KR20210141152A - 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 보정 회로, 이를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템 및 이를 이용한 채널 보정 방법 - Google Patents

Abstract

보정 회로는 선택부, 전력 검출기, 아날로그-디지털 변환기 및 보정기를 포함한다. 선택부는 복수의 채널들과 연결되며, 복수의 채널들 중 두 개를 선택하여 선택된 두 개의 채널들에 테스트 신호를 제공하고 선택된 두 개의 채널들로부터 테스트 결과 신호를 수신한다. 전력 검출기는 테스트 결과 신호에 기초하여 선택된 두 개의 채널들의 전력을 검출한다. 아날로그-디지털 변환기는 전력 검출기의 출력을 아날로그-디지털 변환한다. 보정기는 아날로그-디지털 변환기의 출력에 기초하여 복수의 채널들의 위상 및 이득을 보상한다. 복수의 채널들 중 하나를 기준 채널로 설정하고, 기준 채널에 기초하여 복수의 채널들 중 기준 채널을 제외한 나머지 채널들의 위상 및 이득을 순차적으로 최적화시키며, 나머지 채널 중 하나에 기초하여 기준 채널의 위상 및 이득을 최적화시킨다.

Description

다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 보정 회로, 이를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템 및 이를 이용한 채널 보정 방법{CALIBRATION CIRCUIT FOR CALIBRATING PHASES AND GAINS BETWEEN CHANNELS IN MULTI-CHANNEL BEAMFORMING SYSTEM, MULTI-CHANNEL BEAMFORMING SYSTEM INCLUDING THE SAME AND CHANNEL CALIBRATION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 신호 처리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 보정 회로, 상기 보정 회로를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템, 및 상기 보정 회로를 이용한 상기 다채널 빔포밍 시스템의 채널 보정 방법에 관한 것이다.

최근 연구되고 있는 5G 이동통신 시스템은, 4G 이동통신 시스템인 LTE(long term evolution)에 비해 약 수십 배에서 수백 배의 네트워크 용량을 필요로 한다. 이 때, 넓은 대역폭을 확보하기 위해 밀리미터파 통신을 기반으로 한 통신 기술이 연구되고 있다. 밀리미터파 대역에서는 기존의 4G 이동통신 시스템의 주파수 대역보다 송수신 신호가 약해지기 때문에, 이러한 문제를 극복하기 위해 빔포밍(beamforming) 등의 기술이 이용될 수 있다.

위상 배열 안테나는 안테나를 어레이 형태로 배치하여 빔을 합성함으로써, 빔의 지향성 및 이득을 높일 수 있는 기술이다. 이 때, 빔포밍을 통해 원하는 방향에만 신호를 전달할 수 있어 큰 이득을 가질 수 있다. 5G 이동통신 시스템에서는 높은 데이터 전송 속도가 필요하며, 큰 경로손실을 보상하기 위한 핵심 기술로 위상 배열 안테나가 사용될 수 있다.

밀리미터파 대역의 5G 이동통신 시스템은 상대적으로 높은 주파수를 사용하므로, 짧은 파장으로 인한 안테나 및 모듈의 소형화가 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 이러한 짧은 파장은 위상 및 진폭 오차가 쉽게 발생한다는 문제점이 있다.

각 안테나(또는 채널)에서 신호의 진폭 및 위상의 오차가 발생할 경우, 합성 빔의 지향 방향이 틀어지게 되고, 사이드로브(sidelobe) 레벨이 높아지기 때문에 전송 속도에 악영향을 줄 수 있다. 따라서 각 채널의 신호를 측정하고 정확한 위상/이득으로 보정하는 방식이 필요하다.

본 발명의 일 목적은 다채널 빔포밍 시스템에서 순차적 채널 신호 비교를 이용하여 채널 간 위상 및 이득을 효과적으로 보상할 수 있는 보정 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 보정 회로를 포함하고 순차적 채널 신호 비교를 이용하여 채널 간 위상 및 이득을 효과적으로 보상할 수 있는 다채널 빔포밍 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 보정 회로를 이용하고 순차적 채널 신호 비교를 이용하여 상기 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 효과적으로 보상할 수 있는 채널 보정 방법을 제공하는 것이다.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 복수의 채널들을 포함하는 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 보정 회로는 선택부, 전력 검출기, 아날로그-디지털 변환기 및 보정기를 포함한다. 상기 선택부는 상기 복수의 채널들과 연결되며, 상기 복수의 채널들 중 두 개를 선택하여 선택된 두 개의 채널들에 테스트 신호를 제공하고 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 테스트 결과 신호를 수신한다. 상기 전력 검출기는 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 상기 선택된 두 개의 채널들의 전력을 검출한다. 상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 전력 검출기의 출력을 아날로그-디지털 변환한다. 상기 보정기는 상기 아날로그-디지털 변환기의 출력에 기초하여 상기 복수의 채널들의 위상 및 이득을 보상한다. 상기 복수의 채널들 중 하나를 기준 채널로 설정하고, 상기 기준 채널에 기초하여 상기 복수의 채널들 중 상기 기준 채널을 제외한 나머지 채널들의 위상 및 이득을 순차적으로 최적화시키며, 상기 나머지 채널 중 하나에 기초하여 상기 기준 채널의 위상 및 이득을 최적화시킨다.

일 실시예에서, 상기 복수의 채널들은 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함할 수 있다. 상기 제1 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택하고, 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정할 수 있다. 상기 제2 채널 내지 상기 제N 채널 중 상기 제2 채널을 상기 기준 채널로 선택하고 제3 채널을 상기 비교 채널로 선택하고, 상기 제1 위상과 다른 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제3 채널을 설정할 수 있다. 상기 제3 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 상기 제1 채널을 상기 비교 채널로 선택하고, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널을 설정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제2 채널을 설정하는데 있어서, 상기 제1 채널의 위상 및 이득을 상기 제2 위상 및 제1 이득으로 설정하고 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 제3 위상 및 상기 제1 이득으로 설정한 상태에서, 상기 제1 및 제2 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 기준 출력 전력을 측정할 수 있다. 상기 제1 채널의 위상 및 이득을 유지하면서 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 조절한 이후에, 상기 제1 및 제2 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 비교 출력 전력을 측정할 수 있다. 상기 기준 출력 전력과 상기 비교 출력 전력을 비교하여 가장 작은 위상 오차 및 가장 작은 이득 오차를 가지도록 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 설정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제3 채널을 설정하는데 있어서, 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 상기 제1 위상 및 제1 이득으로 설정하고 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 제3 위상 및 상기 제1 이득으로 설정한 상태에서, 상기 제2 및 제3 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 기준 출력 전력을 측정할 수 있다. 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 유지하면서 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 조절한 이후에, 상기 제2 및 제3 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 비교 출력 전력을 측정할 수 있다. 상기 기준 출력 전력과 상기 비교 출력 전력을 비교하여 가장 작은 위상 오차 및 가장 작은 이득 오차를 가지도록 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 설정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 채널들은 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함할 수 있다. 상기 제1 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택하고, 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정할 수 있다. 상기 제(N/2+1) 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 상기 제1 채널 내지 제N/2 채널을 순차적으로 상기 비교 채널로 선택하고, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널 내지 상기 제N/2 채널을 순차적으로 설정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 채널들은 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함할 수 있다. 상기 제1 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택하고, 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정할 수 있다. 상기 제(N/2+1) 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 상기 제1 채널 내지 제N/2 채널을 순차적으로 상기 비교 채널로 선택하고, 상기 제1 위상과 다른 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널 내지 상기 제N/2 채널을 순차적으로 설정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 채널들 각각은 송신 경로 및 수신 경로를 포함할 수 있다. 상기 송신 경로는 송신 모드에서 활성화되어 송신 신호를 출력할 수 있다. 상기 수신 경로는 수신 모드에서 활성화되어 수신 신호를 제공받을 수 있다.

일 실시예에서, 상기 선택부는 복수의 전력 커플러들, 복수의 제1 채널 선택 구조들, 적어도 하나의 제2 채널 선택 구조 및 송수신 채널 선택기를 포함할 수 있다. 상기 복수의 전력 커플러들은 상기 복수의 채널들과 연결될 수 있다. 상기 복수의 제1 채널 선택 구조들은 상기 복수의 전력 커플러들과 연결될 수 있다. 상기 제2 채널 선택 구조는 상기 복수의 제1 채널 선택 구조들과 연결될 수 있다. 상기 송수신 채널 선택기는 상기 제2 채널 선택 구조와 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 송신 모드에서, 상기 테스트 신호는 상기 송신 신호이고, 상기 송수신 채널 선택기는 상기 선택된 두 개의 채널들에 상기 송신 신호를 제공하며, 상기 송수신 채널 선택기는 상기 전력 커플러들, 상기 제1 채널 선택 구조들 및 상기 제2 채널 선택 구조를 통해 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 상기 테스트 결과 신호를 수신할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 수신 모드에서, 상기 테스트 신호는 상기 수신 신호이고, 상기 송수신 채널 선택기는 상기 제2 채널 선택 구조, 상기 제1 채널 선택 구조들 및 상기 전력 커플러들을 통해 상기 선택된 두 개의 채널들에 상기 수신 신호를 제공하며, 상기 송수신 채널 선택기는 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 상기 테스트 결과 신호를 수신할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 선택부는 복수의 1/4 파장 트랜스포머들, 복수의 스위치들, 복수의 1/2 파장 트랜스포머들, 결합/분배기 및 송수신 채널 선택기를 포함할 수 있다. 상기 복수의 1/4 파장 트랜스포머들은 상기 복수의 채널들과 연결될 수 있다. 상기 복수의 스위치들은 상기 복수의 1/4 파장 트랜스포머들과 연결될 수 있다. 상기 복수의 1/2 파장 트랜스포머들은 상기 복수의 1/4 파장 트랜스포머들과 연결될 수 있다. 상기 결합/분배기는 상기 복수의 1/2 파장 트랜스포머들과 연결될 수 있다. 상기 송수신 채널 선택기는 상기 결합/분배기와 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 채널들 각각은 송신 모드에서 활성화되어 송신 신호를 출력하는 송신 경로만을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 선택부는 복수의 전력 커플러들, 복수의 제1 채널 선택기들, 적어도 하나의 제2 채널 선택기 및 결합/분배기를 포함할 수 있다. 상기 복수의 전력 커플러들은 상기 복수의 채널들과 연결될 수 있다. 상기 복수의 제1 채널 선택기들은 상기 복수의 전력 커플러들과 연결될 수 있다. 상기 제2 채널 선택기는 상기 복수의 제1 채널 선택기들과 연결될 수 있다. 상기 결합/분배기는 상기 제2 채널 선택기와 연결될 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 빔포밍 시스템은 복수의 채널들 및 상기 복수의 채널들과 연결되며, 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 보정 회로를 포함한다. 상기 보정 회로는 선택부, 전력 검출기, 아날로그-디지털 변환기 및 보정기를 포함한다. 상기 선택부는 상기 복수의 채널들과 연결되며, 상기 복수의 채널들 중 두 개를 선택하여 선택된 두 개의 채널들에 테스트 신호를 제공하고 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 테스트 결과 신호를 수신한다. 상기 전력 검출기는 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 상기 선택된 두 개의 채널들의 전력을 검출한다. 상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 전력 검출기의 출력을 아날로그-디지털 변환한다. 상기 보정기는 상기 아날로그-디지털 변환기의 출력에 기초하여 상기 복수의 채널들의 위상 및 이득을 보상한다. 상기 복수의 채널들 중 하나를 기준 채널로 설정하고, 상기 기준 채널에 기초하여 상기 복수의 채널들 중 상기 기준 채널을 제외한 나머지 채널들의 위상 및 이득을 순차적으로 최적화시키며, 상기 나머지 채널 중 하나에 기초하여 상기 기준 채널의 위상 및 이득을 최적화시킨다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함하는 복수의 채널들을 포함하는 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 채널 보정 방법에서, 상기 제1 채널을 기준 채널로 선택한다. 제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택한다. 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정한다. 상기 제2 채널을 상기 기준 채널로 선택한다. 제3 채널을 상기 비교 채널로 선택한다. 상기 제1 위상과 다른 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제3 채널을 설정한다. 상기 제3 채널을 상기 기준 채널로 선택한다. 상기 제1 채널을 상기 비교 채널로 선택한다. 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널을 설정한다.

일 실시예에서, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정하는데 있어서, 상기 제1 채널의 위상 및 이득을 상기 제2 위상 및 제1 이득으로 설정할 수 있다. 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 제3 위상 및 상기 제1 이득으로 설정할 수 있다. 상기 제1 및 제2 채널들로부터 획득된 테스트 결과 신호에 기초하여 기준 출력 전력을 측정할 수 있다. 상기 제1 채널의 위상 및 이득을 유지하면서 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 조절할 수 있다. 상기 제1 및 제2 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 비교 출력 전력을 측정할 수 있다. 상기 기준 출력 전력과 상기 비교 출력 전력을 비교하여 가장 작은 위상 오차 및 가장 작은 이득 오차를 가지도록 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 설정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제3 채널을 설정하는데 있어서, 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 상기 제1 위상 및 제1 이득으로 설정할 수 있다. 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 제3 위상 및 상기 제1 이득으로 설정할 수 있다. 상기 제2 및 제3 채널들로부터 획득된 테스트 결과 신호에 기초하여 기준 출력 전력을 측정할 수 있다. 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 유지하면서 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 조절할 수 있다. 상기 제2 및 제3 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 비교 출력 전력을 측정할 수 있다. 상기 기준 출력 전력과 상기 비교 출력 전력을 비교하여 가장 작은 위상 오차 및 가장 작은 이득 오차를 가지도록 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 설정할 수 있다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함하는 복수의 채널들을 포함하는 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 채널 보정 방법에서, 상기 제1 채널을 기준 채널로 선택한다. 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택한다. 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정한다. 상기 제(N/2+1) 채널을 상기 기준 채널로 선택한다. 상기 제1 채널 내지 제N/2 채널을 순차적으로 상기 비교 채널로 선택한다. 상기 제1 위상에서 또는 상기 제1 위상과 다른 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널 내지 상기 제N/2 채널을 순차적으로 설정한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로, 다채널 빔포밍 시스템 및 채널 보정 방법에서는, 다채널 신호 비교 방식에 기초하여 복수의 채널들의 위상 및 이득을 보상하며, 피드백에 의한 신호의 비교를 위해 자체 LO와 I/Q 믹서를 사용하지 않고 포락선 검출기를 사용할 수 있다. 한 채널을 고정하고, 다른 채널의 위상과 이득을 바꾸어 가며 더한 신호의 포락선을 측정함으로써 두 채널의 위상과 이득의 차이를 검출하고, 이것을 피드백하여 채널을 보정하는 방법을 사용하면, 주파수에 덜 예민하고, I/Q 믹서 등을 사용하지 않기 때문에 LO 문제와 DC offset 문제가 없다는 장점이 있다. 또한, 스위치의 방향만 바꿔줌으로써 송수신단 모두를 간단하게 보정할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로 및 이를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 빔포밍 시스템에 포함되는 채널의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 채널 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 단계 S150의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3의 단계 S250의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 7a, 7b, 7c 및 7d는 도 3의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a 및 8b는 도 1의 보정 회로 및 다채널 빔포밍 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로 및 이를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 채널 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11a, 11b, 11c 및 11d는 도 10의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 채널 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13a 및 13b는 도 12의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로 및 이를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 15, 16a, 16b는 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템을 설명하기 위한 도면들이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 빔포밍 시스템을 나타내는 블록도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

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

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

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

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

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로 및 이를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 다채널 빔포밍 시스템(100)은 복수의 채널들(1100-1, 1100-2, 1100-3, 1100-4, 1100-5, 1100-6, 1100-7, 1100-8) 및 보정 회로(calibration circuit)를 포함한다. 다채널 빔포밍 시스템(100)은 복수의 결합/분배기들(combiner/divider)(1200-1, 1200-2, 1200-3, 1200-4, 1300-1, 1300-2, 1300-3) 및 신호 처리기(1400)를 더 포함할 수 있다.

복수의 채널들(1100-1~1100-8)은 송신 모드에서 외부로 전송하고자 하는 송신 신호를 출력하고, 수신 모드에서 외부로부터 수신 신호를 제공받는다. 복수의 채널들(1100-1~1100-8)은 제1 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함한다. 예를 들어, N은 2의 배수이며, 도 1에서는 N=8인 경우를 예시하고 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 채널들의 개수는 실시예에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.

복수의 채널들(1100-1~1100-8)은 상기 송신 모드에서 활성화되어 상기 송신 신호를 출력하는 복수의 송신 경로들(TX_P1, TX_P2, TX_P3, TX_P4, TX_P5, TX_P6, TX_P7, TX_P8), 및 상기 수신 모드에서 활성화되어 상기 수신 신호를 제공받는 복수의 수신 경로들(RX_P1, RX_P2, RX_P3, RX_P4, RX_P5, RX_P6, RX_P7, RX_P8)을 포함할 수 있다. 하나의 채널은 하나의 송신 경로 및 하나의 수신 경로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 채널(1100-1)은 송신 경로(TX_P1) 및 수신 경로(RX_P1)를 포함할 수 있다. 각 채널의 구조에 대해서는 도 2를 참조하여 후술하도록 한다.

복수의 결합/분배기들(1200-1~1200-4, 1300-1~1300-3)은 상기 송신 모드에서 상기 송신 신호를 분배하는 분배기로서 동작하며, 상기 수신 모드에서 상기 수신 신호를 결합하는 결합기로서 동작할 수 있다.

결합/분배기들(1200-1~1200-4) 각각은 인접한 2개의 채널들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 결합/분배기(1200-1)는 제1 및 제2 채널들(1100-1, 1100-2)과 직접 연결되며, 상기 송신 모드에서 제1 및 제2 채널들(1100-1, 1100-2)로 제공되는 신호를 분배하고, 상기 수신 모드에서 제1 및 제2 채널들(1100-1, 1100-2)로부터 수신되는 신호들을 결합할 수 있다.

결합/분배기들(1300-1~1300-3) 각각은 인접한 2개의 결합/분배기들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 결합/분배기(1300-1)는 결합/분배기들(1200-1, 1200-2)과 직접 연결되며, 상기 송신 모드에서 제1 내지 제4 채널들(1100-1~1100-4)로 제공되는 신호를 분배하고, 상기 수신 모드에서 제1 내지 제4 채널들(1100-1~1100-4)로부터 수신되는 신호들을 결합할 수 있다.

신호 처리기(1400)는 상기 송신 모드에서 신호 처리를 수행하여 상기 송신 신호를 생성하고, 상기 수신 모드에서 상기 수신 신호에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 신호 처리는 암/복호화, 변/복조 등의 동작을 포함하며, 기저 대역의 신호 처리, 중간 주파수 대역의 신호 처리 및 RF(radio frequency) 대역의 신호 처리를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 신호 처리기(1400)는 디지털 신호 처리 및 이후의 RF 신호 처리를 모두 수행할 수 있으며, 신호 처리 및 RF 업-다운 변환기(RF up-down converter)(또는 RF 송수신기(transceiver))라고 부를 수도 있다. 또한, 신호 처리기(1400)는 본 발명의 실시예들에 따라 위상 및 이득 보상을 수행하는데 이용되는 테스트 신호(TS)를 생성할 수 있다.

상기 보정 회로는 채널 간 위상 및 이득을 보상한다. 상기 보정 회로는 선택부, 전력 검출기(2500), 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter; ADC)(2600) 및 보정기(2700)를 포함한다.

상기 선택부는 복수의 채널들(1100-1~1100-8)과 연결되며, 복수의 채널들(1100-1~1100-8) 중 두 개를 선택하여 선택된 두 개의 채널들에 테스트 신호(TS)를 제공하고 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 테스트 결과 신호(TRS)를 수신한다.

상기 선택부는 복수의 전력 커플러들(2100-1, 2100-2, 2100-3, 2100-4, 2100-5, 2100-6, 2100-7, 2100-8), 복수의 제1 채널 선택 구조들(2200-1, 2200-2, 2200-3, 2200-4), 복수의 제2 채널 선택 구조들(2300-1, 2300-2, 2300-3) 및 송수신 채널 선택기(2400)를 포함할 수 있다.

복수의 전력 커플러들(2100-1~2100-8)은 복수의 채널들(1100-1~1100-8)과 연결되며, 복수의 채널들(1100-1~1100-8)로부터 전력을 획득하는 역할을 할 수 있다. 하나의 채널에 하나의 전력 커플러가 연결되며, 전력 커플러들(2100-1~2100-8)의 개수는 채널들(1100-1~1100-8)의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 전력 커플러(2100-1)는 제1 채널(1100-1)과 직접 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼 복수의 전력 커플러들(2100-1~2100-8)은 방향성 커플러(directional coupler)일 수 있다.

복수의 제1 채널 선택 구조들(2200-1~2200-4)은 복수의 전력 커플러들(2100-1~2100-8)과 연결될 수 있다. 복수의 제1 채널 선택 구조들(2200-1~2200-4) 각각은 인접한 2개의 전력 커플러들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 채널 선택 구조(2200-1)는 전력 커플러들(2100-1, 2100-2)과 직접 연결되며, 전력 커플러들(2100-1, 2100-2)로부터 제공되는 2개의 신호들을 더하거나 적어도 하나를 차단할 수 있다.

복수의 제2 채널 선택 구조들(2300-1~2300-3)은 복수의 제1 채널 선택 구조들(2200-1~2200-4)과 연결될 수 있다. 복수의 제2 채널 선택 구조들(2300-1~2300-3) 각각은 인접한 2개의 채널 선택 구조들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 채널 선택 구조(2300-1)는 제1 채널 선택 구조들(2200-1, 2200-2)과 직접 연결되며, 제1 채널 선택 구조들(2200-1, 2200-2)로부터 제공되는 2개의 신호들을 더하거나 적어도 하나를 차단할 수 있다.

일 실시예에서, 복수의 제1 및 제2 채널 선택 구조들(2200-1~2200-4, 2300-1~2300-3) 각각은 단순한 스위치(예를 들어, SPDT(single-pole double-throw) 스위치)로 구현된다기 보다는, 입력되는 2개의 신호들을 합하거나, 2개의 신호들을 모두 통과하지 못하게 하거나, 혹은 하나의 신호만 통과하게 하고 다른 하나의 신호는 통과하지 못하게 하는 역할을 하는 구성일 수 있으며, 이 때 신호가 통과하지 않을 때도 임피던스 매칭이 잘 유지되어야 한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼 각 채널 선택 구조는 스위치드 윌킨슨(Wilkinson) 결합기(또는 분배기)를 포함하여 구현될 수 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 각 채널 선택 구조는 상술한 역할 및 기능을 수행하도록 임의의 구조로 구현될 수 있다.

송수신 채널 선택기(2400)는 제2 채널 선택 구조(2300-3)와 연결되고, 테스트 결과 신호(TRS)를 수신할 수 있다. 송수신 채널 선택기(2400)는 복수의 송신 경로들(TX_P1~TX_P8)의 위상 및 이득을 보상할 것인지 또는 복수의 수신 경로들(RX_P1~RX_P8)의 위상 및 이득을 보상할 것인지를 선택하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 송수신 채널 선택기(2400)는 DPDT(double-pole double-throw) 스위치를 포함하여 구현될 수 있다. 송수신 채널 선택기(2400)의 동작에 대해서는 도 8a 및 8b를 참조하여 후술하도록 한다.

전력 검출기(2500)는 상기 선택부로부터 제공되는 테스트 결과 신호(TRS)에 기초하여 상기 선택된 두 개의 채널들의 전력을 검출한다. 예를 들어, 전력 검출기(2500)는 포락선(envelope) 검출기를 포함하여 구현될 수 있다. 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 획득된 신호들을 더한 테스트 결과 신호(TRS)의 포락선을 측정하고, 상기 포락선의 크기로부터 상기 선택된 두 개의 채널들의 위상과 이득의 차이를 효과적으로 검출 및 보상할 수 있다.

아날로그-디지털 변환기(2600)는 전력 검출기의 출력을 아날로그-디지털 변환한다. 보정기(2700)는 아날로그-디지털 변환기(2600)의 출력에 기초하여 복수의 채널들(1100-1~1100-8)의 위상 및 이득을 보상한다. 상세하게 도시하지는 않았으나, 보정기(2700)는 복수의 채널들(1100-1~1100-8)의 위상 및 이득을 제어하기 위한 복수의 제어 신호들(또는 보상 신호들)을 생성하여 복수의 채널들(1100-1~1100-8)에 제공할 수 있다.

보정기(2700)는 다채널(또는 2채널) 신호 비교 방식에 기초하여 복수의 채널들(1100-1~1100-8)의 위상 및 이득을 보상한다. 구체적으로, 복수의 채널들(1100-1~1100-8) 중 하나를 기준 채널(reference channel)로 설정하고, 상기 기준 채널에 기초하여 복수의 채널들(1100-1~1100-8) 중 상기 기준 채널을 제외한 나머지 채널들의 위상 및 이득을 순차적으로 최적화시키며, 상기 나머지 채널 중 하나에 기초하여 상기 기준 채널의 위상 및 이득을 최적화시킨다. 실시예에 따라서, 상기 기준 채널을 설정하는 동작은 2회 이상 수행될 수 있다. 다시 말하면, 상기 기준 채널은 적어도 1회 변경될 수 있다. 보정기(2700)의 보상 동작에 대해서는 도 3 등을 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 빔포밍 시스템에 포함되는 채널의 일 예를 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 채널(1100)은 전력 증폭기(power amplifier; PA)(1110), 저잡음 증폭기(low noise amplifier; LNA)(1120), 가변 이득 위상 천이기들(variable gain phase shifter; VG-PS)(1130, 1140), 스위치 회로들(1150, 1160) 및 안테나(1170)를 포함할 수 있다.

전력 증폭기(1110)는 상기 송신 모드에서 안테나(1170)를 통해 전송하고자 하는 신호를 증폭할 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭기(1110)는 2 이상의 증폭 모드로 동작하여 송신 이득 조절 기능을 수행하는 멀티 모드 전력 증폭기(multi mode power amplifier; MM-PA)의 형태로 구현될 수 있다.

저잡음 증폭기(1120)는 상기 수신 모드에서 안테나(1170)를 통해 수신되는 신호를 증폭할 수 있다. 예를 들어, 저잡음 증폭기(1120)는 수신 이득 조절 기능을 수행하면서 위상 변화 보상 기능을 추가적으로 수행하는 가변 이득 저잡음 증폭기(variable gain low noise amplifier; VG-LNA)의 형태로 구현될 수 있다.

가변 이득 위상 천이기(1130)는 상기 송신 모드에서 전력 증폭기(1110)로 제공되는 입력에 대한 송신 이득 조절 기능 및 송신 위상 조절 기능을 독립적으로 한 번에 수행할 수 있다. 가변 이득 위상 천이기(1140)는 상기 수신 모드에서 저잡음 증폭기(1120)의 출력에 대한 수신 이득 조절 기능 및 수신 위상 조절 기능을 독립적으로 한 번에 수행할 수 있다. 가변 이득 위상 천이기들(1130, 1140)은 본 발명의 실시예들에 따른 위상 및 이득 보상을 수행하도록 보정기(도 1의 2700)로부터 제공되는 제어 신호(CAL)를 수신할 수 있다.

가변 이득 위상 천이기들(1130, 1140) 각각은 적어도 두 개의 동상 벡터들과 적어도 두 개의 직각 위상(quadrature) 벡터들의 크기 및 방향을 조절하고, 상기 동상 벡터들 및 상기 직각 위상 벡터들을 더하여 출력 신호를 발생함으로써, 하나의 블록으로 위상과 이득을 독립적으로 한 번에 효과적으로 조절할 수 있다.

전력 증폭기(1110) 및 가변 이득 위상 천이기(1130)는 송신 경로를 형성하고, 저잡음 증폭기(1120) 및 가변 이득 위상 천이기(1140)는 수신 경로를 형성할 수 있다. 실시예에 따라서, 채널(1100)은 하나의 가변 이득 위상 천이기만을 포함할 수도 있으며, 이 경우 상기 송신 경로 및 상기 수신 경로가 상기 하나의 가변 이득 위상 천이기를 공유하도록 구현될 수 있다.

스위치 회로들(1150, 1160)은 상기 송신 경로 및 상기 수신 경로 중 하나를 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 스위치 회로들(1150, 1160) 각각은 SPDT 스위치를 포함하여 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼 스위치 회로들(1150, 1160)이 전력 증폭기(1110) 및 가변 이득 위상 천이기(1130)와 연결되는 경우에, 상기 송신 경로가 활성화될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 스위치 회로들(1150, 1160)이 저잡음 증폭기(1120) 및 가변 이득 위상 천이기(1140)와 연결되는 경우에, 상기 수신 경로가 활성화될 수 있다.

전력 커플러(예를 들어, 도 1의 2100-1)의 연결 위치는 상기 송신 경로의 출력단 및 상기 수신 경로의 입력단에 대응할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 커플러는 안테나(1170)와 스위치 회로(1160) 사이에 연결될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 채널 보정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 1의 다채널 빔포밍 시스템(100) 및 이에 포함되는 상기 보정 회로에 기초하여 도 3의 채널 보정 방법을 설명하도록 한다.

도 1 및 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 빔포밍 시스템(100)에서 상기 보정 회로를 이용한 채널 보정 방법에서, 제1 채널(1100-1)을 기준 채널로 선택한다(단계 S110). 이후에 나머지 채널들, 즉 제2 내지 제8 채널들(1100-2~1100-8)을 순차적으로 비교 채널(comparison channel)로 선택하며, 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 제2 내지 제8 채널들(1100-2~1100-8)을 순차적으로 설정한다. 예를 들어, 상기 제1 위상은 약 0도일 수 있다.

구체적으로, 먼저 K를 2로 설정하고(단계 S120), 제K 채널(즉, 제2 채널(1100-2))을 상기 비교 채널로 선택하며(단계 S130), 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제K 채널을 설정할 수 있다(단계 S150). 단계 S150에 대해서는 도 4 및 5를 참조하여 후술하도록 한다.

마지막 채널(즉, 제8 채널(1100-8))까지 단계 S130 및 S150이 모두 수행되지 않은 경우에는(단계 S170: 아니오), K를 1만큼 증가시키고(단계 S180), 다음 채널(즉, 제3 채널(1100-3))에 대해 단계 S130 및 S150을 반복할 수 있다. 이러한 반복을 통해 제1 채널(1100-1)을 제외한 제2 내지 제8 채널들(1100-2~1100-8)이 동일한 위상에서 최적의 위상/이득 상태를 가지도록 보상될 수 있다.

마지막 채널(즉, 제8 채널(1100-8))까지 단계 S130 및 S150이 모두 수행된 경우에는(단계 S170: 예), 제1 채널(1100-1)이 동일한 위상에서 최적의 위상/이득 상태를 가지도록 보상될 수 있다.

구체적으로, 제2 채널(1100-2)을 상기 기준 채널로 선택하고(단계 S210), 제3 채널(1100-3)을 상기 비교 채널로 선택하며(단계 S230), 상기 제1 위상과 다른 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 제3 채널(1100-3)을 설정한다(단계 S250). 예를 들어, 상기 제2 위상은 약 180도일 수 있다. 단계 S250에 대해서는 도 6을 참조하여 후술하도록 한다.

이후에, 제3 채널(1100-3)을 상기 기준 채널로 선택하고(단계 S310), 제1 채널(1100-1)을 상기 비교 채널로 선택하며(단계 S330), 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 제1 채널(1100-1)을 설정한다(단계 S350). 단계 S350은 단계 S150과 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 최종적으로 제1 내지 제8 채널들(1100-1~1100-8) 모두가 동일한 위상에서 최적의 위상/이득 상태를 가지도록 보상될 수 있다.

단계 S150, S250 및 S350에서 수행되는 프로세스를 오프셋 검색 함수(offset finding function)라고 부를 수 있다.

한편, 단계 S110, S210, S230, S310 및 S330에서 특정 채널이 상기 기준 채널 및/또는 상기 기준 채널로 선택되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 단계 S110에서 선택되는 상기 기준 채널은 복수의 채널들(1100-1~1100-8) 중 임의의 하나일 수 있고, 단계 S210 및 S230에서 선택되는 상기 기준 채널 및 상기 비교 채널은 단계 S110에서 선택된 채널을 제외한 나머지 채널들 중 임의의 2개일 수 있고, 단계 S310에서 선택되는 상기 기준 채널은 단계 S230에서 선택된 채널과 동일한 채널일 수 있으며, 단계 S330에서 선택되는 상기 비교 채널은 단계 S110에서 선택된 채널과 동일한 채널일 수 있다.

도 4는 도 3의 단계 S150의 일 예를 나타내는 순서도이다. 도 5는 도 4의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도 3의 단계 S250의 일 예를 나타내는 순서도이다.

도 1, 3, 4 및 5를 참조하면, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제K 채널을 설정하는데 있어서(단계 S150), K=2인 경우, 즉 제2 채널(1100-2)을 상기 비교 채널로 선택한 경우에 기초하여, 그리고 상기 제1 위상 및 상기 제2 위상이 각각 약 0도 및 180도인 경우에 기초하여 설명하도록 한다.

상기 기준 채널인 제1 채널(1100-1)의 위상 및 이득을 상기 제2 위상 및 제1 이득으로 설정하고(단계 S510), 상기 비교 채널인 제2 채널(1100-2)의 위상 및 이득을 제3 위상 및 상기 제1 이득으로 설정할 수 있다(단계 S520). 이 때, 제1 및 제2 채널들(1100-1, 1100-2)을 제외한 나머지 채널들(1100-3~1100-8)은 오프(off) 상태로 두거나, 제1 채널 선택 구조들(2200-2~2200-4)을 이용하여 신호 출력을 차단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 위상은 상기 제1 위상과 근접한 약 -10도이고, 상기 제1 이득은 약 -2dB일 수 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 제3 위상 및 상기 제1 이득은 실시예에 따라서 다양하게 변경될 수 있고, 상기 비교 채널의 현재 위상 및 이득 코드 값(또는 상태(state))을 저장하는 것으로 설명될 수도 있다.

테스트 신호(TS)에 기초하여 제1 및 제2 채널들(1100-1, 1100-2)로부터 획득된 신호들을 합산하여 테스트 결과 신호(TRS)를 획득하며, 테스트 결과 신호(TRS)에 기초하여 기준 출력 전력(Pout_ref)을 측정할 수 있다(단계 S530).

이후에, 제1 채널(1100-1)의 위상 및 이득을 유지/고정하면서 제2 채널(1100-2)의 위상 및 이득만을 조절할 수 있다(단계 S540). 제2 채널(1100-2)의 위상 및 이득을 조절한 이후에, 테스트 신호(TS)에 기초하여 제1 및 제2 채널들(1100-1, 1100-2)로부터 다시 획득된 신호들을 합산하여 테스트 결과 신호(TRS)를 다시 획득하며, 테스트 결과 신호(TRS)에 기초하여 비교 출력 전력(Pout_comp)을 측정할 수 있다(단계 S550).

비교 출력 전력(Pout_comp)이 기준 출력 전력(Pout_ref)보다 작은 경우에(단계 S560: 예), 이는 단계 S540에서 조절된 위상 및 이득이 조절되기 이전의 위상 및 이득보다 최적의 위상/이득 상태에 가까운 것을 나타내므로, 제2 채널(1100-2)의 현재 위상 및 이득을 저장하고(단계 S570), 이후에 현재 위상 및 이득에서의 비교 출력 전력(Pout_comp)을 기준 출력 전력(Pout_ref)으로 설정하며, 단계 S540, S550 및 S560을 반복할 수 있다.

비교 출력 전력(Pout_comp)이 기준 출력 전력(Pout_ref)보다 크거나 같은 경우에(단계 S560: 아니오), 이는 단계 S540에서 조절된 위상 및 이득보다 조절되기 이전의 위상 및 이득이 최적의 위상/이득 상태에 가까운 것을 나타내므로, 단계 S570을 수행하지 않고 단계 S540, S550 및 S560을 반복할 수 있다.

단계 S540, S550 및 S560을 반복하여, 가장 작은 위상 오차 및 가장 작은 이득 오차를 가지도록 제2 채널(1100-2)의 위상 및 이득을 설정할 수 있다. 예를 들어, 단계 S540, S550 및 S560을 반복하였음에도 불구하고 기준 횟수 이상 연속으로 단계 S570이 수행되지 않은 경우에, 저장되어 있는 제2 채널(1100-2)의 위상 및 이득이 최적의 위상/이득 상태인 것으로 판단하고 프로세스를 종료할 수 있다.

도 5에 도시된 것처럼, 상기 기준 채널을 약 180도 돌린 이후에, 상기 비교 채널의 위상 및 이득을 바꿔가면서 상기 기준 채널 및 상기 비교 채널의 2개의 신호들을 더하면, 2개의 신호들이 정확히 180도 차이가 나고 이득 오차도 없을 때 가장 낮은 파워가 검출될 수 있다. 이러한 방식으로 상기 비교 채널이 약 0도에서 최적의 위상/이득을 가지도록, 즉 상기 비교 채널이 0도 위상 오차 및 0dB 이득 오차를 가지도록 맞출 수 있다.

제2 채널(1100-2)에 대해 상술한 프로세스를 완료한 이후에, 제3 내지 제8 채널들(1100-3~1100-8)에 대해서도 상술한 프로세스를 순차적으로 수행할 수 있다.

도 1, 3 및 6을 참조하면, 상기 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 제3 채널(1100-3)을 설정하는데 있어서(단계 S250), 마찬가지로 상기 제1 위상 및 상기 제2 위상이 각각 약 0도 및 180도인 경우에 기초하여 설명하도록 한다.

상기 기준 채널인 제2 채널(1100-2)의 위상 및 이득을 도 4 및 5의 동작에 의해 설정된 상기 제1 위상 및 상기 제1 이득으로 설정하고(단계 S610), 상기 비교 채널인 제3 채널(1100-3)의 위상 및 이득을 제4 위상 및 상기 제1 이득으로 설정할 수 있다(단계 S620). 예를 들어, 상기 제4 위상은 상기 제2 위상과 근접한 약 170도이고, 상기 제1 이득은 약 -2dB일 수 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 제4 위상 및 상기 제1 이득은 실시예에 따라서 다양하게 변경될 수 있고, 상기 비교 채널의 현재 위상 및 이득 코드 값(또는 상태(state))을 저장하는 것으로 설명될 수도 있다. 위상 설정 값이 달라지는 것을 제외하면, 단계 S610 및 S620은 도 4의 단계 S510 및 S520과 각각 실질적으로 동일할 수 있다.

이후의 단계 S630, S640, S650, S660 및 S670은 도 4의 단계 S530, S540, S550, S560 및 S570과 각각 실질적으로 동일하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도 7a, 7b, 7c 및 7d는 도 3의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

도 7a 및 7b를 참조하면, 도 3의 단계 S110, S120, S130, S150, S170 및 S180이 수행됨을 나타내고 있다.

구체적으로, 먼저 도 7a에 도시된 것처럼, 상기 보정 회로는 제1 및 제2 채널들(1100-1, 1100-2)과 관련 경로만을 활성화하고 나머지 채널들(1100-3~1100-8)과 관련 경로는 비활성화할 수 있다. 도 7a 및 이후의 도면에서, 비활성화된 구성요소 및 경로를 점선으로 도시하였다. 상기 보정 회로는 제1 채널(1100-1)을 약 180도로 설정하고, 도 4 및 5를 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제2 채널(1100-2)을 약 0도로 설정할 수 있다. 제2 채널(1100-2)의 설정을 위해 테스트 신호(TS12)를 제1 및 제2 채널들(1100-1, 1100-2)에 제공하고 제1 및 제2 채널들(1100-1, 1100-2)로부터 테스트 결과 신호(TRS12)를 수신할 수 있다.

이와 유사하게, 제3 내지 제7 채널들(1100-3~1100-7)을 약 0도로 설정할 수 있다.

마지막으로 도 7b에 도시된 것처럼, 상기 보정 회로는 제1 및 제8 채널들(1100-1, 1100-8)과 관련 경로만을 활성화하고, 도 4 및 5를 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제8 채널(1100-8)을 약 0도로 설정할 수 있다. 제8 채널(1100-8)의 설정을 위해 테스트 신호(TS18)를 제1 및 제8 채널들(1100-1, 1100-8)에 제공하고 제1 및 제8 채널들(1100-1, 1100-8)로부터 테스트 결과 신호(TRS18)를 수신할 수 있다.

도 7c를 참조하면, 도 3의 단계 S210, S230 및 S250이 수행됨을 나타내고 있다.

구체적으로, 상기 보정 회로는 제2 및 제3 채널들(1100-2, 1100-3)과 관련 경로만을 활성화하고, 제2 채널(1100-2)을 약 0도로 설정하며, 도 6을 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제3 채널(1100-3)을 약 180도로 설정할 수 있다. 제3 채널(1100-3)의 설정을 위해 테스트 신호(TS23)를 제2 및 제3 채널들(1100-2, 1100-3)에 제공하고 제2 및 제3 채널들(1100-2, 1100-3)로부터 테스트 결과 신호(TRS23)를 수신할 수 있다.

도 7d를 참조하면, 도 3의 단계 S310, S330 및 S350이 수행됨을 나타내고 있다.

구체적으로, 상기 보정 회로는 제1 및 제3 채널들(1100-1, 1100-3)과 관련 경로만을 활성화하고, 제3 채널(1100-3)을 약 180도로 설정하며, 도 4 및 5를 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제1 채널(1100-1)을 약 0도로 설정할 수 있다. 제1 채널(1100-1)의 설정을 위해 테스트 신호(TS31)를 제1 및 제3 채널들(1100-1, 1100-3)에 제공하고 제1 및 제3 채널들(1100-1, 1100-3)로부터 테스트 결과 신호(TRS31)를 수신할 수 있다.

상술한 프로세스를 모두 마치게 되면, 복수의 채널들(1100-1~1100-8)이 모두 동일한 위상으로 맞춰지기 때문에, 칩 내에서 발생하는 위상 및 이득에 의한 오차가 보상될 수 있다.

한편, 하나의 위상(즉, 상기 제1 위상)에서만 오차를 보상하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 위상들에서 오차를 보상하도록 구현될 수도 있다. 예를 들어, 위상 천이기의 각 위상 상태(state)의 차이에 의한 오차까지 보상하기 위하여, 5-bit의 경우 약 11.2도씩 기준 채널의 위상을 바꾸어 가며 모든 위상에서 동기화를 시킬 수 있으며, 이 경우 보다 정확한 빔 패턴을 형성하는데 유리할 수 있다.

도 8a 및 8b는 도 1의 보정 회로 및 다채널 빔포밍 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

도 2, 8a 및 8b를 참조하면, 복수의 채널들(1100-1~1100-8)에 포함되는 스위치 회로들(예를 들어, 도 2의 1150, 1160) 및 상기 보정 회로에 포함되는 송수신 채널 선택기(2400)를 이용하여 상기 송신 경로 및 상기 수신 경로 모두를 상대적으로 쉽고 간단하게 보정할 수 있다. 도 8a 및 8b는 제1 및 제7 채널들(1100-1, 1100-7)을 선택하여 제7 채널(1100-7)에 대한 보상 동작을 수행하는 경우를 예시하고 있다.

도 8a에 도시된 것처럼, 제1 및 제7 채널들(1100-1, 1100-7)에 포함되는 스위치 회로들을 이용하여 제1 및 제7 채널들(1100-1, 1100-7)의 송신 경로들(TX_P1, TX_P7)을 활성화하고, 송수신 채널 선택기(2400)에 포함되는 DPDT 스위치를 도시된 것처럼 연결할 수 있다. 이 때, 테스트 신호(TS17_TX)는 상기 송신 모드에서 출력하고자 하는 송신 신호에 대응할 수 있다. 테스트 신호(TS17_TX)는 송수신 채널 선택기(2400) 및 결합/분배기들(1200-1, 1200-4, 1300-1~1300-3)을 거쳐서 송신 경로들(TX_P1, TX_P7)의 입력단으로 제공될 수 있다. 송신 경로들(TX_P1, TX_P7)의 출력단으로부터 신호들을 피드백하며, 피드백된 신호들은 전력 커플러들(2100-1, 2100-7) 및 채널 선택 구조들(2200-1, 2200-4, 2300-1~2300-3)을 거쳐서 테스트 결과 신호(TRS17_TX)로서 송수신 채널 선택기(2400)에 제공될 수 있다. 테스트 신호(TS17_TX) 및 테스트 결과 신호(TRS17_TX)에 기초하여 제7 채널(1100-7)의 송신 경로(TX_P7)를 설정할 수 있다.

또한 도 8b에 도시된 것처럼, 제1 및 제7 채널들(1100-1, 1100-7)에 포함되는 스위치 회로들을 이용하여 제1 및 제7 채널들(1100-1, 1100-7)의 수신 경로들(RX_P1, RX_P7)을 활성화하고, 송수신 채널 선택기(2400)에 포함되는 DPDT 스위치를 도시된 것처럼 연결할 수 있다. 이 때, 테스트 신호(TS17_RX)는 상기 수신 모드에서 제공받는 수신 신호에 대응할 수 있다. 테스트 신호(TS17_RX)는 송수신 채널 선택기(2400), 채널 선택 구조들(2200-1, 2200-4, 2300-1~2300-3) 및 전력 커플러들(2100-1, 2100-7)을 거쳐서 수신 경로들(RX_P1, RX_P7)의 입력단으로 제공될 수 있다. 수신 경로들(RX_P1, RX_P7)의 출력단으로부터 출력되는 신호들은 결합/분배기들(1200-1, 1200-4, 1300-1~1300-3)을 거쳐서 테스트 결과 신호(TRS17_RX)로서 송수신 채널 선택기(2400)에 제공될 수 있다. 테스트 신호(TS17_RX) 및 테스트 결과 신호(TRS17_RX)에 기초하여 제7 채널(1100-7)의 수신 경로(RX_P7)를 설정할 수 있다.

상술한 방식을 이용하여, 복수의 송신 경로들(TX_P1~TX_P8)과 복수의 수신 경로들(RX_P1~RX_P8)을 독립적으로 보상할 수 있다. 다시 말하면, 복수의 송신 경로들(TX_P1~TX_P8)에 대해 도 3 내지 7을 참조하여 상술한 프로세스를 수행하고, 복수의 수신 경로들(RX_P1~RX_P8)에 대해서도 도 3 내지 7을 참조하여 상술한 프로세스를 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로, 다채널 빔포밍 시스템 및 채널 보정 방법에서는, 다채널 신호 비교 방식에 기초하여 복수의 채널들(1100-1~1100-8)의 위상 및 이득을 보상하며, 피드백에 의한 신호의 비교를 위해 자체 LO와 I/Q 믹서를 사용하지 않고 포락선 검출기를 사용할 수 있다. 한 채널을 고정하고, 다른 채널의 위상과 이득을 바꾸어 가며 더한 신호의 포락선을 측정함으로써 두 채널의 위상과 이득의 차이를 검출하고, 이것을 피드백하여 채널을 보정하는 방법을 사용하면, 주파수에 덜 예민하고, I/Q 믹서 등을 사용하지 않기 때문에 LO 문제와 DC offset 문제가 없다는 장점이 있다. 또한, 스위치의 방향만 바꿔줌으로써 송수신단 모두를 간단하게 보정할 수 있다는 장점이 있다.

도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로 및 이를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템을 나타내는 블록도이다. 이하 도 1과 중복되는 설명은 생략한다.

도 9를 참조하면, 다채널 빔포밍 시스템(200)은 복수의 채널들(1100-1~1100-8) 및 보정 회로를 포함하며, 복수의 결합/분배기들(1200-1~1200-4, 1300-1~1300-3) 및 신호 처리기(1400)를 더 포함할 수 있다.

상기 보정 회로의 구성이 변경되는 것을 제외하면, 도 9의 다채널 빔포밍 시스템(200)은 도 1의 다채널 빔포밍 시스템(100)과 실질적으로 동일할 수 있다.

상기 보정 회로는 선택부, 전력 검출기(3600), 아날로그-디지털 변환기(3700) 및 보정기(3800)를 포함한다. 전력 검출기(3600), 아날로그-디지털 변환기(3700) 및 보정기(3800)는 도 1의 전력 검출기(2500), 아날로그-디지털 변환기(2600) 및 보정기(2700)와 각각 실질적으로 동일할 수 있다.

상기 선택부는 복수의 1/4 파장(λ) 트랜스포머들(3100-11, 3100-21, 3100-31, 3100-41, 3100-51, 3100-61, 3100-71, 3100-81, 3100-12, 3100-22, 3100-32, 3100-42, 3100-52, 3100-62, 3100-72, 3100-82), 복수의 스위치들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-5, 3200-6, 3200-7, 3200-8), 복수의 1/2 파장 트랜스포머들(3300-1, 3300-2, 3300-3, 3300-4), 결합/분배기(3400) 및 송수신 채널 선택기(3500)를 포함할 수 있다. 상기 파장은 다채널 빔포밍 시스템(200)을 통해 송수신되는 신호의 파장을 나타낼 수 있다.

복수의 1/4 파장 트랜스포머들(3100-11~3100-81, 3100-12~3100-82)은 복수의 채널들(1100-1~1100-8)과 연결될 수 있다. 하나의 채널에 2개의 1/4 파장 트랜스포머들이 연결되며, 1/4 파장 트랜스포머들(3100-11~3100-81, 3100-12~3100-82)의 개수는 채널들(1100-1~1100-8)의 개수의 2배와 동일할 수 있다. 예를 들어, 1/4 파장 트랜스포머(3100-11)는 제1 채널(1100-1)과 직접 연결되며, 1/4 파장 트랜스포머(3100-12)는 1/4 파장 트랜스포머(3100-11)와 직접 연결될 수 있다.

복수의 스위치들(3200-1~3200-8)은 복수의 1/4 파장 트랜스포머들(3100-11~3100-81, 3100-12~3100-82)과 연결되며, 복수의 1/4 파장 트랜스포머들(3100-11~3100-81, 3100-12~3100-82)을 통해 복수의 채널들(1100-1~1100-8)과 연결될 수 있다. 하나의 채널에 하나의 스위치가 연결되며, 스위치들(3200-1~3200-8)의 개수는 채널들(1100-1~1100-8)의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 스위치(3200-1)는 1/4 파장 트랜스포머들(3100-11, 3100-12) 사이의 노드와 접지 전압 사이에 직접 연결될 수 있다. 스위치(3200-1)가 열려있는 경우에 제1 채널(1100-1)이 선택될 수 있다.

복수의 1/2 파장 트랜스포머들(3300-1~3300-4)은 복수의 1/4 파장 트랜스포머들(3100-12~3100-82)과 연결될 수 있다. 복수의 1/2 파장 트랜스포머들(3300-1~3300-4) 각각은 인접한 2개의 1/4 파장 트랜스포머들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 1/2 파장 트랜스포머(3300-1)는 1/4 파장 트랜스포머들(3100-12, 3100-22)과 직접 연결될 수 있다.

결합/분배기(3400)는 복수의 1/2 파장 트랜스포머들(3300-1~3300-4)과 연결되며, 결합/분배기들(1200-1~1200-4, 1300-1~1300-3)과 유사하게 동작할 수 있다. 송수신 채널 선택기(3500)는 결합/분배기(3400)와 연결되고, 테스트 결과 신호(TRS)를 수신하며, 도 1의 송수신 채널 선택기(2400)와 실질적으로 동일할 수 있다.

도 1의 다채널 빔포밍 시스템(100)과 다르게, 도 9의 다채널 빔포밍 시스템(200)에 포함되는 상기 선택부는 인접한 2개의 채널들을 동시에 선택할 수 없다. 예를 들어, 제1 채널(1100-1)을 상기 기준 채널로 선택하는 경우에, 제2 내지 제4 채널들(1100-2~1100-4)을 상기 비교 채널로 선택할 수 없고 제5 내지 제8 채널들(1100-5~1100-8)만을 상기 비교 채널로 선택할 수 있다. 따라서, 다채널 빔포밍 시스템(200)에서는 도 3 내지 7을 참조하여 상술한 채널 보정 방법을 수행할 수 없으며, 도 10 내지 13을 참조하여 상술하는 채널 보정 방법을 수행할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 채널 보정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 9의 다채널 빔포밍 시스템(200) 및 이에 포함되는 상기 보정 회로에 기초하여 도 10의 채널 보정 방법을 설명하도록 한다. 이하 도 3과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도 9 및 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 빔포밍 시스템(200)에서 상기 보정 회로를 이용한 채널 보정 방법에서, 복수의 채널들(1100-1~1100-8)을 제1 그룹의 채널들(1100-1~1100-4) 및 제2 그룹의 채널들(1100-5~1100-8)로 구분하고 각 그룹에 대해 보상 동작을 수행할 수 있다.

먼저 제1 채널(1100-1)을 기준 채널로 선택하고(단계 S1110), 상기 제2 그룹의 채널들(1100-5~1100-8)을 순차적으로 비교 채널로 선택하며, 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 제5 내지 제8 채널들(1100-5~1100-8)을 순차적으로 설정한다.

구체적으로, 먼저 K를 N/2+1로 설정하고(단계 S1120), 제K 채널(즉, 제5 채널(1100-5))을 상기 비교 채널로 선택하며(단계 S1130), 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제K 채널을 설정할 수 있다(단계 S1150). 상기 제2 그룹의 마지막 채널(즉, 제8 채널(1100-8))까지 단계 S1130 및 S1150이 모두 수행되지 않은 경우에는(단계 S1170: 아니오), K를 1만큼 증가시키고(단계 S1180), 단계 S1130 및 S1150을 반복할 수 있다. 이러한 반복을 통해 상기 제2 그룹의 채널들(1100-5~1100-8)이 동일한 위상에서 최적의 위상/이득 상태를 가지도록 보상될 수 있다.

단계 S1110, S1120, S1130, S1150, S1170 및 S1180은 도 3의 단계 S110, S120, S130, S150, S170 및 S180과 각각 유사할 수 있다.

이후에, 제5 채널(1100-5)을 기준 채널로 선택하고(단계 S1210), 상기 제1 그룹의 채널들(1100-1~1100-4)을 순차적으로 비교 채널로 선택하며, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 제1 내지 제4 채널들(1100-1~1100-4)을 순차적으로 설정한다.

구체적으로, 먼저 K를 1로 설정하고(단계 S1220), 제K 채널(즉, 제1 채널(1100-1))을 상기 비교 채널로 선택하며(단계 S1230), 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제K 채널을 설정할 수 있다(단계 S1250). 상기 제1 그룹의 마지막 채널(즉, 제4 채널(1100-4))까지 단계 S1230 및 S1250이 모두 수행되지 않은 경우에는(단계 S1270: 아니오), K를 1만큼 증가시키고(단계 S1280), 단계 S1230 및 S1250을 반복할 수 있다. 이러한 반복을 통해 상기 제1 그룹의 채널들(1100-1~1100-4)이 동일한 위상에서 최적의 위상/이득 상태를 가지도록 보상될 수 있다.

단계 S1210, S1220, S1230, S1250, S1270 및 S1280은 단계 S1110, S1120, S1130, S1150, S1170 및 S1180과 각각 유사할 수 있다.

도 11a, 11b, 11c 및 11d는 도 10의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

도 11a 및 11b를 참조하면, 도 10의 단계 S1110, S1120, S1130, S1150, S1170 및 S1180이 수행됨을 나타내고 있다.

구체적으로, 먼저 도 11a에 도시된 것처럼, 상기 보정 회로는 제1 및 제5 채널들(1100-1, 1100-5)과 관련 경로만을 활성화하고, 제1 채널(1100-1)을 약 180도로 설정하며, 도 4 및 5를 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제5 채널(1100-5)을 약 0도로 설정할 수 있다. 제5 채널(1100-5)의 설정을 위해 테스트 신호(TS15) 및 테스트 결과 신호(TRS15)가 이용될 수 있다.

이와 유사하게, 제6 및 제7 채널들(1100-6~1100-7)을 약 0도로 설정할 수 있다.

마지막으로 도 11b에 도시된 것처럼, 상기 보정 회로는 제1 및 제8 채널들(1100-1, 1100-8)과 관련 경로만을 활성화하고, 도 4 및 5를 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제8 채널(1100-8)을 약 0도로 설정할 수 있다. 제8 채널(1100-8)의 설정을 위해 테스트 신호(TS18) 및 테스트 결과 신호(TRS18)가 이용될 수 있다.

도 11c 및 11d를 참조하면, 도 10의 단계 S1210, S1220, S1230, S1250, S1270 및 S1280이 수행됨을 나타내고 있다.

구체적으로, 먼저 도 11c에 도시된 것처럼, 상기 보정 회로는 제1 및 제5 채널들(1100-1, 1100-5)과 관련 경로만을 활성화하고, 제5 채널(1100-5)을 약 180도로 설정하며, 도 4 및 5를 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제1 채널(1100-1)을 약 0도로 설정할 수 있다. 예를 들어, 제5 채널(1100-5)에 포함된 가변 이득 위상 천이기를 이용하여, 제5 채널(1100-5)의 위상을 도 11a의 동작에 의해 설정된 약 0도에서 약 180도 돌림으로써, 제5 채널(1100-5)을 약 180도로 설정할 수 있다. 제1 채널(1100-1)의 설정을 위해 테스트 신호(TS51) 및 테스트 결과 신호(TRS51)가 이용될 수 있다.

이와 유사하게, 제2 및 제3 채널들(1100-2~1100-3)을 약 0도로 설정할 수 있다.

마지막으로 도 11d에 도시된 것처럼, 상기 보정 회로는 제4 및 제5 채널들(1100-4, 1100-5)과 관련 경로만을 활성화하고, 도 4 및 5를 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제4 채널(1100-4)을 약 0도로 설정할 수 있다. 제4 채널(1100-4)의 설정을 위해 테스트 신호(TS54) 및 테스트 결과 신호(TRS54)가 이용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 채널 보정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 9의 다채널 빔포밍 시스템(200) 및 이에 포함되는 상기 보정 회로에 기초하여 도 12의 채널 보정 방법을 설명하도록 한다. 이하 도 3 및 10과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도 9 및 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 빔포밍 시스템(200)에서 상기 보정 회로를 이용한 채널 보정 방법에서, 단계 S1255가 변경되는 것을 제외하면 도 12의 방법은 도 10의 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 단계 S1110, S1120, S1130, S1150, S1170, S1180, S1210, S1220, S1230, S1270 및 S1280은 도 10의 단계 S1110, S1120, S1130, S1150, S1170, S1180, S1210, S1220, S1230, S1270 및 S1280과 각각 실질적으로 동일할 수 있다.

도 12의 방법에서는 상기 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제K 채널을 설정할 수 있다(단계 S1255). 단계 S1255는 도 3의 단계 S250과 유사할 수 있다.

도 13a 및 13b는 도 12의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

도 13a 및 13b를 참조하면, 도 12의 단계 S1210, S1220, S1230, S1255, S1270 및 S1280이 수행됨을 나타내고 있다.

구체적으로, 상기 보정 회로는 제1 및 제5 채널들(1100-1, 1100-5)과 관련 경로만을 활성화하고, 제5 채널(1100-5)을 약 0도로 설정하며, 도 6을 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제1 채널(1100-1)을 약 180도로 설정할 수 있다. 도 11c에서와 다르게, 제5 채널(1100-5)의 위상을 돌리는 동작이 불필요할 수 있다.

이와 유사하게, 제2 및 제3 채널들(1100-2~1100-3)을 약 180도로 설정할 수 있다.

마지막으로 도 11d에 도시된 것처럼, 상기 보정 회로는 제4 및 제5 채널들(1100-4, 1100-5)과 관련 경로만을 활성화하고, 도 6을 참조하여 상술한 프로세스를 수행하여 제4 채널(1100-4)을 약 180도로 설정할 수 있다.

도 12의 방법에 기초하여 보상 동작을 수행하는 경우에, 상기 제2 그룹의 채널들(1100-5~1100-8)은 약 0도에서 최적의 위상/이득 상태를 가지도록 보상되고, 상기 제1 그룹의 채널들(1100-1~1100-4)은 약 180도에서 최적의 위상/이득 상태를 가지도록 보상될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제1 그룹의 채널들(1100-1~1100-4)과 상기 제2 그룹의 채널들(1100-5~1100-8)을 서로 다르게(예를 들어, 약 180도 차이가 나게) 설정할 수 있는데, 이러한 방식으로 채널 설정을 하여도 칩 내에서 발생하는 오프셋은 보정이 가능할 수 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 도 1의 다채널 빔포밍 시스템(100) 또한 도 10 및 12의 채널 보정 방법을 수행할 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로 및 이를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템을 나타내는 블록도이다. 이하 도 1 및 9와 중복되는 설명은 생략한다.

도 14를 참조하면, 다채널 빔포밍 시스템(300)은 복수의 채널들(1100-a, 1100-b, 1100-c, 1100-d, 1100-e, 1100-f, 1100-g, 1100-h) 및 보정 회로를 포함하며, 복수의 결합/분배기들(1200-1~1200-4, 1300-1~1300-3) 및 신호 처리기(1400)를 더 포함할 수 있다.

복수의 채널들(1100-a~1100-h) 및 상기 보정 회로의 구성이 변경되는 것을 제외하면, 도 14의 다채널 빔포밍 시스템(300)은 도 1의 다채널 빔포밍 시스템(100)과 실질적으로 동일할 수 있다.

도 1의 복수의 채널들(1100-1~1100-8)과 다르게, 복수의 채널들(1100-a~1100-h)은 복수의 송신 경로들(TX_P1~TX_P8)만을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국과 같이 칩 사이즈가 크게 중요하지 않는 경우, 또는 레이더 시스템의 경우에 송신 경로와 수신 경로를 분리하여 제작할 수 있다. 예를 들어, 복수의 채널들(1100-a~1100-h) 각각은 도 2의 전력 증폭기(1110), 가변 이득 위상 천이기(1130) 및 안테나(1170)만을 포함하여 구현될 수 있다.

상기 보정 회로는 선택부, 전력 검출기(4500), 아날로그-디지털 변환기(4600) 및 보정기(4700)를 포함한다. 전력 검출기(4500), 아날로그-디지털 변환기(4600) 및 보정기(4700)는 도 1의 전력 검출기(2500), 아날로그-디지털 변환기(2600) 및 보정기(2700)와 각각 실질적으로 동일할 수 있다.

상기 선택부는 복수의 전력 커플러들(4100-1, 4100-2, 4100-3, 4100-4, 4100-5, 4100-6, 4100-7, 4100-8), 복수의 제1 채널 선택기들(4200-1, 4200-2, 4200-3, 4200-4), 복수의 제2 채널 선택기들(4300-1, 4300-2) 및 결합/분배기(4400)를 포함할 수 있다.

복수의 전력 커플러들(4100-1~4100-8)은 도 1의 복수의 전력 커플러들(2100-1~2100-8)과 각각 실질적으로 동일할 수 있다.

복수의 제1 채널 선택기들(4200-1~4200-4)은 복수의 전력 커플러들(4100-1~4100-8)과 연결될 수 있다. 복수의 제1 채널 선택기들(4200-1~4200-4) 각각은 인접한 2개의 전력 커플러들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 채널 선택기(4200-1)는 전력 커플러들(4100-1, 4100-2)과 직접 연결될 수 있다.

복수의 제2 채널 선택기들(4300-1, 4300-2)은 복수의 제1 채널 선택기들(4200-1~4200-4)과 연결될 수 있다. 복수의 제2 채널 선택기들(4300-1, 4300-2) 각각은 인접한 2개의 채널 선택기들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 채널 선택기(4300-1)는 제1 채널 선택기들(4200-1, 4200-2)과 직접 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 복수의 제1 및 제2 채널 선택기들(4200-1~4200-4, 4300-1, 4300-2)은 SPDT 스위치 또는 SP3T 스위치를 포함하여 구현될 수 있다. SPDT 스위치는 입력되는 2개의 신호들 중 하나만을 통과하게 하는 역할을 하며, SP3T 스위치는 2개의 신호들을 모두 통과하지 못하게 하는 역할을 추가할 수 있다.

결합/분배기(4400)는 복수의 제2 채널 선택기들(4300-1, 4300-2)과 연결되며, 도 9의 결합/분배기(3400)와 유사할 수 있다.

도 1 및 9의 다채널 빔포밍 시스템(100, 200)과 다르게, 도 14의 다채널 빔포밍 시스템(300)에 포함되는 복수의 채널들(1100-a~1100-h)은 복수의 송신 경로들(TX_P1~TX_P8)만을 포함함에 따라, 도 14의 상기 보정 회로에 포함되는 상기 선택부에서는 송수신 채널 선택기가 생략 또는 제거될 수 있다. 도 9의 다채널 빔포밍 시스템(200)과 유사하게, 도 14의 다채널 빔포밍 시스템(300)은 도 3의 채널 보정 방법을 수행할 수 없으며, 도 10 및 12의 채널 보정 방법을 수행할 수 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 도 1 및 9의 다채널 빔포밍 시스템(100, 200)에 포함되는 복수의 채널들(1100-1~1100-8)이 도 14의 복수의 채널들(1100-a~1100-h)과 같이 구현되는 경우에, 도 1 및 9에서 송수신 채널 선택기(2400, 3500)는 생략 또는 제거될 수 있다.

도 15, 16a, 16b는 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템을 설명하기 위한 도면들이다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로가 집적된 약 28GHz 4채널 빔포밍 시스템을 실제 구현한 사진을 나타내고 있다.

도 16a를 참조하면, 도 15의 4채널 빔포밍 시스템에서 채널 4를 기준으로 채널 3을 각각 위상과 이득을 바꿔가며 신호를 더했을 때 실제 측정된 포락선을 나타내고 있다. 도 16b를 참조하면, 도 15의 4채널 빔포밍 시스템에서 채널 4를 기준으로 채널 2를 각각 위상과 이득을 바꿔가며 신호를 더했을 때 실제 측정된 포락선을 나타내고 있다.

각 채널의 위상 및 이득 오차가 없을 때(즉, 180도 차이인 경우), 가장 낮은 파워가 나오는 것을 확인할 수 있다. 이렇게 채널 3과 채널 2를 각각 채널 4를 기준으로 맞춘 후 두 채널 간의 위상 및 이득 오차를 측정하였을 때 보정 전 약 9도/1dB 오차에서 보정 후 약 1.2도/0.2dB 오차로 줄어든 것을 확인할 수 있다. I/Q 믹서 등을 사용하지 않았기 때문에 LO 문제와 DC offset 문제가 없이 상당히 간단한 회로로 높은 수준의 보정이 이루어진 것을 확인할 수 있다.

채널간 위상 및 이득 오차 보상은 5G / B5G 통신에 반드시 필요한 기술이다. 또한, 사이드로브 증가가 큰 영향을 미치는 레이더 시스템과 무선전력 전송 시스템에도 반드시 필요한 기술이다. 하지만 종래에 사용한 기술은 LO가 필요하다는 점, I/Q 믹서의 DC offset 문제뿐만 아니라, 송수신단 모두를 보정하기 위하여는 복잡한 피드백 회로까지 필요하다는 문제가 있었다. 기존의 방법은 각 채널의 위상과 이득의 절대값을 뽑아내서 보정하는 원리를 취하기 때문에 복잡성이 더욱 커졌는데, 본 발명에서 제안한 방법은 절대값을 이용하는 것이 아니라 칩 내에서 기준점을 두고 상대값을 이용하여 보정하기 때문에 복잡성을 많이 줄일 수 있다. 또한, I/Q 믹서를 사용하지 않기 때문에 LO시그널이 필요하지 않고, DC offset 문제도 없다는 장점이 있다. 뿐만 아니라 본 발명에서 제안한 방법은 주파수에 예민하지 않은 구조이기 때문에 멀티밴드 다채널 칩에도 쉽게 적용이 가능하며, 송수신단 모두 간단하게 보정이 가능하다는 장점이 있다.

도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 다채널 빔포밍 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 17을 참조하면, 빔포밍 시스템(8000)은 송수신기(8100), 복수의 빔포밍 회로 어레이들(8200a, 8200b, ..., 8200h), 안테나 배열(8300) 및 보정 회로(8400)를 포함한다. 도 17은 8*8 채널의 능동 위상 배열 시스템을 예시하였으나, 빔포밍 시스템에 포함되는 구성요소들의 개수는 실시예에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.

송수신기(8100)는 송신 모드에서 암/복호화, 변/복조 등의 동작을 수행하여, 송신하고자 하는 데이터를 기저 대역의 신호, 중간 주파수 대역의 신호 및 RF 대역의 신호로 순차적으로 변환하여 복수의 빔포밍 회로 어레이들(8200a~8200h)에 제공한다. 송수신기(8100)는 수신 모드에서 복수의 안테나들(8300) 및 복수의 빔포밍 회로 어레이들(8200a~8200h)을 통해 수신된 RF 대역의 신호에 대한 암/복호화, 변/복조 등의 동작을 수행하여, 중간 주파수 대역의 신호, 기저 대역의 신호 및 데이터로 순차적으로 변환한다.

복수의 빔포밍 회로 어레이들(8200a~8200h)은 복수의 빔포밍 회로들을 포함한다. 예를 들어, 빔포밍 회로 어레이(8200a)는 제1 내지 제8 빔포밍 회로들(BFIC1-1, BFIC1-2, ..., BFIC1-8)을 포함한다. 도시하지는 않았지만, 빔포밍 회로 어레이들(8200b~8200h) 역시 복수의 빔포밍 회로들을 각각 포함할 수 있다.

안테나 배열(8300)은 복수의 안테나들을 포함한다. 각 안테나는 대응하는 빔포밍 회로와 연결되어 신호를 송/수신할 수 있다.

복수의 빔포밍 회로 어레이들(8200a~8200h)에 포함되는 하나의 빔포밍 회로 및 안테나 배열(8300)에 포함되는 하나의 안테나가 도 1 내지 14를 참조하여 상술한 하나의 채널에 대응할 수 있다.

보정 회로(8400)는 채널 간 위상 및 이득을 보상하며, 도 1 내지 14를 참조하여 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 보정 회로일 수 있다.

본 발명은 다채널 빔포밍 시스템을 포함하는 다양한 통신 장치 및 시스템과 이를 포함하는 다양한 전자 장치 및 시스템에 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 휴대폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC(personal computer), 노트북(laptop computer), 개인 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player; PMP), 디지털 카메라(digital camera), 휴대용 게임 콘솔(portable game console), 네비게이션(navigation) 기기, 웨어러블(wearable) 기기, 사물 인터넷(internet of things; IoT) 기기, 만물 인터넷(internet of everything; IoE) 기기, 가상 현실(virtual reality; VR) 기기, 증강 현실(augmented reality; AR) 기기 등과 같은 다양한 전자 기기에 유용하게 이용될 수 있다.

특히, 본 발명은 5G 이통통신 시스템(예를 들어, 약 28 GHz, 40 GHz 등), 군용 레이더 및 통신 시스템(예를 들어, X band, Ku band, W band 등), 위성통신 시스템(예를 들어, Ka band 등), 자동차용 레이더(예를 들어, 자율주행 자동차)(예를 들어, 약 79 GHz 등), 무선 전력 전송(예를 들어, 약 5.8 GHz 등) 등에 유용하게 이용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (18)

1. 복수의 채널들을 포함하는 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 보정 회로로서,
   상기 복수의 채널들과 연결되며, 상기 복수의 채널들 중 두 개를 선택하여 선택된 두 개의 채널들에 테스트 신호를 제공하고 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 테스트 결과 신호를 수신하는 선택부;
   상기 테스트 결과 신호에 기초하여 상기 선택된 두 개의 채널들의 전력을 검출하는 전력 검출기;
   상기 전력 검출기의 출력을 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및
   상기 아날로그-디지털 변환기의 출력에 기초하여 상기 복수의 채널들의 위상 및 이득을 보상하는 보정기를 포함하며,
   상기 복수의 채널들 중 하나를 기준 채널로 설정하고, 상기 기준 채널에 기초하여 상기 복수의 채널들 중 상기 기준 채널을 제외한 나머지 채널들의 위상 및 이득을 순차적으로 최적화시키며, 상기 나머지 채널 중 하나에 기초하여 상기 기준 채널의 위상 및 이득을 최적화시키는 보정 회로.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 채널들은 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함하고,
   상기 제1 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택하고, 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정하며,
   상기 제2 채널 내지 상기 제N 채널 중 상기 제2 채널을 상기 기준 채널로 선택하고 제3 채널을 상기 비교 채널로 선택하고, 상기 제1 위상과 다른 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제3 채널을 설정하며,
   상기 제3 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 상기 제1 채널을 상기 비교 채널로 선택하고, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널을 설정하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제2 채널을 설정하는데 있어서,
   상기 제1 채널의 위상 및 이득을 상기 제2 위상 및 제1 이득으로 설정하고 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 제3 위상 및 상기 제1 이득으로 설정한 상태에서, 상기 제1 및 제2 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 기준 출력 전력을 측정하고,
   상기 제1 채널의 위상 및 이득을 유지하면서 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 조절한 이후에, 상기 제1 및 제2 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 비교 출력 전력을 측정하며,
   상기 기준 출력 전력과 상기 비교 출력 전력을 비교하여 가장 작은 위상 오차 및 가장 작은 이득 오차를 가지도록 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 설정하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제3 채널을 설정하는데 있어서,
   상기 제2 채널의 위상 및 이득을 상기 제1 위상 및 제1 이득으로 설정하고 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 제3 위상 및 상기 제1 이득으로 설정한 상태에서, 상기 제2 및 제3 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 기준 출력 전력을 측정하고,
   상기 제2 채널의 위상 및 이득을 유지하면서 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 조절한 이후에, 상기 제2 및 제3 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 비교 출력 전력을 측정하며,
   상기 기준 출력 전력과 상기 비교 출력 전력을 비교하여 가장 작은 위상 오차 및 가장 작은 이득 오차를 가지도록 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 설정하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 채널들은 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함하고,
   상기 제1 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택하고, 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정하며,
   상기 제(N/2+1) 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 상기 제1 채널 내지 제N/2 채널을 순차적으로 상기 비교 채널로 선택하고, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널 내지 상기 제N/2 채널을 순차적으로 설정하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 채널들은 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함하고,
   상기 제1 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택하고, 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정하며,
   상기 제(N/2+1) 채널을 상기 기준 채널로 선택하고, 상기 제1 채널 내지 제N/2 채널을 순차적으로 상기 비교 채널로 선택하고, 상기 제1 위상과 다른 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널 내지 상기 제N/2 채널을 순차적으로 설정하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 채널들 각각은,
   송신 모드에서 활성화되어 송신 신호를 출력하는 송신 경로; 및
   수신 모드에서 활성화되어 수신 신호를 제공받는 수신 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 선택부는,
   상기 복수의 채널들과 연결되는 복수의 전력 커플러들;
   상기 복수의 전력 커플러들과 연결되는 복수의 제1 채널 선택 구조들;
   상기 복수의 제1 채널 선택 구조들과 연결되는 적어도 하나의 제2 채널 선택 구조; 및
   상기 제2 채널 선택 구조와 연결되는 송수신 채널 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 송신 모드에서,
   상기 테스트 신호는 상기 송신 신호이고,
   상기 송수신 채널 선택기는 상기 선택된 두 개의 채널들에 상기 송신 신호를 제공하며,
   상기 송수신 채널 선택기는 상기 전력 커플러들, 상기 제1 채널 선택 구조들 및 상기 제2 채널 선택 구조를 통해 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 상기 테스트 결과 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 수신 모드에서,
    상기 테스트 신호는 상기 수신 신호이고,
    상기 송수신 채널 선택기는 상기 제2 채널 선택 구조, 상기 제1 채널 선택 구조들 및 상기 전력 커플러들을 통해 상기 선택된 두 개의 채널들에 상기 수신 신호를 제공하며,
    상기 송수신 채널 선택기는 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 상기 테스트 결과 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 선택부는,
    상기 복수의 채널들과 연결되는 복수의 1/4 파장 트랜스포머들;
    상기 복수의 1/4 파장 트랜스포머들과 연결되는 복수의 스위치들;
    상기 복수의 1/4 파장 트랜스포머들과 연결되는 복수의 1/2 파장 트랜스포머들;
    상기 복수의 1/2 파장 트랜스포머들과 연결되는 결합/분배기; 및
    상기 결합/분배기와 연결되는 송수신 채널 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 채널들 각각은,
    송신 모드에서 활성화되어 송신 신호를 출력하는 송신 경로만을 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 선택부는,
    상기 복수의 채널들과 연결되는 복수의 전력 커플러들;
    상기 복수의 전력 커플러들과 연결되는 복수의 제1 채널 선택기들;
    상기 복수의 제1 채널 선택기들과 연결되는 적어도 하나의 제2 채널 선택기; 및
    상기 제2 채널 선택기와 연결되는 결합/분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 회로.
14. 복수의 채널들; 및
    상기 복수의 채널들과 연결되며, 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 보정 회로를 포함하고,
    상기 보정 회로는,
    상기 복수의 채널들과 연결되며, 상기 복수의 채널들 중 두 개를 선택하여 선택된 두 개의 채널들에 테스트 신호를 제공하고 상기 선택된 두 개의 채널들로부터 테스트 결과 신호를 수신하는 선택부;
    상기 테스트 결과 신호에 기초하여 상기 선택된 두 개의 채널들의 전력을 검출하는 전력 검출기;
    상기 전력 검출기의 출력을 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및
    상기 아날로그-디지털 변환기의 출력에 기초하여 상기 복수의 채널들의 위상 및 이득을 보상하는 보정기를 포함하며,
    상기 복수의 채널들 중 하나를 기준 채널로 설정하고, 상기 기준 채널에 기초하여 상기 복수의 채널들 중 상기 기준 채널을 제외한 나머지 채널들의 위상 및 이득을 순차적으로 최적화시키며, 상기 나머지 채널 중 하나에 기초하여 상기 기준 채널의 위상 및 이득을 최적화시키는 다채널 빔포밍 시스템.
15. 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함하는 복수의 채널들을 포함하는 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 채널 보정 방법으로서,
    상기 제1 채널을 기준 채널로 선택하는 단계;
    제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택하는 단계;
    제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정하는 단계;
    상기 제2 채널을 상기 기준 채널로 선택하는 단계;
    제3 채널을 상기 비교 채널로 선택하는 단계;
    상기 제1 위상과 다른 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제3 채널을 설정하는 단계;
    상기 제3 채널을 상기 기준 채널로 선택하는 단계;
    상기 제1 채널을 상기 비교 채널로 선택하는 단계; 및
    상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널을 설정하는 단계를 포함하는 채널 보정 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제2 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정하는 단계는,
    상기 제1 채널의 위상 및 이득을 상기 제2 위상 및 제1 이득으로 설정하는 단계;
    상기 제2 채널의 위상 및 이득을 제3 위상 및 상기 제1 이득으로 설정하는 단계;
    상기 제1 및 제2 채널들로부터 획득된 테스트 결과 신호에 기초하여 기준 출력 전력을 측정하는 단계;
    상기 제1 채널의 위상 및 이득을 유지하면서 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 조절하는 단계;
    상기 제1 및 제2 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 비교 출력 전력을 측정하는 단계; 및
    상기 기준 출력 전력과 상기 비교 출력 전력을 비교하여 가장 작은 위상 오차 및 가장 작은 이득 오차를 가지도록 상기 제2 채널의 위상 및 이득을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 보정 방법.
17. 제 15 항에 있어서, 상기 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제3 채널을 설정하는데 있어서,
    상기 제2 채널의 위상 및 이득을 상기 제1 위상 및 제1 이득으로 설정하는 단계;
    상기 제3 채널의 위상 및 이득을 제3 위상 및 상기 제1 이득으로 설정하는 단계;
    상기 제2 및 제3 채널들로부터 획득된 테스트 결과 신호에 기초하여 기준 출력 전력을 측정하는 단계;
    상기 제2 채널의 위상 및 이득을 유지하면서 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 조절하는 단계;
    상기 제2 및 제3 채널들로부터 획득된 상기 테스트 결과 신호에 기초하여 비교 출력 전력을 측정하는 단계; 및
    상기 기준 출력 전력과 상기 비교 출력 전력을 비교하여 가장 작은 위상 오차 및 가장 작은 이득 오차를 가지도록 상기 제3 채널의 위상 및 이득을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 보정 방법.
18. 제1 채널 내지 제N(N은 3 이상의 자연수) 채널을 포함하는 복수의 채널들을 포함하는 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 채널 보정 방법으로서,
    상기 제1 채널을 기준 채널로 선택하는 단계;
    제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 비교 채널로 선택하는 단계;
    제1 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제(N/2+1) 채널 내지 상기 제N 채널을 순차적으로 설정하는 단계;
    상기 제(N/2+1) 채널을 상기 기준 채널로 선택하는 단계;
    상기 제1 채널 내지 제N/2 채널을 순차적으로 상기 비교 채널로 선택하는 단계; 및
    상기 제1 위상에서 또는 상기 제1 위상과 다른 제2 위상에서 가장 낮은 전력을 갖도록 상기 제1 채널 내지 상기 제N/2 채널을 순차적으로 설정하는 단계를 포함하는 채널 보정 방법.
    

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