일반기술

수신신호에 대한 자기상관행렬의 최대고유치에 대응하는 고유벡터를 이용한 배열 안테나의 신호

본 기술은 무선통신시스템에 이용되는 신호처리 기술에 관한 것으로서, 특히 수신 시스템에서 빔패턴을 스냅샷마다 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄임으로써 통신성능을 향상시키는, 수신신호에 대한 자기상관행렬(auto-covariance matrix)의 최대고유치에 대응하는 고유벡터를 이용한 배열안테나의 신호처리방법에 관한 것이다.종래의 방법들은 어떤 형태로든 원하는 신호에 대한 사전정보를 필요로 할 뿐만 아니라, 실제의 시변환적인 이동통신환경 등에 적용하고자 할 때 가장 문제시되는 점은 무엇보다도 너무 많은 계산량이 요구되며, 특히 원신호의 방향 혹은 간섭신호의 갯수를 모를 때에는 더 많은 계산량이 요구되어, 실제로는 그러한 통신환경 등에 적용하기가 불가능하였다는 문제점을 내포하고 있다.따라서, 본 기술은 종래의 문제점들을 효과적으로 해결하기 위해 개발된 것으로서 간단화된 계산과정을 가지고 있어 실제로 용이하게 시변환적인 통신분야에 구현가능할 뿐만 아니라, 이상적인 빔패턴(원신호 방향으로는 최대의 이득, 여타의 방향으로는 최소의 이득을 갖는 빔패턴)을 스냅샷마다 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄임으로써, 통신품질을 향상시키고 통신용량을 증가시키는, 수신신호에 대한 자기상관행렬의 최대고유치에 대응하는 고유벡터를 이용한 배열안테나의 신호처리방법을 제공함에 그 목적을 두고 있다.본 기술은 원신호 방향으로는 최대의 이득을 갖고 잡음원의 방향으로는 상대적으로 작은 이득을 갖도록 매 스냅샷마다 빔패턴을 조정하여 간섭을 최소화하고 잡음의 영향을 줄이기 위한 배열안테나 시스템의 신호처리방법에 있어서, 최초의 스냅샷에서 초기 추정벡터를 설정하고, 상기 초기 추정벡터의 정규화된 값으로 초기 이득벡터를 설정하며, 스냅샷 인덱스(n)를 초기화하는 제1단계; 현 스냅샷에 대한 수신신호벡터를 수신하는 제2단계; 상기 추정벡터에 0과 1 사이의 값 중 어느 한 값으로 정해지는 망각인자(f)를 곱한 결과를 P벡터라 하면, 현 스냅샷에서의 상기 수신신호벡터의 각 요소의 복소공액과 상기 직전 스냅샷에서의 이득벡터의 각 요소를 차례로 서로 곱하는 제3단계; 상기 제3단계의 결과값들을 서로 더하는 제4단계; 상기 제4단계의 덧셈 결과를 상기 현 스냅샷에서의 수신신호벡터의 각 요소에 곱하는 제5단계; 및 상기 제5단계에서 얻은 결과벡터를 상기 P벡터와 서로 더하여 얻은, 상기 수신신호에 대한 자기상관 행렬의 최대고유치에 대응하는 고유벡터의 근사값을 현 스냅샷에서의 추정벡터 값으로 정하여 갱신하는제6단계; 상기 제6단계에서 갱신된 추정벡터를 정규화하여 이득벡터를 갱신하는 제7단계; 현 스냅샷에 대해서 갱신된 이득벡터와 현 스냅샷에서의 수신신호벡터를 내적하여 출력하는 제8단계; 및 상기 스냅샷 인덱스(n)를 증가시켜 상기 제2단계 내지 제5단계를 반복수행하는 제9단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.따라서 본 기술은 그 성능면에서나 요구 계산량면에서 모두 우수한 효과를 구현하고 있으며, 원신호의 수신레벨이 간섭신호 각각의 수신레벨보다 높은 신호 환경에서 원신호 레벨 대 간섭신호 레벨의 차이를 더욱 증가시키고, 부가잡음의 세기를 현저히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 잡음의 영향을 현저하게 줄일 수 있도록 함으로써 통신품질을 향상시키며, 종전의 방식보다 그 계산량을 현저히 줄어들게 되어 실시간적인 처리를 가능케 하는 효과를 갖는다.