KR20050083104A

KR20050083104A - 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20050083104A
Application number: KR1020040011702A
Authority: KR
Inventors: 정대권; 김영기; 전재호; 양하영; 변명광; 이희광; 박창수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-02-21
Filing date: 2004-02-21
Publication date: 2005-08-25
Also published as: US20050192058A1; EP1566982A3; EP1566982A2

Abstract

본 발명은 음성 서비스와 데이터 서비스를 위한 기지국의 섹터 운용을 각각 분리하고, 기지국 안테나의 빔 형성을 음성 서비스와 데이터 서비스의 특성에 맞게 독립적으로 실시함으로써 시스템 용량을 높이는 기지국의 섹터 운용 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 음성 서비스를 위한 섹터 운용과 데이터 서비스를 위한 섹터 운용을 분리하여 안테나 빔 형성을 음성 서비스와 데이터 서비스의 특성에 맞게 독립적으로 실시함으로써 기지국의 시스템 용량을 높이도록 된 것을 특징으로 한다. 이를 위해 본 발명은 음성 서비스와 데이터 서비스별로 상기 안테나 요소 각각에 대한 빔 형성 제어를 위한 다수의 복소 가중치 벡터값을 테이블 정보로 구분 저장하고, 가입자 단말의 호 설정 시 설정되는 호가 음성 호인지 데이터 호 인지 판별하여 설정된 호의 종류에 따라 해당 가입자에 대한 송신 신호와 상기 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 상기 복소 가중치 벡터값을 선택적으로 승산하고, 승산된 값을 상기 안테나 요소별로 가산하여 해당 가입자에 대한 빔 형성을 수행하게 된다.

Description

이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법 및 그 장치{Method and Apparatus for managing sectors of base station in mobile telecommunication systems}

본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국의 운용 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 음성 서비스와 데이터 서비스를 위한 기지국의 섹터 운용을 각각 분리하고, 기지국 안테나의 빔 형성을 음성 서비스와 데이터 서비스의 특성에 맞게 독립적으로 실시함으로써 시스템 용량을 높이는 기지국의 섹터 운용 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템은 그 통신 방법에 따라 정해진 주파수 대역을 다수의 채널로 구분하여 가입자 마다 할당된 주파수 채널을 사용하는 주파수 분할 다중화 방식(Frequency Division Multiple Access : FDMA)과, 하나의 주파수 채널을 다수의 가입자가 시간을 나누어 사용하는 시분할 다중화 방식(Time Division Multiple Access : TDMA)과, 다수의 가입자가 동일한 주파수 대역을 동일한 시간대에 사용하되 가입자마다 다른 코드를 할당하여 통신을 하는 코드 분할 다중화 방식(Code Division Multiple Access : CDMA) 등으로 구분된다. 이러한 이동통신 시스템은 현재 통신 기술의 급격한 발전에 따라 일반적인 음성통화 서비스는 물론 대용량의 디지털 데이터 전송이 가능한 패킷(Packet) 데이터 서비스를 제공하는 단계에 이르고 있다. 상기 고속 데이터 서비스를 제공하기 위한 이동통신 시스템은 통상적으로 상기 CDMA 방식을 채택하고 있으며, 상기 CDMA 방식은 알려진 바와 같이 미국 등에서 채택된 동기 방식과 유럽 및 일본 등에서 채택된 비동기 방식으로 대분 되어 각 국가별로 다양한 연구가 진행 중이다.

상기 패킷 데이터 서비스와 관련하여 현재 연구가 진행중인 이동통신 시스템으로는 차세대 이동통신 시스템인 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)을 목표로 하여 동기 방식으로 고속의 패킷 전송이 가능한 EV-DO(Evolution Data Only)와, 음성과 고속의 패킷 데이터 서비스의 동시 지원이 가능한 EV-DV(Evolution of Data and Voice)와, 비동기 방식으로 W-CDMA 등이 있다.

상기 패킷 데이터 서비스의 경우 이동 단말로 멀티미디어 콘텐츠 등을 제공하는 서비스 특성 상 기지국에서 이동 단말로의 순방향 링크의 용량 증대가 요구된다. 순방향 링크의 용량 증대를 위한 해결 방법 중 하나로 기지국의 안테나를 섹터화하여 기지국의 데이터 송신 용량을 증대시키는 방안을 들 수 있다. 이는 방사 패턴이 360도인 종래 무지향성 옴니(Omni) 안테나를 예컨대 120도씩 분할된 3 섹터 구조의 지향성 안테나로 교체하여 서로 다른 섹터에 위치된 이동 단말들 사이의 간섭을 최소화하여 기지국의 데이터 송신 용량을 증대시킨 것이다.

도 1은 일반적인 이동통신 시스템에서 기지국의 3 섹터 구조를 나타낸 개념도이다.

도 1의 3 섹터 구조에서는 하나의 기지국이 관장하는 셀(Cell)을 세 개의 섹터(S1~S3)로 나누고, 각 섹터(S1~S3) 마다 다수의 섹터 안테나를 두어 각 섹터의 무선 신호를 송수신하도록 되어 있다. 일반적으로 CDMA 이동통신 시스템의 기지국은 도 1과 같이 동일한 주파수 할당(Frequency Assignment : FA)의 서로 다른 PN 코드 옵셋(PN0, PN1, PN2)를 사용하여 자신의 셀을 세 개의 섹터(S1~S3)로 나누어 운용한다. 이러한 운용 방식은 음성 서비스와 데이터 서비스에 동일하게 적용된다.

도 1과 같이 하나의 셀을 다수의 섹터로 나누는 것은 주파수 채널 상호간의 간섭 현상을 배제하면서 동시에 거리를 고려하여 동일한 주파수 채널을 재사용하기 위함이다. 도 1에서 세 개의 섹터(S1~S3)는 동일한 주파수를 사용하지만 기지국 안테나의 방향이 해당 섹터 만을 향하고 있으므로 채널 간섭이 평균 1/3로 감소되어 기지국 시스템이 해당 셀에 위치된 이동 단말로 지원 가능한 채널 용량은 이론적으로 세 배로 증가한다.

IS-95A, IS-95B 등과 같이 종래 데이터 전송률이 비교적 낮은 이동통신 시스템에서는 3 섹터 안테나 시스템으로 충분한 시스템 용량 확보가 가능하였지만, EV-DO 등과 같은 고속 데이터 서비스의 이용이 증가하면서 종래 3 섹터 안테나로는 기지국 시스템의 원활한 운용에 필요한 채널 용량의 확보가 어렵게 되었다. 따라서 기지국 시스템의 용량을 크게 증가시킬 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되어 이에 대한 한 가지 방법으로 이른바 스마트 안테나(Smart Antenna) 시스템이 크게 주목받고 있다.

도 2는 일반적인 이동통신 시스템에서 스마트 안테나가 설치된 기지국의 개념도를 나타낸 것이다.

상기 스마트 안테나 시스템은 예컨대, 적응 배열 안테나(Adaptive Array Antenna)와 첨단 고성능 디지털 신호처리 기술을 이용하여 RF 신호환경의 변화에 따라 적응적으로 안테나(ANT)의 빔 패턴을 제어함으로써 무선 신호의 송수신 성능과 용량을 극대화하는 첨단 신호처리 및 안테나 기술을 말한다. 상기 스마트 안테나 시스템에서는 종래와 같이 전 방향으로 빔을 형성하는 대신에 원하는 가입자의 이동 단말로 잘 알려진 바와 같이 복소 가중치 벡터를 이용한 최적의 지향성 빔(B1~B4)을 형성하고, 다른 가입자의 이동 단말에 의한 간섭 신호의 방향(I1, I2)으로는 패턴 널(pattern null)을 형성하여 간섭 신호를 최소화함으로써 통신 품질과 기지국 시스템의 용량을 높이도록 된 것이다.

즉 가입자의 이동 단말로 기지국에서 송출한 총 송신 전력대 해당 이동 단말의 유효 수신전력비가 매우 작은 기존의 기지국 시스템과는 달리 도 2와 같은 스마트 안테나를 이용한 기지국 시스템은 빔 형성 제어에 의해 이동 단말에서의 수신 신호를 최적 결합하여 간섭신호 레벨을 크게 줄임으로써 가입자에게 최적의 수신 신호전력을 제공하게 된다. 상기 스마트 안테나를 이용한 기지국 시스템의 장점은 높은 안테나 이득과, 간섭 신호(interference)와 다중경로 (multipath) 신호의 제거, 공간 다이버스티(spatial diversity), 양호한 전력효율과 커버리지(coverage) 용량, 높은 비트율(bit rate) 및 낮은 전력 소모에 있다.

상기 스마트 안테나 시스템의 종류에는 스위치 빔 안테나(Switched Beam Antenna)와 적응 배열 안테나 시스템 그리고 최근 연구되고 있는 셀 조각(Cell Sculpting) 시스템을 들 수 있다. 3 섹터 기지국은 각각의 섹터가 고정된 영역을 서비스하고 있어서 섹터 영역별로 통화량이 편중될 경우 주파수 자원이 비효율적으로 이용되고, 주파수 자원의 관리와 유지에 과다한 비용이 발생하게 된다. 상기 셀 조각 시스템은 이러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로 섹터의 방향과 송신빔의 빔 폭을 트래픽 상황에 따라 적응적으로 조절하여 주파수 자원의 효율성을 높이고, 시스템 용량과 커버리지를 증대하도록 제안된 것이다.

도 3은 상기 셀 조각 시스템을 이용하여 빔 형성된 3 섹터 구조를 나타낸 개념도이다.

상기 셀 조각 시스템은 다중 배열 안테나를 이용하여 다수의 좁은 빔 폭의 송신빔을 형성한 다음, 각 송신빔의 통화량을 계산하여 섹터별로 통화량이 동일하도록 빔을 합성하여 도 3과 같이 섹터를 재형성하도록 된 것이다. 그 결과 통화량이 많은 섹터의 폭은 좁고 통화량이 적은 섹터의 폭은 넓게 만들어진다. 이때 섹터의 방향과 크기는 실시간으로 조절하는 게 아니라 일정 기간 동안의 통화량의 변화를 살핀 후 조절하게 된다. 상술한 바와 같이 스마트 안테나 시스템은 기지국의 시스템 용량을 증가시키기 위한 유력한 대안으로 그 개발이 활발하게 진행되고 있다. 그러나 상기 스마트 안테나 시스템은 음성 서비스 제공 시 핸드 오프를 고려하여 지금 까지 3 섹터 구조를 유지하는 방향으로 개발이 이루어지고 있다.

즉 데이터 서비스를 고려하여 기지국의 셀을 세 개 이상의 섹터로 나누게 되면, 가입자 간의 간섭을 줄이고 가입자 수용 용량을 증대시키는 효과가 있지만, 너무 많은 섹터로 나누게 되면, 핸드 오프(Hand-off)가 빈번해지게 된다. 따라서 핸드 오프 시 시간 지연에 민감한 음성 서비스의 경우 통화 차단율(Call drop rate)이 높아져 시스템 효율과 통화 품질이 떨어지는 문제점이 발생된다. 따라서 각 섹터별로 음성 서비스와 데이터 서비스가 통합되어 운용되고 있는 종래 기지국 시스템에서는 상기와 같은 제약으로 인하여 데이터 서비스를 위해 섹터를 더 많이 나눌 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이동통신 시스템의 서비스 종류에 따라 기지국의 섹터 운용을 분리하여 수행하도록 된 기지국의 섹터 운용 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템의 서비스 종류에 따라 기지국 안테나의 빔 형성을 구분하여 수행하도록 된 기지국의 섹터 운용 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일관점에 따른 기지국의 섹터 운용 방법은 다수의 안테나 요소로 지향성 빔을 형성하는 스마트 안테나 시스템이 구비된 기지국의 섹터 운용 방법에 있어서, 음성 서비스와 데이터 서비스별로 상기 안테나 요소 각각에 대한 빔 형성 제어를 위한 다수의 복소 가중치 벡터값을 테이블 정보로 구분 저장하는 단계와, 가입자 단말의 호 설정 시 설정되는 호가 음성 호인지 데이터 호 인지 판별하는 단계와, 상기 설정된 호의 종류에 따라 해당 가입자에 대한 송신 신호와 상기 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 상기 복소 가중치 벡터값을 선택적으로 승산하는 단계와, 상기 승산된 값을 상기 안테나 요소별로 가산하여 해당 가입자에 대한 빔 형성을 수행하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따른 기지국의 섹터 운용 방법은 다수의 안테나 요소로 지향성 빔을 형성하는 스마트 안테나 시스템이 구비된 기지국의 섹터 운용 방법에 있어서, 음성 서비스와 데이터 서비스별로 상기 안테나 요소 각각에 대한 빔신호 복원을 위한 다수의 복소 가중치 벡터값을 테이블 정보로 구분 저장하는 단계와, 가입자 단말의 호 설정 시 설정되는 호가 음성 호인지 데이터 호 인지 판별하는 단계와, 상기 설정된 호의 종류에 따라 상기 안테나 요소의 각 수신 신호와 상기 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 상기 복소 가중치 벡터값을 선택적으로 승산하는 단계와, 상기 승산된 값을 각 가입자의 수신신호별로 가산하여 해당 가입자에 대한 수신신호를 복원하여 출력하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일관점에 따른 기지국의 섹터 운용 장치는 다수의 안테나 요소로 지향성 빔을 형성하는 스마트 안테나 시스템이 구비된 기지국의 섹터 운용 장치에 있어서, 가입자의 호가 설정될 때 상위 계층으로부터 음성 또는 데이터 호의 종류를 구분하는 호 구분 정보가 포함된 소정 송신제어 메시지를 수신 및 디코딩하는 메시지 수신부와, 상기 송신제어 메시지를 수신하여 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 섹터 및 빔 형성을 위한 소정 복소 가중치 벡터의 출력을 지시하는 소정 어드레스 정보를 출력하는 송신 제어부와, 상기 음성 또는 데이터 호별로 구분된 다수의 복소 가중치 벡터값이 다수의 어드레스 정보별로 저장되어 상기 어드레스 정보에 대응되는 복소 가중치 벡터값을 출력하는 송신 룩업 테이블과, 각 가입자에 대한 송신 신호와 상기 송신 룩업 테이블로부터 출력된 상기 복소 가중치 벡터값을 승산하고 그 승산된 값을 상기 안테나 요소별로 가산하여 소정 빔 형성 데이터를 생성하는 빔형성부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일관점에 따른 기지국의 섹터 운용 장치는 다수의 안테나 요소로 지향성 빔을 형성하는 스마트 안테나 시스템이 구비된 기지국의 섹터 운용 장치에 있어서, 가입자의 호가 설정될 때 상위 계층으로부터 음성 또는 데이터 호의 종류를 구분하는 호 구분 정보가 포함된 소정 수신제어 메시지를 수신 및 디코딩하는 메시지 수신부와, 상기 수신제어 메시지를 수신하여 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 빔신호 복원을 위한 소정 복소 가중치 벡터의 출력을 지시하는 소정 어드레스 정보를 출력하는 수신 제어부와, 상기 음성 또는 데이터 호별로 구분된 다수의 복소 가중치 벡터값이 다수의 어드레스 정보별로 저장되어 상기 어드레스 정보에 대응되는 복소 가중치 벡터값을 출력하는 수신 룩업 테이블과, 각 가입자에 대한 수신 신호와 상기 송신 룩업 테이블로부터 출력된 상기 복소 가중치 벡터값을 승산하고 그 승산된 값을 각 가입자 신호별로 가산하여 가입자에 대한 수신신호를 복원하는 빔신호 복원부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 그리고 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

먼저 도 4a 및 도 4b를 이용하여 본 발명의 기본 개념을 설명하기로 한다.

도 4a는 본 발명에 따른 기지국의 음성 서비스를 위한 섹터 구조를 나타낸 것이고, 도 4b는 본 발명에 따른 기지국의 데이터 서비스를 위한 섹터 구조를 나타낸 것이다. 이하 도 4a 및 도 4b는 설명의 편의상 예컨대, 12 개의 안테나 요소로 음성 또는 데이터 서비스를 위한 셀 구분 및 빔 형성을 수행하는 것으로 가정한다.

도 4a는 음성 서비스를 위해 서로 다른 PN 코드 옵셋을 이용하여 하나의 셀을 예컨대, 3 섹터(S1, S2, S3)로 나눈 것으로서, 음성 서비스를 위한 3 섹터 구조는 작은 빔 폭을 갖는 12 개의 안테나 요소들을 통해 도 4a의 (A)와 같이 120ㅀ 빔 폭을 갖는 3개의 큰 빔을 형성하여 3 섹터(S1, S2, S3)로 나누고 각 섹터마다 서로 다른 PN 코드 옵셋(PN0, PN1, PN2)을 할당하는 경우와, 도 4a의 (b)와 같이 30ㅀ 빔 폭을 갖는 12 개의 작은 빔을 4 그룹으로 나눈 다음 각 섹터(S1, S2, S3) 마다 서로 다른 PN 코드 옵셋(PN0, PN1, PN2)을 할당하는 경우로 구분할 수 있다. 그리고 도 4b는 데이터 서비스를 위해 하나의 셀을 12 섹터(S1~S12)로 나누고, 각 섹터 마다 서로 다른 PN 코드 옵셋(PN0~PN11)을 할당한 것이다.

인터넷 접속과 같은 데이터 서비스는 전송의 돌발성(Burstness)이 크고 재전송 메카니즘을 이용하여 시간 지연에 대해 덜 민감한 특징을 갖는다. 따라서 본 발명에서는 음성 서비스를 위한 섹터 운용과 데이터 서비스를 위한 섹터 운용을 분리하여 안테나 빔 형성 시 음성 서비스와 데이터 서비스의 특성에 맞게 데이터 서비스에 대해서는 도 4a 및 도 4b에 도시된 것처럼 음성 서비스 보다 더 많은 섹터를 할당하여 데이터 서비스 제공 시 종래 기지국 운용 방식보다 더 큰 시스템 용량을 제공하도록 된 것이다.

이하에서는 상기한 방식의 섹터 운용을 위해 본 발명에 적용되는 안테나 구조를 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 기지국의 섹터 구조를 구현하기 위한 안테나 구조도로서, 이는 잘 알려진 안테나 배열 구조인 ULA(Uniform Linear Array)(도 5의 (A))와 UCA(Uniform Circular Array)(도 5의 (B)) 구조를 본 발명에 적용한 것이다. 또한 도 5는 본 발명에 따라 예컨대, 음성 서비스를 위한 섹터 운용과 데이터 서비스를 위한 섹터 운용을 분리하여 각 서비스의 특성에 맞게 독립적으로 실시되는 예컨대, 12 섹터 구조를 보인 것이다.

도 6a는 본 발명에서 빔 형성 이전에 기지국의 각 안테나 요소가 형성하는 빔 패턴을 나타낸 것으로서, 도 6a의 (A), (B)는 각각 빔 형성 이전의 ULA 안테나와 UCA 안테나의 각 안테나 요소(ANT)의 빔 패턴(P1, P2)을 나타낸 것이다. 도 6a에서 각 안테나 요소는 굵은 실선으로 표시된 것처럼 빔 패턴(P1, P2)과 같이 빔 형성 이전에는 넓은 빔 패턴을 가지게 된다. 그러다가, 예를 들어 도 6b에 도시된 것처럼 섹터2(S2)에서 사용자가 데이터 서비스를 이용하는 경우, 섹터2(S2)에 좁은 빔이 형성되도록 하는 복소 가중치 벡터값(w ₁ ⁽²⁾, w ₂ ⁽²⁾, ..., w ₁₂ ⁽²⁾)을 12 안테나 요소(ANT1~ANT12)에 곱하면 빔이 형성되어 전체 안테나의 빔 패턴은 도 6b의 (A), (B)와 같게 된다.

일반적으로 사용자들이 12 섹터(S1~S12)에 산재해서 통신하므로 전체 안테나(ANT1~ANT12)의 빔 패턴은 도 6c의 (A), (B)와 같아진다. 도 6d의 (A), (B)는 사용자들이 음성 서비스를 이용하는 경우에 도 6a와 같은 빔 형성 이전의 빔 패턴에 3 섹터를 만드는 소정 복소 가중치 벡터값을 12 안테나 요소(ANT1~ANT12)에 곱하여 만들어지는 3 섹터(S1, S2, S3) 구조의 전체 안테나의 빔 패턴을 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 기지국의 섹터 운용 장치에서 송신 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도이다.

도 7의 송신 장치는 각 가입자의 호가 설정될 때 메시지 수신부(210)는 기지국 제어기(BSC)(도시되지 않음)를 통해 상위 계층으로부터 음성 호(Voice Call) 또는 데이터 호(Data Call)의 종류를 구분하는 호 구분 정보가 포함된 소정 송신제어 메시지를 수신 및 디코딩하여 송신 제어부(220)로 전달한다. 상기 송신제어 메시지에는 상기 호 구분 정보는 물론 주파수 할당(FA) 정보와, 이동 단말의 위치 변화에 따른 복소 가중치 벡터의 수정 정보 등이 포함된다. 상기 송신 제어부(220)는 상기 송신제어 메시지를 확인하여 해당 호에 대응되게 송신 룩업 테이블(230)로 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 섹터 및 빔 형성을 위해 해당 복소 가중치 벡터의 출력을 지시하는 소정 어드레스 정보를 출력한다.

본 발명에서 상기 송신 룩업 테이블(230)은 주파수 할당 정보(FA)와 음성 또는 데이터 호별로 구분된 다수의 복소 가중치 벡터값을 다수의 어드레스 정보에 대응되게 미리 저장하여 입력된 어드레스 정보에 대한 복소 가중치 벡터값을 빔 형성부(240)로 출력한다.

도 8a는 본 발명에 따른 송신/수신 룩업 테이블의 기본적인 구성예를 나타낸 것으로서, 도 8a에서 복소 가중치 벡터(W)의 ( )로 표시된 윗 첨자는 섹터 구분을 나타낸 것이고, 아래 첨자는 안테나를 구분하기 위한 것이다. 그리고 상기 송신/수신 룩업 테이블에 복소 가중치 벡터값이 채워지는 방식은 ULA 안테나로 음성 서비스가 제공되는 경우와 ULA 안테나로 데이터 서비스가 제공되는 경우와 UCA 안테나가 사용되는 경우로 구분되며, 이 3가지 경우의 방식을 하기 도 8b, 도 8c, 그리고 도 8d를 통해 설명하기로 한다. 도 7의 송신 룩업 테이블(230)과 후술할 수신 룩업 테이블에 저장되는 복소 가중치 벡터값은 서로 다른 값을 가지나 해당 방식에 따라 하기 도 8b 내지 도 8d와 같이 기본적인 형태는 동일하게 구성된다.

먼저 도 8b는 ULA 안테나 구조에 적용되는 본 발명에 따른 음성 서비스용 송신/수신 룩업 테이블의 일구성예를 나타낸 것으로서, 도 5의 (A)와 같은 ULA 안테나는 정삼각형의 같은 변에 놓여 있는 4 개의 안테나 요소로만 해당 변의 빔을 형성하므로, 도 8b에서 각 섹터의 복소 가중치를 설정하기 위한 기준 벡터에서 4 개의 안테나 요소에 해당하는 복소 가중치(W_Aa, W_b, W_c, W_d)를 제외한 나머지 복소 가중치는 모두 0으로 설정된다. 예컨대, 본 실시예에서 음성 서비스는 3 섹터 구조로 제공되기 때문에 그 섹터 수는 3이고, 각 섹터의 빔을 형성할 때는 이 기준 벡터를 4 만큼씩 쉬프트 시켜서 사용한다. 상기와 같은 방법으로 형성된 빔 패턴은 도 6d의 (A)에 도시된 바와 같다.

도 8c는 ULA 안테나 구조에 적용되는 본 발명에 따른 데이터 서비스용 송신/수신 룩업 테이블의 일구성예를 나타낸 것으로서, 예컨대, 본 실시예에서 데이터 서비스는 12 섹터 구조로 제공되기 때문에 도 5의 (A)와 같은 ULA 안테나에서 정삼각형의 각 변에서 4개의 폭이 좁은 빔이 만들어져야 한다. 도 6c의 (A)에 12 개의 빔이 형성된 ULA 12 섹터 구조를 나타내었다. 정삼각형의 한 변에 있는 4 개의 빔 중 양 단에 있는 2 개의 빔(예를 들어, 도 6c의 (A)의 1 번과 4 번 안테나 요소에 형성된 빔)은 빔 패턴이 서로 동일하고 방향만 다르고, 마찬가지로 4 개의 빔 중 가운데에 있는 2 개의 빔(예를 들면, 도 6c의 2 번과 3 번 안테나 요소에 형성된 빔)도 서로 빔 패턴이 동일하고 방향만 다르다. 따라서 이 경우 룩업 테이블을 만드는 기준 벡터는 2 개가 필요하며, 이 중 하나의 기준 벡터는 섹터 1과 섹터 4의 형성에 사용되고, 다른 기준 벡터는 섹터 2와 섹터 3의 형성에 사용된다. 여기서 주의해야 할 것은 각 기준 벡터가 2 번씩 사용될 때, 복소 가중치의 순서가 서로 반대라는 것이다. 도 8c의 섹터 1과 섹터 4의 행을 보면 알 것이다. 그 외 나머지 8 개의 섹터의 빔을 형성할 때는 이 기준 벡터를 4 만큼씩 쉬프트 시켜서 사용한다.

도 8d는 UCA 안테나 구조에 적용되는 본 발명에 따른 음성 및 데이터 서비스용 송신/수신 룩업 테이블의 일구성예를 나타낸 것이다. UCA는 원(圓) 구조이고 12 안테나 요소로 3 섹터 혹은 12 섹터 구조를 형성하기 때문에 상기한 ULA처럼 기준 벡터의 복소 가중치가 0으로 정해진 것이 없다. 그리고 각 섹터를 형성하는 복소 가중치는 이 기준 벡터를 하나씩 쉬프트 시킴으로써 만들어진다. 도 6c와 도 6d의 (B)에 각각 데이터 서비스를 위해 12 개의 빔이 형성된 UCA 12 섹터 구조와, 음성 서비스를 위해 3 개의 빔이 형성된 UCA 3 섹터 구조가 나타나 있다.

한편 도 7에서 상기 빔형성부(240)는 각 가입자의 이동 단말(도시되지 않음)로 전송되는 송신 신호(S1(t), S2(t),..., Sn(t))에 상기 송신 룩업 테이블(230)로부터 출력된 각 안테나 요소(ANT1~ANTn)에 대한 복소 가중치 벡터값을 승산한다. 그리고 상기 빔형성부(240)는 승산된 값들을 각 안테나 요소(ANT1~ANTn)별로 가산하여 송신빔 형성을 위한 소정 빔 형성 데이터를 생성하며, 생성된 빔 형성 데이터를 송신신호 변환부(250)로 출력한다. 그리고 빔 형성부(240)의 출력은 송신신호 변환부(250)를 통해 아날로그 신호로 변환된 후, 주파수 상향 변환되어 고출력 증폭부(High Power Amplifier : HPA)(260)를 통해 해당 안테나 요소(ANT1~ANTn)로 전달되어 무선망을 통해 이동 단말로 송출된다.

도 9는 도 7에 도시된 빔 형성부(240)와 송신신호 변환부(250)의 구성을 나타낸 회로 구성도로서, 이는 예컨대, 3 명의 가입자에 대한 송신 신호(S1(t), S2(t), S3(t))를 n 개의 안테나 요소(ANT1~ANTn)를 통해 송출하는 구성을 나타낸 것이다. 상기 빔 형성부(240)는 각 송신 신호(S1(t), S2(t), S3(t))와 각 안테나 요소(ANT1~ANTn)에 대한 복소 가중치 벡터를 승산하기 위한 다수의 승산기(231)와 각 안테나 요소(ANT1~ANTn)별로 승산된 값을 가산하여 상기 빔 형성 데이터를 출력하는 다수의 가산기(233)를 포함하여 구성된다. 그리고 상기 송신신호 변환부(250)는 각 승산기(231)의 출력단에 접속되어 상기 빔 형성 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 다수의 D/A 변환기(Digital to Analog Converter : DAC)(251)와 상기 D/A 변환기(251)의 아날로그 출력을 주파수 상향 변환하는 업 컨버터(Up Converter : UC)(253)를 포함하여 구성된다.

한편 도 7 및 도 9에서 가입자의 이동 단말에 위치 변화가 있어 송신빔의 변화가 요구되는 경우 상위 계층으로부터는 새로운 송신제어 메시지가 메시지 수신부(210)를 통해 송신 제어부(220)로 전달되고, 송신 제어부(220)는 그 송신제어 메시지를 근거로 상기 송신 룩업 테이블(230)의 복소 가중치 벡터값들을 수정하고, 송신 룩업 테이블(230)은 변경된 복소 가중치 벡터값들을 출력하게 된다.

도 7 내지 도 9의 구성에 의하면, 기지국은 음성 서비스를 제공하는 경우 각 안테나 요소 마다 각각 서로 다른 복소 가중치 벡터를 설정하되 다수의 안테나 요소가 하나의 섹터를 형성하여 종래와 같은 섹터 구조를 형성하게 된다. 그리고 데이터 서비스를 제공하는 경우 각 안테나 요소 마다 서로 다른 복소 가중치 벡터를 설정하여 각 안테나 요소가 서로 다른 섹터를 형성하게 된다. 그리고 이러한 섹터 변환은 상위 계층을 통해 전달되는 호 구분 정보를 수신한 송신 제어부(220)가 송신 룩업테이블(230)의 복소 가중치 벡터 출력 패턴을 호 종류에 따라 전환하는 방식으로 수행된다.

그리고 본 실시예에서는 데이터 서비스를 제공하는 경우 각 안테나 요소가 하나의 섹터를 관장하도록 하였으나 데이터 서비스의 섹터 수가 음성 서비스의 섹터 수 보다 크게 설정되는 범위 내에서 예컨대, 2 개의 안테나 요소가 하나의 섹터를 관장하도록 하는 등 다양한 형태로 변형하여 실시할 수 있을 것이다.

이하에서는 상기 송신 장치에 대응되는 기지국의 섹터 운영을 위한 수신 장치를 설명하기로 한다. 도 10은 본 발명에 따른 기지국의 섹터 운용 장치에서 수신 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도로서, 이는 각 안테나 요소의 출력에 수신 신호 복원을 위한 복소 벡터 가중치를 곱하여 원하는 가입자의 이동 단말 방향으로부터 전송된 신호를 수신하도록 하고, 간섭 성분들에는 널(null)을 구동하여 신호의 간섭을 제거함으로써 최적의 신호 전력으로 수신하도록 된 것이다.

도 10의 수신 장치는 바람직하게는 도 7의 송신 장치와 같이 n 개의 안테나 요소(ANT1~ANTn)를 구비하여 구성된다. 각 가입자에게 호가 설정될 때 메시지 수신부(310)는 기지국 제어기(BSC)(도시되지 않음)를 통해 상위 계층으로부터 음성 또는 데이터 호의 종류를 구분하는 호 구분 정보가 포함된 소정 수신제어 메시지를 수신 및 디코딩하여 수신 제어부(320)로 전달한다. 상기 수신제어 메시지에는 상기 호 구분 정보는 물론 주파수 할당(FA) 정보와, 이동 단말의 위치 변화에 따른 복소 가중치 벡터의 수정 정보 등이 포함된다. 상기 수신 제어부(320)는 상기 수신제어 메시지를 확인하여 해당 호에 대응되게 수신 룩업 테이블(330)로 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 섹터 및 빔 형성을 위해 해당 복소 가중치 벡터의 출력을 지시하는 소정 어드레스 정보를 출력한다. 상기 수신 룩업 테이블(330)의 복소 가중치 벡터는 도 8b 내지 도 8d와 동일한 방식으로 미리 설정되어 저장된다.

그리고 상기 수신 룩업 테이블(330)은 가입자의 이동 단말(도시되지 않음)의 위치가 바뀌어서 데이터 수신을 위한 복소 가중치 벡터가 수정되어야 하는 경우 수신 제어부(320)는 상위 계층으로부터 전술한 송신 장치와 동일한 방식으로 메시지 수신부(310)를 통해 수신제어 메시지를 전달받고, 송신 제어부(220)는 그 수신제어 메시지를 근거로 상기 수신 룩업 테이블(330)의 복소 가중치 벡터값들을 수정하여 변경된 복소 가중치 벡터값들을 출력한다.

한편 도 10에서 다수의 안테나 요소(ANT1~ANTn)를 통해 수신된 각 가입자의 신호는 저잡음 증폭부(Low Noise Amplifier : LNA)(340)를 통해 증폭되어 수신신호 변환부(350)로 전달되고, 수신신호 변환부(350)는 이를 주파수 하향 변환 및 필터링하여 디지털 신호로 변환시킨 후, 빔신호 복원부(360)로 출력한다. 그리고 상기 빔신호 복원부(330)는 디지털 신호로 변환된 각 안테나 요소(ANT1~ANTn)의 수신 신호에 상기 수신 룩업 테이블(330)로부터 전달된 각 가입자에 대한 복소 가중치 벡터값을 승산한다. 그리고 상기 빔신호 복원부(330)는 승산된 값들을 각 가입자 신호별로 가산하여 해당 가입자의 수신 신호(R1(t), R2(t),...,Rm(t))를 출력한다.

본 실시예에서는 설명의 편의상 도 7의 메시지 수신부(210), 송신 제어부(220) 및 송신 룩업 테이블(230)에 대응되게 도 10의 메시지 수신부(310), 수신 제어부(320) 및 송신 제어부(330)를 별도로 구성하였으나, 각각의 대응되는 구성요소들은 하나로 요소로 구성하는 것이 가능할 것이다. 또한 도 7의 빔형성부(240)와 도 10의 빔신호 복원부(330)는 예컨대, 채널 요소 패킷 데이터 보드(Universal channel Element Packet data board Assembly : UEPA)와 같은 단일의 보드로 구성하거나, 도 7의 송신신호 변환부(250)와 도 10의 수신신호 변환부(350) 또한 단일의 송수신 보드(Universal Transmitter Receiver board Assembly : UTRA)로 구성하는 것이 가능하다.

도 11은 도 10에 도시된 수신신호 변환부(350)와 빔신호 복원부(360)의 구성을 나타낸 회로 구성도로서, 이는 예컨대, 3 명의 가입자에 대한 수신 신호(R1(t), R2(t), R3(t))를 n 개의 안테나 요소(ANT1~ANTn)를 통해 수신하는 구성을 나타낸 것이다.

도 11에서 상기 수신신호 변환부(350)의 다수의 다운 컨버터(Down Converter : DC)(351)는 저잡음 증폭부(260)의 각 증폭기(341)의 출력단에 접속되어 수신 신호를 주파수 하향 변환하고, 저역 통과 필터(Low Pass Filter : LPF)(353)는 상기 다운 컨버터(351)의 출력 신호의 잡음을 제거한다. 그리고 다수의 A/D 변환기(355)는 상기 저역 통과 필터(353)의 출력을 디지털 신호로 변환하여 상기 빔신호 복원부(360)로 출력한다. 디지털 신호로 변환된 각 안테나 요소(ANT1~ANTn)의 수신 신호는 다수의 승산기(361)에 의해 각 가입자에 대한 복소 가중치 벡터와 독립적으로 승산되고, 그 승산된 값들은 다수의 가산기(363)를 통해 각 가입자 신호별로 가산되어 빔 형성 효과가 제거된 해당 가입자의 수신 신호(R1(t), R2(t),...,Rm(t))로 복원되어 데이터 서비스 시 일반 음성 서비스 시 보다 많은 수로 설정된 섹터로 수신되는 가입자의 신호를 복원하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 시스템 상황에 맞게 음성 서비스와 데이터 서비스가 서로 독립적으로 다른 다중 섹터 구조를 가질 수도 있고, 전술한 스위치 빔 안테나나 적응 배열 안테나를 설치할 수 있으며 셀 조각(Cell Sculpting) 방식에도 적용할 수 있다.

그리고 하기 <표 1>은 기존 3 섹터 기지국과 스마트 안테나가 설치된 12 섹터 기지국의 데이터 서비스 시 셀 처리량(Cell throughput)을 나타낸 것으로, 이는 예컨대, CDMA 2000 1xEV-DV 순방향 링크와 1xEV-DO 역방향 링크의 기지국 시스템을 시뮬레이션 한 것이다.

상기 <표 1>에서 HPBW는 반전력 빔폭(half-power beamwidth), ??는 반송파(carrier)의 파장을 의미하고, 괄호 안의 수치는 기존 기지국 안테나와 비교한 도 5의 ULA와 UCA의 셀 처리량(Cell throughput)을 퍼센트로 나타낸 것이다. 기존 3 섹터 구조의 셀 당 처리량을 100%로 하였을 때 본 발명에 따른 12 섹터 구조의 셀 당 처리량은 순방향 링크에서 기존 섹터 구조에 비해 2.5 배 이상 향상된 처리량을 보임을 알 수 있다.

이상에서 본 발명에 의하면, 3 섹터 구조에 음성 서비스와 데이터 서비스가 통합되어 운용되던 종래의 기지국 시스템과는 달리 음성 서비스를 위한 섹터 운용과 데이터 서비스를 위한 섹터 운용을 분리하여 안테나 빔 형성을 음성 서비스와 데이터 서비스의 특성에 맞게 독립적으로 실시함으로써 시스템 용량을 높이는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 이동통신 시스템에서 기지국의 3 섹터 구조를 나타낸 개념도

도 2는 일반적인 이동통신 시스템에서 스마트 안테나가 설치된 기지국의 개념도

도 3은 일반적인 셀 조각 시스템을 이용하여 빔 형성된 3 섹터 구조를 나타낸 개념도

도 4a는 본 발명에 따른 기지국의 음성 서비스를 위한 섹터 구조를 나타낸 개념도

도 4b는 본 발명에 따른 기지국의 데이터 서비스를 위한 섹터 구조를 나타낸 개념도

도 5는 본 발명에 따른 기지국의 섹터 구조를 구현하기 위한 안테나 구조도

도 6a는 본 발명에서 빔 형성 이전의 기지국의 각 안테나 요소가 형성하는 빔 패턴을 나타낸 도면

도 6b는 본 발명에 따라 특정 섹터에 폭이 좁은 빔이 형성되어 통신이 이루어지는 경우 빔 패턴을 나타낸 도면

도 6c는 본 발명에 따라 데이터 서비스 제공 시 12 섹터에 폭이 좁은 빔이 형성된 예를 나타낸 도면

도 6d는 본 발명에 따라 음성 서비스 제공 시 3 섹터에 폭이 넓은 빔이 형성된 예를 나타낸 도면

도 7은 본 발명에 따른 기지국의 섹터 운용 장치에서 송신 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도

도 8a는 본 발명에 따른 송신/수신 룩업 테이블의 기본적인 구성예를 나타낸 도면

도 8b는 ULA 안테나 구조에 적용되는 본 발명에 따른 음성 서비스용 송신/수신 룩업 테이블의 일구성예를 나타낸 도면

도 8c는 ULA 안테나 구조에 적용되는 본 발명에 따른 데이터 서비스용 송신/수신 룩업 테이블의 일구성예를 나타낸 도면

도 8d는 UCA 안테나 구조에 적용되는 본 발명에 따른 음성 및 데이터 서비스용 송신/수신 룩업 테이블의 일구성예를 나타낸 도면

도 9는 도 7에 도시된 빔 형성부와 송신신호 변환부의 구성을 나타낸 회로 구성도

도 10은 본 발명에 따른 기지국의 섹터 운용 장치에서 수신 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도

도 11은 도 10에 도시된 수신신호 변환부와 빔신호 복원부의 구성을 나타낸 회로 구성도

Claims

다수의 안테나 요소로 지향성 빔을 형성하는 스마트 안테나 시스템이 구비된 기지국의 섹터 운용 방법에 있어서,

음성 서비스와 데이터 서비스별로 상기 안테나 요소 각각에 대한 빔 형성 제어를 위한 다수의 복소 가중치 벡터값을 테이블 정보로 구분 저장하는 단계와,

가입자 단말의 호 설정 시 설정되는 호가 음성 호인지 데이터 호 인지 판별하는 단계와,

상기 설정된 호의 종류에 따라 해당 가입자에 대한 송신 신호와 상기 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 상기 복소 가중치 벡터값을 선택적으로 승산하는 단계와,

상기 승산된 값을 상기 안테나 요소별로 가산하여 해당 가입자에 대한 빔 형성을 수행하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 음성 서비스 제공 시 상기 다수의 안테나 요소에 의한 빔은 적어도 하나의 그룹 단위로 공통으로 형성되고, 상기 섹터의 개수는 상기 안테나 요소의 개수 보다 적은 개수로 설정됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터 서비스 제공 시 상기 기지국의 섹터 개수는 상기 안테나 요소의 개수와 동일하게 형성되고, 각 섹터 마다 서로 다른 PN 코드 옵셋이 할당됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 가입자 단말의 호가 음성 호이고 상기 다수의 안테나 요소가 ULA(Uniform Linear Array) 형태로 배치된 경우 상기 ULA가 형성하는 삼각형의 각 변에 위치된 다수의 안테나 요소는 해당 섹터에 대한 하나의 빔을 형성함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 각 섹터의 빔은 상기 삼각형의 각 변 중 하나의 변에 위치된 다수의 안테나 요소에 대한 상기 복소 가중치 벡터를 기준 벡터로 하여 상기 기준 벡터를 다른 변에 대한 복소 가중치 벡터로 쉬프트 시켜 형성됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 기준 벡터를 구성하는 다수의 복소 가중치 벡터 중 빔이 형성되는 변의 안테나 요소에 대응되는 복소 가중치 벡터는 미리 정해진 값으로 설정되고, 나머지 변의 안테나 요소에 대응되는 복소 가중치 벡터는 모두 0으로 설정됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 가입자 단말의 호가 데이터 호이고 상기 다수의 안테나 요소가 ULA(Uniform Linear Array) 형태로 배치된 경우 상기 ULA가 형성하는 삼각형의 각 변에 위치된 안테나 요소로만 해당 섹터에 대한 다수의 빔을 형성함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 삼각형의 각 변에 형성되는 빔은 각 변에 위치된 다수의 안테나 요소에 대한 상기 복소 가중치 벡터를 기준 벡터로 하고 상기 기준 벡터는 빔 패턴이 동일하고 방향만 상이한 빔의 쌍의 개수에 대응되게 설정되며 상기 기준 벡터를 다른 변에 대한 복소 가중치 벡터로 쉬프트시켜 각 섹터의 빔이 형성됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 복소 가중치 벡터값은 하나의 변에 대한 복소 가중치 벡터값이 0이 아닌 값으로 설정되는 경우 해당 변에 속하는 안테나 요소 마다 서로 다른 값으로 설정되고 이 경우 다른 변에 대한 복소 가중치 벡터값은 모두 0으로 설정됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 기준 벡터가 동일한 변의 빔 형성 시 재차 사용되는 경우 재차 사용되는 상기 복소 가중치 벡터는 상기 기준 벡터로 설정된 복소 가중치 벡터의 순서를 역으로 하여 설정됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 안테나 요소가 UCA(Uniform Circular Array) 형태로 배치된 경우 각 섹터를 형성하는 상기 복소 가중치 벡터는 상기 안테나 요소의 개수에 대응되게 설정됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 1 항에 있어서,

각 섹터를 형성하는 상기 복소 가중치 벡터는 임의 섹터에 대한 상기 복소 가중치 벡터를 기준 벡터로 하여 상기 기준 벡터를 일정 단위로 쉬프트시켜 형성됨을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 가입자 단말의 위치 이동이 있는 경우 그 위치 이동을 감지한 상위 계층으로부터 상기 복소 가중치 벡터값의 소정 수정 정보를 수신하여 변경된 복소 가중치 벡터값을 출력함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
다수의 안테나 요소로 지향성 빔을 형성하는 스마트 안테나 시스템이 구비된 기지국의 섹터 운용 방법에 있어서,

음성 서비스와 데이터 서비스별로 상기 안테나 요소 각각에 대한 빔신호 복원을 위한 다수의 복소 가중치 벡터값을 테이블 정보로 구분 저장하는 단계와,

가입자 단말의 호 설정 시 설정되는 호가 음성 호인지 데이터 호 인지 판별하는 단계와,

상기 설정된 호의 종류에 따라 상기 안테나 요소의 각 수신 신호와 상기 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 상기 복소 가중치 벡터값을 선택적으로 승산하는 단계와,

상기 승산된 값을 각 가입자의 수신신호별로 가산하여 해당 가입자에 대한 수신신호를 복원하여 출력하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 가입자 단말의 위치 이동이 있는 경우 그 위치 이동을 감지한 상위 계층으로부터 상기 복소 가중치 벡터값의 소정 수정 정보를 수신하여 변경된 복소 가중치 벡터값을 출력함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 섹터 운용 방법.
다수의 안테나 요소로 지향성 빔을 형성하는 스마트 안테나 시스템이 구비된 기지국의 섹터 운용 장치에 있어서,

가입자의 호가 설정될 때 상위 계층으로부터 음성 또는 데이터 호의 종류를 구분하는 호 구분 정보가 포함된 소정 송신제어 메시지를 수신 및 디코딩하는 메시지 수신부와,

상기 송신제어 메시지를 수신하여 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 섹터 및 빔 형성을 위한 소정 복소 가중치 벡터의 출력을 지시하는 소정 어드레스 정보를 출력하는 송신 제어부와,

상기 음성 또는 데이터 호별로 구분된 다수의 복소 가중치 벡터값이 다수의 어드레스 정보별로 저장되어 상기 어드레스 정보에 대응되는 복소 가중치 벡터값을 출력하는 송신 룩업 테이블과,

각 가입자에 대한 송신 신호와 상기 송신 룩업 테이블로부터 출력된 상기 복소 가중치 벡터값을 승산하고 그 승산된 값을 상기 안테나 요소별로 가산하여 소정 빔 형성 데이터를 생성하는 빔형성부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지국의 섹터 운용 장치.
다수의 안테나 요소로 지향성 빔을 형성하는 스마트 안테나 시스템이 구비된 기지국의 섹터 운용 장치에 있어서,

가입자의 호가 설정될 때 상위 계층으로부터 음성 또는 데이터 호의 종류를 구분하는 호 구분 정보가 포함된 소정 수신제어 메시지를 수신 및 디코딩하는 메시지 수신부와,

상기 수신제어 메시지를 수신하여 음성 또는 데이터 서비스로 구분된 빔신호 복원을 위한 소정 복소 가중치 벡터의 출력을 지시하는 소정 어드레스 정보를 출력하는 수신 제어부와,

상기 음성 또는 데이터 호별로 구분된 다수의 복소 가중치 벡터값이 다수의 어드레스 정보별로 저장되어 상기 어드레스 정보에 대응되는 복소 가중치 벡터값을 출력하는 수신 룩업 테이블과,

각 가입자에 대한 수신 신호와 상기 송신 룩업 테이블로부터 출력된 상기 복소 가중치 벡터값을 승산하고 그 승산된 값을 각 가입자 신호별로 가산하여 가입자에 대한 수신신호를 복원하는 빔신호 복원부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지국의 섹터 운용 장치.