KR101441213B1 - 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

임의의 안테나를 추가하지 않고, 송신 데이터의 신뢰성이 향상될 수 있고/있거나 송신 레이트가 증가될 수 있는 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법이 제공된다. 무선 통신 장치는, 소정의 무선 표준에 부합하고 MIMO 기능을 갖는 기지국과 통신할 수 있는 복수의 통신 단말들을 포함한다. 복수의 통신 단말들 중 하나는 마스터 통신 단말이고, 한편 복수의 통신 단말들 중 다른 하나 이상은 소정의 통신 수단을 통해 마스터 통신 단말에 접속되는 슬레이브 통신 단말이다. 하나 이상의 슬레이브 통신 단말들 각각에 통합된 하나 이상의 안테나들을 이용하는 송신/수신에 관련된 신호 프로세싱 기능들의 일부 또는 전부가 마스터 통신 단말에 의해 제어되어 안테나들의 수를 임의적으로 증가시키고, 호 접속을 위한 프로토콜이 기지국과 마스터 통신 단말 사이에서만 수행되도록 구성된다.

Description

무선 통신 장치 및 무선 통신 방법{WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}
본 발명은, 무선 통신 디바이스 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.
MIMO (Multi-Input Milti-Output) 은, 상이한 데이터 시퀀스들이 복수의 안테나들 각각으로부터 송신되고, 수신 측에서 각각의 안테나로부터 동시에 송신되는 데이터 시퀀스들의 분리가 가능한 기술이다. 이 기술에 의해, 주파수 대역을 확장하지 않고 송신 레이트가 향상될 수 있다. MIMO 는, 예를 들어 무선 LAN (local Area Network) 에 대한 IEEE 802.11n 표준, 차세대 모바일 통신에 대한 표준인 3GPP 에 의해 개발되고 있는 UMTS LTE 표준, 또는 IEEE 802.16e 표준에 기초한 모바일 WiMAX 표준에 적용된다. 상기 설명에서, IEEE 는 "Insitute of Electronic Engineers" 의 약어이다. 3GPP 는 "3rd Generation Partnership project" 의 약어이다. UMTS 는 "Universal Mobile Telecommunication system" 의 약어이다. LTE 는 "Long Term Evolution" 의 약어이다. WiMAX 는 "Worldwide Interoperability for Microwave Access" 의 약어이다.
도 3 은 MIMO 의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 2 개의 안테나들 T-ANT1 및 T-ANT2 는 데이터 시퀀스 A 및 데이터 시퀀스 B 를 각각 동시에 송신한다. 2 개의 안테나들 R-ANT1 및 R-ANT2 는, 데이터 시퀀스 A 및 데이터 시퀀스 B 가 멀티플렉싱되는 상이한 시퀀스들을 각각 수신한다. 2 개의 안테나들 T-ANT1 및 T-ANT2 로부터의 데이터 시퀀스 A 및 데이터 시퀀스 B 는 수신 측에서 4 개의 채널 변형 (h11(t), h12(t), h21(t), 및 h22(t)) 를 추정함으로써 서로로부터 분리된다. 각각의 안테나로부터의 데이터 시퀀스를 고유하게 식별하고, 채널 변형들 (h11(t), h12(t), h21(t), 및 h22(t)) 을 추정하는 것을 가능하게 하기 위해, 각 안테나의 송신 데이터 시퀀스에 파일롯 신호가 임베딩된다.
여기서, T 개의 송신 측 안테나 및 R 개의 수신 측 안테나들이 포함되는 구성은 T×R 로 표시된다. 예를 들어, LTE 의 사양에서, T×R 의 구성으로서, 다운링크 (기지국으로부터 휴대 단말로의 데이터 송신) 에 대해 2×2, 4×2, 및 4×4 가 정의된다. 즉, LTE 의 휴대 단말이 MIMO 를 지원하는 경우, 복수의 안테나들이 휴대 단말에 장착되어야 한다.
한편, 특허 문헌 1 은, 모바일 전화 단말기 (3), 모바일 전화 단말기 (3) 에 분리 가능하게 부착되는 접속 단말기 (4), 및 접속 단말기 (4) 에 무선으로 접속되는 휴대 단말 (5) 로 이루어지는 무선 시스템을 설명한다. 이 무선 시스템에서, 모바일 전화 단말기 (3) 로부터의 정보는 접속 단말기 (4) 를 통해 휴대 단말 (5) 로 무선으로 송신되고, 휴대 단말 (5) 에 정보가 디스플레이된다. 한편, 접속 단말기 (5) 로부터의 정보는 접속 단말기 (4) 에 의해 수신되고 휴대 단말 (3) 로 입력되며, 휴대 단말 (3) 는 제어된다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 제 2000-069149 호
[비특허 문헌]
[비특허 문헌 1] LTE 사양 3 GPP　TS36.211　V8.5.0　도　6.3－1
전술한 바와 같이, MIMO 를 지원하기 위해서는, 휴대 단말에 복수의 안테나를 설치해야 한다. 그러나, 휴대 단말의 경우, 휴대성을 유지하기 위해서 휴대 단말의 사이즈가 커질 수 없는 제한이 존재한다. 따라서, 복수의 안테나, 특히 휴대 단말에 4 개의 안테나가 통합되는 경우, 휴대 단말의 사이즈가 커지는 우려가 존재한다.
또한, 사용되는 주파수의 자유 공간 파장이 λ0 인 경우, 원하는 성능을 확보하기 위해서는 안테나들은 서로로부터 λ0/2 초과 만큼 분리되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 이 조건을 만족하면서 4 개의 빌트인 (built-in) 안테나가 휴대 단말에 이용되는 경우, 휴대 단말의 사이즈가 더욱 커지게 된다.
또한, 현재의 휴대 단말들 중 일부는 복수의 무선 시스템들을 지원하고, 많은 경우 복수의 안테나들은 이미 이들 휴대 단말들에 통합된다. 따라서, MIMO 를 지원하기 위해 안테나를 추가적으로 통합하는 것이 더 어렵다.
MIMO 를 지원하기 위한 안테나가 추가적으로 통합되더라도, MIMO 사양의 업그레이드 (예를 들어, 2×2 에서 4×4 로의 변경) 를 위해 안테나들의 수를 임의적으로 증가시키는 것이 어렵다. 해결책의 예로서, 외부 안테나가 휴대 단말에 부착되는 구조가 사용될 수 있다. 그러나, 이 경우, 외관이 보기 안 좋아지는 우려가 있고 설계상 문제가 발생한다.
한편, 특허 문헌 1 에 개시된 발명이 이용되는 경우, 모바일 전화 단말 (3) 이 가방 등에 있는 경우에도 모바일 전화 단말 (3) 은 휴대 단말 (5) 에 의해 동작될 수 있다. 그러나, 특허 문헌 1 에 설명된 기술은 안테나 추가에 관한 전술된 문제를 해결할 수 없다.
본 발명의 목적은, 새롭게 안테나를 추가하지 않고 송신 데이터의 신뢰성이 향상될 수 있고 고속의 송신이 실현될 수 있는 무선 통신 디바이스 및 무선 통신 방법을 제공하는 것이다.
소정의 무선 표준을 따르는 MIMO (Multi－Input　Multi－Output) 기능을 갖고 MIMO 기능을 통합하는 기지국과 통신할 수 있는 복수의 통신 단말들을 포함하는 본 발명의 무선 통신 디바이스는, 복수의 통신 단말들 중 어느 하나인 마스터 통신 단말, 및 소정의 접속 수단을 통해 마스터 통신 단말에 접속되고 복수의 통신 단말들 중 마스터 통신 단말 이외의 하나 이상의 통신 단말들인 슬레이브 통신 단말들을 포함하고, 여기서 하나 이상의 슬레이브 통신 단말들에 통합되는 하나 이상의 안테나들의 송신 및 수신에 관련되는 신호 프로세싱 기능들의 일부 또는 전부는 마스터 통신 단말로부터 제어될 수 있고, 이에 의해 안테나들의 수가 임의적으로 증가되는 구성이 구현되고 호 (call) 접속을 위한 프로토콜이 단지 기지국과 마스터 통신 단말 사이에서 이용된다.
본 발명의 무선 통신 방법은, 소정의 무선 표준을 따르는 MIMO 기능을 갖고 MIMO 기능을 통합하는 기지국과 통신할 수 있는 복수의 통신 단말들을 포함하는 무선 통신 디바이스에 대한 무선 통신 방법이다. 무선 통신 방법에서, 복수의 통신 단말들 중 어느 하나는 마스터 통신 단말로서 지정되고, 복수의 통신 단말들 중 마스터 통신 단말 이외의 통신 단말들은 슬레이브 통신 단말들로서 지정되고, 마스터 통신 단말은 소정의 통신 수단을 통해 슬레이브 통신 단말에 접속되고, 하나 이상의 슬레이브 통신 단말들에 통합된 하나 이상의 안테나들의 송신 및 수신에 관련되는 신호 프로세싱 기능들의 일부 또는 전부가 마스터 통신 단말들로부터 제어될 수 있는 구성이 이용되며, 이에 의해 안테나들의 수가 임의적으로 증가될 수 있는 구성이 구현되고 호 접속을 위한 프로토콜이 기지국과 마스터 통신 단말 사이에서만 이용된다.
본 발명을 이용함으로써, 안테나를 추가하지 않고 송신 및 수신 데이터의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있고 또는 고속의 송신이 실현될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 예시적인 실시형태에 따른 무선 통신 디바이스의 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
도 2 는 LTE 에서 MIMO 의 다운링크 송신 시에 기저대역 신호 생성 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은 MIMMO 의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
[제 1 예시적인 실시형태］
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 예시적인 실시형태를 설명한다. 본 예시적인 실시형태는, 무선 채널의 공간 다이버시티를 이용하는 멀티 안테나 기법에서 복수의 빌트인 안테나들을 디바이스에 설치하기 위한 공간이 없는 경우, 빌트인 안테나를 추가적으로 설치하기 위한 공간을 확보하기 어려운 경우 등에 적합하다. 본 예시적인 실시형태에서, 안테나를 추가하지 않고 마스터 통신 단말에 의해 마스터 통신 단말에 접속된 슬레이브 통신 단말에 통합된 안테나의 이용에 의해 송신 및 수신 데이터의 신뢰성이 향상될 수 있고 또는 고속의 송신이 실현될 수 있다. 이 경우, 슬레이브 통신 단말들 중 각각의 단말에 통합된 복수의 안테나들 중 k 개의 안테나들 (k 는 0 이상이고, k 는 각각의 슬레이브 통신 단말에 대해 상이함) 이 선택되고, 선택된 안테나의 송신 및 수신에 관련되는 신호 프로세싱 기능들의 일부 또는 전부가 마스터 통신 단말에 의해 제어될 수 있는 구성이 이용된다.
도 1 은 예시적인 실시형태에 따른 무선 통신 디바이스의 구성의 예를 나타내는 블록도이다. 도 1 에서, 부호 "10" 은 마스터 휴대 단말 (통신 단말) 을 나타내고, 부호 "40" 은 슬레이브 휴대 단말 (통신 단말) 을 나타낸다. 마스터 휴대 단말 (10) 의 기능은 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 기능과 유사하다. 마스터 휴대 단말 (10) 및 슬레이브 휴대 단말 (40) 은 소정의 무선 표준을 따르는 MIMO 기능을 갖고, MIMO 기능을 통합하는 기지국 (도 1 에는 미도시) 과 통신할 수 있다. 도 1 은 각각의 휴대 단말이 그 안에 2 개의 안테나들을 통합하는 예를 나타낸다. 또한, 휴대 전화 세트가 휴대 단말의 예이다.
마스터 휴대 단말 (10) 과 슬레이브 휴대 단말 (40) 간의 관계가 설명된다. 예를 들어, 친구들 또는 가족이 유사한 기능을 갖는 복수의 휴대 단말을 갖는 경우에서, 복수의 휴대 단말들이 서로 접속되고, 휴대 단말들 중 하나가 마스터 휴대 단말 (10) 로서 지정되며, 나머지 휴대 단말들이 슬레이브 휴대 단말 (40) 로서 지정된다.
예를 들어, 어떤 사람이 자신의 휴대 단말을 마스터 휴대 단말 (10) 로서 지정하고 친구, 가족 등으로부터 휴대 단말을 빌려, 그것을 자신의 마스터 휴대 단말 (10) 에 슬레이브 휴대 단말 (40) 로서 접속시킨다. 이 경우, 후술되는 바와 같이, 마스터 휴대 단말 (10) 이 슬레이브 휴대 단말 (40) 을 제어할 수 있는 구성이 확립되고, 마스터 휴대 단말 (10) 은 슬레이브 휴대 단말 (40) 을 제어하여 슬레이브 휴대 단말 (40) 과의 송신 및 수신을 위한 신호 프로세싱을 공유한다.
또한, 예시적인 실시형태에서, 호 접속을 위한 프로토콜은 기지국과 마스터 휴대 단말 (10) 사이에서만 수행된다. 따라서, 기지국은, 기지국이 통신을 위해 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 안테나를 이용하더라도 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 존재를 인식하지 않고 단지 마스터 휴대 단말 (10) 과 통신한다는 것을 인식한다.
슬레이브 휴대 단말 (40) 의 기능 확인은 다음과 같이 수행된다. 마스터 휴대 단말 (10) 은 기지국으로 기능 향상 요청을 송신하고, 기지국은 다른 휴대 단말들의 기능을 조사하기 위한 권한을 마스터 휴대 단말 (10) 에 준다. 마스터 휴대 단말 (10) 은 주어진 권한에 기초하여 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 기능을 조사한다. 조사의 결과로서, 기능이 향상될 수 있다고 판단되는 경우, 마스터 휴대 단말 (10) 은 기능 향상 정보를 기지국에 알린다. 기능 향상 정보는, 예를 들어 마스터 휴대 단말 (10) 의 기능이 4×4 MIMO 기능으로 향상되었다는 것을 나타내는 정보를 포함한다.
도 1 에는, 하나의 마스터 휴대 단말 (10) 및 하나의 슬레이브 휴대 단말 (40) 이 포함되고 양자 모두가 서로 접속되는 예가 도시된다. 그러나, 구성은 이에 제한되지 않는다. 모든 휴대 단말들의 수가 n (n 은 3 이상의 정수) 개이고, 이 휴대 단말들 중 하나가 마스터 휴대 단말 (10) 로서 지정되고, 나머지 2 이상의 휴대 단말들이 슬레이브 휴대 단말로서 지정되는 구성이 이용될 수 있다. 또한, 예를 들어 염주 이음과 같은 데이지 체인 (daisy chain) 접속, 일-대-다 접속, 및 데이지 체인 접속과 일-대-다 접속 양자 모두를 이용하는 접속 중 어느 하나가 이들 복수의 휴대 단말들의 접속에 이용될 수 있다. 마스터 휴대 단말 (10) 이 슬레이브 휴대 단말 (40) 을 제어하는 경우 이용된 제어 데이터 및 기저대역 신호는 휴대 단말들 간의 인터페이스를 통과한다.
마스터 휴대 단말 (10) 은 CPU (Central　Processing　Unit; 11)(제어 수단), 디지털 기저대역 회로 (12), RF (Radio　Frequency) 회로 (13 및 14), 안테나들 (15 및 16), I/F (InterFace) 회로 (17), 데이터 버스 (18), 제어 버스 (19) 등으로 이루어진다. 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 구성은 마스터 휴대 단말 (10) 의 구성과 동일하다. 부호들이 서로 상이하지만, 슬레이브 휴대 단말 (40) 은 CPU (41)(제어 수단), 디지털 기저대역 회로 (42), RF 회로들 (43 및 44), 안테나들 (45 및 46), I/F 회로 (47), 데이터 버스 (48), 제어 버스 (49) 등으로 이루어진다. 예를 들어, k 개의 라인들 (k 는 2 이상의 정수) 을 갖는 고속 시리얼 인터페이스가 I/F 회로들 (17 및 47) 의 인터페이스에 이용될 수 있다. USB (Universal　Serial　Bus) 또는 PCI (Peripheral　Components　Interconnect　bus) 표현이 고속 시리얼 인터페이스의 예이다.
우선, 도 1 에 도시된 2 개의 휴대 단말들이 서로 접속되는 무선 통신 디바이스에서 업링크 (휴대 단말로부터 기지국으로의 방향) 의 신호의 흐름을 설명한다. 마스터 휴대 단말 (10) 에서, 상위 레이어로부터의 페이로드 (payload)(사용자 데이터) 은 CPU (11) 를 경유하여 입력되어 데이터 버스 (18) 를 경유하여 디지털 기저대역 회로 (12) 에 공급된다. 디지털 기저대역 회로 (12) 는 채널 코딩, 각각의 안테나에 대한 데이터 분할, 변조 처리, 멀티 안테나 기법을 위한 공간 다중화 등과 같은 처리를 수행한다.
디지털 기저대역 회로 (12) 에 의해 처리된 출력 신호는 RF 회로들 (13 및 14) 에 입력된다. RF 회로들 (13 및 14) 은 필터링, 반송 주파수로의 변환, 신호 증폭등과 같은 처리를 수행한다. RF 회로들 (13 및 14) 의 출력은 안테나들 (15 및 16) 로부터 전자기파로서 공간으로 방출된다.
다음으로, 도 1 에 도시된 2 개의 휴대 단말들이 서로 접속되는 무선 통신 디바이스에서 다운링크 (휴대 기지국으로부터 단말로의 방향) 의 신호의 흐름을 설명한다. 기지국의 안테나 (미도시) 에 의해 송출된 전자기파는 안테나들 (15, 16) 각각을 통해 RF 회로들 (13 및 14) 에 입력된다. RF 회로들 (13 및 14) 은 저잡음 증폭, 동기 검파, 필터링 등과 같은 처리를 수행한다. RF 회로들 (13 및 14) 의 출력은 디지털 기저대역 회로 (12) 에 입력된다.
디지털 기저대역 회로 (12) 는 멀티 안테나 기법을 이용함으로써 각 채널의 추정, 공간적으로 다중화된 신호의 분리, 복조 처리, 각 안테나에 대해 분할되는 데이터의 결합, 채널 디코딩 등과 같은 처리를 수행한다. 디지털 기저대역 회로 (12) 의 출력은 데이터 버스 (18) 로부터 CPU (11) 를 경유하여 상위 레이어로 전송된다. CPU (11) 는 디지털 기저대역 회로 (12), RF 회로들 (13 및 14), I/F 회로 (17) 를 제어 버스 (19) 를 통해 제어한다. I/F 회로 (17) 는 데이터 버스 (18) 및 디지털 기저대역 회로 (12) 에 접속된다.
슬레이브 휴대 단말 (40) 은 업링크 및 다운링크에서 마스터 휴대 단말 (10) 에 의해 수행된 처리와 유사한 처리를 수행한다. 마스터 휴대 단말 (10) 은 I/F 회로 (17) 및 I/F 회로 (47) 를 통해 슬레이브 휴대 단말 (40) 로/로부터 디지털 기저대역 회로 (12) 의 각 처리의 데이터 및 제어 데이터를 송신/수신한다.
다음으로, MIMO 에서의 다운링크 송신의 동작을 설명한다. 도 2 는 LTE에서의 MIMO 의 다운링크 송신 시에 기저대역 신호 생성 절차를 설명하기 위한 도면이다. 다음 설명에서, 4 개의 안테나들로부터 신호가 송신되는 경우를 예로 든다. 도 2 는 기지국 측 디바이스 (미도시) 에서 수행된 처리를 나타내고, 채널 코딩 후의 처리로부터 RF 회로에 의해 수행된 처리 전의 처리까지의 처리들을 나타낸다. 또한, 이 처리는 비특허 문헌 1 에 의해 규정된다.
채널 코딩이 수행된 후에, 생성된 코드 워드 (code word) 0 및 코드 워드 1 은 스크램블러들 (61 및 62) 로 각각 입력되어 랜덤화된다. 스크램블러들 (61 및 62) 의 각각의 출력은 변조 맵퍼들 (65 및 66) 로 입력되어 변조 방식들 QPSK, 16 QAM, 64QAM 중 어느 하나를 이용함으로써 변조된다. 상기 설명에서, QPSK 는 "Quadrature　Phase　Shift　Keying" 의 약어이다. QAM 은 "Quadrature Amplitude　Modulation" 의 약어이다. 변조 맵퍼들 (65 및 66) 의 출력인 2 개의 변조 심볼 시퀀스들 d(0), d(1) 은 레이어 맵퍼 (69) 로 입력된다. 레이어 맵퍼 (69) 는 2 개의 변조 심볼 시퀀스 d(0), d(1) 를 4 개의 변조 심볼 시퀀스 x(0), x(1), x(2), 및 x(3) 로 배분한다.
4 개의 변조 심볼 시퀀스 x(0), x(1), x(2), 및 x(3) 는 프리코더 (70) 로 입력된다. 프리코더 (70) 는 4 개의 변조 심볼 시퀀스 x(0), x(1), x(2), 및 x(3) 에 대해 프리코딩 (적어도 공간 다중화를 수행하기 위한 처리) 를 수행하여, 프리코딩이 수행된 4 개의 변조 심볼 시퀀스 y(0), y(1), y(2), 및 y(3) 를 출력한다. 예를 들어, [y(0)y(1)y(2)y(3)T= W·[x(0)x(1)x(2)x(3)]T 의 변환을 수행함으로써, 프리코더 (70) 는 프리코딩이 수행된 변조 심볼 시퀀스 y(0), y(1), y(2), 및 y(3) 를 획득한다. 상기 식에서, W 는 4 행 4 열의 프리코딩 매트릭스를 나타내고 T 는 행렬의 전치를 의미한다.
프리코딩이 수행된 4 개의 변조 심볼 시퀀스 y(0), y(1), y(2), 및 y(3) 는 리소스 엘리먼트 맵퍼들 (71, 72, 73 및 74) 에 각각 입력된다. 각 리소스 엘리먼트 맵퍼들 (71, 72, 73 및 74) 에서, 프리코딩이 수행된 4 개의 변조 심볼 시퀀스 y(0), y(1), y(2), 및 y(3) 각각은, 미리 주파수-시간 영역에서 삽입 위치가 결정되고 있는 리소스 엘리먼트 (서브 캐리어) 로 맵핑된다. 리소스 엘리먼트 맵퍼들 (71, 72, 73 및 74) 의 각 출력은 OFDM (Orthogonal　Frequency　Division Multiplexing) 신호 맵퍼들 (75, 76, 77 및 78) 에 의해 각각 OFDM 시퀀스로 변환된다. OFDM 신호 맵퍼들 (75, 76, 77 및 78) 의 출력은, 각 안테나의 RF 회로로 전송된다. 이 신호 생성은 기지국 디바이스 (미도시) 내에서 수행되고, 신호들은 각 RF 회로에 의해 동일한 원하는 반송 주파수로 변환되어 기지국의 4 개의 안테나로부터 전자기파를 이용함으로써 송출된다.
이하, 본 실시형태의 무선 통신 디바이스의 동작에 대해 설명한다. 즉, 도 1 에 도시된 바와 같이, 2 대의 휴대 단말이, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 송신 및 수신되는 인터페이스를 통해 접속되는 무선 통신 디바이스의 동작에 대해 설명한다.
우선, 상기 무선 통신 디바이스가 기지국으로부터의 다운링크 신호를 수신하는 경우의 동작에 대해 설명한다. 구체적으로는, 기지국에 의해 송신된 신호가 마스터 휴대 단말 (10) 의 2 개의 안테나 및 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 2 개의 안테나인 4 개의 안테나에 의해 수신하는 경우에 대해 설명한다.
　이 경우, 무선 통신 디바이스는 수신 처리를 수행한다. 따라서, RF 회로에 의해 수행된 처리 후의 처리에서 마스터 휴대 단말 (10) 및 슬레이브 휴대 단말 (40) 에서 수행되는 채널 디코딩 전의 처리까지의 처리들의 흐름의 방향은 도 2 에 도시된 처리들의 흐름의 방향의 반대이다. 전술된 바와 같이, 기지국의 4 개의 안테나들로부터 송신된 신호들은 마스터 휴대 단말 (10) 의 안테나들 (15 및 16) 및 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 안테나들 (45 및 46) 각각에 의해 수신된다.
마스터 휴대 단말 (10) 의 디지털 기저대역 회로 (12) 는 마스터 휴대 단말 (10) 의 안테나들 (15 및 16) 에 의해 수신된 2 개의 변조 심볼 시퀀스 y(0) 및 y(1)의 복조 처리를 수행한다.
마스터 휴대 단말 (10) 의 CPU (11) 는 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 CPU (41) 에, 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 안테나들 (45 및 46) 에 의해 수신된 2 개의 변조 심볼 시퀀스 y(2) 및 y(3) 의 복조 처리를 수행하도록 지시하고, 필요한 파라미터를 공급한다. 또한, 마스터 휴대 단말 (10) 로부터 슬레이브 휴대 단말 (40) 로의 지시 및 파라미터의 송신은 제어 버스 (19), I/F 회로 (17), I/F 회로 (47), 및 제어 버스 (49) 를 경유하여 수행된다. 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 CPU (41) 는 제어 버스 (49) 를 통해 디지털 기저대역 회로 (42) 및 RF 회로들 (43 및 44) 에, 2 개의 변조 심볼 시퀀스 y(2) 및 y(3) 의 복조 처리를 수행하도록 지시한다.
마스터 휴대 단말 (10) 의 디지털 기저대역 회로 (12) 의 복조 처리에 의해서 2 개의 변조 심볼 시퀀스 y(0) 및 y(1) 를 획득될 수 있다. 한편, 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 디지털 기저대역 회로 (42) 의 복조 처리에 의해서 2 개의 변조 심볼 시퀀스 y(2) 및 y(3) 가 획득될 수 있다.
　마스터 휴대 단말 (10) 의 CPU (11) 는, 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 CPU (41) 에 2 개의 변조 심볼 시퀀스 y(2) 및 y(3) 를 송신하도록 지시한다. 이윽고, 마스터 휴대 단말 (10) 의 디지털 기저대역 회로 (12) 는 슬레이브 휴대 단말 (40) 로부터 2 개의 변조 심볼 시퀀스 y(2) 및 y(3) 를 획득한다.
　마스터 휴대 단말 (10) 의 디지털 기저대역 회로 (12) 는 마스터 휴대 단말 (10) 에 의해 획득된 2 개의 변조 심볼 시퀀스 y(0) 및 y(1) 와 슬레이브 휴대 단말 (40) 로부터 획득된 2 개의 변조 심볼 시퀀스 y(2) 및 y(3) 에 의해 MIMO 복조를 수행하고, 4 개의 변조 심볼 시퀀스 x(0), x(1), x(2), 및 x(3) 를 획득한다. 또한, 디지털 기저대역 회로 (12) 는 획득된 4 개의 변조 심볼 시퀀스 x(0), x(1), x(2), 및 x(3) 의 수신 신호점배치로부터의 시퀀스를 수신 비트 시퀀스로 변경하고, 디스크램블링을 수행하여 코드 워드 0' 및 코드 워드 1' 을 획득한다. 디지털 기저대역 회로 (12) 는 코드 워드 0＇및 코드 워드 1＇의 채널 디코딩을 수행하여, 페이로드 (사용자 데이터) 을 획득한다. CPU (11) 는 획득된 페이로드 (사용자 데이터) 를 데이터 버스 (18) 를 통해 인수하고 상위 레이어로 전송한다.
다음에, 상기 무선 통신 디바이스가 기지국으로 업링크 신호를 송신하는 경우의 동작에 대해 설명한다. 구체적으로는, 마스터 휴대 단말 (10) 의 2 개의 안테나 및 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 2 개의 안테나인 4 개의 안테나를 이용함으로써 송신이 수행되는 경우에 대해 설명한다.
　이 경우, 무선 통신 디바이스는 송신 프로세스를 수행한다. 따라서, 마스터 휴대 단말 (10) 및 슬레이브 휴대 단말 (40) 에서, 채널 코딩 후의 처리로부터 RF 회로에 의해 수행된 처리 전까지의 처리는 도 2 에 도시된 처리와 동일하다. 따라서, 이하에서는 이들 처리 이외의 처리에 대해 설명한다. 마스터 휴대 단말 (10) 의 CPU (11) 는 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 CPU (41) 를 제어하여, 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 안테나들 (45 및 46), 디지털 기저대역 회로 (42), RF 회로들 (43 및 44) 등의 하드웨어를 이용함으로써 송신에 대한 신호 처리를 슬레이브 휴대 단말 (40) 과 공유한다. 슬레이브 휴대 단말 (40) 으로 처리된 신호는 마스터 휴대 단말 (10) 에 수집되고, 마스터 휴대 단말 (10) 에서 마지막 처리가 수행되어, 그 신호는 마스터 휴대 단말 (10) 의 안테나들 (15 및 16), 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 안테나들 (45 및 46) 로부터 송신된다.
전술된 제 1 예시적인 실시형태를 이용하고, 복수의 동일의 휴대 단말들을 서로 접속함으로써, 마스터 휴대 단말 (10) 은 슬레이브 휴대 단말 (40) 에 통합되는 안테나들 (45 및 46) 로 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 디지털 기저대역 회로 (42), RF 회로들 (43 및 44) 등의 하드웨어를 이용할 수 있다. 따라서, 멀티 안테나 기법이 확장될 수 있고, 안테나를 새롭게 추가하지 않아도 송수신 데이터의 신뢰성이 향상되어 고속의 송신이 실현될 수 있다.
또한, 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 수는 용이하게 증가될 수 있으므로 (환언하면 안테나의 수가 용이하게 증가될 수 있으므로), MIMO 사양의 업그레이드 (예를 들어, 2×2 에서 4×4 로 변경) 가 유연성 있게 구현될 수 있다.
또한 전술된 설명에서, 코드 워드 0＇및 코드 워드 1＇의 채널 디코딩이 마스터 휴대 단말 (10) 에 의해 수행된다. 그러나, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 분배된 프로세스로서 구현될 수 있는 처리에 대하여, 마스터 휴대 단말 (10) 및 슬레이브 휴대 단말 (40) 은, 마스터 휴대 단말 (10) 및 슬레이브 휴대 단말 (40) 이 서로와 데이터 통신을 수행하는 동안 분배된 프로세스와 같은 프로세스를 구현할 수도 있다.
기지국과 통신 동안, 또는 통신을 수행하지 않을 때에도, 휴대 단말은 마스터 휴대 단말 (10) 로부터 슬레이브 휴대 단말 (40) 로, 또는 슬레이브 휴대 단말 (40) 로부터 마스터 휴대 단말 (10) 로 변경될 수 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 전술된 제 1 의 예시적인 실시형태에서는, 2 대의 휴대 단말이 서로 접속되는 구성을 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 3 대 이상의 휴대 단말이 접속될 수 있다. 이것에 의해, 안테나들 수가 증가될 수 있고, 공간 다중화된 레이어들의 수가 또한 증가되고, 이에 의해 송신 데이터의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있고, 고속의 송신이 더욱 실현될 수 있다.
물론, 송신 측의 안테나 수가 2 이며 수신 측의 안테나 수가 2 인 2×2 구성의 경우, 마스터 휴대 단말 (10) 에 의해서만 처리가 수행될 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 2×2 구성의 경우, 마스터 휴대 단말 (10) 의 1 개의 안테나 (안테나 15 또는 안테나 16) 및 슬레이브 휴대 단말 (40) 의 1 개의 안테나 (안테나 45 또는 안테나 46) 에 의해 처리가 수행될 수 있다. 이것에 의해, 안테나 간의 거리가 증가될 수 있다. 따라서, 1 대의 휴대 단말에 의해 처리가 수행되는 경우에 비교하여 높은 다이버시티 효과가 획득될 수 있고 송신의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
[제 2 의 예시적인 실시형태］
본 발명의 제 2 의 예시적인 실시형태에 따른 무선 통신 디바이스는, 유사한 기능을 갖는 복수의 통신 단말들을 인터페이스를 통해 접속하고, 통신 단말들 중 어느 하나를 마스터 통신 단말로서 지정하고, 나머지 통신 단말들을 슬레이브 통신 단말로서 지정한다. 마스터 통신 단말은, 마스터 통신 단말이 각각의 슬레이브 통신 단말들에 통합되는 복수의 안테나 엘리먼트들을 제어할 수 있고, 안테나 엘리먼트들의 송신 및 수신에 관련되는 신호에 대한 신호 프로세싱의 일부 또는 전부를 제어할 수 있으며, 이에 의해 안테나들의 수가 임의적으로 증가될 수 있는 구성이 구현된다.
본 예시적인 실시형태를 이용함으로써, 슬레이브 통신 단말에 통합된 복수의 안테나 엘리먼트들 및 안테나 엘리먼트들의 송신 및 수신에 관련되는 신호에 대한 신호 프로세싱 기능들의 일부 또는 전부가 이용될 수 있고, 안테나 엘리먼트를 추가하지 않고 공간적으로 다중화된 레이어들의 수가 증가하며, 이에 의해 송신 및 수신 데이터의 신뢰성이 또한 향상될 수 있거나 고속의 송신이 실현될 수 있다.
전술된 제 1 및 제 2 실시형태들은 특히, 멀티 안테나 기법이 적용된 3 GPP LTE, 모바일 WiMAX, 무선 LAN (IEEE802.11n) 등에 매우 적합하게 이용될 수 있다.
본 발명은 특히 그 예시적인 실시형태들을 참조하여 도시 및 설명되었으나, 본 발명은 이들 실시형태들에 제한되지 않는다. 당업자는, 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 형태 및 상세들에서 각종 변경들이 이루어질 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다.
본 출원은 2009 년 9 월 9 일에 출원된 일본 출원특원 제 2009－208040 호를 기초로 하고 우선권을 주장하며, 그 명시된 모두가 본원에서 참조로서 포함된다.
10　　　 마스터 휴대 단말
　11　　　 CPU
　12　　　 디지털 기저대역 회로
　13, 14　　　 RF 회로
　15, 16 안테나
　17　　　 I/F 회로
　18　　　 데이터 버스
　19　　　 제어 버스
　40　　　 슬레이브 휴대 단말
　41　　　 CPU
　42　　　 디지털 기저대역 회로
　43, 44　　　 RF 회로
　45, 46 안테나
　47　　　 I/F 회로
　48　　　 데이터 버스
　49　　　 제어 버스
　61, 62 스크램블러
　65, 66 변조 맵퍼
　69　　　 레이어 맵퍼
　70　　　 프리코더
　71~74　　　 리소스 엘리먼트 맵퍼
　75~78　　　 OFDM 신호 맵퍼

Claims (8)

  1. 소정의 무선 표준을 따르는 MIMO (Multi-Input Milti-Output) 기능을 갖고, 상기 MIMO 기능을 통합하는 기지국과 통신할 수 있는 복수의 통신 단말들을 포함하는 무선 통신 디바이스로서,
    상기 복수의 통신 단말들 중 어느 하나인 마스터 통신 단말; 및
    소정의 접속 수단을 통해 상기 마스터 통신 단말에 접속되고, 상기 복수의 통신 단말들 중 상기 마스터 통신 단말 외의 하나 이상의 통신 단말들인 슬레이브 통신 단말을 포함하고,
    상기 하나 이상의 슬레이브 통신 단말들에 통합된 하나 이상의 안테나들의 송신 및 수신에 관련되는 신호 프로세싱 기능들의 일부 또는 전부가 상기 마스터 통신 단말로부터 제어될 수 있는 구성이 이용되고, 이에 의해 상기 안테나들의 수가 임의적으로 증가될 수 있는 구성이 구현되고, 상기 기지국과 상기 마스터 통신 단말 사이에서만 호 접속을 위한 프로토콜이 수행되고, 상기 기지국은 상기 슬레이브 통신 단말의 존재를 인식하지 않고 단지 상기 마스터 통신 단말과 통신한다는 것을 인식하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 단말들 각각은 프로세스를 수행하도록 상기 신호 프로세싱 기능 등을 지시하기 위한 제어 수단을 갖고,
    상기 마스터 통신 단말의 상기 제어 수단은 상기 슬레이브 통신 단말의 상기 제어 수단에 상기 프로세스를 수행하도록 주문하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 접속 수단은 데이지 체인 (daisy chain) 접속, 일-대-다 접속, 및 상기 데이지 체인 접속과 상기 일-대-다 접속 양자 모두를 함께 이용하는 접속 중 어느 하나를 만드는 것을 특징으로 하는 무선 통신 디바이스.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    호 접속 동안, 또는 호가 접속될 때 및 접속이 끊어질 때, 상기 마스터 통신 단말은 상기 슬레이브 통신 단말로 변경되고, 또는 상기 슬레이브 통신 단말은 상기 마스터 통신 단말로 변경되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 디바이스.
  5. 소정의 무선 표준을 따르는 MIMO (Multi-Input Milti-Output) 기능을 갖고, 상기 MIMO 기능을 통합하는 기지국과 통신할 수 있는 복수의 통신 단말들을 포함하는 무선 통신 디바이스를 위한 무선 통신 방법으로서,
    상기 복수의 통신 단말들 중 어느 하나가 마스터 통신 단말로 지정되고, 상기 복수의 통신 단말들 중 상기 마스터 통신 단말 외의 통신 단말이 슬레이브 통신 단말로서 지정되며, 상기 마스터 통신 단말은 소정의 접속 수단을 통해 상기 슬레이브 통신 단말에 접속되고, 하나 이상의 상기 슬레이브 통신 단말들에 통합된 하나 이상의 안테나들의 송신 및 수신에 관련되는 신호 프로세싱 기능들의 일부 또는 전부가 상기 마스터 통신 단말로부터 제어될 수 있는 구성이 이용되고, 이에 의해 상기 안테나들의 수가 임의적으로 증가될 수 있는 구성이 구현되고, 상기 기지국과 상기 마스터 통신 단말 사이에서만 호 접속을 위한 프로토콜이 수행되고, 상기 기지국은 상기 슬레이브 통신 단말의 존재를 인식하지 않고 단지 상기 마스터 통신 단말과 통신한다는 것을 인식하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 통신 단말들 각각은 프로세스를 수행하도록 상기 신호 프로세싱 기능 등을 지시하기 위한 제어 수단을 갖고,
    상기 마스터 통신 단말의 상기 제어 수단은 상기 슬레이브 통신 단말의 상기 제어 수단에 상기 프로세스를 수행하도록 주문하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 마스터 통신 단말은 데이지 체인 (daisy chain) 접속, 일-대-다 접속, 및 상기 데이지 체인 접속과 상기 일-대-다 접속 양자 모두를 함께 이용하는 접속 중 어느 하나로 상기 슬레이브 통신 단말에 접속되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    호 접속 동안, 또는 호가 접속될 때 및 접속이 끊어질 때, 상기 마스터 통신 단말은 상기 슬레이브 통신 단말로 변경되고, 또는 상기 슬레이브 통신 단말은 상기 마스터 통신 단말로 변경되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.



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