KR20080021194A - 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치 및 방법 - Google Patents

스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치 및 방법

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KR20080021194A
KR20080021194A KR1020060082323A KR20060082323A KR20080021194A KR 20080021194 A KR20080021194 A KR 20080021194A KR 1020060082323 A KR1020060082323 A KR 1020060082323A KR 20060082323 A KR20060082323 A KR 20060082323A KR 20080021194 A KR20080021194 A KR 20080021194A
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박종현
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텔레시스 와이어레스 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 M개의 안테나에서 빔 성형하여 신호를 전송하는 스마트 안테나 시스템에 관한 것으로, 특히 상기 M개의 안테나들을 통해 전송되는 각 신호들간의 무선 처리 특성에 따른 크기 및 위상 차이를 보정하기 위한 무선 처리 교정 장치에 있어서, 상기 M개의 각 안테나를 통해 전송되는 신호를 분배하는 M개의 커플러들; 상기 M개의 각 커플러와 해당 무선 체인의 안테나 사이에 위치하며, 상기 커플러로부터 상기 해당 안테나로 출력되는 신호를 온오프 스위칭하는 M개의 제1 스위치들 상기 M개의 커플러들 중 일부의 커플러들로부터 신호를 제공받아, 나머지 다른 커플러들로 신호를 분배하는 하나의 제M+1 커플러; 및 상기 M개의 각 커플러와 상기 제M+1 커플러 사이에 위치하여 상호 간에 전송되는 신호를 온오프 스위칭하는 M개의 제2 스위치들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치 및 방법{Online RF calibration apparatus and method for smart antenna}
본 발명은 스마트 안테나 시스템에 관한 것으로, 특히 스마트 안테나 시스템에서의 무선 처리 과정에서 발생하는 신호의 크기 및 위상의 변화를 바로잡기 위한 스마트 안테나를 위한 무선 처리 교정 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 인터넷에 대한 수요가 급증하고 있는 가운데 데이터 통신 기기 간에 무선으로 유선에 버금가는 고속으로 멀티미디어 통신을 할 수 있는 핵심 기술들이 날로 발전을 거듭하고 있다. 특히, 무선 LAN(Local Area Network)이 단순히 가정이나 사무실 영역에서 무선 네트워킹 기술로 사용되던 범주에서 벗어나 광대역 무선 인터넷 접속 수단으로써 더욱 고속화하면서 사용 영역을 확대할 수 있도록 하기 위한 방안에 대한 관심이 고조되고 있다.
그러나 현재의 무선 LAN 시스템은 대부분 전방향(omni-directional) 안테나(이하, 'omni 안테나'라 한다)를 사용하고 있다. 일반적으로 무선 통신에서 거리가 멀어지면 이에 따라 수신 전파의 세기는 감소하게 되고 신호가 열화 되므로 데이터가 유실되거나 오류가 발생하게 된다. 따라서, 현재의 무선 LAN 시스템에서는 전송률 별로 서비스 가능 영역이 제한을 받게 된다.
이에 따라 고속 서비스 가능 영역을 확대하기 위해 스마트 안테나(smart antenna)기술을 활용할 필요성이 대두 되었다. 상기 스마트 안테나의 기본 원리는 간섭 신호 속에서 원하는 신호만을 추출해 내는 것으로, 원하는 신호의 방향으로는 큰 이득을 주고 다른 방향으로는 작은 이득을 주어서 동일한 전송 전력에 대해 송수신단이 더 많은 전력을 얻도록 하는 것이다.
즉, 원하는 가입자가 있는 곳에서는 보강 간섭이 일어나도록, 그리고 원치 않는 가입자는 간섭 신호로 작용하여 상쇄 간섭이 일어나도록 동작을 하는 방식인데 이러한 방식을 빔 성형(beamforming) 이라고 한다. 실제 스마트 안테나를 통해 데이터 통신이 이루어지는 시스템간에만 송신 혹은 수신 빔 성형을 통해 SNR(Signal-to-Noise Ratio)을 높여 줌으로써 데이터 송수신 성능을 크게 향상시킬 수가 있다.
한편, 상술한 스마트 안테나 기술의 장점은 다음과 같다.
첫째, 신호가 분산되지 않고 원하는 곳으로 모이므로 신호의 이득(Gain)을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 기지국 당 커버(cover)할 수 있는 영역을 늘어나게 할 수 있으며, 또한 이득이 증가함으로 인해 단말기의 전력 소비를 줄일 수 있어 배터리 사용시간도 늘어나게 된다. 둘째, 원하지 않는 방향의 신호는 효과적으로 제거되므로 간섭 신호의 제거가 가능하다. 셋째, 스마트 안테나는 공간적인 필터 효과도 아울러 수행하기 때문에 다중 경로(Multipath)의 효과를 많이 감소시킬 수 있다. 반면, 단점으로는 배열 안테나(array antenna)를 사용하기 때문에 시스템이 복잡해지고 구현시 비용이 많이 들게 된다.
이때, 상술한 빔 성형(beamforming) 방식에 근거한 스마트 안테나의 방식을 분류하면 고정빔 선택 방식(switched beam smart antenna)과 적응빔 방식(adaptive beam smart antenna)으로 분류할 수 있다. 상기 고정빔 선택 방식은 안테나의 빔 패턴이 고정되어 있는 것을 사용하는 방식으로, 안테나 패턴과 패턴 사이에 사용자가 위치하게 되면 성능이 감소하는 결과를 가지고 올 수도 있다.
반면, 적응빔 방식은 안테나의 패턴을 시간이나 혹은 주위 환경에 따라서 변하게 하는 것으로, 상기 고정빔에 비하여 좀더 지능적으로 환경에 적응하도록 하는 것이 가능하며, 사용자에게 직접 빔을 형성할 수 있는 장점이 있다.
상기 적응빔 방식의 알고리즘은 크게 3가지 알고리즘으로 접근할 수 있다. 첫째는, DOA(Direction of Arrival) 기반 알고리즘으로 이 방식에서는 먼저 신호의 입사 방향을 방향 탐지 알고리즘을 사용하여 찾고, 찾은 방향에 대하여 빔 성형을 수행하는 방식이다. 두 번째는, 트레이닝 시퀀스 기반 알고리즘(training sequence based algorithm)으로, 트레이닝 시퀀스(training sequence), 즉 사전에 미리 알고 있는 신호를 근거로 하여 빔 패턴(beam pattern)을 구하는 방식이다.
이러한 트레이닝 시퀀스 기반 알고리즘 방식에는 SMI(Sample Matrix Inversion), LMS(Least Means Square), RLS(Recursive Least Square) 등이 있으며, 상술한 바와 같이 트레이닝 시퀀스를 사용하므로 제한적이기는 하지만 구현이 비교적 용이한 장점이 있다.
세 번째는, 블라인드 스마트 안테나 알고리즘(blind smart antenna algorithm)으로, 트레이닝 시퀀스를 사용하지 않고 다만 신호의 특성만을 이용하여 빔 패턴을 결정하는 방식이다. 상기 블라인드 스마트 안테나 알고리즘은 트레이닝 시퀀스와 같은 오버헤드(overhead)나 제한조건이 없는 장점이 있으나 복잡하고 성능이 떨어지는 단점이 있다.
그러나, 상술한 빔 성형 방법은 기저 대역(baseband)에서 연산한 해로서 송수신단의 RF 소자들의 상이함으로 야기될 수 있는 신호 크기(amplitude) 및 위상(phase)의 변화를 보정하는 것은 안정적인 성능 유지를 위해 필수적인 사항이며, 이러한 보정 방법을 교정(calibration) 혹은 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)이라 한다.
또한, 상기와 같은 변화는 송수신시 다른 영향이 있으므로 송신단 및 수신단에 모두 고려하여야 하고, 이러한 변화들은 시간과 온도에 따라 변하므로, 수시로 부가 시스템의 구동 없이 교정할 수 있는 온라인(on-line) 교정 방법과 실시간 처리가 요구되어 진다.
그러나 종래의 제안된 방법들은 송신단과 수신단이 따로 교정하는 방법과 오프라인(off-line) 교정 방법이다. 상기 송수신단이 따로 교정하는 방법은 구현시 정확한 교정을 할 수 없어 성능이 떨어지고, 상기 오프라인 교정 방법은 송수신단의 따로 할당된 연산시스템과 동기가 없이는 시스템 구현이 어려운 단점이 있다. 또한, 상기 오프라인 교정 방법은 무선 LAN과 같은 시스템 구현과 네트워크 구성시 단점이 있다.
이하, 종래 기술에 따른 오프라인 교정을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래 기술에 따른 교정 계수를 산출하는 오프라인 교정 시스템을 나타낸 도면이며, 도 2 및 도 3은 일반적으로 각 교정 방법에 따라 산출된 교정 계수 값을 사용하여 교정을 수행하는 수신단 및 송신단의 세부 구조를 나타낸 도면이다. 즉, 상기 도 1에 따라 산출된 교정 계수에 의해 도 2 및 도 3과 같은 교정이 수행되며, 다른 방법에 따라 산출된 교정 계수의 경우에도 상기 도 2 및 도 3과 같은 교정이 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이 실제 통신 상황에서 아날로그 RF 소자들의 영향으로 신호의 크기(amplitude)와 위상(phase)의 변화를 초래하며, 이러한 변화는 기저 대역에서 신호 처리하는 시스템 구현시 큰 문제점을 야기할 수 있다. 이러한 변화를 제거하고 대처하는 과정을 상술한 바와 같이 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)이라고 하였다.
안테나 어레이(Antenna array)를 사용한 교정의 개념을 두 가지 방법에서 살펴보면 크게 오프라인 교정(off-line calibration)과 온라인 교정(on-line calibration)으로 구분될 수 있다.
종래의 온라인 교정은 시스템 동작시 교정할 수 있는 반면, TDD(Time Division Duplex) 시스템의 경우에도 송수신 경로가 독립적으로 있어야 하는 단점이 있다. 또한, 오프라인 교정은 상술한 바와 같이 시스템이 동작하지 않는 상황에서 교정해야 하는 문제점이 있다. 이러한 교정 방법들은 송수신단의 전달 함수를 적절한 측정 방법과 측정 데이터를 통해 연산함으로써 수행되어 진다.
또한, 기저 대역에서 구한 수신단 가중치 벡터(weighting vector)를 송신단 가중치 벡터로 사용한다는 가정에서는 송수신단 전달 함수를 동시에 고려하여 연산하고, 교정을 하는 것이 요구된다. 통상적으로 상기 송수신 전달 함수를 구하기 위해서는 부가적인 안테나가 필요하나, 하기 도 1에서는 부가적인 안테나가 필요하지 않은 오프라인 교정 예를 설명한다. 특히, 안테나 수가 네 개이며, FFT 및 IFFT 변환 길이가 64인 경우를 예로 들어 설명한다.
한편, 수신단 교정 장치의 블록도는 상술한 바와 같이 도 2와 같이 구현될 수 있다. 상기 도 2를 참조하면 일반적인 수신 교정 장치는 각 수신 안테나(201)마다 무선 처리부(202), 아날로그 디지털 변환부(Analog to Digital Converter; 이하, 'AD 변환부'라 한다.)(203), 고속 푸리에 변환부(Fast Fourier Transformer; 이하, 'FFT'라 한다)(204), RX 교정부(RX Calibration)(205) 등으로 구성된다.
상기 각 안테나(201) i에서 수신된 신호는 Xi이고, 는 기저 대역에서의 신호이다. 상기 기저대역에서의 신호 는 하기 <수학식 1>과 같다.
한편, 상기 는 무선 처리부(RF 처리부)(202)에서의 영향으로 진폭(amplitude) 및 위상(phase) 성분이 왜곡되어 있다. 이때, 상기 무선 처리부(202)의 영향은 수신 전달 함수로 (R1, R2, R3, R4)와 같이 표현될 수 있다.
이러한 영향들은 상기 RX 교정부(205)에서 수신 교정함으로써 제거하게 된다. 상기 수신 교정의 과정은 수신 전달 함수의 역수의 값((Ri(k))-1)을 곱하는 과정으로 동작되며, 교정된 수신단의 출력값은 하기 <수학식 2>와 같이 표현될 수 있다.
상기 <수학식 1> 및 <수학식 2>에서 는 FFT 변환 후의 기저 대역에서의 신호이며 길이가 64인 벡터(vector) 값이고, 각 요소들은 주파수 빈(bin)을 의미한다. 또한, 수신 전달 함수값으로 교정된 후의 신호는 상기 <수학식 2>로 나타낼 수가 있게 된다.
한편, 무선/안테나 교정된 신호는 기저대역 디지털 신호 처리에서 얻어진 수신 가중치 벡터로 각 주파수 영역 빈(bin)과 곱한 뒤 합해져서, 신호 복조 동작의 입력 신호가 된다. 이러한 상관 관계는 하기 <수학식 3>으로 나타낼 수 있다.
이상으로 도 2를 참조하여 일반적인 수신 신호의 교정을 설명하였으며, 이하 도 3을 참조하여 일반적인 송신 신호의 교정을 설명한다.
송신 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)은 다음과 같다. 송신단 교정도 상술한 수신단 교정과 마찬가지로 송신 전달 함수(T1, T2, T3, T4)를 사용한다. 이때, 상기 송신 교정 장치의 구조는 상기 도 3과 같다.
상기 도 3을 참조하면, 일반적인 송신 교정 장치는 각 송신 안테나(301)마다 무선 처리부(302), 아날로그 디지털 변환부(Analog to Digital Converter; 이하, 'AD 변환부'라 한다.)(303), 역고속 푸리에 변환부(Inverse Fast Fourier Transformer; 이하, 'IFFT'라 한다)(304), TX 교정부(TX Calibration)(305) 등으로 구성된다.
기저 대역에서의 가중치 벡터값과 송신 신호의 곱은 W(i)×s이고, 상술한 수신단 교정 방법과 마찬가지로 송신 전달 함수의 역수의 값((Ti(k))-1)을 기저 대역에서 곱하는 과정으로 송신 교정이 수행된다. 한편, 상기 교정된 신호는 IFFT(304)에서 역고속 푸리에 변환된 후에 AD 변환부(303) 및 무선 처리부(302)를 거쳐 각 안테나(301)를 통하여 송신된다. 상기 과정에서 교정된 신호와 무선 처리부(302)에서의 영향 Ti(k)는 서로 상쇄된다. 이때, 상기 교정된 후 각 안테나(301)에서의 송신 신호는 하기 <수학식 4>와 같이 표현될 수 있다.
상기 <수학식 4>에서와 같이 기저 대역에서 송수신 전달 함수를 사용하여 교정함을 알 수 있다.
즉, 상술한 바에 따르면 송수신 교정이 기저 대역에서 동작되므로 상기 기저 대역에서의 측정 데이터가 필요함을 알 수 있다. 이하, 상기 도 1을 참조하여 기저 대역에서의 데이터를 측정하여 전달 함수를 구하는 과정을 설명한다.
한편, 하기에서 설명하는 전달 함수의 측정 방법은 안테나 수에 관계없이 적용될 수 있다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 도 1에 도시된 바와 같이 안테나 수가 4인 경우를 예를 들어 설명한다.
상기 도 1을 참조하면 송수신 전달 함수를 연산하기 위해서는 각 안테나(101) 간에 커플러(coupler; 103)로 연결되며, 상기 각 안테나(101)와 커플러(103) 간에는 스위치(102)로 연결되어 있다. 이때, 상기 각 안테나(101)는 상기 스위치(102)를 사용하여 송수신 동작을 제어하게 된다.
이때, 송수신 전달 함수의 값들은 기저 대역 주파수 빈(bin)에서 적용될 신호이므로 전체 주파수 빈(bin) 수만큼의 연산 값들이 필요하다. 또한, 교정시 필요한 데이터를 측정하기 위하여, 송신 신호로는 scal을 사용하게 된다.
상기 교정시 필요한 측정 데이터를 얻기 위한 과정은 다음과 같다. 상기 송수신 스위치 SW-1(104a)은 제1 안테나(101a)의 송신단에 연결되고, 스위치 SW-11(102a)는 상기 커플러(103)에 연결되며, 송신기 TX1(106a)를 사용하여 저속(low rate) 제어 신호 scal을 IFFT(108a)로 입력하여 송신한다.
스위치 SW-22(102b), SW-33(102c) 및 SW-44(102d)는 상기 커플러(103)에 연결되고, 송수신 스위치 SW-2(104b), SW-3(104c), SW-4(104d)는 수신단에 연결되어 각 수신단 FFT(109) 뒤에서 제2 안테나(101b)로 수신되는 경우, 제3 안테나(101c)로 수신되는 경우 및 제4 안테나(101d)로 수신되는 경우의 데이터를 동시에 측정하게 된다.
이때, 각 안테나(101)에서 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)시 사용되는 송신 신호는 동일한 신호 scal을 사용하게 된다. 상술한 설명 과정은 하기 <수학식 5>로 표현될 수 있다.
상기 <수학식 5>에서 βi,j(k)는 FFT후의 측정된 데이터를 나타낸다. 이때, 상기 βi,j(k)에서 첫 번째 첨자 i는 송신 안테나 번호(antenna number)이고, 두 번째 첨자 j는 수신 안테나 번호(antenna number)이며, k는 기저 대역에서의 주파수 빈(bin) 번호를 의미한다. 한편, Bi ,j(k)는 교정 송신 신호로 정규화(normailized)된 신호이며 이에 대한 관계식은 하기 <수학식 6>과 같다.
한편, 커플러 간의 전달 함수 관계를 나타내는 ζxy(k)의 첫 번째 첨자 x는 수신 안테나 번호(antenna number)의 연결된 커플러 번호(coupler number)를 나타내고, 두 번째 첨자 y는 송신 안테나 번호(antenna number)와 연결된 커플러 번호(coupler number)를 나타내며, k는 기저 대역에서의 주파수 빈(bin) 번호를 의미한다.
일반적으로 커플러(coupler)의 수동 소자인 ζxy(k)는 스케터링 행렬(scattering matrix)이 상호 교환 가능한 관계로 나타낼 수 있어 하기 <수학식 7>과 같은 관계식이 성립한다.
한편, 기저 대역에서의 사용가능한 ζxy(k)값을 구하기 위해서는 RF에서의 전달함수 ζxy(f)가 필요하고, 이 함수는 여러 주파수 빈(bin)에서 측정된 데이터를 사용하여 연산 된다. 이때, 상기 ζxy(f) 계산시 필요한 RF 주파수 빈(bin) 값들은 몇몇 떨어진 빈(bin)에서 측정하고, 그 사이 값은 보간(interpolation)을 통하여 구해질 수 있다.
먼저, 제1 안테나(101a)를 수신 데이터 측정으로 사용하는 경우 송수신 스위치 SW-2(104b)는 송신단에 연결하고, 스위치 SW-22(102b)는 커플러(103)에 연결한 뒤, 제2 안테나(101b)를 통하여 저속 제어 프레임(low rate control frame) scal을 송신한다.
이때, 상기 제1 안테나(101a)의 스위치 SW-11(102a)은 커플러(103)에 연결되고, 송수신 스위치 SW-1(104a)은 수신단에 연결한 후 FFT(109a) 뒤에서 데이터를 측정하게 된다. 상기 측정시 스위치 SW-22(102b) 및 SW-11(102a)을 제외한 스위치들(즉, SW-33(102c) 및 SW-44(102d))은 커플러(103)에서 단선 된다.
상기에서 설명한 방법을 제2 안테나(101b), 제3 안테나(101c) 및 제4 안테나(101d)에 대하여 송신을 반복하고, 수신은 제1 안테나(101a)에서 측정을 반복한다. 상술한 설명 과정은 하기의 <수학식 8>과 같이 표현될 수 있다.
전달 함수를 얻기 위한 마지막 과정으로, 상기 송수신 스위치 SW-2(104b)는 송신단에 연결하고, 스위치 SW-22(102b)는 커플러(103)에 연결한 뒤, 제2 안테나(101b)를 통하여 저속 제어 신호 scal을 송신한다. 이때, 제3 안테나(101c)의 스위치 SW-33(102c)은 커플러(103)에 연결되고, 송수신 스위치 SW-3(104c)은 수신단에 연결한 후 FFT(109c) 뒤에서 데이터를 측정한다. 한편, 상술한 과정은 하기 <수학식 9>와 같이 표현될 수 있다.
또한, 하기 <수학식 10>과 같이 제1 안테나(101a)를 기준 안테나(reference antenna)로 사용하여 각 안테나 간 상관 관계로 전달 함수를 구할 수가 있게 된다.
한편, 상술한 수식들을 송수신단 전달 함수에 대하여 정리하면 하기 <수학식 11> 내지 <수학식 18>과 같다.
또한, 상기와 같은 수식들은 미리 연산된 커플러 전달 함수 값과 측정 데이터 값으로 송수신단 전달 함수를 구하면 하기 <수학식 19> 내지 <수학식 26>과 같다.
상기에서 구해진 송수신단 전달 함수 값을 사용하여 기저 대역에서 송수신 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)을 할 수 있다. 상기에서는 안테나가 4개인 경우를 설명하였으나, 상기 연산 과정은 안테나의 수에 관계없이 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 송수신단의 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration) 방법을 고려했을 때, 상기 도 1에서 상술한 바와 같은 종래의 오프라인 교정(off-line calibration) 방법은 시스템 동작시 교정을 할 수 없기 때문에 부가적인 교정 시간이 필요하다는 단점이 있다.
또한, 종래의 온라인 교정(on-line calibration)은 무선 LAN과 같은 TDD 시스템에서 교정을 위해 별도의 송수신기가 필요하기 때문에, 부가적인 하드웨어의 비용을 고려해야 한다는 문제점이 있다.
한편, 상술한 바와 같이 스마트 안테나 시스템을 구현시, 여러 개의 RF 체인(chain) 및 안테나가 필요하며, 이로 인한 문제를 보상하기 위해 RF 체인 교정(chain calibration)을 위한 회로가 추가된다. 이때, 추가되는 회로는 각 RF 체인(chain)의 신호를 다른 RF 체인(chain)으로 연결시켜 주는 회로이다. 이 회로는 RF 프런트 엔드(front end)단 구조를 결정하며, 그 방법에 따라 시스템의 성능과 구현 비용이 달라진다.
따라서, 상술한 도 1에서와 같이 RF 체인(chain)간 송수신 신호를 연결하는 부분을 도 4에 도시된 바와 같은 링 커플러(Ring Coupler)(400)를 사용할 경우, 상기 링의 직경은 전파의 파장과 관련이 있으므로 주파수가 낮을수록 회로가 커지게 되며, 이에 따라 PCB의 면적을 많이 차지하게 된다.
이와 같이, 구현되는 회로가 PCB 면적을 많이 점유할 경우에는 전파의 불필요한 감쇄와 방사현상이 나타나며, 또한 불요파의 간섭을 쉽게 받을 수 있으므로 적절한 차폐가 필요함으로 구현시 비용이 증가하게 되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 스마트 안테나 시스템에서 무선 처리 교정을 수행함에 있어, 어레이 안테나를 구성하는 전방향 안테나를 번갈아 선택하여, 알고 있는 저속 제어 신호를 송출하고, 상기 송출된 저속 신호를 이용하여 교정함으로써 통신의 중단 없이 교정이 가능한 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 스마트 안테나 시스템에서 무선 처리 교정을 수행함에 있어, 각 RF 체인의 신호를 디바이더에 의해 다른 RF 체인으로 연결시켜줌으로써 시스템의 성능을 향상시키는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 장치는; M개의 안테나에서 빔 성형하여 신호를 전송하는 스마트 안테나 시스템에서, 상기 M개의 안테나들을 통해 전송되는 각 신호들간의 무선 처리 특성에 따른 크기 및 위상 차이를 보정하기 위한 무선 처리 교정 장치에 있어서, 상기 M개의 각 안테나를 통해 전송되는 신호를 분배하는 M개의 커플러들; 상기 M개의 각 커플러와 해당 무선 체인의 안테나 사이에 위치하며, 상기 커플러로부터 상기 해당 안테나로 출력되는 신호를 온오프 스위칭하는 M개의 제1 스위치들; 상기 M개의 커플러들 중 일부의 커플러들로부터 신호를 제공받아, 나머지 다른 커플러들로 신호를 분배하는 하나의 제M+1 커플러; 및 상기 M개의 각 커플러와 상기 제M+1 커플러 사이에 위치하여 상호 간에 전송되는 신호를 온오프 스위칭하는 M개의 제2 스위치들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 방법은; M개의 안테나에서 빔 성형하여 신호를 전송하는 스마트 안테나 시스템에서, 상기 M개의 안테나들을 통해 전송되는 각 신호들간의 무선 처리 특성에 따른 크기 및 위상 차이를 보정하기 위한 무선 처리 교정 방법에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나를 통해 측정 데이터 신호를 전송하는 단계; 상기 전송되는 측정 데이터 신호를 상기 각 안테나마다 연결된 해당 무선 체인의 커플러를 통해 분배하는 단계; 상기 커플러를 통해 분배된 측정 데이터 신호를 상기 해당 무선 체인마다 구비된 커플러와 별도로 구비된 다른 커플러를 통해 상기 M개의 안테나 중에서 상기 측정 데이터 신호를 전송하는 안테나와 다른 나머지 안테나와 연결된 무선 체인으로 전송하는 단계; 및 상기 각 무선 체인에서 상기 측정 데이터를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 장치는; M개의 안테나에서 빔 성형하여 신호를 전송하는 스마트 안테나 시스템에서, 상기 M개의 안테나들을 통해 전송되는 각 신호들간의 무선 처리 특성에 따른 크기 및 위상 차이를 보정하기 위한 무선 처리 교정 장치에 있어서, 상기 M개의 각 안테나를 통해 전송되는 신호를 온오프 스위칭하는 M개의 스위치들; 및 상기 M개의 스위치들과 연결되며, 상기 M개의 스위치들 중 일부의 스위치들로부터 신호를 제공받아, 나머지 다른 스위치들로 신호를 분배하는 하나의 디바이더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 방법은; M개의 안테나에서 빔 성형하여 신호를 전송하는 스마트 안테나 시스템에서, 상기 M개의 안테나들을 통해 전송되는 각 신호들간의 무선 처리 특성에 따른 크기 및 위상 차이를 보정하기 위한 무선 처리 교정 방법에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나를 통해 측정 데이터 신호를 전송하는 단계; 상기 전송되는 측정 데이터 신호를 상기 각 안테나마다 연결된 해당 무선 체인의 스위치를 통해 디바이더로 전송하는 단계; 상기 디바이더를 통해 상기 수신된 측정 데이터 신호를 상기 M개의 안테나 중에서 상기 측정 데이터 신호를 전송하는 안테나와 다른 나머지 안테나와 연결된 무선 체인으로 전송하는 단계; 및 상기 각 무선 체인에서 상기 측정 데이터를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 스마트 안테나 시스템에서 빔성형(beamforming)을 고려할 때, 필수적으로 필요한 무선 교정(RF Calibration)을 위한 방법들을 제안한다.
이에 따라, 본 발명의 제1 실시 예에서는 스마트 안테나 시스템 구현시 고려해야 하는 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration) 문제를 해결하기 위하여 어레이 안테나(array antenna)를 구성하는 전방향 안테나(omni-directional antenna)로 알고 있는 저속(low rate) 제어 신호를 번갈아 가며 송출하고, 상기 송출된 저속 제어 신호를 이용하여 온라인 교정(on-line calibration) 하는 방법을 제안한다. 상기 본 발명에 따른 방법은 종래의 오프라인 교정(off-line calibration) 방법과는 다르게 송수신시 부가적인 교정 시간이 필요 없게 된다. 또한, 종래의 온라인 교정(on-line calibration) 시 무선 LAN과 같은 TDD 시스템에서 교정을 위해 별도의 송수신기가 필요했지만, 본 발명에 따라 제안되는 방법에서는 별도의 송수신기를 가질 필요가 없어 하드웨어 구현시 큰 장점이 있다.
이러한, 본 발명에서 제안하는 상기 방법은 종래의 무선 LAN 시스템과의 호환성을 고려한 방법으로서, 네트워크의 진화 관점에서도 이음새 없는(seamless) 방법이고, 실시간 처리에 적합한 스마트 안테나 구조를 제공하게 된다. 아울러, 본 발명에 따른 방법에 의해 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)을 할 때, 정상적인 통신을 수행하면서 동시에 교정이 가능하도록 하며, 간단한 하드웨어로도 온라인 교정(on-line calibration)의 구현이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 스마트 안테나 시스템 구현시 사용할 수 있는 디바이더(divider)를 이용한 RF 프런트 엔드(front end) 구조를 제안한다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예에서는 RF 체인(chain) 간 송수신 신호를 연결하는 부분을 종래의 링 커플러 구조가 아닌 디바이더 구조를 갖는 회로를 제안한다.
먼저, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선 교정 방법을 설명하며, 다음으로 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선 교정 방법을 설명한다.
<제1 실시 예 - 저속 제어 신호 송출 방법>
빔성형 방법을 무선 LAN시스템에 적용하기 위해서는 상술한 바와 같이 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)이 필수적이다. 상기에서 설명된 빔성형의 해는 기저 대역(baseband)에서 연산된 것으로 송수신단의 RF 소자들의 상이함으로 야기될 수 있는 신호 크기(amplitude) 및 위상 (phase)의 변화 때문에, 반드시 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)을 시스템 구현시 고려해야 한다.
또한, 송신시와 수신시의 RF 소자의 영향이 다르므로 교정 시 영향을 동시에 고려해 주어야 한다. 게다가 이러한 변화들은 시간과 온도에 따라 변하므로, 온라인 교정(on-line calibration) 방법과 실시간 처리가 요구되어 진다. 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 방법으로 송수신시 교정을 동시에 고려한 온라인 교정(on-line calibration) 방법이 제안될 수 있다.
상기 온라인 교정 방법은 정상적인 통신은 수행하면서, 알고 있는 저속(low rate) 제어 신호를 어레이 안테나(array antenna)를 구성하는 전방향 안테나(omni-directional antenna)로 번갈아 송출하여 교정하는 방법이다. 또한, 네트워크를 고려할 때, 비콘 프레임(beacon frame)과 같은 저속(low rate) 제어 신호를 이용함으로써 기존시스템의 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식에 호환성을 유지할 수 있고, 부가적인 연산 시간과 동기 없이 송수신 교정을 동시에 할 수 있게 된다.
또한, 단말기(station)들은 전방향 안테나(omni antenna)로 전송되는 주기적 저속(low rate) 제어 신호를 수신함으로써 스마트 안테나(smart antenna)의 직접적인 구현으로 야기될 수 있는 숨겨진 노드(hidden node), 비콘 프레임 유실(beacon frame missing), 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임 전송시 네트워크 상의 문제점들을 줄일 수 있다. 이에 따라 상기 야기될 수 있는 문제점들의 구체적인 설명은 다음과 같다.
IEEE 802.11과 같은 일반적인 무선 LAN 프로토콜은 기본적으로 BSS 내의 모든 단말기에게 전파 신호가 방송(broadcast)되고 모든 단말기는 이를 들을 수 있다는 가정하에 설계되었다. 그런데, 스마트 안테나(smart antenna)를 사용하는 경우 도 5에 도시된 바와 같이 빔성형 영역 밖의 단말(즉, A(511), B(512), C(513))들은 전파를 수신하지 못하므로 숨겨진 노드(hidden node)가 된다. 상기 숨겨진 노드들은 채널을 휴지(idle)라고 판단하므로, 시스템 T(501)와 R(502) 간에 빔성형에 의해 통신을 하고 있는 도중에도 데이터를 전송하여 충돌을 야기할 수 있는 문제점이 있다.
다음으로, 빔성형 안테나를 사용하는 경우 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임 전달에 문제가 발생할 수 있다. 즉, 무선 LAN의 기본 단위인 BSS 구성을 위해 AP(access point)는 주기적으로 비콘(beacon) 프레임을 송출하고 STA(station)는 상기 비콘(beacon) 프레임 수신에 의해 TSF(time synchronization function) 시간을 동기화하고 통신망의 능력 변화 혹은 전달받을 트래픽의 유무를 감지할 수 있어야 하는데, 상기 비콘(beacon) 프레임이 제대로 방송(broadcast) 전달되지 않는다면 문제가 된다.
또한, 상기 비콘(beacon) 프레임 이외에도 브로드캐스트(broadcast) 혹은 멀티캐스트(multicast) 프레임 같은 제어 신호는 IP 통신을 위해 필수적인 ARP(address resolution protocol), 호스트 발견(host discovery), 혹은 브릿지(Bridge) 프로토콜과 같은 네트워킹 서비스와 MBONE 과 같은 멀티캐스트 통신 세션을 위해서 반드시 전달 가능하여야 한다.
상기에서 보여진 네트워크상의 문제점을 고려할 때, 적절한 형태의 전방향 안테나(omni antenna)와 빔성형 안테나 간의 조합이 필요하다. 즉, 비콘 프레임(beacon frame)과 같은 저속(low rate) 제어 신호는 통신망에 있는 모든 STA(station)에서 주기적으로 수신되어 통신 동기를 조정할 수 있어야 한다.
한편, 본 발명의 제1 실시 예에서 제안하는 방법에서는 이러한 저속(low rate) 제어 신호가 어레이 안테나(array antenna)를 구성하는 전방항 안테나(omni antenna)를 통하여 번갈아 가면서 주기적으로 전송되고, 동시에 온라인 무선/안테나 교정(on-line RF/antenna calibration)을 수행하며, 빔성형 안테나 사용시에는 고속 데이터 신호를 전송함으로써 시스템 성능을 극대화할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 저속(low rate) 제어 신호를 이용하는 온라인 교정(on-line calibration) 방법의 구조는 하기 도 6과 같다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 4개의 안테나인 경우에서의 온라인 보정 시스템을 나타낸 도면이다.
상기 도 6에서 사용되는 스위치에 대한 설명은 다음과 같다. 각, 안테나(601)에 연결된 제1 스위치 SW-11-1(602a), SW-22-1(602b), SW-44-1(602d)과 제5 커플러(605)에 연결된 제2 스위치 SW-22-2(904b), SW-33-2(604c), SW-44-2(64d)는 교정시와 빔성형 사용시 다르게 동작 된다.
상기 교정 시 상기 제1 스위치 SW-11-1(602a), SW-22-1(602b), SW-33-1(602c), SW-44-1(602d)은 안테나가 송신용으로 사용되면 A에 연결되고, 수신용으로 데이터 측정시 사용될 때에는 B에 연결된다. 또한, 제1 커플러(coupler) 내지 제4 커플러(603a, 603b, 603c 및 603d)와 제5 커플러(605)에 연결된 제2 스위치 SW-11-2(604a), SW-22-2(604b), SW-33-2(604c), SW-44-2(604d)는 교정 시에는 C에 연결되어 제5 커플러(605에 연결된다.
한편, 빔성형 동작시에는 제1 스위치 SW-11-1(602a), SW-22-1(602b), SW-33-1(602c), SW-44-1(602d)은 A에 연결되고, 제2 스위치 SW-11-2(604a), SW-22-2(604b), SW-33-2(604c), SW-44-2(604d)는 D에 연결되어 제5 커플러(605)에서 단선된다. 이때, 온라인 교정(On-line calibration) 절차는 다음과 같다.
1. 제1 단계
상기 도 6에 도시된 바와 같이 전방향 안테나(Omni antenna)들로 구성된 어레이 안테나(array antenna) 시스템에서, 송수신 스위치 SW-1(606a)은 제1 안테나의 송수신 처리부(607a)의 송신 처리부(TX1)(608a)에 연결되고, 제2 스위치 SW-11-2(604a)는 C에 연결되며, 제1 스위치 SW-11-1(602a)은 A에 연결된다.
제1 안테나(601a)에서 저속(low rate) 제어 신호 scal를 송신할 경우, 상기 제5 커플러(605)에 연결된 각각의 제2 스위치 SW-22-2(604b), SW-33-2(604c), SW-44-2(604d)는 C에 연결되고, 송수신 스위치 SW-2(606b), SW-3(606c), SW-4(606d)는 각각 수신 처리부(RX2, RX3, RX4)에 연결되며, 상기 각 안테나(601)의 수신단 FFT(611)뒤에서 제2 안테나(601b)인 경우), 제3 안테나(601c)인 경우 및 제4 안테나(601d)인 경우의 데이터 (β1,2(k), β1,3(k), β1,4(k))를 동시에 측정한다.
이때, 상기 제1 스위치 SW-22-1(602b), SW-33-1(602c), SW-44-1(602d)은 B에 연결되어 각 안테나(601b, 601c, 601d)와 단선 된다. 한편, 상기 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration) 시 사용되는 송신 신호 scal은 동일한 신호를 사용한다.
2. 제2 단계
상기 송수신 스위치 SW-2(606b)는 제2 안테나(601b)의 송수신 처리부(607b)의 송신 처리부(TX2)(608b)에 연결되고, 제1 스위치 SW-22-1(602b)은 A에, 제2 스위치 SW-22-2(604b)는 C에 연결된다. 제2 안테나(601b)를 통하여 저속(low rate) 제어 신호 scal을 송신한다. 한편, 제1 안테나(601a)의 제1 스위치 SW-11-1(602a)은 B에, 제2 스위치 SW-11-2는 C에 연결된다.
이때, 송수신 스위치 SW-1(606a)은 송수신 처리부(607a)의 수신 처리부(RX1)(609a)에 연결된 후, FFT뒤에서 데이터를 측정한다. 상기 측정시 제2 안테나(601b)와 1에 연결된 스위치를 제외한 제1 스위치(즉, SW-33-1(602c), SW-44-1(602d)은 B에, 제2 스위치 SW-33-2(604c), SW-44-2(604d)는 D에 연결된다.
3. 제3 단계
상기에서 설명한 제2 단계를 제3 안테나(601c) 및 제4 안테나(601d)에 대하여 송신을 반복하고, 수신 제1 안테나(601a)에서 측정을 반복한다. 상기 반복 과정에서 측정된 데이터는 β3,1(k), β4, 1(k)와 같다.
4. 제4 단계
상기 제2 단계에서처럼 송수신 스위치 SW-2(606b)는 송신 처리부(TX2)(608b)에 연결하고, 제1 스위치 SW-22-1(602b)은 A에, 제2 스위치 SW-22-2(604b)는 C에 연결된다. 상기 제2 안테나(601b)를 통하여 저속 제어 신호 scal을 송신한다.
제3 안테나(601c)의 제1 스위치 SW-33-1(602c)은 B에, 제2 스위치 SW-33-2(604c)는 C에 연결된다. 송수신 스위치 SW-3(606c)은 수신단(RX3)에 연결 후 FFT(611c) 뒤에서 데이터를 측정한다. 상기 측정시 제2 안테나(601b)와 제3 안테나(601c)에 연결된 스위치를 제외한 제1 스위치 SW-11-1(602a), SW-44-1(602d)은 B에 제2 스위치 SW-11-2(604a), SW-44-2(604d)는 D에 연결된다.
5. 제5 단계
상기 측정된 데이터들과 관련 수식들로서, 상기 <수학식 19> 내지 <수학식 26>을 이용하여 RF의 영향을 나타내는 송신단 전달함수 T1, T2, T3, T4와 수신단 전달함수 R1, R2, R3, R4를 구한다. 이 방법은 R1을 기준 값(reference)으로 가정하여 다른 안테나들과의 상관 관계를 고려해 얻어지는 값이다.
한편, 다음에서 설명되는 동작 절차는 상기 제1 단계부터 제5 단계까지의 과정을 통하여 구해진 송수신단 전달 함수를 가지고 송수신단에 교정(calibration) 계수를 반영하는 동작 과정에 관한 설명이다. 이때, 수신 교정 계수를 반영하는 구조는 상술한 도 2와 같으며, 송신 교정 계수를 반영하는 구조는 상술한 도 3과 같다.
6. 제6 단계
상기 제5 단계에서 구해진 수신 전달 함수 (R1, R2, R3, R4)를 사용하여, 수신단 교정을 한다. 상기 각 안테나에서 수신된 신호는 도 2의 Xi이고, 는 기저 대역에서의 신호이다. 상기 기저 대역에서의 신호 는 무선 처리부(RF 처리부)에서의 영향으로 진폭(amplitude) 및 위상(phase) 성분이 왜곡되어 있다. 이때, 상기 무선 처리부의 영향은 수신 전달 함수로 (R1, R2, R3, R4)와 같이 표현될 수 있다.
이러한 영향들은 상기 RX 교정부(205)에서 수신 교정함으로써 제거하게 된다. 상기 수신 교정의 과정은 수신 전달 함수의 역수의 값((Ri(k))-1)을 곱하는 과정으로 동작되며, 교정된 수신단의 출력값은 상술한 <수학식 2>와 같이 표현될 수 있다.
7. 제7 단계
상기 제5 단계에서 구해진 송신 전달 함수를 (T1, T2, T3, T4)를 사용하여, 송신단 교정을 수행한다. 송신시 가중치 벡터(weighting vector)값을 수신시 연산된 상기 가중치 벡터값으로 사용함을 가정할 때, 연산된 기저 대역에서의 수신 가중치 벡터값과 송신 신호의 곱은 상술한 도 3의 W(i)×s이고, 수신단 교정 방법과 마찬가지로 송신 전달 함수의 역수의 값을 곱하는 과정으로 송신 교정이 수행된다.
이때, 상기 교정된 신호는 IFFT 처리한 후에 안테나를 통하여 송신된다. 이 과정에서 교정된 신호와 RF에서의 영향은 서로 상쇄된다.
8. 제8 단계
상기 교정 과정 후, 상기 도 6에 도시된 제1 스위치 SW-11-1(602a), SW-22-1(602b), SW-33-1(602c), SW-44-1(602d)은 A에 연결하고 제2 스위치 SW-11-2(604a), SW-22-2(604b), SW-33-2(604c), SW-44-2(604d)는 D에 연결되어 제5 커플러(605)에 단선시키고, 어레이 안테나(array antenna)들을 사용하여 고속 데이터를 송수신한다.
상술한 제1 단계에서 제5 단계까지의 방법은 전방향 안테나(omni antenna)를 사용한 송수신단 교정 계수를 산출하는 과정이고, 제6 단계에서 제8 단계까지의 방법은 상기 산출된 송수신단 교정 계수를 이용하여 송수신단 교정 후, 어레이 안테나를 사용하여 고속 통신하는 과정이다.
<제2 실시 예 - 디바이더에 의한 RF 체인 연결 구조>
본 발명의 제2 실시 예에서는 스마트 안테나 시스템 구현시, RF 프런트 엔드(Front End)단 구조를 디바이더(Divider)를 사용하여 구현하는 방법을 제안한다. 이때, 상기 사용된 디바이더는 RF 교정시 각 RF 체인(chain)의 신호를 다른 RF 체인(chain)으로 연결시켜 주는 회로 역할을 수행한다.
이하, 도 7을 참조하여 상기 디바이더를 사용하여 무선/안테나 교정을 수행하는 시스템 구조를 설명하기로 한다.
한편, 하기에서 설명하는 교정에서의 전달 함수 측정 방법은 안테나 수에 관계없이 적용될 수 있다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 도 7에 도시된 바와 같이 안테나 수가 4인 경우를 예를 들어 설명한다.
상기 도 7을 참조하면 송수신 전달 함수를 연산하기 위해서는 각 안테나(701) 간에 디바이더(devider; 703)로 연결되며, 상기 각 안테나(701)와 디바이더(703) 간에는 스위치(702)로 연결되어 있다. 이때, 상기 각 안테나(701)는 상기 스위치(702)를 사용하여 송수신 동작을 제어하게 된다.
이때, 송수신 전달 함수의 값들은 기저 대역 주파수 빈(bin)에서 적용될 신호이므로 전체 주파수 빈(bin) 수만큼의 연산 값들이 필요하다. 또한, 교정시 필요한 데이터를 측정하기 위하여, 송신 신호로는 scal을 사용하게 된다.
상기 교정시 필요한 측정 데이터를 얻기 위한 과정은 다음과 같다. 상기 송수신 스위치 SW-1(704a)은 제1 안테나(701a)의 송신단에 연결되고, 스위치 SW-11(702a)는 상기 디바이더(703)에 연결되며, 송신기 TX1(706a)를 사용하여 저속(low rate) 제어 신호 scal을 IFFT(708a)로 입력하여 송신한다.
스위치 SW-22(702b), SW-33(702c) 및 SW-44(702d)는 상기 디바이더(703)에 연결되고, 송수신 스위치 SW-2(704b), SW-3(704c), SW-4(704d)는 수신단에 연결되어 각 수신단 FFT(709) 뒤에서 제2 안테나(701b)로 수신되는 경우, 제3 안테나(701c)로 수신되는 경우 및 제4 안테나(701d)로 수신되는 경우의 데이터를 동시에 측정하게 된다.
이때, 각 안테나(701)에서 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)시 사용되는 송신 신호는 동일한 신호 scal을 사용하게 된다. 상술한 설명 과정은 하기 <수학식 27>로 표현될 수 있다.
상기 <수학식 27>에서 βi,j(k)는 FFT후의 측정된 데이터를 나타낸다. 이때, 상기 βi,j(k)에서 첫 번째 첨자 i는 송신 안테나 번호(antenna number)이고, 두 번째 첨자 j는 수신 안테나 번호(antenna number)이며, k는 기저 대역에서의 주파수 빈(bin) 번호를 의미한다. 한편, Bi ,j(k)는 교정 송신 신호로 정규화(normailized)된 신호이며 이에 대한 관계식은 하기 <수학식 28>과 같다.
한편, 디바이더 간의 전달 함수 관계를 나타내는 ζxy(k)의 첫 번째 첨자 x는 수신 안테나 번호(antenna number)의 연결된 디바이더 번호(coupler number)를 나타내고, 두 번째 첨자 y는 송신 안테나 번호(antenna number)와 연결된 디바이더 번호(coupler number)를 나타내며, k는 기저 대역에서의 주파수 빈(bin) 번호를 의미한다.
일반적으로 디바이더(coupler)의 수동 소자인 ζxy(k)는 스케터링 행렬(scattering matrix)이 상호 교환 가능한 관계로 나타낼 수 있어 하기 <수학식 29>와 같은 관계식이 성립한다.
한편, 기저 대역에서의 사용가능한 ζxy(k)값을 구하기 위해서는 RF에서의 전달함수 ζxy(f)가 필요하고, 이 함수는 여러 주파수 빈(bin)에서 측정된 데이터를 사용하여 연산 된다. 이때, 상기 ζxy(f) 계산시 필요한 RF 주파수 빈(bin) 값들은 몇몇 떨어진 빈(bin)에서 측정하고, 그 사이 값은 보간(interpolation)을 통하여 구해질 수 있다.
먼저, 제1 안테나(701a)를 수신 데이터 측정으로 사용하는 경우 송수신 스위치 SW-2(704b)는 송신단에 연결하고, 스위치 SW-22(702b)는 디바이더(703)에 연결한 뒤, 제2 안테나(701b)를 통하여 저속 제어 프레임(low rate control frame) scal을 송신한다.
이때, 상기 제1 안테나(701a)의 스위치 SW-11(702a)은 디바이더(703)에 연결되고, 송수신 스위치 SW-1(704a)은 수신단에 연결한 후 FFT(709a) 뒤에서 데이터를 측정하게 된다. 상기 측정시 스위치 SW-22(702b) 및 SW-11(702a)을 제외한 스위치들(즉, SW-33(702c) 및 SW-44(702d))은 디바이더(703)에서 단선 된다.
상기에서 설명한 방법을 제2 안테나(701b), 제3 안테나(701c) 및 제4 안테나(701d)에 대하여 송신을 반복하고, 수신은 제1 안테나(701a)에서 측정을 반복한다. 상술한 설명 과정은 하기의 <수학식 30>과 같이 표현될 수 있다.
전달 함수를 얻기 위한 마지막 과정으로, 상기 송수신 스위치 SW-2(704b)는 송신단에 연결하고, 스위치 SW-22(702b)는 디바이더(703)에 연결한 뒤, 제2 안테나(701b)를 통하여 저속 제어 신호 scal을 송신한다. 이때, 제3 안테나(701c)의 스위치 SW-33(702c)은 디바이더(703)에 연결되고, 송수신 스위치 SW-3(704c)은 수신단에 연결한 후 FFT(709c) 뒤에서 데이터를 측정한다. 한편, 상술한 과정은 하기 <수학식 31>과 같이 표현될 수 있다.
또한, 하기 <수학식 32>와 같이 제1 안테나(701a)를 기준 안테나(reference antenna)로 사용하여 각 안테나 간 상관 관계로 전달 함수를 구할 수가 있게 된다.
한편, 상술한 수식들을 송수신단 전달 함수에 대하여 정리하면 하기 <수학식 33> 내지 <수학식 40>과 같다.
또한, 상기와 같은 수식들은 미리 연산된 디바이더 전달 함수 값과 측정 데이터 값으로 송수신단 전달 함수를 구하면 하기 <수학식 41> 내지 <수학식 48>과 같다.
상기에서 구해진 송수신단 전달 함수 값을 사용하여 기저 대역에서 송수신 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)을 할 수 있다. 상기에서는 안테나가 4개인 경우를 설명하였으나, 상기 연산 과정은 안테나의 수에 관계없이 적용될 수 있다.
상기에서 얻어진 RF 체인(chain)의 각 전달 함수를 이용하여 수신 신호와 송신 신호를 다음과 같이 교정할 수 있다.
<수신 신호 교정>
수신단 교정의 블록도는 상술한 도 2와 같다. 이때, 상기 RF 체인에서 수신된 신호는 Xi이고, 는 기저 대역에서의 신호이다. 상기 기저대역에서의 신호 는 하기 <수학식 49>와 같다.
한편, 상기 는 무선 처리부(RF 처리부)(202)에서의 영향으로 진폭(amplitude) 및 위상(phase) 성분이 왜곡되어 있다. 이때, 상기 무선 처리부(202)의 영향은 수신 전달 함수로 (R1, R2, R3, R4)와 같이 표현될 수 있다.
이러한 영향들은 상기 RX 교정부(205)에서 수신 교정함으로써 제거하게 된다. 상기 수신 교정의 과정은 수신 전달 함수의 역수의 값((Ri(k))-1)을 곱하는 과정으로 동작되며, 교정된 수신단의 출력값은 하기 <수학식 50>과 같이 표현될 수 있다.
상기 <수학식 49> 및 <수학식 50>에서 는 FFT 변환 후의 기저 대역에서의 신호이며 길이가 64인 벡터(vector) 값이고, 각 요소들은 주파수 빈(bin)을 의미한다. 또한, 수신 전달 함수값으로 교정된 후의 신호는 상기 <수학식 50>로 나타낼 수가 있게 된다.
한편, 무선/안테나 교정된 신호는 기저대역 디지털 신호 처리에서 얻어진 수신 가중치 벡터로 각 주파수 영역 빈(bin)과 곱한 뒤 합해져서, 신호 복조 동작의 입력 신호가 된다. 이러한 상관 관계는 하기 <수학식 51>로 나타낼 수 있다.
<송신 신호 교정>
이하, 상술한 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 송신 신호의 교정을 설명한다. 송신 무선/안테나 교정(RF/antenna calibration)은 다음과 같다. 송신단 교정도 상술한 수신단 교정과 마찬가지로 송신 전달 함수(T1, T2, T3, T4)를 사용한다. 이때, 상기 송신 교정 장치의 구조는 상술한 도 3과 같다.
상기 도 3을 참조하면, 일반적인 송신 교정 장치는 각 송신 안테나(301)마다 무선 처리부(302), 아날로그 디지털 변환부(Analog to Digital Converter; 이하, 'AD 변환부'라 한다.)(303), 역고속 푸리에 변환부(Inverse Fast Fourier Transformer; 이하, 'IFFT'라 한다)(304), TX 교정부(TX Calibration)(305) 등으로 구성된다.
기저 대역에서의 가중치 벡터값과 송신 신호의 곱은 W(i)×s이고, 상술한 수신단 교정 방법과 마찬가지로 송신 전달 함수의 역수의 값((Ti(k))-1)을 기저 대역에서 곱하는 과정으로 송신 교정이 수행된다. 한편, 상기 교정된 신호는 IFFT(304)에서 역고속 푸리에 변환된 후에 AD 변환부(303) 및 무선 처리부(302)를 거쳐 각 안테나(301)를 통하여 송신된다. 상기 과정에서 교정된 신호와 무선 처리부(302)에서의 영향 Ti(k)는 서로 상쇄된다. 이때, 상기 교정된 후 각 안테나(301)에서의 송신 신호는 하기 <수학식 52>와 같이 표현될 수 있다.
위의 송수신 관계식에서 보는 바와 같이 기저 대역에서 송수신 전달 함수를 사용하여 교정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 사용된 디바이더의 구조를 나타낸 도면이다. 상기 도 8을 참조하면, 상기 도 4에 도시된 종래의 링 커플러(400) 대신에 디바이더(800)를 사용하여 구현하는 것이 가능하다.
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 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명에 따르면, 스마트 안테나 시스템에서 전방향 안테나를 사용하여 저속 제어 신호를 주기적으로 송출함으로써 숨겨진 노드 문제, 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임 전달시 비콘 프레임 유실 문제 같은 네트워크의 문제점들을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 동시에 무선/안테나 교정을 함으로써 정상 통신 과정에 장애 없이 온라인으로 보정할 수가 있게 되는 장점이 있다.
또한, 기존의 오프라인 교정 방법처럼 따로 부가적인 연산이나 시스템이 필요 없으며, 송수신 교정을 동시에 고려하는 방법으로서 따로 교정하는 방법보다 성능이 우수한 장점 있다. 아울러, 제시된 방법은 MAC계층의 프레임 내용 변경 없이 무선 LAN 표준을 따르면서도 고속 통신 서비스 범위를 넓게 확장할 수 있고, 네트워크의 진화 관점에서도 이음새 없는(seamless) 자연스러운 방법이다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명에서 제시하는 디바이더를 사용한 RF 프런트 엔드 단의 구현 방법은 성능에서 종래의 방식에 비해 우수하며, 구현이 더욱 용이하다. 디바이더 사용에 따른 장점은 다음과 같다.
디바이더의 구조는 링 커플러(Ring coupler)와 비교해서 더 좁은 면적의 PCB 상에 설계가 가능하다는 장점 있다. 따라서 감쇄, 불요파 방사 및 흡수가 적어 성능이 우수하며, 동작이 안정적이다. 또한, 시스템을 소형으로 설계할 수가 있게 된다.
아울러, 디바이더의 s-파라미터(parameter) 측정치가 각 포트(port)별로 거의 동일한 진폭 및 위상 특성을 가짐으로, RF 체인 간 위상 편차를 즉각적으로 예측할 수가 있게 되는 장점이 있다. 반면에 종래의 링 커플러의 경우 s-파라미터의 측정치를 보면 각 포트 별로 위상 값이 상이하여, 신호 처리부에서 RF 체인만의 위상 편차를 즉각 예측하기가 곤란하다. 이에 본 발명에 따른 디바이더 구조는 주파수에 따라 구조 변경이 링 커플러보다 훨씬 용이하다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 스마트 안테나 시스템에서의 오프라인 교정 시스템의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 스마트 안테나 시스템에서의 수신측 교정 장치의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 일반적인 스마트 안테나 시스템에서의 송신측 교정 장치의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 일반적인 교정을 위해 사용된 링 커플링의 구조를 나타낸 도면.
도 5는 일반적인 빔 성형 사용 시의 숨겨진 노드 문제를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 4개의 안테나인 경우에서의 온라인 보정 시스템을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 디바이더를 이용한 온라인 보정 시스템을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 사용된 디바이더의 구조를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101, 201, 301 : 안테나 102, 702 : 스위치
103 : 커플러 104 : 송수신 스위치
105 : 송수신 처리기 106 : 송신 처리기
107 : 수신 처리기 108, 304 : IFFT
109, 204 : FFT 202, 302 : 무선 처리부
203, 303 : AD 변환부 205 : RX 교정부
305 : TX 교정부 400 : 커플러
501 : 송신 단말 502 : 수신 단말
511, 512, 513 : 숨겨진 노드 601, 701 : 안테나
602 : 제1 스위치 603, 605 : 커플러
604 : 제2 스위치 606, 704 : 송수신 스위치
607, 705 : 송수신 처리기 608, 706 : 송신 처리기
609, 707 : 수신 처리기 610, 708 : IFFT
611, 709 : FFT 703, 800 : 디바이더

Claims (48)

  1. M개의 안테나에서 빔 성형하여 신호를 전송하는 스마트 안테나 시스템에서, 상기 M개의 안테나들을 통해 전송되는 각 신호들간의 무선 처리 특성에 따른 크기 및 위상 차이를 보정하기 위한 무선 처리 교정 장치에 있어서,
    상기 M개의 각 안테나를 통해 전송되는 신호를 분배하는 M개의 커플러들;
    상기 M개의 각 커플러와 해당 무선 체인의 안테나 사이에 위치하며, 상기 커플러로부터 상기 해당 안테나로 출력되는 신호를 온오프 스위칭하는 M개의 제1 스위치들;
    상기 M개의 커플러들 중 일부의 커플러들로부터 신호를 제공받아, 나머지 다른 커플러들로 신호를 분배하는 하나의 제M+1 커플러; 및
    상기 M개의 각 커플러와 상기 제M+1 커플러 사이에 위치하여 상호 간에 전송되는 신호를 온오프 스위칭하는 M개의 제2 스위치들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 M개의 안테나는 전방향 지향성 안테나인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 커플러를 통해 교정을 위한 측정 데이터가 전송될 경우, 다른 나머지 안테나와 연결된 커플러들을 통해 해당 각 무선 체인으로 상기 측정 데이터를 수신함으로써 교정을 위한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 각 무선 체인에서 측정한 데이터로부터 하나의 수신 전달 함수를 기준 값으로 가정하고 다른 안테나들과의 상관 관계를 고려함으로써 송신 전달 함수 및 수신 전달 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 산출된 송신 전달 함수에 의해 송신 무선 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 산출된 수신 전달 함수에 의해 수신 무선 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 측정 데이터는 저속 제어 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 저속 제어 신호는 비콘 프레임 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 측정 데이터는 상기 M개의 안테나를 통해 순차적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  10. 제3항에 있어서, 상기 측정 데이터는 상기 M개의 안테나를 통해 주기적으로 번갈아가면서 전송되는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 장치는,
    상기 M개의 각 안테나를 통해 전송하고자 하는 데이터를 처리하는 송신 처리부와 상기 각 안테나로부터 수신되는 데이터를 처리하기 위한 수신 처리부를 선택적으로 스위칭하기 위한 M개의 송수신 스위칭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 커플러를 통해 교정을 위한 측정 데이터가 전송될 경우, 상기 제M+1 커플러를 통해 다른 나머지 안테나와 연결된 해당 각 무선 체인에서 상기 측정 데이터를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 커플러를 통해 고속의 데이터 신호가 전송될 경우, 상기 해당 무선 체인의 제2 스위치가 상기 해당 무선 체인의 커플러와 상기 제M+1 커플러 간의 연결을 단절시키는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  14. M개의 안테나에서 빔 성형하여 신호를 전송하는 스마트 안테나 시스템에서, 상기 M개의 안테나들을 통해 전송되는 각 신호들간의 무선 처리 특성에 따른 크기 및 위상 차이를 보정하기 위한 무선 처리 교정 방법에 있어서,
    상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나를 통해 측정 데이터 신호를 전송하는 단계;
    상기 전송되는 측정 데이터 신호를 상기 각 안테나마다 연결된 해당 무선 체인의 커플러를 통해 분배하는 단계;
    상기 커플러를 통해 분배된 측정 데이터 신호를 상기 해당 무선 체인마다 구비된 커플러와 별도로 구비된 다른 커플러를 통해 상기 M개의 안테나 중에서 상기 측정 데이터 신호를 전송하는 안테나와 다른 나머지 안테나와 연결된 무선 체인으로 전송하는 단계; 및
    상기 각 무선 체인에서 상기 측정 데이터를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 M개의 안테나는 전방향 지향성 안테나인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 커플러를 통해 교정을 위한 측정 데이터가 전송될 경우, 다른 나머지 안테나와 연결된 커플러들을 통해 해당 각 무선 체인으로 상기 측정 데이터를 수신함으로써 교정을 위한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 각 무선 체인에서 측정한 데이터로부터 하나의 수신 전달 함수를 기준 값으로 가정하고 다른 안테나들과의 상관 관계를 고려함으로써 송신 전달 함수 및 수신 전달 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 산출된 송신 전달 함수에 의해 송신 무선 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 산출된 수신 전달 함수에 의해 수신 무선 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  20. 제14항에 있어서, 상기 측정 데이터는 저속 제어 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 저속 제어 신호는 비콘 프레임 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  22. 제14항에 있어서, 상기 측정 데이터는 상기 M개의 안테나를 통해 순차적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  23. 제14항에 있어서, 상기 측정 데이터는 상기 M개의 안테나를 통해 주기적으로 번갈아가면서 전송되는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  24. 제14항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 커플러를 통해 교정을 위한 측정 데이터가 전송될 경우, 상기 별도로 구비된 다른 커플러를 통해 다른 나머지 안테나와 연결된 해당 각 무선 체인에서 상기 측정 데이터를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  25. 제14항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 커플러를 통해 고속의 데이터 신호가 전송될 경우, 상기 해당 무선 체인에 구비된 소정의 스위치에 의해 상기 해당 무선 체인의 커플러와 상기 별도로 구비된 다른 커플러 간의 연결을 단절시키는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  26. M개의 안테나에서 빔 성형하여 신호를 전송하는 스마트 안테나 시스템에서, 상기 M개의 안테나들을 통해 전송되는 각 신호들간의 무선 처리 특성에 따른 크기 및 위상 차이를 보정하기 위한 무선 처리 교정 장치에 있어서,
    상기 M개의 각 안테나를 통해 전송되는 신호를 온오프 스위칭하는 M개의 스위치들; 및
    상기 M개의 스위치들과 연결되며, 상기 M개의 스위치들 중 일부의 스위치들로부터 신호를 제공받아, 나머지 다른 스위치들로 신호를 분배하는 하나의 디바이더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 M개의 안테나는 전방향 지향성 안테나인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  28. 제26항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 스위치를 통해 교정을 위한 측정 데이터가 전송될 경우, 상기 디바이더에 의해 다른 나머지 안테나와 연결된 각 무선 체인으로 상기 측정 데이터를 수신함으로써 교정을 위한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 각 무선 체인에서 측정한 데이터로부터 하나의 수신 전달 함수를 기준 값으로 가정하고 다른 안테나들과의 상관 관계를 고려함으로써 송신 전달 함수 및 수신 전달 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 산출된 송신 전달 함수에 의해 송신 무선 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  31. 제29항에 있어서, 상기 산출된 수신 전달 함수에 의해 수신 무선 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  32. 제26항에 있어서, 상기 측정 데이터는 저속 제어 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 저속 제어 신호는 비콘 프레임 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  34. 제26항에 있어서, 상기 측정 데이터는 상기 M개의 안테나를 통해 순차적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  35. 제26항에 있어서, 상기 측정 데이터는 상기 M개의 안테나를 통해 주기적으로 번갈아가면서 전송되는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  36. 제26항에 있어서, 상기 장치는,
    상기 M개의 각 안테나를 통해 전송하고자 하는 데이터를 처리하는 송신 처리부와 상기 각 안테나로부터 수신되는 데이터를 처리하기 위한 수신 처리부를 선택적으로 스위칭하기 위한 M개의 송수신 스위칭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  37. 제26항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 스위치를 통해 교정을 위한 측정 데이터가 전송될 경우, 상기 디바이더를 통해 다른 나머지 안테나와 연결된 해당 각 무선 체인에서 상기 측정 데이터를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 장치.
  38. M개의 안테나에서 빔 성형하여 신호를 전송하는 스마트 안테나 시스템에서, 상기 M개의 안테나들을 통해 전송되는 각 신호들간의 무선 처리 특성에 따른 크기 및 위상 차이를 보정하기 위한 무선 처리 교정 방법에 있어서,
    상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나를 통해 측정 데이터 신호를 전송하는 단계;
    상기 전송되는 측정 데이터 신호를 상기 각 안테나마다 연결된 해당 무선 체인의 스위치를 통해 디바이더로 전송하는 단계;
    상기 디바이더를 통해 상기 수신된 측정 데이터 신호를 상기 M개의 안테나 중에서 상기 측정 데이터 신호를 전송하는 안테나와 다른 나머지 안테나와 연결된 무선 체인으로 전송하는 단계; 및
    상기 각 무선 체인에서 상기 측정 데이터를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 M개의 안테나는 전방향 지향성 안테나인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  40. 제38항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 스위치를 통해 교정을 위한 측정 데이터가 전송될 경우, 다른 나머지 안테나와 연결된 스위치들을 통해 해당 각 무선 체인으로 상기 측정 데이터를 수신함으로써 교정을 위한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  41. 제38항에 있어서, 상기 각 무선 체인에서 측정한 데이터로부터 하나의 수신 전달 함수를 기준 값으로 가정하고 다른 안테나들과의 상관 관계를 고려함으로써 송신 전달 함수 및 수신 전달 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 산출된 송신 전달 함수에 의해 송신 무선 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  43. 제41항에 있어서, 상기 산출된 수신 전달 함수에 의해 수신 무선 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  44. 제41항에 있어서, 상기 측정 데이터는 저속 제어 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 저속 제어 신호는 비콘 프레임 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  46. 제38항에 있어서, 상기 측정 데이터는 상기 M개의 안테나를 통해 순차적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  47. 제38항에 있어서, 상기 측정 데이터는 상기 M개의 안테나를 통해 주기적으로 번갈아가면서 전송되는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
  48. 제38항에 있어서, 상기 M개의 안테나들 중 하나의 안테나와 연결된 스위치를 통해 교정을 위한 측정 데이터가 전송될 경우, 상기 별도로 구비된 다른 스위치를 통해 다른 나머지 안테나와 연결된 해당 각 무선 체인에서 상기 측정 데이터를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 스마트 안테나를 위한 온라인 무선 처리 교정 방법.
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