KR101062804B1 - 다중 무선 통신 서비스 처리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수신기의 다중 무선 통신 서비스 처리 방법 및 장치에 대해 개시한다. 수신기는 무선 인터페이스를 통해 하나보다 많은 무선 통신 서비스를 동시 수신한다. 각각의 서비스는 상이한 캐리어 주파수 대역을 통해 전송된다. 다중 수신 캐리어 신호는 믹서 및 국부 발진기(LO)를 사용하여 중간 주파수(IF) 대역으로 하향 변환된다. 입력 신호의 변환된 IF 대역 신호가 스펙트럼적으로 인접하거나 어느 정도 서로 중첩하도록, LO 및 샘플링 주파수가 조정된다. 복수의 스펙트럼 중첩한 상태의 각각에서 서비스의 SINAD가 측정된다. 그 다음 SINAD 측정 결과에 기초하여 LO 주파수 및 샘플링 주파수가 조정된다.

Description

다중 무선 통신 서비스 처리 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING MULTIPLE WIRELESS COMMUNICATION SERVICES}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수신기의 블록도.

도 2a 내지 도 2d는 도 1의 수신기에서 각각의 단계에서의 신호 스펙트럼을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수신기의 블록도.

도 4a 내지 도 4d는 도 3의 수신기에서 각각의 단계에서의 신호 스펙트럼을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수신기의 블록도.

도 6a 내지 도 6d는 도 5의 수신기에서 각각의 단계에서의 신호 스펙트럼을 나타낸 도면.

도 7은 본 발명에 따른 적응적인 주파수 하향 변환을 구현하기 위해 사용된 LUT(look-up table)의 블록도.

도 8은 본 발명에 따른 국부 발진기의 주파수 합성에 대한 블록도.

도 9는 본 발명에 따라 수신기에서 다중 무선 통신 서비스를 동시 처리하는 과정의 흐름도.

도 10은 본 발명에 따라 두 개의 입력 신호의 아날로그/디지털 변환을 위한 샘플링 주파수를 적응적으로 선택하는 수신기의 블록도.

도 11a 내지 도 11f는 본 발명에 따라 RF 대역의 최종 IF 주파수로의 주파수 변환을 도시한 블록도.

도 12는 본 발명에 따라 수신기에서 복수 입력 신호의 아날로그/디지털 변환을 위한 샘플링 주파수를 적응적으로 선택하는 과정의 흐름도.

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수신기의 다중 무선 통신 서비스 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

SDR(Software defined radio)은 WTRU(wireless transmit/receive unit)에서 다중 무선 통신 표준이 지원되고, 소프트웨어 기반 유닛에 의해 RF(radio frequency) 신호가 처리되는 방식이다. SDR의 경우, 단일 하드웨어 플랫폼은 하드웨어 컴포넌트를 대체하지 않아도 다중 무선 통신 표준을 지원할 수 있으며, 다운로드된 소프트웨어가 하드웨어를 재구성할 수 있다. 이러한 방법으로, WTRUs는 새로이 개발된 무선 통신 표준 및 프로토콜을 지원하도록 신속하게 구성될 수 있다.

통상적인 단일 모드 셀룰러 기지국 및 WTRUs는 헤테로다인(heterodyne) 무선 수신기 아날로그 프론트 엔드, 고정 샘플링 레이트 아날로그/디지털 변환기(ADC; analog-to-digital) 및 후속 디지털 프로세싱 유닛을 포함한다. 아날로그 프론트 엔드에서, 희망 신호가 필터링되어 고정된 중간 주파수(IF; intermediate frequency) 대역으로 하향 변환(down-convert)된다. ADC는 디지털 프로세스의 복조 알고리즘의 희망 신호 요건의 대역폭 및 기타 요인에 연역적으로 기초하여 선택된 고정 샘플링 레이트에서 동작한다.

현재, WTRUs는 다중 채널을 통해 수신된 다중 서비스를 처리하도록 구성된다. 예를 들어, WTRU는 DCS(digital cellular system) 및 WCDMA(wideband code division multiple access) 시스템 둘 다에서의 통신을 지원할 수 있다. 각각의 서비스는 WTRU에서 대응하는 수신기 경로를 통해 처리되고, WTRU의 모뎀에 개별적으로 입력되어 처리된다. 그러나, 각각의 수신기 경로에서는 주어진 시간에서 하나의 서비스만 지원된다.

현재 WTRU 설계는 또한 스위치나 다중화기, 및 신호를 각각의 서비스의 주파수 대역에 대해 상이한 수신기로 분리하는 다중 필터를 수반하는 프론트 엔드 구성을 포함한다. 기지국 또는 WTRU가 단일 무선 수신기에서 상이한 캐리어 주파수의 다중 동시 서비스 및/또는 채널을 지원하고 있는 경우, 다양한 서비스 및/또는 채널이 필터링되어 개별적으로 아날로그 프론트 엔드에서 IF로 하향 변환된 다음, 각각 고정된 샘플링 레이트에서 디지털 샘플로 변환된다.

ADC의 샘플링 레이트는 수신기의 전력 소비에 영향을 미칠 수 있는 하나의 요소이다. ADC의 전력 소비와 모뎀에서의 기타 프로세싱 블록은, 일반적으로 샘플링 레이트에 비례하며, 샘플링 레이트가 높아질수록 낮은 샘플링 레이트인 경우보다 많은 전력을 필요로 한다.

따라서, 종래 기술의 WTRUs는 다중 서비스를 지원하기 위해 광대한 하드웨어 자원을 필요로 하며, 그 구성은 WTRU의 배터리 수명에 대한 관점에서 바람직하지 못하다.

본 발명은 수신기에서 다중 무선 통신 서비스를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 하나보다 많은 무선 통신 서비스가 수신되어 동시 처리된다. 서비스가 상이한 캐리어 주파수 대역을 통해 전송되고, 수신된 캐리어 주파수 대역은 중간 주파수(IF) 대역으로 하향 변환(down-convert)된다. 다중 서비스의 하향 변환된 IF 대역이 단일 IF 대역에 속하도록 국부 발진기(LO; local oscillator) 주파수가 설정된다. 다른 실시예에서는, 하나의 ADC를 사용하며, 둘 이상의 상이한 주파수 대역에서 수신된 둘 이상의 서비스를 포함한 복수 입력 신호의 아날로그/디지털 변환을 위한 샘플링 주파수를 적응적으로 선택하고, LO 주파수를 적응적으로 선택함으로써, SDR이 구현된다. 각각의 입력 신호가 상이한 주파수 대역을 통해 상이한 서비스를 수송한다. 입력 신호는 동시에 수신된다. 각각의 서비스는 최소 SINAD(signal-to-noise and distortion ratio) 요건을 요한다. 특정 주파수에서 입력 신호를 다중 LO 신호와 혼합함으로써 입력 신호는 IF 대역 신호로 변환된다. IF 대역이 스펙트럼적으로 인접하거나 어느 정도 서로 중첩(overlap)하도록, LO 주파수가 적응적으로 선택된다. 복수의 스펙트럼 중첩한 상태의 각각에서 서비스의 SINAD(signal-to-noise and distortion ratio)가 측정된다. 그 다음 SINAD 측정 결과에 기초하여 LO 주파수 및 샘플링 주파수가 조정된다. 바람직하게는 이러한 과정이 연속적으로 반복된다.

예로서 주어지며, 첨부된 도면과 관련하여 이해되는 다음의 바람직한 실시예의 설명으로부터, 본 발명에 대해 보다 상세하게 이해할 수 있을 것이다.

이하, 용어 "WTRU"는 사용자 기기, 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 무선 호출 수신기, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의 기타 유형의 장치를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 하기 언급될 때, 용어 "기지국"은 노드-B, 사이트 컨트롤러, 엑세스 포인트, 또는 무선 환경에서 임의 기타 유형의 인터페이싱 장치를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 사양은 IC(integrated circuit)에 통합될 수 있거나, 다수의 상호 접속용 컴포넌트를 포함하는 회로에 구성될 수 있다.

본 발명은 단일 수신기 체인(chain)에서 다중 무선 통신 서비스의 동시 수신을 지원하는 데 사용하는 방법 및 장치를 제공한다. 하드웨어는 소프트웨어에 의해 구성될 수 있다. 이하, 동시 서비스의 예로서 DCS 및 WCDMA 주파수 분할 방식(FDD; frequency division duplex)과 관련하여 본 발명이 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 임의의 다른 서비스와 수많은 동시 서비스에 적용할 수 있음을 인지하여야 한다. 도면에 도시된 수치들은 예로서 제공된 것으로, 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 교시에서 벗어나지 않고서 임의의 기타 수치들이 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수신기(100)의 블록도이다. 도 2a 내지 도 2d는 도 1의 수신기(100)에서 각각의 단계에서의 신호 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 디플렉서(diplexer, 102) 및 서큘레이터(circulator, 104)는 입력 스펙트럼 을 대역 한정(band-limit)하며 이는 도 2a에 도시되고, 저잡음 증폭기(LNA; low noise amplifier, 106) 이전의 컴포넌트 손실을 최소화하며 희망 서비스 다운링크 대역을 결합한다. 이는 또한 LNA(106)가 나머지 수신기 체인으로부터의 두 번째 단계 잡음 지수 기여를 최소화하기에 충분한 이득(10-15dB)를 갖는 한, LNA(106) 이전에 임의의 손실을 더하여 LNA(106)의 잡음 지수를 첫째로 포함하는 시스템 잡음 지수를 확립한다. 디플렉서(102)는 (도 2a의 FDD 업링크 대역과 같은) 임의의 중간 업링크 대역을 제거하고, 원하는 다운링크 대역 사이에 속하게 되므로, 광대역 LNA(106)의 포화를 방지한다. 두 개의 풀(full) 수신 대역에서의 임의 채널은 동시에 수신될 수 있고, 서비스 선택은 소프트웨어 구성 가능하다.

대역 한정된 입력 스펙트럼은 LNA(106)에 의해 증폭되고, 제1 필터(108)에 의해 필터링된다. 제1 필터(108)에 의해 필터링된 후의 입력 스펙트럼이 도 2b에 도시된다. 대역 한정된 입력 신호는 믹서(110)에 의해 고정 LO1 주파수로써 제1의 IF 대역폭으로 하향 변환된다. 제1의 IF는 제2 필터(112)에 의해 다시 필터링되어 이미지 주파수 및 블로커(blockers)를 제거한 다음, 가변 이득 증폭기(VGA; variable gain amplifier, 114)에 의해 증폭된다. VGA(114)에 의한 출력으로서 제1의 IF 스펙트럼이 도 2c에 도시된다.

이미지 주파수 변환을 사용하여, 믹서(116)에 의해 LO2로써 제2 하향 변환이 수행된다. 제2의 IF 스펙트럼이 도 2d에 도시된다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 제2 하향 변환으로 인해 다중 서비스 다운링크 대역이 단일 제2의 IF 대역폭 내로 포개지도록 LO2 주파수가 설정된다. DCS 다운링크 대역 및 WCDMA FDD 다운링크 대역이 단일 제2의 IF 대역폭에 포개진다. 이는 높은 Q 필터의 사용으로 인해 제2의 IF 대역폭에서 대역 외(out-of-band) 블로커 및 재머(jammer)를 감소시킬 수 있게 한다. 다중 LO 주파수는 또한 다중 서비스의 다운링크 대역을 정의된 제2의 IF 대역폭 내의 어디에나 배치하도록 사용될 수 있다.

도 1의 수신기(100)는 두 번의 하향 변환을 수행한다. 그러나, 도 1의 수신기(100) 구성과, 이후 설명될 본 발명의 다른 실시예는 단지 본 발명의 바람직한 실시예로 제시되는 것일 뿐, 두 번의 하향 변환보다 한 번 이상이 더 구현될 수도 있다. 국부 발진기, 즉 LO1 및 LO2는, 제2의 IF 대역폭을 최소화하며 수신 다운링크 대역을 제2의 IF에 포개지도록, 고정 필터로써 적응적인 주파수 플랜을 사용하여 설정된다.

최종 IF 신호는 필터(118, 122) 및 VGA(120)에 의해 처리된 후 ADC(124)에 의해 더 다운 샘플링된다. 제2의 IF 대역폭을 최소화함으로써, ACD(124)의 샘플링 주파수는 적응적일 수 있으며, 그에 따라 베이스밴드로의 최종 디지털 하향 변환의 전력 소비를 최소화할 수 있다.

최종 IF 대역폭은 수신기의 SINAD 측정에 따라 좌우된다. SINAD 측정은 수신기의 프로세싱 대역폭 내에 있는 왜곡 곱(distortion product)을 포함한다. 정상적으로 하나의 신호만 이 대역폭 내에 존재하여 왜곡 곱이 발생되지 않으며, 그리하여 SNR(signal-to-noise ratio) 측정치만 필요하다. 수신기에 제시되는 다중 신호가 존재하므로, 프로세싱 대역 내에 왜곡 곱이 발생되며 이들 레벨은 SNR 측정에 포함될 필요가 있다. 본 발명에 따르면, 최고 SINAD가 측정되는 경우 최소의 대역 폭이 선택되고, 반대로 최저 SINAD가 측정되는 경우 최대의 최종 대역폭이 선택된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수신기(200)의 블록도이다. 도 4a 내지 도 4d는 도 3의 수신기에서 각각의 단계에서의 신호 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 디플렉서(202) 및 서큘레이터(204)는 입력 스펙트럼을 대역 한정하며, 이는 도 4a에 도시된다. 대역 한정된 입력 스펙트럼은 LNA(206)에 의해 증폭되고, 제1 필터(208)에 의해 필터링된다. 제1 필터(208)에 의해 필터링된 후의 입력 스펙트럼은 도 4b에 도시된다.

그 다음, 입력 신호를 LO1에 의해 발생된 신호와 혼합함으로써 입력 신호는 IF 신호로 하향 변환된다. 제2 실시예에서는, 두 개의 다운링크 대역이 두 개의 고정 LO1 주파수와 두 개의 고정 LO2 주파수를 사용하여 최종 IF에서 인접 대역으로 변환된다. 각각의 서비스의 입력 신호는 상이한 LO 주파수를 사용하여 하향 변환된다. 이 예에서는, DCS 다운링크 대역이 LO1A 및 LO2A 주파수로써 하향 변환되고, WCDMA FDD 다운링크 대역이 LO1B 및 LO2B 주파수로써 하향 변환된다.

각각의 서비스의 대역 한정된 입력 신호는 믹서(210)에 의해 각각 LO1A 및 LO1B 주파수로써 제1의 IF 대역폭으로 하향 변환되고, 제2 필터(212)에 의해 다시 필터링되어 이미지 주파수 및 블로커를 제거하고 VGA(214)에 의해 증폭된다. VGA(214)에 의한 출력으로서 제1의 IF 스펙트럼이 도 4c에 도시된다.

제2 하향 변환은 믹서(216)에 의해 각각 LO2A 및 LO2B로써 수행된다. 필터(218)에 의한 출력으로서 제2의 IF 스펙트럼이 도 4d에 도시된다. 도 4d에 도시 된 바와 같이, 제2 하향 변환으로 인해 다중 서비스 다운링크 대역이 제2의 IF 대역폭에서 서로 인접하게 위치되도록, LO1A, LO1B, LO2A 및 LO2B 주파수가 설정된다. 이 예에서는, DSC 다운링크 대역 및 WCDMA FDD 다운링크 대역이 최종 IF 대역에서 인접 대역으로 변환된다. 다중 LO 주파수는 또한 다중 서비스의 다운링크 대역을 정의된 제2의 IF 대역폭 내의 어디에나 배치하도록 사용될 수 있다. 최종 중간 주파수는 필터(218, 222) 및 VGA(220)에 의해 처리된 후 ADC(224)에 의해 더 다운 샘플링된다. 제2의 IF 대역폭을 최소화함으로써, ADC(224)의 샘플링 주파수는 적응적일 수 있으며, 그에 따라 베이스밴드로의 최종 디지털 하향 변환의 전력 소비를 최소화할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수신기(300)의 블록도이다. 도 6a 내지 도 6d는 도 5의 수신기(300)에서 각각의 단계에서의 신호 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 디플렉서(302) 및 서큘레이터(304)는 입력 스펙트럼을 대역 한정하며, 이는 도 6a에 도시된다. 대역 한정된 입력 스펙트럼은 LNA(306)에 의해 증폭되어, 제1 필터(308)에 의해 필터링된다. 제1 필터(308)에 의해 필터링된 후의 입력 스펙트럼이 도 6b에 도시된다.

각각의 서비스의 대역 한정된 입력 신호는 믹서(310)에 의해 각각 LO1A 및 LO1B 주파수로써 제1의 IF 대역폭으로 하향 변환되고, 제2 필터(312)에 의해 다시 필터링되어 이미지 주파수 및 블로커를 제거하고 VGA(314)에 의해 증폭된다. VGA(314)에 의한 출력으로서 제1의 IF 스펙트럼이 도 6c에 도시된다.

제3 실시예에서는, 다운링크 대역으로부터의 임의의 채널이 구성 가능한 LO2 를 사용함으로써 IF 대역에서 임의 간격을 둔 채널로 하향 변환될 수 있다. 두 개의 입력 신호의 제2 하향 변환은 믹서(316)에 의해 각각 LO2A 및 LO2B로써 수행될 수 있다. 필터(318)에 의해 필터링된 후의 제2의 IF 스펙트럼이 도 6d에 도시된다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 제2 하향 변환으로 인해 다중 서비스 다운링크 대역이 제2의 IF 대역폭 내에 서로 분리되어 위치되도록, LO2A 및 LO2B 주파수가 조정될 수 있다.

다른 방법으로서, LO1A 및 LO2A는 조정 가능하고 LO2A 및 LO2B는 고정될 수 있으며, 또는 둘 다의 LO가 조정 가능할 수 있다. 다중 LO 주파수는 또한 다중 서비스의 다운링크 대역을 정의된 제2의 IF 대역폭 내의 어디에나 배치하도록 사용될 수 있다. 최종 중간 주파수는 필터(318, 322) 및 VGA(320)에 의해 처리된 후 ADC(324)에 의해 더 다운 샘플링된다. 제2의 IF 대역폭을 최소화함으로써, ADC(324)의 샘플링 주파수는 적응적일 수 있으며, 그에 따라 베이스밴드로의 최종 디지털 하향 변환의 전력 소비를 최소화할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 적응적인 주파수 하향 변환을 구현하기 위해 사용되는 수신기의 모뎀에서 LUT(look-up table, 400)의 블록도이다. 희망 서비스, 샘플링 대역폭(BW; band width) 및 희망 제2의 IF가 LUT(400)에 입력으로서 사용되고, LUT(400)는 LO1 및 LO2 주파수 설정 및 ADC 샘플링 주파수를 출력한다. LUT(400)는 적용 가능한 서비스 및 SINAD 측정에 따라 주파수 플랜, 샘플 주파수 및 샘플링 대역폭을 최적화한다. LUT는 본 발명의 임의의 실시예에서 이용될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 국부 발진기의 주파수 합성에 대한 LO 주파수 합성 기(500)의 블록도이다. 제2 및 제3 실시예에 도시된 수신기는 다중 LO 주파수를 필요로 하기 때문에, 합성기(500)는 이들 주파수를 발생시킬 수 있어야 한다. LO 주파수 합성기(500)는 기준 발진기(502) 및 하나 이상의 합성기(504)를 포함한다. LO 주파수 합성기는 하나 이상의 아이솔레이터(isolator, 506) 및 하나 이상의 서큘레이터(508)를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 기준 발진기(502)는 복수의 합성기(504)에 입력되는 기준 주파수를 발생시킨다. 각각의 합성기(504)는 LUT(400)에 의해 발생된 LO1 및 LO2 주파수 설정에 따라서 IF 주파수를 발생시키도록 동조(tune)된다. 합성기(504)에 의해 발생된 IF 주파수는 믹서의 LO 포트에 송신되어 입력 신호를 하향 변환한다.

서큘레이터(508)는 바람직하게는 두 개의 합성기의 LO 주파수를 합성기 전력 소비를 최소화할 저손실 결합 방식으로 결합하도록 사용된다. 각각의 합성기(504)의 출력에 아이솔레이터(506)가 제공되어, 어느 합성기에서 다른 합성기로 인한 주파수 당김(frequency pulling)을 제거하도록 충분한 리버스 아이솔레이션을 제공한다. 다른 방법으로, 합성기(504)의 버퍼 증폭기가 아이솔레이션을 제공하도록 사용될 수 있다. 이는 아이솔레이터(506)를 제거함으로써 합성기 접근이 더 단순화되도록 한다.

도 9는 본 발명에 따른 수신기에서 다중 무선 통신 서비스를 동시 처리하기 위한 과정(600)의 흐름도이다. 하나보다 많은 서비스가 무선 인터페이스를 통해 동시 수신된다(단계 502). 각각의 서비스가 상이한 캐리어 주파수 대역을 통해 전송된다. 수신된 캐리어 주파수 대역은 하향 변환된 주파수 대역이 단일 IF 대역 내로 떨어지도록 국부 발진기(LO)를 사용하여 IF 대역으로 하향 변환된다(단계 504).

다른 방법의 실시예에서는, SDR은 둘 이상의 총합 국부 발진기를 이용함으로써 둘 이상의 서비스 및/또는 채널을 동시 수신하여 둘 이상의 서비스 및/또는 채널의 최종 IF 주파수를 독립적으로 제어하고 둘 이상의 국부 발진기 주파수 및 샘플링 주파수를 적응적으로 선택한다. 본 발명의 이 실시예에 따른 SDR은 샘플링 주파수를 적응적으로 최소화화여, 그에 따라 ADC의 전력 소비 및 모뎀의 프로세싱 블록을 감소시키고, 전체적인 배터리 수명을 증가시킨다. 본 발명의 이 실시예는 기지국 및 WTRU의 둘 다에서 구현될 수 있다.

도 10은 본 발명에 따라 동시 수신된 복수 입력 신호의 아날로그/디지털 변환을 위한 LO 주파수 및 샘플링 주파수를 적응적으로 선택하는 수신기(600)의 블록도이다. 수신기(600)는 안테나(602), 저잡음 증폭기(LNA, 604), 믹서(606), 두 개의 LOs(608a 및 608b), 가산기(618), ADC(610), 디지털 IF 프로세싱 유닛(612), 베이스밴드 프로세싱 유닛(614), 및 컨트롤러(616)를 포함한다. 둘 이상의 서비스 및/또는 채널에 대하여 안테나(602)에 의해 둘 이상의 입력 신호가 동시에 검출된다. 각각의 서비스 및/또는 채널이 상이한 캐리어 주파수 대역을 통해 전송되며, 이는 고유한 SINAD 요건을 요한다. LNA(604)는 수신된 입력 신호를 증폭한다.

각각의 LO(608a, 608b)는 각각의 서비스 및/또는 채널에 대해 대응하는 주파수의 LO 신호를 발생시킨다. 도 1은 예로서 두 개의 LO만 도시하였으나, 둘보다 많은 LOs가 사용될 수 있으며 다중 서비스 및/또는 채널의 다운링크 대역을 최종 IF 대역폭 내의 어디에나 배치할 수 있다. LO 신호의 주파수는 컨트롤러(616)에 의해 제어된다. LO 신호는 가산기(618)에 의해 함께 가산되고 믹서(606)로 전송된다.

믹서(606)는 입력 신호를 LO 신호와 혼합하여 각각의 RF 입력 신호를 IF 신호로 변환환다. 하나의 혼합 단계만 도 1에 도시된다. 그러나, 하나보다 많은 혼합 단계가 각각의 RF 신호를 최종 IF 신호로 변환하기 위해 구현될 수 있음을 인지하여야 한다. 서비스 및/또는 채널의 IF 대역이 스펙트럼적으로 인접하거나 어느 정도 서로 중첩하도록, 최종 IF 대역이 선택된다. 스펙트럼 중첩은 대역 및/또는 채널의 하나 또는 둘 다에 수신기 내에서 간섭을 야기할 수 있다.

도 11a 내지 도11f는 본 발명에 따른 RF 입력 신호의 최종 IF 대역으로의 주파수 변환을 나타내는 IF 스펙트럼의 블록도이다. 도 11a 내지 도 11f에서의 어두운 영역은 관심 주파수 채널을 나타낸다.

도 11a 내지 도 11f에 도시된 바와 같이 하향 변환으로 인해 입력 신호가 인접하거나 어느 정도 서로 중첩하는 최종 IF 대역으로 변환되도록, LO 주파수가 조정된다. 도 11a에서는 서비스를 위한 IF 대역이 인접하고 서로 중첩하지 않는다. 따라서 하나의 대역에 의한 다른 대역으로의 아무런 간섭도 일어나지 않는다. 도 11b에서는 두 개의 IF 대역이 비관심 주파수 채널에서만 서로 중첩된다. 도 11c 및 도 11d에서는 하나의 희망 채널이 간섭자를 얻고, 도 11e 및 도 11f에서는 둘 다의 희망 채널이 간섭자를 얻는다. 도 11f에서는 하나의 서비스 및/또는 채널의 전체 IF 대역이 다른 IF 대역에 중첩된다.

IF 대역의 임의 영역의 위신호(aliasing)를 피하기 위하여, 샘플링 주파수가 최고 IF 대역의 최고 주파수 컴포넌트보다 적어도 두 배 높은 값으로 설정되어야 한다. 관심 채널 외의 IF 대역 영역의 위신호가 받아들여질 수 있다면 샘플링 주파수는 그 값보다 낮을 수 있다. 따라서, 샘플링 주파수는 동시 처리된 복수의 서비스 및/또는 채널 중에 최고 주파수 컴포넌트를 갖는 서비스 및/또는 채널에 의해 결정된다. 관심 채널의 위신호를 피하기 위한 최소 샘플링 주파수의 반이 도 11a 내지 도 11f에서 실선 화살표에 의해 지시된다. 관심 주파수 대역의 위신호를 피하기 위해최소 필요한 샘플링 주파수의 반이 도 11a 내지 도 11f에서 점선 화살표에 의해 지시된다. 상위 주파수 컴포넌트의 위신호로 인한 관심 채널로의 SINAD 저하를 허용할 수 있는 경우, 샘플링 주파수는 점선 화살표에 의해 도시된 부분보다도 더 낮아질 수 있다.

도 11a에서 도 11f까지 중첩 정도가 증가함에 따라, 샘플링 주파수는 감소하나 관심 채널의 간섭은 증가한다. 따라서, 샘플링 주파수 및 간섭 둘 다를 고려하여 중첩 상태 및 샘플링 주파수가 선택되어야 한다.

최종 IF 대역의 선택된 IF 대역폭 및 중첩 상태는 관심있는 동시 서비스 및/또는 채널의 측정된 SINAD의 함수로서 적응적으로 조정된다. 각각의 서비스 및/또는 채널은 만족하여야 할 최소 SINAD 기준을 갖는다. 도 10을 다시 참조하면, 베이스밴드 프로세싱 유닛(614)은 다양한 중첩 상태에서 SINAD를 측정하고, 컨트롤러(616)는 최적 샘플링 주파수로서 최소 SINAD 기준을 만족시키는 최저 샘플링 주파수로써 중첩 상태를 선택한다.

ADC(610)는 컨트롤러(616)에 의해 설정된 샘플링 주파수에서 IF 대역 신호를 디지털 신호로 변환한다. 디지털 IF 프로세싱 유닛(612) 및 베이스밴드 프로세싱 유닛(614)은 서비스를 위한 디지털 신호를 처리한다. 디지털 IF 프로세싱 유닛(612)은 IF로부터 베이스밴드로의 최종 주파수 변환을 수행한다. 디지털 IF 프로세싱 유닛(612)은 서비스 사이를 서로 분리한다.

서비스 및/또는 채널의 최종 IF 대역을 적응적으로 제어함으로써, 샘플링 주파수는 적응적으로 최소화될 수 있다. 샘플링 주파수의 최소화는 ADC의 전력 소비 및 모뎀의 처리 블록을 감소시키고, 전체적인 배터리 수명을 증가시킨다.

(셀로부터의 거리, 인접 채널의 변화 등과 같은) 채널 상태는 시간에 따라 변한다. 중첩 상태 및 최적 샘플링 주파수의 선택은 일부 레이트로 재평가된다. 인접 채널의 유무가 WTRU에 알려지지 않고 상기 설명된 재평가에 대해 예상되는 것보다 빠른 레이트로 변할 수 있기 때문에, 받아들일 수 없는 갑작스런 접속 저하를 막기 위하여, 스펙트럼 중첩 평가 및 최적 샘플링 주파수의 선택은 비접속 또는 아이들(idle) 주기, 또는 패킷 데이터만 수신되는 기간에 제한될 수 있다. 갑작스런 저하가 받아들여질 수 없는 기간 동안, 수신기는 이 상태를 지원하는 최고 샘플링 주파수에서 스펙트럼 중첩 없이 동작한다.

중첩 상태 및 최적 샘플링 주파수의 선택에 관계없이, 관심 대역이 아닌 주파수 대역에 위신호를 의도적으로 도입함으로써 샘플링 주파수는 더 감소될 수 있다.

도 12는 본 발명에 따라 수신기에서 복수 입력 신호의 아날로그/디지털 변환을 위한 샘플링 주파수를 적응적으로 선택하는 과정(800)의 흐름도이다. 수신기는 둘 이상의 서비스 및/또는 채널을 위한 둘 이상의 입력 신호를 동시 수신한다(단계 802). 각각의 서비스 및/또는 채널은 최소 SINAD 요건을 요한다. 입력 신호를 LO 신호와 혼합함으로써 입력 신호는 IF 대역으로 변환된다(단계 804). 입력 신호의 변환된 IF 대역 신호가 스펙트럼적으로 인접하거나 어느 정도 서로 중첩하도록, LO 주파수가 조정된다. 복수의 스펙트럼 중첩한 상태의 각각에서 서비스 및/또는 채널의 SINAD가 측정된다(단계 806). SINAD 측정 결과에 기초하여 IF 신호의 아날로그/디지털 변환을 위한 LO 주파수 및 샘플링 주파수가 선택된다(단계 808). 단계 806 및 단계 808은 바람직하게는 주기적으로 또는 비주기적으로 반복된다.

본 발명의 특징 및 요소들이 특정 조합으로 바람직한 실시예에서 설명되었으나, 각각의 특징 또는 요소는 바람직한 실시예의 다른 특징 및 요소 없이도 단독으로 사용될 수 있고, 또는 본 발명의 다른 특징 및 요소와 함께, 또는 본 발명의 다른 특징 및 요소 없이 다양한 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 하나보다 많은 무선 통신 서비스를 수신하여 동시 처리할 수 있으며, 서비스 및/또는 채널의 최종 IF 대역을 적응적으로 제어함으로써 샘플링 주파수를 적응적으로 최소화할 수 있다. 샘플링 주파수의 최소화는 ADC의 전력 소비 및 모뎀의 처리 블록을 감소시키고, 전체적인 배터리 수명을 증가시킨다.

Claims (34)

1. 수신기에서 다중 주파수 대역들 상의 신호들을 동시에 처리하는 방법에 있어서,

   적어도 두 개의 상이한 무선 주파수(RF; radio frequency) 대역들을 포함하는 신호를 수신하고;

   적어도 하나의 국부 발진기(LO; local oscillator) 신호를 생성하고;

   상기 LO 신호를 상기 수신된 신호와 혼합하여 상기 RF 대역들을 단일 중간 주파수(IF; intermediate frequency) 대역으로 하향 변환(down-convert)하고;

   상기 하향 변환된 신호를 처리하는 것을 포함하는 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 하향 변환된 RF 대역들은 상기 IF 대역에서 서로 중첩하는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 하향 변환된 RF 대역들은 상기 IF 대역에서 서로 인접해 있는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 하향 변환된 RF 대역들은 상기 IF 대역에서 서로 분리되어 있는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 LO 신호의 주파수는 소프트웨어로 구성가능한 것인 다중 무선 통신 서비스 동시 처리 방법.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 LO 신호의 주파수는 상기 수신기에서 신호 대 잡음 및 왜곡 비(SINAD; signal-to-noise and distortion ratio) 측정에 따라 달라지는 것인 다중 무선 통신 서비스 동시 처리 방법.
7. 청구항 6에 있어서,

   최고 SINAD가 측정되는 경우에 최소 IF 대역폭이 선택되고 최저 SINAD가 측정되는 경우에 최대 IF 대역폭이 선택되는 것인 다중 무선 통신 서비스 동시 처리 방법.
8. 청구항 5에 있어서,

   상기 LO 신호의 주파수는 룩업 테이블(LUT; look-up table)에 의해 결정되는 것인 다중 무선 통신 서비스 동시 처리 방법.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 LO 신호의 주파수는 원하는 서비스, 샘플링 대역폭, 또는 원하는 IF 대역폭 중의 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것인 다중 무선 통신 서비스 동시 처리 방법.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 RF 대역들은 하나의 단계로 상기 IF 대역으로 하향 변환되는 것인 다중 무선 통신 서비스 동시 처리 방법.
11. 청구항 1에 있어서,

    상기 RF 대역들은 다수의 단계로 상기 IF 대역으로 하향 변환되는 것인 다중 무선 통신 서비스 동시 처리 방법.
12. 다중 주파수 대역들 상의 신호들을 동시에 처리하는 수신기에 있어서,

    적어도 두 개의 상이한 무선 주파수(RF) 대역들을 포함하는 신호를 수신하는 무선 인터페이스;

    적어도 하나의 국부 발진기(LO) 신호를 생성하는 LO 주파수 합성기;

    상기 RF 대역들을 단일 중간 주파수(IF) 대역으로 하향 변환하도록 상기 적어도 하나의 LO 신호를 상기 수신된 신호와 혼합하는 적어도 하나의 믹서; 및

    상기 하향 변환된 신호를 처리하는 프로세서를 포함하는 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
13. 청구항 12에 있어서,

    상기 LO 주파수 합성기는 상기 하향 변환된 RF 대역들이 상기 IF 대역에서 서로 중첩하도록 상기 LO 신호를 생성하는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
14. 청구항 12에 있어서,

    상기 LO 주파수 합성기는 상기 하향 변환된 RF 대역들이 상기 IF 대역에서 서로 인접하도록 상기 LO 신호를 생성하는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
15. 청구항 12에 있어서,

    상기 LO 주파수 합성기는 상기 하향 변환된 RF 대역들이 상기 IF 대역에서 서로 분리되도록 상기 LO 신호를 생성하는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
16. 청구항 12에 있어서,

    상기 LO 주파수 합성기는 소프트웨어로 구성가능한 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
17. 청구항 16에 있어서,

    SINAD 측정 유닛을 더 포함하고, 상기 LO 주파수 합성기는 상기 SINAD 측정에 기초하여 상기 LO 신호를 생성하는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
18. 청구항 17에 있어서,

    최고 SINAD가 측정되는 경우에 최소 IF 대역폭이 선택되고 최저 SINAD가 측정되는 경우에 최대 IF 대역폭이 선택되는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
19. 청구항 16에 있어서,

    상기 LO 신호의 주파수를 결정하기 위한 LUT를 더 포함하는 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
20. 청구항 19에 있어서,

    상기 LO 신호의 주파수는 원하는 서비스, 샘플링 대역폭, 또는 원하는 IF 대역폭 중의 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
21. 청구항 12에 있어서,

    상기 RF 대역들은 하나의 단계로 상기 IF 대역으로 하향 변환되는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
22. 청구항 12에 있어서,

    상기 RF 대역들은 다수의 단계로 상기 IF 대역으로 하향 변환되는 것인 다중 주파수 대역 신호 동시 처리 수신기.
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