KR20060129241A - 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비에 관한 것으로 파워 검측 신호 분리 장치, 파워 검측 신호 공급 장치, 파워 검측 장치, 신호 합성 장치와 배열 조정 장치를 포함하고, 전송 링크의 다운링크 신호는 파워 검측 신호 분리 장치의 처리를 거친 후 파워 검측 신호 공급 장치로 전송되고 다시 신호 합성 장치로 전송되며, 신호 합성 장치는 우선 각 전송 링크로부터 일부분의 무선 주파수 신호를 분리하고 분리해낸 무선 주파수 신호를 합성시켜 파워 검측 장치로 출력하고 파워를 검측하며 파워 검측 장치는 파워 검측신호를 파워 검측 신호 공급 장치로 출력하고 파워 검측 신호 공급 장치에서 파워 검측 신호와 무선 주파수 신호 합성되며 파워 검측 신호 분리 장치는 상기 합성 신호로부터 파워 검측 신호를 추출하고 동 신호의 크기에 따라 조정 웨이트를 조절하고 조절 후의 조정 웨이트는 배열 조정 장치로 전송되어 전송 링크를 조정한다. 본 발명은 전문 배열 안테나 조정에 사용되는 조정 신호 송수신 장치와 표지 안테나를 이용하지 않고 신호 파워를 검측하는 방법으로 발사 이득 조정 웨이트와 발사 위상 조정 웨이트를 계산한다.
어레이 안테나, 송신 링크, 무선 통신 시스템

Description

배열 안테나 전송 링크의 조정 설비 및 방법{ADJUST EQUIPMENT AND METHOD FOR ARRAY ANTENNA TRANSMITTING LINK}
본 발명은 무선 통신 기술 분야의 배열 안테나의 조정 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배열 안테나의 전송 링크를 조정하는 장치와 그 방법에 관한 것으로, 위상 제어 배열 레이더(radar) 시스템의 전송 링크 폭 위상의 일치성 조정에 적합할뿐 만 아니라 무선 통신 시스템에서 배열 안테나를 이용한 지능 안테나 기지국의 전송 링크의 온라인 조정에도 적합한다.
셀룰러(cellular) 무선 통신 시스템에 있어서 사용자 수가 증가됨에 따라 주파수 스펙트럼(spectrum)의 단절과 동일 채널(channel)의 방해가 심각하여 이런 문제점을 해결하기 위하여 지능 안테나 기술 및 배열 신호 처리 기술을 이용하여 셀룰러 무선 통신 시스템의 통신 품질을 향상시키고 기지국의 커버 범위를 확대함과 동시에 시스템의 용량을 확대한다.
무선 통신 네트워크 내의 한 기지국에서 수신하는 업링크(uplink) 신호에는 본 단지의 이동 단말에서 보내는 신호가 있는 외 다른 단지에서 보내는 같은 주파수 신호도 있다. 무선 통신 네트워크 내의 단지가 많을수록 같은 주파수 신호의 방해가 심해지고, 같은 주파수 신호의 방해는 기지국과 이동 단말의 수신 효과에 직 접 영향을 일으키게 되어 기지국의 유효 커버 반경을 감소시키고 통신 품질을 악화시킨다. 같은 주파수 신호의 방해에 따른 문제를 해결하기 위하여 기지국에서 업링크 신호를 선택하여 수신함으로서 방해를 제어하고 다운링크(downlink) 신호를 일정한 방향으로 전송 즉 다운링크 파속의 메이저 로브(major lobe)를 지정한 사용자 방향에 형성하고 다른 사용자 방향에서는 영점(zero) 혹은 강도가 약한 파속 사이드 로브(side lobe)를 형성하여 단지간의 동일 채널 방해를 감소시키고 단지 커버 범위를 확대하며 통신품질을 개선해야 한다.
기지국의 수신과 발신을 일정한 방향에서 진행하기 위하여 전통적 파속 형성 기술 예를 들어 자동 적응 파속 형성 기술을 이용할 수 있다. 자동 적응 파속 형성 기술을 이용할 경우 파속의 메이저 로브는 처음부터 끝까지 일정한 이동 사용자 방향을 겨누고 있고 사용자가 이동함에 따라 이동할 수 있다. TDD(time division duplex) 모드(mode)에서 업링크 신호와 다운링크 신호의 공중 전달 통로는 대칭되므로 즉, 업링크 신호와 다운링크 신호의 전달 통로는 동일하고 전달 방향이 반대되므로 자동 적응 계산법으로 얻은 업링크 신호의 파속 웨이트(weight)를 다운링크 방향에 이용하면 일정한 방향으로 발신할 수 있게 된다. 그러나, 수신 통로간 및 전송 링크간에는 폭 위상 오차가 존재하여 업링크 파속 웨이트를 직접 이용하면 다운링크 신호가 겨누는 정밀도에 영향을 일으키게 되므로, 업링크 및 다운링크 채널과 공급 케이블(feeder cable)을 교정하여 폭 위상 오차를 보상하여야 한다. FDD(frequency division duplex) 모델에서는 업링크와 다운링크의 주파수대가 달라 업링크와 다운링크의 통신 경로도 다르기 때문에 업링크 웨이트를 직접 다운링크에 이용할 수 없다. 그러나, 업링크으로부터 신호가 오는 방향(DOA)을 짐작할 수 있으며 DOA 정보는 다운링크 안내 전송에 응용할 수 있으나, 일정한 방향을 겨누는 파속을 형성하기 위하여서는 반드시 전송 링크와 공급 케이블의 교정이 필요하다.
자동 적응 파속 형성 방법 외 상대적으로 간단한 고정 다(多) 파속 방법으로 일정한 방향으로 발신 및 수신을 할 수 있다. 고정 다 파속 형성은 고정된 방향을 겨누는 업링크 파속과 다운링크 파속으로 전 섹터(sector)의 수신과 전송을 커버(cover)하고, 고정 다 파속이 형성한 파속 웨이트는 시뮬레이션(simulation)하는 방법으로 확정할 수 있으나, 시뮬레이션할 때 실제 시스템의 업링크 및 다운링크 통로의 폭 위상 특성을 확정할 수 없기 때문에, 업링크와 다운링크 통로의 폭 위상 특성이 일치하다고 가정하여 자동 적응 파속 형성 방법과 마찬가지로 다운링크 파속에 정확히 형성하려면 반드시 전송 링크와 공급 케이블을 교정하여야 한다.
무선 통신 시스템에 있어서 다운링크 공공 채널은 방송으로 발신하여 디지털 파속으로 형성하면 시뮬레이션 계산으로 한 세트의 옴니 빔(omni-beam) 웨이트를 얻어 전방향 방송을 커버할 수 있으며, 혹은 한 넓은 파속 웨이트를 얻어 다운링크 섹터 방송을 커버 할 수 있다. 버털러(Butler) 행렬을 이용하여 파속을 형성하려면 사전에 버틸러 행렬의 동등 파속 웨이트를 계산 혹은 측량하고 베이스밴드(base band)에서 2차 파속 형성을 진행함으로서 다운링크 공공 채널의 전송 문제를 해결하여야 한다. 동일한 이유로 상술한 방법으로 형성된 폭 파속을 정확히 형성하려면 전송 링크와 공급 케이블을 교정하여야 한다.
이하에서 일반적으로 사용되는 현재 존재하는 다양한 배열 안테나 및 전송 링크의 조정 방법을 소개한다.
(1) 미국 특허 4,488,155 "Method and apparatus for self-calibration and phasing of array antenna"와 중국 특허 출원 01800020.7 "배열 안테나 무선 통신 장치 및 이의 조정 방법"에는 배열 안테나와 전송 링크의 조정 방법이 기재되어 있는데, 이 방법은 공정 현장에서 계측기를 이용하여 각종 전송 링크의 이득(gain)과 위상(phase)을 측정하고 측정 결과에 따라 배열을 조정하는 방법으로서, 오프라인(off-line) 조정 방식으로는 시간에 따라 변화하는 배열 오차를 조정할 수 없는 문제점이 존재하여 공정 사용과 유지에 불리하고 특히는 이미 운영을 시작한 통신 시스템에 적합하지 않다.
(2) 미국 특허 6,615,024 "Method and apparatus for determining signatures for calibrating a communication station having an antenna array", 중국 특허 출원 00815528.3 "지능 안테나 배열을 조정하는 방법 및 그 장치"와 중국 특허 출원 02142694.5 "배열 안테나를 조정하는 장치 및 그 방법"에서도 배열 안테나의 조정 방법을 기재하였다. 이런 기술 과제에 있어서 안테나 배열의 먼 구역 혹은 가까운 구역에 표지 안테나 및 대응하는 조정 신호 송수신기(transceiver)를 구성하여야 한다. 업링크 조정을 진행할 경우 표지 안테나로부터 조정 신호를 전송하고 기지국에서 그 조정 신호를 수신한다. 다운링크 조정을 진행할 경우 기지국에서 조정 신호를 전송하고 표지 안테나에서 조정 신호를 수신한 후 기지국의 업링크 및 다운링크의 조정 웨이트를 계산한다. 이와 같은 조정 방법의 장점은 전반적인 송수신신 링크의 폭 위상의 일치성을 조정할 수 있다는 것이다. 하지만 조정 신호 송수신기, 표지 안테나 등 장치가 필요하기 때문에 기지국 실현의 복잡성 및 생산비가 증가하였고, 표지 안테나를 먼 구역에 구성하였을 경우 심각한 멀티패스(multi-path) 신호의 영향을 일으키게 되고 가까운 구역에 구성하면 안테나 배열에 도달하는 조정 신호는 비평면파로 조정 웨이트의 계산을 복잡하게 한다.
(3) 미국 특허 6,600,445 "Method and device for calibrating smart antenna array", 6,236,839 "Method and apparatus for calibrating a smart antenna array", 6,157,340 "Adaptive antenna array subsystem calibration", 중국 특허 출원 01112987.5 "지능 안테나 통로 배열 교정 방법 및 장치", 01122536.x "폐회로 교정의 쌍극 지능 안테나 배열 시스템", 01809947.5 "배열 안테나 수신 장치의 교정 시스템" 및 03102791.1 "배열 안테나 조정 장치와 배열 안테나 조정 방법"에서는 배열 안테나의 조정 방법이 기재되었다. 이런 방법에 있어서 각 안테나 유니트(unit)와 대응하는 안테나 공급 케이블(antenna feeder cable)의 이득과 위상의 불일치성 오차는 시간에 따라 변화하지 않는 것으로 보며, 우선 계측기를 이용하여 이 부분의 이득과 위상을 측정하고 측정 결과를 보존한 후, 각 링크의 무선 주파수(radio frequency) 앞부분에 커플러(coupler) 및 그 커플러에 연결되는 조정 신호 송수신기를 구성한다. 그 조정 방법은 (2)번의 조정 방법과 기본적으로 유사하며 계산된 조정 웨이트는 전 링크의 조정 웨이트가 아니므로 측량 결과를 이용하여 수정할 필요성이 있다. (2)번 방법과 비교하여 본 방법의 장점은 표지 안테나와 대응하는 안테나 공급 케이블(antenna feeder cable)을 사용하지 않는다는 점이나, 여전히 조정 신호 송수신기가 필요하고 안테나 유니트와 안테나 공급 케이블 의 폭 위상 특성을 측정할 필요가 있음으로 조정 장치를 복잡하게 하고 생산비용을 증가시킨다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비 및 그 방법을 제공하는 것으로, 현재 배열 조정 기술에 있어서 조정 장치가 복잡하고, 전문적인 조정 신호 송수신 장치가 필요하며, 안테나 공급 케이블의 폭 위상 특성을 측량할 필요가 있고, 공정에 적용하기 어려운 등의 문제점을 극복하였고 시스템의 복잡성 및 실현 난이도를 간소화하였다.
본 발명의 상기 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비에 있어서 배열 안테나 전송 링크은 배열 발신기, n개의 파워(power) 증폭기, n개의 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치와 n개의 안테나 유니트를 포함하고, 그 중 배열 발신기, n개의 파워 증폭기와 n개의 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치는 기지국에 구성되었고, 베이스밴드 신호 처리 모듈(module)의 출력은 배열 발신기에 입력되고 배열 발신기는 n개의 신호를 출력하고 파워 증폭기와 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치를 통과한 후 안테나 유니트으로부터 전송된다.
상기 조정 설비는 파워 검측 신호 분리 장치, 파워 검측 신호 공급(feeder) 장치, 파워 검측 장치, 신호 합성 장치와 배열 조정 장치를 포함한다.
상기 파워 검측 신호 분리 장치는 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치로부터 오는 신호를 접수하고 무선 주파수 신호 중 직류 신호를 제거하는 동시에 고주파수의 무선 주파수 신호를 상기 파워 검측 신호 공급 장치로 출력한다. 동시에 상기 파워 검측 신호 공급 장치로부터 전송되는 신호 중에서 파워 검측 신호를 추출하고 동 신호의 크기에 따라 조정 웨이트를 조절하고 조절 후의 조정 웨이트를 상기 배열 조정 장치에 출력한다.
상기 파워 검측 신호 공급 장치는 상기 파워 검측 신호 분리 장치에서 출력되는 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호를 상기 신호 합성 장치로 전송하고 다른 한면으로는 상기 파워 검측 장치로부터 출력되는 파워 검측 신호와 무선 주파수 신호를 합성시키고 상기 합성 신호를 상기 파워 검측 신호 분리 장치로 전송하며,
상기 파워 검측 장치는 상기 신호 합성 장치로부터 오는 무선 주파수 신호의 파워를 검측하고 상기 파워 검측 신호 공급 장치로 파워 검측 신호를 출력하며,
상기 신호 합성 장치는 n개의 안테나 유니트와 연결되어 무선 주파수 신호를 합성하고 상기 파워 검측 장치로 출력하며,
상기 배열 조정 장치는 베이스밴드 신호 처리 모듈(module)과 배열 발신기 사이에 구성되고 조절한 조정 웨이트를 근거로 배열 안테나 전송 링크를 조정한다.
본 발명의 조정 설비에 있어서 상기 신호 합성 장치, 파워 검측 장치와 파워 검측 신호 공급 장치는 n개의 안테나 유니트와 한 개의 외부 유니트를 구성할 수 있으며 무선 주파수 케이블을 통하여 기지국과 연결된다.
본 발명의 상기 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법은 이하 단계를 포함한다: 우선 전송 링크의 이득 조정 웨이트 최초값와 위상 조정 웨이트 최초값을 구하고, 그 후 전송 링크의 이득 조정 웨이트와 위상 조정 웨이트를 계산하며, 상기 계산에서 얻은 조정 웨이트를 이용하여 배열 발사 링크의 이득과 위상을 조정한다.
현재의 배열 조정 기술과 비교하면 본 발명의 상기 설비 및 방법은 전문적인 배열 안테나 조정에 사용되는 조정 신호 송수신 장치와 표지 안테나를 이용하지 않고 신호 파워를 검측하는 방법으로 발사 이득 조정 웨이트와 발사 위상 조정 웨이트를 계산한다. 따라서 계산 방법이 간단하고 수렴 정밀도가 높다. 또한 조정을 진행할 경우 전문적인 조정 신호를 끌어들이는 시스템을 필요로 하지 않으므로 시스템의 정상적인 통신에 영향을 미치지 않는다. 본 발명은 또한 시스템의 복잡성을 대폭 감소시켜 공정 응용에 적합하게 하였다.
도 1은 본 발명의 조정 설비의 구성을 표시하는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호 합성 장치(1), 파워 검측 장치(2) 및 파워 검측 신호 공급 장치(3)의 설명도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 파워 검측 장치(4)의 설명도이다.
도 4는 제2 실시예 중 신호 합성 장치(1), 파워 검측 장치(2)와 파워 검측 신호 공급 장치(3)의 설명도이다.
도 5는 제2 실시예 중 신호 파워 검측 신호 분리 장치(4)의 설명도이다.
도 6은 본 발명의 전송 링크 이득 조정을 도시한 흐름도이다.
도 7은 제1 실시예에 적용되는 조정 설비의 전송 링크 위상 조정을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 제2 실시예에 적용되는 조정 설비의 전송 링크 이득 조정을 도시한 흐름도이다.
첨부한 도면과 실시예를 참고하여 본 발명의 기술 방안에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명 기술 방안의 핵심은 발사 신호의 파워값을 측정하여 전송 링크의 조정 웨이트를 계산하고 배열 안테나의 전송 링크의 조정을 실현하는데 있다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 조정 설비는 외부 유니트(100)에 위치한 신호 합성 장치(1), 신호 파워 검측 장치(2)와 파워 검측 신호 공급 장치(3) 및 기지국(300) 중에 위치한 파워 검측 신호 분리 장치(4)와 배열 조정 장치(5)를 포함하고 외부 유니트(100)와 기지국(300) 사이에서는 무선 주파수 케이블(200)을 통하여 통신한다. 배열 안테나 전송 링크은 일반적으로 베이스밴드 신호 처리 모듈(module), 배열 발신기(6), n개의 파워 증폭기(7), n개의 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치(8) 및 n개의 안테나 유니트로 구성되었으며, 안테나 유니트는 외부 유니트(100)에 구성되고 다른 장치는 기지국(300)에 구성되었다.
배열 안테나의 전송 링크의 조정에 있어서 배열 발신기(6)으로부터 단일 경로 혹은 다중 경로의 다운링크 신호를 출력하고 각 링크의 파워 증폭기(7)을 이용하여 파워를 증폭시킨 후 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치(8)를 통과하여 파워 검측 신호 분리 장치(4)에 도달한다. 파워 검측 신호 분리 장치(4)에 있어서 무선 주파수 신호중의 직류 신호를 제거하고 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호는 직접 통과할 수 있으며 무선 주파수 케이블(200)을 통하여 외부 유니트(100) 중 파워 검측 신호 공급 장치(3)로 전송된다. 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호는 파워 검측 신호 장치(3)를 통하여 신호 합성 장치(1)에 도달하고, 무선 주파수 신호의 일부는 신호 합성 장치(1)에서 분리되고 남은 무선 주파수 신호는 n개의 안테나 유니트를 통하여 발사된다. 분리된 무선 주파수 신호는 파워 검측 장치(2)로 전송되어 파워가 검측되고, 파워 검측 장치(2)로부터 파워 신호를 파워 검측 신호 공급 장치(3)로 출력한다. 파워 검측 신호 공급 장치(3)는 파워 검측 신호와 무선 주파수 신호를 합성시키고 무선 주파수 케이블(200)을 통하여 상기 합성 신호를 파워 검측 신호 분리 장치(4)로 출력한다. 파워 검측 신호 분리 장치(4)는 상기 합성 신호에서 파워 신호를 추출하여 조정 웨이트를 조절하고 조절한 조정 웨이트를 배열 조정 장치(5)로 전송한다. 배열 조정 장치(5)는 베이스밴드 신호 처리 모듈과 배열 발신기(6) 사이에 구성되고, 조절된 조정 웨이트를 수신한 후 배열 안테나의 전송 링크를 조정하고 배열 발신기(6)의 출력을 제어한다.
도 2에 있어서 신호 합성 장치(1), 파워 검측 장치(2)와 파워 검측 신호 공급 장치(3)의 일 실시예를 도시하였고 기지국의 다운링크(무선 주파수) 파속을 버털러 행렬로 형성하기 위하여 적용된다.
실시예에 있어서, 신호 합성 장치(1)는 버털러 행렬, (n-1)개의 커플러(9), (n-1)개의 필터(10) 및 (n-1)개의 가변 감쇠기(11)를 포함하고, 그 중 커플러(9), 필터(10) 및 가변 감쇠기(11)는 앞 (n-1)개의 전송 링크에만 있다. 고주파수의 무선 주파수 신호는 파워 검측 신호 공급 장치(3)를 직접 통과하여 신호 합성 장치(1)에 도달하고 신호 합성 장치(1)에서 무선 주파수 파속을 형성하며 파속을 형성한 후의 각 경로의 무선 주파수 신호 중 소수의 무선 주파수 신호는 커플러(9)를 통하여 분리되고 무선 주파수 신호의 분리에 있어서 소스(source) 무선 주파수 신호의 감쇠는 1dB를 초과하지 않아, 예를 들어 분리된 무선 주파수 신호의 파워를 소스 신호 파워의 1/1000로 선택할 수 있다. 남은 대부분의 무선 주파수 신호는 안테나 유니트를 통하여 발사된다. 분리된 무선 주파수 신호는 필터(10)의 필터링와 가변 감쇠기(11)의 감쇠를 거쳐 신호 파워 검측 장치(2) 들어간다.
버털러 행렬의 다운링크 파속 형성 링크은 한 파워 분리기(separator)와 일정한 위상 변위기들(shifters)로 구성된 네트워크와 동등하여 단 한나의 전송 링크로부터 신호를 발사할 경우 버털러 행렬 및 각 안테나 유니트의 포트(port)로부터는 모두 신호를 출력할 뿐만 아니라 각 포트에서 출력하는 신호의 파워는 동일하고 신호의 위상만이 다른 것으로 한 파워 분배기에 동등한다. 전부의 다운링크 링크로부터 신호를 발사할 겨우 버털러 행렬과 각 안테나 유니트의 포트로부터는 모두 신호를 출력하고 임의의 한 출력 포트의 신호를 보면 그 특성은 모든 다운링크의 전송 링크의 신호의 합성으로 신호 합성기(synthesizer)와 같다. 따라서 전송 링크를 조정할 경우 버털러 행렬의 신호 합성과 신호 파워 분할(dividing)의 특성을 직접 응용하여 전문적인 신호 합성기를 필요로 하지 않고 메인 링크에서 신호 합성을 완성한다. 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호의 수신 및 전송에 영향을 미치지 않기 위하여, 파워를 검측하기 전에 반드시 커플러(9)를 통하여 일부 신호를 연결하여 파워 검측에 이용하여야 한다.
신호 파워 검측 장치(2)는 (n-1)개의 검파기(12)와 (n-1)개의 증폭기(13)를 포함하고, 제1 전송 링크 내지 제(n-1) 전송 링크에 대응하며, 제n 전송 링크는 전 원 신호를 전송하고 외부 유니트(100)에 전기를 공급하는 데에만 이용된다. 신호 합성 장치(1)로부터 출력된 신호는 검파와 증폭 처리를 거쳐 파워 신호를 형성하고 파워 검측 신호 공급 장치(3)로 출력된다. 버털러 행렬을 신호 합성 장치(1)로 함으로서 제n 전송 링크만이 신호를 발사할 경우 동 전송 링크의 신호 파워를 버털러 행렬의 다른 안테나 유니트의 출력 포트에서 검측할 수 있다. 따라서 동 전송 링크의 검파기와 증폭기 등 장치를 생략할 수 있다.
파워 검측 신호 공급 장치(3)는 n개의 신호 공급 유니트를 포함하는데 상기 신호 공급 유니트는 각 n개의 전송 링크에 대응되고 매개 신호 공급 유니트는 유도성(inductive) 회로(L), 용량성(capacitive) 회로(C1) 및 용량성 회로(C2)를 포함한다. 제1 전송 링크 내지 제(n-1) 전송 링크의 신호 공급 유니트에 있어서 유도성 회로(L)는 신호 파워 검측 장치(2)로부터 출력되는 신호중의 저주파수 신호를 고주파수의 무선 주파수 신호와 합성시키고, 용량성 회로(C2)는 파워 신호 중의 고주파수 신호를 제거하며, 용량성 회로(C1)는 파워 검측 신호중의 저주파수 신호를 안테나 유니트로 출력하는 것을 방지한다. 하지만 제n 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L)는 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호로부터 전원 신호를 분리해 내고 용량성 회로(C2)는 전원 신호 중 고주파수 신호를 제거하며 용량성 회로(C1)는 전원 신호를 안테나 유니트로 출력하는 것을 방지한다. 앞 (n-1)의 파워 신호의 저주파수 신호는 유도성 회로(L)와 용량성 회로(C2)를 통하여 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호와 합성되고, 합성된 혼합 신호는 대응하는 무선 주파수 케이블(200)을 통하여 파워 검측 신호 분리 장치(4)로 출력된다.
도 3에 있어서 파워 검측 신호 분리 장치(4)는 n개의 유도성 회로(L), n개의 용량성 회로(C3), n개의 용량성 회로(C4), (n-1)개의 A/D 변환기와 조정 웨이트 계산 장치(14)를 포함하고, 그 중 제n 전송 링크에는 A/D 변환기가 없다. 제1 전송 링크 내지 제(n-1) 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L)는 합성 신호로부터 파워 신호를 분리해 내고 용량성 회로(C4)는 파워 신호 중의 고주파수 신호를 제거하며 용량성 회로(C3)는 파워 신호를 전송 링크에 대응하는 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치(8)로 출력하는 것을 방지한다. 한편, 제n 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L)는 전원 신호를 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호와 합성시키고 용량성 회로(C4)는 전원 신호 중의 고주파수 신호를 제거하며 용량성 회로(C3)는 전원 신호를 제n 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치(8)로 출력하는 것을 방지한다. 혼합 신호를 입력한 후 제1 전송 링크 내지 제(n-1) 전송 링크의 유도성 회로(L)와 용량성 회로(C4)를 이용하여 저주파수 파워 신호를 추출하며 용량성 회로(C3)를 이용하여 파워 신호를 혼합 신호로부터 제거한다. 그 다음 저주파수 파워 신호는 A/D 변환기의 A/D 변환을 거치고 변환 후의 파워 신호는 조정 웨이트 계산 장치(14)로 전송되며 조정 웨이트 계산 장치(14)는 수신한 파워 신호의 크기에 의하여 조정 웨이트를 조절한다. 조절된 조정 웨이트는 배열 조정 장치(5)로 전송되어 각 전송 링크의 조정에 이용된다.
도 2와 도 3에 도시한 장치에 의하면 전송 링크가 일치성을 만족시킬 수 있을 때까지 배열 안테나의 전송 링크를 계속하여 조정할 수 있다.
도 4에는 신호 합성 장치(1), 파워 검측 장치(2) 및 파워 검측 신호 공급 장 치(3)의 다른 일 실시예를 도시하였고 기지국의 베이스밴드에서 다운링크 파속을 형성하는 데에 적용된다.
본 실시예에 있어서 신호 합성 장치(1)는 n개의 커플러(15), n개의 필터(16) 및 n개의 채널을 갖는 한 개의 신호 합성기(17)로 구성되었다. 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호는 직접 파워 검측 신호 공급 장치(3)를 통과한 후 신호 합성 장치(1)에 도달한다. 각 채널 무선 주파수 신호 중 적은 일부분 무선 주파수 신호는 커플러(15)에 의해 분리되고 남은 대부분 무선 주파수 신호는 n개의 안테나 유니트를 통하여 발사된다. 분리된 무선 주파수 신호는 필터(16)의 처리를 거쳐 합성기(17)로 수송되며 합성된 주파수 신호는 파워 검측 장치(2)로 입력된다.
파워 검측 장치(2)는 검파기(18)와 증폭기(19)로 구성되었다. 합성된 무선 주파수 신호는 검파기(18)와 증폭기(19)의 처리를 거쳐 파워 신호를 형성하고 파워 검측 신호 공급 장치(3)로 출력된다.
파워 검측 신호 공급 장치(3)는 제1 전송 링크와 제n 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L), 용량성 회로(C1) 및 용량성 회로(C2)를 포함하고, 그 중 제1 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L)는 파워 신호 중의 저주파수 신호를 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호와 합성시키고 용량성 회로(C2)는 파워 신호 중의 고주파수 신호를 제거하며 용량성 회로(C1)는 파워 신호 중의 저주파수 신호를 안테나 유니트로 출력하는 것을 방지한다. 제n 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L)는 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호로부터 전원 신호를 분리해내고 용량성 회로(C2)는 전원 신호중의 고주파수 신호를 제거하며 용량성 회로(C1)는 전원 신호를 안테나 유니트로 출력하는 것을 방지한다. 제1 전송 링크의 용량성 회로(C2)의 필터링을 거친 파워 신호는 유도성 회로(L)를 통하여 제1 전송 링크의 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호와 합성된다. 단 한로의 파워 신호만이 있음으로 동 채널의 파워 신호는 임의 링크의 고주파수 신호와 합성된 후 기지국에 전송될 수 있으나 대응하는 링크에 유도성 회로(L), 용량성 회로(C1) 및 용량성 회로(C2)를 배치하여야 한다. 본 실시예에 있어서는 제1 전송 링크의 고주파수의 무선 주파수 신호와 합성하는 경우를 선택하였다.
합성된 후의 혼합 신호는 대응하는 무선 주파수 케이블(200)을 통하여 기지국(300) 내의 파워 검측 신호 분리 장치(4)로 전송된다.
도 5에 있어서 파워 검측 신호 분리 장치(4)는 제1 전송 링크와 제n 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L), 용량성 회로(C3) 및 용량성 회로(C4)를 포함하고 A/D 변환기와 조정 웨이트 계산 장치(20)를 더 포함한다. 그 중 제1 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L)는 합성 신호로부터 파워 신호를 분리해내고 용량성 회로(C4)는 파워 신호 중의 고주파수 신호를 제거하며 용량성 회로(C3)는 파워 신호를 제1 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치(8)로 출력하는 것을 방지한다. 한편, 제n 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L)는 전원 신호를 고주파수를 갖는 무선 주파수 신호와 합성시키고 용량성 회로(C4)는 전원 신호중의 고주파수 신호를 제거하며 용량성 회로(C3)은 전원 신호를 제n 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치(8)로 출력하는 것을 방지한다. 혼합 신호는 파워 검측 신호 분리 장치(4)에 있어서 제1 전송 링크상의 유도성 회로(L)와 용량성 회로(C4)를 이용하여 저주파수 파워 신호를 추출하고 용 량성 회로(C3)를 이용하여 혼합 신호중의 파워 신호를 제거하며 그 다음 저주파수 파워 신호는 A/D 변환기에 입력되어 A/D변환을 진행하고 변환 후의 파워 신호는 조정 웨이트 계산 장치(20)로 전송된다. 조정 웨이트 계산 장치(20)는 파워 신호의 크기에 따라 조정 웨이트를 조절하고 조절된 조정 웨이트는 배열 조정 장치(5)로 전송되어 각 전송 링크의 조정에 이용된다.
도 4와 도 5에 도시된 장치를 이용하면 전송 링크가 일치성 요구를 만족시킬 때까지 끊임없이 배열 안테나의 전송 링크를 조정할 수 있다.
본 발명에 있어서 신호 합성 장치(1)를 이용하여 각 안테나 유니트(혹은 기지국의 각 안테나 포트로부터)로부터 일정한 에너지(energy)의 다운링크 신호를 연결되고 연결된 다운링크 신호를 신호 파워 검측 장치(2)로 출력하여 신호 파워를 검측함으로 본 발명은 아웃 필드(out field) 표지 안테나를 이용하여 합성 신호 파워를 검측할 필요가 없다.
본 발명에 있어서 제공되는 배열 안테나의 전송 링크의 조정 방법은 이하 단계를 갖는다. 우선 전송 링크의 이득 조정 웨이트의 최초값와 위상 조정 웨이트의 최초값을 얻는다. 다음 전송 링크의 이득 조정 웨이트와 위상 조정 웨이트를 계산한다. 상기 계산한 조정 웨이트를 이용하여 배열 전송 링크의 이득과 위상을 조정한다. 이하 본 발명 방법의 각 단계를 상세하게 소개한다.
조정 웨이트의 최초값의 계산은 기지국의 운영을 시작하기 전에 완성하여도 된다.
베이스밴드 신호를 제어하여 기지국에서 단 한 링크로부터 신호를 발사하도 록 하고 상기 링크의 이득 조정 웨이트를 조절하여 링크의 발사 신호의 파워가 일정한 값에 이르면, 이때의 이득 조정 웨이트는 동 링크의 이득 조정 웨이트의 최초값에 해당한다. 기지국의 모든 전송 링크에 상기 조작을 실행하여 각 전송 링크의 이득 조정 웨이트의 최초값을 얻는다.
전송 링크 위상 조정 웨이트의 최초값을 구하는 방법은 다운링크 파속을 형성하는 방식이 달라짐에 따라 조금씩 차이가 있다.
버털러 행렬을 이용하여 다운링크 파속을 형성하는 제1 실시예에 있어서 베이스밴드에서 모든 전송 링크로부터 위상이 동일한 신호를 출력하는 것을 제어하고 제1 전송 링크를 참조 통로로 선택하고 다른 전송 링크를 피조정 통로로 하며 제1 안테나 유니트의 신호 파워가 가장 높고 다른 안테나 유니트의 신호 파워가 가장 낮도록 피조정 통로의 발사 신호의 위상을 조절하고 이때의 전송 링크 위상 조절 계수를 보존하고 벡터(vector) [0 φ1,2 Λ φadjn]로 표시한다. 그 후 버털러 행렬의 동등 발사 계수 행렬의 역행렬 (
Figure 112006047297627-PCT00001
혹은
Figure 112006047297627-PCT00002
)를 계산하고 상기 역행렬의 제1 행벡터를 선택하여 [φ1,1 φ1,2 Λ φ1,n]로 표시하면 전송 링크의 위상 조정 웨이트의 최초값은
Figure 112006047297627-PCT00003
로 된다.
베이스밴드에서 다운링크 파속을 형성하는 제2 실시예에 있어서 우선 한 전송 링크를 참조 통로로 선택하고 다른 전송 링크를 피조정 통로로 하고 동시에 신 호를 발사하도록 참조 통로와 한 피조정 통로를 베이스밴드에서 제어하고 상기 두 통로로부터 발사되는 신호의 합성 신호의 파워가 가장 낮게 되도록 상기 피조정 통로의 베이스밴드 신호의 위상을 조절하면 상기 피조정 통로의 위상 조절 계수의 결합(conjugate)가 동 통로의 위상 조정 웨이트의 최초값이 된다. 만약 합성 신호의 파워가 가장 높으면 상기 피조정 통로의 위상 조절 계수가 바로 상기 통로의 위상 조정 웨이트의 최초값이다. 다른 한 피조정 통로를 선택하여 모든 전송 링크의 위상 조정 웨이트의 최초값을 구할때까지 상기 조작을 반복한다.
모든 전송 링크의 이득 조정 웨이트의 최초값과 위상 조정 웨이트의 최초값을 구한 후 기지국은 정상적인 운영을 시작하는데 전송 링크의 조정 웨이트를 계산하는 단계는 본 발명 방법의 핵심이다. 조정 웨이트의 계산은 이득 조정 웨이트의 계산과 위상 조정 웨이트의 계산을 포함한다.
우선 전송 링크의 이득 조정 웨이트를 계산하고 전송 링크의 이득을 조정한다.
지능 기지국에 있어서 각 전송 링크의 정액 발사 파워는 확정된 이미 아는 파워값(PTX)이지만 각 링크의 발신 이득이 부동함에 따라 전송 링크의 발사 신호 파워는 정액 파워값(PTX)에 도달하지 못할 수도 있다. 전송 링크 이득의 조정에 있어서 각 전송 링크의 발사 신호 파워값을 정액 파워값(PTX)로 조절하면 전송 링크의 이득 조정은 완성된다.
도 2와 도 3에 도시한 제1 실시예 및 도 4와 도 5에서 도시한 제2 실시예의 전송 링크 이득 조정 웨이트의 계산 방법은 동일하다.
제1 실시예에 있어서 파속 형성 장치는 버털러 행렬을 이용하였다. 버털러 행렬의 다운링크 파속 형성 링크는 한 파워 분배기와 일정한 위상 시프터로 구성된 네트워크와 같고 단 한 전송 링크로부터 신호를 발사할 경우 버털러 행렬 및 각 안테나 유니트의 포트로부터 신호를 출력한다. 만약 동 전송 링크로부터 발사되는 신호 파워를 P(dBm)로 할 경우 버털러 행렬의 각 안테나 유니트의 포트로부터 출력되는 신호 파워는 (P-20log10N-PLOSS)(dBm)로 그중 N은 안테나 유니트의 수량을 표시하고 PLOSS는 버털러 행렬의 링크 소모 파워를 말한다.
제2 실시예에 있어서 신호 합성 장치(1)는 하나의 신호 합성기(17), 다수의 커플러(15) 및 다수의 필터(16)로 구성되어 있다. 한 전송 링크로부터 신호를 발사할 경우, 커플러(15)가 동 전송 링크로부터 분리해낸 신호 파워를 P(dBm)로 하면 신호 합성 장치(1)가 출력하는 신호의 파워는 (P-PLOSS)(dBm)이고, PLOSS는 신호 합성 장치(1)의 링크 소모 파워이다.
지능 기지국 시스템에 있어서 각 전송 링크의 이득 조정 웨이트는 고정 디지털(digital) 메모리에 저장한 정점수로 전송 링크의 이득 조정 웨이트의 치역 범위는 지정된 것이고 또한 각 전송 링크의 발사 파워는 발신 이득 조정 웨이트에 따라 단조롭게 변화하는 것으로, 발신 이득을 조정할 경우 정액 발사 파워(PTM)를 조정 기준으로 하고 최상의 계산법을 이용하여 각 전송 링크의 발사 파워가 규정된 발사 파워(PTM)를 만족시킬 때까지 각 전송 링크의 발신 이득 조정 웨이트를 조절한다. 본 발명에 있어서 전송 링크의 이득 조정 웨이트는 한조의 8비트(bit) 정점수로 그 치역 범위는 [0, 255]이고, 따라서 전송 링크의 이득 조정 웨이트를 조절하는 방법으로 이분법을 이용할 수 있다. 전송 링크의 이득 조정의 구체적인 실행 단계는 도 6에 도시한 바와 같다.
우선 전송 링크 번호 NumCh=1을 설치하고(단계 601), 링크 번호 NumCh가 배열 안테나의 전송 링크 수 n보다 큰가를 판단하며(단계 602), 만약 링크 번호가 전송 링크 수 n을 초과하였을 경우 이득 조정은 종료된다(단계 611). 만약 링크 번호가 전송 링크 수 n 보다 작거나 동등할 경우 베이스밴드에서 제NumCh번 전송 링크로부터 신호를 발사하는 것을 제어한다(단계 603). 그 다음 발사 신호의 파워를 검측하여 파워 신호를 생성한다(단계 604). 상기 파워 신호에 A/D 변환을 실행하여 발사 신호의 파워(P)를 얻고 그 파워(P)와 정액 파워(PTM) 사이의 차의 절대값이 허용 오차, 예를 들어 1dB보다 작은가를 판단하고(단계 605), 만약 허용 오차보다 작을 경우 현재 전송 링크 번호에 1을 더하여(단계 606) 단계 602로 돌아간다. 만약 허용 오차보다 크거나 혹은 동일 할 경우 조정을 계속 진행할 것인가를 판단하는데(단계 607), 이하 방법으로 판단할 수 있다: 이분법의 반복 차수가 설정한 차수를 초과하였는가를 판단하고 초과하였을 경우 조정을 계속할 수 없다고 인정한다. 설정한 차수를 초과하지 않았을 경우 다음으로 이득 조정 웨이트가 최대로 큰것인가 혹은 연속되는 이차의 이분법 반복의 웨이트가 동일한가를 판단하고 이득 조정 웨이트가 최대로 크거나 혹은 연속되는 이차의 이분법 반복의 웨이트가 동일 할 경우 조정을 계속할 수 없다고 판단한다. 단계 607을 실행한 후 조정을 계속하여 진행하여도 되는 경우 이분법으로 동 전송 링크의 이득 조정 웨이트를 조절하고(단계 608) 업데이트(update) 후의 이득 조정 웨이트에 근거하여 제NumCh번 전송 링크를 조정하고 단계 602로 돌아간다. 조정을 계속할 수 없을 경우 제NumCh번 전송 링크의 조정 실패를 제시하고(단계 610) 전송 링크 이득의 조정을 종료한다.
전송 링크의 이득 웨이트를 조정한 후 전송 링크의 위상 조정 웨이트를 계산하고 전송 링크의 위상을 조정한다. 다운링크 파속을 다른 방식으로 형성하는 경우에 있어서 전송 링크 위상의 조정 방법에는 약간의 차이가 있다.
도 2와 도 3에 도시한 제1 실시예에 있어서 다운링크 파속은 버털러 행렬을 이용하여 형성되었다.
이론적 계산과 실제 측량을 통하여 발사 신호에 대한 버털러 행렬의 웨이트 계수를 얻을 수 있다. 이론 계산에 의하면 버털러 행렬의 전송 링크의 동등 웨이트 계수 행렬은 단위 행렬(unitary matrix)이고
Figure 112006047297627-PCT00004
로 하며 동 단위 행렬의 결합 전치 행렬을
Figure 112006047297627-PCT00005
로 하면 단위 행렬의 특성에 의하여
Figure 112006047297627-PCT00006
이다. 실제로 측량한 버털러 행렬의 전송 링크의 동등 웨이트 계수 행렬일 경우 버털러 행렬 자체의 오차로 인하여 동등 웨이트 계수 행렬은 단위 행렬이 아니지만
Figure 112006047297627-PCT00007
는 성립되고 여기서 E는 단위 행렬(unit matrix)이다.
만일 각 전송 링크의 폭 차이의 오차가 아주 작고 위상 차이도 아주 작아 폭 차이와 위상 차이의 오차가 파속 형성 효과에 대한 영향을 무시할 수 있을 경우, 동등 웨이트 계수 행렬의 컨류기트 행렬
Figure 112006047297627-PCT00008
혹은 역행렬
Figure 112006047297627-PCT00009
중의 임의 한 행 벡터 Vbulter ,i={φi,1 φi,2 Λ φi,n}을 한 세트의 파속 웨이트로 선택하여 각 전송 링크의 베이스밴드 신호 폭 위상 특성이 동일할 경우 동 파속 웨이트를 이용하여 각 신호에 웨이트를 실행한다. 그 후 버털러 행렬로 전송하여 무선 주파수 파속을 형성하면 희망하는 파속의 형성 효과는: 버털러 행렬의 안테나 유니트 채널 중 단 하나의 안테나 유니트 포트로부터 출력하고 다른 안테나 유니트 포트로부터는 신호를 출력하지 않는다.
하지만 실제의 배열 전송 링크에 있어서는 각 링크의 이득 차이와 위상 차이로 인하여 상기 파속을 형성한 후의 신호가 배열 전송 링크를 통과할 경우 전송 링크이 파속에 다시 웨이트를 한 실행한 것으로, 또한 각 전송 링크에 대한 이런 폭 위상의 웨이트는 다르기 때문에 버털러 행렬을 이용하여 신호에 파속을 다시 형성하였지만 상기 희망하는 파속 형성 효과를 이룰 수 없다.
전송 링크의 위상을 조정할 경우 이론적으로 계산한 파속 웨이트 Vbulter,i={φi,1 φi,2 Λ φi,n}를 전송 링크의 위상 조정 웨이트의 최초값으로 하고 그 중
Figure 112006047297627-PCT00010
，전송 링크의 이득과 위상이 조정된 후 파속 웨이트 Vbulter ,i={φi,1 φi,2 Λ φi,n}는 버털러 행렬 파속을 형성한 후 제i번 안테나 유니트 포트로부터만 신호를 출력하게 하고 다른 안테나 유니트 포트로부터는 신호를 출력하지 않게 한다. 전송 링크 위상 조정 과정에서 있어서 버털러 행렬 파속 형성 후의 신호가 제i번 안테나 유니트 포트로부터 신호를 출력하고 다른 안테나 유니트 포트로부터는 신호를 출력하지 않을 때까지 계속하여 상기 세트의 파속 웨이트를 조절한다. 이 때 전송 링크의 파속 웨이트를 {w1 w2 Λ wn}로 하면 최종 전송 링크의 위상 조정 웨이트는
Figure 112006047297627-PCT00011
이다。
본 발명에 있어서 전송 링크의 위상 조정 웨이트는 한 세트의 8비트 정점수를 선택하고 그 치역 범위는 [0, 255]로 직접 검색방법을 이용하여 위상 조정 웨이트를 계산한다. 전송 링크의 위상을 조정하는 구체적인 실행 단계는 도 7에 도시한 바와 같다.
우선 파라미터(parameter)를 설정하는데 배열 안테나의 전송 링크는 모두 n개가 있고 전송 링크 번호는 NumCh = 1로 설정하고 위상 조정 웨이트 최초값은 Wphase(0)=[0，0，∼，0]로 설정하며 최대 순환 차수를 M로, 순환 변량 loop의 최초값을 0으로 설정한다(단계 701). 베이스밴드에서 전 전송 링크의 신호 발사를 제어하고(단계 702), 발사 신호의 파워를 검측하며 파워 신호를 형성한다(단계 703).
그 후 상기 파워 신호에 A/D 변환을 실행하고 발사 신호의 파워(P)를 얻어 동 파워값을 저장한다(단계 704). 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정 웨이트에 1을 더하고(단계 705), 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정 웨이트가 위상 조정 웨이트의 치역 범위, 예를 들어 255를 초과하였는가를 판단한다(단계 706). 만일 초과하지 않았을 경우 제NumCh번 전송 링크의 위상을 조정하고(단계 708) 그 후 단계 703으로 돌아간다. 만일 치역 범위를 초과하였을 경우 발사 신호 파워값(P)의 변화 범위가 요구를 만족시키는가를 판단하고(단계 707), 만족시키지 않을 경우 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정의 실패를 제시하고(단계 709) 이번 위상 조정 과정을 종료한다. 요구를 만족시킬 경우 발사 신호 파워(P)의 최대값에 대응하는 위상 조정 웨이트(WNumCh)를 기록하고(단계 710) 전송 링크 번호에 다시 1을 더하여 즉 NumCh = NumCh+1(단계 711)으로 하여 전송 링크 번호가 n을 초과하였는가를 판단한다(단계 712). 초과하지 않았을 경우 단계 703으로 돌아가고 초과하였을 경우 전송 링크 번호 NumCh를 1로 설정하며 순환 변수에 1을 더하면 즉 loop = loop+1, 위상 조정 웨이트 Wphase(loop)=[w(1)，w(2)，∼，w(n)]가 바로 WNumCh이다(단계 713). 현재 위상 조정 웨이트 Wphase(loop)가 지난번 위상 조정 웨이트 Wphase(loop-1)과 동일한가를 판단하고(단계 714), 동일할 경우 전송 링크 위상의 조정 성공을 표시하고 버털러 행렬의 전송 링크의 동등 웨이트 계수 행렬의 단위행렬
Figure 112006047297627-PCT00012
혹은 역행렬
Figure 112006047297627-PCT00013
중의 제1번 행 벡터
Figure 112006047297627-PCT00014
으로 계산한 위상 조정 웨이트를 수정하며(즉,
Figure 112006047297627-PCT00015
),위상 조정을 종료한다(단계 715). 만일 동일하지 않을 경우 순환 변량 loop가 최대 순환 차수 M보다 큰가를 판단하여(단계 716) 크다고 판단할 경우 전송 링크 위상의 조정 실패를 제시하고 위상 조정을 종료하며(단계 717) 그렇지 않을 경우 단계 703으로 돌아간다. 위상 조정이 성공된 후 새로운 위상 조정값으로 위상 조정 웨이트 최초값을 갈음한다.
도 4와 도 5에 도시한 제2 실시예에 있어서 기지국의 베이스밴드에서 다운링크 파속을 형성한다. 이 실시예에 있어서의 전송 링크 위상 조정 방법은 이하와 같다.
배열 안테나 중 임의 전송 링크를 기준으로 하고 계산하는 방법으로 다른 전송 링크의 위상을 조절하여 다른 전송 링크의 위상이 이 기준 링크의 위상과 동일하도록 한다. 위상의 동일을 판단하는 규칙은 출력하는 신호의 파워값이 최대에 달하는 것이다.
지능 기지국의 전송 링크의 발신 이득이 조정된 후 지능 기지국 전송 링크의 충격 응답 특성을
Figure 112006047297627-PCT00016
로 기술할 수 있다. 그 중 a는 전송 링크의 폭(이득)을 표시하고 φn는 제n번 전송 링크의 위상을 표시하며 T는 전치 계산을 표시한다. 전송 링크 위상 조정치를
Figure 112006047297627-PCT00017
로 기술할 경우 위상 조정을 거친 전송 링크의 충격 응답 특성은
Figure 112006047297627-PCT00018
로 기술할 수 있다. 그 중 βn는 위상 조정 웨이트의 위상을 표시한다.
다운링크 베이스밴드 신호가 s일 경우 다운링크 파속 형성 웨이트를 n×n의 단위 행렬(unit matrix)로 설정할 수 있고 이에 따라 배열 안테나의 출력은
Figure 112006047297627-PCT00019
로 된다.
만일 각 안테나 유니트를 선형의 배열 방식으로 배열을 형성하면 안테나 배열의 평면 방향과 수직되는 방향에서 이 세트 파속 웨이트가 합성되는 신호는
Figure 112006047297627-PCT00020
으로 표시할 수 있고 여기에서
Figure 112006047297627-PCT00021
≤n를 알 수 있다. 따라서 합성 신호 S는 최대 모듈값
Figure 112006047297627-PCT00022
를 갖고 있다. 이 때 β2=φ1-φ2, , ..., βn=φ1-φn이다。
따라서 β2，…，βn값의 조절을 통하여 최대 강도의 합성 신호를 얻을 수 있고 합성 신호의 강도가 최대일 경우 대응하는 벡터
Figure 112006047297627-PCT00023
는 배열 안테나 전송 링크의 조정 웨이트이다. 따라서 조정 후의 전송 링크의 충격 응답 특성을
Figure 112006047297627-PCT00024
=
Figure 112006047297627-PCT00025
로 설명할 수 있다. 상기 식으로부터 조정 후의 각 전송 링크의 위상 특성은 이미 동일하다는 것을 알 수 있다.
이하 전송 링크 위상의 조정 웨이트를 계산하는 방법을 준다.
Figure 112006047297627-PCT00026
，…，
Figure 112006047297627-PCT00027
치를 조절할 경우
Figure 112006047297627-PCT00028
를 목표 함수로 하고, 여기서
Figure 112006047297627-PCT00029
은 합성 신호의 파워값이고
Figure 112006047297627-PCT00030
，…，
Figure 112006047297627-PCT00031
값을 변수로 하여 최상의 계산법을 이용하여 최상의 위상 조정 웨이트를 계산한다. 여기서 알 수 있는 바와 같이 이것은 (n-1)차 자유로운 비선형 계획문제로 발사 위상 조정 웨이트의 계산 방법은 상당히 개선한 단순형 방법 혹은 다른 최상의 계산 방법도 빠른 수렴 속도와 높은 수렴 정밀도를 갖고 있다. 지능 기지국 시스템에 있어서 발사 위상 조정 웨이트는 역시 고정한 디지털 메모리에 저장한 정점수로서 발사 위상 조정 웨이트는 역시 고정된 치역 범위가 있다. 본 발명에 있어서 전송 링크의 위상 조정 웨이트는 한 세트의 8비트 정점수로 그 범위는 [0,255]이며 직접 검색 방법으로 위상 조정 웨이트의 계산을 진행하였고 구체적인 실행 단계는 도 8에 도시한 바이다.
우선 전송 링크 번호 NumCh=2로 설정하고 모든 전송 링크의 위상 조정 웨이트 최초값을 0으로 설정하다(즉, Wphase(0)=[0，0，∼，0](단계 801)). 전송 링크 번호 NumCh가 배열 중의 전송 링크 수 n보다 작거나 혹은 동일한가를 판단하고(단계 802) 만일 크면 이번 전송 링크 위상의 조정을 종료한다. 만일 n보다 작거나 혹은 동일할 경우 베이스밴드에서 제1번 전송 링크와 제NumCh번 전송 링크의 발사 신호를 제어한다(단계 803). 발사 신호의 파워를 검측하여 파워 신호를 형성하며(단계 804) 상기 파워 신호에 A/D 변환을 실행하여 발사 신호의 파워(P)를 얻는 동시에 동 파워값을 저장한다(단계 805). 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정 웨이트에 1을 더하여(단계 806) 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정 웨이트가 위상 조정 웨이트의 치역 범위, 예를 들면 255보다 작거나 혹은 같은가를 판단한다(단계 807). 위상 조정 웨이트의 치역 범위보다 작거나 혹은 같을 경우 제NumCh번 전송 링크의 위상을 조정하고(단계 809) 단계 802로 돌아간다. 만일 그 치역 범위를 초과하였을 경우 발사 신호 파워(P)의 변화 범위가 요구를 만족시키는가를 판단하여(단계 808) 만족시키지 않을 경우 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정의 실패를 제시한다(단계 812). 요구를 만족시킬 경우 발사 신호 파워(P)의 최대치에 대응하는 위상 조정 웨이트를 기록하며(단계 810) 전송 링크 번호에 1을 더하고 즉 NumCh = NumCh+1(단계 811） 단계 802로 돌아간다. 위상 조정이 성공한 후 새로운 위상 조정 웨이트로 위상 조정 웨이트의 최초값을 갈음한다.
전송 링크의 이득 조정과 위상 조정에 있어서 본 발명에 의하면 다른 최상의 계산 방법으로 완성할 수 있으며 성질상 본 발명의 실질을 벗어나지 않았다.
마지막으로 설명할 것은 이상 설명은 실시예를 설명하는 것으로 본 발명의 기술 방안을 제한하는 것이 아니고 바람직한 실시예를 참조로 본 발명을 상세하게 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서 내에 포함되어 있음

Claims (22)

  1. 배열 발신기, n개의 파워 증폭기, n개의 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치 및 n개의 안테나 유니트를 포함하고, 이 중 배열 발신기, 파워 증폭기와 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치는 기지국에 구성되고, 베이스밴드 신호 처리 모듈의 출력은 배열 발신기에 입력되고 배열 발신기는 n개의 신호를 출력하며 파워 증폭기와 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치를 통과한 후 안테나 유니트로부터 전송되는 배열 안테나 전송 링크의 조정 장치로서
    상기 조정 설비는 파워 검측 신호 분리 장치, 파워 검측 신호 공급 장치, 파워 검측 장치, 신호 합성 장치와 배열 조정 장치를 포함하고,
    여기서 상기 파워 검측 신호 분리 장치는 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치로부터 오는 신호를 수신하여 무선 주파수 신호 중 직류 신호를 제거하는 것과 동시에 고주파수의 무선 주파수 신호를 상기 파워 검측 신호 공급 장치로 출력한다. 이와 동시에 상기 파워 검측 신호 공급 장치로부터 전송된 신호로부터 파워 검측 신호를 추출하고 상기 신호의 크기에 따라 조정 웨이트를 조절하며 조절 후의 조정 웨이트를 상기 배열 조정 장치로 출력하고,
    상기 파워 검측 신호 공급 장치는 상기 파워 검측 신호 분리 장치로부터 출력되는 고주파수의 무선 주파수 신호를 상기 신호 합성 장치로 전송하는 한편 상기 파워 검측 장치로부터 출력되는 파워 검측 신호를 무선 주파수 신호와 합성시키고 상기 합성 신호를 상기 파워 검측 신호 분리 장치로 전송하고,
    상기 파워 검측 장치는 상기 신호 합성 장치로부터 출력되는 무선 주파수 신호에 파워 검측을 진행하고 파워 검측 신호를 상기 파워 검측 신호 공급 장치로 출력하고,
    상기 신호 합성 장치는 n개의 안테나 유니트와 연결되고 무선 주파수 신호를 합성하여 상기 파워 검측 장치로 출력하고,
    상기 배열 조정 장치는 상기 베이스밴드 신호 처리 모듈과 상기 배열 발신기 사이에 구성되고, 조절한 조정 웨이트에 의하여 배열 안테나 전송 링크를 조정하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  2. 제1항에서,
    상기 신호 합성 장치, 파워 검측 장치 및 파워 검측 신호 공급 장치는 n개의 안테나 유니트와 하나의 외부 유니트를 구성할 수 있으며 한 세트의 무선 주파수 케이블을 통하여 기지국과 연결되는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  3. 제1항에서,
    상기 신호 합성 장치는 버털러 행렬, (n-1)개의 커플러, (n-1)개의 필터와 (n-1)개의 가변 감쇠기를 포함하고, 여기서 커플러, 필터와 가변 감쇠기는 전(n-1)개 전송 링크에만 구성되었고, 상기 커플러는 버털러 행렬로 형성된 무선 주파수 파속 신호로부터 소수의 무선 주파수 신호를 분리해내고, 분리된 무선 주파수 신호 는 필터의 필터링 및 가변 감쇠기의 감쇠를 거쳐 신호 파워 검측 장치로 출력되는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  4. 제3항에서,
    상기 분리된 소수 무선 주파수 신호가 소스 무선 주파수 신호에 대한 감쇠는 1dB보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  5. 제3항에서,
    상기 신호 파워 검측 장치는 (n-1)개 검파기와 (n-1)개 증폭기로 구성되었고 앞에 (n-1)개 전송 링크에 대응되며, 앞 (n-1)번 무선 주파수 신호는 상기 검파기와 상기 증폭기의 처리를 거친 후 파워 신호를 형성하고 상기 파워 검측 신호 공급 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  6. 제3항에서,
    상기 파워 검측 신호 공급 장치는 n개의 신호 공급 유니트를 포함하고 각각 n개의 전송 링크에 대응되며 매개 신호 공급 유니트는 유도성 회로(L), 용량성 회로(C1) 및 용량성 회로(C2)를 포함하고,
    제1번 전송 링크 내지 제(n-1)번 전송 링크 상의 신호 공급 유니트에 있어서 유도성 회로(L)는 파워 신호 중 저주파수 신호를 고주파수의 무선 주파수 신호와 합성시키고 용량성 회로(C2)는 파워 신호 중 고주파수 신호를 제거하며 용량성 회 로(C1)는 파워 검측 신호 중 저주파수 신호를 안테나 유니트로 출력하는 것을 방지하고,
    제n번 전송 링크 상의 유도성 회로(L)는 전원 신호를 고주파수의 무선 주파수 신호로부터 분리해내고 용량성 회로(C2)는 전원 신호 중 고주파수 신호를 제거하며 용량성 회로(C1)는 전원 신호를 안테나 유니트로 출력하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  7. 제3항에서,
    상기 파워 검측 신호 분리 장치는 n개의 유도성 회로(L), n개의 용량성 회로(C3), n개의 용량성 회로(C4), (n-1)개 A/D 변환기와 조정 웨이트 계산 장치를 포함하고 그중 제n번 전송 링크에는 A/D 변환기가 구성되었지 않았고,
    제1번 전송 링크 내지 제(n-1)번 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L)는 파워 신호를 합성 신호로부터 분리해내고, 용량성 회로(C4)는 파워 신호 중 고주파수 신호를 제거하며, 용량성 회로(C3)는 파워 신호를 전송 링크에 대응하는 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치로 출력하는 것을 방지하고,
    제n번 전송 링크에 있어서 유도성 회로(L)는 전원 신호를 고주파수의 무선 주파수 신호와 합성시키고, 용량성 회로(C4)는 전원 신호 중 고주파수 신호를 추출하며, 용량성 회로(C3)는 전원 신호를 제n번 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치로 출력하는 것을 방지하고,
    상기 A/D 변환기는 저주파수 파워 신호에 A/D 변환을 실행하고 조정 웨이트 계산 장치로 출력하며
    상기 조정 웨이트 계산 장치는 수신한 파워 신호의 크기에 의하여 조정 웨이트를 조절하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 신호 합성 장치는 n개의 커플러, n개의 필터 및 n개의 채널을 갖는 하나의 신호 합성기로 구성되었고, 상기 커플러는 상기 파워 검측 신호 공급 장치로부터 출력되는 고주파수의 무선 주파수 신호로부터 소수의 무선 주파수 신호를 분리해 내며, 분리된 무선 주파수 신호는 상기 필터의 처리를 거쳐 상기 합성기 중에 입력되고 합성 후의 무선 주파수 신호를 상기 파워 검측 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  9. 제8항에서,
    상기 파워 검측 장치는 하나의 검파기와 하나의 증폭기로 구성되었고, 합성 후의 무선 주파수 신호는 상기 검파기와 상기 증폭기의 처리를 거쳐 파워 신호를 형성하여 파워 검측 신호 공급 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  10. 제8항에서,
    상기 파워 검측 신호 공급 장치는 앞 (n-1)개 전송 링크 중 임의 전송 링크 와 제n번 전송 링크 상의 유도성 회로(L), 용량성 회로(C1) 및 용량성 회로(C2)를 포함하고, 여기서,
    임의 전송 링크 상에 있어서 유도성 회로(L)는 파워 신호 중 저주파수 신호를 고주파수의 무선 주파수 신호와 합성시키고 합성 후의 혼합 신호를 기지국 중 파워 검측 신호 분리 장치로 출력하며, 용량성 회로(C2)는 파워 신호 중 고주파 신호를 제거하고, 용량성 회로(C1)는 파워 신호중의 저주파수 신호를 안테나 유니트로 출력하는 것을 방지하고,
    제n번 전송 링크 상에 있어서 유도성 회로(L)는 전원 신호를 고주파수의 무선 주파수 신호로부터 분리해내고, 용량성 회로(C2)는 전원 신호 중 고주파수 신호를 제거하며, 용량성 회로(C1)는 전원 신호를 안테나 유니트로 출력하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  11. 제8항에서,
    상기 파워 검측 신호 분리 장치는 상기 파워 검측 신호 공급 장치에서 선택한 임의 전송 링크에 대응하는 링크과 제n번 전송 링크 상의 유도성 회로(L), 용량성 회로(C3) 및 용량성 회로(C4), 및 A/D 변환기와 조정 웨이트 계산 장치를 포함하고,
    임의 전송 링크 상에 있어서 유도성 회로(L)는 파워 신호를 합성 신호로부터 분리해내고, 용량성 회로(C4)는 파워 신호중의 고주파수 신호를 제거하며, 용량성 회로(C3)는 파워 신호를 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치로 출력하는 것을 방지 하고,
    제n번 전송 링크 상에 있어서 유도성 회로(L)는 전원 신호를 고주파수의 무선 주파수 신호와 합성시키고, 용량성 회로(C4)는 전원 신호중의 고주파수 신호를 제거하며, 용량성 회로(C3)는 전원 신호를 제n번 업링크 및 다운링크 신호 분리 장치로 출력하는 것을 방지하고,
    상기 A/D 변환기는 저주파수 파워 신호에 A/D전환을 실행하여 조정 웨이트 계산 장치로 출력하고
    상기 조정 웨이트 계산 장치는 수신한 파워 신호의 크기에 의하여 조정 웨이트를 조절하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 설비.
  12. 우선 전송 링크의 이득 조정 웨이트의 최초값과 위상 조정 웨이트의 최초값을 구하고, 전송 링크의 이득 조정 웨이트와 위상 조정 웨이트를 계산하며, 상기 계산에서 얻은 조정 웨이트를 이용하여 배열 전송 링크의 이득과 위상을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  13. 제12항에서
    상기 전송 링크의 이득 조정 웨이트의 최초값을 얻는 단계에 있어서 기지국에서 동시에 단 하나의 링크로부터 신호를 발사하도록 베이스밴드 신호를 제어하고, 동 링크의 이득 조정 웨이트를 조절하여 동 링크의 발사 신호 파워로 하여금 정액치에 달하도록 하며, 그러면 이때 이득 조정 웨이트는 동 링크의 이득 조정 웨 이트의 최초값에 해당하고, 기지국의 모든 전송 링크에 상기 조작을 실행하여 각 전송 링크의 이득 조정 웨이트의 최초값을 얻는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 전송 링크의 위상 조정 웨이트의 최초값을 얻는 단계에 있어서 우선 베이스밴드에서 모든 전송 링크로부터 동일한 위상의 신호를 발사하는 것을 제어하고 제1번 발사 링크을 참조 통로로 선택하고 다른 전송 링크를 피조정 통로로 하여 제1번 안테나 유니트의 신호 파워가 가장 높고 다른 안테나 유니트의 신호 파워가 가장 낮도록 피조정 통로의 발사 신호 위상을 조절하며 이때 전송 링크의 위상 조절 계수를 저장하고 벡터
    Figure 112006047297627-PCT00032
    으로 표시하고, 버털러 행렬의 동일 발사 계수 행렬의 역행렬을 계산하고 상기 역행렬의 제1 행벡터를 선택하여
    Figure 112006047297627-PCT00033
    로 표시하면 전송 링크의 위상 조정 웨이트의 최초값은
    Figure 112006047297627-PCT00034
    인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  15. 제12항에서,
    상기 전송 링크의 위상 조정 웨이트의 최초값을 얻는 단계에 있어서 우선 하 나의 전송 링크를 참조 통로로 선택하고 다른 전송 링크를 피조정 통로로 하고, 베이스밴드에서 참조 통로와 하나의 피조정 통로로부터 동시에 신호를 발사하는 것을 제어하여 상기 두 통로로부터 발사되는 신호의 합성 신호의 파워가 최하가 되도록 동 피조정 통로의 베이스밴드 신호의 위상을 조절하며, 이때 동 피조정 통로의 위상 조절 계수의 결합은 바로 상기 통로의 위상 조정 웨이트의 최초값이고, 모든 전송 링크의 위상 조정 웨이트의 최초값을 얻을 때까지 다른 하나의 피조정 통로를 선택하여 이상 조작을 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  16. 제12항에서,
    상기 전송 링크의 이득 조정 웨이트를 계산하고 이득을 조절하는 단계에 있어서 정액 발사 파워를 조정의 기준 파워값으로 하고 이분법으로 각 전송 링크의 발신 이득 조정 웨이트를 계산하며 계산한 이득 조정 웨이트에 의하여 각 전송 링크의 발사 파워가 규정한 발사 파워를 만족시킬 때까지 전송 링크의 이득을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 전송 링크의 이득 조정 웨이트를 계산하고 이득을 조절하는 단계에 있어서 구체적으로
    단계 1) 전송 링크 번호(NumCh=1)를 설정하고,
    단계 2) 링크 번호(NumCh)가 배열 안테나의 전송 링크 수보다 큰가를 판단하고 링크 번호가 전송 링크 수보다 클 경우 이득 조정을 종료하고,
    단계 3) 링크 번호가 전송 링크 수보다 작거나 혹은 동일할 경우 제NumCh 전송 링크로부터 신호를 발사하도록 베이스밴드에서 제어하고,
    단계 4) 발사 신호의 파워를 검측하고 파워 신호를 생성하고,
    단계 5) 상기 파워 신호에 A/D 변환을 실행하여 발사 신호의 파워를 얻고,
    단계 6) 동 파워와 정액 파워의 차의 절대치가 허용 오차보다 작은가를 판단하고 작을 경우 현재 전송 링크 번호에 1을 더하여 단계 2)로 돌아가며,
    단계 7) 허용 오차보다 크거나 혹은 동일할 경우 조정을 계속할 것인가를 판단하고 조정을 계속할 수 있는 경우 이분법으로 동 전송 링크의 이득 조정 웨이트를 조절하며 갱신한 이득 조정 웨이트를 근거로 제NumCh번 전송 링크를 조정하고 단계 2)로 돌아가며,
    단계 8) 조정을 계속하여서는 안 될 경우 제NumCh번 전송 링크 이득 조정의 실패를 제시하고 이득 조정을 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  18. 제17항에서
    상기 단계 7) 중 조정을 계속할 것인가를 판단하는 단계에 있어서 이분법의 반복 차수가 설정한 차수를 초과하였는가를 판단하고 초과하였을 경우 조정을 계속하였서는 안된다고 판단하고, 초과하지 않았을 경우 순차적으로 이득 조정 웨이트 가 최대로 큰것인가 혹은 연속되는 이차의 이분법 반복의 웨이트가 동일한가를 판단하고 이득 조정 웨이트가 이미 최대인 경우 혹은 연속되는 이차의 이분법 반북의 웨이트가 동일 할 경우 조정을 계속할 수 없다고 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  19. 제14항에서,
    상기 전송 링크의 위상 조정 웨이트를 계산함과 동시에 위상을 조절하는 단계에 있어서 버털러 행렬의 전송 링크의 동등 웨이트 계수 행렬의 컨류기트 행렬 혹은 역행렬중의 임의 한 행벡터 Vbulter ,i = {φi,1 φi,2 Λ φi,n}을 한 세트의 파속 웨이트로 선택하고 각 채널 신호에 웨이트를 실행한 후 버털러 행렬로 무선 주파수 파속을 형성하고, 버털러 행렬 파속을 형성한 후의 신호가 제i번 안테나 유니트 포트로부터만 출력되고 다른 안테나 유니트 포트로부터는 신호를 출력하지 않을 때까지, 직접 검색 방법으로 상기 세트의 파속 웨이트를 조절하며, 이 때 전송 링크의 파속 웨이트를 {w1, w2, Λ, wn}로 하면 최종 전송 링크의 이득 조정 웨이트는
    Figure 112006047297627-PCT00035
    인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 전송 링크의 이득 조정 웨이트를 계산하고 이득을 조절하는 단계에서 구체적으로
    단계 1) 전송 링크 번호 NumCh=1을 설정하고 위상 조정 웨이트의 최초값 Wphase(0)=[0，0，∼，0]을 설정하며 최대 순환 차수를 M으로 순환 변량 loop의 최초값을 0으로 설정하고,
    단계 2) 모든 전송 링크의 발사 신호를 베이스밴드에서 제어하고,
    단계 3) 발사 신호의 파워를 검측하고 파워 신호를 형성하고,
    단계 4) 상기 파워 신호에 A/D변환을 실행하여 발사 신호의 파워를 얻고 동 파워값을 저장하며,
    단계 5) 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정 웨이트에 1을 더하고 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정 웨이트가 위상 조정 웨이트의 치역 범위를 초과하였는가를 판단하고 초과하지 않았을 경우 제NumCh번 전송 링크의 위상을 조정하고 단계 3)으로 돌아가며,
    단계 6) 치역 범위를 초과하였을 경우 발사 신호 파워의 변화 범위가 요구를 만족시키는가를 판단하고 만족시키지 않을 경우 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정의 실패를 제시하고,
    단계 7) 요구를 만족시킬 경우 발사 신호 파워의 최대치에 대응하는 위상 조정 웨이트를 기록하고 전송 링크 번호에 1을 더하여 전송 링크 번호가 배열 안테나 전송 링크 수를 초과하였는가를 판단하고 초과하지 않았을 경우 단계 3)으로 돌아가며,
    단계 8) 전송 링크 수를 초과하였을 경우 전송 링크 번호 NumCh를 1로 설정하고 순환 변량에 1을 더하면 위상 조정 웨이트 Wphase(loop)=[w(1)，w(2)，∼，w(n)]는 발사 신호 파워의 최대값에 대응하는 위상 조정 웨이트이고,
    단계 9) 현재 위상 조정 웨이트 Wphase(loop)가 지난번 위상 조정 웨이트 Wphase(loop-1)와 동일한가를 판단하여 동일 할 경우 전송 링크 위상 조정의 성공을 표시하고 계산한 위상 조정 웨이트를 버털러 행렬의 전송 링크의 동등 웨이트 계수 행렬의 역행렬의 제1 행벡터 Vbulter ,1로 수정하고(즉,
    Figure 112006047297627-PCT00036
    ), 위상 조정을 종료하며,
    단계 10) 동일하지 않을 경우 순환 변량 loop가 최대 순환차수 M을 초과하는가를 판단하여 초과하였다고 판단되는 경우 전송 링크 위상의 조정 실패를 제시하고 위상 조정을 종료하며 초과하지 않았을 경우 단계 3)으로 돌아가는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  21. 제15항에서,
    상기 전송 링크의 위상 조정 웨이트를 계산하고 위상을 조절하는 단계에 있어서 배열 안테나의 임의 전송 링크를 기준으로 다른 전송 링크의 위상을 조절하여 합성 신호의 강도가 최대로 되게 하면 대응하는 벡터
    Figure 112006047297627-PCT00037
    가 배열 안테나 전송 링크의 조정 웨이트이고 그중
    Figure 112006047297627-PCT00038
    는 제n번 전송 링크의 위상을 표시하고 T는 전치 계산을 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
  22. 제21항에서
    상기 전송 링크의 위상 조정 웨이트를 계산하고 위상을 조절하는 단계에 있어서 구체적으로
    단계 1) 전송 링크 번호 NumCh=2를 설정하고 모든 전송 링크의 위상 조정 웨이트 최초값을 0으로 설정하고(즉 Wphase=[0，0，∼，0]),
    단계 2) 전송 링크 번호 NumCh가 배열 중의 전송 링크 수보다 작거나 혹은 동일한가를 판단하여 전송 링크 수보다 클 경우 전송 링크 위상의 조정을 종료하고,
    단계 3) 전송 링크 수보다 작거나 혹은 동일할 경우 제1번 전송 링크와 제NumCh번 전송 링크의 발사 신호를 베이스밴드에서 제어하고,
    단계 4) 발사 신호의 파워를 검측하여 파워 신호를 형성하고,
    단계 5) 상기 파워 신호에 A/D변환을 실행하여 발사 신호의 파워를 얻고 동 파워값을 저장하고,
    단계 6) 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정 웨이트에 1을 더하고(단계 806), 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정 웨이트가 위상 조정 웨이트의 치역 범위보다 작거나 혹은 동일한가를 판단하여 치역 범위보다 작거나 혹은 동일할 경우 제NumCh번 전송 링크 위상 조정을 실행하고 단계 2)로 돌아가고,
    단계 7) 치역 범위보다 클 경우 발사 신호 파워의 변화 범위가 요구를 만족시키는가를 판단하여 요구를 만족시키지 않을 경우 제NumCh번 전송 링크의 위상 조정의 실패를 제시하고,
    단계 8) 요구를 만족시킬 경우 발사 신호 파워 P의 최대치에 대응하는 조정 웨이트를 기록하고 전송 링크 번호수에 1을 더하여 단계 2)로 돌아가는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배열 안테나 전송 링크의 조정 방법.
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Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7899419B2 (en) 2004-01-16 2011-03-01 Research In Motion Limited Method and apparatus for compensating code channel power in a transmitter
US7872962B1 (en) * 2005-10-18 2011-01-18 Marvell International Ltd. System and method for producing weighted signals in a diversity communication system
WO2008088859A2 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 Mobileaccess Networks Ltd. Hybrid passive active broadband antenna for a distributed antenna system
US9312938B2 (en) 2007-02-19 2016-04-12 Corning Optical Communications Wireless Ltd Method and system for improving uplink performance
WO2009019526A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-12 Nokia Corporation Calibration ofsmart antenna systems
US7822398B2 (en) * 2007-09-17 2010-10-26 Intel Corporation Device, system, and method of phased-array calibration
US8195118B2 (en) * 2008-07-15 2012-06-05 Linear Signal, Inc. Apparatus, system, and method for integrated phase shifting and amplitude control of phased array signals
JP4544350B2 (ja) * 2008-07-15 2010-09-15 ソニー株式会社 無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム
CN101483274B (zh) * 2009-02-24 2012-06-13 中国航天科技集团公司第五研究院第五○四研究所 一种相位可变功率检测的阵列天线外校准的方法
RU2563455C2 (ru) * 2009-06-08 2015-09-20 Интел Корпорейшн Многоэлементная антенная решетка с амплитудной и фазовой компенсацией с адаптивным предварительным искажением для беспроводной сети
US8872719B2 (en) 2009-11-09 2014-10-28 Linear Signal, Inc. Apparatus, system, and method for integrated modular phased array tile configuration
JP5768953B2 (ja) * 2010-08-02 2015-08-26 日本電気株式会社 通信衛星、較正システム、及びアレーアンテナの較正方法
CN102571219B (zh) * 2010-12-13 2014-10-08 中国移动通信集团设计院有限公司 基于双极化智能天线的仿真系统、方法及设备
EP2745426B1 (en) * 2011-08-16 2020-02-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for supporting multi-antenna transmission in beamformed wireless communication system
US9287616B2 (en) 2011-08-24 2016-03-15 Lattice Semiconductor Corporation Calibrating a retro-directive array for an asymmetric wireless link
JP5864722B2 (ja) * 2012-03-15 2016-02-17 京セラ株式会社 無線端末および無線通信方法
CN102610920B (zh) * 2012-03-22 2014-12-24 中国联合网络通信集团有限公司 天馈系统和相位校准方法
US8699982B2 (en) * 2012-03-27 2014-04-15 Adc Telecommunications, Inc. Systems and methods for implementing a distributed antenna system in a radio frequency integrated circuit
CN103427868B (zh) * 2012-05-16 2016-04-06 京信通信系统（中国）有限公司 一种射频信号的控制方法和设备
US20150111504A1 (en) * 2012-06-12 2015-04-23 Optis Cellular Technology, Llc Calibration coupleing unit, ccu, and a method therein for enabling calibration of base station
CA2814303A1 (en) 2013-04-26 2014-10-26 Cellphone-Mate, Inc. Apparatus and methods for radio frequency signal boosters
EP3487078B1 (en) 2013-10-03 2022-05-11 Andrew Wireless Systems GmbH Interface device providing power management and load termination in distributed antenna system
EP3061176B1 (en) * 2013-10-24 2020-11-11 Harald Merkel Method and arrangement for wireless energy transfer
AU2014383055B2 (en) 2014-02-21 2019-01-17 Commscope Technologies Llc Distributed antenna system transport link quality measurement
CN104330777B (zh) * 2014-11-25 2017-01-11 成都金本华科技股份有限公司 一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法
KR101556067B1 (ko) 2014-12-12 2015-10-13 한국항공우주연구원 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법
CN105510852A (zh) * 2015-05-28 2016-04-20 中国电子科技集团公司第四十一研究所 基于线性插值的射频激励源的输出功率校准方法
US9882613B2 (en) * 2015-06-01 2018-01-30 Corning Optical Communications Wireless Ltd Determining actual loop gain in a distributed antenna system (DAS)
US9549406B1 (en) * 2015-09-14 2017-01-17 Elwha Llc Automatically adjustable radiofrequency link
CN105897297B (zh) * 2016-05-19 2019-03-12 北京佰才邦技术有限公司 调节天线的装置及方法
CN106067956B (zh) * 2016-05-31 2019-04-09 广州视源电子科技股份有限公司 分离混合输入的rf信号和电源信号的电路和方法
US10153731B2 (en) * 2016-10-24 2018-12-11 RF Pixels, Inc. Apparatus and method for operating a power amplifier array with enhanced efficiency at back-off power levels
CN109845145A (zh) * 2017-03-27 2019-06-04 华为技术有限公司 一种射频通道校准装置及方法
CN108123764B (zh) * 2017-12-26 2024-03-19 三维通信股份有限公司 一种具有链路自适应性的镜像校准装置及方法
EP3790111B1 (en) 2018-07-06 2022-03-02 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for calibrating phased-array antenna, and related apparatus
US11228104B2 (en) * 2018-07-24 2022-01-18 Mitsubishi Electric Corporation Calibration device and calibration method of array antenna, array antenna, and program storage medium
CN111385009B (zh) * 2018-12-29 2022-04-19 中兴通讯股份有限公司 功率调节方法及装置、阵列天线、存储介质
KR20210006766A (ko) 2019-07-09 2021-01-19 삼성전자주식회사 듀얼 커넥티비티를 지원하는 전자 장치 및 전자 장치에서의 전력 제어 방법
CN110518990B (zh) * 2019-08-19 2021-10-22 深圳创维数字技术有限公司 多天线WiFi产品的校准方法、系统及计算机可读存储介质
CN110597348A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 成都沃特塞恩电子技术有限公司 功率合成方法及系统
CN112422093A (zh) * 2020-11-20 2021-02-26 成都沃特塞恩电子技术有限公司 一种功率合成方法、装置、电子设备及存储介质
CN113702932A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 上海无线电设备研究所 一种测高雷达校准系统
CN113687361B (zh) * 2021-10-26 2022-02-18 南京恩瑞特实业有限公司 一种基于空时频码波技术的同时多通道阵列处理方法
CN115118355B (zh) * 2022-07-08 2024-02-13 电子科技大学 基于近场功率反馈的阵列天线远场检测装置及方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4488155A (en) * 1982-07-30 1984-12-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method and apparatus for self-calibration and phasing of array antenna
JPH07312536A (ja) 1994-05-17 1995-11-28 Sony Corp 短波受信機
US6157343A (en) * 1996-09-09 2000-12-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Antenna array calibration
JP3441256B2 (ja) * 1995-09-06 2003-08-25 株式会社東芝 無線通信システム
US5675285A (en) * 1995-12-21 1997-10-07 Lucent Technologies Inc. Multichannel predistortion linearizer for multiple amplifiers with multiple antennas
US5936754A (en) * 1996-12-02 1999-08-10 At&T Corp. Transmission of CDMA signals over an analog optical link
US6006111A (en) * 1997-10-08 1999-12-21 Nortel Networks Corporation Self-balancing matrix amplifier
US6615024B1 (en) * 1998-05-01 2003-09-02 Arraycomm, Inc. Method and apparatus for determining signatures for calibrating a communication station having an antenna array
US6133868A (en) * 1998-06-05 2000-10-17 Metawave Communications Corporation System and method for fully self-contained calibration of an antenna array
US6157340A (en) * 1998-10-26 2000-12-05 Cwill Telecommunications, Inc. Adaptive antenna array subsystem calibration
US6515616B1 (en) * 1999-04-30 2003-02-04 Metawave Communications Corporation System and method for aligning signals having different phases
CN1118146C (zh) * 1999-08-10 2003-08-13 信息产业部电信科学技术研究院 一种校准智能天线阵的方法和装置
US6236839B1 (en) * 1999-09-10 2001-05-22 Utstarcom, Inc. Method and apparatus for calibrating a smart antenna array
KR100376298B1 (ko) * 1999-09-13 2003-03-17 가부시끼가이샤 도시바 무선통신시스템
JP4303373B2 (ja) * 1999-09-14 2009-07-29 株式会社日立コミュニケーションテクノロジー 無線基地局装置
SE522563C2 (sv) * 2000-02-01 2004-02-17 Ericsson Telefon Ab L M Kalibreringsmetod för en adaptiv gruppantenn
JP3444270B2 (ja) * 2000-05-23 2003-09-08 日本電気株式会社 アレーアンテナ受信装置の校正システム
JP2004528744A (ja) 2001-01-31 2004-09-16 キネテイツク・リミテツド 位相アレイアンテナを用いた信号検出
US6704579B2 (en) * 2001-02-15 2004-03-09 Ensemble Communications System and method of automatically calibrating the gain for a distributed wireless communication system
JP2002261668A (ja) * 2001-03-01 2002-09-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 通信機
JP2002290315A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Hitachi Kokusai Electric Inc 干渉除去方法および移動通信システム
JP2003152611A (ja) 2001-11-19 2003-05-23 Hitachi Ltd 無線通信装置
US7151951B2 (en) * 2002-12-23 2006-12-19 Telefonktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Using beamforming and closed loop transmit diversity in a multi-beam antenna system
CN1176555C (zh) * 2002-12-25 2004-11-17 大唐移动通信设备有限公司 一种对智能天线阵系统进行实时校准的方法
WO2004109952A1 (ja) * 2003-06-02 2004-12-16 Fujitsu Limited アレーアンテナ通信装置およびアレーアンテナ通信装置のキャリブレーション方法
JP4531607B2 (ja) * 2005-03-30 2010-08-25 富士通株式会社 キャリブレーション装置

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