KR100857750B1 - 무선 통신에서의 수신 다이버시티 제어용 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신에서의 수신 다이버시티 제어용 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 디바이스에서 수신기 다이버시티는 동작 조건, 송신 요건, 및 제어 셋팅에 응답하여 제어된다. 다이버시티의 제어는 소정의 조건에서 수신 다이버시티를 인에이블함으로써 전력 소모를 감소시킨다. 동작 조건, 송신 요건, 및 제어 세팅은 개별적으로 이용되거나 결합되어 이용되어 더 높은 링크 용량, 더 높은 데이터 처리량, 더 낮은 송신 전력, 및 더 낮은 에러 레이트와 같은 멀티 안테나 수신 다이버시티의 이점이 다이버시티의 더 높은 전력 비용을 정당화시키는지 여부를 결정한다.
Figure R1020067020690
멀티 안테나 수신 다이버시티.

Description

무선 통신에서의 수신 다이버시티 제어용 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RECEIVE DIVERSITY CONTROL IN WIRELESS COMMUNICATIONS}
35 U.S.C.§119 하의 우선권 주장
본 특허 출원은, 이것의 양수인에게 양도되고, 여기에 참조로써 명백히 포함되며, 2004 년 3 월 5 일에 제출되고, 발명의 명칭이 "무선 디바이스에서의 수신 다이버시티 제어용 방법 및 장치" 인 미국 가출원 제 60/550,756 호에 대해 우선권을 주장한다.
배경
분야
본 발명은 일반적으로 무선 통신 및 더욱 구체적으로는 무선 통신 시스템에서의 멀티 안테나 수신 다이버시티에 관한 것이다.
배경
멀티 안테나 수신 다이버시티 (Multi-antenna receive diversity) 는 무선 통신 디바이스에서의 복수의 수신 체인 (chain) 으로 복수의 수신 신호들을 프로세싱하는 것을 말한다. 2 개 이상의 안테나는 수신기 유닛에 2 개의 상이한 입력 신호를 제공하고, 이에 의해 통신 링크에 수신 신호 다이버시티를 제공한다. 구체적으로, 각각의 멀티 경로가 각각의 안테나에서 상이하게 나타나기 때문에 복수의 안테나들은 공간 (spatial) 다이버시티를 제공한다. 따라서, 멀티경로 페이딩 (fading) 의 효과는 수신 경로들 사이에 강하게 상관되지 않는다. 그 결과, 수신 다이버시티는 통화 및 데이터 송신 품질을 개선하고 네트워크 용량을 또한 증가시킨다.
멀티 수신기 체인의 출력들은 디코딩 이전에 심볼의 더 양호한 추정치를 제공하기 위해 결합된다. 이 분야에 공지된 합성 방법은 최소평균제곱오차 (MMSE: Minimum Mean Squared Error) 합성법, 최대 비율 합성법, 동일 이득 합성법, 및 선택 합성법을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 멀티 안테나 수신 다이버시티의 주요 결점은 특히 무선 주파수 (RF), 및 체인의 아날로그 부분에서 각각의 수신기 체인이 전력을 늘리는 것이다.
멀티 안테나 수신 다이버시티는 순방향 링크 용량을 상당히 증가시키는 능력을 가진다. 용량 증가는 더 높은 처리량, 너 낮은 기지국 송신 전력, 더 낮은 프레임 에러 레이트 (FER), 또는 이들의 결합으로서 이용될 수도 있다. 수신 다이버시티의 하나의 결점은 이러한 수신기를 구현하고 동작하는 전력 비용이다. 또한, 수신 다이버시티의 이점은 언제나 이용되거나 항상 필요한 것은 아니다.
이 분야에는 더 많은 링크 용량, 더 높은 처리량, 더 낮은 송신 전력, 및 더 낮은 에러 레이트와 같은 이점이 이용가능한 경우에 멀티 안테나 수신 다이버시티를 이용하고, 이 이점들이 더 높은 전력 비용을 정당화시키지 못하는 경우에 멀티 안테나 수신 다이버시티를 이용하지 않는 제어 방법 및 장치에 대한 필요가 있다. 그 결과, 무선 통신 디바이스에서 수신 다이버시티의 이점과 수신 다이버시티의 전력 소비사이의 트레이드 오프 (tradeoff) 를 최적화시키기 위해 수신 다이버시티를 제어할 필요가 있다.
요약
이동 디바이스는 멀티 안테나 수신 다이버시티를 구현하는 2 개 이상의 수신기를 가지는 수신기 유닛을 구비한다. 수신기를 제어하기 위해 결합된 제어 유닛은 하나 이상의 네트워크 자원의 할당을 측정하는 하나 이상의 네트워크 용량 지시자를 생성한다. 제어 유닛은 또한 모바일과 네트워크 사이에 트래픽 링크의 성능을 측정하는 하나 이상의 품질 지시자를 생성한다. 제어 유닛은 네트워크 용량 지시자 및 품질 지시자에 기초하여 멀티 안테나 수신 다이버시티 모드를 적용하기 위해 수신기 유닛을 선택적으로 제어한다. 일 실시형태에서, 제어 유닛에 결합된 타이머 유닛은 일정 기간동안 수신 다이버시티를 인에이블한다. 또 다른 실시형태에서, 제어 유닛은 이동 디바이스에서 동작하는 애플리케이션으로부터의 입력에 응답한다. 또 다른 실시형태에서, 제어 유닛은 이동 디바이스의 동작 상태의 상태 정보를 모니터링하고, 상태 정보에 기초하여 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 멀티 안테나 수신 다이버시티가 이용될 수도 있는 무선 통신 네트워크 (100) 의 예이다.
도 2 는 2 개 이상의 안테나 또는 2 개 이상의 수신기를 가지는 이동국의 부분도이다.
도 3 은 일 실시형태에 따른 다이버시티 제어 유닛의 블록도이다.
도 4 는 멀티 안테나 수신 다이버시티 고려사항을 도시하는 블록도이다.
도 5 는 일 실시형태에 따른 다이버시티 제어에 대한 흐름도이다.
도 6 은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 적용하는 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 7 은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 제어하는 복수의 지시자를 고려하는 일 실시형태를 도시한다.
도 8 은 오버헤드의 수신을 개선하고 메시지를 제어하기 위해 구현되는 멀티 안테나 수신 다이버시티 제어의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 9 는 다이버시티 제어 방법에 대한 또 다른 실시형태를 도시한다.
상세한 설명
도 1 은 멀티 안테나 수신 다이버시티가 이용될 수도 있는 무선 통신 네트워크 (100) 의 예이다. 이동하거나 정지할 수도 있는 이동국 (110) 은 하나 이상의 기지국 (120) 과 통신할 수도 있다. 여기서 "모바일" 로 또한 칭하는 이동국 (110) 은 기지국 제어기 (130) 에 접속된 하나 이상의 기지국 (120) 을 통해 음성 또는 데이터 또는 음성과 데이터 모두를 송수신한다. 기지국 (120) 과 기지국 제어기 (130) 는 액세스 네트워크로 칭하는 네트워크의 일부이다. 기지국 제어기 (130) 는 유선 네트워크 (140) 에 접속한다. 그 후, 액세스 네트워크는 기지국 (120) 들간에 음성 및 데이터를 전송한다. 엑세스 네트워크는 또한 모두 유선 네트워크 (140) 의 구성 부분이 될 수도 있는 유선 전화 시스템, 회사 인트라넷, 또는 인터넷과 같은 액세스 네스워크 외부의 추가적인 네트워크에 접속될 수도 있다. 액세트 네트워크는 각각의 액세스 이동국 (110) 과 이러한 외부 네트워크들간에 음성 및 데이터를 전송할 수도 있다.
하나 이상의 기지국 (120) 과 액티브 트래픽 채널 접속을 확립한 이동국 (110) 은 액티브 이동국으로 칭하고, 트래픽 상태에 있다고 한다. 하나 이상의 기지국 (120) 과 액티브 트래픽 채널 접속을 확립하는 프로세싱 중인 이동국 (110) 은 접속 셋업 상태에 있다고 한다. 가지국에 신호를 전송하는, 이동국 (110) 에 의해 이용된 통신 링크는 역방향 링크 (150) 로 칭한다. 기지국이 이동국에 신호를 전송하기 위한 통신 링크는 순방향 링크 (160) 로 칭한다.
멀티 안테나 수신 다이버시티는 무선 통신 시스템의 순방향 링크 용량을 상당히 증가시킬 수도 있다. 명세서 전반에서, 용어 "수신기 다이버시티" 는 또한 "수신 다이버시티" 를 언급하기 위해 이용될 수도 있음을 주의한다. 멀티 안테나 수신 다이버시티가 오버헤드 비용을 유발하지만, 무선 시스템의 동작 환경은 단일의 수신기 체인을 단순히 동작하는 것보다 멀티 안테나 수신 다이버시티 동작을 실현시킬 수도 있다. 이러한 환경에서 멀티 안테나 수신 다이버시티의 이점을 이용하여 감소된 전력 이용의 목적을 조화시키기 위해, 이동국 (110) 에서의 멀티 안테나 수신 다이버시티 동작을 제어하는 것이 바람직하다. 멀티 안테나 수신 다이버시티 제어는 수신 다이버시티가 이점을 거의 제공하지 않은 경우 턴오프하고, 이로써 전력을 절약하며, 수신 다이버시티가 유리한 경우 턴온하도록 동작한다.
본 실시형태는 필요한 경우 수신 다이버시티의 이점을 보유하며 전력을 절약 하기 위해 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는 방법 및 장치를 포함한다. 여기서 설명된 바와 같이, 멀티 안테나 수신 다이버시티는 동작 조건, 송신 요건, 및 사용자 세팅, 다른 기준들 사이에서 응답하여 제어된다. 수신 다이버시티 동작을 인에이블 또는 디스에이블하는 특정 조건(들) 은 모바일이 여기서 설명한 바와 같이 동작하는 표준에 의존한다.
모바일 멀티 안테나 수신 다이버시티를 제어하기 위해 여기서 설명된 방법들은 코드 분할 다중 접속 (CDMA), 주파수 분할 다중 접속 (FDMA), 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 또는 시간 분할 다중 접속 (TDMA) 과 같지만 이에 한정되지 않는 다양한 다중 접속 장치를 이용하여 임의의 통신 시스템에 적용 가능하다. CDMA 다중 접속 장치의 예는 TIA/EIA/IS-95, TIA/EIA/IS-2000 또는 cdma2000, 1xEV-DO, 1xEV-DV, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, WINMAX, 및 WCDMA 를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 여기서 설명된 실시형태는 2 개 이상의 동작 수신기 (즉, 소정의 통신 장치에 대해 이동국에서, 하나 이상의 다이버시티 수신기와 하나의 수신기) 에 결합된 2 개 이상의 안테나를 가지는 임의의 무선 시스템에 이용될 수도 있다.
도 2 는 2 개 이상의 수신기를 가지는 모바일 (200) 의 부분도이다. 모바일 (200) 은 도 1 의 이동국 (110) 과 유사하다. 여기서 설명된 특정 실시형태를 2 의 다이버시티 디그리 (즉, 2 개의 안테나, 2 개의 수신기, 또는 수신기 체인) 에 관련하여 설명하는 경우, 이러한 실시형태는 명확성을 위해 설명되는 것이지 다른 다이버시티의 디그리를 제외하기 위함이 아니다. 여기서 설명된 발명 은 2 개 이상의 안테나 및 2 개 이상의 수신기 또는 2 개 이상의 수신기 체인을 가지는 멀티 안테나 수신 다이버시티에 적용한다. 이 명세서에서, 용어 "멀티 안테나 수신 다이버시티 " 또는 "수신 다이버시티" 는 송신된 정보 (예를 들어, 음성 또는 데이터) 를 추출하기 위해 2 개의 상이한 안테나로부터 수신된 2 개의 신호를 프로세싱하는 것을 내포한다. 멀티 안테나 수신 다이버시티가 그 시간에 이용중이든 아니든, 용어 "수신기" 는 수신 동작을 위해 이용중인 수신기 체인의 부분뿐만 아니라 메인 수신기 체인을 나타내는데 사용된다. 용어 "다이버시티 수신기" 는 멀티 안테나 수신 다이버시티가 동작할 경우 다이버시티를 제공하는 추가적인 수신기, 수신기 체인, 또는 추가적인 수신기 체인의 부분을 나타낸다. 따라서, 2 의 다이버시티 디그리를 가지는 통신 디바이스는 2 개의 안테나, 하나의 다이버시티 수신기와 하나의 수신기를 가진다. 또한, 수신기, 수신기 체인, 또는 수신기 체인의 부분은 단일 칩에 집적되거나 복수의 칩에 분배될 수도 있다. 또한, 수신기, 수신기 체인, 또는 수신기 체인의 부분은 무선 디바이스의 다른 기능에 따라 하나의 칩에 집적될 수도 있다.
도 2 에 도시된 일 실시형태에서, 하나 이상의 다이버시티 수신기 (220, 230, 또는 240) 가 수신기 (210) 와 함께 동작하도록 인에이블되는 경우, 멀티 안테나 수신 다이버시티가 인에이블된다. 수신기 (210) 및 다이버시티 수신기 (220, 230, 및 240) 는 복조기/결합기 (250) 에 입력을 제공한다. 수신기 (210) 는 RF, 아날로그, 복조, 디코딩, 및 임의의 결합으로의 다른 수신기 태스크를 포함하는 다른 기능 및 동작들뿐만 아니라 수신기의 RF 아날로그 프론트 엔드 (front end) 부분을 포함할 수도 있다. 복조기/결합기 (250) 는 수신기 (210) 및 다이버시티 수신기들 (220 내지 240) 의 출력을 결합하고, 디코더 (260) 에 출력 심볼을 제공한다. 멀티 안테나 수신 다이버시티가 디스에이블되는 경우, 수신기 (210) 는 디코더 (260) 에 출력을 제공하기를 계속한다. 디코더 (260) 는 심볼을 비트로 변환한다. 비트는 데이터 싱크/애플리케이션 (280) 에 제공된다.
다이버시티 제어 유닛 (270) 은 복조기/결합기 (250) 또는 디코더 (260) 또는 복조기/결합기 (250) 와 디코더 (260) 모두의 출력으로부터 지시자를 수신한다. 다이버시티 제어 유닛 (270) 은 또한 후술될 다른 지시자를 수신한다. 도 2 의 실시형태에 도시된 다이버시티 제어 유닛 (270) 은 멀티 안테나 수신 다이버시티가 턴온 또는 턴오프할지 여부를 결정하기 위해 심볼과 비트 모두를 이용한다. 다이버시티 제어 유닛 (270) 은 다양한 다른 동작 조건 및 세팅들을 개별적으로 또는 결합하여 이용한다. 다이버시티 제어 유닛 (270) 은 다이버시티 수신기 (220 내지 240) 에 그들 각각의 동작을 제어하기 위해 제어 신호(들) (295) 를 출력한다. 제어 신호(들) (295) 는 단일의 또는 복수의 신호들일 수도 있다. 또한, 제어 신호 (들) (295) 는 각각의 다이버시티 수신기 (220 내지 240) 에 개별적인 신호일 수도 있거나 모든 다이버시티 수신기 (220 내지 240) 에 공통된 신호일 수도 있다. 제어 신호 (들) (295) 는 또한 이 분야에 공지된 다양한 기술을 이용하여 멀티플렉싱되고, 인코딩되며, 또는 포맷될 수도 있다.
일 실시형태에서, 타이머 또는 클락 (272) 은 다이버시티 동작을 수신하기 위한 기간을 구현하도록 이용될 수도 있다. 타이머 (272) 는 다이버시티 제어가 인에이블되는 경우 시작하고, 소정의 또는 동적으로 결정된 기간동안 유지되고, 이후, 다이버시티 제어는 디스에이블된다. 타이머 (272) 는 다이버시티 제어 프로세스의 최적화를 위해 다이버시티 제어를 추적하도록 구현될 수도 있다. 이러한 방식으로, 타이머 (272) 는 다이버시티 제어 유닛 (270) 이 장래의 동작을 예측하도록 하기 위해, 다이버시티 제어 유닛 (270) 이 다이버시티 제어 동작 시나리오를 저장하도록 한다. 예를 들어, 타이밍 정보는 다이버시티 제어 유닛 (270) 이 다이버시티가 디스에이블된 이후의 기간을 조정하도록 할 수도 있다.
도 3 은 일 실시형태에 따른 다이버시티 제어 유닛 (300) 의 블록도를 도시한다. 다이버시티 제어 방법은 또한 하드웨어 및 소프트웨어를 통해 분배될 수도 있다. 다이버시티 제어 유닛 (DCU: 300) 은 지시자에 대한 복수의 입력을 가지고 이들 중에는 채널 동작 조건 (305), 에러 레이트 (310), 신호 강도 측정 (315), 전력 제어 파라미터 (320: 예를 들어, 전력 제어 서브채널), 배터리 레벨 판독 (325), 서비스 품질의 요건 (330), 애플리케이션 요건 (335), 사용자 세팅 (340), 더 높은 레이어 (layer) 제어 (345), 송신기 제어 (350), 및 파일롯 (pilot) 채널 정보 (355) 가 있다. 다이버시티 제어 유닛 (300) 은 도 2 에 도시된 수신기 (220, 230, 240) 와 같은, 다이버시티 수신기에 제어 신호(들) (390) 을 출력한다. 제어 신호(들) (390) 는 모든 다이버시티 수신기에 대한 단일의 신호, 각각의 다이버시티 수신기에 대한 개별적인 신호, 또는 제어 신호들의 멀티플렉싱되거나 코딩된 결합일 수도 있다. 또한, 다이버시티 제어 유닛 (390) 은 임의의 지시자에 대해 개별적으로 또는 결합되어 동작할 수도 있다. 도시된 바와 같이, DCU (300) 으로의 임의의 입력은 신호 강도 측정치 (315) 와 같이 복수회 입력될 수도 있다.
여기서 설명된 기술은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 턴온 또는 턴오프할지 여부를 결정하기 위해 하나 이상의 지시자를 이용한다. 도 4 는 멀티 안테나 수신 다이버시티 고려를 나타내는 블록도이다. 멀티 안테나 수신 다이버시티 제어 (400) 는 네트워크 용량 지시자(들) (405), 품질 (사용자 경험) 지시자 (415), 및/또는 모바일 배터리 레벨 지시자(들) (425) 로부터 하나 이상의 지시자들을 수신한다. 일부 실시형태에서, 네트워크 용량 지시자(들) (405) 는 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하도록 이용된다. 다른 실시형태에서, 또한 사용자 경험으로 칭하는 품질 지시자(들) (415) 는 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하도록 이용된다. 다른 실시형태에서, 모바일 배터리 레벨 지시자(들) (425) 와 같은 다른 고려사항들이 이용된다. 다른 실시형태에서, 모바일의 품질, 네트워크 용량, 배터리 레벨 및 다른 지시자들의 다양한 결합이 이용될 수도 있다.
일반적으로, 멀티 안테나 수신 다이버시티를 적용할지 여부를 결정함에 있어, 2 개의 네트워크 용량 파라미터가 고려된다. 하나의 파라미터는 네트워크에 의해 할당된 총 자원량을 규정하고, 두 번째 파라미터는 모바일의 네트워크 자원의 이용을 규정한다. 네트워크가 네트워크 자원에 대한 높은 로드 (예를 들어, 송신 전력) 를 경험하지 않는다면, 시스템은 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션으로부터 이점을 얻는다. 이러한 조건하에서, 네트워크는 사용자에게 더 많은 전력을 할당하는 자원을 가진다. 그 결과, 시스템은 멀티 안테나 수신 다이버시티의 적용으로부터 이점을 얻지 않는다. 제 2 네트워크 용량 고려사항으로서, 모바일이 이용가능한 큰 총 용량을 이용하는 경우, 모바일은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 턴온시킨다. 모바일이 네트워크의 이용가능한 작은 총 용량을 이용하는 경우, 시스템은 멀티 안테나 수신 다이버시티의 적용으로부터 이점을 얻지 않는다. 음성을 송신하는 무선 시스템의 일 실시형태에서, 네트워크 자원 및 네트워크 자원의 모바일 이용 모두가 멀티 안테나 수신 다이버시티를 턴온할지 여부를 결정하도록 이용된다. 그 결과, 모바일이 네트워크 큰 총 용량을 이용하고, 시스템이 이 용량을 제공할 여유가 없는 경우, 시스템은 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션으로부터 이점을 얻는다.
도 5 는 일 실시형태에 따른 다이버시티 제어에 대한 흐름도이다. 단계 410 에서, 방법은 제어 결정을 위해, 개별적으로 또는 결합으로 사용할 하나 이상의 지시자를 선택한다. 다양한 지시자에 대한 지시자의 상이한 선택이 후술된다. 단계 420 에서, 방법은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 인에이블하거나 디스에이블하는 임계값을 선택하는 것을 포함하여, 지시자 파라미터를 셋업한다. 단계 430 에서, 방법은 무선 통신 디바이스의 동작 동안, 하나 이상의 네트워크 용량 지시자 및 하나 이상의 품질 지시자를 모니터링한다. 단계 440 에서, 방법은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 인에이블하거나 디스에이블하도록, 지시자, 지시자의 결합, 지시자의 기능, 지시자의 결합이 다이버시티 제어 기준을 위반하는지 여부를 결정한다. 지시자가 멀티 안테나 수신 다이버시티를 인에이블하는 범위 또는 디스에이블하는 범위내에 있는 경우, 지시자는 단계 430 에서 모니터링되는 것을 계속한다. 지시자(들) 가 인에이블하는 범위 또는 디스에이블하는 범위에 있는 경우, 멀티 안테나 수신 다이버시티는 단계 450 에서 인에이블되거나 디스에이블되고, 디바이스는 단계 430 에서 지시자를 모니터링하기를 계속한다. 일 실시형태에서, 이동국은 선택된 다이버시티 제어 결정 지시자들 및 파라미터들로 구성된다. 또 다른 실시형태에서, 이동국은 동작 조건에 응답하여 이들 지시자들 및/또는 파라미터들을 결정한다.
하나 이상의 기지국과 접속된 액티브 트래픽 채널을 확립한 무선 디바이스는 트래픽 상태에 있다고 한다. 트래픽 상태에서, 무선 디바이스는 음성 또는 데이터 또는 이들 모두를 활발하게 송수신한다. 다이버시티 제어 알고리즘 동작은 음성 또는 데이터 트래픽이 이용되는지 여부에 의존할 수도 있다. 데이터 트래픽에서, 알고리즘은 수신 다이버시티를 턴온하는데 있어서 더욱 적극적일 필요가 있다. 일 실시형태에서, 이것은 음성에 대한 임계값 세트와 상이한 데이터에 대한 임계값 세트를 이용함으로써 달성될 수도 있다. 그러나, 본질적으로, 음성 및 데이터 모두 다이버시티를 제어하기 위해 유사한 지시자들을 이용할 수도 있다. 트래픽 상태에서, 수신 다이버시티는 필요한 경우 시스템에 여분의 순방향 링크 용량을 제공하고, 순방향 링크 로딩으로 인하거나 지양하는 채널 조건으로 인한 통화 단절의 가능성을 낮추며, 목적 FER 을 만족시키기 위해 턴온된다. 이들 3 개의 이유는 상당히 상호간섭될 수도 있다. 예를 들어, 통화 단절의 가 능성은 FER 목적이 만족되는한 대단히 낮다. 순방향 링크 용량은, 기지국이 FER 을 감소시키기 위해 이것의 송신 전력을 증가하도록 요구되는 경우, 내려갈 수도 있다.
이동국은, 시스템이 멀티 안테나 수신 다이버시티에 의해 제공될 수도 있는 여분의 용량으로부터 이점을 얻는때를 결정하기 위해 순방향 링크 전력 이용 및 섹터의 현재 로드를 추정할 수도 있다. 시스템 용량 정보는 이동국에 직접 이용가능하지 않지만, 이동국은 시스템의 용량을 추정하기 위해, 이것에 이용가능한 지시자들을 이용할 수도 있다. 이들 지시자들은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 턴온 또는 턴오프하기 위해 이동국에 수단을 제공한다.
하나 이상의 기지국과 접속된 액티브 트래픽 채널을 확립하는 프로세스중인 무선 디바이스는 접속 셋업 상태에 있다고 한다. 시스템은 무선 디바이스가 접속 상태에 있는 경우 멀티 안테나 수신 다이버시티를 인에이블하는 것으로부터 이점을 얻을 수도 있다.
일 실시형태에서, 이동국은 Ec/Io 로 주어진 간섭 밀도 대 칩 당 에너지 (Energy per chip per Interference density), 또는 Ec/Nt 로 주어진 노이즈 밀도 대 칩 당 에너지 (Energy per chip per Noise density) 를 지시자로서 이용한다. 이들은 이동국에 의해 관측되는 바와 같이, 각각 간섭 또는 노이즈에 대한 파일롯의 에너지의 비율을 나타내고, 이들 레이트에 대한 더 낮은 값은 이동국이 간섭 또는 노이즈에 관련된 더 적은 신호 에너지를 수신하고 있기 때문에, 멀티 안테나 수신 다이버시티가 이점이라는 것을 나타낸다. Ec/Io 는 이동국이 기지국의 범위 내에 있는지 여부를 결정한다. 이들 지시자들이 변동할 수도 있기 때문에, 필터링 또는 평균화 동작이 이들 지시자들에 대해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 적절한 시간 상수를 가지는 이들 지시자들의 유한 임펄스 응답 (FIR) 필터 또는 무한 임펄스 응답 (IIR) 필터가 이용될 수도 있다.
또 다른 유용한 품질 지시자들은 순방향 링크 트래픽 채널의 FER 이다. 에러의 개수가 특정 시간 윈도우내의 임계값을 패스하는 경우, 멀티 안테나 수신 다이버시티는 특정 시간량동안 또는 FER 이 수용할 수 있는 임계값 아래로 내려갈때까지 턴온될 수도 있다. 멀티 안테나 수신 다이버시티는 원하는 FER 을 달성하기 위해 동적으로 구현될 수도 있다. 또한, 무한 임펄스 응답 (IIR) 필터는 IIR FER n = IIR FER (n-1)*A + current frame status*(1-A) 와 같이 윈도우잉 (windowing) 대신에 이용될 수도 있으며, 여기서, "n" 은 인터레이션 (interation) 인덱스이고, current frame status 는 패스된 프레임에 대해 0 이고, 에러 프레임에 대해 1 이며, A 는 IIR 필터의 시간 상수이다. 결과 IIR FER n 은 임계값을 초과하고, 멀티 안테나 수신 다이버시티는 턴온될 수도 있다. IIR 구현은 계산적이고 효율적인 예를 제공하지만, FIR 또는 임의의 다른 필터링, 평균화 (averaging), 또는 스무딩 (smoothing) 방법은 멀티 안테나 수신 다이버시티 제어에 대해 구현될 수도 있다.
멀티 안테나 수신 다이버시티는 다양한 수단에 의해 턴오프될 수도 있다. 일 실시형태에서, 멀티 안테나 수신 다이버시티는 일정 기간 동안 유지되고, 이후 멀티 안테나 수신 다이버시티는 턴오프된다. 또 다른 실시형태에서, 멀티 안테 나 수신 다이버시티는 "턴오프" 임계값 아래의 FER 과 같이, 소정의 기준에 기초하여 턴오프된다. 각각의 채널이 상이한 수용가능한 FER 을 가지기 때문에, 다른 채널에 대해 FER 지시자를 이용하는 것은 상이한 임계값을 초래할 수도 있다.
FER 이외에, 다이버시티 제어는 이 분야에 공지된 임의의 다양한 순시의 (instantaneous) 에러 및 에러 레이트에 응답할 수도 있다. 또한, 임의의 이들 순시의 에러 및 에러 레이트는 독립하여 또는 임의의 다른 순시의 에러 또는 에러 레이트와 함께 이용될 수도 있다. 따라서, 멀티 안테나 수신 다이버시티 제어는 프레임 에러, 메시지 에러, 비트 에러, 심볼 에러, 하이 레벨 패킷 에러 및 버스트 (burst) 에러에 응답할 수도 있다. 예를 들어, 심볼 에러 레이트는 채널의 비터비 (Viterbi) 또는 터보 디코딩 이전에 계산될 수도 있다. 이것은 디코딩된 비트를 심볼로 재인코딩하고, 이들 재코딩된 심볼을 수신된 심볼과 비교함으로써 달성될 수도 있다. 상술한 스무딩 및 필터링은 임의의 다른 순시의 에러 및 에러 레이트뿐만 아니라 심볼의 에러 레이트에 대해 이용될 수도 있다.
트래픽 채널에서 FER 에 대한 방법은 다른 채널에 또한 확장될 수도 있다. 예를 들어, cdma2000 채널에서의 순방향 전용 제어 채널 (F DCCH) 과 같은 제어 채널의 순시의 프레임 에러 또는 FER 은 멀티 안테나 수신 다이버시티 동작을 결정하도록 이용될 수도 있다. 유사한 필터링 프로세스가 상술한 바와 같이 이용될 수도 있다. 또한, cdma2000 에서의 순방향 추가 채널 (F SCH) 과 같은 추가 트래픽 채널의 순시의 프레임 에러 또는 FER 은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 결정하도록 이용될 수도 있다.
또 다른 실시형태는 예를 들어, 순방향 전력 이용의 추정치를 네트워크 용량 지시자(들) 로 통합하는, 다른 지시자들을 구현할 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 이동국은, 이 이동국으로 목표된 순방향 링크 데이터 채널에 할당된 전력 비율을 추정한다. 순방향 링크 전력의 추정치는 총 순방향 링크 전력에 참조되고, 이는 특정 이동국에 할당된 전력만을 고려할 수도 있고, 다른 이동국에의 전력의 측정치를 포함할 수도 있다. 전력 계산은 파일롯 또는 트레이닝 시퀀스와 같은 공지의 기준 신호에 참조될 수도 있다. 예를 들어, 지시자는 트래픽 채널 전력의 추정치를 파일롯 채널 전력에 통합시킬 수도 있다. 다이버시티 제어 알고리즘은 메트릭 (metric) 이 소정의 임계값을 초과하는 경우 수신 다이버시티를 턴온하고, 메트릭이 소정의 임계값 이하로 내려가는 경우 다이버시티를 턴오프할 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 순방향 채널 품질의 추정치는 수신 다이버시티 제어 지시자로서 이용된다. 이러한 실시형태에서, 순방향 채널 품질은 파일롯 또는 트레이닝 시퀀스와 같은 공지의 기준 신호로부터 유도된다.
여전히 또 다른 실시형태에서, 순방향 채널 품질의 추정치는 지시자로서 이용되고, 여기서 순방향 채널 품질은 파일롯 또는 트레이닝 시퀀스와 같은 복조된 기준 신호의 노이즈에 대한 신호의 추정치로부터 도출된다. 구체적으로, 이러한 실시형태는 파일롯 채널 전력에 노이즈 전력의 추정치를 적용할 수도 있다. 또한, 다이버시티 제어 알고리즘은 메트릭이 소정의 임계값을 초과할때 다이버시티를 턴온하고, 메트릭이 소정의 임계값 아래로 내려갈때 다이버시티를 턴오프시킬 수도 있다.
cdma2000 과 같은 다수의 무선 기준은 증가된 네트워크 용량을 제공하면서, 다양한 동작 조건하에서 목적 성능 기준을 만족시키기 위해 이동국 및 기지국의 송신 전력을 변조하도록 전력 제어를 이용한다. 일 실시형태에서, 다이버시티 제어 유닛 (270) 은 지시자를 도출하기 위해 순방향 링크 외부 루프 전력 제어의 세트 포인트를 이용한다. 통상적으로 노이즈 에너지 대 비트 당 에너지 또는 Eb/No 로서 주어진 외부 루프 전력 제어 세트포인트는 FER 요건을 만족시키기 위해 순방향 링크에 대한 목적으로서 확립하기 위해 이동국에 수신기에서의 소정의 요건을 제공한다. 순방향 링크 전력 제어 세트 포인트의 높은 값은 모바일이 목적 FER 을 달성하기 위해 더 높은 Eb/No 이 필요함을 나타낸다. 2 개 이상의 수신 체인의 결합이 수신기에서 요구된 신호대 잡음비 (SNR: Signal-to-Noise Ratio) 량을 감소시키기 때문에, 이동국은 이러한 경우에 멀티 안테나 수신 다이버시티로부터 이점을 얻을 수도 있다.
다이버시티 제어는 또한 순방향 링크 전력 제어 결정을 이용할 수도 있다. 내부 전력 제어 결정은 이동국에서 Eb/No 세트포인트를 만족시키기 위해 순방향 링크 트래픽 채널 전력을 낮추거나 증가시키도록, 기지국으로 이동국에 의해 전송된 명령들을 포함한다. 다운 명령은 전력을 낮추기 위해 이용되고, 업 명령은 전력을 증가시키기 위해 이용된다. 이들 명령들은 적당히 긴 시간 프레임에 걸쳐서 제로 평균을 가져야만 한다. 이 평균이 제로로부터 위쪽으로 벗어나는 경우, 이것은 기기국이 환경 조건을 보상할 능력이 없다는 것을 나타낸다. 이들 지시자는, 업 명령의 스트링이, 이동국이 더 많은 전력을 필요하다는 것뿐만 아니라, 이 모바일에 할당된 순방향 링크 트래픽 채널 전력이 최대이기 때문이거나 기지국의 섹터가 총 전력 용량이 바닥났기 때문에, 기지국이 더 많은 전력을 제공할 수 없다는 것을 나타내기 때문에 특히 유용하다. 이들 조건들 모두 순방향 링크에 대한 시스템 로드를 감소시키기 위해 멀티 안테나 수신 다이버시티에 대한 필요를 나타낸다.
이러한 실시형태에 대해, 시스템은 수신기 다이버시티를 턴온 또는 턴오프하기 위해 지시자로서 고속 순방향 전력 비트를 이용한다. 모바일 디바이스가 다운 명령 (즉, 순방향 링크 전력을 낮추는 명령) 의 많은 부분을 전송하는 경우에, 이것은 네트워크가 모바일에 최소한의 전력량을 할당하고 있다는 것은 나타낸다. 이러한 시나리오하에서, 네트워크는 수신기 다이버시티의 활성으로부터 이점을 얻지 않기 때문에 수신기 다이버시티는 턴오프된다. 일 실시형태에서, 모바일은 전력 명령의 특정 일부가 다운 명령인 경우 수신기 다이버시티를 턴오프할 수도 있다.
유사하게, 다이버시티 제어는 역방향 링크 전력 제어 세트포인트 또는 결정을 이용할 수도 있다. 역방향 링크 전력 제어 세트포인트 및 결정은 순방향 링크에 대한 채널 동작 조건에 상관한다. 역방향 링크 전력 제어 명령들은 이동국에 주기적으로 전송되고 다이버시티에 대한 제어 결정에 이용될 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 다이버시티 제어는 또한 순방향 링크 외부 루프 전력 제어의 전류 세트포인트와 기지국으로부터 수신되고 추정된 신호대 잡음비 사이의 차이 (또는 차이의 FIR 또는 IIR 필터) 를 이용할 수도 있다. 차이는 적당히 긴 시간에 걸쳐 제로 평균을 가져야 한다. 이것이 세트 포인트가 수신된 Eb/No 보다 더 높은 방향으로 제로로부터 벗어나는 경우, 이것은 시스템이 환경 조건을 보상하는 능력이 없다는 것을 나타낸다.
다이버시티 제어는 지시자로서, 액티브 세트에서의 파일롯의 넘버를 이용할 수도 있다. 파일롯의 더 높은 넘버는 더욱 혼란한 환경을 나타낼 수도 있고, 그 결과 장래 에러의 가능성을 증가시킨다. 이러한 지시자는 멀티 안테나 수신 다이버시티를 직접 제어하도록 이용될 수도 있고, 또는 상기 Ec/Io 와 같은 다른 지시자에 대한 임계값을 변경하도록 이용될 수도 있다.
또한, 복조되지 않은, 탐색자가 찾은 파일롯의 넘버는 핑거 (finger) 의 코히어런트 (coherent) 복조에 의해 이용되지 않고 시스템의 간섭에 추가된다. 이전의 지시자와 같이, 이것은 직접 이용되거나 또 다른 지시자에 대한 임계값을 변경하도록 이용될 수도 있다.
액티브 세트에서의 파일롯의 넘버의 증가는 또한 액티브 세트 사이즈가 증가하는 짧은 시간의 기간 동안 멀티 안테나 수신 다이버시티를 턴온함으로써 이점을 얻을 수도 있다. 이것은 통화 품질을 도울 수도 있다.
다이버시티 제어는 또한 애플리케이션 또는 사용자의 특정 요건에 응답할 수도 있다. 예를 들어, 특정 스트리밍 비디오 또는 멀티미디어 애플리케이션은 낮은 에러와 함께 더 높은 레이트, 더 낮은 지연, 일정한 비트 레이트를 요구할 수도 있다. 또한, 웹 브라우징 또는 FTP 다운로드와 같은 버스트 애플리케이션은 더 높은 송신 레이트를 인에이블함으로써 수신 다이버시티로부터 지속적으로 이점을 얻을 수도 있다. 다이버시티 제어는 애플리케이션 레이어 (layer) 로부터 더 높은 레이어 제어를 이용하거나 사용자 세팅을 이용하여 이러한 애플리케이션에 대해 인에이블될 수도 있다.
이러한 더 높은 레이어 제어는 또한 송신기로부터 발생할 수도 있다. 송신기는 이전의 데이터 페이로드 요건을 안다. 더 높은 레이어 제어는, 트래픽 채널 또는 제어 채널을 통하든, 이 분야에 공지된 제어 신호를 전송하는 다양한 방법을 통해 발휘될 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 송신기는 물리적 레이어에서 멀티 안테나 수신 다이버시티를 제어할 수도 있다.
이러한 애플리케이션 요건은 서비스의 품질 요건과 일치할 수도 있다. 애플리케이션 또는 고객은 낮은 지연, 낮은 에러, 또는 높은 속도와 같은 특정 성능 요건을 요구할 수도 있다. 다이버시티 제어는 특정 실시형태에서 이들 요건에 응답할 수도 있다.
그러나 또 다른 실시형태에서, 수신 다이버시티 제어 결정은 배터리 판독에 응답하여 이루어질 수도 있다. 구체적으로, 배터리의 현재 레벨 또는 에너지 레벨의 측정치는 전력을 절약할 필요를 나타낼 수도 있다. 배터리 충전이 비교적 충분할때, 멀티 안테나 수신 다이버시티를 활성화하는 다른 지시자들에 대한 더 낮은 임계값이 있을 수도 있다. 더 낮은 배터리 레벨은 수신 다이버시티를 활성화하는 더 높은 임계값을 유발할 수도 있거나, 수신 다이버시티가 턴오프되어야 한다는 것은 나타낼 수도 있다.
일 실시형태에서, 멀티 안테나 수신 다이버시티는 물리적 레이어 패킷의 수신 즉시 턴온된다. 동시에, 타이머는 세팅된다. 수신된 모든 성공적인 패킷에 대해, 타이머가 세팅된다. 타이머가 만료 되는 경우, 수신 다이버시티는 턴오프된다. 이러한 경과는 멀티 안테나 수신 다이버시티가 패킷 데이터에 대해 인에이블되는 것을 보장하면서, 드라이빙 애플리케이션을 명쾌하게 식별하지 않으며, 수신 다이버시티의 제어를 모니터링하는 태스크를 단순화할 수도 있다.
도 6 은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 적용하는 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 수신 다이버시티 제어에 이용된 모든 지시자들은 도 6 에 도시된 제어 프로세스로부터 이점을 얻을 수도 있다. 제어 프로세스는 2 개의 임계값, Tmin 및 Tmax 를 유지한다. Ec/Io 와 같은, 더 낮은 값으로 다이버시티가 필요하다는 신호를 보내는 지시자가 예로서 이용된다. 단계 500 에서, 프로세스는 다이버시티 제어 상태를 온 또는 오프로 초기화한다. 단계 514 에서, 프로세서는 지시자 또는 지시자들의 결합을 셋업하고 모니터링한다. 단계 522 에서, 프로세스는 지시자와 Tmin 을 비교한다. 지시자가 Tmin 이하인 경우, 다이버시티는 단계 532 에서 턴온된다. 단계 542 에서 지시자가 Tmin 보다 작은 경우, 프로세스는 지시자를 모니터링한다. 단계 542 에서 지시자가 Tmax 보다 큰 경우, 다이버시티는 단계 552 에서 인에이블되거나 디스에이블된 모드로 계속된다. 임계값은 이동국의 속도와 같은 환경 조건에 의존하여 조정될 수도 있다. 이동국의 속도는 경로의 페이딩 주파수 또는 다른 지시자를 이용하여 추정될 수도 있다. FER 과 같이, 더 높은 값으로 다이버시티에 대한 필요의 신호를 보내는 지시자의 경우, Tmin 및 Tmax 의 역할은 스위칭될 수도 있다. 다이버시티 제어의 인에이블 및 디스에이블에 대한 개별적인 임계값을 유지하는 것은 특정 동작 조건들 및 변동들이 멀티 안테나 수신 다이버시티의 지속적인 스위칭 온 및 오프를 유발하는 가능성을 제거한다.
또 다른 실시형태에서, 멀티 안테나 수신 다이버시티는, 턴온된 경우, 관측된 지시자의 상태와 관계없이 최소한의 시간량동안 유지되도록 강요될 수도 있다. 이것은 수신 다이버시티가 너무 빠르게 온 및 오프로 토글링 (toggling) 되는 것을 방지한다. 수신 다이버시티를 온 및 오프로 빠르게 토글링하는 것은 시스템에 대해 미리 결정될 수도 있다. 최소한의 시간 지속은 일정할 수도 있고 또는 하나 이상의 지시자에 상당히 의존할 수도 있다.
상기 2 개 이상의 지시자는 수신 다이버시티를 제어하는 더 양호한 또는 더 적시의 결정을 제공하기 위해 결합될 수도 있다. 예를 들어, 현재 프레임 에러 및 현재 Ec/Io 측정은 다이버시티를 제어하기 위해 결합되어 이용될 수도 있다. 수신 다이버시티 제어를 위해 이용된 임의의 지시자는 독립하여 또는 다른 지시자들과 결합되어 이용될 수도 있다.
또한, 일부 지시자들은 다른 지시자들에 대한 임계값을 조정하기 위해 이용될 수도 있다. 예를 들어, 액티브 세트에서의 파일롯 넘버는 다음과 같이 FER 에 대해 이용된 임계값을 조정하도록 이용될 수도 있다.
Figure 112006072318922-pct00001
멀티 안테나 수신 다이버시티의 제어는 단순한 턴온 또는 턴오프 결정보다 더 복잡할 수도 있다. 예를 들어, 수신 다이버시티 제어는 지시자들의 값 또는 지시자들의 기능에 의존하여 복수의 다이버시티 수신기의 서브세트를 턴온 또는 턴오프하기 위해 다중치 (multivalued) 임계값 기능을 이용할 수도 있다. 즉, 다이버시티 제어의 특정 실시형태는 다이버시티 수신기 모두가 한번에 턴온 또는 오프되지는 않는 구성이 될 수도 있다. 복수의 다이버시티 수신기의 서브세트를 턴온 또는 오프하는 것은 수신기 다이버시티의 이점과 전력 소모와의 더 양호한 트레이드 오프를 하게 한다.
그러나 다이버시티 제어의 또 다른 실시형태는 다이버시티 수신기 자체의 전력 소모를 제어함으로써 수신기 다이버시티와 전력 소모와의 사이에 트레이드 오프를 제어할 수도 있다. 예를 들어, RF 에 대한 전류 공급 및 다이버시티 수신기 체인에서의 아날로그 성분을 튜닝함으로써, 다이버시티 수신기의 선형성 또는 민감도가 그 체인에서의 전력 소모를 위해 트레이드 오프될 수도 있다.
멀티 안테나 수신 다이버시티 제어의 또 다른 실시형태는 1xEvDO 와 함께 이용된다. 1xEvDO 에서, 모바일은 유휴 (Idle) 상태 또는 접속상태인 2 개의 상태중 하나일 수도 있다. 유휴 상태에서, 모바일은 기지국을 가지지만 기지국과 통신하지 않는 액티브 세션 (session) 을 가진다. 이것은 오직 제어 채널 메시 지만을 디코딩한다. 접속 상태에서, 이동국은 기지국과 액티브 접속중이고 기지국 전력 제어하에 있다.
유휴 상태에서, 이동국은 액티브 세션을 가지지만 기지국과 통신중이 아니며, 따라서, 이동국은 제어 또는 오버헤드 메시지만을 모니터링한다. 이러한 상태에서, 이동국은 일정한 기간 동안 슬리핑 모드로 들어간다. 슬리핑 기간은 특정 프로토콜을 지원하는 표준 또는 사양 (specification) 에 의해 규정될 수도 있다. 수면 기간은 기지국에 의해 이동국에 알려질 수도 있다. 유휴 상태에서, 이동국은 제어 채널 메시지의 메시지 에러 레이트를 낮추기 위해 다이버시티를 턴온할 수도 있다. 이동국은 유휴 상태에서의 다이버시티 동작을 제어하는 다음의 지시자: 1) 제어 메시지의 순시의 프레임 에러; 또는 2) 순방향 링크 (FL) 의 채널 품질 측정치를 이용할 수도 있다. 첫번째 예에서, 하나 이상의 에러가 소정의 시간 윈도우에서 검출되는 경우, 다이버시티는 연속적인 제어 메시지의 튜닝가능한 넘버에 대해 튜닝될 수도 있다. 일 실시형태에서, 제어 메시지는 제어 채널을 통해 송신된다. 다이버시티 제어는 다른 오버헤드 채널의 FER 을 감소시키도록 구현될 수도 있다. 다이버시티 제어가 이동국의 Ec/Io 또는 Ec/Nt 또는 SINR 추정치들을 이용하는 경우에, 이들 지시자들은 큰 변동을 겪을 수도 있다. 따라서, 이들 지시자들의 FIR 또는 IIR 필터링된 버전은 적절한 시간 상수 또는 윈도우 사이즈로 이용될 수도 있다.
도 7 은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 제어하는 복수의 지시자들을 고려한 일 실시형태를 도시한다. 수신기는 단계 802 에서 FER 을 계산한다. FER 은 시간 윈도우에서 또는 IIR 필터을 이용하여 결정될 수도 있다. 결정 다이아몬드 810 에서, 수신기는 FER 이 임계값 TFER 보다 큰지를 결정한다. 측정된 FER 이 TFER 보다 큰 경우 프로세싱은 채널 품질 (CQ) 을 계산하기 위해 단계 812 를 계속한다. 단계 816 에서, 채널 품질이 임계값 TCQ 보다 작은 경우, 단계 818 에서 수신기는 다이버시티를 턴온한다. 결정 다이아몬드 810 으로 복귀하여, FER 이 TFER 보다 큰 경우, 프로세싱은 멀티 안테나 다이버시티를 턴오프하기 위해 단계 814 를 계속한다. 일 실시형태에서, 채널 품질 측정치는 Ec/Io 이다. 또 다른 실시형태는 임의의 다양한 지시자들을 결합한다. 이러한 지시자들은 수신 다이버시티의 효율적이고, 적절한 제어를 제공하기 위해 제공되고 평가될 수도 있다.
도 8 은 오버헤드 또는 제어 메시지의 수신을 개선하도록 구현된 멀티 안테나 수신 다이버시티 제어의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 프로세스는 단계 700 에서 다이버시티를 턴오프하며 시작한다. 단계 710 에서 이동국은 제어 메시지를 수신한다. 단계 720 에서 제어 메시지는 디코딩된다. 제어 메시지가 결정 다이아몬드 730 에서 성공적으로 디코딩된 경우, 프로세싱은 단계 710 을 계속한다. 그렇지 않은 경우, 프로세싱은 채널 품질이 임계값 아래인지를 결정하기 위해 결정 다이아몬드 740 을 계속한다. 일 실시형태에서, 채널 품질은 SINR 에 의해 측정된다. 결정 다이아몬드 740 에서 채널 품질이 임계값보다 아래인 경우, 단계 750 에서, 프로세싱은 멀티 안테나 수신 다이버시티 제어를 턴 온한다. 그렇지 않은 경우, 프로세싱은 단계 710 으로 복귀한다.
상술한 바와 같이, 일단 멀티 안테나 수신 다이버시티 제어가 인에이블된 경우 (즉, 턴온된 경우), 이동국은 다이버시티를 디스에이블하기 위해 1) 다이버시티 제어 지시자의 기능이 될 수도 있는 기간의 만료; 2) SINR; 또는 3) 이들의 결합인 다양한 기준을 이용할 수도 있지만, 이에 한정되지 않는다.
IS-856 사양을 지원하는 1xEvDO 시스템과 같은 높은 패킷 데이터 레이트 송신을 지원하는 시스템에서, 수신 다이버시티 제어는 유휴 상태에서 턴온될 수도 있다. 다이버시티는 일정 기간동안 지속될 수도 있다. 이러한 기간은 지시자에 의존할 수도 있고 아닐 수도 있다. 유사하게, 다이버시티는 SINR 이 더 높은 임계값을 초과할때까지 유지될 수도 있다. 또한, 멀티 안테나 수신 다이버시티 제어는 멀티 기준이 만족될때까지 턴온될 수도 있다.
접속 상태에서, 이동국은 기지국과 액티브 통신중에 있고, 기지국은 이동국에 전력 제어 명령을 활발하게 제공한다. IS-856 을 지원하는 시스템에서, 기지국은 이동국에 할당된 전력을 변경하지 않고, 오히려 기지국의 모든 전력은 소정의 시간에 단일의 이동국으로 향한다. 다이버시티 인에이블된 모바일을 이용하여, 비다이버시티 (non-diversity) 모바일에 비해 더 많은 데이터가 소정의 기간동안 전송될 수도 있다. 그 결과, 기지국 섹터 용량은 다이버시티 인에이블된 이동국과 통신중인 경우 증가한다. 파일 전송 규약 (FTP: File Transfer Protocol) 애플리케이션 또는 웹 브라우저 애플리케이션과 같은 버스티 (bursty) 트래픽 애플리케이션에서, 다이버시티를 턴오프하는 것은 유리하지 않을 수도 있 다. 다이버시티를 턴온함으로써, 데이터가 짧은 시간에 다운로드될 수도 있고, 더 빠른 다운로드는 데이터를 다운로드하도록 이용된 전력을 감소시킬 수도 있다. 예를 들어, 비다이버시티 모바일으로의 다운로드는 시간이 더 걸리고 송신 전력을 증가시킬 수도 있다.
반면에, 이동국이 스트리밍 애플리케이션과 같은 일정한 데이터 레이트 애플리케이션에 관여중인 경우, 다이버시티를 선택적으로 턴온 또는 오프하는 것이 유리할 수도 있다. 이러한 경우에, 콘텐츠를 다운로드 하는데 걸리는 총 시간량은 대역폭을 증가시킴으로써 증가하지 않는다. 이동국이 일정한 데이터 레이트 애플리케이션을 가동하고 있는 경우, 수신 다이버시티는 순시의 또는 필터링된 SINR 버전에 기초하여 제어될 수도 있다. 또한, 이동국이 순방향 링크의 채널 품질을 결정하는 경우에, 이동국은 이러한 정보를 이용하여 FL 을 통해 이동국에서 성공적으로 수신될 수도 있는 최대 데이터 레이트를 결정한다. 그 후, 이동국은 이러한 최대 레이트로 데이터를 효율적으로 요구하는 기지국에 데이터 레이트 제어 (DRC) 메시지를 전송한다. DRC 는 순방향 링크 채널 품질의 지시자로서 이용될 수도 있다. 일 실시형태에서, 순시의 DRC 값 또는 DRC 값의 IIR 필터링된 버전은 순방향 링크의 품질의 지시를 제공하고, 다이버시티 제어 지시자로서 이용될 수도 있다. 또 다른 유용한 지시자는 모바일의 최근 서브 (serve) 레이트가 곱해진 DRC 값의 IIR 필터링된 버전 또는 순시의 DRC 값이 될 수도 있다. 결과 프로덕트는 이동국에 의해 지원가능한 데이터 레이트에 상한을 제공하고, 여기서, 다이버시티는 결과 프로덕트가 일정한 데이터 레이트 애플리케이션에 의해 요구되는 데이터 레이트와 일부 마진 (margin) 의 합보다 작은 경우 턴온될 수도 있다.
도 9 는 다이버시티 제어 방법에 대한 또 다른 실시형태를 도시한다. 이동국이 결정 다이아몬드 800 에서 일정한 데이터 레이트 애플리케이션에 관계하는 경우, 프로세싱은 수신 다이버시티 지시자들을 모니터링하기 위해 단계 802 를 계속한다. 그렇지 않은 경우, 이동국은 단계 806 에서 다이버시티를 인에이블한다. 단계 802 로부터 계속하여, 이동국이 멀티 안테나 다이버시티 제어 (MDC) 지시자들을 모니터링하고 다이버시티 제어 범위내의 지시자 값을 검출하는 경우, 이동국은 단계 806 에서 다이버시티를 인에이블한다. 그렇지 않은 경우, 이동국은 단계 808 에서 다이버시티를 디스에이블한다. 접속 상태에서 이용된 지시자들은 : 1) 순시의 또는 IIR 필터링된 SINR; 2) 순시의 또는 IIR 필터링된 DRC 값; 3) DRC 값이 순시의 또는 IIR 필터링될 수도 있는, 서브 레이트로 스케일링된 DRC 값을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
일 실시형태에서, 다이버시티 제어는 관측된 지시자들의 상태에 관계없이, 최소한의 기간동안 멀티 안테나 수신 다이버시티를 인에이블할 수도 있다. 이것은 응답하는 시스템에 대해 다이버시티 제어가 다이버시티를 너무 빠르게 온 또는 오프로 토글링하는 것을 방지한다. 한편, 다이버시티를 턴온하거나 턴오프하는데 요구되는 시간이 있다. 턴온 또는 오프중 하나에서, 다이버시티를 유지하기 위한 최소한의 기간은, 일정하거나 하나 이상의 지시자들에 상당히 의존하여 변경될 수도 있다.
다이버시티 제어의 또 다른 실시형태는 고속 데이터 전송을 제공하기 위한 cdma2000 의 1xEvDV 모드와 같은 다른 사양을 지원하는 시스템에서 이용될 수도 있다. 1xEvDV 에 대해 구체적으로는, 이동국은 음성 통신중에, 고속 데이터 전송에 관여할 수도 있다. 이동국은 하나 이상의 다음의 채널에 할당될 수도 있다.
패킷 데이터 채널 (F PDCH)
패킷 데이터 제어 채널 (F PDCCH)
다음의 지시자들은 수신 다이버시티를 제어하도록 이용될 수도 있다:
프레임 에러 또는 F PDCH 의 FER.
프레임 에러 또는 F PDCCH 의 FER.
F PDCH 또는 F PDCCH 의 심볼 에러 레이트.
상기의 설명은 무선 디바이스에서 멀티 안테나 수신 다이버시티를 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 다이버시티는 동작 조건, 송신 요건, 및 제어 세팅에 응답하여 제어될 수도 있다. 다이버시티를 선택적으로 인에이블하는 것은, 다이버시티가 강화된 성능에 필요하지 않은 경우 발생한 여분의 전력를 방지하면서, 수신기가 멀티 안테나 수신 다이버시티로부터 이점을 얻도록 한다. 동작 조건, 송신 요건, 및 제어 세팅은 개별적으로 또는 함께 이용되어, 더 높은 링크 용량, 더 높은 데이터 처리량, 더 낮은 송신 전력, 및 더 낮은 에러 레이트와 같은 모바일 멀티 안테나 수신 다이버시티의 이점들이 다이버시티를 인에이블하는 더 높은 전력 비용을 정당화하는지 여부를 결정한다.
당업자는 다양한 서로 다른 기술 및 기법을 이용하여 정보 및 신호를 표현할 수도 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 상기의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령, 커맨드 (commands), 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 자성 입자, 광계 또는 광자, 또는 이들의 임의의 결합으로 나타낼 수도 있다.
또한, 당업자는 여기에서 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들을 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현할 수도 있음을 알 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 대체 가능성을 분명히 설명하기 위하여, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들을 주로 그들의 기능의 관점에서 상술하였다. 그러한 기능이 하드웨어로 구현될지 소프트웨어로 구현될지는 전체 시스템에 부과된 특정한 애플리케이션 및 설계 제약조건들에 의존한다. 당업자는 설명된 기능을 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식으로 구현할 수도 있지만, 그러한 구현의 결정이 본 발명의 범주를 벗어나도록 하는 것으로 해석하지는 않아야 한다.
여기에서 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 신호 (FPGA), 또는 기타 프로그래머블 로직 디바이스, 별도의 게이트 또는 트랜지스터 로직, 별도의 하드웨어 컴포넌트들, 또는 여기서 설명된 기능을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 결합으로 구현 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 다른 방법으로, 그 프로세서는 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 기계일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 결합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 결합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 임의의 기타 다른 구성물로 구현될 수도 있다.
여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
개시되어 있는 실시형태들에 대한 상기의 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 제조 또는 이용할 수 있도록 제공된다. 당업자는 이들 실시형태에 대한 다양한 변형들을 명백히 알 수 있으며, 여기에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고도 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라 서, 본 발명은 여기에서 설명된 실시형태들에 제한되는 것이 아니라, 여기에서 개시된 원리 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (27)

  1. 멀티 안테나 수신 다이버시티 모드가 인에이블된 경우, 복수의 수신 신호들을 프로세싱하는 복수의 수신기를 구비하는 멀티 안테나 수신 다이버시티 유닛; 및
    상기 멀티 안테나 수신 다이버시티 유닛에 결합되고, 하나 이상의 네트워크 자원의 할당을 측정하는 하나 이상의 네트워크 용량 지시자 및 상기 네트워크상의 무선 장치의 트래픽 링크의 성능을 측정하는 하나 이상의 품질 지시자를 생성하고, 상기 네트워크 용량 지시자 및 상기 품질 지시자에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는 제어 유닛을 구비하는, 무선 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는 것은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 턴온하는 것을 포함하는, 무선 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는 것은 멀티 안테나 수신 다이버시티를 턴오프하는 것을 포함하는, 무선 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 적어도 부분적으로 배터리 지시자에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하기 위해 모바일에서 전력 레벨을 측정하는 하나 이상의 배터리 지시자를 수신하는, 무선 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 품질 지시자로서, 상기 트래픽 접속에 대한 프레임 에러 레이트 (FER) 에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 무선 장치와 상기 네트워크간의 순방향 전용 제어 채널로부터 상기 FER 을 결정하는, 무선 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 품질 지시자는 하나 이상의 서비스 품질 요건을 포함하는, 무선 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 네트워크 용량 지시자로서, 파일롯 에너지에 대한 트래픽 에너지의 추정치로부터 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 네트워크 용량 지시자로서, 순방향 링크 내부 전력 제어 파라미터에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 네트워크 용량 지시자로서, 순방향 링크 외부 루프 전력 제어 파라미터에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 트래픽 접속에 대한 프레임 에러 레이트 (FER) 및 Eo/Io 측정치에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값 및 상기 측정치에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 네트워크 용량 지시자로서, 상기 트래픽 접속에 대한 프레임 에러 레이트 (FER) 및 Ec/Io 측정치에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값 및 상기 측정치에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 디코딩된 심볼을 생성하기 위해 입력 심볼을 디코딩하고, 추정치를 생성하기 위해 상기 디코딩된 심볼을 재-코딩하며, 상기 추정치와 상기 입력 심볼간의 비교치를 생성하고, 상기 품질 지시자로서, 상기 비교치에 대한 하나 이상의 임계값을 생성하며, 상기 임계값에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 네트워크 용량 지시자로서, 기준 채널 전력에 대한 노이즈 전력의 비율의 추정치에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 네트워크 용량 지시자로서, 수신된 전력에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 품질 지시자로서, 송신에서의 하나 이상의 버스트 에러에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 상기 품질 지시자로서, 수신된 채널 신호 강도에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 임계값에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 또한, 액티브 세트 (Active set) 에서의 파일롯 넘버에 기초하여 하나 이상의 임계값을 생성하고, 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는, 무선 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 안테나 수신 다이버시티 유닛은 제 1 및 제 2 수신기를 구비하고, 상기 제 2 수신기는 복수의 수신기 유닛을 구비하는, 무선 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 수신기, 제 2 수신기 및 상기 제어 유닛에 결합된 복조기를 더 구비하고, 상기 복조기는 상기 제 1 및 제 2 수신기의 출력을 결합하여, 상기 제어 유닛에 그 결합된 출력 신호를 제공하는, 무선 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 제 2 수신기의 복수의 수신기 유닛의 서브세트를 활성화하도록 구성되는, 무선 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 복조기 및 상기 제어 유닛에 결합되고, 상기 제어 유닛으로의 입력을 위해 상기 복조기로부터의 상기 출력 신호를 디코딩하는 디코더를 더 포함하는, 무선 장치.
  23. 멀티 안테나 수신 다이버시티 모드가 인에이블된 경우, 복수의 수신된 신호를 프로세싱하는 복수의 수신기를 구비하는 멀티 안테나 수신 다이버시티 유닛;
    상기 멀티 안테나 수신 다이버시티 모드를 인에이블하기 위한 기간을 제공하는 타이머 유닛; 및
    상기 멀티 안테나 수신 다이버시티 유닛 및 상기 타이머 유닛에 결합되고, 하나 이상의 지시자를 생성하며, 상기 기간 동안 상기 지시자에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는 제어 유닛을 구비하는, 무선 장치.
  24. 멀티 안테나 수신 다이버시티 모드가 인에이블된 경우, 복수의 수신된 신호를 프로세싱하는 복수의 수신기를 구비하는 멀티 안테나 수신 다이버시티 유닛; 및
    상기 멀티 안테나 수신 다이버시티 유닛에 결합되고, 무선 장치상에서 동작하는 애플리케이션으로부터 입력을 수신하며, 상기 입력에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는 제어 유닛을 구비하는, 무선 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 입력은 물리적 레이어 패킷을 포함하고, 이 물리적 레이어 패킷은, 상기 패킷에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하기 위한 것인, 무선 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 입력은, 데이터 레이트 제어 메시지를 포함하고, 이 데이터 레이트 제어 메시지는, 상기 메시지에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하기 위한 것인, 무선 장치.
  27. 무선 장치로서,
    멀티 안테나 수신 다이버시티 모드가 인에이블된 경우, 복수의 수신된 신호를 프로세싱하기 위해 복수의 수신기를 구비하는 멀티 안테나 수신 다이버시티 유닛; 및
    상기 멀티 안테나 수신 다이버시티 유닛에 결합되고, 상기 무선 장치의 동작에 관련하는 상태 정보를 모니터링하며, 상기 상태 정보에 기초하여 상기 멀티 안테나 수신 다이버시티의 애플리케이션을 제어하는 제어 유닛을 구비하는, 무선 장치.
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