KR20130083104A - 무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 보상 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 보상 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 보상 방법은 복수 개의 라디오 경로에 대한 출력 피드백 신호를 감시하는 감시 단계, 비정상으로 동작하는 라디오 경로 검출 시, 검출된 라디오 경로에 따른 빔 보상 값을 확인하는 확인 단계, 및 상기 확인된 빔 보상 값에 따라 정상으로 동작하는 라디오 경로에 대한 신호를 보상하여 출력하는 보상 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 보상 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COMPENSATING BEAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 보상 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 무선 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 무선 통신 시스템은 점차로 음성 뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 무선 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 무선 통신 시스템이 요구되고 있다.

이러한 무선 통신 시스템에서, 종래의 기지국 구조에서는 RF 유닛(Radio Frequency Unit)과 수동형 안테나 어레이(passive antenna array)가 별도의 블록(block)으 분리되어 있으며, 모든 안테나 소자들이 하나의 라디오 모듈(radio module)에 연결되어 있었다. 한편, 최근에는 개별 안테나 소자마다 개별 라디오 모듈이 연결되어 집적된, 일체형의 능동형 안테나 시스템(Active Antenna System)도 제안되고 있다.

그런데, 종래 기지국 구조에서는 라디오 모듈이 비정상적으로 동작하는 경우, 상기 라디오 모듈이 교체 또는 수리가 이루어지기까지는 단말에게 서비스를 제공하는 것이 불가능하였다. 반면, 능동형 안테나 시스템의 경우, BIR(Built-In Redundancy)로 인해 일부 라디오 경로(radio path)에서 비정상 동작이 감지되더라도 일정 수준의 기능은 계속 유지할 수 있다.

그러나 이러한 일체형 기지국 시스템의 장점을 최대한 발휘하기 위해서는 비정상 동작이 감지되는 라디오 경로에 의한 성능 열화를 최소할 수 있는 빔 보상 기능이 추가되어야 하나 현재까지 이와 관련한 구체적인 사항은 제안된 바 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 능동형 안테나 시스템을 구비하는 기지국에서 일부 라디오 경로(Radio Path)가 비정상적으로 동작하더라도 정상적으로 동작 중인 다른 라디오 경로의 출력 값을 보상하여 안테나 성능 열화를 최소화하는 빔 보상 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 보상 방법은 복수 개의 라디오 경로에 대한 출력 피드백 신호를 감시하는 감시 단계, 비정상으로 동작하는 라디오 경로 검출 시, 검출된 라디오 경로에 따른 빔 보상 값을 확인하는 확인 단계, 및 상기 확인된 빔 보상 값에 따라 정상으로 동작하는 라디오 경로에 대한 신호를 보상하여 출력하는 보상 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 빔 보상을 수행하는 기지국은 복수 개의 라디오 경로에 각각 연결되는 복수 개의 안테나를 포함하며, 무선 채널을 통해 단말과 신호를 송수신하는 복수 개의 라디오 모듈, 빔 보상 값을 저장하는 저장부, 상기 복수 개의 라디오 경로에 대한 출력 피드백 신호를 감시하고, 비정상으로 동작하는 라디오 경로를 검출하는 비정상 라디오 경로 감지부, 및 검출된 라디오 경로에 따른 빔 보상 값을 상기 저장부에서 확인하고, 상기 확인된 빔 보상 값에 따라 정상으로 동작하는 라디오 경로에 대한 신호를 보상하여 출력하는 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 능동형 안테나 시스템을 구비하는 기지국에서 일부 라디오 경로가 비정상적으로 동작하더라도 정상적으로 동작 중인 다른 라디오 경로의 출력 값을 보상하여 안테나 성능 열화를 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명의 빔 보상 방법을 적용하는 경우, 일부 라디오 경로의 비정상 동작으로 인한 이득(gain) 감소, 사이드 로브(sidelobe) 레벨 증가 등의 성능 열화를 최소화하여, 기지국이 일정 수준 이상의 서비스를 단말에게 지속적으로 제공할 수 있다. 또한, 룩 업 테이블(Lookup Table) 형태로 상기 보상 알고리즘을 구현하는 경우, 실시간으로 보상 값을 계산하는 것에 비해 상대적으로 간단해질 수 있다.

도 1은 능동형 안테나 시스템의 일반적인 구조를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국의 실제 회로 구성을 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국의 실제 회로 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 빔 보상 과정을 도시하는 순서도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 효과를 도시하는 도면.

이하에서 기술되는 본 발명의 실시예에서, 라디오 경로가 비정상으로 동작한다는 것은 내외부적(전기적, 기계적, 환경적) 이유로 1개 이상의 라디오 모듈 구성 소자가 정상적으로 동작하지 않아, 본래 의도했던 라디오 모듈의 기능을 수행할 수 없는 상태를 의미한다.

또한, 본 발명의 라디오 모듈이란, 전단(front end)(듀플렉서, 다이플렉서, 필터, 저잡음 증폭기 둥), 전력 증폭기(Power Amplifier, PA), ADC/DCA를 포함하는 트랜시버(transceiver)를 의미할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

종래의 기지국 구조에서는 1개의 라디오 모듈에 복수 개의 안테나 소자들이 연결되어 있고, 각 안테나 소자에 급전되는 신호의 진폭비와 위상 차이는 고정되어 변경이 불가능하였다. 이러한 종래 기지국 구조에서는 라디오 모듈이 정상적으로 동작하지 않는 경우, 즉, fail이 발생하면 해당 라디오 모듈을 교체 또는 수리하지 않는 이상 서비스 제공은 불가능하다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 능동형 안테나 시스템(Active Antenna System, AAS)은 복수 개의 라디오 모듈을 구성하여, 라디오 모듈과 안테나 소자를 각각 1:1로 연결한 분산형태를 가진다. 이러한 구조상의 특징으로 인해, 능동형 안테나 시스템에서는 일부 라디오 모듈이 비정상적으로 동작하더라도 일정 수준 이상의 안테나 출력은 제공할 수 있다.

그러나 이러한 능동형 안테나 시스템 역시, 종래 안테나와 마찬가지로 각 안테나 소자별로 급전되는 신호의 진폭비와 위상차를 조정할 수 없으므로 원하는 형태의 방사 패턴에서 왜곡된 형태(예를 들어, upper side lobe 증가, main lobe gain 감소, main lobe direction 변화 등)의 방사 패턴으로 서비스 제공할 수밖에 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 일부 라디오 모듈이 정상적으로 동작하지 않는 경우, 정상적으로 동작하는 라디오 경로에 연결된 안테나 소자로 급전되는 신호의 진폭비와 위상차를 변경하도록 빔 보상 기능을 추가한다. 그러면, 비정상 동작이 발생하기 이전의 안테나 방사 패턴과 최대한 유사한 서비스 환경(예를 들어, 기지국간 간섭, 셀 커버리지 등)을 제공할 수 있다.

도 1은 능동형 안테나 시스템의 일반적인 구조를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 능동형 안테나 시스템은 종래 단일 라디오 경로를 복수 개의 경로(path) 로 분산시킨 분산 구조를 채택한다. 다시 말해, 각각의 안테나는 서로 다른 라디오 모듈에 연결되어 있다.

상기 도 1에 도시된 능동형 안테나 시스템의 경우, BIR(Built-In Redundancy)로 인해 일부 라디오 경로(radio path)에서 비정상 동작이 감지되더라도 일정 수준의 기능은 계속 유지할 수 있다. 그러나 이러한 일체형 기지국 시스템의 장점을 최대한 발휘하기 위해서는 비정상 동작이 감지되는 라디오 경로에 의한 성능 열화를 최소할 수 있는 빔 보상 기능이 추가되어야 하나 현재까지 이와 관련한 구체적인 사항은 제안된 바 없다.

이에 따라, 본 발명에서는 능동형 안테나 시스템에 각 라디오 경로가 정상으로 동작하는지 여부를 감시하는 회로와, 룩 업 테이블을 기반으로 각 라디오 경로의 출력 진폭 및 위상을 조정하는 보상 회로를 부가한다.

한편, 이하에서 기술되는 본 발명의 빔 보상 장치에 대해서는 제1 실시예 및 제2 실시예로 구분하여 기술하도록 한다. 이 경우, 상기 제1 실시예는 디지털 단 즉, 제어부에서 빔 보상을 수행하는 방법 및 구조에 대해 기술하며, 제2 실시예는 아날로그 RF 단에서 빔 보상을 수행하는 방법 및 구조에 대해 기술한다.

<제1 실시예>

이하에서는 디지털 단 즉, 제어부에서 빔 보상을 수행하는 방법 및 그의 장치 구조에 대해 기술하도록 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 2에서 도시되는 바와 같이, 제1 실시예에 따른 기지국은 라디오 모듈(210), 저장부(240), 제어부(250)를 포함할 수 있다.

라디오 모듈(210)은 기지국의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. 도면에서는 구체적으로 도시되지는 않았지만, 상기 라디오 모듈(210)은 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 라디오 모듈(210)은 무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(250)로 출력하고, 제어부(250)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 상기 라디오 모듈(210)은 복수 개의 서브 라디오 모듈(220, 230 등)로 구성될 수 있으며, 각각의 서브 라디오 모듈은 서로 다른 안테나에 연결된다. 상기 서브 라디오 모듈은 라디오 모듈이 복수 개로 구성될 수 있다는 것을 의미할 뿐, 라디오 모듈(210)과 서브 라디오 모듈(220, 230)이 수행하는 기능이 다르다는 것을 의미하는 것은 아님에 유의해야 한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 하나의 서브 라디오 모듈과 하나의 안테나를 통해 형성되는 신호의 전달 경로를 라디오 경로(Radio Path)라고 정의한다. 이에 따라, 서로 다른 라디오 경로는 서로 다른 서브 라디오 모듈과 서로 다른 안테나를 통해 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 각각의 서브 라디오 모듈에서 안테나를 통해 방사되는 출력 신호는 제어부(250)의 비정상 라디오 경로 감지부(251)에 피드백 된다.

저장부(240)는 기지국이 단말에게 서비스를 제공함과 동시에, 본 발명의 실시예에 따라 빔 보상을 수행하기 위한 각종 데이터 및 프로그램을 저장한다. 본 발명의 제1 실시예에 다른 저장부(240)는 기지국의 일부 라디오 경로가 비정상적으로 동작하더라도 정상적으로 동작 중인 다른 라디오 경로의 출력 값을 보상하여, 왜곡된 방사 패턴을 원하는 방사 패턴으로 보상해주기 위한 프로그램 및 데이터를 저자할 수 있다. 이를 위해, 저장부(240)는 보상 테이블을 저장하기 위한 보상 테이블 저장 영역(241)을 더 구비할 수 있다.

상기 보상 테이블은 비정상으로 동작하는 라디오 경로 감지 시, 정상적으로 동작 중인 다리오 경로의 출력 값을 보상하기 위한 보상 값을 저장하고 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보상 테이블(241)은 룩 업 테이블(Look Up Table)로 구현될 수 있다. 여기서, 룩 업 테이블은 입력 신호 레벨에 따른 출력 신호 값이 사전에 정의되는 디지털 기억장치로서, 하나의 입력 레벨에 따른 출력 값이 하나로 정의되는 동작에 적합한 디지털 회로 블록이다.

본 발명의 제1 실시예에 따라, 임의의 라디오 경로에서 fail이 발생한 경우, 디지털 단(즉, 제어부)에서 신호를 보상하기 위한 보상 테이블은 하기의 표 1과 같이 구성될 수 있다. 하기의 표 1은 제1 실시예에 따른 보상 테이블의 일 예시에 불과할 뿐, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.

상기의 표 1에서 도시되는 바와 같이, 디지털 단에서는 보상 복소 계수를 각 라디오 경로에 곱해주는 방식으로 신호를 보상하게 된다. 예를 들어, 4 개의 라디오 경로를 구비하는 AAS 시스템에서, 제2 서브 라디오 모듈 및 두 번째 안테나에 의해 형성되는 제2 라디오 경로에서 fail이 발생한 경우, 제1 라디오 경로에는 Ca2를 곱하고, 제3 라디오 경로에는 Cc2를 곱하고, 제4 라디오 경로에는 Cd2를 곱한다. 상기 각각의 보상 복소 계수는 제2 라디오 경로가 정상적으로 동작하지 않는다 하더라도 제2 라디오 경로가 정상적으로 동작하는 경우와 최대한 유사한 방사 패턴을 유지하도록 미리 계산된 복소수이다.

제어부(250)는 기지국의 동작을 위한 각 블록들 간의 신호 흐름을 제어한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(250)는 기지국의 일부 라디오 경로가 비정상적으로 동작하더라도 정상적으로 동작 중인 다른 라디오 경로의 출력 값을 보상하여, 왜곡된 방사 패턴을 원하는 방사 패턴으로 보상하기 위한 일련의 과정을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(250)는 비정상 라디오 경로 감지부(251)와 보상부(252)를 더 구비할 수 있다.

비정상 라디오 경로 감지부(251)는 복수 개의 라디오 경로에 대한 출력 피드백 신호를 수신하여, 각각의 라디오 경로가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단한다. 만약, 비정상 라디오 경로 감지부(251)가 비정상으로 동작하는 라디오 경로를 검출하였다면, 비정상 동작 라디오 경로의 개수 및 위치에 대한 정보를 보상부(252)로 전달한다.

보상부(252)는 비정상 라디오 경로 감지부(251)로부터 비정상 동작 라디오 경로의 개수 및 위치에 대한 정보를 수신한다. 그리고 보상부(252)는 저장부(240)에서 빔 보상 값을 확인하고, 확인된 빔 보상 값에 따라 정상적으로 동작하는 라디오 경로에 대한 신호를 보상한다. 상기 보상부(252)는 본 발명의 제1 실시예에 따라, 디지털 단 즉, 제어부(250) 내부에 위치할 수 있으며, 표 1에서 예시된 바와 같은 보상 복소 계수를 각 라디오 경로에 곱해주는 방식으로 신호를 보상한다.

한편, 상기에서는 제어부(250)와 비정상 라디오 경로 감지부(251), 보상부(252)가 별도의 블록으로 구성되고 각각 상이한 기능을 수행하는 것으로 기술하였지만 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 보상부(252)가 수행하는 기능을 제어부(250) 자체가 수행할 수 도 있음에 유의해야 하며, 이는 이하에서 기술되는 모든 실시예에 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국의 실제 회로 구성을 도시하는 블록도이다. 즉, 도 3에서는 도 2에 도시된 기지국의 제어부(250) 및 라디오 모듈(210)의 실제 회로 구성을 도시한다.

포매터(Formatter, 305)는 고속 직렬 신호를 저속의 복합 병렬 신호 형태로 변환하여 출력한다.

DUC(Digital Up Converter, 310)는 상기 포매터(305)로부터 출력되는 복합 병렬 신호로부터 개별 기저대역 신호를 분리, 필터링하고 디지털적으로 주파수 상승 변환(digitally up convert)하여 디지털 중간 주파수 대역(digital IF) 신호로 결합(combine)한다.

CFR(Crest Factor Reduction, 320)은 상기 DUC(310)에서 결합된 신호의 PAR(Peak to Average Ratio)를 낮추는 기능을 수행한다.

DPD(Digitally pre-distortion, 320)는 전력 증폭기(PA)의 선형성을 개선하기 위해 CFR(320)을 거친 신호를 사전 왜곡시키는 기능을 수행한다.

DPD 엔진(DPD Engine, 325)은 디지털 IF 신호로 변환된 PA 출력 신호를 디지털적으로 하향 변환(digitally down-convert 즉, 필터링, 데시메이션 등)하는 기능을 수행한다. 상기 DPD 엔진(325)은 DPD(320)로 입력되는 기준 신호(reference signal)와 빅 및 적응(adaptation) 과정을 수행하여 DPD(325)를 제어하는 기능을 수행한다.

비정상 라디오 경로 감지부(330)는 복수 개의 라디오 경로에 대한 출력 피드백 신호를 수신하여, 각각의 라디오 경로가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단한다. 만약, 비정상 라디오 경로 감지부(330)가 비정상으로 동작하는 라디오 경로를 검출하였다면, 비정상 동작 라디오 경로의 개수 및 위치에 대한 정보를 보상부(335)로 전달한다.

보상부(335)는 비정상 라디오 경로 감지부(330)로부터 비정상 동작 라디오 경로의 개수 및 위치에 대한 정보를 수신한다. 그리고 보상부(335)는 저장부)에 저장된 룩 업 테이블에서 빔 보상 값을 확인하고, 확인된 빔 보상 값에 따라 정상적으로 동작하는 라디오 경로에 대한 신호를 보상한다. 도 3에서 도시되는 바와 같이, 상기 보상부(335)는 본 발명의 제1 실시예에 따라, 디지털 단 내부에 위치할 수 있으며, 표 1에서 예시된 바와 같은 보상 복소 계수를 각 라디오 경로에 곱해주는 방식으로 신호를 보상한다.

DAC(Digital Analog Converter, 340)는 보상부(335)로부터 전달되는 디지털 IF 신호를 아날로그 IF 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 여기서, 상기 디지털 IF 신호는 보상부(335)에 의해 보상 복소 계수가 곱해진 보상된 신호일 수 있다.

UC(Up Converter, 345)는 상기 DAC(340)로부터 출력되는 아날로그 IF 신호를 RF 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

PA(Power Amplifier, 350)은 트랜시버(transceiver)의 전송 블록(TX-block)에서 나온 RF 신호를 안테나 포트에서 특정 전력 레벨이 되도록 증폭하는 기능을 수행한다.

DC(Down Converter, 360)는 PA(350) 출력 신호를 아날로그 IF 신호로 하향 변환하는 기능을 수행한다.

ADC(Analog Digital Converter, 355)는 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 하향 변환하는 기능을 수행한다.

<제2 실시예>

이하에서는 아날로그 단 즉, 라디오 모듈에서 빔 보상을 수행하는 방법 및 그의 장치 구조에 대해 기술하도록 한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 4에서 도시되는 바와 같이, 제2 실시예에 따른 기지국은 라디오 모듈(410), 저장부(450), 제어부(460)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 기지국의 내부 구조가 도 2에 도시된 기지국의 내부 구조와 다른 점은, 보상부(440)가 라디오 모듈(410)에 위치한다는 것이다.

라디오 모듈(410)은 기지국의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. 도면에서는 구체적으로 도시되지는 않았지만, 상기 라디오 모듈(410)은 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 라디오 모듈(410)은 무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(460)로 출력하고, 제어부(460)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 상기 라디오 모듈(410)은 복수 개의 서브 라디오 모듈(420, 430 등)로 구성될 수 있으며, 각각의 서브 라디오 모듈은 서로 다른 안테나에 연결된다. 상기 서브 라디오 모듈은 라디오 모듈이 복수 개로 구성될 수 있다는 것을 의미할 뿐, 라디오 모듈(410)과 서브 라디오 모듈(420, 430)이 수행하는 기능이 다르다는 것을 의미하는 것은 아님에 유의해야 한다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따르면 보상부(440)는 아날로그 RF 단에 위치하여 출력 신호의 진폭 및 위상을 조정한다. 이를 위해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보상부(440)는 가변 감쇄기, 가변 위상기를 사용하여 신호의 진폭 및 위상을 조정하는 방식으로 신호를 보상한다.

저장부(450)는 기지국이 단말에게 서비스를 제공함과 동시에, 본 발명의 실시예에 따라 빔 보상을 수행하기 위한 각종 데이터 및 프로그램을 저장한다. 본 발명의 제2 실시예에 다른 저장부(450)는 기지국의 일부 라디오 경로가 비정상적으로 동작하더라도 정상적으로 동작 중인 다른 라디오 경로의 출력 값을 보상하여, 왜곡된 방사 패턴을 원하는 방사 패턴으로 보상해주기 위한 프로그램 및 데이터를 저자할 수 있다. 이를 위해, 저장부(450)는 보상 테이블을 저장하기 위한 보상 테이블 저장 영역(451)을 더 구비할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 보상 테이블은 임의의 라디오 경로에서 fail이 발생한 경우, 아날로그 단(즉, 라디오 모듈)에서 신호를 보상하기 위한 보상 값들을 저장하고 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 보상 테이블에 대한 예시가 하기의 표 2에서 도시된다. 표 2는 제2 실시예에 따른 보상 테이블의 일 예시에 불과할 뿐, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.

상기의 표 2에서 도시되는 바와 같이, 아날로그 단에서는 가변 감쇄기, 가변 위상기를 사용하여 신호의 진폭 및 위상을 조정하는 방식으로 신호를 보상하게 된다. 예를 들어, 4 개의 라디오 경로를 구비하는 AAS 시스템에서, 제2 서브 라디오 모듈에서 fail이 발생한 경우, 제1, 제3, 제4 라디오 경로의 진폭비는 초기 디폴트 값인 Aa0, Ac0, Ad0 대신에 Aa2, Ac2, Ad2 값으로 보상된다. 동시에 제1, 제3, 제4 라디오 경로의 위상차는 초기 디폴트 값인 Pa0, Pc0, Pd0 대신에 Pa2, Pc2, Pd2 값으로 보상된다. 상기 진폭비 및 위상차에 따라 신호가 보상되는 경우, 제2 라디오 경로가 정상적으로 동작하지 않는다 하더라도 제2 라디오 경로가 정상적으로 동작하는 경우와 최대한 유사한 방사 패턴을 유지할 수 있다.

제어부(460)는 기지국의 동작을 위한 각 블록들 간의 신호 흐름을 제어한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(460)는 기지국의 일부 라디오 경로가 비정상적으로 동작하더라도 정상적으로 동작 중인 다른 라디오 경로의 출력 값을 보상하여, 왜곡된 방사 패턴을 원하는 방사 패턴으로 보상하기 위한 일련의 과정을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(460)는 비정상 라디오 경로 감지부(461)를 더 구비할 수 있다.

비정상 라디오 경로 감지부(461)는 복수 개의 라디오 경로에 대한 출력 피드백 신호를 수신하여, 각각의 라디오 경로가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단한다. 만약, 비정상 라디오 경로 감지부(461)가 비정상으로 동작하는 라디오 경로를 검출하였다면, 비정상 동작 라디오 경로의 개수 및 위치에 대한 정보를 라디오 모듈(410)상에 위치하는 보상부(440)로 전달한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국의 실제 회로 구성을 도시하는 블록도이다. 즉, 도 5에서는 도 4에 도시된 기지국의 제어부(460) 및 라디오 모듈(410)의 실제 회로 구성을 도시한다. 도 5를 기술함에 있어, 도 3과 설명이 중복되는 구성 요소에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

비정상 라디오 경로 감지부(510)는 복수 개의 라디오 경로에 대한 출력 피드백 신호를 수신하여, 각각의 라디오 경로가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단한다. 만약, 비정상 라디오 경로 감지부(510)가 비정상으로 동작하는 라디오 경로를 검출하였다면, 비정상 동작 라디오 경로의 개수 및 위치에 대한 정보를 보상부(520)로 전달한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 보상부(520)는 본 발명의 제1 실시예의 경우와 달리, 아날로그 RF 단 즉, 라디오 모듈(410)내에 위치한다. 상기 보상부(520)는 가변 감쇄기, 가변 위상기를 사용하여 신호의 진폭 및 위상을 조정하는 방식으로 신호를 보상한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 빔 보상 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, 기지국은 S610 단계에서, 모든 라디오 경로가 정상 출력임을 가정하고, S620 단계에서 최초 설정 값으로 빔을 보상한다.

동시에, 기지국은 S630 단계에서 각 라디오 경로 별로 PA 출력단으로부터 전달되는 피드백 신호를 감시하여 비정상으로 동작하는 라디오 경로가 존재하는지 여부를 판단한다.

만약, S640 단계에서 비정상 라디오 경로를 검출한 경우, 기지국은 S650 단계로 진행하여 비정상 라디오 경로의 개수 및 위치를 확인한다. 이어서, 기지국은 S660 단계에서, 저장부에 저장된 보상 테이블을 참조하여 정상적으로 동작하는 라디오 경로에 대해 보상해주어야 하는 보상 값을 확인한다.

이 경우, 본 발명의 제1 실시예에서와 같이, 디지털 단에서 빔에 대해 보상해주는 경우, 기지국은 보상 복소 계수를 각 라디오 경로에 곱해주는 방식으로 신호를 보상한다. 반면, 본 발명의 제2 실시예에서와 같이, 아날로그 단에서 빔을 보상하는 경우, 기지국은 라디오 경로를 통해 전달되는 신호의 진폭 및 위상을 조절해주는 방식으로 신호를 보상한다.

그리고 기지국은 S670 단계로 진행하여, 확인된 보상 값에 따라 정상적으로 동작 중인 라디오 경로를 통해 전달되는 신호를 보상한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 효과를 도시하는 도면이다.

도 7a는 안테나 어레이를 통해 형성되는 정상적인 빔 패턴을 도시하는 도면이다. 도 7a에서 도시되는 빔 패턴은 모든 라디오 경로가 정상적으로 동작하는 경우에 형성되는 빔 패턴이다.

도 7b는 일부 라디오 경로가 비정상적으로 동작하는 경우, 종래 기술에 따라 안테나 어레이를 통해 형성되는 비정상적인 빔 패턴을 도시하는 도면이다. 도 7b에서 도시되는 바와 같이, 일부 라디오 경로(710)에 fail이 발생한 경우, 본래 의도한 빔 패턴과는 왜곡된 형태의 빔 패턴(예를 들어, upper side lobe 증가, main lobe의 감소, main lobe direction 변화)이 형성된다.

도 7c는 일부 라디오 경로가 비정상적으로 동작하는 경우, 본 발명의 실시예에 따라 안테나 어레이를 통해 형성되는 정상적인 빔 패턴을 도시하는 도면이다. 도 7c에서 도시되는 바와 같이, 비록 일부 라디오 경로(710)에서 fail이 발생하였다 하더라도, 본 발명의 실시예에 따른 기지국은 정상적으로 동작하는 라디오 경로들에 대해 보상을 해주기 때문에, 정상적으로 동작하는 경우의 방사 패턴과 최대한 유사한 방사 패턴을 유지할 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (11)

1. 무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 보상 방법에 있어서,
   복수 개의 라디오 경로에 대한 출력 피드백 신호를 감시하는 감시 단계;
   비정상으로 동작하는 라디오 경로 검출 시, 검출된 라디오 경로에 따른 빔 보상 값을 확인하는 확인 단계; 및
   상기 확인된 빔 보상 값에 따라 정상으로 동작하는 라디오 경로에 대한 신호를 보상하여 출력하는 보상 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 보상 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 라디오 경로 각각은 하나의 라디오 모듈 및 하나의 안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 빔 보상 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 빔 보상 값은
   상기 검출된 비정상적으로 동작하는 라디오 경로의 개수 및 위치에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 빔 보상 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 확인 단계는,
   상기 비정상적으로 동작하는 라디오 경로에 따라 정상적으로 동작하는 라디오 경로에 대한 보상 복소 계수(complex coefficient)가 결정된 룩 업 테이블을 통해, 상기 빔 보상 값을 확인하는 것을 특징으로 하는 빔 보상 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 확인 단계는,
   상기 비정상적으로 동작하는 라디오 경로에 따라 정상적으로 동작하는 라디오 경로에 대한 진폭비 및 위상차가 결정된 룩 업 테이블을 통해, 상기 빔 보상 값을 확인하는 것을 특징으로 하는 빔 보상 방법.
6. 무선 통신 시스템에서 빔 보상을 수행하는 기지국에 있어서,
   복수 개의 라디오 경로에 각각 연결되는 복수 개의 안테나를 포함하며, 무선 채널을 통해 단말과 신호를 송수신하는 복수 개의 라디오 모듈;
   빔 보상 값을 저장하는 저장부;
   상기 복수 개의 라디오 경로에 대한 출력 피드백 신호를 감시하고, 비정상으로 동작하는 라디오 경로를 검출하는 비정상 라디오 경로 감지부; 및
   검출된 라디오 경로에 따른 빔 보상 값을 상기 저장부에서 확인하고, 상기 확인된 빔 보상 값에 따라 정상으로 동작하는 라디오 경로에 대한 신호를 보상하여 출력하는 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
7. 제6항에 있어서, 상기 빔 보상 값은,
   상기 검출된 비정상적으로 동작하는 라디오 경로의 개수 및 위치에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
8. 제6항에 있어서, 상기 저장부는,
   상기 비정상적으로 동작하는 라디오 경로에 따라 정상적으로 동작하는 라디오 경로에 대한 보상 복소 계수(complex coefficient)가 결정된 룩 업 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 기지국.
9. 제8항에 있어서, 상기 보상부는,
   상기 룩 업 테이블에서 빔 보상 복소 계수를 확인하고, 상기 빔 보상 복소 계수에 따라 정상으로 동작하는 라디오 경로에 대한 신호를 보상하여 출력하는 것을 특징으로 하는 기지국.
10. 제6항에 있어서, 상기 저장부는,
    상기 비정상적으로 동작하는 라디오 경로에 따라 정상적으로 동작하는 라디오 경로에 대한 진폭비 및 위상차가 결정된 룩 업 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 기지국.
11. 제10항에 있어서, 상기 보상부는,
    상기 룩 업 테이블에서 상기 빔 보상 진폭비 및 위상차를 확인하고, 상기 빔 보상 진폭비 및 위상차에 따라 정상으로 동작하는 라디오 경로에 대한 신호를 보상하여 출력하는 것을 특징으로 하는 기지국.

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