KR20170073462A - 빔 안테나 장치 - Google Patents

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KR20170073462A
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이남석
박만호
최용석
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 장치는 복수개의 수신 빔 안테나 중 선택된 수신 빔 안테나로부터 신호를 수신하여 처리하는 수신신호 처리부; 상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각을 측정하는 움직임 측정기; 및 상기 복수개의 수신 빔 안테나 각각의 수신신호 세기 또는 상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각에 따라 상기 복수개의 수신 빔 안테나 중 하나를 선택하는 빔 검색기를 포함할 수 있다.

Description

빔 안테나 장치{BEAM ANTENNA APPARATUS}
본 발명은 빔 안테나 장치에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서 전송 주파수 대역이 높아질수록 경로 손실이 증가하고, 이로 인해 전파 도달 거리가 감소한다. 이를 극복하기 위해 빔포밍(beamforming) 기술을 이용하여 전파의 경로 손실을 완화시키고 전파 도달 거리를 증가시킬 수 있다.
이러한 빔포밍 기술은 다수의 안테나 요소(antenna element)의 집합을 통해 배열 안테나(array antenna)를 구성하고 신호의 세기가 큰 특정 방향으로 신호를 송신 또는 수신함으로써 신호의 전파 도달 거리를 증가시킨다.
그러나 종래의 빔포밍 시 수신 단말의 갑작스런 이동 또는 움직임으로 최적의 수신 빔 안테나가 변경되는 경우 새로운 수신 빔 안테나를 선택할 때까지 이미 선택된 수신 빔 안테나를 이용하여 송수신이 이루어지므로 데이터 송수신 오류율이 증가하거나 통신이 단절될 수 있다.
또한 최적의 수신 빔 안테나 선택을 위해 모든 수신 빔 안테나의 수신 신호를 차례로 측정하고 이 중에서 최적의 수신 빔 안테나를 선택하기 때문에 최적의 수신 빔 안테나로의 스위칭 시간이 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예는 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 수신 단말의 이동 또는 움직임에 따라 수신 빔 안테나를 빠르게 변경할 수 있는 빔 안테나 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 장치는 복수개의 수신 빔 안테나 중 선택된 수신 빔 안테나로부터 신호를 수신하여 처리하는 수신신호 처리부; 상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각을 측정하는 움직임 측정기; 및 상기 복수개의 수신 빔 안테나 각각의 수신신호 세기 또는 상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각에 따라 상기 복수개의 수신 빔 안테나 중 하나를 선택하는 빔 검색기를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 빔 검색기에 의해 선택된 수신 빔 안테나를 상기 수신신호 처리부로 연결하는 안테나 스위치를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 빔 검색기는, 상기 수신신호의 수신 시, 상기 복수개의 수신 빔 안테나 각각의 수신신호 중 세기가 가장 큰 신호를 수신하는 수신 빔 안테나를 선택한 후 카운팅을 시작하는 타이머를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 빔 검색기는, 상기 타이머의 카운팅 중에, 상기 선택된 수신 빔 안테나의 최초 빔 수신각이 변경된 경우 상기 선택된 수신 빔 안테나의 최초 빔 수신각 영역 내에서 빔 수신각을 갖는 수신 빔 안테나를 새롭게 선택할 수 있다.
일실시예에서, 상기 빔 검색기는, 상기 선택된 수신 빔 안테나의 변경된 빔 수신각이 상기 최초 빔 수신각에서 임계각을 차감한 값보다 작거나, 상기 선택된 수신 빔 안테나의 변경된 빔 수신각이 상기 최초 빔 수신각에서 임계각을 합산한 값보다 큰 경우, 자신이 이동한 것으로 판단할 수 있다.
일실시예에서, 상기 빔 검색기는, 상기 타이머의 카운팅이 완료되면, 상기 빔 수신각의 변경과 상관없이 상기 복수개의 수신 빔 안테나의 수신신호를 측정하여 신호의 세기가 가장 큰 수신 빔 안테나를 선택할 수 있다.
일실시예에서, 상기 움직임 측정기는 자이로스코프 또는 나침반을 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 빔 수신각은 상기 자이로스코프 또는 나침반의 수평축과 상기 선택된 수신 빔 안테나의 중심선 사이의 각을 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 안테나 스위치에서 연결되는 수신 빔 안테나로부터 수신한 수신신호를 상기 수신신호 처리부로 전달하는 제 1 신호 수신부; 및 상기 안테나 스위치에서 연결되는 수신 빔 안테나로부터 수신한 수신신호를 상기 빔 검색기로 전달하는 제 2 신호 수신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 안테나 검색 방법은 복수개의 수신 빔 안테나 중 하나의 수신 빔 안테나를 선택하는 단계; 상기 선택된 수신 빔 안테나로부터 신호를 수신하는 단계; 상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각을 측정하여 최초 빔 수신각으로 결정하는 단계; 상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각의 변경에 따라 상기 복수개의 수신 빔 안테나 중 다른 하나의 수신 빔 안테나를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 다른 하나의 수신 빔 안테나로부터 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 복수개의 수신 빔 안테나 중 하나의 수신 빔 안테나를 선택하는 단계는, 상기 복수개의 수신 빔 안테나로부터 각각 수신되는 신호들의 세기 또는 품질을 측정하여 선택할 수 있다.
일실시예에서, 상기 최초 빔 수신각으로 결정하는 단계는, 상기 선택된 수신 빔 안테나의 중심선과 자이로스코프 또는 나침반의 수평축 사이의 각을 측정할 수 있다.
일실시예에서, 상기 다른 하나의 수신 빔 안테나를 선택하는 단계는, 상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각을 재측정하는 단계; 상기 선택된 수신 빔 안테나의 최초 빔 수신각과 상기 선택된 수신 빔 안테나의 재측정한 빔 수신각이 다른 경우, 상기 최초 빔 수신각 영역 내의 빔 수신각을 갖는 다른 수신 빔 안테나를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 다른 하나의 수신 빔 안테나를 선택하는 단계는, 상기 선택된 수신 빔 안테나의 재측정한 빔 수신각이 상기 최초 빔 수신각과 미리 정한 임계각을 합산한 값보다 크거나, 상기 선택된 수신 빔 안테나의 재측정한 빔 수신각이 상기 최초 빔 수신각과 미리 정한 임계각을 차감한 값보다 작은 경우, 상기 다른 하나의 수신 빔 안테나를 선택할 수 있다.
일실시예에서, 상기 최초 빔 수신각으로 결정하는 단계 이후, 타이머의 카운팅을 시작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 타이머의 카운팅이 완료되거나, 상기 복수개의 수신 빔 안테나 중 다른 하나의 수신 빔 안테나가 선택된 경우, 상기 복수개의 수신 빔 안테나의 신호의 세기 또는 품질을 재측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 재측정 결과 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각을 측정하여 최초 빔 수신각을 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시에에 따른 빔 안테나 시스템은 무선신호를 송신하는 송신국; 및 상기 제 1 단말로부터 수신되는 신호를 복수개의 수신 빔 안테나를 통해 수신하고, 상기 복수개의 수신 빔 안테나 중 신호의 세기가 가장 센 신호를 수신하는 수신 빔 안테나를 선택하고, 상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각의 변화에 따라 상기 복수개의 수신 빔 안테나 중 다른 수신 빔 안테나를 선택하는 수신국을 포함할 수 있다.
본 기술은 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 단말의 이동 또는 움직임에 따라 수신 빔 안테나를 빠르게 변경할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀리미터파 주파수를 이용하는 이동통신 시스템에서 배열 안테나를 이용한 송수신 시의 빔의 방향을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 중 최적의 수신 빔 안테나가 선택된 경우를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 중 안테나(Ant#1)가 최적의 수신 빔 안테나로 선택된 경우의 빔 안테나 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수신 단말의 이동 시 최적의 수신 빔 안테나가 변경 된 경우를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 중 안테나(Ant#7)가 최적의 수신 빔 안테나로 선택된 경우의 빔 안테나 장치의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 검색 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7과 이어지는 본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 검색 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 검색 기술을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 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 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀리미터파 주파수를 이용하는 이동통신 시스템에서 배열 안테나를 이용한 송수신 시의 빔의 방향을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면 6GHz 이상의 밀리미터파 주파수를 이용하는 이동통신 시스템에서 기직국(100)과 수신 단말(200) 간의 신호 송수신을 도시한다. 기지국(100)은 배열 안테나를 이용하여 원하는 특정 방향(10)으로 송신신호를 송신한다. 이에 수신 단말(200)은 수신 배열 안테나를 이용하여 특정 방향(20)으로 들어오는 신호를 집중적으로 수신하여 수신 신호 이득을 증가 시킨다. 이때, 수신 단말(200)은 8개의 배열 안테나로 구성되는데 도 1에서는 수신 빔 안테나(Ant#1)가 최적의 수신 빔 안테나로 선택되어 수신신호를 수신하는 예를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 장치의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 장치는 안테나 스위치(110), 신호 수신부(120, 140), 수신신호 처리부(130), 빔 검색기(150), 움직임 측정기(160)를 포함한다.
안테나 스위치(110)는 복수개의 수신 빔 안테나(Ant#0~Ant#8) 중 선택된 안테나로부터 수신된 신호를 신호 수신부(120, 140)로 전달한다.
신호 수신부(120)는 안테나 스위치(110)로부터 수신된 수신신호를 수신하여 수신신호 처리부(130)로 전달한다. 이를 위해 신호 수신부(120)는 밴드패스 필터(Band Pass Filter; BPF;121), 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier;LNA; 122), 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter;ADC; 123), 직렬병렬 컨버터(Serial to Parallel converter; S/P; 124), 고속 푸리에 변환부(Fast Fourier Transform; FFT ; 125)를 포함한다.
밴드패스 필터(121)는 안테나 스위치(110)로부터 수신한 수신신호를 특정 대역으로 필터링한다. 저잡음 증폭기(122)는 밴드패스 필터(121)에서 필터링된 수신신호를 증폭한다. 아날로그 디지털 컨버터(123)는 저잡음 증폭기(122)에서 증폭된 아날로그의 수신신호를 디지털 신호로 변환한다.
직렬병렬 컨버터(124)는 순차적으로 입력되는 직렬형태의 수신신호를 병렬로 출력한다. 고속푸리에 변환부(125)는 병렬로 입력되는 수신신호에 대해 고속 푸리에 변환을 수행한다.
수신신호 처리부(130)는 신호 수신부(120)로부터 수신한 수신신호에 대한 신호처리를 수행한다. 이때 수신신호에 대한 신호처리는 통상적인 신호처리 알고리즘이 적용될 수 있다.
신호 수신부(140)는 안테나 스위치(110)로부터 수신된 수신신호를 수신하여 빔 검색기(150)로 전달한다. 이를 위해 신호 수신부(140)는 밴드패스 필터(Band Pass Filter; BPF;141), 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA; 142), 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter; ADC; 143), 직렬병렬 컨버터(Serial to Parallel converter; S/P; 144), 고속 푸리에 변환부(Fast Fourier Transform; FFT ; 145)를 포함하고, 이러한 구성은 상술한 신호 수신부(120)와 동일한 구성이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
빔 검색기(150)는 수신 빔 안테나(Ant#0~Ant#7)들로부터 수신한 신호들의 세기 또는 품질을 측정하여 신호의 세기 또는 품질이 가장 높은 신호를 수신한 수신 빔 안테나를 최적의 수신 빔 안테나로서 선택한다.
또한, 빔 검색기(150)는 내부에 타이머(151)를 구비하여, 최적의 수신 빔 안테나 선택 후 타이머(151)의 카운팅을 시작하고, 타이머(151)의 카운팅이 완료되는 경우 수신 빔 안테나(Ant#0~Ant#7)들로부터 수신한 신호들의 세기 또는 품질을 다시 측정하여 신호의 세기가 가장 큰 신호를 수신한 수신 빔 안테나를 선택한다.
또한, 빔 검색기(150)는 타이머(151)의 카운팅이 완료되지 않은 경우, 움직임 측정기(160)와 연동하여, 수신 단말(200)의 이동을 감지하고, 수신 단말(200)의 이동으로 수신 방향이 변경된 경우 최적의 수신 빔 안테나를 다시 선택할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 6을 참조하여 빔 검색기(150)의 기능을 설명하면 아래와 같다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 중 최적의 수신 빔 안테나가 선택된 경우를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 중 안테나(Ant#1)가 최적의 수신 빔 안테나로 선택된 경우의 빔 안테나 장치의 구성도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수신 단말의 이동 시 최적의 수신 빔 안테나가 변경 된 경우를 나타내는 도면이고, 도 6는 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 중 안테나(Ant#7)가 최적의 수신 빔 안테나로 선택된 경우의 빔 안테나 장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 빔 검색기(150)는 최적 수신 빔 안테나로 선택된 수신 빔 안테나(Ant#1)의 중심선(162)과 자이로스코프 수평축(161) 간의 각도인 최초 빔 수신각(X)을 결정한다. 이때, 안테나 스위치(110)는 도 4와 같이, 수신 빔 안테나(Ant#1)를 신호 수신부(120)로 연결한다.
도 5를 참조하면, 빔 검색기(150)는 수신 빔 안테나(Ant#1)의 변경된 빔 수신각(X')이 최초 빔 수신각(X)과 임계값(n)을 합산한 값 이상이거나 수신 빔 안테나(Ant#1)의 변경된 빔 수신각(X')이 최초 빔 수신각(X)과 임계값(n)을 차감한 값 이하인 경우, 수신 단말(200)이 이동한 것으로 판단한다. 이에 빔 검색기(150)는 최초의 빔 수신각(X) 영역 내에 위치하는 수신 빔 안테나(Ant#7)를 새롭게 최적의 수신 빔 안테나로 선택하여 도 6과 같이 안테나 스위치(110)는 수신 빔 안테나(Ant#7)를 통해 수신되는 수신신호를 수신호 수신부(120)로 전달한다.
그 후, 빔 검색기(150)는 타이머(151)의 카운팅이 완료되거나 변경된 빔 수신각(X')에 의해 최적의 수신 빔 안테나가 변경된 경우, 수신 빔 안테나(Ant#0~Ant#7)들로부터 수신한 신호들의 세기 또는 품질을 다시 측정하여 신호의 세기 또는 품질이 가장 큰 신호를 수신하는 안테나로 최적의 수신 빔 안테나(예를 들어 Ant#2)를 변경 선택한다. 이에 빔 검색기(150)는 움직임측정기(160)와 연동하여 새롭게 선택된 안테나(Ant#2)의 빔 수신각(Y)을 측정하고, 새로운 빔 수신각(Y)을 최초 빔 수신각으로 갱신한다.
움직임 측정기(160)는 자이로스코프 또는 나침반 등을 구비하여, 수신 빔 안테나(Ant #1 내지ant#7)들의 빔 수신각을 측정한다. 이때, 빔 수신각은 도 3과 같이, 자이로스코프 수평축(161)과 선택된 수신 빔 안테나(Ant#1)의 중심축(162)간의 각을 의미한다. 도 5와 같이, 수신 단말(200)이 이동 또는 움직인 경우 선택된 수신 빔 안테나(Ant#1)와 자이로스코프 수평축(161) 간의 빔 수신각이 변하게 된다. 이에 수신 빔 안테나(Ant#1)와 유사한 빔 수신각(X)을 갖는 다른 수신 빔 안테나(Ant#7)이 새롭게 선택될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 수신 단말에 자이로스코프 센서 또는 나침반을 장착하여, 수신 빔 안테나의 각도를 측정하고 이를 이용하여 수신 단말의 이동에 따라 수신 빔 안테나가 변경되어도 빠르게 최적의 새로운 수신 빔 안테나를 결정하여 변경할 수 있도록 한다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 검색 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 빔 검색기(150)는 복수의 수신 빔 안테나(Ant#0~Ant#8) 각각으로부터 수신한 수신신호를 측정한다(S101). 여기서 수신신호의 측정은 수신신호의 세기 또는 품질을 측정하는 것을 의미하며, 수신호의 세기 또는 품질을 측정하는 방식은 통상의 방식을 적용할 수 있다.
이 후 빔 검색기(150)는 복수의 수신 빔 안테나 각각의 수신신호 중 신호의 세기 또는 품질이 좋은 수신 빔 안테나를 최적의 수신 빔 안테나(예를 들어 Ant#1)를 선택한다(S102). 도 3을 참조하면 최적의 수신 빔 안테나로서 안테나(Ant#1)이 선택되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 안테나 스위치(110)에서 안테나(Ant#1)를 신호 수신부(120)로 연결하여 안테나(Ant#1)를 통해 수신한 신호가 신호 수신부(120)를 통해 수신신호 처리부(130)로 전달된다.
그 후, 움직임 측정기(160)는 결정된 수신 빔 안테나(Ant#1)의 빔 수신각을 측정하여 최초 빔 수신각(X)으로 결정한다(S103). 도 3에 도시된 바와 같이, 빔 수신각(X)은 자이로스코프 수평축(161)과 결정된 수신 빔 안테나(Ant#1)의 중심선(162) 사이의 각도를 의미한다.
이 후, 빔 검색기(150)는 타이머(151)의 카운팅을 시작하고(S140), 타이머의 카운팅이 완료되었는지를 판단한다(S104). 이때 카운팅이 완료되었는지의 체크는 상기 과정 S106 내지 S109 사이에 병렬적으로 진행될 수 있다.
이에, 빔 검색기(150)는 타이머(151)의 카운팅이 완료된 경우에는 수신 빔 안테나(Ant#0 ~ Ant#7)들의 수신신호를 측정하여 최적의 수신 빔 안테나를 선택하기 위한 도 8의 단계(A)로 진입한다.
반면, 타이머(151)의 카운팅이 완료되지 않은 경우, 수신 단말의 이동을 판단하기 위해 수신 빔 안테나(Ant#1)의 빔 수신 각도(X')를 다시 측정한다(S106). 이때, 상술한 과정 S106 내지 S109를 수행 중 빔 검색기(150)는 타이머(151)의 카운팅 완료 여부를 수시로 판단할 수 있으며, 과정 S106 내지 S109를 수행 중 타이머(151)의 카운팅이 완료되는 경우 도 8의 단계(A)로 바로 진입할 수 있다.
한편, 수신 빔 안테나(Ant#1)의 빔 수신 각(X')이 상술한 과정 S103에서 결정되었던 최초 빔 수신각(X)와 다른 경우, 변경된 빔 수신각(X')이 미리 정한 조건을 만족하는 지를 판단한다(S107)). 이때 미리 정한 조건은 임계값 n에 대해서 새롭게 측정된 변경된 빔 수신각(X')이 X+n 이상 또는 X? 이하인 경우를 의미한다.
즉, 변경된 빔 수신각(X')이 이 최초 결정된 빔 수신각(X)에 임계각(n)을 합산한 값 이상이거나 변경된 빔 수신각(X')이 최초 결정된 빔 수신각(X)에서 임계각(n)을 차감한 값 이하인 경우, 빔 검색기(150)는 수신단말(200)이 이동 또는 움직인 것으로 판단하고, 최초 결정된 빔 수신각(X) 영역 내에 위치하는 수신 빔 안테나를 검색하여 선택한다(S108). 도 5를 참조하면, 최초 선택된 수신 빔 안테나(Ant#1)의 빔 수신각(X)이 X'로 증가하여, 최초 빔 수신각(X) 영역내에 위치하는 수신 빔 안테나(Ant#7)로 변경 선택한다. 즉, 최적 수신 빔 안테나가 안테나(Ant#1)에서 안테나(Ant#7)로 스위칭된다.
이에 도 6과 같이, 안테나 스위치(110)는 수신 빔 안테나(Ant#7)로 수신 경로를 설정하여 수신 빔 안테나(Ant#7)로부터 수신되는 수신신호가 신호 수신부(120)로 전달된다(S109).
이하 도 8을 참조하여, 도 7과 이어져 본 발명의 실시예에 따른 수신 단말 이동 후 안테나 검색 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
상술한 도 7의 과정 S109에서 수신 빔 안테나의 스위칭이 완료되거나, 상기 과정 S105에서 타이머(151)의 카운팅이 완료된 경우, 빔 검색기(150)는 현재의 수신 빔 안테나(Ant#7)을 포함하는 모든 수신 빔 안테나의 수신신호를 다시 측정한다(S110). 이때, 수신신호의 측정은 신호의 세기 또는 품질의 측정을 의미한다.
이어 빔 검색기(150)는 신호의 세기 또는 품질이 높은 최적의 수신 빔 안테나가 결정되면(S111), 최적의 수신 빔 안테나가 현재의 수신 빔 안테나(Ant#7)인지를 판단하여 최적의 수신 빔 안테나 선택을 변경해야하는 지를 판단한다(S112).
즉 최적의 수신 빔 안테나가 현재의 수신 빔 안테나(Ant#7)와 동일한 경우에는 안테나 스위칭이 불필요하고, 최적의 수신 빔 안테나가 현재의 수신 빔 안테나(Ant#7)와 동일하지 않은 경우에는 안테나 스위칭이 필요하게 된다.
만약 최적의 수신 빔 안테나가 현재의 수신 빔 안테나(Ant#7)와 동일하지 않고 안테나(Ant#2)가 현재의 최적 수신 빔 안테나인 경우, 빔 검색기(150)는 현재 사용중인 수신 빔 안테나(Ant#7) 대신에 최적 수신 빔 안테나(Ant#2)를 선택하여 수신 빔 안테나(Ant#2)를 수신 경로로 설정한다(S113).
이후, 움직임 측정기(160)는 새롭게 선택된 수신 빔 안테나(Ant#2)의 빔 수신각(Y)을 측정하여 최초 빔 수신각 값을 Y로 갱신한다(S114).
그 후, 빔 검색기(150)는 도 7의 S104 과정으로 돌아가 타이머(151)의 카운팅을 재시작하고 이후 과정 S105 내지 S109의 과정 및 도 8의 S110 내지 S114의 과정을 반복 수행한다.
이와 같이, 본 발명은 자이로스코프 또는 나침반 등을 통해 수신 단말의 이동에 따른 수신 방향 변경 시 최적의 수신 빔 안테나를 빠르게 변경하여 선택할 수 있도록 함으로서 수신 성공율을 증대시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 빔 안테나 검색 기술을 적용한 컴퓨팅 시스템의 구성도이며, 이러한 컴퓨팅 시스템은 이동 단말에 탑재될 수 있다.
도 9를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 기지국
200 : 수신 단말
110 : 안테나 스위치
120, 140 : 신호 수신부
130 : 수신신호 처리부
150 : 빔 검색기
151 : 타이머
160 : 움직임 측정기

Claims (1)

  1. 복수개의 수신 빔 안테나 중 선택된 수신 빔 안테나로부터 신호를 수신하여 처리하는 수신신호 처리부;
    상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각을 측정하는 움직임 측정기; 및
    상기 복수개의 수신 빔 안테나 각각의 수신신호 세기 또는 상기 선택된 수신 빔 안테나의 빔 수신각에 따라 상기 복수개의 수신 빔 안테나 중 하나를 선택하는 빔 검색기를 포함하는 빔 안테나 장치.
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