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안테나 어레이로부터 입력되는 입력 신호와 상기 각각의 입력 신호에 대응하는 켤레 방향 행렬(conjugate direction matrix)을 기초로 다음의 수학식 A에 의해 출력 신호를 생성하는 역상관부;
상기 안테나 어레이로부터 입력되는 입력 신호와 상기 역상관부로부터 피드백된 출력 신호를 기초로 다음의 수학식 B와 C에 의해 가중계수 및 상기 켤레 방향 행렬을 생성하여 상기 역상관부에 제공하는 가중값 처리부; 및
최적화된 출력 신호를 형성하기 위해 상기 역상관부로부터 입력되는 각각의 출력 신호 성분과 상기 역상관부로부터 입력되는 각각의 출력 신호 성분에 대응하는 가중계수를 곱한 후 합산하는 선형 결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 빔포밍 장치:
[수학식 A]
,
[수학식 B]
,
[수학식 C]
,
수학식 A 내지 수학식 C에서, Y(i)는 출력 공분산 행렬로서 상기 역상관부의 출력 신호이고(단, i=1, 2, …, K), n은 매번 어레이 안테나에 입력되는 K차 벡터 신호들의 순서이며, nI는 거리-직교화의 각각의 반복에서 출력 이차 통계의 추정을 위해 필요한 연속되는 입력 샘플들의 개수로서 {2,…,8}이고, x(n)은 입력 신호이고, S(n)은 n번째 입력 신호에 대한 켤레 방향 행렬이고, sk(n)은 n번째 켤레 방향 행렬의 k번째 요소이고, H(n)은 K×K 단위 행렬에서 n번째 행만 다른 n번째 단계의 거리-직교화 기본 변환 행렬이고, βk(n)은 상기 역상관부의 k번째 출력 신호에 대응하는 가중계수이고, Rn(n)은 n번째 입력 공분산 행렬이고, vS는 원하는 신호 방향 φS에서의 안테나 어레이 응답 벡터이다
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제 1항에 있어서,
상기 거리-직교화 기본 변환 행렬은 다음의 수학식 D를 만족하는 것을 특징으로 하는 적응적 빔포밍 장치:
[수학식 D]
,
상기 수학식 D에서, (단, E{}는 기대치, yk(n)은 대응되는 (n-1)번째 켤레 방향 행렬의 k번째 요소인 sk(n-1)과 관계있는 상기 역상관부의 출력 신호의 성분, , , )이다
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 선형 결합부는,
상기 역상관부로부터 입력되는 각각의 출력 신호 성분과 상기 역상관부로부터 입력되는 각각의 출력 신호 성분에 대응하는 가중계수를 곱하는 복수의 곱셈기; 및
상기 곱셈기의 출력들을 합산하는 가산기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 빔포밍 장치
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(a) 기본 변환 행렬 H, 켤레 방향 행렬(conjugate direction matrix) S 및 출력 공분산 행렬 Y에 대한 초기화를 수행하는 단계;
(b) 다음의 수학식 E에 의해 안테나 어레이로부터 입력되는 입력 신호를 상기 켤레 방향 행렬 S에 의해 역상관시켜 상기 출력 공분산 행렬 Y를 갱신하는 단계;
(c) 다음의 수학식 F에 의해 다음의 수학식 G로 표현되는 상기 기본 변환 행렬 H를 갱신하는 단계;
(d) 다음의 수학식 H로 표현되는 상기 켤레 방향 행렬 S를 갱신하는 단계;
(e) 다음의 수학식 I로 표현되는 가중계수를 산출하는 단계; 및
(f) 최적화된 출력 신호를 형성하기 위해 상기 출력 공분산 행렬 Y의 성분 각각과 상기 출력 공분산 행렬 Y의 성분 각각에 대응하는 가중계수를 곱한 후 합산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 빔포밍 방법:
[수학식 E]
,
[수학식 F]
(단, E{}는 기대치, yk(n)은 대응되는 (n-1)번째 켤레 방향 행렬의 k번째 요소인 sk(n-1)과 관계있는 역상관부의 출력 신호의 성분, , , ),
[수학식 G]
,
[수학식 H]
[수학식 I]
,
상기 수학식 E 내지 J에서, x(n)은 입력신호이고, Y(i)는 출력 공분산 행렬이고(단, i=1, 2, …, K), n은 매번 어레이 안테나에 입력되는 K차 벡터 신호들의 순서이며, nI는 거리-직교화의 각각의 반복에서 출력 이차 통계의 추정을 위해 필요한 연속되는 입력 샘플들의 개수로서 {2,…,8}이고, S(n)은 n번째 입력 신호에 대한 켤레 방향 행렬이고, sk(n)은 n번째 켤레 방향 행렬의 k번째 요소이고, H(n)은 K×K 단위 행렬에서 n번째 행만 다른 n번째 단계의 거리-직교화 기본 변환 행렬이고, βk(n)은 출력 공분산 행렬 Y의 k번째 성분에 대응하는 가중계수이고, vS는 원하는 신호 방향 φS에서의 안테나 어레이 응답 벡터이고, Rn(n)은 n번째 입력 공분산 행렬이고, K는 안테나 어레이의 안테나 수이다
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제 4항에 있어서,
상기 (f)단계는,
상기 출력 공분산 행렬 Y의 각각의 성분과 상기 출력 공분산 행렬 Y의 각각의 성분에 대응되는 가중계수를 곱하는 단계; 및
상기 출력 공분산 행렬 Y의 각각의 성분과 상기 출력 공분산 행렬 Y의 각각의 성분의 곱셉값들을 합산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 빔포밍 방법
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