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KR102112003B1 - 빔 분할 다중 접속 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치 및 방법 - Google Patents

빔 분할 다중 접속 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치 및 방법 Download PDF

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KR102112003B1
KR102112003B1 KR1020140052744A KR20140052744A KR102112003B1 KR 102112003 B1 KR102112003 B1 KR 102112003B1 KR 1020140052744 A KR1020140052744 A KR 1020140052744A KR 20140052744 A KR20140052744 A KR 20140052744A KR 102112003 B1 KR102112003 B1 KR 102112003B1
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beam pattern
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유종원
유솔지
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삼성전자주식회사
한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 빔 분할 다중 접속(Beam Division Multiple Access: BDMA) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 빔 패턴 조정 방법에 있어서, 상기 빔 패턴 조정 장치가 포함하는 배열 안테나가 포함하는 안테나 엘리먼트(element)들 각각에 대한 전압 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio: VSWR) 값이 임계 VSWR 값 이상인지 검사하는 과정과, 상기 안테나 엘리먼트들 중 그 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트가 존재할 경우, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 검출하는 과정과, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 기반으로 빔 패턴을 조정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

빔 분할 다중 접속 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ADJUSTING BEAM PATTERN IN COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING BEAM DIVISION MULTIPLE ACCESS SCHEME}
본 발명은 빔 분할 다중 접속(Beam Division Multiple Access: BDMA, 이하 ‘BDMA’라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴(beam pattern) 조정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 적어도 두 개의 안테나 엘리먼트(element)들을 포함하는 배열 안테나(array antenna)의 빔 패턴을 조정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대 단말기에서 사용되는 안테나는 상기 휴대 단말기의 사용자가 상기 휴대 단말기를 사용하기 위하여 손에 쥐고 있게 되면, 사용자의 손과 머리 등과 같은 인체에 존재하는 전자기적 특성에 의하여 그 안테나 특성에 변화가 생긴다. 이런, 안테나 특성의 변화로 인해서 상기 휴대 단말기에서 사용되는 안테나는 안테나 단과 시스템 단의 임피던스 매칭(impedance matching)이 이루어지지 않게 되고, 이런 임피던스 미스매칭(impedance miss matching)은 결과적으로 휴대 단말기의 통신 성능까지 저하시키게 된다.
따라서, 이런 임피던스 미스매칭에 의한 안테나 성능의 저하를 막기 위한 다양한 방식들이 제안된 바 있으며, 그 중 대표적인 방식이 자동 임피던스 매칭 방식이다. 그러면 여기서 상기 자동 임피던스 매칭 방식에 대해서 구체적으로 설명되면 다음과 같다.
상기 자동 임피던스 매칭 방식은, 안테나를 통해서 수신되는, 크기(magnitude) 신호와 위상(phase) 신호가 결합되어 있는 형태를 가지는 전압 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio: VSWR, 이하 ‘VSWR’라 칭하기로 한다) 값을 검출하여, 안테나 주파수의 임피던스를 자동으로 매칭시켜주는 방식이다. 여기서, 상기 휴대 단말기가 신호 검출부와, 제어부와, 가변 캐패시터(capacitor)를 포함하여 구현된다고 가정하면, 상기 신호 검출부가 상기 안테나를 통해 수신되는 VSWR 신호를 검출하고, 상기 제어부가 원하는 송/수신 주파수에 매칭되는 임피던스가 되도록 상기 가변 캐패시터의 값을 조정한다. 상기 자동 임피던스 매칭 방식에서는, 이렇게 가변 캐패시터의 값이 조정됨으로써 상기 휴대 단말기에서 안테나 주파수의 임피던스가 최적의 값을 갖도록 할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같은 자동 임피던스 매칭 방식은 안테나 주파수의 임피던스가 최적의 값을 갖도록 하는 효과를 갖는 것은 사실이지만, 다음과 같은 한계점들을 가진다.
첫 번째로, 인체는 주파수에 따라 변화하는 전자기적 특성을 나타낸다. 특히, 인체는 현재 사용되고 있는 일반적인 휴대 단말기에서 사용되는 주파수 대역에서는 유전체 형태의 전자기적 특성을 가진다. 하지만, BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템과 같이 비교적 높은 주파수 대역, 일 예로 10GHz 이상의 주파수 대역에서 인체는 도체와 유사한 전자기적 특성을 가진다.
따라서, 일반적인 통신 시스템에서는 임피던스 변화가 크지 않고, 가변 캐패시터 등을 사용하여 인체로 인한 전자기적 특성을 고려하여 임피던스 매칭 동작을 수행하는 것이 가능하였으나, 비교적 높은 주파수 대역, 일 예로 10GHz 이상의 높은 주파수 대역에서는 인체에 의하여 안테나가 가려진 정도에 따라 방사 자체가 불가능한 상황이 발생하게 된다.
따라서, 비교적 높은 주파수 대역, 일 예로 10GHz 이상의 높은 주파수 대역에서는 상기 자동 임피던스 매칭 방식이 사용된다고 할지라도 그 성능을 보장하는 것은 어렵다.
두 번째로, BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템은 통신 용량을 증가시키기 위해 배열 안테나를 사용한다. 일반적으로, 상기 배열 안테나는 다수의 안테나 엘리먼트들을 배열하여 안테나의 지향성을 높이기 위하여 사용되는데, 각안테나 엘리먼트의 위상을 조정하여 빔이 특정 방향으로 방사되도록 제어한다.
하지만, 상기 자동 임피던스 매칭 방식은 다수의 안테나 엘리먼트들이 아닌 개별 안테나의 임피던스 매칭만을 타겟으로 하고 있기 때문에, 배열 안테나 환경에서 발생될 수 있는 다양한 현상들, 일 예로 빔의 틀어짐 현상과 같은 배열 안테나 환경에서 발생될 수 있는 다양한 현상들에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않다.
한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 적어도 두 개의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 배열 안테나의 빔 패턴을 조정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 이득 저하를 감소시켜 통신 시스템 성능을 향상시키는 빔 패턴 조정 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나에 대한 외부 영향을 감소시켜 통신 시스템 성능을 향상시키는 빔 패턴 조정 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 용량을 증대시키는 빔 패턴 조정 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 VSWR 신호를 기반으로 빔 패턴을 조정하는 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치는; 빔 분할 다중 접속(Beam Division Multiple Access: BDMA) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치에 있어서, 상기 빔 패턴 조정 장치가 포함하는 배열 안테나가 포함하는 안테나 엘리먼트(element)들 각각에 대한 전압 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio: VSWR) 값이 임계 VSWR 값 이상인지 검사하고, 상기 안테나 엘리먼트들 중 그 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트가 존재할 경우, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 검출하는 제어부와, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 기반으로 빔 패턴을 조정하는 조정부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 다른 장치는; 빔 분할 다중 접속(Beam Division Multiple Access: BDMA) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치에 있어서, 상기 빔 패턴 조정 장치가 포함하는 배열 안테나가 포함하는 안테나 엘리먼트(element)들 각각에 대한 전압 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio: VSWR) 값이 임계 VSWR 값 이상인지 검사하고, 상기 안테나 엘리먼트들 중 그 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트가 존재할 경우, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 검출하고, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 기반으로 빔 패턴을 조정하는 프로세서를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 방법은; 빔 분할 다중 접속(Beam Division Multiple Access: BDMA) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 빔 패턴 조정 방법에 있어서, 상기 빔 패턴 조정 장치가 포함하는 배열 안테나가 포함하는 안테나 엘리먼트(element)들 각각에 대한 전압 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio: VSWR) 값이 임계 VSWR 값 이상인지 검사하는 과정과, 상기 안테나 엘리먼트들 중 그 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트가 존재할 경우, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 검출하는 과정과, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 기반으로 빔 패턴을 조정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면들과, 이득들 및 핵심적인 특징들은 부가 도면들과 함께 처리되고, 본 발명의 바람직한 실시예들을 게시하는, 하기의 구체적인 설명으로부터 해당 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴을 적응적으로 조정하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 적어도 두 개의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 배열 안테나의 빔 패턴을 적응적으로 조정하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 이득 저하를 감소시켜 통신 시스템 성능을 향상시키는 것이 가능하도록 빔 패턴을 조정하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나에 대한 외부 영향을 감소시켜 통신 시스템 성능을 향상시키는 것이 가능하도록 빔 패턴을 조정하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 용량을 증대시키는 것이 가능하도록 빔 패턴을 조정하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 VSWR 신호를 기반으로 빔 패턴을 조정하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 동작 상황을 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 가려짐 현상을 개략적으로 도시한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 가려짐 현상에 따른 반사 계수의 값을 개략적으로 도시한 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 1x4 배열 안테나가 사용될 경우의 안테나 가려짐 현상에 따른 반사 계수의 값을 개략적으로 도시한 도면;
도 7은 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나와 인체간의 거리에 따른 반사 계수의 값을 개략적으로 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나의 가려짐 정도에 따른 반사 계수의 값을 개략적으로 도시한 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나의 가려짐 정도에 따른 빔 패턴의 변화를 개략적으로 도시한 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 엘리먼트들의 동작 가능 여부에 대해서 결정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들을 사용하여 빔을 복원하는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들을 사용하여 빔을 복원하는 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 하기에서는 본 발명의 실시예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외의 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면들에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 빔 분할 다중 접속(Beam Division Multiple Access: BDMA, 이하 ‘BDMA’라 칭하기로 한다) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴(beam pattern) 조정 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 적어도 두 개의 안테나 엘리먼트(element)들을 포함하는 배열 안테나(array antenna)의 빔 패턴을 조정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 이득 저하를 감소시켜 통신 시스템 성능을 향상시키는 빔 패턴 조정 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나에 대한 외부 영향을 감소시켜 통신 시스템 성능을 향상시키는 빔 패턴 조정 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 채널 용량을 증대시키는 빔 패턴 조정 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 전압 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio: VSWR, 이하 ‘VSWR’라 칭하기로 한다) 신호를 기반으로 빔 패턴을 조정하는 장치 및 방법을 제안한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 장치 및 방법은 롱 텀 에볼루션 (LTE: Long-Term Evolution, 이하 ‘LTE’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 롱 텀 에볼루션-어드밴스드 (LTE-A: Long-Term Evolution-Advanced, 이하 ‘LTE-A’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 하향 링크 패킷 접속(high speed downlink packet access: HSDPA, 이하 ‘HSDPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 고속 상향 링크 패킷 접속(high speed uplink packet access: HSUPA, 이하 ‘HSUPA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3세대 프로젝트 파트너쉽 2(3rd generation project partnership 2: 3GPP2, 이하 ‘3GPP2’라 칭하기로 한다)의 고속 레이트 패킷 데이터(high rate packet data: HRPD, 이하 ‘HRPD’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 광대역 부호 분할 다중 접속(WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access, 이하 ‘WCDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 3GPP2의 부호 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 ‘CDMA’라 칭하기로 한다) 이동 통신 시스템과, 국제 전기 전자 기술자 협회(IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 ‘IEEE’라 칭하기로 한다) 802.16m 통신 시스템과, 진화된 패킷 시스템(EPS: Evolved Packet System, 이하 'EPS'라 칭하기로 한다)과, 모바일 인터넷 프로토콜(Mobile Internet Protocol: Mobile IP, 이하 ‘Mobile IP ‘라 칭하기로 한다) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 적용 가능하다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 동작 상황에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 동작 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 먼저 상기 빔 패턴 조정 장치는 일 예로 휴대 단말기에 구현된다고 가정하기로 하며, 상기 휴대 단말기는 적어도 2개의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 배열 안테나를 포함한다. 여기서, 상기 휴대 단말기는 인체에 접촉되며, 본 발명의 일 실시예에 다른 빔 패턴 조정 장치는 비교적 높은 주파수 대역, 일 예로 10GHz 이상의 주파수 대역에서도 인체로 인한 전자기적 특성을 고려하여 임피던스 매칭(impedance matching)이 가능하도록 하며, 이에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 동작 상황에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 빔 패턴 조정 장치는 다수의 안테나들, 일 예로 N개의 안테나들, 즉 안테나#1(211-1)과, 안테나#2(211-2)와, … , 안테나#N(211-N)과, 상기 N개의 안테나들에 연결되는 N개의 조정부들, 즉 조정부#1(213-1)과, … , 조정부#N(213-N)과, 제어부(215)와, 검출부(217)를 포함한다. 여기서, 상기 안테나#1(211-1)과, 안테나#2(211-2)와, … , 안테나#N(211-N)는 1개의 배열 안테나에 포함된다. 즉, 상기 안테나#1(211-1)과, 안테나#2(211-2)와, … , 안테나#N(211-N) 각각이 배열 안테나에 포함되는 안테나 엘리먼트가 되는 것이다.
상기 제어부(215)는 상기 빔 패턴 조정 장치의 전반적인 동작을 수행하며, 특히 상기 N개의 안테나들로부터 수신되는 VSWR 신호를 기반으로 손과, 머리 등과 같은 인체가 특정 안테나에 근접한 정도를 검출하고, 상기 특정 안테나의 정상적인 동작 여부를 결정한다. 또한, 상기 제어부(215)는 상기 N개의 안테나들 중 상기 특정 안테나를 제외한 나머지 안테나들 각각에 대한 VSWR 신호가 포함하고 있는 크기(magnitude) 신호와 위상(phase) 신호를 검출한다. 특히, 상기 제어부(215)는 하기 도 3 내지 도 12에서 설명되는 바와 같은 빔 패턴 조정 장치의 전반적인 동작을 제어하며, 이에 대해서는 하기 도 3 내지 도 12에서 구체적으로 설명될 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 검출부(217)는 상기 N개의 안테나들로부터 반사되는 VSWR 신호를 검출한다.
또한, 상기 N개의 조정부들 각각은 증폭기와 위상 쉬프터(phase shifter)를 포함한다. 즉, 상기 조정부#1(213-1)은 위상 쉬프터#1(219-1)과, 증폭기#1(221-1)를 포함하며, 이런 식으로 마지막 조정부인 상기 조정부#N(213-N)은 위상 쉬프터#N(219-N)과, 증폭기#N(221-N)을 포함한다.
한편, 도 2에는 상기 빔 패턴 조정 장치가 상기 안테나#1(211-1)과, 안테나#2(211-2)와, … , 안테나#N(211-N)과, 조정부#1(213-1)과, … , 조정부#N(213-N)과, 제어부(215)와, 검출부(217)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 안테나#1(211-1)과, 안테나#2(211-2)와, … , 안테나#N(211-N)과, 조정부#1(213-1)과, … , 조정부#N(213-N)과, 제어부(215)와, 검출부(217) 중 적어도 두 개가 통합될 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 빔 패턴 조정 장치는 1개의 프로세서(processor) 형태로도 구현될 수 있음은 물론이다.
도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 먼저 311단계에서 상기 빔 패턴 조정 장치는 311단계에서 배열 안테나에 포함되는 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 변화값을 검출한 후 313단계로 진행한다. 여기서, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 값을 검출하는 이유는 상기 VSWR 값을 기반으로 안테나 엘리먼트에 대한 가려짐 정도를 검출하기 위해서이다. 일반적으로, 안테나는 인체, 혹은 정상적인 빔의 방사를 방해하는 외부 요인과, 거리 및 위치(가려짐 정도)에 따라 안테나로부터 반사되는 신호의 정도, 즉 반사되는 신호의 크기 신호와 위상 신호가 달라질 수 있다. 따라서, 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 값을 검출함으로써 상기 빔 패턴 조정 장치는 배열 안테나가 포함하는 안테나 엘리먼트들 중 어떤 안테나 엘리먼트가 얼마나 외부의 영향을 받고 있는지를 검출할 수 있다.
상기 313단계에서 상기 빔 패턴 조정 장치는 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 변화값이 미리 설정되어 있는 임계 VSWR 변화값 이상인지 검사한다. 여기서, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 변화값이 상기 임계 VSWR 변화값인지 검사하는 이유는 배열 안테나가 외부 요인에 의해 가려지는 정도를 검출하기 위함이다. 상기 안테나 가려짐 현상에 대해서는 하기에서 도 4와, 도 5와, 도 6과, 도 7과, 도 8 및 도 9를 참조하여 구체적으로 설명할 것이므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 313단계에서 검사 결과 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 변화값이 상기 임계 VSWR 변화값 이상이 아닐 경우, 즉 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 변화값이 상기 임계 VSWR 변화값 미만일 경우 상기 빔 패턴 조정 장치는 317단계로 진행한다. 여기서, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 변화값이 상기 임계 VSWR 변화값 미만이라는 것은 배열 안테나에 대해 안테나 가려짐 현상이 발생되지 않음을 나타낸다.
한편, 상기 313단계에서 검사 결과 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 변화값이 상기 임계 VSWR 변화값 이상일 경우 상기 빔 패턴 조정 장치는 315단계로 진행한다 여기서, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 변화값이 상기 임계 VSWR 변화값 이상이라는 것은 배열 안테나에 대해 안테나 가려짐 현상이 발생됨을 나타낸다. 상기 315단계에서 상기 빔 패턴 조정 장치는 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 검출하고, 그 동작 가능 여부에 상응하는 동작을 수행하고 317단계로 진행한다. 상기 315단계에서 상기 빔 패턴 조정 장치는 상기 안테나 엘리먼트들 중 그 VSWR 변화값이 상기 임계 VSWR 변화값 이상인 안테나 엘리먼트에 대해서는 정상적인 동작이 불가능하다고 판단하고, 해당 안테나 엘리먼트의 구동을 정지시키고, 구동이 정지된 안테나 엘리먼트에 대해서는 다른 안테나 엘리먼트를 대체적으로 선택한다.
상기 317단계에서 상기 빔 패턴 조정 장치는 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 크기/위상 조정이 필요한지 검사한다. 이렇게, 315단계까지의 동작을 완료하면 상기 빔 패턴 조정 장치는 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들을 최종적으로 검출할 수 있으며, 따라서 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들을 사용하여 빔 패턴을 조정한다. 즉, 상기 빔 패턴 조정 장치는 정상적으로 동작하는 안테나들의 위치 관계를 기반으로 기존에 사용되고 있던 빔 패턴과 동일하거나 혹은 가장 유사한 빔 패턴을 생성하는 것이 가능하도록 크기/위상을 조정할 수 있고, 따라서 상기 빔 패턴 조정 장치는 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 크기/위상 조정이 필요한지 검사하는 것이다.
상기 검사 결과 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 크기/위상 조정이 필요하지 않을 경우 상기 빔 패턴 조정 장치는 더 이상의 동작을 수행하지 않고 종료한다. 한편, 상기 319단계에서 검사 결과 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 크기/위상 조정이 필요할 경우 상기 빔 패턴 조정 장치는 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 크기/위상을 조정한다. 여기서, 상기 빔 패턴 조정 장치는 해당 안테나 엘리먼트에 연결되는 조정부가 포함하는 증폭기의 설정 값을 조정하여 안테나 엘리먼트에 대한 크기를 조정하고, 해당 안테나 엘리먼트에 연결되는 조정부가 포함하는 위상 쉬프터의 설정 값을 조정하여 안테나 엘리먼트에 대한 위상을 조정할 수 있다.
한편, 도 3이 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 동작 과정을 도시하고 있더라도, 다양한 변형들이 도 3에 대해 이루어질 수 있음은 물론이다. 일 예로, 도 3에는 연속적인 단계들이 도시되어 있지만, 도 3에서 설명한 단계들은 오버랩될 수 있고, 병렬로 발생할 수 있고, 다른 순서로 발생할 수 있거나, 혹은 다수 번 발생할 수 있음은 물론이다.
도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 동작 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 가려짐 현상에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 가려짐 현상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저 안테나가 물체나 인체 등에 의해 가려질 경우, S-파라미터(parameter), 즉 반사 계수 S11에 영향을 주는데, 안테나의 특성상 상기 반사 계수 S11의 값이 미리 설정된 임계 반사 계수값, 일 예로 10dB 이하가 될 경우 안테나 방사의 효율이 떨어진다. 따라서, 물체나 인체 등에 의해 안테나가 가려질 경우 상기 반사 계수 S11의 값이 상기 임계 반사 계수값, 즉 10dB 이하가 되는 현상을 나타낸다.
또한, 안테나 가려짐 현상은 물체의 높이와 거리에 따라 검출될 수 있으며, 일 예로 안테나와 물체간의 거리가 약 0.05λ보다 짧을 때, 또한 물체의 높이가 약 0.1λ보다 높을 때 안테나 가려짐 현상으로 검출될 수 있다.
도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 가려짐 현상에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 가려짐 현상에 따른 반사 계수의 값에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 가려짐 현상에 따른 반사 계수의 값을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도시되어 있는 그래프에서 반사 계수 S11의 값이 10dB 이하로 떨어질 경우 안테나 가려짐 현상이 발생함을 알 수 있다.
도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 가려짐 현상에 따른 반사 계수의 값에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 1x4 배열 안테나가 사용될 경우의 안테나 가려짐 현상에 따른 반사 계수의 값에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 1x4 배열 안테나가 사용될 경우의 안테나 가려짐 현상에 따른 반사 계수의 값을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6에 도시되어 있는 반사 계수 값 그래프들은 휴대 단말기가 1x4 배열 안테나를 포함할 경우의 반사 계수 값 그래프를 나타낸다.
왼쪽에 도시되어 있는 반사 계수 값 그래프는 상기 1x4 배열 안테나가 포함하는 4개의 안테나 엘리먼트들 모두에 대해서 안테나 가려짐 현상이 발생하지 않을 경우의 반사 계수 값 그래프를 나타낸다.
이와는 달리 오른쪽에 도시되어 있는 반사 계수 값 그래프는 상기 1x4 배열 안테나가 포함하는 4개의 안테나 엘리먼트들 중 특정 안테나 엘리먼트에 대해서 안테나 가려짐 현상이 발생할 경우의 반사 계수 값 그래프를 나타낸다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이 상기 1x4 배열 안테나가 포함하는 4개의 안테나 엘리먼트들 중 특정 안테나 엘리먼트에 대해서 안테나 가려짐 현상이 발생할 경우 S 파라미터, 즉 반사 계수 값이 변경됨을 알 수 있다.
도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 1x4 배열 안테나가 사용될 경우의 안테나 가려짐 현상에 따른 반사 계수의 값에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나와 인체간의 거리에 따른 반사 계수의 값에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나와 인체간의 거리에 따른 반사 계수의 값을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7에 도시되어 있는 반사 계수 값 그래프는 휴대 단말기와 인체간의가 1x4 거리에 따른 반사 계수 값을 도시하고 있다. 도 7에서 h는 휴대 단말기와 인체 간의 거리를 나타내는 파라미터로서, h의 값에 따라 반사 계수 값이 변경됨을 알 수 있다.
도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나와 인체간의 거리에 따른 반사 계수의 값에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나의 가려짐 정도에 따른 반사 계수의 값에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나의 가려짐 정도에 따른 반사 계수의 값을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8에 도시되어 있는 반사 계수 값 그래프는 배열 안테나의 가려짐 정도에 따른 반사 계수의 값을 도시하고 있다. 도 8에서 r은 배열 안테나의 가려짐 정도를 나타내는 파라미터로서, r의 값에 따라 반사 계수 값이 변경됨을 알 수 있다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나의 가려짐 정도에 따른 반사 계수의 값에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나의 가려짐 정도에 따른 빔 패턴의 변화에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나의 가려짐 정도에 따른 빔 패턴의 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9에 도시되어 있는 그래프는 상기 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 1x4 배열 안테나가 사용되고, 상기 1x4 배열 안테나가 포함하는 4개의 안테나 엘리먼트들 중 2번 안테나 엘리먼트가 완전히 가려지고, 빔 방향이 θ 방향으로 30°일 경우의 빔 패턴의 변화를 나타낸다.
도 9에 도시되어 있는 바와 같이 안테나의 가려짐 정도에 따라 메인 빔(main beam)에서 10° 이상의 틀어짐이 발생하고, 사이드 로브(side lobe)가 증가함을 알 수 있다. 여기서, 상기 사이드 로브가 증가할 경우 이는 결과적으로 간섭의 증가를 초래한다.
또한, 배열 안테나가 포함하는 안테나 엘리먼트들 중 가려지는 안테나 엘리먼트들의 개수 혹은 위치에 따라 빔 패턴의 변화는 더욱 커질 수 있다.
도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 배열 안테나의 가려짐 정도에 따른 빔 패턴의 변화에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 엘리먼트들의 동작 가능 여부에 대해서 결정하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 엘리먼트들의 동작 가능 여부에 대해서 결정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 먼저 빔 패턴 조정 장치에서 4개의 무선 주파수(Radio Frequency: RF, 이하 ‘RF’라 칭하기로 한다) 체인(chain)이 8개의 안테나 엘리먼트들, 즉 안테나 엘리먼트 #1, 안테나 엘리먼트 #1*, 안테나 엘리먼트 #2, 안테나 엘리먼트 #2*, 안테나 엘리먼트 #3, 안테나 엘리먼트 #3*, 안테나 엘리먼트 #4, 안테나 엘리먼트 #4*를 사용하여 빔을 형성한다고 가정하기로 한다.
상기 빔 패턴 조정 장치는 상기 8개의 안테나 엘리먼트들 중 4개의 안테나 엘리먼트들, 즉 안테나 엘리먼트 #1, 안테나 엘리먼트 #2, 안테나 엘리먼트 #3, 안테나 엘리먼트 #4가 사용하고 있는 중에((1)로 도시되어 있음), 외부의 영향으로 인해서 안테나 엘리먼트 #1, 안테나 엘리먼트 #1*, 안테나 엘리먼트 #2, 안테나 엘리먼트 #4*의 동작이 불가능하게 됨을 검출한다((2)로 도시되어 있음). 이 경우, 상기 빔 패턴 조정 장치는 동작 가능한 나머지 안테나 엘리먼트들을 검출하여 안테나 엘리먼트 #2*, 안테나 엘리먼트 #3*을 선택하고, 안테나 엘리먼트 #1의 동작을 정지시킨다((3)으로 도시되어 있음).
도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 안테나 엘리먼트들의 동작 가능 여부에 대해서 결정하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들을 사용하여 빔을 복원하는 과정의 일 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들을 사용하여 빔을 복원하는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 먼저 빔 패턴 조정 장치가 모든 RF 체인들을 사용하는 것이 어려울 경우, 즉 일부 RF 체인들만 사용하는 것이 가능할 경우, 상기 사용 가능한 일부 RF 체인들에 대해서 신호를 증폭하거나 혹은 신호를 감소시켜 이득을 유지하거나 혹은 사이드 로브를 억제할 수 있다.
도 11에는 빔 패턴 조정 장치가 모든 RF 체인들을 사용하는 것이 가능하고, 빔 방향이 θ 방향으로 30°일 경우의 안테나 엘리먼트 동작 조건에 따른 위상 지연 값의 변화가 도시되어 있다. 즉, 도 11에서 RF 체인 #1은 위상 지연이 0°이고, RF 체인 #2는 위상 지연이 -90.11°이고, RF 체인 #3은 위상 지연이 -90.11°이고, RF 체인 #4는 위상 지연이 0°임을 알 수 있다.
도 11에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들을 사용하여 빔을 복원하는 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들을 사용하여 빔을 복원하는 과정의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 BDMA 방식을 지원하는 통신 시스템에서 정상적으로 동작하는 안테나 엘리먼트들을 사용하여 빔을 복원하는 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 먼저 빔 패턴 조정 장치가 모든 RF 체인들을 사용하는 것이 어려울 경우, 즉 일부 RF 체인들만 사용하는 것이 가능할 경우, 상기 사용 가능한 일부 RF 체인들에 대해서 신호를 증폭하거나 혹은 신호를 감소시켜 이득을 유지하거나 혹은 사이드 로브를 억제할 수 있다.
도 12에는 빔 패턴 조정 장치가 모든 RF 체인들을 사용하는 것이 불가능하고, 즉 4개의 RF 체인들 중 RF 체인 #2와, RF 체인 #3과, RF 체인 #4를 사용하는 것이 가능하고, 빔 방향이 θ 방향으로 30°일 경우의 안테나 엘리먼트 동작 조건에 따른 위상 지연 값의 변화가 도시되어 있다. 즉, 도 12에서 RF 체인 #2는 위상 지연이 90.11°이고, RF 체인 #3은 위상 지연이 90.11°이고, RF 체인 #4는 위상 지연이 0°임을 알 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 빔 패턴은 조정 방법을 사용할 경우 다음과 같은 배열 안테나 환경들에서 효율적일 수 있으며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, BDMA 방식을 지원하는 환경을 고려하면 다음과 같다.
먼저, BDMA 방식을 지원하는 환경에서 휴대 단말기가 포함하는 배열 안테나에 대하여 상기 휴대 단말기 사용자의 인체 영향을 보다 쉽게 검출하고, 이를 통하여 최적의 안테나 성능을 획득할 수 있다.
또한, 안테나 엘리먼트들의 개수 대비 적은 개수의 RF 체인들로 배열 안테나를 포함하는 휴대 단말기를 구현하는 것이 가능하다.
두 번째로, 일반적인 배열 안테나 환경을 고려하면 다음과 같다.
먼저, 외부의 환경에 의하여 안테나 엘리먼트의 동작이 불가능한 경우가 발생할 수 있는 환경에서 해당 안테나 엘리먼트 이외의 나머지 안테나 엘리먼트들을 사용하여 위상 배열 안테나를 운영하는 것이 가능하다.
다음으로, 신호 송/수신 동작이 원활하게 수행되지 않는 환경, 일 예로 이동 환경에서도 안테나 엘리먼트 실패(antenna element failure)를 검출할 수 있다.
마지막으로, 밀리미터 웨이브(mmWave)의 배열 안테나를 사용하는 개별 사용자들간의 통신 환경에서 사용자의 인체로 인해 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 특정 측면들은 또한 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 리드 온니 메모리(Read-Only Memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(Random-Access Memory: RAM)와, CD-ROM들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(상기 인터넷을 통한 데이터 송신과 같은)을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 상기 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형할 수 있음은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 빔 분할 다중 접속(beam division multiple access: BDMA) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치의 빔 패턴 조정 방법에 있어서,
    상기 빔 패턴 조정 장치에 포함된 배열 안테나에 포함된 안테나 엘리먼트(element)들 각각에 대한 전압 정재파비(voltage standing wave ratio: VSWR) 값이 임계 VSWR 값 이상인지 여부를 결정하는 과정;
    상기 안테나 엘리먼트들 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트의 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 경우, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 검출하는 과정; 및
    상기 안테나 엘리먼트들 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트가 동작 가능함을 검출한 경우, 상기 동작 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트의 빔 패턴을 조정하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔 패턴을 조정하는 과정은,
    상기 동작 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 각각에 대한 크기/위상 조정이 필요한지 여부를 결정하는 과정; 및
    상기 동작 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 크기/위상 조정이 필요한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트에 대한 크기/위상을 조정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 결정하는 과정은,
    상기 안테나 엘리먼트들 중 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 각각에 대한 동작 불가능 여부를 검출하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트들 중 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트가 동작 불가능함이 검출된 경우, 상기 동작 불가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 동작이 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 하나로 대체하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트는 상기 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트에서 안테나 가려짐 현상이 발생된 상태임을 나타냄을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 안테나 가려짐 현상은 상기 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트에 대한 반사 계수 값이 미리 설정되어 있는 임계 반사 계수 값 이하인 상태를 나타냄을 특징으로 하는 방법.
  7. 빔 분할 다중 접속(beam division multiple access: BDMA) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치에 있어서,
    상기 빔 패턴 조정 장치에 포함된 배열 안테나에 포함된 안테나 엘리먼트(element)들 각각에 대한 전압 정재파비(voltage standing wave ratio: VSWR) 값이 임계 VSWR 값 이상인지 여부를 결정하고,
    상기 안테나 엘리먼트들 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트의 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 경우, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 검출하도록 구성된 제어부; 및
    상기 안테나 엘리먼트들 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트가 동작 가능함을 검출한 경우, 상기 동작 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트의 빔 패턴을 조정하도록 구성된 조정부;를 포함하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 동작 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 각각에 대한 크기/위상 조정이 필요한지 여부를 결정하고,
    상기 동작 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 크기/위상 조정이 필요한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트에 대한 크기/위상을 조정하도록 상기 조정부를 제어하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는;
    상기 안테나 엘리먼트들 중 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 각각에 대한 동작 불가능 여부를 검출하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 안테나 엘리먼트들 중 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트가 동작 불가능함이 검출된 경우, 상기 동작 불가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 동작이 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 하나로 대체하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트는 상기 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트에서 안테나 가려짐 현상이 발생된 상태임을 나타냄을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안테나 가려짐 현상은 상기 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트에 대한 반사 계수 값이 미리 설정되어 있는 임계 반사 계수 값 이하인 상태를 나타냄을 특징으로 하는 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 조정부는;
    증폭기; 및
    위상 쉬프터(shifter)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 배열 안테나가 포함하는 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 VSWR 값을 검출하도록 구성된 검출부를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  15. 빔 분할 다중 접속(beam division multiple access: BDMA) 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치에 있어서,
    상기 빔 패턴 조정 장치에 포함된 배열 안테나에 포함된 안테나 엘리먼트(element)들 각각에 대한 전압 정재파비(voltage standing wave ratio: VSWR) 값이 임계 VSWR 값 이상인지 여부를 결정하고,
    상기 안테나 엘리먼트들 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트의 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 경우, 상기 안테나 엘리먼트들 각각에 대한 동작 가능 여부를 검출하고,
    상기 안테나 엘리먼트들 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트가 동작 가능함을 검출한 경우, 상기 동작 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트의 빔 패턴을 조정하도록 구성된 프로세서를 포함하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 동작 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 각각에 대한 크기/위상 조정이 필요한지 여부를 결정하고,
    상기 동작 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 크기/위상 조정이 필요한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트에 대한 크기/위상을 조정하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는;
    상기 안테나 엘리먼트들 중 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 각각에 대한 동작 불가능 여부를 검출하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 안테나 엘리먼트들 중 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 적어도 하나의 안테나 엘리먼트가 동작 불가능함이 검출된 경우, 상기 동작 불가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 동작이 가능한 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 하나로 대체하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트는 상기 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인 안테나 엘리먼트에서 안테나 가려짐 현상이 발생된 상태임을 나타냄을 특징으로 하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 안테나 가려짐 현상은 상기 VSWR 값이 임계 VSWR 값 이상인안테나 엘리먼트에 대한 반사 계수 값이 미리 설정되어 있는 임계 반사 계수 값 이하인 상태를 나타냄을 특징으로 하는 장치.
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