KR20210041473A - Method and apparatus for forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals - Google Patents

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KR20210041473A KR1020200036840A KR20200036840A KR20210041473A KR 20210041473 A KR20210041473 A KR 20210041473A KR 1020200036840 A KR1020200036840 A KR 1020200036840A KR 20200036840 A KR20200036840 A KR 20200036840A KR 20210041473 A KR20210041473 A KR 20210041473A
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Abstract

The present disclosure relates to a 5G (5^th generation) or pre-5G communication system for supporting a data transmission rate that is higher than that of the 4G (4^th generation) communication system such as long-term evolution (LTE). The present disclosure relates to a radio communication system. The radio communication system comprises: multiple antennas configured to check multiple radio signals; and a receiver configured to receive the signals received by the antenna. The receiver comprises: a coupler circuit configured to couple the multiple received signals to different signal paths to generate a first coupling signal to which the multiple received signals are added and a second coupling signal corresponding to a difference between the multiple received signals; and a beam generator configured to generate multiple beamformed signals based on an in-phase signal and a quadrature-phase signal respectively corresponding to the first coupling signal and the second coupling signal.

Description

복수의 수신신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FORMING A PLURALITY OF BEAMFORMED SIGNALS USING A PLURALITY OF RECEIVED SIGNALS}Method and apparatus for forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals TECHNICAL FIELD [METHOD AND APPARATUS FOR FORMING A PLURALITY OF BEAMFORMED SIGNALS USING A PLURALITY OF RECEIVED SIGNALS}

본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 복수의 수신신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present disclosure generally relates to a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for forming a plurality of beamformed signals by using a plurality of received signals in a wireless communication system.

빔포밍(beamforming)이란 복수 개의 변환자를 이용하여 신호를 송신, 수신할 때 중첩(superposition)시키는 방식을 통해 신호의 세기를 강하게 하는 것을 말한다. 1차원 배열 변환자를 이용한 송신/수신 빔포밍의 개념을 설명해 보면, 영상 정보를 얻고자 하는 하나의 점을 집속점(focal point)이라 하는데, 복수 개의 변환자가 직선으로 배열되어 있어서 각각의 변환자와 집속점과의 거리에 차이가 존재한다. 따라서 각각의 변환자에서 신호가 전달되었다가 반사되어 돌아오는 시간이 달라지게 되어, 이 수신 신호들을 중첩시키게 되면 서로 위상이 맞지 않아 신 호의 증폭이 이루어지지 않는다. 결국 빔포밍을 수행하는데 있어서, 서로 위상이 맞지 않은 신호들의 위상을 맞 추는 과정이 요구된다. 위상을 맞추는 방법은 송신, 수신 신호를 지연시키는 것에 의해 이루어 지는데 이 지연시키는 방식에 따라서 빔포밍 방식이 나뉜다. 빔포밍은 아날로그 빔포밍(analog beamforming)과 디지털 빔포밍(digital beamforming)으 로 나눌 수 있다. 아날로그 빔포밍(analog beamforming) 방식은 회로 소자를 이용하여 신호를 지연시키는 반면, 디지털 빔포밍(digital beamforming) 방식은 신호를 디지털화한 후 저장한 다음에, 원하는 시간이 흐른 뒤 데이 터를 읽어내는 방법을 통해 지연시킨다.Beamforming refers to enhancing the strength of a signal through a superposition method when transmitting and receiving a signal using a plurality of transducers. When explaining the concept of transmitting/receiving beamforming using a one-dimensional array transducer, one point at which image information is to be obtained is called a focal point, and a plurality of transducers are arranged in a straight line. There is a difference in the distance to the focal point. Therefore, the time to return after the signal is transmitted and reflected from each transducer is different, and if the received signals are overlapped, the signal is not amplified because the phases are not aligned with each other. Consequently, in performing beamforming, a process of matching the phases of signals that are out of phase with each other is required. The phase matching method is performed by delaying the transmission and reception signals, and the beamforming method is divided according to the delaying method. Beamforming can be divided into analog beamforming and digital beamforming. The analog beamforming method delays the signal using a circuit element, while the digital beamforming method digitizes the signal, stores it, and reads the data after the desired time has elapsed. Delay through.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 복수의 수신신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Based on the above discussion, the present disclosure provides an apparatus and method for forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals in a wireless communication system.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 복수의 수신신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성함에 있어서 복수의 수신 신호보다 많은 수의 빔을 형성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for forming a larger number of beams than a plurality of received signals in forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals in a wireless communication system.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 복수의 수신신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성함에 있어서 별도의 위상천이기를 사용하지 않고 I/Q 복조기에 내장된 위상천이기를 사용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure does not use a separate phase shifter in forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals in a wireless communication system, and uses a phase shifter built into the I/Q demodulator to form a plurality of beams. It provides an apparatus and method for forming a formed signal.

본 개시는, 무선 통신 시스템에서 복수의 수신신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하여 수신 신호의 방향을 탐지하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.The present disclosure provides an apparatus and method for detecting a direction of a received signal by forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals in a wireless communication system.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 다수의 수신기를 장착하기 어려운 저전력 시스템에서 복수의 빔포밍된 신호를 생성하는 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for generating a plurality of beamformed signals in a low power system in which it is difficult to mount a plurality of receivers in a wireless communication system.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 통신 장치는 복수의 무선 신호를 확인하는 복수의 안테나들과 상기 안테나에 의하여 수신한 신호를 수신하는 수신기를 포함하고 상기 수신기는 상기 복수의 수신 신호들을 서로 다른 신호 경로로 커플링시켜, 상기 복수의 수신 신호들이 더해진 제1커플링 신호와 상기 복수의 수신 신호들의 차에 해당하는 제2커플링 신호를 생성하는 커플러 회로 및 상기 제1커플링 신호와 상기 제2커플링 신호 각각에 상응하는 동위상 신호와 직교위상 신호를 기초로 복수의 빔포밍된 신호들을 생성하는 빔 생성기를 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, in a wireless communication system, a communication device includes a plurality of antennas for checking a plurality of wireless signals and a receiver for receiving a signal received by the antenna, and the receiver is the plurality of received signals. A coupler circuit and the first coupling signal to generate a first coupling signal to which the plurality of received signals are added and a second coupling signal corresponding to a difference between the plurality of received signals by coupling them to different signal paths And a beam generator that generates a plurality of beamformed signals based on an in-phase signal and a quadrature signal corresponding to each of the second coupling signals.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 복수의 안테나들이 복수의 무선 신호를 확인하는 과정과 상기 안테나에 의하여 수신한 신호를 수신하는 과정과 상기 복수의 수신 신호들을 서로 다른 신호 경로로 커플링시켜, 상기 복수의 수신 신호들이 더해진 제1커플링 신호를 생성하는 과정과 상기 복수의 수신 신호들의 차에 해당하는 제2커플링 신호를 생성하는 과정과 상기 제1커플링 신호와 상기 제2커플링 신호 각각에 상응하는 동위상 신호와 직교위상 신호를 생성하는 과정과 상기 동위상 신호와 직교위상 신호를 기초로 복수의 빔포밍된 신호들을 생성하는 과정을 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a process in which a plurality of antennas check a plurality of radio signals in a wireless communication system, a process of receiving a signal received by the antenna, and a process of coupling the plurality of received signals to different signal paths. A process of generating a first coupling signal to which the plurality of received signals are added, a process of generating a second coupling signal corresponding to a difference between the plurality of received signals, the first coupling signal and the second A process of generating an in-phase signal and a quadrature signal corresponding to each of the coupling signals, and a process of generating a plurality of beamformed signals based on the in-phase signal and the quadrature signal.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 복수의 수신신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성함으로써, 수신 신호의 개수보다 작은 수신기를 이용하여 수신 신호보다 많은 수의 빔포밍된 신호를 형성할 수 있게 한다.An apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure may include forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals, so that a greater number of beamformed signals than a received signal is used using a receiver smaller than the number of received signals. To be able to form.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present disclosure belongs from the following description. will be.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 도 1에 도시된 수신 장치의 일 실시 예에 따른 블록도를 도시한다.
도 3는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 도 2에 도시된 수신 장치의 일 실시 예에 따른 블록도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 도 3에 도시된 수신 장치의 일 실시 예에 따른 블록도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 3에 도시된 RF 처리부의 블록도를 도시한다.
도 6는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 1에 도시된 수신 장치 내에서 무선 신호의 처리과정을 도시한다.
도 7는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 수신 신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하는 방법에 대한 순서도를 도시한다.
도 8는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 동위상 신호 및 직교위상 신호들을 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하는 방법에 대한 순서도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 5에 도시된 RF 처리부의 일 실시 예에 따른 구현예를 도시한다.
도 10는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 5에 도시된 RF 처리부의 다른 실시 예에 따른 구현예를 도시한다.
도 11는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 9에 도시된 RF 처리부의 주파수대역별 반사손실을 나타낸 그래프를 도시한다.
도 12은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 9에 도시된 RF 처리부의 주파수대역별 격리도를 나타낸 그래프를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 9에 도시된 안테나들 간의 주파수대역별 위상차를 나타낸 그래프를 도시한다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 신호의 입사 각도에 따라 도 1에 도시된 수신 장치에서 생성되는 동위상 신호와 직교위상 신호의 변화를 나타낸 그래프를 도시한다.
도 15은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 신호의 입사 각도에 따른 도 1에 도시된 수신 장치이 방향탐지 성능을 모노펄스 방식의 수신 장치와 비교한 그래프를 도시한다.
1 is a block diagram of a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the receiving device shown in FIG. 1 according to various embodiments of the present disclosure.
3 is a block diagram illustrating an embodiment of the receiving device shown in FIG. 2 according to various embodiments of the present disclosure.
4 is a block diagram illustrating an embodiment of the receiving device shown in FIG. 3 according to various embodiments of the present disclosure.
5 is a block diagram of an RF processing unit shown in FIG. 3 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
6 is a diagram illustrating a process of processing a wireless signal in the receiving device illustrated in FIG. 1 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
7 is a flowchart illustrating a method of forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
8 is a flowchart illustrating a method of forming a plurality of beamformed signals using a plurality of in-phase signals and quadrature signals in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
9 is a diagram illustrating an implementation example of an RF processing unit illustrated in FIG. 5 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
10 illustrates an implementation example according to another embodiment of the RF processing unit shown in FIG. 5 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
11 is a graph illustrating a return loss for each frequency band of an RF processing unit shown in FIG. 9 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
12 is a graph illustrating an isolation diagram for each frequency band of an RF processing unit shown in FIG. 9 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
13 is a graph illustrating a phase difference for each frequency band between antennas shown in FIG. 9 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
14 is a graph illustrating a change in an in-phase signal and a quadrature signal generated by the reception device shown in FIG. 1 according to an incident angle of a wireless signal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
FIG. 15 is a graph in which the reception device shown in FIG. 1 compares direction detection performance with a monopulse type reception device according to an incident angle of a wireless signal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Terms used in the present disclosure are only used to describe a specific embodiment, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field described in the present disclosure. Among the terms used in the present disclosure, terms defined in a general dictionary may be interpreted as having the same or similar meanings as those in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present disclosure, an ideal or excessively formal meaning Is not interpreted as. In some cases, even terms defined in the present disclosure cannot be interpreted to exclude embodiments of the present disclosure.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.In various embodiments of the present disclosure described below, a hardware approach is described as an example. However, since various embodiments of the present disclosure include technology using both hardware and software, various embodiments of the present disclosure do not exclude a software-based approach.

현재까지 다양한 방향탐지 기술이 존재하지만 널리 이용되는 간단한 방식으로 모노펄스 기반 방향탐지기술이 있다. 두 개의 안테나의 빔을 중심축을 기준으로 각 좌측(left) 빔과 우측(right) 빔으로 구성하고, 두 빔의 크기를 더한 합(∑) 채널과 두 빔의 크기를 뺀 델타() 채널의 빔을 형성한다. ∑채널은 안테나에 수직한 방향으로 최대크기를 갖는 반면 채널은 최소값을 가지게 되며, 각도가 중심축에서 벗어남에 따라 ∑채널의 크기는 작아지고 채널의 크기는 커지게 된다. 따라서 각도에 따른 두 빔의 차이를 이용하면 송신기가 위치한 각도를 찾을 수 있다. ∑채널과 채널의 크기는 전력합성기와 180도 하이브리드를 이용하여 RF회로로 간단히 구현할 수 있어 구현이 쉽다. 다만, 모노펄스 기반 방향탐지 기술은 그 구성이 간단하다는 장점이 있지만 방향탐지의 정확도와 탐지각도 간의 트레이드오프(trade-off)가 있게 된다. 즉, 방향탐지의 정확도를 높이면 탐지각도가 좁아지고 탐지각도를 넓히면 방향탐지의 정확도가 낮아진다. 또한 각도의 차이에 따라 ∑채널과 채널의 크기의 변화가 크므로 디지털 방식으로 구현할 경우 방향탐지 오차에 민감하다. 따라서 일반적으로 모노펄스 방향탐지 방식은 빔폭이 좁은 2개의 인접한 두 개의 빔을 사용하여 방향탐지 범위가 좁다.Various direction finding technologies exist to date, but monopulse-based direction finding technologies are widely used as a simple method. The beam of the two antennas is composed of a left beam and a right beam based on the central axis, and the sum of the two beams is the sum (∑) channel and the delta () channel of the subtraction of the two beams. To form. A channel has a maximum size in a direction perpendicular to the antenna, whereas a channel has a minimum value. As the angle deviates from the central axis, the size of the channel becomes smaller and the size of the channel increases. Therefore, by using the difference between the two beams according to the angle, the angle at which the transmitter is located can be found. ∑ The size of the channel and the channel can be easily implemented as an RF circuit using a power synthesizer and a 180 degree hybrid. However, although the monopulse-based direction detection technology has the advantage that its configuration is simple, there is a trade-off between the accuracy of the direction detection and the detection angle. That is, if the accuracy of direction detection is increased, the detection angle becomes narrower, and when the detection angle is increased, the accuracy of direction detection decreases. In addition, since the size of the Σ channel and the channel is large according to the difference in angle, it is sensitive to direction detection errors when implemented in a digital method. Therefore, in general, the monopulse direction detection method uses two adjacent two beams with a narrow beam width, so that the direction detection range is narrow.

이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 복수의 수신신호를 이용하여 복수의 빔을 형성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 작은 수의 수신기를 포함하는 저전력 시스템에서 다수의 빔을 형성하기 위한 기술을 설명한다.Hereinafter, the present disclosure relates to an apparatus and method for forming a plurality of beams using a plurality of received signals in a wireless communication system. Specifically, the present disclosure describes a technique for forming multiple beams in a low power system including a small number of receivers in a wireless communication system.

또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다. In addition, in the present disclosure, in order to determine whether a specific condition is satisfied or satisfied, an expression exceeding or less than is used, but this is only a description for expressing an example, and more or less descriptions are excluded. It is not to do. Conditions described as'above' may be replaced with'greater than', conditions described as'less than', conditions described as'less than', and conditions described as'above and below' may be replaced by'more and less'.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템의 블록도를 도시한다. 1 is a block diagram of a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 1을 참고하면, 통신 시스템(10)은 복수의 통신 장치들의 집합으로 구성될 수 있으며, 그 일 예로 송신 장치(transmitter, 100)와 수신 장치(receiver, 200)를 포함할 수 있다. 송신 장치(100)와 수신 장치(200)는 복수 개가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, the communication system 10 may be configured as a set of a plurality of communication devices, and examples thereof may include a transmitter 100 and a receiver 200. The transmitting device 100 and the receiving device 200 may include a plurality of pieces.

송신 장치(100)는 무선 신호의 송신을 위한 제1안테나(ANT1)를 가지며, 제1 안테나(ANT1)를 통하여 무선 신호(So)를 수신 장치(200) 측으로 송신할 수 있다.Transmitter 100 may transmit a radio signal (S o) has a first antenna (ANT1), for transmission of wireless signals via the first antenna (ANT1), the receiving side apparatus 200.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 무선 신호(So)는 RF(Radio Frequency) 신호일 수 있다. 수신 장치(200)는 송신 장치(100)로부터 전송된 무선 신호를 복수의 안테나 들(ANT2, ANT3)을 통하여 수신할 수 있다.According to various embodiments of the disclosure, the wireless signal may be a signal (S o) is a RF (Radio Frequency). The receiving device 200 may receive a radio signal transmitted from the transmitting device 100 through a plurality of antennas ANT2 and ANT3.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 수신 장치(200)의 복수의 안테나들(ANT2, ANT3)은 수신 장치(200)가 수신하고자 하는 무선 신호(So)의 반 파장(

Figure pat00001
/2)에 상응하는 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.Half-wave of the plurality of antennas of the receiving apparatus 200 (ANT2, ANT3) is a radio signal (S o) to be received by the receiving apparatus 200 in accordance with various embodiments of the present disclosure (
Figure pat00001
It can be arranged spaced apart by a distance corresponding to /2).

수신 장치(200)의 복수의 안테나들(ANT2, ANT3)은 무선 신호를 수신하여 서로 다른 위상 차를 갖는 복수의 수신 신호들을 수신할 수 있다.The plurality of antennas ANT2 and ANT3 of the reception device 200 may receive a radio signal and receive a plurality of received signals having different phase differences.

송신 장치(100)의 위치에 따라 수신 장치(200)에서 수신되는 무선 신호(So)의 도래각(Angle of Arrival(AoA),

Figure pat00002
)이 달라질 수 있으며, 수신 장치(200)는 달라지는 도래각에 기초하여 복수의 빔포밍된 신호들을 생성할 수 있다.The angle of arrival (AoA) of the radio signal So received from the receiving device 200 according to the location of the transmitting device 100,
Figure pat00002
) May vary, and the reception device 200 may generate a plurality of beamformed signals based on a varying angle of arrival.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 수신 장치(200)가 방향 탐지 장치로 구현되는 경우, 수신 장치(200)는 생성된 복수의 빔포밍된 신호들의 크기를 기초로 송신 장치(100)의 방향을 탐지할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, when the reception device 200 is implemented as a direction detection device, the reception device 200 determines the direction of the transmission device 100 based on the magnitudes of the generated plurality of beamformed signals. Can be detected.

본 개시는 안테나 수가 ANT1, ANT2, ANT3으로 한정되는 것은 아니고 다수의 안테나들과 다수의 송신 장치(100), 다수의 수신 장치(200)에서도 적용할 수 있다.The present disclosure is not limited to the number of antennas ANT1, ANT2, and ANT3, and can be applied to a plurality of antennas, a plurality of transmitting devices 100, and a plurality of receiving devices 200.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 수신 신호의 개수와 수신기(200)의 개수보다 많은 수의 빔포밍된 신호들을 생성할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a larger number of beamformed signals than the number of received signals and the number of receivers 200 may be generated.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 도 1에 도시된 수신 장치의 일 실시 예에 따른 블록도를 도시한다. FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the receiving device shown in FIG. 1 according to various embodiments of the present disclosure.

도 2를 참고하면, 신호 1(signal 1)가 신호 2(signal 2)는 각각 감산 또는 가산되어 커플링 신호를 생성하게 된다. 즉, 제 1커플링 신호는 신호 1과 신호2의 합에 의하여 생성되고, 제 2커플링 신호는 신호1과 신호2의 차에 의하여 생성된다.Referring to FIG. 2, signal 1 and signal 2 are subtracted or added respectively to generate a coupling signal. That is, the first coupling signal is generated by the sum of the signal 1 and the signal 2, and the second coupling signal is generated by the difference between the signal 1 and the signal 2.

제 1커플링 신호(∑)와 제 2커플링 신호()는 I/Q 복조기로 입력되고 각각 동위상 신호(in phase, I)와 직교 위상신호(quadrature, Q)를 생성하게 된다. 즉, 제 1커플링 신호에 의하여 동위상 신호인 I와 직교위상 신호인 Q가 되고 제 2커플링 신호에 의하여 동위상 신호인

Figure pat00003
와 직교위상 신호인 Q가 생성된다.The first coupling signal (?) and the second coupling signal (A) are input to an I/Q demodulator and generate an in-phase signal (I) and a quadrature (Q) signal, respectively. That is, I ∑ which is an in-phase signal and Q ∑ which is a quadrature signal by the first coupling signal, and the in-phase signal by the second coupling signal.
Figure pat00003
And Q, which is a quadrature signal, is generated.

각각 I∑, Q∑, I및 Q는 빔포머(beamformer)(240)에 입력되고 빔포머(240)에 의하여 복수의 빔포밍된 신호들이 생성된다.Each of I Σ, Q Σ, I and Q is input to a beamformer 240 and a plurality of beamformed signals are generated by the beamformer 240.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따라서, 수신 신호하는 신호와 생성되는 빔포밍된 신호의 개수는 도면에 도시된 것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 m개의 수신신호를 수신한 경우 m/2개의 제 1커플링 신호와 m/2개의 제 1커플링 신호를 형성하고 이를 각각 동위상 신호와 직교위상 신호로 변환하여 2m개의 빔들을 형성할 수 있다.(여기서 m은 1보다 큰 양수이다.)According to various embodiments of the present disclosure, a signal for receiving signals and the number of beamformed signals generated are not limited to those shown in the drawings. That is, when m received signals are received according to various embodiments of the present disclosure, m/2 first coupling signals and m/2 first coupling signals are formed, respectively, as in-phase signals and quadrature signals. 2m beams can be formed by transforming (where m is a positive number greater than 1.)

도 3는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 도 2에 도시된 수신 장치의 일 실시 예에 따른 블록도를 도시한다. 3 is a block diagram illustrating an embodiment of the receiving device shown in FIG. 2 according to various embodiments of the present disclosure.

도 3을 참고하면, 수신 장치(200)는 복수의 안테나들(ANT2, ANT3), RF 처리부(210), I/Q 복조기(220), 빔 생성기(240), 및 프로세서(processor, 350)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the reception device 200 includes a plurality of antennas ANT2 and ANT3, an RF processing unit 210, an I/Q demodulator 220, a beam generator 240, and a processor 350. Can include.

복수의 안테나들(ANT2, ANT3)은 무선 신호들을 수신하여 서로 다른 위상 차를 갖는 복수의 수신 신호들을 수신할 수 있다.The plurality of antennas ANT2 and ANT3 may receive radio signals and receive a plurality of received signals having different phase differences.

이하에서는, 복수의 안테나들(ANT2, ANT3) 각각이 수신한 무선 신호를 아래의 수학식 1과 같다고 가정한다.Hereinafter, it is assumed that the radio signal received by each of the plurality of antennas ANT2 and ANT3 is the same as in Equation 1 below.

Figure pat00004
Figure pat00004

(수학식 3에서, A는 송신신호의 크기, so는 심볼데이터, wo는 무선 신호의 각 주파수,

Figure pat00005
o는 초기위상(0으로 가정)을 의미한다.)(In Equation 3, A is the size of the transmission signal, s o is the symbol data, w o is each frequency of the radio signal,
Figure pat00005
o means the initial phase (assuming 0).)

이 때, 복수의 안테나들(ANT2, ANT3)에 의해서 생성되는 복수의 수신 신호들은 ro(t)와 ro(t)

Figure pat00006
로 표현할 수 있다.At this time, the plurality of received signals generated by the plurality of antennas ANT2 and ANT3 are r o (t) and r o (t)
Figure pat00006
It can be expressed as

수신 신호는 far-field를 가정하여 평면파 근사하면 각각 ro(t)와 ro(t)

Figure pat00007
가 된다. 여기서,
Figure pat00008
=(
Figure pat00009
/2)
Figure pat00010
,
Figure pat00011
는 안테나(ANT2, ANT3)의 중심을 기준으로 송신 장치(100)의 안테나와 이루는 각도를 말한다.Receiving signals assume far-field and approximate plane waves, respectively, r o (t) and r o (t)
Figure pat00007
Becomes. here,
Figure pat00008
=(
Figure pat00009
/2)
Figure pat00010
,
Figure pat00011
Denotes an angle made with the antenna of the transmitting device 100 based on the center of the antennas ANT2 and ANT3.

RF 처리부(210)는 커플러 회로(312)와 스위치 회로(314)를 포함할 수 있다.The RF processing unit 210 may include a coupler circuit 312 and a switch circuit 314.

I/Q 복조기(220)는 로컬 오실레이터(local oscillator, 321), 위상천이기(322), 제1믹서(323), 및 제2믹서(324)를 포함할 수 있다.The I/Q demodulator 220 may include a local oscillator 321, a phase shifter 322, a first mixer 323, and a second mixer 324.

로컬 오실레이터(321)에 의해 생성된 로컬 오실레이터 신호는 직접 1믹서(323)로 전달되며, 위상천이기(322)를 거치면서 90도의 위상 차이가 발생한 로컬 오실레이터 신호는 제2믹서(324)로 전달될 수 있다.The local oscillator signal generated by the local oscillator 321 is directly transmitted to the 1 mixer 323, and the local oscillator signal in which a phase difference of 90 degrees occurs while passing through the phase shifter 322 is transmitted to the second mixer 324. Can be.

제1믹서(223)는 로컬 오실레이터(321)로부터 전달된 로컬 오실레이터 신호를 이용하여, 제1커플링 신호 또는 제2커플링 신호의 주파수 대역을 기저대역으로 변환할 수 있다.The first mixer 223 may convert the frequency band of the first coupling signal or the second coupling signal into a baseband using the local oscillator signal transmitted from the local oscillator 321.

제2믹서(224)는 로컬 오실레이터(321)로부터 위상천이기(322)를 거치면서 90 도의 위상 차이가 발생한 로컬 오실레이터 신호를 이용하여, 제1커플링 신호 또는 제2커플링 신호의 주파수 대역을 기저대역으로 변환할 수 있다.The second mixer 224 uses a local oscillator signal in which a phase difference of 90 degrees is generated while passing through the phase shifter 322 from the local oscillator 321 to determine the frequency band of the first coupling signal or the second coupling signal. It can be converted to baseband.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 제1믹서(323)와 제2믹서(324)는 하나의 믹서로 구현될 수도 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the first mixer 323 and the second mixer 324 may be implemented as a single mixer.

제1필터(325)는 제1믹서(323)로부터 출력된 제1기저대역 신호와 제2기저대역 신호 각각에 대하여 순차적으로 필터링을 수행하고, 필터링된 제1기저대역 신호, 즉 제1기저대역 신호에 대한 동위상 신호(I1)와 필터링된 제2기저대역 신호, 즉 제 기저대역 신호에 대한 동위상 신호(I2) 각각을 순차적으로 출력할 수 있다.The first filter 325 sequentially performs filtering on each of the first baseband signal and the second baseband signal output from the first mixer 323, and the filtered first baseband signal, that is, the first baseband signal. Each of the in-phase signal I1 for the signal and the filtered second baseband signal, that is, the in-phase signal I2 for the first baseband signal, may be sequentially output.

제2필터(326)는 제2믹서(324)로부터 출력된 제1기저대역 신호와 제2기저대역 신호 각각에 대하여 순차적으로 필터링을 수행하고, 필터링된 제1기저대역 신호, 즉 제1기저대역 신호에 대한 직교위상 신호(Q1)와 필터링된 제2기저대역 신호, 즉 제2기저대역 신호에 대한 직교위상 신호(Q2) 각각을 순차적으로 출력할 수 있다.The second filter 326 sequentially performs filtering on each of the first baseband signal and the second baseband signal output from the second mixer 324, and the filtered first baseband signal, that is, the first baseband signal. Each of the quadrature phase signal Q1 for the signal and the filtered second baseband signal, that is, the quadrature phase signal Q2 for the second baseband signal may be sequentially output.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 제1필터(225)와 제2필터(226) 각각은 저역통과필터(low pass filter(LPF))로 구현될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, each of the first filter 225 and the second filter 226 may be implemented as a low pass filter (LPF).

예컨대, 제1필터(325)에 의해 출력되는 제1기저대역 신호에 대한 동위상 신호(예컨대, so+so

Figure pat00012
)와 제2기저대역 신호에 대한 동위상 신호(예컨대, so-so
Figure pat00013
)For example, an in-phase signal for the first baseband signal output by the first filter 325 (eg, s o +s o
Figure pat00012
) And the in-phase signal for the second baseband signal (e.g., s o -s o
Figure pat00013
)

는 아래의 수학식 2와 같이 나타날 수 있다.Can be expressed as in Equation 2 below.

Figure pat00014
Figure pat00014

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 제2필터(326)는 제1기저대역 신호에 대한 직교위상 신호를 생성한 뒤에 순차적으로 제2기저대역 신호에 대한 직교위상신호를 생성할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the second filter 326 may sequentially generate a quadrature signal for the second baseband signal after generating a quadrature phase signal for the first baseband signal.

예컨대, 제2필터(326)에 의해서 생성되는 제1기저대역 신호에 대한 직교위상For example, the quadrature phase for the first baseband signal generated by the second filter 326

신호(예컨대, j(so+so

Figure pat00015
))와 제2기저대역 신호에 대한 직교위상 신호(예컨대, j(so-so
Figure pat00016
))는 아래의 수학식 3와 같이 나타날 수 있다.Signal (e.g. j(s o +s o
Figure pat00015
)) and a quadrature signal for the second baseband signal (e.g., j(s o -s o
Figure pat00016
)) can be expressed as in Equation 3 below.

Figure pat00017
Figure pat00017

빔생성기(240)는 제1필터(325)와 제2필터(326) 각각으로 부터 출력되는 제1 기저대역 신호와 제2기저대역 신호 각각에 대한 동위상 신호(I1, I2)와 직교위상 신호(Q1, Q2)에 기초하여 복수의 빔포밍된 신호들(Beam1~Beam4)을 생성할 수 있다.The beam generator 240 includes in-phase signals I1 and I2 and quadrature signals for each of the first and second baseband signals output from the first filter 325 and the second filter 326, respectively. A plurality of beamformed signals Beam1 to Beam4 may be generated based on (Q1, Q2).

실시 예에 따라, 복수의 빔포밍된 신호들(Beam1~Beam4)은 아래의 수학식 4와 같이 나타날 수 있다.According to an embodiment, a plurality of beamformed signals Beam1 to Beam4 may be expressed as Equation 4 below.

Figure pat00018
Figure pat00018

(수학식 4에서, Iβ는 so-so

Figure pat00019
, I so+so
Figure pat00020
, Qβ는 j(so+so
Figure pat00021
),Q는 j(so-so
Figure pat00022
)일 수 있다.)(In Equation 4, Iβ is s o -s o
Figure pat00019
, I s o +s o
Figure pat00020
, Qβ is j(s o + s o
Figure pat00021
),Q is j(s o -s o
Figure pat00022
) Can be.)

수학식 4에서, 첫 번째 행인 빔포밍된 신호(1, -1)는 두 안테나(ANT2, ANT3)의 출력이 커플러 회로(312)에서 차(β) 상태로 더해진 경우, 즉 두 안테나(ANT2, ANT3)의 위상이 (0도, 180도)인 경우에 해당될 수 있다.In Equation 4, the beamformed signal (1, -1), which is the first row, is when the outputs of the two antennas ANT2 and ANT3 are added in a difference (β) state in the coupler circuit 312, that is, the two antennas ANT2, This may be the case when the phase of ANT3) is (0 degrees, 180 degrees).

수학식 4에서, 두 번째 행인 빔포밍된 신호(1, -j)는 두 안테나(ANT2, ANT3)의 위상이 (0도, -90도)인 경우에 해당될 수 있다.In Equation 4, the beamformed signal (1, -j), which is the second row, may correspond to a case where the phases of the two antennas ANT2 and ANT3 are (0 degrees, -90 degrees).

수학식 4에서, 세 번째 행인 빔포밍된 신호(1, 1)는 두 안테나(ANT2, ANT3)의 출력이 동위상으로 더해진 합(∑) 상태일 경우로 두 안테나(ANT2, ANT3)의 위상이 (0도, 0도)인 경우에 해당될 수 있다.In Equation 4, the beamformed signal (1, 1), which is the third row, is in a state in which the outputs of the two antennas ANT2 and ANT3 are added in phase (∑), and the phase of the two antennas ANT2 and ANT3 is This may be the case of (0 degrees, 0 degrees).

수학식 4에서, 네 번째 행인 빔포밍된 신호(1, j)는 두 안테나(ANT2, ANT3)의 위상이 (0도, 90도)인 경우에 해당될 수 있다.In Equation 4, the fourth row of beamformed signals 1 and j may correspond to a case where the phases of the two antennas ANT2 and ANT3 are (0 degrees, 90 degrees).

프로세서(350)는 빔생성기(240)에 의해 생성된 복수의 빔포밍된 신호들(Beam1~Beam4) 각각의 크기에 기초하여, 무선 신호의 입사 각도를 판단하고, 판단된 입사 각도에 기초하여 송신 장치(100)의 방향을 판단할 수 있다.The processor 350 determines the incident angle of the wireless signal based on the size of each of the plurality of beamformed signals (Beam1 to Beam4) generated by the beam generator 240, and transmits based on the determined incident angle. The direction of the device 100 can be determined.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 도 3에 도시된 수신 장치의 일 실시 예에 따른 블록도를 도시한다. 4 is a block diagram illustrating an embodiment of the receiving device shown in FIG. 3 according to various embodiments of the present disclosure.

종래 기술로서 소자 안테나를 갖는 단일채널 방향탐지 시스템을 구현하기 위해서는 스위치와 지연선로를 이용한 디지털 위상천이기 4개를 이용한 RF 빔포밍 방식으로 구현하였다. 이러한 경우 수 GHz 이하로 주파수가 낮을 경우 위상천이기의 크기가 커져 구현이 어려워졌다. 다른 방안으로 집중정수 소자를 이용하여 RFIC(radio frequency integrated circuit)로 설계할 수 있으나, 이 경우 전력소모 및 가격이 비싸지는 문제가 발생한다. 특히, 180° 위상천이기는 크기가 커서 구현이 쉽지 않다. 또한, 한번에 하나의 빔포밍된 신호가 형성되므로 총 4번의 스위치 조절이 필요하다. As a prior art, in order to implement a single channel direction detection system having an element antenna, an RF beamforming method using four digital phase shifters using a switch and a delay line was implemented. In this case, when the frequency is low below several GHz, the size of the phase shifter increases, making it difficult to implement. Alternatively, it is possible to design a radio frequency integrated circuit (RFIC) using a lumped constant element, but in this case, power consumption and cost are high. In particular, the 180° phase shifter is not easy to implement due to its large size. In addition, since one beamformed signal is formed at a time, a total of four switch adjustments are required.

이러한 단점을 극복하기 위하여 본 개시의 다양한 실시 예는 도 4를 도시하고 있다. 본 개시의 다양한 실시 예는 RF 처리부(210)의 커플러 회로(312)에 별도의 위상천이기 없이 커플러 회로로서 180°하이브리드 커플러와 스위치 회로(314)로서 SPDT(single pole double throw) 스위치만을 추가하여 0°위상과 180° 위상을 구현하고, I/Q 복조기(22)에 내장된 90° 위상천이기(323)와 결합하여 ±90° 위상차를 만들어 낼 수 있다. 최근 디지털통신 수신기는 대부분 직접변환 방식의 I/Q 복조기를 사용하므로 동위상 성분인 I신호(in-phase)와 I신호와 90°위상차를 갖는 Q신호(quadrature-phase)를 생성하기 위하여 90°위상천이기를 내장하고 있으므로 이를 재활용하는 것이다. In order to overcome this disadvantage, various embodiments of the present disclosure are illustrated in FIG. 4. Various embodiments of the present disclosure add only a single pole double throw (SPDT) switch as a 180° hybrid coupler and a switch circuit 314 as a coupler circuit without a separate phase shifter to the coupler circuit 312 of the RF processing unit 210. The 0° phase and 180° phase can be implemented, and a ±90° phase difference can be created by combining with the 90° phase shifter 323 built in the I/Q demodulator 22. Since most recent digital communication receivers use I/Q demodulators of direct conversion, 90° to generate an in-phase component of I signal (in-phase) and a Q signal (quadrature-phase) with a 90° phase difference from I signal. Since it has a built-in phase shifter, it is recycled.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 3에 도시된 RF 처리부의 블록도를 도시한다.5 is a block diagram of an RF processing unit shown in FIG. 3 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 5을 참고하면, 커플러 회로(212)는 제2안테나(ANT2)를 통하여 수신 신호를 입력받는 제1커플링 입력단자(CI1)와 제3안테나(ANT3)를 통하여 수신 신호를 입력받는 제2커플링 입력단자(CI2)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the coupler circuit 212 includes a first coupling input terminal CI1 receiving a received signal through a second antenna ANT2 and a second receiving signal through a third antenna ANT3. It may include a coupling input terminal (CI2).

커플러 회로(212)는 제1커플링 입력단자(CI1)로 입력된 수신 신호와 제2커플링 입력단자(CI2)로 입력된 수신 신호를 서로 다른 신호 경로로 커플링 시켜 복수의 커플링 신호들을 생성할 수 있다.The coupler circuit 212 couples the received signal inputted through the first coupling input terminal CI1 and the received signal inputted through the second coupling input terminal CI2 through different signal paths to generate a plurality of coupling signals. Can be generated.

커플러 회로(212)는 생성된 복수의 커플링 신호들을 제1커플링 출력단자(CO1)와 제2커플링 출력단자(CO2)를 통하여 출력할 수 있다.The coupler circuit 212 may output the generated coupling signals through the first coupling output terminal CO1 and the second coupling output terminal CO2.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 커플러 회로(212)는 제1커플링 입력단자(CI1)와 제2커플링 입력단자(CI2)를 통하여 입력된 수신 신호들이 제1신호 경로를 통하여 더해진 제1커플링 신호를 제1커플링 출력단자(CO1)로 출력하고, 수신 신호들이 제2신호 경로를 통하여 수신 신호들의 차에 해당하는(즉, 역위상으로 더해지는) 제2커플링 신호를 제2커플링 출력단자(CO2)를 통하여 출력할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the coupler circuit 212 includes a first coupling input terminal CI1 and a second coupling input terminal CI2 to which received signals input through a first signal path are added. The coupling signal is output to the first coupling output terminal CO1, and the second coupling signal corresponding to the difference between the received signals (that is, added in antiphase) through the second signal path is a second coupling. It can be output through the ring output terminal (CO2).

예컨대, 제1신호 경로는 복수의 수신 신호들이 동위상으로 결합될 수 있도록 동일한 거리의 경로를 거쳐서 결합되도록 구현될 수 있다. 예컨대, 제2신호 경로는 복수의 수신 신호들이 역위상으로 결합될 수 있도록(즉, 180도의 위상 차이가 발생하도록) 서로 다른 거리의 경로를 거쳐서 결합되도록 구현될 수 있다.For example, the first signal path may be implemented so that a plurality of received signals may be combined through a path having the same distance so that a plurality of received signals may be combined in phase. For example, the second signal path may be implemented to be combined through paths of different distances so that a plurality of received signals may be combined in an anti-phase (ie, a phase difference of 180 degrees occurs).

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 커플러 회로(212)의 출력은 하기의 수학식 5과 같은 형태로 출력될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the output of the coupler circuit 212 may be output in the form of Equation 5 below.

Figure pat00023
Figure pat00023

이 경우, 커플러 회로(212)의 제1커플링 출력단자(CO1)와 제2커플링 출력단자(CO2) 각각으로 수식(2)의 제1커플링 신호(예컨대, 수신신호들이 더해진 신호, r(t)+r(t)

Figure pat00024
)와 제2커플링 신호(예컨대, 수신신호들의 차에 해당하는 신호, r(t)-r(t)
Figure pat00025
) 각각이 출력될 수 있다.In this case, each of the first coupling output terminal CO1 and the second coupling output terminal CO2 of the coupler circuit 212 is used as the first coupling signal (e.g., a signal to which received signals are added, r (t)+r(t)
Figure pat00024
) And the second coupling signal (e.g., a signal corresponding to the difference between the received signals, r(t)-r(t))
Figure pat00025
) Each can be output.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 커플러 회로(212)는 180도 하이브리드 커플러(hybrid coupler)를 포함할 수 있으며, 이 경우 180도 하이브리드 커플러는 제2커플링 신호를 생성하는 과정에서 적어도 하나의 수신 신호의 위상을 반전시킬 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the coupler circuit 212 may include a 180° hybrid coupler, and in this case, the 180° hybrid coupler receives at least one in the process of generating the second coupling signal. You can reverse the phase of the signal.

스위치 회로(214)는 커플러 회로(212)의 출력을 스위칭하여 선택적으로 출력할 수 있다.The switch circuit 214 may selectively output by switching the output of the coupler circuit 212.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 스위치 회로(214)는 외부 제어 신호(SW)에 기초하여 제1스위칭 노드(SN1)와 제2스위칭 노드(SN2) 간에 신호 경로를 스위칭할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the switch circuit 214 may switch a signal path between the first switching node SN1 and the second switching node SN2 based on the external control signal SW.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 스위치 회로(214)는 전달되는 신호의 심볼 단위로 제1스위칭 노드(SN1)와 제2스위칭 노드(SN2) 간에 신호 경로를 스위칭할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the switch circuit 214 may switch a signal path between the first switching node SN1 and the second switching node SN2 in units of symbols of a transmitted signal.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 외부 제어 신호(SW)는 프로세서(250)에 의해 생성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.According to various embodiments of the present disclosure, the external control signal SW may be generated by the processor 250, but is not limited thereto.

예컨대, 스위칭 회로(214)의 스위치가 제1스위칭 노드(SN1)에 연결된 경우, 스위칭 회로(214)는 커플러 회로(212)의 제1커플링 출력단자(CO1)로부터 출력된 제For example, when the switch of the switching circuit 214 is connected to the first switching node SN1, the switching circuit 214 is output from the first coupling output terminal CO1 of the coupler circuit 212.

1커플링 신호를 I/Q 복조기(220)로 출력할 수 있다.One coupling signal may be output to the I/Q demodulator 220.

예컨대, 스위칭 회로(214)의 스위치가 제2스위칭 노드(SN2)에 연결된 경우, 스위칭 회로(214)는 커플러 회로(212)의 제2커플링 출력단자(CO2)로부터 출력된 제 2커플링 신호를 I/Q 복조기(220)로 출력할 수 있다.For example, when the switch of the switching circuit 214 is connected to the second switching node SN2, the switching circuit 214 is a second coupling signal output from the second coupling output terminal CO2 of the coupler circuit 212 May be output to the I/Q demodulator 220.

예컨대, 스위칭 회로(214)의 스위치가 제2스위칭 노드(SN2)에 연결된 경우, 스위칭 회로(214)는 커플러 회로(212)의 제2커플링 출력단자(CO2)로부터 출력된 제 2커플링 신호를 I/Q 복조기(220)로 출력할 수 있다.For example, when the switch of the switching circuit 214 is connected to the second switching node SN2, the switching circuit 214 is a second coupling signal output from the second coupling output terminal CO2 of the coupler circuit 212 May be output to the I/Q demodulator 220.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 스위칭 회로(214)에 의해 출력된 신호는 2개의 신호 경로로 분기되어 I/Q 복조기(220)로 전달될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a signal output by the switching circuit 214 may be branched into two signal paths and transmitted to the I/Q demodulator 220.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 스위칭 회로(214)는 SPDT(single pole double throw) 스위치로 구현될 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, the switching circuit 214 may be implemented as a single pole double throw (SPDT) switch.

도 6는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 1에 도시된 수신 장치 내에서 무선 신호의 처리과정을 도시한다.6 is a diagram illustrating a process of processing a wireless signal in the receiving device illustrated in FIG. 1 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 6을 참고하면, 수신 장치(200) 내의 무선 신호의 주요 처리 과정을 살펴보면, 안테나들(ANT2, ANT3) 각각을 통하여 무선 신호를 수신하여 위상 차를 갖는 복수의 수신 신호들 각각을 수신할 수 있다.Referring to FIG. 6, looking at the main processing process of the radio signal in the receiving device 200, a radio signal may be received through each of the antennas ANT2 and ANT3 to receive each of a plurality of received signals having a phase difference. have.

생성된 복수의 수신 신호들 각각은 서로 다른 신호 경로로 커플링되어 복수의 수신 신호들이 더해진 제1커플링 신호(∑)와 복수의 수신 신호들의 차에 해당하는 제2커플링 신호(ㅿ)가 생성될 수 있다.Each of the generated plurality of received signals is coupled to a different signal path, and the first coupling signal (∑) to which the plurality of received signals are added and the second coupling signal (ㅿ) corresponding to the difference between the plurality of received signals are Can be created.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 제2커플링 신호(ㅿ)가 생성되는 과정에서 적어도 하나의 수신 신호는 180도 하이브리드를 거쳐 위상이 반전된 채로 다른 수신 신호와 커플링될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, in the process of generating the second coupling signal ㅿ, at least one reception signal may be coupled with another reception signal while the phase is inverted through 180 degree hybridization.

제1커플링 신호(∑)는 I/Q 복조처리되어 제1커플링 신호(∑)에 상응하는 동위상 신호(I∑(t))와 직교위상 신호(Q(t))가 생성될 수 있다.The first coupling signal (∑) is subjected to I/Q demodulation to generate an in-phase signal (I∑(t)) and a quadrature signal (Q (t)) corresponding to the first coupling signal (∑). I can.

제2커플링 신호(ㅿ)는 I/Q 복조처리되어 제2커플링 신호(ㅿ)에 상응하는 동위상 신호(Iㅿ(t))와 직교위상 신호(Q(t))가 생성될 수 있다.The second coupling signal (ㅿ) is subjected to I/Q demodulation to generate an in-phase signal (Iㅿ(t)) and a quadrature signal (Q (t)) corresponding to the second coupling signal (ㅿ). I can.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 제1커플링 신호(∑)와 제2커플링 신호(ㅿ)의 복조처리 이전에 주파수 변환과정이 더 포함될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a frequency conversion process may be further included before the demodulation process of the first coupling signal (Σ) and the second coupling signal (ㅿ).

제1커플링 신호(∑)에 상응하는 동위상 신호(I(t))는 제3빔포밍된 신호 (Beam#3)으로 활용되고, 제2커플링 신호(ㅿ)에 상응하는 동위상 신호(I(t))는 제1빔포밍된 신호 (Beam#1)로 활용될 수 있다. The in-phase signal (I ∑ (t)) corresponding to the first coupling signal (∑) is used as the third beamformed signal (Beam#3), and the in-phase signal corresponding to the second coupling signal (ㅿ) The signal I (t) may be used as the first beamformed signal Beam#1.

제1커플링 신호(∑)에 상응하는 동위상 신호(I(t))와 제2커플링 신호(ㅿ)에 상응하는 동위상 신호(I(t))에 대해서는 서로 더해지는 연산과 서로 차이에 해당하는 값을 연산하는 과정이 순차적으로 수행됨에 따라 제1출력(①/ ②)을 순차적으로 출력할 수 있다. For the in-phase signal (I ∑ (t)) corresponding to the first coupling signal (∑) and the in-phase signal (I ㅿ (t)) corresponding to the second coupling signal (ㅿ) As the process of calculating the value corresponding to the difference is sequentially performed, the first output (①/ ②) can be sequentially output.

제1커플링 신호(∑)에 상응하는 직교위상 신호(Q(t))와 제2커플링 신호(ㅿ)에 상응하는 직교위상 신호(Q(t))에 대해서는 서로 차이에 해당하는 값을 연산하는 과정과 서로 더해지는 연산이 순차적으로 수행됨에 따라 제2출력(j②/j①)을 순차적으로 출력할 수 있다. For the quadrature signal (Q ∑ (t)) corresponding to the first coupling signal (∑) and the quadrature signal (Q ㅿ (t)) corresponding to the second coupling signal (ㅿ), As a process of calculating a value and an operation to be added to each other are sequentially performed, the second output (j②/j①) may be sequentially output.

수신 장치(200)는 제1출력(① 또는 ②)과 제2출력(j② 또는 j①)을 결합하여 제2빔포밍된 신호(Beam#2)와 제4빔포밍된 신호(Beam#4)을 생성할 수 있다.The receiving device 200 combines the first output (① or ②) and the second output (j② or j①) to provide a second beamformed signal (Beam#2) and a fourth beamformed signal (Beam#4). Can be generated.

실시 예에 따라, 제1출력(① 또는 ②)과 제2출력(j② 또는 j①)을 결합 과정에서 제1출력(① 또는 ②)과 제2출력(j② 또는 j①)의 합의 1/2이 되는 값을 출력하는 과정이 포함될 수도 있다.Depending on the embodiment, in the process of combining the first output (① or ②) and the second output (j② or j①), the sum of the first output (① or ②) and the second output (j② or j①) becomes 1/2. The process of outputting a value may be included.

수신 장치(200)는 도 6에 하단에 표시된 바와 같이 4개의 빔포밍된 신호 (Beam#1 ~ Beam#4)를 생성할 수 있다.The receiving device 200 may generate four beamformed signals (Beam#1 to Beam#4) as shown at the bottom of FIG. 6.

도 7는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 수신 신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하는 방법에 대한 순서도를 도시한다.7 is a flowchart illustrating a method of forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 7을 참고하면, 무선 통신 시스템에서 복수의 수신 신호를 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하는 방법은 ANT2, ANT3로부터 수신신호들을 확인하는 과정(701), 과정701의 복수의 수신 신호들을 가산하여 제 1커플링 신호를 생성하는 과정(703), 과정701의 복수의 수신 신호들을 감산하여 제 2커플링 신호를 생성하는 과정(705), 제 1커플링 신호와 제 2커플링 신호를 I/Q 복조하여 동위상 신호(I∑,Iㅿ)와 직교 위상신호(Q∑,Qㅿ)를 생성하는 과정(707), 707과정의 동위상 신호와 직교위상 신호를 기초로 복수의 빔포밍된 신호들을 생성하는 과정(709)를 포함한다.Referring to FIG. 7, a method of forming a plurality of beamformed signals using a plurality of received signals in a wireless communication system is a process 701 of checking received signals from ANT2 and ANT3, and a plurality of received signals of the process 701. A process of generating a first coupling signal by adding (703), a process of generating a second coupling signal by subtracting a plurality of received signals of the process 701 (705), a first coupling signal and a second coupling signal I/Q demodulation to generate an in-phase signal (I∑, Iㅿ) and a quadrature signal (Q∑, Qㅿ) (707), a plurality of beams based on the in-phase signal and the quadrature signal in step 707 And generating the formed signals (709).

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 수신 장치(200)는 무선 신호를 수신하여 위상 차를 갖는 복수의 수신 신호들을 수신하고 확인할 수 있다(701).The receiving device 200 according to various embodiments of the present disclosure may receive and check a plurality of received signals having a phase difference by receiving a radio signal (701 ).

즉, 수신 장치(200)는 복수의 안테나들(예컨대, ANT2, ANT3) 각각이 무선 신호를 수신할 수 있으며, 복수의 안테나들(예컨대, ANT2, ANT3) 각각은 위상 차를 갖는 복수의 수신 신호들 각각을 수신할 수 있다.That is, the reception device 200 may receive a radio signal from each of a plurality of antennas (eg, ANT2, ANT3), and each of the plurality of antennas (eg, ANT2, ANT3) is a plurality of received signals having a phase difference. Each of these can be received.

수신 장치(200)는 S701과정에서 생성된 복수의 수신 신호들을 서로 다른 신호 경로로 커플링시켜, 복수의 커플링 신호들을 생성할 수 있다(703,705).The receiving device 200 may generate a plurality of coupling signals by coupling a plurality of received signals generated in step S701 to different signal paths (703,705).

본 발명의 다양한 실시 예에 따라 수신 장치(200)는 제1신호 경로를 통하여 복수의 수신 신호들을 서로 더할 수 있으며, 이에 따라 제1커플링 신호를 생성하여 출력할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the receiving device 200 may add a plurality of received signals to each other through a first signal path, and thus may generate and output a first coupling signal.

본 발명의 다양한 실시 예에 따라 수신 장치(200)는 제2신호 경로를 통하여 복수의 수신 신호들의 차에 해당하는 제2커플링 신호를 생성하여 출력할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the receiving device 200 may generate and output a second coupling signal corresponding to a difference between a plurality of received signals through a second signal path.

수신 장치(200)는 703,705 과정을 통하여 생성된 복수의 커플링 신호들 각각에 상응하는 동위상 신호와 직교위상 신호를 생성할 수 있으며, 생성된 동위상 신호와 직교위상 신호에 기초하여 복수의 빔들을 생성할 수 있다(707).The receiving device 200 may generate an in-phase signal and a quadrature signal corresponding to each of a plurality of coupling signals generated through processes 703 and 705, and may generate a plurality of beams based on the generated in-phase signal and a quadrature signal. Can be created (707).

실시 예에 따라, 수신 장치(200)는 복수의 커플링 신호들 각각의 주파수 대역을 변환한 이후에, 주파수 대역이 변환된 복수의 커플링 신호들(예컨대, 기저대역 신호들) 각각에 대한 동위상 신호와 직교위상 신호를 생성할 수도 있다.According to an embodiment, after converting the frequency bands of each of the plurality of coupling signals, the reception device 200 may perform motion for each of the plurality of coupling signals (eg, baseband signals) whose frequency bands are converted. It is also possible to generate a phase signal and a quadrature signal.

도 8는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 동위상 신호 및 직교위상 신호들을 이용하여 복수의 빔포밍된 신호를 형성하는 방법에 대한 순서도를 도시한다.8 is a flowchart illustrating a method of forming a plurality of beamformed signals using a plurality of in-phase signals and quadrature signals in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 8을 참고하면, 복수의 동위상 신호 및 직교위상 신호들을 이용하여 복수의 빔을 형성하는 방법은 제 1커플링 신호의 동위상 신호를 Beam#1로 결정하는 과정(801), 제 2커플링 신호의 직교위상 신호를 Beam#3로 결정하는 과정, 제 1커플링 신호의 직교위상 신호와 제 2커플링 신호의 직교위상 신호의 차를 90°지상하고 크기를 반으로 줄인 신호와 제 1커플링 신호의 직교위상 신호와 제 2커플링 신호의 직교위상 신호의 합의 크기를 반으로 줄인 신호를 합하여 Beam#2로 결정하는 과정(805), 제 1커플링 신호의 동위상 신호와 제 2커플링 신호의 동위상 신호의 합의 크기를 반으로 줄인 신호와 제 1커플링 신호의 동위상 신호와 제 2커플링 신호의 동위상 신호의 차를 90°지상하고 크기를 반으로 줄인 신호를 합한 신호를 Beam#4로 정하는 과정(807)을 포함한다.Referring to FIG. 8, a method of forming a plurality of beams using a plurality of in-phase signals and quadrature signals is a process of determining the in-phase signal of the first coupling signal as Beam #1 (801), the second couple. The process of determining the quadrature signal of the ring signal as Beam#3, the difference between the quadrature signal of the first coupling signal and the quadrature signal of the second coupling signal is reduced by 90° and the magnitude is reduced by half, and the first The process of determining as Beam #2 by summing the sum of the quadrature signal of the coupling signal and the quadrature signal of the second coupling signal by half (805), the in-phase signal of the first coupling signal and the second A signal with the sum of the in-phase signals of the coupling signal reduced by half and the signal with the difference between the in-phase signal of the first coupling signal and the in-phase signal of the second coupling signal by 90° and reduced by half. It includes a process (807) of determining the signal as Beam #4.

위의 과정을 수학식 6내지9로 표현하면, Expressing the above process by Equations 6 to 9,

Figure pat00026
Figure pat00026

첫 번째 빔포밍된 신호는 (1,1)로서 두 안테나의 출력이 차() 상태로 더해진 경우로 각각의 안테나에 (0°,180°) 위상이 더해진 경우에 해당한다. 세 번째 빔포밍된 신호는 (1,1)로서 두 안테나의 출력이 동위상으로 더해진 합(∑) 상태일 경우로 각각의 안테나 출력이 바로 더해지는 경우이다. 두 번째 빔포밍된 신호는 수학식 4의 첫 번째 식과 두 번째 식을 더하여 2So를 만들고, 수학식 5의 두 식을 빼서 j2So

Figure pat00027
를 만든 후 두 식을 빼고 2로 나누는 경우로 두 안테나의 출력에 각각 (0°,90°)의 위상이 더해진 경우가 된다. 4번째 빔포밍된 신호는 수학식 4의 첫 번째 식과 두 번째 식을 더하여 2So 를 만들고, 수학식 5의 두 식을 빼서 j2So
Figure pat00028
를 만든 후 두 식을 더하고 2로 나누는 경우로 두 안테나의 출력에 각각 (0°, 90°)의 위상이 더해진 경우가 된다. 따라서 본 개시는 심볼구간 중간에 스위치를 한 번만 조정함으로 입사각도에 따라 4개의 빔에 해당되는 크기의 변화를 가상으로 구하는 방식이다. The first beamformed signal is (1,1), which is a case in which the outputs of the two antennas are added in a difference () state, and corresponds to a case in which (0°, 180°) phase is added to each antenna. The third beamformed signal is (1,1), which is a case in which the outputs of the two antennas are summed in phase (∑), and the outputs of each antenna are added immediately. The second beamformed signal is 2S o by adding the first and second equations in Equation 4 , and j2S o by subtracting the two equations in Equation 5
Figure pat00027
After making, subtracting the two equations and dividing by 2 is a case where the phases of (0°, 90°) are added to the outputs of the two antennas. The fourth beamformed signal is 2S o by adding the first and second equations in Equation 4 , and j2S o by subtracting the two equations in Equation 5
Figure pat00028
This is a case where two equations are added and then divided by 2, and the phases of (0°, 90°) are added to the outputs of the two antennas. Accordingly, the present disclosure is a method of virtually obtaining a change in size corresponding to four beams according to the angle of incidence by adjusting the switch only once in the middle of the symbol period.

이를 기초로 수신신호의 입사각이 0°, 30°, 30°인 3가지 경우에 대한 각각의 빔에 대한 크기 변화는 표 1과 같다. 입사각도가 0°인 경우 빔벡터 (0°, 0°)인 SUM 빔에서 최대값이 나오는 반면 (0°, 90°)빔과 (0°, 90°)빔의 경우 크기가 반으로 줄어들게 된다. 반면 입사각도가 30°인 경우는 (0°, 90°)인 빔에서 최대값이 나오며, 입사각도가 30°인 경우는 (0°, 90°)인 빔에서 최대가 됨을 알 수 있다. 이와 같이 제안한 방식을 이용하면 복잡한 위상천이기 없이도 2소자 안테나의 경우 4개의 빔포밍된 신호를 간단히 생성할 수 있음을 알 수 있다. Based on this, the change in size of each beam in three cases in which the incident angle of the received signal is 0°, 30°, and 30° is shown in Table 1. When the angle of incidence is 0°, the maximum value appears in the SUM beam with the beam vector (0°, 0°), whereas the size of the (0°, 90°) and (0°, 90°) beams is reduced by half. . On the other hand, when the angle of incidence is 30°, the maximum value appears in the beam of (0°, 90°), and when the angle of incidence is 30°, the maximum value is obtained in the beam of (0°, 90°). It can be seen that using the proposed method as described above can simply generate four beamformed signals in the case of a two-element antenna without a complicated phase shifter.

표 1. 입사각도에 따른 빔별 크기 Table 1. Size of each beam according to the angle of incidence 입사각도
[degree]
Angle of incidence
[degree]
위상차

Figure pat00029

[rad]Phase difference
Figure pat00029

[rad] Beam #3
(0°, 0°)
Beam #3
(0°, 0°)
Beam #1
(0°,180°)
Beam #1
(0°,180°)
Beam #4
(0°, 90°)
Beam #4
(0°, 90°)
Beam #2
(90°, 0°)
Beam #2
(90°, 0°)
00 00 so s o 00 so/2s o /2 so/2s o /2 3030
Figure pat00030
Figure pat00030
so/2s o /2 so/2s o /2 so s o 00
3030
Figure pat00031
Figure pat00031
so/2s o /2 so/2s o /2 00 so s o

다만, 개수가 4개에 한정되는 것이 아니라 복수의 수신기와 복수의 I/Q 복조기를 사용하는 경우에는 복수의 수신 신호보다 더 많은 개수의 복수의 빔의 크기 변화를 구할 수 있다.However, when the number is not limited to four, and when a plurality of receivers and a plurality of I/Q demodulators are used, a change in size of a plurality of beams greater than that of a plurality of received signals can be obtained.

도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 5에 도시된 RF 처리부의 일 실시 예에 따른 구현예를 도시한다.9 is a diagram illustrating an implementation example of an RF processing unit illustrated in FIG. 5 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

즉, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 m개의 수신신호를 수신한 경우 m/2개의 제 1커플링 신호와 m/2개의 제 1커플링 신호를 형성하고 이를 각각 동위상 신호와 직교위상 신호로 변환하여 2m개의 빔들을 형성할 수 있다.(여기서 m은 1보다 큰 양수이다.)That is, when m received signals are received according to various embodiments of the present disclosure, m/2 first coupling signals and m/2 first coupling signals are formed, respectively, as in-phase signals and quadrature signals. 2m beams can be formed by transforming (where m is a positive number greater than 1.)

도 10는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 5에 도시된 RF 빔포밍된 신호는 처리부의 다른 실시 예에 따른 구현예를 도시한다.10 is a diagram illustrating an implementation example of an RF beamformed signal shown in FIG. 5 according to another embodiment of a processing unit in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 9를 참고하면, 커플러 회로(212)와 스위칭 회로(214)는 920MHz의 중심주파수를 가지는 주파수 대역에서 도 9의 커플러 회로(212A) 및 스위칭 회로(214A)와 같이 구현될 수 있다.Referring to FIG. 9, the coupler circuit 212 and the switching circuit 214 may be implemented together with the coupler circuit 212A and the switching circuit 214A of FIG. 9 in a frequency band having a center frequency of 920 MHz.

도 10를 함께 참조하면, 커플러 회로(212)와 스위칭 회로(214)는 2.4GHz의 중심주파수를 가지는 주파수 대역에서 도 9의 커플러 회로(212B) 및 스위칭 회로(214B)와 같이 구현될 수 있다.Referring to FIG. 10 together, the coupler circuit 212 and the switching circuit 214 may be implemented together with the coupler circuit 212B and the switching circuit 214B of FIG. 9 in a frequency band having a center frequency of 2.4 GHz.

도 11는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 9에 도시된 RF 처리부의 주파수대역별 반사손실을 나타낸 그래프를 도시한다.11 is a graph illustrating a return loss for each frequency band of an RF processing unit shown in FIG. 9 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 12은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 9에 도시된 RF 처리부의 주파수대역별 격리도를 나타낸 그래프를 도시한다.12 is a graph illustrating an isolation diagram for each frequency band of an RF processing unit shown in FIG. 9 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 도 9에 도시된 안테나들 간의 주파수대역별 위상차를 나타낸 그래프를 도시한다.13 is a graph illustrating a phase difference for each frequency band between antennas shown in FIG. 9 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 11 내지 도 13은 2.4GHz의 중심 주파수를 가지는 주파수 대역에서 동작하도록 설계된 도 9의 RF 처리부(210B)의 반사손실, 격리도, 위상차를 나타낸 그래프이다.11 to 13 are graphs showing the return loss, isolation, and phase difference of the RF processing unit 210B of FIG. 9 designed to operate in a frequency band having a center frequency of 2.4 GHz.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 2.4GHz에서 낮은 반사손실을 나타내며, 두 안테나 간에 180도의 위상 차이를 갖는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 11 to 13, it can be seen that a low return loss is displayed at 2.4 GHz, and a phase difference of 180 degrees between the two antennas is observed.

도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 신호의 입사 각도에 따라 도 1에 도시된 수신 장치에서 생성되는 동위상 신호와 직교위상 신호의 변화를 나타낸 그래프를 도시한다.14 is a graph illustrating a change in an in-phase signal and a quadrature signal generated by the reception device shown in FIG. 1 according to an incident angle of a wireless signal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

도 1및 도 14를 참조하면 본 개시의 다양한 실시 예들은 블루투스(예컨대, Bluetooth 5.1) 규격에 적용되어 동작할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 14, various embodiments of the present disclosure may operate by being applied to a Bluetooth (eg, Bluetooth 5.1) standard.

무선 신호의 입사 각도가 안테나(ANT2, ANT3)에 수직인 면을 기준으로 0도, 10도 및 30도로 입사될 경우의 동위상 신호(I 신호)와 직교 위상 신호(Q 신호)의 변화가 도시되어 있다.Changes in the in-phase signal (I signal) and quadrature signal (Q signal) when the incidence angle of the wireless signal is incident at 0, 10 and 30 degrees based on the plane perpendicular to the antennas (ANT2, ANT3) is shown. Has been.

도 14에는 10usec 동안 신호의 파형 변화가 도시되어 있으며 Bluetooth 규격에 따라 2usec 간격으로 신호의 출력과 스위칭 구간을 정할 수 있다. 최초 2usec는 합신호가 출력되고, 4usec에서 6usec 구간에서는 차 신호가 출력될 수 있다. 무선 신호가 0도 방향으로 입사되는 경우에는 차 신호가 0이며, 입사 각도가 커질수록 차 신호의 크기가 커짐을 확인할 수 있다.14 shows a change in the waveform of a signal during 10 usec, and the signal output and switching interval can be determined at 2 usec intervals according to the Bluetooth standard. For the first 2usec, a sum signal may be output, and a difference signal may be output in a period from 4usec to 6usec. When the radio signal is incident in the 0 degree direction, the difference signal is 0, and it can be seen that the magnitude of the difference signal increases as the incident angle increases.

도 15은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 신호의 입사 각도에 따른 도 1에 도시된 수신 장치이 방향탐지 성능을 모노펄스 방식의 수신 장치와 비교한 그래프를 도시한다.FIG. 15 is a graph in which the reception device shown in FIG. 1 compares direction detection performance with a monopulse type reception device according to an incident angle of a wireless signal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.

종래의 모노펄스 방향탐지 시스템은 두 개의 안테나의 합과 차만을 이용하므로 구조가 간단하지만 방향탐지 성능은 좋지 않았다. The conventional monopulse direction finding system uses only the sum and difference of two antennas, so the structure is simple, but the direction finding performance is not good.

본 개시된 발명의 다양한 실시예 중에 하나인 복수의 빔포밍된 신호를 이용한 방향 탐지기술의 경우, 주로 국방이나 전파감시 분야에서 주로 사용되어왔으나, 최근 5G 이동통신, 무선 LAN 등으로 그 응용이 확대되고 있다. 심지어는 블루투스(bluetooth)와 같은 저전력 IoT(internet of things) 시스템에서도 최근 위치기반 서비스를 위한 방향탐지 기술이 도입되고 있다In the case of a direction detection technology using a plurality of beamformed signals, which is one of various embodiments of the present disclosure, it has been mainly used in the field of defense or radio wave monitoring, but its application has recently been expanded to 5G mobile communication, wireless LAN, etc. have. Even in low-power Internet of things (IoT) systems such as Bluetooth, direction-finding technology for location-based services is recently being introduced.

종래의 배열안테나 기반의 방향탐지 시스템의 구성은 디지털단에서의 빔포밍된 신호를 형성하는 법과 RF단에서의 빔을 형성하는 것으로 구분할 수 있으며, 두 방식 모두 동시에 생성할 수 있는 빔포밍된 신호의 개수는 수신기의 개수와 동일하다. 따라서 저전력 응용을 위해 수신기가 하나밖에 없는 경우, 위상천이기나 Butler Matrix 등의 RF 회로를 이용하여 복수개의 빔포밍된 신호를 구성한 후 스위치를 이용하여 순차적으로 수신기에 연결하는 RF 빔포밍 방식으로 구현된다. 하지만 RF 빔포밍 회로는 파장의 함수이므로, 수 GHz 이하에서는 회로의 크기가 커져 사용하기 어렵고, 빔이 시간에 따라 순차적으로 생성되므로 목표물이 빠르게 이동하는 경우 성능이 저하된다 The configuration of a conventional array antenna-based direction finding system can be divided into a method of forming a beamformed signal at the digital end and a beam forming at the RF end, and both methods can generate a beamformed signal at the same time. The number is the same as the number of receivers. Therefore, when there is only one receiver for low power application, it is implemented as an RF beamforming method in which a plurality of beamformed signals are formed using an RF circuit such as a phase shifter or Butler Matrix, and then sequentially connected to the receiver using a switch. . However, since the RF beamforming circuit is a function of the wavelength, the size of the circuit increases and it is difficult to use below several GHz, and since the beam is sequentially generated over time, performance deteriorates when the target moves quickly.

따라서 블루투스와 같은 저전력 시스템에 방향탐지 기술이 적용될 경우, 구현이 간단한 RF스위치를 이용하여 빔포밍 회로를 구현하는 연구가 시도되고 있다. 예를 들어 RF 스위치를 ON/OFF 시간을 조절하여 하모닉(harmonic) 빔포밍된 신호를 형성하는 TMA(time modulated array) 방식이나, 안테나를 선택적으로 ON/OFF하는 OABF(on-off analog beam forming) 방식 등이 제안되고 있다. 하지만 안테나가 2개밖에 없는 경우, 빔포밍된 신호를 2개밖에 구현할 수 없어 방향탐지 성능에 한계가 있다. Therefore, when a direction detection technology is applied to a low-power system such as Bluetooth, a study is being attempted to implement a beamforming circuit using an RF switch that is simple to implement. For example, a time modulated array (TMA) method that forms a harmonic beamformed signal by controlling the ON/OFF time of an RF switch, or an on-off analog beam forming (OABF) that selectively turns on/off an antenna Methods and the like have been proposed. However, when there are only two antennas, only two beamformed signals can be implemented, so there is a limitation in direction detection performance.

도 15를 참고하면, 본 개시의 일 예로서 2개 안테나와 하나의 수신기가 있는 방향탐지 시스템에서 4개의 빔포밍된 신호를 생성하는 방법을 개시한다. 본 개시는 2-소자 모노펄스 안테나의 합/차 패턴과 직접변환 방식의 무선통신 수신기에서 일반적으로 사용되는 I/Q 복조기의 직교성을 유기적으로 결합하는 방법이다. 본 개시는 I/Q 복조기가 90° 위상차를 갖는 두 개의 신호(I와 Q)를 출력한다는 점에 착안하여 이를 180° 하이브리드와 RF 스위치와 결합함으로써 2개의 안테나 간에 90°, 0°, 90° 및 180°의 4가지 위상차를 갖도록 하는 것이다. 본 개시는 한 번의 스위치 조절만으로 4개의 빔포밍된 신호를 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 하드웨어가 간단하므로 저가로 방향탐지 시스템을 구현해야만 하는 저전력 IoT 무선통신에 적용될 수 있을 것이다. Referring to FIG. 15, as an example of the present disclosure, a method of generating four beamformed signals in a direction finding system having two antennas and one receiver is disclosed. The present disclosure is a method of organically combining a sum/difference pattern of a two-element monopulse antenna and orthogonality of an I/Q demodulator generally used in a wireless communication receiver of a direct conversion method. The present disclosure focuses on the fact that the I/Q demodulator outputs two signals (I and Q) with a 90° phase difference, and combines it with a 180° hybrid and an RF switch to provide 90°, 0°, and 90° between two antennas. And 180° to have four phase differences. The present disclosure not only can generate four beamformed signals with only one switch adjustment, but also can be applied to low-power IoT wireless communication that must implement a direction finding system at low cost because the hardware is simple.

본 개시의 다양한 실시 예로서 방향탐지 성능은 수학식 10과 같이 계산될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, direction detection performance may be calculated as in Equation 10.

Figure pat00032
Figure pat00032

본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 생성된 복수의 빔포밍된 신호들 중에서 신호의 크기에 기초하여 복수의 빔포밍된 신호들 중에 일부의 빔포밍된 신호 들(예컨대, 2개)을 선택하여 방향탐지에 사용할 수 있다. 예컨대, 방향탐지에 사용할 빔들은 신호의 크기가 큰 순서로 상위 2개의 빔포밍된 신호들을 선택할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a direction by selecting some of the beamformed signals (eg, two) among a plurality of beamformed signals based on the size of a signal among a plurality of generated beamformed signals Can be used for detection. For example, the beams to be used for direction detection may select the upper two beamformed signals in the order of the largest signal size.

도 15의 결과를 이용하여 모노펄스 방식만을 사용한 경우에는 도 15의 실선과 같이 방향탐지 성능이 나타날 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 방법을 이용한 경우 도 13의 점선과 같이 방향탐지 성능이 나타날 수 있다.When only the monopulse method is used using the result of FIG. 15, the direction detection performance may appear as shown in the solid line in FIG. 15, and when the method according to the embodiment of the present invention is used, the direction detection performance appears as shown in the dotted line in FIG. I can.

두 경우를 비교하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 방향 탐지 방법에 따라 방향탐지를 하는 경우, 한 번의 스위치 동작만으로도 입사 각도에 따라 ±2dB의 크기 범위 내에서 4개의 빔포밍된 신호 별 크기의 변화를 알 수 있으므로 방향탐지 성능이 우수함을 확인할 수 있다. Comparing the two cases, in the case of direction detection according to the direction detection method according to various embodiments of the present disclosure, the size of each of four beamformed signals within a range of ±2dB according to the incident angle with only one switch operation Since the change can be known, it can be confirmed that the direction detection performance is excellent.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. The methods according to the embodiments described in the claims or the specification of the present disclosure may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다. When implemented in software, a computer-readable storage medium storing one or more programs (software modules) may be provided. One or more programs stored in a computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (device). The one or more programs include instructions for causing the electronic device to execute methods according to embodiments described in the claims or specification of the present disclosure.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다. These programs (software modules, software) include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs) or other forms of It may be stored in an optical storage device or a magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all of them. In addition, a plurality of configuration memories may be included.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.In addition, the program is a communication network such as the Internet (Internet), Intranet (Intranet), LAN (local area network), WAN (wide area network), or SAN (storage area network), or a communication network composed of a combination thereof. It may be stored in an accessible storage device. Such a storage device may access a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may access a device performing an embodiment of the present disclosure.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the above-described specific embodiments of the present disclosure, components included in the disclosure are expressed in the singular or plural according to the presented specific embodiments. However, the singular or plural expression is selected appropriately for the situation presented for convenience of description, and the present disclosure is not limited to the singular or plural constituent elements, and even constituent elements expressed in plural are composed of the singular or in the singular. Even the expressed constituent elements may be composed of pluralities.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present disclosure, various modifications may be made without departing from the scope of the present disclosure. Therefore, the scope of the present disclosure is limited to the described embodiments and should not be defined, and should be determined by the scope of the claims and equivalents as well as the scope of the claims to be described later.

Claims (24)

복수의 무선 신호들을 확인하는 복수의 안테나들과,
상기 복수의 안테나에 의하여 상기 복수의 무선 신호들을 수신하는 수신기를 포함하고,
상기 수신기는,
상기 복수의 수신 신호들을 서로 다른 신호 경로로 커플링시켜, 상기 복수의 수신 신호들이 더해진 제1커플링 신호와 상기 복수의 수신 신호들의 차에 해당하는 제2커플링 신호를 생성하는 커플러 회로; 및
상기 제1커플링 신호와 상기 제2커플링 신호에 상응하는 동위상 신호와 직교위상 신호를 기초로 복수의 빔포밍된 신호들을 생성하는 빔 생성기를 포함하는 통신 장치.
A plurality of antennas for checking a plurality of radio signals,
Including a receiver for receiving the plurality of radio signals by the plurality of antennas,
The receiver,
A coupler circuit for coupling the plurality of received signals to different signal paths to generate a first coupling signal to which the plurality of received signals are added and a second coupling signal corresponding to a difference between the plurality of received signals; And
And a beam generator for generating a plurality of beamformed signals based on an in-phase signal and a quadrature signal corresponding to the first coupling signal and the second coupling signal.
청구항 1에 있어서,
상기 빔 생성기는,
상기 제1커플링 신호의 동위상 신호를 제1빔포밍된 신호로 결정하고,
상기 제2커플링 신호의 직교위상 신호를 제3빔포밍된 신호로 결정하고,
상기 제1커플링 신호의 동위상 신호와 제2커플링 신호의 동위상 신호를 합하고 상기 제1커플링 신호의 직교 위상신호에서 제 2커플링 신호의 직교 위상신호를 뺀 것을 합하여 크기를 반으로 줄인 것을 제2빔포밍된 신호로 결정하고,
상기 제1커플링 신호의 동위상 신호와 상기 제2커플링 신호의 동위상 신호의 차에 상기 제1커플링 신호의 직교위상 신호와 상기 제2커플링 신호의 직교 위상신호를 합한 것을 크기를 반으로 줄인 것을 제 3빔포밍된 신호로 결정하는, 통신장치
The method according to claim 1,
The beam generator,
Determining an in-phase signal of the first coupling signal as a first beamformed signal,
Determining a quadrature phase signal of the second coupling signal as a third beamformed signal,
The magnitude is halved by summing the in-phase signal of the first coupling signal and the in-phase signal of the second coupling signal, and subtracting the quadrature phase signal of the second coupling signal from the quadrature phase signal of the first coupling signal. The reduction is determined as the second beamformed signal,
The magnitude of the difference between the in-phase signal of the first coupling signal and the in-phase signal of the second coupling signal is the sum of the quadrature signal of the first coupling signal and the quadrature phase signal of the second coupling signal. Communication device that determines what is cut in half as a third beamformed signal
청구항 2에 있어서,
상기 커플러 회로는,
180도 하이브리드 커플러(hybrid coupler)인, 통신 장치.
The method according to claim 2,
The coupler circuit,
A communication device that is a 180 degree hybrid coupler.
청구항 3에 있어서,
상기 커플러 회로는,
상기 제1커플링 신호를 생성하는 제1신호 경로와 상기 제2커플링 신호를 생성하는 제2신호 경로를 가지는, 통신 장치.
The method of claim 3,
The coupler circuit,
A communication device having a first signal path for generating the first coupling signal and a second signal path for generating the second coupling signal.
청구항 4에 있어서,
상기 통신 장치는,
상기 커플러 회로로부터 출력되는 상기 제1커플링 신호와 상기 제2커플링 신호를 스위칭하여 선택적으로 출력하는 스위치 회로를 더 포함하는, 통신 장치.
The method of claim 4,
The communication device,
The communication device further comprises a switch circuit for selectively outputting by switching the first coupling signal and the second coupling signal output from the coupler circuit.
청구항 5에 있어서,
상기 통신 장치는,
상기 스위치 회로로부터 출력된 상기 제1커플링 신호와 상기 제2커플링 신호 들의 주파수 대역을 기저대역으로 변환하여, 제1기저대역 신호와 제2기저대역 신호들을 출력하는 복수의 믹서(mixers)들을 더 포함하는, 통신 장치.
The method of claim 5,
The communication device,
A plurality of mixers converting the frequency bands of the first coupling signal and the second coupling signals output from the switch circuit into a baseband, and outputting a first baseband signal and a second baseband signal Further comprising a communication device.
청구항 6에 있어서,
상기 통신 장치는,
상기 복수의 믹서들로부터 출력된 상기 제1기저대역 신호와 상기 제2기저대역 신호 각각에 대하여 상기 동위상 신호와 상기 직교위상 신호를 생성하는 복수의 필터들을 더 포함하는, 통신 장치.
The method of claim 6,
The communication device,
And a plurality of filters for generating the in-phase signal and the quadrature signal for each of the first baseband signal and the second baseband signal output from the plurality of mixers.
청구항 7에 있어서,
상기 빔 생성기는,
상기 제1기저대역 신호의 동위상 신호와 직교위상 신호 및 상기 제2기저대역 신호의 상기 동위상 신호와 상기 직교위상 신호를 기초로 복수의 빔포밍된 신호들을 생성하는, 통신 장치.
The method of claim 7,
The beam generator,
A communication device for generating a plurality of beamformed signals based on the in-phase signal and the quadrature signal of the first baseband signal and the in-phase signal and the quadrature signal of the second baseband signal.
청구항 8에 있어서,
상기 통신 장치는,
상기 복수의 빔포밍된 신호들의 크기에 기초하여, 상기 무선 신호를 송신한 송신 장치의 방향을 판단하는 프로세서(processor)를 더 포함하는, 통신 장치.
The method of claim 8,
The communication device,
The communication device further comprising a processor that determines a direction of a transmitting device that has transmitted the radio signal based on the magnitudes of the plurality of beamformed signals.
청구항 9에 있어서,
상기 통신 장치는,
상기 복수의 빔포밍된 신호들의 크기에 기초하여, 상기 복수의 빔포밍된 신호들 중에서 일부의 빔포밍된 신호들을 선택하여 무선 신호를 송신한 송신 장치의 방향을 판단하는 프로세서(processor)를 더 포함하는, 통신 장치.
The method of claim 9,
The communication device,
Further comprising a processor (processor) for determining a direction of a transmission device that has transmitted a radio signal by selecting some of the beamformed signals from among the plurality of beamformed signals based on the magnitudes of the plurality of beamformed signals That, the communication device.
청구항 10에 있어서,
상기 선택된 일부의 빔포밍된 신호은,
크기가 큰 상위 50% 이상의 빔포밍된 신호들을 선택하는, 통신 장치.
The method of claim 10,
The selected part of the beamformed signal,
A communication device that selects beamformed signals of the top 50% or more of a large size.
청구항 2 내지 11에 있어서,
상기 복수의 안테나의 개수는 상기 수신기의 개수보다 크고,
상기 복수의 빔포밍된 신호의 개수는 상기 복수의 안테나 개수보다 많은, 통신 장치.
The method according to claim 2 to 11,
The number of the plurality of antennas is greater than the number of receivers,
The communication device, wherein the number of the plurality of beamformed signals is greater than the number of the plurality of antennas.
복수의 안테나들이 복수의 무선 신호를 확인하는 과정과,
상기 안테나에 의하여 수신한 신호를 수신하는 과정과,
상기 복수의 수신 신호들을 서로 다른 신호 경로로 커플링시켜, 상기 복수의 수신 신호들이 더해진 제1커플링 신호를 생성하는 과정과,
상기 복수의 수신 신호들의 차에 해당하는 제2커플링 신호를 생성하는 과정과,
상기 제1커플링 신호와 상기 제2커플링 신호들에 상응하는 동위상 신호와 직교위상 신호를 생성하는 과정과,
상기 동위상 신호와 직교위상 신호를 기초로 복수의 빔포밍된 신호들을 생성하는 과정을 포함하는, 방법.
A process of checking a plurality of radio signals by a plurality of antennas, and
A process of receiving a signal received by the antenna,
Coupling the plurality of received signals to different signal paths to generate a first coupling signal to which the plurality of received signals are added, and
Generating a second coupling signal corresponding to a difference between the plurality of received signals; and
Generating an in-phase signal and a quadrature signal corresponding to the first coupling signal and the second coupling signals; and
And generating a plurality of beamformed signals based on the in-phase signal and the quadrature signal.
청구항 13에 있어서,
상기 빔포밍된 신호를 생성하는 과정은,
상기 제1커플링 신호의 동위상 신호를 제 1빔포밍된 신호로 결정하는 과정과,
상기 제2커플링 신호의 직교위상 신호를 제3빔포밍된 신호로 결정하는 과정과,
상기 제1커플링 신호의 동위상 신호와 제2커플링 신호의 동위상 신호를 합하고 상기 제1커플링 신호의 직교 위상신호에서 제2커플링 신호의 직교 위상신호를 뺀 것을 합하여 크기를 반으로 줄인 것을 제2빔포밍된 신호로 결정하는 과정과,
상기 제1커플링 신호의 동위상 신호와 상기 제2커플링 신호의 동위상 신호의 차에 상기 제1커플링 신호의 직교위상 신호와 상기 제2커플링 신호의 직교 위상신호를 합한 것을 크기를 반으로 줄인 것을 제3빔포밍된 신호로 결정하는 과정을 포함하는, 방법.
The method of claim 13,
The process of generating the beamformed signal,
Determining an in-phase signal of the first coupling signal as a first beamformed signal,
A process of determining a quadrature phase signal of the second coupling signal as a third beamformed signal,
The magnitude is halved by summing the in-phase signal of the first coupling signal and the in-phase signal of the second coupling signal, and subtracting the quadrature phase signal of the second coupling signal from the quadrature phase signal of the first coupling signal. The process of determining the reduction as a second beamformed signal, and
The magnitude of the difference between the in-phase signal of the first coupling signal and the in-phase signal of the second coupling signal is the sum of the quadrature signal of the first coupling signal and the quadrature phase signal of the second coupling signal. And determining the cut in half as the third beamformed signal.
청구항 14에 있어서,
상기 제2커플링 신호를 생성하는 과정은,
180도 하이브리드 커플러(hybrid coupler)를 이용하여 제2커플링 신호를 생성하는, 방법.
The method of claim 14,
The process of generating the second coupling signal,
A method of generating a second coupling signal using a 180 degree hybrid coupler.
청구항 15에 있어서,
상기 제1커플링신호와 제2커플링 신호를 생성하는 과정은,
상기 제1커플링 신호를 생성하는 제1신호 경로와 상기 제2커플링 신호를 생성하는 제2신호 경로를 가지는, 방법.
The method of claim 15,
The process of generating the first coupling signal and the second coupling signal,
And a second signal path for generating the first coupling signal and a second signal path for generating the second coupling signal.
청구항 16에 있어서,
상기 커플러 회로로부터 출력되는 상기 제1커플링 신호와 상기 제2커플링 신호를 스위칭하여 선택적으로 출력하는 과정을 더 포함하는, 방법.
The method of claim 16,
The method further comprising the step of selectively outputting by switching the first coupling signal and the second coupling signal output from the coupler circuit.
청구항 17에 있어서,
상기 출력된 상기 제1커플링 신호와 상기 제2커플링 신호 각각의 주파수 대역을 기저대역으로 변환하여, 제1기저대역 신호와 제2기저대역 신호 각각을 출력하는 과정을 더 포함하는, 방법.
The method of claim 17,
The method further comprising converting a frequency band of each of the outputted first coupling signal and the second coupling signal into a baseband, and outputting a first baseband signal and a second baseband signal, respectively.
청구항 18에 있어서,
상기 출력된 제1기저대역 신호와 제2기저대역 신호 각각에 대하여 상기 동위상 신호와 상기 직교위상 신호를 생성하는 과정을 더 포함하는, 방법.
The method of claim 18,
And generating the in-phase signal and the quadrature signal for each of the outputted first baseband signal and second baseband signal.
청구항 19에 있어서,
상기 제1기저대역 신호의 동위상 신호와 직교위상 신호 및 상기 제2기저대역 신호의 상기 동위상 신호와 상기 직교위상 신호를 기초로 복수의 빔포밍된 신호들을 생성하는, 통신 장치.
The method of claim 19,
A communication device for generating a plurality of beamformed signals based on the in-phase signal and the quadrature signal of the first baseband signal and the in-phase signal and the quadrature signal of the second baseband signal.
청구항 20에 있어서,
상기 복수의 빔포밍된 신호들의 크기에 기초하여, 상기 무선 신호를 송신한 송신 장치의 방향을 판단하는 과정을 더 포함하는, 통신 장치.
The method of claim 20,
The communication device further comprising determining a direction of a transmitting device that has transmitted the radio signal based on the magnitudes of the plurality of beamformed signals.
청구항 21에 있어서,
상기 송신 장치의 방향을 판단하는 과정은,
상기 복수의 빔포밍된 신호들의 크기에 기초하여, 상기 복수의 빔포밍된 신호들 중에서 일부의 빔포밍된 신호들을 선택하여 무선 신호를 송신한 송신 장치의 방향을 판단하는, 방법.
The method of claim 21,
The process of determining the direction of the transmitting device,
A method of determining a direction of a transmitting device that has transmitted a radio signal by selecting some of the beamformed signals from among the plurality of beamformed signals based on the magnitudes of the plurality of beamformed signals.
청구항 22에 있어서,
상기 선택된 일부의 빔포밍된 신호는,
크기가 큰 상위 50% 이상의 빔들을 선택하는, 방법.
The method of claim 22,
The selected part of the beamformed signal,
The method of selecting the top 50% or more beams of large size.
청구항 13 내지 23에 있어서,
상기 복수의 빔포밍된 신호의 개수는 상기 수신된 신호의 개수보다 많은, 방법.
The method of claim 13 to 23,
The number of the plurality of beamformed signals is greater than the number of the received signals.
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KR101857459B1 (en) * 2017-02-14 2018-05-15 주식회사 이엠따블유 Apparatus for beam forming and antenna system having the same

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