KR101140487B1

KR101140487B1 - 안테나마다의 트레이닝 방법, 송신기 및 디지털 신호 프로세서

Info

Publication number: KR101140487B1
Application number: KR1020087023217A
Authority: KR
Inventors: 에드워드 이 캠벨; 시에드 에이 무즈타바
Original assignee: 에이저 시스템즈 인크
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2012-04-30
Also published as: WO2007111632A1; US20070224946A1; US7742770B2; EP2064817A1; JP2009530966A; KR20080104334A

Abstract

본 발명은 복수의 송신 안테나 브랜치를 갖는 다중 안테나 통신 시스템에서의 안테나마다의 트레이닝을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 송신 안테나 브랜치상에서 롱 트레이닝 시퀀스가 전송되어 송신 안테나 브랜치 중 단 하나만이 주어진 시간에 활동한다. 활성 송신 안테나 브랜치는 자신에 의한 페이로드 전송에 비해 증가된 전력 레벨로 롱 트레이닝 시퀀스를 전송한다. 활성 송신 안테나 브랜치에 대한 증가된 전력 레벨은 주어진 시간 동안 비활성 송신 안테나가 브랜치가 사일런트인 것을 보상한다. 따라서, 활성 송신 안테나 브랜치는 거의 동일한 안테나 전력을 제공하면서 페이로드의 전송 동안 복수의 송신 안테나 브랜치의 전체 전력으로서 롱 트레이닝 시퀀스를 전송한다. 증가된 전력 레벨은, 예를 들어, 동작 중인 송신 안테나 브랜치와 관련된 디지털-아날로그 컨버터에 의해 제공된다.

Description

안테나마다의 트레이닝 방법, 송신기 및 디지털 신호 프로세서{METHOD AND APPARATUS FOR IMPROVED ANTENNA ISOLATION FOR PER-ANTENNA TRAINING USING VARIABLE SCALING}

본 발명은 2006년 3월 24일자로 출원된 미국 특허 출원 제 11/388,330 호 "Method and Apparatus for Improved Antenna Isolation for Per-Antenna Training Using Transmit/Receive Switch"에 관련되며, 본 명세서에서 참조한다.

본 발명은 일반적으로 다중 안테나 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 안테나 통신 시스템을 위한 프리앰블 트레이닝(preamble training) 기술에 관한 것이다.

다중 송신 및 수신 안테나는 차세대 무선 근거리 네트워크(WLAN) 시스템에서 강인성(robustness) 및 용량 모두를 증가시키도록 제안되어 왔다. 증가된 강인성은 다중 안테나를 갖는 시스템에 도입된 공간 다이버시티 및 추가 이득을 이용하는 기술을 통해 달성될 수 있다. 증가된 용량은 다중입력 다중출력(MINO) 기술을 사용하는 다중경로 페이딩 환경에서 달성될 수 있다. 다중 안테나 통신 시스템은 다 중 송신 안테나에 분리된 데이터 스트림을 전송함으로써 주어진 대역폭에서 데이터 레이트를 증가시킨다. 각 수신기는 다중 수신 안테나상의 이들 데이터 스트림의 조합을 수신한다.

상이한 데이터 스트림을 올바르게 수신하기 위해, 다중 안테나 통신 시스템의 수신기는 트레이닝을 통해 채널 매트릭스를 획득해야 한다. 일반적으로 이는 특정 트레이닝 기호 또는 프리앰블을 사용하여 동기화 및 채널 추정을 수행함으로써 달성된다. 다중 안테나 통신 시스템은 레거시(legacy) 단일 안테나 통신 시스템(통상적으로 단일입력 단일 출력(SISO) 시스템이라 지칭함)과 공존하는 것이 바람직하다. 따라서, 레거시(단일 안테나) 통신 시스템은 다중 안테나 통신 시스템에 의해 전송되는 프리앰블을 해석할 수 있어야 한다. OFDM 변조에 기초하는 대부분의 레거시 무선 근거리 네트워크(WLAN) 시스템은 IEEE 802.11a 또는 IEEE 802.11g 표준(이하 "IEEE 802.11a/g")과 부합한다. 일반적으로, 레거시 장치에 의해 보여지는 프리앰블 신호는 종래 장치가 이해해야 하는 패킷의 일부에 대해 정확한 동기화 및 채널 추정을 허용해야 한다. 이전 MIMO 프리앰블 포맷은 종래 트레이닝 프리앰블을 재사용하여 오버헤드를 감소시키고 효율을 향상시켰다. 일반적으로 제안된 MIMO 프리앰블 포맷은 레거시 트레이닝 프리앰블 및 추가적인 롱 트레이닝 기호를 포함하여, 연장된 MIMO 프리앰블 포맷은 각 송신 안테나 또는 공간 스트림에 대해 적어도 하나의 롱 트레이닝 기호를 포함한다.

다중 안테나 통신 시스템을 진화시키기 위해 MIMO-OFDM 시스템과 같은 다수의 프레임 포맷이 제안되어 왔다. 기존 프레임 포맷은 MIMO 시스템에 대한 부정확한 추정, 가령 부정확한 전력 측정 또는 오래된(outdated) 주파수 오프셋 및 타이밍 오프셋 정보를 제공하거나 일부 판매자의 레거시 장치와의 완전한 후진(backwards) 호환성을 제공하지 못한다. 802.11n 표준과 관련된 하나의 MIMO 프레임 포맷 제안에서, 각 송신 안테나는 하나 이상의 롱 트레이닝 기호(LTS; Long training symbol)를 순차적으로 전송하여 한 번에 하나의 송신 안테나만이 활동한다(active). 이러한 안테나마다의(per-antenna) 트레이닝 방안은 롱 트레이닝 시퀀스 동안 MIMO 채널 추정을 위한 PHY 아키텍처의 충분한 송신 안테나 격리(isolation)를 요구한다. 따라서, 활성 안테나(active antenna)가 전송하는 동안, 나머지 송신 안테나들은 수신기가 수신된 신호로부터 채널 계수를 올바르게 얻도록 "사일런트(silent)"해야 한다. 하나의 안테나 및 다른 안테나로의 송신기 체인의 올바른 격리는 "사일런트" 송신기로의 초과 RF 누설을 방지하기 위해 중요한데, 이는 원하는 송신기로부터 잘못된 채널 추정을 초래한다.

한 종래 격리 기술에서, "사일런트" 송신 안테나 체인(통상적으로 디지털 신호 프로세서, RF 송수신기 및 전력 증폭기를 포함함)은 스위치 온 및 오프되었다. 그러나, 안테나 체인의 이러한 스위칭은 대응 전력 증폭기의 온도가 각각 증가하거나 감소되게 할 수 있다. 일반적으로, 전력 증폭기의 이러한 가열 및 냉각은 송신된 신호가 원하는 신호에 대해 위상 또는 크기 오프셋을 갖게 하는 "브리딩(breathing)"효과를 초래할 것이다. 또한, 안테나 체인을 턴 오프하는 것은 전력 증폭기의 구동 시각으로 인한 초과 지연뿐만 아니라 RF 송수신기의 전압 제어 오실레이터(VCO)의 순간 전류 이상(glitches)을 야기할 수 있다.

그러므로, 안테나 격리가 향상된 MIMO-OFDM 시스템에서 채널 추정 및 트레이닝을 수행하는 방법 및 시스템에 대한 필요성이 존재한다.

일반적으로, 복수의 송신 안테나 브랜치(branch)를 갖는 다중 안테나 통신 시스템에서의 안테나마다의 트레이닝을 위한 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 롱 트레이닝 시퀀스가 송신 안테나 브랜치 각각에서 전송되어 송신 안테나 브랜치 중 단 하나만이 주어진 기간에 활동한다. 활성 송신 안테나 브랜치는 자신에 의한 페이로드 전송에 비해 증가된 전력 레벨로 롱 트레이닝 시퀀스를 전송한다.

활성 송신 안테나 브랜치에 대한 증가된 전력 레벨은 주어진 시간 동안 비활성 송신 안테나 브랜치가 사일런트인 것을 보상한다. 따라서, 활성 송신 안테나 브랜치는 거의 동일한 안테나 전력을 제공하면서 페이로드의 전송 동안 복수의 송신 안테나 브랜치의 전체 전력으로서 롱 트레이닝 시퀀스를 전송한다. 증가된 전력 레벨은, 예를 들어, 활성 송신 안테나 브랜치와 관련된 디지털-아날로그 컨버터에 의해 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 이진 값인 0에 대응하는 디지털 코드는, 예를 들어 추가 격리를 위해, 비활성 송신 안테나 브랜치와 관련된 디지털-아날로그 컨버터에 선택적으로 적용된다. 롱 트레이닝 시퀀스는 MIMO 채널 추정을 위해 사용될 수 있다. 또한, 쇼트 트레이닝 시퀀스는 송신 안테나 각각에서 실질적으로 동시에 선택적으로 전송될 수 있다.

본 발명의 완전한 이해와 본 발명의 추가적인 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명과 도면을 참조하여 얻어질 것이다.

도 1은 예시적인 MIMO 송신기의 개략적인 블록도이다.

도 2는 예시적인 MIMO 수신기의 개략적인 블록도이다.

도 3은 IEEE 802.11a/g 표준에 따른 프레임 포맷을 도시하고 있다.

도 4는 본 발명의 특징을 포함하는 예시적 2x2 MIMO 송수신기의 개략적인 블록도이다.

도 5는 본 발명의 특징을 포함하는 예시적 4x4 MIMO 시스템에 대한 예시적 프리앰블 포맷 및 전력 설계를 도시하고 있다.

본 발명은 안테나 격리가 향상된 MIMO 시스템에 대한 프리앰블 트레이닝을 위한 안테나마다의 기술을 제공한다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하는 활성 안테나로부터 "사일런트" 안테나의 격리를 향상시키기 위해 안테나 송신/수신 RF 스위치를 사용하는 MIMO "안테나마다의 트레이닝" 프리앰블 알고리즘이 개시된다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 개별적인 더 높은 전력 LTS를 전송하기 위해 충분한 동적 기저대역 신호 전력 범위를 디지털-아날로그 컨버터에 제공하기 위해 디지털 신호 프로세서의 OFDM 기호의 가변 스케일링을 사용하는 MIMO "안테나마다의-트레이닝" 프리앰블 알고리즘이 개시된다. 일반적으로, 도 4 및 5와 관련하여 더 후술할 바와 같이, 활성 송신기의 전력 레벨은 LTS의 전송 동안 증가되어 비활성 송신기가 이 간격 동안 사일런트 상태라는 사실을 보상한다.

도 1은 MIMO 송신기(100)의 개략적인 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예시적인 2개의 안테나 송신기(100)는 매체 액세스 제어(MAC) 계층으로부터 수신되는 정보 비트를 인코딩하고 인코딩된 비트를 스테이지(105)에서 상이한 주파수 톤(서브캐리어)으로 맵핑한다. 각 송신 브랜치에 있어서, 신호는 IFFT(역방향 고속 푸리에 변환, 115)에 의해 시간 도메인 파형으로 변환된다. 예시적 구현에서 800 나노초(ns)의 가드 간격(GI)은 스테이지(120)에 의해 모든 OFDM 기호 이전에 추가되고 32㎲의 프리앰블이 스테이지(125)에 의해 추가되어 패킷을 완성한다. 그 후 디지털 신호는 스테이지(128)에서 미리 프로세싱되고 RF 스테이지(135)가 대응 안테나(140)상에 신호를 전송하기 전에 컨버터(130)에 의해 아날로그 신호로 변환된다.

도 2는 MIMO 수신기(200)의 개략적인 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 2개의 안테나 수신기(200)는 2개의 수신 안테나(255-1 및 255-2)상에 수신되는 신호를 대응하는 RF 스테이지(260-1, 260-2)에서 프로세싱한다. 그 후, 아날로그 신호는 대응 컨버터(265)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 수신기(200)는 프리앰블을 프로세싱하여 패킷을 검출하고, 2개의 브랜치에 대한 동기화 스테이지(270)에서 주파수 및 타이밍 동기화 정보를 추출한다. 가드 간격(GI)이 스테이지(275)에서 제거된다. 그 후, 신호는 스테이지(280)에서 FFT에 의해 주파수 도메인으로 다시 변환된다. 채널 추정은 롱 트레이닝 기호를 사용하여 스테이지(285)에서 얻어진다. 채널 추정은 디맵퍼(demapper)/디코더(290)에 적용되며, 정보 비트가 복원된다.

도 3은 IEEE 802.11a/g 표준에 따른 프레임 포맷(300)을 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임 포맷(300)은 10개의 쇼트 트레이닝 기호, t1 내지 t10을 포함하는데, 집합적으로 쇼트 프리앰블(short preamble)이라 지칭한다. 그 후, 롱 프리앰블이 존재하는데, 보호적 가드 간격(GI) 및 2개의 롱 트레이닝 기호, T1 및 T2로 구성된다. SIGNAL 필드는 OFDM 기호를 보유하는 제 1 정보에 포함되고, SIGNAL 필드의 정보는 패킷 길이 및 데이터 레이트와 같은 일반적인 파라미터를 전송하기 위해 필요하다. 쇼트 프리앰블, 롱 프리앰블 및 신호 필드는 레거시 헤더(310)를 구성한다. DATA를 전송하는 OFDM 기호가 SIGANL 필드에 이어진다.

프리앰블은 2개의 부분, 트레이닝 부분 및 신호 필드를 포함한다. 트레이닝 부분은 수신기(200)가 패킷 검출, 자동 이득 제어(AGC)를 위한 전력 측정, 주파수 동기화, 타이밍 동기화 및 채널 추정을 수행하게 한다. 신호 필드는 최저 레이트로 전송될 것이며 예를 들어 데이터 레이트 및 패킷 길이에 관한 정보를 제공한다. MIMO 시스템에서, 신호 필드는 공간 스트림의 개수 및 송신 안테나(140)의 개수도 표시해야 한다.

수신기(200)는 프리앰블을 사용하여 프리앰블의 모든 전술한 정보를 얻는다. 이 정보에 기초하여, 데이터가 도달하면 수신기(200)는 GI를 제거하고 FFT를 사용 하여 데이터를 주파수 도메인으로 변환하며, 인터리빙 해제하고(de-interleaves) 데이터를 디코딩한다.

전술한 바와 같이, MIMO 시스템에서, 이들 기능뿐만 아니라 프리앰블이 레거시 802.11 a/g 장치들과의 후진 호환성을 갖는 것이 바람직한데, 즉, 레거시 장치가 패킷의 지속 기간에 관한 올바른 정보를 얻을 수 있어서 올바르게 백 오프(back off)할 수 있고 MIMO HT 전송을 방해하지 않아야 한다.

본 발명의 특징을 포함하는 예시적인 프레임 포맷은 도 5을 참조하여 후술한다.

안테나마다의 트레이닝을 위한 안테나 격리

전술한 바와 같이, 프리앰블의 롱 트레이닝 시퀀스(LTS)가 채널 추정동안 사용되어 각 개별 송신 안테나로부터 n개의 수신 안테나 각각으로 m의 TX × n의 RX 채널 계수를 얻는다. 다른 송신 안테나는 활성 송신 안테나가 롱 트레이닝 시퀀스를 전송할 때 사일런트 상태여야 한다. 예를 들어, 비활성 안테나는 비활성 안테나의 전력이 활성 안테나에 비해 30dB만큼 감소되는 한 "사일런트"로 고려될 수 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하는 활성 안테나로부터 "사일런트" 안테나의 격리를 향상시키기 위해 안테나 송신/수신 RF 스위치를 사용하는 MIMO "안테나마다의 트레이닝" 프리앰블 알고리즘이 개시된다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 개별적이며 더 높은 전력 LTS를 전송하기 위해 디지털-아날로그 컨버터에 충분한 동적 기저대역 신호 전력 범위를 제공하도록 다지털 신호 프로세서의 OFDM 기호의 가변 스케일링을 사용하는 MIMO "안테나마다의-트레이닝" 프리앰블 알고리즘이 개시된다. 일반적으로, 도 4 및 5를 참조하여 설명할 바와 같이, 활성 송신기의 전력 레벨은 LTS의 전송 동안 증가되어 비활성 송신기가 이 간격 동안 사일런트 상태라는 사실을 보상한다.

다른 변형례에서, 사일런트 안테나에 대한 송신 안테나 체인의 디지털-아날로그 컨버터에 0-코드가 선택적으로 적용될 수 있다. 이 방식에서, RF 송수신기 및 전력 증폭기는 사일런트 주기 동안 턴 온으로 유지될 수 있다. 이는 VCO 전류 순간 이상 문제 및 초과 전력 증폭기 구동 과도 전류를 방지할 것이다.

도 4는 본 발명의 특징을 포함하는 예시적인 2x2 MIMO 송수신기의 개략적인 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 예시적 송수신기(400)는 기저대역 칩(410), RF 송수신기(450) 및 전력 증폭기 칩(480)을 포함한다. 기저대역 칩(410)은 디지털 신호 프로세서(415) 및 다수의 디지털-아날로그 컨버터(420-1 내지 420-4)로 구성된다(이하, 집합적으로 디지털-아날로그 컨버터(420)라 지칭함). 디지털 신호 프로세서(415)는 알려진 방식으로 전송될 디지털 값을 발생시킨다. 디지털-아날로그 컨버터(420)는 전송을 위해 디지털 값을 아날로그 값으로 변환한다. 롱 트레이닝 시퀀스의 전송 동안, DSP(415)는 활성 안테나에 대한 롱 트레이닝 시퀀스에 대응하는 디지털 값을 발생시키고 사일런트 송신 안테나에 대한 디지털-아날로그 컨버터(420)에 적용될 0-코드를 발생시킨다. 사일런트 송신 안테나에 대해 디지털-아날로그 컨버터(420)에 0-코드를 적용하는 것은 전력 증폭기(485) 외부의 RF 전력을 현저하게 감소시키는데, 이는 후술한다. 도 4에 도시된 예시적인 2개의 안테나 실시예에서, 제 1 안테나(490-1)는 활동 중인 반면 제 2 안테나(490-2)는 사일런트이다.

또한, 후술할 바와 같이, DSP(415)는 각 안테나 브랜치와 관련된 송신/수신 스위치(490)의 위치를 제어하는 제어 신호 TXON을 발생시킨다.

예시적 RF 송수신기(450)는 로우 패스 필터(460-1 내지 460-4), 믹서(470-1 및 470-2) 및 구동기(475-1 내지 475-4)로 구성된다. RF 송수신기(450)는 통상적인 방식으로 동작한다. 일반적으로, 도 4의 예시적인 실시예에서, 디지털-아날로그 컨버터(420)는 로우 패스 필터(460-1 내지 460-4)에 적용되는 동위상(I) 및 직교(Q) 신호를 발생시킨다. 필터링된 신호가 이중 대역 믹서(가령, 2.4GHz 및 5GHz)에 적용된다. 각 안테나 브랜치와 관련된 구동기는 관련 대역에서 동작한다. 예를 들어, 구동기(475-1)는 2.4GHz 대역에서 동작할 수 있고, 구동기(475-2)는 5 GHz 대역에서 동작할 수 있다. 이와 유사하게, 구동기(475-3)는 2.4GHz 대역에서 동작할 수 있고 구동기(475-4)는 5 GHz 대역에서 동작할 수 있다.

전력 증폭기 칩(480)은 통상적인 방식으로 동작할 수 있는 다수의 전력 증폭기(485-1 내지 485-4)로 구성된다. 전력 증폭기(485-1 및 485-2)의 출력은 제 1 안테나 브랜치와 관련된 송신/수신 스위치(490-1)에 적용되고, 전력 증폭기(485-3 및 485-4)의 출력은 제 2 안테나 브랜치와 관련된 송신/수신 스위치(490-2)에 적용된다.

일반적으로, 송신 모드일 때, 송신/수신 스위치(490)는 대응 전력 증폭 기(485)를 대응 안테나(495)에 결합하도록 구성된다. 이와 유사하게, 수신 모드일 때, 송신/수신 스위치(490)는 알려진 방식으로 대응 안테나(495)를 적합한 디코드 회로(도시 생략)에 결합하도록 구성된다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 송신/수신 스위치(490)는 MIMO "안테나마다의 트레이닝"을 위한 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하는 활성 안테나로부터 "사일런트" 안테나의 격리를 향상시키는 데 사용된다. 특히, 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하는 활성 안테나를 위한 송신/수신 스위치(490)는 송신 모드에서 구성되며, 사일런트 안테나에 대한 송신/수신 스위치(490)는 수신 모드에서 구성된다. 다시 말해, 사일런트 송신기에 대한 안테나 스위치(490)는 각 안테나 포트를 수신기 입력 포트에 접속시킨다. 전술한 바와 같이, 일 실시예에서, DSP(415)는 각 안테나 브랜치와 관련된 송신/수신 스위치(490)의 위치를 제어하는 제어 신호 TXON를 발생시켜서 본 발명의 이 특징을 구현한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, OFDM 기호의 가변 스케일링이 디지털 신호 프로세서에서 사용되어 개별적이고 더 높은 전력 LTS를 전송하기 위해 충분한 동적 기저대역 신호 전력 범위를 디지털-아날로그 컨버터에 제공한다. 전술한 바와 같이, 활성 송신기의 전력 레벨은 LTS의 전송 동안 증가되어 비활성 송신기가 이 간격 동안 사일런트 상태라는 사실을 보상한다. 따라서, 본 발명은 안테나마다의 트레이닝 구현에서 단일 활성 MIMO 송신기가 단일 입력 단일 출력(SISO) 모드로 필수적으로 동작한다는 것을 인식한다. 따라서, 단일 활성 MIMO 송신기는 거의 동일한 안테나 전력을 제공하면서 OFDM 데이터 기호 페이로드 동안 전체 MIMO 전력으로서 LTS를 전송해야 한다. 도 4의 예시적인 2-TX x 2-RX MIMO 시스템에 있어서, 이는 활성 송신기가 3dB 이상의 전력으로 LTS를 전송할 것을 요구한다.

이와 유사하게, 4-TX x 4-RX MIMO 시스템에 있어서, 이는 활성 송신기가 6dB 이상의 전력으로 LTS를 전송할 것을 요구한다. 따라서, 활동 체인에 대한 디지털-아날로그 컨버터(420)는 LTS를 전송하기 위한 출력 신호 레벨을 가지며 이는 다른 필드를 전송하기 위해 사용되는 것보다 +6dB 높다. 디지털-아날로그 컨버터(420)의 출력 전력 레벨이 +6dB 이상이면, 안테나 전력 또한 6dB 이상이다. "사일런트" 송신기에 대한 DAC는 0-코드에 있다. LTS 전송의 가변 스케일링은 도 5에서 가장 분명하게 보이는데, 이하 이를 설명한다.

일 구현에서, 디지털 신호 프로세서(415)는 OFDM 기호의 평균 전력의 디지털 가변 스케일링을 가져서 디지털-아날로그 컨버터(420)의 기저대역 출력 신호에 가령, 10*log(m) dB의 가변 범위를 제공하는데, 여기서 m은 MIMO 송신 안테나(TX)의 개수와 같다. 이 방식으로, 전력 증폭기 과도 이득 계단(gain step) 전류 및 종래 기술과 관련된 바이어스 정착 시간 문제 없이 고속이지만 안정된 전력 램프 업/다운이 제공된다. 또한, 추가적인 전력 제어 범위 또는 RF 송수신기(450)를 위해 필요한 복잡성 없이 정확한 안테나 전력 계단이 얻어진다.

LTS는, MIMO OFDM 데이터 기호보다, 낮은 변조된 단일 피크-대-평균 전력 비(PAPR)를 갖는다. 따라서, 도 4의 전체 PHY 송신기 아키텍처는 포화된 전력 레벨로부터 더 적은 백-오프를 갖는 안테나마다의 트레이닝을 위한 SISO 모드에서 더 높은 평균 전력으로 LTS를 전송하기에 충분한 선형성을 갖는다. 이는 디지털-아날로그 컨버터(420)의 평균 출력이 LTS에 비해 10*log(m)dB 더 높게 한다.

도 5는 본 발명의 특징을 포함하는 예시적 4x4 MIMO 시스템을 위한 예시적 프리앰블 포맷 및 전력 설계를 도시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 모든 4개의 송신기(TX1-TX4)는 간격(505) 동안 쇼트 트레이닝 시퀀스(STS)의 전송을 위해 동시에 동작 중이다. 도 5에 도시된 키(550)에 기초하여, 각 송신기(TX-TX4)는 실시예에서 전형적인 전력 레벨인 +14dBm으로 STS을 전송한다. STS 간격(505)의 시작 부분에서, 송신/수신 스위치(490)를 위한 제어 신호(TXON)는 모든 송신 브랜치(TX1-TX4)를 송신 모드로 두기 위해 활성화된다. 또한, 2 마이크로초 지연은 디지털-아날로그 컨버터(420)가 STS 기호를 발생시킬 때까지 전력 증폭기가 램프 업(ramp up)하게 한다.

그 후, LTS는 전술한 바와 같이 안테나마다의 방식으로 각 송신기에 의해 전송된다. 따라서, 제 1 활성 송신기(TX1)는 간격(510) 동안 LTS를 전송하고, 다른 송신기(TX2-TX4)는 사일런트 상태이다. 활성 송신기(TX1)는 본 발명에 따라 증가된 전력 레벨인 20dBm로 LTS를 전송한다. 한편, 사일런트 송신기(TX2-TX4)는 사일런트 모드 동안 전력 레벨 -10dBm 또는 그 미만으로 전송한다. 간격(510) 동안, 송신기/수신기 스위치(490) 각각에 대한 제어 신호(TXON)는 제 1 송신 브랜치(TX1)를 송신 모드에 두고 나머지 송신 브랜치(TX2-TX4)는 수신 모드에 두도록 제어된다.

제 2 LTS 간격 동안, 제 2 송신기(TX2)는 활동 중이며 증가된 전력 레벨인 20dBm로 LTS를 전송하는 한편, 다른 송신기(TX1, TX3, TX4)는 사일런트 모드 동안 전력 레벨 -10dBm 또는 그 미만으로 사일런트 상태이다. 제 3 LTS 간격(520) 동안, 제 3 송신기(TX3)는 활동 중이며 증가된 전력 레벨인 20dBm로 LTS를 전송하는 한편, 다른 송신기(TX1, TX2, TX4)는 사일런트 모드 동안 전력 레벨 -10dBm 또는 그 미만으로 사일런트 상태이다. 제 4 LTS 간격(525) 동안, 제 4 송신기(TX4)는 활동 중이며 증가된 전력 레벨인 20dBm로 LTS를 전송하는 한편, 다른 송신기(TX1, TX2, TX3)는 사일런트 모드 동안 전력 레벨 -10dBm 또는 그 미만으로 사일런트 상태이다.

최종적으로, MIMO 프리앰블이 완성된 후, 모든 송신기(TX1-TX4)는 알맞은 백 오프로(가령, 전형적인 전력 레벨인 +14dBm를 사용하여) 간격(530) 동안 데이터 기호를 전송한다.

본 발명의 실시예를 디지털 논리 블록을 참조하여 설명하였지만, 당업자에게 명백한 바와 같이, 소프트웨어 프로그램의 프로세싱 단계로서의 디지털 도메인으로, 회로 소자 또는 상태 머신에 의한 하드웨어로, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 다양한 기능이 구현될 수 있다. 이러한 소프트웨어는, 예를 들어, 디지털 신호 프로세서, 마이크로-제어기 또는 범용 컴퓨터에서 사용될 수 있다. 이러한 하드웨어 및 소프트웨어는 집적 회로 내에서 구현되는 회로 내에 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 기능은 방법 형태로 사용되거나 이들 방법을 실시하기 위한 장치일 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 양태는 예를 들어 저장 매체에 저장되어 머신으로 로딩 또는 머신에 의해 실행되거나, 어떤 전송 매체를 통해 전송되는 프로그램 코드 형태로 실시될 수 있는데, 이 프로그램 코드는 컴퓨터와 같은 머신으로 로딩 또는 머신에 의해 실행되며, 이 머신은 본 발명을 실시하기 위한 장치가 된다. 범용 프로세서에서 구현되면, 프로그램 코드 분할은 프로세서와 결합하여 특정 논리 회로에 유사하게 동작하는 장치를 제공한다.

본 명세서에 도시되고 설명된 실시예와 변형례는 단지 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않고 당업자에 의해 다양한 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims

복수의 송신 안테나 브랜치(a plurality of transmit antenna branches)를 갖는 다중 안테나 통신 시스템에서 안테나마다의 트레이닝(per-antenna training) 방법으로서,

상기 복수의 송신 안테나 브랜치의 각각에서 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하되, 주어진 시간에 상기 복수의 송신 안테나 브랜치 중 단 하나의 활성(active) 송신 안테나 브랜치만이 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하도록 활성화되는 단계를 포함하고,

상기 활성 송신 안테나 브랜치는 상기 활성 송신 안테나 브랜치에 의한 페이로드 전송에 비해 증가된 전력 레벨로 상기 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하고,

상기 복수의 송신 안테나 브랜치 중 다른 송신 안테나 브랜치는 상기 주어진 시간에 제로 코드(0-code)를 전송하도록 활성화되는

안테나마다의 트레이닝 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 활성 송신 안테나 브랜치에 대한 상기 증가된 전력 레벨은 상기 주어진 시간 동안 제로 코드를 전송하는 상기 복수의 송신 안테나 브랜치 중 상기 다른 송신 안테나 브랜치를 보상하는

안테나마다의 트레이닝 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 활성 송신 안테나 브랜치는 상기 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하는 동안에, 상기 페이로드의 전송 동안의 상기 복수의 송신 안테나 브랜치의 전체 전력과 동일한 안테나 전력을 제공하는

안테나마다의 트레이닝 방법.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 롱 트레이닝 시퀀스와 관련된 디지털 코드를, 상기 활성 송신 안테나 브랜치와 관련된 하나 이상의 디지털-아날로그 컨버터에 적용하는 단계를 더 포함하는

안테나마다의 트레이닝 방법.
삭제
다중 안테나 통신 시스템에서의 송신기로서,

롱 트레이닝 시퀀스를 전송하는 복수의 송신 안테나 브랜치를 포함하되, 주어진 시간에 상기 복수의 송신 안테나 브랜치 중 단 하나의 활성 송신 안테나 브랜치만이 상기 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하도록 활성화되며,

상기 활성 송신 안테나 브랜치는 상기 활성 송신 안테나 브랜치에 의한 페이로드 전송에 비해 증가된 전력 레벨로 상기 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하고,

상기 복수의 송신 안테나 브랜치 중 다른 송신 안테나 브랜치는 상기 주어진 시간에 제로 코드를 전송하도록 활성화되는

송신기.
제 8 항에 있어서,

상기 활성 송신 안테나 브랜치에 대한 상기 증가된 전력 레벨은 상기 주어진 시간 동안 제로 코드를 전송하는 상기 복수의 송신 안테나 브랜치 중 상기 다른 송신 안테나 브랜치를 보상하는

송신기.
제 8 항에 있어서,

상기 활성 송신 안테나 브랜치는 상기 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하는 동안에, 상기 페이로드의 전송 동안의 상기 복수의 송신 안테나 브랜치의 전체 전력과 동일한 안테나 전력을 제공하는

송신기.
삭제
삭제
제 8 항에 있어서,

상기 롱 트레이닝 시퀀스와 관련된 디지털 코드를, 상기 활성 송신 안테나 브랜치와 관련된 하나 이상의 디지털-아날로그 컨버터에 적용하는 디지털 신호 프로세서를 더 포함하는

송신기.
삭제
다중 안테나 통신 시스템용의 디지털 신호 프로세서로서,

메모리와,

상기 메모리에 결합되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하되,

상기 적어도 하나의 프로세서는, 복수의 송신 안테나 브랜치에서의 전송을 위한 롱 트레이닝 시퀀스를 발생시키도록 동작하되, 주어진 시간에 상기 복수의 송신 안테나 브랜치 중 단 하나의 활성 송신 안테나 브랜치만이 상기 롱 트레이닝 시퀀스를 전송하도록 활성화되고,

상기 롱 트레이닝 시퀀스는 상기 활성 송신 안테나 브랜치에 의한 페이로드 전송에 비해 증가된 전력 레벨로 상기 활성 송신 안테나 브랜치에 의해 전송되고,

상기 복수의 송신 안테나 브랜치 중 다른 송신 안테나 브랜치는 상기 주어진 시간에 제로 코드를 전송하도록 활성화되는

디지털 신호 프로세서.
제 15 항에 있어서,

상기 활성 송신 안테나 브랜치에 대한 상기 증가된 전력 레벨은 상기 주어진 시간 동안 제로 코드를 전송하는 상기 복수의 송신 안테나 브랜치 중 상기 다른 송신 안테나 브랜치를 보상하는

디지털 신호 프로세서.
삭제
삭제
삭제
삭제