KR101434979B1 - 무선 디바이스들에 대한 가상 안테나 어레이 - Google Patents

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Abstract

무선 통신을 위한 시스템이 개시된다. 시스템은 인입 신호를 수신하고, 인입 신호로부터 인입 패킷의 버전들을 추출하며, 패킷-기반 네트워크 상에서 버전들을 전송하도록 구성되는 복수의 안테나 노드들을 포함한다. 시스템은 또한 안테나 노드들로부터 인입 패킷의 버전들을 수신하고, 버전들 중 임의의 것이 완전한 패킷들인지의 여부를 결정하며, 버전들 중 어떠한 것도 완전하지 않을 경우 버전들에 기초하여 인입 패킷의 완전한 버전을 복원하도록 구성되는 수신 프로세싱 노드를 포함한다. 시스템은 또한 품질 피드백 데이터에 기초하여 안테나 노드들 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드 상에서 인출 패킷을 송신하도록 구성되는 송신 프로세싱 노드를 포함한다.

Description

무선 디바이스들에 대한 가상 안테나 어레이{VIRTUAL ANTENNA ARRAY FOR WIRELESS DEVICES}
본 출원은 출원일이 2009년 12월 28일이고, 발명의 명칭이 "VIRTUAL ANTENNA ARRAY FOR WIRELESS DEVICES"인 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/290,423호에 관한 것이며 이에 대한 우선권을 주장하고, 상기 가 특허 출원의 전체 내용은 본 명세서에 명백하게 인용에 의해 포함된다.
본 개시는 일반적으로 통신 시스템들에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시는 무선 디바이스들에 대한 가상 안테나 어레이에 관한 것이다.
이동국은 업링크 및 다운링크 상에서 송신들을 통해 하나 또는 그 초과의 기지국들과 통신할 수 있다. 업링크(또는 역방향 링크)는 이동국으로부터 기지국으로의 통신 링크를 지칭하고, 다운링크(또는 순방향 링크)는 기지국으로부터 이동국으로의 통신 링크를 지칭한다.
무선 통신 시스템의 자원들(예컨대, 대역폭 및 송신 전력)은 다수의 이동국들 사이에서 공유될 수 있다. 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA), 단일-캐리어 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 등을 포함하는 다양한 다중 액세스 기법들이 알려져 있다.
이동국은 다양한 시스템들 및 방법들을 사용하여 다른 디바이스들과 통신할 수 있다. 상당한 양의 프로세싱 자원들 및 배터리 전력이 무선 디바이스들에서 데이터를 송신 및 수신하는데 사용되기 때문에, 송신 및 수신 메커니즘들이 보다 효율적이며 비용 효율적이게 만드는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 무선 디바이스들이 데이터를 전송 및 수신하는 시스템들 및 방법들을 최적화함으로써 이익들이 실현될 수 있다.
도 1은 본 명세서에서 개시되는 방법들 및 장치가 이용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례를 도시한다.
도 2는 분산 기지국을 포함하는 시스템의 블록도이다.
도 3은 분산 기지국을 구현하는 시스템의 블록도이다.
도 4는 모바일 가상 안테나 어레이를 가지는 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 5는 분산 기지국을 도시하는 블록도이다.
도 6은 분산 기지국을 사용하여 데이터를 수신하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 도 6의 방법에 대응하는 수단+기능 블록들을 도시한다.
도 8은 분산 기지국을 사용하여 데이터를 송신하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 도 8의 방법에 대응하는 수단+기능 블록들을 도시한다.
도 10은 무선 디바이스 내에 포함될 수 있는 특정 컴포넌트들을 도시한다.
무선 통신을 위한 시스템이 개시된다. 시스템은 유입(incoming) 신호를 수신하고, 인입 신호로부터 인입 패킷의 버전들을 추출하며, 패킷-기반 네트워크 상에서 버전들을 전송하도록 구성되는 복수의 안테나 노드들을 포함한다. 시스템은 또한 안테나 노드들로부터 인입 패킷의 버전들을 수신하고, 버전들 중 임의의 것이 완전한 패킷들인지의 여부를 결정하며, 버전들 중 어떠한 것도 완전하지 않을 경우 버전들에 기초하여 인입 패킷의 완전한 버전을 복원하도록 구성되는 수신 프로세싱 노드를 포함한다. 시스템은 또한 품질 피드백 데이터에 기초하여 안테나 노드들 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드 상에서 유출(outgoing) 패킷을 송신하도록 구성되는 송신 프로세싱 노드를 포함한다.
안테나 노드들은 서로로부터 10 내지 100 미터 떨어져 배치될 수 있다. 품질 피드백 데이터는 안테나 노드들 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드와 이동국 사이의 하나 또는 그 초과의 무선 통신 링크들의 품질을 표시할 수 있다. 송신 프로세싱 노드는 안테나 노드들 중 적어도 하나의 안테나 노드가 아닌 안테나 노드들의 서브세트만을 사용하여 인출 패킷을 송신하도록 추가로 구성될 수 있다. 수신 프로세싱 노드는 버전들 중 어떠한 것도 완전하지 않을 경우, 기저대역 상관, 가산 및 디코딩을 사용하여 인입 패킷의 완전한 버전을 복원하도록 추가로 구성될 수 있다. 패킷-기반 네트워크는 인터넷 프로토콜(IP) 로컬 영역 네트워크(LAN)일 수 있다. 수신 프로세싱 노드는 순환 중복 검사(CRC), 체크섬 또는 패리티 비트를 사용함으로써 버전들 중 임의의 것이 완전한지의 여부를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.
무선 통신을 위한 방법이 또한 개시된다. 인입 패킷의 버전들이 수신된 인입 신호로부터 추출된다. 버전들은 패킷-기반 네트워크 상에서 수신 프로세싱 노드로 전송된다. 버전들 중 임의의 것이 완전한 패킷들인지의 여부가 결정된다. 버전들 중 어떠한 것도 완전하지 않을 경우, 버전들에 기초하여 인입 패킷의 완전한 버전이 복원된다. 인출 패킷은 품질 피드백 데이터에 기초하여 복수의 안테나 노드들 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드 상에서 송신된다.
무선 통신을 위한 시스템이 또한 개시된다. 시스템은 수신된 인입 신호로부터 인입 패킷의 버전들을 추출하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한 패킷-기반 네트워크 상에서 버전들을 수신 프로세싱 노드로 전송하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한 버전들 중 임의의 것이 완전한 패킷들인지의 여부를 결정하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한 버전들 중 어떠한 것도 완전하지 않을 경우 버전들에 기초하여 인입 패킷의 완전한 버전을 복원하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한 품질 피드백 데이터에 기초하여 복수의 안테나 노드들 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드 상에서 인출 패킷을 송신하기 위한 수단을 포함한다.
무선 통신을 위한 컴퓨터 프로그램 물건이 또한 개시된다. 컴퓨터 프로그램 물건은 명령들을 가지는 컴퓨터-판독가능 매체를 포함한다. 명령들은 패킷-기반 네트워크 상에서 버전들을 수신 프로세싱 노드로 전송하기 위한 코드를 포함한다. 명령들은 또한 버전들 중 임의의 것이 완전한 패킷들인지의 여부를 결정하기 위한 코드를 포함한다. 명령들은 또한 버전들 중 어떠한 것도 완전하지 않을 경우 버전들에 기초하여 인입 패킷의 완전한 버전을 복원하기 위한 코드를 포함한다. 명령들은 또한 품질 피드백 데이터에 기초하여 복수의 안테나 노드들 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드 상에서 인출 패킷을 송신하기 위한 코드를 포함한다.
무선 통신 시스템들은 전 세계의 많은 사람들이 통신하게 하는 중요한 수단이 되었다. 무선 통신 시스템은 다수의 이동국들에 대한 통신을 제공할 수 있으며, 이들 각각은 기지국에 의해 서빙될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "이동국"이라는 용어는 무선 통신 시스템 상에서의 음성 및/또는 데이터 통신을 위해서 사용될 수 있는 전자 디바이스를 지칭한다. 이동국들의 예들은 셀룰러 전화들, 개인용 디지털 보조기(PDA)들, 핸드헬드 디바이스들, 무선 모뎀들, 랩탑 컴퓨터들, 개인용 컴퓨터들 등을 포함한다. 이동국은 대안적으로 액세스 단말, 모바일 단말, 가입자국, 원격국, 사용자 단말, 단말, 가입자 유닛, 모바일 디바이스, 무선 디바이스, 사용자 장비 또는 일부 다른 유사한 용어로 지칭될 수 있다. "기지국"이라는 용어는, 고정 위치에서 인스톨되며 이동국들과 통신하는데 사용되는 무선 통신국을 지칭한다. 기지국은 대안적으로 액세스 포인트, 노드 B, 이벌브드 노드 B 또는 일부 다른 유사한 용어로 지칭될 수 있다.
고속 및 저속 페이드들 및 신호 경로 장애물(obstacle)들은 더 낮은 데이터 레이트들에서보다 높은 데이터 레이트들에서 무선 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신 및 송신하는데 어려움을 훨씬 더 상당히 증가시킬 수 있다. 이것은 재송신들이 더 많은 대역폭을 소모할 수 있으며 신뢰가능한 통신들을 보장하는데 더 높은 전력 레벨들이 요구될 수 있고, 따라서 더 많은 간섭을 발생시키기 때문에 시스템 용량에 부정적 영향을 미친다. 또한, 기존의 시스템들에서 사용되는 아키텍처는 각각의 수신기/송신기가 높은 신뢰도 및 최대 전력을 염두해두고 구성되는 것에 의지하는 경향이 있으며, 따라서 이들을 다수의 송신기들 및 수신기들에 의해 높은 신뢰도 및 높은 전력을 달성하는 더 낮은 신뢰도 표준들 및 더 낮은 전력 레벨들로 구성된 장비보다 더 고가가 되게 한다. 본 시스템들 및 방법들은: (1) 무선 데이터 레이트들을 증가시키는 것; (2) 전체 전력 레벨들을 낮추면서 무선 신호 품질/서비스 품질(QoS)을 향상시키는 것; (3) 결함 허용한계(fault tolerance)를 향상시키는 것; (4) 재송신들 및 간섭을 감소시킴으로써 시스템 용량을 증가시키는 것; (5) 더 높은 전력 증폭기들을 사용하는 것보다는 오히려 서비스 영역을 커버하도록 결합될 수 있는 표준화된 수신/송신 모듈들의 증가된 생산을 허용함으로써 인프라스트럭처 비용을 감소시키는 것; 그리고 (6) 송신기 및 수신기 모듈들이 고-비용 셀룰러 타워들 및 유사한 사이트들보다 더 저렴한 많은 위치들에 위치되게 함으로써 인프라스트럭처 호스팅 비용들을 감소시키는 것 중 하나 또는 그 초과의 것을 달성하는데 사용될 수 있다. 또한, 본 시스템들 및 방법들은 유사한 결과들을 달성하기 위해서 모바일 디바이스들에서 구현될 수 있다. 인프라스트럭처 및 모바일 디바이스들에 대한 정확한 구현은 전력, 개인 영역 네트워크(PAN) 대역폭 및 인프라스트럭처 애플리케이션들에 대하여 매우 엄격하게 제약되지 않는 공간 다이버시티에 대한 모바일 제한들로 인하여 약간 달라질 수 있다.
본 시스템들 및 방법들은 유용한(commoditized) 수신 및 송신 모듈들을 사용하여 전술된 향상들을 제공하는 수신기들 및 송신기들의 어레이를 구성할 수 있다.
도 1은 본 명세서에 개시되는 방법들 및 장치가 이용될 수 있는 무선 통신 시스템(100)의 예를 도시한다. 무선 통신 시스템(100)은 다수의 기지국들(BS)(102a-b) 및 다수의 이동국들(MS)(104a-m)을 포함한다. 각각의 기지국(102a-b)은 특정한 지리적 영역(106a-c)에 대한 통신 커버리지를 제공한다. "셀"이라는 용어는 용어가 사용되는 문맥에 따라 기지국(102a-b) 및/또는 그 커버리지 영역(106a-c)을 지칭할 수 있다.
시스템 용량을 향상시키기 위해서, 기지국 커버리지 영역(106a-c)은 다수의 더 작은 영역들 예컨대, 3개의 더 작은 영역들(108a, 108b 및 108c)로 분할될 수 있다. 각각의 더 작은 영역(108a, 108b, 108c)은 각각의 기지국에 의해 서빙될 수 있다.
이동국들(104a-m)은 전형적으로 시스템(100)의 전체에 걸쳐 분산된다. 이동국(104a-m)은 임의의 주어진 순간에 다운링크 및/또는 업링크 상에서 0개의, 하나의 또는 다수의 기지국들(102a-b)과 통신할 수 있다.
중앙집중화된 아키텍처에 대하여, 시스템 제어기(110)는 기지국들(102a-b)에 커플링(couple)하며, 기지국들(102a-b)에 대한 조정 및 제어를 제공할 수 있다. 시스템 제어기(110)는 단일 네트워크 엔티티 또는 네트워크 엔티티들의 집합일 수 있다. 분산된 아키텍처에 대하여, 기지국들(102a-b)은 필요에 따라 서로 통신할 수 있다.
추가적으로, 시스템(100)은 상대적으로 예컨대, 10 내지 100 미터 떨어져 이격되는 많은 작고 저렴한 안테나 노드들을 포함할 수 있는 하나 또는 그 초과의 분산 기지국들(112)을 포함할 수 있다. 예컨대, 안테나 노드들은 광범위하게 이용가능한 선반-재고(off-the-shelf) 컴포넌트들일 수 있다. "작은"이라는 용어는 서버 랙(server rack), 벽장, 개인용 컴퓨터(PC) 케이스에 장착되거나(fit) 또는 예컨대, 1 ft3, 2 ft3, 3 ft3, 4 ft3, 5 ft3 등인 요구되는 볼륨 미만의 볼륨을 채우기 위한 각각의 노드의 능력을 표시할 수 있다. "저렴한"이라는 용어는 패킷-레벨에서 동작하지 않는 비교가능한 노드들 미만의 특정 임계치 예컨대, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 등인 비용을 표시할 수 있다. 종래의 기지국들(102a-b)은 작은 수의 큰 공동 위치된 안테나들을 가질 수 있다. 따라서, 이동국(104a-m)이 시선(line of sight) 장애(obstruction)를 가지는 영역으로 이동하는 경우, 장애는 기지국(102a-b)에 의해 사용되는 모든 안테나들 상에서의 송신에 영향을 미칠 가능성이 있다. 그러나, 분산 기지국(112)은 예컨대, 10 내지 100 미터 멀리 떨어져 이격된 안테나 노드들을 사용함으로써 넓은 공간 다이버시티를 초래한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "분산 기지국"이라는 용어는 아래에서 설명되는 바와 같이 가상 안테나 어레이를 가지는 기지국을 지칭한다. 따라서, 이동국(104a-m)이 하나의 안테나 노드로부터 방해받는(obstructed) 경우에도 이동국(104a-m)은 다른 안테나 노드들 중 하나의 노드와 통신할 수 있을 가능성이 있다. 이것은 분산 기지국(112) 상의 안테나 노드들 중 하나가 양호한 신호를 수신할 가능성이 더 많기 때문에 송신 시에 이동국(104a-m)이 더 낮은 전력을 사용하게 할 수 있다. 유사하게, 분산 기지국(112)은 안테나 노드들로부터의 피드백 데이터를 사용하여 이동국(104a-m)으로부터 높은 품질 신호들을 수신하고 있는 안테나 노드들 예컨대, 수신된 패킷들이 순환 중복 검사(CRC)를 통과한 안테나 노드들 상에서만 선택적으로 송신할 수 있다. 이동국(104a-m)으로부터 고 품질 신호를 수신하지 않는 안테나 노드가 신호를 이동국(104a-m)으로 효과적으로 송신할 가능성이 적기 때문에, 분산 기지국(112)은 안테나 노드들의 서브세트 상에서 신호들을 선택적으로 송신할 수 있으며, 이로써 이웃하는 통신 링크들에 대한 더 적은 잡음을 생성한다. 분산 기지국(112)은 이동국들(104a-m)의 임의의 변경 없이 무선 통신 시스템들(100)에서 사용될 수 있다.
시스템(100)은 또한 상대적으로 예컨대, 1 내지 5 피트 떨어져 이격되는 다수의 안테나 노드들을 포함할 수 있는 하나 또는 그 초과의 모바일 가상 안테나 어레이들(114)을 포함할 수 있다. 예컨대, 개인 영역 네트워크(PAN) 상에서 서로 통신하는 코트 주머니 내의 제 1 이동국(104a-m) 및 바지 주머니 내의 제 2 이동국(104a-m)을 가질 수 있다. 이동국들(104a-m)은 기지국(102a-b)과 각각 통신할 수 있다. 그러나, 제 1 이동국(104a-m)이 기지국(102a-b)으로부터 양호한 신호를 수신하고 있지 않는 경우, 제 2 이동국(104a-m)은 신호를 수신하여 제 1 이동국(104a-m)과 신호를 공유할 수 있다. 따라서, 2개의 이동국들(104a-m)은 수신 및 송신 자원들을 공유하는 모바일 가상 안테나 어레이(114)를 형성할 수 있다.
도 2는 분산 기지국(212)을 포함하는 시스템(200)의 블록도이다. 분산 기지국(212)은 안테나-간 네트워크(IAN)(222)를 통해 다수의 안테나 노드들(220)과 통신할 수 있는 수신(RX) 프로세싱 노드(216) 및 송신(TX) 프로세싱 노드(218)를 포함할 수 있다. 각각 이동국들(204)로부터 신호들을 수신하고 신호들을 이동국들(204)로 송신할 수 있는 N개의 안테나 노드들(220)이 존재할 수 있다. 예컨대, 이동국 A(204a)는 안테나 노드 A(220a), 안테나 노드 B(220b) 및 안테나 노드 C(220c)와 통신할 수 있는 반면, 이동국 B(204b)는 안테나 노드 B(220b), 안테나 노드 C(220c) 및 안테나 노드 N(220n)과 통신할 수 있다. 이와 함께, 안테나 노드들(220)은 가상 안테나 어레이(221)를 형성할 수 있다. 추가적으로, 안테나 노드들(220)은 신호 프로세싱할 수 있으며, 이는 IAN(222)이 패킷-기반이게 한다. 다시 말해서, 각각의 안테나 노드(220)는 수신된 신호들을 패킷들로 완전히 디코딩하고 패킷들 또는 패킷들의 부분들을 RX 프로세싱 노드(216)와 공유할 수 있다. 따라서, 안테나 노드들(220)은 송신 신호 레벨보다는 오히려 패킷 레벨 상에서 통신할 수 있다. 이것은 어떠한 개별 안테나 노드(220)도 완전하게 수신하지 않은 패킷들을 ― 예컨대, 수신된 패킷이 순환 중복 검사를 통과하지 않음 － 복원하는 작업에서 RX 프로세싱 노드(216)의 프로세싱 전력을 포커싱하고 IAN(222) 상에서의 로드를 감소시킬 수 있다.
RX 프로세싱 노드(216)는 안테나 노드들(220)에서 수신된 패킷들을 수신하여 필요 시에 최종 수신된 데이터로 결합할 수 있다. 분산 기지국(212)에서 데이터를 수신하기 위한 적어도 2개의 가능한 시나리오들이 존재한다. 첫째, 안테나 노드들(220) 중 적어도 하나는 성공적으로, 패킷을 수신하여, 이를 디코딩하며, 패킷이 완전함(예컨대, 패킷이 순환 중복 검사(CRC)를 통과함)을 결정하고, 이를 RX 프로세싱 노드(216)로 전송한다. 이러한 경우, RX 프로세싱 노드(216)는 패킷을 패킷의 목적지로 전송할 수 있다. 상이한 시나리오에서는, 어떠한 단일 안테나 노드(220)도 완전한 패킷을 수신하지 않으며, 예컨대, 각각의 수신된 신호는 CRC에 의해 결정된 바와 같이 비트 에러들을 가진다. 이러한 경우, RX 프로세싱 노드(216)는 다수의 안테나 노드들(220)로부터의 불완전한 패킷들로부터 샘플들을 결합하여, 완전한 패킷을 복원하려고 시도할 수 있다. 이러한 복원은 기저대역 상관, 가산 및 디코딩을 포함할 수 있다.
TX 프로세싱 노드(218)는 하나 또는 그 초과의 안테나 노드들(220)을 사용하여 신호들을 선택적으로 송신하기 위해서 RX 프로세싱 노드(216)로부터의 품질 피드백 데이터를 사용할 수 있다. 예컨대, 이동국 A(204a)가 안테나 노드 N(220n)과 통신하고 있지 않기 때문에, TX 프로세싱 노드(218)는 이동국 A(204a)에 대하여 의도된 패킷들을 송신을 위해서 안테나 노드 N(220n)이 아닌 안테나 노드 A(220a), 안테나 노드 B(220b) 및 안테나 노드 C(220c)로 전송할 수 있다. 안테나 노드 N(220n)을 사용하여 송신하지 않음으로써, 분산 기지국(212)은 이동국 B(204b)와의 통신 링크 상에서 원하지 않는 잡음을 최소화할 수 있다. 마찬가지로, 이동국 B(204b)가 안테나 노드 A(220a)와 통신하고 있지 않은 경우, TX 프로세싱 노드(218)는 이동국 B(204b)에 대하여 의도된 패킷들을 송신을 위해서 안테나 노드 A(220a)가 아닌 안테나 노드 B(220b), 안테나 노드 C(220c) 및 안테나 노드 N(220N)으로 전송할 수 있다. 안테나 노드 A(220a)를 사용하여 송신하지 않음으로써, 분산 기지국(212)은 이동국 A(204a)와의 통신 링크 상에서 원하지 않는 잡음을 최소화할 수 있다.
RX 프로세싱 노드(216) 및 TX 프로세싱 노드(218)가 네트워크 장비-빌딩 시스템(NEBS: Network Equipment-Building System) 신뢰도를 가지지 않을 수 있지만, 이들은 대량 시판될(mass-volume and commercial) 수 있다. 또한, 기가비트 이더넷(GigE)은 무선 시스템 인프라스트럭처에서 구현될 시에 IAN(222)에 대하여 사용될 수 있고, 블루투스 또는 무선 USB는 모바일들에서 구현될 시에 IAN(222)에 대하여 사용될 수 있다. IAN(222)은 수신을 위한 다수의 안테나들을 결합하도록 동작할 수 있다. 또한, 본 시스템들 및 방법들은 수신기 위치들 및 특성들에 기초하여 송신 안테나들의 사용을 미세-튜닝(fine-tune)할 수 있다. IAN(222)은 완전히 수신된 패킷들을 공유하고, 어떠한 개별 수신기도 디코딩할 수 없는 샘플들을 수신하며, 아웃바운드(outbound) 패킷들을 RF 송신기들로 확산하는데 사용될 수 있다. 시간, 공간 및 가능하게는 주파수 다이버시티가 증가될 수 있으며, 따라서 RF 손상(impairment)들 예컨대, 시선 장애물들을 극복하기 위한 능력이 향상된다.
분산 기지국(212)은 기지국 제어기(BSC)(224)(또한 라디오 네트워크 제어기 또는 패킷 제어 기능으로 지칭됨)와 통신할 수 있다. 기지국 제어기(224)는 모바일 스위칭 센터(MSC)(226), 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)(228) 또는 인터네트워킹 기능(IWF), 공중 교환 전화 네트워크(PSTN)(230)(전형적으로, 전화 회사) 및 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크(232)(전형적으로, 인터넷)와 통신할 수 있다. 모바일 교환 센터(226)는 이동국(204)과 공중 교환 전화 네트워크(230) 사이의 통신의 관리를 담당할 수 있는 반면, 패킷 데이터 서빙 노드(228)는 이동국들(204)과 IP 네트워크(232) 사이의 패킷들의 라우팅을 담당할 수 있다. 완전히 수신된 패킷들 및 스펙트럼 샘플들은 이들을 최종 수신된 데이터로 결합하는 RX 프로세싱 노드(216)에 의해 IAN(222)을 통해 수집될 수 있다. TX 프로세싱 노드(218)는 송신기들을 선택하여 데이터 및 송신 파라미터들을 송신기들로 전송할 수 있다. 인프라스트럭처 버전은 아마도 10 내지 100 미터 떨어져 있는 다수의 안테나들을 사용할 수 있다. IAN(222)은 빌딩의 옥상과 같은 일반적으로 부근의 수신기들 및 송신기들을 결합할 수 있다. 역방향 링크(RL) 인프라스트럭처 수신 측에서, 단일 수신기들은 수신된 대부분의 RL 패킷들을 완전히 디코딩하여 공유할 수 있다. 이것은 어떠한 개별 수신기도 수신할 수 없는 패킷들을 복원하는 작업에서 프로세싱 전력을 포커싱하고 IAN(222) 상에서의 로드를 감소시키는 것을 보조할 수 있다. 이러한 나머지 복원은 이러한 패킷들이 여전히 수신될 수 있도록 기저대역 상관, 가산 및 디코딩에 의해 수행될 수 있다. 모바일 디바이스 버전은 PAN을 사용하여 단일 사용자에 의해 휴대되거나 또는 사용자에 근접한 다수의 디바이스들로부터의 수신 및 송신 안테나들을 결합할 수 있다. 이동국들(204)은 기저대역 신호 상관, 가산 및 디코딩을 수행하기 위해서 계산적 또는 통신 용량을 가지지 않을 수 있는데, 그 이유는 이러한 기법을 사용하도록 요구되는 전력이 과도할 수 있기 때문이다. 따라서, 모바일 디바이스들에 비해 인프라스트럭처에서의 구현들은 디바이스 능력들에 따라 달라질 수 있다.
도 3은 분산 기지국(312)을 구현하는 시스템(300)의 블록도이다. 특히, 도 3은 분산 기지국(312)의 가능한 일 구성에서의 모듈들을 도시한다. 도시되는 구성은 한꺼번에 모든 안테나들에 대해서는 가능성이 적지만 특정 안테나들에 대한 RF 신호들을 손상(impair)시키는 다수의 장애들(이를테면, 빌딩들 및 나무들)을 가지는 영역들을 커버하는 작은 셀 인프라스트럭처 애플리케이션들에 특히 아주 적합할 수 있다.
다수의 안테나 노드들(320)(안테나 노드 A(320a) 내지 안테나 노드 P(320p)는 가상 안테나 어레이(321)를 형성하도록 결합함)은 빌딩/구조물(334)의 꼭대기에 저렴하게 호스팅(host)되며 패킷-기반 IAN(322)을 형성하기 위해서 저렴하고 용이하게 이용가능한 로컬 영역 네트워크(LAN) 컴포넌트들에 의해 접속될 수 있다. 도시되는 구성은 16개의 안테나 노드들(320)을 포함하지만, 본 시스템들 및 방법들은 수 개의 안테나들로부터 많은 안테나들까지 용이하게 조정(scale)된다. 패킷 레벨에서 통신함으로써, 분산 기지국(312)은 구현하기에 더 저렴하고 더 용이할 수 있으며, 즉, 선반-재고 컴포넌트들은 커스텀(custom) 컴포넌트들보다 덜 고가이며, 더 광범위한 호환성을 가질 수 있다. 안테나 노드들(320)로 서비스 영역들을 둘러싸며 서비스 영역들을 분리하기 위해서 빌딩/구조물(334)을 사용함으로써 용량 및 대역폭을 증가시키기 위해서 빌딩들/구조물들(334)이 라디오 주파수 장애물들로서 유익하게 사용될 수 있다. 앞서와 같이, 분산 기지국(312)은 RX 프로세싱 노드(316) 및 TX 프로세싱 노드(318)를 포함할 수 있다. RX 프로세싱 노드(316) 및 TX 프로세싱 노드(318)는 이들이 IAN(322)에 접속되는 한 다용도실(utility closet) 또는 또 다른 적합한 위치에 하우징(house)될 수 있다. 또한, RX 프로세싱 노드(316) 및 TX 프로세싱 노드(318)는 동일한 디바이스에 또는 분리된 디바이스들에 하우징될 수 있다. 분산 기지국(312)은 하나 또는 그 초과의 기지국들(102a-b) 및/또는 분산 기지국들(312)을 관리하는 기지국 제어기(324)와 통신할 수 있다.
개별 안테나 노드들(320) 중 어떠한 것도 완전한 패킷을 수신하지 않은 경우, 예컨대, 수신된 패킷들 중 어떠한 것도 CRC를 통과하지 않은 경우, RX 프로세싱 노드(316)는 안테나 노드들(320)로부터 패킷들을 수신하며, 요구될 시에, 패킷들을 복원하려고 시도할 수 있다. 이러한 복원은 역방향 링크 수신 측 상에서 결합하는 신호를 포함할 수 있으며, 패킷들이 존재하여야 하지만 개별 안테나 노드들(320) 중 임의의 것에 의해서도 검출되고 있지 않는 경우들에서, 충분히 수신된 패킷들과 상관의 혼합의 공유, RF 대역폭 샘플들의 가산 및 디코딩에 의해 이루어질 수 있다.
TX 프로세싱 노드(318)는 분산 기지국(312)으로부터 이동국(304)으로 패킷들을 선택적으로 송신하는데 사용될 수 있다. 일 구성에서, 안테나 노드들(320)로부터의 순방향 링크 송신들은 서로 정확히 동일한 신호를 송신하지 않을 수 있으며, 예컨대, 일부 안테나 노드들(320)은 송신하는데 사용되지 않을 수 있고, 일부 안테나 노드들(320)은 이동국(304)과의 각각의 안테나 노드(320)의 링크의 품질에 대한 품질 피드백 데이터에 기초하여 상이한 송신 전력을 사용할 수 있다.
더 양호한 공간 다이버시티를 제공하기 위해서, 안테나 노드들(320) 사이의 거리 D(336)는 상대적으로 클 수 있으며, 예컨대, 10 내지 100 미터일 수 있다. 이는 동시에 방해받는 모든 활성 안테나 노드들(320)을 가질 가능성을 제한할 수 있다. 예컨대, 장애가 이동국 A(304a)와 안테나 노드 A(320a) 사이에 도입되었을 경우, 큰 거리 D(336)에 있어서, 장애는 또한 안테나 노드 B(320b), 안테나 노드 C(320c) 및 안테나 노드 D(320d)와의 통신에 영향을 미칠 가능성이 적다. 마찬가지로, 장애가 이동국 B(304b)와 안테나 노드 E(320e) 사이에 도입되었을 경우, 큰 거리 D(336)에 있어서, 장애는 또한 안테나 노드 F(320f), 안테나 노드 G(320g) 및 안테나 노드 H(320h)와의 통신에 영향을 미칠 가능성이 적다. 안테나 노드들(320) 사이의 거리는 상이할 수 있다. 예컨대, 안테나 노드 I(320i)와 안테나 노드 J(320j) 사이의 거리는 안테나 노드 K(320k)와 안테나 노드 L(320l) 사이의 거리와 상이할 수 있다.
안테나 노드(320)가 손상될 경우 가상 안테나 어레이(321)가 더 소수의 안테나들로 폴백(fall back)할 수 있기 때문에 많은 멀리 떨어져 이격된 안테나 노드들(320)을 사용함으로써, 본 시스템들 및 방법들은 결함 회복성(fault resiliency)을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 구성은 더 낮은 송신 전력 레벨들을 허용할 수 있다. 특히, 일부 인프라스트럭처 안테나 노드들(320)에는 송신하는데 사용되지 않는 전력 등이 주어질 수 있다. 반대로, 이동국들(304)은 이들의 신호들이 많은 안테나 노드들(320)에 의해 수신될 가능성이 있을 것이기 때문에, 더 적은 송신 전력을 사용할 수 있다. 이것은 이동국들(304) 상에서 송신기 전력 드레인을 감소시킬 수 있다. 송신 전력이 더 낮게 유지될 시에 이웃하는 무선 링크들에 대하여 더 적은 간섭이 발생될 수 있기 때문에, 데이터 레이트들이 또한 증가될 수 있다. 또한, 빌딩/구조물(324)의 사용에 의한 서비스 영역의 "섹터화(sectorization)"는 또한 용량을 증가시키고, 송신 전력의 미세-튜닝을 허용하며, 데이터를 정확하게 수신할 확률을 증가시킬 수 있다. 이것은 또한 대역폭-소모 패킷 재송신들 및 순방향 에러 정정(FEC)에 대한 필요성을 감소시킬 수 있다.
본 시스템들 및 방법들은 에어 링크의 일 타입에 얽매이지 않는다. 예컨대, 단일 주파수 네트워크(SFN)는 다수의 직교 주파수-분할 멀티플렉싱(OFDM) 송신기들 예컨대, Qualcomm Incorporated에 의한 MediaFLO를 사용할 수 있다. 광대역 OFDM 서브캐리어 분할은 또한 가변 주파수 특정 손실을 이용하기 위해서 신호들이 다수의 안테나들로부터 가변 주파수들로 더 넓은 대역들 상에서 전송되게 할 수 있다. 3G-스타일 레이크 수신기 기술이 또한 적용가능할 수 있으며, 예컨대, 이동국들(304)에 의해 보여지는 바와 같은 순방향 링크 신호들은 동일한 신호의 다중경로 버전들로 나타날 수 있다. 추가적으로, 안테나 노드들(320)은 다중 입력/다중 출력(MIMO) 기술을 사용할 수 있다. 개별 안테나 노드들(320)에서 MIMO를 사용하여 가상 안테나 어레이를 결합하는 것은 낮은 전력 및 낮은 간섭을 가지는 높은 데이터 레이트들로 송신 및 수신하기 위한 전체 시스템의 능력을 향상시킬 수 있다.
일부 다중-안테나 솔루션들은 중앙 위치에서 모든 프로세싱을 수행할 수 있으며, 예컨대, 안테나들은 수신된 신호를 프로세싱 하드웨어로 단순히 송신할 수 있다. 이에 반해, 분산 기지국(312) 내의 각각의 안테나 노드(320)는 수신된 신호를 복조, 디코딩 및/또는 그렇지 않으면 프로세싱하여 패킷(들)을 추출할 수 있으며, 즉, 안테나 노드들(320)은 수신된 신호 레벨이 아닌 패킷 레벨에서 RX 프로세싱 노드(316) 및 TX 프로세싱 노드(318)와 통신할 수 있다. 따라서, 본 시스템들 및 방법들은, 안테나들의 구성을 변화시키는데 이를테면, 다른 다중-안테나 시스템들에 비해 커버리지를 향상시키기 위해서 이들을 추가 또는 이동시키는데 더 유연성을 허용할 수 있다.
다른 다중-안테나 기술들은 통신 신호를 수신하지 않을 수 있지만, 오히려 하늘을 모니터링한다. 이들은 패킷들을 수신하지 않는다. 그러나, 본 시스템들 및 방법들은 송신 측과는 독립적으로 수신 측 신뢰성을 향상시키면서, 특히, 다수의 분산 안테나 노드들(320)의 사용을 어떻게 저렴하며 신뢰할 수 있게 유지하는가에 집중한다. 본 시스템들 및 방법들은 또한 디지털 신호 전송을 사용할 수 있고(즉, 안테나 노드들(320)은 패킷 레벨에서 통신함), 안테나 노드들(320)로부터의 순방향 링크 송신들은 서로 정확히 동일한 신호를 송신하지 않을 수 있다. 또한, 패킷들이 존재하여야 하지만, 개별 수신기들 중 임의의 것에 의해서도 검출되고 있지 않는 경우들에서, 역방향 링크 수신 측 상에서의 신호 결합은 충분히 수신된 패킷들과의 상관의 혼합의 공유, RF 대역폭 샘플들의 가산 및 디코딩을 통해 이루어질 수 있다.
도 4는 모바일 가상 안테나 어레이(414)를 가지는 시스템(400)을 도시하는 블록도이다. 더 낮은 대역폭 개인 영역 네트워크(PAN)(436) 및 이동국들(404)에 대한 전력 및 컴퓨팅 자원 제한들에 대하여 튜닝될 시에, 도 3의 시스템(300)은 또한 다수의 이동국들(404)의 집합에 적용될 수 있다. 다시 말해서, 도 3은 본 시스템들 및 방법들의 인프라스트럭처 구현을 도시하는 반면, 도 4는 모바일 구성을 도시한다. 모바일 디바이스 버전은 PAN(436)을 사용하여 단일 사용자에 의해 휴대되거나 또는 사용자에 근접한 다수의 이동국들(404)로부터 수신 및 송신 안테나들(438)을 결합할 수 있다. 그러나, 이러한 구성은 기저대역 신호 상관, 가산 및/또는 디코딩을 수행하기 위한 계산적, 통신들 또는 전력 용량을 가지지 않을 수 있다.
모바일 가상 안테나 어레이(414)는 하나 또는 그 초과의 표준 기지국들(402) 및/또는 분산 기지국들(312)과 통신할 수 있다. 모바일 가상 안테나 어레이(414)는 이동국 A(404a) 및 이동국 B(404b)를 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자는 우측 주머니 내에 이동국 A(404a)를 가지며, 좌측 주머니 내에 이동국 B(404b)를 가질 수 있다. 이동국 A(404a)가 기지국(402)과 통신하고 있지만 사용자가 기지국(402)을 향해 그의 좌측에 위치되어, 따라서 이동국 A(404a)에 대한 장애가 발생하는 경우, 이동국 A(404a)는 PAN(436)을 사용하여 이동국 B(404b)를 통해 기지국(402)과 통신할 수 있다. 다시 말해서, 모바일 가상 안테나 어레이(414)는 어떤 이동국(404)이 기지국(402)과의 최상의 통신 링크를 가지는지를 결정하며, 그 이동국(404)의 안테나(438)를 사용하여 통신할 수 있는데, 예컨대, 이동국 A(404a)가 최고 품질 링크를 가지는 경우 안테나 A(438a)를 사용하여 또는 이동국 B(404b)가 최고 품질 링크를 가지는 경우 안테나 B(438b)를 사용하여, 통신할 수 있다. 이것은 최상의 링크가 사용될 것이기 때문에 송신 시에 이동국(들)(404)이 더 적은 전력을 사용하게 할 수 있다. 기지국(402)으로부터 수신된 신호들은 통신하는 이동국(404)이 의도된 수신측이 아닐 시에 모바일 가상 안테나 어레이(414) 내의 의도된 이동국(404)으로 전달될 수 있다.
모바일 가상 안테나 어레이(414)는 2개 초과의 이동국들을 포함할 수 있으며 개인보다 더 큰 근접성(proximity)을 커버할 수 있다. 예컨대, 자동차 내의 네비게이션 시스템, 스마트 폰 및 랩탑은 모바일 가상 안테나 어레이(414)를 형성할 수 있다.
도 5는 분산 기지국(512)을 도시하는 블록도이다. 이것은 가상 안테나 어레이(521)를 형성하도록 결합하는 N개의 안테나 노드들(520)을 포함할 수 있는데, 즉, 안테나 노드 A(520a), 안테나 노드 B(520b) 및 안테나 노드 N(520n)은 가상 안테나 어레이 노드(521)를 형성한다. 각각의 안테나 노드(520)는 통신 및 신호 프로세싱 목적을 위한 다양한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예컨대, 안테나 노드들(520)은 패킷-기반의 IAN(522) 예컨대, 기가비트 이더넷 카드와 인터페이싱하기 위한 인터페이스 모듈(540)을 포함할 수 있다. 안테나 노드들(520)은 또한 수신된 심볼들을 복조하기 위한 복조기(542), 순환 반복 검사를 수행하기 위한 CRC 모듈(549) 및 인입 신호들로부터 인입 패킷들(546) 예컨대, 역방향 링크 패킷들을 추출하기 위한 디코더(544)를 포함할 수 있다. 안테나 노드들(520)은 또한 패킷-레벨로 그리고 패킷-레벨로부터 변환하기 위한 다른 모듈들(미도시됨)을 포함할 수 있다.
인입 패킷들(546)은 RX 프로세싱 노드(516)로 전송될 수 있다. 인입 패킷들(546) 중 적어도 하나가 완전한 패킷(548)인 경우, 분산 기지국(512)은 완전한 패킷을 기지국 제어기(324)로 전송하고, 이후 그 패킷의 목적지로 전송할 수 있다. 그러나, 모든 안테나 노드들(520)로부터의 인입 패킷들(546)이 불완전한 패킷들(550)인 경우, RX 프로세싱 노드(516)는 불완전한 패킷들(550)로부터 완전한 패킷(548)을 복원하려고 시도할 수 있다. 특히, RX 프로세싱 노드(516)는 기저대역 상관 모듈(552)을 사용하여 기저대역 상관을 수행하고, 가산기(554)를 사용하여 가산을 수행하며, 디코더(556)를 사용하여 가산된 데이터를 완전한 패킷들(548)로 디코딩할 수 있다. 이것은 에러 정정 코드들 예컨대, 컨볼루션 코드(convolutional code)들, 리드-솔로만 코드(Reed-Soloman code)들, 해밍 코드(Hamming code)들, 터보 코드(Turbo code)들, 저-밀도 패리티-체크 코드들(LDPC) 등을 포함할 수 있다.
분산 기지국(512)은 또한 가상 안테나 어레이(521)를 통해 인출 패킷들(560)(순방향 링크 패킷들)을 선택적으로 송신하는 TX 프로세싱 노드(518)를 포함할 수 있다. 특히, TX 프로세싱 노드(518)는 품질 피드백 데이터(558)를 사용하여 어떤 안테나 노드들(520)이 인출 패킷들(560) 예컨대, 순방향 링크 패킷들을 이동국(304)으로 전송하는데 사용되어야 하는지를 결정할 수 있다. 품질 피드백 데이터(558)는 하나 또는 그 초과의 안테나 노드들(520)과 특정 이동국(304) 사이의 하나 또는 그 초과의 무선 통신 링크들의 품질을 표시하는 임의의 데이터일 수 있다. 예컨대, 품질 피드백 데이터(558)는 안테나 노드 A(520a) 및 안테나 노드 B(520b)가 현재 특정 이동국(304)과의 양호한 통신 링크들을 가지지만, 안테나 노드 N(520n)이 이동국(304)과의 양호한 통신 링크를 가지지 않음을 표시할 수 있다. 이러한 데이터를 사용하여, TX 프로세싱 노드(518)는 이동국(304)에 대하여 의도된 인출 패킷들(560)이 안테나 노드 N(520n)이 아닌 안테나 노드 A(520a) 및 안테나 노드 B(520b) 상에서 전송되어야 함을 결정할 수 있다. 이것은 다른 무선 통신 링크들 즉, 다른 이동국들(304)로의 링크들 상에서 전력을 절약하며, 원하지 않는 간섭을 제거할 수 있다.
따라서, 안테나 노드들(520)은 TX 프로세싱 노드(518)로부터 인출 패킷들(560)을 수신하며, 인출 패킷들(560)을 인출 신호(561)로 프로세싱할 수 있다. 다시 말해서, 안테나 노드들(520)은 인출 신호(561)를 생성하기 위해서 인코더(543), 데이터 스크램블러(545) 및 변조기(547)를 포함할 수 있다. 또한, 안테나 노드들(520)은 인입 신호들을 수신하고 인출 신호들(561)을 송신하기 위한 하나 또는 그 초과의 안테나들(539)을 포함할 수 있다.
도 6은 분산 기지국(512)을 사용하여 데이터를 수신하기 위한 방법(600)을 도시하는 흐름도이다. 특히, 도 6은 어떠한 단일 안테나 노드(520)도 완전한 패킷(548)을 수신하지 않을 시에 수신하기 위한 방법(600)을 도시한다. 처음에, 분산 기지국(512)은 이동국(304)으로부터 역방향 링크 신호를 수신(661)할 수 있다. 가상 안테나 어레이(521) 내의 안테나 노드들(520) 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드는 역방향 링크 신호를 수신할 수 있다. 분산 기지국(512)은 역방향 링크 신호로부터 역방향 링크 패킷의 제 1 버전을 추출(662)할 수 있는데, 예컨대, 안테나 노드 A(520a)는 역방향 링크 신호를 복조, 디코딩 및/또는 그렇지 않으면 프로세싱하여 역방향 링크 패킷(546)을 생성할 수 있다. 분산 기지국(512)은 역방향 링크 신호로부터 역방향 링크 패킷의 제 2 버전을 추출(664)할 수 있는데, 예컨대, 안테나 노드 B(520b)는 또한 복조, 디코딩 등을 통해 동일한 역방향 링크 패킷(546)의 버전을 생성할 수 있다. 분산 기지국(512)은 또한 역방향 링크 신호로부터 역방향 링크 패킷의 추가 버전들을 추출(666)할 수 있는데, 예컨대, 안테나 노드 N(520n)은 또한 동일한 역방향 링크 패킷(546)의 버전을 생성할 수 있다. 안테나 노드들(520)은 역방향 링크 패킷의 버전들을 분산 기지국(512) 내의 RX 프로세싱 노드(516)로 전송(667)할 수 있다. 이후, 분산 기지국(512)은 인입 패킷(546)(역방향 링크 패킷)의 제 1 버전, 제 2 버전 또는 추가 버전들 중 임의의 것이 완전한 패킷들(548)인지의 여부를 결정(668)할 수 있다. 이러한 결정(668)은 임의의 적합한 방법을 사용하여 수신된 패킷(546)이 비트 에러들 예컨대, CRC, 체크섬, 패리티 비트 또는 다른 해쉬 함수들을 포함하는지의 여부를 결정할 수 있다. 이러한 결정(668)은 안테나 노드들(520) 또는 RX 프로세싱 노드(516) 상에서 수행될 수 있다. 역방향 링크 패킷(546) 중 어떠한 버전들도 완전하지 않은 경우, RX 프로세싱 노드(516)는 역방향 링크 패킷(546)의 제 1, 제 2 및/또는 추가 버전들로부터 완전한 패킷(548)을 복원하기 위해서 디지털 신호 프로세싱(DSP)을 사용(670)할 수 있다. 다시 말해서, 기저대역 상관, 가산 및 디코딩은 2개 또는 그 초과의 불완전한 패킷들(550)로부터 완전한 패킷(548)을 복원하는데 사용될 수 있다. 역방향 링크 패킷(546)의 버전들 중 적어도 하나가 완전한 경우 또는 DSP 이후, 분산 기지국(512)은 완전한 역방향 링크 패킷(548)을 목적지 예컨대, 패킷을 패킷 데이터 서빙 노드(228)로 라우팅하고 그 다음 인터넷(232)으로 라우팅하는 기지국 제어기(224)로 전송(672)할 수 있다.
상기 설명된 도 6의 방법(600)은 도 7에 도시된 수단+기능 블록들(700)에 대응하는 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트(들) 및/또는 모듈(들)에 의해 수행될 수 있다. 다시 말해서, 도 6에 도시된 블록들(661 내지 672)은 도 7에 도시된 수단+기능 블록들(761 내지 772)에 대응한다.
도 8은 분산 기지국(512)을 사용하여 데이터를 송신하기 위한 방법(800)을 도시하는 흐름도이다. TX 프로세싱 노드(518)는 복수의 안테나 노드들(520)과 이동국(204) 사이의 링크들의 품질을 표시하는 품질 피드백 데이터(558)를 수신(874)할 수 있다. TX 프로세싱 노드(518)는 또한 기지국 제어기(224)로부터 순방향 링크 패킷들(560)을 수신(876)할 수 있다. 순방향 링크 패킷들(560)은 이동국(204)으로의 송신을 위해서 의도될 수 있다. TX 프로세싱 노드(518)는 품질 피드백 데이터(558)에 기초하여 순방향 링크 패킷들(560)을 송신하는데 안테나 노드들(520) 중 어떤 것을 사용할 것인지를 결정(878)할 수 있다. 다시 말해서, 특정 안테나 노드(520)가 고 품질로 이동국(104a-m)으로부터 신호를 수신하고 있지 않는 경우, 동일한 안테나 노드(520) 상에서의 송신은 이동국(204)에 효과적으로 도달할 가능성이 적을 수 있다. 예컨대, 수용가능한 품질 레벨은 신호-대-잡음 비(SNR), 에러 레이트 또는 다른 적합한 메트릭에 관하여 사용자에 의해 정의 및/또는 조정될 수 있다. 이후, 특정 안테나 노드(520)에서 수신된 데이터가 품질 레벨을 만족시키는 경우, 안테나 노드(520)는 송신하는데 사용될 수 있다. 분산 기지국(512)은 하나 또는 그 초과의 기법들 예컨대, 인코딩, 데이터 스크램블링, 변조 등을 사용하여 순방향 링크 패킷들(560)을 순방향 링크 신호(561)로 프로세싱(879)할 수 있다. 프로세싱(879)은 TX 프로세싱 노드(518) 또는 안테나 노드들(520)에 의해 수행될 수 있다. 분산 기지국(512)은 결정된 안테나 노드들(520)을 사용하여 순방향 링크 신호(561)를 송신(880)할 수 있다. 따라서, 일 구성에서, 분산 기지국(512) 내의 안테나 노드들(520)의 서브세트만이 송신(880)하는데 사용되며, 하나 또는 그 초과의 안테나 노드들(520)은 휴지 상태(silent)이다.
상기 설명된 도 8의 방법(800)은 도 9에 도시되는 수단+기능 블록들(900)에 대응하는 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트(들) 및/또는 모듈(들)에 의해 수행될 수 있다. 다시 말해서, 도 8에 도시되는 블록들(874 내지 880)은 도 9에 도시되는 수단+기능 블록들(974 내지 980)에 대응한다.
도 10은 무선 디바이스(1001) 내에 포함될 수 있는 특정 컴포넌트들을 도시한다. 무선 디바이스(1001)는 이동국(104a-m), 기지국(102a-b), 모바일 가상 안테나 어레이(114)의 일부분 또는 분산 기지국(112)의 일부분일 수 있다.
무선 디바이스(1001)는 프로세서(1003)를 포함한다. 프로세서(1003)는 범용 단일- 또는 다중-칩 마이크로프로세서(예컨대, ARM), 특정 용도 마이크로프로세서(예컨대, 디지털 신호 프로세서(DSP)), 마이크로제어기, 프로그램가능한 게이트 어레이 등일 수 있다. 프로세서(1003)는 중앙 처리 유닛(CPU)으로 지칭될 수 있다. 단지 단일 프로세서(1003)만이 도 10의 무선 디바이스(1001)에 도시되지만, 대안적 구성에서, 프로세서들(예컨대, ARM 및 DSP)의 결합이 사용될 수 있다.
무선 디바이스(1001)는 또한 메모리(1005)를 포함한다. 메모리(1005)는 전자 정보를 저장할 수 있는 임의의 전자 컴포넌트일 수 있다. 메모리(1005)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 자기 디스크 저장 매체, 광 저장 매체, RAM 내의 플래쉬 메모리 디바이스들, 프로세서에 포함되는 온-보드 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들 등과 이들의 결합들로서 구현될 수 있다.
데이터(1007) 및 명령들(1009)은 메모리(1005)에 저장될 수 있다. 명령들(1009)은 본 명세서에 개시되는 방법들을 구현하기 위해서 프로세서(1003)에 의해 실행가능할 수 있다. 명령들(1009)을 실행하는 것은 메모리(1005)에 저장되는 데이터(1007)의 사용을 포함할 수 있다. 추가적으로, 명령들(1009a) 및 데이터(1007a)는 프로세서 상으로 로딩될 수 있다.
무선 디바이스(1001)는 또한 무선 디바이스(1001)와 원격 위치 사이의 신호들의 송신 및 수신을 허용하기 위한 송신기(1011) 및 수신기(1013)를 포함할 수 있다. 송신기(1011) 및 수신기(1013)는 집합적으로 트랜시버(1015)로 지칭될 수 있다. 안테나(1017)는 트랜시버(1015)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 무선 디바이스(1001)는 또한 다수의 송신기들, 다수의 수신기들, 다수의 트랜시버들 및/또는 다수의 안테나를 포함할 수 있다(미도시됨).
무선 디바이스(1001)의 다양한 컴포넌트들은 전력 버스, 제어 신호 버스, 상태 신호 버스, 데이터 버스 등을 포함할 수 있는 하나 또는 그 초과의 버스들에 의해 함께 커플링될 수 있다. 명료성을 위해서, 다양한 버스들이 버스 시스템(1019)으로서 도 10에 도시된다.
본 명세서에 설명되는 기법들은 직교 멀티플렉싱 방식에 기초하는 통신 시스템들을 포함하는 다양한 통신 시스템들에 대하여 사용될 수 있다. 이러한 통신 시스템들의 예들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템들, 단일-캐리어 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 시스템들 등을 포함한다. OFDMA 시스템은 전체 시스템 대역폭을 다수의 직교 서브-캐리어들로 분할하는 변조 기법인 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용한다. 이러한 서브-캐리어들은 또한 톤들, 빈들 등으로 지칭될 수 있다. OFDM의 경우, 각각의 서브-캐리어는 데이터로 독립적으로 변조될 수 있다. SC-FDMA 시스템은 인터리빙된 FDMA(IFDMA)를 이용하여 시스템 대역폭에 걸쳐 분산되는 서브-캐리어들 상에서 송신하거나, 로컬화된 FDMA(LFDMA)를 이용하여 인접한 서브-캐리어들의 블록 상에서 송신하거나, 또는 강화된 FDMA(EFDMA)를 이용하여 인접한 서브-캐리어들의 다수의 블록들 상에서 송신할 수 있다. 일반적으로, 변조 심볼들은 OFDM의 경우 주파수 도메인에서 그리고 SC-FDMA의 경우 시간 도메인에서 전송된다.
상기 설명에서, 참조 번호들은 다양한 용어들과 관련하여 때때로 사용되었다. 용어가 참조 번호와 관련하여 사용되는 경우, 이것은 도면들 중 하나 또는 그 초과의 도면에 도시되는 특정 엘리먼트를 지칭하는 것으로 의미된다. 용어가 참조 번호 없이 사용되는 경우, 이것은 일반적으로 용어를 지칭하는 것으로 의미된다.
"결정하는"이라는 용어는 폭 넓고 다양한 동작들을 포함하며, 따라서 "결정하는"은 계산하는, 컴퓨팅하는, 프로세싱하는, 유도하는, 조사하는, 검색(예컨대, 표, 데이터베이스 또는 또 다른 데이터 구조에서 검색)하는, 확인하는 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는"은 수신하는(예컨대, 정보를 수신하는), 액세스하는(예컨대, 메모리 내의 데이터에 액세스하는) 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는"은 해결하는, 선택하는, 선출하는, 설정하는 등을 포함할 수 있다.
"~에 기초하는"이라는 문구는 달리 명백하게 특정되지 않는 한 "~에만 기초하는"을 의미하지 않는다. 다시 말해서, "~에 기초하는"이라는 문구는 "~에만 기초하는" 그리고 "적어도 ~에 기초하는" 양자를 설명한다.
"프로세서"라는 용어는 범용 프로세서, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태 머신 등을 포함하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다. 일부 상황들에서, "프로세서"는 주문형 집적 회로(ASIC), 프로그램가능한 로직 디바이스(PLD), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA) 등을 지칭할 수 있다. "프로세서"라는 용어는 프로세싱 디바이스들의 결합 예컨대, DSP 및 마이크로프로세서의 결합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들 또는 임의의 다른 이러한 구성을 지칭할 수 있다.
"메모리"라는 용어는 전자 정보를 저장할 수 있는 임의의 전자 컴포넌트를 포함하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다. 메모리라는 용어는 다양한 타입들의 프로세서-판독가능 매체 이를테면, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 비-휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM), 프로그램가능한 판독-전용 메모리(PROM), 삭제가능한 프로그램가능한 판독-전용 메모리(EPROM), 전기적으로 삭제가능한 PROM(EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광 데이터 저장소, 레지스터들 등을 지칭할 수 있다. 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독하고 그리고/또는 메모리에 정보를 기록할 수 있는 경우, 메모리는 프로세서와 전자 통신하고 있다고 한다. 프로세서에 통합되는 메모리는 프로세서와 전자 통신하고 있다.
"명령들" 및 "코드"라는 용어들은 임의의 타입의 컴퓨터-판독가능 명령문(들)을 포함하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다. 예컨대, "명령들" 및 "코드"라는 용어들은 하나 또는 그 초과의 프로그램들, 루틴들, 서브-루틴들, 함수들, 프로시저들 등을 지칭할 수 있다. "명령들" 및 "코드"는 단일 컴퓨터-판독가능 명령문 또는 많은 컴퓨터-판독가능 명령문들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명되는 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들 임의의 결합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체 상에 하나 또는 그 초과의 명령들로서 저장될 수 있다. "컴퓨터-판독가능 매체" 또는 "컴퓨터-프로그램 물건"이라는 용어는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체를 지칭한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 운반 또는 저장하기 위해서 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 컴팩트 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광 디스크(disc), 디지털 다목적 디스크(disc)(DVD), 플로피 디스크(disk) 및 블루-레이® 디스크(disc)를 포함하며, 여기서 디스크(disk)들은 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 디스크(disc)들은 레이저들을 사용하여 데이터를 광학적으로 재생한다.
소프트웨어 또는 명령들은 또한 송신 매체 상에서 송신될 수 있다. 예컨대, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어(twisted pair), 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들을 사용하여 송신되는 경우, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들이 송신 매체의 정의 내에 포함된다.
본 명세서에서 개시되는 방법들은 설명되는 방법을 달성하기 위한 하나 또는 그 초과의 단계들 또는 동작들을 포함한다. 방법 단계들 및/또는 동작들은 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 서로 교환될 수 있다. 다시 말해서, 단계들 또는 동작들의 특정 순서가 설명되고 있는 방법의 적절한 동작에 대하여 요구되지 않는 한, 특정 단계들 및/또는 동작들의 순서 및/또는 사용은 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 변경될 수 있다.
또한, 도 6-9에 의해 도시되는 것들과 같이, 본 명세서에 설명되는 방법들 및 기법들을 수행하기 위한 모듈들 및/또는 다른 적절한 수단이 디바이스에 의해 다운로드되고 그리고/또는 그렇지 않으면 획득될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예컨대, 디바이스는 본 명세서에 설명되는 방법들을 수행하기 위한 수단의 이전을 용이하게 하기 위해서 서버에 커플링될 수 있다. 대안적으로, 본 명세서에 설명되는 다양한 방법들은 디바이스가 저장 수단을 디바이스에 커플링시키거나 또는 저장 수단을 디바이스로 제공할 시에 다양한 방법들을 획득할 수 있도록 저장 수단(예컨대, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 컴팩트 디스크(CD) 또는 플로피 디스크 등과 같은 물리적 저장 매체 등)을 통해 제공될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 설명되는 방법들 및 기법들을 디바이스로 제공하기 위한 임의의 다른 적합한 기법이 이용될 수 있다.
청구항들은 상기 예시된 바로 그 구성 및 컴포넌트들에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 변경들, 변화들 및 변형들이 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 설명되는 시스템들, 방법들 및 장치의 배열, 동작 및 세부사항들에서 이루어질 수 있다.

Claims (25)

  1. 무선 통신을 위한 방법으로서,
    복수의 안테나 노드들에서 수신된 인입 신호를 복조하는 단계;
    상기 복조된 인입 신호로부터 인입 패킷의 버전들을 추출하는 단계;
    패킷-기반 네트워크 상에서 상기 버전들을 수신 프로세싱 노드로 전송하는 단계;
    상기 버전들 중 임의의 것이 완전한 패킷들인지를 결정하는 단계;
    상기 버전들 중 어떠한 것도 완전하지 않을 경우, 상기 버전들에 기초하여 상기 인입 패킷의 완전한 버전을 복원하는 단계;
    상기 수신 프로세싱 노드에 의해 품질 피드백 데이터를 획득하는 단계 ― 상기 품질 피드백 데이터는 하나 또는 그 초과의 안테나 노드들과 이동국 사이의 하나 또는 그 초과의 무선 통신 링크들의 품질을 표시함 ―; 및
    상기 수신 프로세싱 노드로부터의 품질 피드백 데이터에 기초하여 상기 안테나 노드들 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드 상에서 인출 패킷을 상기 이동국에 송신하는 단계
    를 포함하는,
    무선 통신을 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    서로로부터 10 내지 100 미터 떨어져 배치되는 안테나 노드들을 사용하여 상기 인입 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신을 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신하는 단계는 상기 안테나 노드들 중 서브세트만을 사용하는 단계를 포함하고, 상기 안테나 노드들의 서브세트는 둘 초과의(more than two) 안테나 노드들을 포함하는,
    무선 통신을 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복원하는 단계는 기저대역 상관, 가산 및 디코딩을 사용하는 단계를 포함하는,
    무선 통신을 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷-기반 네트워크는 인터넷 프로토콜(IP) 로컬 영역 네트워크(LAN)인,
    무선 통신을 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는 순환 중복 검사(CRC), 체크섬 또는 패리티 비트를 사용하는 단계를 포함하는,
    무선 통신을 위한 방법.
  7. 무선 통신을 위한 시스템으로서,
    복수의 안테나 노드들에서 수신된 인입 신호를 복조하기 위한 수단;
    상기 복조된 인입 신호로부터 인입 패킷의 버전들을 추출하기 위한 수단;
    패킷-기반 네트워크 상에서 상기 버전들을 수신 프로세싱 노드로 전송하기 위한 수단;
    상기 버전들 중 임의의 것이 완전한 패킷들인지를 결정하기 위한 수단;
    상기 버전들 중 어떠한 것도 완전하지 않을 경우, 상기 버전들에 기초하여 상기 인입 패킷의 완전한 버전을 복원하기 위한 수단;
    상기 수신 프로세싱 노드에 의해 품질 피드백 데이터를 획득하기 위한 수단 ― 상기 품질 피드백 데이터는 하나 또는 그 초과의 안테나 노드들과 이동국 사이의 하나 또는 그 초과의 무선 통신 링크들의 품질을 표시함 ―; 및
    상기 수신 프로세싱 노드로부터의 품질 피드백 데이터에 기초하여 복수의 안테나 노드들 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드 상에서 인출 패킷을 상기 이동국에 송신하기 위한 수단
    을 포함하는,
    무선 통신을 위한 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    복수의 안테나 노드들 ― 상기 안테나 노드들은 상기 인입 신호를 수신하고, 상기 인입 신호를 복조하며, 상기 복조된 인입 신호로부터 상기 인입 패킷의 버전들을 추출하며, 그리고 상기 패킷-기반 네트워크 상에서 상기 버전들을 전송하도록 구성되고, 상기 수신하는 동작, 복조하는 동작, 추출하는 동작 및 전송하는 동작은 상기 복수의 안테나 노드들에 포함된 동일한 또는 상이한 안테나 노드에 의해서 수행됨 ―;
    수신 프로세싱 노드 ― 상기 수신 프로세싱 노드는 상기 안테나 노드들로부터 상기 인입 패킷의 상기 버전들을 수신하고, 상기 버전들 중 임의의 것이 완전한 패킷들인지를 결정하며, 그리고 상기 버전들 중 어떠한 것도 완전하지 않을 경우 상기 버전들에 기초하여 역방향 링크 패킷의 완전한 버전을 복원하도록 구성되고, 상기 수신 프로세싱 노드는 품질 피드백 데이터를 획득하도록 추가로 구성되고, 상기 품질 피드백 데이터는 하나 또는 그 초과의 안테나 노드들과 이동국 사이의 하나 또는 그 초과의 무선 통신 링크들의 품질을 표시함 ―; 및
    송신 프로세싱 노드 ― 상기 송신 프로세싱 노드는 상기 수신 프로세싱 노드로부터의 품질 피드백 데이터에 기초하여 상기 안테나 노드들 중 하나 또는 그 초과의 안테나 노드 상에서 상기 인출 패킷을 상기 이동국에 송신하도록 구성됨 ―
    를 더 포함하는,
    무선 통신을 위한 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    서로로부터 10 내지 100 미터 떨어져 배치되는 안테나 노드들을 사용하여 상기 인입 신호를 수신하기 위한 수단을 더 포함하는,
    무선 통신을 위한 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 송신하기 위한 수단은 상기 안테나 노드들 중 서브세트만을 사용하여 상기 인출 패킷을 송신하기 위한 수단을 포함하고, 상기 안테나 노드들의 서브세트는 둘 초과의 안테나 노드들을 포함하는,
    무선 통신을 위한 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 복원하기 위한 수단은 기저대역 상관, 가산 및 디코딩을 사용하기 위한 수단을 포함하는,
    무선 통신을 위한 시스템.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 패킷-기반 네트워크는 인터넷 프로토콜(IP) 로컬 영역 네트워크(LAN)인,
    무선 통신을 위한 시스템.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 결정하기 위한 수단은, 순환 중복 검사(CRC), 체크섬 또는 패리티 비트를 사용하기 위한 수단을 포함하는,
    무선 통신을 위한 시스템.
  14. 무선 통신을 위한 컴퓨터-판독가능 매체로서,
    제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 코드를 포함하는,
    명령들을 가지는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
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