KR20070059992A - 스마트 안테나 시스템의 빔포밍 장치 및 방법 - Google Patents

스마트 안테나 시스템의 빔포밍 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

고정 빔포밍(Fixed Beam-Forming) 방식을 사용하는 스마트 안테나 시스템에서 도래각을 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상향링크 신호의 가중치를 산출하여 간섭신호의 투영 행렬(Projection Matrix)을 생성하는 과정과, 상기 투영 행렬을 이용하여 상기 간섭신호의 공분산 행렬(Covariance Matrix)을 생성하는 과정과, 상기 간섭신호의 공분산 행렬과 수신신호의 공분산 행렬을 이용하여 수신신호의 전력 값과 상기 간섭신호의 전력 값을 산출하는 과정과, 상기 수신신호와 간섭신호의 전력 값의 차를 이용하여 도래각을 추정하는 과정을 포함하여, 빔포밍 에러에 의한 전력 손실을 줄일 수 있으며, 간단한 계산량으로 도래각을 추정할 수 있는 이점이 있다.
빔포밍, 도래각, SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), 고정 빔포밍

Description

스마트 안테나 시스템의 빔포밍 장치 및 방법{BEAM-FORMING APPARATUS AND METHOD IN SMART ANTENNA SYSTEMS}
도 1은 일반적인 스마트 안테나 시스템에서의 빔 패턴을 도시하는 도면,
도 2는 종래기술에 따른 스마트 안테나 시스템에서 고정 빔포밍 방식의 빔패턴을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 스마트 안테나 시스템에서 기지국의 블록구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템에서 도래각을 추정하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템의 빔패턴 그래프,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템의 전력 손실 그래프,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템의 SNR에 따른 FER(Frame Error Rate) 그래프, 및
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템의 도래각 에러를 나타내는 그래프.
본 발명은 스마트 안테나 시스템의 빔포밍 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 스마트 안테나 시스템에서 최대 신호대 잡음비를 갖는 도래각을 추정하여 고정 빔포밍을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동통신시스템은, 동일채널 간섭, 경로손실, 다중경로 페이딩, 신호의 지연 및 도플러 확산, 음영현상 등의 무선 전파채널 특성에 의해 성능 및 용량이 제한된다. 따라서 상기 이동통신시스템은, 전력제어, 채널코딩, 레이크(RAKE) 수신, 다이버시티 안테나, 셀의 섹터화, 주파수 분할, 대역확산 등의 기술을 이용하여 상기 성능 및 용량 제한 현상을 보상하고 있다.
무선멀티미디어 시대를 맞이하여 대용량의 데이터를 무선채널을 이용하여 고속으로 전송해야하는 필요성이 급격히 증대되고 있다. 상기 이동통신 기술의 발전으로 여러 가지 서비스 신호가 혼재하게 될 혼합 셀 환경이 존재한다. 상기 혼합 셀 환경에서는 전송신호가 송신출력과 전송 대역폭이 상대적으로 큰 신호 의한 강한 간섭의 영향을 받는다. 따라서, 상기 간섭신호 및 채널 특성에 의한 성능 열화 현상에 대한 해결책으로 스마트 안테나 기술이 주목받고 있다.
도 1은 일반적인 스마트 안테나 시스템에서의 빔 패턴을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 스마트 안테나 시스템에서 기지국(100) 은 파일럿 신호의 빔패턴(111)을 셀 서비스 영역(113)을 모두 포함할 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 기지국(100)은 트래픽 신호의 빔패턴(115)을 사익 신호를 전송할 단말(102)의 채널을 추정하여 상기 단말(102)로 빔을 형성한다. 이때, 상기 트래픽 신호의 빔패턴(115)은 폭이 좁은 빔을 형성되므로 송신 전력을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 스마트 안테나 시스템은 서비스를 제공할 단말로 빔을 형성하여 전송신호의 신호대 간섭비를 높일 수 있다. 상기 스마트 안테나 시스템은 상기 단말의 채널 상태에 따라 적응적으로 빔계수를 생성하여 빔을 형성하는 적응 빔포밍(Adaptive Beam-forming) 방식과 고정된 안테나 빔포밍 계수를 이용하여 빔을 형성하는 고정 빔포밍(Fixed Beam-formaing) 방식이 있다.
상기 고정 빔포밍 방식은, 도 2에 도시된 바와 같이 미리 정해진 고정된 안테나 빔포밍 계수를 이용하여 빔을 형성한다.
즉, 상기 고정 빔포밍 방식은, 상기 고정된 빔계수와 단말의 위치 및 공간적 신호의 특성을 파악하여 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio)가 최대가 되는 기준으로 공간적 빔을 선택한다. 또한, 상기 고정 빔포밍 방식은 단말의 도래각(Direction of Arrival)을 추정하여 그 방향으로 빔을 선택한다. 즉, 상기 도 2에 도시된 바와 같이 미리 결정된 빔을 통해 최적의 신호 방향으로 빔을 형성한다.
상술한 고정 빔포밍 방식은, 정밀한 도래각을 추정하기 위해 MUSIC(Multiple Signal Classification)과 ESPRIT(Estimation of Signal Parameter via Rotational Invariance Technique) 방법이 흔히 사용한다. 하지만, 상기 도래각 추정 방법들은 다중 경로(Multi-Path)가 존재하는 경우, 주 신호(Main Signal)의 도래각을 정밀하게 추정하기가 어려우며, 안테나의 개수가 늘어남에 따라 계산량이 복잡해져 일반 통신 시스템에 사용하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 고정 빔포밍 방식은 통신시스템이 실제 구현되는 환경에 따라 각 안테나 경로의 케이블 길이가 서로 상이하여 미리 생성해둔 빔포밍 계수를 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 스마트 안테나 시스템에서 정확하게 도래각(Direction of Arrival)을 추정하여 빔포밍을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 고정 빔포밍(Fixed Beam-forming) 방식을 사용하는 스마트 안테나 시스템에서 최대 신호대 간섭 및 잡음비를 갖는 도래각을 추정하여 빔포밍을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 빔을 형성하기 위한 도래각(Direction of Arrival) 추정 방법은, 상향링크 신호의 가중치를 산출하여 간섭 신호의 투영 행렬(Projection Matrix)을 생성하는 과정과, 상기 투영 행렬을 이용하여 간섭 신호에 대한 공분산 행렬(Covariance Matrix)을 생성하는 과정과, 상기 간섭 신호에 대한 공분산 행렬과 수신신호의 공분산 행렬을 이용하여 상기 수신신호와 간섭신호의 전력 값을 산출하 는 과정과, 상기 수신신호와 간섭신호의 전력 값의 차를 이용하여 상기 도래 각을 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 도래각(Direction of Arrival) 추정 장치는, 각 안테나별 위상 가중치를 생성하는 위상 가중치 생성기와, 상기 각 안테나를 통해 수신되는 신호의 공분산 행렬(Covariance Matrix)을 생성하는 공분산 행렬 생성기와, 상기 위상 가중치와 공분산 행렬을 이용하여 상기 수신신호와 간섭 신호의 전력 값을 산출하여 상기 도래각을 추정하는 도래각 추정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 고정 빔포밍 방식을 사용하는 스마트 안테나 시스템에서 최대 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise)를 갖는 도래각(Direction of Arrival)을 추정하여 빔을 형성(Beam-Forming)하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명은, 직교주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식을 사용하는 무선통신시스템을 예를 들어 설명하며, 다른 다중 접속 방식에도 동일하게 적용된다.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 안테나 시스템의 기지국의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기지국은 FFT연산기(301), 곱셈기(303), 위상 가중치 생성기(305), 덧셈기(307), 공분산 행렬 생성기(309), 및 도래각 추정기(311), 빔 형성기(313)를 포함하여 구성된다.
상기 FFT연산기(301)는 각 안테나를 통해 수신된 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 출력한다.
상기 곱셈기(303)는 상기 FFT연산기(301)의 출력신호와 상기 위상 가중치 생성기(305)에서 생성되는 각 안테나별 위상 가중치(a(θ))를 곱하여 상기 수신신호의 위상을 보상한다. 즉, 상기 곱셈기(303)는 각 안테나를 통해 수신되는 수신신호에 상기 위상 가중치를 곱하여 상향링크 신호의 빔이 형성되도록 한다.
상기 위상 가중치 생성기(305)는 상기 도래각 추정기(311)에서 산출된 도래각을 이용하여 각 안테나들을 통해 수신되는 수신신호의 빔을 형성하기 위한 위상 가중치를 생성한다.
상기 덧셈기(307)는 상기 곱셈기(303)에서 각 안테나별로 위상 보상된 수신신호들을 모두 더하여 출력한다. 상기 공분산 행렬(Covariance Matrix) 생성기(309)는 상기 각 안테나를 통해 수신되는 신호의 공분산 벡터를 이용하여 공분산 행렬을 생성한다.
상기 도래각 추정기(311)는 투영 행렬(Projection Matrix) 생성기(321), 전력 산출기(323) 및 도래각 결정기(325)를 포함하여 구성되어, 빔을 형성하기 위한 도래각을 추정한다.
상기 투영 행렬 생성기(321)는 상기 덧셈기(307)로부터 제공받은 수신 신호의 채널을 추정하여 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interfernce and Noise Ratio)가 가장 큰 상향링크 신호를 기반으로 상향링크 가중치(WUP)를 산출한다. 이후, 상기 투영 행렬 생성기(321)는 상기 상향링크 가중치를 하기 <수학식 1>에 적용하여 상기 수신신호의 간섭을 나타내는 투영 행렬(Projection Matrix)을 생성한다.
Figure 112006090097892-PAT00001
여기서, 상기 C는 상기 간섭신호의 투영 행렬을 나타내고, 상기 WUP는 상향링크 가중치를 나타내며, 상기 I는 단위 벡터(Identity Vector)를 나타낸다.
상기 전력 산출기(323)는 상기 위상 가중치 생성기(305)로부터 제공받은 위상 가중치와 상기 공분산 행렬 생성기(307)로부터 제공받은 공분산 행렬 및 상기 투영 행렬 생성기(321)로부터 제공받은 투영 행렬을 이용하여 상기 수신신호의 전력(Pcon)과 간섭 신호의 전력(Pmod)을 산출한다. 여기서, 상기 수신신호와 간섭 신호의 전력은 하기 <수학식 2>와 같이 산출한다. 이때, 상기 위상 가중치 생성기(305)로부터 제공받은 위상 가중치는 이전 프레임의 도래각에 따른 위상 가중치를 사용한다.
Figure 112006090097892-PAT00002
여기서, 상기 R은 수신신호의 공분산 행렬을 나타내고, 상기 a(θ)는 각 안테나들의 위상 가중치를 나타내며, 상기 Rmod는 상기 수신신호에 대한 간섭신호의 공분산 행렬을 나타낸다. 이때, 상기 공분산 행렬은 하기 <수학식 3>과 같이 나타낸다.
Figure 112006090097892-PAT00003
여기서, 상기 β는 정규화 벡터(Normalization Vector)를 나타내고, 상기 C는 상기 <수학식 1>에서 생성된 상기 수신신호의 간섭을 나타내는 투영 행렬을 나타내며, 상기 R은 상기 수신신호의 공분산 행렬을 나타낸다.
상기 도래각 결정기(325)는 하기 <수학식 4>와 같이 상기 전력 산출기(323)에서 산출된 수신신호의 전력 값(Pcon)과 간섭 신호의 전력 값(Pmod)의 차가 가장 큰 각을 선택한다. 이때, 상기 도래각 결정기(325)는 상기 선택된 각을 도래각으로 결정한다.
Figure 112006090097892-PAT00004
여기서, 상기 Pcon(θ)는 수신신호의 전력 값을 나타내고, 상기 Pmod(θ)는 간섭 신호의 전력 값을 나타낸다.
상기 빔 형성기(313)는 상기 도래각 추정기(311)로부터 제공받은 도래각 방향으로 빔을 형성한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템의 기지국에서 도래각을 추정하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 기지국은 401단계에서 단말로부터 수신되는 상향링크 신호의 채널을 추정하여 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interfernce and Noise Ratio)를 이용하여 상향링크 가중치(WUP)를 산출한다.
상기 상향링크 가중치가 산출되면, 상기 기지국은 403단계로 진행하여 상기 산출된 상향링크 가중치를 상기 <수학식 1>에 적용하여 간섭 신호의 투영 행렬(Projection Matrix)을 생성한다.
이후, 상기 기지국은 405단계로 진행하여 상기 투영 행렬을 상기 <수학식 3>에 적용하여 도래각을 추정하기 위한 상기 간섭신호의 공분산 행렬(Covariance Matrix)(Rmod)을 생성한다.
상기 공분산 행렬(Rmod)을 생성한 후, 상기 기지국은 407단계로 진행하여 상기 <수학식 2>를 이용하여 수신신호의 전력 값(Pcon)과 상기 간섭 신호의 전력 값(Pmod)을 산출한다.
상기 수신신호와 간섭신호의 전력 값을 산출한 후, 상기 기지국은 409단계로 진행하여 상기 <수학식 4>와 같이 상기 수신신호의 전력 값(Pcon)과 간섭 신호의 전력 값(Pmod)의 차를 이용하여 도래각을 선택한다. 즉, 상기 기지국은 상기 수신신호와 간섭신호의 전력 차가 가장 큰 각을 도래각으로 선택한다.
상기 도래각을 선택한 후, 상기 기지국은 411단계로 진행하여 상기 추정된 도래각을 이용하여 빔을 형성한다. 이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
이하 설명은 상기 스마트 안테나 시스템에서 최대 신호대 간섭 및 잡음비를 갖는 도래각을 추정하고, 상기 추정된 도래각을 이용하여 빔포밍을 수행하는 경우 성능 그래프를 나타낸다. 여기서, 상기 스마트 안테나 시스템은 빔포밍 성능을 측정하기 위해서 4개의 안테나를 구비하는 기지국과 60km로 이동하는 단말을 가정하여 설명한다. 또한, 5°, 10°, 30°범위를 갖는 3개의 다중 경로를 갖는 것으로 가정하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템의 빔패턴 그래프를 도시하고 있다. 이하 설명에서 가로축은 도래각을 나타내고, 세로축은 이득을 나타 낸다.
상기 도 5를 참조하면, 본 발명은 수신신호와 간섭 신호의 전력 값 차가 가장 큰 각도를 도래각으로 추정하여 빔을 형성한다. 따라서, 상기 본 발명은 MUSIC(Multiple Signal Classification)과 ESPRIT(Estimation of Signal Parameter via Rotational Invariance Technique) 방법과 같이 종래 다른 도래각 추정 방식으로 추정한 도래각을 이용하여 빔을 형성하는 것에 비해 원 신호의 도래각(20°)과의 오차가 작게 발생하는 것을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템의 전력 손실 그래프를 도시하고 있다. 이하 설명에서 가로축은 사용자 수를 나타내고, 세로축은 전력 손실율을 나타낸다.
상기 도 6을 참조하면, 본 발명에 따라 빔을 형성하기 위한 도래각을 추정하는 경우, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 도래각의 오차가 적게 나타나므로 빔포밍 에러에 의한 전력 손실이 적게 발생한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템의 신호대 간섭 및 잡음비에 따른 FER(Frame Error Rate) 그래프를 도시하고 있다. 이하 설명에서 가로축은 신호대 간섭 및 잡음비를 나타내고, 세로축은 FER을 나타낸다.
상기 도 7을 참조하면, 본 발명에 따라 도래각을 추정하는 경우, 도래각 오차가 적게 나타나므로 신호대 간섭 및 잡음비에 따른 FER이 적게 발생하는 것을 나 타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 안테나 시스템의 도래각의 에러를 나타내는 그래프를 도시하고 있다. 이하 설명은 다중 경로의 분포에 따른 추정되는 도래각의 에러를 나타낸다. 따라서, 가로축은 다중 경로의 분포를 나타내고, 세로축은 도래각의 에로율를 나타낸다
상기 도 8을 참조하면, 본 발명에 따라 최대 신호대 간섭 및 잡음비를 갖는 도래각을 추정하여 빔포밍을 수행하는 경우, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 추정되는 도래각의 오차가 적게 발생하기 때문에 다중 경로의 분포에 따라 추정되는 도래각의 에러가 적게 발생하는 것을 나타낸다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 고정 빔포밍 방식을 사용하는 스마트 안테나 시스템에서 최고 신호대 간섭 및 잡음비를 갖는 도래각을 추정하여 빔포밍을 수행함으로써, 빔 포밍 에러에 의한 전력 손실을 줄일 수 있으며, 간단한 계산량으로 도래각을 추정할 수 있는 이점이 있다.

Claims (23)

  1. 다중 안테나 시스템에서 빔을 형성하기 위한 도래각(Direction of Arrival) 추정 방법에 있어서,
    상향링크 신호의 가중치를 산출하여 간섭 신호의 투영 행렬(Projection Matrix)을 생성하는 과정과,
    상기 투영 행렬을 이용하여 간섭 신호에 대한 공분산 행렬(Covariance Matrix)을 생성하는 과정과,
    상기 간섭 신호에 대한 공분산 행렬과 수신신호의 공분산 행렬을 이용하여 상기 수신신호와 간섭신호의 전력 값을 산출하는 과정과,
    상기 수신신호와 간섭신호의 전력 값의 차를 이용하여 상기 도래 각을 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 간섭신호에 대한 공분산 행렬은, 상기 수신신호의 공분산 행렬과 상기 간섭 신호에 대한 투영 행렬을 이용하여 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 간섭신호에 대한 공분산 행렬은, 하기 수학식 5를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112006090097892-PAT00005
    여기서, 상기 β는 정규화 벡터(Normalization Vector), 상기 C는 인접신호 성분을 제거한 수신신호의 투영 행렬, 상기 R은 상기 수신신호의 공분산 행렬을 나타냄.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 간섭신호의 전력 값은, 하기 수학식 6을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112006090097892-PAT00006
    여기서, 상기 a(θ)는 각 안테나별 위상 가중치, 상기 Rmod는 상기 간섭 신호의 공분산 행렬을 나타냄.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 도래 각을 추정하는 과정은,
    상기 수신신호의 전력 값과 상기 간섭신호의 전력 값의 차를 산출하는 과정과,
    상기 수신신호와 간섭신호의 전력 값 차가 가장 큰 각도를 도래 각으로 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 도래 각은 하기 수학식 7을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112006090097892-PAT00007
    여기서, 상기 Pcon(θ)는 수신신호의 전력 값, 상기 Pmod(θ)는 간섭 신호의 전력 값을 나타냄.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 도래 각은, 최고 신호대 간섭 및 잡음비(Maximum Signal to Interference and Noise Ratio)를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 도래 각을 이용하여 하향링크 신호의 빔을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 도래 각을 이용하여 각 안테나별 위상 가중치를 산출하는 과정과,
    각 안테나를 통해 수신되는 신호에 상기 위상 가중치를 적용하여 상향링크 신호의 빔을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 다중 안테나 시스템에서 도래각(Direction of Arrival) 추정 장치에 있어서,
    각 안테나별 위상 가중치를 생성하는 위상 가중치 생성기와,
    상기 각 안테나를 통해 수신되는 신호의 공분산 행렬(Covariance Matrix)을 생성하는 공분산 행렬 생성기와,
    상기 위상 가중치와 공분산 행렬을 이용하여 상기 수신신호와 간섭 신호의 전력 값을 산출하여 상기 도래각을 추정하는 도래각 추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 도래각 추정기는,
    상기 간섭 신호의 투영 행렬(Projection Matrix)을 생성하는 투영 행렬 생성기와.
    상기 위상 가중치와 공분산 행렬 및 투영 행렬을 이용하여 상기 수신신호와 간섭 신호의 전력을 산출하는 전력 산출기와,
    상기 수신신호와 간섭 신호의 전력을 비교하여 도래각을 추정하는 도래각 결정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 투영 행렬 생성기는,
    상향링크 신호의 채널을 추정하여 상향링크 가중치를 산출하고,
    상기 상향링크 가중치를 이용하여 상기 간섭 신호의 투영 행렬을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 투영 행렬 생성기는, 하기 수학식 8을 이용하여 상기 간섭 신호의 투영행렬을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112006090097892-PAT00008
    여기서, 상기 C는 상기 간섭 신호의 투영 행렬, 상기 WUP는 상향링크 가중치, 상기 I는 단위 벡터(Identity Vector)를 나타냄.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 전력 산출기는,
    상기 위상 가중치와 공분산 행렬을 이용하여 수신신호의 전력을 산출하고,
    상기 위상 가중치와 상기 간섭 신호의 공분산 행렬 및 상기 투영행렬을 이용하여 상기 간섭 신호의 전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 전력 산출기는, 상기 수신신호의 공분산 행렬과 상기 간섭 신호에 대한 투영 행렬 및 상기 안테나별 위상 가중치를 이용하여 상기 간섭 신호의 공분산 행렬을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 전력 산출기는, 하기 수학식 9를 이용하여 상기 간섭 신호의 공분산 행렬을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112006090097892-PAT00009
    여기서, 상기 β는 정규화 벡터(Normalization Vector), 상기 C는 상기 간섭 신호의 투영 행렬, 상기 R은 상기 수신신호의 공분산 행렬을 나타냄.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 전력 산출기는, 하기 수학식 10을 이용하여 상기 수신신호와 간섭 신호의 전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112006090097892-PAT00010
    여기서, 상기 Pcon는 상기 수신신호의 전력, 상기 Pmod는 상기 간섭 신호의 전력, 상기 R은 수신신호의 공분산 행렬, 상기 a(θ)는 각 안테나별 위상 가중치, ㅅ상기 PMod는 상기 간섭 신호의 공분산 행렬을 나타냄.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 도래각 결정기는,
    상기 수신신호의 전력과 간섭 신호의 전력의 차가 가장 큰 각도를 상기 도래각으로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 도래각 결정기는, 하기 수학식 11을 이용하여 도래각을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112006090097892-PAT00011
    여기서, 상기 Pcon(θ)는 수신신호의 전력 값, 상기 Pmod(θ)는 간섭 신호의 전력 값을 나타냄.
  20. 제 10항에 있어서,
    상기 도래각 추정기에서 결정된 도래각을 이용하여 하향링크 빔을 형성하는 빔 형성기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 10항에 있어서,
    상기 위상 가중치 생성기는, 상기 도래각 추정기에서 추정된 도래각을 이용하여 각 안테나별 위상 가중치를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 10항에 있어서,
    상기 위상 가중치 생성기에서 생성된 각 안테나별 위상 가중치를 각 안테나를 통해 수신되는 수신신호에 곱하여 상향링크 빔을 형성하는 곱셈기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 다중 안테나 시스템에서 빔을 형성하기 위한 도래각(Direction of Arrival) 추정 장치에 있어서,
    상향링크 신호의 가중치를 산출하여 간섭 신호의 투영 행렬(Projection Matrix)을 생성하는 수단과,
    상기 투영 행렬을 이용하여 간섭 신호에 대한 공분산 행렬(Covariance Matrix)을 생성하는 수단과,
    상기 간섭 신호에 대한 공분산 행렬과 수신신호의 공분산 행렬을 이용하여 상기 수신신호와 간섭신호의 전력 값을 산출하는 수단과,
    상기 수신신호와 간섭신호의 전력 값의 차를 이용하여 상기 도래 각을 추정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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