KR101971781B1 - Method and apparatus for transmitting signals based on coupling antenna for in-band full-duplex in the wireless communication system - Google Patents
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Abstract
상호 커플링 기반의 편파 안테나를 이용한 전이중 방식 송수신 장치 및 동작 방법 그리고 안테나가 개시된다. 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나에 있어서, 신호 스트림을 전달하는 RF-chain과 연결되고, 커플링을 통해 기생 안테나로 송신 신호를 전달하고, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 능동 안테나, 및 상기 능동 안테나를 통해 상기 송신 신호를 전송하기 위해 송신 신호를 이용하여 빔 포밍된 빔패턴, 및 상기 수신 신호를 위한 빔 패턴을 생성하기 위해 임피던스 제어부와 연결되는 기생 안테나를 포함할 수 있다.A full duplex transmission / reception apparatus, an operation method, and an antenna using a polarization coupling antenna based on mutual coupling are disclosed. An antenna for a transceiver apparatus using a plurality of antennas, the antenna being connected to an RF-chain for transmitting a signal stream and transmitting a transmission signal to a parasitic antenna through a coupling, An active antenna that receives a reception signal from the parasitic antenna using different polarization characteristics; and a beam pattern formed by using a transmission signal to transmit the transmission signal through the active antenna, and a beam pattern And a parasitic antenna connected to the impedance control unit to generate the parasitic antenna.
Description
본 발명은 다수의 안테나를 이용한 통신 시스템의 송신기 구조를 설계하는 기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for designing a transmitter structure of a communication system using a plurality of antennas.
기존의 통신 시스템에서는 하나의 신호 스트림을 전송하기 위해서 적어도 하나의 안테나와 기저대역(baseband) 단과 안테나를 연결하는 적어도 하나의 RF-chain을 필요로 한다. 즉, 통신 시스템의 송신기를 구현하기 위해서 적어도 하나의 안테나와 적어도 하나의 RF-chain이 필요하다. 그리고, 기존의 통신 시스템에서 높은 데이터 전송율을 달성하기 위해서 다수의 안테나를 이용하는 multi-input multi-output (MIMO) 통신 시스템이 제안되었다.Conventional communication systems require at least one antenna and at least one RF-chain connecting a baseband antenna and an antenna to transmit one signal stream. That is, at least one antenna and at least one RF-chain are required to implement the transmitter of the communication system. In order to achieve a high data rate in a conventional communication system, a multi-input multi-output (MIMO) communication system using a plurality of antennas has been proposed.
MIMO 통신 시스템의 송신기는 다수의 안테나가 각각의 안테나를 통해서 독립적인 신호 스트림을 전송함으로써 다중 신호 스트림을 전송 가능하다. 이처럼, 다중 신호 스트림을 전송하기 위해서는 MIMO 통신 시스템의 송신기 구조는 각각의 안테나에 기저대역(baseband) 단과 안테나를 연결하는 적어도 하나 이상의 RF 회로가 연결되는 구조를 가진다. A transmitter of a MIMO communication system is capable of transmitting multiple signal streams by a plurality of antennas transmitting independent signal streams through respective antennas. In order to transmit multiple signal streams, the transmitter structure of the MIMO communication system has a structure in which at least one RF circuit connecting a baseband stage and an antenna is connected to each antenna.
기존의 통신 시스템은 다중 신호 스트림을 전송하거나 또는 빔포밍 시, 다중 신호 스트림의 수에 해당하는 많은 수의 안테나를 요구하고, 빔 패턴을 특정 방향으로 집중 시키기 위해 상응하는 많은 수의 안테나를 요구한다. 이처럼, 다중 신호 스트림 전송 및 빔포밍을 위해 안테나의 개수를 증가하는 경우, 통신 시스템의 송신기 구조를 구현하기 위한 복잡도가 증가하게 된다.Conventional communication systems require a large number of antennas corresponding to the number of multiple signal streams when transmitting multiple signal streams or beamforming and require a correspondingly large number of antennas to focus the beam pattern in a particular direction . As such, increasing the number of antennas for multiple signal stream transmission and beamforming increases the complexity for implementing the transmitter structure of the communication system.
전이중 방식 (in-band full-duplex) 통신 시스템은 동일한 주파수 대역을 공유하면서 동시에 신호의 송신과 수신을 가능하게 하는 통신 방식이다. 그러나, 일반적인 통신 시스템에서 전이중 방식으로 신호를 송수신한다면 자기간섭신호에 의해서 원하는 신호의 수신이 불가능하기 때문에 자기간섭신호를 감쇄 또는 제거할 수 있는 송수신 기법을 필요로 한다.An in-band full-duplex communication system is a communication scheme that enables transmission and reception of signals simultaneously while sharing the same frequency band. However, in a general communication system, if a signal is transmitted and received in a full duplex manner, it is impossible to receive a desired signal by a magnetic interference signal. Therefore, a transmission / reception technique capable of attenuating or removing a magnetic interference signal is required.
따라서, 전이중 방식에 따라 동일한 주파수 대역을 공유하면서 동시에 신호의 송신과 수신을 수행하면서, 자기간섭신호에 의한 간섭을 감소 또는 제거하고, 안테나의 개수를 증가시키지 않으면서도 빔포밍 및 다수의 독립적인 신호 스트림을 송수신하는 기술이 요구된다.Accordingly, it is possible to reduce or eliminate the interference due to the magnetic interference signal while simultaneously transmitting and receiving signals while sharing the same frequency band in accordance with the full-duplex scheme, and reducing the number of antennas without increasing the number of antennas, A technique of transmitting and receiving a stream is required.
한국공개특허 제10-2014-0081754호는 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 이용한 제어 채널의 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 제어 채널들을 통해 전송할 복수의 제어 정보들을 결정하고, 제어 채널들을 통해 전송할 복수의 제어 정보들을 결정하고 상기 제어 정보들의 빔포밍 전송에 사용될 송신 빔들을 결정하는 기술을 기재하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0081754 relates to a method and apparatus for transmitting and receiving a control channel using beamforming in a wireless communication system. The method includes determining a plurality of control information to be transmitted through control channels, And determining transmission beams to be used for beamforming transmission of the control information.
본 발명은 기존의 안테나 구조와 달리 송신 또는 수신하고자 하는 신호 스트림의 개수에 해당하는 RF-chain만을 이용하여 신호 스트림을 독립적으로 송신 또는 수신하고, 각각의 신호 스트림은 빔 포밍(beam forming)에 의해 형성된 빔 패턴에 따라 송신 또는 수신되도록 제어하여 빔 포밍 이득을 얻도록 함으로써, 신호 스트림의 송신 및 수신을 동시에 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 통신 시스템보다 구현 복잡도가 낮은 송신기 구조를 제안하는 기술에 관한 것이다.Unlike the conventional antenna structure, the present invention independently transmits or receives a signal stream using only an RF-chain corresponding to the number of signal streams to be transmitted or received, and each signal stream is transmitted by beam forming A beamforming gain is obtained by controlling the transmission or reception according to the formed beam pattern so that the transmission and reception of the signal stream can be performed at the same time and the transmitter structure having a lower implementation complexity than that of the existing communication system is proposed .
또한, 서로 다른 편파 특성을 갖는 송신 능동 안테나와 수신 능동 안테나를 이용하여 신호를 송수신함으로써, 기존 통신 시스템의 안테나보다 안테나를 집적시키기 위한 것이다.In addition, signals are transmitted / received by using a transmission active antenna and a reception active antenna having different polarization characteristics to integrate antennas than antennas of existing communication systems.
또한, 복수의 기생 안테나들 중에서 송신 또는 수신 능동 안테나를 위해 선택적으로 일부 기생 안테나를 이용하고, 일부 기생 안테나는 해당하는 능동 안테나와 동일한 편파 특성을 갖는 안테나를 이용함으로써, 송신 신호와 수신 신호를 독립적으로 송신 및 수신하기 위한 것이다.In addition, among the plurality of parasitic antennas, some parasitic antennas are selectively used for transmitting or receiving active antennas, and some parasitic antennas are used for transmitting and receiving signals independently of each other by using antennas having the same polarization characteristics as the corresponding active antennas For transmission and reception.
다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나에 있어서, 신호 스트림을 전달하는 RF-chain과 연결되고, 커플링을 통해 기생 안테나로 송신 신호를 전달하고, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 능동 안테나, 및 상기 능동 안테나를 통해 상기 송신 신호를 전송하기 위해 송신 신호를 이용하여 빔 포밍된 빔패턴, 및 상기 수신 신호를 위한 빔 패턴을 생성하기 위해 임피던스 제어부와 연결되는 기생 안테나를 포함할 수 있다.An antenna for a transceiver apparatus using a plurality of antennas, the antenna being connected to an RF-chain for transmitting a signal stream and transmitting a transmission signal to a parasitic antenna through a coupling, An active antenna that receives a reception signal from the parasitic antenna using different polarization characteristics; and a beam pattern formed by using a transmission signal to transmit the transmission signal through the active antenna, and a beam pattern And a parasitic antenna connected to the impedance control unit to generate the parasitic antenna.
일측면에 따르면, 상기 능동 안테나는, 상기 송신 신호를 상기 기생 안테나로 전달하는 송신 능동 안테나, 및 상기 송신 능동 안테나와는 직교성을 유지하는 편파를 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 수신 능동 안테나를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the active antenna includes: a transmission active antenna that transmits the transmission signal to the parasitic antenna; and a reception active antenna that receives a reception signal from the parasitic antenna using polarized waves that maintain orthogonality with the transmission active antenna, Antenna.
다른 측면에 따르면, 상기 송신 능동 안테나와 상기 수신 능동 안테나 사이의 거리는 반파장 이하의 거리를 두고 배치될 수 있다.According to another aspect, the distance between the transmitting active antenna and the receiving active antenna may be less than half a wavelength.
또 다른 측면에 따르면, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 수평(horizontal) 편파 및 수직(vertical) 편파 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 다른 편파 특성은 상기 편파 특성이 해당하는 어느 하나의 편파를 제외한 나머지 하나의 편파를 나타낼 수 있다.According to another aspect of the present invention, when the polarization characteristic used in transmission of the transmission signal corresponds to one of a horizontal polarization and a vertical polarization, the other polarization characteristic may be any one of the polarization characteristics And the remaining one polarization except polarization.
또 다른 측면에 따르면, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 RHCP(right hand circular polarization) 및 LHCP(left hand circular polarization)에 해당하는 경우, 상기 다른 편파 특성은 상기 편파 특성이 해당하는 어느 하나의 편파를 제외한 나머지 하나의 편파를 나타낼 수 있다.According to another aspect of the present invention, when the polarization characteristic used in transmission of the transmission signal corresponds to a right hand circular polarization (RHCP) and a left hand circular polarization (LHCP), the other polarization characteristic may be any one And the remaining one polarization can be represented.
또 다른 측면에 따르면, 상기 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나는, 송신 및 수신에 이용되는 복수 개의 능동 안테나와 상기 복수 개의 능동 안테나 중 어느 하나에 의해 선택적으로 이용되는 복수 개의 기생 안테나를 포함하는 안테나 세트로 구성될 수 있다.According to another aspect, the antenna for a transceiver using the plurality of antennas includes a plurality of active antennas used for transmission and reception and a plurality of parasitic antennas selectively used by any one of the plurality of active antennas And a set of antennas.
또 다른 측면에 따르면, 상기 복수 개의 능동 안테나 중 어느 하나에 의해 선택적으로 이용되는 기생 안테나는 해당 능동 안테나와 동일한 편파 특성을 갖는 안테나에 해당할 수 있다.According to another aspect, a parasitic antenna selectively used by any one of the plurality of active antennas may correspond to an antenna having the same polarization characteristics as the corresponding active antenna.
또 다른 측면에 따르면, 상기 기생 안테나는, 상기 임피던스 제어부를 통해 임피던스의 값을 조절하여 빔 패턴을 변화시킬 수 있다.According to another aspect of the present invention, the parasitic antenna can change the beam pattern by adjusting the impedance value through the impedance control unit.
또 다른 측면에 따르면, 상기 변화된 빔 패턴을 통해서 상기 신호 스트림이 독립적으로 송신 또는 수신될 수 있다.According to another aspect, the signal stream can be independently transmitted or received via the modified beam pattern.
또 다른 측면에 따르면, 상기 능동 안테나와 상기 기생 안테나 사이의 거리는 반파장 이하의 거리를 두고 배치될 수 있다.According to another aspect, the distance between the active antenna and the parasitic antenna may be less than half a wavelength.
다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나의 동작 방법에 있어서, 커플링을 통해 기생 안테나로 송신 신호를 전달하고, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 능동 안테나를 신호 스트림을 전달하는 RF-chain과 연결되도록 배치하는 단계, 및 상기 능동 안테나를 통해 상기 송신 신호를 전송하기 위해 송신 신호를 이용하여 빔 포밍된 빔패턴, 및 상기 수신 신호를 위한 빔 패턴을 생성하기 위해 임피던스 제어부와 연결되도록 기생 안테나를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.A method of operating an antenna for a transceiver using a plurality of antennas, the method comprising: transmitting a transmission signal to a parasitic antenna through a coupling; and using a polarization characteristic different from a polarization characteristic used in transmitting the transmission signal, A beamformed beam pattern using a transmission signal to transmit the transmission signal through the active antenna, and a beamformed beam pattern using a transmission signal to transmit the transmission signal through the active antenna, And placing the parasitic antenna to be coupled to the impedance control to generate a beam pattern for the received signal.
일측면에 따르면, 상기 능동 안테나를 신호 스트림을 전달하는 RF-chain과 연결되도록 배치하는 단계는, 상기 송신 신호를 상기 기생 안테나로 전달하는 송신 능동 안테나가 상기 RF-chain과 연결되도록 배치하는 단계, 및 상기 송신 능동 안테나와는 직교성을 유지하는 편파를 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 수신 능동 안테나가 상기 RF-chain과 연결되도록 배치하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the step of arranging the active antenna to be connected to an RF-chain for transmitting a signal stream includes disposing a transmission active antenna for transmitting the transmission signal to the parasitic antenna to be connected to the RF- And arranging a receive active antenna that receives a receive signal from the parasitic antenna to be connected to the RF-chain using a polarization maintaining orthogonality with the transmit active antenna.
다른 측면에 따르면, 상기 송신 능동 안테나와 상기 수신 능동 안테나 사이의 거리는 반파장 이하의 거리를 두고 배치될 수 있다.According to another aspect, the distance between the transmitting active antenna and the receiving active antenna may be less than half a wavelength.
또 다른 측면에 따르면, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 수평(horizontal) 편파 및 수직(vertical) 편파 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 다른 편파 특성은 상기 편파 특성이 해당하는 어느 하나의 편파를 제외한 나머지 하나의 편파를 나타낼 수 있다.According to another aspect of the present invention, when the polarization characteristic used in transmission of the transmission signal corresponds to one of a horizontal polarization and a vertical polarization, the other polarization characteristic may be any one of the polarization characteristics And the remaining one polarization except polarization.
또 다른 측면에 따르면, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 RHCP(right hand circular polarization) 및 LHCP(left hand circular polarization)에 해당하는 경우, 상기 다른 편파 특성은 상기 편파 특성이 해당하는 어느 하나의 편파를 제외한 나머지 하나의 편파를 나타낼 수 있다.According to another aspect of the present invention, when the polarization characteristic used in transmission of the transmission signal corresponds to a right hand circular polarization (RHCP) and a left hand circular polarization (LHCP), the other polarization characteristic may be any one And the remaining one polarization can be represented.
또 다른 측면에 따르면, 상기 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나는, 송신 및 수신에 이용되는 복수 개의 능동 안테나와 상기 복수 개의 능동 안테나 중 어느 하나에 의해 선택적으로 이용되는 복수 개의 기생 안테나를 포함하는 안테나 세트로 구성될 수 있다.According to another aspect, the antenna for a transceiver using the plurality of antennas includes a plurality of active antennas used for transmission and reception and a plurality of parasitic antennas selectively used by any one of the plurality of active antennas And a set of antennas.
또 다른 측면에 따르면, 상기 복수 개의 능동 안테나 중 어느 하나에 의해 선택적으로 이용되는 기생 안테나는 해당 능동 안테나와 동일한 편파 특성을 갖는 안테나를 나타낼 수 있다.According to another aspect, a parasitic antenna selectively used by any one of the plurality of active antennas may represent an antenna having the same polarization characteristic as the corresponding active antenna.
또 다른 측면에 따르면, 상기 임피던스 제어부를 통해 기생 안테나의 임피던스의 값을 조절하여 빔 패턴을 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the method may further include changing a beam pattern by adjusting a value of an impedance of the parasitic antenna through the impedance control unit.
또 다른 측면에 따르면, 상기 변화된 빔 패턴을 통해서 상기 신호 스트림이 독립적으로 송신 또는 수신될 수 있다.According to another aspect, the signal stream can be independently transmitted or received via the modified beam pattern.
다수의 안테나를 이용한 송수신 장치에 있어서, 미리 지정된 빔 패턴을 형성하기 위한 임피던스 제어신호를 생성하는 기저대역(baseband) 단, 상기 기저대역(baseband) 단과 연결되고, 신호 스트림을 전달하는 RF-chain, 상기 RF-chain과 연결되고, 커플링을 통해 기생 안테나로 송신 신호를 전달하고, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 능동 안테나, 상기 능동 안테나를 통해 상기 송신 신호를 전송하기 위한 송신 빔 패턴, 상기 능동 안테나를 통해 상기 수신 신호를 수신하기 위한 수신 빔 패턴을 생성하는 기생 안테나, 및 상기 기저대역(baseband) 단과 연결되며, 미리 지정된 상기 송신 빔 패턴 및 수신 빔 패턴이 형성되도록 상기 임피던스 제어신호에 기초하여 기생 안테나의 임피던스 값의 조절을 제어하는 임피던스 제어부를 포함할 수 있다.A transceiver using a plurality of antennas, comprising: a baseband stage generating an impedance control signal for forming a predetermined beam pattern; an RF-chain connected to the baseband stage and transmitting a signal stream; An active antenna connected to the RF-chain and transmitting a transmission signal to a parasitic antenna through a coupling, and receiving a reception signal from the parasitic antenna using a polarization characteristic different from a polarization characteristic used in transmission of the transmission signal; A transmission beam pattern for transmitting the transmission signal through the active antenna, a parasitic antenna for generating a reception beam pattern for receiving the reception signal through the active antenna, and a baseband stage connected to the baseband stage, Based on the impedance control signal so that the specified transmission beam pattern and reception beam pattern are formed, And an impedance control unit for controlling the adjustment of the impedance value.
본 발명의 실시예들에 따르면, 기존의 안테나 구조와 달리 송신 또는 수신하고자 하는 신호 스트림의 개수에 해당하는 RF-chain만을 이용하여 신호 스트림을 독립적으로 송신 또는 수신하고, 각각의 신호 스트림은 빔 포밍(beam forming)에 의해 형성된 빔 패턴에 따라 송신 또는 수신되도록 제어하여 빔 포밍 이득을 얻도록 함으로써, 신호 스트림의 송신 및 수신을 동시에 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 통신 시스템보다 송신기 구조의 구현 복잡도를 낮출 수 있다.According to the embodiments of the present invention, unlike the conventional antenna structure, a signal stream is independently transmitted or received using only RF-chain corresponding to the number of signal streams to be transmitted or received, the beamforming gain can be controlled so as to be transmitted or received in accordance with a beam pattern formed by beam forming, so that not only transmission and reception of a signal stream can be performed at the same time, .
또한, 서로 다른 편파 특성을 갖는 송신 능동 안테나와 수신 능동 안테나를 이용하여 신호를 송수신함으로써, 기존 통신 시스템의 안테나보다 안테나를 집적시킬 수 있다.In addition, by transmitting and receiving signals using a transmission active antenna and a reception active antenna having different polarization characteristics, it is possible to integrate antennas more than antennas of existing communication systems.
또한, 복수의 기생 안테나들 중에서 송신 또는 수신 능동 안테나를 위해 선택적으로 일부 기생 안테나를 이용하고, 일부 기생 안테나는 해당하는 능동 안테나와 동일한 편파 특성을 갖는 안테나를 이용함으로써, 송신 신호와 수신 신호를 독립적으로 송신 및 수신할 수 있다.In addition, among the plurality of parasitic antennas, some parasitic antennas are selectively used for transmitting or receiving active antennas, and some parasitic antennas are used for transmitting and receiving signals independently of each other by using antennas having the same polarization characteristics as the corresponding active antennas As shown in Fig.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 다수의 안테나를 이용하는 송수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 신호의 동시 송신 및 수신을 지원하는 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 신호의 동시 송신 및 수신을 지원하는 안테나의 설계 및 동작하는 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a diagram illustrating a structure of a transceiver using a plurality of antennas according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a structure of an antenna supporting simultaneous transmission and reception of signals in an embodiment of the present invention.
3 is a flow diagram illustrating a method of designing and operating an antenna that supports simultaneous transmission and reception of signals in one embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 다수의 안테나를 이용한 통신 시스템의 송신기 구조를 설계하는 기술에 관한 것으로, 특히, 빔포밍 및 다중 신호 스트림의 송신 시 대응하여 안테나의 개수가 증가함에 따른 구현의 복잡도를 낮추는 기술에 관한 것이다. 다시 말해, 본 발명은 빔공간 MIMO 통신 시스템에서 하나의 송신 신호 스트림을 전송하기 위해 하나의 송신 RF-chain을 사용하고, 하나의 수신 신호 스트림을 수신하기 위해 하나의 수신 RF-chain을 사용함으로써, 신호 스트림의 송신 및 수신을 동시에 수행하면서, 구현 복잡도는 낮추는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for designing a transmitter structure of a communication system using a plurality of antennas, and more particularly, to a technique for reducing the complexity of implementation as the number of antennas increases corresponding to beamforming and transmission of multiple signal streams . In other words, the present invention uses one transmitting RF-chain to transmit one transmitting signal stream in a beam-space MIMO communication system and one receiving RF-chain to receive one receiving signal stream, The present invention relates to a technique for lowering the implementation complexity while simultaneously performing transmission and reception of a signal stream.
빔공간 MIMO 통신 시스템은 다수의 안테나를 이용하는 통신 시스템으로써 능동 안테나와 적어도 하나 이상의 기생 안테나로 구성된 electronically steerable parasitic array radiator (ESPAR) 안테나를 이용할 수 있다. 그리고, 능동 안테나에는 하나의 RF chain(즉 RF 회로)가 연결될 수 있고, 각각의 기생 안테나에는 임피던스 역할을 하는 장치가 연결되어 있으며 임피던스 값은 조절될 수 있다. A beam-space MIMO communication system can use an electronically steerable parasitic array radiator (ESPAR) antenna composed of an active antenna and at least one parasitic antenna as a communication system using a plurality of antennas. An active antenna can be connected to one RF chain (i.e., RF circuit), and each parasitic antenna is connected to a device acting as an impedance, and the impedance value can be adjusted.
ESPAR 안테나는 능동 안테나와 기생 안테나와의 상호 커플링이 존재하는 상태에서 기생 안테나에 연결된 임피던스 값을 조절해서 다중 신호 스트림을 전송하거나 빔포밍을 수행할 수 있다. The ESPAR antenna can transmit multiple signal streams or perform beamforming by adjusting the impedance value connected to the parasitic antenna in the presence of mutual coupling between the active antenna and the parasitic antenna.
빔공간 MIMO 통신 시스템(즉, 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치)은 MIMO 통신 시스템과 같이 다수의 안테나를 이용하지만 단일 RF-chain을 이용해서 MIMO 통신 시스템과 기능적으로 유사한 역할을 수행하며, MIMO 통신 시스템의 전송 용량을 달성할 수 있다.A beam-space MIMO communication system (i.e., a transceiver using a plurality of antennas) uses a plurality of antennas, such as a MIMO communication system, but performs a functionally similar function with the MIMO communication system using a single RF- Can be achieved.
본 실시예에서, 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치(즉, 빔공간 MIMO 통신 시스템)는 ESPAR 안테나를 이용하여 빔포밍을 수행하고, 빔포밍을 통해 형성된 빔 패턴에 따라 동일한 주파수 대역에서 송신 신호를 전송하고, 수신 신호를 수신하는 경우를 예로 들어 설명하나, 이는 실시예에 해당되며, ESPAR 안테나 이외에 다른 안테나가 이용될 수도 있다. 예를 들어, 능동 안테나와 기생 안테나는 다이폴 안테나, 모노폴 안테나, 마이크로스트립 패치 안테나 형태로 구성될 수 있다. 이때, 패치 안테나로 구성되는 경우, 전체 안테나는 평면 구조로 구현될 수 있다.In the present embodiment, a transmitting / receiving apparatus using multiple antennas (i.e., a beam space MIMO communication system) performs beamforming using an ESPAR antenna and transmits a transmitting signal in the same frequency band according to a beam pattern formed through beam forming And receives a reception signal. However, this corresponds to the embodiment, and other antennas other than the ESPAR antenna may be used. For example, the active and parasitic antennas may be configured as dipole antennas, monopole antennas, and microstrip patch antennas. At this time, in the case of a patch antenna, the entire antenna can be implemented in a planar structure.
본 실시예들에서, '다수의 안테나를 이용한 송수신 장치(즉, 송수신 장치)'는 빔공간 MIMO 통신 시스템을 나타낼 수 있다.In the present embodiments, a " transceiver using multiple antennas (i. E., Transceiver) " may represent a beam-space MIMO communication system.
본 실시예들에서, 빔 포밍을 통해 형성하고자 하는 원하는 빔 패턴은 신호의 송신 및 수신에 따라 미리 지정된 원하는 빔 방향 및 빔 폭을 포함할 수 있다.In these embodiments, the desired beam pattern to be formed through beamforming may include a predetermined desired beam direction and beam width according to the transmission and reception of the signal.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 다수의 안테나를 이용하는 송수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a structure of a transceiver using a plurality of antennas according to an embodiment of the present invention.
도 1에 따르면, 송수신 장치(100)는 기저대역(baseband) 단(110), RF-chain(120), 안테나(130) 및 임피던스 제어부(140)를 포함할 수 있다.1, the
기저대역(baseband) 단(110)은 RF-chain(120)과 연결되며, 전송하고자 하는 데이터 신호를 처리할 수 있다. 그리고, 기저대역(baseband) 단(110)은 신호 처리된 데이터 신호(즉, 송신 신호)를 RF-chain(120)으로 전달할 수 있다. The
기저대역(baseband) 단(110)은 신호 처리된 상기 송신 신호를 능동 안테나를 통해 전송 시, 해당 기생 안테나에 연결된 임피던스 값을 조절하기 위한 임피던스 제어신호를 임피던스 제어부(140)로 전달할 수 있다. 그리고, 기저대역(baseband) 단(110)은 능동 안테나를 통해 수신 신호를 수신하는 경우, 해당 기생 안테나에 연결된 임피던스 값을 조절하기 위한 임피던스 제어신호를 임피던스 제어부(140)로 전달할 수 있다.The
이처럼, 기저대역(baseband) 단(110)은 송신 신호의 처리 및 수신 신호의 처리, 그리고, 송신 신호를 위한 임피던스 제어신호, 수신 신호를 위한 임피던스 제어신호를 생성하여 임피던스 제어부(140)로 전달하기 위해 송신 기저대역(Tx baseband) 단(111) 및 수신 기저대역(Rx baseband) 단(112)을 포함할 수 있다.As described above, the
RF-chain(120)은 송신 및 수신 신호를 위한 RF-chain으로 구분될 수 있다. 예컨대, RF-chain(120)은 송신 기저대역(Tx baseband) 단(111)으로부터 전달받은 송신 신호를 전송 가능한 형태로 변환하는 송신 RF-chain(Tx RF-chain, 121) 및 수신 기저대역(Rx baseband) 단(112)으로 수신 신호를 전달 가능한 형태로 수신 신호를 변환하는 수신 RF-chain(Rx RF-chain, 122)을 포함할 수 있다.The RF-
송신 RF-chain(Tx RF-chain, 121)은 DAC(Digital to Analog Converter), 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), 및 전력 증폭기(Power Amplifier)를 포함할 수 있다. The transmit RF-
DAC(Digital Analog Converter)는 송신 기저대역(Tx baseband) 단(111)으로부터 전달받은 디지털의 송신 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다. A DAC (Digital Analog Converter) can convert a digital transmission signal received from a
믹서(mixer)는 DAC에서 변환된 아날로그 신호와 오실레이터에서 생성된 발진 신호를 믹싱(mixing)하여 전력 증폭기(Power Amplifier)로 전달할 수 있다.The mixer mixes the analog signal converted from the DAC and the oscillation signal generated from the oscillator and transmits the mixed signal to a power amplifier.
전력 증폭기(Power Amplifier)는 믹서(mixer)로부터 전달받은 신호의 전력이 기정의된 기준 전력 이상이 되도록 증폭하여 안테나(130)로 전달할 수 있다. 예컨대, 전력 증폭기는 증폭된 신호를 능동 안테나(Act_ant)들 중 송신 능동 안테나로 전달할 수 있다.The power amplifier can amplify the power of the signal received from the mixer to a predetermined reference power or more and transmit the amplified power to the
수신 RF-chain(Rx RF-chain, 122)은 LNA(Low Noise Amplifier), 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), 및 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함할 수 있다. The receiving RF-
LNA(Low Noise Amplifier)는 수신 능동 안테나로부터 전달받은 수신 신호를 대상으로 저잡음 증폭시킬 수 있다.The LNA (Low Noise Amplifier) can perform low noise amplification on the received signal received from the active active antenna.
믹서(mixer)는 LNA를 통해 증폭된 신호와 오실레이터에서 수신된 신호를 혼합(mixing)하여 ADC로 전달할 수 있다.The mixer can mix the amplified signal from the LNA and the received signal from the oscillator and deliver it to the ADC.
ADC(Analog to Digital Converter)는 믹서로부터 수신된 아날로그 신호를 신호 처리가 가능하도록 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다.An analog to digital converter (ADC) can convert an analog signal received from a mixer into a digital signal for signal processing and output it.
안테나(130)는 신호의 전송을 위해 이용되는 송신 능동 안테나, 신호의 수신을 위해 수신 능동 안테나 및 복수개의 기생 안테나를 포함하는 안테나 세트(set)로 구성될 수 있다. 이때, 복수개의 기생 안테나 중 적어도 하나가 송신 능동 안테나에 대응하여 선택적으로 이용되고, 상기 복수개의 기생 안테나 중 적어도 하나가 수신 능동 안테나에 대응하여 선택적으로 이용될 수 있다.The
안테나(130)에 포함된 두 개 이상의 능동 안테나(131)와 복수개의 기생 안테나(132) 사이에는 상호 커플링이 존재하며, 송신 능동 안테나는 상호 커플링을 통해 해당하는 기생 안테나로 송신 신호를 전달할 수 있다. 그리고, 기생 안테나(132) 각각은 연결된 임피던스 제어부(140)를 통해서 임피던스의 값을 조절하여 빔 패턴을 변화시킬 수 있다. 즉, 임피던스 제어신호에 기초하여 임피던스의 값이 조절됨에 따라, 송신 또는 수신 시 원하는 빔 패턴이 형성될 수 있다. 다시 말해, 빔 포밍(beam forming)이 수행될 수 있다.There is a mutual coupling between two or more
임피던스 제어부(140)는 기저대역(baseband) 단(110) 및 안테나(130)와 연결될 수 있으며, 기저대역(baseband) 단(110)으로부터 수신된 임피던스 제어신호에 기초하여 기생 안테나의 임피던스 값을 조절할 수 있다. 즉, 임피던스 제어부(140)는 상기 임피던스 제어신호에 기초하여 기생 안테나의 임피던스 값을 조절하여 송신 신호의 전송, 수신 신호의 수신 시 원하는 송신 빔 패턴 및 수신 빔 패턴이 형성되도록 제어할 수 있으며, 상기 제어에 기초하여 기생 안테나는 빔 패턴을 변화시킬 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 신호의 동시 송신 및 수신을 지원하는 안테나의 구조를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 신호의 동시 송신 및 수신을 지원하는 안테나의 설계 및 동작하는 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of an antenna supporting simultaneous transmission and reception of signals in an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram illustrating a structure of an antenna supporting simultaneous transmission and reception of signals Fig. 2 is a flow chart illustrating a method of designing and operating an antenna to be used in a mobile communication system.
도 2의 안테나 구조는 도 1의 안테나(130) 구조를 나타낼 수 있다.The antenna structure of FIG. 2 may represent the structure of the
도 2에 따르면, 안테나(200, 즉, 도 1의 130)는 두 개 이상의 능동 안테나 및 임피던스(즉, 임피던스 제어부)와 연결된 복수개의 기생 안테나를 포함할 수 있다.2, the
도 3에서 각 단계들(310 내지 330)은 도 2의 능동 안테나 및 기생 안테나에 의해 수행될 수 있다.In FIG. 3, the
310 단계에서, 신호 스트림을 전달하는 RF-chain과 연결되도록 능동 안테나가 배치될 수 있다. 여기서, 능동 안테나는 두 개 이상의 능동 안테나(210, 220)를 포함할 수 있으며, 예컨대, 송신 신호의 전송에 이용되는 송신 능동 안테나(210) 및 수신 신호의 수신을 위해 이용되는 수신 능동 안테나(220)를 포함할 수 있다.At
311 단계에서, 제1 편파 특성을 갖는 송신 능동 안테나(210)가 RF-chain과 연결되도록 배치될 수 있다.In
송신 능동 안테나(210)는 하나의 독립적인 신호 스트림을 전송하기 위해 적어도 하나의 능동 안테나를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 RF-chain과 연결될 수 있다.The transmit
312 단계에서, 제1 편파 특성과는 다른 제2 편파 특성을 갖는 수신 능동 안테나(220)가 RF-chain과 연결되도록 배치될 수 있다. 이때, 서로 다른 편파 특성을 갖는 송신 능동 안테나(210)와 수신 능동 안테나(220) 사이의 거리는 반파장 이하의 거리를 두고 배치될 수 있다.In
수신 능동 안테나(220)는 하나의 독립적인 신호 스트림을 수신하기 위해 적어도 하나의 능동 안테나를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 RF-chain과 연결될 수 있다. 그리고, 송신 능동 안테나(210)와 송신 능동 안테나(220)는 동일한 주파수 대역에서 동시에 신호를 송신 및 수신하면서 간섭 영향을 받지 않도록(즉, 송신 신호와 수신 신호 간의 간섭이 미리 정의된 기준 간섭 이하가 되도록) 직교성을 유지하는 서로 다른 편파 특성을 가질 수 있다. The receive
일례로, 송신 능동 안테나(210)가 수직(vertical) 편파 및 수평(horizontal) 편파 중 어느 하나의 편파 특성을 이용하여 신호를 전송하는 경우, 수신 능동 안테나(220)는 나머지 하나의 편파 특성을 가질 수 있다. 예컨대, 송신 능동 안테나(210)가 수직 편파 특성을 갖는 경우, 수신 능동 안테나(220)는 수평 편파 특성을 가질 수 있고, 송신 능동 안테나(210)가 수평 편파 특성을 갖는 경우, 수신 능동 안테나(220)는 수직 편파 특성을 가질 수 있다.For example, when the transmission
다른 예로, 송신 능동 안테나(210)가 RHCP(right hand circular polarization) 및 LHCP(left hand circular polarization) 중 어느 하나의 편파 특성을 이용하여 신호를 전송하는 경우, 수신 능동 안테나(220)는 나머지 하나의 편파 특성을 가질 수 있다. 예컨대, 송신 능동 안테나(210)가 RHCP 특성을 갖는 경우, 수신 능동 안테나(220)는 LHCP 특성을 가질 수 있고, 송신 능동 안테나(210)가 LHCP 특성을 갖는 경우, 수신 능동 안테나(220)는 RHCP 특성을 가질 수 있다.In another example, when the transmission
320 단계에서, 미리 지정된 원하는 빔 패턴(예컨대, 원하는 빔 폭 및 빔 방향)을 생성하기 위해 임피던스 제어부와 연결되도록 복수개의 기생 안테나(230, 240)가 배치될 수 있다. 이때, 기생 안테나(230, 240)는 능동 안테나(210, 220) 주변에 배치될 수 있다.In
일례로, 복수개의 기생 안테나들(230, 240) 중 일부 기생 안테나(230)가 선택적으로 신호 스트림의 송신(즉, 송신 능동 안테나를 통한 신호 전송)을 위해 이용될 수 있다. 그리고, 복수개의 기생 안테나들(230, 240) 중 일부 기생 안테나(240)가 선택적으로 신호 스트림의 수신 (즉, 수신 능동 안테나를 통한 신호 수신)을 위해 이용될 수 있다. 이때, 신호 스트림의 송신을 위해 이용되는 일부 기생 안테나(230)는 송신 능동 안테나(210)와 동일한 편파 특성을 가질 수 있으며, 신호 스트림의 수신을 위해 이용되는 일부 기생 안테나(240)는 수신 능동 안테나(220)와 동일한 편파 특성을 가질 수 있다.In one example, some
그리고, 기생 안테나(230, 240)와 능동 안테나(210, 220) 사이에 커플링(coupling)이 존재하므로, 능동 안테나(210, 220)와 기생 안테나(230, 240) 사이의 거리는 반파장 이하가 되도록 기생 안테나(230, 240)가 능동 안테나(210, 220) 주변에 배치될 수 있다. 예컨대, 기생 안테나(230, 240)와 능동 안테나(210, 220)는 다이폴 안테나, 모노폴 안테나, 마이크로스트립 패치 안테나 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 패치 안테나로 구성되는 경우, 전체 안테나는 평면 구조로 구현될 수 있다.Since there is a coupling between the
330 단계에서, 임피던스 제어신호에 기초하여 기생 안테나의 임피던스의 값을 조절하여 빔 패턴이 변화될 수 있다.In
일례로, 임피던스 제어부(140)는 기저대역 단(110)으로부터 전달받은 임피던스 제어신호에 기초하여 미리 지정된 원하는 빔패턴(예컨대, 송신 빔 패턴, 및 수신 빔 패턴)을 형성하도록, 연결된 기생 안테나(230, 240)의 임피던스 값을 조절할 수 있다. 여기서, 원하는 빔 패턴에 해당하는 임피던스 값은 시뮬레이션이나 실험적인 방법을 통해 미리 지정될 수 있으며, 임피던스 제어신호는 임피던스 제어부에 연결된 기생 안테나의 임피던스값이 상기 미리 지정된 임피던스 값으로 조절하기 위한 제어신호를 나타낼 수 있다. 이때, 송신 신호를 위한 빔 패턴 및 수신 신호를 위판 빔 패턴이 상이할 수 있으며, 송신 및 수신 빔 패턴을 구분하기 위해 임피던스 제어 신호는 송신 빔 패턴에 이용될 제어신호인지, 수신 빔 패턴에 이용될 제어신호인지 여부를 나타내는 정보(또는 플래그 등)을 포함할 수 있다. 그리고, 임피던스 제어부(140)는 상기 정보에 기초하여 해당 임피던스 제어신호를 이용하여 송신 빔 패턴 형성을 위해 이용되는 기생 안테나, 수신 빔 패턴 형성을 위해 이용되는 기생 안테나의 임피던스값을 조절할 수 있다.For example, the
이상에서 설명한 바와 같이, 상호 커플링 기반의 편파 안테나를 이용한 전이중 방식 송수신 장치 및 동작 방법 그리고 안테나는, 서로 다른 편파 특성을 갖는 능동 안테나를 이용하여 독립적인 신호 스트림을 동시에 송신 및 수신할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 기생 안테나의 임피던스 값을 조절하는 빔 포밍을 통해 원하는 빔 패턴으로 신호 스트림을 독립적으로 송신 및 수신할 수 있다. 즉, 송신하고자 하는 신호 스트림은 빔 포밍에 의해서 형성된 송신 빔 패턴을 따라 송신되고, 수신하고자 하는 신호 스트림을 빔 포밍에 의해서 형성된 수신 빔 패턴에 따라 수신되도록 하여 빔 포밍 이득을 얻을 수 있다. 그리고, 하나의 신호 스트림을 송신하기 위해서 하나의 송신 RF-chain을 이용하고, 하나의 신호 스트림을 수신하기 위해서 하나의 수신 RF-chain을 이용함으로써, 기존의 MIMO 통신 시스템보다 신호의 송수신을 위한 송수신기의 구현 복잡도를 낮출 수 있다.As described above, the full-duplex transmission / reception apparatus, the operation method, and the antenna using the mutual coupling-based polarization antenna can simultaneously transmit and receive independent signal streams using active antennas having different polarization characteristics Alternatively, the signal stream can be independently transmitted and received in a desired beam pattern through beamforming to adjust the impedance value of the parasitic antenna. That is, a signal stream to be transmitted is transmitted along a transmission beam pattern formed by beamforming, and the signal stream to be received is received according to a reception beam pattern formed by beamforming, thereby obtaining a beamforming gain. In addition, by using one transmission RF-chain to transmit one signal stream and one reception RF-chain for receiving one signal stream, a transceiver for transmitting and receiving signals, rather than a conventional MIMO communication system, Can be reduced.
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.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. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (20)
신호 스트림을 전달하는 두 개 이상의 RF-chain과 각각 연결되고, 커플링을 통해 기생 안테나로 송신 신호를 전달하고, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 두 개 이상의 능동 안테나; 및
상기 능동 안테나를 통해 상기 송신 신호를 전송하기 위해 송신 신호를 이용하여 빔 포밍된 빔패턴, 및 상기 수신 신호를 위한 빔 패턴을 생성하기 위해 임피던스 제어부와 연결되는 기생 안테나
를 포함하고,
상기 두 개 이상의 능동 안테나는,
상기 두 개 이상의 RF-chain 중 송신 RF-chain와 연결되어 상기 송신 신호를 상기 기생 안테나로 전달하며 제1 편파 특성을 갖는 송신 능동 안테나; 및
상기 두 개 이상의 RF-chain 중 수신 RF-chain와 연결되어 상기 송신 능동 안테나와는 직교성을 유지하는 편파를 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받으며 상기 제1 편파 특성과는 다른 제2 편파 특성을 갖는 수신 능동 안테나
를 포함하고,
서로 다른 편파 특성을 갖는 상기 송신 능동 안테나와 상기 수신 능동 안테나 사이의 거리는 반파장 이하의 거리를 두고 배치되며, 상기 송신 능동 안테나와 상기 수신 능동 안테나는 동일한 주파수 대역에서 동시에 신호를 송신 및 수신하면서 간섭 영향을 받지 않도록 직교성을 유지하는 서로 다른 편파 특성을 갖고,
상기 기생 안테나는 복수개로 구성되어, 복수개의 상기 기생 안테나 중 상기 송신 능동 안테나에 대응하여 선택적으로 이용되고, 상기 수신 능동 안테나에 대응하여 선택적으로 이용되고,
상기 송신 능동 안테나 및 수신 능동 안테나 중 어느 하나에 의해 선택적으로 이용되는 기생 안테나는 해당 능동 안테나와 동일한 편파 특성을 갖는 안테나이며,
상기 임피던스 제어부를 통해 기저대역 단으로부터 전달받은 임피던스 제어신호에 기초하여 미리 지정된 빔 패턴을 형성하도록 상기 기생 안테나의 임피던스의 값을 조절하여 빔 패턴을 변화시키되, 송신 신호를 위한 송신 빔 패턴 및 수신 신호를 위판 수신 빔 패턴이 상이하며, 상기 임피던스 제어신호는 상기 송신 빔 패턴 및 상기 수신 빔 패턴을 구분하기 위해 상기 송신 빔 패턴에 이용되는 제어신호인지 상기 수신 빔 패턴에 이용되는 제어신호인지 여부를 나타내는 정보를 포함하며, 상기 변화된 빔 패턴을 통해서 상기 신호 스트림 중 송신 신호 스트림 또는 수신 신호 스트림을 사용하여 독립적으로 송신 또는 수신되는 것
을 특징으로 하는 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나.An antenna for a transceiver using a plurality of antennas,
And transmitting the transmission signal to the parasitic antenna through a coupling and transmitting the transmission signal to the parasitic antenna by using a polarization characteristic different from a polarization characteristic used in transmission of the transmission signal, At least two active antennas receiving a received signal from the base station; And
A beamformed beam pattern using a transmission signal to transmit the transmission signal through the active antenna, and a parasitic antenna connected to the impedance controller to generate a beam pattern for the reception signal,
Lt; / RTI >
Wherein the at least two active antennas comprise:
A transmission active antenna having a first polarization characteristic and connected to a transmission RF-chain among the two or more RF-chains to transmit the transmission signal to the parasitic antenna; And
Receiving a reception signal from the parasitic antenna by using a polarized wave that is connected to a reception RF-chain of the two or more RF-chains and maintains orthogonality with the transmission active antenna, and receives a second polarization characteristic ≪ / RTI >
Lt; / RTI >
Wherein a distance between the transmission active antenna and the reception active antenna having different polarization characteristics is a distance of less than half a wavelength and the transmission active antenna and the reception active antenna transmit and receive signals simultaneously in the same frequency band, Having different polarization characteristics to maintain orthogonality so as not to be influenced,
Wherein the parasitic antenna is composed of a plurality of parasitic antennas and is selectively used corresponding to the transmission active antenna among the plurality of parasitic antennas and selectively used corresponding to the reception active antenna,
The parasitic antenna selectively used by either the transmission active antenna or the reception active antenna is an antenna having the same polarization characteristic as the corresponding active antenna,
Wherein the impedance control unit adjusts the impedance of the parasitic antenna so as to form a predetermined beam pattern on the basis of the impedance control signal transmitted from the base band stage, thereby changing the beam pattern, And the impedance control signal indicates whether the control signal is used for the transmission beam pattern or the control signal used for the reception beam pattern to distinguish the transmission beam pattern and the reception beam pattern from each other Information that is independently transmitted or received using a transmission signal stream or a reception signal stream of the signal streams through the changed beam pattern
And an antenna for a transceiver using the plurality of antennas.
상기 송신 능동 안테나의 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 수평(horizontal) 편파 및 수직(vertical) 편파 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 갖는 상기 수신 능동 안테나는 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 해당하는 어느 하나의 편파를 제외한 나머지 하나의 편파를 나타내는 것
을 특징으로 하는 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나.The method according to claim 1,
When a polarization characteristic used for transmission of the transmission signal of the transmission active antenna corresponds to either a horizontal polarization or a vertical polarization, a polarization characteristic different from a polarization characteristic used for transmission of the transmission signal The reception active antenna having a polarization characteristic used for transmission of the transmission signal represents one polarization except for one polarization corresponding to the polarization characteristic used for transmission of the transmission signal
And an antenna for a transceiver using the plurality of antennas.
상기 송신 능동 안테나의 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 RHCP(right hand circular polarization) 및 LHCP(left hand circular polarization) 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 갖는 상기 수신 능동 안테나는 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 해당하는 어느 하나의 편파를 제외한 나머지 하나의 편파를 나타내는 것
을 특징으로 하는 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나.The method according to claim 1,
When a polarization characteristic used in transmitting the transmission signal of the transmission active antenna corresponds to one of right hand circular polarization (RHCP) and left hand circular polarization (LHCP), a polarization characteristic used in transmission of the transmission signal The reception active antenna having a different polarization characteristic indicates the other polarization except for any one polarization corresponding to the polarization characteristic used in transmission of the transmission signal
And an antenna for a transceiver using the plurality of antennas.
커플링을 통해 기생 안테나로 송신 신호를 전달하고, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 두 개 이상의 능동 안테나를 신호 스트림을 전달하는 두 개 이상의 RF-chain과 각각 연결되도록 배치하는 단계; 및
상기 능동 안테나를 통해 상기 송신 신호를 전송하기 위해 송신 신호를 이용하여 빔 포밍된 빔패턴, 및 상기 수신 신호를 위한 빔 패턴을 생성하기 위해 임피던스 제어부와 연결되도록 기생 안테나를 배치하는 단계
를 포함하고,
상기 두 개 이상의 RF chain과 연결된 두 개 이상의 능동 안테나는,
상기 두 개 이상의 RF-chain 중 송신 RF-chain와 연결되어 상기 송신 신호를 상기 기생 안테나로 전달하며 제1 편파 특성을 갖는 송신 능동 안테나, 및 상기 두 개 이상의 RF-chain 중 수신 RF-chain와 연결되어 상기 송신 능동 안테나와는 직교성을 유지하는 편파를 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받으며 상기 제1 편파 특성과는 다른 제2 편파 특성을 갖는 수신 능동 안테나를 포함하고,
서로 다른 편파 특성을 갖는 상기 송신 능동 안테나와 상기 수신 능동 안테나 사이의 거리는 반파장 이하의 거리를 두고 배치되며, 상기 송신 능동 안테나와 상기 수신 능동 안테나는 동일한 주파수 대역에서 동시에 신호를 송신 및 수신하면서 간섭 영향을 받지 않도록 직교성을 유지하는 서로 다른 편파 특성을 갖고,
상기 기생 안테나는 복수개로 구성되어, 복수개의 상기 기생 안테나 중 상기 송신 능동 안테나에 대응하여 선택적으로 이용되고, 상기 수신 능동 안테나에 대응하여 선택적으로 이용되고,
상기 송신 능동 안테나 및 수신 능동 안테나 중 어느 하나에 의해 선택적으로 이용되는 기생 안테나는 해당 능동 안테나와 동일한 편파 특성을 갖는 안테나이며,
상기 임피던스 제어부를 통해 기저대역 단으로부터 전달받은 임피던스 제어신호에 기초하여 미리 지정된 빔 패턴을 형성하도록 상기 기생 안테나의 임피던스의 값을 조절하여 빔 패턴을 변화시키되, 송신 신호를 위한 송신 빔 패턴 및 수신 신호를 위판 수신 빔 패턴이 상이하며, 상기 임피던스 제어신호는 상기 송신 빔 패턴 및 상기 수신 빔 패턴을 구분하기 위해 상기 송신 빔 패턴에 이용되는 제어신호인지 상기 수신 빔 패턴에 이용되는 제어신호인지 여부를 나타내는 정보를 포함하며, 상기 변화된 빔 패턴을 통해서 상기 신호 스트림 중 송신 신호 스트림 또는 수신 신호 스트림을 사용하여 독립적으로 송신 또는 수신되는 것
을 특징으로 하는 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나의 동작 방법.A method of operating an antenna for a transceiver using a plurality of antennas,
And transmits at least two active antennas, which receive a reception signal from the parasitic antenna, using a polarization characteristic different from a polarization characteristic used in transmission of the transmission signal, The RF-chain being connected to the RF-chain; And
Placing a beamformed beam pattern using a transmission signal to transmit the transmission signal through the active antenna and a parasitic antenna connected to the impedance control unit to generate a beam pattern for the reception signal,
Lt; / RTI >
The two or more active antennas connected to the two or more RF chains may comprise:
A transmitting active antenna connected to a transmitting RF-chain of the two or more RF-chains to transmit the transmitting signal to the parasitic antenna and having a first polarization characteristic; And a reception active antenna having a second polarization characteristic different from the first polarization characteristic by receiving a reception signal from the parasitic antenna using polarization that maintains orthogonality with the transmission active antenna,
Wherein a distance between the transmission active antenna and the reception active antenna having different polarization characteristics is a distance of less than half a wavelength and the transmission active antenna and the reception active antenna transmit and receive signals simultaneously in the same frequency band, Having different polarization characteristics to maintain orthogonality so as not to be influenced,
Wherein the parasitic antenna is composed of a plurality of parasitic antennas and is selectively used corresponding to the transmission active antenna among the plurality of parasitic antennas and selectively used corresponding to the reception active antenna,
The parasitic antenna selectively used by either the transmission active antenna or the reception active antenna is an antenna having the same polarization characteristic as the corresponding active antenna,
Wherein the impedance control unit adjusts the impedance of the parasitic antenna so as to form a predetermined beam pattern on the basis of the impedance control signal transmitted from the base band stage, thereby changing the beam pattern, And the impedance control signal indicates whether the control signal is used for the transmission beam pattern or the control signal used for the reception beam pattern to distinguish the transmission beam pattern and the reception beam pattern from each other Information that is independently transmitted or received using a transmission signal stream or a reception signal stream of the signal streams through the changed beam pattern
The method comprising the steps of: receiving a plurality of antennas;
상기 송신 능동 안테나의 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 수평(horizontal) 편파 및 수직(vertical) 편파 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 갖는 상기 수신 능동 안테나는 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 해당하는 어느 하나의 편파를 제외한 나머지 하나의 편파를 나타내는 것
을 특징으로 하는 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나의 동작 방법.12. The method of claim 11,
When a polarization characteristic used for transmission of the transmission signal of the transmission active antenna corresponds to either a horizontal polarization or a vertical polarization, a polarization characteristic different from a polarization characteristic used for transmission of the transmission signal The reception active antenna having a polarization characteristic used for transmission of the transmission signal represents one polarization except for one polarization corresponding to the polarization characteristic used for transmission of the transmission signal
The method comprising the steps of: receiving a plurality of antennas;
상기 송신 능동 안테나의 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 RHCP(right hand circular polarization) 및 LHCP(left hand circular polarization) 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 갖는 상기 수신 능동 안테나는 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성이 해당하는 어느 하나의 편파를 제외한 나머지 하나의 편파를 나타내는 것
을 특징으로 하는 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치를 위한 안테나의 동작 방법.12. The method of claim 11,
When a polarization characteristic used in transmitting the transmission signal of the transmission active antenna corresponds to one of right hand circular polarization (RHCP) and left hand circular polarization (LHCP), a polarization characteristic used in transmission of the transmission signal The reception active antenna having a different polarization characteristic indicates the other polarization except for any one polarization corresponding to the polarization characteristic used in transmission of the transmission signal
The method comprising the steps of: receiving a plurality of antennas;
미리 지정된 빔 패턴을 형성하기 위한 임피던스 제어신호를 생성하는 기저대역(baseband) 단;
상기 기저대역(baseband) 단과 연결되고, 신호 스트림을 전달하는 두 개 이상의 RF-chain;
상기 두 개 이상의 RF-chain과 각각 연결되고, 커플링을 통해 기생 안테나로 송신 신호를 전달하고, 상기 송신 신호의 전달 시 이용된 편파 특성과는 다른 편파 특성을 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 두 개 이상의 능동 안테나;
상기 능동 안테나를 통해 상기 송신 신호를 전송하기 위한 송신 빔 패턴, 상기 능동 안테나를 통해 상기 수신 신호를 수신하기 위한 수신 빔 패턴을 생성하는 기생 안테나; 및
상기 기저대역(baseband) 단과 연결되며, 미리 지정된 상기 송신 빔 패턴 및 수신 빔 패턴이 형성되도록 상기 임피던스 제어신호에 기초하여 기생 안테나의 임피던스 값의 조절을 제어하는 임피던스 제어부
를 포함하고,
상기 두 개 이상의 능동 안테나는,
상기 두 개 이상의 RF-chain 중 송신 RF-chain와 연결되어 상기 송신 신호를 상기 기생 안테나로 전달하며 제1 편파 특성을 갖는 송신 능동 안테나; 및
상기 두 개 이상의 RF-chain 중 수신 RF-chain와 연결되어 상기 송신 능동 안테나와는 직교성을 유지하는 편파를 이용하여 상기 기생 안테나로부터 수신 신호를 전달받으며 상기 제1 편파 특성과는 다른 제2 편파 특성을 갖는 수신 능동 안테나
를 포함하고,
서로 다른 편파 특성을 갖는 상기 송신 능동 안테나와 상기 수신 능동 안테나 사이의 거리는 반파장 이하의 거리를 두고 배치되며, 상기 송신 능동 안테나와 상기 수신 능동 안테나는 동일한 주파수 대역에서 동시에 신호를 송신 및 수신하면서 간섭 영향을 받지 않도록 직교성을 유지하는 서로 다른 편파 특성을 갖고,
상기 기생 안테나는 복수개로 구성되어, 복수개의 상기 기생 안테나 중 상기 송신 능동 안테나에 대응하여 선택적으로 이용되고, 상기 수신 능동 안테나에 대응하여 선택적으로 이용되고,
상기 송신 능동 안테나 및 수신 능동 안테나 중 어느 하나에 의해 선택적으로 이용되는 기생 안테나는 해당 능동 안테나와 동일한 편파 특성을 갖는 안테나이며,
상기 임피던스 제어부를 통해 기저대역 단으로부터 전달받은 임피던스 제어신호에 기초하여 미리 지정된 빔 패턴을 형성하도록 상기 기생 안테나의 임피던스의 값을 조절하여 빔 패턴을 변화시키되, 송신 신호를 위한 송신 빔 패턴 및 수신 신호를 위판 수신 빔 패턴이 상이하며, 상기 임피던스 제어신호는 상기 송신 빔 패턴 및 상기 수신 빔 패턴을 구분하기 위해 상기 송신 빔 패턴에 이용되는 제어신호인지 상기 수신 빔 패턴에 이용되는 제어신호인지 여부를 나타내는 정보를 포함하며, 상기 변화된 빔 패턴을 통해서 상기 신호 스트림 중 송신 신호 스트림 또는 수신 신호 스트림을 사용하여 독립적으로 송신 또는 수신되는 것
을 특징으로 하는 다수의 안테나를 이용한 송수신 장치.In a transceiver using a plurality of antennas,
A baseband stage for generating an impedance control signal for forming a predetermined beam pattern;
Two or more RF-chains coupled to the baseband stage and delivering a signal stream;
And transmits the transmission signal to the parasitic antenna through the coupling and transmits the reception signal from the parasitic antenna using the polarization characteristic different from the polarization characteristic used in the transmission of the transmission signal, At least two active antennas being transmitted;
A transmission beam pattern for transmitting the transmission signal through the active antenna; a parasitic antenna for generating a reception beam pattern for receiving the reception signal through the active antenna; And
An impedance control unit connected to the baseband stage and controlling the adjustment of the impedance value of the parasitic antenna based on the impedance control signal so that the transmission beam pattern and the reception beam pattern are formed in advance,
Lt; / RTI >
Wherein the at least two active antennas comprise:
A transmission active antenna having a first polarization characteristic and connected to a transmission RF-chain among the two or more RF-chains to transmit the transmission signal to the parasitic antenna; And
Receiving a reception signal from the parasitic antenna by using a polarized wave that is connected to a reception RF-chain of the two or more RF-chains and maintains orthogonality with the transmission active antenna, and receives a second polarization characteristic ≪ / RTI >
Lt; / RTI >
Wherein a distance between the transmission active antenna and the reception active antenna having different polarization characteristics is a distance of less than half a wavelength and the transmission active antenna and the reception active antenna transmit and receive signals simultaneously in the same frequency band, Having different polarization characteristics to maintain orthogonality so as not to be influenced,
Wherein the parasitic antenna is composed of a plurality of parasitic antennas and is selectively used corresponding to the transmission active antenna among the plurality of parasitic antennas and selectively used corresponding to the reception active antenna,
The parasitic antenna selectively used by either the transmission active antenna or the reception active antenna is an antenna having the same polarization characteristic as the corresponding active antenna,
Wherein the impedance control unit adjusts the impedance of the parasitic antenna so as to form a predetermined beam pattern on the basis of the impedance control signal transmitted from the base band stage, thereby changing the beam pattern, And the impedance control signal indicates whether the control signal is used for the transmission beam pattern or the control signal used for the reception beam pattern to distinguish the transmission beam pattern and the reception beam pattern from each other Information that is independently transmitted or received using a transmission signal stream or a reception signal stream of the signal streams through the changed beam pattern
And a plurality of antennas.
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11528049B2 (en) | 2019-10-18 | 2022-12-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for self-interference signal cancellation |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050110674A1 (en) * | 2002-03-18 | 2005-05-26 | Greg Mendolia | Tracking apparatus, system and method |
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2017
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| US20050110674A1 (en) * | 2002-03-18 | 2005-05-26 | Greg Mendolia | Tracking apparatus, system and method |
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|---|---|---|---|---|
| US11528049B2 (en) | 2019-10-18 | 2022-12-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for self-interference signal cancellation |
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