KR20050044373A - 무선 채널 시뮬레이팅 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 안테나에 의해 송신되고 수신된 신호가 시뮬레이트 되는, 무선 채널을 시뮬레이팅하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 각각의 안테나의 입력 신호를, 각각의 전파 경로에 대해 직렬로 접속된 지연 요소(602A 내지 606A, 602B 내지 606B)를 각각 포함하는 유사한 지연 라인(600A, 600B)으로 공급하는 단계와, 가중 수단 내에서 각각의 전파 경로와 대응하는 상기 지연 요소의 출력 신호를, 각각의 송신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항과, 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항과, 각각의 수신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항에 의해 가중시키는 단계와, 각각의 수신 안테나와 대응하며 상기 가중 수단의 출력으로부터 얻어진 상기 성분들을 합계하는 단계를 포함한다.

Description

무선 채널 시뮬레이팅 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR SIMULATING A RADIO CHANNEL}

본 발명은 무선 채널(radio channel)을 시뮬레이팅(simulating)하는 방법을 구현하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 무선 채널을 통해 전파되는 신호를 송신 및/또는 수신하는데 여러 개의 안테나가 사용되는 상황에 관한 것이다.

무선 시스템(radio system)의 필연적인 문제는 무선 채널 특성이 시간의 함수로서 빠르게 변한다는 것이다. 이것은, 특히 접속측들 중 적어도 한 측이 이동측인 이동 전화 시스템과 관련된다. 따라서 무선 채널의 감쇄 및 임펄스 응답은 큰 위상 및 진폭 영역 내에서 초 당 수천회 변한다. 이 현상은 본래 임의적이며(random), 따라서 수학적으로는 통계적으로 설명될 수 있다. 이 현상은 무선 접속을 어렵게 하고, 사용되는 장치들의 설계를 더 어렵게 만든다.

무선 채널의 변화에는 몇 가지 이유가 있다. 무선 주파수 신호가 송신기로부터 수신기로 무선 채널 내에서 전송될 때, 신호는 하나 이상의 경로를 통해 전파되며, 그 신호의 위상 및 진폭은 각각의 전파 경로에 따라 변한다. 위상 변화는 특히, 그 신호에 대한 상이한 존속기간 및 세기(strength)의 페이드(fade)를 일으킨다. 다른 송신기에 의한 잡음 및 간섭 또한 무선 접속과 간섭한다.

무선 채널은 실제 상황 하에서 또는 실제 상황을 시뮬레이팅하는 시뮬레이터를 이용함으로써 테스트될 수 있다. 예를 들어 야외에서 행해진 테스트는 예컨대 항상 변화하는 기상 및 계절에 의해 영향을 받기 때문에, 실제 상황 하에서 행해진 테스트는 어렵다. 심지어 동일한 장소에서 행해진 측정이 상이한 시간에 상이한 결과를 가져온다. 또한, 한 환경(도시 A)에서 행해진 테스트가 유사한 환경(도시 B)에 완전하게 적용되지는 않는다. 최악의 경우 또한 실제 상황 하에서는 테스트 될 수 없다.

반면에, 무선 채널을 시뮬레이팅하는 장치는, 이들 무선 장치가 실제 동작 상황에서와 같이 평상시의 전송 속도로 동작하도록, 두 개의 무선 장치 사이에서 원하는 특징을 갖는 무선 채널을 꽤 자유롭게 시뮬레이팅하는데 사용될 수 있다.

통상적으로, 송신기와 수신기 사이에는, 신호가 전파되는 여러 개의 전파 경로가 존재하며, 또한 여러 개의 송신 및/또는 수신 안테나가 사용되면, 이 상황은 실질적으로 시뮬레이팅하기가 훨씬 더 어렵게 된다. 예를 들어, M 개의 송신 안테나, 무선 채널 및 N 개의 수신 안테나를 포함하는 장치를 가정하자. 이 경우, 채널은 복수 입력 복수 출력(MIMO; Multiple Input Multiple Output) 무선 채널이며, 이것은 N×M 전송 행렬(transfer matrix)로 표현된다. 각각의 이 행렬 내의 (n,m) 요소는 m 번째 전송 안테나, n 번째 수신 안테나 및 무선 채널을 포함하는 시퀀스에 대한 시변(time-varying) 임펄스 응답이다.

종래 기술의 해법에서는, 상기 상황을 시뮬레이팅하기 위해, 시변의(time-varying) 횡단 필트(transversal filter), 통상적으로는 FIR 필터에 의해, 각각의 행렬 요소가 시뮬레이팅된다. 따라서 필요한 FIR 필터의 총 수는 M×N 개이다. 또한 행렬의 상이한 요소들 사이의 상관(correlation)을 기술하기 위한 장치가 더 필요하다. 신호들의 상이한 전파 경로의 수가 K이면, 곱셈, 지연 요소 및 덧셈으로 표현된, 종래 기술의 계산 방법을 실시하는데 있어서의 복잡도는, M×N×K 지연, M×N×K 곱셈 및 M×N×K 덧셈이다. K 개의 입력 가산기의 복잡도는 K임에 주의하라. 전송 행렬의 요소들 간의 상관의 계산의 효과는 여기서는 고려되지 않았다.

송신 및 수신 안테나의 수가 증가하면, 계산에 필요한 복잡도는 엄청나게 증가한다. 따라서, MIMO 시스템의 시뮬레이션은 극도로 많은 계산 용량을 요구하였다. 이들의 잠재적인 이점으로 인해, 이 유형의 시스템은 더욱 매력적으로 되었으므로, 이것은 어려운 문제이다.

도 1a는 통상적인 무선 시스템의 신호 전파 환경을 도시한 도면.

도 1b는 사용된 명칭을 명백하게 설명하는 도면.

도 2는 무선 채널이 정적인 예를 도시한 도면.

도 3a 및 3b는 계산 요소의 실시예를 도시한 도면.

도 4는 시간 및 주파수에 따라서 무선 채널이 변하는 예를 도시한 도면.

도 5a 내지 5d는 시뮬레이팅 장치의 실시예를 도시한 도면.

도 6은 바람직한 실시예를 도시한 도면.

본 발명의 목적은 MIMO 무선 채널의 시뮬레이션이 구현하기 쉽게되는 방법을 구현하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 이것은 하나 이상의 안테나에 의해 송신되고 수신되며 또한 하나 이상의 전파 경로에 의해 전파된 신호가 시뮬레이팅되는, 무선 채널을 시뮬레이팅하는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 방법은 각각의 송신 안테나의 입력 신호를, 각각의 전파 경로에 대해 직렬로 접속된 지연 요소를 각각 포함하는 유사한 지연 라인으로 공급하는 단계와, 가중 수단 내에서 각각의 전파 경로와 대응하는 상기 지연 요소의 출력 신호를, 각각의 송신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항과, 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항과, 각각의 수신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항에 의해 가중시키고, 따라서 신호 성분이 각각의 수신 안테나에 제공되는 단계와, 각각의 수신 안테나와 대응하며 상기 가중 수단의 출력으로부터 얻어진 상기 성분들을 합계하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 하나 이상(M)의 안테나에 의해 송신되고, 하나 이상(N)의 안테나에 의해 수신되며, 하나 이상의 전파 경로를 통해 전파되는 신호가 시뮬레이팅되는, 무선 채널을 시뮬레이팅하는 장치와 관련된다. 본 발명의 장치는 각각의 전파 경로에 대해 직렬로 접속된 지연 요소를 각각 포함하고, 그 입력이 전송될 M 개의 신호를 포함하는 M 개의 유사한 지연 라인과, 입력이 각각의 전파 경로와 대응하는 상기 지연 요소의 출력 신호를 포함하고, 상기 지연 요소의 출력 신호가 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항과, 각각의 송신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항과, 각각의 수신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항에 의해 가중되고, 상기 항들은 다른 입력에 위치하며, 그 출력은 각각의 수신 안테나에 대한 신호를 포함하는 가중 수단과, 각각의 수신 안테나와 대응하며 상기 가중 수단의 출력으로부터 얻어진 상기 성분들을 합계하도록 구성된 가산기를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 기재되어 있다.

본 발명의 해법은 하드웨어 및 소프트웨어 모두에 기반하여 구현될 수 있다. 바람직한 실시예에 따른 시뮬레이터는 지연 라인, 가중 수단 및 가산기에 의해 구현된다. 지연 라인의 수는 송신 안테나의 수와 동일한 것이 바람직하다. 지연 라인의 요소는 전파 경로의 수에 대응한다. 각각의 전파 경로를 통해 전파된 신호는 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항과, 전송 및 수신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항에 의해 가중된다. 마지막으로, 각각의 수신 안테나에 대응하는 항들이 합계된다.

본 발명의 방법 및 장치는 많은 이점을 제공한다. 본원 명세서에 개시되어 있는 해법은 무선 채널의 시뮬레이션에 필요한 계산량이 상당히 감소할 수 있도록 한다. 상이한 전송 매트릭스 요소들 간의 상관의 계산이 또한 상기 계산 동안에 원활하게 고려되게 된다. 만약, 송신 안테나의 수가 M이고, 수신 안테나의 수가 N이며, 신호의 상이한 전파 경로의 수가 K이면, 바람직한 실시예에 따른 해법에서의 복잡도는 M×N 지연, (M+N+1)×K 곱셈 및 (N+1)×K 덧셈이다. 종래의 해법과 비교해보면, 복잡도 감소 인자는 지연에 대해 적어도 N이고, 곱셈의 수에 대해 (M×N)/(M+N+1)이며, 덧셈의 수에 대해 (M×N)/(M+1)이다. 따라서, 본원 명세서에 개시되어 있는 시뮬레이팅 장치는 훨씬 더 많은 이점이 있으며, 많은 계산 용량을 요구하는 종래의 해법보다 구현하기가 더 쉽다.

이하에서는, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 일부 용어를 정의한다. 무선 시스템의 신호 전파 환경의 도 1a에 따른 예를 조사한다. 숫자들은 송신 안테나(100)와, 수신 안테나(102)와, 이들 사이의 신호 파동을 위한 다수의 전파 경로(104, 106)를 나타낸다. 전파 경로의 수가 K 개라고 하자. 파동은 전파 경로 상의 다수의 장애물과 충돌한다. 장애물과 충돌할 시에는, 파동은 반사되거나, 산란 또는 확산된다. 각각의 충돌에서, 장애물의 특징 및 파동의 입력 및 출력 각에 따라서, 각 파동의 진폭은 감쇄되고, 그 위상은 변한다.

송신 안테나(100)가 약간 이동하면, 통상적으로 전송되는 신호의 파장의 몇 배에 대하여, 신호 파동의 전파 경로의 기하 구조는 실질적으로 동일하게 유지된다. 송신 안테나가 전파 경로 변경의 기하구조 없이 움직일 수 있는 영역이 도 1에서는 R₁로 도시되어 있다. 마찬가지로, R₂는 수신 안테나(102)가 신호 파동의 전파 경로의 기하 구조가 거의 변화하지 않고 이동할 수 있는 영역을 나타낸다. 원점(O₁, O₂)이 각각 영역(R1, R2) 내의 랜덤 포인트로 결정된 좌표계를 사용하자. 그러면, 안테나(100, 102)의 위치는 벡터 r₁∈R³ 및 r₂∈R³ 를(여기서 R은 실축(real axis)이다) 완전히 결정한다.

x∈C(여기서, C는 복소 공간), 안테나가 r₁∈R₁ 에 위치할 때의 송신 안테나의 입력 내의 복소 엔벨로프 신호라고 하자. 그러면, r₂∈R₂에 위치한 수신 안테나의 출력 내의 k 번째 파동에 의해 발생된 성분은 다음 식에 의해 설명될 수 있다.

y_k(r₁,r₂) = α_k exp {j2πλ₀ ^-1(Ω _1k·r₁)} exp {j2πλ₀ ^-1(Ω_2k·r₂)}x

여기서, λ₀는 신호의 파장이고, (·)은 스칼라 곱을 나타낸다. 또한, α_k는k 번째 파장의 복소 감쇄 계수이고, Ω_1k 및 Ω_2k는 송신 및 수신 안테나에 대한 파장의 출력 및 입력 각을 지칭한다. 상기 공식의 명칭(designation)은 도 1b에 정의되는데, 도 1b에서 O₁은 원점을 나타내고, r_h, r_v, r_z는 축을 나타낸다. 도면에는 반경이 1인 원(S₂)이 도시되어 있으며, 그 내부에 점(Ω)이 위치하고 있다. 파동의 방향은 점점(Ω)에서 끝나는 단위 벡터로서 결정될 수 있다. 점(Ω)은 다음 식에 따라서 구좌표 (φ,θ)∈[-π,π)×[-π,π]에 의해 명백하게 결정된다.

여기서, ()^T는 교차 연산(transposition operation)이다. 각(φ,θ)은 Ω의 방위각 및 고도각이라고 한다. 복소 감쇄 계수(α_k)는 k 번째 파동과 전파 경로 상의 장애물 사이의 상호 작용, 파동의 전파 경로의 길이 및 방향(Ω_1k, Ω_2k)의 송신 및 수신 안테나의 필드 패턴의 특성에 의존한다.

다음은, M 개의 송신 안테나(200) 및 N 개의 수신 안테나(202)가 영역(R₁, R₂) 내에 위치하는 도 2에 도시된 상황을 검토한다. Xm이 r_1,m∈R₁ (m=1,...,M)에 위치된 m 번째 송신 안테나의 입력 내의 신호를 나타내면, r_2,n∈R₂ 에 위치된 n번째 수신 안테나의 출력 신호는 다음 식으로 나타낼 수 있다.

상기 N 개의 선형 식은 다음 방식으로 행렬로 표현될 수 있다.

(1)

여기서, 명칭 이 사용된다.

송신 및 수신 안테나의 위치를 고려하면, 상기 명칭은 다음 형태로 표현될 수 있다.

(2)

여기서, 항 h(Ω₁, Ω₂)은 양방향 입력 신호 확산 함수(bidirectional input 로 지칭될 수 있다. 이 경우, 그것은 다음 형태의 이산 함수가 된다.

(3)

이것은 영역(R₁, R₂) 내에서 공동으로 신호의 전파 방향으로 확산하는 것을 나타낸다. 일반적인 경우에, 이것은 이산 함수가 되어야 하지만, 식 (3)의 형태이면, h(Ω₁, Ω₂) 내의 한 파동의 부분은 α_k에 의해 가중된 디락 임펄스(Dirac impulse)이며, 공간 내의 점(Ω_1k, Ω_2k)에 집중된다.

식 (1)은 다음과 같은 간단한 형태로 표현될 수 있다.

(4)

여기서, x는 M 차원의 복소수 값 벡터 이고, y는 N 차원의 복소수 값 벡터 이며, H는 N×M 차원의 복소수 값 행렬 이다.

따라서, 식 (4)는 M 개의 송신 안테나, 무선 파동 전파 경로 및 N 개의 수신 안테나를 포함하는 MIMO 채널에 대한 입력 및 출력 관계를 결정한다. 행렬 H는 채널의 전송 행렬로 지칭된다. 그 계수는 무선 패널의 상태 및 송신 및 수신에 사용된 안테나의 구조에 의존한다.

특히 식 (2)의 멱 지수(exponent) 항에 집중하여, 행렬 H의 구조를 보다 상세히 살펴본다. M 차원 및 N 차원의 벡터

는 안테나 어레이에 대한 소정의 각(Ω₁, Ω₂)으로 수신/송신되는 파장에 대해 두 안테나 어레이의 응답을 제공한다. 이들 벡터는 안테나 제어 벡터라고 할 수 있다. 이들은 상이한 안테나 요소들에 의해 수신된 신호들이 예컨대 위상에 대해 어떻게 서로 다른지를 설명한다. 이들 벡터를 사용하면, 식 (2)는 다음의 형태로 표현될 수 있다.

(7)

따라서 전송 행렬은 다음과 같이 된다.

(8)

양방향 입력 각 확산 함수가 식 (3)의 형태인 이산(discrete)의 경우, 식 (8)은 다음과 같이 합으로 간단하게 정리된다.

(9)

여기서,

이산의 경우, 전송 행렬 상의 한 파동의 효과는 단위 열의 행렬이다. 수신된 신호로서 식 (2) 및 (9)는 다음과 같이 주어지고,

(10)

하나의 합의 항(y_k)에 대해,

(11)

이 유효하다.

도 3a 및 3b는 바람직한 실시예에 따른 시뮬레이팅 장치 내에서의 이 계산의 실시를 도시하고 있다. 도 3a에서, 입력은 각각의 안테나로부터 전송된 신호 성분(300), x_m(m=1,...,M)을 포함한다. 이들 각각은 곱셈기(302, 304)에 제공되며, 이 곱셈기에서 신호 성분들에 각각의 송신 안테나의 제어 벡터의 요소 [c_1,k]_m가 곱해진다. 제어 벡터가 곱해진 이들 성분들은 가산기(306)에서 가산되며, 곱셈기에서 획득된 합 신호는 복소 감쇄 계수(α_k)가 곱해진다. 이렇게 획득된 합 신호는 곱셈기(310, 312)의 번호 N에 제공되는데, 여기서 N은 수신 안테나의 번호이다. 곱셈기(310, 312)에서, 각각의 신호 성분에는 대응하는 수신 안테나의 제어 벡터의 요소 [c_2,k]_n가 곱해진다. 수신 안테나의 출력 신호(y_k,n)는 곱셈기의 출력(314)으로부터 획득된다. 도 3b는 상기 해법의 동등한 구현을 도시하고 있다. 상기 해법은 소프트웨어 또는 하드웨어에 의해 구현될 수도 있다. 각각의 안테나로부터 전송된 신호 성분(300), 안테나 제어 벡터(c_1,k, c_2,k) 및 복소 감쇄 계수(α_k)가 입력으로서 필요하며, 수신 안테나의 출력 신호(y_k)(314)는 출력으로서 필요하다. 본 명세서에 설명된 구조는 특히, 각각의 파동을 고려하여, 전송 행렬의 상이한 요소들 간의 상관을 가능하게 한다.

위에서는 시간 및 주파수에 대한 채널의 변화가 고려되지 않은 상황을 검토하였다. 도 4는 시간 및 주파수에 따라서 무선 채널이 변하는 상황을 설명하고 있다. 시간 변화는 예컨대 안테나 또는 반사 표면의 이동에 의해 비롯된다. 이러한 상황은 본 명세서에서는, 전파된 파동이 어떤 일정한 도플러 주파수를 갖는다고 가정함으로써, 설정된다. 파동 k의 도플러 주파수를 v_k의 항으로 지정한다. 주파수 변화는 파동의 전파 경로의 길이의 변경에 의해 비롯된다. 파동 k의 전파 지연을 τ_k의 항으로 지정한다.

여기서도, 원점(O₁, O₂)이 각각 영역(R1, R2) 내의 랜덤 포인트로 결정된 좌표계를 사용한다. 도면은, 그 입력이 시간의 함수로서 전송되는 신호(x(t))를 포함하는, M 개의 송신 안테나(400)를 나타낸다. 벡터(r_1,1, ..., r_1,M)는 임의의 선택된 원점(O₁)에 대한 안테나의 위치를 나타낸다. 마찬가지로, 원점(O₂)에 대한 N 개의 수신 안테나(404)의 위치는 벡터(r_2,1, ..., r_2,M)로 나타낸다.

이제, x_m(t)에 의해 발생되었으며 n 번째 수신 안테나의 출력에 위치하는 신호 성분 y_nm(t)는 다음과 같다.

여기서,

(12)

n 번째 수신 안테나의 출력 내의 신호는 다음과 같다.

n 개의 상기 식을 행렬 형태로 정렬하면 다음의 식을 얻는다.

(13)

여기서,

(14)

상기 항 h(T;τ)는 MIMO 무선 채널에서의 시간 의존 광대역 전송 행렬 또는 시간 의존 임펄스 응답이라 지칭된다.

시간 의존 채널 행렬은 식 (5) 및 (6)을 고려하면 보다 상세하게 기술될 수 있다. 상기 두 식을 이용하면, 식 (14)는 다음과 같이 될 수 있다.

이로부터 h(T;τ)는 다음의 형태로 표현될 수 있다고 추론할 수 있다.

(15)

이제, 이 식의 우항을 식 (13)에 삽입하고, 그 항들을 정렬하면, 시간 및 주파수에 대해 변하는 무선 채널에 대한 관계가 얻어지는데, 그 관계는 다음과 같다.

(16)

이산 경우에, 식(15) 및 (16)은 다음의 형태로 간소화된다.

도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시뮬레이션을 구현하기 위한 장치의 예를 도시한 것이다. 상기 장치는 시뮬레이터(500)를 포함하며, 상기 시뮬레이터 내에서 시뮬레이션을 구현하기 위한 필요한 계산 동작이, 하드웨어 또는 소프트웨어에 기초한 해법으로서 행해질 수 있다. 도면의 예에서, M 개의 신호(502) x₁(t),..., x_M(t)는 입력으로서 시뮬레이터에 제공되며, 따라서 이 신호들은 M 개의 송신 안테나에 제공되는 신호 성분과 대응한다. 마찬가지로 N 개의 신호(504) y₁(t),..., y_N(t)는 출력으로서 획득되며, 따라서 이 신호들은 N 개의 수신 안테나로부터 얻어지는 신호 성분에 대응한다. 시뮬레이팅 파라미터 및 사용자 인터페이스의 공급과 같은, 시뮬레이터의 제어는 제어 유닛(506)으로부터 행해진다.

도 5b는, 입력 신호가, 필요한 경우, 시뮬레이터 내부에서 둘 이상의 브랜치로 나누어지는 하나의 신호 x(t)라는 점을 제외하면 도 5a와 유사하다. 이 경우에, 각각의 전송 안테나는 동일한 신호 성분을 전송한다.

도 5c는, 출력 신호(504)가 하나의 신호 y(t)로 결합된 또 다른 예를 도시한다. 이상의 모든 예에서, 시뮬레이팅 장치(500)의 입력 및 출력 신호(502, 504)는 무선 주파수 또는 베이스밴드 주파수 신호, 아날로그 또는 디지털일 수도 있다. 또한, 별도의 제어 유닛(506)이 반드시 필요한 것은 아니며, 제어 유닛이 시뮬레이팅 장치에 내장될 수도 있다. 시뮬레이팅 장치는 또한, 예를 들어 적절한 버스 인터페이스에 의해 시뮬레이팅 장치에 접속된 컴퓨터일 수 있는 외부 제어 유닛 및 내장된 제어 유닛 모두를 포함할 수도 있다.

도 5d는 또 다른 입력/출력 대안을 도시하고 있다. 입력은 아날로그 무선 주파수 신호(508)를 포함하고 있는데, 이것은 변환기(510)에서 베이스밴드 아날로그 신호로 변환된다. 이 신호는 A/D 변환기(512)로 공급되고, A/D 변환기(512)에서 디지털 형태로 변환되어, 즉, 디지털 베이스밴드 신호가 얻어진다. 이것은 시뮬레이팅 유닛(500)으로 공급되며, 그 출력은 디지털 베이스벤드 출력 신호를 더 포함한다. 이것은 D/A 변환기(514)로 전송되며, D/A 변환기(514)의 출력은 아날로그 베이스밴드 신호를 포함한다. 변환기(516)에서, 이것은 무선 주파수 아날로그 신호로 변환된다. 전술한 장치의 다른 단에서 입력 및 출력을 실시하면, 상이한 유형의 시뮬레이팅 해법이 단일 장치를 사용하여 다기능 방식으로 실시되도록 할 수 있다.

도 6은 MIMO 무선 채널의 이산 모델에 대한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시뮬레이터의 실시예를 도시한 것이다. 이 실시예는 식 (18)에 따른다.

M 개의 송신 안테나에 공급되는 신호 성분에 대응하는 M 개의 신호 x₁(t),..., x_M(t)가 입력(502)을 구성한다. 이들 신호들은, 각각의 전파 경로에 직렬로 접속된 지연 요소(602A 내지 606A, 602B 내지 606B)를 포함하는 M 개의 유사한 지연 라인(600A, 600B)에 공급된다. 지연 요소(602A, 602B)(여기서, 지연(τ₁)이 신호에 영향을 미쳐, 즉, 지연 요소의 출력이 신호 x₁(t-τ₁),..., x_M (t-τ₁)를 포함한다)는 제 1 전파 경로에 대응한다. 지연 요소(604A, 604B)(여기서, 지연(τ₂-τ₁)이 신호에 영향을 미친다)는 제 2 전파 경로에 대응한다. 따라서 지연 요소의 출력은 신호 x₁(t-τ₂),.., x_M(t-τ₂)을 포함한다. 마찬가지로, 지연 요소(606A, 606B)(여기서 (τ_K-τ_K-1)가 신호에 영향을 미친다)는 K 번째 전파 경로에 대응한다. 따라서 지연 요소의 출력은 신호 x₁(t-τ_K),.., x_M(t-τ_K)를 포함한다.

각각의 전파 경로에 대응하는 지연 요소들의 출력 신호는 가중 수단에 공급되고, 이 가중 수단에서, 상기 신호는 전파 경로의 왜곡을 나타내는 α_k항이 곱해지고, 각 송신 안테나의 제어 벡터에 따라서 c_1,k 항이 곱해지며, 각 수신 안테나의 제어 벡터에 따라서 c_2,k 항이 곱해진다.

제 1 전파 경로에 대응하는 지연 요소의 출력 신호 x₁(t-τ₁),..., x_M(t-τ ₁)는 가중 수단(608)에 공급되고, 이 가중 수단(608)은 또한 입력 항으로서 제 1 전파 경로의 왜곡을 나타내는 α₁과, 안테나 제어 벡터 c_1,1 및 c_2,1을 수신한다. 이들은 서로 곱해진다. 제 2 전파 경로에 대응하는 지연 요소의 출력 신호 x₁(t-τ₂),..., x_M(t-τ₂)는 가중 수단(610)에 공급되고, 이 가중 수단(610)은 또한 입력 항으로서 제 2 전파 경로의 왜곡을 나타내는 α₂와, 안테나 제어 벡터 c_1,2 및 c _2,2를 수신한다. 마찬가지로, K 번째 전파 경로에 대응하는 지연 요소의 출력 신호 x₁(t-τ_K),..., x_M(t-τ_K)는 가중 수단(612)에 공급되고, 이 가중 수단(612)은 또한 입력 항으로서 전파 경로의 왜곡을 나타내는 α_K와, 안테나 제어 벡터 c_1,K 및 c_2,K 를 수신한다.

가중 수단(608, 612)의 바람직한 실시예는 도 3a 및 3b와 관련하여 위에서 설명하였다.

각각의 가중 수단(608 내지 612)의 출력은 각각의 수신 안테나용 신호를 포함한다. 각각의 수신 안테나에 대응하며 가중 수단의 출력으로부터 획득된 이들 항들은 가산기(614 내지 618)에서 합계된다. 따라서 제 1 수신 안테나와 대응하는 항들은 가산기(614)에서 가산되며, 이 가산기(614)는 y₁(t) 항을 출력하며, 마찬가지로, N 번째 수신 안테나와 대응하는 항들은 가산기(618)에서 가산되며, 이 가산기(618)는 y_N(t)를 출력한다. 결국 N 개의 신호(504) y₁(t),..., y_N(t)가 출력되며, 이것은 N 개의 수신 안테나로부터 얻어지는 신호 성분에 대응한다.

신호 항들 xm(t) 이외의 다른 가중 수단의 입력, 즉, 전파 경로의 왜곡을 나타내는 α_k 항과, 각각의 송신 및 수신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 c_1,k 및 c _2,k 항은, 시뮬레이터의 제어 수단(506)(도 5a 내지 5c 참조)으로부터 직접 얻어지거나 또는 제어 수단이 그 계산을 위한 파라미터를 제공한다.

이상, 첨부한 도면을 참조하여 예를 통해 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 첨부한 청구범위에 기재된 신규한 사상 내에서 많은 방식으로 변형될 수 있다.

Claims (10)

1. 하나 이상의 안테나에 의해 송신되고, 하나 이상의 안테나에 의해 수신되며, 하나 이상의 전파 경로를 통해 전파되는 신호가 시뮬레이팅되는, 무선 채널을 시뮬레이팅하는 방법에 있어서,

   각각의 송신 안테나의 입력 신호를, 각각의 전파 경로에 대해 직렬로 접속된 지연 요소(602A 내지 606A, 602B 내지 606B)를 각각 포함하는 유사한 지연 라인(600A, 600B)으로 공급하는 단계와,

   가중 수단 내에서 각각의 전파 경로와 대응하는 상기 지연 요소의 출력 신호를, 각각의 송신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항과, 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항과, 각각의 수신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항에 의해 가중시키는 단계로서, 이에 따라 얻어진 신호 성분은 각각의 수신 안테나에 제공되는 상기 가중 단계와,

   각각의 수신 안테나와 대응하며 상기 가중 수단의 출력으로부터 얻어진 상기 성분들을 합계하는 단계

   를 포함하는 무선 채널 시뮬레이팅 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항에 의해 가중시키기 전에, 상기 송신 안테나의 제어 벡터에 의해 가중된 상기 안테나의 입력 신호들을 합계하는 무선 채널 시뮬레이팅 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항에 의해 가중된 신호를 상기 수신 안테나의 수와 대응하는 브랜치로 분할하는 무선 채널 시뮬레이팅 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 안테나로부터 전송된 신호의 출력 각의 크기가 동일하도록 상기 송신 안테나들 사이의 거리를 선택하는 무선 채널 시뮬레이팅 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   곱셈기 내의 각각의 전파 경로와 대응하는 상기 지연 요소의 출력 신호에, 각각의 송신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항과, 상기 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항과, 각각의 수신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항을 곱하는 무선 채널 시뮬레이팅 방법.
6. 하나 이상(M)의 안테나에 의해 송신되고, 하나 이상(N)의 안테나에 의해 수신되며, 하나 이상의 전파 경로를 통해 전파되는 신호가 시뮬레이팅되는, 무선 채널을 시뮬레이팅하는 장치에 있어서,

   각각의 전파 경로에 대해 직렬로 접속된 지연 요소(602A 내지 606A, 602B 내지 606B)를 각각 포함하고, 그 입력이 전송될 M 개의 신호를 포함하는 M 개의 유사한 지연 라인(600A, 600B)과,

   입력이 각각의 전파 경로와 대응하는 상기 지연 요소의 출력 신호를 포함하고, 상기 지연 요소의 출력 신호가 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항과, 각각의 송신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항과, 각각의 수신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항에 의해 가중되고, 상기 항들은 다른 입력에 위치하며, 그 출력은 각각의 수신 안테나에 대한 신호를 포함하는 가중 수단(608 내지 612)과,

   각각의 수신 안테나와 대응하며 상기 가중 수단의 출력으로부터 얻어진 상기 성분들을 합계하도록 구성된 가산기(614 내지 618)

   를 포함하는 무선 채널 시뮬레이팅 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 가중 수단(608 내지 612)은 곱셈기로 구현되는 무선 채널 시뮬레이팅 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 가중 수단(608 내지 612)은 상기 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항에 의해 가중시키기 전에, 상기 송신 안테나의 제어 벡터에 의해 가중된 상기 안테나의 입력 신호들을 합계하도록 구성되는 무선 채널 시뮬레이팅 장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 가중 수단(608 내지 612)은 상기 전파 경로의 왜곡을 나타내는 항에 의해 가중된 신호를 상기 수신 안테나의 수와 대응하는 브랜치로 분할하도록 구성되는 무선 채널 시뮬레이팅 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 가중 수단(608 내지 612)은 대응하는 수신 안테나의 제어 벡터에 의존하는 항에 의해 각각의 브랜치를 가중하도록 구성되는 무선 채널 시뮬레이팅 장치.