KR20050089853A - 스마트 안테나 어레이 시스템의 실시간 교정 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
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- 스마트 안테나 어레이 시스템을 실시간으로 교정하는 방법으로서,복수 개의 송신 링크가 교정 신호를 동시에 송신하고, 송신된 신호를 조합한 신호를 교정 링크가 수신하는 송신용 교정 단계와;상기 교정 링크가 교정 신호를 송신하고, 동시에 수신 링크가 교정 신호를 수신하는 수신용 교정 단계와;상기 교정 링크에 의해 수신된 상기 조합 신호와 상기 수신 링크에 의해 수신된 신호를 기저대역 신호 처리기가 처리하여, 상기 스마트 안테나 어레이의 각각의 수신 링크 및 송신 링크의 보상 계수를 획득하는 단계와;실시간 송신용 교정 단계 및 수신용 교정 단계를 수행하기 전에, 상기 스마트 안테나 어레이의 각각의 안테나 소자에 대해 사전 교정 처리를 행함으로써, 상기 교정 안테나 소자에 대해 각 안테나 소자의 수신용 보상 계수 Ck RX와 송신용 보상 계수 Ck TX를 획득하는 단계를 포함하며,A. 각각의 안테나 소자에 대하여 기본 교정 시퀀스의 주기적인 순환 시프트를 행하여 상기 교정 신호를 생성하고, 상기 교정 신호는 화이트 노이즈를 유효하게 방지하는 특징을 가진 교정 시퀀스에 해당하며;B. 상기 송신용 교정 단계에서, 상기 기저대역 신호 처리기는 교정 링크에 의해 수신된 조합 신호에 기초하여 각 송신 링크의 진폭 및 위상 응답을 계산하고, 각 송신 링크의 상기 진폭 및 위상 응답에 기초한 각 송신 링크의 보상 계수와 상기 사전 교정에서 획득한 송신용 보상 계수 Ck TX를 계산하여, 상기 기지국의 모든 다운링크 데이터를 보상하며,C. 상기 수신용 교정 단계에서, 상기 기저대역 신호 처리기는 각각의 수신 링크의 수신한 신호에 기초하여 각 수신 링크의 진폭 및 위상 응답을 계산하고, 각 수신 링크의 상기 진폭 및 위상 응답에 기초한 각 송신 링크의 보상 계수와 상기 사전 교정에서 획득한 수신용 보상 계수 Ck RX를 계산하여, 상기 기지국의 모든 업링크 데이터를 보상하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 실시간 수신 교정과 송신 교정을 수행하기 이전의 사전 교정 처리는, 네트워크 벡터 분석기의 한쪽 단부를 상기 교정 안테나 소자에 접속하고 상기 네트워크 벡터 분석기의 다른쪽 단부를 각각의 안테나 소자에 하나씩 접속시키는 단계를 포함하며,상기 송신용 교정에서, k번째 안테나 소자는 고정된 레벨의 데이터 신호를 순차적으로 송신하고, 상기 교정 안테나 소자는 상기 신호를 수신하여, 상기 각각의 안테나 소자와 교정 안테나 소자 사이에서 송신용 보상 계수 Ck TX를 획득하며,상기 수신용 교정에서, 상기 교정 안테나 소자는 고정된 레벨의 데이터 신호를 송신하고, k번째 안테나 소자는 상기 신호를 수신하여, 상기 교정 안테나 소자와 각각의 안테나 소자 사이에서 수신용 보상 계수 Ck RX를 획득하며, k는 1, ... N이며, N은 상기 안테나 어레이 내의 안테나 소자의 개수인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 A에서, 상기 기본 교정 시퀀스를 주기적으로 순환 시프트함으로써 교정 신호를 생성하는 단계는,길이가 P인 이진 시퀀스 mp를 기본 교정 시퀀스로서 이용하는 단계와;상기 이진 시퀀스 mp에 대하여 위상 균등화를 수행하여 교정 시퀀스의 복소 벡터를 생성하는 단계와;상기 교정 시퀀스를 주기적으로 확장하여 새로운 주기적 복소 벡터 을 획득하는 단계와;상기 주기적 복소 벡터 으로부터 각각의 안테나 소자에 대한 교정 벡터를 획득하는 단계와;각각의 안테나 소자에 대한 교정 벡터로부터 각각우ㅏ 안테나 소자에 대한 상기 교정 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서,상기 P는 2의 제곱으로서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 B와 단계 C에서의 송신용 교정과 수신용 교정은 이동 통신 시스템의 유휴 기간에서 주기적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,TD-SCDMA 시스템에서, 상기 단계 B와 단계 C에서의 송신용 교정과 수신용 교정은 업링크 파일럿 타임슬롯과 다운링크 파일럿 타임슬롯 사이의 보호 기간에서 프레임 단위로 주기적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 B에서의 송신용 교정에서 각각의 송신 링크의 보상 계수를 계산하는 단계는,b1. 상기 교정 링크에 의해 수신된 조합 신호의 복소 벡터 R = (r1, r2, ..., rl)를 획득하는 단계로서, 상기 l=P+2×(w-1)이고, P = w×N 은 상기 기본 교정 시퀀스의 길이를 나타내며, N은 스마트 안테나 어레이의 안테나 소자의 개수를 나타내고, w는 각 송신 링크의 채널 추정의 윈도우 길이를 나타내는 복소 벡터 획득 단계와;b2. 상기 벡터로부터 상기 기본 교정 시퀀스 P의 길이와 동일한 길이를 갖는 섹션 을 추출하는 단계와;b3. 식 을 이용하여 길이 P를 갖는 채널 임펄스 응답 시퀀스를 계산하고, 상기 식에서 S는 상수 벡터이며, 식 를 이용하여 길이 P를 갖는 채널 임펄스 응답 시퀀스를 계산하는데, 상기 식에서 k=1, ... N이고, S는 상수 벡터인 채널 임펄스 응답 시퀀스 계산 단계와;b4. 상기 k번째 송신 링크의 채널 추정 결과 Cw×(k-1)+1 ~ Cw×k 사이에서의 피크값의 보간 함수 CIRk = fmax(Cw×(k-1)+1, ..., Cw×k)를 계산하고, 상기 교정 링크의 안테나 소자와 송신기 사이의 경로를 포함하는 상기 k번째 링크의 진폭 및 위상 응답을 획득하는 단계와;b5. 상기 사전 교정에서 얻은 k번째 링크의 송신용 보상 계수 Ck TX를 CIRk 에 승산하여, 상기 송신기와 안테나 소자 사이의 경로를 포함하는 k번째 링크의 진폭 및 위상 응답CIR'k = CIRk×Ck TX, 여기서 k = 1, ..., N을 획득하는 단계와;b6. 식 을 이용하여 송신 링크의 평균 파워를 계산하는 단계와;b7. 식 을 이용하여 각 송신 링크의 송신용 보상 계수를 계산하는 단계로서, 상기 식에서 sqrt()는 제곱근 함수를 나타내는 보상 계수 계산 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 단계 b2는 식 에 의해 표현되는 바와 같이 상기 시퀀스의 일부를 인터셉트 처리함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 단계 b3에서의 상수 벡터 S는 식 에 의해 계산되고, 여기서 상기 교정 시퀀스의 복소 벡터 는 기본 교정 시퀀스 mp =(m1, m2, ... mp)에 대한 위상 균등화에 의해 생성되고, 상기 시퀀스 의 엘리먼트로서, i는 1, ... P이고, P = w×N은 상기 기본 교정 시퀀스의 길이를 나타내며, N은 스마트 안테나 어레이의 안테나 소자의 수이고, w는 각 송신 링크의 채널 추정값에서의 윈도우 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 C에서 수신 교정에서의 각각의 수신 링크의 보상 계수를 계산하는 단계는,c1. 각각의 수신 링크에 의해 수신된 신호의 복소 벡터 시퀀스 Rk = (r1 k, r2 k, ... rl k)를 획득하는 단계로서, l=P+2×(w-1)이고, k는 1, ... N이며, P = w×N은 기본 교정 시퀀스의 길이를 나타내며, N은 스마트 안테나 어레이의 안테나 소자의 개수이고, w는 각각의 수신 링크의 채널 추정값의 윈도우 길이인 복소 벡터 시퀀스 획득 단계와;c2. 상기 시퀀스로부터 상기 기본 교정 시퀀스 P의 길이와 동일한 길이를 갖는 섹션 을 인터셉트 처리하는 단계로서, k는 1, ... N인 인터셉트 처리 단계와;c3. 식 에 의해 길이 P를 갖는 채널 임펄스 응답 시퀀스를 획득하는 단계로서, k=1, ... N이고, S는 상수 벡터인 채널 임펄스 응답 시퀀스 획득 단계와;c4. 를 가진 k번째 수신 링크의 채널 추정 결과 C1 k ~ Cw×k k 사이의 피크값의 보간 함수를 계산하고, 교정 링크의 안테나 소자와 RF 수신기 사이의 경로를 포함하는 k번째 수신 링크의 진폭 및 위상 응답을 획득하는 단계로서, 여기서 k는 1, ... N인 보간 함수 계산 단계와;c5. 상기 사전 교정에서 획득한 k번째 링크의 수신용 보상 계수 Ck RX를 CIRk에 승산하여, 상기 안테나 소자와 RF 수신기 사이의 경로를 포함하는 k번째 수신 링크의 진폭 및 위상 응답CIR'k = CIRk×Ck RX, k = 1, ... N을 획득하는 단계와;c6. 식을 이용하여 수신 링크의 평균 파워를 계산하는 단계와;c7. 식 을 이용하여 각 수신 링크의 수신용 보상 계수를 계산하는 단계로서, k = 1, ... N이고, sqrt()는 제곱근 함수를 나타내는 보상 계수 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제10항에 있어서,상기 단계 c2는 식 에 의해 표현되는 바와 같이 상기 시퀀스의 일부를 인터셉트 처리함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제10항에 있어서,상기 단계 c3에서 상기 상수 벡터 S는 식 를 이용하여 계산되며, 상기 교정 시퀀스 의 복소 벡터는 기본 교정 시퀀스 mp = (m1, m2, ..., mp)에 대한 위상 균등화에 의해 생성되고,시퀀스 의 엘리먼트로서, i = 1, ... P이고, P=w×N은 기본 교정 시퀀스의 길이를 나타내며, N은 스마트 안테나 어레이의 안테나 소자의 개수이고, w는 각 수신 링크의 채널 추정의 윈도우 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
- 기본 교정 시퀀스를 주기적으로 순환 시프트함으로써 스마트 안테나 어레이의 실시간 교정을 위한 신호의 교정 시퀀스를 생성하는 방법으로서,a1. 기본 교정 시퀀스로서 길이 P를 갖는 이진 시퀀스 mp를 이용하는 단계로서, mp = (m1, m2, ... mp), 여기서 P = w×N이고, N은 스마트 안테나 어레이의 안테나 소자의 개수이며, w는 각각의 송신 또는 수신 링크의 채널 추정의 윈도우 길이를 나타내는 이진 시퀀스 mp의 이용 단계와;a2. 상기 시퀀스 mp에 대한 위상 균등화를 수행하는 단계로서, 상기 교정 시퀀스 의 복소 벡터 를 생성하고, 여기서 시퀀스 의 엘리먼트로서 i = 1, ... P이고, j는 -1의 제곱근인 위상 균등화 수행 단계와;a3. 를 주기적으로 확장하고, 새로운 주기적 복소 벡터 , 을 획득하는 단계와;a4. 주기적 복소 벡터 으로부터 각 안테나 소자에 대한 길이 Lm=P+w-1의 길이를 갖는 교정 시퀀스 벡터를 획득하는 단계로서, , 여기서 k=1, ...N이고, 교정 시퀀스 벡터 의 엘리먼트로서, i=1, ... Lm이고, k = 1, ... N인 교정 시퀀스 벡터 획득 단계와;a5. 교정 요구에 기초하여 상기 교정 시퀀스 벡터로부터 고정된 파워를 가진 신호의 교정 시퀀스를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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