KR101945617B1 - 다중 안테나 통신 시스템에서 수신 신호 방향 추정 방법 및 그 장치 - Google Patents

다중 안테나 통신 시스템에서 수신 신호 방향 추정 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

다중 안테나 통신 시스템에서 수신 신호 방향 추정 방법 및 그 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 신호 방향 추정 방법은 다중 안테나 시스템에서 수신 신호 방향 추정 방법에 있어서, 제1 개수의 수신 안테나로 수신되는 수신 신호에 대한 배열 벡터의 각도를 미리 설정된 제1 각도에서 제2 각도까지 제2 개수의 각도로 분할하는 단계; 상기 분할된 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산하는 단계; 상기 계산된 수신 신호의 크기를 미리 설정된 역치 값(threshold)과 비교하여 양자화 값을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 양자화 값들 중 미리 설정된 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계를 포함한다.

Description

다중 안테나 통신 시스템에서 수신 신호 방향 추정 방법 및 그 장치 {Method and Apparatus for Estimating Direction of Received Signal in Multiple-Input Multiple-Output Communication Systems}
본 발명은 다중 안테나 시스템에서의 수신 신호 방향 추정 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 수신기의 RF 체인(chain) 숫자가 안테나 숫자보다 적은 거대 다중 안테나(Massive MIMO) 시스템에서 수신 신호의 방향 또는 채널의 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있는 수신 신호 방향 추정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
미래의 통신 시스템은 송수신기에 다수의 안테나를 설치하는 거대 다중 안테나(massive MIMO; massive multiple-input multiple-output) 시스템을 기본으로 아주 넓은 광대역을 사용하기 위해 밀리미터 웨이브 대역을 사용할 것이라 예상된다. 현재 MIMO 시스템은 송수신기에 설치된 안테나 숫자가 4~10개 정도로, 모든 안테나에 각각 좋은 성능의 RF 체인(radio frequency chain)을 연결하는데 큰 문제가 없다.
하지만 송수신기에 아주 많은 수의 안테나를 설치하는 거대 MIMO 시스템은 큰 전력소모 및 가격의 문제로 인해 안테나 각각에 좋은 성능의 RF 체인을 연결하기 어려운 문제가 발생한다.
이에 최근에 가격이 저렴하고 성능 열화가 있는 RF 체인이 연결된 거대 MIMO 시스템을 가정하고 신호의 수신 방법을 개발하는 연구가 많이 진행 중이며, 특히 1-비트 아날로그 디지털 변환기(1-bit ADC), 또는 저 분해능(low resolution)의 ADC를 사용하는 거대 MIMO 시스템에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
또한 거대 MIMO 시스템에서 안테나 숫자보다 RF체인의 숫자를 훨씬 적게 사용하는 방법도 많이 고려되고 있다. 이런 경우 송수신기에서의 신호 처리가 아날로그 빔포밍(analog beamforming)과 디지털 빔포밍(digital beamforming)으로 나눠지게 되는데, 이를 하이브리드 빔포밍(hybrid beamforming)이라고 부른다. 저렴한 하드웨어를 사용하는 것과 더불어 하이브리드 빔포밍 또한 거대 MIMO 시스템에서 하드웨어 가격을 줄일 수 있는 방법으로 많은 각광을 받고 있다.
따라서, 본 발명은 안테나 숫자보다 RF체인의 숫자가 적은 거대 MIMO 시스템에서 채널 방향 또는 수신 신호 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있는 방안을 제안한다.
본 발명의 실시예들은, 수신기의 RF 체인(chain) 숫자가 안테나 숫자보다 적은 거대 다중 안테나(Massive MIMO) 시스템에서 수신 신호의 방향 또는 채널의 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있는 수신 신호 방향 추정 방법 및 그 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수신 신호 방향 추정 방법은 다중 안테나 시스템에서 수신 신호 방향 추정 방법에 있어서, 제1 개수의 수신 안테나로 수신되는 수신 신호에 대한 배열 벡터의 각도를 미리 설정된 제1 각도에서 제2 각도까지 제2 개수의 각도로 분할하는 단계; 상기 분할된 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산하는 단계; 상기 계산된 수신 신호의 크기를 미리 설정된 역치 값(threshold)과 비교하여 양자화 값을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 양자화 값들 중 미리 설정된 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계를 포함한다.
상기 양자화 값을 결정하는 단계는 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 이용하여 상기 계산된 수신 신호의 크기에 대한 양자화 값을 결정할 수 있다.
상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계는 상기 결정된 양자화 값들 중 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는지 판단하는 단계; 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하지 않는 경우 상기 분할된 제2 개수의 각도 각각에 미리 설정된 일정 각도를 더한 후 상기 계산하는 단계, 상기 결정하는 단계 및 상기 판단하는 단계를 순차적으로 수행하는 단계; 및 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는 경우 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계는 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 범위를 상기 제2 개수의 각도로 분할하는 단계; 상기 계산하는 단계와 상기 결정하는 단계를 순차적으로 수행하는 단계; 상기 최소 각도와 최대 각도의 범위를 상기 제2 개수의 각도로 분할하는 단계 및 상기 수행하는 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행하는 단계; 및 상기 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행 후 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기의 역치 값은 상기 미리 설정된 횟수 각각에서 재설정될 수 있다.
상기 수신 안테나의 개수는 상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 개수보다 많거나 동일하며, 상기 수신 신호의 크기를 계산하는 RF 체인(chain)의 개수는 상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 개수와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수신 신호 방향 추정 장치는 다중 안테나 시스템에서 수신 신호 방향 추정 장치에 있어서, 제1 개수의 수신 안테나로 수신되는 수신 신호에 대한 배열 벡터의 각도를 미리 설정된 제1 각도에서 제2 각도까지 제2 개수의 각도로 분할하는 분할부; 상기 분할된 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산하는 계산부; 상기 계산된 수신 신호의 크기를 미리 설정된 역치 값(threshold)과 비교하여 양자화 값을 결정하는 결정부; 및 상기 결정된 양자화 값들 중 미리 설정된 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 추정부를 포함한다.
상기 결정부는 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 이용하여 상기 계산된 수신 신호의 크기에 대한 양자화 값을 결정할 수 있다.
상기 추정부는 상기 결정된 양자화 값들 중 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는지 판단하고, 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하지 않는 경우 상기 분할된 제2 개수의 각도 각각에 미리 설정된 일정 각도를 더하며, 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는 경우 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하고, 상기 계산부는 상기 일정 각도가 더해진 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산할 수 있다.
상기 분할부는 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 범위를 상기 제2 개수의 각도로 분할하고, 상기 계산부는 상기 최소 각도와 최대 각도의 범위에서 분할된 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산하며, 상기 추정부는 미리 설정된 횟수만큼 상기 분할부에 의해 분할된 상기 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기의 양자화 값들 중 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정할 수 있다.
상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기의 역치 값은 상기 미리 설정된 횟수 각각에서 재설정될 수 있다.
상기 수신 안테나의 개수는 상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 개수보다 많거나 동일하며, 상기 수신 신호의 크기를 계산하는 RF 체인(chain)의 개수는 상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 개수와 동일할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다중 안테나 시스템에서 수신 신호 방향 추정 장치에 있어서, 다중 수신 안테나; 상기 다중 수신 안테나로 수신되는 수신 신호에 대한 배열 벡터의 각도를 일정 개수의 각도들로 분할하고, 상기 분할된 일정 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 제공하는 RF 결합부; 상기 수신 신호의 크기와 아날로그 디지털 변환기의 미리 설정된 역치 값(threshold)을 비교하여 비교 결과에 대한 양자화 값을 출력하는 아날로그 디지털 변환부; 및 상기 출력된 양자화 값들에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 베이스밴드 결합부를 포함한다.
상기 아날로그 디지털 변환부는 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 이용하여 상기 수신 신호의 크기에 대한 양자화 값을 출력할 수 있다.
상기 베이스밴드 결합부는 상기 출력된 양자화 값들 중 미리 설정된 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는지 판단하고, 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하지 않는 경우 상기 분할된 일정 개수의 각도 각각에 미리 설정된 일정 각도를 더하며, 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는 경우 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하고, 상기 RF 결합부는 상기 일정 각도가 더해진 상기 일정 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 제공할 수 있다.
상기 RF 결합부는 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 범위를 상기 일정 개수의 각도로 분할하고, 상기 최소 각도와 최대 각도의 범위에서 분할된 일정 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 제공하며, 상기 베이스밴드 결합부는 미리 설정된 횟수만큼 상기 RF 결합부에 의해 분할된 상기 일정 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기의 양자화 값들 중 미리 설정된 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 수신기의 RF 체인(chain) 숫자가 안테나 숫자보다 적은 MIMO 시스템에서 수신 신호의 방향 또는 채널의 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따르면, RF 체인의 출력 신호를 1-비트 ADC 또는 저 분해능 ADC를 이용하여 양자화함으로써, 수신 신호의 방향 또는 채널 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 수신부의 RF 체인(chain) 숫자가 안테나 숫자보다 적은 거대 MIMO 시스템에 효율적으로 적용할 수 있고, 이를 통해 시스템 구축 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 하이브리드 빔포밍 시스템의 수신부에 대한 일 실시예의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템에서 수신 신호 방향 추정 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법으로 수신 신호의 크기를 각도에 따라 시뮬레이션을 수행한 결과의 일 실시예 그래프를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법으로 수신 신호의 크기를 각도에 따라 시뮬레이션을 수행한 결과의 다른 일 실시예 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법으로 수신 신호 방향의 최대값과 최소값의 차이를 신호대잡음비(SNR; signal-to-noise ratio)에 따라 시뮬레이션을 수행한 결과의 일 실시예 그래프를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 방법으로 시뮬레이션을 수행하여 얻은 수신 신호 방향과 실제 수신 신호 방향 사이의 평균 제곱 오차(MSE; Mean Squared Error)를 신호대잡음비에 따라 그린 일 실시예 그래프를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템에서 수신 신호 방향 추정 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 실시예들은, 수신기의 RF 체인(chain) 숫자가 안테나 숫자보다 적은 MIMO 시스템 또는 거대 MIMO 시스템에서 RF 체인의 출력 신호를 1-비트 ADC 또는 저 분해능 ADC를 이용하여 양자화함으로써, 수신 신호의 방향에 대한 추정 정확도를 향상시키는 것을 그 요지로 한다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시 예에서는 본 발명이 거대 다중 안테나 (massive MIMO) 시스템에서 적용될 경우에 대한 구체적인 수신 신호 방향의 추정 방법 및 그 장치에 대해 설명한다.
도 1은 하이브리드 빔포밍 시스템의 수신부에 대한 일 실시예의 구성을 나타낸 것으로, Nr 개의 수신 안테나가 존재하며 수신 안테나의 신호(수신 신호)가 M개의 RF 체인 및 1-bit ADCs를 거쳐 수신되는 시스템에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도1에 도시된 바와 같이, 수신부는 다중 수신 안테나(110), RF 결합부(RF combiner)(120), RF 체인(130), 1-비트 ADCs(140), 및 베이스밴드 결합부(baseband combiner)(150)를 포함한다.
여기서, RF 결합부(120)는 수신 안테나(110)로 수신되는 신호를 페이즈 쉬프터로 분배하는 스플리터(splitter)와 위상을 변화시키는 페이즈 쉬프터(phase shifter)를 포함할 수 있으며, 페이즈 쉬프터는 후술할 수학식 3의 응답 벡터 각 원소의 위상을 얻기 위해 사용될 수 있다.
수신 안테나(110)는 대기 중으로부터 신호를 수신하여 RF 결합부(120)로 제공한다.
RF 결합부(120)는 다중 수신 안테나(110)로 수신되는 신호를 스플리터와 페이즈 쉬프터를 이용하여 결합한 후 RF 체인(130)을 통해 1-비트 ADC(140)로 제공한다.
여기서, RF 체인(130)은 다양한 소자들로 구성될 수 있으며, 이러한 RF 체인(130)은 이 기술 분야에 종사하는 당업자라면 알 수 있는 기술적 구성이기에, 그 상세한 설명은 생략한다.
1-비트 ADC(140)는 RF 체인(130)을 통해 출력되는 신호 즉, 수신 신호의 크기에 대해 미리 설정된 역치 값과 비교하여 양자화 값 예를 들어, +1 또는 -1의 값을 출력한다.
베이스밴드 결합부(150)는 1-비트 ADCs(140)를 통해 출력되는 값을 이용하여 수신 안테나(110)로 수신되는 수신 신호의 방향을 추정한다.
본 발명에서는 수신 안테나의 개수가 RF 체인의 개수와 ADC의 개수보다 많은 MIMO 시스템 예를 들어, 거대 MIMO 시스템에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명에서 수신 신호의 방향을 추정하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 수신기에 들어오는 채널의 임펄스 응답(CIR; channel impulse response)은 균일 선형 배열(ULA; Uniform Linear Array)를 가정하여 아래 <수학식 1>과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017047621967-pat00001
여기서, λ는 신호의 파장을 의미하고, dr은 수신 안테나 사이 동일한 간격을 의미하며, φ는 추정하고자 하는 신호 즉, 수신 신호의 실제 방향을 의미할 수 있다.
수신기의 RF 빔포머(beamformer)(WRF)는 아래 <수학식 2>와 같이 각각의 배열 응답 벡터(Array response vector)로 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112017047621967-pat00002
여기서, θ1, ..., θM은 수신 신호의 실제 방향 φ를 추정하기 위해 사용하는 각도를 의미하고, M은 1-비트 ADC의 개수를 의미할 수 있다. 이 때, k 번째 배열 응답 벡터는 아래 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112017047621967-pat00003
본 발명은 수신 신호의 실제 방향 또는 실제 각도 φ가 어떤 특정 θk 와 겹치거나 비슷하면 RF 빔포머 a(θk) 로 수신한 신호의 크기가 제일 크게 되고, 1-비트 ADC로 양자화 했을 때 그 각도 주변의 빔포머 a(θ) 들로 수신한 신호들의 양자화된 값들이 +1 이 되어 수신 신호의 실제 각도 φ 를 추정하는 것으로, 이러한 본 발명에 대한 상세한 설명은 도 2에서 상세히 설명한다.
여기서, RF 빔포밍한 수신 신호를 길이 M인 벡터 형태로 표현하면 아래 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112017047621967-pat00004
여기서, H는 복합 공액 전치(conjugate transpose)를 의미하고, x는 송신 데이터로 스칼라 값을 의미하며, n은 길이 Nr인 잡음(noise) 벡터를 의미할 수 있다.
상기 수학식 4에서 잡음(noise)이 없는 경우에 수신 신호는 아래 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112017047621967-pat00005
여기서, k 번째 빔포밍한 수신 신호에 대해, x = 1, dr = λ/2로 가정하면 아래 <수학식 6>과 같이 나타낼 수 있고, k 번째 빔포밍한 수신 신호의 크기는 아래 <수학식 7>과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112017047621967-pat00006
[수학식 7]
Figure 112017047621967-pat00007
상기 수학식 7에서,
Figure 112017047621967-pat00008
가 된다면 빔포밍한 수신 신호의 크기가 커질 것이므로 빔포밍한 수신 신호의 크기에 따라서 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 심볼 맵핑(symbol mapping)을 할 수 있다.
따라서, 빔포밍한 수신 신호의 크기가 역치 값(Threshold)보다 크면 +1로 맵핑(mapping)하고 작으면 -1로 맵핑할 수 있다. 즉, 1-비트 ADC는 빔포밍한 수신 신호의 크기가 미리 설정된 역치 값보다 크면 +1로 양자화하고, 작으면 -1로 양자화할 수 있다.
여기서, 역치 값
Figure 112017047621967-pat00009
는 상술한 과정이 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행되는 경우 각 반복 과정에서 정해지거나 설정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템에서 수신 신호 방향 추정 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 신호 방향 추정 방법은 수신 안테나의 개수 Nr 과 1-비트 ADCs의 개수 M, 반복횟수 I가 설정된 후 수행될 수 있으며, 수신 안테나의 개수 Nr 과 1-비트 ADCs의 개수 M, 반복횟수 I가 설정되면 배열 벡터의 각도를 전체 추정 범위인 제1 각도 예를 들어, -90도에서 제2 각도 예를 들어, +90도까지 M개의 균일한 구간으로 분할한다(S210).
여기서, 제1 각도와 제2 각도와 수신 신호의 방향을 추정하고자 하는 각도에 따라 다르게 설정될 수도 있다.
즉, 단계 S210은 반복 수행 과정 i번째에 대한 배열 벡터의 각도 θi를 θi,1부터 θi,M까지 M개의 균일한 구간으로 나눈다.
단계 S210에 의해 배열 벡터가 M개의 각도 구간으로 분할되면 M개의 각도
Figure 112017047621967-pat00010
에 대하여, 수신 신호의 크기
Figure 112017047621967-pat00011
를 계산한다(S220).
단계 S220에 의해 M개의 각도
Figure 112017047621967-pat00012
에 대한 수신 신호의 크기
Figure 112017047621967-pat00013
가 계산되면, 계산된
Figure 112017047621967-pat00014
와 해당 반복 수행 과정에서 설정된 1-비트 ADC의 역치 값
Figure 112017047621967-pat00015
을 비교하여 이에 대한 비교 결과 즉, 양자화 값 또는 심볼
Figure 112017047621967-pat00016
를 결정한다(S230).
여기서, 단계 S230에서 결정되는 비교 결과 값
Figure 112017047621967-pat00017
는 아래 <수학식 8>과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112017047621967-pat00018
단계 S230에 의해 M개의 각도에 대한 수신 신호의 크기
Figure 112017047621967-pat00019
에 대한 심볼
Figure 112017047621967-pat00020
가 결정되면
Figure 112017047621967-pat00021
가 +1인 심볼의 집합
Figure 112017047621967-pat00022
를 생성하고, 생성된 심볼의 집합 Si의 크기가 1 이상인지 판단한다(S240, S250).
단계 S250의 판단 결과, 생성된 심볼의 집합 Si의 크기가 0인 것으로 판단되면(
Figure 112017047621967-pat00023
) 즉
Figure 112017047621967-pat00024
가 +1인 심볼이 없다면, 각도 θi에 미리 설정된 각도
Figure 112017047621967-pat00025
를 더하여 상술한 단계 S220 내지 S250 과정을 반복 수행한다(S260).
즉, 단계 S260은 역치 값을 넘는 수신 신호가 없는 경우, 수신 빔포밍의 방향을 미리 설정된 각도만큼 변경하여 각도 범위 추정을 반복하는 것이다.
반면, 단계 S250 판단 결과, 생성된 심볼의 집합 Si의 크기가 1 이상인 것으로 판단되면(
Figure 112017047621967-pat00026
) 즉
Figure 112017047621967-pat00027
가 +1인 심볼이 하나 이상이라면
Figure 112017047621967-pat00028
를 고려하여
Figure 112017047621967-pat00029
에 속하는 인덱스의 최소값과 최대값을 구하여 그에 대응하는 각도를 다시 M개로 동일하게 분할함으로써, 반복 수행 과정 i+1 번째의 각도
Figure 112017047621967-pat00030
을 획득한다(S270).
여기서, 단계 S270은 최소값에 대응하는 각도를
Figure 112017047621967-pat00031
이라 하고, 최대값에 대응하는 각도를
Figure 112017047621967-pat00032
라 하여, 각도 범위 [
Figure 112017047621967-pat00033
,
Figure 112017047621967-pat00034
]을 다시 M개로 동일하게 분할함으로써,
Figure 112017047621967-pat00035
을 획득할 수 있다.
이러한 과정을 미리 설정된 I만큼 반복 수행함으로써, 반복 수행 과정 I번째의 각도
Figure 112017047621967-pat00036
에 대한 상술한 과정이 완료되면 최종적으로 +1인 심볼의 각도에 기초하여 수신 신호의 방향을 추정한다(S280, S290).
여기서, 단계 S290은 I번째 수행 과정에서 획득된 +1인 심볼의 각도에 대한 평균 값을 이용하여 수신 신호 방향을 추정할 수 있다.
또한, 본 발명은 I 만큼 반복 수행될 때 1-비트 ADC의 역치 값을 재설정할 수 있다. 예를 들어, 1-비트 ADC의 역치 값은 이전 반복 과정에서 심볼 +1에 대응하는 수신 신호의 크기에 기초하여 재설정될 수도 있고, 심볼 +1의 개수에 기초하여 재설정될 수도 있다. 물론, 역치 값을 재설정하기 위한 기준과 변화 정도는 본 발명의 기술을 제공하는 개인 또는 사업자에 의해 결정될 수 있다.
일 예로, 1-비트 ADC의 역치 값은 아래 <수학식 9>에 의해 설정 또는 재설정 될 수 있다.
[수학식 9]
Figure 112017047621967-pat00037
도 3은 본 발명에 따른 방법으로 수신 신호의 크기를 각도에 따라 시뮬레이션을 수행한 결과의 일 실시예 그래프를 나타낸 것으로,
Figure 112017047621967-pat00038
인 경우, 즉
Figure 112017047621967-pat00039
가 +1인 심볼이 없는
Figure 112017047621967-pat00040
를 각도에 따라 그린 그래프를 나타낸 것이다.
도 3의 시뮬레이션 결과는 Nr=40, M=10, I=1,
Figure 112017047621967-pat00041
=45도,
Figure 112017047621967-pat00042
=0도,
Figure 112017047621967-pat00043
=0.25*
Figure 112017047621967-pat00044
로 설정된 상황에서 각도에 따른
Figure 112017047621967-pat00045
을 구한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이,
Figure 112017047621967-pat00046
가 역치 값
Figure 112017047621967-pat00047
(=0.25×
Figure 112017047621967-pat00048
)을 넘는 각도가 존재하지 않는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 방법으로 수신 신호의 크기를 각도에 따라 시뮬레이션을 수행한 결과의 다른 일 실시예 그래프를 나타낸 것으로,
Figure 112017047621967-pat00049
인 경우, 즉
Figure 112017047621967-pat00050
가 +1인 심볼이 있는
Figure 112017047621967-pat00051
를 각도에 따라 그린 그래프를 나타낸 것이다.
도 4의 시뮬레이션 결과는 Nr=40, M=10, I=1,
Figure 112017047621967-pat00052
=45도,
Figure 112017047621967-pat00053
=6도,
Figure 112017047621967-pat00054
=0.25*
Figure 112017047621967-pat00055
로 설정된 상황에서 각도에 따른
Figure 112017047621967-pat00056
을 구한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이,
Figure 112017047621967-pat00057
가 역치 값
Figure 112017047621967-pat00058
(=0.25×
Figure 112017047621967-pat00059
)을 넘는 각도가 하나 존재하는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 방법으로 수신 신호 방향의 최대값과 최소값의 차이를 신호대잡음비(SNR; signal-to-noise ratio)에 따라 시뮬레이션을 수행한 결과의 일 실시예 그래프를 나타낸 것이다.
도 5의 시뮬레이션 결과는 세 가지 경우 즉, Nr=40, M=10, I=4로 설정된 경우, Nr=40, M=20, I=4로 설정된 경우와 Nr=40, M=10, I=8로 설정된 경우의 신호대잡음비에 따른
Figure 112017047621967-pat00060
값을 구한 것으로, 도 5의 시뮬레이션 결과를 통해 1-비트 ADC의 개수 M이 적어도 반복 횟수(I)가 많으면 추정한 수신신호방향의 최대값과 최소값의 차이의 평균이 줄어듦을 확인할 수 있으며, 신호대잡음비가 증가할수록 추정한 수신 신호 방향의 최대값과 최소값의 차이의 평균이 줄어드는 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 방법은 1-비트 ADC의 개수가 적은 경우라도 반복 횟수의 조절을 통해 수신 신호의 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 방법으로 시뮬레이션을 수행하여 얻은 수신 신호 방향과 실제 수신 신호 방향 사이의 평균 제곱 오차(MSE; Mean Squared Error)를 신호대잡음비에 따라 그린 일 실시예 그래프를 나타낸 것이다.
도6에 도시된 세 가지 경우 즉, Nr=40, M=10, I=8로 설정된 경우, Nr=40, M=20, I=4로 설정된 경우와 Nr=40, M=10, I=12로 설정된 경우의 신호대잡음비에 따른
Figure 112017047621967-pat00061
값을 구한 것으로,
Figure 112017047621967-pat00062
는 I 번째 반복 수행 과정에서 획득된 +1의 심볼 집합에서 각 심볼의 인덱스에 대응하는 각도의 평균을 의미한다.
도 6을 통해 알 수 있듯이, 1-비트 ADC의 개수 M이 적어도 반복 횟수가 많으면 추정한 수신 신호 방향과 실제 수신 신호 방향 사이의 평균 제곱 오차(MSE)가 줄어드는 것을 알 수 있으며, 신호대잡음비가 증가할수록 추정한 수신 신호 방향과 실제 수신 신호 방향 사이의 평균제곱오차(MSE)도 줄어드는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수신 신호 방향 추정 방법은 수신기의 RF 체인(chain) 숫자가 안테나 숫자보다 적은 거대 MIMO 시스템에서 수신 신호의 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 수신 신호 방향 추정 방법은RF 체인의 출력 신호 즉, 수신 신호의 크기를 1-비트 ADC를 이용하여 양자화하고, 양자화된 값들 중 심볼 +1이 존재하지 않는 경우 수신 빔포밍의 범위를 변경하여 각도 범위 추정을 반복함으로써, 수신 신호의 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 수신 신호 방향 추정 방법은 일정 횟수만큼 수신 신호 방향에 대한 추정 과정을 반복 수행함으로써, 수신 신호의 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 수신 신호 방향 추정 방법은 수신부의 RF 체인(chain) 숫자가 안테나 숫자보다 적은 거대 MIMO 시스템에서도 수신 신호 방향에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있기 때문에 거대 MIMO 시스템에서도 효율적으로 적용할 수 있고, 이를 통해 시스템 구축 비용을 줄일 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 방법에서 ADC를 1-비트 ADC로 한정하여 설명하였지만, 이에 한정하지 않으며, 저 해상도 ADC를 이용하여 수신 신호의 크기에 대한 양자화 값을 결정할 수도 있다.
비록, 본 발명에 따른 방법에서 수신 안테나의 수가 ADC의 수보다 많은 거대 MIMO 시스템으로 한정하여 설명하였지만, 이에 한정하지 않으며 수신 안테나의 수가 ADC의 수와 동일한 MIMO 시스템에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명은 거대 MIMO 시스템 뿐만 아니라 일반적인 MIMO 시스템에도 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 시스템에서 수신 신호 방향 추정 장치에 대한 구성을 나타낸 것으로, 상술한 도 2 내지 도 6의 방법을 수행하는 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 신호 방향 추정 장치(700)는 분할부(710), 계산부(720), 결정부(730) 및 추정부(740)를 포함한다.
분할부(710)는 다중 수신 안테나로 수신되는 수신 신호에 대한 배열 벡터의 각도를 미리 설정된 제1 각도 예를 들어, -90도에서 제2 각도 예를 들어, 90도까지 일정 개수의 각도로 분할한다.
여기서, 분할부(710)는 결정부(730)에 의해 결정된 양자화 값이 미리 설정된 제1 값 예를 들어, 양자화 값이 심볼 +1과 -1인 경우 심볼 +1에 대응하는 최소 각도와 최대 각도 범위에서 다시 일정 개수의 각도로 균일하게 분할할 수 있다. 이러한 분할부의 기능은 수신 신호의 방향에 대한 추정 정확도를 향상시키기 위한 것으로, 상황에 따라 일정 횟수만큼 반복 수행될 수 있다.
여기서, 분할부(710)는 도 1에 도시된 RF 결합부의 구성에 대응될 수도 있고, 수신부를 구성하는 컨트롤러의 기능적인 구성에 대응될 수도 있다.
계산부(720)는 분할부(710)에 의해 분할된 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산한다.
나아가, 계산부(720)는 역치 값을 넘는 수신 신호가 없는 상태에서 분할된 일정 개수의 각도가 일정 각도만큼 변경되는 경우 예를 들어, 수신 빔포밍의 방향이 미리 설정된 각도만큼 변경되는 경우 일정 각도만큼 변경된 일정 개수의 각도에 대한 수신 신호의 크기를 계산할 수도 있다.
여기서, 계산부(720)는 도 1에 도시된 RF 체인의 구성에 대응될 수도 있고, 수신부를 구성하는 컨트롤러의 기능적인 구성에 대응될 수도 있다.
결정부(730)는 계산부(720)에 의해 계산된 각도 각각의 수신 신호의 크기를 미리 설정된 역치 값과 비교하여 수신 신호의 크기에 따른 양자화 값 또는 심볼 값을 결정한다.
이 때, 결정부(730)는 1-비트 ADC 또는 저 분해능 ADC를 이용하여 계산된 수신 신호의 크기에 대한 양자화 값을 결정할 수 있다.
나아가, 결정부(730)는 1-비트 ADC의 역치 값을 필요에 따라 재설정할 수도 있으며, 예를 들어, 분할부(710)에서 일정 개수의 각도를 분할할 때마다 역치 값을 재설정할 수 있다. 물론, 이러한 역치 값의 재설정은 결정부에서 재설정될 수도 있지만 이에 한정되지 않으며, 추정부에 의해 재설정될 수도 있다.
여기서, 결정부(730)는 도 1에 도시된 ADC의 구성에 대응될 수도 있고, 수신부를 구성하는 컨트롤러의 기능적인 구성에 대응될 수도 있다.
추정부(740)는 결정부(730)에 의해 결정된 양자화 값 또는 심볼 값들 중 미리 설정된 제1 값 예를 들어, +1에 대응하는 양자화 값 또는 심볼 값의 각도에 기초하여 다중 안테나로 수신되는 수신 신호의 방향을 추정한다.
이 때, 추정부(740)는 심볼 값들 중 제1 값에 대응하는 심볼 값이 존재하지 않는 경우 수신 빔포밍의 방향을 일정 각도만큼 변경함으로써, 수신 신호의 대상 각도를 변경할 수 있으며, 제1 값에 대응하는 심볼 값들이 존재하는 경우 심볼 값들 중 최소 각도와 최대 각도 범위에서 일정 개수만큼 수신 신호에 대한 각도가 분할될 수 있도록 분할부를 제어할 수도 있다.
이러한 추정부(740)는 이러한 추정 과정을 일정 횟수만큼 반복 수행할 수 있도록 장치를 제어할 수도 있으며, 일정 횟수만큼 반복 수행되어 최종적으로 제1 값에 대응하는 심볼 값이 결정되면 최종적으로 결정된 제1 값에 대응하는 심볼 값의 각도를 이용하여 수신 신호의 방향을 추정할 수 있다. 예를 들어, 추정부는 제1 값에 대응하는 심볼 값의 각도에 대한 평균 값을 수신 신호의 방향으로 추정할 수 있다.
여기서, 추정부(740)는 도 1에 도시된 베이스밴드 결합부의 구성에 대응될 수도 있고, 수신부를 구성하는 컨트롤러의 기능적인 구성에 대응될 수도 있다.
비록, 도 7의 수신 신호 방향 추정 장치에서 그 설명을 생략하였더라도, 도 2 내지 도 6의 수신 신호 방향 추정 방법에서 설명한 모든 내용을 포함할 수 있다는 것은 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하다.
이상에서 설명된 시스템 또는 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 시스템, 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예들에 따른 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 실시예를 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 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 다중 안테나 시스템에서 수신 신호 방향 추정 방법에 있어서,
    제1 개수의 수신 안테나로 수신되는 수신 신호에 대한 배열 벡터의 각도를 미리 설정된 제1 각도에서 제2 각도까지 제2 개수의 각도로 분할하는 단계;
    상기 분할된 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산하는 단계;
    상기 계산된 수신 신호의 크기를 미리 설정된 역치 값(threshold)과 비교하여 양자화 값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 양자화 값들 중 미리 설정된 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계는
    상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 범위를 상기 제2 개수의 각도로 분할하는 단계;
    상기 계산하는 단계와 상기 결정하는 단계를 순차적으로 수행하는 단계;
    상기 최소 각도와 최대 각도의 범위를 상기 제2 개수의 각도로 분할하는 단계 및 상기 수행하는 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행하는 단계; 및
    상기 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행 후 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계
    를 포함하며,
    상기 역치 값은
    상기 미리 설정된 횟수 각각에서 이전 반복 과정에서의 상기 제1 값에 대응하는 수신 신호의 크기 또는 상기 제1 값의 개수에 기초하여 재설정되는 수신 신호 방향 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양자화 값을 결정하는 단계는
    1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 이용하여 상기 계산된 수신 신호의 크기에 대한 양자화 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 방향 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계는
    상기 결정된 양자화 값들 중 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는지 판단하는 단계;
    상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하지 않는 경우 상기 분할된 제2 개수의 각도 각각에 미리 설정된 일정 각도를 더한 후 상기 계산하는 단계, 상기 결정하는 단계 및 상기 판단하는 단계를 순차적으로 수행하는 단계; 및
    상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는 경우 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 방향 추정 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 수신 안테나의 개수는
    상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 개수보다 많거나 동일하며,
    상기 수신 신호의 크기를 계산하는 RF 체인(chain)의 개수는
    상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 수신 신호 방향 추정 방법.
  7. 다중 안테나 시스템에서 수신 신호 방향 추정 장치에 있어서,
    제1 개수의 수신 안테나로 수신되는 수신 신호에 대한 배열 벡터의 각도를 미리 설정된 제1 각도에서 제2 각도까지 제2 개수의 각도로 분할하는 분할부;
    상기 분할된 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산하는 계산부;
    상기 계산된 수신 신호의 크기를 미리 설정된 역치 값(threshold)과 비교하여 양자화 값을 결정하는 결정부; 및
    상기 결정된 양자화 값들 중 미리 설정된 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 추정부
    를 포함하며,
    상기 분할부는
    상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 범위를 상기 제2 개수의 각도로 분할하고,
    상기 계산부는
    상기 최소 각도와 최대 각도의 범위에서 분할된 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산하며,
    상기 추정부는
    미리 설정된 횟수만큼 상기 분할부에 의해 분할된 상기 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기의 양자화 값들 중 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하고,
    상기 역치 값은
    상기 미리 설정된 횟수 각각에서 이전 반복 과정에서의 상기 제1 값에 대응하는 수신 신호의 크기 또는 상기 제1 값의 개수에 기초하여 재설정되는 수신 신호 방향 추정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 결정부는
    1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 이용하여 상기 계산된 수신 신호의 크기에 대한 양자화 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 방향 추정 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 추정부는
    상기 결정된 양자화 값들 중 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는지 판단하고, 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하지 않는 경우 상기 분할된 제2 개수의 각도 각각에 미리 설정된 일정 각도를 더하며, 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는 경우 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하고,
    상기 계산부는
    상기 일정 각도가 더해진 제2 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 계산하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 방향 추정 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 수신 안테나의 개수는
    상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 개수보다 많거나 동일하며,
    상기 수신 신호의 크기를 계산하는 RF 체인(chain)의 개수는
    상기 1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 수신 신호 방향 추정 장치.
  13. 다중 안테나 시스템에서 수신 신호 방향 추정 장치에 있어서,
    다중 수신 안테나;
    상기 다중 수신 안테나로 수신되는 수신 신호에 대한 배열 벡터의 각도를 일정 개수의 각도들로 분할하고, 상기 분할된 일정 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 제공하는 RF 결합부;
    상기 수신 신호의 크기와 아날로그 디지털 변환기의 미리 설정된 역치 값(threshold)을 비교하여 비교 결과에 대한 양자화 값을 출력하는 아날로그 디지털 변환부; 및
    상기 출력된 양자화 값들에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하는 베이스밴드 결합부
    를 포함하며,
    상기 RF 결합부는
    상기 출력된 양자화 값들 중 미리 설정된 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도 중 최소 각도와 최대 각도의 범위를 상기 일정 개수의 각도로 분할하고, 상기 최소 각도와 최대 각도의 범위에서 분할된 일정 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 제공하며,
    상기 베이스밴드 결합부는
    미리 설정된 횟수만큼 상기 RF 결합부에 의해 분할된 상기 일정 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기의 양자화 값들 중 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하고,
    상기 역치 값은
    상기 미리 설정된 횟수 각각에서 이전 반복 과정에서의 상기 제1 값에 대응하는 수신 신호의 크기 또는 상기 제1 값의 개수에 기초하여 재설정되는 수신 신호 방향 추정 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 아날로그 디지털 변환부는
    1-비트 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 이용하여 상기 수신 신호의 크기에 대한 양자화 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 방향 추정 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 베이스밴드 결합부는
    상기 출력된 양자화 값들 중 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는지 판단하고, 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하지 않는 경우 상기 분할된 일정 개수의 각도 각각에 미리 설정된 일정 각도를 더하며, 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값이 존재하는 경우 상기 제1 값에 대응하는 양자화 값의 각도에 기초하여 상기 수신 신호의 방향을 추정하고,
    상기 RF 결합부는
    상기 일정 각도가 더해진 상기 일정 개수의 각도 각각에 대한 수신 신호의 크기를 제공하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 방향 추정 장치.
  16. 삭제
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