KR20030043762A - 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 기술에 관한 것으로, 특히 CDMA 통신시스템에서 적응 안테나 어레이를 이용하여 다중경로 신호를 수신하는 방법에 관한 것으로 셀룰러 통신시스템의 수신기에 적용될 수 있다. 본 발명은 적응 안테나 어레이 가중치 계수들을 적응하는 동안 최적 결정 함수(optimal decision function)를 사용하여 간섭신호 제거 성능과 시스템 용량을 개선하고자 한다. 본 발명은 안테나 어레이 빔 패턴 형성을 위해 적응 알고리즘을 사용한다. 가중치 벡터는 최대 결정 함수의 위치로부터 결정된다. 본 발명에 따른 결정 함수는 적응 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 채널 SINR 추정치에 근거하지만, 잡음과 간섭이 없는 경우에도 오류가 거의 발생되지 않는다. 본 발명에 따른 적응 안테나 어레 빔 패턴 형성 방법은 다양한 간섭-신호 상황에서의 신호 수신 동안 간섭을 효과적으로 제거할 수 있으며 정확성을 증가시킬 수 있다.

Description

적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 장치 및 방법{METHOD AND DEVICE FOR ADAPTIVE ANTENNA ARRAY BEAM PATTERN FORMING}
본 발명은 무선 기술에 관한 것으로, 특히 CDMA 통신시스템에서 적응 안테나 어레이를 이용하여 다중경로 신호를 수신하는 방법에 관한 것으로 셀룰러 통신시스템의 수신기에 적용될 수 있다.
최근 10년 동안 CDMA 시스템은 전 세계적으로 많이 채택되어 사용되고 있다. 이러한 CDMA 시스템에서의 용량 증가의 필요성으로 인해 기지국에서 적응 안테나 어레이를 사용하게 되었으며, 이러한 사항이 3G 통신 표준에 반영되었다.
적응 안테나 어레이는 안테나 어레이 요소들로부터의 신호들에 대한 가중 결합(weighed processing)을 수행함으로써 신호들의 공간적 처리(space processing)를 가능하게 한다. 이러한 공간적 처리를 위한 파라미터들(안테나 패턴을 결정하는 안테나 어레이 요소들의 가중치 계수들)은 가변적인 간섭-신호(interference-signal) 환경에서 최적의 신호 수신 조건을 제공하기 위해 자동적으로 변경된다. CDMA 셀룰러 통신시스템에서 적응 안테나 어레이를 사용하게 되면, 특히 시스템 용량, 통신 품질, 커버리지(coverage) 영역, 이동 단말기 전력소모량과 같은 다수의 시스템 변수들을 상당히 개선할 수 있다.
안테나 어레이 요소들의 가중치 계수 벡터를 생성하는 동안 선택된 최적의 기준에 따라 공간 여파 효과(space filtration effects)를 얻을 수 있고, 강한 간섭을 완화시킬 수 있으며, 다중경로 채널에서 각도 확산(angle spreading)을 수행할 수 있다.
입력신호의 코-베리언스(co-variance) 매트릭스 직접 반전 알고리즘에 따라 작동하는 적응 안테나 어레이 빔 제어 장치가 러시아특허출원 RF #98102722/09에 개시되어 있다. 이 장치는 기준 신호로부터의 안테나 어레이 출력 신호의 최소평균제곱편차(minimum mean-squared deviation)의 기준에 따라 적응 안테나 어레이 빔 제어 방법을 구현한다. 이 출원에서는 가중치 계수들의 벡터를 구하기 위해 입력 신호의 코-베리언스 매트릭스가 생성되어 안테나 어레이 요소들에서 반전된다.
이러한 알고리즘은 구현하기가 상대적으로 매우 복잡하며 코-베리언스 매트릭스의 상태가 나쁠 경우 가중치 벡터를 결정함에 있어서 정확도가 매우 감소한다는 단점이 있다.
적응 안테나 어레이 빔 형성(beamforming) 방법이 유럽특허출원 EP 0 899 894 A2("Smart Antenna Receiver and Signal Receiving Method", Inventor: Park Jin-Soo. SEC. 03.03. 1998, Int. C. H04B 1/707, H04B 7/08)에 개시되어 있다. 상기 출원에 개시된 적응 알고리즘은 기준 신호로부터의 출력 안테나 어레이 신호의 최소순간제곱편자(minimum instant squared deviation)의 기준에 따라 빔을 형성한다. 가중치 벡터는 fastest descent 방법에 의해 산술적으로 결정된다.
상기 방법에 따른 알고리즘에서는 최적에 가까운 가중치 벡터를 구하기 위해서 매우 많은 횟수의 반복 과정이 요구되는데, 그로 인해 상기 알고리즘은 수신 조건이 급속히 변하는 경우 단점을 가진다.
본 발명과 가장 유사한 것으로는 미국특허출원 USP 6,108,565(Shimon B.Scherzer, "Practical Space_Time Radio Method for CDMA Communication Capacity Enhancement", Aug. 22, 2000))에 개시되어 있는 적응 안테나 어레이 빔 형성 방법이 있다. 상기 출원에 개시된 방법(이하 "종래 방법"이라 칭함)은 다음과 같다.
경로 요소들의 가중치 계수들이 형성되기 위해 다음과 같은 동작들이 각 경로들에 대해 수행된다.
* 입력 신호는 안테나 어레이 요소들에서 복조된다.
* 상기 복조된 입력신호가 안테나 어레이 요소들에서 고속 하다마드 변환(Fast Hadamard Transformation: FHT)이 되어 입력 신호 매트릭스가 형성된다.
* 상기 입력 신호 매트릭스는 기준 신호 매트릭스에 의해 곱해진다.
* 상기 입력 신호 매트릭스와 상기 기준 신호 매트릭스를 곱한 결과가 분석되어 입력 경로 신호의 도래각의 추정치가 구해진다.
* 현재 가중치 벡터는 상기 입력 경로 신호의 도래각 추정치에 대응하는 벡터로 정의된다.
경로들의 가중치 계수들의 현재 값들이 출력되어 적응 안테나 어레이 빔이 결정된다.
상기 기준 신호 매트릭스는 입력 신호의 도래각에 대한 결정된 이산 하이포테시스(discrete hypotheses)에 대응하는 신호들에 의해 결정된다.
가중치 벡터 w는 입력 신호의 도래각 추정치??를 통해 하기 수학식 1에 따라 결정된다.
여기서,??= dsin??, ??: 파장,d: 안테나 어레이 요소들간의 거리
도 1은 상기 종래 방법에 따른 안테나 어레이 빔 형성 장치의 구성을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 안테나 어레이 빔 형성 장치는 L 경로 신호 처리부들로 구성된다. L 경로 신호 처리부들 각각은 연속적으로 연결된 복소 승산기 2와 FHT부 3으로 구성되는 N 병렬 채널들과, 기준신호 발생기 1과, 매트릭스 승산 및 승산결과 분석기 4와, 가중치 벡터 형성기 5로 구성된다. 복소 승산기 2.1 - 2.N의 제1 입력들은 시그널링(signaling)이며 또한 장치의 입력들이며, 제2 입력들은 기준 입력들이며 기준신호 발생기 1의 출력으로 연결된다. FHT부 3.1 - 3.N 각각의 출력은 매트릭스 승산 및 승산결과 분석기 4의 대응되는 입력으로 연결되며, 매트릭스 승산 및 승산결과 분석기 4의 출력은 가중치 벡터 형성기 5의 입력과 연결된다. 가중치 벡터 형성기 5의 출력은 경로 가중치 계수들의 현재 벡터의 출력이며 장치의 출력이다.
도 1을 참조하여 종래의 안테나 어레이 빔 형성 장치의 동작을 설명하면, L 경로 신호 처리부들 각각에서 복소 입력 신호가 복소 승산기 2.1 - 2.N의 제1 입력단으로 제공된다. 기준신호 발생기 1로부터 출력된 기준 PN 시퀀스가 복소 승산기 2.1 - 2.N의 제2 입력단으로 제공된다. 기준신호 발생기의 상태는 수신된 다중경로신호에서의 경로 신호의 시간 위치에 해당된다. 복소 승산기 2.1 - 2.N의 출력단으로부터의 복소 변조 신호들은 대응되는 FHT 부 3.1 - 3.N의 입력단들로 전달되며, 이 FHT부에서 입력신호들은 Hadamard 함수로 분석된다. FHT부 3.1 - 3.N의 출력단으로부터의 입력 신호 스펙트럼들은 매트릭스 승산 및 승산결과 분석기 4의 N개의 입력단들로 제공된다. 매트릭스 승산 및 승산결과 분석기 4에서 입력 신호 매트릭스는 기준신호 매트릭스와 곱해진다. 입력신호 매트릭스는 입력신호 스펙트럼으로부터 형성된다. 기준신호 매트릭스는 입력 신호의 도래각에 대한 미리 결정된 이산 하이포테시스에 대응하는 신호들에 의해 결정된다. 또한, 매트릭스 승산 및 승산결과 분석기 4는 입력신호 매트릭스와 기준신호 매트릭스의 곱의 결과를 분석하여 입력 경로 신호의 도래각 추정치를 구한다. 매트릭스 승산 및 승산결과 분석기 4로부터 출력된 입력 경로 신호의 도래각 추정치는 가중치 벡터 형성기 5로 제공된다. 가중치 벡터 형성기 5는 입력 경로 신호의 도래각 추정치를 바탕으로 경로의 가중치 계수들의 현재 벡터를 생성하여 출력하는데, 이 출력이 장치의 출력이 된다.
그러나, 상기 종래 방법은 원하는 신호 도래각과 미소하게만 차이가 나는 도래각을 가지는 간섭신호를 제거할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 적응 안테나 어레이 가중치 계수들을 적응하는 동안 최적 결정 함수(optimal decision function)를 사용하여 간섭신호 제거 성능과 시스템 용량을개선할 수 있는 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 방법은, 각 경로에 대해 가중치 계수들의 벡터가 형성되기 위해 입력 신호가 안테나 어레이 요소들에서 주기적으로 복조되며, 적응 안테나 어레이 빔과 직접 관련되는 현재 가중치 계수 벡터의 값이 결정되는 다중경로 신호 수신동안의 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 방법에 있어서, 입력 신호를 복조하기 전에 신호 탐색이 수행되어 경로 신호들의 시간 위치가 구해지는 과정과, 슬라이딩 윈도우 구간내에서 안테나 어레이 요소들에서의 신호들의 모든 가능한 켤레 곱(pairwise product)들을 평균하여 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호의 상관 매트릭스 요소들이 발생되는 과정과, 수신된 신호의 상관 매트릭스가 안테나 어레이 요소들에서 정정되어 그 대각선 성분들의 값들이 증가되는(이는 안테나 어레이 입력에 인위적인 백색 잡음(artificial white noise)을 인가하는 것에 해당됨) 과정과, 결정 함수 값들이 결정되어져야 하는 가중치 계수의 벡터들이 각 경로에 대해 결정되는 과정과, 입력신호의 복조 후, 안테나 어레이 요소들의 파일럿 신호의 복소 상관 응답들이 발생되는 과정과, 안테나 어레이 요소들의 파일럿 신호의 복소 상관 응답들과 안테나 어레이 요소들에 대응하는 가중치 계수들을 결합되어 안테나 어레이 출력단에서의 각 가중치 벡터에 대한 파일럿 신호의 복소 상관 응답의 값이 형성되는 과정과, 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답의 제곱된 동위상 및 직교위상 성분들이 합산되어 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호의 복소 상관 응답의 전력이 결정되는 과정과, 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호의 정정된 상관 매트릭스에 의해 생성된 가중치 벡터의 직교 위상 형태가 형성되어 수신된 신호 및 인위적인 백색 잡음의 전력이 결정되는 과정과, 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답과 안테나 어레이 출력단에서의 수신된 신호 및 백색 잡음의 전력비가 결정되어 결정 함수의 값이 발생되는 과정과, 현재 가중치 벡터가 최대 결정 함수 값에 대응되는 벡터로 정의되는 과정을 더 포함한다.
상기 적응 안테나 어레이 패턴 형성 방법에서 결정 함수가 계산되어야 하는 가중치 벡터들은 심플렉스 Nelder-Mead 방법에 따라 결정될 수 있다. 심플렉스 사이즈는 경로 신호의 페이딩 주파수에 따라 일정하거나 적응적인 값으로 선택될 수 있다. 경로 신호 페이딩 주파수는 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호의 복소 상관 응답들을 이용하여 추정된다.
또한, 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 장치는, 기준신호 발생기와 N 복소 승산기들과 가중치 벡터 형성기로 구성되는 L 경로 신호 처리부로 구성되며, N 복소 승산기들의 입력들이 경로 신호 처리부의 제1 신호 입력이고, N 복소 승산기들의 기준 입력들이 기준신호 발생기의 출력과 연결되며, 가중치 벡터 형성기의 출력이 경로의 가중치 계수들의 현재 벡터의 출력인, 다중경로 신호 수신동안의 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 장치에 있어서, 탐색기와 제어기와 상관 매트릭스 발생기와, 상관 매트릭스 정정기를 더 구비하고, L 경로 신호 처리부들 각각은 N 파일럿 신호 상관 응답 발생기들을 더 구비하며, 파일럿 신호 상관 응답 발생기는 연속적으로 연결된 리셋 결합기, 지연 라인, 결합기로 구성되고, 각 복소 승산기의 출력은 복조된 신호의 출력으로서 대응하는 리셋 결합기의 제1 입력과 연결되며, 리셋 결합기의 제2 입력은 파일럿 신호 상관 응답 발생기의 제2 입력과 리셋의 입력으로서 경로 신호 처리부의 동기식 동작을 제공하는 제어기의 제어 출력과 연결되고, 결합기의 출력은 파일럿 신호 상관 응답 발생기의 출력으로서 가중치 벡터 형성기의 파일럿 신호의 복소 상관 응답의 대응하는 입력과 연결되며, L 경로 신호 처리부들의 N 신호 입력들은 상관 매트릭스 발생기의 N 신호 입력들과 연결되고, 상관 매트릭스 발생기의 출력은 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호 상관 매트릭스 요소들의 출력으로서 상관 매트릭스 정정기의 입력과 연결되며, 상관 매트릭스 정정기의 출력은 가중치 벡터 형성기의 수신된 신호의 정정된 상관 매트릭스 요소들의 입력에 연결되고, 또한, 상기 장치의 제1 신호 입력은 탐색기의 입력과 연결되며, 탐색기의 출력은 탐색 결정 함수의 출력으로서 제어기의 입력에 결합되고, 탐색기의 제어가능한 입력은 제어기의 대응하는 출력에 연결됨을 특징으로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 장치의 블록 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬라이딩 윈도우 폭과 위치를 도시하는 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 수신 상황에서의 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 장치의 블록 구성도
도 4는 도 3에 도시된 가중치 벡터 형성기의 블록 구성도
도 5는 도 3에 도시된 상관 매트릭스 생성기의 블록 구성도
도 6은 도 3에 도시된 상관 매트릭스 정정기의 블록 구성도
도 7은 도 4에 도시된 전력 계산기의 블록 구성도
도 8은 본 발명의 방법과 종래 기술의 방법을 사용할 시의 정보 채널 1 칩과 잡음 전력 스펙트럼 밀도의 전력 비율에 대한 데이터 프레임당 에러율의 의존 관계를 도시하는 그래프
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면의 구성요소들에 참조번호들을 부여함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 적응 안테나 어레이 가중치 계수들을 적응하는 동안 최적 결정 함수(optimal decision function)를 사용하여 간섭신호 제거 성능과 시스템 용량을 개선할 수 있는 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 다중경로 신호 수신 환경에서의 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 방법은 다음과 같은 과정으로 구성된다.
* 경로 신호들의 시간 위치를 구하기 위해 신호가 탐색된다.
* 경로들의 가중치 계수들이 적응적으로 계산된다. 이를 위해 다음과 같은 동작이 각 적응 과정에서 주기적으로 수행된다.
* 슬라이딩 윈도우 구간내에서 안테나 어레이 요소들에서의 신호들의 모든 가능한 켤레 곱(pairwise product)들을 평균하여, 수신된 신호 상관 매트릭스 요소들이 안테나 어레이 요소들에서 발생된다.
* 수신된 신호의 정정 매트릭스가 안테나 어레이 요소들에서 정정되어 주대각선(leading diagonal) 성분들이 증가되는데, 이는 안테나 어레이 입력에 인위적인 백색 잡음(artificial white noise)을 인가하는 것에 해당된다.
* 이를 통하여 각 경로에 대하여:
* 결정 함수 값이 결정되어야 하는 가중치 벡터들이 구해진다;
* 입력 신호는 안테나 어레이 요소들에서 복조된다;
* 안테나 어레이 요소들의 파일럿 신호 복소 상관 응답들이 형성된다;
* 가중치 계수들의 구해진 각 벡터에 대하여:
* 안테나 어레이 요소들의 파일럿 신호 복소 상관 응답들과 이러한 요소들에 대응하는 가중치 계수들의 곱들이 결합되어, 파일럿 신호 복소 상관 응답 값이 안테나 어레이 출력단에서 발생된다;
* 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답의 제곱 동위상 및 직교위상 성분이 합산되어, 파일럿 신호 복소 상관 응답의 전력이 안테나 어레이 출력단에서 결정된다;
* 안테나 어레이 요소들에서 수신된 신호의 정정된 상관 매트릭스에 의해 생성된 가중치 벡터의 직교 위상 형태가 형성되어, 수신된 신호 및 백색 잡음의 전력이 안테나 어레이 출력단에서 구해진다;
* 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답과 안테나 어레이 출력단에서의 수신된 신호 및 백색 잡음의 전력비가 구해져서, 결정 함수의 값이 발생된다.
* 현재 가중치 벡터는 최대 결정 함수 값에 대응되는 벡터로 정의된다.
경로들의 가중치 계수들의 현재 벡터가 출력되어 적응 안테나 어레이 패턴을 결정한다.
본 발명은 안테나 어레이 패턴 형성을 위해 적응 알고리즘을 사용한다. 가중치 벡터는 최대 결정 함수(코스트 함수(cost function))의 위치로부터 결정된다. 종래 기술에서는 간섭과 잡음 없는 경우에 SINR(Signal to Noise plus Interference Ratio)의 추정값이 부정확해져서 더 이상 가중치 계수 적응을 수행할 수 없다고 알려져 있다. 본 발명에 따른 결정 함수는 적응 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 채널 SINR 추정치에 근거하지만, 잡음과 간섭이 없는 경우에도 오류가없다.
여기서,는 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답을 의미하여 하기 수학식 3으로 표현된다.
w = {w 1 ,...,w N } : 가중치 벡터
u n , n= 1,2,..,N : 파일럿 신호 복소 상관 응답들
N: 안테나 어레이 요소들의 개수
K nm 은 안테나 어레이 요소들에서의 신호 상관 매트릭스이며 하기 수학식 6으로 표현된다.
x n (t j ), j= 1,2,..., n = 1,2,..,N: 안테나 어레이 요소들에서의 입력 신호 샘플들
: Kronecker symbol
파일럿 신호의 복소 상관 응답들u n 및 상관 매트릭스 요소들K nm , n,m= 1,2,..,N은 도 2와 같이 입력신호의J샘플(칩)들로부터 슬라이딩 윈도우를 이용하여 발생된다.
사용되는 매트릭스와 안테나 어레이 요소들에서의 신호 상관 매트릭스 K 의 차이점은 주대각선 성분들의 값이 조금 증가했다는데 있다. 이로 인해 잡음과 간섭이 없을 때의 결정 함수(수학식 2)의 오류(singularity)가 제거되며 가중치 계수들의 효과적인 적응이 가능해진다.
상기 수학식 5에서????_nm은 인위적 백색 잡음을 안테나 어레이 입력단에 도입하는데 적합하며, AWGN은 안테나 요소들에서 독립적이다. 안테나 어레이 요소들에서 수신된 신호의 정정된 매트릭스에 의해 생성되는 가중치 벡터w의 직교위상 형태(수학식 4)는 적응 안테나 어레이 출력단에서의 수신된 신호와 인위적인 AWGN의 전력이다.
가중치 벡터는 복소 상수(complex constant)에 의한 승산에 대해 불변이기 때문에, 가중치 계수들 중의 하나가 고정된다. 예를 들면,w 1 = 1이 된다.
결정 함수를 계산하기 위한 가중치 벡터들은 simplex Nelder-Mead 방법에 따라 계산될 수 있다.
하나의 가중치 복소 계수 즉w 1 이 고정되기 때문에 (N-1) 복소 가중치 계수들 또는 k = 2(N-1) 실수 계수들이 적응되어야 한다.
결정 함수를 계산하기 위한 가중치 벡터들의 개수와 그 값들을 결정하기 위해서는 심플렉스 표기(the notation of a simplex)를 사용하는 것이 편리하다. 본 발명의 적응 절차에서는 심플렉스는 적응되는 계수들의 k-차원 공간에서 정규 폴리헤드론(regular polyhedron)이다. 결정 함수를 계산하기 위한 가중치 벡터는 심플렉스 꼭지점의 좌표에 의해 결정된다. 결정 함수를 계산하기 위한 심플렉스 꼭지점들의 수 또는 가중치 벡터들의 수는 (k+1)이다. 안테나 어레이 요소들의 수가 N=4이면, 매 적응 과정에서 분석된 벡터의 수는 하기 수학식 7과 같다. 분석되는 벡터의 좌표들(simplex vertices)은 매트릭스 열(matrix column)이다.
여기서
a : 두 simplex 꼭지점들간의 거리(simplex 크기)
simplex 크기값 a는 안테나 어레이 패턴 형성 속도(rate)와 적응 과정의 속도에 영향을 미치며, 또한 잡음에 대한 적응 과정의 안정성을 결정한다. a가 클수록, 적응 속도가 커지며 안정성은 작아진다.
제1 적응 과정에서, 변수 값들v 1 , v 2 ,...v k (simplex position)는 임의의 값이 될 수 있으며, 일례로v 1 =v 2 =... =v k = 0이다. 이후의 적응 과정에서 가중치 계수 벡터들의 값은 다음과 같은 방식으로 결정된다.
이전 적응 과정에서 simplex 꼭지점들에 대응하는 가중치 벡터들에 대한 결정 함수를 계산한 결과로서 결정 함수 Z(w)가 최대가 되기 위한 j번째 꼭지점(가중치 벡터 w j )이 결정된다. 다음 적응 과정에서의 simplex 꼭지점들은 j번째 꼭지점을 제외하고는 이전 적응 과정의 꼭지점들과 동일하며, 좌표의 꼭지점도 또한 그러하다.
여기서,w n , n= 1,2,..,N: 이전 적응 과정의 가중치 벡터(simplex 꼭지점들의 좌표)
각 적응 과정에서, 최대 코스트 함수(cost function) 값에 대응되는 가중치 벡터가 결정된다. 이러한 벡터는 정보 신호 수신과정에서 설정되며 역방향 채널에서의 적응 안테나 어레이 패턴을 형성한다.
현재 가중치 벡터의 변화율을 결정하는 심플렉스 크기는 경로 신호들의 페이딩 주파수(frequency)에 따라 적응적으로 선택될 수 있다. 페이딩 주파수가 커질수록, 심플렉스 크기는 그 만큼 더 커진다. 그러한 경우 경로 신호의 페이딩 주파수는 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호의 복소 상관 응답들을 이용하여 추정된다.
제1 적응 과정에서 심플렉스 위치(가중치 벡터 값)는 가변할 수 있으며, 심플렉스 위치는 다음과 같은 방식으로 결정된다.
심플렉스 크기가 서로 다른 a1과 a2를 이용해서 각 심플렉스 위치를 변경할 수 있다. 이전 적응 과정에서 심플렉스 꼭지점들에 대응하는 가중치 벡터들에 대한 결정 함수를 계산하는 동안 심플렉스 크기 a1과 함께 j번째 및 m번째 꼭지점들(가중치 벡터 w j )이 결정된다. 전자의 경우 결정 함수 Z(w) 값은 최소이며 후자의 경우 결정 함수 Z(w)는 최대이다. 심플렉스 크기 a2를 가지는 현재 적응 과정에서의 심플렉스 꼭지점들은 좌표w m 의 이전 과정에서의 m번째 꼭지점이다. 심플레스의 크기가 a1이였을 때w m 와 w ^* 의 새로운 좌표의 꼭지점들은 각각 아래 수식과 같다.
여기서 w*는 수학식 8에 의해 결정된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 장치의 구성을 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 장치는 L 경로 신호 처리기들 12.1 - 12.L, 탐색기 6, 제어기 7, 상관 매트릭스 발생기 13 및 상관 매트릭스 정정기 14로 구성된다. 경로 신호 처리기 12.1 -12.L 각각은 연속적으로 연결된 복소 승산기 2.1 - 2.N과 파일럿 신호 상관 응답 발생기 11.1 - 11.N으로 구성되는 N 브랜치들과, 기준신호 발생기 1과, 가중치 벡터 형성기 5로 구성된다. 파일럿 신호 상관 응답 발생기 11.1 - 11.N 각각은 연속적으로 연결된 리셋 결합기(combiner with reset feature) 8과 지연 라인(tapped delay line) 9와 결합기 10으로 구성된다. 복소 승산기 2.1 - 2.N의 제1 입력은 장치의 N 신호 입력들 중의 하나이며, 복소 승산기 2.1 - 2.N의 제2 입력은 기준신호이며 기준신호 발생기 1의 출력과 연결된다. 기준신호 발생기의 입력은 제어신호로 제어기 7의 출력과 연결되어 장치의 동기식 동작을 가능하게 한다. 리셋 결합기 8의 제1 입력은 파일럿 신호 상관 응답 발생기 11.1 - 11.N의 입력이며 대응되는 복소 승산기 2.1 - 2.N의 출력과 연결된다. 리셋 결합기 8의 제2 입력은 리셋 신호의 입력이며 제어기 7의 대응되는 출력과 연결된다. 결합기 10의 출력은 안테나 어레이 요소들의 파일럿 신호의 복소 상관 응답들의 출력이며 또한 파일럿 신호 상관 응답 발생기 11.1- 11.N의 출력이다. 파일럿 신호 상관 응답 발생기 11.1 - 11.N의 출력들은 가중치 벡터 형성기 5의 대응하는 N 입력들과 연결된다. 가중치 벡터 형성기 5의 출력은 경로 12.1 - 12.L로부터의 신호를 처리하는 대응하는 장치의 경로 가중치 계수들의 현재 벡터의 출력이다.
L 경로 신호 처리기 12.1 - 12.L 각각의 N 입력들은 서로 연결되며 상관 매트릭스 발생기 13의 대응되는 입력들과 연결된다. 상관 매트릭스 발생기 13의 출력은 상관 매트릭스 정정기 14의 입력과 연결된다. 상관 매트릭스 정정기 14의 출력은 L 경로 신호 처리기 12.1 - 12.L의 가중치 계수들을 형성하는 가중치 벡터 형성기 5의 대응되는 입력과 연결된다.
또한, 본 발명의 장치의 제1 입력은 탐색기 6의 입력과 연결된다. 탐색기 6의 출력은 탐색 결정 함수의 출력이며 제어기 7의 입력에 연결된다. 탐색기 6의 제어 입력은 제어기 7의 출력과 결합된다.
N 안테나 어레이 요소들의 복소 신호들은 경로 신호 처리기 12.1 - 12.L의 입력단들, 즉 복소 승산기 2.1 - 2.N의 제1 입력단들과 상관 매트릭스 발생기 13의 N 입력단들에 제공된다. 제1 안테나 어레이 요소로부터의 복소 신호는 탐색기 6의 입력단으로 인가된다. 탐색기 6은 이산 시간 위치에서 결정 함수를 형성한다. 탐색기 6으로부터의 이러한 데이터는 제어기 7로 전달되며, 제어기 7은 구해진 결정 함수 값을 기준값과 비교해서 경로 신호 시간 위치를 결정한다. 경로 신호 시간 위치의 결정된 값을 이용하여 제어기 7은 경로 신호 처리기 12.1 - 12.L의 동작을 동기화시킨다.
기준 PN 시퀀스는 기준신호 발생기 1의 출력단에서 출력되어 복소 승산기 2의 입력단으로 입력된다. 기준신호 발생기 1의 상태는 수신된 다중경로 신호에서의 경로 신호 시간 위치에 따라 제어기 7에 의해 제어된다. 복소 승산기 2의 출력단으로부터 출력된 복조된 신호는 리셋 결합기 8의 제1 입력단으로 입력되며, 리셋 결합기 8의 제2 입력단에는 제어기 7로부터 출력된 제어 리셋 신호가 입력된다. 리셋 결합기 8은 동위상 및 직교 신호 성분들의 심벌 누적 동작을 수행한다. 파일럿 심벌의 복소 상관 응답 신호가 리셋 결합기 8의 출력단으로부터 출력되어 지연 라인 9를 통해 결합기 10으로 입력된다. 지연 라인 9와 결합기 10은 안테나 어레이 요소들의 파일럿 신호의 복소 상관 응답을 형성하기 위하여 파일럿 심벌들의 복소 상관 응답들을 슬라이딩 평균하는 동작을 수행한다. 파일럿 신호 상관 응답 발생기 11.1 - 11.N의 출력단, 즉 결합기 10의 출력단으로부터 출력된 안테나 어레이 요소들의 파일럿 신호 복소 상관 응답은 가중치 벡터 형성기 5의 입력단으로 입력된다.
상관 매트릭스 발생기 13은 슬라이딩 윈도우 구간내에서 안테나 어레이 요소들의 신호들의 켤레 곱들을 평균하여 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호 상관 매트릭스 성분들의 값들을 형성하며, 이 값들은 상관 매트릭스 정정기 14의 입력단으로 입력된다. 상관 매트릭스 정정기 14는 주대각선 성분들을 증가시키기 위하여 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호의 상관 매트릭스를 정정하는데, 이는 안테나 어레이 입력단에 인위적인 AWGN을 인가하는 것에 해당된다. 안테나 어레이 요소들에서 수신된 신호의 정정된 상관 매트릭스 성분들은 상관 매트릭스 정정기 14로부터 출력되어 신호 처리기 12.1 - 12.L의 가중치 벡터 형성기 5의 입력단으로 입력된다. 가중치 벡터 형성기 5는 장치의 출력이 되는 현재의 가중치 계수 벡터를 발생시킨다.
도 4는 도 3에 도시된 가중치 벡터 형성기 5의 구성을 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 가중치 벡터 형성기 5는 적응부 21과 (k+1) 가중치 벡터 결정 함수 생성부 15.1 - 15.(k+1)로 구성되는데, 이 가중치 벡터 결정 함수 생성부 15.1 - 15.(k+1)는 현재 적응 과정의 가중치 벡터에 대한 결정 함수 값을 결정한다.
도 4를 참조하여 가중치 벡터 형성기의 동작을 설명하면, 파일럿 신호 상관 응답 발생기 11.1 - 11.N으로부터 출력된 안테나 어레이 요소들의 파일럿 신호 상관 응답들(제1 안테나 어레이 요소의 파일럿 상관 응답은 제외)은 가중치 벡터 결정 함수 생성부 15.1 - 15.(k+1)의 입력단 즉 복소 승산기 16.1 - 16.(N-1)의 입력단으로 입력된다. 복소 승산기 16.1 - 16.(N-1)의 제2 입력단으로는 적응부 21로부터 출력된 (N-1) 가중치 계수들이 입력된다. 복소 승산기 16.1 - 16.(N-1)로부터 출력된 승산 결과는 결합기 17의 (N-1) 입력단들로 입력된다. 제1 안테나 어레이 요소의 파일럿 신호 상관 응답은 결합기 17의 입력단으로 입력된다. 가중치 벡터 결정 함수 생성부 15.1 - 15.(k+1)의 결합기 17은 적응부 21에서 형성된 모든 가중치 벡터에 대한 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답의 값들을 생성한다. 결합기 17로부터 출력된 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답 값은 제곱기 18의 입력단으로 입력된다. 제곱기 18은 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답의 전력을 결정하여 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답의 제곱된 동위상 및 직교위상 성분들을 합산한다. 제곱기 18로부터 출력된 파일럿 신호 복소 상관 응답의 전력 값은 제산기 20의 제1 입력단으로 입력된다.
상관 매트릭스 정정기 14로부터 출력된 수신된 신호의 정정된 매트릭스의 성분들은 가중치 벡터 결정 함수 생성부 15.1 - 15.(k+1)의 입력단 즉 전력 계산기 19의 입력단으로 입력된다. 전력 계산기 19의 다른 입력단으로는 적응부 21로부터 출력된 가중치 벡터의 값들이 입력된다. 전력 계산기 19는 안테나 어레이 출력단에서의 수신된 신호 및 인위적인 AWGN을 결정하여 안테나 어레이 요소들에서 수신된 신호의 정정된 상관 매트릭스에 의해 생성된 가중치 벡터의 직교위상 형태를 형성한다. 전력 계산기 19로부터 출력된 안테나 어레이 출력단에서의 수신된 신호 및 인위적인 AWGN의 전력값은 제산기 20의 제2 입력단으로 입력된다. 제산기 20은 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답과 안테나 어레이 출력단에서의 수신된 신호 및 인위적인 AWGN의 전력비를 구해서 결정 함수 값을 생성한다. 가중치 벡터 결정 함수 생성부 15.1 - 15.(k+1)의 제산기 20으로부터 출력된 결정 함수 값은 적응부 21의 (k+1) 입력단들로 입력된다.
적응부 21은 최대 결정 함수 값에 대응되는 가중치 벡터를 결정하는데, 이는 현재의 값으로서 적응부 21의 출력단으로 전달된다. 적응부 21의 출력은 가중치 벡터 형성기 5의 출력이다. 또한 적응부 21은 심플렉스 Nelder-Mead 방법에 따라 (k+1) 가중치 벡터를 결정하는데, 결정 함수는 다음 적응 과정에서의 가중치 계수들을 위해 계산되어진다. 이러한 가중치 벡터들은 가중치 벡터 결정 함수 생성부15.1 - 15.(k+1)의 대응되는 입력단으로 입력된다.
도 5는 도 3에 도시된 상관 매트릭스 발생기 13의 구성을 도시하고 있다.
도 5를 참조하여 상관 매트릭스 발생기 13의 동작을 설명하면, 안테나 어레이 요소에서의 입력 수신 신호는 N 복소 켤레부(Complex Conjugate Unit) 22의 입력단과 매트릭스 성분 발생부 23의 제1 입력단으로 입력된다. n번째 안테나 어레이 요소에서의 입력 수신 신호는 매트릭스 성분 발생부 23.N.1 - 23.N.N의 제1 입력단으로 입력된다. N 복소 켤레부 22로부터 출력된 안테나 어레이 요소들에서의 인접 입력 수신 신호들은 매트릭스 성분 발생부 23의 제2 입력단으로 입력된다. m번째 안테나 어레이 요소에서의 인접 입력 수신 신호는 매트릭스 성분 발생부 23.1.m - 23.N.m의 제1 입력단으로 입력된다.
매트릭스 성분 발생부 23의 제1 및 제2 입력단은 복소 승산기 24의 입력단들이다. 복소 승산기 24에서 출력된 안테나 어레이 요소들에서의 신호들의 곱은 지연 라인 25를 통해 결합기 26으로 제공된다. 지연 라인 25와 결합기 26은 안테나 어레이 요소들에서의 신호들의 곱을 슬라이딩 평균해서 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호의 상관 매트릭스 성분들을 출력단에서 생성한다.
도 6은 도 3에 도시된 상관 매트릭스 정정기 14의 구성을 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 상관 매트릭스 정정기 14는 결합기 27.1 - 27.N과 결합기 28과 제산기 29로 구성된다. 상관 매트릭스 정정기 14는 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호의 상관 매트릭스를 정정해서 주대각선 성분들을 증가시키는데, 이는 안테나 어레이 입력단에 인위적인 AWGN을 인가하는 것에 해당된다. 상관 매트릭스 발생기 13으로부터 출력된 수신 신호 상관 매트릭스의 주대각선 성분들은 결합기 27.1 - 27.N의 제1 입력단들과 결합기 28의 N 입력단들로 입력된다. 결합기 28로부터 출력된 결합된 신호는 제산기 29의 입력단으로 입력되어 100N으로 나누어진다. 제산기 29로부터 출력된 상관값은 결합기 27.1 - 27.N의 제2 입력단들로 입력된다. 결합기 27.1 - 27.N은 정정 매트릭스의 주대각선 성분들을 정정해서 그들의 값을 증가시킨다. 상관 매트릭스의 나머지 성분들은 변경되지 않은 채 상관 매트릭스 정정기 14의 출력단으로 제공된다.
도 7은 도 4에 도시된 전력 계산기 19의 구성을 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 가중치 벡터는 (N-1) 복소 켤레부 30의 입력단과 복소 승산기 31 및 32의 제1 입력단으로 입력된다. n번째 가중치 계수는 복소 승산기 31.n.2 - 31.n.N 및 32.n.1의 제1 입력단으로 입력된다. (N-1) 복소 켤레부로부터 출력된 인접 가중치 계수들 2 - N은 복소 승산기 31 및 32의 제2 입력단으로 입력된다. 인접 m번째 가중치 계수는 복소 승산기 31.2.m - 31.N.m 및 32.1.m의 제2 입력단으로 입력된다.
복소 승산기 31의 출력 신호들은 대응하는 복소 승산기 32의 제1 입력단으로 인가된다. 정정된 상관 매트릭스 성분들은 복소 승산기 32의 제2 입력단으로 입력된다. 정정된 상관 매트릭스의번째 성분은 복소 승산기 32.n.m의 제2 입력단으로 제공된다.
모든 복소 승산기 32의 출력 신호들은 결합기 33의 입력단들로 입력된다. 정정된 상관 매트릭스의번째 성분은 결합기 33의 제1 입력단으로 인가된다. 결합기 33의 출력 신호는 안테나 어레이 출력단에서의 수신된 신호 및 인위적인 AWGN이며, 이는 전력 계산기 19의 출력 신호가 된다.
본 발명 장치의 탐색기 6은 통상적인 장치로 "Search and Synchronization of Wideband Systems" by V.I. Zhuravlew, Moscow, Radio and Communications, 1986, p. 24에 개시된 대로 구현될 수 있다.
본 발명의 기능을 가지는 제어기 7은 일반적인 것으로 DSP 칩(예를 들면 TMS 320xx, Motorola 56xxx, Intel 등등)으로 구현될 수 있다.
컴퓨터 시뮬레이션 결과에 따르면, 본 발명에 따른 안테나 패턴 형성 방법이 다양한 간섭-신호 상황에서의 신호 수신 동안 간섭을 효과적으로 제거할 수 있으며 정확성을 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 도 8은 원하는 신호원으로부터각 거리에 위치하는 고속 사용자 신호와 같은 간섭신호 없는 3GPP2 신호의 수신 동안 정보 채널 1 칩과 잡음 전력 스펙트럼 밀도의 전력 비율에 대한 데이터 프레임 당 에러율(Frame Error Rate: FER)의 의존 관계를 도시하고 있다. 도 8의 그래프는 본 발명의 방식과 종래 방식들에 따른 FER 곡선들을 비교하여 도시하고 있는데, 곡선이 좌하쪽으로 위치할수록 안테나 수신 성능이 더 좋아지게 된다. 도 8에서 Max SINR 방식은 본 발명에 따른 방식이며, MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식과 MRC(Maximal Ratio Combining) 방식과 LMS(Least Mean Square) 방식은 종래 기술에 따른 방식이다. 도 8을 보면 본 발명에 따른 방법의 이득이 상당히 큼을 알수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 경로 수신 환경에서의 적응 안테나 어레이 빔 패턴 형성 방법 및 장치는, 최적 결정 함수를 이용하여 적응 안테나 어레이 가중치 계수들을 적응시키기 때문에 다양한 간섭-신호 조건에서 신호를 수신하는 동안 간섭 제거 성능과 정확도를 개선할 수 있다.

Claims (5)

  1. 적어도 두 개의 안테나소자들로 구성되는 안테나 어레이들을 구비하는 이동무선통신시스템의 수신장치의 신호 수신 방법에 있어서,
    대응되는 상기 안테나 어레이들로부터 출력되는 파일롯 신호벡터들로부터 각각 신호 복소 상관 응답을 구하는 과정과,
    상기 안테나 어레이들로부터 출력되는 수신된 신호와 인위적인 잡음의 전력를 구하여 최대 결정 함수를 설정하는 과정과,
    상기 최대결정 함수를 최대가 되게 하는 소정의 넬더-미드 방법의 알고리즘에 의해 가중치 벡터를 계산하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 안테나 어레이 방법.
  2. 입력 신호가 안테나 어레이 요소들에서 주기적으로 복조되어 모든 경로에 대해 가중치 벡터가 형성되고, 적응 안테나 어레이 패턴과 직접 관련되는 가중치 벡터의 현재 값이 결정되는 다중경로 신호 수신 환경에서의 안테나 어레이 빔 패턴 형성 방법에 있어서,
    입력 신호를 복조하기 전에 경로 신호들의 시간 위치를 구하기 위해 신호가 탐색되고, 슬라이딩 윈도우 구간내에서 안테나 어레이 요소들에서의 신호들의 모든 가능한 켤레 곱들을 평균하여 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호의 상관 매트릭스의 요소들이 발생되며, 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호의 상관 매트릭스가 정정되어 대각선 성분들의 값들이 증가되며, 이는 안테나 어레이 출력에 인위적인 AWGN을 인가하는 것에 해당되고, 결정 함수 값들이 결정되어져야 하는 가중치 벡터들이 각 경로에 대해 결정되며, 입력신호의 복조하고 나서 안테나 어레이 요소들에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답들이 발생되고, 안테나 어레이 요소들의 파일럿 신호 복소 상관 응답들과 이러한 요소들에 대응하는 가중치 계수들의 곱들을 합산하여 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답이 모든 구해진 가중치 벡터에 대해 형성되며, 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답의 제곱 동위상 및 직교위상 성분들을 합산하여 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답의 전력이 결정되고, 안테나 어레이 요소들에서 수신된 신호의 정정된 상관 매트릭스에 의해 생성된 가중치 벡터의 직교 위상 형태를 형성하여 수신된 신호 및 인위적인 잡음의 전력이 결정되며, 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호 복소 상관 응답과 안테나 어레이 출력단에서의 수신된 신호 및 백색 잡음의 전력비를 결정하여 결정 함수 값이 형성되고, 현재 가중치 벡터는 최대 결정 함수 값에 대응되는 벡터로 정의됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서, 결정 함수가 계산되어야 하는 가중치 벡터들은 심플렉스 Nelder-Mead 방법에 따라 결정됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    심플렉스 사이즈는 경로 신호의 페이딩 주파수에 따라 일정하거나 적응적인 값으로 선택되고, 경로 신호 페이딩 주파수는 안테나 어레이 출력단에서의 파일럿 신호의 복소 상관 응답들을 이용하여 추정되며, 페이딩 주파수가 클수록 심플렉스 사이즈가 커짐을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 기준신호 발생기와 N 복소 승산기들과 가중치 벡터 형성기로 구성되는 L 경로 신호 처리기로 구성되며, 상기 N 복소 승산기들의 입력들이 상기 경로 신호 처리기의 제1 신호 입력이고, 상기 N 복소 승산기들의 기준 입력들이 상기 기준신호 발생기의 출력과 연결되며, 상기 가중치 벡터 형성기의 출력이 경로의 가중치 계수들의 현재 벡터의 출력이며 장치의 출력인, 다중경로 신호 수신 환경에서의 안테나 어레이 빔 패턴 형성 장치에 있어서,
    탐색기와 제어기와 상관 매트릭스 발생기와 상관 매트릭스 정정기를 더 구비하고, 상기 L 경로 신호 처리기들 각각은 N 파일럿 신호 상관 응답 발생기들을 구비하며, 상기 파일럿 신호 상관 응답 발생기는 연속적으로 연결된 리셋 결합기, 지연 라인, 결합기로 구성되고, 각 복소 승산기의 출력은 복조된 신호의 출력으로서 파일럿 신호 상관 응답 발생기의 제1 입력인 대응하는 리셋 결합기의 제1 입력과 연결되며, 리셋 결합기의 제2 입력은 파일럿 신호 상관 응답 발생기의 제2 입력과리셋 신호의 입력이며 상기 경로 신호 처리기들의 동기식 동작을 제공하는 상기 제어기의 제어 출력과 연결되고, 상기 결합기의 출력은 상기 파일럿 신호 상관 응답 발생기의 출력이며 상기 가중치 벡터 형성기의 파일럿 신호의 복소 상관 응답의 대응하는 입력과 연결되며, L 경로 신호 처리기들의 N 신호 입력들은 상기 상관 매트릭스 발생기의 N 신호 입력들과 연결되고, 상기 상관 매트릭스 발생기의 출력은 안테나 어레이 요소들에서의 수신된 신호의 상관 매트릭스 요소들의 출력이며 상기 상관 매트릭스 정정부의 입력과 연결되며, 상기 상관 매트릭스 정정부의 출력은 상기 가중치 벡터 형성기의 수신된 신호의 정정된 상관 매트릭스 요소들의 입력에 연결되고, 또한 상기 장치의 제1 신호 입력은 상기 탐색기의 입력과 연결되며, 상기 탐색기의 출력은 탐색 결정 함수의 출력이며 상기 제어기의 입력에 결합되고, 탐색기의 제어가능한 입력은 상기 제어기의 대응하는 출력에 연결됨을 특징으로 하는 상기 장치.
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