KR20050083785A - 모바일 무선 기지국 - Google Patents

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KR20050083785A
KR20050083785A KR1020057006754A KR20057006754A KR20050083785A KR 20050083785 A KR20050083785 A KR 20050083785A KR 1020057006754 A KR1020057006754 A KR 1020057006754A KR 20057006754 A KR20057006754 A KR 20057006754A KR 20050083785 A KR20050083785 A KR 20050083785A
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base station
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antenna
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component signals
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KR1020057006754A
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필립 에드워드 하스켈
폴 안토니 히클링
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큐인텔 테크놀로지 리미티드
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Publication date
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Abstract

원격 통신 시스템을 위한 모바일-무선 기지국은, 전송될 또는 수신될 신호를 나타내는 복수의 성분 신호들의 위상 및/또는 진폭을 독립적으로 제어하기 위한 벡터 변조 수단을 포함하여, 이들 신호들이 복수의 안테나 요소들을 통과할 때, 빔은 성분 신호들의 위상 관계에 따른 방향으로 형성된다. 본 발명은 또한 다른 기지국이 동일한 안테나에 결합되도록 허용하는 인터페이스 수단을 포함하며, 각각의 기지국은 그의 빔 방향을 독립적으로 제어한다. 기지국과 안테나 간의 동일하지 않고 가변 성분 신호 경로에 의해 도입된 에러들를 정정하기 위해, 신호들의 위상 보상 설비가 포함된다. 벡터 변조 수단은 저전력 레벨들에서 동작하도록 배열되고, 저전력 레벨들에서 보다 효율적으로 동작할 수 있다.

Description

모바일 무선 기지국{Mobile radio base station}
본 발명은 원격 통신 시스템에서 사용하기 위한 모바일 무선 기지국에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 모바일 유닛들의 세트와 통신하도록 배열된 복수의 기지국들로 구성된 모바일 원격 통신 시스템에서 사용하기 위한 모바일 무선 기지국에 관한 것이며, 복수의 기지국들은 셀들의 네트워크를 구성한다. 본 발명은, 흔히 모바일 전화 네트워크라 지칭되는 셀룰러 모바일 네트워크들에서 특정 애플리케이션을 찾는다.
셀룰러 모바일 네트워크들의 운용자들은 일반적으로 개별적인 기지국들을 채택하며, 기지국들 각각은 하나 이상의 안테나들을 항상 포함한다. 셀룰러 모바일 무선 네트워크에서, 안테나 지향성(antenna directivity)은, 일반적으로 다수의 오버래핑 셀(overlapping cell)들로 분할되는 허용 영역(coverage area)을 설정하는데 주요 인자이며, 오버래핑 셀들 각자은 각각의 안테나 및 기지국과 연관된다. 각각의 셀은 셀 내의 모바일 무선들과 통신하는 기지국을 포함한다. 기지국들 자신들은 육상 회선으로 항상 고정된 다른 통신 수단, 또는 격자 또는 그물 구조로 배열된 마이크로웨이브 링크들에 의해 상호 접속되어, 모바일 무선들이 셀 허용 영역 도처에서 서로 뿐만 아니라 셀룰러 모바일 무선 네트워크 외부의 공중 전화 네트워크와 통신하게 한다.
각각의 기지국은 일반적으로, 안테나가 장착된 안테나 마스트(antenna mast)와 연관된다. 그러한 마스트들의 대지 계획은 문제가 있는데, 각각의 마스트들에 대하여 계획 허가가 필요로 되고, 토지 임대 또는 구매로 설치 비용이 추가하기 때문이다. 따라서, 운용자들 사이에서 안테나들 및 안테나 부지들을 공유하기 위한 움직임이 있다.
그래도, 이것은 문제들을 야기할 수 있다. 각각의 운용자들은 종종 각각의 기지국과 연관된 몇몇 안테나들을 가지며, 각각의 안테나는 단일 셀의 허용 범위를 제공한다. 단일 기지국에 의해 서비스되는 전형적으로 세 개 또는 여섯 개의 다른 셀들이 존재할 수 있다. 운용자들의 수가 증가함에 따라, 운용자 각각은 이들 셀들 내의 그 자신의 허용 범위를 제공하며, 이는 단일 마스트 상에 장착된 분리된 안테나들의 수를 빠르게 수용할 수 없게 한다. 또한, 상호 간섭을 회피하기 위해, 안테나들은 충분한 분리를 요구하고, 마스트의 높이가 증가될 필요가 있을 수 있으며, 또는 높은 바람들을 견디기 위해 더 강한 구조가 사용될 필요가 있을 수 있으므로, 문제들을 악화시키고, 비용이 많이 든다.
이것에 대한 해결책은 운용자들이 마스트 및 안테나들을 공유하는 것이다. 기술적 및 병참의 문제들로 인해, 이러한 경향은 일어나지 않았다. 이것은 신호들이 운용자들 간의 간섭을 일으킬 수 있으므로, 시스템 성능 상에 해로운 효과를 갖는다.
또한, 운용자들은 안테나의 허용 영역을 변경함에 따라 그러한 목적들을 위해, "기울기(tilt)"로서 공지된, 안테나의 보어사이트(boresight)의 고도의 각도를 조절할 필요가 있다. 네트워크 구조가, 예를 들면, 셀들 내의 다른 기지국들 또는 안테나들의 추가에 의해 변경된다면, 이것은 유용하다. 이러한 기울기는 기계적으로 및/또는 전기적으로 구현될 수 있다. "기계적 기울기"는 안테나 레이돔(radome)을 물리적으로 움직이는 것을 수반하는 반면에, "전기적 기울기"는 안테나의 다른 요소들로 전송된 전기적 신호들 또는 다른 요소들로부터 수신된 전기적 신호들 간의 위상 시프트(phase shift) 또는 시간 지연을 생성함으로써 성취된다.
다른 운용자들은 일반적으로 서로 다른 기울기 요구사항들을 가지며, 이것은 안테나를 공유하는 것을 어렵게 만든다. 명확히, 두 명의 운용자들이 서로 다른 기계적 기울기 설정들을 요구한다면, 그들은 안테나를 공유할 수 없을 것이다.
안테나 레이돔 내에 장착된 기계적으로 동작되는 위상 시프터(phase shifter)들의 뱅크(bank)들을 포함하는 해결책들이 존재하며, 이것은 복수의 개개의 안테나들로서 배열된 안테나 요소들의 어레이에 접속되고, 각각의 운용자는 레이돔 내의 하나의 안테나를 제어한다. 이러한 방식에서, 운용자는 다른 운용자의 신호들에 영향을 주지 않고 그의 신호들의 위상을 제어할 수 있다. 이들은 기계적 시스템들과 연관된 공통적인 문제들을 경험한다(시스템들은 동작이 느려질 수 있으며 신뢰할 수 없다). 시스템들은 안테나 하우징 자체로 동작되기 때문에, 그들은 또한 고전력들(전송 시) 또는 저전력들(수신 시)에서 작동해야 한다. 고전력들에서 그러한 시스템들의 사용은, 기지국 수신기에 무감각할 수 있는 원치 않은 상호변조의 산물 발생을 일으킬 수 있다.
또한 안테나 하우징 내의 전기적 위상 시프터들을 이용하는 해결책이 존재하며, 이들 위상 시프터들은 원격으로 제어 가능하여, 빔 패턴(beam pattern)을 조절하기 쉽다. 이러한 접근이 갖는 다른 문제는, 임의의 위상 시프터들이 안테나에 의해 전송되는 모든 신호들, 안테나에 의해 수신되는 모든 신호들에 적용할 것이라는 것이다. 따라서, 전기적 기울기의 독립적인 제어는 가능하지 않다.
전기적 기울기의 가변 각도를 생성하는 상기 접근은 수평면에서 빔 패턴을 변경하는데 적용될 수 있으며, 운용자가 빔 방향을 약간 바꾸려할 때, 셀 허용 범위의 조절이 요구될 수 있다.
도 1는 전기적 기울기의 각도를 제어하기 위한 종래 기술의 방법을 예시한 블록도.
도 2는 기지국 내의 벡터 제어기들을 사용하여 빔 방향을 제어하기 위한 본 발명의 한 실시예를 예시한 블록도.
도 3는 빔 특성들을 제어하기 위해 위상 시프트들을 어레이를 제공하는 신호들에 적용하는 개념을 예시한 도면.
도 4는 단일 안테나에 두 명의 운용자들을 결합하는데 사용되는 본 발명을 예시한 블록도.
도 5는 본 발명의 기저 대역 전송측 회로에서 사용되는 바와 같이, 벡터 제어기를 통합한 기지국 변조기의 세부사항을 예시한 블록도.
도 6는 본 발명의 기저 대역 수신측 회로에서 사용되는 바와 같이, 벡터 제어기를 통합한 기지국 복조기의 세부사항을 예시한 블록도.
도 7는 프로세싱이 RF 주파수들에서 수행되는 본 발명의 다른 실시예에서 채택된 바와 같은 벡터 제어기의 세부사항을 예시한 블록도.
도 8는 전송 빔을 생성하기 위한 프로세싱이 RF 주파수들에서 수행되는 본 발명의 실시예의 세부사항들을 예시한 블록도.
도 9는 수신 빔을 생성하기 위한 프로세싱이 RF 주파수들에서 수행되는 본 발명의 실시예의 세부사항들을 예시한 블록도.
본 발명의 목적은 종래 기술의 적어도 일부 문제들을 완화하는, 안테나 파라미터들의 독립적인 제어를 제공할 수 있는 안테나 인터페이스를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 복수의 방사 요소(radiating element)들을 갖는 안테나 시스템에 의해 운용자와 하나 이상의 모바일 유닛들 간에 신호들을 통신하기 위한 기지국에 있어서,
상기 시스템은 상기 신호들을 복수의 성분 신호들로서 처리하도록 배열되며, 각각의 성분 신호는 상기 안테나 시스템 내의 하나 이상의 방사 요소들과 연관되고,
변조 수단은, 상기 성분 신호들의 합이 복소 가중치(complex weight)들의 값에 의존하는 안테나 빔 방향을 생성하도록 상기 복소 가중치를 상기 성분 신호들에 적용하도록 배열되며,
분할, 결합, 및 성분 신호 증폭 수단은 상기 복소 가중치를 상기 성분 신호에 적용하는데 제공되며, 상기 성분 신호는 그의 연관된 방사 요소 또는 요소들을 통해 통과하고, 상기 분할 및 결합 수단은, 다른 운용자들이 동일한 안테나 시스템에 접속되도록 허용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 기지국이 제공된다.
본 발명은 다른 운용자들로부터 독립적인 신호들을 결합하는데 특히 적합한데, 각각의 운용자는 그의 빔 패턴을 제어하기 위해 임의의 신호들 뿐아니라 그 자신의 신호들의 어떠한 지식도 요구하지 않기 때문이다. 운용자는 성분 신호들의 복소 진폭(즉, 위상 및/또는 진폭)을 제어하는 수단에 의해 그의 빔 패턴(그의 수신 빔 또는 전송 빔 중 어느 하나)을 제어할 수 있다.
성분 신호들의 복소 진폭은 벡터 제어기(VC)에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 이것은, 자체의 동상(in-phase) 및 직교 버전(quadrature version)들의 양들, 음의 값을 가질 수 있는 기저대역 또는 저주파수 다중 신호에 의해 결정된 각각의 양을 함께 합산함으로써 신호를 조정하는 디바이스이다. 이러한 방식에서, VC 입력에 관련한 VC 출력의 진폭 및 위상의 완전한 제어가 가능하다. 그러나, 신호의 위상만을 제어하거나 변조하도록 배열된 VC는 본 발명의 일부 구현들에서 사용될 수 있다.
성분 신호들이 수직축에서 공간적 다이버시티(diversity)를 갖는 안테나 시스템에 제공된다면, 이러한 방식으로 성분 신호들을 제어하는 것은, 전송 또는 수신 시에 빔의 전기적 기울기가 운용자의 요구사항들에 맞추어지도록 한다.
마찬가지로, 성분 신호들이 수평축에서 공간적 다이버시티를 갖는 안테나 시스템에 제공되도록 배열된다면, 본 발명은 또한 방사 패턴이 수평축에서 제어되도록 한다.
상술된 바와 같은 종래 기술의 문제들은 본 발명에 의해 회피되는데, 위상과 진폭 제어 및 조절이 통상적인 저전력들에서 이루어 지고, 개별 유닛 또는 안테나 레이돔 내에서 보다는 기지국 내에서 수행되기 때문이다. 그러나, 이것은, 안테나 인터페이스로부터 안테나 레이돔까지의 접속이 하나 이상이 존재할 수 있다는 것을 의미하며, 이것은 복수의 케이블들 또는 다른 웨이브가이드들이 요구될 것이다.
본 발명에서 사용하기 적합한 안테나 시스템은 통상적으로 요소들의 어레이를 포함할 것이며, 이들은 기지국에 의해 개별적으로 또는 서브그룹들로 액세스 가능할 수 있다.
본 발명은, 각각의 기지국이 수평축 또는 수직축 중 어느 하나 또는 모두에서 그의 신호들의 방사 패턴을 제어할 수 있도록 단일 안테나에 대한 복수의 기지국들의 접속을 제공한다. 이것은, 합성 성분 신호를 제공하기 위해 전력 결합기 수단을 함께 사용하여 특정 안테나 방사 요소 또는 각각의 기지국으로부터의 요소들의 서브그룹과 연관된 성분 신호들을 결합하는 수단에 의해 전송될 신호들에서 이루어 진다.
각각의 요소적 안테나 요소 또는 요소들의 서브그룹에 의해 수신된 신호들에서, 신호는 각각의 기지국에 안테나 요소들로부터 수신된 신호들이 제공되도록 분할 수단에 의해 분리된다. 그후 각각의 기지국은 그와 관련된 신호들을 통상적인 방식으로 필터링한다.
분할 및 결합 수단은 성분 신호 증폭 수단과 안테나 시스템 간에 위치되는 것이 바람직하다.
성분 신호들에 대한 VC의 동작은 빔의 특성들을 제어한다. 안테나 요소들 또는 요소들의 서브-그룹들로부터 전송된 신호들의 벡터 합은 전송시 빔을 형성하고, 안테나 요소들의 스페이싱 및 요소들에 대한 신호들의 상대 위상 시프트는, 고도 및 방위각 모두에서, 형성될 빔 패턴을 정의하는 인자들이다. 전송될 신호의 주파수와 같은 빔 패턴을 정의하는 다른 인자들은 당업자에게 명백해질 것이다.
전송 및 수신된 신호들의 위상은 종래 기술과 같이 안테나라기 보다는 기지국에서 제어되기 때문에, 위상 제어 수단이 안테나에서 위상 제어의 효과를 아는 것은 중요하다. 본 발명의 실시예들은 기지국으로부터 약간 떨어진 위치의 안테나를 가질 수 있으며, 케이블들, 웨이브가이드들 또는 유사한 구조들에 의해 안테나와 기지국을 연결할 수 있다. 이들은 성분 신호 위상들에 대한 예측할 수 없는 효과를 가질 수 있다. 예를 들면, 다른 케이블에 관련하여 하나의 케이블의 스트레칭은 케이블에 대한 경로 길이를 증가시킬 것이며, 케이블의 출력에서 신호의 위상을 이동시킬 것이다. 그러한 스트레칭은 열 팽창 등과 같은 많은 이유들로 인해 발생할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 안테나는 기지국에 의해 안테나로 전송된 신호들의 상대 위상들을 측정하기 위한 교정 수단(calibrating means)을 통합하는 것이 바람직하다. 교정 수단은 기지국과 통신할 것이며, 그후 성분 신호들의 소망된 위상 특성들과 안테나에서의 신호들의 실제 위상 특성들 모두를 알 것이다. 그후 교정 수단은, VC에서 위상들을 설정할 때, 안테나와 기지국 간의 접속 수단의 효과가 고려되도록 한다. 안테나는 또한 안테나는, 기지국 내에서 측정될 수 있는 신호들을 시스템 수신 경로에 주입하기 위한 신호 발생 수단을 교정 수단의 일부로서 포함하는 것이 또한 바람직하다. 취해진 측정들은 각각의 수신측 성분 신호들에 의해 취해진 경로들에서의 차이들을 보상하는데 사용될 수 있다.
교정 수단은, 기지국에 의해 발생된 또는 수신된 신호들에 민감하기 위해 교정 수단이 기지국에 의해 스위칭될 수 있도록 안테나에 접속된 모든 기지국들과 통신하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 적어도 두 개의 기지국들에 접속된 안테나에 의해 생성된 전송 빔의 방향을 제어하는 방법으로서,
제 1기지국에서, 전송될 제 1신호를 복수의 성분 신호들로 분할하는 단계,
복소 가중치 또는 가중치들을 상기 성분 신호들 중 적어도 하나에 적용하는 단계로서, 이에 의해 상기 성분 신호들 중 적어도 하나의 다른 신호에 관련한 상기 성분 신호들의 위상 및/또는 진폭을 변경하는, 상기 적용 단계,
상기 성분 신호들을 증폭 및 결합 수단으로 전달하는 단계로서, 상기 신호들은 전송을 위해 적절한 전력 레벨로 조정되며, 상기 성분 신호들은 제 2기지국으로부터의 성분 신호들과 결합되는, 상기 전달 단계,
상기 결합된 성분 신호들을 안테나 요소들 또는 요소들의 그룹들로 전달하는 단계로서, 그에 의해 안테나 요소들에 의한 전송은 상기 제 1신호를 나타내는 에너지의 빔이 상기 복소 가중치 또는 가중치들에 의해 지배된 방향으로 형성되게 하는, 상기 전달 단계 포함하는, 전송 빔의 방향 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 적어도 두 개의 기지국들에 접속된 안테나에 의해 생성된 수신 빔의 방향을 제어하는 방법으로서,
상기 안테나에서 복수의 성분 신호들을 수신하는 단계로서, 각각의 성분 신호들은 수신 요소 또는 수신 요소들의 그룹에 관한 것인, 상기 수신 단계,
분할 및 필터 수단을 사용하여, 제 1기지국에 대하여 의도된 상기 성분 신호들을 분리시키고, 증폭 수단을 사용하여 상기 성분 신호들을 증폭하는 단계,
상기 제 1기지국에서 복소 가중치 또는 가중치들을 상기 성분 신호들 중 적어도 하나에 적용하는 단계로서, 이에 의해 상기 성분 신호들 중 적어도 하나의 다른 신호에 관련한 상기 성분 신호들의 위상 및/또는 진폭을 변경하는, 상기 적용 단계,
상기 복소 가중치 또는 가중치들에 의해 지배된 방향으로 형성된 수신 빔을 생성하기 위해, 상기 제 1기지국 내의 빔 형성기에서 상기 성분 신호들을 결합하는 단계를 포함하는, 수신 빔의 방향 제어 방법이 제공된다.
본 발명은 첨부한 도면들을 참조하여 예의 방법으로만 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1는 이동 무선 기지국 시스템에서 방사 빔 방향을 제어하기 위한 종래 기술의 방법을 도시한다. 상기 방법은 안테나 레이돔 내의 가변 지연 시스템을 구현한다. 여기서, 4개의 채널이 도시되고, 각각의 채널은 각각의 안테나 요소(1)에 대한 피드(feed)의 전기적 길이를 제어하기 위한 수단(2)에 접속된 안테나 요소(1)를 갖는다. 전기적 길이 제어기(2)는, 각각의 경로를 가로지르는 신호들이 가변양들 만큼 시간에서 모두 시프트되도록 개별적인 신호 경로들에서 가변 시간 지연을 구현한다. 경로 길이들은 기울기 제어 신호(4)를 제공하는 기울기 제어부(도시되지 않음)에 의해 설정된다. 신호들은 분산 네트워크(3) 내의 단일 운용자(A)에서 분할되거나(전송 경우에서) 결합된다(수신 경우에서). 단일, 집합적인 입력/출력(5)이 기지국(도시되지 않음)으로부터 분산 네트워크(3)로 제공된다. 안테나 요소들(1)이 수직적으로 쌓여지면, 안테나 요소들(1) 상의 신호들의 관련 지연들을 적절히 변경하는 것은 빔 패턴의 기울기를 조정할 것이다. 이러한 기울기는 모든 신호들에서 발생할 것이며, 안테나가 두 명 이상의 사용자들 간에 공유되었다면, 기울기의 개별적인 제어는 가능하지 않을 것이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예의 블록도를 도시한다. 안테나 시스템(7)에 접속된, 본 발명에 따른 모바일 무선 기지국 시스템(6)이 도시된다. 접속은 4개의 케이블들(8a, 8b, 8c, 8d)을 포함한다. 4개의 케이블들(8) 각각은 전송 모드와 수신 모드 모두에서 신호들을 운반한다. 전송 신호들은 전송기(9)에 의해 발생된다. 전송기의 출력은 4개의 동일한 성분 신호들로 분할되고, 각각은 각각의 벡터 제어기 또는 위상 변조기(10)에 제공된다. 변조기들(10)은, 변조기의 각 출력이 다른 위상일 수 있도록 그들의 입력 신호들의 상대 위상을 조절할 수 있다. 그후 위상 변조기들(10)로부터의 성분 신호들은 전력 증폭단(11)에서 증폭되고 송수 전환기(duplexer)들(12) 및 케이블들(8)을 통해 안테나 시스템(7)로 전송된다. 기지국 시스템(6)은, 다른 운용자들이 그들의 기지국들을 동일한 안테나 시스템에 접속하게 하는데 사용된 분할기/결합기 네트워크(도시되지 않음)를 포함한다.
기지국 시스템(6)은, 케이블 구조(8) 및 송수 전환기들(12)을 통해 안테나(7)로부터 성부 신호들을 수신하는 저잡음 증폭기들(Low Noise Amplifier; LNA)(13)의 세트를 포함하는 수신 장비를 갖는다. 그후 LNA들은 신호를 벡터 제어기 또는 변조기, 회로들(14)에 전달되고, 잘 알려진 위상 어레이 원리들을 따르는 단일, 빔형성된 출력을 생성하기 위해, 이들의 출력들은 합산기(15)로 간다. 이것은 그가 종래의 방식으로 처리되는 수신기(19)를 통과한다. 이러한 실시예에서, 수신기(19) 및 전송기(9)는 최신 기술의 물품들이며 기지국 애플리케이션에서 현재 채택된 것에서 큰 변화가 필요로 되지 않는다는 것을 주의하라. 또한 이러한 실시예에서 도시된 전송 및 수신 모두를 위한 관련 증폭기들 및 변조기들과 함께 성부 신호들의 수는 분명히 4개로 제한되지 않는다(실제에서 이보다 많거나 적을 수 있다)는 것을 주의하라.
안테나(7)는 방상 요소 설계에 관하여 종래 기술의 시스템들에서 사용된 안테나들과 유사하다. 그러나, 기존의 안테나들은 개별적인 방사 요소들로부터 단일 출구 포트(또는 때때로 특정 편파(polarisation)을 위한 단일 포트)로의 신호들을 결합시킬 것이며, 본 발명에서 사용된 안테나는, 다른 위상의 신호들을 개별적인 요소들 또는 요소들의 서브그룹들에 인가함으로써 빔 패턴이 제어되도록 개별적인 방사 요소들 또는 방사 요소들의 작은 그룹들 중 어느 하나에 대한 액세스를 제공할 것이다.
전송에서, 도 2의 실시예는 다음과 같이 동작한다. 전송을 위해 요구된 데이터는 전송기(9)에 입력할 입력 신호로서 구성되며, 전송기는 신호를 전송 주파수로 업-변환한다. 전송기의 출력은 저전력 신호이다. 그후 업-변환된 신호는 분할기(16)에 의해 4개의 성분 신호들로 분할된다. 분할기(16)로부터의 각 신호 출력은 벡터 변조기 회로들(10)으로 제공된다. 변조기들(10)는 다른 성분 신호들에 관련하여 성분 신호의 위상 및 진폭을 조절할 수 있다. 변조기들(10a 및 10b)는, 그들이 안테나의 스택#1으로부터 전송된 신호의 전기적 기울기의 각도를 제어하도록 동시-동작하도록 배열되며, 변조기들(10c 및 10d)는 그들이 안테나의 스택#2으로부터 전송된 신호의 전기적 기울기의 각도를 제어하도록 동시-동작하도록 배열된다. 실제에서, 이들 각도들은 일반적으로 동일할 것이다. 유사하게도, 전송된 신호의 보어사이트의 각도는 (10a)와 (10d) 간의 적절한 위상 각도 및 (10b)와 (10c) 간의 적절한 위상 각도를 설정함으로써 제어될 수 있다. 이러한 점에서, 성분 신호들은 상대적으로 저전력 레벨들이므로, 상대적으로 싸고 쉬운 고성능 벡터 변조기 회로(10)를 제작하는 것은 가능하다. 벡터 변조기들(10)은 빔 방향 제어기(17)의 제어 하에 있다. 벡터 변조기들(10)의 출력들은, 전송을 위해 레벨들을 정정하기 위해 성분 신호들을 증폭하는 전력 증폭기 회로들(11)로 제공된다. 그후 증폭된 성분 신호들은 송수 전환기(12) 및 케이블 구조(8)를 통해 안테나(7) 내의 개별적인 안테나 요소들에 제공되고, 안테나 요소들은 신호 에너지를 자유 공간으로 방사한다. 성분 신호들의 상대 위상들은 결과적인 합성 빔의 빔 패턴을 제어한다. 송수 전환기들은 전송된 신호를 기지국의 수신측에서 간섭으로부터 보호한다.
도 2의 수신측은 유사한 방식으로 작동한다. 안테나(7) 내의 안테나 요소들에 의해 수신된 성분 신호들은 개별적으로 케이블링 구조(8)를 통해 안테나(7)로부터 이동 기지국 시스템(6)으로 전달되며, 여기서 성분 신호들은 송수 전환기들(12)로 제공되고, 송수 전환기들은 전송 주파수들에서 신호들을 필터링하고 수신 주파수들에서 신호들을 보낸다. 그후 성분 신호들은 저잡음 증폭기들(13)에서 개별적으로 증폭된다. 따라서 LNA(9)를 뒤따르는 성분들은 그들의 잡음 성능에 관하여 중요할 필요가 없는데, 시스템의 잡음 도면은 대부분 LNA(13), 안테나(7) 및 관련된 케이블링(8)에 의해 지배될 것이기 때문이다. 각각의 LNA(13)로부터의 출력은 벡터 변조기들(14)로 전달되고, 상술된 바와 같이, 벡터 변조기들은 빔 방향 제어기(17)의 제어 하에서 서로에 관련하여 성분 신호들의 위상 및 진폭을 제어한다. 그후 위상 및 진폭이 조절된 신호들은 결합기(15)를 사용하여 벡터적으로 부가되며, 이것은 수신 빔을 정의하는 효과를 갖는다. 그후 결합된 수신 신호는 그가 종래의 방식으로 처리되는 수신기(19)에 전달된다.
도 2의 안테나(7)는 벡터 측정 수신기(Vector Measuring Receiver; VMR)(18)를 설치하였고, 벡터 측정 수신기는 전송될 임의의 전송 신호들에 대한 그의 입력을 선택적으로 스위칭할 수 있으며, 전송 신호의 특성들을 측정할 수 있다. 이것은 이러한 실시예에서 바람직한데, 안테나(7)가 종종 기지국(6)으로부터 약간 떨어져 장착되고 케이블링 구조(8)이 안테나(7)와 기지국(6) 간에 전달된 신호들의 위상들을 왜곡하기에 충분한 길이일 수 있기 때문이다. 예를 들면, 케이블들 간의 작은 온도 차이들은 열 팽창으로 인한 관련 길이들의 변화를 일으킬 것이므로, 성분 신호들 간의 위상 에러를 발생시킬 것이다. 따라서 VMR(17)의 목적은 안테나에서 개별적인 위상들을 측정하고 측정의 결과들을 기지국으로 중계하는 것이다. 결과들은, 안테나에서의 실제 위상들이 빔 방향 제어기(Beam Direction Controller; BDC)(17)에 의해 설정된 위상들과 비교되는 BDC(17)에서 수신된다. 그후 케이블들(8)을 통한 전송에 의해 발생된 위상들에서의 임의의 에러가 상세된다.
이것은 수신 경로가 교정될 수 있도록 또한 개선될 수 있다. 이를 위해, 신호가 안테나 하우징 내의 수신 경로들 각각으로 주입되어, 이것은 공지된 위상 관계를 갖는 성분 신호들의 세트를 발생시킨다. 이러한 신호들의 특성들은 기지국 내의 수신기(19) 또는 개별, 전용 수신기를 사용하여 측정될 수 있으며, 결과는 벡터 변조기들(14)을 사용하여 임의의 위상 에러들을 보상하는데 사용된다. 이를 위한 전용 수신기의 사용은 다른 수신들의 정규 동작이 영향을 받지 않는다는 것을 의미한다.
도 2의 실시예는 안테나 요소들의 배열에 의해 지배되는 단일 편파에서 빔 패턴을 제어하는 실시예를 도시한다는 것을 주의하라. 그러나 실시예는 단일 편파에서의 동작으로 제한되지 않지만, 대신에 직교 편파들의 빔 패턴들을 독립적으로 제어하도록 적응될 수 있다. 이것은 직교 안테나들에 대한 개별적인 피드들을 갖는 것을 수반할 것이며, 이들 피드들은 도 2의 실시예에 따라 적절히 가중된 성분 신호들에 의해 구동된다. 따라서 시스템의 융통성은, 성분 신호들의 수가 증가하고 빔의 다른 특징들을 제어하기 위해 이들을 이용함으로써 증가될 수 있다.
전송 및 수신 시 모두에서 특정 빔 패턴을 획득하기 위해 요구되는 성분 신호들의 위상들은 빔 방향 제어기에 의해 계산된다. 이것은 전송 주파수 및 안테나의 물리적 특성들을 알아야 한다. 도 3a는 개별적으로 구동되는 요소적 안테나들(e1,e2,e3)의 수직 스택을 도시한다. 각각의 요소적 안테나(e)를 제공하는 성분 신호들 모두가 상대 위상 차이가 0 이라면, 결과적인 빔은 스큐(skew) 없이 어레이로부터 전송될 것이다(즉, 빔은 안테나 어레이의 평면에 대하여 수직 방향으로 전송될 것이다). θrad의 상대 위상 시프트가, 어레이에 걸쳐 점증하여 증가하는 총 위상 시프트를 갖는 안테나 요소들(e)의 연속적인 쌍들을 제공하는 성분 신호들 간에 적용되면, 그후 빔은 다음의 식에 의해 주어진 각도 φrad 만큼 수직으로부터 떨어진 방향을 향할 것이다.
여기서 λ는 전송될 신호의 파장이고, d 는 안테나 요소들 간의 간격이다. 그러한 스큐된 빔이 도 3b에 도시된다.
식 1은 안테나 요소들이 수평적으로 또는 수식적으로 장착되는지를 적용하여, 보어사이트 및 전기적 기울기의 각도 모두에 적용한다.
도 4는 하나 이상의 기지국을 단일 안테나에 접속하도록 배열된 본 발명의 실시예를 도시하며, 한편 각각의 기지국이 전기적 기울기의 각도 및 빔 보어사이트에 관한 그의 빔 패턴을 독립적으로 제어하도록 허용한다. 안테나 결합기 유닛(Antenna Combiner Unit; ACU)(22)에 의해 단일 안테나(23)에 접속된 두 개의 기지국들(20,21)이 도시된다. 각각의 기지국(20,21)은 도 2에 도시된 타입이며, 각각의 기지국은 다른 주파수들에서 동작한다. 운용자(A)의 기지국(20)은 복수의 전송 라인들(24)을 가지며, 각각의 전송 라인은 성분 신호에 대응하고, 단일 안테나 요소 또는 요소들의 그룹으로터 전송되도록 설계된다. 라인들(24) 상의 성분 신호들은 위상 및 진폭에서 소망된 전기적 기울기의 각도를 성취하도록 적절히 변조되었다. 운용자(B)의 기지국은 그의 소망된 전기적 기울기의 각도를 성취하도록 다시 변조되는 유사한 라인들의 세트(25)를 갖는다(운용자(A)에 의해 요구되는 것과 반드시 동일할 필요는 없다). 그후 운용자들 모두로부터의 라인들의 세트들(24,25) 각각은 ACU(22)에서 함께 결합된다. 이것은 그의 신호들이 다른 운용자의 신호들을 방해하지 않고 통과하도록 허용하는 특성을 갖는 필터들(28,29) 내의 각각의 개별적인 성분 라인들(24,25)을 제 1대역 통과 필터링에 의해 이루어 진다. 그후 동일한 안테나 요소 또는 요소들의 그룹(26)에 대하여 의도된 각각 운용자들로부터의 성분 신호들은 서로의 신호들에 대한 상호 간섭 없이 함께 접속될 수 있다. 그후 결합된 성분 신호들은 송수 전환기(27)로 전달되고, 송수 전환기는 전송 신호들을 수신 신호들을 간섭으로부터 보호하기 위해 필터들을 사용한다(상기 신호들은 다른 주파수들이라고 가정함). 그후 결합된 성분 신호들은 케이블링(30)을 통해 안테나 요소들(26)로 보내지고 전송된다.
운용자들(A 및 B) 모두에 대한 수신 신호들에 대하여 유사한 프로세스가 반대로 일어나며, 안테나 요소들(26)로부터의 복수의 성분 신호들은 케이블링(30)을 통해 송수 전환기(27)로 전달되고, 하나의 운용자의 신호들을 다른 운용자의 신호들과 분리시키도록 개별적으로 필터링된다. 그후 필터링된 성분 신호들은, 그들이 도 2에 설명된 바와 같은 벡터 제어기들을 사용하여 결합되는 적절한 기지국으로 전달된다.
또한 결합된 성분 신호들(30)은, 각각의 운용자에 대한 각각의 성분 신호들의 위상 및 진폭을 측정할 수 있는 벡터 측정 수신기(VMR)(31)로 간다. 언제나, VMR(31)은 VMR 데이터 허브(34)의 제어 하에 있으며, VMR 데이터 허브는 기지국들(20,21) 중 하나의 제어 하에 있으며, 기지국들은 측정될 성분 신호가 어느 것인지를 수신기(31)에게 말한다. 그후 이러한 측정으로부터의 데이터는, 데이터가 복소 가중 방향들을 성분 신호들에 적용하는데 사용될 수 있는 기지국으로 전송된다. 마찬가지로, 케이블링(30), 송수 전환기(27), 필터들(32) 및 관련된 케이블링을 포함하는 수신 경로는, 스위칭 가능한 신호 발생기(33)를 사용하여 신호를 각각의 성분 신호 경로에 주입하고, 기지국(20 또는 21) 내의 신호들을 측정함으로써 교정될 수 있다. 다시, 이들 측정들은 수신된 성분 신호들에 대하여 복소 가중 정정들을 적용하는데 사용될 수 있다. 또한 신호 발생기(33)는 VMR 데이터 허브(34)의 제어 하에 있다.
성분 신호들의 변조는 ACU(22)의 기지국측의 각각의 운용자에 의해 독립적으로 이루어 지기 때문에, 각각은 다른 운용자에 의해 형성된 빔들 상의 어떠한 부정적 영향도 받지 안고 그 자신의 빔 패턴을 제어할 수 있다. 물론, 당업자는, 수동 분할기들/결합기들 및 필터들의 네트워크를 적절히 사용하는 것과 같이 다른 분할/결합 수단이 채택될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일부 방법들은, 접속된 기지국들로부터 전송된 신호들 간의 주파수에서의 차이와 같은 인자들에 의존하여, 다른 방법들 보다 적절할 수 있다.
도 5는 빔이 제어될 수 있도록 성분 신호들을 제어하는데 사용되는 한 방법을 상세히 도시한다. 이러한 특정 구현은 저주파수에서 성분 신호들의 위상을 제어하는데 사용되는 전송 벡터 제어기를 도시한다. 도 5는 두 개의 성분 신호 변조기들(100, 101)을 세부적으로 도시한다. 제 2채널(101)은 벡터 제어기를 통합한 일반화된 변조기이며, 후속 채널들에서 사용하기 위해 반복될 수 있다.
변조기(100)는 한 쌍의 저대역 통과 필터들(107)에 접속된 직렬-병렬 변환기를 포함하며, 각각은 디지털-아날로그 변환기(DAC)에 연결된다. 각각의 DAC(200)의 아날로그 출력은 혼합기 회로(201)로 간다. 각각의 혼합기(201)에 대한 다른 입력은 로컬 발진기(202)로부터 온 것이다. -90°의 위상 시프트는 로컬 발진기(202)로부터 혼합기들(201) 중 하나로의 신호들 중 하나에 적용된다. 혼합기들(201)의 출력은 변조된 RF 출력(203)을 생성하도록 합산된다. 이러한 RF 출력(203)이 전송 주파수일 수 있으며, 이러한 경우, 그후 신호는 RF 증폭기로 전달되며, 또는 RF 출력이 중간 주파수(Intermediate frequency; IF)일 수 있으며, 이러한 경우, 신호는 전송 주파수로 끌어 올리기 위해 혼합단으로 갈 것이다.
변조기(100)은 그의 성분 출력을 위상 시프팅하기 위한 설비를 갖지 않는다는 것을 주의하라. 따라서 이러한 변조기(100)의 출력은 기준 출력이다. 변조기(101)는, 그가 출력의 위상을 제어하기 위해 통합된 벡터 제어기(106)를 갖는다는 점을 제외하고 변조기(100)와 유사하다.
변조기(100)의 동작은 이제 설명될 것이다. 전송될 데이터는 일련의 2진 스트림(102)로서 변조기에 입력된다. 이것은, 각각 이진 스트림(102)의 일부를 나타내는 두 개의 신호들(V1,V2)을 발생시키는 직렬-병렬 변환기(103)의 입력이다. (V1) 및 (V2) 모두는 2진 스트림(102)의 비트 레이트의 반이다. 각각의 신호는, 아날로그 신호(V1',V2')로 변환되기 전에 스펙트럼 효율을 개선하기 위해 root-raised cosine 저대역 통과 필터(107)를 사용하여 필터링된다. 이러한 필터링의 존재 및 정확한 타입은 기지국에서 사용되는 특정 애플리케이션에 의존한다는 것을 주의하라.
그후 필터링된 신호들은, RF 주파수들로 혼합될 수 있도록 아날로그 신호들로 변환된다. 이것은 I-Q변조기에서 이루어 지며, 제 1신호(V1)는 사인 곡선(sinusoid)으로 혼합되고, 신호(V2)는 위상에서 제 1신호로부터 90°만큼 분리된 사인 곡선으로 혼합된다. 그후 결과적인 신호들 모두는 단일 변조된 성분 신호를 발생시키기 위해 합산된다.
변조기(101)는, 벡터 제어기(106)를 통합한 것을 제외하고 동일한 방식으로 작동한다. 이러한 벡터 제어기(106)은 디지털 도메인에서 작동하며, 변조기(100)에 의해 사용된 바와 같이, 그의 입력으로서 동일한 정보, 즉, 신호들(V1 및 V2)를 취한다. 또한 벡터 제어기는 두개의 제어 신호, 즉, 위상 제어(108) 및 진폭 제어(109)를 취한다. 벡터 제어기(106)의 출력들은 두 개의 신호들(V3 및 V4)이며, 이들 신호들은 다음과 같이 주어진다.
(V3 및 V4)의 위상은, 두 개의 신호들이 I-Q 변조기에서 결합될 때, 결합된 신호가 소망된 빔을 형성하기 위해 적절히 조절된 위상을 갖도록 벡터 제어기에 의해 조절된다.
변조기(101)는 필요하다면 각각의 잔여 성분 신호에 대하여 반복된다. 전송될 전체 신호를 구성하는 성분 신호들의 최소 수는 2이지만, 빔 패턴의 보다 정밀한 제어는 이보다 많아야 성취될 수 있으나, 비용 및 시스템 복잡성을 증가시킨다. 실제에서 2 내지 5개 사이가 사용되기 쉽다. 모든 변조기들(100,101 등)은 동일한 기준 소스로부터 유도된 로컬 발진기(LO)(202) 신호가 제공되며, L0로부터 각각의 I-Q 변조기로의 경로는 일치된 위상이 바람직하다. 그러나, 경로들이 일치된 위상이 아니라면, 위상 에러는 벡터 제어기들(106) 각각에서 적절한 위상 정정 가중을 적용함으로써 정정될 수 있다.
벡터 제어기(106)로 입력되는 위상 제어 신호(108) 및 진폭 제어 신호(109)는 두 개의 주요 입력 신호들로부터 각각 유도된다. 위상 제어 신호(108)은 빔 방향 제어기에 의해 결정된 바와 같은 요구된 위상으로부터 계산되지만, 이러한 신호는 안테나 시스템 자체에 장착된 벡터 측정 수신기(VMR)로부터 온 피더 위상 정정 신호(feeder phase correction signal)에 의한 오프셋이다. 이러한 방식에서, 안테나로의 라인의 길이들을 변경함으로써 도입된 에러들이 정정된다. 또한 이러한 메카니즘은 I-Q 변조기들 각각에 대한 LO 피드 신호 내의 임의의 위상 에러들를 정정하는데 사용될 수 있다. 마찬가지로, 진폭 제어 신호(109)는 빔 방향 제어기로부터의 진폭 신호 및 VMR로부터의 정정 신호 모두로부터 유도된다.
도 6은 저주파수에서 구현된 수신측 빔 형성기의 실시예를 도시한다. 세 개의 채널들(110,111,112)이 도시된다. 이들 각각은 I 및 Q 데이터를 개별적인 수신기(도시되지 않음)로부터 수신한다. 각각의 수신기는 단일 안테나 요소 또는 요소들의 그룹으로부터 신호들을 취급하여, 단일 성분 신호를 처리한다. 안티-에일리어스 필터(anti-aliasing filter)들(113, 113')을 사용하여 필터링한 후, 수신기의 I 및 Q 채널들은 아날로그-디지털 변환기들(ADC들)(114,114')을 사용하여 디지털화된다. 채널(110)은 기준 채널이어서, 어떠한 위상 또는 진폭 변조도 그의 I 및 Q 신호들에 적용될 필요가 없다. 따라서 디지털화 다음에, 가산기들(116,116')로 입력되기 전에, I 및 Q 신호들은 root-raised consine 필터들(115,115')에서 필터링된다.
채널(111)은, 벡터 제어기(117)로 입력되는 I 및 Q 채널들의 위상 및/또는 진폭을 변조할 수 있는 벡터 제어기가 추가 되는 것을 제외하고 채널(110)과 유사하다. 위상 및 진폭은, 동일하지 않은 경로 길이들 등으로 인해 임의의 요구된 정정과 함께 상술된 이론으로부터 유도된 바와 같은 요구된 위상 값을 포함하는 입력들(204)에 의해 지배된다. 그후, 벡터 제어기(117)의 출력들, 즉, 성분 신호들 중 하나의 적절히 위상 시프트딩된 I 및 Q 채널들이, 가산기들(116, 116')로 입력되는 다른 것으로서 제공되기 전에, root-raised cosine 필터들(118,118')을 사용하여 필터링된다.
잔여 성분 신호들을 처리하기 위해 다른 채널들(112)이 제공된다. 실제에서, 수신 시에 채널의 수는 전송 시에 변조기의 수와 동일할 것이다.
가산기들(116,116')의 출력들은 각각의 수신된 신호의 I 및 Q 일부에 대한 수신 빔들이다. 그후 이들은 디코더(119)에서 정규 방식으로 디코딩된다.
도 7은 상기 실시예들에 대한 대안을 도시하며, 저주파수라기 보다는 RF 주파수들에서 위상 시프팅 및 빔 형성이 이루어 진다. 특히, 도 7은 기지국의 전송 및 수신 경로에서 사용될 수 있는 성분 신호 벡터 제어기를 도시한다. 전송측에서 보면, 전송될 정보와 함께 적절히 변조된 RF 신호(120)는 직교 하이브리드(121)로 입력된다. 이것은 입력(120)을 두 개의 유용한 성분들("동상" 신호(122) 및 "직교" 신호(123))로 분할한다. 그후 이들 신호들(122,123) 각각은 곱셈기(124,125)에 인가된다. 곱셈기들(124,125) 각각에 대한 다른 입력들은 성분 신호의 요구된 위상 및 진폭으로부터 유도된 신호들(S1,S2)이다. 이들 신호들(S1,S2)은 양극성 신호들이며, (S1 및 S2)를 적절히 선택함으로써, 결합기(127)의 출력에서 성분 신호(S(t))가 임의의 위상 및 진폭으로 설정될 수 있다. 도 7의 변조기는 다음 식을 구현한다.
여기서 S(t)는 출력 신호이고, 입력 신호는 주파수 f Hz를 갖는다. 따라서 S(t)는 (S1 및 S2)의 값들에 의존하여 임의의 위상을 가질 수 있다. (S1 및 S2)은, 도 5에 도시된 벡터 제어기에서 사용된 바와 같은 동일한 입력에 기초하여, 마이크로제어기(128)에 의해 계산된다. 두 개의 DAC들은 마이크로제어기(128)의 디지털 출력들을 곱셈기들(124,125)에서 사용하기 적절한 아날로그 형태로 변환하는데 사용된다.
도 8은 본 발명의 기지국의 전송부에서 도 7의 벡터 제어기가 구현되는 방법을 도시한다. 전송기 변조기(129), 발진기(130) 및 전력 제어 감쇠기(131)는 보통의 기지국에서와 같은 동일한 방식으로 RF 신호를 발생시킨다. 양방향 분할기(132)가 도시되지만, 빔 패턴의 보다 정밀한 제어를 공급하기 위해, 실제에서는 양방향 이상일 수 있다. 그후 성분 신호들 각각은, 전력 증폭기(134)를 사용하여 전송하기 적절한 레벨로 증폭되기 전에, 도 7에 관련하여 상술된 바와 같이, 벡터 제어기(133)를 사용하여 변조된다. 그후 각각의 성분 신호는, 그들이 적절한 안테나 요소들에 제공되고 전송될 때, 소망된 특성들을 갖는 빔이 형성되도록 서로에 관련하여 적절히 위상 시프팅될 것이다.
도 9는 본 발명의 기지국의 수신부에서 도 7의 벡터 제어기가 구현되는 방법을 도시한다. 이러한 특정 실시예는 CDMA, "제 3세대" 시스템에서 사용하도록 적응된다. 두 개의 입력들(135,136)이 도시되며, 입력들 각각은, 다른 운용자들을 안테나에 결합하는데 사용되는 임의의 장치들 및 전송 신호를 수신 신호로부터 분리시키는데 사용되는 송수 전환기들을 통해 안테나 요소 또는 요소들의 그룹으로부터 온다. 각각의 입력(135,136)은, 인입 대역폭을 감소시키기 위해 실행하는 비정정 코드에 의해 곱셈되기 전에 저잡음 증폭기(137)에서 먼저 증폭된다. 빔 형성 전에 비정정을 수행하는 것은 시스템 잡음 특성을 개선하여, 보다 좋은 신호를 위상 변조기들에 제공한다. 그후 각각의 비정정된 신호는 벡터 제어기(138)에 전달되고, 벡터 제어기는 도 7에 관련하여 설명된 바와 같이 성분신호들의 위상들을 조절한다. 그후 벡터 제어기들(138)의 출력들은 결합기(139)에서 벡터적으로 합산되며, 이러한 합산 처리는 수신 빔을 형성한다. 그후 결과적인 신호는 IF 및 복조기 회로(140)에 의해 일반 방식으로 처리된다.
당업자는, 본 발명의 범위 내의 다른 실시예들이 파악될 수 있어서 본 발명은 여기에 설명된 바와 같은 실시예들로 제한되어서는 안된다는 것을 알 것이다.

Claims (15)

  1. 복수의 방사 요소들을 갖는 안테나 시스템에 의해 운용자와 하나 이상의 모바일 유닛들 간에 신호들을 통신하기 위한 기지국에 있어서,
    상기 시스템은 상기 신호들을 복수의 성분 신호들로서 처리하도록 배열되며, 각각의 성분 신호는 상기 안테나 시스템 내의 하나 이상의 방사 요소들과 연관되고,
    변조 수단은, 상기 성분 신호들의 합이 복소 가중치들의 값에 의존하는 안테나 빔 방향을 생성하도록 상기 복소 가중치를 상기 성분 신호들에 적용하도록 배열되며,
    분할, 결합, 및 성분 신호 증폭 수단은 상기 복소 가중치를 상기 성분 신호에 적용하는데 제공되며, 상기 성분 신호는 그의 연관된 방사 요소 또는 요소들을 통해 통과하고, 상기 분할 및 결합 수단은, 다른 운용자들이 동일한 안테나 시스템에 접속되도록 허용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 기지국.
  2. 제 1항에 있어서, 교정 수단은 상기 기지국으로부터 원격의 지점에서 상기 성분들 신호들의 특징들을 측정하기 위해 통합되는, 기지국.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 교정 수단은 상기 안테나 부근에 장착되고, 상기 안테나에 접속된 임의의 운용자에 의해 발생된 성분 신호들의 특징들을 측정하기 위해 스위칭될 수 있는, 기지국.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 항에 있어서, 상기 기지국은, 상기 안테나를 통과한 성분 신호 주파수 보다 낮은 상기 성분 신호 주파수에서 상기 복소 가중치들을 상기 성분 신호들에 적용하도록 배열된, 기지국.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 항에 있어서, 상기 기지국은, 상기 안테나를 통과한 성분 신호 주파수와 실질적으로 동일한 상기 성분 신호 주파수에서 상기 복소 가중치들을 상기 성분 신호들에 적용하도록 배열된, 기지국.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 항에 있어서, 상기 변조 수단은 벡터 제어기들을 포함하는, 기지국.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 벡터 제어기들은 각각의 성분 신호의 상대 위상을 제어하도록 배열된, 기지국.
  8. 제 6항 또는 제 7항 중 어느 항에 있어서, 상기 벡터 제어기들은 상기 성분 신호의 진폭을 제어하도록 배열된, 기지국.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 항에 있어서, 상기 기지국과 상기 안테나 시스템 간의 신호 경로 차이들을 보상할 수 있는 교정 수단이 제공되는, 기지국.
  10. 복수의 개별적인 기지국들을 포함하는 기지국 시스템에 있어서, 각각의 개별적인 기지국은 제 1항에 청구된 바와 같은 기지국이며, 상기 복수의 기지국들은 인터페이스 수단에 의해 공통 안테나 시스템에 접속되고, 상기 인터페이스 수단 자체는 증폭, 분할 및 결합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기지국 시스템.
  11. 복수의 방사 요소들을 갖는 안테나 시스템에 의해 운용자와 하나 이상의 모바일 유닛들 간에 신호들을 통신하기 위한 기지국에 있어서,
    상기 시스템은 상기 신호들을 복수의 성분 신호들로서 처리하도록 배열되며, 각각의 성분 신호는 상기 안테나 시스템 내의 하나 이상의 방사 요소들과 연관되고,
    변조 수단은, 상기 성분 신호들의 합이 복소 가중치들의 값에 의존하여 빔을 생성하도록 상기 복소 가중치를 상기 성분 신호들에 적용하도록 배열되며,
    상기 성분 신호들은 제 1항에 청구된 바와 같은 기지국의 상기 분할 및 결합 수단에 접속을 위해 적절하다는 것을 특징으로 하는, 기지국.
  12. 적어도 두 개의 기지국들에 접속된 안테나에 의해 생성된 전송 빔의 방향을 제어하는 방법으로서,
    제 1기지국에서, 전송될 제 1신호를 복수의 성분 신호들로 분할하는 단계,
    복소 가중치 또는 가중치들을 상기 성분 신호들 중 적어도 하나에 적용하는 단계로서, 이에 의해 상기 성분 신호들 중 적어도 하나의 다른 신호에 관련한 상기 성분 신호들의 위상 및/또는 진폭을 변경하는, 상기 적용 단계,
    상기 성분 신호들을 증폭 및 결합 수단으로 전달하는 단계로서, 상기 신호들은 전송을 위해 적절한 전력 레벨로 조정되며, 상기 성분 신호들은 제 2기지국으로부터의 성분 신호들과 결합되는, 상기 전달 단계,
    상기 결합된 성분 신호들을 안테나 요소들 또는 요소들의 그룹들로 전달하는 단계로서, 그에 의해 안테나 요소들에 의한 전송은 상기 제 1신호를 나타내는 에너지의 빔이 상기 복소 가중치 또는 가중치들에 의해 지배된 방향으로 형성되게 하는, 상기 전달 단계 포함하는, 전송 빔 방향 제어 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 제 2기지국으로부터의 상기 성분 신호들은 결합 및 필터링 수단을 사용하여 상기 제 1기지국으로부터의 상기 성분 신호들과 결합되는, 전송 빔 방향 제어 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제 2기지국에 의해 발생된 상기 신호들은 상기 제 1기지국에 의해 발생된 신호들로부터 독립적인, 전송 빔 방향 제어 방법.
  15. 적어도 두 개의 기지국들에 접속된 안테나에 의해 생성된 수신 빔의 방향을 제어하는 방법으로서,
    상기 안테나에서 복수의 성분 신호들을 수신하는 단계로서, 각각의 성분 신호들은 수신 요소 또는 수신 요소들의 그룹에 관한 것인, 상기 수신 단계,
    분할 및 필터 수단을 사용하여, 제 1기지국에 대하여 의도된 상기 성분 신호들을 분리시키고, 증폭 수단을 사용하여 상기 성분 신호들을 증폭하는 단계,
    상기 제 1기지국에서 복소 가중치 또는 가중치들을 상기 성분 신호들 중 적어도 하나에 적용하는 단계로서, 이에 의해 상기 성분 신호들 중 적어도 하나의 다른 신호에 관련한 상기 성분 신호들의 위상 및/또는 진폭을 변경하는, 상기 적용 단계,
    상기 복소 가중치 또는 가중치들에 의해 지배된 방향으로 형성된 수신 빔을 생성하기 위해, 상기 제 1기지국 내의 빔 형성기에서 상기 성분 신호들을 결합하는 단계를 포함하는, 수신 빔 방향 제어 방법.
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