KR100585726B1 - 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치 - Google Patents

이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100585726B1
KR100585726B1 KR1020030061438A KR20030061438A KR100585726B1 KR 100585726 B1 KR100585726 B1 KR 100585726B1 KR 1020030061438 A KR1020030061438 A KR 1020030061438A KR 20030061438 A KR20030061438 A KR 20030061438A KR 100585726 B1 KR100585726 B1 KR 100585726B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission
array antenna
mobile terminal
information
reception characteristics
Prior art date
Application number
KR1020030061438A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050023879A (ko
Inventor
정희석
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020030061438A priority Critical patent/KR100585726B1/ko
Priority to US10/932,145 priority patent/US7457587B2/en
Priority to CNB2004100686370A priority patent/CN100443918C/zh
Publication of KR20050023879A publication Critical patent/KR20050023879A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100585726B1 publication Critical patent/KR100585726B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명은 이동 단말의 안테나 어레이 빔 형성 방법 및 장치에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 3차원 적응 빔의 송수신 특성과 전방향 빔의 송수신 특성을 주기적으로 비교하여 더 좋은 송수신 특성을 갖는 빔의 방향을 선택한다. 본 발명은 위 또는 아래 방향의 어레이 안테나 빔을 수평으로 360°회전하면서 최대 수신 신호 크기값을 갖는 방향을 탐색하고 탐색된 방향으로 3차원 적응 빔을 설정한다. 본 발명은 기지국으로부터 순방향 채널을 통해 주기적으로 방송되는 기지국 위치 정보를 검출하고 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 빔 방향을 설정한다. 본 발명은 최대 수신 신호 방향으로 설정된 빔 방향 정보와 기지국/이동 단말의 위치 정보를 기초로 설정된 빔 방향 정보를 비교하여 최적의 빔을 선택하고 형성한다.
어레이안테나, 빔형성, 3차원적응빔, 전방향안테나

Description

이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR BEAM FORMING OF ARRAY ANTENNA IN MOBILE TERMINAL}
도1은 이동 단말에 구현된 안테나 어레이의 구조를 보인 도면.
도2는 이동 단말에 구현된 안테나 어레이의 다른 구조를 보인 도면.
도3은 본 발명에 의한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 장치의 구성을 보인 도면.
도4는 본 발명에 의한 어레이 안테나 빔의 최대 수신 신호 방향 3차원적 탐색 방법을 보인 도면.
도5a는 "위"로 설정된 어레이 안테나 빔을 보인 도면.
도5b는 "위" 방향으로 설정된 어레이 안테나 빔이 수평으로 360도 회전하는 모습을 보인 도면.
도5c는 "아래"로 설정된 어레이 안테나 빔을 보인 도면.
도5d는 "아래" 방향으로 설정된 어레이 안테나 빔이 수평으로 360도 회전하는 모습을 보인 도면.
도6은 본 발명에 의한 최대 수신 신호 방향과 기지국/이동 단말의 위치 정보를 이용한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법을 보인 도면.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
1-5:어레이 안테나 20:어레이 안테나 빔 제어기/스위치
30: 모뎀 40: RF부
본 발명은 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 이동통신 가입자의 급속한 증가에 따라 제한된 주파수 채널 용량 하에서 가입자 수를 증대시키기 위한 연구는 국내외적으로 공통적인 주요 관심 사항이다. 특히 이동통신 시스템에 어레이 안테나를 적용하는 기술은, 사용자들의 공간적인 분포 상태에 따라 전파를 지향적으로 송수신함으로써 전력 효율이 증대되고 간섭의 영향을 줄일 수 있다. 따라서 이동통신 시스템에 어레이 안테나를 적용하는 기술은 기지국당 수용 범위 및 가입자 용량을 증대시켜 주는 유효한 방법으로써 많은 연구들이 진행되고 있다.
일반적인 이동단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법은, 해당 기지국으로부터 수신되는 신호의 크기가 가장 큰 방향으로 2차원 빔 패턴을 형성한다.
그러나 이러한 일반적인 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법은, 기지국으로부터 수신되는 수신 신호의 크기만으로 어레이 안테나의 위상을 조정하여 2차원적인 빔 패턴을 형성함으로써, 개활지가 아닌 다중 경로가 발생되는 장소 일례로, 도심지에서는 이동 단말의 빔 패턴의 정확성이 낮아져서 이동 단말의 송수신 특성을 향상시키기 어려운 문제점이 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 다중 경로가 있는 장소에서 이동 단말의 송수신 특성을 향상시킬 수 있는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 신호원이 있는 방향으로 3차원 빔을 형성할 수 있는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 해당 기지국으로부터의 수신 신호의 크기를 이용하여 설정된 안테나 빔 방향과 해당 기지국과 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 설정된 빔 방향 중 최적의 안테나 빔을 설정할 수 있는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법은, 최대 수신 신호 방향으로 설정된 제1 빔의 방향 정보와 기지국과 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 설정된 제2 빔의 방향 정보를 비교하는 과정과; 상기 제1 빔의 방향 정보와 제2 빔의 방향 정보가 동일하지 않으면, 상기 제1 빔의 방향 정보의 변화 정도에 기초하여 상기 제1 및 제2 빔 방향 정보 중 최적의 빔 방향 정보를 선택하는 과정;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 선택하는 과정은, 상기 제1 빔의 방향 정보의 변화 정도를 확인하는 과정과; 상기 변화 정도가 크면, 제2 빔 방향 정보를 선택하는 과정과; 상기 변화 정도가 크지 않으면, 제1 빔 방향 정보를 선택하는 과정;을 포함한다.
상기 제1 빔의 방향 정보의 변화 정도는, 소정 시간 동안 설정되었던 제1 빔 의 방향 정보의 리스트를 기초로 확인한다.
상기 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법은, 제1 빔의 방향 정보와 제2 빔의 방향 정보가 동일하면, 제1 및 제2 빔 방향 정보 중 임의의 하나를 선택하는 과정;을 더 포함한다.
상기 제1 빔의 방향 정보는, 3차원 적응 빔의 송수신 특성과 전방향 빔의 송수신 특성 중 더 좋은 송수신 특성을 가진 빔의 방향 정보를 나타낸다.
상기 3차원 적응 빔의 설정 방법은, 어레이 안테나를 "위" 방향으로 설정하고 제1 송수신 특성을 확인하여 저장하는 과정과; 어레이 안테나를 "아래" 방향으로 설정하고 제2 송수신 특성을 확인하여 저장하는 과정과; 상기 제1 및 제2 송수신 특성 중 더 큰 송수신 특성 값을 갖는 방향으로 어레이 안테나 빔을 설정하는 과정과; 상기 설정된 방향의 어레이 안테나 빔을 수평으로 360°회전하면서 송수신 특성이 최대값을 갖는 방향을 탐색하는 과정;을 포함한다.
상기 기지국의 위치 정보는, 순방향 채널을 통해 주기적으로 방송된다.
상기 비교하는 과정은 주기적으로 수행된다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법은, 주기적으로 3차원 적응 빔의 송수신 특성과 전방향 빔의 송수신 특성을 비교하는 과정과; 3차원 적응 빔의 송수신 특성이 전방향 빔의 송수신 특성보다 좋지 않으면, 전방향 빔을 형성하는 과정과; 3차원 적응 빔의 송수신 특성이 전방향 빔의 송수신 특성보다 좋으면, 3차원 적응 빔을 형성하는 과정;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 3차원 적응 빔의 설정은, 어레이 안테나를 "위" 방향으로 설정하고 제1 송수신 특성을 확인하여 저장하는 과정과; 어레이 안테나를 "아래" 방향으로 설정하고 제2 송수신 특성을 확인하여 저장하는 과정과; 상기 제1 및 제2 송수신 특성 중 더 큰 송수신 특성 값을 갖는 방향으로 어레이 안테나 빔을 설정하는 과정과; 상기 설정된 방향의 어레이 안테나 빔을 수평으로 360° 회전하면서 송수신 특성이 최대값을 갖는 방향을 탐색하는 과정;을 포함한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법은, 주기적으로 순방향 채널을 검색하는 과정과; 순방향 채널로부터 기지국의 위치 정보를 검출하는 과정과; 검출된 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 어레이 안테나 빔을 형성하는 과정;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 장치는, 어레이 안테나와; 3차원 최대 수신 신호 방향으로 빔 패턴을 설정하고, 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 기초로 빔 패턴을 설정하며, 상기 위치 정보들을 기초로 설정된 빔 방향 정보와 상기 최대 수신 신호 방향으로 설정된 빔 방향 정보를 비교하여 최적의 빔 패턴을 선택하는 모뎀과; 상기 어레이 안테나의 위상을 조정하여, 상기 모뎀에서 설정된 빔 패턴을 형성하는 어레이 안테나 빔 제어기/스위치와; 상기 어레이 안테나 빔 제어기/스위치를 통해 수신되는 RF 신호를 처리하는 RF부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 최대 수신 신호 방향으로 설정된 빔 방향 정보는, 3차원 적응 빔의 송 수신 특성과 전방향 빔의 송수신 특성 중 더 좋은 송수신 특성을 가진 빔의 방향 정보를 나타낸다. 상기 3차원 적응 빔은, "위" 또는 "아래" 방향의 어레이 안테나 빔을 수평 방향으로 360° 회전하면서 송수신 특성이 최대값을 갖는 방향으로 탐색된 적응 빔이다.
상기 어레이 안테나는, 상기 이동 단말에 소정의 입면체 형태로 배치된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이동 단말에 구현된 안테나 어레이의 구조를 설명한다.
본 발명은 3차원 빔 형성이 가능한 안테나 어레이를 적은 개수의 안테나로 구성한다. 본 발명에서 사용될 이동 단말의 안테나 어레이는, 도1에 도시된 바와 같이, 각 포인트 안테나(1-5)들이 소정의 3차원 입면체를 이루도록 배치된다. 즉, 이동 단말의 상부에 하나(1), 하부에 또하나(2), 중앙부에 3개의 반파장 다이폴 안테나(3-5)들이 어레이를 이룰 수 있다. 상기 이동 단말의 중앙부에 위치한 3개의 반파장 다이폴 안테나들(3-5)은 서로 동일한 간격을 유지하며 즉, 정삼각형을 이루며 배치되는 것이 바람직하다.
또한 이동 단말의 안테나 어레이는 도2에 도시된 바와 같이, 하나의 전방향(Omnidirectional) 안테나(11)와, 다수개의 포인트 안테나(12-16)(일례로 5개의 반파장 다이폴 안테나(12-16))로 이루어질 수 있다. 상기 전방향 안테나(11)는 load 안테나를 포함한다.
상기 5개의 반파장 다이폴 안테나(12-16)는 역사각뿔의 형태로 배치되고, 상기 전방향 안테나(11)는 상기 4개의 반파장 다이폴 안테나(13-16)로 이루어지는 사각면의 중앙에 위치할 수 있다. 또한 상기 4개의 반파장 다이폴 안테나(13-16)는 서로 정사각면을 이루는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 안테나 어레이는 도1 및 도2에 도시된 안테나 어레이 형태에 국한되는 것이 아니라 여러 가지 형태를 가질 수 있으나, 적은 개수의 안테나로 구성된 어레이 안테나로서 3차원 빔을 형성할 수 있는 형태이어야 한다.
도3은 본 발명에 의한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 장치의 구성을 보인다.
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 장치는, 어레이 안테나(1-5)와; 3차원 최대 수신 신호 방향으로 빔 패턴을 설정하고, 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 기초로 빔 패턴을 설정하며, 상기 위치 정보들을 기초로 설정된 빔 방향 정보와 상기 최대 수신 신호 방향으로 설정된 빔 방향 정보를 비교하여 최적의 빔 패턴을 선택하는 모뎀(30)과; 상기 어레이 안테나(1-5)의 각 안테나의 신호들의 위상을 조정하여, 상기 모뎀(30)에서 설정된 빔 패턴을 형성하는 어레이 안테나 빔 제어기/스위치(20)와; 상기 어레이 안테나 빔 제어기/스위치(20)를 통해 수신되는 RF(radio frequency) 신호를 처리하는 RF부(40);를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 적은 개수의 안테나들로 구성된 어레이 안테나의 3차원 빔 패턴을 최대 수신 신호 방향으로 설정하고 형성할 수 있다. 또한 본 발명은 기지국으로부터 주기적으로 방송되는 기지국 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 어레이 안테나의 빔 패턴을 설정하고 형성할 수 있다. 또한 본 발명은 최대 수신 신호 방향을 기초로 설정된 3차원 빔 패턴과 기지국과 이동 단말의 위치 정보를 기초로 설정된 3차원 빔 패턴을 비교하여 최적의 빔 패턴을 형성할 수 있다.
좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도4는 본 발명에 의한 어레이 안테나 빔의 최대 수신 신호 방향 3차원적 탐색 방법을 보인다.
이동 단말은 먼저, 어레이 안테나의 빔 방향을 적응적으로 탐색한다(S11-S17). 즉, 이동 단말은, 어레이 안테나 빔을 도5a와 같이 "위"로 설정하고 송수신 특성을 확인하여 저장하며(S11), 어레이 안테나 빔을 도5c와 같이 "아래"로 설정하고 송수신 특성을 확인하여 저장한다(S13).
일례로, 도1에 도시된 안테나 어레이를 참조하면, 이동 단말의 어레이 안테나 빔 제어기/스위치(20)는 5개 안테나들(1-5) 중 이동 단말의 상부에 위치한 안테나(1)의 신호의 위상을 조정하여 "위" 방향으로 빔을 설정한다. 상기 안테나(10)에 의해 "위"로 설정된 빔 패턴은 y-z 평면을 중심으로 z 축의 중심(z=0)보다 윗부분에 8자 모양을 갖는다. 또한 어레이 안테나 빔 제어기/스위치(20)는 이동 단말의 하부에 위치한 안테나(2)의 신호의 위상을 조정하여 도5c와 같이 "아래" 방향으로 빔을 설정한다. 상기 안테나(2)에 의해 "아래"로 설정된 빔 패턴은 y-z 평면을 중심으로 z 축의 중심(z=0)보다 아래 부분에 8 자 모양을 갖는다. 또한 도2에 도시된 어레이 안테나를 참조하면, load 안테나(11)를 이용하여 "위" 방향의 빔이 설정될 수 있고, 안테나(12)를 이용하여 "아래" 방향의 빔이 설정될 수도 있으며, 안테나(11,13,14,15,16)를 이용하여 도5b와 같은 위 방향 모양의 어레이 안테나 빔이 설정될 수도 있고, 안테나(12,13,14,15,16)를 이용하여 도5d와 같은 아래 방향 모양의 어레이 안테나 빔이 설정될 수도 있다.
상기 송수신 특성은 송신 파워, 수신 신호 크기 등을 들 수 있다. 이동 단말은 상기 2개의 저장된 송수신 특성을 비교하여 더 큰 송수신 특성값을 갖는 방향으로 어레이 안테나 빔을 설정한다(S15).
그런 다음 이동 단말은 설정된 "위" 방향 또는 "아래" 방향의 빔을 수평방향으로 360°회전하면서 탐색한다. 일례로, "위" 방향 빔의 송수신 특성이 "아래" 방향 빔의 송수신 특성보다 큰 경우, 이동 단말은, 어레이 안테나들(1-5) 중 안테나(1,3,4,5)를 선택하고 선택된 안테나(1,3,4,5)를 이용하여 위로 형성된 3차원 빔을 도5b와 같이 수평 방향으로 360도 회전하면서 송수신 특성이 최대값을 갖는 특정 방향을 탐색한다. 다른 예로, "위" 방향 빔의 송수신 특성이 "아래" 방향 빔의 송수신 특성보다 크지 않은 경우, 이동 단말은 어레이 안테나들(1-5) 중 안테나(2,3,4,5)를 선택하고 선택된 안테나(2,3,4,5)를 이용하여 아래로 형성된 3차워니빔을 도5d와 같이 수평 방향으로 360°회전하면서 송수신 특성이 최대값을 갖는 특정 방향을 탐색한다. 송수신 특성이 최대값을 갖는 특정 방향이 결정되면, 이동 단말은 그 방향으로 어레이 안테나 빔을 설정한다(S17).
한편, 이동 단말은 전방향으로 설정된 빔 패턴의 송수신 특성을 확인하여 저장한다(S19). 빔의 전방향 설정은, 도1에 도시된 안테나 어레이의 경우, 안테나(1)를 이용하고, 도2에 도시된 안테나 어레이의 경우, load 안테나(11)를 이용할 수 있다.
그런 다음 이동 단말은 적응 어레이 안테나에 의해 설정된 빔 패턴의 송수신 특성과 전방향 안테나에 의해 설정된 빔 패턴의 송수신 특성을 비교한다(S21). 적응 어레이 안테나의 송수신 특성이 전방향 안테나의 송수신 특성보다 좋으면, 이동 단말은 적응 어레이 안테나를 기초로 설정된 빔 패턴을 유지한다(S23).
그러나, 적응 어레이 안테나의 송수신 특성이 전방향 안테나의 송수신 특성보다 좋지 않으면, 이동 단말은 전방향 안테나의 빔 패턴 즉, 전방향 빔을 설정한다(S23).
따라서, 이동 단말은 3차원적인 지향성을 갖는 빔 패턴과 전방향성을 갖는 빔 패턴 중 더 좋은 송수신 특성을 갖는 빔 패턴을 설정하고 형성할 수 있다.
상기 3차원적인 지향성을 갖는 빔 패턴과 전방향성을 갖는 빔 패턴 중 더 좋은 송수신 특성을 갖는 빔 패턴을 선택하는 과정은 주기적으로 이루어진다.
한편, 본 발명은 빔 형성을 위해 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 이용할 수 있다. 기지국은 방송 채널을 통해 시스템 정보를 broadcast할 때 기지국의 위치 정보도 함께 주기적으로 broadcast한다. 그래서 이동 단말은 방송 채널을 통해 주기적으로 기지국의 위치 정보를 얻을 수 있다. 이동 단말이 이동 단말 자신의 위치 정보를 얻는 방법은 여러 가지일 수 있다. 기지국의 위치 정보가 얻어지면, 이동 단말은 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 기초로 이동 단말의 어레이 안테나의 빔 방향을 설정한다.
더불어 이동 단말은, 설정된 빔 방향으로 빔을 형성할 수 있다.
도6은 본 발명에 의한 최대 수신 신호 방향과 기지국/이동 단말의 위치 정보를 이용한 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법을 보인다.
이동 단말은, 도4에 도시된 최대 수신 신호 방향을 기초로 설정된 빔의 방향 정보와 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 기초로 설정된 빔의 방향 정보를 비교한다(S31).
상기 2개의 빔 방향 정보가 동일하면, 이동 단말은 상기 최대 수신 신호 방향을 기초로 설정된 빔의 방향으로 빔을 형성한다(S33,S35).
그러나, 상기 2개의 빔 방향 정보가 동일하지 않으면, 이동 단말은 상기 최대 수신 신호 방향을 기초로 설정된 빔의 방향 정보의 리스트를 확인한다(S37). 상기 리스트는 소정 기간 동안 상기 최대 수신 신호 방향을 기초로 설정된 빔의 방향 정보를 포함한다. 따라서 이동 단말은 상기 리스트를 바탕으로 소정 기간 동안 설정되었던 방향 정보의 변화 정도를 알 수 있다. 확인된 변화 정도가 크면, 이동 단말은 최종적으로, 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 기초로 설정된 방향으로 빔을 형성한다(S39,S41).
그러나, 상기 확인된 변화 정도가 크지 않으면, 이동 단말은 최종적으로, 최대 수신 신호 방향을 기초로 설정된 방향으로 빔을 형성한다(S43).
상기 최대 수신 신호 방향을 이용한 어레이 안테나 빔 방향과 기지국/이동 단말의 위치 정보를 이용한 어레이 안테나 빔 방향 중 더 좋은 송수신 특성을 갖는 빔 방향으로 선택하는 과정은 주기적으로 이루어진다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은, 위 또는 아래 방향의 빔을 수평으로 360°회전시키면서 송수신 특성이 최대값을 갖는 방향을 탐색함으로써 3차원 빔 형성이 가능한 효과가 있다.
본 발명은 위 또는 아래 방향의 빔을 수평으로 360°회전시키면서 빔 방향을 결정하는 적응 빔(adaptive beam)의 경우와 전방향 빔의 경우 중 더 좋은 송수신 특성을 갖는 경우를 선택함으로써, 다중 경로가 있는 장소, 개활지 등의 장소 특성에 따라 송수신 특성이 좋은 빔을 형성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 빔을 형성함으로써 송수신 특성이 좋은 방향으로 신속히 빔을 형성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 최대 수신 신호 방향으로 설정된 빔의 방향 정보와 기지국/이동 단말의 위치 정보를 기초로 설정된 빔의 방향 정보 중 최적의 빔 방향 정보를 선택할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 어레이 안테나를 이동 단말에 소정의 입면체 형태로 배치함으로써 최저 개수의 안테나로 3차원 어레이 안테나 빔을 형성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 최대 수신 신호 방향으로 설정된 제1 빔의 방향 정보와 기지국과 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 설정된 제2 빔의 방향 정보를 비교하는 과정과;
    상기 제1 빔의 방향 정보와 제2 빔의 방향 정보가 동일하지 않으면, 상기 제1 빔의 방향 정보의 변화 정도에 기초하여 상기 제1 및 제2 빔 방향 정보 중 최적의 빔 방향 정보를 선택하는 과정;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 선택하는 과정은,
    상기 제1 빔의 방향 정보의 변화 정도를 확인하는 과정과;
    상기 변화 정도가 크면, 제2 빔 방향 정보를 선택하는 과정과;
    상기 변화 정도가 크지 않으면, 제1 빔 방향 정보를 선택하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 빔의 방향 정보는,
    3차원 적응 빔의 송수신 특성과 전방향 빔의 송수신 특성 중 더 좋은 송수신 특성을 가진 빔의 방향 정보를 나타내는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 3차원 적응 빔의 설정 방법은,
    어레이 안테나를 "위" 방향으로 설정하고 제1 송수신 특성을 확인하여 저장하는 과정과;
    어레이 안테나를 "아래" 방향으로 설정하고 제2 송수신 특성을 확인하여 저장하는 과정과;
    상기 제1 및 제2 송수신 특성 중 더 큰 송수신 특성 값을 갖는 방향으로 어레이 안테나 빔을 설정하는 과정과;
    상기 설정된 방향의 어레이 안테나 빔을 수평으로 360°회전하면서 송수신 특성이 최대값을 갖는 방향을 탐색하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법.
  5. 주기적으로 3차원 적응 빔의 송수신 특성과 전방향 빔의 송수신 특성을 비교하는 과정과;
    3차원 적응 빔의 송수신 특성이 전방향 빔의 송수신 특성보다 좋지 않으면, 전방향 빔을 형성하는 과정과;
    3차원 적응 빔의 송수신 특성이 전방향 빔의 송수신 특성보다 좋으면, 3차원 적응 빔을 형성하는 과정;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 3차원 적응 빔의 설정은,
    어레이 안테나를 "위" 방향으로 설정하고 제1 송수신 특성을 확인하여 저장하는 과정과;
    어레이 안테나를 "아래" 방향으로 설정하고 제2 송수신 특성을 확인하여 저장하는 과정과;
    상기 제1 및 제2 송수신 특성 중 더 큰 송수신 특성 값을 갖는 방향으로 어레이 안테나 빔을 설정하는 과정과;
    상기 설정된 방향의 어레이 안테나 빔을 수평으로 360° 회전하면서 송수신 특성이 최대값을 갖는 방향을 탐색하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법.
  7. 주기적으로 순방향 채널을 검색하는 과정과;
    순방향 채널로부터 기지국의 위치 정보를 검출하는 과정과;
    검출된 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 이용하여 어레이 안테나 빔을 형성하는 과정;을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법.
  8. 이동 단말에 소정의 입면체 형태로 배치되는 어레이 안테나와;
    3차원 최대 수신 신호 방향으로 빔 패턴을 설정하고, 기지국의 위치 정보와 이동 단말의 위치 정보를 기초로 빔 패턴을 설정하며, 상기 위치 정보들을 기초로 설정된 빔 방향 정보와 상기 최대 수신 신호 방향으로 설정된 빔 방향 정보를 비교 하여 최적의 빔 패턴을 선택하는 모뎀과;
    상기 어레이 안테나의 위상을 조정하여, 상기 모뎀에서 설정된 빔 패턴을 형성하는 어레이 안테나 빔 제어기/스위치와;
    상기 어레이 안테나 빔 제어기/스위치를 통해 수신되는 RF 신호를 처리하는 RF부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 최대 수신 신호 방향으로 설정된 빔 방향 정보는,
    3차원 적응 빔의 송수신 특성과 전방향 빔의 송수신 특성 중 더 좋은 송수신 특성을 가진 빔의 방향 정보를 나타내는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 3차원 적응 빔은,
    "위" 또는 "아래" 방향의 어레이 안테나 빔을 수평 방향으로 360° 회전하면서 송수신 특성이 최대값을 갖는 방향으로 탐색된 적응 빔인 것을 특징으로 하는 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 장치.
KR1020030061438A 2003-09-03 2003-09-03 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치 KR100585726B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030061438A KR100585726B1 (ko) 2003-09-03 2003-09-03 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치
US10/932,145 US7457587B2 (en) 2003-09-03 2004-09-02 Method and apparatus for forming array antenna beam of mobile terminal
CNB2004100686370A CN100443918C (zh) 2003-09-03 2004-09-03 用于形成移动终端的阵列天线波束的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030061438A KR100585726B1 (ko) 2003-09-03 2003-09-03 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050023879A KR20050023879A (ko) 2005-03-10
KR100585726B1 true KR100585726B1 (ko) 2006-06-07

Family

ID=34214800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030061438A KR100585726B1 (ko) 2003-09-03 2003-09-03 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7457587B2 (ko)
KR (1) KR100585726B1 (ko)
CN (1) CN100443918C (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104238482A (zh) * 2013-06-18 2014-12-24 帕沃思株式会社 用于控制外部设备的移动设备和方法以及外部设备

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005531202A (ja) * 2002-06-21 2005-10-13 ワイデファイ インコーポレイテッド 無線ローカル・エリア・ネットワーク・リピータ
EP1389884A1 (de) * 2002-08-13 2004-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Funksystems mittels Richtantennen sowie sendende Station und Funksystem
US8885688B2 (en) 2002-10-01 2014-11-11 Qualcomm Incorporated Control message management in physical layer repeater
AU2003274992A1 (en) * 2002-10-11 2004-05-04 Widefi, Inc. Reducing loop effects in a wireless local area network repeater
US8078100B2 (en) * 2002-10-15 2011-12-13 Qualcomm Incorporated Physical layer repeater with discrete time filter for all-digital detection and delay generation
CN100574147C (zh) 2002-10-15 2009-12-23 高通股份有限公司 用于扩展网络覆盖范围的具有自动增益控制的无线局域网转发器
US7230935B2 (en) 2002-10-24 2007-06-12 Widefi, Inc. Physical layer repeater with selective use of higher layer functions based on network operating conditions
KR20050086572A (ko) 2002-11-15 2005-08-30 위데피, 인코포레이티드 검출을 하는 ｗｌａｎ 중계기
JP2006510326A (ja) 2002-12-16 2006-03-23 ワイデファイ インコーポレイテッド 改良された無線ネットワーク中継器
US8027642B2 (en) * 2004-04-06 2011-09-27 Qualcomm Incorporated Transmission canceller for wireless local area network
EP1745567B1 (en) * 2004-05-13 2017-06-14 QUALCOMM Incorporated Non-frequency translating repeater with detection and media access control
JP2008505513A (ja) 2004-06-03 2008-02-21 ワイデファイ インコーポレイテッド 低コスト、高性能の局部発振器の構造を備えた周波数変換中継器
US20060094449A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-04 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for preventing communication link degradation due to the disengagement or movement of a self-positioning transceiver
US20060094485A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-04 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for preventing communication link degradation due to the detrimental orientation of a mobile station
WO2006081405A2 (en) 2005-01-28 2006-08-03 Widefi, Inc. Physical layer repeater configuration for increasing mino performance
CN100576769C (zh) * 2005-06-07 2009-12-30 上海贝尔阿尔卡特股份有限公司 一种在移动通信网络中用于自适应多天线分集的装置及其方法
KR100725418B1 (ko) * 2006-01-05 2007-06-07 삼성전자주식회사 무선 통신 장치 및 무선 통신 장치를 검색하는 방법
KR101222768B1 (ko) * 2006-02-23 2013-01-15 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템을 위한 단말의 위치 추정 방법
JP5107997B2 (ja) * 2006-03-31 2012-12-26 クゥアルコム・インコーポレイテッド ＷｉＭＡＸシステム内の動作のための機能強化した物理層中継器
EP2064903A4 (en) 2006-09-21 2011-12-14 Qualcomm Inc METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING OSCILLATION BETWEEN REPEATERS
EP2082496A4 (en) * 2006-10-26 2013-05-22 Qualcomm Inc REPEATER TECHNIQUES FOR MULTIPLE INPUTS AND MULTIPLE OUTPUTS USING JET MAKERS
KR100842087B1 (ko) * 2006-12-28 2008-06-30 삼성전자주식회사 어레이 안테나 시스템
CN101137185B (zh) * 2007-01-18 2010-04-14 中兴通讯股份有限公司 一种智能天线技术应用于无线通信***的方法
CN101369014B (zh) * 2008-08-08 2012-05-09 西安电子科技大学 应用于多输入多输出雷达的双边约束自适应波束形成方法
US20100124210A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Ralink Technology Corporation Method and system for rf transmitting and receiving beamforming with gps guidance
US9048905B2 (en) * 2008-11-14 2015-06-02 Mediatek Inc. Method and system for RF transmitting and receiving beamforming with location or GPS guidance
CN101572354B (zh) * 2009-06-12 2012-07-04 北京航空航天大学 基于串并馈馈电网络的微带顺序旋转阵列天线
US8630582B2 (en) * 2009-09-02 2014-01-14 Sony Corporation Out-of-band radio link protocol and network architecture for a wireless network composed of wireless terminals with millimetre wave frequency range radio units
WO2011060058A1 (en) * 2009-11-10 2011-05-19 Montana State University Compact smart antenna for mobile wireless communications
US9081078B2 (en) * 2010-02-02 2015-07-14 Alcatel Lucent Technique for effectively communicating location information in a wireless communication service
KR20120033161A (ko) * 2010-09-29 2012-04-06 엘지전자 주식회사 안테나 선택 방법
EP2792088B1 (en) 2011-12-15 2017-07-26 Intel Corporation Intelligent integration of mmwave technology in a heterogeneous wireless communication system
WO2013089731A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Intel Corporation Use of location information in multi-radio devices for mmwave beamforming
CN102594767A (zh) * 2012-02-09 2012-07-18 复旦大学 通信***中信号的极化和幅度结合的三维调制方法
CN104509148A (zh) * 2012-08-29 2015-04-08 英特尔公司 利用一个或多个天线阵列进行无线通信的设备、***和方法
KR101498940B1 (ko) * 2014-03-21 2015-03-12 중앙대학교 산학협력단 신호 송수신 상황에 기반한 빔 포밍 장치 및 방법
CN105511498B (zh) * 2014-09-23 2019-03-08 联想(北京)有限公司 一种天线的控制方法和装置
DE102015201641A1 (de) * 2015-01-30 2016-08-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Applikationsgesteuertes Geo-Beamforming
CN106159461B (zh) * 2015-04-01 2019-05-14 酷派软件技术（深圳）有限公司 天线阵列***及控制方法
GB2539732A (en) 2015-06-25 2016-12-28 Airspan Networks Inc A configurable antenna and method of operating such a configurable antenna
GB2539733A (en) 2015-06-25 2016-12-28 Airspan Networks Inc An antenna apparatus and method of configuring a transmission beam for the antenna apparatus
GB2539734A (en) 2015-06-25 2016-12-28 Airspan Networks Inc An antenna apparatus and method of performing spatial nulling within the antenna apparatus
GB2539727B (en) 2015-06-25 2021-05-12 Airspan Ip Holdco Llc A configurable antenna and method of operating such a configurable antenna
GB2539736A (en) 2015-06-25 2016-12-28 Airspan Networks Inc Wireless network configuration using path loss determination between nodes
GB2539731B (en) 2015-06-25 2021-08-04 Airspan Ip Holdco Llc Quality of service in wireless backhauls
GB2539722B (en) 2015-06-25 2021-10-13 Airspan Ip Holdco Llc Bearing calculation
GB2539735A (en) 2015-06-25 2016-12-28 Airspan Networks Inc Sub-sampling antenna elements
EP3314963B1 (en) 2015-06-25 2019-04-24 Airspan Networks Inc. Managing external interference in a wireless network
GB2539730B (en) 2015-06-25 2021-04-07 Airspan Ip Holdco Llc Node role assignment in networks
WO2017067591A1 (en) * 2015-10-21 2017-04-27 Huawei Technologies Co., Ltd. A communication apparatus and a method of operating a communication apparatus
US10408930B2 (en) * 2016-09-28 2019-09-10 Intel Corporation Beamforming training using echoes of an omnidirectional pulse
CN109219151A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 索尼公司 电子装置、无线通信设备和无线通信方法
CN107743045B (zh) * 2017-10-10 2020-12-22 四川大学 阵列天线波束形成接收装置及其权值系数优化方法
CN108232470A (zh) * 2017-12-13 2018-06-29 瑞声科技（南京）有限公司 一种天线***和移动终端
CN108199128A (zh) * 2017-12-13 2018-06-22 瑞声科技（南京）有限公司 一种天线***和移动终端
CN110602629B (zh) * 2018-05-25 2021-06-11 北京紫光展锐通信技术有限公司 定位参考信号的发送及接收方法、基站、终端、可读介质
KR102553888B1 (ko) 2018-09-13 2023-07-11 삼성전자주식회사 빔을 제어하는 방법 및 그 전자 장치
KR102577623B1 (ko) 2018-12-06 2023-09-13 삼성전자주식회사 무선 통신을 위한 안테나를 포함하는 전자 장치
US20230135259A1 (en) * 2020-03-19 2023-05-04 Ntt Docomo, Inc. Radio base station and terminal
US11522620B2 (en) * 2021-01-27 2022-12-06 Nanning Fulian Fugui Precision Industrial Co., Ltd. Method for adjusting antenna and communication device using same

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6195556B1 (en) * 1997-07-15 2001-02-27 Metawave Communications Corporation System and method of determining a mobile station's position using directable beams
US6694154B1 (en) * 1997-11-17 2004-02-17 Ericsson Inc. Method and apparatus for performing beam searching in a radio communication system
EP1188336B1 (en) * 1999-05-01 2006-08-16 Nokia Corporation A method of directional radio communication
JP4240662B2 (ja) 1999-07-12 2009-03-18 ソニー株式会社 移動通信端末
US6463303B1 (en) * 2000-01-11 2002-10-08 Metawave Communications Corporation Beam forming and switching architecture
JP3562420B2 (ja) * 2000-02-10 2004-09-08 日本電気株式会社 適応アンテナ装置
KR100617749B1 (ko) * 2000-08-16 2006-08-28 삼성전자주식회사 이동통신 시스템에서 쥐피에스 신호를 이용한 기지국안테나 어레이장치 및 송수신 빔 형성 방법
US7242964B1 (en) * 2000-09-28 2007-07-10 Lucent Technologies Inc. Shaping of EM field for transmission to multiple terminals
US20020119790A1 (en) * 2000-11-16 2002-08-29 Judson Bruce A. Method and apparatus for using position location to direct narrow beam antennas
US6369770B1 (en) * 2001-01-31 2002-04-09 Tantivy Communications, Inc. Closely spaced antenna array
US7103022B2 (en) * 2001-02-14 2006-09-05 Ntt Docomo, Inc. Communication control method and apparatus in mobile communication system
US6771608B2 (en) * 2001-11-05 2004-08-03 The Boeing Company Link tracking with a phased array antenna in a TDMA network
JP2003235072A (ja) * 2002-02-06 2003-08-22 Ntt Docomo Inc 無線リソース割当て方法、無線リソース割当て装置及び移動通信システム
JP3538184B2 (ja) * 2002-02-14 2004-06-14 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ Ｃｄｍａ通信システムにおける基地局のアンテナ装置およびアンテナ装置の使用方法
GB2386476B (en) * 2002-03-14 2004-05-12 Toshiba Res Europ Ltd Antenna signal processing systems
JP3600218B2 (ja) * 2002-03-20 2004-12-15 三洋電機株式会社 無線端末装置、送信指向性制御方法および送信指向性制御プログラム
JP4086574B2 (ja) * 2002-04-12 2008-05-14 松下電器産業株式会社 パスサーチ回路、無線受信装置及び無線送信装置
EP1369954A3 (en) * 2002-06-05 2004-10-20 Fujitsu Limited Adaptive antenna unit for mobile terminal
US7151951B2 (en) * 2002-12-23 2006-12-19 Telefonktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Using beamforming and closed loop transmit diversity in a multi-beam antenna system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104238482A (zh) * 2013-06-18 2014-12-24 帕沃思株式会社 用于控制外部设备的移动设备和方法以及外部设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050023879A (ko) 2005-03-10
CN1591973A (zh) 2005-03-09
US7457587B2 (en) 2008-11-25
CN100443918C (zh) 2008-12-17
US20050048921A1 (en) 2005-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100585726B1 (ko) 이동 단말의 어레이 안테나 빔 형성 방법 및 장치
JP3484277B2 (ja) 適応型指向性アンテナシステムおよびその適応化方法
KR101910852B1 (ko) 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 정보를 송수신하는 방법 및 장치
US8059031B2 (en) Beam switching antenna system and method and apparatus for controlling the same
JP5671551B2 (ja) スマートアンテナ
CN1918745B (zh) 自适应天线装置
CN106159464A (zh) 一种定向窄波选择智能天线***
EP1148584A2 (en) Radio communication apparatus and radio communication method
KR20070055636A (ko) 공간적 제 2 고조파들을 사용하는 듀얼 대역 위상 배열
CA2255516A1 (en) Multiport antenna and method of processing multipath signals received by a multiport antenna
US20060109180A1 (en) Antenna device and radio communication apparatus
CN205944449U (zh) 一种定向窄波选择智能天线***
JP4240662B2 (ja) 移動通信端末
US5969690A (en) Mobile radio antenna
CN109698716A (zh) 一种智能天线***的控制方法及***
EP1352447B1 (en) Directional set of antennas fixed on a flexible support
CN113948868A (zh) 自适应智能天线、分布式rru及无线通信***
JP7074397B2 (ja) 受信感度制御装置、受信感度制御方法および受信感度制御プログラム
Ward et al. The live-air trial of a multi-beam cellular base station antenna system
KR20000013752A (ko) 예측된 최적 전파 경로를 통한 통신 방법
Leach et al. The intelligent quadrifilar helix antenna for mobile satellite communications
Mitilineos et al. A novel switched parasitic array and diversity scheme using horizontally polarized linear antennas
JP2001028509A (ja) ダイバーシチ受信装置及び携帯端末
JP2001257527A (ja) 基地局アンテナ装置
Bhadka Smart Antennas to Mobile Network Systems

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130424

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140424

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150424

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160422

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180424

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190424

Year of fee payment: 14