radio signals for each of the frequency bands received from the two or more transmitting / receiving sections 130 to 140 included in the multi-band transmitting / receiving module 150 into one radio signal, To the element 1 (111).

이에, 다중대역안테나소자1(111)는, 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로부터 수신되는 주파수대역별 무선신호를 하나로 합한 무선신호를 콤바이너1(120)로부터 수신함으로써 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로부터의 주파수대역별 무선신호를 수신할 수 있고, 이처럼 수신한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별의 결정된 송신빔조향 및 결정된 송신빔패턴으로 대기 중에 송신할 수 있다.Accordingly, the multi-band antenna element 111 transmits a radio signal obtained by combining the radio signals of the respective frequency bands received from the transmission / reception processors 130 to 140 of the two or more frequency bands included in the multi-band transmission / Receiving unit 120 to receive radio signals for respective frequency bands from the transmitting and receiving units 130 to 140 according to two or more frequency bands by receiving the radio signals for each of the frequency bands, And transmit it in the air with the determined transmission beam pattern.

그리고, 다중대역안테나소자1(111)는, 주파수대역별의 결정된 수신빔조향 및 결정된 수신빔패턴으로 운용 중인 주파수대역별 무선신호를 대기 중에서 수신하여 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로 전송한다.The multi-band antenna element 1 (111) receives a radio signal for each of the frequency bands in operation using the determined reception beam steering pattern and the determined reception beam pattern for each frequency band in the atmospheric air and transmits the radio signal for each of the two or more frequency bands included in the multi- To the transmission / reception processing units 130 ... 140, respectively.

보다 구체적으로는, 콤바이너1(120)는, 다중대역안테나소자1(111)로부터 무선신호가 수신되면 수신한 무선신호에 포함된 주파수대역별 무선신호를 분리하여 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로 전송한다.More specifically, when the radio signal is received from the multi-band antenna element 111, the combiner 1 120 separates the radio signals for each frequency band included in the received radio signal and transmits the separated radio signal to the multi-band transmission / To each of the transmission / reception processors 130 ... 140 included in two or more frequency bands.

이에, 다중대역안테나소자1(111)는, 대기 중에서 수신한 무선신호를 콤바이너1(120)로 전송하여 콤바이너1(120)가 수신한 무선신호를 주파수대역 별로 분리하여 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로 전송하도록 함으로써, 주파수대역별의 결정된 수신빔조향 및 결정된 수신빔패턴으로 운용 중인 주파수대역별 무선신호를 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로 전송할 수 있다.Accordingly, the multi-band antenna element 111 transmits the radio signals received in the air to the combiner 1 120, separates the radio signals received by the combiner 1 120 for each frequency band, To the transmission / reception processing units 130 to 140 according to two or more frequency bands included in the module 150, it is possible to transmit the radio signals for each of the frequency bands in operation to the determined reception beam steering and the determined reception beam pattern by two or more frequency bands To the transmission / reception processing units 130 ... 140, respectively.

즉, 다중대역안테나소자1(111)는, 다중대역송수신모듈(150)로부터 수신되는 주파수대역별 무선신호를 대기 중에 송신하는 기능과, 대기 중 운용되는 주파수대역별 무선신호를 수신하여 다중대역송수신모듈(150)로 전송하는 기능을 수행한다.That is, the multi-band antenna element 111 transmits a radio signal for each frequency band received from the multi-band transmission / reception module 150 in the air and a function for receiving a radio signal for each frequency band operating in the air, 150).

이러한, 다중대역안테나소자1...N는, 마이크로스트립 패치(microstrip patch), 와이어(wire), 슬롯(slot) 등 다양한 형태로 구현 가능하며, 편파 다양성(polarization diversity)을 통한 MIMO 운용을 위해 일반적으로 ±45도 편파를 동시에 운용할 수 있는 이중편파 안테나 형태를 갖는다. 그리고, 안테나소자부(110)에 구비/배열되는 다중대역안테나소자1...N의 수와 배열 간격은 전체 안테나소자부(110)의 대역 별 이득과 빔 폭을 결정하고. 다중대역안테나소자1...N 별로 인가되는 무선신호의 크기와 위상은 안테나 빔의 형태를 결정하므로 결과적으로 전체 안테나소자부(110)의 대역 별 이득과 빔 폭 결정에도 영향을 미치게 된다.The multi-band antenna elements 1 ... N may be implemented in various forms such as a microstrip patch, a wire, and a slot, and may be used for MIMO operation through polarization diversity. Generally, it has a dual polarized antenna type that can operate +/- 45 degrees polarization at the same time. The number and arrangement interval of the multi-band antenna elements 1 to N arranged / arranged in the antenna element section 110 determine the gain and the beam width of each antenna element section 110 for each band. The size and phase of the radio signal applied to each of the multi-band antenna elements 1 ... N determine the shape of the antenna beam, and consequently the gain and the beam width of the entire antenna element unit 110 are affected.

다중대역송수신모듈(150)는, 전술한 바와 같이 안테나소자부(110)에 구비/배열된 다중대역안테나소자1...N 중 다중대역안테나소자1(111)에 대하여, 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140)이 결합된 기능부이다.The multi-band transmitting / receiving module 150 is configured to transmit and receive multi-band antenna elements 1 to 111 of the multi-band antenna elements 1 to N arranged / arranged in the antenna element unit 110 as described above, Processing units 130 ... 140 are combined.

이러한, 다중대역송수신모듈(150)는, 송신빔조향 및 송신빔패턴의 다중대역 다중빔을 형성하기 위해 다중대역 다중빔 형성제어부(160)로부터 결정/수신된 제어신호(후출할 주파수대역별 송신가중치)를 기초로 주파수대역 별로 송신하고자 하는 무선신호의 위상 및 크기 중 적어도 하나를 변조한 후, 변조된 주파수대역별 무선신호를 다중대역안테나소자1(111)에 전송하는 기능을 수행한다.The multi-band transmission / reception module 150 receives the control signals (the transmission weights to be outputted from the multi-band multi-beamforming controller 160), which are determined / And modulates at least one of a phase and a size of a radio signal to be transmitted on a frequency band basis, and then transmits the modulated radio signal for each frequency band to the multi-band antenna element 111. [

여기서, 본 발명에 따른 안테나장치(100)가 2 개의 주파수대역 안테나 빔을 다중대역 다중빔으로서 방사하는 안테나장치라면, 각 다중대역송수신모듈에 포함되는 2 이상의 주파수대역별송수신처리부의 개수는 2 개이면 충분할 것이다.Here, if the antenna apparatus 100 according to the present invention is an antenna apparatus for radiating two frequency band antenna beams as multi-band multi-beam, the number of transmission / reception processing units for two or more frequency bands included in each multi- It will suffice.

이하에서는 설명의 편의를 위해 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 중 하나의 주파수대역의 송수신처리부(130)를 언급하여 설명하도록 하겠다.Hereinafter, for the sake of convenience of description, a description will be made of the transmission / reception processor 130 of one frequency band among the transmission / reception processors 130 to 140 according to two or more frequency bands included in the multi-band transmission / reception module 150.

송수신처리부(130)는, 2 이상의 주파수대역 중 특정 주파수대역(예 : 제1주파수대역 또는 제2주파수대역)에 대하여, 특정 주파수대역의 기저대역신호가 인가되면 이를 무선신호로 변환하고, 다중대역 다중빔 형성제어부(160)로부터 수신된 제어신호(후출할 주파수대역별 송신가중치)를 기초로 무선신호의 위상 및 크기 중 적어도 하나를 변조한 후, 변조된 무선신호를 다중대역안테나소자1(111)에 전송한다.When a baseband signal of a specific frequency band is applied to a specific frequency band (e.g., a first frequency band or a second frequency band) of two or more frequency bands, the transmission / reception processing unit 130 converts the baseband signal into a radio signal, Modulates at least one of the phase and the size of the radio signal based on the control signal (transmission weight value for each frequency band to be output) received from the multi-beamforming controller 160, and transmits the modulated radio signal to the multi- Lt; / RTI >

보다 구체적으로는, 송수신처리부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이 전력증폭기(134) 및 변위기(136) 및 주파수변환기(135)을 포함하고, 더 나아가 저잡음증폭기(138) 및 듀플렉서(132) 및 주파수변환기(137)를 포함할 수 있다.More specifically, the transmission / reception processing unit 130 includes a power amplifier 134 and a stator 136 and a frequency converter 135 as shown in Fig. 3, and further includes a low noise amplifier 138 and a duplexer 132 and a frequency converter 137. [

주파수변환기(135)는, 인가되는 특정 주파수대역의 기저대역신호를 무선신호로 변환하여 변위기(136)로 전송한다.The frequency converter 135 converts the baseband signal of a specific frequency band applied thereto into a radio signal and transmits it to the displayer 136.

변위기(136) 및 전력증폭기(134)는, 후술할 다중대역 다중빔 형성제어부(160) 특히 다중대역 다중빔 형성제어부(160)에 포함되는 가중치결정부(163)에서 결정되는 특정 주파수대역의 송신가중치를 수신한다.The shifter 136 and the power amplifier 134 are connected to the power amplifier 134 in a predetermined frequency band determined by the weight determining unit 163 included in the multi-band multi-beamforming controller 160, And receives a transmission weight value.

이에, 변위기(136)는, 송신하고자 하는 특정 주파수대역의 무선신호 즉 주파수변환기(135)로부터 송신하고자 하는 특정 주파수대역의 무선신호가 인가되면, 기 수신한 송신가중치를 기초로 특정 주파수대역의 무선신호에 대하여 위상을 변조한다. When a radio signal of a specific frequency band to be transmitted, that is, a radio signal of a specific frequency band to be transmitted from the frequency converter 135 is applied, the shifter 136 converts the radio signal of the specific frequency band And modulates the phase with respect to the radio signal.

또한, 전력증폭기(134)는, 변위기(136)에서 위상 변조된 특정 주파수대역의 무선신호가 인가되면, 기 수신한 송신가중치를 기초로 위상 변조된 특정 주파수대역의 무선신호에 대하여 신호 크기를 변조한다.When the radio signal of the specific frequency band phase-modulated by the shifter 136 is applied, the power amplifier 134 multiplies the signal amplitude of the radio signal of the specific frequency band phase-modulated based on the received transmission weight value Modulate.

그리고, 변위기(136) 및 전력증폭기(134)에서 위상 및 크기가 변조된 특정 주파수대역의 무선신호는 듀플렉서(132)를 거쳐 콤바이너1(120)로 전송될 것이다.A radio signal of a specific frequency band whose phases and sizes are modulated in the phase shifter 136 and the power amplifier 134 will be transmitted to the combiner 1 120 through the duplexer 132.

이에, 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각은, 다중대역 다중빔 형성제어부(160)에서 결정된 주파수대역별 송신가중치를 기초로, 2 이상의 주파수대역 중 자신에 해당되는 각 주파수대역의 무선신호에 대하여 전술과 같이 위상 및 크기를 변조하여 콤바이너1(120)로 전송할 수 있고, 이에 전술과 같이 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로부터 수신되는 주파수대역별 무선신호를 콤바이너1(120)가 하나의 무선신호로 합하여 다중대역안테나소자1(111)로 전송할 것이다.Each of the transmitting and receiving units 130 to 140 according to two or more of the frequency bands included in the multi-band transmitting and receiving module 150 may receive the transmitting signal having the frequency of 2 or more based on the transmission weight per frequency band determined by the multi- The phase and magnitude of the radio signal of each frequency band corresponding to itself can be modulated in phase and size as described above and transmitted to the combiner 1 120. As a result, The combiner 1 120 may combine the radio signals received from each of the transmission / reception processors 130 ... 140 by the above-described frequency bands into one radio signal and transmit them to the first multi-band antenna element 111.

한편, 다중대역송수신모듈(150)에 포함된 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140)는, 다중대역안테나소자1(111)를 통해 수신되는 주파수대역별 무선신호를 저잡음증폭 변조한 후 기저대역신호를 변환한다.The two or more transmission / reception processors 130 to 140 included in the multi-band transmission / reception module 150 low-noise amplify and modulate a radio signal for each frequency band received through the multi-band antenna element 111, Band signals.

이 역시, 송수신처리부(130)를 언급하여 구체적으로 설명하면, 송수신처리부(130)에 포함된 저잡음증폭기(138)는, 수신되는 무선신호를 저잡음증폭 변조한다.More specifically, the low-noise amplifier 138 included in the transmission / reception processing unit 130 low-noise amplifies and modulates the received radio signal.

즉, 저잡음증폭기(138)는, 전술과 같이 다중대역안테나소자1(111)를 통해 수신되는 무선신호와 관련하여 콤바이너1(120)에서 분리되는 주파수대역별 무선신호 중 특정 주파수대역의 무선신호가 수신/인가되면, 수신/인가되는 특정 주파수대역의 무선신호를 저잡음증폭 변조한다.That is, the low-noise amplifier 138 amplifies the radio signal of a specific frequency band among the radio signals of the frequency bands separated by the combiner 1 120 with respect to the radio signal received through the multi-band antenna element 111 as described above, The radio signal of the specific frequency band to be received / applied is subjected to low noise amplification modulation.

주파수변환기(137)는, 저잡음증폭기(138)에서 저잡음증폭 변조된 특정 주파수대역의 무선신호를 기저대역신호로 변환하여 다중대역 다중빔 형성제어부(160)으로 전송할 수 있다. The frequency converter 137 converts a radio signal of a specific frequency band, which is low noise amplified and modulated by the low noise amplifier 138, into a baseband signal and transmits the baseband signal to the multi-band multi-beamforming controller 160.

전술에서는 설명의 편의를 위해 복수개의 다중대역안테나소자1...N 중 다중대역안테나소자1(111)를 언급하고 이에 따라 다중대역안테나소자1...N 각각에 대응되도록 구비된 다중대역송수신모듈(150...180) 중 다중대역송수신모듈(150)을 언급하여 설명하고 있으나, 다중대역송수신모듈(150...180) 중 다른 다중대역송수신모듈 역시 전술의 다중대역송수신모듈(150)와 동일한 내부 기능부를 구비하여 다중대역송수신모듈(150)이 수행하는 기능을 동일하게 수행할 수 있다.In the foregoing description, for the sake of convenience of description, the multi-band transmission / reception (referred to as multi-band antenna element 1 111 of the plurality of multi-band antenna elements 1 ... N) Receiving module 150 of the modules 150 ... 180 is described in the above description, the other multi-band transmitting / receiving module of the multi-band transmitting / receiving modules 150 ... 180 is also included in the multi-band transmitting / And the same functions as those performed by the multi-band transmission / reception module 150 can be performed in the same manner.

다중대역 다중빔 형성제어부(160)는, 전술한 바와 같이 가중치결정부(163) 및 기저대역신호처리부(165)를 포함할 수 있다.The multi-band multi-beamforming control unit 160 may include a weight determining unit 163 and a baseband signal processing unit 165 as described above.

가중치결정부(163)는, 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별로 결정되는 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하기 위하여 다중대역안테나소자1...N 별로 주파수대역별 송신가중치를 결정한다.The weight determiner 163 determines a weight value of each of the multi-band antenna elements 1 ... N in accordance with the transmission band weight for each of the frequency bands in order to transmit the radio signal for each of the two or more frequency bands in a transmission beam steering and transmission beam pattern determined for each frequency band. .

즉, 가중치결정부(163)는, 2 이상의 주파수대역 별로 결정된 송신빔조향 및 결정된 송신빔패턴의 다중대역 다중빔을 형성하기 위해, 다중대역안테나소자1...N 별로 다중대역안테나소자1...N 각각에 해당하는 다중대역송수신모듈(150...180) 내 2 이상의 주파수대역별송수신처리부 각각에 대하여 송신가중치를 결정한다.That is, the weight determining unit 163 determines the weight of the multi-band antenna element 1 ... N by the multi-band antenna elements 1 ... N to form the multi-band multi-beam of the transmission beam steering and the determined transmission beam pattern determined for two or more frequency bands. The transmission weight is determined for each of the transmission / reception processing units of two or more frequency bands in the multi-band transmission / reception modules 150 ... 180 corresponding to the respective transmission / reception processing units.

이하에서는 설명의 편의를 위해 전술과 같이 다중대역안테나소자1(111)에 대응되도록 구비된 다중대역송수신모듈(150)을 언급하여 설명하도록 하겠다.Hereinafter, for convenience of description, the multi-band transmission / reception module 150 corresponding to the multi-band antenna element 111 will be described.

즉, 가중치결정부(163)는, 결정된 송신빔조향 및 결정된 송신빔패턴의 다중대역 다중빔을 형성하기 위해, 다중대역안테나소자1(111)에 대하여 각 주파수대역별 송신가중치를 계산/결정하고, 계산/결정한 주파수대역별 송신가중치를 다중대역송수신모듈(150) 내에서 해당하는 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로 제공한다.That is, the weight determining unit 163 calculates / determines the transmission weights for each of the frequency bands for the multi-band antenna element 111 in order to form the multi-band multiple beams of the determined transmission beam steering and the determined transmission beam patterns, The transmission weights calculated / determined for each frequency band are provided to each of two or more corresponding transmission / reception processors 130 ... 140 in the multi-band transmission / reception module 150.

예를 들어, 안테나장치(100) 내부 또는 안테나장치(100)의 외부에, 주파수대역별 송신빔조향 및 송신빔패턴과, 주파수대역별 수신빔조향 및 수신빔패턴을 결정하는 빔조향 및 빔패턴결정부(190)가 구비될 수 있다. For example, a beam steering and beam pattern determiner for determining a transmission beam steering and transmission beam pattern for each frequency band and a receiving beam steering and receiving beam pattern for each frequency band is provided inside the antenna device 100 or outside the antenna device 100, (Not shown).

이러한 빔조향 및 빔패턴결정부(190)는, 다수의 기지국과 연동하여 인접하는 기지국간 간섭을 최소화할 수 있도록 또는 인접하는 기지국간 무선자원 운용 효율을 최대화할 수 있도록 하는 기지국제어장치(미도시)에 포함되거나 또는 이러한 기지국제어장치(미도시)와 연동함으로써, 하향링크와 관련된 주파수대역별 송신빔조향 및 송신빔패턴을 결정하고, 상향링크와 관련된 주파수대역별 수신빔조향 및 수신빔패턴을 결정하는 것이 바람직하다.The beam steering and beam pattern determination unit 190 may include a beam steering and beam pattern determination unit 190 for minimizing interference between neighboring base stations in cooperation with a plurality of base stations or maximizing efficiency of radio resource management between neighboring base stations ) Or interworking with such a base station control device (not shown) to determine a transmission beam steering and transmission beam pattern for each frequency band associated with the downlink, and to determine a reception beam steering and reception beam pattern for each frequency band associated with the uplink .

예컨대, 빔조향 및 빔패턴결정부(190)는, 안테나소자부(110)에 복수개의 다중대역안테나소자가 구비/배열된 배열형태 및 배열간격 및 배열크기 등의 배열구조, 그리고 안테나장치(100)가 포함되는 기지국의 다중대역 다중빔 운영방식 및 운영 파라미터 등, 그리고 인접한 다른 셀로부터의 간섭 또는 다른 셀에 미치는 간섭 및 무선자원 할당 등 무선환경적 요소 중 적어도 하나를 이용하여 주파수대역별 송신빔조향 및 송신빔패턴을 결정하는 알고리즘을 기초로 하향링크와 관련하여 주파수대역별로 송신빔조향 및 송신빔패턴을 결정할 수 있다.For example, the beam steering and beam pattern determiner 190 may be configured to have an array configuration in which a plurality of multi-band antenna elements are provided / arranged in the antenna element section 110, an array structure such as an array interval and an array size, ) And a radio environment factor such as interference from neighboring cells or interference and radio resource allocation to other cells, and transmission beam steering for each frequency band, And an algorithm for determining a transmission beam pattern, the transmission beam steering and transmission beam pattern may be determined for each frequency band in association with the downlink.

더불어, 빔조향 및 빔패턴결정부(190)는, 하향링크와는 독립되게, 안테나소자부(110)에 복수개의 다중대역안테나소자가 구비/배열된 배열형태 및 배열간격 및 배열크기 등의 배열구조, 그리고 안테나장치(100)가 포함되는 기지국의 다중대역 다중빔 운영방식 및 운영 파라미터 등, 그리고 인접한 다른 셀로부터의 간섭 또는 다른 셀에 미치는 간섭 및 무선자원 할당 등 무선환경적 요소 중 적어도 하나를 이용하여 주파수대역별 수신빔조향 및 수신빔패턴을 결정하는 알고리즘을 기초로 상향링크와 관련하여 주파수대역별로 수신빔조향 및 수신빔패턴을 결정할 수 있다.In addition, the beam steering and beam pattern determiner 190 may be configured to have an array configuration in which a plurality of multi-band antenna elements are arranged / arranged in the antenna element unit 110, an array arrangement interval and an array size Structure and the wireless environment factors such as the multi-band multi-beam operating mode and operating parameters of the base station including the antenna apparatus 100, and interference and radio resource allocation to other cells or interference from other adjacent cells The receiving beam steering and receiving beam patterns can be determined for each frequency band with respect to the uplink based on an algorithm for determining the receiving beam steering and the receiving beam pattern for each frequency band.

여기서, 주파수대역별로 결정되는 송신빔패턴 중 특정 주파수대역의 송신빔패턴은, 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트(Null-out point)를 형성하여, 전술의 간섭원방향으로 특정 주파수대역의 무선신호가 송신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 빔패턴인 것이 바람직하다.Here, a transmission beam pattern of a specific frequency band among the transmission beam patterns determined for each frequency band forms a null-out point in an interference source direction identified with respect to a specific frequency band, It is preferable that the beam pattern be suppressed from transmitting a radio signal of a specific frequency band.

여기서, 특정 주파수대역은, 2 이상의 주파수대역 각각을 의미할 수 있다.Here, the specific frequency band may mean two or more frequency bands, respectively.

즉, 주파수대역별로 결정되는 송신빔패턴은, 해당하는 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트를 형성하여, 간섭원방향으로 해당 주파수대역의 무선신호가 송신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 간섭 널링 기법에 의해 결정되는 빔패턴일 수 있다. 이러한 송신빔에서의 널아웃포인트는 다른 인접 기지국으로부터 하향링크를 수신하는 단말에 본 발명의 안테나장치(100)에서 송신하는 기지국 무선신호가 간섭을 일으키는 것을 방지하기 위함이다.That is, a transmission beam pattern determined for each frequency band is formed so that a null out point is formed in the direction of the interference source identified with respect to the corresponding frequency band so that transmission of the radio signal in the corresponding frequency band in the interference source direction can be suppressed Lt; / RTI > may be a beam pattern determined by an interference nulling technique. The null out point in the transmission beam is used to prevent a base station radio signal transmitted from the antenna apparatus 100 of the present invention from interfering with a terminal receiving a downlink from another adjacent base station.

그리고, 주파수대역별로 결정되는 수신빔패턴 중 특정 주파수대역의 수신빔패턴은, 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트를 형성하여, 전술의 간섭원방향으로부터 특정 주파수대역의 무선신호가 수신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 빔패턴인 것이 바람직하다.A reception beam pattern of a specific frequency band among the reception beam patterns determined for each frequency band forms a null out point in the direction of an interference source identified with respect to a specific frequency band, It is preferable that the beam pattern is a beam pattern that can suppress the reception of the signal.

즉, 주파수대역별로 결정되는 수신빔패턴은, 해당하는 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트를 형성하여, 간섭원방향으로부터 해당 주파수대역의 무선신호가 수신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 간섭 널링 기법에 의해 결정되는 빔패턴일 수 있다. 이러한 수신빔에서의 널아웃포인트는 다른 인접 기지국으로 상향링크를 송신하는 단말의 신호가 본 발명의 안테나장치(100)의 기지국에 간섭을 일으키는 것을 방지하기 위함이다.That is, the reception beam pattern determined for each frequency band is formed so that a null out point is formed in the direction of the interference source identified with respect to the corresponding frequency band so that reception of the radio signal of the corresponding frequency band from the interference source direction can be suppressed Lt; / RTI > may be a beam pattern determined by an interference nulling technique. The null out point in the reception beam is for preventing a signal of a terminal transmitting uplink to another adjacent base station from interfering with the base station of the antenna apparatus 100 of the present invention.

여기서, 전술의 간섭 널링 기법은, 기존에 사용되고 있는 간섭 널링 기법 중 하나를 채택하는 것이 가능하다.Here, the interference nulling technique described above can adopt one of the interference nulling techniques that have been used in the past.

이에, 가중치결정부(163)는, 빔조향 및 빔패턴결정부(190)에서 결정한 송신빔조향 및 송신빔패턴을 갖는 다중대역 다중빔을 형성하기 위해 다중대역안테나소자1...N 별로 주파수대역별 송신가중치를 계산/결정하고, 더불어 빔조향 및 빔패턴결정부(190)에서 결정한 수신빔조향 및 수신빔패턴을 갖는 다중대역 다중빔을 형성하기 위해 다중대역안테나소자1...N 별로 주파수대역별 수신가중치를 계산/결정한다.The weight determining unit 163 determines the weight of the multi-band antenna elements 1 ... N by using the beam steering and beam pattern determiner 190, Band antenna elements 1 ... N to form a multi-band multi-beam having a reception beam steering and reception beam pattern determined by the beam steering and beam pattern determiner 190, And calculates / determines the reception weight for each station.

이하에서는, 다중대역안테나소자1(111)를 언급하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the multi-band antenna element 111 will be described as follows.

가중치결정부(163)는, 빔조향 및 빔패턴결정부(190)에서 결정한 송신빔조향 및 송신빔패턴을 갖는 다중대역 다중빔을 형성하기 위해, 다중대역안테나소자1(111)에 대하여 각 주파수대역별 송신가중치를 계산/결정하고, 계산/결정한 주파수대역별 송신가중치를 다중대역송수신모듈(150) 내에서 해당하는 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각으로 제공한다.The weight determining unit 163 determines the weight of the multi-band antenna element 1 (111) with respect to the multi-band antenna element 1 (111) so as to form the multi- And provides transmission weights for each of the frequency bands calculated / determined in the multi-band transmission / reception module 150 to each of the corresponding two or more frequency band transmission / reception processing units 130 ... 140.

2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 중 송수신처리부(130)를 언급하여 설명하면, 가중치결정부(163)는, 각 계산/결정한 주파수대역별 송신가중치 중 특정 주파수대역의 송신가중치를 다중대역송수신모듈(150) 내에서 해당하는 송수신처리부(130)로 제공하며, 특히 송수신처리부(130)의 변위기(136) 및 전력증폭기(134)로 제공할 수 있다.The weight determiner 163 multiplies the transmission weights of the specific frequency bands among the transmission weights calculated and determined for each of the two or more frequency bands by the transmission / reception processor 130, Reception processor 130 in the transmission and reception module 150 and in particular to the converter 136 and the power amplifier 134 of the transmission and reception processor 130. [

한편, 가중치결정부(163)는, 빔조향 및 빔패턴결정부(190)에서 결정한 수신빔조향 및 수신빔패턴을 갖는 다중대역 다중빔을 형성하기 위해, 다중대역안테나소자1(111)에 대하여 각 주파수대역별 수신가중치를 계산/결정하고, 계산/결정한 주파수대역별 수신가중치를 후술할 기저대역신호처리부(165)로 제공한다. On the other hand, the weight determining unit 163 determines the weights for the multi-band antenna element 111 (111) in order to form the multi-band multi-beam having the reception beam steering and the reception beam pattern determined by the beam steering and beam pattern determination unit 190 Calculates and determines a reception weight for each frequency band, and provides a reception weight for each calculated / determined frequency band to a baseband signal processor 165 to be described later.

기저대역신호처리부(165)는, 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 각각에서 변환된 주파수대역별 기저대역신호를 주파수대역별 수신가중치를 기초로 처리하여, 주파수대역별 기저대역신호와 대응하여 수신된 전술의 주파수대역별 무선신호가 주파수대역별 수신가중치에 따른 주파수대역별의 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되는 것으로 처리할 수 있다.The baseband signal processing unit 165 processes the baseband signals converted by the transmission and reception processors 130 to 140 in two or more frequency bands on the basis of the reception weights for respective frequency bands and outputs the baseband signals corresponding to the frequency band- The received radio signal for each of the frequency bands may be received as a reception beam steering and reception beam pattern for each frequency band according to the reception weight for each frequency band.

즉, 2 이상의 주파수대역별송수신처리부(130...140) 중 송수신처리부(130)를 언급하여 구체적으로 설명하면, 기저대역신호처리부(165)는, 다중대역안테나소자1(111)를 통해 수신되어 송수신처리부(130)에서 저잡음증폭 변조 및 기저대역신호를 변환된 특정 주파수대역의 기저대역신호를 수신하면, 기 수신한 수신가중치를 기초로 특정 주파수대역의 기저대역신호에 대하여 특정 주파수대역의 수신빔조향 및 수신빔패턴을 갖고 수신되는 것으로 처리할 수 있다. More specifically, the baseband signal processing unit 165 is received through the multi-band antenna element 1 (111), and the baseband signal processing unit 165 receives the multi-band antenna element 1 (111) When receiving a baseband signal of a specific frequency band in which the low-noise amplification modulation and the baseband signal have been converted in the transmission / reception processing unit 130, the baseband signal of the specific frequency band is converted into the reception beam of the specific frequency band It can be treated as being received with the steering and receive beam patterns.

이처럼, 기저대역신호처리부(165)는, 다중대역안테나소자1(111)를 비롯한 다중대역안테나소자1...N 각각을 통해 수신되는 주파수대역별 무선신호에서 변환된 주파수대역별 기저대역신호를, 다중대역안테나소자1...N 각각에 대하여 결정된 주파수대역별 수신가중치를 기초로 전술과 같이 처리함으로써, 다중대역안테나소자1...N 각각을 통해 수신되는 주파수대역별 무선신호가 전술의 결정된 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되는 것으로 처리할 수 있다. As described above, the baseband signal processing unit 165 converts the baseband signals according to the frequency bands received from the radio signals received through the respective multi-band antenna elements 1 through N, including the multi-band antenna elements 111, By processing the above-described reception weights based on the determined frequency band for each of the band antenna elements 1 ... N, the radio signals for each of the frequency bands received through each of the multi-band antenna elements 1 ... N are subjected to the determined reception beam steering And a received beam pattern.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 안테나장치(100)에 의하면, 안테나장치(100)가 포함되는 기지국에서 무선신호를 송신하는 하향링크의 경우, 다중대역 다중빔 형성제어부(160)에서 특정 송신빔조향 및 특정 송신빔패턴의 다중대역 다중빔을 형성하기 위하여 다중대역배열소자1...N 별로 주파수대역별 송신가중치를 계산하고, 주파수대역별 송신가중치를 각 다중대역송수신모듈(150...180) 내 2 이상의 주파수대역별송수신처리부 각각의 변위기 및 전력증폭기로 전송한다.As described above, according to the antenna apparatus 100 of the present invention, when the base station including the antenna apparatus 100 transmits a radio signal in the downlink, the multi-band multi- To form a multi-band multi-beam of beam steering and a specific transmission beam pattern, transmission weights for each of the multi-band arrangement elements 1 ... N are calculated for each frequency band, and transmission weights for each frequency band are transmitted to each of the multi- ) To the transmitter and receiver of each of the two or more frequency bands.

이에, 하향링크를 위한 주파수대역별 기저대역신호가 다중대역 다중빔 형성제어부(160)를 통해 또는 다른 경로를 통해 각 다중대역송수신모듈(150...180)로 인가되면, 각 다중대역송수신모듈(150...180)는 자신에 인가된 주파수대역별 기저대역신호를 무선신호로 변환한 후 자신에 기 수신된 송신가중치를 기초로 위상 및 신호 크기를 변조한다. If a baseband signal for each frequency band for the downlink is applied to each of the multi-band transmitting / receiving modules 150 ... 180 through the multi-band multi-beam forming controller 160 or another path, 150 ... 180) converts a baseband signal for each frequency band applied to the baseband signal to a radio signal and then modulates the phase and the signal size based on the transmission weight received previously.

각 다중대역송수신모듈(150...180)에서 이처럼 변조된 주파수대역별 무선신호는 듀플렉서를 거쳐 각 콤바이너1...N으로 전송되고, 변조된 주파수대역별 무선신호는 각 콤바이너1...N에서 하나의 무선신호로 합쳐진 후 각 다중대역안테나소자1...N를 통해 대기 중에 방사된다. 방사될 때 각 주파수대역의 송신빔조향 및 송신빔패턴은, 주파수대역 별로 변조된 무선신호의 위상 및 크기 및 다중대역안테나소자1...N의 배열구조에 의해 결정된다.In the multi-band transmission / reception modules 150 ... 180, the modulated frequency bands are transmitted to the respective combiners 1 ... N through the duplexer, and the modulated frequency bands are transmitted to the respective combiner 1. ... N into a single radio signal and then emitted into the atmosphere through each of the multi-band antenna elements 1 ... N. The transmit beam steering and transmit beam patterns of each frequency band when radiated are determined by the phase and size of the radio signal modulated for each frequency band and the array structure of the multi-band antenna elements 1 ... N.

한편, 본 발명에 따른 안테나장치(100)에 의하면, 안테나장치(100)가 포함되는 기지국에서 대기 중의 무선신호를 수신하는 상향링크의 경우, 다중대역 다중빔 형성제어부(160)에서 특정 수신빔조향 및 특정 수신빔패턴의 다중대역 다중빔을 형성하기 위하여 다중대역배열소자1...N 별로 주파수대역별 수신가중치를 계산한다.Meanwhile, according to the antenna apparatus 100 of the present invention, in the case of an uplink receiving a radio signal in the air in a base station including the antenna apparatus 100, in the multi-band multi-beam forming controller 160, And a reception weight for each of the multi-band array elements 1 ... N by frequency band to form a multi-band multi-beam of a specific reception beam pattern.

그리고, 안테나장치(100)에서 대기 중으로부터 운용되는 무선신호를 다중대역안테나소자1...N을 통해 수신한 후 각 콤바이너1...N를 통해 주파수대역별 무선신호로 분리되어 다중대역송수신모듈(150...180)로 전송된다.Then, after the antenna device 100 receives the radio signals transmitted from the air through the multi-band antenna elements 1 to N, the radio signals are divided into radio signals for respective frequency bands through the combiners 1 to N, And transmitted to the transmission / reception modules 150 ... 180.

이에, 주파수대역별 무선신호는 다중대역송수신모듈(150...180) 각각의 듀플렉서와 저잡음증폭기 및 주파수변환기를 거쳐 주파수대역별 기저대역신호의 형태로 다중대역 다중빔 형성제어부(160)로 인가되고, 주파수대역별 기저대역신호는 다중대역 다중빔 형성제어부(160)에서 다중대역배열소자1...N 별로 계산된 주파수대역별 수신가중치를 기초로 처리되어 특정 수신빔조향 및 특정 수신빔패턴으로 수신된 것으로 처리되어 기지국의 다른 기능부(미도시)에 처리 가능하도록 전송될 것이다.Accordingly, the radio signals for each frequency band are applied to the multi-band multi-beam forming controller 160 in the form of baseband signals according to frequency bands through a duplexer, a low noise amplifier, and a frequency converter of each of the multi-band transmitting / receiving modules 150 ... 180, The baseband signals for each frequency band are processed based on the reception weights for the respective frequency bands calculated by the multi-band array elements 1 ... N in the multi-band multi-beamforming controller 160, and received in the specific reception beam steering and specific reception beam patterns Processed and transmitted to other functions (not shown) of the base station for processing.

이에, 다시 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 안테나장치(100)에서 방사되는 다중대역 다중빔을 설명하면, 예컨대 2 개의 주파수대역인 경우 안테나장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 제1주파수대역의 안테나 빔(1)과 제2주파수대역의 안테나 다중빔(2,5)으로 무선신호를 송신하고, 도 2에 도시된 바와 같이 제1주파수대역의 안테나 빔(3)과 제2주파수대역의 안테나 다중빔(4,6)으로 무선신호를 수신할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the multi-band multi-beam radiated from the antenna device 100 according to the present invention will be described. For example, in the case of two frequency bands, As shown in FIG. 2, the antenna beam 3 of the first frequency band and the antenna multi-beam 2 of the second frequency band are transmitted as shown in FIG. 2, And the antenna multi-beams 4 and 6 of the second frequency band.

이 경우, 2개의 주파수대역으로부터 동시에 하향링크 신호를 수신하는 단말(20), 하나의 제1주파수대역으로부터 하향링크 신호를 수신하는 단말(10)이 존재할 수 있다. In this case, there may be a terminal 20 that simultaneously receives a downlink signal from two frequency bands, and a terminal 10 that receives a downlink signal from one of the first frequency bands.

한편, 하향링크와 관련된 제2주파수대역의 안테나 빔(2)의 경우, 간섭원방향 즉 단말(30)의 방향으로 널링(2')함으로써 하향링크 시 다른 인접 기지국과 통신하는 단말(30)에 제2주파수대역의 무선신호가 송신되는 것을 억압하여 안테나장치(100)에서 송신하는 제2주파수대역의 무선신호가 단말(30)에 간섭을 일으키는 것을 방지할 수 있는 빔패턴을 형성하고 있다. On the other hand, in the case of the antenna beam 2 in the second frequency band related to the downlink, nulling 2 'in the direction of the interference source, i.e., the terminal 30, A beam pattern capable of suppressing the transmission of a radio signal in the second frequency band and preventing the radio signal in the second frequency band transmitted from the antenna apparatus 100 from interfering with the terminal 30 is formed.

더불어, 상향링크와 관련된 제2주파수대역의 안테나 빔(4)의 경우, 간섭원방향 즉 단말(30)의 방향으로 널링(4')함으로써 상향링크 시 다른 인접 기지국과 통신하는 단말(30)로부터 제2주파수대역의 무선신호가 수신되는 것을 억압하여 다른 인접 기지국으로 상향링크를 송신하는 단말(30)의 신호가 본 발명의 안테나장치(100)의 기지국에 간섭을 일으키는 것을 방지할 수 있는 빔패턴을 형성하고 있다. In addition, in the case of the antenna beam 4 of the second frequency band related to the uplink, nulling 4 'in the direction of the interference source, i.e., the terminal 30, A beam pattern capable of suppressing the reception of the radio signal in the second frequency band and preventing the signal of the terminal 30 transmitting the uplink to another adjacent base station from interfering with the base station of the antenna device 100 of the present invention .

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기지국용 안테나장치는, 각각의 다중대역안테나소자에 대하여 주파수대역 별로 독립적인 송수신처리가 가능한 다중대역송수신모듈을 구비함으로써, 주파수대역 별로 별도의 개구면을 구비할 필요 없이도 다중대역 다중빔 형성이 가능하며 특히 상향링크와 하향링크에서 각각 독립적으로 다중대역 다중빔을 효율적으로 운용할 수 있도록 한다.As described above, the antenna apparatus for a base station according to the present invention includes a multi-band transmission / reception module capable of performing transmission / reception processing independent of each frequency band for each multi-band antenna element, It is possible to form multi-band multi-beam without need, and in particular, it is possible to efficiently operate multi-band multi-beam independently in uplink and downlink.

이처럼, 본 발명에 따른 기지국용 안테나장치는, 주파수대역 별로 별도의 개구면을 구비할 필요 없이도 효율적인 다중대역 다중빔 운용이 가능한 형태로서, 기지국 셀 경계 품질을 높이고 핸드오버 성능을 향상할 수 있으며 결정되는 주파수대역별 송/수신빔조향 및 송/수신빔패턴을 자동적으로 최적화할 수 있어, 이동통신 사업자의 운용비 부담도 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the antenna device for a base station according to the present invention can efficiently perform multi-band multi-beam operation without having a separate opening surface for each frequency band, It is possible to automatically optimize the transmission / reception beam steering and the transmission / reception beam pattern for each frequency band, thereby minimizing the operating cost burden of the mobile communication carrier.

이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 기지국용 안테나장치의 동작 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of operating the antenna device for a base station according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안테나장치의 동작 방법에서 하향링크 시 동작 흐름을 설명하도록 한다.First, referring to FIG. 4, a description will be made of a downlink operation flow in an operation method of an antenna apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별로 결정되는 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하기 위하여 다중대역안테나소자1...N 별로 주파수대역별 송신가중치를 결정한다(S10).In order to transmit a radio signal for each of two or more frequency bands in a transmission beam steering and transmission beam pattern determined for each frequency band, an operation method of an antenna device according to the present invention includes: (S10).

즉, 본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 2 이상의 주파수대역 별로 송신빔조향 및 송신빔패턴의 다중대역 다중빔을 형성하기 위해, 다중대역안테나소자1...N 별로 다중대역안테나소자1...N 각각에 해당하는 다중대역송수신모듈(150...180) 내 2 이상의 주파수대역별송수신처리부 각각에 대하여 가중치를 결정한다.That is, an operating method of an antenna apparatus according to the present invention is a method for operating a multi-band antenna element 1 ... N by multi-band antenna elements 1 ... N to form multi-band multi-beams of a transmission beam steering and a transmission beam pattern for two or more frequency bands, ... N in the multi-band transmission / reception modules 150 ... 180, respectively.

그리고, 본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 결정한 주파수대역별 송신가중치를 각 다중대역송수신모듈(150...180) 내 2 이상의 주파수대역별송수신처리부 각각의 변위기 및 전력증폭기로 전송한다.In the operation method of the antenna apparatus according to the present invention, the transmission weights for the determined frequency bands are transmitted to the demultiplexer and the power amplifier of each of the two or more frequency bands in the respective multi-band transmission / reception modules 150 ... 180.

이 후 본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 안테나장치가 포함되는 기지국에서 송신하고자 하는 하향링크 신호가 각 다중대역송수신모듈(150...180)로 인가되면(S20), 이를 무선신호로 변환되고(S25), 변환된 주파수대역별 무선신호를 각 다중대역송수신모듈(150...180)에서 자신에 기 수신된 송신가중치를 기초로 위상 및 신호 크기를 변조하도록 한다(S30). Then, when the downlink signal to be transmitted is applied to each of the multi-band transmission / reception modules 150 ... 180 in the base station including the antenna device (S20), the operation method of the antenna device according to the present invention transmits (S25), and modulates the phase and the signal size based on the transmission weights received by the respective multi-band transmission / reception modules 150 ... 180 (S30).

이에 본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 각 다중대역송수신모듈(150...180)에서 변조된 주파수대역별 무선신호가 듀플렉서를 거쳐 각 콤바이너1...N으로 전송되도록 하고, 이에 변조된 주파수대역별 무선신호가 각 콤바이너1...N에서 하나의 무선신호로 합쳐진 후 각 다중대역안테나소자1...N에 전송되도록 한다(S40).The operation method of the antenna apparatus according to the present invention is such that a radio signal for each frequency band modulated by each of the multi-band transmission / reception modules 150 ... 180 is transmitted to each of the combiners 1 ... N through a duplexer, The radio signals for the respective modulated frequency bands are combined into one radio signal from each of the combiners 1... N and then transmitted to the respective multi-band antenna elements 1... N (S 40).

이에 변조된 주파수대역별 무선신호는 각 다중대역안테나소자1...N를 통해 각 주파수대역의 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 대기 중에 방사된다(S50). The modulated radio signals for each frequency band are radiated into the atmosphere through the transmission band steering and transmission beam patterns of each frequency band through the respective multi-band antenna elements 1 ... N (S50).

한편, 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안테나장치의 동작 방법에서 상향링크 시 동작 흐름을 설명하도록 한다.5, the operation flow of the uplink in the operation method of the antenna apparatus according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 기저대역신호가 주파수대역별로 결정되는 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되도록 처리하기 위하여 다중대역안테나소자1...N 별로 주파수대역별 수신가중치를 결정한다(S55).A method of operating an antenna apparatus according to the present invention is a method for operating a multi-band antenna element 1 to process a baseband signal for each of two or more frequency bands in a reception beam steering and reception beam pattern determined for each frequency band. N, the reception weight for each frequency band is determined (S55).

즉, 본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 2 이상의 주파수대역 별로 결정된 수신빔조향 및 수신빔패턴의 다중대역 다중빔을 형성하기 위해, 다중대역안테나소자1...N 별로 다중대역안테나소자1...N 별로 주파수대역별 수신가중치를 결정한다.That is, an operating method of an antenna apparatus according to the present invention is a method of operating a multi-band antenna element 1 ... N by a multi-band antenna element 1 ... N to form a multi-band multiple beam of a reception beam steering pattern and a reception beam pattern determined for two or more frequency bands, 1 ... N for each frequency band.

이 후 본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 안테나장치의 다중대역안테나소자1...N를 통해 대기 중의 상향링크 무선신호를 수신하면(S60), 다중대역안테나소자1...N를 통해 수신한 상향링크의 무선신호가 각 콤바이너1...N를 통해 주파수대역별 무선신호로 분리되어 다중대역송수신모듈(150...180)로 전송되도록 한다.Then, when the uplink radio signal in the air is received through the multi-band antenna elements 1 to N of the antenna device (S60), the operation method of the antenna device according to the present invention is performed The radio signals of the uplink received through the combiners 1 ... N are separated into radio signals for respective frequency bands and transmitted to the multi-band transmission / reception modules 150 ... 180.

이에, 본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 다중대역송수신모듈(150...180) 각각에서 주파수대역별 무선신호를 저잡음증폭 변조하고(S70), 기저대역신호의 형태로 변환한다(S75).The operation method of the antenna apparatus according to the present invention low noise amplifies and modulates a radio signal for each frequency band in each of the multi-band transmission / reception modules 150 ... 180 (S70), and converts the radio signal into a form of a baseband signal (S75) .

이후, 본 발명에 따른 안테나장치의 동작 방법은, 변환된 주파수대역별 무선신호를 다중대역안테나소자1...N 각각에 대하여 결정된 주파수대역별 수신가중치를 기초로 처리함으로써, 다중대역안테나소자1...N 각각을 통해 수신되는 주파수대역별 무선신호가 전술의 결정된 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되는 것으로 처리되어 기지국의 다른 기능부(미도시)에 전송되도록 할 수 있다(S80).Hereinafter, an operation method of an antenna apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which a multi-band antenna element 1. (S80) so that a radio signal for each of the frequency bands received through each of the N receiving antennas can be processed as being received in the determined receiving beam steering and receiving beam patterns and transmitted to another function (not shown) of the base station.

본 발명의 일실시예에 따른 기지국용 안테나장치의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method of operating the antenna device for a base station according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command which can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 발명에 따른 기지국용 안테나장치 및 그 장치의 동작 방법에 따르면, 주파수 집성기술 및 빔형성기술 구현에 따른 다중대역 다중빔 운용을 상향링크와 하향링크에서 각각 독립적으로 구현할 수 있다는 점에서 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.According to the base station antenna device and the operation method thereof, the multi-band multi-beam operation according to the implementation of the frequency aggregation technique and the beam forming technique can be independently implemented in the uplink and the downlink, It is an invention that is industrially applicable because it is not only the use of related technology but also the possibility of market or operation of the applicable device as well as the possibility of being practically and practically obvious as it goes beyond the limit.

100 : 안테나장치
110 : 안테나소자부 120,170 : 콤바이너
150,180 : 다중대역송수신모듈
160 : 다중대역 다중빔 형성제어부100: Antenna device
110: antenna element part 120,170:
150, 180: Multi-band transmit / receive module
160: multi-band multi-beam forming controller

Claims (8)

2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별로 결정되는 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하기 위하여 주파수대역별로 송신가중치를 결정하고, 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별로 결정되는 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되도록 처리하기 위하여 주파수대역별로 수신가중치를 결정하는 가중치결정부;
상기 주파수대역별 송신가중치를 기초로 상기 주파수대역별 무선신호의 위상 및 크기 중 적어도 하나를 변조하여 다중대역안테나소자로 송신하며, 상기 다중대역안테나소자를 통해 수신되는 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별 기저대역신호로 변환하는 2 이상의 주파수대역별송수신처리부;
상기 2 이상의 주파수대역별송수신처리부 각각으로부터 주파수대역별로 변조된 상기 주파수대역별 무선신호를 수신하여 상기 주파수대역별의 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하는 다중대역안테나소자를 포함하는 안테나소자부; 및
상기 2 이상의 주파수대역별송수신처리부 각각에서 변환된 상기 주파수대역별 기저대역신호를 상기 주파수대역별 수신가중치를 기초로 상기 주파수대역별의 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 처리하는 기저대역신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국용 안테나장치.The transmission weights are determined for each of the frequency bands in order to transmit the radio signals for each of the two or more frequency bands in the transmission beam steering and transmission beam patterns determined for the respective frequency bands, A weight determining unit for determining a reception weight for each frequency band in order to process the reception beam steering and reception beam patterns determined for respective bands;
Modulates at least one of a phase and a size of the radio signal for each frequency band based on the transmission weight for each frequency band and transmits the modulated radio signal to the multi-band antenna element, A transmission / reception processor for each of two or more frequency bands;
An antenna element including a multi-band antenna element for receiving the radio signals of the respective frequency bands modulated by frequency bands from each of the at least two frequency bands, and transmitting the radio signals by the transmission beam steering and transmission beam patterns for the respective frequency bands; And
And a baseband signal processor for processing the baseband signals of the respective frequency bands transformed by the transmitting and receiving processors according to the two or more frequency bands into the receiving beam steering and receiving beam patterns for the respective frequency bands on the basis of the receiving weight for each frequency band. The base station antenna device comprising: 제 1 항에 있어서,
상기 주파수대역별로 결정되는 송신빔패턴 중 특정 주파수대역의 송신빔패턴은,
상기 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트(Null-out point)를 형성하여, 상기 간섭원방향으로 상기 특정 주파수대역의 무선신호가 송신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 빔패턴인 것을 특징으로 하는 기지국용 안테나장치.The method according to claim 1,
The transmission beam pattern of a specific frequency band, which is determined for each frequency band,
A null-out point is formed in the direction of the interference source identified with respect to the specific frequency band so that transmission of the radio signal of the specific frequency band in the interference source direction can be suppressed, Wherein the base station antenna device is a base station antenna device. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 주파수대역별로 결정되는 수신빔패턴 중 특정 주파수대역의 수신빔패턴은,
상기 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트(Null-out point)를 형성하여, 상기 간섭원방향으로부터 상기 특정 주파수대역의 무선신호가 수신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 빔패턴인 것을 특징으로 하는 기지국용 안테나장치.The method according to claim 1,
Wherein a reception beam pattern of a specific frequency band, of the reception beam patterns determined for each of the frequency bands,
A null-out point is formed in the direction of the interference source identified with respect to the specific frequency band so that the reception of the radio signal of the specific frequency band from the interference source direction can be suppressed, Wherein the base station antenna device is a base station antenna device. 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별로 결정되는 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하기 위하여 주파수대역별로 송신가중치를 결정하며, 2 이상의 주파수대역 각각에 대한 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별로 결정되는 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되도록 처리하기 위하여 주파수대역별로 수신가중치를 결정하는 가중치결정단계;
상기 주파수대역별 송신가중치를 기초로 상기 주파수대역별 무선신호의 위상 및 크기 중 적어도 하나를 변조하는 주파수대역별변조단계;
변조된 상기 주파수대역별 무선신호를 다중대역안테나소자로 송신하여, 상기 다중대역안테나소자가 변조된 상기 주파수대역별 무선신호를 상기 주파수대역별의 송신빔조향 및 송신빔패턴으로 송신하도록 하는 주파수대역별무선신호송신단계;
상기 다중대역안테나소자를 통해 수신되는 주파수대역별 무선신호를 주파수대역별 기저대역신호로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 주파수대역별 기저대역신호를 상기 주파수대역별 수신가중치를 기초로 상기 주파수대역별의 수신빔조향 및 수신빔패턴으로 수신되는 것으로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국용 안테나장치의 동작 방법.A transmission weight is determined for each frequency band in order to transmit a radio signal for each of the at least two frequency bands in a transmission beam steering and transmission beam pattern determined for each frequency band, Determining a reception weight for each frequency band in order to process the reception beam steering and reception beam patterns determined for respective bands;
Modulating at least one of a phase and a magnitude of the radio signal for each frequency band based on the transmission weight for each frequency band;
And transmitting the modulated radio signal for each of the frequency bands to the multi-band antenna element to transmit the modulated radio signal for each of the frequency bands to the transmission beam steering and transmission beam patterns for the respective frequency bands, step;
Converting a radio signal received by the multi-band antenna element into a baseband signal for each frequency band; And
And processing the converted baseband signals for each of the frequency bands by receiving the received beam steering and receiving beam patterns for each of the frequency bands based on the reception weight for each of the frequency bands. 제 5 항에 있어서,
상기 주파수대역별로 결정되는 송신빔패턴 중 특정 주파수대역의 송신빔패턴은,
상기 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트를 형성하여, 상기 간섭원방향으로 상기 특정 주파수대역의 무선신호가 송신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 빔패턴인 것을 특징으로 하는 기지국용 안테나장치의 동작 방법.6. The method of claim 5,
The transmission beam pattern of a specific frequency band, which is determined for each frequency band,
Wherein a null out point is formed in the direction of the interference source identified with respect to the specific frequency band so that transmission of the radio signal in the specific frequency band in the interference source direction can be suppressed. A method of operating an antenna device. 삭제delete 제 5 항에 있어서,
상기 주파수대역별로 결정되는 수신빔패턴 중 특정 주파수대역의 수신빔패턴은,
상기 특정 주파수대역과 관련하여 확인되는 간섭원방향으로 널아웃포인트(Null-out point)를 형성하여, 상기 간섭원방향으로부터 상기 특정 주파수대역의 무선신호가 수신되는 것이 억압될 수 있도록 하는 빔패턴인 것을 특징으로 하는 기지국용 안테나장치의 동작 방법.6. The method of claim 5,
Wherein a reception beam pattern of a specific frequency band, of the reception beam patterns determined for each of the frequency bands,
A null-out point is formed in the direction of the interference source identified with respect to the specific frequency band so that the reception of the radio signal of the specific frequency band from the interference source direction can be suppressed, Wherein the base station antenna apparatus comprises:
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