KR101522639B1 - 다중 입력 다중 출력 시스템에서 압축 모드를 위한 자동 이득 조절 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동 이득 제어에 관한 것으로 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 압축 모드 검색시 자동 이득 제어 방법에 있어서 제 1 안테나와 연결된 제 1수신부를 이용하여 제 1주파수 대역에서 전력을 측정하는 동시에 압축모드에서 제 2 안테나와 연결된 제 2수신부를 이용하여 제 2주파수 대역에서 전력을 측정하는 과정과, 상기 제 2수신부가 전력 측정 주파수 대역을 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 제 1주파수 대역으로 변경하는 경우, 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정과, 보정한 상기 제 1수신부의 전력 측정 값을 상기 제 2수신부에 적용하는 과정을 포함하며, 상기 제 1 수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정은, 소정 횟수의 상기 제 1 수신부의 전력 측정값 및 상기 소정 횟수의 상기 제 2수신부의 전력 측정값의 평균값을 구하는 과정과, 상기 평균값과 기 정의된 적어도 하나의 임계값을 서로 비교하는 과정과, 비교 결과에 따라 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정을 포함하는 것으로 두 개의 안테나를 이용하여 압축모드시 검색을 위한 시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
AGC, HSPA, MIMO, UMTS, 3GPP.
Description
본 발명은 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 HSPA(High-Speed Packet Access)시스템에서 압축모드(Compressed mode)를 위한 자동 이득 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 최근 HSPA가 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되고 있다. HSPA는 다중 송수신 안테나를 활용한 MIMO 기술을 도입하여 개발 되고 있다. MIMO는 다중 송수신 안테나를 이용하여 복수개의 데이터 스트림을 동시에 동일자원을 이용하여 전송하는 기술이다.
기본적인 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 시스템에서는 타겟 셀(Target cell)을 결정하기 위해서, 주변의 여러 셀의 신호 상태를 수시로 측정하는 압축모드(Compressed mode)를 지원하고 있다. UMTS 시스템에서는 압축 모드에 의한 이러한 DTX구간을 TG(Transmission Gap)이라고 한다. 이 구간 동안 단말기의 RF는 측정하고자 하는 셀의 주파수 대역으로 이동하고 UMTS의 상위계층이 요구하는 다양한 형태의 측정을 수행한다.
이때, MIMO를 지원하는 수신부는 안테나 다이버시티를 지원한다. 즉 각각의 안테나 경로(path) 별로 입력 신호의 파워를 측정하여 각각 AGC(Automatic Gain Control)를 하게 된다.
도 1은 MIMO 를 지원하는 HSPA 수신기의 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, Inter-frequency 측정 신호가 들어오면 t4 시점에서 기존의 누적되어 온 수신신호의 전력 레벨이 버퍼에 저장되고 다른 주파수로의 천이가 완료된다. 주파수 분석(Frequency Synthesizer)이 수렴되는 t5 시점에서 누적기는 새로운 전력 레벨을 받아들여 누적 동작을 시작한다.
이때 루프(Loop)의 대역폭을 크게 하기 위하여 이득 상수(gain constant)를 크게 설정한다. 일정 시간 후 t6에서 이득 상수를 작게 하여 대역폭을 작게하고 수신신호의 전력 레벨을 측정한다.
이후, Inter-frequency 측정를 완료하고 t9에서 누적된 값을 새로운 버퍼에 저장한다. 이 때 본래의 주파수로 돌아오는 동안에 누적기는 hold 를 유지한다.
이후, 본래의 주파수로 주파수 천이가 완료된 t10 시점에서 다시 이득 상수 를 높여 대역폭을 크게 하고 일정 시간이 흐른 후 t11에서 다시 이득 상수를 낮추어 대역폭을 작게 한다.
도 2는 MIMO 를 지원하는 HSPA 수신기의 AGC 모의실험 결과를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, T10에서 Large BW으로 동작하여 현재의 수신 전력까지 따라가는 것을 알 수 있다. T11까지는 안정화 시간을 갖고, T11이후에 Searcher와 Rake가 동작을 시작한다.
Inter-frequency 측정 후에 본래의 주파수로 돌아왔을 때, hold되어 있는 누적기의 수신신호 전력 레벨은 그대로 누적되므로, 기준 전력 수준의 신호 세기로 돌아오는 데는 상당한 시간이 필요한 문제점이 있다.
그리고, 압축모드에 의한 TG가 발생하더라도 데이터 송수신이 중단되거나 성능이 열화되면 곤라하므로, 송신측에서는 압축모드에 해당하는 프레임에 대해서는 경우에 따라 전력 보상을 해주는 경우가 발생할 수 있다.
이 경우, 적으면 2-3dB에서 최악의 경우 9dB에 이르는 수신 전력 증감이 있을 수 있다. 게다가 TG는 W-CDMA인 경우에는 최소 3 스롯(slot), TG가 프레임(Frame)에 걸쳐 있는 경우 최대 14 슬롯 동안의 주기(period)를 가질 수 있다.
그 기간동안 단말기가 빠르게 이동하는 경우, 기지국과의 전력 변화가 커질 수 있다. 이런 점을 보완하기 위해서 이득 상수이득 상수 대역폭을 크게 함으로써 RX_AGC 를 빠르게 수렴시켜 기준 전력과 전력 레벨을 맞추는 방법을 사용할 수 있 다. 하지만, 이 경우 기준 전력으로 수렴하는 데에는 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 다중 입력 다중 출력 시스템에서 압축 모드를 위한 자동 이득 조절 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 MIMO를 지원하는 HSPA 시스템에서 두 개의 안테나를 이용하여 압축모드(Compressed mode)시 검색을 위한 시간을 줄일 수 있는 자동 이득 조절 장치 및 방법을 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, MIMO 시스템에서 압축 모드 검색시 자동 이득 제어 방법에 있어서 제 1 안테나와 연결된 제 1수신부를 이용하여 제 1주파수 대역에서 전력을 측정하는 동시에 압축모드에서 제 2 안테나와 연결된 제 2수신부를 이용하여 제 2주파수 대역에서 전력을 측정하는 과정과, 상기 제 2수신부가 전력 측정 주파수 대역을 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 제 1주파수 대역으로 변경하는 경우, 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정과, 보정한 상기 제 1수신부의 전력 측정 값을 상기 제 2수신부에 적용하는 과정을 포함하며, 상기 제 1 수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정은, 소정 횟수의 상기 제 1 수신부의 전력 측정값 및 상기 소정 횟수의 상기 제 2수신부의 전력 측정값의 평균값을 구하는 과정과, 상기 평균값과 기 정의된 적어도 하나의 임계값을 서로 비교하는 과정과, 비교 결과에 따라 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, MIMO 시스템에서 압축 모드 검색시 자동 이득 제어 장치에 있어서 제 1 안테나와 연결되어 제 1주파수 대역에서 전력을 측정하는 제 1수신부와, 제 2 안테나와 연결되어, 상기 제 1 수신부가 상기 제 1 주파수 대역에서 전력을 측정하는 동시에 압축모드에서 제 2주파수 대역에서 전력을 측정하는 제 2수신부와, 상기 제 2수신부가 전력 측정 주파수 대역을 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 제 1주파수 대역으로 변경하는 경우, 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하고, 보정한 상기 제 1수신부의 전력 측정 값을 상기 제 2수신부에 적용하는 채널 비교부를 포함하며, 상기 채널 비교부는 소정 횟수의 상기 제 1 수신부의 전력 측정값 및 상기 소정 횟수의 상기 제 2수신부의 전력 측정값의 평균값을 구하고, 상기 평균값과 기 정의된 적어도 하나의 임계값을 서로 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 것을 특징으로 한다.
MIMO를 지원하는 HSPA 시스템에서 두 개의 안테나를 이용하여 압축모드시 검색을 위한 시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 다중 입력 다중 출력 시스템에서 압축 모드를 위한 자동 이득 조절 장치 및 방법에 대해 설명할 것이다.
수신기에서 압축모드 동작 시, 두 개의 경로에 대해서 모두 다른 주파수로 이동하는 것은, 이후의 searcher 메모리 용량 등의 문제로 의미가 없다.
따라서, 본 발명은 압축 모드에서 전력 측정 동작 시 한 개의 안테나만 압축 모드에서 전력 측정 동작을 수행하고, 다른 한 안테나는 기존의 주파수 대역(F1)에 서 AGC를 유지하면서 전력 변화를 측정한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO를 지원하는 HSPA 수신기의 블록 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 기존 구조에서 채널 비교부(Channel Compare)(380)가 존재한다. 다른 유니트(110 ~ 128, 150 ~168)의 동작은 기존과 동일하다.
상기 채널 비교부(380)는 각 안테나의 Power_Measure(122, 162) 와 Power_Filter(124, 164) 부와 정보를 교환하고 동작을 제어하는 역할을 한다. 상기 채널 비교부(380)의 자세한 동작은 하기에서 설명될 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 비교부의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 4를 참조하면, 채널 비교부는 두 개의 안테나 경로(ANT0, ANT1 Path)에서의 Power_Filter 출력 값을 입력으로 받아(410 단계), 두 값의 차를 N회 누적하여 평균값을 취하고, 이 값을 M값으로 정의한다(420 단계).
이후, 상기 M값을 Compare Value(K1, K2, K3)와 비교하여 상기 두 값의 유사도를 판단한다. 상기 Compare Value는 K1 > K2 > K3 크기 관계를 갖는다. 그리고, 유사도는 유사하지 않음, 유사도 낮음, 유사도 높음, 유사도 아주 높음의 4가지 경우로 분리하고 각각에 대해 다른 제어를 수행한다.
첫 번째로(430 단계), 유사하지 않음은 유사하지 않기 때문에 기존 발명과 같이 기존에 저장한 값을 이용하여 T10에서 누적기를 동작시키고(490 단계), 일정 시간 동안 AGC를 Large BW로 동작 시킨다(492 단계).
두 번째로(440 단계), 유사도가 낮음의 경우는 유사하기는 하지만 유사도가 낮기 때문에 T10 시점에서의 ANT1에서 측정된 현재 값에서 M값을 더해서 편차를 보정해 준 값으로 누적기를 동작시키고(480 단계), 일정 시간 동안 AGC를 Large BW로 동작 시킨다(482 단계). 이때 T10~T11의 시간은 유사하지 않음의 경우보다 상대적으로 짧은 대기 시간을 갖게 된다.
세 번째로(450 단계), 유사도가 높음의 경우는 유사도가 높기 때문에 T10 시점에서 ANT1에서 측정된 현재 값에서 M값을 더해서 편차를 보정해 준 값으로 누적기를 동작시키고(470 단계), 일정 시간 동안 AGC를 Large BW로 동작시키지 않고 바로 Small BW로 동작 시킨다(472 단계). 즉 T11이 없이 바로 Searcher와 Rake를 동작시킨다.
네 번째로(450 단계), 유사도가 아주 높은 경우로 이때는 T10 시점에서의 ANT1에서 측정된 현재 값으로 누적기를 동작시키고(460 단계), 일정 시간 동안 AGC를 Large BW로 동작시키는 부분이 없이 바로 Small BW로 동작 시킨다(462 단계). 즉 T11이 없이 바로 Searcher와 Rake가 동작을 시작한다.
즉, 본 발명은 유사도가 없는 경우에는 기존 발명과 같이 동작하고, 유사도가 있는 경우에는 기존 발명보다 빠른 시간에 AGC 안정화를 이룰 수 있고, 유사도가 높았던 경우에는 T10~T11의 시간이 필요 없어져서 시간을 단축시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO를 지원하는 HSPA 수신기에서 상호 유사도가 가장 높을 때의 동작을 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, Inter-frequency 측정신호가 들어오면 t4 시점에서 Channel Compare 부가 M값과 Compare Value(K1, K2, K3)와 비교하여 유사도를 판단한다. 여기서는 유사도가 아주 높은 경우로 t10까지의 동작은 기존 발명과 같다.
본래의 주파수로 주파수 천이가 완료된 t10 시점에서 ANT1에서 측정된 현재 값으로 ANT0의 누적기를 업데이트한다. Power_Filter의 누적기도 같은 방법으로 업데이트한다. 그리고 T11이 없이, 즉 일정 시간 동안 AGC를 Large BW로 동작시키는 부분이 없이 바로 Small BW로 동작 시킨다. 따라서, T11이 없이 바로 Searcher와 Rake를 동작시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO를 지원하는 HSPA 수신기에서 상호 유사도가 가장 높을 때의 AGC 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 빨간색 선의 경우가 주파수 천이가 없이 본래의 주파수 계속 AGC를 진행한 ANT1이다. 파란색 라인의 경우는 압축 모드 동작을 한 ANT0 의 AGC 커브를 보여 주고 있다.
t10 시점에서 ANT0와 ANT1의 전력 측정 값이 일치하여 진행하는 것을 볼 수 있다. 이는 T10~T11의 시간이 필요 없어짐을 나타내고, 시간이 단축됨을 나타낸다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 MIMO 를 지원하는 HSPA 수신기의 동작 과정을 도시한 도면,
도 2는 MIMO 를 지원하는 HSPA 수신기의 AGC 모의실험 결과를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO를 지원하는 HSPA 수신기의 블록 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 채널 비교부의 동작 과정을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO를 지원하는 HSPA 수신기에서 상호 유사도가 가장 높을 때의 동작을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 MIMO를 지원하는 HSPA 수신기에서 상호 유사도가 가장 높을 때의 AGC 시뮬레이션 결과를 도시한 도면,
Claims (18)
- MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 압축 모드 검색시의 자동 이득 제어 방법에 있어서,제 1 안테나와 연결된 제 1수신부를 이용하여 제 1주파수 대역에서 전력을 측정하는 동시에 압축모드에서 제 2 안테나와 연결된 제 2수신부를 이용하여 제 2주파수 대역에서 전력을 측정하는 과정과,상기 제 2수신부가 전력 측정 주파수 대역을 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 제 1주파수 대역으로 변경하는 경우, 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정과,보정한 상기 제 1수신부의 전력 측정 값을 상기 제 2수신부에 적용하는 과정을 포함하며,상기 제 1 수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정은,소정 횟수의 상기 제 1 수신부의 전력 측정값 및 상기 소정 횟수의 상기 제 2수신부의 전력 측정값의 평균값을 구하는 과정과,상기 평균값과 기 정의된 적어도 하나의 임계값을 서로 비교하는 과정과,비교 결과에 따라 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 비교 결과에 따라 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정은,상기 평균값이 상기 기 정의된 적어도 하나의 임계값의 범위 중에서 어디에 위치하는지 구하는 과정과,상기 위치에 따라 상기 정의된 적어도 하나의 임계값과 상기 평균값의 유사도를 결정하는 과정과,상기 유사도에 따른 보정값을 이용하여 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 3항에 있어서,상기 유사도는 비 유사도, 저 유사도, 높은 유사도 및 아주 높은 유사도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 4항에 있어서,상기 보정한 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 상기 제 2수신부에 적용하는 과정은,상기 보정한 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 상기 제 2수신부에 입력하여 동작시키는 과정과,상기 유사도에 따라 AGC를 Large BW 도는 Small BW로 동작시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 유사도가 비 유사도인 경우, 상기 AGC를 소정시간 동안Large BW로 동작시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 유사도가 저 유사도인 경우, 상기 AGC를 소정시간 동안 Large BW로 동작시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 유사도가 높은 유사도인 경우, 상기 AGC를 소정시간 동안 small BW로 동작시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 유사도가 아주 높은 유사도인 경우, 상기 AGC를 소정시간 동안 small BW로 동작시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- MIMO 시스템에서 압축 모드 검색시의 자동 이득 제어 장치에 있어서,제 1 안테나와 연결되어 제 1주파수 대역에서 전력을 측정하는 제 1수신부와,제 2 안테나와 연결되어, 상기 제 1 수신부가 상기 제 1 주파수 대역에서 전력을 측정하는 동시에 압축모드에서 제 2주파수 대역에서 전력을 측정하는 제 2수신부와,상기 제 2수신부가 전력 측정 주파수 대역을 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 제 1주파수 대역으로 변경하는 경우, 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하고, 보정한 상기 제 1수신부의 전력 측정 값을 상기 제 2수신부에 적용하는 채널 비교부를 포함하며,상기 채널 비교부는 소정 횟수의 상기 제 1 수신부의 전력 측정값 및 상기 소정 횟수의 상기 제 2수신부의 전력 측정값의 평균값을 구하고, 상기 평균값과 기 정의된 적어도 하나의 임계값을 서로 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 삭제
- 제 10항에 있어서,상기 채널 비교부는,상기 평균값이 상기 기 정의된 적어도 하나의 임계값의 범위 중에서 어디에 위치하는지 구하고,상기 위치에 따라 상기 정의된 적어도 하나의 임계값과 상기 평균값의 유사도를 결정하고,상기 유사도에 따른 보정값을 이용하여 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정함으로써 상기 비교 결과에 따라 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 12항에 있어서,상기 유사도는 비 유사도, 저 유사도, 높은 유사도 및 아주 높은 유사도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 13항에 있어서,상기 채널 비교부는,상기 보정한 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 상기 제 2수신부에 입력하여 동작시키고,상기 유사도에 따라 AGC를 Large BW 도는 Small BW로 동작시킴으써 상기 보정한 상기 제 1수신부의 전력 측정값을 상기 제 2수신부에 적용하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 14항에 있어서,상기 유사도가 비 유사도인 경우, 상기 채널 비교부는 상기 AGC를 소정시간 동안Large BW로 동작시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 14항에 있어서,상기 유사도가 저 유사도인 경우, 상기 채널 비교부는 상기 AGC를 소정시간 동안 Large BW로 동작시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 14항에 있어서,상기 유사도가 높은 유사도인 경우, 상기 채널 비교부는 상기 AGC를 소정시간 동안 small BW로 동작시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 14항에 있어서,상기 유사도가 아주 높은 유사도인 경우, 상기 채널 비교부는 상기 AGC를 소정시간 동안 small BW로 동작시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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