KR20110087281A - 오티에이 시험 - Google Patents

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KR20110087281A
KR20110087281A KR1020117010329A KR20117010329A KR20110087281A KR 20110087281 A KR20110087281 A KR 20110087281A KR 1020117010329 A KR1020117010329 A KR 1020117010329A KR 20117010329 A KR20117010329 A KR 20117010329A KR 20110087281 A KR20110087281 A KR 20110087281A
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페테리 헤이노
잔느 코루
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엘렉트로비트 시스템 테스트 오와이
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Abstract

시험 시스템은 전자 디바이스(400)을 통하여 통신가능한 모의의 무선 채널을 가지는 에뮬레이터(418)을 포함한다. 상기 시험 시스템은 무반향실 에서 다수의 안테나 요소들(402-416) 중 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416)로 모의의 무선 채널의 경로의 신호들의 빔을 형성하는 에뮬레이터에 결합된 다수의 안테나 요소들(402-416)을 포함한다.

Description

오티에이 시험{Over-the-air test}
본 발명은 무반향실에서의 기기의 OTA(Over the air test) 시험에 관한 것이다.
무선 주파수 신호가 송신기에서 수신기로 전송되면, 상기 신호는 1개의 무선 채널로 도달각, 신호 지연 및 전력이 상이한 1개 이상의 경로를 따라 전파되는데, 상기 경로는 수신 신호에서 상이한 지속성과 강도를 가지는 페이딩(fading)을 유발한다. 게다가, 무선 접속에서 다른 송신기로 인하여 노이즈와 간섭이 발생된다.
송신기와 수신기는 실제환경을 모방하는 무선 채널 에뮬레이터(emulator)를 이용하여 시험할 수 있다. 디지털 무선 채널 에뮬레이터에서, 1개의 채널은 통상적으로 상이한 지연을 가지고 상이한 채널계수(예컨데, 탭계수)를 가지는 상기 신호에 가중치를 두고, 가중치가 부여된 신호 요소들을 합하여 채널 모듈과 해당 신호 사이에 컨벌루션(convolution)을 생성하는 FIR(Finite Impulse Response) 필터로 모델링 된다. 상기 채널 계수는 실제 채널의 순간적인 동작에 일치시키기 위한 시간의 함수이다. 종래의 무선 채널 에뮬레이터 시험은 송신기와 수신기가 케이블을 통하여 접속된 전도선을 통하여 이루어졌다.
무선 시스템의 가입자 터미널과 기지국 사이의 통신은 실제 가입자 터미널이 무반향실에 있는 에뮬레이터 내에 존재하는 다수의 안테나로 둘러싸인 OTA 시험을 이용하여 시험할 수 있다. 상기 에뮬레이터는 채널 모델에 따라 가입자 터미널과 기지국간 에뮬레이팅 경로에 결합되거나, 에뮬레이팅 경로로서 동작한다. 상기 시험에서, 하나의 경로의 방향은 하나의 안테나의 방향에 좌우되므로, 경로들의 방향은 제한적이고 더 나은 OTA 시험 솔루션이 필요하게 된다.
본 발명의 목적은 개선된 하나의 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 하나의 양상에 다르면, 하나의 에뮬레이터의 모의의 무선 채널을 통하여 하나의 피시험 전자 디바이스와 통신하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은 무반향실에 있는 하나의 에뮬레이터에 결합된 다수의 안테나 소자 중 2개 이상의 안테나 소자로 하나의 신호 빔을 하나의 모의의 무선 채널 경로를 형성하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 하나의 시험 시스템을 제공한다. 상기 시험 시스템은 상기 전자 디바이스와의 통신을 위한 하나의 모의의 무선 채널을 가지는 하나의 에뮬레이터를 포함한다. 상기 시험 시스템은 하나의 에뮬레이터에 결합 가능한 다수의 안테나 요소를 포함하는데, 상기 에뮬레이터는 무반향실에서 다수의 안테나 요소 중 2개 이상의 안테나 요소로 하나의 신호를 모의의 무선 채널 경로로 형성하도록 구성된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 하나의 에뮬레이터의 하나의 모의의 무선 채널을 통한 하나의 피시험 전자 디바이스로 통신하기 위한 컴퓨터 프로세스를 실행하기 위한 명령어를 가지는 컴퓨터 프로그램을 인코딩 하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 상기 프로세스는 무반향실에 있는 하나의 에뮬레이터에 결합된 다수의 안테나 요소들 중 2개 이상의 안테나 요소로 하나의 신호를 하나의 모의의 무선 채널의 경로를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 통신 방법은, 에뮬레이터의 모의의 무선 채널을 통해 전자 피시험장치(400)와 통신하는 통신 방법에 있어서, 무반향실에서 에뮬레이터에 결합된 다수의 안테나 요소들(402-416,6002-6010) 중 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416,6002-6010)로, 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 빔(500,700)을 형성하는 단계(1000)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신 방법은, 무선 채널의 경로의 신호를 전송 빔에 대한 적어도 2개의 안테나 요소들로 나누는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신 방법은, 적어도 2개의 안테나 요소들로 수신하고, 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 수신 빔을 형성하기 위하여 적어도 2개의 안테나 요소들로 신호들을 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신 방법은, 시간의 상이한 순간에 상기 모의의 무선 채널의 상이한 경로의 상이한 빔을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신 방법은, 시간의 상이한 순간에 상기 모의의 무선 채널의 하나의 경로의 하나의 빔을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신 방법은, 1개의 순간에서 상기 모의의 무선 채널의 상이한 경로들의 다수의 상이한 빔들을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신 방법은, 각이 경로의 방향각 사이인 2개의 안테나 요소들을 찾고 상기 2개의 안테나 요소들을 이용하여 빔을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신 방법은, 홀수의 안테나 요소들을 포함한 안테나 요소들의 그룹에 의하여 상기 빔을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 시험 시스템은, 전자 디바이스(400)와의 통신을 위한 모의의 무선 채널을 가지는 에뮬레이터를 포함한 시험 시스템이되, 상기 시험 시스템은 에뮬레이터에 결합된 다수의 안테나 요소(402-416, 6002-6010)를 포함하고, 상기 에뮬레이터는 무반향실에서 다수의 안테나 요소들(402-416, 6002-6010) 중 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416, 6002-6010)로 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 빔(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에뮬레이터(418)는 모의의 무선 채널의 경로의 신호를 적어도 2개의 전송 빔을 위한 안테나 요소로 나누도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에뮬레이터(418)는 적어도 2개의 안테나 요소들로 수신하고 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 수신 빔(500, 700)을 형성하기 위한 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416, 6002-6010)의 신호들을 결합하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에뮬레이터(418)는 상이한 시간에 모의의 무선 채널의 상이한 경로의 상이한 빔들(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에뮬레이터(418)는 상이한 시간에 모의의 무선 채널의 1개의 경로의 1개의 빔(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에뮬레이터(418)는 하나의 시간에 모의의 무선 채널의 상이한 경로의 다수의 상이한 빔들(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에뮬레이터(418)는 각이 경로의 방향각 사이인 2개 이상의 안테나 요소들(412-416, 6002-6010)을 찾고 상기 2개의 안테나 요소들(412-416, 6002-6010)을 이용하여 상기 빔(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에뮬레이터(418)는 홀수의 안테나 요소들을 포함한 안테나 요소들(6002-6010)의 그룹으로 빔(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램 제품은, 에뮬레이터(418)의 모의의 무선 채널을 통한 전자 피시험장치(400)로 통신하기 위한 컴퓨터 프로세스를 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 명령어를 인코딩하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품에서, 상기 프로세스는, 무반향실에서 에뮬레이터(418)에 결합된 다수의 안테나 요소들(402-416,6002-6010) 중 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416,6002-6010)로 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 빔(500, 700)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 모의의 무선 채널의 경로의 신호를 전송빔을 위한 적어도 2개의 안테나 요소들로 나누는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 적어도 2개의 안테나 요소들로 수신하고 모의의 무선 채널의 경로의 신호들의 수신 빔을 형성하기 위한 적어도 2개의 안테나 요소들의 신호들을 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 상이한 시간에 모의의 무선 채널의 상이한 경로들의 상이한 빔들을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 상이한 시간에 모의의 무선 채널의 1개의 경로의 1개의 빔을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 하나의 시간에 모의의 무선 채널의 상이한 경로들의 다수의 상이한 빔들을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 각이 경로의 방향각 사이인 2개의 안테나 요소들을 찾고 상기 2개의 안테나 요소들을 이용하여 상기 빔을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 홀수의 안테나 요소들을 포함한 안테나 요소들의 그룹으로 상기 빔을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 적어도 1개의 매체를 포함한 배포 매체로 배포되며, 상기 매체는 컴퓨터 판독 가능한 매체, 프로그램 저장 매체, 기록 매체, 컴퓨터 판독 가능한 메모리, 컴퓨터 판독 가능한 소프트웨어 배포 패키지, 컴퓨터 판독 가능한 신호, 컴퓨터 판독 가능한 통신신호 및 컴퓨터 판독가능한 압축 소프트웨어 패키지 중 1개 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명은 여러 가지 이점을 제공한다. 경로들의 방향들을 더 자유롭게 제어할 수 있어 상기 피시험 디바이스의 상기 안테나의 효과는 상기 시험에 포함된다. 게다가, 복잡한 무선 채널 시나리오가 모델링 될 수 있다.
하기에서 본 발명은 실시예와 첨부도면에 의하여 더 자세하게 설명된다.
도 1은 무선 신호의 전파를 도시한 도면이다.
도 2는 수신 빔의 전력 방위각 전력 분포를 도시한 도면이다.
도 3은 전송 빔의 방위각 전력 분포를 도시한 도면이다.
도 4는 OTA 시험 챔버에서의 측정 환경을 도시한 도면이다.
도 5는 안테나 구성 요소들로 모델링 되는 하나의 빔을 도시한 도면이다.
도 6은 안테나 구성요소들의 한 그룹 및 네트워크를 스위칭하는 관련된 안테나 그룹들을 도시한 도면이다.
도 7은 안테나 구성요소들의 그룹들로 둘러싸인 피시험 디바이스를 도시한 도면이다.
도 8은 MIMO(Multiple Input/Multiple Output) 환경에서의 안테나의 지연을 제어하는 것을 도시한 도면이다.
도 9는 OTA실 에서의 안테나의 지연을 제어하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 하나의 방법에 대한 순서도를 도시한 도면이다.
도 1은 송신기와 수신기 사이의 무선 신호의 전파를 도시한 도면이다. 상기 송신기(100)는 적어도 1개의 안테나 요소(104-110)를 가지는 하나의 안테나(102)를 포함할 수 있다. 예컨데, 상기 안테나는 안테나 구성요소 사이의 공간이 일정한(예컨데, 무선 신호의 반파장) ULA(Uniform Linear Array) 안테나 일 수 있다. 본 실시예에서 송신기(100)는 무선 시스템의 기지국 일 수 있다. 따라서, 상기 수신기(112)는 적어도 하나의 안테나 요소(116-122)의 안테나(114)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 상기 수신기(112)는 무선 시스템에서 가입자 단말 일 수 있다. 상기 송신기(100)가 무선 신호를 전송할 때, 전송 빔(124)은 각 φ1으로 유도될 수 있으며, 상기 각의 확산은 δφ(xδstd φ 일 수 있으며, x는 0보다 큰 실수이고 δstd φ 는 상기 각 φ1의 표준편차이다.)일 수 있다. 상기 전송 빔(124)은 상기 방사를 반사 및/또는 산란하는 적어도 1개 이상의 클러스터(126, 128)와 부딪친다. 각각의 클러스터(126, 128)는 대부분 상기 클러스터(126, 128)에서 반사 및/또는 산란되는 다수의 활성 영역(1260-1264, 1280-1286)을 가질 수 있다. 클러스터(126, 128)는 고정 또는 이동될 수 있으며, 클러스터(126, 128)은 빌딩, 기차, 산등의 자연물 혹은 인공물일 수 있다. 상기 활성 영역은 하나의 물체에 대하여 다소 더 미세한 구조적 특성일 수 있다.
상기 반사 및/또는 산란된 빔은 상기 수신기(112)의 상기 안테나(114)로 유도될 수 있다. 상기 안테나(114)는 수신 각
Figure pct00001
을 가질 수 있으며, 그 각 확산은
Figure pct00002
(
Figure pct00003
일 수 있으며, y는 0보다 큰 실수 값이며,
Figure pct00004
는 각
Figure pct00005
의 표준편차이다.)일 수 있다. 클러스터(126)으로부터 반사 및/또는 산란되는 상기 빔(130)은 그리고 나서 수신될 수 있다. 동시에, 안테나(114) 또한 수신 각
Figure pct00006
로부터 빔을 가질 수 있으며, 상기 각의 확산은
Figure pct00007
일 수 있다. 적어도 하나의 클러스터(126, 128)를 통한 상기 송신기(100)에서 수신기(112)로의 전파로 인하여 송수신로를 따라 신호 회절에 관하여 신호에 추가적인 지연이 발생한다.
무선 채널의 클러스터(126, 128)들로 인하여 다중 경로 전파가 가능하다. 경로와 클러스터(126, 128)는 하나의 클러스터로부터 비롯된 하나의 수신경로란 점에서 비슷한 연관성을 가진다. 따라서, 무선 채널은 클러스터 전력, 지연, 도착각, 출발각 및 시작점과 끝점 모두에서의 클러스터들의 각 확산으로 설명될 수 있다. 게다가, 수신기 및 송신기 안테나 어레이에서의 정보가 필요하다. 상기 정보는 안테나 어레이의 기하학적인 매개 변수 값 및 안테나의 영역 패턴(빔)을 포함한다. 또한, 상기 가입자 터미널 속도 벡터 및/또는 클러스터 도플러 주파수 요소 또한 필요하다.
하기 표 1은 도시 환경에서의 무선 채널의 군집화된 지연 선 모델의 예를 도시한 것이다. 클러스터 1 및 3은 상이한 딜레이와 전력을 가지는 3개의 활성 영역을 가지고 있다.
클러스터 # 지연 [ns] 전력 [dB] 출발각 [º] 도착각[º]
1 0 5 10 -3.5 -5.7 -7.5 6 29
2 5 -9.2 44 -98
3 20 25 30 -3.0 -5.2 -7.0 2 8
4 45 -7.8 -34 -114
5 265 -3.7 26 70
6 290 -8.6 -41 107
7 325 -2.5 -17 59
8 340 -7.3 -33 -103
9 355 -3.8 24 73
10 440 -6.9 -34 -111
11 555 -8.9 -38 -112
12 645 -9.0 44 122
13 970 -9.8 53 129
14 1015 -15.0 54 153
15 1220 -13.4 53 -145
16 1395 -14.9 52 -157
17 1540 -16.7 57 -178
18 1750 -11.2 53 -114
19 1870 -18.2 -54 -160
20 1885 -17.8 -60 -175
출발각의 확산(ASD, Angle Spread of Departure)는 모든 클러스터들에서 일정(본 발명의 실시예에서 ASD = 2°)하다고 가정할 수 있다. 따라서, 도착각의 확산(ASA, Angle Spread of Arrival) 또한 모든 클러스터들에서 일정(본 발명의 실시예에서 ASA = 15°)할 수 있다. 게다가, 교차 편파 전력비(XPR, Cross Polarization Power Ratio)는 모든 클러스터들에서 일정(본 발명의 실시에에서 XPR = 7dB)하다고 가정할 수 있다. 상기 수치 들은 상이한 클러스터들에 대하여 상이할 수 있다.
무선 채널의 Hu,s,n(t,τ)로 추정되는 임펄스 응답은 하기 수 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00008
상기에서 Ftx,s는 전송 안테나 영역의 패턴(예컨데, 전송 빔)이며, 상기에서 Frx,s는 수신 안테나 영역의 패턴(예컨데, 수신 빔)이며, ds는 ULA 전송 안테나에서 안테나 요소 사이의 거리이며, du는 ULA 수신 안테나에서 안테나 요소 사이의 거리이며, k는 파동 상수(k=2π/λ0, λ0는 무선 신호의 파장 )이며, Pn은 클러스터 전력을 의미하며, M은 하나의 클러스터에서 활성영역의 수를 의미하며, m은 활성영역의 색인(index)을 의미하며, n은 클러스터의 색인을 의미하며, Φn,m은 산포 (n,m)의 정위상 항(term)을 의미하며, υn,m은 활성영역 (n,m)의 도플러 주파수를 의미하며, τ는 지연을 의미한다.
활성영역 (n,m)의 도플러 주파수는 하기 수 2와 같이 산출된다.
Figure pct00009
상기에서
Figure pct00010
는 속도 벡터이며,
Figure pct00011
는 활성 영역과 상기 수신기 사이의 상대 속도를 의미한다.
상기 수 1에서의 임펄스 응답은 수신기 안테나가 전방향이라고 가정하면, 하기 수 3과 같이 간략화 될 수 있다.
Figure pct00012
도 2는 5개의 클러스터들로부터의 수신 빔의 전력 방위 분포를 도시한 도면이다. 도 2에서 x축은 각도 값이고, y축은 dB로 나타낸 전력 값이다. 5개의 빔(200, 202, 204, 206, 208)들은 상이한 도착각에서 수신된다. 상기 빔(200, 202, 204, 206, 208)들은 상이한 시간 모멘트(예컨데 그것들 중의 하나 이상은 상이한 빔들에 대하여 상이한 지연을 가질 수 있다.)에서 수신된다.
도 3은 도 2에 도시한 예에 따른 상기 5개의 클러스터들로 전송되는 빔들의 전력 방위 분포를 도시한 도면이다. 도 3에서, 축은 각도 값이고, y축은 dB로 나타낸 전력 값이다. 반사 및/또는 산란되는 클러스터들이 각도에서 약간 배포되기 때문에, 상기 5개의 빔(300, 302, 304, 306, 308)들은 약간 상이한 출발 각에서 전송된다.
도 4는 OTA 시험 실을 도시한 도면이다. 상기 시험실은 무반향실 일 수 있다. 가입자 단말과 같은 피시험장치(400)는 에뮬레이터(418, 예컨데, Elektrobit Propsim
Figure pct00013
C8 등)에 결합된 안테나 요소들(402, 404, 406, 408, 410, 412, 414, 416)에 둘러싸여 있다. 상기 에뮬레이터(418)는 프로세서, 메모리 및 적절한 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 45°의 일정 각도마다 원형으로 8개의 안테나 요소들이 있다. 일반적으로, 적어도 2개의 안테나 요소(402-416)들이 있을 수 있으며, 상호 Δθ의 이격각으로 이격될 수 있다. 적어도 3개 이상의 안테나 요소들(402-416)이 있을 때, 상기 이격각 Δθ는 어느 2개의 연속한 안테나 요소들(402-416)에 대하여 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 안테나 요소들(402-416)들은 피시험장치(400)으로부터 동일하거나 상이한 거리에 있을 수 있으며, 상기 안테나 요소들(402-416)은 전 각도나 전 입체각도가 아닌 단지 하나의 부분에 위치할 수 있다. 상기 피시험장치(400)는 또한 안테나에서 하나이상의 요소들을 가질 수 있다.
상기 OTA 피시험장치(400)와 통신함으로써 경로의 방향을 자유롭게 시험 하여 안테나 디자인, 극성 및 배치효과를 시험 하는 것이 가능하다. 만약 상기 에뮬레이터(418)와 상기 피시험장치(400)의 사이를 케이블로 결합한다면 상기 시험은 불가능하다.
상기 에뮬레이터(418)는 시험을 위한 채널 모델을 가진다. 시험 수행자는 상기 채널 모델을 선택할 수 있다. 게다가, 시험에 간섭 및 노이즈가 바림직한 방법으로 입력될 수 있다. 상기에서 사용된 채널 모델은 실제 라디오 시스템으로부터의 기록된 채널에 기반한 재생 모델이거나 인공적으로 생성된 모델이거나 상기 재생 모델 및 인공모델을 조합한 것일 수 있다.
상기 에뮬레이터(418)가 라디오 시스템의 기지국에 결합되거나 기지국으로 작동하고, 상기 안테나 요소(402-416)들이 상기 라디오 시스템의 수신 가입자 단말로서 작동하는 상기 피시험장치(400)에 송신한다고 가정한다. 피시험장치 안테나 특성들이 알려지지 않았고, 상기 정보들이 다음 예에서 무시할 수 있다고 가정할 수 있다. 상기 OTA 안테나 요소들(402-416)은 상기 피시험장치로부터 각 θk의(상기 k는 1,…,K, K는 안테나 상수) 방향에 있다고 가정할 수 있다. 상기 안테나 요소들(402-416)의 각 간격은 일정(θk+1- θk=Δθ)할 수 있다.
상기 에뮬레이터(418)의 기하학 채널 모델은 OTA 안테나 요소들(402-416)과 연관될 수 있다. 상기 에뮬레이터(418)는 상기 기지국으로부터 송신된 방사가 클러스터들에 부딪히는 상황을 시뮬레이션 할 수 있다. 상기 에뮬레이터(418)는 또한 각각의 클러스터들로부터 반사 및/또는 산란되는 빔을 형성하며, 상기 클러스터의 출발 전력과 지연을 적어도 1개 이상의 안테나 요소들(402-416)로 적절하게 나눈다. 따라서, 안테나 요소(402-416)은 클러스터들의 반사 및/또는 산란된 빔을 재생산하도록 제어된다.
때때로 하나의 클러스터에서 반사 및/또는 산란된 빔을 나타내는 하나의 빔의 각도는 하나의 안테나 구성요소(402-416)의 각도(θk)와 기준치 이상(예컨데, 1°) 다르다. 그러면, 그러한 빔은 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416)을 이용하여 전송할 수 있다.
일 실시예로 모의의 클러스터의 전력이 안테나 각(θk) 및 클러스터 각(
Figure pct00014
)에 따라 2개의 안테나 요소로 나뉘어질 수 있다. 클러스터 각(
Figure pct00015
)에 가장 가까운 안테나 요소 k의 각(θk)는 하기 수 4와 같이 표시될 수 있다.
Figure pct00016
상기에서 min은 모든 θj값에서 상기 수식에서의 최소값을 의미하며, int는 상기 수식에서 0을 포함한 정수 값을 의미한다. 상기 k 값은
Figure pct00017
이며, 상기 2번째 안테나 요소 k+1은 각 θk+1(=θk+ Δθ)일 수 있다. 따라서, 상기 선택된 안테나 요소들은 최소한 주로 피시험장치(400)와 관련된 클러스터로부터 반사 및/또는 산란되는 빔일 수 있다.
각각의 안테나 요소(402-416)에 대한가중치 wnk+1는 하기 수 5와 같이 산출될 수 있다.
Figure pct00018
상기에서 i는 0 또는 1이며, k는 클러스터 n의 각
Figure pct00019
에 가장 가까운 안테나 요소의 지표(index) 값이다. 상기 클러스터 n에서 안테나 요소 k로의 전력 Pn은 Pk+ Pk+1= Pn과 같은 가중치 wn,k로 곱하여진다.
1개의 피시험장치에 원형으로 둘러싸인 8개의 안테나 요소들(예컨데, K=8, Δθ=45°), 하나의 기지국 안테나, 하나의 클러스터, 클러스터 전력 2, 도착각
Figure pct00020
=37°를 가정해 본다. 안테나 k의 안테나 요소(402)의 전력 Pk는
Figure pct00021
이며, 안테나 k+1의 안테나 요소(402)의 전력 Pk+1은
Figure pct00022
이다.
도 5는 동일한 전력 분배를 갖는 안테나 요소들로 형성된 빔(500)을 도시한 도면이다. 또한, 상이한 안테나 요소들에 유입되는 상기 신호들은 지향성의 전력 분포가 변경되는 것과 같이 서로서로에 관하여 위상천이될 수 있다. 상기 위상천이는 신호의 전력과 상대적인 지연을 설정하는 적절하게 복잡한 계수로 기저대역의 신호를 가중치로 하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 위상 천이는 서로에 관하여 무선 주파수 신호를 지연시키도록 수행될 수 있다. 예컨데, 디지털 지연들(예컨데, 디지털 유한 펄스 응답 필터 구조)의 뱅크에서 적절하게 바람직한 지연을 선택할 수 있다. 모의의 무선 채널의 상이한 경로의 상이한 빔들은 상이한 순간에 형성될 수 있다. 모의의 무선 채널의 하나의 빔의 하나의 경로는 상이한 순간에 형성될 수 있다. 모의의 무선 채널의 상이한 경로들의 다수의 상이한 빔들은 한 순간에 형성될 수 있다.
도 6은 안테나 요소들의 그룹(600)을 도시한 도면이다. 일 실시예로, 상기 안테나는 안테나 요소들(6002, 6004, 6006, 6008, 6010)의 적어도 1개의 그룹을 포함한다. 따라서, 안테나요소(402)대신에, 하나의 안테나 요소 뿐 아니라 여러 요소들(6002, 6004, 6006, 6008, 6010)일 수 있다. 예컨데, 각각의 안테나 요소(402-416)는 5개의 요소들로 이루어 질 수 있다. 일반적으로, 안테나요소(402-416) 대신에 적어도 2개의 안테나 요소들(6002, 6004, 6006, 6008, 6010)에서 하나의 그룹(600)일 수 있다.
1개의 OTA 안테나 요소가 하나의 그룹(600)의 안테나 요소(6002, 6004, 6006, 6008, 6010)로 대체된다면, OTA 안테나 요소들로의 맵핑(mapping)은 더 간단하고 더 정확할 수 있다. 1개의 그룹이 G 안테나 요소들(6002, 6004, 6006, 6008, 6010)을 구성한다고 가정한다.
각각의 안테나 그룹(600)에 구비되는 상기 요소들(6002, 6004, 6006, 6008, 6010)의 수는 채널 모델 도착(각각의 클러스터마다) 방위 확산에 기초하여 선택될 수 있다. 각각의 그룹들은 하나의 에뮬레이터에 출력 포트를 제공할 수 있으므로, 각각의 그룹의 안테나 요소들(6002, 6004, 6006, 6008, 6010)은 하나 이상의 분배기, 결합기, 감쇄기 및/또는 위상 천이기로 구성된 스위칭 네트워크(620)로 상기 에뮬레이터에 결합될 수 있다. 일 실시예로, 상기 스위칭(예컨데, 안테나 요소들의 선택)은 모든 그룹들에 유사할 수 있으며, 측정 시 마다 한번 행해질 수 있다.
상기 에뮬레이터로부터의 신호에 기초하여 빔 제어기(622)는 하나의 빔에 대하여 하나의 그룹에 필요한 안테나 구성요소의 수를 제어한다. 일반적으로, 임의의 최대치 이상의 양수개의 안테나 구성요소들이 사용될 수 있다.
일 실시예로, 요소들의 홀수개가 사용된다. 예컨데, G=5인 경우, 채널 모델의 시나리오에 따라 1개, 3개 또는 5개의 요소들이 선택될 수 있다. 채널 모델에서 클러스터들이 좁게 있다면, 상기 빔에 대하여 3개의 요소들로 충분할 수 있다. 상기 클러스터들이 더 넓다면, 상기 빔에 대하여 최대 수의 요소들이 사용될 수 있다.
하나의 그룹에서 안테나 요소들의 선택은 하기 수 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00023
상기 수 6에서 Z=G-2j이고, j는 0,…,(G-3)/2이며, round는 상기 나눗셈(최소 값은 1)의 값에 가장 가까운 정수 값으로의 반올림을 의미한다.
채널 모델을 OTA 안테나에 매핑하는 것은 하기 법칙을 적용하여 수행할 수 있다. 각각의 클러스터들을 클러스터의 공칭 방향에 따라 적절한 에뮬레이터 채널들과 OTA 안테나 요소들에 설정한다. 클러스터 n에 대한 OTA 안테나 요소들의 선택은 하나의 클러스터의 공칭 도착각
Figure pct00024
을 갖는 클러스터의 가장 가까운 OTA 안테나 그룹의 중앙 θk을 선택하여 수행될 수 있다. 예컨데, 하나의 그룹에서 안테나 요소들의 수의 선택은 스위치(622)에 의하여 선택된다.
도 7은 안테나 요소들의 그룹들(600-614)에 둘러싸인 피시험장치(400)을 도시한 도면이다. 본 실시예에서, 각각의 그룹(600-614)은 3개의 안테나 요소를 가진다. 하나의 빔(700)은 하나의 그룹(602)을 이용하여 형성될 수 있다. 8개 그룹들과 각 그룹에서 5개의 요소들로 균일하게 위치한 안테나 요소들로 둘러싸인 원을 형성할 수 있다. 예컨데, 하나의 클러스터가 Δθ보다 더 넓은 매우 넓은 빔을 필요할 정도로 과도하게 넓다면, 상기 클러스터는 1개 이상의 안테나 그룹에 매핑(mapping)될 수 있다.
또한, 1개의 힘을 형성하는 데 여러 그룹들이 이용될 수 있다. 상기 그룹들은 2개의 안테나 요소들을 선택하는 상기 수 4 및 수 5과 관련하여 동일한 방법이 적용될 수 있다. 그러면, 2개의 안테나 요소들을 선택하는 대신, 안테나 요소들의 2개의 그룹들이 하나의 빔에 대하여 선택될 수 있다. 도 7에서, 빔(700)은 그룹들(600, 602)을 이용하여 형성될 수 있다.
일 실시예로, 안테나 요소들에 대하여 고정된 가중치가 적용될 수 있다(예컨데, 가우시안 또는 라플라시안 유형의 클러스터 전력 방위 분포가 그대로 적용될 수 있다.).
적어도 2개의 안테나 요소들을 이용한 수신은 상응하는 방법으로 수행될 수 있다. 따라서, 상기 방법이 업링크와 다운링크 모두에 적용될 수 있다. 안테나 요소들(402-416)이 상기 피시험장치(400)으로부터 신호를 수신하고 있다고 가정한다. 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416)들에 수신된 신호들은 1개의 모의의 무선 채널의 하나의 경로의 하나의 신호의 수신 빔을 형성하기 위한 에뮬레이터(418)에서 결합될 수 있다. 상기 결합은 수 4 및 수 5에서 계산된 가중치 wnk+1을 이용하여 2개의 안테나 요소들 또는 안테나 요소들의 그룹에서 전력에 가중치를 부여하는 것을 포함한다. 게다가, 상기 빔의 모양과 방향은 복잡한 계수 또는 위상천이의 또 다른 분류를 이용하여 가중치를 둘 수 있다.
상기 실시예들은 3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access), Wi-Fi 및/또한 WCDMA(Wide-band Code Division Multiple Access)에 적용될 수 있다. 또한, 적용 가능한 MIMO(Multiple In Multiple Out)에서, 전술한 실시예들에서 신호들은 다른 방법으로 안테나 요소들로 나누어 질 수 있다. 도 8은 2개의 송신 안테나 요소(800, 802)및 2개의 수신 안테나 요소(804, 806)을 가지는 MIMI 구성을 도시한 도면이다. 하나의 에뮬레이터(812)의 지연 요소들(814-820)에서 상이한 경로들을 나타내는 2개의 지연 탭들(808, 810)이 있다. 각각의 송신 안테나들(800, 802)에서의 신호들은 동일한 지연(탭 808, 810)을 가지는 신호들을 지연시키는 지연 요소들(814-820)에 공급된다. 양 지연(탭 808, 810)으로 지연시키는 지연 요소들(814-820)의 출력은 결합되고 안테나 요소(806)로 공급된다. 이에 따라, 지연(탭 808, 810)으로 지연시키는 지연 요소들(816-818)의 출력 또한 결합되고 안테나 요소(804)로 공급된다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예를 도시한 도면이다. 상기 실시예에서 또한 OTA 시험의 무반향실(922)에서의 다수의 안테나 요소들의 2개의 송신 안테나 요소(900, 902) 및 2개의 수신 안테나 요소(904, 906)들이 있다. 에뮬레이터(912)의 지연 요소들(914-920)에서 상이한 경로들을 나타내는 2개의 지연 탭(914-920)이 있다. 송신 안테나(900)로부터의 신호는 지연 요소(914, 916)으로 공급된다. 상기 지연 요소(914)는 지연 탭(908)에 따라 신호를 지연시키고, 상기 지연 요소(916)은 지연 탭(910)에 따라 신호를 지연시킨다.
송신 안테나(902)로부터의 신호는 지연 요소들(918, 920)에 공급된다. 상기 지연 요소(918)는 지연탭(910)에 따라 신호를 지연시키며 상기 지연 요소(920)는 지연탭(908)에 따라 신호를 지연시킨다. 동일한 지연(지연 탭 908)으로 지연시키는 지연요소(914 및 916)의 출력은 결합되고 안테나 요소(906)에 공급된다. 이에 따라, 동일한 지연(지연 탭 910)으로 지연되는 지연 요소들(916 및 918)의 출력은 결합되고 안테나 요소(904)에 공급된다. 따라서, 상이한 도착각을 나타나낸다면, 상이한 지연 탭들은 상이한 안테나 요소들(904, 906)에 공급된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 순서도를 도시한 도면이다. 1000 단계에서, 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 빔은 OTA실에서 에뮬레이터에 결합된 다수의 안테나 요소들의 적어도 2개의 안테나 요소로 형성된다.
상기 실시예들은, 예컨데, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 또는 VLSI(Very Large Scale Integration)으로 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 방법 단계들의 상기 실시예는 에뮬레이터의 모의의 무선 채널을 통하여 전자 피시험장치와 통신하기 위한 컴퓨터 프로세스를 실행하기 위한 명령어를 포함한 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 상기 에뮬레이터는 전자 회로 및/또한 컴퓨터 프로그램에 근거하여 안테나 요소들의 사용 및 무반향실에서의 빔의 형성이 제어될 수 있다.
상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 또는 프로세서로 판독가능한 배포 매체에 저장될 수 있다. 예컨데, 상기 컴퓨터 프로그램 매체는 전기, 자기, 광학, 자외선 또는 반도체 시스템, 디바이스 또는 전송 매체에 국한되는 것은 아니다. 상기 컴퓨터 프로그램 매체는 컴퓨터 판독가능한 매체, 그로그램 저장 매체, 기록 매체, 컴퓨터 판독가능한 메모리, RAM(Random Access Memory), EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory), 컴퓨터 판독 가능한 소프트웨어 배포 패키지, 컴퓨터 판독가능한 신호, 컴퓨터 판독가능한 통신신호, 컴퓨터 판도가능한 인쇄매체 및 컴퓨터 판독가능한 압축 소프트웨어 패키지 중 적어도 1개 이상을 포함한다.
본 발명은 첨부 도면에 따라 일 실시예를 참고적으로 전술하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 부가된 청구항의 범위 내에서 여러 방법으로 변경가능하다.
100: 송신기 112: 수신기
124: 전송 빔 126,128: 클러스터
400: 피시험장치 418: 에뮬레이터
620: 스위칭 네트워크 622: 빔 제어기

Claims (25)

  1. 에뮬레이터의 모의의 무선 채널을 통해 전자 피시험장치(400)와 통신하는 통신 방법에 있어서,
    무반향실에서 에뮬레이터에 결합된 다수의 안테나 요소들(402-416,6002-6010) 중 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416,6002-6010)로써, 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 빔(500,700)을 형성하는 단계(1000)를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 방법은, 무선 채널의 경로의 신호를 전송 빔을 위한 적어도 2개의 안테나 요소들에 할당하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신 방법은, 적어도 2개의 안테나 요소들에 의해 상기 신호를 수신하고, 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 수신 빔을 형성하기 위하여 상기 적어도 2개의 안테나 요소들로 신호들을 결합하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통신 방법은, 상이한 시간에 상기 모의의 무선 채널의 상이한 경로의 상이한 빔들을 형성하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통신 방법은, 상이한 시간에 상기 모의의 무선 채널의 하나의 경로의 하나의 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 통신 방법은, 하나의 시간에서 상기 모의의 무선 채널의 상이한 경로들의 다수의 상이한 빔들을 형성하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 통신 방법은, 각이 경로의 방향각 사이인 2개의 안테나 요소들을 찾고 상기 2개의 안테나 요소들을 이용하여 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 통신 방법은, 홀수의 안테나 요소들을 포함한 안테나 요소들의 그룹에 의하여 상기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  9. 전자 디바이스(400)와의 통신을 위한 모의의 무선 채널을 가지는 에뮬레이터를 포함한 시험 시스템에 있어서,
    상기 시험 시스템은 에뮬레이터에 결합된 다수의 안테나 요소(402-416, 6002-6010)를 포함하고,
    상기 에뮬레이터는 무반향실에서 다수의 안테나 요소들(402-416, 6002-6010) 중 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416, 6002-6010)로써 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 빔(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시험 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 에뮬레이터(418)는 모의의 무선 채널의 경로의 신호를 적어도 2개의 전송 빔을 위한 안테나 요소에 할당하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시험 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 에뮬레이터(418)는 적어도 2개의 안테나 요소들에 의해 상기 신호를 수신하고 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 수신 빔(500, 700)을 형성하기 위한 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416, 6002-6010)의 신호들을 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시험 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 에뮬레이터(418)는 상이한 시간에 모의의 무선 채널의 상이한 경로의 상이한 빔들(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시험 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 에뮬레이터(418)는 상이한 시간에 모의의 무선 채널의 1개의 경로의 하나의 빔(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시험 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 에뮬레이터(418)는 하나의 시간에 모의의 무선 채널의 상이한 경로들의 다수의 상이한 빔들(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시험 시스템.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 에뮬레이터(418)는 각이 경로의 방향각 사이인 2개 이상의 안테나 요소들(412-416, 6002-6010)을 찾고 상기 2개의 안테나 요소들(412-416, 6002-6010)을 이용하여 상기 빔(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시험 시스템.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 에뮬레이터(418)는 홀수의 안테나 요소들을 포함한 안테나 요소들(6002-6010)의 그룹으로 빔(500, 700)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시험 시스템.
  17. 에뮬레이터(418)의 모의의 무선 채널을 통한 전자 피시험장치(400)로 통신하기 위한 컴퓨터 프로세스를 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 명령어를 인코딩하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품에서,
    상기 프로세스는, 무반향실에서 에뮬레이터(418)에 결합된 다수의 안테나 요소들(402-416,6002-6010) 중 적어도 2개의 안테나 요소들(402-416,6002-6010)로써, 모의의 무선 채널의 경로의 신호의 빔(500, 700)을 형성하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 모의의 무선 채널의 경로의 신호를 전송빔을 위한 적어도 2개의 안테나 요소들로 할당하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 적어도 2개의 안테나 요소들에 의해 상기 신호를 수신하고 모의의 무선 채널의 경로의 신호들의 수신 빔을 형성하기 위한 적어도 2개의 안테나 요소들의 신호들을 결합하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 상이한 시간에 상기 모의의 무선 채널의 상이한 경로들의 상이한 빔들을 형성하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 상이한 시간에 모의의 무선 채널의 하나의 경로의 하나의 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 하나의 시간에 모의의 무선 채널의 상이한 경로들의 다수의 상이한 빔들을 형성하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 각이 경로의 방향각 사이인 2개의 안테나 요소들을 찾고 상기 2개의 안테나 요소들을 이용하여 상기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 홀수의 안테나 요소들을 포함한 안테나 요소들의 그룹으로 상기 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 적어도 1개의 매체를 포함한 배포 매체에서 배포되며,
    상기 매체는 컴퓨터 판독 가능한 매체, 프로그램 저장 매체, 기록 매체, 컴퓨터 판독 가능한 메모리, 컴퓨터 판독 가능한 소프트웨어 배포 패키지, 컴퓨터 판독 가능한 신호, 컴퓨터 판독 가능한 통신신호 및 컴퓨터 판독가능한 압축 소프트웨어 패키지 중 1개 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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