KR20020066065A

KR20020066065A - 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠수신 장치와 이를 적용한 통신장치 및 방법

Info

Publication number: KR20020066065A
Application number: KR1020010006248A
Authority: KR
Inventors: 유봉위; 박현철; 김동규; 박준현; 김주연; 고학림
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-14
Also published as: US20020106042A1; JP2002290374A; US7327797B2; EP1231722A3; DE60111013D1; ATE296503T1; KR100645427B1; ES2240363T3; DE60111013T2; EP1231722A2; JP3586239B2; EP1231722B1

Abstract

본 발명은 복수의 안테나를 통해 빔 형성 방위를 조절할 수 있도록 하는 오에프디엠 수신 장치와 이를 적용한 통신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 오에프디엠 통신장치는 상호 독립적으로 설치된 복수개의 안테나를 구비한 오에프디엠 통신 장치에 있어서, 안테나 각각으로부터 수신된 오에프디엠 신호를 디코딩하여 복원하는 수신신호생성부, 수신신호생성부에서 출력된 신호로부터 신호 대 잡음 비를 포함하는 채널특성정보를 산출하고, 산출된 채널특성정보로부터 수신 감도를 최적으로 하기 위한 형태의 빔을 형성하기 위해 요구되는 안테나용 빔계수를 산출하는 빔계수산출부, 각 안테나로부터 수신된 신호를 수신신호생성부로 출력하고 빔계수산출부에서 출력된 빔계수에 대응하는 형태의 빔이 형성되도록 해당 안테나를 제어하는 수신빔처리부, 송신대상신호를 송신용 신호로 변조하여 출력하는 송신신호생성부 및 송신용신호를 안테나를 통하여 송신하기 위해 빔계수산출부로부터 산출된 빔 계수 값에 따라 안테나를 제어하는 송신빔처리부를 포함한다.

Description

채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치와 이를 적용한 통신장치 및 방법{OFDM receiving apparatus for forming beam with uneven width according to channel characteristics, and communication apparatus employing the same and method thereof}

본 발명은 오에프디엠 수신 장치와 이를 적용한 통신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 안테나를 통해 빔 형성 방위를 조절할 수 있도록 하는 오에프디엠 수신 장치와 이를 적용한 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.

오에프디엠(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing)신호 즉, 직교 주파수 분할 다중 신호는 시간 축을 따라 직렬로 입력된 데이터를 병렬 형식으로 변환하고, 이를 퓨리에 변환(FT;Fourier Transform)하여 얻어지는 신호이다.

이러한 오에프디엠 신호는 기존의 라디오, TV 등 아날로그 방송 매체를 대처할 수 있는 새로운 디지털 오디오 방송(DAB;Digital Audio Broadcasting), 디지털 비디오 방송(DVB;Digital Video Broadcasting)등 디지털 방송 시스템에 이용된다.

일반적으로 오에프디엠 통신은 오에프디엠 변조와 시공간 블럭 코덱(Codec;Coding and Decoding)을 이용하여 신호를 송수신할 수 있다. 이렇게 변조된 신호를 송수신하기 위해서는 오에프디엠 송수신단에 다수의 안테나를 사용한다.

여기서 시공간 블럭 코딩(Space Time Block Coding)은 송출 대상 신호에 대해 다수의 안테나를 통하여 병렬 상으로 동시에 전송할 수 있는 신호 형태로 퓨리에 변환이전에 부호화 하는 것을 말한다.

이러한 시공간 블럭 코딩 및 시공간 블럭 디코딩을 이용한 오에프디엠 통신 장치는 복수의 안테나 각각에 결정된 전송 채널 패턴을 통하여 통신을 한다. 또한, 복수의 안테나에는 각기 다른 방위를 가지는 빔을 형성하고 이렇게 형성된 빔의 크기와 폭은 동일하다. 따라서, 공간상 수신 범위 영역을 확장시키기 위해서는 각 안테나에 설정된 빔 형성 영역에 의해 공간상에 점유하는 영역이 넓어지도록 즉, 공간상의 비 점유 영역이 최소화 되도록 빔 방향이 상호 교차되게 각 안테나에 빔이 형성되도록 한다.

따라서, 각 안테나의 빔 형성 영역에 의해 결정되는 수신 영역 즉, 커버리지 영역을 벗어난 방향으로 수신된 신호에 대해서는 정확한 수신을 할 수 없는 문제가 있다.

또한, 실제 수신 환경에서는 신호를 전송하는 공기(air)중에 형성된 전송 채널의 변화에 따라 원 신호에 대한 수신 신호의 왜곡이 발생하게 된다.

이와 같이, 수신된 신호에 대한 신호 대 잡음비, 비트 에러 율과 같은 신호의 왜곡을 고려하지 않고 균일한 다수의 빔을 형성하게 되면 필요 이상의 안테나를 비롯한 통신용 장비가 필요하다. 또한 많은 통신 장비의 구동을 위해서는 그 만큼의 전력 소모도 많아지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 수신된 신호로부터 전송 채널 특성을 판단하여 수신 감도가 높은 방향으로 안테나의 빔 형태를 조절할 수 있는 오에프디엠 수신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 수신된 신호로부터 신호의 왜곡 정도를 판단하여 왜곡 율이 낮은 빔 형태에 대응되는 빔을 형성하고, 형성된 빔의 형태를 통하여 신호를 송신할 수 있는 오에프디엠 통신 장치 및 이를 적용한 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오에프디엠 수신 장치를 도시한 블럭도;

도 2는 도 1의 수신 신호 생성부의 구성예를 도시한 블럭도;

도 3은 도 1의 빔 계수산출부의 구성예를 도시한 블럭도;

도 4는 도 3의 수신 왜곡 산출부의 구성예를 도시한 블럭도;

도 5는 도 4의 빔 계수 설정부의 구성예를 도시한 블럭도;

도 6은 본 발명에 따른 오에프디엠 수신 장치가 적용된 통신 장치를 도시한 블럭도;

도 7은 도 6의 송신 신호 생성부의 구성예를 도시한 블럭도;

도 8은 본 발명에 따른 오에프디엠 통신 방법을 도시한 플로우도; 및

도 9는 도 8의 빔 계수 산출 과정의 예를 도시한 플로우도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10, 20 : 호스트 100 : 수신신호생성부

200 : 빔계수산출부 300 : 수신빔처리부

400 : 빔계수제어부 500 : 신호절환부

510, 550 : 빔형성안테나 530, 570 : 안테나에 형성된 빔

600 : 송신신호생성부 700 : 송신빔처리부

900 : 오에프디엠 수신장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신장치는 상호 독립적으로 설치된 복수개의 안테나를 구비한 오에프디엠 수신장치에 있어서, 안테나 각각으로부터 수신된 오에프디엠 신호를 디코딩하여 복원하는 수신신호생성부, 수신 신호 생성부에서 출력된 신호로부터 신호 대 잡음 비를 포함하는 채널특성정보를 산출하고, 산출된 채널특성정보로부터 수신감도를 최적으로 하기 위한 형태의 빔을 형성하기 위해 요구되는 안테나용 빔계수를 산출하는 빔계수산출부 및 안테나로부터 수신된 신호를 수신신호생성부로 출력하고 빔계수산출부에서 출력된 빔계수에 대응하는 형태의 빔이 형성되도록 해당 안테나를 제어하는 수신빔처리부를 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 채널 특성에 따라 불균등한 빔폭을 형성하는 오에프디엠 통신장치는 상호 독립적으로 설치된 복수개의 안테나를 구비한 오에프디엠 통신장치에 있어서, 안테나 각각으로부터 수신된 오에프디엠 신호를 디코딩하여 복원하는 수신신호생성부, 수신신호생성부에서 출력된 신호로부터 신호 대 잡음 비를 포함하는 채널특성정보를 산출하고, 산출된 채널특성정보로부터 수신감도를 최적으로 하기 위한 형태의 빔을 형성하기 위해 요구되는 안테나용 빔계수를 산출하는 빔계수산출부, 안테나로부터 수신된 신호를 각각 수신신호생성부로 출력하고 빔계수산출부에서 출력된 빔계수에 대응하는 형태의 빔이 형성되도록 해당 안테나를 제어하는 수신빔처리부, 송신대상신호를 송신용 신호로 변조하여 출력하는 송신신호생성부 및 송신용 신호를 안테나를 통하여 송신하기 위해 빔계수산출부로부터 산출된 빔계수 값에 따라 안테나를 제어하는 송신빔처리부를 포함한다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 통신방법은 상호 독립적으로 설치된 복수개의 안테나를 통해 오에프디엠 신호를 처리하는 오에프디엠 통신방법에 있어서, 각 안테나로부터 수신된 신호가 있는지를 판단하는 수신 신호 판단 단계, 수신된 신호가 있는 것으로 판단되면 수신된 각 신호로부터 채널 특성정보를 산출하고, 산출된 채널 특성 정보로부터 통신 성능을 향상시키기 위해 요구되는 안테나 빔 형태에 대응되는 빔 계수를 산출하는 빔 계수 산출 단계 및 산출된 빔 계수에 대응되는 빔이 형성되도록 안테나의 빔 형성 방위를 조정하는 단계를 포함한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치와 이를 적용한 통신 장치 및 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 오에프디엠 수신 장치의 바람직한 실시예를 도시한블럭도 이다.

도면을 참조하면, 오에프디엠 수신 장치는 수신신호생성부(100), 빔계수산출부(200), 수신빔처리부(300), 복수의 안테나(510, 550)를 포함한다. 참조부호 10은 호스트이다.

호스트(10)는 수신 신호 생성부(100)와 연결되어 있고, 본 발명에 따른 오에프디엠 수신 장치로부터 수신된 신호를 표시 장치(미도시) 또는 음성 장치(미도시)를 통한 프로세서를 수행하는 장치를 의미한다. 예컨대, 디지털 텔레비젼, 디지털 오디오 수신기, 디지털 주파수 변조 수신기를 포함한다.

여기서, 본 발명에 따른 오에프디엠 수신 장치는 호스트(10)에 내장 또는 외장으로 적용될 수 있다.

복수의 안테나(510, 550)는 상호 간섭으로부터 독립된 거리만큼 이격 되도록 배치하는 것이 바람직하다.

수신신호생성부(100)는 수신된 신호를 호스트(10)에서 판독 가능한 데이터로 복호한다. 이때 호스트(10)는 판독 가능한 데이터를 통해 수신된 신호의 밀도에 대응되는 빔의 로드정보를 측정하여 빔계수산출부(200)에 출력한다. 또한, 수신신호생성부(100)는 복호 과정을 통해 생성되는 정보 중에서 빔계수 산출에 필요한 정보를 빔계수산출부(200)에 제공한다.

빔계수산출부(200)는 수신신호생성부(100)에서 제공된 정보로부터 안테나(510, 550)에 형성하고자 하는 빔형태(530, 570)에 대응되는 빔계수(F)를 산출한다. 여기서 빔계수(F)란, 안테나(510, 550)의 상호 다른 형태의빔형성영역(530, 570)에 대응되는 값을 말한다. 즉, 빔계수값(F)은 안테나(510, 550)에 유지하고자 하는 빔형태(530, 570) 즉, 빔의 범위, 크기, 폭 등을 결정해주는 안테나 제어 정보를 말한다.

수신빔처리부(300)는 빔계수산출부(200)에서 산출된 빔계수(F)에 따라 안테나(510, 550)의 빔형태(530, 570)가 유지되도록 안테나(510, 550)를 제어한다. 또한, 수신빔처리부(300)는 안테나(510, 550)를 제어하여 유지시킨 빔형태(530, 570)에 대응하여 안테나(510, 550)를 통해 외부로부터 수신된 신호를 수신신호생성부(100)에 출력한다.

여기서 안테나(510, 550)에 유지시키고자 하는 빔 형태를 형성하기 위해 안테나(510, 550)에 인가하는 제어 신호는 외부로부터 안테나(510, 550)에 수신되는 신호를 간섭하지 않도록 적절하게 인가하는 것이 바람직하다. 또한, 안테나(510, 550)에 형성하고자 하는 다양한 빔 형태 각각에 대응되는 제어 신호는 적용되는 안테나(510, 550)에 대해 실험적으로 구하여 적용시키면 된다.

도 2는 도 1의 수신신호생성부(100)의 구성예를 도시한 블럭도 이다.

도면을 참조하면, 수신신호생성부(100)는 수신신호디코딩부(110), 아날로그-디지털 변환부(130), 저주파증폭부(150), 고주파증폭부(170)를 구비한다.

수신빔처리부(300)는 안테나(510, 550)로부터 입력된 신호를 변환 없이 수신신호생성부(100)로 출력한다.

설명에 앞서 수신빔처리부(300)에서 각 안테나(510, 550)에 대응되어 출력되는 신호 S1, S2는 공기(air)중에서 각 안테나(510, 550)를 통하여 수신된 신호를표시한 것이다.

고주파증폭부(170)는 수신빔처리부(300)로부터 입력된 신호(S1, S2)를 각각 고주파증폭하고, 증폭된 신호(a, b)를 저주파 증폭부(150) 및 빔 계수 산출부(200)에 출력한다.

저주파증폭부(150)는 입력된 고주파증폭신호(a, b)로부터 원 신호인 저주파신호를 각각 필터링을 통해 검출하여 저주파증폭하고, 증폭된 신호(c, d)를 아날로그-디지털 신호변환부(130) 및 빔계수산출부(200)에 출력한다.

아날로그-디지털 신호변환부(130)는 입력된 원 신호인 저주파 증폭된 아날로그신호(c, d)를 디지털신호로 각각 변환하고, 디지털변환된 신호(e, f)를 수신신호선택부(110) 및 빔계수산출부(200)에 출력한다.

수신신호디코딩부(110)는 입력된 디지털신호(e, f)를 디코딩하고, 디코딩된 결과로부터 원 신호에 대응되는 S1, S2 중 신호 효율이 우수한 신호를 선택하며, 선택된 신호(S)를 호스트(10)에 출력한다.

호스트(10)는 입력된 신호(S)에 대하여 표시장치(미도시) 또는 음향장치(미도시)를 통하여 수신 신호 처리에 대한 프로세서를 수행한다. 또한 호스트(10)는 입력된 신호(S)로부터 안테나에 형성된 빔에 대한 로드정보를 빔계수산출부(200)에 출력한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 수신신호생성부(100)의 각 블럭으로부터 출력하는 신호(a, b, c, d, e, f)는 빔계수산출부(200)를 통하여 신호수신에 필요한 빔계수를 산출할 때 적용된다. 이때, 빔계수산출부(200)에서의 빔계수 산출은 고주파증폭신호(a, b), 저주파증폭신호(c, d), 디지털신호(e, f) 중에서 각각 한 신호 이상을 적용하여 산출할 수도 있다.

도 3은 도 1의 빔계수산출부(200)의 구성 예를 도시한 블럭도 이다.

도면을 참조하면, 빔계수산출부(200)는 수신전력측정부(210), 빔로드측정부(230), 수신왜곡산출부(250), 최적빔검출부(270), 빔계수설정부(290)를 포함한다.

수신전력측정부(210)는 고주파증폭부(170)에서 입력된 신호(a, b)로부터, 그 진폭에 대응되는 수신 전력을 측정하고, 측정된 값(a1, b1)을 최적빔검출부(270)에 출력한다.

빔로드측정부(230)는 호스트(10)에서 입력된 신호(g, h)로부터 각 안테나(510, 550)에 형성된 빔(530, 570)에 따라 수신된 신호의 밀도에 대응되는 빔 로드 정보를 측정하고, 측정 값(g1, h1)을 최적빔검출부(270)에 출력한다.

수신왜곡산출부(250)는 저주파증폭부(150)에서 출력된 신호(c, d) 또는 아날로그-디지털 신호변환부(130)로부터 출력된 신호(e, f)를 입력받아 원래의 신호에 대한 왜곡의 비를 산출하고, 산출된 값(c1, d1, e1, f1)을 최적빔검출부(270)에 출력한다.

도 4는 도 3의 수신왜곡산출부(250)에 대한 구성 예를 도시한 블럭도 이다.

도면을 참조하면, 수신왜곡산출부(250)는 신호대잡음비산출부(253) 및 비트에러율산출부(255)를 포함한다.

신호대잡음비(SNR;Signal to Noise Rate) 산출부(253)는 저주파증폭부(150)에서 출력된 신호(c, d)의 진폭으로부터 신호전력에 수반하는 잡음전력을 검출하고, 이로부터 원 신호에 대한 잡음의 비(S/N) 값(c1,d1)을 산출한다.

비트에러율(BER;Bit to Error Rate) 산출부(255)는 아날로그-디지털 신호변환부(130)에서 출력된 신호(e, f)의 전체 비트 개수에서 오류가 발생한 비트의 개수를 검출하여 각 신호(e, f)에 대한 비트에러율(BER) 값(e1, f1)을 산출한다. 이와 같은 비트 값의 산출은 수신신호디코딩부(110)로부터 비트에러율(BER) 값을 입력받아 처리할 수 있도록 구성할 수도 있다. 또한 비트에러율(BER)의 산출은 오에프디엠 신호의 프래임(frame)에서 수신신호의 채널정보를 찾기 위해 일정한 형태를 갖는 파일럿(pilot)심볼을 삽입하여 채널의 감쇄나 위상의 지연 등과 같은 채널상태를 추정하는 결과값을 통해서도 얻어낼 수 있다.

최적빔검출부(270)는 수신전력측정부(210), 빔로드측정부(230) 및 수신왜곡산출부(250)에서 출력된 신호(a1, b1, a2, b2, c1, d1, e1, f1)를 통하여 수신전력 값이 크고 수신 왜곡값이 적으면서 빔 로드값이 적은 신호가 수신되도록 하기 위해 요구되는 최적 빔형성 파라미터(E)를 산출하고, 빔계수설정부(290)에 출력한다.

빔계수설정부(290)는 입력된 최적 빔형성 파라미터(E)에 대응되는 형태의 빔을 안테나(510, 550)에 형성하기 위하여 요구되는 안테나 구동 제어 값인 빔의 계수(F)를 산출한다.

도 5는 도 3의 빔계수설정부(290)에 대한 구성 예를 도시한 블럭도 이다.

도면을 참조하면, 빔계수설정부(290)는 빔계수선택부(291), 룩업테이블(LUT)(293), 선택빔계수저장부(295), 계수스위칭부(297)를 구비한다.

빔계수선택부(291)는 최적빔검출부(270)에서 출력된 최적 빔 형성 파라미터(E)에 대응되는 빔을 안테나에 형성하기 위한 안테나 구동 제어 값인 빔 계수(F)를 산출 한다.

이때, 최적빔검출부(270)를 통하여 검출된 최적 빔 파라미터(E)에 대응되는 빔 계수 값(F)에 대한 정보가 저장되어 있는 룩업테이블(293)을 통하여 최적 빔 파라미터(E)에 대응되는 빔 계수(F)를 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게는 빔계수선택부(291)에서 산출된 최적 빔 파라미터(E)에 대응되는 빔계수(F)를 저장하기 위한 선택빔계수저장부(295)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 빔계수저장부(295)에 저장된 빔계수(F)는 시간적 차이를 두고 안테나(510, 550)에 빔을 형성하거나, 수신신호(S1, S2)에 대한 빔 형성 데이터 정보를 산출하는데 사용될 수 있다.

계수스위칭부(297)는 빔계수선택부(291)에서 산출된 빔계수(F)를 수신빔처리부(300)에 출력처리 되도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 오에프디엠 통신 장치에 대하여 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 오에프디엠 수신 장치에서 기입된 도면의 부호가 동일하게 적용되도록 한다. 그러므로, 이하에서는 수신된 신호에 대한 빔 계수(F)를 산출한 이후에 송신 모드에 대한 구성 요소에 대해서 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 오에프디엠 통신장치는 수신신호생성부(100), 빔계수산출부(200), 수신빔처리부(300), 빔계수제어부(400), 복수의 안테나(510, 550), 신호절환부(500), 송신신호생성부(600), 송신빔처리부(700)를 포함한다.

여기서 부재 번호 20은 호스트이다. 호스트(20)는 오에프디엠 신호를 통한 디지털 멀티미디어 서비스를 제공하는 디지털 통신 장치를 의미한다. 예컨대, 디지털 화상 통신 장치, 디지털 오디오 방송 장치, 디지털 주파수 변조 통신 장치를 포함한다. 또한, 호스트(20)는 오에프디엠 신호의 송신 및 수신에 대한 판단을 통하여 신호의 절환을 제어하고, 송신 대상 신호(T)에 대해서는 송신 신호 생성부(600)에 출력한다. 이러한 호스트(20)는 수신신호생성부(100)로부터 입력된 수신된 신호에 대한 복호된 신호를 통해 빔에 대한 로드 정보를 빔계수산출부(200)에 출력한다.

송신신호생성부(600)는 호스트(20)로부터 입력된 송신대상신호(T)를 오에프디엠 신호의 형태로 부호화 및 변조하여 송신빔처리부(700)에 출력한다.

도 7은 도 6의 송신 신호 생성부(600)에 대한 구성예를 도시한 블럭도 이다.

도면을 참조하면, 송신 신호 생성부(600)는 다중 생성부(610), 디지털-아날로그 신호변환부(630), 변조부(670)를 포함한다.

다중생성부(610)는 호스트(20)로부터 출력된 송신 대상 신호(T)를 복수개의 동일한 신호 형태로 변환하여 디지털-아날로그 신호변환부(630)에 출력한다. 도시된 다중생성부(610)에서는 하나의 입력된 신호에 대해 동일한 두개의 출력 신호를 생성하도록 구성된 예를 보여주고 있다.

디지털-아날로그 신호변환부(630)는 입력된 두개의 신호를 각각 아날로그 형태로 변환하여 발진부(650)에 출력한다.

변조부(670)는 디지털-아날로그 신호변환부(630)로부터 입력된 신호를 반송파에 합성한 신호 즉, 변조파(T1, T2)를 송신빔처리부(700)에 출력한다.

빔계수제어부(400)는 수신 모드시 안테나(510, 550)를 통한 수신 빔 형성을 위해 빔계수산출부(200)에 의해 산출된 빔계수(F)를 수신빔처리부(300)에 출력하고, 송출 대상 신호를 송출하기 위해 수신 모드시 빔계수산출부(200)에 의해 산출된 빔계수(F)를 송신빔처리부(700)에 출력한다.

송신빔처리부(700)는 입력된 변조파(T1, T2)를 송출하기 위해 계수제어부(400)로부터 입력된 빔계수(F)로부터 안테나에 형성될 빔에 대응되도록 안테나(510, 550)를 제어한다.

산출된 안테나 구동용 제어 신호는 호스트(20)에 의해 각 안테나(530, 550)와 송출 절환된 연결선을 통하여 안테나(530, 550)에 출력된다. 이렇게 안테나(530, 550)에는 출력된 값에 대응되는 빔(5300, 570)을 형성하고, 송신 대상 신호(T1, T2)는 형성된 빔(530, 570)을 통하여 송출된다.

도 7은 본 발명에 따른 오에프디엠 통신 방법을 도시한 프로우도이다.

도면을 참조하면 먼저, 수신빔처리부(300)는 각 안테나(510, 550)로부터 수신된 신호(S1, S2)가 있는지를 판단한다(S100).

수신신호판단(S100)에 따라 수신된 신호가 있는 것으로 판단되면 수신된 각 신호(S1, S2)로부터 수신 신호를 최적화 하기 위한 빔의 지향 방향에 대한 빔계수(F)를 산출한다(S300).

빔계수산출단계(S300)에 의해 산출된 빔계수(F)에 대응되는 안테나 구동용빔 형성 값을 산출하여 해당 안테나에 출력한다(S500).

산출된 안테나 구동용 빔 형성 값에 따라 안테나에 형성된 빔(530, 570)에 의해 오에프디엠 신호를 수신 및/또는 송신한다(S700).

도 8은 도 7의 빔 계수 산출 과정(S300) 예를 도시한 플로우도 이다.

도면을 참조하면 빔 계수 산출 과정(S300)은 먼저, 고주파 증폭부(150)로부터 고주파 증폭된 각 신호(a, b)가 입력되었는지를 판단한다(S310).

S310에 따라 고주파 신호(a, b)가 입력된 것으로 판단되면, 입력된 고주파 증폭 신호(a, b)의 진폭으로부터 수신 전력 값(a1. b1)을 측정한다(S315). 이때, 고주파 증폭 신호(a, b)로부터 호스트(20)에 입력하여 각 안테나(510, 550)에 설정된 빔의 로드 정보(g, h)를 통해서 최적 빔 파라미터(E)를 산출하는데 추가적으로 고려할 수도 있다.

S310에서 고주파 신호(a, b)의 입력이 없는 것으로 판단되면, 저주파 신호(c, d)의 입력이 있는지를 판단한다(S330). S330에 따라 저주파 신호(c, d)가 각각 입력된 것으로 판단되면, 저주파 신호(c, d)의 진폭으로부터 각 신호 전력에 수반하는 잡음 전력의 비(SNR;Signal to Nose Rate)(c1, d1)를 산출한다(S335).

S330에서 저주파 신호(c, d)의 입력이 없는 것으로 판단되면, 디지털 신호(e, f)의 입력이 있는지를 판단한다(S350). S350에 따라 디지털 신호(e, f)의 입력이 있는 것으로 판단되면, 입력된 각 비트 신호(e, f)에 대한 전체 비트 개수에 수반하는 오류 비트 개수의 비인 비트 에러 율(BER;Beat Error Rate)(e1. f1)을 산출한다(S355).

S350에서 빔 계수 산출부(200)에 디지털 신호(e, f)의 입력이 없는 것으로 판단되면 빔 계수 산출에 대한 프로세서를 종료한다.

이와 같이, S315, S335, S355에 따라 산출된 수신 전력(a1, b1), 빔 로드 정보(g1, h1), 잡음 전력비(c1, d1), 오류 비트비(e1, f1)의 정보를 조합하여 최적의 수신 상태에 대응되는 최적 빔 파라미터(E)를 산출한다(S370). 이때, 산출된 정보(a1, b1, a2, b2, c1, d1, e1, f1)를 통하여 최적 빔 파라미터(E)를 산출하는 것은 적어도 각각 산출된 하나 이상의 정보를 적용하여도 최적 빔 파라미터(E)의 산출이 가능하다.

이렇게 산출된 최적 빔 파라미터(E)로부터 이에 대응되는 안테나(510, 550) 구동 제어 값인 빔 계수(F)를 산출한다(S390).

이때, 바람직하게는 산출된 빔 계수(F)를 저장한다(S410). 이는, 안테나(510, 550)를 통하여 수신된 신호에 대하여 시간적 차이를 두고 빔을 형성하거나, 각 안테나의 빔 형성에 따른 통계 데이터를 산출하는데 이용될 수 있다.

이러한 방법을 통하여 오에프디엠 통신을 수행하면, 수신 신호에 대한 복호시 정확도를 기할 수 있고 신호를 송신시 송출 대상으로의 방향을 보다 정확하게 선택하여 송출할 수 있다.

본 실시예에서는 안테나(510, 550)의 개수를 두개로 설정하였으나 두개 이상의 안테나를 통하여 보다 정확한 빔의 방향을 설정하면 신호의 송수신시 보다 정확도를 기할 수 있을 것이다.

지금까지 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 수신된 신호를 복호화하는 과정을 통하여 검출된 신호로부터 왜곡을 고려한 빔 계수를 산출하여 안테나에 형성되는 빔의 형태를 유동적으로 변형함으로서, 수신되는 신호에 대한 정확도를 기할 수 있다. 또한, 수신 신호에 의해 산출된 빔 계수를 통하여 형성된 빔에 의해 신호를 송출할 때에도 송신 대상 신호를 수신 받을 대상의 방향을 고려하여 송출함으로서 송출 신호에 대한 정확도를 높일 수 있다.

이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims

상호 독립적으로 설치된 복수개의 안테나를 구비한 오에프디엠 수신 장치에 있어서,

상기 안테나 각각으로부터 수신된 오에프디엠 신호를 디코딩하여 복원하는 수신신호생성부;

상기 수신신호생성부에서 출력된 신호로부터 신호 대 잡음 비를 포함하는 채널 특성 정보를 산출하고, 산출된 채널 특성 정보로부터 수신 감도를 최적으로 하기 위한 형태의 빔을 형성하기 위해 요구되는 안테나용 빔 계수를 산출하는 빔계수산출부; 및

상기 안테나로부터 수신된 신호를 각각 상기 수신신호생성부로 출력하고 상기 빔계수산출부에서 출력된 빔 계수에 대응하는 형태의 빔이 형성되도록 해당 안테나를 제어하는 수신빔처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 1항에 있어서,

상기 수신신호생성부는 디코딩된 신호를 후속 처리하는 호스트와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 2항에 있어서,

상기 수신 신호 생성부는,

상기 수신빔처리부로부터 출력된 상기 안테나를 통하여 수신된 각각의 수신 신호에 대하여 고주파 증폭하여 출력하는 고주파증폭부;

상기 고주파 증폭된 신호로부터 원 신호를 검출하고 저주파 증폭하여 출력하는 저주파증폭부;

상기 저주파 증폭된 원 신호인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그-디지털 신호변환부; 및

상기 디지털로 변환된 각각의 비트 신호로부터 원 신호에 대한 수신 감도 효율이 우수한 신호를 선택하여 상기 호스트에 출력하는 수신 신호 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 3항에 있어서,

상기 신호 대 잡음 비는,

상기 저주파증폭부로부터 출력된 상기 저주파 증폭 신호에 대하여 원 신호에 대한 잡음의 비를 각각의 수신된 신호에 대하여 산출하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 4항에 있어서,

상기 채널 특성 정보는,

상기 아날로그-디지털 신호변환부에 의하여 변환된 디지털 신호로부터 전체 비트의 개수에 대한 오류가 발생한 비트 개수의 비를 나타낸 각 신호에 대한 비트 에러율을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 5항에 있어서,

상기 채널 특성 정보는,

상기 수신된 신호에 대하여 복호된 신호를 통해 각 안테나에 형성된 빔에 대한 수신 정보량을 나타낸 각 안테나의 빔 로드 정보를 더 포함하는 것을 특징으로하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 6항에 있어서,

상기 채널 특성 정보는,

상기 고주파 증폭부로부터 출력된 상기 수신된 각각의 신호에 대하여 진폭을 통한 신호의 전력을 측정하여 산출된 각 수신 신호에 대한 수신 전력 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 7항에 있어서,

상기 빔 계수 산출부는,

상기 고주파증폭부로부터 출력된 상기 수신 신호의 진폭 크기에 따른 수신 전력을 측정하여 출력하는 수신전력측정부;

상기 수신신호생성부로부터 출력된 상기 수신신호에 대해 복호된 상기 신호를 통해 상기 신호를 수신한 각 안테나의 수신에 따른 신호 수신 밀도를 산출하는 빔로드산출부;

상기 저주파증폭부로부터 출력된 신호로부터 왜곡 잡음의 비를 산출하고 상기 디지털 신호 변환부로부터 출력된 비트 신호에 대한 왜곡된 신호의 비를 산출하여 출력하는 수신왜곡산출부;

상기 측정된 수신전력값과 산출된 빔로드정보 및 수신왜곡값으로부터 신호를수신하는데 필요한 최적 빔파라미터를 검출하는 최적빔검출부; 및

상기 검출된 최적 빔 파라미터에 대응되는 빔을 상기 안테나에 형성하기 위한 빔 계수를 산출하는 수신용빔계수설정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 8항에 있어서,

상기 수신 왜곡 산출부는,

상기 저주파증폭부에 의해 저주파 증폭된 신호로부터 진폭에 따른 신호 전력에 수반하는 잡음 전력의 비를 산출하는 신호 대 잡음비 산출부; 및

상기 아날로그-디지털 신호변환부로부터 출력된 각 디지털 신호의 전체 비트 개수에서 오류가 발생한 비트의 개수를 검출하여 상기 전체 비트 개수에 대한 비를 산출하여 출력하는 비트에러율산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 9항에 있어서,

상기 빔 계수 설정부는,

상기 최적빔검출부로부터 출력된 최적 빔 파라미터에 대응되는 빔을 형성하기 위해 상기 빔 최적 빔 파라미터에 대응되는 빔 계수를 산출하여 출력하는 빔계수선택부; 및

상기 산출된 빔계수를 스위칭 제어 신호에 의해 상기 수신빔처리부에 각각스위칭하여 출력하는 계수스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 10항에 있어서,

상기 빔 계수 설정부는,

상기 최적 빔 파라미터에 대응되는 빔의 폭을 형성하는데 필요한 빔 계수 정보가 저장되어 있는 룩업테이블을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
제 11항에 있어서,

상기 빔계수설정부는,

상기 빔계수선택부로부터 선택된 상기 빔 계수를 저장하는 선택빔계수저장부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 수신 장치.
상호 독립적으로 설치된 복수개의 안테나를 구비한 오에프디엠 통신 장치에 있어서,

상기 안테나 각각으로부터 수신된 오에프디엠 신호를 디코딩하여 복원하는 수신 신호 생성부;

상기 수신신호생성부에서 출력된 신호로부터 신호 대 잡음 비를 포함하는 채널 특성 정보를 산출하고, 산출된 채널 특성 정보로부터 수신 감도를 최적으로 하기 위한 형태의 빔을 형성하기 위해 요구되는 안테나용 빔계수를 산출하는 빔계수산출부;

상기 안테나로부터 수신된 신호를 각각 상기 수신신호생성부로 출력하고 상기 빔계수산출부에서 출력된 빔계수에 대응하는 빔이 형성되도록 해당 안테나를 제어하는 수신빔처리부;

송신 대상 신호를 송신용 신호로 변조하여 출력하는 송신신호생성부; 및

상기 송신용 신호를 상기 안테나를 통하여 송신하기 위해 상기 빔계수산출부로부터 산출된 상기 빔 계수 값에 따라 안테나를 제어하는 송신빔처리부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 통신 장치.
제 13항에 있어서,

상기 빔계수산출부로부터 산출된 빔계수를 상기 수신빔처리부 또는 상기 송신빔처리부에 출력하는 것을 제어하는 빔계수제어부; 및

상기 수신신호생성부 및 상기 송신신호생성부는 디코딩된 외부 수신신호의 처리 또는 상기 송신대상신호를 전송하는 호스트와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 통신 장치.
제 14항에 있어서,

상기 안테나를 통하여 신호가 수신되면 상기 호스트의 신호 절환 신호에 의해 상기 수신 빔 처리부로 신호를 스위칭하고, 송신 대상 신호를 안테나로 출력할 때에는 상기 호스트의 신호 절환 신호에 의해 상기 안테나로 신호를 스위칭하는 신호절환부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 통신 장치.
상호 독립적으로 설치된 복수개의 안테나를 통해 오에프디엠 신호를 처리하는 오에프디엠 통신 방법에 있어서,

상기 각 안테나로부터 수신된 신호가 있는지를 판단하는 수신신호판단단계;

수신된 신호가 있는 것으로 판단되면 상기 수신된 각 신호로부터 채널특성정보를 산출하고, 산출된 상기 채널특성정보로부터 통신 성능을 향상시키기 위해 요구되는 빔 형태에 대응되는 빔계수를 산출하는 빔계수산출단계; 및

산출된 상기 빔계수에 대응되는 빔이 형성되도록 상기 안테나의 빔 형성 방위를 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 통신 방법.
제 16항에 있어서,

상기 채널특성은,

상기 수신된 각 신호에 대한 신호 대 잡음비, 비트 에러율, 빔 로드 정보, 수신 전력 값 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 통신 방법.
제 17항에 있어서,

상기 빔계수산출단계는,

상기 수신된 신호에 대한 고주파 증폭 신호로부터 수신 전력을 측정하고, 저주파 증폭 신호로부터 잡음 전력의 비를 산출하며, 디지털 선호로부터 전체 비트 개수에 수반하는 오류 비트 개수의 비를 산출하는 수신신호왜곡산출단계;

상기 산출된 수신전력, 잡음 전력비, 오류 비트 비로부터 상기 수신 전력이 크고 잡음 및 오류 비트의 비가 적은 신호에 대한 최적 빔 파라미터를 검출하는 단계; 및

상기 검출된 최적 빔 파라미터에 대응되는 빔 계수를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠 통신 방법.