KR20090090451A - Apparatus and method for changing antenna structure in antenna system - Google Patents

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Abstract

A method and an apparatus for changing an antenna structure are provided to implement polarization multiplexing and space multiplexing by changing an antenna combination structure according to the channel environment. An apparatus for changing an antenna structure includes a switching circuit(100), and two antenna pairs(106,108,110,112). A switching circuit is connected to two channels(114,116). The switching circuit obtains four different polarization characteristics. The switching circuit changes the multiplexing mode according to the channel environment between the transmission antenna and the reception antenna. The change of the multiplexing mode according to the channel environment is controlled through the feedback. Two antenna pairs transmit or receive the signal according to the changed mode. Two antenna pairs are at right angles.

Description

안테나 시스템에서 안테나 구조 변환 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR CHANGING ANTENNA STRUCTURE IN ANTENNA SYSTEM}Method and apparatus for converting antenna structure in antenna system {APPARATUS AND METHOD FOR CHANGING ANTENNA STRUCTURE IN ANTENNA SYSTEM}

본 발명은 안테나 시스템에서 안테나 구조 변환 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 안테나 시스템에서 채널환경에 따라 안테나 구조를 변환하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for converting an antenna structure in an antenna system, and more particularly, to a method and apparatus for converting an antenna structure according to a channel environment in an antenna system.

근래 들어 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술은 Throughput 성능향상을 위해 많은 통신 시스템에서 사용되어진다.In recent years, multiple input multiple output (MIMO) technology has been used in many communication systems to improve throughput performance.

상기 통신 시스템에서 사용되는 다양한 기술 중 공간 다이버시티(Spatial Diversoty) 기법은 기존의 SISO(Single Input Single Output)에 비해 동일 주파수 자원을 이용하여 Throughput을 수배 증가시질 수 있는 기술이지만 이는 다수의 안테나들이 충분한 공간상의 차이를 유지하며 매우 작은 상관값(correlation)을 가질 때에 가능하다.Among the various technologies used in the communication system, the spatial diversity technique can increase throughput by several times using the same frequency resource as compared to the conventional single input single output (SISO), but this is because a plurality of antennas This is possible with very small correlations while maintaining sufficient spatial differences.

하지만, 상기 공간다중화 기법을 사용하여 통신 시스템 구현시 제한된 공간 을 지난 터미널(terminal)과 같은 경우 안테나간 거리가 0.5λ이상을 유지하기가 거의 불가능하며, 상기 안테나간 거리가 충분하지 못한 상황에서 단말이 가시선(Line of sight: 이하 'LOS'라 칭함)의 환경에 놓이게 되면 분리되어야할 채널간 상관값이 매우 커지는 현상이 발생하며, 이는 상기 통신시스템의 성능을 급격히 열화시키게 되며 이로 인해 또 다른 안테나 특성인 편파 다이버시티(Polarization Diversity)를 이용한 MIMO의 구현이 요구되고 있다.However, when a communication system is implemented using the spatial multiplexing technique, such as a terminal that has passed a limited space, it is almost impossible to maintain the distance between antennas of 0.5λ or more, and the terminal in a situation where the distance between the antennas is not sufficient When placed in the environment of this line of sight (LOS), the correlation between channels to be separated becomes very large, which drastically degrades the performance of the communication system, thereby causing another antenna. Implementation of MIMO using characteristic polarization diversity is required.

상기 두 개의 다이버시티 특성을 채널의 환경에 따라 비교하면, 상기 공간 다이버시티의 경우, 비록 안테나 간의 실제 이격거리가 크지 않더라도 상기 안테나들이 비 가시경로(Non-Line Of sight:이하 'NLOS'라 칭함)의 상황에 놓이고 여러 다중 경로(Multi-path)가 존재할 경우 상기 안테나 간에 상관값이 최소화되는 현상이 발생되며 이를 이용하여 복수 개의 분리된 채널의 형성, 즉, 공간 다중화가 가능해 진다.Comparing the two diversity characteristics according to the environment of the channel, in the case of the spatial diversity, the antennas are referred to as non-line of sight (NLOS), even though the actual separation distance between the antennas is not large. In a multi-path situation, a correlation between the antennas is minimized, and a plurality of separate channels can be formed, that is, spatial multiplexing.

반면, 상기 편파 다이버시티의 경우 안테나가 LOS상황에 놓이고 다중 경로가 최소화 되었을 경우 복수개의 편파간 직교성(Orthogonality)이 유지되어질 가능성이 가장 커진다. 이는, 상기 NLOS의 상황에서는 다중 경로가 존재하고 전송된 신호의 고유 편파가 반사(Refraction)와 굴절(Reflection)등을 격게될 경우 편파가 틀어져서 서로에게 간섭으로 작용되기 때문이다.On the other hand, in the case of the polarization diversity, when the antenna is in the LOS situation and the multipath is minimized, the orthogonality between the plurality of polarizations is most likely maintained. This is because in the NLOS situation, when multiple paths exist and the inherent polarization of the transmitted signal encounters reflection and reflection, the polarization is distorted and acts as an interference to each other.

따라서, 채널의 상황에 따라 공간 다이버시티나 편파 다이버시티 중 성능 최적화를 이끌어내기 위해 사용되는 기술이 달라져야 하며, 상기 채널이 상술한 두 개의 상황 중 어느 한쪽에 치우치지 않고 중간의 상황에 놓이게 되는 경우 상기 두 개의 다이버시티를 적절히 조합하여 성능 최적화를 이끌어 낼 수 있는 안테나 구조가 요구된다.Therefore, the technique used to derive the performance optimization of spatial diversity or polarization diversity must vary according to the channel situation, and the channel is placed in an intermediate situation without biasing either of the two situations described above. There is a need for an antenna structure that can lead to performance optimization by properly combining the two diversity.

이에 따라 안테나 시스템 상에서 다른 편파 특성을 갖는 분리된 여러 안테나를 동시에 설지하고 그 일부 혹은 전부를 조합하여 수신 신호의 질적 향상을 도모하는 다이버시티 결합(Diversity Combining)이 제안되었으나, 사이즈가 제한된 단말기와 같은 경우 다수의 서로 다른 특성을 갖는 안테나를 설치가 어려운 문제점이 있다.Accordingly, diversity combining has been proposed to simultaneously install several separate antennas with different polarization characteristics and combine some or all of them to improve the quality of a received signal. In this case, it is difficult to install an antenna having a plurality of different characteristics.

본 발명의 목적은 안테나 시스템에서 안테나 구조 변환 방법 및 장치를 제공함에 있다. An object of the present invention to provide an antenna structure conversion method and apparatus in an antenna system.

본 발명의 다른 목적은 안테나 시스템에서 채널환경에 따라 안테나 구조를 변환하기위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for converting an antenna structure according to a channel environment in an antenna system.

본 발명의 또 다른 목적은 안테나 시스템에서 최소의 안테나를 사용하여 다양한 안테나 조합을 얻을 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for obtaining various antenna combinations using a minimum antenna in an antenna system.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 안테나 시스템에서 안테나 구조를 변환하기 위한 방법은, 송수신 안테나 간의 채널 환경을 확인하는 과정과, 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드를 변환하여 동작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, a method for converting an antenna structure in an antenna system, the process of confirming the channel environment between the transmitting and receiving antennas, the operation by converting the multiplexing mode according to the channel environment Characterized in that it comprises a process.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2견지에 따르면, 안테나 시스템에서 안테나 구조를 변환하기 위한 장치는, 송수신 안테나 간의 채널 환경을 확인하고 상기 채널 환경에 따라 다중화 모드를 변환하는 스위치와, 상기 변환된 모드에 따른 신호를 송수신하는 두 개의 안테나 페어(Pair)를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, an apparatus for converting the antenna structure in the antenna system, the switch for checking the channel environment between the transmitting and receiving antennas and converting the multiplexing mode according to the channel environment, and And two antenna pairs for transmitting and receiving a signal according to the converted mode.

상술한 바와 같이 본 발명은 안테나 시스템에서 채널 환경에 따라 안테나 구조를 변환함으로써 최소한의 안테나를 사용하여 편파다중화와 공간다중화의 유동적 변환이 가능하며, 컴팩트한 안테나 구조를 확보할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention enables the flexible conversion of polarization multiplexing and spatial multiplexing using a minimum of antennas by converting the antenna structure according to the channel environment in the antenna system, and secures a compact antenna structure.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하 본 발명에서는 안테나 시스템에서 채널 환경에 따라 안테나 구조를 변환하는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다. Hereinafter, a method and apparatus for converting an antenna structure according to a channel environment in an antenna system will be described.

또한, 터미널의 사이즈를 고려하면 안테나 간의 충분한 이격 거리(약 0.5λ)를 갖는 세 개 이상의 안테나를 하나의 터미널에 탑재하는 것은 불가능하지만, 이는 안테나의 공간 다이버시티 만을 고려하였을 경우이고 편파 다이버시티 특성을 고려하면 두 위치에 직교한 두 개의 안테나(수직편파, 수평편파)를 동시에 탑재할 수 있고 이로 인해 총 내 개의 안테나 탑재가 가능하다. 따라서, 본 발명에서는 상기 두 개의 직교한 편파를 갖는 안테나를 스위칭함으로써 하나의 안테나 페어로 부터 네 개의 서로 다른 편파 특성을 얻어내는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다.In addition, considering the size of the terminal, it is impossible to mount three or more antennas in one terminal having a sufficient separation distance (about 0.5λ) between the antennas, but this is only when considering the spatial diversity of the antenna and polarization diversity characteristics. Considering this, two antennas (vertical polarization and horizontal polarization) orthogonal to two positions can be mounted at the same time, which allows the total internal antennas to be mounted. Therefore, in the present invention, a method and apparatus for obtaining four different polarization characteristics from one antenna pair by switching the antennas having two orthogonal polarizations will be described.

또한, 이하 설명에서는 일반적인 와이브로/와이맥스(Wibro/Wimax) PC-Card 등에 탑재된 두 개의 안테나를 갖는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.In the following description, a case of having two antennas mounted on a general Wibro / Wimax PC-Card will be described as an example.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템에서 두 개의 안테나 페어가 단말기상의 두 채널에 연결되는 구조를 도시하고 있다. 1 illustrates a structure in which two antenna pairs are connected to two channels on a terminal in an antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 1의 (a)를 참조하면 상기 안테나 시스템은 두 개의 수직안테나 (106, 110), 두 개의 수평안테나(108, 112), 스위칭 회로(100)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1A, the antenna system may include two vertical antennas 106 and 110, two horizontal antennas 108 and 112, and a switching circuit 100.

상기 안테나 시스템은 상기 스위칭 회로(100)를 제어함으로써 네 개의 서로 다른 편파 특성을 통해 두 개의 채널(114, 116)에 연결되며, 상기 안테나 시스템은 채널 환경 변화에 맞추어 최적화된 다중화 모드를 지원하기 위해 피드백(Feedback)을 통해 제어된다.The antenna system is connected to two channels 114 and 116 through four different polarization characteristics by controlling the switching circuit 100. The antenna system supports multiplexing modes optimized for channel environment changes. Controlled through feedback.

상기 스위칭 회로(100)는 채널환경에 따라 안테나 구조를 변경하고 변경된 안테나 구조에 따라 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 서로 다른 네 개의 편파특성을 얻어낸다. 여기서, 상기 네 개의 편파특성은 상기 스위칭 회로(100)에 따라 우향 원형 편파 연결((Right-Handed Circular Polarization:이하 'RHCP'라 칭함)(120), 좌향 원형 편파 연결(Left-Handed Circular Polarization: 이하 'RHCP'라 칭함)(122), 수직 편파 연결(Vertial Polarization:이하 'VLP'라 칭함)(124), 수평편파 연결(Horizontal Polarization: 이하 'HLP'라 칭함)(126)으로 나뉘며 <표 1> 같이 채널 환경에 따라 스위칭되어 상기 두 개의 채널(114, 116)에 연결된다. The switching circuit 100 changes the antenna structure according to the channel environment and obtains four different polarization characteristics as shown in FIG. 1B according to the changed antenna structure. Here, the four polarization characteristics are a right-handed circular polarization connection (hereinafter referred to as 'RHCP') 120 and a left-handed circular polarization connection according to the switching circuit 100. (Hereinafter referred to as 'RHCP') 122, vertical polarization (hereinafter referred to as 'VLP') 124, horizontal polarization (hereinafter referred to as 'HLP') (126) 1> are switched according to the channel environment and connected to the two channels 114 and 116.

채널 환경Channel environment 안테나 페어 1 Antenna pair 1 안테나 페어 2 Antenna pair 2 다중화모드Multiplexing Mode NLOS NLOS VLPVLP VLPVLP 공간 다중화Spatial multiplexing HLPHLP HLPHLP NLOS/LOS NLOS / LOS VLP/HLPVLP / HLP HLP/VLPHLP / VLP 공간 다중화 + 편파 다중화Spatial Multiplexing + Polarization Multiplexing RHCP/LHCPRHCP / LHCP LHCP/RHCPLHCP / RHCP LOS LOS VLPVLP HLPHLP 편파 다중화Polarization multiplexing HLPHLP VLPVLP RHLPRHLP LHCPLHCP LHLPLHLP RHCPRHCP NLOS/LOS + High CINRNLOS / LOS + High CINR VLPVLP HLPHLP VHPVHP HLPHLP 공간 다중화 + 편파 다중화Spatial Multiplexing + Polarization Multiplexing

또한, 상기 도 1의 (b)에서의 90˚ Delay 라인은 페어(Pair)상의 두 안테나 사이에 90˚의 위상차를 이끌어 내고 이를 통한 원형 편파의 생성을 가능하게 하기 위함이다.In addition, the 90 ° Delay line in FIG. 1 (b) is for inducing a phase difference of 90 ° between two antennas on a pair and enabling the generation of circular polarization through the 90 ° delay line.

도 2는 안테나 시스템에서 채널 환경에 따른 안테나 모드 변환 절차를 도시하고 있다.2 illustrates an antenna mode conversion procedure according to a channel environment in an antenna system.

상기 도 2를 참조하면 먼저 상기 안테나 시스템은 201단계에서 채널 환경을 확인하고 203단계로 진행하여 상기 채널 환경이 극단적 NLOS 혹은 LOS 환경인지 검사한다. 여기서, 상기 극단적 NLOS 혹은 LOS 환경은 채널 환경이 상기 LOS 혹은 LOS 환경 중 어느 한쪽에 치우쳐 있는 환경인 것을 의미한다.Referring to FIG. 2, the antenna system first checks a channel environment in step 201 and proceeds to step 203 to determine whether the channel environment is an extreme NLOS or LOS environment. Here, the extreme NLOS or LOS environment means that the channel environment is an environment in which either of the LOS or LOS environment is biased.

만일, 상기 채널 환경이 극단적 NLOS 혹은 LOS 환경이 아니면, 즉, 상기 LOS 혹은 LOS 환경 중 어느 한쪽에 치우쳐 있지 않으면, 상기 안테나 시스템은 213단계로 진행하여 혼합 다중화 모드로 동작하고 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다. 여기서, 상기 혼합 다중화 모드는 공간 다이버시티와 편파 다이버시티의 적절한 조합을 통한 모드로 공간 다중화 기술이 메인이 되고 여기에 편파 다이버시티를 통해 안테나간 상관 값을 최소화시키는 모드이다.If the channel environment is not an extreme NLOS or LOS environment, i.e., is not biased in either the LOS or LOS environment, the antenna system proceeds to step 213 to operate in a mixed multiplexing mode and implement the algorithm according to the present invention. Quit. In this case, the mixed multiplexing mode is a mode through a proper combination of spatial diversity and polarization diversity, and the spatial multiplexing technique is the main mode, and minimizes the correlation between antennas through polarization diversity.

한편, 상기 채널 환경이 극단적 NLOS 혹은 LOS 환경이면, 상기 안테나 시스템은 205단계로 진행하여 상기 채널 환경이 NLOS 환경인지 검사한다. 만일, 상기 채널 환경이 NLOS 환경이 아니면, 즉, 상기 채널 환경이 LOS 환경이면 상기 안테나 시스템은 215단계로 진행하여 편파 다중화 모드로 동작한다. On the other hand, if the channel environment is an extreme NLOS or LOS environment, the antenna system proceeds to step 205 to check whether the channel environment is an NLOS environment. If the channel environment is not the NLOS environment, that is, the channel environment is the LOS environment, the antenna system proceeds to step 215 to operate in the polarization multiplexing mode.

여기서, 상기 편파 다중화 모드의 동작 이유는 상기 LOS 환경에서는 안테나간에 상당한 거리가 유지되어야 상기 안테나 간에 상관값이 작아지고 공간 다이버시티 특성의 이용이 가능해지지만 터미널의 제한된 사이즈로 상기 안테나 이격거리가 제한되어지므로 공간 다중화시의 성능을 급격히 저하시키기 때문이다. Here, the reason for the operation of the polarization multiplexing mode is that in the LOS environment, a considerable distance is maintained between the antennas, so that the correlation value between the antennas is small and the spatial diversity characteristic can be used, but the antenna separation distance is limited by the limited size of the terminal. This is because the performance of spatial multiplexing is drastically degraded.

또한, 상기 편파 다중화 모드로 동작하는 경우에도 안테나 페이싱(Facing) 간의 각도에 따라 선형편파 혹은 원형편파를 적절하게 선택하여 성능 최적화가 가능하게 한다. 예를 들어, 상기 페이싱 각도가 정확히 일치할 경우 선형편파의 사용이 가능하고 상기 각도가 일치하지 않을 경우는 원형편파가 더 적합하다.In addition, even when operating in the polarization multiplexing mode, it is possible to optimize the performance by appropriately selecting a linear or circular polarization according to the angle between the antenna facing (Facing). For example, linear polarization may be used when the facing angles match exactly, and circular polarization is more suitable when the angles do not coincide.

한편, 상기 채널 환경이 NLOS 환경이면, 상기 안테나 시스템은 207단계로 진행하여 공간 다중화 모드로 동작한다. 상기 NLOS 환경에서 상기 안테나 시스템이 공간 다중화 모드로 동작하는 것은 상기 NLOS의 환경에서는 안테나의 편파특성이 스캐터와 블로커등의 오브젝트(object)와 부딪히면서 깨지기 때문에 편파 다이버시티 특성을 이용하기 어렵기 때문이다.On the other hand, if the channel environment is the NLOS environment, the antenna system proceeds to step 207 to operate in the spatial multiplexing mode. The antenna system operates in the spatial multiplexing mode in the NLOS environment because it is difficult to use the polarization diversity characteristic in the NLOS environment because the polarization characteristic of the antenna is broken by colliding with objects such as scatter and blocker. .

이후, 상기 안테나 시스템은 209단계에서 신호대 잡음비(Carrier to interface ratio:CINR)가 임계값 이상이면, 즉, 채널의 상황이 매우 좋은 경우 211단계로 진행하여 4×4 MIMO를 구현한다. 이 경우, 90˚ Delay 라인상에 물린 스위치를 오프(off)하고 두 개의 안테나와 하나의 채널에 연결된 스위치를 나이퀴스트 샘플링 이상으로 동작시키면 페어(Pair)상에 두 개의 안테나를 통해 받아진 입력신호를 샘플링한 신호가 다중화되어 두 개의 채널에 도달한다. 즉, 네 개의 입력 신호가 두 개씩 샘플링되어 각각의 채널로 전송이 되어진다. 그러면, 상기 나이퀴스트 샘플링 이론에 의해 샘플링된 각각의 신호는 필터링을 통해 원 신호로의 복원이 가능해진다. 즉, 네 개의 모든 신호의 수신이 가능하고 이를 통해 상기 4×4 MIMO를 구현하는 것이다. 상술한 채널의 상태에 따른 안테나 조합은 상기 <표 1>과 같다.In operation 209, if the signal-to-noise ratio (CINR) is greater than or equal to the threshold, that is, if the channel conditions are very good, the antenna system proceeds to step 211 to implement 4 × 4 MIMO. In this case, if the bite switch on the 90˚ delay line is turned off and the switch connected to two antennas and one channel is operated above Nyquist sampling, the input received through the two antennas on the pair The sampled signal is multiplexed and reaches two channels. That is, four input signals are sampled two by two and then transmitted to each channel. Then, each signal sampled by the Nyquist sampling theory can be restored to the original signal through filtering. That is, it is possible to receive all four signals, thereby implementing the 4 × 4 MIMO. The antenna combination according to the channel state described above is shown in Table 1.

이후, 상기 안테나 시스템은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.The antenna system then terminates the algorithm according to the invention.

도 3은 안테나 시스템에서 채널 환경에 따른 안테나 조합 구조를 도시하고 있다.3 illustrates an antenna combination structure according to a channel environment in an antenna system.

상기 도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이 채널 상에 스캐터(scatter)와 블로커(Blocker)의 존재로 NLOS 상황이 형성되면 안테나 배치를 변경하여 공간 다중화를 구현한다. 이후, 갑작스런 채널 환경 변화로 인해 LOS 상황이 형성되면 상기 채널 환경 변화에 맞춰 스위치 조합이 바뀌어 RHCP와 LHCP 등을 이용한 편파 다중화를 구형할 수 있도록 안테나 조합 구조를 변경한다. 또한, 채널 퀄리티(quality)가 좋은 경우 상기 안테나의 조합 구조를 변경하여 4×4 MIMO를 구현할 수도 있다.Referring to FIG. 3, as described above, when an NLOS situation is formed due to the presence of a scatter and a blocker on a channel, spatial multiplexing is implemented by changing an antenna arrangement. Subsequently, when the LOS situation is formed due to a sudden change in the channel environment, the switch combination is changed in accordance with the change in the channel environment so that the antenna combination structure is changed to form a polarization multiplexing using RHCP and LHCP. In addition, when the channel quality is good, 4 × 4 MIMO may be implemented by changing the combination structure of the antennas.

상기 도 3에서도 상술한 채널의 상태에 따른 안테나 조합은 상기 <표 1>과 같다.In FIG. 3, the antenna combination according to the channel state described above is shown in Table 1.

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.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템에서 두 개의 안테나 페어가 단말기상의 두 채널에 연결되는 구조를 도시하는 도면,1 is a view showing a structure in which two antenna pairs are connected to two channels on a terminal in an antenna system according to an embodiment of the present invention;

도 2는 안테나 시스템에서 채널 환경에 따른 안테나 모드 변환 절차를 도시하는 도면, 및2 is a diagram illustrating an antenna mode conversion procedure according to a channel environment in an antenna system; and

도 3은 안테나 시스템에서 채널 환경에 따른 안테나 조합 구조를 도시하는 도면. 3 is a diagram illustrating an antenna combination structure according to a channel environment in an antenna system.

Claims (21)

안테나 시스템에서 안테나 구조를 변환하기 위한 방법에 있어서,In the method for converting the antenna structure in the antenna system, 송수신 안테나 간의 채널 환경을 확인하는 과정과,Checking the channel environment between the transmitting and receiving antennas; 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드를 변환하여 동작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And converting and operating a multiplexing mode according to the channel environment. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드의 변환은,Conversion of the multiplexing mode according to the channel environment, 피드백(Feedback)을 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.Method controlled through the feedback (Feedback). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 변화에 따른 다중화 모드의 변환은,Conversion of the multiplexing mode according to the channel change, 스위칭 회로에 의해 표 2와 같이 안테나 페어가 연결되어 동작하는 것을 특징으로 하는 방법.An antenna pair is connected and operated as shown in Table 2 by a switching circuit. 채널 환경Channel environment 안테나 페어 1 Antenna pair 1 안테나 페어 2 Antenna pair 2 다중화모드Multiplexing Mode NLOS NLOS VLPVLP VLPVLP 공간 다중화Spatial multiplexing HLPHLP HLPHLP NLOS/LOS NLOS / LOS VLP/HLPVLP / HLP HLP/VLPHLP / VLP 혼합 다중화 모드Mixed multiplexing mode RHCP/LHCPRHCP / LHCP LHCP/RHCPLHCP / RHCP LOS LOS VLPVLP HLPHLP 편파 다중화Polarization multiplexing HLPHLP VLPVLP RHLPRHLP LHCPLHCP LHLPLHLP RHCPRHCP NLOS/LOS + High CINRNLOS / LOS + High CINR VLPVLP HLPHLP VHPVHP HLPHLP 혼합 다중화 모드Mixed multiplexing mode
제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드의 변환은,Conversion of the multiplexing mode according to the channel environment, 상기 채널 환경이 NLOS 환경이면 공간 다중화 모드로 동작하는 것을 특징으If the channel environment is an NLOS environment, it operates in a spatial multiplexing mode 로 하는 방법.How to. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 채널 환경이 NLOS 환경이면 신호 대 잡음비(CINR)가 임계값이상인지 검사하여 임계값 이상이면 4×4 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 구현하는 것을 특징으로 하는 방법.And if the channel environment is an NLOS environment, checking whether the signal-to-noise ratio (CINR) is greater than or equal to a threshold value, and if the channel environment is greater than or equal to a threshold value, implementing 4 × 4 multiple input multiple output (MIMO). 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 4×4 MIMO의 구현은 스위칭 회로의 90˚Delay 라인 상의 스위치를 오프(Off)하고 하나의 채널에 연결된 스위치를 나이퀴스트 샘플링 레이트(Nyquist Sampling Rate)이상으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 방법.The implementation of 4 × 4 MIMO is characterized by turning off a switch on a 90 ° Delay line of a switching circuit and operating a switch connected to one channel above a Nyquist Sampling Rate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드의 변환은,Conversion of the multiplexing mode according to the channel environment, 상기 채널 환경이 LOS 환경이면 편파 다중화 모드로 변환하여 동작하는 것을 특징으로 하는 방법.And operating in a polarization multiplexing mode if the channel environment is an LOS environment. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드의 변환은, Conversion of the multiplexing mode according to the channel environment, 상기 채널 환경이 극단적 NLOS 혹은 LOS 환경이 아니면 혼합 다중화 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 방법.Operating in a mixed multiplex mode if the channel environment is not an extreme NLOS or LOS environment. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 혼합 다중화 모드는 공간 다중화가 메인 기술로 사용되고 편파 다이버시티를 통해 동작하는 모드인 것을 특징으로 하는 방법.The mixed multiplexing mode is a mode in which spatial multiplexing is used as the main technique and operates through polarization diversity. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 극단적 NLOS 혹은 LOS환경이 아닌 것은.Not the extreme NLOS or LOS environment. 상기 NLOS 혹은 LOS환경 중 어느 한쪽에 치우쳐 있지 않은 환경인 것을 특징으로 하는 방법.And an environment not biased to either of the NLOS or LOS environment. 안테나 시스템에서 안테나 구조를 변환하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for converting an antenna structure in an antenna system, 송수신 안테나 간의 채널 환경을 확인하고 상기 채널 환경에 따라 다중화 모드를 변환하는 스위치와,A switch for checking a channel environment between the transmitting and receiving antennas and converting a multiplexing mode according to the channel environment; 상기 변환된 모드에 따른 신호를 송수신하는 두 개의 안테나 페어(Pair)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And two antenna pairs for transmitting and receiving a signal according to the converted mode. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 두개의 안테나 페어는,The two antenna pairs, 서로 직교(orthogonal)한 것을 특징으로 하는 장치.Device orthogonal to each other. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드의 변환은,Conversion of the multiplexing mode according to the channel environment, 피드백(Feedback)을 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 장치.A device characterized in that it is controlled through feedback. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 채널 변화에 따른 다중화 모드의 변환은,Conversion of the multiplexing mode according to the channel change, 스위칭 회로에 의해 표 3과 같이 안테나 페어가 연결되어 동작하는 것을 특징으로 하는 장치.Apparatus characterized in that the antenna pair is connected to operate as shown in Table 3 by the switching circuit. 채널 환경Channel environment 안테나 페어 1 Antenna pair 1 안테나 페어 2 Antenna pair 2 다중화모드Multiplexing Mode NLOS NLOS VLPVLP VLPVLP 공간 다중화Spatial multiplexing HLPHLP HLPHLP NLOS/LOS NLOS / LOS VLP/HLPVLP / HLP HLP/VLPHLP / VLP 혼합 다중화 모드Mixed multiplexing mode RHCP/LHCPRHCP / LHCP LHCP/RHCPLHCP / RHCP LOS LOS VLPVLP HLPHLP 편파 다중화Polarization multiplexing HLPHLP VLPVLP RHLPRHLP LHCPLHCP LHLPLHLP RHCPRHCP NLOS/LOS + High CINRNLOS / LOS + High CINR VLPVLP HLPHLP VHPVHP HLPHLP 혼합 다중화 모드Mixed multiplexing mode
제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드의 변환은,Conversion of the multiplexing mode according to the channel environment, 상기 채널 환경이 NLOS 환경이면 공간 다중화 모드로 동작하는 것을 특징으 로 하는 장치.And operate in a spatial multiplexing mode if the channel environment is an NLOS environment. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 채널 환경이 NLOS 환경이면 신호 대 잡음비(CINR)가 임계값이상인지 검사하여 임계값 이상이면 4×4 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 구현하는 것을 특징으로 하는 장치.And if the channel environment is an NLOS environment, examines whether the signal-to-noise ratio (CINR) is greater than or equal to a threshold, and if greater than or equal to the threshold, implements 4 × 4 multiple input multiple output (MIMO). 제 16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 4×4 MIMO의 구현은 스위칭 회로의 90 Delay 라인 상의 스위치를 오프(Off)하고 하나의 채널에 연결된 스위치를 나이퀴스트 샘플링 레이트(Nyquist Sampling Rate)이상으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 장치.The implementation of 4 × 4 MIMO is characterized in that the switch on the 90 Delay line of the switching circuit is turned off and the switch connected to one channel is operated above the Nyquist Sampling Rate. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드의 변환은,Conversion of the multiplexing mode according to the channel environment, 상기 채널 환경이 LOS 환경이면 편파 다중화 모드로 변환하여 동작하는 것을 특징으로 하는 장치.And converting into a polarization multiplexing mode if the channel environment is an LOS environment. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 채널 환경에 따른 다중화 모드의 변환은, Conversion of the multiplexing mode according to the channel environment, 상기 채널 환경이 극단적 NLOS 혹은 LOS 환경이 아니면 혼합 다중화 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 장치.And operate in a mixed multiplex mode if the channel environment is not an extreme NLOS or LOS environment. 제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 혼합 다중화 모드는,The mixed multiplexing mode, 공간 다중화가 메인 기술로 사용되고 편파 다이버시티를 통해 동작하는 모드인 것을 특징으로 하는 장치.A device characterized in that the spatial multiplexing is the mode used as the main technique and operates through polarization diversity. 제 19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 극단적 NLOS 혹은 LOS환경이 아닌 것은.Not the extreme NLOS or LOS environment. 상기 NLOS 혹은 LOS환경 중 어느 한쪽에 치우쳐 있지 않은 환경인 것을 특징으로 하는 장치.Apparatus characterized in that the environment is not biased to any one of the NLOS or LOS environment.
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