KR102234253B1 - Mt-lscma를 이용한 빔 형성 시스템 및 빔 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

MT-LSCMA(multi-target least squares constant modulus algorithm)를 이용한 빔 형성 시스템 및 빔 형성 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 빔 형성 시스템은, 신호를 탐지하여 탐지 결과를 출력하는 신호 탐지부; 병렬로 연결되고 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득하는 복수의 빔 형성기를 포함하는 빔 형성부; 빔 형성부에 연결되고 복수의 빔 형성기가 서로 다른 신호를 획득하도록 하는 직교화부; 및 탐지 결과에 기초하여 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 정렬 및 분류부를 포함할 수 있다.

Description

MT-LSCMA를 이용한 빔 형성 시스템 및 빔 형성 방법{BEAM FORMING SYSTEM AND BEAM FORMING METHOD USING MULTI-TARGET LEAST SQUARES CONSTANT MODULUS ALGORITHM}
본 발명은 MT-LSCMA(multi-target least squares constant modulus algorithm)를 이용한 빔 형성 시스템 및 빔 형성 방법에 관한 것이다.
배열 안테나를 활용하는 빔 형성 시스템은 특정 방향으로 수신되는 신호를 높은 이득으로 획득하고, 이외의 다른 각도로 수신되는 신호를 최소화할 수 있다. 일반적인 빔 형성 시스템은 관심신호의 각도, 배열 안테나의 센서 배치, 각 센서의 초기 위상 등의 정보가 주어진 상황에서 동작한다. 따라서, 빔 형성 시스템을 설계하는데 적용된 배열 안테나와 신호에 대한 사전 정보가 실제 정보와 차이가 있으면, 원하는 형태의 빔형성이 되지 않는 문제점이 발생한다.
블라인드(blind) 기반 빔 형성 시스템은 관심신호의 각도, 배열 안테나의 센서 배치, 각 센서에서의 초기 위상의 차이 등의 정보를 활용하지 않으며, 배열 안테나와 신호에 대한 실제 값에 최적화된 빔 형성을 적응적으로 수행한다. 이는 일반적인 빔 형성 시스템과 비교할 때, 배열 안테나와 관심신호의 사전 정보가 실제 정보와 차이가 존재하는 상황에서 블라인드 기반 빔 형성 시스템이 강건하게 동작하는 중요한 특성으로 부각되고 있다.
블라인드 기반 빔 형성 알고리즘은 사전 정보 대신에 관심신호의 진폭이 일정한 특성, 신호의 평균과 자기 상관이 주기적인 주기정상적(cyclostationary) 특성, 고차 통계치(high order cumulant) 특성 등을 활용하여 설계된다. 이 중에서 관심신호의 진폭이 일정한 특성을 활용하여 설계된 것이 CMA(constant modulus algorithm) 계열의 적응 빔형성 알고리즘이며, FM(frequency modulation), PSK(phase shift keying), FSK(frequency shift keying) 등과 같은 진폭이 일정한 신호가 우선적으로 획득된다.
LSCMA(least squares CMA)는 일정 데이터의 블록 단위로 빔형성 벡터를 갱신하는 CMA 계열의 대표적인 빔형성 알고리즘이다. LSCMA는 진폭의 변화 정도(modulus variation, MV)가 가장 작은 신호를 획득하려는 특징이 있다. 하지만, 레이더 시스템의 운용 상황에 따라서는 MV가 가장 작은 신호뿐만 아니라 MV가 큰 신호도 획득될 필요가 있으며, 더불어 수신되는 모든 신호를 분리하여 모두 획득해야 할 수도 있다. 병렬적 구조의 빔 형성 시스템 중 하나인 MT-LSCMA(multi-target LSCMA)는 수신되는 모든 신호를 분리하여 획득할 수 있고 강력한 간섭신호가 존재하는 환경에서 낮은 파워의 버스트(burst) 신호를 획득하기 위한 목적으로 설계된 알고리즘이다.
종래의 MT-LSCMA에서는 새롭게 등장한 신호가 상위 포트에서 획득 중인 신호의 입사각 근처로 수신되는 경우에 불필요한 빔 형성기의 정령이 발생하며, 이로 인해 안정적으로 혼신신호를 분리하여 획득할 수 없는 문제점이 발생한다. 또한, 진폭이 일정하지 않은 신호에 대한 빔 형성기의 출력 MVS는 신호의 파워와 관계없이 잡음의 MVS인 0.215에 매우 근접한 값을 가진다. 이러한 신호들이 수신되는 상황에서 MVS를 기준으로 빔 형성기를 정렬하면 불필요한 정렬이 자주 발생하며, 이로 인해 안정적으로 혼신신호를 분리하여 획득할 수 없는 문제점이 발생한다.
본 발명은 새롭게 등장하는 신호, 사라지는 기존의 신호, 또는 신호의 탐지 결과에 따라 혼신 신호를 분리하여 획득하는 빔 형성 시스템 및 빔 형성 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 빔 형성 시스템이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 빔 형성 시스템은, 신호를 탐지하여 탐지 결과를 출력하는 신호 탐지부; 병렬로 연결되고 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득하는 복수의 빔 형성기를 포함하는 빔 형성부; 빔 형성부에 연결되고 복수의 빔 형성기가 서로 다른 신호를 획득하도록 하는 직교화부; 및 탐지 결과에 기초하여 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 정렬 및 분류부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 빔 형성부는, 복수의 LSCMA(least squares constant modulus algorithm) 빔 형성기를 포함하는 MT-LSCMA(multi-target LSCMA) 빔 형성부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 탐지 결과는 새로운 신호가 등장한 것을 탐지하는 제1 탐지 결과, 기존의 신호가 사라진 것을 탐지하는 제2 탐지 결과, 또는 신호의 미탐지를 나타내는 제3 탐지 결과 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 탐지부는 DMP(dominant mode prediction) 알고리즘을 이용하여 새로운 신호를 탐지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 탐지부는, 일반화된 고유치 문제(generalized eigenvalue problem)에서 얻어지는 최대 고유값으로터 새로운 신호가 등장하는 것을 탐지하고, 해당 고유값에 대응하는 고유 벡터를 초기 빔 형성 벡터로 활용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 세트는 신호를 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제1 세트, 잡음을 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제2 세트, 및 새로운 신호가 등장하거나 기존의 신호가 사라진 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제3 세트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부는 탐지 결과가 제1 탐지 결과인 것으로 판단되면, 제1 세트에 대한 빔 형성기의 재정렬을 사전 설정된 시간 동안 중지하고, 초기 빔 형성 벡터를 제2 세트에 포함된 빔 형성기 중 어느 하나의 빔 형성기에 할당하고, 초기 빔 형성 벡터가 할당된 빔 형성기를 제1 세트에 포함시키고 제1 세트의 최하위 포트로 설정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부는, 복수의 빔 형성기를 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트로 분류하고, 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부는 탐지 결과가 제2 탐지 결과인 것으로 판단되면, 제1 세트에 포함된 빔 형성기 중 MVS(modulus variation statistic)가 가장 큰 빔 형성기를 선택하고, 선택된 빔 형성기를 제2 세트에 포함시키고 제2 세트의 최하위 포트로 설정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부는 복수의 빔 형성기를 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트로 분류하고, 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부는 탐지 결과가 제3 탐지 결과인 것으로 판단되면, 복수의 빔 형성기를 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트로 분류하고, 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부는, 복수의 세트 각각에 대해, 사전 설정된 시간 동안 k번째 빔 형성기에 대한 MVS를 획득하고, 획득된 MVS를 이용하여 k번째 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값을 산출하고, k번째 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값과 k번째 빔 형성기보다 상위의 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값 간의 정렬 비율을 산출하고, 산출된 정렬 비율과 사전 설정된 임계값을 비교하여 산출된 정렬 비율이 사전 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되면 k번째 빔 형성기와 상위의 빔 형성기의 순서를 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 빔 형성 시스템에서의 빔 형성 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 빔 형성 방법은, 신호 탐지부에 의해, 신호를 탐지하여 탐지 결과를 출력하는 단계; 병렬로 연결되는 복수의 빔 형성기를 포함하는 빔 형성부에 의해, 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득하는 단계; 직교화부에 의해, 복수의 빔 형성기가 서로 다른 신호를 획득하도록 하는 단계; 및 정렬 및 분류부에 의해, 탐지 결과에 기초하여 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득하는 단계는, 복수의 LSCMA 빔 형성기를 포함하는 MT-LSCMA 빔 형성부를 이용하여 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 탐지 결과는 새로운 신호가 등장한 것을 탐지하는 제1 탐지 결과, 기존의 신호가 사라진 것을 탐지하는 제2 탐지 결과, 또는 신호의 미탐지를 나타내는 제3 탐지 결과 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호를 탐지하여 탐지 결과를 출력하는 단계는, DMP 알고리즘을 이용하여 새로운 신호를 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, DMP 알고리즘을 이용하여 새로운 신호를 탐지하는 단계는, 일반화된 고유치 문제에서 얻어지는 최대 고유값으로터 새로운 신호가 등작하는 것을 탐지하는 단계; 및 해당 고유값에 대응하는 고유 벡터를 초기 빔 형성 벡터로 활용하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 세트는 신호를 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제1 세트, 잡음을 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제2 세트, 및 새로운 신호가 등장하거나 기존의 신호가 사라진 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제3 세트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 탐지 결과에 기초하여 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는, 탐지 결과가 제1 탐지 결과인 것으로 판단되면, 제1 세트에 대한 빔 형성기의 재정렬을 사전 설정된 시간 동안 중지하는 단계; 초기 빔 형성 벡터를 제2 세트에 포함된 빔 형성기 중 어느 하나의 빔 형성기에 할당하는 단계; 및 초기 빔 형성 벡터가 할당된 빔 형성기를 제1 세트에 포함시키고 제1 세트의 최하위 포트로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 탐지 결과에 기초하여 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는, 복수의 빔 형성기를 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트로 분류하는 단계; 및 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 탐지 결과에 기초하여 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는, 탐지 결과가 제2 탐지 결과인 것으로 판단되면, 제1 세트에 포함된 빔 형성기 중 MVS가 가장 큰 빔 형성기를 선택하는 단계; 및 선택된 빔 형성기를 제2 세트에 포함시키고 제2 세트의 최하위 포트로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 탐지 결과에 기초하여 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는, 복수의 빔 형성기를 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트로 분류하는 단계; 및 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 탐지 결과에 기초하여 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는, 탐지 결과가 제3 탐지 결과인 것으로 판단되면, 복수의 빔 형성기를 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트로 분류하는 단계; 및 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는, 복수의 세트 각각에 대해, 사전 설정된 시간 동안 k번째 빔 형성기에 대한 MVS를 획득하는 단계; 획득된 MVS를 이용하여 k번째 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값을 산출하는 단계; k번째 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값과 k번째 빔 형성기보다 상위의 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값 간의 정렬 비율을 산출하는 단계; 및 산출된 정렬 비율과 사전 설정된 임계값을 비교하여 산출된 정렬 비율이 사전 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되면 k번째 빔 형성기와 상위의 빔 형성기의 순서를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 새롭게 등장하는 신호, 사라지는 기존의 신호, 또는 신호의 미탐지의 탐지 결과에 따라 혼신 신호를 안정적으로 분리하여 획득할 수 있다. 따라서, 아군과 적군이 다양한 변조 방식의 신호를 사용하는 전자전에서 혼신 신호가 안정적으로 분리되어 획득될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 기존 신호의 인접한 각도로 새로운 신호가 등장하더라도 불필요한 재정렬을 방지하여 기존 신호의 안정적인 획득을 유지하면서 새로운 신호도 획득할 수 있으며, 진폭이 일정하지 않은 변조 신호도 안정적으로 분리하여 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 형성 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 형성 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 빔 형성 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 빔 형성기의 순서를 변경하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 발명에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 발명에 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 발명에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어 "부"는, 소프트웨어, 또는 FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, "부"는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 "부" 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 "부"로 결합되거나 추가적인 구성요소와 "부"로 분리될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 기술되는, 결정 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되며, 이 표현은 결정, 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지 않는다.
본 발명에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 형성 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 형성 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 빔 형성 시스템(100)은 신호 탐지부(110), 빔 형성부(120), 직교화부(130) 및 정렬 및 분류부(140)를 포함할 수 있다.
신호 탐지부(110)는 신호를 탐지하여 탐지 결과를 출력할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 탐지부(110)는 새로운 신호가 등장하는 것을 탐지하고, 새로운 신호의 탐지에 해당하는 탐지 결과(이하, "제1 탐지 결과"라 함)를 출력할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 탐지부(110)는 기존의 신호가 사라지는 것을 탐지하고, 신호 사라짐의 탐지에 해당하는 탐지 결과(이하, "제2 탐지 결과"라 함)를 출력할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 탐지부(110)는 신호가 탐지되지 않는 것을 탐지하고, 신호의 미탐지에 해당하는 탐지 결과(이하, "제3 탐지 결과"라 함)를 출력할 수 있다.
일부 실시예에서, 신호 탐지부(110)는 새로운 신호를 탐지하여 새로운 신호를 획득하기 위한 초기 빔 형성 벡터를 얻을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 탐지부(110)는 DMP(dominat mode prediction) 알고리즘을 이용하여 새롭게 등작하는 신호를 탐지하여 초기 빔 형성 벡터를 얻을 수 있다. 예를 들면, 신호 탐지부(110)는 일반화된 고유치 문제(generalized eigenvalue problem)에서 얻어지는 최대 고유값으로부터 새로운 신호가 등장하는 것을 탐지하고, 해당 고유값에 대응하는 고유 벡터를 초기 빔 형성 벡터로 활용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 탐지부(110)는 수학식 1을 이용하여 새로운 신호를 탐지할 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00001
수학식 1에 있어서,
Figure 112020008202288-pat00002
는 공분산 행렬을 나타내고, γ는 고유값을 나타낸다.
수학식 1에서, 새로운 신호가 등장하지 않는 상황에서는 모든 고유값이 1에 근접한 값을 가지며, 새로운 신호가 등장하면 1보다 큰 고유값이 발생하고 기존의 신호원이 사라지면 0에 근접한 고유값이 발생한다. 사전 설정된 임계값보다 큰 고유값이 발생할 때, 해당 고유값에 대응하는 고유벡터는, 빔 형성부(120)의 복수의 빔 형성기 중에서 신호를 획득하고 있지 않은 빔 형성기에 초기 빔 형성 벡터로 할당된다.
빔 형성부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결되는 복수의 빔 형성기(210_1 내지 210_k)를 포함하고 서로 다른 신호를 획득할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 빔 형성부(120)는 MT-LSCMA(multi-target least squares constant modulus algorithm) 빔 형성부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 빔 형성부(120)는 복수의 빔 형성기(210_1 내지 210_k)로서 복수의 LSCMA 빔 형성기를 포함할 수 있다.
일반적으로, LSCMA는 빔 형성기의 출력 y(n)의 진폭이 ξ가 되도록 하는 수학식 2의 목적함수를 최소화하는 빔 형성 벡터 w(n)을 얻는 알고리즘이다.
Figure 112020008202288-pat00003
수학식 2에 있어서, x(n)은 배열 안테나의 수신 신호 벡터를 나타내고, 아래의 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00004
수학식 3에 있어서, A는 조향 벡터로 구성되는 조향 행렬을 나타내고, s(n)은 L개의 신호로 구성되는 신호 벡터를 나타내며, v(n)은 잡음 벡터를 나타낸다.
여기서, 조향 행렬(A)은 수학식 4와 같이 정의될 수 있으며, 신호 벡터(s(n))는 수학식 5와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00005
Figure 112020008202288-pat00006
현재의 블록(즉, 현재의 빔 형성기(210_j))에 대한 빔 형성 벡터는 아래의 수학식 6과 같이 얻어질 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00007
수학식 6에 있어서, w(j)는 j번째 블록의 빔 형성 벡터를 나타내고, Rxx(j)는 j번째 블록의 공분산 행렬을 나타내며, Rxr(j)는 입력신호와 진폭이 1인 빔 형성 출력에 대한 상관벡터를 나타낸다.
j번째 블록의 공분산 행렬(Rxx(j))은 아래의 수학식 7과 같이 정의될 수 있고, 입력신호와 진폭이 1인 빔 형성 출력에 대한 상관벡터(Rxr(j))는 아래의 수학식 8과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00008
Figure 112020008202288-pat00009
수학식 7에 있어서, Xj는 N개의 x(n)으로 구성된 j번째 블록의 입력 데이터 행렬을 나타내고, 수학식 8에 있어서, r은 진폭을 1로 정규화한 빔 형성 출력이다. 예를 들면, Xj는 아래의 수학식 9와 같이 정의될 수 있고, r은 아래의 수학식 10과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00010
Figure 112020008202288-pat00011
수학식 10에 있어서, y는 이전 블록의 빔 형성 벡터에 대한 빔 형성 출력을 나타내며, y는 아래의 수학식 11과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00012
LSCMA로 얻어진 빔 형성 출력에서는 목적함수인 수학식 2를 최소화할 수 있는 신호만 남고, 이외의 다른 신호는 모두 제거된다. 이는 수학식 5의 신호 s(n) 중에서 진폭을 =1로 만들었을 때, 목적함수인 수학식 1의 정의에 따라 진폭의 변화 정도(modulus variation, MV)가 가장 작은 신호가 빔 형성 출력으로 얻어질 수 있다.
일반적으로, 하위 포트(최하위 포트 j=K)의 빔 형성기(120_K)에서는 상위 포트(최상위 포트 k=1)의 빔 형성기(120_1)의 출력 이외의 신호를 획득해야 한다. 이를 위해, 각 빔 형성기에서는 이전 블록의 빔 형성 벡터가 적용되는 수학식 11의 과정에서 초기 빔 형성 벡터(wi(j-1)), 기본 빔 형성 벡터(wb(j-1)), 하드 직교(hard-orthogonalized) 빔 형성 벡터(wh(j-1)) 또는 소프트 직교(soft-orthogonalized) 빔 형성 벡터(ws(j-1)) 중 어느 하나의 벡터가 적용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 초기 빔 형성 벡터(wi(j-1))는 새로운 신호가 등장할 때, 새로운 신호를 획득할 수 있도록, 신호를 획득하고 있지 않는 빔 형성 포트(즉, 빔 형성기)에 할당된다.
일 실시예에 있어서, 기본 빔 형성 벡터(wb(j-1))는 특정 제약 조건이 없는 기본적인 LSCMA가 사용될 때 적용되며, 최상위 포트(k=1), 즉 빔 형성기(120_1)에서 적용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하드 직교(hard-orthogonalized) 빔 형성 벡터(wh(j-1))는 하위 포트(k>i)(즉, 하위 빔 형성기(120_k, k>i)에서 상위 포트(즉, 상위 빔 형성기(120_i, i=1,2,..., l)에서 획득중인 신호에 완벽하게 직교하는 신호를 획득할 때 적용될 수 있다.
하드 직교(hard-orthogonalized) 빔 형성 벡터(wh(j-1))는 상위 포트에서 획득 중인 신호를 획득하지 않도록 할 수 있지만, 간섭 신호를 제거하는 빔 형성의 성능은 뛰어나지 않다. 이를 해결하여 간섭 신호의 제거 성능을 향상시키면서 상위 포트와 다른 신호를 획득하기 위해, 소프트 직교(soft-orthogonalized) 빔 형성 벡터(ws(j-1))가 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 소프트 직교(soft-orthogonalized) 빔 형성 벡터(ws(j-1))는 아래의 수학식 12와 같이, 기본 빔 형성 벡터(wb(j-1))와 하드 직교(hard-orthogonalized) 빔 형성 벡터(wh(j-1))를 일정 비율로 더한 벡터로서 정의될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00013
수학식 12에 있어서, λ는 소프트닝 파라미터(softening parameter)를 나타내며, 0과 1사이의 값으로 설정될 수 있다.
직교화부(130)는 빔 형성부(120)에 연결되고, 빔 형성부(120)의 복수의 빔 형성기(120_1 내지 120_k)가 하나의 신호로 수렴되지 않고 서로 다른 신호를 획득하도록 할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 직교화부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 직교화기(220_1 내지 220_n-1)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 직교화부(130)는 빔 형성부(120)의 하위 포트에서 필요한 하드 직교 빔 형성 벡터(wh(j-1)) 및 소프트 직교 빔 형성 벡터(ws(j-1))를 계산할 수 있다. 예를 들면, k번째 빔 형성 포트에서의 하드 직교 빔 형성 벡터(whk(j-1))는 아래의 수학식 13의 목적함수와 아래의 수학식 14의 제한 조건으로 이루어진 CLS(constrained least squares) 최적화 문제를 해결하여 얻을 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00014
Figure 112020008202288-pat00015
수학식 13 및 수학식 14에 있어서, yhk(j-1)은 아래의 수학식 15와 같이 정의될 수 있고, ybk(j-1)은 아래의 수학식 16과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00016
Figure 112020008202288-pat00017
또한, 직교화부(130)는 CLS 최적화 문제에 대한 해를 GSO(Gram-Schmidt orthogonalization)를 적용하여 상위 포트의 빔 형성기부터 순차적으로 하드 직교 빔 형성 벡터(whk(j-1))를 얻을 수도 있다.
정렬 및 분류부(140)는 신호 탐지부(110)로부터 제공되는 탐지 결과에 기초하여 빔 형성부(110)의 복수의 빔 형성기(210_1 내지 210_n)를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 세트는 신호를 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제1 세트(signal capture set), 잡음만을 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제2 세트(noise capture set), 및 새로운 신호가 등장하거나 기존의 신호가 사라진 빔 형성기를 포함하는 제3 세트(transient set)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부(140)는 MVS(modulus variation statistic) 및 LRS(lock recognition statistic)를 이용하여 복수의 빔 형성기(210_1 내지 210_n)에 대한 정렬 및 분류를 수행할 수 있다. MVS는 아래의 수학식 17과 같이 정의될 수 있고, LRS는 아래의 수학식 18과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00018
Figure 112020008202288-pat00019
수학식 17 및 수학식 18에 있어서, rbk(m)은 아래의 수학식 19와 같이 정의될 수 있고, ybk(m;j-1)는 아래의 수학식 20과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00020
Figure 112020008202288-pat00021
MVS는 빔형성 출력의 진폭이 =1에서 진동하는 정도를 나타내는 것이며, LRS는 새로운 신호가 등장하거나 기존의 신호가 사라졌을 때 큰 값을 보인다. LRS가 큰 값을 가지는 빔 형성기는 제3 세트(transition set)에 잠시 할당되며, LRS가 감소하면 제1 세트(signal capture set) 또는 제2 세트(noise capture set)로 이동된다. MVS는 0과 1 사이의 값을 가지며, 잡음만을 획득하는 빔 형성기에서의 MVS는 약 0215(=1-/4))에 근접한 값을 보인다.
각 빔 형성기의 Mk(j)가 제1 임계값(TMVS)보다 작으면 제1 세트(signal capture set)에 포함되며, Mk(j)가 제1 임계값(TMVS)보다 크면 제2 세트(noise capture set)에 포함된다. 각 빔 형성기의 Lk(j)가 제2 임계값(TLRS)보다 크면 제3 세트(transition set)에 포함된다. 제1 세트(signal capture set)에 포함된 빔 형성기 중에서 MVS가 가장 작은 포트(즉, 빔 형성기)가 최상위 포트(j=1)에 해당하며, 제2 세트(noise capture set)에 포함된 빔 형성기 중에서 MVS가 가장 큰 빔 형성기가 최하위 포트(j=k)에 해당한다.
종래에는 각 세트에 포함된 빔 형성기는 Mk(j)의 크기에 따라 오름차순으로 정렬되었다. 본 발명에서는 각 세트에 포함된 빔 형성기의 Mk(j)의 평균값을 기준으로 각 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 변경할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부(140)는 사전 설정된 시간 동안 k번째 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값을 산출할 수 있다. 예를 들면, MVS의 평균값(AMk(j))은 아래의 수학식 21과 같이 산출될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00022
정렬 및 분류부(140)는 k번째 빔 형성기(210_k)에 대한 MVS의 평균값과 i번째 빔 형성기(210_i)에 대한 MVS의 평균값 간의 정렬 비율을 산출할 수 있다. 예를 들면, 정렬 비율은 아래의 수학식 22와 같이 산출될 수 있다.
Figure 112020008202288-pat00023
정렬 및 분류부(140)는 산출된 정렬 비율과 사전 설정된 임계값(χ)을 비교하여 산출된 정렬 비율이 사전 설정된 임계값(χ) 이상인 것으로 판단되면 k번째 빔 형성기와 i번째 빔 형성기의 순서를 변경할 수 있다.
본 발명에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동되도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 발명에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 개시의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 빔 형성 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 단계 S302에서, 신호 탐지부(110)는 신호를 탐지하여 탐지 결과를 출력할 수 있다. 일 실시에에 있어서, 탐지 결과는 새로운 신호가 등장한 것을 탐지하는 제1 탐지 결과, 기존의 신호가 사라진 것을 탐지하는 제2 탐지 결과, 또는 신호의 미탐지를 나타내는 제3 탐지 결과 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 신호 탐지부(110)는 DMP 알고리즘을 이용하여 새로운 신호를 탐지할 수 있다.
단계 S304에서, 빔 형성부(120)는 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 빔 형성부(120)는 복수의 LSCMA 빔 형성기(210_1 내지 210_n)를 포함하는 MT-LSCMA 빔 형성부를 이용하여 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득할 수 있다.
단계 S306에서, 직교화부(130)는 복수의 빔 형성기(210_1 내지 210_n)가 서로 다른 신호를 획득하도록 할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 직교화부(130)는 복수의 빔 형성기(120_1 내지 120_k)가 하나의 신호로 수렴되지 않고 서로 다른 신호를 획득하도록 할 수 있다. 예를 들면, 직교화부(130)는 빔 형성부(120)의 하위 포트에서 필요한 하드 직교 빔 형성 벡터(wh(j-1)) 및 소프트 직교 빔 형성 벡터(ws(j-1))를 계산할 수 있다.
단계 S308에서, 정렬 및 분류부(140)는 탐지 결과에 기초하여 복수의 빔 형성기(210_1 내지 210_n)를 복수의 세트로 분류하고, 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부(140)는 탐지 결과가 제1 탐지 결과인 것으로 판단되면, 제1 세트에 대한 빔 형성기의 재정렬을 사전 설정된 시간 동안 중지하고, 초기 빔 형성 벡터를 제2 세트에 포함된 빔 형성기 중 어느 하나의 빔 형성기에 할당하며, 초기 빔 형성 벡터가 할당된 빔 형성기를 제1 세트에 포함시키고 제1 세트의 최하위 포트로 설정할 수 있다. 또한, 정렬 및 분류부(140)는 빔 형성부(130)의 복수의 빔 형성기(210_1 내지 210_n)를 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트로 분류하고, 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부(140)는 탐지 결과가 제2 탐지 결과인 것으로 판단되면, 제1 세트에 포함된 빔 형성기 중 MVS(modulus variation statistic)가 가장 큰 빔 형성기를 선택하고, 선택된 빔 형성기를 제2 세트에 포함시키고 상기 제2 세트의 최하위 포트로 설정할 수 있다. 또한, 정렬 및 분류부(140)는 복수의 빔 형성기를 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트로 분류하고, 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정렬 및 분류부(140)는 탐지 결과가 제3 탐지 결과인 것으로 판단되면, 빔 형성부(120)의 복수의 빔 형성기(210_1 내지 210_n)를 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트로 분류하고, 제1 세트, 제2 세트 및 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 빔 형성기의 순서를 변경하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 단계 S402에서, 정렬 및 분류부(140)는 복수의 세트 각각에 대해, 사전 설정된 시간 동안 k번째 빔 형성기(210_k)에 대한 MVS를 획득할 수 있다.
단계 S404에서, 정렬 및 분류부(140)는 획득된 MVS를 이용하여 k번째 빔 형성기(210_k)에 대한 MVS의 평균값을 산출할 수 있다. 예를 들면, 정렬 및 분류부(140)는 수학식 21을 이용하여 MVS의 평균값을 산출할 수 있다.
단계 S406에서, 정렬 및 분류부(140)는 k번째 빔 형성기(210_k)에 대한 MVS의 평균값과 k번째 빔 형성기(210_k)보다 상위의 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값 간의 정렬 비율을 산출할 수 있다. 예를 들면, 정렬 및 분류부(140)는 k번째 빔 형성기(210_k)에 대한 MVS의 평균값과 k번째 빔 형성기(210_k)보다 상위인 i번째 빔 형성기(210_i)에 대한 MVS의 평균값 간의 정렬 비율을 산출을 산출할 수 있다. 여기서, 정렬 비율은 수학식 22를 이용하여 산출될 수 있다.
단계 S408에서, 정렬 및 분류부(140)는 산출된 정렬 비율과 사전 설정된 임계값을 비교하여, 산출된 정렬 비율이 사전 설정된 임계값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
단계 S408에서, 산출된 정렬 비율이 사전 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되면, 단계 S410에서, 정렬 및 분류부(140)는 k번째 빔 형성기(210_k)와 상위의 빔 형성기의 순서를 변경할 수 있다. 예를 들면, 정렬 및 분류부(140)는 k번째 빔 형성기(210_k)와, k번째 빔 형성기(210_k)보다 상위인 i번째 빔 형성기(210_i)의 순서를 변경할 수 있다.
위 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 위 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 위 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 발명의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
100: 빔 형성 시스템 110: 신호 탐지부
120: 빔 형성부 130: 직교화부
140: 정렬 및 분류부 210_1 내지 210_n: 빔 형성기
220_1 내지 220_n-1: 직교화기

Claims (24)

  1. 빔 형성 시스템으로서,
    신호를 탐지하여 탐지 결과를 출력하는 신호 탐지부;
    병렬로 연결되고 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득하는 복수의 빔 형성기를 포함하는 빔 형성부;
    상기 빔 형성부에 연결되고 상기 복수의 빔 형성기가 서로 다른 신호를 획득하도록 하는 직교화부; 및
    상기 탐지 결과에 기초하여 상기 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 상기 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 정렬 및 분류부를 포함하고,
    상기 탐지 결과는 새로운 신호가 등장한 것을 탐지하는 제1 탐지 결과, 기존의 신호가 사라진 것을 탐지하는 제2 탐지 결과, 또는 신호의 미탐지를 나타내는 제3 탐지 결과 중 어느 하나를 포함하는 빔 형성 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 빔 형성부는, 복수의 LSCMA(least squares constant modulus algorithm) 빔 형성기를 포함하는 MT-LSCMA(multi-target LSCMA) 빔 형성부를 포함하는 빔 형성 시스템.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서, 상기 신호 탐지부는 DMP(dominant mode prediction) 알고리즘을 이용하여 상기 새로운 신호를 탐지하는, 빔 형성 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 신호 탐지부는,
    일반화된 고유치 문제(generalized eigenvalue problem)에서 얻어지는 최대 고유값으로터 상기 새로운 신호가 등장하는 것을 탐지하고,
    해당 고유값에 대응하는 고유 벡터를 초기 빔 형성 벡터로 활용하는 빔 형성 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수의 세트는 신호를 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제1 세트, 잡음을 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제2 세트, 및 상기 새로운 신호가 등장하거나 기존의 신호가 사라진 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제3 세트를 포함하는 빔 형성 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 정렬 및 분류부는 상기 탐지 결과가 상기 제1 탐지 결과인 것으로 판단되면, 상기 제1 세트에 대한 빔 형성기의 재정렬을 사전 설정된 시간 동안 중지하고, 상기 초기 빔 형성 벡터를 상기 제2 세트에 포함된 빔 형성기 중 어느 하나의 빔 형성기에 할당하고, 상기 초기 빔 형성 벡터가 할당된 빔 형성기를 상기 제1 세트에 포함시키고 상기 제1 세트의 최하위 포트로 설정하는, 빔 형성 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 정렬 및 분류부는, 상기 복수의 빔 형성기를 상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트로 분류하고, 상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는, 빔 형성 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 정렬 및 분류부는 상기 탐지 결과가 상기 제2 탐지 결과인 것으로 판단되면, 상기 제1 세트에 포함된 빔 형성기 중 MVS(modulus variation statistic)가 가장 큰 빔 형성기를 선택하고, 상기 선택된 빔 형성기를 상기 제2 세트에 포함시키고 상기 제2 세트의 최하위 포트로 설정하는, 빔 형성 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 정렬 및 분류부는 상기 복수의 빔 형성기를 상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트로 분류하고, 상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는, 빔 형성 시스템.
  11. 제6항에 있어서, 상기 정렬 및 분류부는 상기 탐지 결과가 상기 제3 탐지 결과인 것으로 판단되면, 상기 복수의 빔 형성기를 상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트로 분류하고, 상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는, 빔 형성 시스템.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정렬 및 분류부는,
    상기 복수의 세트 각각에 대해, 사전 설정된 시간 동안 k번째 빔 형성기에 대한 MVS를 획득하고,
    상기 획득된 MVS를 이용하여 상기 k번째 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값을 산출하고,
    k번째 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값과 상기 k번째 빔 형성기보다 상위의 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값 간의 정렬 비율을 산출하고,
    상기 산출된 정렬 비율과 사전 설정된 임계값을 비교하여 상기 산출된 정렬 비율이 상기 사전 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되면 상기 k번째 빔 형성기와 상기 상위의 빔 형성기의 순서를 변경하는, 빔 형성 시스템.
  13. 빔 형성 시스템에서의 빔 형성 방법으로서,
    신호 탐지부에 의해, 신호를 탐지하여 탐지 결과를 출력하는 단계;
    병렬로 연결되는 복수의 빔 형성기를 포함하는 빔 형성부에 의해, 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득하는 단계;
    직교화부에 의해, 상기 복수의 빔 형성기가 서로 다른 신호를 획득하도록 하는 단계; 및
    정렬 및 분류부에 의해, 상기 탐지 결과에 기초하여 상기 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 상기 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계를 포함하고,
    상기 탐지 결과는 새로운 신호가 등장한 것을 탐지하는 제1 탐지 결과, 기존의 신호가 사라진 것을 탐지하는 제2 탐지 결과, 또는 신호의 미탐지를 나타내는 제3 탐지 결과 중 어느 하나를 포함하는 빔 형성 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득하는 단계는,
    복수의 LSCMA 빔 형성기를 포함하는 MT-LSCMA 빔 형성부를 이용하여 상기 서로 다른 신호 또는 잡음을 획득하는 단계
    를 포함하는 빔 형성 방법.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서, 상기 신호를 탐지하여 탐지 결과를 출력하는 단계는,
    DMP 알고리즘을 이용하여 상기 새로운 신호를 탐지하는 단계
    를 포함하는 빔 형성 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 DMP 알고리즘을 이용하여 상기 새로운 신호를 탐지하는 단계는,
    일반화된 고유치 문제에서 얻어지는 최대 고유값으로터 상기 새로운 신호가 등장하는 것을 탐지하는 단계; 및
    해당 고유값에 대응하는 고유 벡터를 초기 빔 형성 벡터로 활용하는 단계
    를 포함하는 빔 형성 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 복수의 세트는 신호를 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제1 세트, 잡음을 획득하는 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제2 세트, 및 상기 새로운 신호가 등장하거나 기존의 신호가 사라진 적어도 하나의 빔 형성기를 포함하는 제3 세트를 포함하는 빔 형성 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 탐지 결과에 기초하여 상기 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 상기 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는,
    상기 탐지 결과가 상기 제1 탐지 결과인 것으로 판단되면, 상기 제1 세트에 대한 빔 형성기의 재정렬을 사전 설정된 시간 동안 중지하는 단계;
    상기 초기 빔 형성 벡터를 상기 제2 세트에 포함된 빔 형성기 중 어느 하나의 빔 형성기에 할당하는 단계; 및
    상기 초기 빔 형성 벡터가 할당된 빔 형성기를 상기 제1 세트에 포함시키고 상기 제1 세트의 최하위 포트로 설정하는 단계
    를 포함하는 빔 형성 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 탐지 결과에 기초하여 상기 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 상기 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는,
    상기 복수의 빔 형성기를 상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트로 분류하는 단계; 및
    상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계
    를 더 포함하는 빔 형성 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 탐지 결과에 기초하여 상기 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 상기 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는,
    상기 탐지 결과가 상기 제2 탐지 결과인 것으로 판단되면, 상기 제1 세트에 포함된 빔 형성기 중 MVS가 가장 큰 빔 형성기를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 빔 형성기를 상기 제2 세트에 포함시키고 상기 제2 세트의 최하위 포트로 설정하는 단계
    를 포함하는 빔 형성 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 탐지 결과에 기초하여 상기 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 상기 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는,
    상기 복수의 빔 형성기를 상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트로 분류하는 단계; 및
    상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계
    를 더 포함하는 빔 형성 방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 탐지 결과에 기초하여 상기 복수의 빔 형성기를 복수의 세트로 분류하고, 상기 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는,
    상기 탐지 결과가 상기 제3 탐지 결과인 것으로 판단되면, 상기 복수의 빔 형성기를 상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트로 분류하는 단계; 및
    상기 제1 세트, 상기 제2 세트 및 상기 제3 세트 각각에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계
    를 포함하는 빔 형성 방법.
  24. 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 세트에 포함된 빔 형성기의 순서를 재설정하는 단계는,
    상기 복수의 세트 각각에 대해, 사전 설정된 시간 동안 k번째 빔 형성기에 대한 MVS를 획득하는 단계;
    상기 획득된 MVS를 이용하여 상기 k번째 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값을 산출하는 단계;
    상기 k번째 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값과 상기 k번째 빔 형성기보다 상위의 빔 형성기에 대한 MVS의 평균값 간의 정렬 비율을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 정렬 비율과 사전 설정된 임계값을 비교하여 상기 산출된 정렬 비율이 상기 사전 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되면 상기 k번째 빔 형성기와 상기 상위의 빔 형성기의 순서를 변경하는 단계
    를 포함하는 빔 형성 방법.
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