KR20120035820A

KR20120035820A - 소프트웨어 정의 라디오 다중안테나 시스템

Info

Publication number: KR20120035820A
Application number: KR1020100133962A
Authority: KR
Inventors: 최승원; 김준; 안치영; 양현욱
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-04-16
Also published as: WO2012046921A1

Abstract

본 발명은 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 소프트웨어 정의 라디오(SDR: Software Defined Radio) 다중안테나 시스템에 관한 것으로, 수신한 신호를 스마트안테나 부시스템으로 전달하는 RF 부시스템, 상기 RF 부시스템으로부터 전달받은 신호를 복조하기 위한 모뎀 부시스템; 및 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 스마트안테나 부시스템을 포함하고, 상기 스마트안테나 부시스템은, 상기 스마트 안테나 부시스템의 각 부를 제어하고 실행될 신호처리 알고리즘을 선택하는 제어부, 상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 대하여 시간과 주파수의 동기화를 수행하여 동기화된 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 동기화부 및 상기 모뎀 부시스템을 거친 신호를 수신하여 상기 제어부의 제어신호에 따라 선택된 신호처리 알고리즘이 실행되는 알고리즘 실행부를 포함하여 구성된다.

Description

소프트웨어 정의 라디오 다중안테나 시스템{Software-Defined Radio Multi-Antenna System}

본 발명은 다중안테나 기술을 지원할 수 있도록 하는 소프트웨어 정의 라디오(SDR:Software-Defined Radio Multi-Antenna System) 다중안테나 시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 알고리즘을 수행할 수 있는 SDR 스마트안테나 부시스템에 관한 것이다.

최근에는 빠르게 성장하는 무선 통신 기술에 따라 다양한 통신규격이 정의되면서, 이를 지원하는 하드웨어 장치들에 대한 수요가 증가하고 있다. 라디오 구현장치들은 각 프로토콜을 지원하기 위하여 증폭기, 안테나, 필터 등과 같은 특정 하드웨어 등에 의존하기 때문에, 새로운 프로토콜을 지원하기 위해서는 추가적인 하드웨어를 필요로 한다.

따라서 단일하드웨어 플랫폼에서 다양한 통신규격을 사용할 수 있는 소프트웨어 정의 라디오(SDR; software defined radio)기술이 주목받고 있다. SDR 기술은 무선통신 시스템의 개방성, 상호 운영성, 이식성 등을 지향하여 통신 시스템이 하드웨어 변화 혹은 업그레이드 없이 다양한 통신 규격과 통신 기술을 수용할 수 있도록 하는 기술이다.

도 1은 SDR 시스템이 적용되는 종래의 단일 안테나 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 단일 안테나 시스템은 크게 모뎀 부시스템과 RF/IF 부시스템으로만 크게 구성되어 있어, 다중안테나를 위한 고려가 없다. 따라서, 현재 빠르게 변해가는 통신환경에 효과적으로 대응하지 못하고 있다.

다중안테나 시스템은 추가적인 주파수나 송신전력의 할당 없이도 채널용량을 안테나 수에 비례하여 증가시킬 수 있는 장점으로 인해 각광받고 있는데, 특히 다중입출력(MIMO:multiple-input and multiple-output)기술은 송수신 양단에 다중안테나를 사용함으로써 한정된 주파수자원 내에서 채널용량을 증대하여 높은 데이터 전송률을 제공할 수 있다. 이러한 MIMO 기술은 추가적인 대역폭이나 전송파워 없이도 데이터 처리능력과 링크범위를 상당히 향상시킬 수 있는 장점이 있어서, 관심이 집중되고 있다.

그러나 다중안테나 시스템은 기존 SDR 시스템이 지원하는 단일 안테나 시스템을 단순히 복수 개로 확장하여 구성될 수 있는 구조가 아니다. 이와 같은 다중안테나 시스템을 지원하기 위해서는 공간다중화 알고리즘, 빔포밍 알고리즘, 시공간 부호화 알고리즘, 신호도달방향추정 알고리즘 등 다중안테나 알고리즘을 구비하여야하고, 다중안테나 시스템을 위한 동기화 문제도 해결하여야 한다. 또한 송수신 신호에 따라 상기의 알고리즘을 제어할 수 있는 제어부가 구비되어야 한다.

공간다중화(SM:Spatial multiplexing)는 송수신 안테나 간의 가상의 부 채널을 만들어서 각각의 송신 안테나를 통해 서로 다른 데이터를 전송함으로써 전송속도를 높이는 방식이다. 즉 공간다이버시티(Spatial diversity)를 이용하여 전송률을 높이는 기법으로 빠른 전송률이 요구되는 통신환경에 적합한 기술이다.

빔포밍(Beamforming)은 안테나에서 방사된 에너지가 특정한 방향을 따라서 집중적으로 방사되는 안테나 구현 방식으로, 원하는 방향으로부터 신호를 수신하거나 원하는 방향으로 신호를 전달할 수 있게 한다. 이는 각 안테나별로 위상정보를 컨트롤하여 기지국과 이동국의 위치각도에 따라 신호의 세기를 조절함으로써 주변의 간섭을 제거하여 성능을 높일 수 있는 기술이다.

시공간부호화(STC: Space-time coding)는 무선통신 시스템에서 다중안테나를 사용하여 데이터전송의 신뢰성을 개선하기 위한 방법이다. 시공간부호화는 다수의 중복된 데이터 스트림을 전송함으로써, 송수신과정에서 다소의 데이터 손실이 발생하더라도 중복된 데이터 중 최소한 몇 개의 데이터는 신뢰할 만한 상태로 수신할 수 있게 되므로 데이터의 신뢰성이 강조되는 통신환경에 적합한 기술이다.

신호도달방향(DOA:Direction of Arrival) 추정은 원하는 방향으로의 신호 전송을 위한 안테나 빔을 선택하거나 또는 원하는 신호가 수신되는 방향의 안테나 빔을 조종하기 위해 사용된다. 빔 형성기는 동시에 검출된 다중 공간 신호들에 대한 조종 벡터들(steering vectors)과 신호도달방향을 추정하며, 상기 조종 벡터들의 조합으로부터 빔 형성 가중치 벡터(beam-forming weight vectors)를 결정한다.

상기에 언급된 다중안테나를 위한 기술들이 SDR시스템에 접목되기 위해서는, SDR 시스템의 구조는 개방성, 분산성, 객체지향성, 소프트웨어 재사용성을 제공하는 구조이어야 한다. 이러한 조건을 만족하는 SDR 다중안테나 시스템은 표준적인 SDR 시스템에 적용될 수 있는 스마트안테나 부시스템의 아키텍쳐를 제공하여 재사용성과 연결성 및 확장성을 제공할 필요가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 개방형 아키텍쳐(open architecture)의 PIM(Platform independent model)를 갖도록 객체지향성과 제어성을 확보하고 각 구성요소간의 인터페이스를 정의하여, 각 시스템간에 유연하게 연동할 수 있는 SDR 시스템이 다양한 알고리즘을 지원할 수 있도록 하는 소프트웨어 정의 라디오 다중안테나 시스템을 제공한다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 목적은 개방형 아키텍쳐(open architecture)의 PIM(Platform independent model)을 갖도록 객체지향성과 제어성을 확보하고 각 구성요소간의 인터페이스를 정의하여, 각 시스템간에 유연하게 연동할 수 있는 SDR 시스템이 다양한 알고리즘을 지원할 수 있도록 하는 소프트웨어 정의 라디오 다중안테나시스템에 이용될 수 있는 스마트안테나 부시스템을 제공한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 소프트웨어 정의 라디오(SDR: Software Defined Radio) 다중안테나 시스템에 있어서, 수신한 반송파 주파수신호를 기저대역 주파수 신호로 낮추어서 스마트안테나 부시스템으로 전달하는 RF 부시스템, 상기 RF 부시스템으로부터 전달받은 신호로부터 사용자 신호를 추출하고 복조하기 위한 모뎀 부시스템 및 상기 RF 부시스템 및 모뎀 부시스템과 연동하여 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 스마트안테나 부시스템을 포함하고, 상기 스마트안테나 부시스템은, 상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 따라 상기 스마트 안테나 부시스템의 각 부를 제어하고 실행될 신호처리 알고리즘을 선택하는 제어부, 상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 대하여 시간과 주파수의 동기화를 수행하여 동기화된 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 동기화부 및 상기 모뎀 부시스템을 거친 신호를 수신하여 상기 제어부의 제어신호에 따라 선택된 신호처리 알고리즘이 실행되는 알고리즘 실행부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 RF 부시스템과는 RF 부시스템의 인터페이스를 제어하는 신호와 RF 부시스템의 상태정보를 주고받고, 상기 동기화부와는 상기 동기화를 위한 제어신호를 주고받으며, 상기 알고리즘 실행부와는 상기 RF 부시스템에서 수신한 신호를 처리할 신호처리 알고리즘을 선택하고, 상기 선택된 신호처리 알고리즘을 위한 파라미터를 설정하기 위한 제어신호를 주고받으며, 상기 알고리즘 실행부에서 실행되는 신호처리 알고리즘은 공간다중화 신호 처리 알고리즘, 빔포밍 신호처리 알고리즘, 시공간부호화 신호처리 알고리즘, 신호도달방향 추정 알고리즘 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 대하여 진폭과 위상의 차이에 대한 보정을 수행하여 상기 동기화부로 전달하는 캘리브레이션부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 캘리브레이션부와 캘리브레이션을 위한 제어신호를 주고 받는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 알고리즘 실행부는, 상기 공간다중화 신호 처리 알고리즘에 따라 공간다중화 신호를 처리하는 공간다중화부, 상기 빔포밍 신호처리 알고리즘에 따라 빔포밍 신호처리를 수행하는 빔포밍부, 상기 시공간 부호화 신호처리 알고리즘에 따라 시공간부호화 신호를 처리하는 시공간 부호화부 및 상기 신호도달방향 추정 알고리즘에 따라 신호 도달방향 추정을 수행하는 신호도달방향 추정부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 선택된 알고리즘이 공간다중화 신호처리 알고리즘인 경우, 상기 알고리즘 실행부는 채널추정부를 더 포함하고, 상기 모뎀 부시스템은 상기 동기화된 신호를 트래픽신호와 복조된 파일럿 신호로 분리하여 각각 상기 공간다중화부와 상기 채널추정부로 송신하고, 상기 채널추정부는 상기 복조된 파일럿 신호에 대하여 채널추정을 수행하여 산출된 채널계수를 상기 공간다중화부로 송신하고, 상기 공간다중화부는 상기 트래픽 신호와 채널계수를 이용하여 공간다중화 디코딩을 수행하여 상기 디코딩된 공간다중화 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 채널추정부는 상기 복조된 파일럿 신호의 채널정보를 포함하는 채널상태정보를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 선택된 알고리즘이 빔포밍 신호처리 알고리즘인 경우, 상기 알고리즘 실행부는 채널추정부를 더 포함하고, 상기 모뎀 부시스템은 상기 동기화된 신호를 트래픽신호와 복조된 파일럿 신호로 분리하여 상기 빔포밍부로 송신하고, 상기 빔포밍부는 상기 빔포밍 신호처리 알고리즘을 적용하여 구한 웨이트를 상기 트래픽 신호와 복조된 파일럿 신호에 곱하여 각각 결합함으로써, 빔포밍된 트래픽 신호와 빔포밍된 파일럿 신호를 출력하여 채널추정부로 전달하며, 상기 채널추정부는 상기 빔포밍된 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널정보를 이용하여 상기 빔포밍된 트래픽 신호를 채널 보상하고, 상기 채널보상된 신호와 추정된 채널상태정보는 모뎀 부시스템으로 송신되는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 선택된 알고리즘이 시공간부호화 신호처리 알고리즘인 경우, 상기 알고리즘 실행부는 채널추정부를 더 포함하고, 상기 모뎀 부시스템은 상기 동기화된 신호를 트래픽신호와 복조된 파일럿 신호로 분리하여 각각 상기 시공간부호화부와 채널추정부로 송신하고, 상기 채널추정부는 상기 복조된 파일럿 신호에 대하여 채널추정을 수행하여 산출된 채널계수를 상기 시공간부호화부로 송신하고, 상기 시공간부호화부는 상기 트래픽 신호와 채널계수를 이용하여 시공간부호화 디코딩을 수행하여, 상기 디코딩된 시공간부호화 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 선택된 알고리즘이 신호도달방향 추정 알고리즘인 경우, 상기 신호도달방향 추정부는 상기 모뎀 부시스템으로부터 신호도달방향 추정을 위한 참조신호를 수신하여 상기 수신한 참조신호의 웨이트를 구하여 신호도달방향을 추정하고, 상기 신호도달방향이 추정된 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 소프트웨어 정의 라디오(SDR: Software Defined Radio) 다중안테나 시스템에 있어서, 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 소프트웨어 정의 라디오(SDR: Software Defined Radio) 다중안테나 시스템으로, 스마트안테나 부시스템과 연동하여 송신할 신호를 처리하여 다중 접속처리된 전송신호를 출력하는 모뎀 부시스템, 상기 모뎀 부시스템으로부터 수신한 다중접속처리된 신호를 반송파 주파수신호로 올려주는 RF 부시스템 및 상기 RF 부시스템 및 모뎀 부시스템과 연동하여 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 스마트안테나 부시스템을 포함하고, 상기 스마트안테나 부시스템은, 상기 RF 부시스템으로 송신할 신호에 따라 상기 스마트 안테나 부시스템의 각 부를 제어하고 실행될 신호처리 알고리즘을 선택하는 제어부, 상기 모뎀 부시스템과 연동하여 상기 제어부의 제어신호에 따라 선택된 신호처리 알고리즘이 실행되는 알고리즘 실행부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 RF 부시스템과는 상기 RF 부시스템의 인터페이스를 제어하는 신호와 RF 부시스템의 상태정보를 주고받고, 상기 알고리즘 실행부와는 상기 RF 부시스템으로 송신할 신호를 처리할 신호처리 알고리즘을 선택하고, 해당 신호처리 알고리즘을 위한 파라미터를 설정하기 위한 제어신호를 주고받으며, 상기 알고리즘 실행부에서 실행되는 신호처리 알고리즘은 공간다중화 신호 처리 알고리즘, 빔포밍 신호처리 알고리즘, 시공간부호화 신호처리 알고리즘 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 모뎀 부시스템에서 출력된 신호에 대하여 진폭과 위상의 차이에 대한 보정을 수행하여 상기 RF 부시스템으로 송신하는 캘리브레이션부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 캘리브레이션부와 캘리브레이션을 위한 제어신호를 주고 받는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 알고리즘 실행부는, 상기 공간다중화 신호처리 알고리즘에 따라 공간다중화 신호를 처리하는 공간다중화부, 상기 빔포밍 신호처리 알고리즘에 따라 빔포밍 신호처리를 수행하는 빔포밍부 및 상기 시공간 부호화 신호처리 알고리즘에 따라 시공간부호화 신호를 처리하는 시공간 부호화부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 선택된 알고리즘이 공간다중화 신호처리 알고리즘인 경우, 상기 공간다중화부는 모뎀 부시스템으로부터 전송신호와 채널정보를 포함하는 채널상태 정보를 수신하고, 상기 채널상태정보를 이용하여 상기 전송신호에 대하여 공간다중화 인코딩을 수행하여, 상기 인코딩된 공간다중화 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서 상기 선택된 알고리즘이 빔포밍 신호처리 알고리즘인 경우, 상기 빔포밍부는 모뎀 부시스템으로부터 전송신호와 채널정보를 포함하는 채널상태정보를 수신하고, 상기 채널상태정보를 이용하여 상기 전송신호에 대하여 빔포밍을 수행하고, 상기 빔포밍된 가중치신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서, 상기 선택된 알고리즘이 시공간부호화 신호처리 알고리즘인 경우, 상기 시공간부호화부는 모뎀 부시스템으로부터 수신한 전송신호에 대하여 시공간부호화 인코딩을 수행하고, 상기 인코딩된 시공간부호화 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 소프트웨어 정의 라디오(SDR: Software Defined Radio) 다중안테나 시스템에 있어서, 다중 안테나와 연결되어 반송파 주파수 신호를 송수신하기 위한 RF 부시스템, RF 부시스템을 통해 송수신되는 신호를 처리하기 위한 모뎀 부시스템 및 상기 RF 부시스템 및 상기 모뎀 부시스템과 연동하여 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 스마트안테나 부시스템을 포함하고, 상기 스마트안테나 부시스템은, 상기 스마트 안테나 부시스템의 각 부를 제어하고 미리 정의된 여러 가지 신호처리 알고리즘 중에서 실행될 신호처리 알고리즘을 선택하는 제어부 및 상기 제어부에서 선택된 신호처리 알고리즘을 실행하는 알고리즘 실행부를 포함하고, 상기 알고리즘 실행부는 상기 모뎀 부시스템으로부터 하나 이상의 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 상기 신호처리 알고리즘에 따라서 처리하고, 상기 모뎀 부시스템으로 상기 신호처리 알고리즘에 따라 처리되어 출력된 하나 이상의 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 대하여 진폭과 위상의 차이에 대한 보정이 필요한 경우, 보정을 수행하는 캘리브레이션부 및 상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 신호 또는 상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 대하여 시간과 주파수의 동기화를 수행하여 동기화된 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 동기화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 RF 부시스템을 통하여 송수신 되는 신호를 처리하기 위한 신호처리 알고리즘을 선택하고, 상기 선택된 신호처리 알고리즘을 기초로, 상기 RF 부시스테과 상기 RF 부시스템을 제어하기 위한 신호와 상태정보를 주고받고, 상기 캘리부레이션부와는 캘리브레이션을 위한 제어신호를 주고 받고, 상기 동기화부와는 동기화를 위한 제어신호를 주고 받으며, 상기 알고리즘 실행부와 상기 선택된 신호처리 알고리즘을 위한 파라미터를 설정하기 위한 제어신호를 주고받는 것을 특징으로 한다.

또한 여기서 상기 알고리즘 실행부에서 실행되는 신호처리 알고리즘은 공간다중화 신호 처리 알고리즘, 빔포밍 신호처리 알고리즘, 시공간부호화 신호처리 알고리즘, 신호도달방향 추정 알고리즘 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 소프트웨어 정의 라디오 다중안테나 시스템을 이용하면, 다중안테나를 통하여 송수신되는 다양한 종류의 신호에 대하여, 다양한 알고리즘을 적용할 수 있는 재구성 가능한 구성요소들을 통하여 처리되도록 함으로써 통신환경에 구애받지 않는 다중안테나 시스템을 구현할 수 있다.

특히 본 발명에 따른 다양한 알고리즘을 수행할 수 있는 소프트웨어 정의 라디오 다중안테나 시스템은 다중안테나 시스템을 구성하는 각 구성요소간의 인터페이스를 정의하고 각각의 독립적인 역할을 정의하고, 송수신 방식에 따라 각 구성요소를 제어할 수 있는 기능을 구비함으로써 다양한 통신환경에 맞게 유연하게 재구성할 수 있는 효과를 유지할 수 있다.

도 1은 SDR 시스템이 적용되는 종래의 단일안테나 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 다양한 신호를 수신할 수 있도록 제어하기 위한 각 구성요소 간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 다양한 신호를 송신할 수 있도록 제어하기 위한 각 구성요소 간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템의 제어부 및 알고리즘 실행부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 공간다중화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 공간다중화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.
도 6a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 공간다중화 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 6b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 공간다중화 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.
도 7a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 7b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.
도 8a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 8b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.
도 9a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 9b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.
도 10a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 10b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.
도 11a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 신호도달방향을 추정하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 11b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 신호도달방향을 추정하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.
도 12는 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 공간다중화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 공간다중화 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 빔포밍 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 빔포밍 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 시공간부호화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 시공간부호화 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 18은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 신호도달방향을 추정하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

이하에서, 도면을 통하여 설명되는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템 및 스마트안테나 부시스템의 구성요소들은 소프트웨어 컴포넌트 또는 하드웨어 컴포넌트로 구성될 수 있다. 만일 각각의 구성요소들이 소프트웨어 컴포넌트로 구성된다면 각각의 입출력을 수행하는 역할은 포트가 하게 된다.

'포트'는 주위 환경 또는 외부 구성요소들과의 상호작용을 위한 포인트를 의미할 수 있다. 포트는 입력데이터 포트, 출력데이터 포트, 입출력데이터 포트, 컨트롤 포트를 포함할 수 있다. 입력데이터 포트를 통해서 외부로부터의 데이터가 유입되고, 출력데이터 포트를 통해서 각 구성요소 내부의 데이터가 외부에 제공된다. 입출력데이터 포트는 데이터의 입출력이 동시에 이루어지는 포트를 의미한다. 컨트롤포트에서는 데이터의 입출력은 발생하지 않고, 각 구성요소 고유의 알고리즘을 수행할 수 있도록 제어하는 부분을 의미할 수 있다.

도면을 통하여 설명될 각 구성요소와 포트들은 복잡성을 줄이고 가시성을 높이기 위하여 동작에 따라서 활성화 상태인 구성요소 및 포트만이 도면에 표시되고 설명될 수 있도록 하였다.

이하에서는, 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템의 신호 수신시의 구성요소간의 연결관계 및 신호 송신시의 구성요소간의 연결관계를 신호처리 알고리즘 제어의 측면에서 차례대로 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 다양한 알고리즘을 실행할 수 있도록 제어하기 위한 다중 안테나 시스템의 수신 구성

도 2는 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 다양한 신호를 수신할 수 있도록 제어하기 위한 각 구성요소 간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템(210)은 다양한 신호를 수신하여 처리할 수 있도록 알고리즘을 제어하고 실행하는 시스템으로서 제어부(211), 알고리즘 실행부(212), 캘리브레이션부(215),동기화부(217)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템은 스마트 안테나 부시스템에 연결된 RF 부시스템(220) 및 모뎀 부시스템(230)과 연동하여 동작하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(210)과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(220) 및 모뎀 부시스템(230)은 특정한 구성에 한정되지 않고, 다양한 종류의 구성을 갖는 RF 부시스템(220)과 모뎀 부시스템(230)이 포함될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(210)의 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

제어부(211)(ControlUnit)는 시스템 성능을 최적으로 만들기 위하여 스마트안테나 부시스템의 각 부를 제어한다. RF 부시스템과는 스마트안테나 부시스템의 다른 부들이 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 RF 부시스템의 인터페이스를 제어하는 신호와 RF 부시스템의 상태 정보를 주고 받는다. 또한 캘리브레이션부 및 동기화부와는 각각 최적의 캘리브레이션 및 최적의 동기화를 위한 제어 신호를 주고 받는다. 알고리즘 실행부와는　신호를 복조하기에 최적의 알고리즘을 선택하고　알고리즘의 파라미터들을　설정하는 등의 제어 신호들을 주고 받는다.

상기 제어부(211)는 최적의 알고리즘 선정과 최적의 캘리브레이션 및 동기화를 위하여 스마트 안테나 부시스템의 각부들을 제어하는 컨트롤 포트, 수신신호의 처리에 최적의 알고리즘에 대한 제어신호를 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트, 캘리브레이션 제어신호를 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트, 동기화 제어신호를 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트, RF 부시스템의 제어 및 상태신호를 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

표1은 제어부(211)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (CtlControl)	최적의 알고리즘 선정과 최적의 캘리브레이션 및 동기화를 위하여 부들을 제어하고, 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 RF 부시스템과 인터페이스한다.
입출력데이터포트 (DataInOut)	수신신호의 처리에 최적의 알고리즘에 대한 제어신호(Algorithm_control_signal)를 송수신
입출력데이터포트 (DataInOut)	캘리브레이션 제어신호(Cal_control_signal)를 송수신
입출력데이터포트 (DataInOut)	동기화(Syn_control_signal) 제어신호를 송수신
입출력데이터포트 (DataInOut)	RF 부시스템의 제어 및 상태정보(RF_control_signal)를 송수신

알고리즘 실행부(212)는 제어부로부터 받은 최적의 알고리즘 정보를 받아 해당 알고리즘을 실행한다. 알고리즘 실행부에서 실행되는 알고리즘으로는 공간다중화, 빔포밍, 시공간부호화, 신호도달방향추정 알고리즘이 포함될 수 있으며, 각각의 알고리즘을 수행하는 하부 구성요소인 공간다중화부, 빔포밍부, 시공간부호화부, 신호도달방향추정부 및 채널추정부를 포함시켜서 알고리즘별로 특화된 각 부를 통하여 각 알고리즘이 수행되도록 할 수 있다.

상기 알고리즘 실행부(212)는 제어부로부터 받은 최적의 알고리즘 정보에 따라서 해당 알고리즘이 활성화 되도록 하는 컨트롤포트, 제어부로부터 최적의 알고리즘 정보를 송수신할 입출력포트, 알고리즘을 통해 처리할 제1입력신호 및 제2입력신호를 위한 2개의 입력포트와 알고리즘을 통해 처리된 제1 출력신호 및 제2 출력신호를 내보낼 2개의 출력포트를 구비할 수 있다.

상기 입력신호와 출력신호는 알고리즘에 따라 다를 수 있으며, 일반적으로 제1입력 신호는 알고리즘에 따라 처리될 트래픽신호를 포함할 수 있고, 제2입력신호는 복조된 파일럿신호 또는 알고리즘 수행에 필요한 참조신호가 포함될 수 있다. 또한 상기 제1출력신호는 알고리즘에 따라 디코딩되거나 보상된 신호, 제2출력신호는 채널상태정보(CSI)가 포함될 수 있다.

각 알고리즘별 구성요소 및 실행 방법에 대해서는 별도로 설명될 알고리즘별 실시예에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

하기 표2는 알고리즘 실행 컴포넌트(212)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (AlgExecution)	제어부로 받은 최적의 알고리즘정보에 따라서 해당 알고리즘이 활성화 되도록 제어한다
입출력데이터포트 (DataInOut)	제어부와의 알고리즘 제어신호를 송수신
입력데이터포트 (DataIn)	알고리즘에 따라 처리될 제1 입력신호를 수신하는 포트
입력데이터포트 (DataIn)	알고리즘에 따라 처리될 제2 입력신호를 수신하는 포트
출력데이터포트 (DataOut)	알고리즘에 따라 처리된 제1 출력신호를 송신하는 포트
출력데이터포트 (Dataout)	알고리즘에 따라 처리된 제2 출력신호를 송신하는 포트

캘리브레이션부(215)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(215)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비하며, 또한 제어부와 최적의 캘리브레이션을 위한 정보를 송수신하는 입출력 데이터 포트를 포함한다.

상기의 보정패턴은 캘리브레이션을 위하여 미리 알려진 신호를 무선으로 각 안테나 소자에 쏘아주고. 각 안테나 경로별로 수신하여 각 경로의 캘리브레이션부에서 측정한다.

하기 표 3은 캘리브레이션부(215)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Calibration)	진폭/위상차이 출력,보정의 계속수행여부 결정, 보정의 요구정확도를 설정, 보정에 필요한 시간, 캘리브레이션 출력값을 설정
입출력데이터포트 (DataInOut)	제어부와의 캘리브레이션 제어신호를 송수신
입력데이터포트 (DataIn)	보정대상신호를 수신
출력데이터포트 (DataOut)	보정된 신호(calibrated_signal)를 출력
입출력데이터포트 (TestPattern)	보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신

동기화부(217)(SynchronizationUnit)는 심볼의 복조, 프레임의 복호및 스마트안테나 알고리즘을 수행하기 전에 심볼이나 프레임의 동기를 맞추는　역할을 한다.

상기 동기화부(217)는 시간과 주파수의 동기화를 위해 데이터 샘플의 관찰시간을 결정하고, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정하고, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보를 읽어들이기 위한 컨트롤 포트, 동기화될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트 그리고 동기화된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비하며. 또한 제어부와 최적의 동기화를 위한 정보를 송수신하는 입출력 데이터 포트를 포함한다.

하기 표4는 동기화부(217)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Synchronization)	시간과 주파수의 동기화를 위한 데이터샘플의 관찰시간 결정, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보 검출
입출력데이터포트 (DataInOut)	제어부와의 동기화제어신호를 송수신
입출력데이터포트 (DataIn)	동기화 대상 신호를 수신
출력데이터포트 (DataOut)	동기화된 신호(synchronized_signal) 출력

상기 스마트안테나 부시스템과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(220)은 반송파 주파수로 들어온 신호를 기저대역주파수로 낮춰주고 아날로그신호를 디지털신호로 바꾸어서 스마트안테나 부시스템으로 전달하는 역할을 하고, 상기 모뎀 부시스템은 스마트안테나 부시스템(210)으로부터 전달받은 사용자의 신호를 추출하고, 복조하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 다양한 알고리즘을 실행할 수 있도록 제어하기 위한 다중안테나 시스템의 송신 구성

도 3은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 다양한 신호를 송신할 수 있도록 제어하기 위한 각 구성요소 간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템(310)은 다양한 신호를 수신하여 처리할 수 있도록 알고리즘을 제어하고 실행하는 시스템으로서 제어부(311), 알고리즘 실행부(312), 캘리브레이션부(315)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템은 스마트 안테나 부시스템에 연결된 RF 부시스템(320) 및 모뎀 부시스템(330)과 연동하여 동작하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(310)과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(320) 및 모뎀 부시스템(330)은 특정한 구성에 한정되지 않고, 다양한 종류의 구성을 갖는 RF 부시스템(320)과 모뎀 부시스템(330)이 포함될 수 있다.

도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(310)의 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

제어부(311)(ControlUnit)는 시스템 성능을 최적으로 만들기 위하여 스마트안테나 부시스템의 각 부를 제어한다. RF 부시스템과는 스마트안테나 부시스템의 다른 부들이 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 RF 부시스템의 인터페이스를 제어하는 신호와 RF 부시스템의 상태 정보를 주고 받는다. 또한 캘리브레이션부 및 동기화부와는 각각 최적의 캘리브레이션 및 최적의 동기화를 위한 제어 신호를 주고 받는다. 알고리즘 실행부와는　신호를 복조하기에 최적의 알고리즘을 선택하고　알고리즘의 파라미터들을　설정하는 등의 제어 신호들을 주고 받는다.

상기 제어부(311)는 최적의 알고리즘 선정과 최적의 캘리브레이션 및 동기화를 위하여 스마트 안테나 부시스템의 각부들을 제어하는 컨트롤 포트, 수신신호의 처리에 최적의 알고리즘에 대한 제어신호를 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트, 캘리브레이션 제어신호를 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트, 동기화 제어신호를 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트, RF 부시스템의 제어 및 상태신호를 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

표5는 제어부(311)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (CtlControl)	최적의 알고리즘 선정과 최적의 캘리브레이션 및 동기화를 위하여 스마트안테나부 시스템의 각부들을 제어하고, 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 RF 부시스템과 인터페이스한다.
입출력데이터포트 (DataInOut)	수신신호의 처리에 최적의 알고리즘에 대한 제어신호(Algorithm_control_signal)를 송수신
입출력데이터포트 (DataInOut)	캘리브레이션 제어신호(Cal_control_signal)를 송수신
입출력데이터포트 (DataInOut)	RF 부시스템의 제어 및 상태정보(RF_control_signal)를 송수신

알고리즘 실행부(312)는 제어부로부터 받은 최적의 알고리즘 정보를 받아 해당 알고리즘을 실행한다. 알고리즘 실행부에서 실행되는 알고리즘으로는 공간다중화, 빔포밍, 시공간부호화 알고리즘이 포함될 수 있으며, 각각의 알고리즘을 수행하는 하부 구성요소인 공간다중화부, 빔포밍부, 시공간부호화부를 포함시켜서 알고리즘별로 특화된 각 부를 통하여 각 알고리즘이 수행되도록 할 수 있다.

상기 알고리즘 실행부(312)는 제어부로부터 받은 최적의 알고리즘 정보에 따라서 해당 알고리즘이 활성화 되도록 하는 컨트롤포트, 제어부로부터 최적의 알고리즘 정보를 송수신할 입출력포트, 알고리즘을 통해 처리할 제1입력신호 및 제2입력신호를 위한 2개의 입력포트와 알고리즘을 통해 처리된 출력신호를 내보낼 1개의 출력포트를 구비할 수 있다.

상기 입력신호와 출력신호는 알고리즘에 따라 다를 수 있으며, 일반적으로 제1입력 신호는 알고리즘에 따라 처리할 전송신호를 포함할 수 있고, 제2입력신호는 채널상태정보(CSI)가 포함될 수 있다. 또한 상기 출력신호는 알고리즘에 따라 인코딩된 신호나 웨이트신호가 포함될 수 있다.

하기 표6는 알고리즘 실행부(312)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Algorithm)	제어부로 받은 최적의 알고리즘정보에 따라서 해당 알고리즘이 활성화 되도록 제어한다
입출력데이터포트 (DataInOut)	제어부와의 알고리즘 제어신호를 송수신
입력데이터포트 (DataIn)	알고리즘에 따라 처리될 제1 입력신호를 수신하는 포트
입력데이터포트 (DataIn)	알고리즘에 따라 처리될 제2 입력신호를 수신하는 포트
출력데이터포트 (DataOut)	알고리즘에 따라 처리된 출력신호를 송신하는 포트

캘리브레이션부(315)(CalibrationUnit)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(315)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비하며, 또한 제어부와 최적의 캘리브레이션을 위한 정보를 송수신하는 입출력 데이터 포트를 포함한다.

하기 표 7은 캘리브레이션부(315)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

상기 RF 부시스템(320)은 스마트안테나 부시스템(310)으로부터 받은 신호를 아날로그신호로 바꾸어 주고, 다시 기저대역신호를 반송파주파수로 올려주는 역할을 한다. 또한 상기 모뎀 부시스템은 스마트안테나 부시스템(310)으로 변조된 신호와 채널상태정보(CSI)를 보내주는 시스템이다.

이하에서는, 본 발명의 스마트안테나 부시스템의 일부 구성요소인 제어부 및 알고리즘 실행부의 구성에 대하여 좀 더 살펴보기로 한다.

본 발명의 스마트안테나 부시스템의 제어부 및 알고리즘 실행부의 구성

도 4는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템의 제어부 및 알고리즘 실행부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템에서 알고리즘을 제어하고 실행하기 위한 구성요소로는 제어부(411), 알고리즘 실행부(412) 및 상기 알고리즘 실행부(412)의 하부 구성요소인 공간다중화부(413), 빔포밍부(414), 시공간 부호화부(415), 신호도달 방향추정부(416), 채널추정부(417)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 알고리즘 제어 및 실행을 위한 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

제어부(411)(ControlUnit)는 시스템 성능을 최적으로 만들기 위하여 각 부를 제어한다. 알고리즘 실행부와는　송수신신호를 처리하기에 최적의 알고리즘을 선택하고　알고리즘의 파라미터들을　설정하는 등의 제어 신호들을 주고 받는다.

알고리즘 실행부(412)(AlgorithemExecutionUnit)는 제어부로부터 받은 최적의 알고리즘 정보를 받아 해당 알고리즘을 실행한다. 알고리즘 부에서 실행되는 알고리즘으로 공간다중화, 빔포밍, 시공간부호화, 신호도달방향 추정 알고리즘이 포함될 수 있으며, 각각의 알고리즘을 수행하는 하부 구성요소인 공간다중화부, 시공간부호화부, 빔포밍부, 신호도달방향 추정부, 채널추정부를 포함할 수 있으며, 최적의 알고리즘 정보에 따라서 알고리즘 수행에 필요한 부를 활성화함으로써 각 부를 통하여 각 알고리즘이 수행되도록 할 수 있다.

상기의 공간다중화부는(413)(SpatialMultiplexingUnit)는 다중입출력(MIMO) 환경에서 공간다중화의 변조 또는 복조를 수행하는 역할을 한다. 상기의 공간다중화 복조는 처리량의 증대를 얻기 위해, 각각의 다중안테나들로부터 송수신된 독립적이고 개별적으로 인코딩되거나 디코딩된 신호들을 송수신하여 변조 또는 복조하는 방법으로서, 제어부로부터 공간다중화 알고리즘이 최적의 알고리즘이라는 신호를 수신하는 경우 활성화된다.

상기의 빔포밍부(BeamformingUnit)(414)는 송신부 및 수신부에서 빔포밍 알고리즘을 수행하기 역할을 한다. 상기의 빔포밍 알고리즘은 원하는 신호의 방향에 빔을 형성하고 간섭신호의 방향에는 널을 형성하여 웨이트를 계산하는 방법으로서, 제어부로부터 빔포밍 알고리즘이 최적의 알고리즘이라는 신호를 수신하는 경우 활성화된다.

시공간부호화부(STCUnit)(415)는 다중입출력(MIMO)환경에서 시공간부호화(STC:Space Time Coding) 복조 또는 변조를 수행한다. 상기의 시공간부호화부 각기 다른 채널을 겪은 데이터스트림의 다수의 중복된 데이터를 복조하거나 데이터스트림의 다수의 중복된 데이터를 같이 송신하여 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻는다. 제어부로부터 시공간부호화 알고리즘이 최적의 알고리즘이라는 신호를 수신하는 경우 활성화된다.

상기의 신호도달방향추정부(DOAEstimationUnit)(416)는 배열 안테나 상황에서 대상 사용자 신호 전체를 이용하거나 파일럿 신호를 이용하여 송신 방향을 추정한다. 제어부로부터 DOA추정 알고리즘이 최적의 알고리즘이라는 신호를 수신하는 경우 활성화된다.

채널추정부(413)(ChannelEstimationUnit)는 송수신단에서 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하거나 트래픽 신호가 채널로 인해 받은 영향을 보상해주는 역할을 한다. 따라서 상기의 채널추정부(417)는 수신신호를 처리하는 경우에만 활성화되며, 제어부로부터 공간다중화 알고리즘, 빔포밍 알고리즘 및 시공간부호화 알고리즘이 수신신호에 대한 최적의 알고리즘이라는 신호를 수신하는 경우 활성화되어, 공간다중화부 또는 시공간부호화부와 상호 연동하여 실행된다.

각 알고리즘 및 구성요소별 속성 및 작동방법은 하기에 설명될 알고리즘별 송신 또는 수신 동작의 실시예에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이하에서는, 본 발명의 다른 일 측면에 따른 스마트안테나 부시스템의 수신시의 구성요소간의 연결관계, 신호흐름 및 처리과정과, 송신시의 구성요소간의 연결관계, 신호흐름 및 처리과정에 대한 실시예를 각 알고리즘별로 순서대로 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 공간다중화 알고리즘을 실행하기 위한 스마트안테나 부시스템의 수신 구성 및 동작 설명

도 5a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(510)에서 공간다중화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 5a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(510)은 공간다중화신호를 수신하여 처리하는 시스템으로서 캘리브레이션부(515),동기화부(517), 채널추정부(513),공간다중화부(511)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 5a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템은 스마트 안테나 부시스템에 연결된 RF 부시스템(520) 및 모뎀 부시스템(530)과 연동하여 동작하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(510)과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(520) 및 모뎀 부시스템(530)은 특정한 구성에 한정되지 않고, 다양한 종류의 구성을 갖는 RF 부시스템(520)과 모뎀 부시스템(530)이 포함될 수 있다.

도 5a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(510)의 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(515)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(515)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

상기 보정패턴은 캘리브레이션을 위하여 미리 알려진 신호를 무선으로 각 안테나 소자에 쏘아주고. 각 안테나 경로별로 수신하여 각 경로의 캘리브레이션부에서 측정한다.

하기 표8은 캘리브레이션부(515)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Calibration)	진폭/위상차이 출력,보정의 계속수행여부 결정, 보정의 요구정확도를 설정, 보정에 필요한 시간, 캘리브레이션 출력값을 설정
입력데이터포트 (DataIn)	보정대상신호를 수신
출력데이터포트 (DataOut)	보정된 신호(calibrated_signal)를 출력
입출력데이터포트 (TestPattern)	보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신

동기화부(517)(SynchronizationUnit)는 심볼의 복조, 프레임의 복호및 스마트안테나 알고리즘을 수행하기 전에 심볼이나 프레임의 동기를 맞추는　역할을 한다.

상기 동기화부(517)는 시간과 주파수의 동기화를 위해 데이터 샘플의 관찰시간을 결정하고, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정하고, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보를 읽어들이기 위한 컨트롤 포트, 동기화될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트 그리고 동기화된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표9는 동기화부(517)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Synchronization)	시간과 주파수의 동기화를 위한 데이터샘플의 관찰시간 결정, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보 검출
입력데이터포트 (DataIn)	동기화대상신호수신
출력데이터포트 (DataOut)	동기화된 신호(synchronized_signal) 출력

채널추정부(513)(ChannelEstimationUnit)는 송수신단에서 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하거나 트래픽 신호가 채널로 인해 받은 영향을 보상해주는 역할을 한다.

상기 채널추정부(513)는 채널의 상관시간(coherence time)을 설정하고, 채널추정을 위해 할당하는 기간을 설정하기 위한 컨트롤 포트, 채널을 추정을 위해 필요한 상기 복조된 파일럿신호을 받기 위한 입력데이터 포트, 채널추정 정보가 포함된 상기 채널상태정보(CSI:channel state information)를 출력하기 위한 출력데이터 포트 그리고 추정된 상기 채널계수(channel_coefficients)를 제공하기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

이때 채널계수란 복조된 파일럿을 이용하여 추정된 모든 서브캐리어 또는 모든 심볼에 해당하는 채널값을 의미한다.

하기 표10은 채널추정부(513)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (ChanneleEstimation)	채널의 상관시간(coherence time)설정, 채널추정을 위한 할당 기간 설정
입력데이터포트 (PilotIn)	채널을 추정을 위해 필요한 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)수신
출력데이터포트 (CSIOut)	채널추정 정보가 포함된 채널상태정보(CSI) 제공
출력데이터포트 (ChanCoeffOut)	추정된 채널계수(channel_coefficients) 제공

공간다중화부(511)(SpatialMultiplexingUnit)는 다중입출력(MIMO) 환경에서 공간다중화 복조를 수행한다. 상기의 공간다중화 복조는 처리량의 증대를 얻기 위해, 각각의 다중 송신안테나들로부터 송신된 독립적이고 개별적으로 인코딩된 신호들을 수신하여 복조하는 방법이다.

상기 공간다중화부(511)는 사용가능한 공간다중화 기법(scheme)의 목록을 나타내고, 공간다중화알고리즘을 정하고, 공간다중화 디코딩(SM디코딩: SpatialMultiplexing decoding)을 위해 미리 정해진 코드북의 인덱스를 나타내기 위한 컨트롤 포트, SM디코딩할 트래픽신호(traffic_signal)를 제공받기 위한 입력데이터 포트, SM디코딩된 신호(SM_decoded_signal)를 내보내기 위한 출력데이터 포트, SM디코딩을 위해 필요한 상기 채널계수(channel_coefficients)를 받기 위한 입력데이터 포트를 구비한다.

하기 표11은 공간다중화부(511)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (SpatialMultiplexing)	사용가능한 공간다중화 기법(scheme)의 목록표시, 공간다중화알고리즘 결정, SM디코딩을 위해 정해진 코드북의 인덱스표시
입력데이터포트 (DataIn)	SM디코딩할 트래픽신호(traffic_signal)를 수신
출력데이터포트 (DataOut)	SM디코딩된 신호(SM_decoded_signal)를 제공
입력데이터포트 (ChanCoeffIn)	SM디코딩에 필요한 채널계수(channel_coefficients)를 수신

상기 스마트안테나 부시스템과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(520)은 반송파 주파수로 들어온 신호를 기저대역주파수로 낮춰주고 아날로그신호를 디지털신호로 바꾸어서 스마트안테나 부시스템으로 전달하는 역할을 하고, 상기 모뎀 부시스템은 스마트안테나 부시스템(510)으로부터 전달받은 사용자의 신호를 추출하고, 복조하는 역할을 한다.

도 5a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 공간다중화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

또한 도 5b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 공간다중화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.

도 5a와 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템에서 공간다중화 신호를 수신하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

안테나를 통해 들어온 신호는 RF 부시스템(520)을 거치면서 기저대역신호(baseband_signal)로 바뀌고, 아날로그신호에서 디지털신호로 바뀐다. 상기 신호에 대하여 각 안테나 경로 별 소자의 특성 차이로 인해 야기된 진폭과 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우, 캘리브레이션부(515)는 상기 디지털 기지대역신호를 RF 부시스템(520)으로부터 전달받아 보정(calibration)을 수행한다. 이 경우 진폭 및 위상의 차이는 캘리브레이션부에서 RF 부시스템으로 보정패턴(calibration_pattern)를 송수신함으로써 측정될 수 있다.

상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 보정신호는 동기화부(517)로 전달되어 시간과 주파수의 동기화가 수행된다. 캘리브레이션부에서 보정이 수행되지 않은 경우에는, 동기화부(517)는 RF 부시스템(520)으로부터 디지털기저대역신호를 직접 전달받아 동기화를 수행하고. 상기 동기된 신호(Synchronized_Signal)는 모뎀 부시스템(530)으로 전달된다.

상기 동기된신호는 모뎀 부시스템(530)을 거치면서 트래픽신호(Traffic_Signal)와 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)로 분리된다. 상기 분리된 트래픽신호는 공간다중화부(511)로 전달되고 복조된 파일럿신호은 채널추정부(513)로 전달된다. 채널추정부(513)에서는 상기 복조된 파일럿신호을 이용한 채널추정이 수행되고, 그 결과인 채널계수(Channel_Coefficients)가 공간다중화부(511)로 전달된다. 그리고 필요 시 수신채널정보를 포함하는 채널상태정보(CSI)가 채널추정부(513)로부터 모뎀 부시스템(530)으로 전달된다.

공간다중화부(511)는 모뎀 부시스템(530)으로부터 전달받은 상기 트래픽신호와 채널추정부(513)로부터 전달받은 상기 채널계수를 이용하여 SM디코딩을 수행한다. SM디코딩 결과인 SM디코딩된 신호(SM_Decoded_Signal)는 다시 모뎀 부시스템(530)으로 전달되어 심볼정보가 비트정보로 복조 된다.

본 발명에 따른 공간다중화 알고리즘을 실행하기 위한 스마트안테나 부시스템의 송신 구성 및 동작 설명

도 6a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(610)에서 공간다중화 신호를 전송하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 6a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(610)은 공간다중화 신호로 변조하여 송신하기 위한 시스템으로서 캘리브레이션부(615),공간다중화부(611)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 6a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템은 스마트 안테나 부시스템에 연결된 모뎀 부시스템과 RF 부시스템(620)과 연동하여 동작하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템과 연동하여 동작하는 모뎀 부시스템과 RF 부시스템(620)은 특정한 구성에 한정되지 않고, 다양한 종류의 구성을 갖는 모뎀 부시스템(630)과 RF 부시스템이 포함될 수 있다.

도 6a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(615)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(615)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표12는 캘리브레이션부(615)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

공간다중화부(SpatialMultiplexingUnit)(611)는 MIMO 환경에서 공간다중화를 수행하기 역할을 한다. 상기의 공간다중화는 독립적이고 개별적으로 인코딩(encoding)된 데이터 신호들을 각각의 다중 송신안테나들로 송신하여 처리량의 증대를 얻는 송신 방법이다.

상기 공간다중화부(611)는 사용가능한 공간다중화 기법(scheme)의 목록을 나타내고, 공간다중화알고리즘을 정하고, 공간다중화 인코딩(SM인코딩: SpatialMultiplexing encoding)를 위해 미리 정해진 코드북의 인덱스를 나타내기 위한 컨트롤 포트, SM인코딩할 전송신호(transmit_signal)를 제공받기 위한 입력데이터 포트, SM인코딩된 신호(SM_encoded_signal)를 내보내기 위한 출력데이터 포트, SM인코딩을 위해 필요한 채널상태정보(CSI)를 받기 위한 입력데이터 포트를 구비한다.

하기 표 13은 공간다중화부(611)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (SpatialMultiplexing)	사용가능한 공간다중화 기법(scheme)의 목록표시, 공간다중화알고리즘 결정, SM인코딩을 위해 정해진 코드북의 인덱스표시
입력데이터포트 (DataIn)	SM인코딩할 전송신호(transmit_signal)를 수신
출력데이터포트 (DataOut)	SM인코딩된 신호(SM_encoded_signal)를 제공
입력데이터포트 (CSIIn)	SM인코딩을 위해 필요한 채널상태정보(CSI) 수신

상기 RF 부시스템(620)은 스마트안테나 부시스템(610)으로부터 받은 신호를 아날로그신호로 바꾸어 주고, 다시 기저대역신호를 반송파주파수로 올려주는 역할을 한다. 또한 상기 모뎀 부시스템은 스마트안테나 부시스템(610)으로 변조된 신호와 채널상태정보(CSI)를 보내주는 시스템이다.

도 6a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 공간다중화 신호를 송신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

또한 도 6b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 공간다중화 신호로 송신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.

도 6a와 도6b를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템에서 공간다중화 신호를 송신하기 위하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

모뎀 부시스템(630)은 변조를 거친 전송신호(transmit_signal)와 채널 정보를 포함하는 채널상태정보(CSI)를 공간다중화부(611)로 전달한다. 공간다중화부(611)는 채널상태정보(CSI)를 이용하여 상기 전송신호에 대한 SM인코딩을 수행하고, SM인코딩된 신호(SM_Encoded_Signal)를 모뎀 부시스템으로 전달한다.

모뎀 부시스템(630)을 거친 다중접속처리된신호(MA_modulated_transmit_signal)에 대하여 진폭 및 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우 캘리브레이션부(613)로 전달되어 보정이 수행된다. 이 경우 상기 진폭 및 위상 차이는 RF 부시스템(620)에서 캘리브레이션부(615)로 보정패턴(calibration_pattern)를 송신하고 수신함으로써 측정할 수 있다. 상기 진폭 및 위상차이가 보상된 보정신호는 다시 RF 부시스템(620)으로 전달된다.

상기 다중접속처리된신호에 대한 보정이 수행될 필요가 없는 경우, 다중접속처리된신호는 모뎀 부시스템(630)으로부터 직접 RF 부시스템(620)으로 전달되어 아날로그신호로 바뀌고, 반송파 주파수로 상향변환된다.

본 발명에 따른 빔포밍 알고리즘을 실행하기 위한 스마트안테나 부시스템의 수신 구성 및 동작 설명

도 7a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(710)에서 빔포밍 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 7a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(710)은 빔포밍신호를 수신하여 처리하는 시스템으로서 캘리브레이션부(715),동기화부(717), 채널추정부(713),빔포밍부(711)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 7a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템은 스마트안테나 부시스템에 연결된 RF 부시스템(720) 및 모뎀 부시스템(730)과 연동하여 동작하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(710)과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(720) 및 모뎀 부시스템(730)은 특정한 구성에 한정되지 않고, 다양한 종류의 구성을 갖는 RF 부시스템(720)과 모뎀 부시스템(730)이 포함될 수 있다.

도 7a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(710)의 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(715)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(715)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표14는 캘리브레이션부(715)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

동기화부(717)(SynchronizationUnit)는 심볼의 복조, 프레임의 복호및 스마트안테나 알고리즘을 수행하기 전에 심볼이나 프레임의 동기를 맞추는　역할을 한다.

상기 동기화부(717)는 시간과 주파수의 동기화를 위해 데이터 샘플의 관찰시간을 결정하고, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정하고, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보를 읽어들이기 위한 컨트롤 포트, 동기화될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트 그리고 동기화된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표15는 동기화부(717)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Synchronization)	시간과 주파수의 동기화를 위한 데이터샘플의 관찰시간 결정, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보 검출
입력데이터포트 (DataIn)	동기화대상신호 수신
출력데이터포트 (DataOut)	동기화된 신호(synchronized_signal) 출력

채널추정부(713)(ChannelEstimationUnit)는 송수신단에서 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하거나 트래픽 신호가 채널로 인해 받은 영향을 보상해주는 역할을 한다.

상기 채널추정부(713)는 채널의 상관시간(coherence time)을 설정하고, 채널추정을 위해 할당하는 기간을 설정하기 위한 컨트롤 포트, 채널을 추정을 위해 필요한 상기 복조된 파일럿신호을 받기 위한 입력데이터 포트, 채널추정 정보가 포함된 상기 채널상태정보(CSI:channel state information)를 출력하기 위한 출력데이터 포트, 채널 보상할 신호를 수신하기 위한 입력데이터 포트 그리고 채널 보상된 신호(channel_compensated_signal)를 출력하기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표16은 채널추정부(713)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (ChannelEstimation)	채널의 상관시간(coherence time)설정, 채널추정을 위한 할당 기간 설정
입력데이터포트 (PilotIn)	채널을 추정을 위해 필요한 빔포밍된 파일럿신호 수신
출력데이터포트 (CSIOut)	채널추정 정보가 포함된 채널상태정보(CSI) 제공
출력데이터포트 (DataOut)	채널 보상된 신호(Channel_compensated_signal)를 출력.
입력데이터포트 (DataIn)	채널 보상될 신호를 입력.

빔포밍부(BeamformingUnit)(711)는 송신부(Tx:transmitter)와 수신부(RX:receiver)에서 빔포밍 알고리즘을 수행하기 역할을 한다. 상기의 빔포밍알고리즘은 원하는 신호의 방향에 빔을 형성하고 간섭신호의 방향에는 널을 형성하여 웨이트를 계산하는 방법이다.

상기 빔포밍부는 원하는 방향으로 빔을 형성하기 위한 빔포밍 웨이트벡터를 읽고, 널빔포밍 방향을 설정하고, 원하는 방향으로 원하는 이득을 얻기 위해 신호의 크기를 증가시키며, 사이드로브(sidelobe)의 제한을 설정하기 위한 컨트롤 포트, 빔포밍할 트래픽신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 빔포밍할 복조된 파일럿신호을 받기 위한 입력데이터 포트, 빔포밍된 트래픽신호를 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트 그리고 빔포밍된 파일럿신호을 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표17는 빔포밍부(711)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Beamforming)	원하는 방향으로 빔형성을 위한 빔포밍 웨이트벡터획득, 널빔포밍 방향설정, 원하는 방향으로 원하는 이득을 얻기 위한 신호크기 증가, 사이드로브 제한설정
입력데이터포트 (PilotIn)	빔포밍할 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal) 입력
입력데이터포트 (DataIn)	빔포밍할 트래픽신호(Traffic_signal) 입력
출력데이터포트 (PilotOut)	빔포밍된 파일럿신호(Combined_pilot_signal)을 출력
출력데이터포트 (DataOut)	빔포밍된 트래픽신호(Combined_signal)를 출력

상기 스마트안테나 부시스템과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(720)은 반송파 주파수로 들어온 신호를 기저대역주파수로 낮춰주고 아날로그신호를 디지털신호로 바꾸어서 스마트안테나 부시스템으로 전달하는 역할을 하고, 상기 모뎀 부시스템은스마트안테나 부시스템(710)으로부터 전달받은 사용자의 신호를 추출하고, 복조한다.

도 7a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

또한 도7b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.

도 7a와 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호를 수신하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

안테나를 통해 들어온 신호는 RF 부시스템(720)을 거치면서 기저대역신호(baseband_signal)로 바뀌고, 아날로그신호에서 디지털신호로 바뀐다. 상기 신호에 대하여 각 안테나 경로 별 소자의 특성 차이로 인해 야기된 진폭과 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우, 캘리브레이션부(715)는 상기 디지털 기저대역신호를 RF 부시스템(720)으로부터 전달받아 보정(calibration)을 수행한다. 이 경우 진폭 및 위상의 차이는 캘리브레이션부에서 RF 부시스템으로 보정패턴(calibration_pattern)을 송신하고 수신함으로써 측정될 수 있다.

상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 보정신호는 동기화부(717)로 전달되어 시간과 주파수의 동기화가 수행된다. 캘리브레이션부(715)에서 보정이 수행되지 않은 경우에는, 동기화부(717)는 A/D 변환부로부터 상기 디지털 기저대역신호를 직접 전달받아 동기화를 수행하고. 상기 동기화된 동기된 신호(Synchronized_Signal)는 모뎀 부시스템(730)을 거치면서 트래픽신호(Traffic_Signal)와 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)로 분리되어 빔포밍부(711)로 전달된다. 빔포밍부는 빔포밍알고리즘을 적용해 구한 웨이트를 상기의 트래픽신호와 복조된 파일럿신호에 곱하여 각각 결합한다. 상기 빔포밍된 트래픽신호(Combined_Signal)와 빔포밍된파일럿신호 (Combined_pilot_signal)는 채널추정부(713)로 전달된다.

채널추정부(713)는 빔포밍된 파일럿신호을 이용하여 채널을 추정한 후, 채널정보를 이용하여 상기의 빔포밍된 트래픽신호를 채널보상한다. 채널보상된 신호(Channel_Compensated_Signal)와 추정된 채널상태정보(CSI)는 모뎀 부시스템(730)으로 전달된다. 모뎀 부시스템(730)에서는 채널보상된 신호에 대하여 복조가 수행되어 심볼정보가 비트정보로 복조된다.

본 발명에 따른 빔포밍 알고리즘을 실행하기 위한 스마트안테나 부시스템의 송신 구성 및 동작 설명

도 8a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(810)에서 빔포밍 신호를 전송하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 8a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(810)은 빔포밍 신호로 변조하여 송신하기 위한 시스템으로서 캘리브레이션부(815), 빔포밍부(811)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 8a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템은 스마트안테나 부시스템에 연결된 모뎀 부시스템과 RF 부시스템(820)과 연동하여 동작하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템과 연동하여 동작하는 모뎀 부시스템과 RF 부시스템(820)은 특정한 구성에 한정되지 않고, 다양한 종류의 구성을 갖는 모뎀 부시스템(830)과 RF 부시스템이 포함될 수 있다.

도 8a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(815)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(815)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표18은 캘리브레이션부(815)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

빔포밍부(BeamformingUnit)(811)는 송신부(Tx:transmitter)와 수신부(RX:receiver)에서 빔포밍 알고리즘을 수행하기 위한 역할을 한다. 상기 빔포밍알고리즘은 원하는 신호의 방향에 빔을 형성하고 간섭신호의 방향에는 널을 형성하여 웨이트를 계산하는 방법이다.

상기 빔포밍부는 원하는 방향으로 빔을 형성하기 위한 빔포밍 웨이트벡터를 읽고, 널 빔포밍 방향을 설정하고, 원하는 방향으로 원하는 이득을 얻기 위해 신호의 크기를 증가시키며, 사이드로브(sidelobe)의 제한을 설정하기 위한 컨트롤 포트, 빔포밍을 하기 위해 필요한 채널상태정보(CSI)를 받기 위한 입력 데이터 포트, 빔포밍할 신호를 받기 위한 입력데이터포트, 빔포밍된 신호를 보내기 위한 출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표19는 빔포밍부(811)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Beamforming)	원하는 방향으로 빔형성을 위한 빔포밍 웨이트벡터획득, 널빔포밍 방향설정, 원하는 방향으로 원하는 이득을 얻기 위한 신호크기 증가, 사이드로브 제한설정
입력데이터포트 (DataIn)	빔포밍할 신호를 입력
출력데이터포트 (DataOut)	빔포밍된 신호를 출력
입력데이터포트 (CSIIn)	빔포밍을 하기 위해 필요한 채널상태정보(CSI) 입력

상기 RF 부시스템(820)은 스마트안테나 부시스템(810)으로부터 받은 신호를 아날로그신호로 바꾸어 주고, 다시 기저대역신호를 반송파주파수로 올려주는 역할을 한다. 또한 상기 모뎀 부시스템은스마트안테나 부시스템(810)으로 변조된 신호와 채널상태정보(CSI)를 보내주는 역할을 한다.

도 8a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호로 송신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

또한 도 8b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호로 송신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.

도 8a와 도8b를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 빔포밍 신호를 송신하기 위하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

모뎀 부시스템(830)은 변조를 거친 전송신호(Transmit_signal)와 채널 정보를 포함하는 채널상태정보(CSI)를 빔포밍부(811)로 전달한다. 빔포밍부(811)는 채널상태정보(CSI)를 이용하여 상기 전송신호에 대한 빔포밍을 수행하고, 빔포밍된 가중치신호(Weighted_Signal)는 모뎀 부시스템(830)으로 전달한다.

모뎀 부시스템(830)을 거친 다중접속처리된 전송신호에 대하여 진폭 및 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우 캘리브레이션부(815)로 전달되어 보정이 수행된다. 이 경우 상기 진폭 및 위상 차이는 RF 부시스템에서 캘리브레이션부로 보정패턴(calibration_pattern)를 송신하고 수신함으로써 측정할 수 있다.상기 진폭 및 위상차이가 보상된 보정신호는 다시 RF 부시스템(820)으로 전달된다.

상기 다중접속처리된 전송신호에 대한 보정이 수행될 필요가 없는 경우, 상기 다중접속처리된 전송신호는 모뎀 부시스템(830)으로부터 직접 RF 부시스템(820)으로 전달되어 아날로그신호로 바뀌고, 반송파 주파수로 상향변환된다.

본 발명에 따른 시공간부호화 알고리즘을 실행하기 위한 스마트안테나 부시스템의 수신 구성 및 동작 설명

도 9a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(910)에서 시공간부호화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 9a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(910)은 시공간부호화신호를 수신하여 처리하는 시스템으로서 캘리브레이션부(915),동기화부(917), 채널추정부(913),시공간부호화부(911)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 9a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템은 스마트 안테나 부시스템에 연결된 RF 부시스템(920) 및 모뎀 부시스템(930)과 연동하여 동작하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(910)과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(920) 및 모뎀 부시스템(930)은 특정한 구성에 한정되지 않고, 다양한 종류의 구성을 갖는 RF 부시스템(920)과 모뎀 부시스템(930)이 포함될 수 있다.

도 9a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(910)의 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(915)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(915)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표20은 캘리브레이션부(915)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

동기화부(917)(SynchronizationUnit)는 심볼의 복조, 프레임의 복호및 스마트안테나 알고리즘을 수행하기 전에 심볼이나 프레임의 동기를 맞추는　역할을 한다.

상기 동기화부(917)는 시간과 주파수의 동기화를 위해 데이터 샘플의 관찰시간을 결정하고, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정하고, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보를 읽어들이기 위한 컨트롤 포트, 동기화될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트 그리고 동기화된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표21은 동기화부(917)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

채널추정부(913)(ChannelEstimationUnit)는 송수신단에서 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하거나 트래픽 신호가 채널로 인해 받은 영향을 보상해주는 역할을 한다.

상기 채널추정부(913)는 채널의 상관시간(coherence time)을 설정하고, 채널추정을 위해 할당하는 기간을 설정하기 위한 컨트롤 포트, 채널을 추정을 위해 필요한 상기 복조된 파일럿신호을 받기 위한 입력데이터 포트, 그리고 추정된 상기 채널계수(channel_coefficients)를 제공하기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

여기서 채널계수란 복조된 파일럿을 이용하여 추정된 모든 서브캐리어 또는 모든 심볼에 해당하는 채널 값을 의미한다.

하기 표22는 채널추정부(913)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (ChannelEstimation)	채널의 상관시간(coherence time)설정, 채널추정을 위한 할당 기간 설정
입력데이터포트 (PilotIn)	채널을 추정을 위해 필요한 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signalal)수신
출력데이터포트 (ChanCoeffOut)	채널추정 정보가 포함된 채널계수(channel_coefficients) 제공

시공간부호화부(STCUnit)(911)는 다중입출력(MIMO)환경에서 시공간부호화(STC:Space Time Coding) 복조를 수행하기 위한 역할을 한다. 상기의 시공간부호화 복조는 각기 다른 채널을 겪은 데이터스트림의 다수의 중복된 데이터를 복조하여 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻는다.

상기 시공간부호화부는 STC 매핑을 정의하기 위한 컨트롤 포트, STC 디코딩할 트래픽신호를 받기 위한 입력데이터 포트, STC 디코딩된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트, STC 디코딩을 위해 필요한 상기 채널계수를 받기 위한 입력 데이터 포트를 구비하여야 한다.

하기 표23은 시공간부호화부(911)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (SpaceTimeCoding)	STC 매핑을 정의
입력데이터포트 (DataIn)	STC 디코딩할 트래픽신호(Traffic_signal)를 입력받음
출력데이터포트 (DataOut)	STC 디코딩된 신호를 출력(STC_decoded_signal)
입력데이터포트 (ChanCoeffIn)	STC디코딩에 필요한 채널계수(channel_coefficients)를 수신

상기 스마트안테나 부시스템과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(920)은 반송파 주파수로 들어온 신호를 기저대역주파수로 낮춰주고 아날로그신호를 디지털신호로 바꾸어서 스마트안테나 부시스템으로 전달하는 역할을 하고, 상기 모뎀 부시스템은스마트안테나 부시스템(910)으로부터 전달받은 사용자의 신호를 추출하고, 복조한다.

도 9a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

또한 도 9b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.

도 9a와 9b를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호를 수신하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

안테나를 통해 들어온 신호는 RF 부시스템(920)을 거치면서 기저대역신호(baseband_signal)로 바뀌고, 아날로그신호에서 디지털신호로 바뀐다. 상기 신호에 대하여 각 안테나 경로 별 소자의 특성 차이로 인해 야기된 진폭과 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우, 캘리브레이션부(915)는 상기 디지털 기저대역신호를 RF 부시스템(920)으로부터 전달받아 보정(calibration)을 수행한다. 이 경우 진폭 및 위상의 차이는 캘리브레이션부에서 RF 부시스템으로 보정패턴(calibration_pattern)를 송수신함으로써 측정될 수 있다.

상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 보정신호는 동기화부(917)로 전달되어 시간과 주파수의 동기화가 수행된다. 캘리브레이션부(915)에서 보정이 수행되지 않은 경우에는, 동기화부(917)는 A/D 변환부로부터 상기 디지털 기저대역신호를 직접 전달받아 동기화를 수행하고. 상기 동기화된 동기된 신호(Synchronized_Signal)는 모뎀부시스템(930)으로 전달되어 트래픽신호(Traffic_Signal)와 파일럿신호(Pilot_Signal)로 분리된다.

상기 분리된 트래픽신호는 시공간부호화부(911)로 전달되고 파일럿신호는복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)로 복조된 후 채널추정부(913)로 전달된다. 채널추정부(913)에서는 복조된 파일럿신호을 이용한 채널추정이 수행되고, 그 결과인 채널계수(Channel_Coefficients)가 시공간부호화부로 전달한다. 시공간부호화부에서는 트래픽신호와 채널계수를 이용하여 STC 디코딩을 수행하고, 그 결과인 STC디코딩된 신호(STC_Decoded_Signal)는 모뎀부시스템(930)으로 전달되어 STC 디코딩된 신호에 대하여 복조가 수행되어 심볼정보가 비트정보로 복조된다.

본 발명에 따른 시공간 부호화 알고리즘을 실행하기 위한 스마트안테나 부시스템의 송신 구성 및 동작 설명

도 10a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1010)에서 시공간부호화 신호를 전송하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 10a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1010)은 시공간부호화 신호로 변조하여 송신하기 위한 시스템으로서 캘리브레이션부(1015),시공간부호화(1011)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 10a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템은 스마트 안테나 부시스템에 연결된 모뎀 부시스템과 RF 부시스템(1020)과 연동하여 동작하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템과 연동하여 동작하는 모뎀 부시스템과 RF 부시스템(1020)은 특정한 구성에 한정되지 않고, 다양한 종류의 구성을 갖는 모뎀 부시스템(1030)과 RF 부시스템이 포함될 수 있다.

도 10a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(1015)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(1015)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표24는 캘리브레이션부(1015)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

시공간부호화부(STCUnit)(1011)는 다중입출력(MIMO)환경에서 시공간부호화(STC:Space Time Coding)를 수행하기 위한 역할을 한다. 상기의 시공간부호화는 다중 송신안테나를 이용하여 데이터 송신의 신뢰성을 향상시키는 방법으로써, 데이터스트림의 다수의 중복된 데이터를 같이 송신하여 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻는다.

상기 시공간부호화부는 STC 매핑을 정의하기 위한 컨트롤 포트, STC 인코딩할 전송신호를 받기 위한 입력데이터 포트, STC 인코딩된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표25는 시공간부호화부(1011)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (SpaceTimeCoding)	STC 매핑을 정의
입력데이터포트 (DataIn)	STC 인코딩할 신호 전송신호(transmit_signal)를 입력받음
출력데이터포트 (DataOut)	STC 인코딩된 신호를 출력데이터(STC_encoded_signal)

상기 RF 부시스템(1020)은 스마트안테나 부시스템(1010)으로부터 받은 신호를 아날로그신호로 바꾸어 주고, 다시 기저대역신호를 반송파주파수로 올려주는 역할을 한다.

또한 상기 모뎀 부시스템은 스마트안테나 부시스템(1010)으로 변조된 신호와 채널상태정보(CSI)를 보내주는 부이다.

도 10a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호로 송신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

또한 도 10b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호로 송신하기 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.

도 10a와 도10b를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템에서 시공간부호화 신호를 송신하기 위하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

모뎀부시스템(1030)은 비트정보를 심볼데이터로 변조하고 그 결과인 전송신호(transmit_signal)를 시공간부호화부로 전달한다. 시공간부호화부(1011)는 상기 전송신호에 대하여 STC 인코딩을 수행하고, 그 결과인 STC 인코딩된 신호(STC_Encoded_Signal)는 모뎀부시스템(1030)에 전달된다.

모뎀부시스템(1030)을 거친 다중접속처리된 전송신호(MA_modulated_transmit_Signal)에 대하여 진폭 및 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우 캘리브레이션부(1015)로 전달되어 보정이 수행된다. 이 경우 상기 진폭 및 위상 차이는 RF 부시스템(1020)에서 캘리브레이션부(1015)로 보정패턴(calibration_pattern)을 송신하고 수신함으로써 측정할 수 있다. 상기 진폭 및 위상차이가 보상된 보정신호는 RF 부시스템으로 전달된다.

상기 다중접속처리된 전송신호에 대한 보정이 수행될 필요가 없는 경우, 다중접속처리된 전송신호는 모뎀 부시스템(1030)으로부터 직접 RF 부시스템으로 전달된다. RF 부시스템에서 상기 보정신호 또는 다중접속처리된 전송신호를 디지털신호에서 아날로그신호로 바꾸고, 기저대역 신호(baseband_signal)인 상기 아날로그신호를 반송파 주파수로 싣는다.

본 발명에 따른 신호도달방향 추정 알고리즘을 실행하기 위한 스마트안테나 부시스템의 수신 구성 및 동작 설명

도 11a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1110)에서 신호도달방향을 추정하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 11a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1110)은 신호도달방향을 추정하는 시스템으로서 캘리브레이션부(1115),동기화부(1117), 신호도달방향추정부(1111)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 11a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템은 스마트 안테나 부시스템에 연결된 RF 부시스템(1120) 및 모뎀 부시스템(1130)과 연동하여 동작하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1110)과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(1120) 및 모뎀 부시스템(1130)은 특정한 구성에 한정되지 않고, 다양한 종류의 구성을 갖는 RF 부시스템(1120)과 모뎀 부시스템(1130)이 포함될 수 있다.

도 11a를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1110)의 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(1115)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(1115)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표26은 캘리브레이션부(1115)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

동기화부(1117)(SynchronizationUnit)는 심볼의 복조, 프레임의 복호및 스마트안테나 알고리즘을 수행하기 전에 심볼이나 프레임의 동기를 맞추는　역할을 한다.

상기 동기화부(1117)는 시간과 주파수의 동기화를 위해 데이터 샘플의 관찰시간을 결정하고, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정하고, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보를 읽어들이기 위한 컨트롤 포트, 동기화될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트 그리고 동기화된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표27은 동기화부(1117)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

신호도달방향추정부(DOAEstimationUnit)(1111)는 배열 안테나 상황에서 대상 사용자 신호 전체를 이용하거나 파일럿 신호를 이용하여 송신 방향을 추정하는 역할을 한다.

상기 DOA추정부(1111)는 추정된 신호도달방향을 읽어 들이고, 추정된 신호도달방향의 수를 설정하고, 추정하기 위한 신호의 형태를 설정하고, 신호도달방향의 질을 나타내기 위한 컨트롤 포트, 신호도달방향의 추정에 필요한 상기 DOA 참조신호를 받을 입력데이터 포트, 추정된 신호도달방향에 대한 정보를 내보낼 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표28은 DOA추정부(1111)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (DOAEstimation)	추정된 신호도달방향을 획득, 추정된 신호도달방향의 수를 설정, 추정을 위한 신호의 형태 설정, 신호도달방향의 질을 표시
입력데이터포트 (DataIn)	신호도달방향의 추정에 필요한 DOA 참조신호(DOA_reference_signal) 입력
출력데이터포트 (DataOut)	추정된 신호도달방향에 대한 정보(estimated_DOA_signal)출력

상기 스마트안테나 부시스템과 연동하여 동작하는 RF 부시스템(1120)은 반송파 주파수로 들어온 신호를 기저대역주파수로 낮춰주고 아날로그신호를 디지털신호로 바꾸어서 스마트안테나 부시스템으로 전달하는 역할을 하고, 상기 모뎀 부시스템은 스마트안테나 부시스템(1110)으로부터 전달받은 사용자의 신호를 추출하고, 복조한다.

도 11a는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 신호도달방향 추정을 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

또한 도 11b는 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템에서 신호도달방향 추정을 위한 구성요소간의 신호흐름 및 처리과정을 설명하기 위한 시퀀스 차트이다.

도 11a와 11b를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템에서 신호도달방향을 추정하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

안테나를 통해 들어온 신호는 R/F 부시스템(1120)에서 기저대역신호(baseband_signal)로 바뀌고, 상기 기저대역 신호는 다시 디지털신호로 바뀐다. 상기 신호에 대하여 각 안테나 경로 별 소자의 특성 차이로 인해 야기된 진폭과 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우, 캘리브레이션부(1115)는 상기 디지털 기저대역신호를 R/F 부시스템(1120)로부터 전달받아 보정(calibration)을 수행한다. 이 경우 진폭 및 위상의 차이는 캘리브레이션부(1115)에서 RF 부시스템으로 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신함으로써 측정될 수 있다.

상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 보정신호는 동기화부(1117)로 전달되어 시간과 주파수의 동기화가 수행된다. 캘리브레이션부(1115)에서 보정이 수행되지 않은 경우에는, 동기화부(1117)는 R/F 부시스템(1120)으로부터 디지털 기저대역신호를 직접 전달받아 동기화를 수행한다. 상기 동기된 신호(Synchronized_Signal)는 모뎀 부 시스템(1130)으로 전달된다.

상기 동기된 신호는 모뎀 부 시스템(1130)을 거친 후 DOA 참조신호로써 DOA 추정부로 전달된다. DOA추정부에서는 상기 DOA 참조신호의 웨이트를 구하여 신호도달방향을 추정한다. 상기 추정된 DOA신호(estimated_DOA_signal)는 채널상태정보저장부로 전달된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 다른 일 측면인 다중 안테나 시스템의 수신시의 구성요소간의 연결관계, 신호흐름 및 처리과정과, 송신시의 구성요소간의 연결관계, 신호흐름 및 처리과정을 알고리즘 별로 순서대로 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 공간다중화 알고리즘을 실행하기 위한 다중안테나 시스템의 수신 구성 및 동작 설명

도 12는 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 공간다중화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1210)은 공간다중화신호를 수신하여 처리하는 시스템으로서 공간다중화부(1211), 채널추정부(1213), 캘리브레이션부(1215), 동기화부(1217)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1210)은 스마트안테나 부시스템(1210)에 연결된 RF 부시스템(1220)과 모뎀 부시스템 과 연동하여 동작하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 다중안테나 시스템은 상술된 스마트안테나 부시스템(1210)과, RF 부시스템(1220), 모뎀 부시스템 을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 RF 부시스템(1220) 및 모뎀 부시스템 은 통상적인 다중안테나 시스템의 필수 구성 요소로서 본 발명에서 제시된 스마트안테나 부시스템(1210)과 연동하여 소프트웨어 정의 라디오 다중 안테나 시스템의 일 구성요소로서 동작하게 된다.

본 발명에서는 상기 RF 부시스템(1220) 및 모뎀 부시스템의 하나의 실시예를 기술하지만, 실제 구현에 있어서, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1210)과 연동하는 RF 부시스템(1220)과 모뎀 부시스템의 구성은 다양하게 변형될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1210)에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(1215)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(1215)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표29는 캘리브레이션부의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

동기화부(1217)(SynchronizationUnit)는 심볼의 복조, 프레임의 복호및 스마트안테나 알고리즘을 수행하기 전에 심볼이나 프레임의 동기를 맞추는　역할을 한다.

상기 동기화부(1217)는 시간과 주파수의 동기화를 위해 데이터 샘플의 관찰시간을 결정하고, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정하고, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보를 읽어들이기 위한 컨트롤 포트, 동기화될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트 그리고 동기화된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표30은 동기화부(1217)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

채널추정부(213)(ChannelEstimationUnit)는 송수신단에서 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하거나 트래픽 신호가 채널로 인해 받은 영향을 보상해주는 역할을 한다.

상기 채널추정부(1213)는 채널의 상관시간(coherence time)을 설정하고, 채널추정을 위해 할당하는 기간을 설정하기 위한 컨트롤 포트, 채널을 추정을 위해 필요한 상기 복조된 파일럿신호을 받기 위한 입력데이터 포트, 채널추정 정보가 포함된 상기 채널상태정보(CSI:channel state information)를 출력하기 위한 출력데이터 포트 그리고 추정된 상기 채널계수(channel_coefficients)를 제공하기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표31은 채널추정부(1213)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (ChannelEstimation)	채널의 상관시간(coherence time)설정, 채널추정을 위한 할당 기간 설정
입력데이터포트 (PilotIn)	채널을 추정을 위해 필요한 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)수신
출력데이터포트 (CSIOut)	채널추정 정보가 포함된 채널상태정보(CSI) 제공
출력데이터포트 (ChanCoeffOut)	추정된 채널계수(channel_coefficients) 제공

공간다중화부(1211)(SpatialMultiplexingUnit)는 다중입출력(MIMO) 환경에서 공간다중화 복조를 수행하기 위한 역할을 한다. 상기의 공간다중화 복조는 처리량의 증대를 얻기 위해, 각각의 다중송신안테나들로부터 송신된 독립적이고 개별적으로 인코딩된 신호들을 수신하여 복조하는 방법이다.

상기 공간다중화부(1211)는 사용가능한 공간다중화 기법(scheme)의 목록을 나타내고, 공간다중화알고리즘을 정하고, 공간다중화 디코딩(SM디코딩: SpatialMultiplexing decoding)을 위해 미리 정해진 코드북의 인덱스를 나타내기 위한 컨트롤 포트, SM디코딩할 트래픽신호(traffic_signal)를 제공받기 위한 입력데이터 포트, SM디코딩된 신호(SM_decoded_signal)를 내보내기 위한 출력데이터 포트, SM디코딩을 위해 필요한 상기 채널계수(channel_coefficients)를 받기 위한 입력데이터 포트를 구비한다.

하기 표32는 공간다중화부(1211)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

상기 RF 부시스템(1220)은 하향변환부와 A/D변환부를 포함하여 구성된다.

하향변환부는 반송파 주파수로 들어온 신호를 기저대역주파수로 낮춰주는 부분이고, A/D변환부는 아날로그신호를 디지털신호로 바꿔주는 부분이다.

또한 상기 모뎀 부시스템은 다중접속부, 채널분리부, 채널상태정보저장부, 파일럿신호복조부 및 복조부로 구성된다.

다중접속부는 사용자의 신호를 추출하는 부분이다. 사용자의 신호를 추출하는 방법(ex: OFDMA, FDMA, CDMA, etc)은 통신시스템마다 다를 수 있다.

채널분리부는 트래픽신호와 파일럿신호를 따로 추출하는 부분이다.

파일럿신호복조부는 채널분리부에서 분리되어 나온 파일럿신호(Pilot_Signal)를 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)로 복조하는 부분이다.

파일럿 신호란 알고 있는 위치에서 시퀀스의 채널이 곱해진 값을 의미하며 채널분리부로부터 분리된 파일럿신호가 모두'1'로 구성된 경우 분리된 그 자체로 신호로서의 역할을 하지만, 그렇지 않고 특별한 시퀀스로 구성되거나 스크램블링된 경우에는 파일럿복조가 필요하다.

채널상태정보저장부는 추정된 채널상태정보(CSI)를 저장하는 부분이다.

복조부는 심볼단위의 데이터를 비트정보로 복조하는 부분이다. 심볼에 담긴 정보를 신뢰성 있는 비트정보로 복조하기 위해 인터리빙(interleaving)이나 채널코딩과 같은 다양한 방법이 수행된다.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 공간다중화 신호를 수신하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

안테나를 통해 들어온 신호는 하향변환부에서 기저대역신호(baseband_signal)로 바뀌고, 상기 기저대역 신호는 A/D변환부에서 아날로그신호에서 디지털신호로 바뀐다. 상기 신호에 대하여 각 안테나 경로 별 소자의 특성 차이로 인해 야기된 진폭과 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우, 캘리브레이션부(1215)는 상기 디지털 기저대역신호를 A/D변환부로부터 전달받아 보정(calibration)을 수행한다. 이 경우 진폭 및 위상의 차이는 캘리브레이션부(1215)에서 RF 부시스템으로 보정패턴(calibration_pattern)을 송신하고 수신함으로써 측정될 수 있다.

상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 보정신호는 동기화부(1217)로 전달되어 시간과 주파수의 동기화가 수행된다. 캘리브레이션부(1215)에서 보정이 수행되지 않은 경우에는, 동기화부(1217)는 A/D변환부로부터 디지털 기저대역신호를 직접 전달받아 동기화를 수행하고. 상기 동기화된 동기된 신호(Synchronized_Signal)는 다중접속부로 전달된다. 다중접속부로 동기된 신호가 할당된 통신자원에 접근할 수 있도록 상기 동기화된 신호를 대상사용자신호(Desired_User_Signal)로 바꾼다.

상기 대상사용자신호는 채널분리부로 전달되어 트래픽신호(Traffic_Signal)와 파일럿신호(Pilot_Signal)로 분리된다. 상기 분리된 트래픽신호는 공간다중화부(1211)로 전달되고 파일럿신호는 파일럿신호복조부로 전달되어 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)로 복조된 후 채널추정부(1213)로 전달된다. 채널추정부(1213)에서는 상기 복조된 파일럿신호을 이용한 채널추정이 수행되고, 그 결과인 채널계수(Channel_Coefficients)가 공간다중화부(1211)로 전달된다. 그리고 필요 시 수신채널정보를 포함하는 채널상태정보(CSI)가 채널추정부(1213)로부터 채널상태정보저장부로 전달한다.

공간다중화부(1211)는 채널분리부로부터 전달받은 상기 트래픽신호와 채널추정부(1213)로부터 전달받은 상기 채널계수를 이용하여 SM디코딩을 수행한다. SM디코딩 결과인 SM디코딩된 신호(SM_Decoded_Signal)는 복조부로 전달된다. 복조부에서는 심볼정보를 비트정보로 복조한다.

본 발명에 따른 공간다중화 알고리즘을 실행하기 위한 다중안테나 시스템의 송신 구성 및 동작 설명

도 13은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 공간다중화 신호를 전송하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1310)은 공간다중화 신호로 변조하여 송신하기 위한 시스템으로서 캘리브레이션부(1315),공간다중화부(1311)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1310)은 스마트 안테나 부시스템에 연결된 RF 부시스템(1320) 및 모뎀 부시스템(1330)과 연동하여 동작하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 다중안테나 시스템은 상술된 스마트 안테나 부시스템과, RF 부시스템(1320) 및 모뎀 부시스템(1330)을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 RF 부시스템(1320) 및 모뎀 부시스템(1330)은 통상적인 다중안테나 시스템의 필수 구성 요소로서 본 발명에서 제시된 스마트안테나 부시스템(1310)과 연동하여 소프트웨어 정의 라디오 다중 안테나 시스템의 일 구성요소로서 동작하게 된다.

본 발명에서는 상기 RF 부시스템(1320)과 모뎀 부시스템(1330)의 하나의 실시예를 기술하지만, 실제 구현에 있어서, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템과 연동하는 RF 부시스템(1320) 및 모뎀 부시스템(1330)의 구성은 다양하게 변형될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1310)에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(1315)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(1315)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표33은 캘리브레이션부(1315)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

공간다중화부(SpatialMultiplexingUnit)(1311)는 MIMO 환경에서 공간다중화를 수행하기 위한 역할을 한다. 상기의 공간다중화는 독립적이고 개별적으로 인코딩(encoding)된 데이터 신호들을 각각의 다중송신안테나들로 송신하여 처리량의 증대를 얻는 송신 방법이다.

상기 공간다중화부(1311)는 사용가능한 공간다중화 기법(scheme)의 목록을 나타내고, 공간다중화알고리즘을 정하고, 공간다중화 인코딩(SM인코딩: SpatialMultiplexing encoding)를 위해 미리 정해진 코드북의 인덱스를 나타내기 위한 컨트롤 포트, SM인코딩할 전송신호(transmit_signal)를 제공받기 위한 입력데이터 포트, SM인코딩된 신호(SM_encoded_signal)를 내보내기 위한 출력데이터 포트, SM인코딩을 위해 필요한 채널상태정보(CSI)를 받기 위한 입력데이터 포트를 구비한다.

하기 표34는 공간다중화부(1311)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (SpatialMultiplexing)	사용가능한 공간다중화 기법(scheme)의 목록표시, 공간다중화알고리즘 결정, SM인코딩을 위해 정해진 코드북의 인덱스표시
입력데이터포트 (DataIn)	SM인코딩할전송신호(transmit_signal)를 수신
출력데이터포트 (DataOut)	SM인코딩된 신호(SM_encoded_signal)를 제공
입력데이터포트 (CSIIn)	SM인코딩을 위해 필요한 채널상태정보(CSI) 수신

상기 RF 부시스템(420)은 상향변환부와 D/A 변환부를 포함하여 구성된다.

상향변환부는 기저대역신호를 반송파주파수로 올려주는 부분이고, D/A 변환부 (DAConversionUnit)는 디지털신호를 아날로그신호로 바꿔주는 부분이다.

또한 상기 모뎀 부시스템은 다중접속부 , 채널상태정보저장부 및 복조부로 구성된다.

다중접속부 (MultipleAccessUnit)는 사용자의 신호를 추출하는 부분이다. 사용자의 신호를 추출하는 방법(예: OFDMA, FDMA, CDMA, 등등)은 통신시스템마다 다를 수 있다. 채널상태정보저장부 (CSIStoreUnit)는 추정된 채널상태정보(CSI)를 저장하는 부분이다. 변조부는 비트단위의 정보를 심볼단위의 데이터로 변조하는 부분이다. 심볼에 높은 신뢰성을 가지면서 많은 비트정보를 담기 위해 인터리빙(interleaving)이나 채널코딩과 같은 다양한 방법이 수행된다.

도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 공간다중화 신호를 송신하기 위하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

변조부는 비트정보를 심볼데이터로 변조하고 그 결과인 전송신호(transmit_signal)를 공간다중화부(1311)로 전달한다. 또한 채널상태정보저장부로 수신채널 정보를 포함하는 채널상태정보(CSI)를 공간다중화부(1311)로 전달한다. 공간다중화부(1311)는 채널상태정보(CSI)를 이용하여 상기 전송신호에 대한 SM인코딩을 수행하고, SM인코딩된 신호(SM_Encoded_Signal)를 다중접속부에 전달한다.

다중접속부를 거친 다중접속처리된신호 (MA_modulated_transmit_signal)에 대하여 진폭 및 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우 캘리브레이션부(1315)로 전달되어 보정이 수행된다. 이 경우 상기 진폭 및 위상 차이는 RF 부시스템(1320)에서 캘리브레이션부(1315)로 보정패턴(calibration_pattern)을 송신하고 수신함으로써 측정할 수 있다. 상기 진폭 및 위상차이가 보상된 보정신호는 D/A 변환부로 전달된다.

상기 다중접속처리된신호에 대한 보정이 수행될 필요가 없는 경우, 다중접속처리된신호는 모뎀 부시스템(1330)으로부터 직접 D/A 변환부로 전달된다. D/A 변환부로 상기 보정신호 또는 다중접속처리된신호를 디지털신호에서 아날로그신호로 바꾸고, 기저대역 신호(baseband_signal)인 상기 아날로그신호를 상향변환부에서 반송파 주파수로 싣는다.

본 발명에 따른 빔포밍 알고리즘을 실행하기 위한 다중안테나 시스템의 수신 구성 및 동작 설명

도 14는 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 빔포밍 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1410)은 빔포밍신호를 수신하여 처리하는 시스템으로서 빔포밍부(1411), 채널추정부(1413), 캘리브레이션부(1415), 동기화부(1417)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1410)은 스마트안테나 부시스템(1410)에 연결된 RF 부시스템(1420)과 모뎀 부시스템(1430)과 연동하여 동작하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 다중안테나 시스템은 상술된 스마트안테나 부시스템(1410)과, RF 부시스템(1420), 모뎀 부시스템(1430)을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 RF 부시스템(1420) 및 모뎀 부시스템(1430)은 통상적인 다중안테나 시스템의 필수 구성 요소로서 본 발명에서 제시된 스마트안테나 부시스템(1410)과 연동하여 소프트웨어 정의 라디오 다중 안테나 시스템의 일 구성요소로서 동작하게 된다.

본 발명에서는 상기 RF 부시스템(1420) 및 모뎀 부시스템(1430)의 하나의 실시예를 기술하지만, 실제 구현에 있어서, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1410)과 연동하는 RF 부시스템(1420)과 모뎀 부시스템(1430)의 구성은 다양하게 변형될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1410)에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(1415)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(1415)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표35는 캘리브레이션부의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

동기화부(1417)(SynchronizationUnit)는 심볼의 복조, 프레임의 복호및 스마트안테나 알고리즘을 수행하기 전에 심볼이나 프레임의 동기를 맞추는　역할을 한다.

상기 동기화부(1417)는 시간과 주파수의 동기화를 위해 데이터 샘플의 관찰시간을 결정하고, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정하고, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보를 읽어들이기 위한 컨트롤 포트, 동기화될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트 그리고 동기화된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표36은 동기화부(1417)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

채널추정부(1413)(ChannelEstimationUnit)는 송수신단에서 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하거나 트래픽 신호가 채널로 인해 받은 영향을 보상해주는 역할을 한다.

상기 채널추정부(1413)는 채널의 상관시간(coherence time)을 설정하고, 채널추정을 위해 할당하는 기간을 설정하기 위한 컨트롤 포트, 채널을 추정을 위해 필요한 상기 복조된 파일럿신호을 받기 위한 입력데이터 포트, 채널추정 정보가 포함된 상기 채널상태정보(CSI:channel state information)를 출력하기 위한 출력데이터 포트, 채널 보상할 신호를 수신하기 위한 입력데이터 포트 그리고 채널 보상된 신호(channel_compensated_signal)를 출력하기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표37은 채널추정부(1413)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (ChannelEstimation)	채널의 상관시간(coherence time)설정, 채널추정을 위한 할당 기간 설정
입력데이터포트 (PilotIn)	채널을 추정을 위해 필요한 빔포밍된 파일럿신호 수신
출력데이터포트 (CSIOut)	채널추정 정보가 포함된 채널상태정보(CSI) 제공
출력데이터포트 (DataOut)	채널보상된 신호(Channel_compensated_signal)를 출력.
입력데이터포트 (DataIn)	채널보상될 신호를 입력.

빔포밍부(BeamformingUnit)(1411)는 송신부(Tx:transmitter)와 수신부(RX:receiver)에서 빔포밍 알고리즘을 수행하기 위한 역할을 한다. 상기의 빔포밍알고리즘은 원하는 신호의 방향에 빔을 형성하고 간섭신호의 방향에는 널을 형성하여 웨이트를 계산하는 방법이다.

하기 표38은 빔포밍부(1411)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

상기 RF 부시스템(1420)은 하향변환부와 A/D 변환부를 포함하여 구성된다.

또한 상기 모뎀 부시스템은 다중접속부, 채널분리부, 채널상태정보, 파일럿신호복조부및 복조부로 구성된다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 빔포밍 신호를 수신하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

안테나를 통해 들어온 신호는 하향변환부에서 기저대역신호(baseband_signal)로 바뀌고, 상기 기저대역 신호는 A/D변환부에서 아날로그신호에서 디지털신호로 바뀐다. 상기 신호에 대하여 각 안테나 경로 별 소자의 특성 차이로 인해 야기된 진폭과 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우, 캘리브레이션부(1415)는 상기 디지털 기저대역신호를 A/D변환부로부터 전달받아 보정(calibration)을 수행한다. 이 경우 진폭 및 위상의 차이는 캘리브레이션부(1415)에서 RF 부시스템으로 보정패턴(calibration_pattern)을 송신하고 수신함으로써 측정될 수 있다.

상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 보정신호는 동기화부(1417)로 전달되어 시간과 주파수의 동기화가 수행된다. 캘리브레이션부(1415)에서 보정이 수행되지 않은 경우에는, 동기화부(1417)는 A/D 변환부로부터 디지털 기저대역신호를 직접 전달받아 동기화를 수행하고. 상기 동기화된 동기된 신호(Synchronized_Signal)는 다중접속부로 전달된다. 다중접속부는 동기된 신호가 할당된 통신자원에 접근할 수 있도록 상기 동기화된 신호를 대상사용자신호(Desired_User_Signal)로 바꾼다.

상기 대상사용자신호는 채널분리부로 전달되어 트래픽신호(Traffic_Signal)와 파일럿신호(Pilot_Signal)로 분리된다. 상기 분리된 트래픽신호는 빔포밍부(1411)로 전달되고 파일럿신호는 파일럿신호복조부로 전달되어 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)로 복조된 후 빔포밍부(1411)로 전달된다. 빔포밍부는 빔포밍알고리즘을 적용해 구한 웨이트를 상기의 트래픽신호와 복조된 파일럿신호에 곱하여 각각 결합한다. 상기 빔포밍된 트래픽신호(Combined_Signal)와 빔포밍된 파일럿신호 (Combined_pilot_signal)은 채널추정부(1413)로 전달된다.

채널추정부(1413)는 빔포밍된 파일럿신호을 이용하여 채널을 추정한 후, 채널정보를 이용하여 상기의 빔포밍된 트래픽신호를 채널보상한다. 채널보상된 신호(Channel_Compensated_Signal)는 복조부로 전달되고 추정된 채널상태정보(CSI)는 채널상태정보저장부에 전달된다. 복조부에서는 채널보상된 신호에 대하여 복조가 수행되어 심볼정보가 비트정보로 복조된다.

본 발명에 따른 빔포밍 알고리즘을 실행하기 위한 다중안테나 시스템의 송신 구성 및 동작 설명

도 15는 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 빔포밍 신호를 전송하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1510)은 빔포밍 신호로 변조하여 송신하기 위한 시스템으로서 캘리브레이션부(1515),빔포밍부(1511)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1510)은 스마트안테나 부시스템에 연결된 RF 부시스템(1520) 및 모뎀 부시스템(1530)과 연동하여 동작하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 다중안테나 시스템은 상술된 스마트안테나 부시스템과, RF 부시스템(1520) 및 모뎀 부시스템(1530)을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 RF 부시스템(1520) 및 모뎀 부시스템(1530)은 통상적인 다중안테나 시스템의 필수 구성 요소로서 본 발명에서 제시된 스마트안테나 부시스템(1510)과 연동하여 소프트웨어 정의 라디오 다중 안테나 시스템의 일 구성요소로서 동작하게 된다.

본 발명에서는 상기 RF 부시스템(1520)과 모뎀 부시스템(1530)의 하나의 실시예를 기술하지만, 실제 구현에 있어서, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템과 연동하는 RF 부시스템(1520) 및 모뎀 부시스템(1530)의 구성은 다양하게 변형될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1510)에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(1515)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(1515)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표39는 캘리브레이션부(1515)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Calibration)	진폭/위상차이 출력,보정의 계속 수행여부 결정, 보정의 요구정확도를 설정, 보정에 필요한 시간, 캘리브레이션 출력값을 설정
입력데이터포트 (DataIn)	보정대상신호를 수신
출력데이터포트 (DataOut)	보정된 신호(calibrated_signal)를 출력
입출력데이터포트 (TestPattern)	보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신

빔포밍부(BeamformingUnit)(1511)는 송신부(Tx:transmitter)와 수신부(RX:receiver)에서 빔포밍 알고리즘을 수행하기 위한 역할을 한다. 상기의 빔포밍알고리즘은 원하는 신호의 방향에 빔을 형성하고 간섭신호의 방향에는 널을 형성하여 웨이트를 계산하는 방법이다.

하기 표40은 빔포밍부(1511)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (Beamforming)	원하는 방향으로 빔형성을 위한 빔포밍 웨이트벡터획득, 널빔포밍 방향설정, 원하는 방향으로 원하는 이득을 얻기 위한 신호크기 증가, 사이드로브 제한설정
입력데이터포트 (DataIn)	빔포밍할 신호를 입력
출력데이터포트 (DataOut)	빔포밍된 신호출력
입력데이터포트 (CSIIn)	빔포밍을 하기 위해 필요한 채널상태정보(CSI) 입력

상기 RF 부시스템(1520)은 상향변환부 와 D/A 변환부를 포함하여 구성된다.

상향변환부는 기저대역신호를 반송파주파수로 올려주는 부분이고, D/A 변환부는 디지털신호를 아날로그신호로 바꿔주는 부분이다.

도 15을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 빔포밍 신호를 송신하기 위하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

변조부는 비트정보를 심볼데이터로 변조하고 그 결과인 전송신호를 빔포밍부(1511)로 전달한다. 또한 채널상태정보저장부는 수신채널 정보를 포함하는 채널상태정보(CSI)를 빔포밍부(1511)로 전달한다. 빔포밍부(1511)는 채널상태정보(CSI)를 이용하여 상기 전송신호에 대한 빔포밍을 수행하고, 빔포밍된 가중치신호(Weighted_Signal)는 다중접속부에 전달된다. 다중접속부를 거친 다중접속처리된 전송신호에 대하여 진폭 및 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우 캘리브레이션부(1515)로 전달되어 보정이 수행된다. 이 경우 상기 진폭 및 위상 차이는 RF 부시스템에서 캘리브레이션부로 보정패턴(calibration_pattern)을 송신하고 수신함으로써 측정할 수 있다.

상기 진폭 및 위상차이가 보정된 신호는 D/A 변환부로 전달된다. 상기 다중 접속처리된 전송신호에 대한 보정이 수행될 필요가 없는 경우, 다중접속 처리된 전송신호는 모뎀 부시스템로부터 직접 D/A 변환부로 전달된다. D/A 변환부는 상기 보정된 신호 또는 전송신호를 디지털신호에서 아날로그신호로 바꾸고, 기저대역 신호(baseband_signal)인 아날로그 신호를 상향변환부에서 반송파 주파수로 싣는다.

본 발명에 따른 시공간부호화 알고리즘을 실행하기 위한 다중안테나 시스템의 수신 구성 및 동작 설명

도 16은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 시공간부호화 신호를 수신하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1610)은 시공간부호화신호를 수신하여 처리하는 시스템으로서 시공간부호화부(1611), 채널추정부(1613), 캘리브레이션부(1615), 동기화부(1617)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1610)은 스마트안테나 부시스템(1610)에 연결된 RF 부시스템(1620)과 모뎀 부시스템 과 연동하여 동작하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 다중안테나 시스템은 상술된 스마트안테나 부시스템(1610)과, RF 부시스템(1620), 모뎀 부시스템을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 RF 부시스템(1620) 및 모뎀 부시스템은 통상적인 다중안테나 시스템의 필수 구성 요소로서 본 발명에서 제시된 스마트안테나 부시스템(1610)과 연동하여 소프트웨어 정의 라디오 다중 안테나 시스템의 일 구성요소로서 동작하게 된다.

본 발명에서는 상기 RF 부시스템(1620) 및 모뎀 부시스템의 하나의 실시예를 기술하지만, 실제 구현에 있어서, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1610)과 연동하는 RF 부시스템(1620)과 모뎀 부시스템의 구성은 다양하게 변형될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1610)에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(1615)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(1615)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표41은 캘리브레이션부의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

동기화부(1617)(SynchronizationUnit)는 심볼의 복조, 프레임의 복호및 스마트안테나 알고리즘을 수행하기 전에 심볼이나 프레임의 동기를 맞추는　역할을 한다.

상기 동기화부(1617)는 시간과 주파수의 동기화를 위해 데이터 샘플의 관찰시간을 결정하고, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정하고, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보를 읽어들이기 위한 컨트롤 포트, 동기화될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트 그리고 동기화된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표42는 동기화부(1617)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

채널추정부(1613)(ChannelEstimationUnit)는 송수신단에서 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하거나 트래픽 신호가 채널로 인해 받은 영향을 보상해주는 역할을 한다.

상기 채널추정부(1613)는 채널의 상관시간(coherence time)을 설정하고, 채널추정을 위해 할당하는 기간을 설정하기 위한 컨트롤 포트, 채널을 추정을 위해 필요한 복조된 파일럿신호을 받기 위한 입력데이터 포트, 그리고 추정된 상기 채널계수(channel_coefficients)를 제공하기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표 43은 채널추정부(1613)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (ChannelEstimation)	채널의 상관시간(coherence time)설정, 채널추정을 위한 할당 기간 설정
입력데이터포트 (PilotIn)	채널을 추정을 위해 필요 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)수신
출력데이터포트 (ChanCoeffOut)	채널추정 정보가 포함된 채널계수(channel_coefficients) 제공

시공간부호화부(STCUnit)(1611)는 다중입출력(MIMO)환경에서 시공간부호화(STC:Space Time Coding) 복조를 수행하기 위한 역할을 한다. 상기의 시공간부호화 복조는 각기 다른 채널을 겪은 데이터스트림의 다수의 중복된 데이터를 복조하여 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻는다.

하기 표44는 시공간부호화부(1611)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

상기 RF 부시스템(1620)은 하향변환부와 A/D 변환부를 포함하여 구성된다.

하향변환부는 반송파 주파수로 들어온 신호를 기저대역주파수로 낮춰주는 부분이고, A/D 변환부는 아날로그신호를 디지털신호로 바꿔주는 부분이다.

또한 상기 모뎀 부시스템은 다중접속부 , 채널분리부, 파일럿신호복조부 및 복조부로 구성된다.

파일럿신호복조부는 채널분리부에서 분리되어 나온 파일럿신호(Pilot_Sign복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)로 복조하는 부분이다.

도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 시공간부호화 신호를 수신하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

안테나를 통해 들어온 신호는 하향변환부에서 기저대역신호(baseband_signal)로 바뀌고, 상기 기저대역 신호는 A/D 변환부에서 아날로그신호에서 디지털신호로 바뀐다. 상기 신호에 대하여 각 안테나 경로 별 소자의 특성 차이로 인해 야기된 진폭과 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우, 캘리브레이션부(1615)는 상기 디지털 기저대역신호를 A/D 변환부로부터 전달받아 보정(calibration)을 수행한다. 이 경우 진폭 및 위상의 차이는 캘리브레이션부(1615)에서 RF 부시스템으로 보정패턴(calibration_pattern)을 송신하고 수신함으로써 측정될 수 있다.

상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 보정신호는 동기화부(1617)로 전달되어 시간과 주파수의 동기화가 수행된다. 캘리브레이션부(1615)에서 보정이 수행되지 않은 경우에는, 동기화부(1617)는 A/D 변환부로부터 상기 디지털 기저대역신호를 직접 전달받아 동기화를 수행하고. 상기 동기화된 동기된 신호(Synchronized_Signal)는 다중접속부로 전달된다. 다중접속부로 동기된 신호가 할당된 통신자원에 접근할 수 있도록 상기 동기화된 신호를 대상사용자신호(Desired_User_Signal)로 바꾼다.

상기 대상사용자신호는 채널분리부로 전달되어 트래픽신호(Traffic_Signal)와 파일럿신호(Pilot_Signal)로 분리된다. 상기 분리된 트래픽신호는 시공간부호화부(1611)로 전달되고 파일럿신호는 파일럿신호복조부로 복조된 파일럿신호(demodulated_pilot_signal)로 복조된 후 채널추정부(1613)로 전달된다. 채널추정부(1613)에복조된 파일럿신호 파일럿신호을 이용한 채널추정이 수행되고, 그 결과인 채널계수(Channel_Coefficients)가 시공간부호화부로 전달한다. 시공간부호화부에서는 트래픽신호와 채널계수를 이용하여 STC 디코딩을 수행하고, 그 결과인 STC디코딩된 신호(STC_Decoded_Signal)는 복조부로 전달된다. 복조부에서는 STC 디코딩된 신호에 대하여 복조가 수행되어 심볼정보가 비트정보로 복조된다.

본 발명에 따른 시공간부호화 알고리즘을 실행하기 위한 다중안테나 시스템의 송신 구성 및 동작 설명

도 17은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 시공간부호화 신호를 전송하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1710)은 시공간부호화 신호로 변조하여 송신하기 위한 시스템으로서 캘리브레이션부(1715),시공간부호화부(1711)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1710)은 스마트 안테나 부시스템에 연결된 RF 부시스템(1720) 및 모뎀 부시스템(1730)과 연동하여 동작하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 다중안테나 시스템은 상술된 스마트 안테나 부시스템과, RF 부시스템(1720) 및 모뎀 부시스템(1730)을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 RF 부시스템(1720) 및 모뎀 부시스템(1730)은 통상적인 다중안테나 시스템의 필수 구성 요소로서 본 발명에서 제시된 스마트안테나 부시스템(1710)과 연동하여 소프트웨어 정의 라디오 다중 안테나 시스템의 일 구성요소로서 동작하게 된다.

본 발명에서는 상기 RF 부시스템(1720)과 모뎀 부시스템(1730)의 하나의 실시예를 기술하지만, 실제 구현에 있어서, 본 발명에 따른 스마트 안테나 부시스템과 연동하는 RF 부시스템(1720) 및 모뎀 부시스템(1730)의 구성은 다양하게 변형될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1710)에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(1715)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(1715)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표45는 캘리브레이션부(1715)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

시공간부호화부(STCUnit)(1711)는 다중입출력(MIMO)환경에서 시공간부호화(STC:Space Time Coding)를 수행하기 위한 역할을 한다. 상기의 시공간부호화는 다중 송신안테나를 이용하여 데이터 송신의 신뢰성을 향상시키는 방법으로써, 데이터스트림의 다수의 중복된 데이터를 같이 송신하여 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻는다.

상기 시공간 부호화부는 STC 매핑을 정의하기 위한 컨트롤 포트, STC 인코딩할 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, STC 인코딩된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표46은 시공간부호화부(1711)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

포트종류	역할
컨트롤포트 (SpaceTimeCoding)	STC 매핑을 정의
입력데이터포트 (DataIn)	STC 인코딩할 신호(Traffic_signal)를 입력받음
출력데이터포트 (DataOut)	STC 인코딩된 신호를 출력데이터(STC_encoded_signal)

상기 RF 부시스템(220)은 상향변환부와 D/A 변환부를 포함하여 구성된다.

또한 상기 모뎀 부시스템은 다중접속부 , 복조부로 구성된다.

다중접속부 (MultipleAccessUnit)는 사용자의 신호를 추출하는 부분이다. 사용자의 신호를 추출하는 방법(예: OFDMA, FDMA, CDMA, 등등)은 통신시스템마다 다를 수 있다. 변조부는 비트단위의 정보를 심볼단위의 데이터로 변조하는 부분이다. 심볼에 높은 신뢰성을 가지면서 많은 비트정보를 담기 위해 인터리빙(interleaving)이나 채널코딩과 같은 다양한 방법이 수행된다.

도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 시공간부호화 신호를 송신하기 위하여 처리하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

변조부는 비트정보를 심볼데이터로 변조하고 그 결과인 전송신호(transmit_signal)를 시공간부호화부로 전달한다. 시공간부호화부(1711)는 상기 전송신호에 대하여 STC 인코딩을 수행하고, 그 결과인 STC 인코딩된 신호(STC_Encoded_Signal)는 다중접속부에 전달된다.

다중접속부를 거친 다중접속처리된 전송신호(MA_modulated_transmit_Signal)에 대하여 진폭 및 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우 캘리브레이션부(1715)로 전달되어 보정이 수행된다. 이 경우 상기 진폭 및 위상 차이는 RF 부시스템(1720)에서 캘리브레이션부(1715)로 보정패턴(calibration_pattern)을 송신하고 수신함으로써 측정할 수 있다. 상기 진폭 및 위상차이가 보상된 보정신호는 D/A 변환부로 전달된다. 상기 진폭 및 위상차이가 보상된 보정신호는 D/A 변환부로 전달된다.

상기 다중접속처리된 전송신호에 대한 보정이 수행될 필요가 없는 경우, 다중접속처리된 전송신호는 모뎀 부시스템(1730)으로부터 직접 D/A 변환부로 전달된다. D/A 변환부는 상기 보정신호 또는 다중접속처리된 전송신호를 디지털신호에서 아날로그신호로 바꾸고, 기저대역 신호(baseband_signal)인 상기 아날로그신호를 상향변환부에서 반송파 주파수로 싣는다.

본 발명에 따른 신호도달방향 추정 알고리즘을 실행하기 위한 다중안테나 시스템의 수신 구성 및 동작 설명

도 18은 본 발명에 따른 다중안테나 시스템에서 신호도달방향을 추정하기 위한 구성요소간의 연결관계를 나타내는 블록도이다.

도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1810)은 신호도달방향을 추정하는 시스템으로서 신호도달방향추정부(1811), 캘리브레이션부(1815), 동기화부(1817)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 18를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1810)은 스마트안테나 부시스템(1810)에 연결된 RF 부시스템(1820)과 모뎀 부시스템 과 연동하여 동작하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 다중안테나 시스템은 상술된 스마트안테나 부시스템(1810)과, RF 부시스템(1820), 모뎀 부시스템 을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 RF 부시스템(1820) 및 모뎀 부시스템 은 통상적인 다중안테나 시스템의 필수 구성 요소로서 본 발명에서 제시된 스마트안테나 부시스템(1810)과 연동하여 소프트웨어 정의 라디오 다중 안테나 시스템의 일 구성요소로서 동작하게 된다.

본 발명에서는 상기 RF 부시스템(1820) 및 모뎀 부시스템의 하나의 실시예를 기술하지만, 실제 구현에 있어서, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1810)과 연동하는 RF 부시스템(1820)과 모뎀 부시스템의 구성은 다양하게 변형될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 18를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트안테나 부시스템(1810)에 포함되는 각 부의 구성은 아래와 같이 설명될 수 있다.

캘리브레이션부(1815)는 각 안테나 경로별 소자의 특성 차이로 야기된 위상과 진폭의 차이를 보상한다. 안테나 소자의 특성은 경로 별로 다를 뿐만이 아니라, 수신할 때와 송신할 때도 각각 다르다.

상기 캘리브레이션부(1815)는 보정을 위해 측정된 진폭 및 위상차이를 출력하고, 연속적인 보정의 수행 여부를 결정하고, 보정의 요구정확도를 설정하고, 한 번의 보정에 필요한 시간을 설정하기 위한 컨트롤 포트와 보정될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트, 보정된 신호(calibrated_signal)를 제공하기 위한 출력데이터 포트, 보정을 위한 보정패턴(calibration_pattern)을 송수신하기 위한 입출력 데이터 포트를 구비한다.

하기 표47은 캘리브레이션부의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

동기화부(1817)(SynchronizationUnit)는 심볼의 복조, 프레임의 복호및 스마트안테나 알고리즘을 수행하기 전에 심볼이나 프레임의 동기를 맞추는　역할을 한다.

상기 동기화부(1817)는 시간과 주파수의 동기화를 위해 데이터 샘플의 관찰시간을 결정하고, 신호검출을 위한 문턱 값을 설정하고, 동기화를 위한 심볼 혹은 프레임 타이밍정보를 읽어들이기 위한 컨트롤 포트, 동기화될 신호를 받기 위한 입력데이터 포트 그리고 동기화된 신호를 내보내기 위한 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표48은 동기화부(1817)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

신호도달방향추정부(DOAEstimationUnit)(211)는 배열 안테나 상황에서 대상 사용자 신호 전체를 이용하거나 파일럿 신호를 이용하여 송신 방향을 추정하는 역할을 한다.

상기 DOA추정부(1811)는 추정된 신호도달방향을 읽어 들이고, 추정된 신호도달방향의 수를 설정하고, 추정하기 위한 신호의 형태를 설정하고, 신호도달방향의 질을 나타내기 위한 컨트롤 포트, 신호도달방향의 추정에 필요한 상기 DOA 참조신호를 받을 입력데이터 포트, 추정된 신호도달방향에 대한 정보를 내보낼 출력데이터 포트를 구비한다.

하기 표 49는 DOA추정부(1811)의 포트의 종류 및 역할을 설명한다.

상기 RF 부시스템(1820)은 하향변환부변환부와 A/D 변환부를 포함하여 구성된다.

또한 상기 모뎀 부시스템은 다중접속부, 채널분리부 , 채널상태정보저장부 , 파일럿신호복조부 및 복조부로 구성된다.

채널분리부는 DOA 참조신호와 파일럿신호를 따로 추출하는 부분이다.

도 18를 참조하면, 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 신호도달방향을 추정하는 과정이 아래와 같이 설명될 수 있다.

도 18를 참조하면, 안테나를 통해 들어온 신호는 하향변환부에서 기저대역신호(baseband_signal)로 바뀌고, 상기 기저대역 신호는 A/D 변환부에서 아날로그신호에서 디지털신호로 바뀐다. 상기 신호에 대하여 각 안테나 경로 별 소자의 특성 차이로 인해 야기된 진폭과 위상차이를 보상할 필요가 있는 경우, 캘리브레이션부(1815)는 상기 디지털 기저대역신호를 A/D 변환부로부터 전달받아 보정(calibration)을 수행한다. 이 경우 진폭 및 위상의 차이는 캘리브레이션부(1815)에서 RF 부시스템으로 보정패턴(calibration_pattern)를 송수신함으로써 측정될 수 있다.

상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 보정신호는 동기화부(1817)로 전달되어 시간과 주파수의 동기화가 수행된다. 캘리브레이션부(1815)에서 보정이 수행되지 않은 경우에는, 동기화부(1817)는 A/D 변환부로부터 디지털 기저대역신호를 직접 전달받아 동기화를 수행하고. 상기 동기화된 동기된 신호(Synchronized_Signal)는 다중접속부로 전달된다. 다중접속부에서는 동기된 신호가 할당된 통신자원에 접근할 수 있도록 상기 동기화된 신호를 대상사용자신호(Desired_User_Signal)로 바꾼다.

DOA추정부의 알고리즘에 따라 DOA추정부로 전달되는 신호는 파일럿 신호가 될 수도 있고, 대상 사용자 신호가 될 수도 있다. 파일럿 신호가 전해질 경우는 상기 대상사용자신호가 채널분리부로 전달되어 트래픽신호와 파일럿신호로 분리되고 파일럿 신호는 파일럿 신호복조부에서 복조된뒤 DOA 참조신호로서 DOA추정부로 전달된다. 대상사용자신호가 전달될 경우는 상기 대상사용자신호가 다중접속부에서 바로 DOA 참조신호로서 DOA 추정부로 전달되어 된다. DOA추정부에서는 상기 DOA 참조신호의 웨이트를 구하여 신호도달방향을 추정한다. 상기 추정된 DOA신호(estimated_DOA_signal)는 채널상태정보저장부로 전달된다.

Claims

여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 소프트웨어 정의 라디오(SDR: Software Defined Radio) 다중안테나 시스템에서,
수신한 반송파 주파수신호를 기저대역 주파수 신호로 낮추어서 스마트안테나 부시스템으로 전달하는 RF 부시스템;
상기 RF 부시스템으로부터 전달받은 신호로부터 사용자 신호를 추출하고 복조하기 위한 모뎀 부시스템; 및
상기 RF 부시스템 및 모뎀 부시스템과 연동하여 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 스마트안테나 부시스템을 포함하고, 상기 스마트안테나 부시스템은,
상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 따라 상기 스마트 안테나 부시스템의 각 부를 제어하고 실행될 신호처리 알고리즘을 선택하는 제어부;
상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 대하여 시간과 주파수의 동기화를 수행하여 동기화된 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 동기화부; 및
상기 모뎀 부시스템을 거친 신호를 수신하여 상기 제어부의 제어신호에 따라 선택된 신호처리 알고리즘이 실행되는 알고리즘 실행부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 RF 부시스템과는 RF 부시스템의 인터페이스를 제어하는 신호와 RF 부시스템의 상태정보를 주고받고, 상기 동기화부와는 상기 동기화를 위한 제어신호를 주고받으며, 상기 알고리즘 실행부와는 상기 RF 부시스템에서 수신한 신호를 처리할 신호처리 알고리즘을 선택하고, 상기 선택된 신호처리 알고리즘을 위한 파라미터를 설정하기 위한 제어신호를 주고받으며,
상기 알고리즘 실행부에서 실행되는 신호처리 알고리즘은 공간다중화 신호 처리 알고리즘, 빔포밍 신호처리 알고리즘, 시공간부호화 신호처리 알고리즘, 신호도달방향 추정 알고리즘 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 대하여 진폭과 위상의 차이에 대한 보정을 수행하여 상기 동기화부로 전달하는 캘리브레이션부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 캘리브레이션부와 캘리브레이션을 위한 제어신호를 주고 받는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 알고리즘 실행부는,
상기 공간다중화 신호 처리 알고리즘에 따라 공간다중화 신호를 처리하는 공간다중화부;
상기 빔포밍 신호처리 알고리즘에 따라 빔포밍 신호처리를 수행하는 빔포밍부;
상기 시공간 부호화 신호처리 알고리즘에 따라 시공간부호화 신호를 처리하는 시공간 부호화부; 및
상기 신호도달방향 추정 알고리즘에 따라 신호 도달방향 추정을 수행하는 신호도달방향 추정부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 선택된 알고리즘이 공간다중화 신호처리 알고리즘인 경우, 상기 알고리즘 실행부는 채널추정부를 더 포함하고,
상기 모뎀 부시스템은 상기 동기화된 신호를 트래픽신호와 복조된 파일럿 신호로 분리하여 각각 상기 공간다중화부와 상기 채널추정부로 송신하고,
상기 채널추정부는 상기 복조된 파일럿 신호에 대하여 채널추정을 수행하여 산출된 채널계수를 상기 공간다중화부로 송신하고,
상기 공간다중화부는 상기 트래픽 신호와 채널계수를 이용하여 공간다중화 디코딩을 수행하여 상기 디코딩된 공간다중화 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 4항에 있어서,
상기 채널추정부는 상기 복조된 파일럿 신호의 채널정보를 포함하는 채널상태정보를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 선택된 알고리즘이 빔포밍 신호처리 알고리즘인 경우, 상기 알고리즘 실행부는 채널추정부를 더 포함하고,
상기 모뎀 부시스템은 상기 동기화된 신호를 트래픽신호와 복조된 파일럿 신호로 분리하여 상기 빔포밍부로 송신하고,
상기 빔포밍부는 상기 빔포밍 신호처리 알고리즘을 적용하여 구한 웨이트를 상기 트래픽 신호와 복조된 파일럿 신호에 곱하여 각각 결합함으로써, 빔포밍된 트래픽 신호와 빔포밍된 파일럿 신호를 출력하여 채널추정부로 전달하며,
상기 채널추정부는 상기 빔포밍된 파일럿 신호를 이용하여 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널정보를 이용하여 상기 빔포밍된 트래픽 신호를 채널 보상하고,
상기 채널보상된 신호와 추정된 채널상태정보는 모뎀 부시스템으로 송신되는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 선택된 알고리즘이 시공간부호화 신호처리 알고리즘인 경우, 상기 알고리즘 실행부는 채널추정부를 더 포함하고,
상기 모뎀 부시스템은 상기 동기화된 신호를 트래픽신호와 복조된 파일럿 신호로 분리하여 각각 상기 시공간부호화부와 채널추정부로 송신하고,
상기 채널추정부는 상기 복조된 파일럿 신호에 대하여 채널추정을 수행하여 산출된 채널계수를 상기 시공간부호화부로 송신하고,
상기 시공간부호화부는 상기 트래픽 신호와 채널계수를 이용하여 시공간부호화 디코딩을 수행하여, 상기 디코딩된 시공간부호화 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 선택된 알고리즘이 신호도달방향 추정 알고리즘인 경우,
상기 신호도달방향 추정부는 상기 모뎀 부시스템으로부터 신호도달방향 추정을 위한 참조신호를 수신하여 상기 수신한 참조신호의 웨이트를 구하여 신호도달방향을 추정하고, 상기 신호도달방향이 추정된 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 소프트웨어 정의 라디오(SDR: Software Defined Radio) 다중안테나 시스템으로,
스마트안테나 부시스템과 연동하여 송신할 신호를 처리하여 다중 접속처리된 전송신호를 출력하는 모뎀 부시스템;
상기 모뎀 부시스템으로부터 수신한 다중접속처리된 신호를 반송파 주파수신호로 올려주는 RF 부시스템; 및
상기 RF 부시스템 및 모뎀 부시스템과 연동하여 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 스마트안테나 부시스템을 포함하고, 상기 스마트안테나 부시스템은,
상기 RF 부시스템으로 송신할 신호에 따라 상기 스마트 안테나 부시스템의 각 부를 제어하고 실행될 신호처리 알고리즘을 선택하는 제어부;
상기 모뎀 부시스템과 연동하여 상기 제어부의 제어신호에 따라 선택된 신호처리 알고리즘이 실행되는 알고리즘 실행부를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 RF 부시스템과는 상기 RF 부시스템의 인터페이스를 제어하는 신호와 RF 부시스템의 상태정보를 주고받고, 상기 알고리즘 실행부와는 상기 RF 부시스템으로 송신할 신호를 처리할 신호처리 알고리즘을 선택하고, 해당 신호처리 알고리즘을 위한 파라미터를 설정하기 위한 제어신호를 주고받으며,
상기 알고리즘 실행부에서 실행되는 신호처리 알고리즘은 공간다중화 신호 처리 알고리즘, 빔포밍 신호처리 알고리즘, 시공간부호화 신호처리 알고리즘 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 9항에 있어서,
상기 모뎀 부시스템에서 출력된 신호에 대하여 진폭과 위상의 차이에 대한 보정을 수행하여 상기 RF 부시스템으로 송신하는 캘리브레이션부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 캘리브레이션부와 캘리브레이션을 위한 제어신호를 주고 받는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 9항에 있어서,
상기 알고리즘 실행부는,
상기 공간다중화 신호처리 알고리즘에 따라 공간다중화 신호를 처리하는 공간다중화부;
상기 빔포밍 신호처리 알고리즘에 따라 빔포밍 신호처리를 수행하는 빔포밍부; 및
상기 시공간 부호화 신호처리 알고리즘에 따라 시공간부호화 신호를 처리하는 시공간 부호화부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 11항에 있어서,
상기 선택된 알고리즘이 공간다중화 신호처리 알고리즘인 경우,
상기 공간다중화부는 모뎀 부시스템으로부터 전송신호와 채널정보를 포함하는 채널상태 정보를 수신하고, 상기 채널상태정보를 이용하여 상기 전송신호에 대하여 공간다중화 인코딩을 수행하여, 상기 인코딩된 공간다중화 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 11항에 있어서,
상기 선택된 알고리즘이 빔포밍 신호처리 알고리즘인 경우,
상기 빔포밍부는 모뎀 부시스템으로부터 전송신호와 채널정보를 포함하는 채널상태정보를 수신하고, 상기 채널상태정보를 이용하여 상기 전송신호에 대하여 빔포밍을 수행하고, 상기 빔포밍된 가중치신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 11항에 있어서,
상기 선택된 알고리즘이 시공간부호화 신호처리 알고리즘인 경우,
상기 시공간부호화부는 모뎀 부시스템으로부터 수신한 전송신호에 대하여 시공간부호화 인코딩을 수행하고, 상기 인코딩된 시공간부호화 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 소프트웨어 정의 라디오(SDR: Software Defined Radio) 다중 안테나 시스템으로,
다중 안테나와 연결되어 반송파 주파수 신호를 송수신하기 위한 RF 부시스템;
RF 부시스템을 통해 송수신되는 신호를 처리하기 위한 모뎀 부시스템; 및
상기 RF 부시스템 및 상기 모뎀 부시스템과 연동하여 여러 가지 신호처리 알고리즘을 수행하기 위한 스마트안테나 부시스템을 포함하고,
상기 스마트안테나 부시스템은, 상기 스마트 안테나 부시스템의 각 부를 제어하고 미리 정의된 여러 가지 신호처리 알고리즘 중에서 실행될 신호처리 알고리즘을 선택하는 제어부; 및
상기 제어부에서 선택된 신호처리 알고리즘을 실행하는 알고리즘 실행부를 포함하고,
상기 알고리즘 실행부는 상기 모뎀 부시스템으로부터 하나 이상의 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 상기 신호처리 알고리즘에 따라서 처리하고, 상기 모뎀 부시스템으로 상기 신호처리 알고리즘에 따라 처리되어 출력된 하나 이상의 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 15항에 있어서,
상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 대하여 진폭과 위상의 차이에 대한 보정이 필요한 경우, 보정을 수행하는 캘리브레이션부; 및
상기 진폭과 위상의 차이가 보정된 신호 또는 상기 RF 부시스템으로부터 수신한 신호에 대하여 시간과 주파수의 동기화를 수행하여 동기화된 신호를 상기 모뎀 부시스템으로 전달하는 동기화부를 포함하는 것을 특징으로 다중안테나 시스템.
제 16항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 RF 부시스템을 통하여 송수신 되는 신호를 처리하기 위한 신호처리 알고리즘을 선택하고, 상기 선택된 신호처리 알고리즘을 기초로, 상기 RF 부시스테과 상기 RF 부시스템을 제어하기 위한 신호와 상태정보를 주고받고, 상기 캘리부레이션부와는 캘리브레이션을 위한 제어신호를 주고 받고, 상기 동기화부와는 동기화를 위한 제어신호를 주고 받으며, 상기 알고리즘 실행부와 상기 선택된 신호처리 알고리즘을 위한 파라미터를 설정하기 위한 제어신호를 주고받는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.
제 15항에 있어서,
상기 알고리즘 실행부에서 실행되는 신호처리 알고리즘은 공간다중화 신호 처리 알고리즘, 빔포밍 신호처리 알고리즘, 시공간부호화 신호처리 알고리즘, 신호도달방향 추정 알고리즘 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중안테나 시스템.