KR102459683B1 - 무선 주파수 모듈에서의 교정장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 다양한 실시 예에서는 무선 통신장치를 구성하는 무선 주파수 (radio frequency, RF) 모듈에서의 위상 교정 (calibration) 장치 및 방법을 제안한다. 이를 위해, 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열에 의해 테스트 신호를 방사하고, 상기 제1 및 제2 안테나 배열들을 덮고 있는 부재에 의해 전달되는 상기 방사된 테스트 신호를 상기 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열을 통해 수신한다. 상기 수신한 테스트 신호를 기반으로 상기 제1 및 제2 안테나 배열들에 의해 형성되는 체인 조합들 각각에서의 위상 값을 교정한다. 상기 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열을 구성하는 송신 안테나들 각각에 상응한 순방향 송신 체인들과 상기 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열을 구성하는 수신 안테나들 각각에 상응한 순방향 수신 체인들의 조합에 의해 순방향 체인 조합들이 결정될 수 있다.

Description

무선 주파수 모듈에서의 교정장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATING IN A RADIO FREQUENCE MODULE}
본 개시의 다양한 실시 예들은 무선 통신장치를 구성하는 무선 주파수 (radio frequency, RF) 모듈에서의 위상 교정 (calibration) 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템의 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 5G 통신 시스템에서 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive multi-input multi-output: massive MIMO), 전차원 다중입출력 (Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한, 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 통신 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (Filter Bank Multi Carrier), NOMA (non orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
5G 통신을 위한 무선 통신장치는 다중 안테나 (예컨대 MIMO 등) 구조를 기반으로 초고주파 (mmWave) 대역에서의 통신을 지원할 수 있다. 이를 위해 상기 무선 통신장치는 다중 안테나 (예컨대 MIMO 등) 구조를 기반으로 초고주파 (mmWave) 대역에서의 통신을 지원 RF 모듈을 포함할 수 있다. 상기 RF 모듈은 집적회로 (integrated circuit, IC)로 구성됨이 일반적이다. 상기 IC는 '칩'이라 불리기도 한다.
상기 RF 모듈은 PVT (process, voltage, and temperature) 변화 (variation)로 인해, 설계 시에 목표로 하였던 성능을 항상 제공할 수 있는 것은 아니다. 이는, RF 모듈을 구성하는 요소들 (PA, LNA, Mixer, LO, ABB 등)의 특성이 환경, 계수 (parameter) 등에 의해 변할 수 있기 때문이다. 따라서, 무선 통신장치는 안정적인 성능으로의 동작을 유지하기 위해, RF 모듈에 대한 교정 (calibration)을 수행할 수 있다. 상기 교정은 RF 모듈이 설계 시에 목표로 하였던 성능으로 동작할 수 있도록, 상기 RF 모듈을 구성하는 요소들 (PA, LNA, Mixer, LO, ABB 등)의 조율 계수 (tuning parameter)를 조정하는 동작이 될 수 있다. 예컨대, 무선 통신장치는 파워-온 (power on)되거나 RF 모듈에서의 성능 변화가 감지될 시에 적응적으로 교정을 수행할 수 있다.
일반적으로 초고주파 대역을 지원하는 무선 통신장치에서는, 효율적인 실장을 위해, RF 모듈을 두 개의 칩으로 분리하여 구현하고 있다. 예컨대, RF 모듈을 전위 RF 모듈 (RF front-end IC, RFA)과 후위 RF 모듈 (ABB IC, RFB)로 분리하여 구현하고, 상기 RFA와 상기 RFB를 하나의 동축 케이블 (coaxial cable)을 이용하여 연결하는 구조가 제안될 수 있다.
하지만, RFA와 상기 RFB를 하나의 케이블을 이용하여 연결하는 구조의 RF 모듈을 실장한 무선 통신장치는 위상 교정을 위한 루프 백 경로 (loop back path)를 구현하는 것이 어려울 수 있다. 예컨대, 초고주파 대역을 지원하는 거의 대부분의 무선 통신장치는 시분할 다중접속 (TDMA, time division multiple access) 방식을 채택하고 있으므로, 송신 (TX) 및 수신 (RX)를 동시에 수행할 수 없다. 이로 인해, 상기 무선 통신장치는 교정을 위한 테스트 신호의 전송과 수신을 동시에 수행할 수 없어, RF 모듈의 성능을 측정하고, 이를 기반으로 위상을 교정하는 것이 용이하지 않다.
따라서 복수의 안테나 배열들에 의한 다중 안테나를 구비하는 무선 통신장치에서, 복수의 전위 RF 모듈과 후위 RF 모듈이 분리되어 케이블로 연결된 구조를 가지는 RF 모듈에 대한 위상을 교정하는 방안 마련이 요구되었다.
본 개시의 한 실시 예에 따르면, 다중 안테나를 기반으로 초고주파 대역을 지원하는 무선 통신장치에서 위상 교정을 위한 루프 백 경로 (loop back path)를 형성하고, 이를 통해 위상 교정을 수행하는 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 한 실시 예에 따르면, 다중 안테나를 구비하는 무선 통신장치에서 복수의 안테나 배열들 사이에서 궤환 (feedback)되는 테스트 신호를 기반으로 위상을 교정하는 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 한 실시 예에 따르면, 복수의 안테나 배열들에 의한 다중 안테나를 구비하는 무선 통신장치에서 상기 복수의 안테나 배열 사이에서 테스트 신호를 궤환시키는 부제 및 이를 장착한 구조를 제공할 수 있다.
본 개시의 한 실시 예에 따르면, 복수의 안테나 배열들에 의한 다중 안테나를 구비하고, RF 모듈이 복수의 전위 RF 모듈과 후위 RF 모듈이 분리되어 케이블로 연결된 구조를 가지는 무선 통신장치에서, 상기 복수의 안테나 배열들에 의한 체인 조합 별 위상을 교정하는 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말장치는, 제1 및 제2 안테나 배열 (array)을 포함하는 전위 무선 주파수 (radio frequency, RF) 모듈들과, 상기 전위 RF 모듈들 각각과 소정의 길이를 가지는 케이블에 의해 독립적으로 연결되는 후위 RF 모듈을 포함하는 RF 모듈과, 상기 RF 모듈로 테스트 신호를 출력하고, 상기 출력한 테스트 신호에 응답하여 상기 RF 모듈로부터 입력되는 테스트 신호를 기반으로 상기 제1 및 제2 안테나 배열들에 의해 형성되는 체인 조합들 각각에서의 위상 값을 교정하는 디지털 모뎀을 포함하며,
여기서, 상기 제1 및 제2 안테나 배열을 덮고 있는 부재에 의해 상기 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열에 의해 방사되는 테스트 신호가 상기 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열로 전달되며, 상기 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열을 구성하는 송신 안테나들 각각에 상응한 순방향 송신 체인들과 상기 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열을 구성하는 수신 안테나들 각각에 상응한 순방향 수신 체인들의 조합에 의해 순방향 체인 조합들이 결정됨을 특징으로 한다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 제1 및 제2 안테나 배열 (array)들을 포함하는 전위 무선 주파수 (radio frequency, RF) 모듈들과, 상기 전위 RF 모듈들 각각과 소정의 길이를 가지는 케이블에 의해 독립적으로 연결되는 후위 RF 모듈을 포함하는 무선 통신 단말장치에서의 위상 교정방법은, 상기 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열에 의해 테스트 신호를 방사하는 과정과, 상기 제1 및 제2 안테나 배열들을 덮고 있는 부재에 의해 전달되는 상기 방사된 테스트 신호를 상기 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열을 통해 수신하는 과정과, 상기 수신한 테스트 신호를 기반으로 상기 제1 및 제2 안테나 배열들에 의해 형성되는 체인 조합들 각각에서의 위상 값을 교정하는 과정을 포함하며,
여기서, 상기 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열을 구성하는 송신 안테나들 각각에 상응한 순방향 송신 체인들과 상기 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열을 구성하는 수신 안테나들 각각에 상응한 순방향 수신 체인들의 조합에 의해 순방향 체인 조합들이 결정됨을 특징으로 한다.
제안된 다양한 실시 예에 따르면, 전체 신호 경로 (signal path)를 포함한 RF 모듈을 구성하는 각 블록에 대한 교정이 가능할 뿐만 아니라, 모든 RF 체인 (chain) 들 각각에 대한 교정이 가능할 수 있다. 또한 전체 RF 경로에 대한 교정이 가능하므로, RF 경로들 각각에서의 위상 차를 측정하여 이를 시스템적으로 보상하는 것도 가능할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른, 초고주파 대역에서의 통신을 지원하는 무선 통신장치에서 RF 모듈을 구성하는 요소들이 배치된 일 예를 도시한 도면;
도 2는 다양한 실시 예에 따른, 위상 교정장치의 구성에 대한 일 예를 도시한 도면;
도 3은 다양한 실시 예에 따른, 위상 교정장치에서 전체 경로에 대한 위상 교정을 수행하는 예를 도시한 도면;
도 4는 다양한 실시 예에 따른, 위상 교정장치에서 전체 경로에 대한 위상 교정을 수행하는 다른 예를 도시한 도면;
도 5는 다양한 실시 예에 따라, 무선 통신단말에 부재로 도파관이 사용된 일 예를 도시한 도면;
도 6은 다양한 실시 예에 따라, 무선 통신단말에 부재로 도파관이 사용된 다른 예를 도시한 도면;
도 7은 다양한 실시 예에 따라, 무선 통신단말에 부재로 메탈 하우징이 사용된 일 예를 도시한 도면;
도 8은 다양한 실시 예에 따라, 위상 교정을 위한 전체 경로 중 무선 구간에 상응한 경로를 만들기 위한 부재로 사용할 도파관의 구조를 도시한 도면;
도 9는 다양한 실시 예에 따라, 위상 교정을 위한 전체 경로 중 무선 구간에 상응한 경로를 만들기 위한 부재로 사용될 수 있는 도파관의 실제 모형을 도시한 도면;
도 10은 다양한 실시 예에 따른, 무선 통신단말에서의 위상 교정을 수행하는 제어 흐름을 도시한 도면;
도 11은 다양한 실시 예에 따른, 무선 통신단말에서의 순방향 경로 또는 역방향 경로에 대한 위상 교정을 수행하는 제어 흐름을 도시한 도면이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경 (modification), 균등물 (equivalent), 및/또는 대체물 (alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다,"“포함한다,” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, “A 또는 B,”“A 또는/및 B 중 적어도 하나,”또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, “A 또는 B," “ A 및 B 중 적어도 하나,”또는 “ A 또는 B 중 적어도 하나”는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시 예에서 사용된 “제 1,”“제 2,”“첫째,”또는“둘째,”등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)," "~하는 능력을 가지는 (having the capacity to)," "~하도록 설계된 (designed to)," "~하도록 변경된 (adapted to)," "~하도록 만들어진 (made to),"또는 "~를 할 수 있는 (capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된 (specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성 (또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서 (예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서 (generic-purpose processor) (예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
후술될 다양한 실시 예들에서는, 전체 경로 (full path)에 대한 교정을 수행하기 위한 다양한 방안을 제안할 것이다.
다양한 실시 예로 제안될 방안은, 복수의 안테나 배열 (array)들에 의한 다중 안테나를 구비하는 무선 통신장치에 적용될 수 있는 위상 교정 방안이 될 수 있다. 이를 위해, 복수의 안테나 배열들을 구성하는 송신 안테나 배열과 수신 안테나 배열을 부재를 사용하여 연결할 수 있다. 상기 부재를 사용한 연결은 위상 교정을 위한 전체 경로로 사용될 수 있다. 즉, 상기 부재는 송신 안테나 배열에 의해 방사되는 테스트 신호를 수신 안테나 배열로 전달하기 위한 경로를 형성하는 통로가 될 것이다.
상기 복수의 안테나 배열, 송신 안테나 배열 및 수신 안테나 배열에 있어서, ?안테나 배열?은 소정 개수의 안테나들을 그룹핑 (grouping)에 의해 하나의 묶음을 형성하고, 이를 신호의 송신 및 수신을 위해 배치시킨 구조물을 의미할 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 배열을 구성하는 안테나들 각각은 소정의 방향을 가지며, 해당 방향으로 신호를 송신하거나 수신하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 복수의 안테나 배열은 적어도 두 개의 다중 안테나 그룹들로 분리될 수 있다. 예컨대, 두 개의 다중 안테나 그룹들 (다중 안테나 그룹 #1, #2)로 분리되는 경우, 각 다중 안테나 그룹은 하나의 송신 안테나 그룹과 하나의 수신 안테나 그룹을 포함할 수 있다. 이 경우, 위상 교정을 위한 전체 경로는 순방향 경로와 역방향 경로로 구분될 수 있다.
상기 송신 안테나 그룹의 송신 안테나 배열은 소정의 배열을 가지며, 이를 기반으로 교정을 위한 테스트 신호를 방사하는 송신 안테나들의 집합이다. 상기 수신 안테나 배열은 소정의 배열을 가지며, 이를 기반으로 교정을 위한 테스트 신호를 수신하는 수신 안테나들의 집합이다.
예컨대, 무선 통신장치에 구비된 RF 모듈에는 두 개의 통신 경로 (communication path)가 포함될 수 있다. 상기 두 개의 통신 경로는 다중 안테나를 분류하는 두 개의 다중 안테나 그룹들 (다중 안테나 그룹 #1, 다중 안테나 그룹 #2)에 대응할 수 있다.
상기 두 개의 통신 경로 각각은 하나의 송신 경로와 하나의 수신 경로를 포함할 수 있다. 하기 설명에서는 편의를 위해, 두 개의 다중 안테나 그룹들 (다중 안테나 그룹 #1, 다중 안테나 그룹 #2)을 RF 모듈에 포함된 두 개의 통신 경로에 대응하는 의미로 사용하는 것에 유념하여야 할 것이다.
이 경우, 교정을 위한 전체 경로는 다중 안테나 그룹 #1에 포함된 송신 경로와 다중 안테나 그룹 #2에 포함된 수신 경로에 의해 형성된 전체 경로 (이하 ?순방향 경로 (forward path)?라 칭함)와, 다중 안테나 그룹 #2에 포함된 송신 경로와 다중 안테나 그룹 #1에 포함된 수신 경로에 의해 형성된 전체 경로 (이하 ?역방향 경로 (reverse path)?라 칭함)를 포함할 수 있다.
제안된 실시 예들에서는, 순방향 경로와 역방향 경로 각각에서의 체인 조합 별로의 위상 교정을 수행할 수 있다. 하지만 상기 순방향 경로와 역방향 경로에 대한 위상 교정 순서는 필요에 의해 선택적으로 적용될 수 있다.
이하 제안될 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른, 초고주파 대역에서의 통신을 지원하는 무선 통신장치에서 RF 모듈을 구성하는 요소들이 배치된 일 예를 보이고 있다.
도 1을 참조하면, RF 모듈은 두 개의 전위 RF 모듈들 (RF front-end, RFA)(120, 130)과, 하나의 후위 RF 모듈 (110) 및 상기 두 개의 전위 RF 모듈들 (120, 130) 각각과 상기 하나의 후위 RF 모듈 (110)이 피드 라인 (140, 150)에 의해 연결된 구조를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 두 개의 전위 RF 모듈들 (120, 130) 각각은 무선 통신단말의 네 개의 모서리들 중 어느 하나에 위치할 수 있다.
상기 피드 라인 (140, 150)의 종류는 한정된 공간에 대한 설치의 용이함 또는 그 전달 특성 등을 고려하여 결정할 수 있다. 일 예로써, 상기 피드 라인 (140, 150)은 무선 통신단말의 내부 레이아웃 등을 고려하여 그 설치가 용이하고, 내부에서 전달되는 신호의 손실이 발생하지 않는 종류의 동축 케이블 등이 사용될 수 있다.
상술한 구조에 따르면, 상기 하나의 후위 RF 모듈 (110)은 제1 피드 라인 (140)을 통해 제1 전위 RF 모듈 (120)과 신호를 송/수신할 수 있다. 상기 하나의 후위 RF 모듈 (110)은 제2 피드 라인 (150)을 통해 제2 전위 RF 모듈 (130)과 신호를 송/수신할 수 있다. 상기 제1 피드 라인 (140)과 상기 제2 피드 라인 (150)은 최적의 배치를 위한 소정의 길이를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제1 피드 라인 (140)과 상기 제2 피드 라인 (150)의 길이는 반드시 일치하지 않을 수도 있다. 즉, 상기 제1 피드 라인 (140)과 상기 제2 피드 라인 (150)은 서로 다른 길이에 의해 설계될 수도 있다.
한 실시 예에 따르면, 전위 RF 모듈들 (120, 130) 각각은 RF 처리블록 (122, 132), FEM (front-end module) 배열 (124, 126), 및 안테나 배열 (126, 136)을 포함할 수 있다. 상기 후위 RF 모듈 (110)은 적어도 두 개의 중간 주파수 (intermediate frequency, IF) 처리블록들 (112, 114), 및 디지털 처리블록 (116)을 포함할 수 있다. 상기 후위 RF 모듈 (110)에 포함된 각 IF 처리블록 (112, 114)은 하나의 전위 RF 모듈 (120, 130)과 송/수신할 신호를 처리할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 상기 전위 RF 모듈들 (120, 130)에 포함된 안테나 배열들 (126, 136)은 무선 통신단말의 다중 안테나를 구성할 수 있다. 상기 안테나 배열들 (126, 136) 각각은 송신 안테나 배열과 수신 안테나 배열을 포함할 수 있다. 이 경우, 위상 교정을 위한 순방향 경로와 역방향 경로를 형성하는 것이 모두 가능할 수 있다.
예컨대, 상기 순방향 경로는 제1 전위 RF 모듈 (120)의 송신 안테나 배열에 의해 전송되는 신호가 제2 전위 RF 모듈 (130)의 수신 안테나 배열에 의해 수신되는 경로가 될 수 있다. 상기 역방향 경로는 제2 전위 RF 모듈 (130)의 송신 안테나 배열에 의해 전송되는 신호가 제1 전위 RF 모듈 (120)의 수신 안테나 배열에 의해 수신되는 경로가 될 수 있다. 상기 제1 전위 RF 모듈 (120)의 송신 안테나 배열에 의해 전송되는 신호 또는 제2 전위 RF 모듈 (130)의 송신 안테나 배열에 의해 전송되는 신호는, 위상 교정을 위해 후위 RF 모듈 (110)로부터 공급되는 테스트 신호일 수 있다.
하지만 상기 순방향 경로와 상기 역방향 경로는 송신 안테나 배열과 수신 안테나 배열을 연결하는 경로로 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 순방향 경로와 상기 역방향 경로는 송/수신 안테나 배열을 연결하는 경로 외에 후위 RF 모듈 (110)로부터 송신 안테나 배열까지 신호가 전달되는 경로 및 수신 안테나 배열에 의해 수신된 신호가 후위 RF 모듈 (110)로 전달되는 경로를 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른, 위상 교정장치의 구성에 대한 일 예를 보이고 있다.
도 2를 참조하면, 위상 교정장치 (200)는 디지털 모뎀 (210), RF 모듈, 및 부재 (270)로 구성될 수 있다. 상기 디지털 모뎀 (210)은 교정을 위한 테스트 신호를 상기 RF 모듈로 출력하고, 상기 RF 모듈을 통해 상기 테스트 신호의 출력에 대한 응답으로 궤환되는 테스트 신호를 기반으로 다중 안테나에 의해 형성 가능한 체인 조합들 각각에 대한 위상 교정을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 위상 교정장치 (200)는 2*2 이상의 다중 안테나 (MIMO) 구조를 가짐이 전제되어야 할 것이다. 상기 2*2 이상의 다중 안테나 (MIMO) 구조는 신호의 송신 및 수신을 동시에 수행하기 위한, 적어도 두 개의 다중 안테나 그룹들 (220, 230)을 구비하는 것을 의미한다. 일반적으로 상기 다중 안테나 그룹에 대해서는 ?MIMO 채널?이라는 용어를 사용하기도 한다.
상기 RF 모뎀은 하나의 후위 RF 모뎀 (RFB)(240)과 적어도 두 개의 전위 RF 모뎀 (RFA)들을 포함할 수 있다. 여기서는 상기 RF 모뎀이 두 개의 전위 RF 모뎀들 (250, 260)을 포함하는 예를 가정하고 있다. 하기의 설명에서는 상기 RF 모뎀이 두 개의 전위 RF 모뎀들 (250, 260)을 포함함을 가정하여 설명할 것이다. 하지만, 후술될 설명에서의 동작이 반드시 두 개의 전위 RF 모뎀들로 구성된 경우에 한정하여 적용될 수 있는 것은 아니다.
상기 후위 RF 모뎀 (240)은 두 개의 전위 RF 모뎀들 (250, 260) 각각에 대응하여 송신 신호를 처리하기 위한 경로 (송신 경로)와, 수신 신호를 처리하기 위한 경로 (수신 경로)를 포함할 수 있다. 상기 송신 경로는 송신 신호에 대한 신호 형태 변환 (D/A 변환), 증폭, 필터링, 및 믹싱 등을 위한 구성들을 포함할 수 있다. 상기 수신 경로는 수신 신호에 대한 믹싱 증폭, 필터링, 및 신호 형태 변환 (A/D 변환) 등을 위한 구성들이 포함될 수 있다.
상기 후위 RF 모뎀 (240)은 두 개의 전위 RF 모뎀들 (250, 260) 각각에 대응하여 동작 스위치 (SW #1, SW #3)를 구비할 수 있다. 상기 동작 스위치 (SW #1, SW #3)는 전위 RF 모뎀들 (250, 260)으로 송신 경로와 수신 경로 중 하나를 연결할 수 있다. 이 경우, 상기 동작 스위치 (SW #1, SW #3)는 두 개의 전위 RF 모뎀들 (250, 260) 모두에게 송신 경로를 연결하거나 수신 경로를 연결하지는 않는다. 즉, 제1 동작 스위치 (SW #1)가 제1 전위 RF 모뎀 (250)으로 송신 경로를 연결하였다면, 제3 동작 스위치 (SW #3)는 제2 전위 RF 모뎀 (260)으로 수신 경로를 연결한다. 그 반대로의 연결도 가능함은 물론이다.
상기 전위 RF 모뎀들 (250, 260) 각각은 송신 신호를 처리하기 위한 경로 (송신 경로)와, 수신 신호를 처리하기 위한 경로 (수신 경로)를 포함할 수 있다. 상기 송신 경로는 송신 신호에 대한 증폭, 필터링, 및 믹싱 등을 위한 구성들을 포함할 수 있다. 상기 수신 경로는 수신 신호에 대한 믹싱 증폭, 및 필터링 등을 위한 구성들이 포함될 수 있다.
상기 전위 RF 모뎀들 (250, 260) 각각은 상기 후위 RF 모뎀 (240)을 연결하는 동작 스위치 (SW #2, SW #4)를 구비할 수 있다. 상기 동작 스위치 (SW #2, SW #4)는 후위 RF 모뎀 (240)으로 송신 경로와 수신 경로 중 하나를 연결할 수 있다. 이 경우, 상기 동작 스위치들 (SW #2, SW #4)은 후위 RF 모뎀 (240)에게 동일한 경로를 연결하지 못한다. 즉, 제2 동작 스위치 (SW #2)가 후위 RF 모뎀 (240)에게 송신 경로를 연결하였다면, 제4 동작 스위치 (SW #4)는 후위 RF 모뎀 (240)으로 수신 경로를 연결한다. 그 반대로의 연결도 가능함은 물론이다.
상기 전위 RF 모뎀들 (250, 260) 각각은 다중 안테나를 구성하는 안테나 배열과의 연결을 통해, 신호를 송신하거나 수신할 수 있다. 예컨대, 제1 전위 RF 모뎀 (250)은 제1 안테나 배열과 결합되고, 상기 제2 전위 RF 모뎀 (260)은 제2 안테나 배열과 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 안테나 배열 각각은 송신 안테나 배열과 수신 안테나 배열을 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열은 순방향 송신 체인들을 구성할 수 있고, 상기 제1 안테나 배열의 수신 안테나 배열은 역방향 수신 체인들을 구성할 수 있다. 상기 제2 안테나 배열의 송신 안테나 배열은 역방향 송신 체인들을 구성할 수 있고, 상기 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열은 순방향 수신 체인들을 구성할 수 있다.
예컨대, 상기 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열에 포함된 송신 안테나들 각각에 대응하여 순방향 송신 체인이 구성될 수 있고, 상기 제1 안테나 배열의 수신 안테나 배열에 포함된 수신 안테나들 각각에 대응하여 역방향 수신 체인이 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제2 안테나 배열의 송신 안테나 배열에 포함된 송신 안테나들 각각에 대응하여 역방향 송신 체인이 구성될 수 있고, 상기 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열에 포함된 수신 안테나들 각각에 대응하여 순방향 수신 체인이 구성할 수 있다.
상기 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열에 의해 구성된 순방향 송신 체인들과 상기 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열에 의해 구성된 순방향 수신 체인들의 조합은, 위상 교정을 수행할 대상인 순방향 체인 조합이 될 수 있다. 그리고, 상기 제2 안테나 배열의 송신 안테나 배열에 의해 구성된 역방향 송신 체인들과 상기 제1 안테나 배열의 수신 안테나 배열에 의해 구성된 역방향 수신 체인들의 조합은, 위상 교정을 수행할 대상인 역방향 체인 조합이 될 수 있다.
예컨대, 상기 순방향 체인 조합은 순방향 송신 체인들 각각과 순방향 수신 체인들 각각의 결합에 의해 구성될 수 있고, 상기 역방향 체인 조합은 역방향 송신 체인들 각각과 역방향 수신 체인들 각각의 결합에 의해 구성될 수 있다.
따라서, 제안된 다양한 실시 예들에서는, 순방향 체인 조합 별로의 위상 교정과, 역방향 체인 조합 별로의 위상 교정을 순환하여 독립적으로 수행할 수 있다. 이를 위해서는, 전위 RF 모듈들 (250, 260) 각각에 구비된 동작 스위치 (SW #2, SW #4) 및 후위 RF 모듈 (240)에 구비된 동작 스위치들 (SW #1, SW #3)이 앞서 설명한 바에 따라 동작됨을 전제로 하여야 할 것이다.
상기 부재 (270)는 순방향 또는 역방향 송신 체인들로부터 송신 또는 방사되는 신호 (테스트 신호 등)를 순방향 또는 역방향 수신 체인들로 전달할 수 있다. 즉, 상기 부재 (270)는 제1 안테나 배열과 제2 안테나 별 간에 신호를 전달하기 위한 통로 역할을 수행할 수 있다.
상기 부재 (270)는 무선 신호를 가능한 손실 없이 전달할 수 있다면, 그 재질, 크기, 형태 등에 한정될 필요는 없다. 하지만 그 사용 장소와 방법 등을 고려하여 재질, 크기, 형태 등을 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 상기 부재 (270)는 도파관 (waveguide), 메탈 하우징 (metal housing) 등이 될 수 있다.
상기 부재 (270)는 고주파에서 손실을 최소화하면서 동시에 신호를 전달할 수 있는 전송 구조를 가진다. 이를 통해, 무선 통신단말에 실장된 안테나 배열에 맞는 교정 도구 (calibration tool)에 상응한 부재 (270)를 제작할 수 있을 것이다. 상기 부재 (270)로 도파관을 사용하는 것은, 제품 생산 단계에서 안테나와 피드 라인 (feed line)을 포함하여 전체 경로에 대한 교정을 수행할 시에 적용하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 부재 (270)로 메탈 하우징을 사용하는 것은, 제품을 사용하는 중에 온도, 전압 등의 영향으로 인한 성능 변화가 감지될 시에 수행할 교정에 적용하는 것이 바람직할 수 있다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른, 위상 교정장치에서 전체 경로에 대한 위상 교정을 수행하는 예를 보이고 있다.
도 3을 참조하면, 위상 교정을 위한 전체 경로는 순방향 경로 (310)와 역방향 경로 (320)가 존재할 수 있다.
상기 순방향 경로 (310)는 디지털 안테나 그룹 #1 (220)에 의한 송신 경로와, 디지털 안테나 그룹 #2 (230)에 의한 수신 경로로 구성될 수 있다.
상기 디지털 안테나 그룹 #1 (220)에 의한 송신 경로는 동작 스위치 SW #1과 동작 스위치 SW #2에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 동작 스위치 SW #1은 후위 RF 모뎀 (240)의 송신 경로를 피드 라인으로 연결함으로써, 디지털 모뎀 (210)에 의해 출력되는 테스트 신호가 피드 라인을 통해 제1 전위 RF 모뎀 (250)으로 전달될 수 있도록 한다. 상기 동작 스위치 SW #2는 피드 라인을 제1 전위 RF 모뎀 (250)의 송신 경로로 연결함으로써, 피드 라인을 통해 상기 후위 RF 모뎀 (240)으로부터 전달된 테스트 신호가 제1 안테나 배열을 구성하는 순방향 송신 안테나 배열을 통해 방사될 수 있도록 한다. 즉, 테스트 신호가 상기 순방향 송신 안테나 배열을 구성하는 송신 안테나들 각각에 상응한 체인 별로 전송되도록 한다.
상기 디지털 안테나 그룹 #2 (230)에 의한 수신 경로는 동작 스위치 SW #4와 동작 스위치 SW #3에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 동작 스위치 SW #4는 제2 전위 RF 모뎀 (260)의 수신 경로를 피드 라인으로 연결함으로써, 제2 안테나 배열을 구성하는 순방향 수신 안테나 배열을 통해 수신된 테스트 신호가 피드 라인을 통해 후위 RF 모뎀 (240)으로 전달될 수 있도록 한다. 상기 동작 스위치 SW #3은 피드 라인을 후위 RF 모뎀 (240)의 수신 경로로 연결함으로써, 피드 라인을 통해 상기 제2 전위 RF 모뎀 (260)으로부터 전달된 테스트 신호가 상기 후위 RF 모뎀 (240)의 수신 경로를 거처 디지털 모뎀 (210)으로 제공될 수 있도록 한다.
상기 디지털 모뎀 (210)은 순방향 체인 조합 별로 수신한 테스트 신호를 기반으로 해당 순방향 체인 조합에 대한 위상 교정을 수행한다.
상기 역방향 경로 (320)는 디지털 안테나 그룹 #2 (230)에 의한 송신 경로와, 디지털 안테나 그룹 #1 (220)에 의한 수신 경로로 구성될 수 있다.
상기 디지털 안테나 그룹 #2 (230)에 의한 송신 경로는 동작 스위치 SW #3과 동작 스위치 SW #4에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 동작 스위치 SW #3은 후위 RF 모뎀 (240)의 송신 경로를 피드 라인으로 연결함으로써, 디지털 모뎀 (210)에 의해 출력되는 테스트 신호가 피드 라인을 통해 제2 전위 RF 모뎀 (260)으로 전달될 수 있도록 한다. 상기 동작 스위치 SW #4는 피드 라인을 제2 전위 RF 모뎀 (260)의 송신 경로로 연결함으로써, 피드 라인을 통해 상기 후위 RF 모뎀 (240)으로부터 전달된 테스트 신호가 제2 안테나 배열을 구성하는 역방향 송신 안테나 배열을 통해 방사될 수 있도록 한다. 즉, 테스트 신호가 상기 역방향 송신 안테나 배열을 구성하는 송신 안테나들 각각에 상응한 체인 별로 전송되도록 한다.
상기 디지털 안테나 그룹 #1 (220)에 의한 수신 경로는 동작 스위치 SW #2와 동작 스위치 SW #1에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 동작 스위치 SW #2는 제1 전위 RF 모뎀 (250)의 수신 경로를 피드 라인으로 연결함으로써, 제1 안테나 배열을 구성하는 역방향 수신 안테나 배열을 통해 수신된 테스트 신호가 피드 라인을 통해 후위 RF 모뎀 (240)으로 전달될 수 있도록 한다. 상기 동작 스위치 SW #1은 피드 라인을 후위 RF 모뎀 (240)의 수신 경로로 연결함으로써, 피드 라인을 통해 상기 제1 전위 RF 모뎀 (250)으로부터 전달된 테스트 신호가 상기 후위 RF 모뎀 (240)의 수신 경로를 거처 디지털 모뎀 (210)으로 제공될 수 있도록 한다.
상기 디지털 모뎀 (210)은 역방향 체인 조합 별로 수신한 테스트 신호를 기반으로 해당 역방향 체인 조합에 대한 위상 교정을 수행한다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른, 위상 교정장치에서 전체 경로에 대한 위상 교정을 수행하는 다른 예를 보이고 있다.
도 4에서 보이고 있는 예는 도 3에서 살펴본 예와 그 동작에 있어 동일하나, 안테나 배열을 구성하는 안테나들 각각과 전위 RF 모듈 사이에 FEM들 (410)을 구성하는 것에서만 차이가 있다.
도 5는 다양한 실시 예에 따라, 무선 통신단말에 부재로 도파관이 사용된 일 예를 보이고 있다.
도 5를 참조하면, 두 개의 전위 RF 모듈들 (510, 520)이 무선 통신단말의 내 개의 모서리들 중 대각으로 위치하는 두 개의 모서리들 각각에 위치함을 가정한다. 이 경우, 도파관 (530)은 양측에 구비된 체결구들이 상기 두 개의 전위 RF 모듈들 (510, 520)과 일대일로 체결될 수 있다. 상기 도파관 (530)은 중공과심 (hollow center)와 전도벽 (conductive wall)에 의한 구조를 이용하여 신호를 전달할 수 있다.
상기 도파관 (530)의 양측에 구비된 체결구들 중 하나의 체결구는 두 개의 전위 RF 모듈들 (510, 520) 중 하나의 전위 RF 모듈로부터 테스트 신호를 입력 받으며, 나머지 하나의 체결구는 나머지 하나의 전위 RF 모듈로 테스트 신호를 출력한다. 이를 위해, 상기 도파관 (530)의 양측에 구비된 체결구들은 입력 및 출력되는 신호의 손실이 발생하지 않도록, 대응하는 전위 RF 모듈의 안테나 배열과 견고하게 밀착되도록 체결될 필요가 있다.
도 6은 다양한 실시 예에 따라, 무선 통신단말에 부재로 도파관이 사용된 다른 예를 보이고 있다.
도 6에서 보이고 있는 예는 무선 통신단말에서 두 개의 전위 RF 모듈들 (610, 620)이 설치된 위치가 도 5와 상이할 뿐 나머지 구조는 동일할 수 있다. 단지, 두 개의 전위 RF 모듈들 (610, 620)이 무선 통신단말의 일 측 모서리에 나란히 위치함으로, 테스트 신호의 전달 경로가 되는 도파관 (630)의 구성이 도 5에서 보이고 있는 도파관에 비해 상대적으로 간단한 구조를 가질 수 있다.
도 7은 다양한 실시 예에 따라, 무선 통신단말에 부재로 메탈 하우징이 사용된 일 예를 보이고 있다.
도 7을 참조하면, 메탈 하우징 (730)은 무선 통신단말의 측면 보호 및 제품 디자인을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 메탈 하우징 (730)은 메탈 소재를 사용하여 무선 통신단말의 측면을 감싸는 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 메탈 하우징 (730)은 위상 교정을 위해 송신 안테나 배열을 구성하는 송신 안테나들에 의해 방사되는 테스트 신호를 수신 안테나 배열을 구성하는 수신 안테나들로 전달하는 통로로써의 역할을 수행할 수 있다.
예컨대, 두 개의 전위 RF 모듈들 (710, 720)이 무선 통신단말의 내 개의 모서리들 중 대각으로 위치하는 두 개의 모서리들 각각에 위치함을 가정한다. 이 경우, 상기 메탈 하우징 (730)의 내측, 즉 무선 통신단말과 접촉하는 안 측면 중 두 개의 전위 RF 모듈들 (710, 720) 사이 구간에서 테스트 신호가 전파될 수 있도록 통로에 상응한 홈을 설치할 수 있다.
도 8은 다양한 실시 예에 따라, 위상 교정을 위한 전체 경로 중 무선 구간에 상응한 경로를 만들기 위한 부재로 사용할 도파관의 구조를 보이고 있다.
도 8을 참조하면, 송신 안테나 배열을 구성하는 송신 안테나들로부터 방사된 테스트 신호를 수신 안테나 배열을 구성하는 수신 안테나들로 전달하기 위한 부제로 사용된 도파관은 중공과심 (hollow center)와 전도벽 (conductive wall)에 의한 구조를 가진다.
도 9는 다양한 실시 예에 따라, 위상 교정을 위한 전체 경로 중 무선 구간에 상응한 경로를 만들기 위한 부재로 사용될 수 있는 도파관의 실제 모형을 보이고 있다.
도 10은 다양한 실시 예에 따른, 무선 통신단말에서의 위상 교정을 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.
도 10을 참조하면, 위상 교정이 필요하다고 판단될 시, 무선 통신단말은 1010단계에서 순방향 경로에 상응한 전체 경로에서의 위상 교정을 수행한다. 예컨대, 상기 무선 통신단말은 위상 교정이 필요한지를 판단하기 위해, 다양한 센서를 사용할 수 있다. 즉, 온도 센서를 사용하여 주변 온도를 측정하고, 상기 측정한 온도의 변화를 고려하여 위상 교정이 필요한지를 판단할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 무선 통신단말은 후위 RF 모듈과 제1 전위 RF 모듈에 의한 다중 안테나 그룹 #1의 송신 경로와, 제2 전위 RF 모듈과 후위 RF 모듈에 의한 다중 안테나 그룹 #2의 수신 경로로 이루어진 순방향 경로를 구성한다. 상기 무선 통신단말은 순방향 경로에 포함된 다수의 체인 조합들 각각에 대한 위상 교정을 수행한다. 즉, 순방향 경로에 포함된 각 체인 조합에 상응한 전체 경로를 통해 궤환되는 테스트 신호를 위상 등의 특성을 분석하고, 그 결과를 기반으로 해당 체인 조합에 대한 위상 교정을 수행할 수 있다.
상기 다수의 체인 조합들은 제1 안테나 배열의 송신 안테나 배열을 구성하는 송신 안테나들에 따른 송신 체인들과 제2 안테나 배열의 수신 안테나 배열을 구성하는 수신 안테나들에 따른 수신 체인들의 조합들을 의미한다.
상기 순방향 경로에 대한 위상 교정이 완료되면, 상기 무선 통신단말은 1020단계에서 역방향 경로에 상응한 전체 경로에서의 위상 교정을 수행한다. 예컨대, 무선 통신단말은 후위 RF 모듈과 제2 전위 RF 모듈에 의한 다중 안테나 그룹 #2의 송신 경로와, 제1 전위 RF 모듈과 후위 RF 모듈에 의한 다중 안테나 그룹 #1의 수신 경로로 이루어진 역방향 경로를 구성한다. 상기 무선 통신단말은 역방향 경로에 포함된 다수의 체인 조합들 각각에 대한 위상 교정을 수행한다. 즉, 각 역방향 경로에 포함된 체인 조합에 상응한 전체 경로를 통해 궤환되는 테스트 신호를 위상 등의 특성을 분석하고, 그 결과를 기반으로 해당 체인 조합에 대한 위상 교정을 수행할 수 있다.
상기 다수의 체인 조합들은 제2 안테나 배열의 송신 안테나 배열을 구성하는 송신 안테나들에 따른 송신 체인들과 제1 안테나 배열의 수신 안테나 배열을 구성하는 수신 안테나들에 따른 수신 체인들의 조합들을 의미한다.
앞서 제안한 실시 예에서는 순방향 경로에서의 체인 조합들에 대한 위상 교정을 우선적으로 수행한 후 역방향 경로에서의 체인 조합들에 대한 위상 교정을 수행하는 것을 가정하였다. 즉, 1차 교정을 디지털 안테나 그룹 #1의 송신 경로와 부재에 의한 경로 및 디지털 안테나 그룹 #2의 수신 경로에 의한 순방향 경로에 대해 수행하고, 2차 교정을 디지털 안테나 그룹 #2의 송신 경로와 부재에 의한 경로 및 디지털 안테나 그룹 #1의 수신 경로에 의한 역방향 경로에 대해 수행하였다.
하지만, 순방향 경로 및 역방향 경로에서, 위상 교정을 수행하는 순서는 달리할 수 있음은 물론이다. 즉, 역방향 경로에서의 체인 조합들에 대한 위상 교정을 우선적으로 수행한 후 역방향 경로에서의 체인 조합들에 대한 위상 교정을 수행할 수도 있다.
하기의 설명에서는 편의를 위해, 순방향 경로에 대한 위상 교정을 수행한 후 역방향 경로에 대한 위상 경로에 대한 위상 교정을 수행함을 가정할 것이다. 하지만, 그 반대 순서에 의해 위상 교정을 수행하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
도 11은 다양한 실시 예에 따른, 무선 통신단말에서의 순방향 경로 또는 역방향 경로에 대한 위상 교정을 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.
도 11을 참조하면, 무선 통신단말은 위상 교정 대상인 전체 경로 (순방향 경로 또는 역방향 경로)에 포함된 체인 조합을 순차적으로 선택하기 위해, 송신 및 수신 체인 인덱스 (CHAIN_TX, CHAIN_RX)를 초기화한다 (1110단계). 예컨대, 송신 체인 인덱스 CHAIN_TX를 초기 값인 '0'으로 설정하고, 수신 체인 인덱스인 CHAIN_RX를 초기 값인 '0'으로 설정한다.
상기 무선 통신단말은 송신 및 수신 체인 인덱스 (CHAIN_TX, CHAIN_RX)를 초기화하기 이전 또는 이후, 전위 및 후위 RF 모듈들에 구비된 동작 스위치들을 제어하여 위상 교정을 수행할 대상 경로에 상응한 전체 경로 (순방향 경로 또는 역방향 경로)를 형성할 수 있다.
예컨대, 순방향 경로는, 다중 안테나 그룹 #1 (제1 MIMO 채널)을 구성하는 송/수신 경로 중 송신 경로를 선택하고, 다중 안테나 그룹 #2 (제2 MIMO 채널)를 구성하는 송/수신 경로 중 수신 경로를 선택하는 것에 의해 형성될 수 있다. 그리고 역방향 경로는, 다중 안테나 그룹 #2 (제2 MIMO 채널)을 구성하는 송/수신 경로 중 송신 경로를 선택하고, 다중 안테나 그룹 #1 (제1 MIMO 채널)를 구성하는 송/수신 경로 중 수신 경로를 선택하는 것에 의해 형성될 수 있다.
상기 무선 통신단말은 전체 경로 (순방향 경로 또는 역방향 경로)에 대한 위상 교정을 수행한다 (1112단계 내지 1122단계). 상기 전체 경로에 대한 위상 교정은, 송신 경로를 구성하는 모든 체인들과 수신 경로를 구성하는 모든 체인들의 조합들 각각에 대한 위상을 측정하고, 상기 측정한 위상을 기준 위상 값을 사용하여 교정하는 것에 의해 수행될 수 있다. 이를 위해서는, 기준 위상 값을 설정하고, 위상 측정을 수행할 대상 체인 조합들을 순차적으로 선택하며, 상기 선택된 체인 조합에 대해 측정한 위상을 상기 설정된 기준 위상 값을 사용하여 교정할 수 있어야 할 것이다.
한 실시 예에 따르면, 무선 통신단말은 송신 및 수신 체인 인덱스 (CHAIN_TX #n, CHAIN_RX #m)에 의해 선택된 체인 조합인 'CHAIN_TX #n, CHAIN_RX #m'에 대한 위상을 측정한다 (1112단계). 여기서, 송신 체인 인덱스를 결정하는 'n'은 '0 ≤ n < NTX'의 범위를 가지며, 'NTX'은 전체 경로를 형성하는 송신 경로를 구성하는 송신 체인들의 전체 개수이며, 수신 체인 인덱스를 결정하는 'm'은 '0 ≤ m < NRX'의 범위를 가지며, 'NRX'은 전체 경로를 형성하는 수신 경로를 구성하는 수신 체인들의 전체 개수이다.
하기에서는 설명의 편의를 위해, 송신 체인 인덱스 CHAIN_TX #n를 고정하고, 수신 체인 인덱스 CHAIN_RX #m를 순차적으로 증가시킴으로써, 체인 조합을 선택하는 것을 가정한다. 하지만, 수신 체인 인덱스 CHAIN_RX #m를 고정하고, 송신 체인 인덱스 CHAIN_TX #n을 순차적으로 증가시킴으로써, 체인 조합을 선택하는 것에 의해서도 구현 가능함을 물론이다.
상기 위상 측정은 형성된 전체 경로로 테스트 신호를 전송하고, 상기 전송한 테스트 신호에 응답한 궤환 신호에 대해 이루어진다. 예컨대, 무선 통신단말은 전송한 테스트 신호와 이에 대해 응답으로 수신한 궤환 신호의 위상 변화를 기반으로 위상을 측정할 수 있다.
최초 위상 측정 시에는 송신 및 수신 체인 인덱스 (CHAIN_TX, CHAIN_RX)가 초기 값으로 설정되어 있으므로, 첫 번째 체인 조합인 'CHAIN_TX #0, CHAIN_RX #0'에 대한 위상을 측정한다.
상기 무선 통신단말은 첫 번째 체인 조합에 대해 측정한 위상 값을 기준 위상 값을 설정할 수 있다. 하지만, 기준 위상 값을 임의의 값으로 설정하거나 첫 번째 체인 조합이 아닌 임의로 선택된 체인 조합에 대해 측정한 위상 값에 의해 설정될 수도 있음은 물론이다.
상기 무선 통신단말은 선택된 체인 조합에 대해 측정한 위상을 교정한다 (1114단계). 만약, 상기 선택된 체인 조합이 첫 번째 체인 조합이고, 상기 첫 번째 체인 조합에 대해 측정한 위상 값을 기준 위상 값으로 사용하는 경우, 상기 첫 번째 체인 조합에 대해 측정한 위상 값을 위한 교정을 생략할 수 있다. 하지만, 기준 위상 값이 미리 설정되거나 다른 방안에 의해 마련될 경우, 상기 첫 번째 체인 조합에 대해 측정한 위상 값을 위한 교정이 생략되지는 않을 것이다.
상기 무선 통신단말은 교정이 이루어진 측정 위상이 전체 경로에서, 수신 경로 (다중 안테나 그룹 #2의 수신 경로)를 구성하는 모든 체인들에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 이루어졌는지를 판단한다 (1116단계). 예컨대, 상기 무선 통신단말은 'CHAIN_RX = NRX-1'의 조건을 만족하는지에 의해, 하나의 기준 송신 체인과, 모든 수신 체인들에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 이루어졌는지를 판단할 수 있다.
만약 모든 수신 체인들에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되지 않았다면, 상기 무선 통신단말은 다음으로 위상 교정을 수행할 체인 조합을 선택하기 위해, 수신 체인 인덱스 CHAIN_RX를 1 증가시킨다 (1118단계).
상기 무선 통신단말은 새로운 체인 조합을 선택하면, 상기 새로이 선택된 체인 조합에 대한 위상을 측정한다 (1112단계). 상기 무선 통신단말은 미리 설정되어 있는 기준 위상 값을 사용하여 상기 측정된 위상 값에 대해 교정을 수행한다. (1114단계). 예컨대, 상기 무선 통신단말은 측정된 위상 값이 기준 위상 값과 동일한지에 의해 위상 교정이 필요한지를 판단한다.
만약, 위상 교정이 필요하다고 판단하면, 상기 무선 통신단말은 측정된 위상 값이 기준 위상 값과 일치 또는 근접할 수 있도록, RF 모듈 내의 구성들에 대한 적어도 하나의 파라미터 값을 조정하여 위상 교정을 수행할 수 있다. 하지만, 위상 교정이 필요하지 않다고 판단하면, 상기 무선 통신단말은 다음 체인 조합에 대한 위상 교정을 수행하기 위한 동작을 진행할 수 있다.
하나의 송신 체인과, 모든 수신 체인들에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되었다면, 상기 무선 통신단말은 순방향 경로를 구성하는 모든 체인 조합들에 대한 위상 교정이 완료되었는지를 판단한다 (1120단계). 예컨대, 상기 무선 통신단말은 'CHAIN_TX = NTX-1'의 조건을 만족하는지에 의해, 모든 송신 체인들과, 모든 수신 체인들의 조합에 따른 체인 조합들의 위상 교정이 완료되었는지를 판단할 수 있다.
만약, 모든 체인 조합들에 대한 위상 교정이 완료되지 않았다면, 상기 무선 통신단말은 위상 교정을 수행할 다음 체인 조합을 선택하기 위해, 송신 체인 인덱스 CHAIN_TX를 1 증가시키고, 순방향 경로의 수신 경로를 구성하는 수신 체인들을 순차적으로 선택하기 위해 수신 체인 인덱스 (CHAIN_RX)를 초기화한다 (1122단계). 예컨대, 수신 체인 인덱스인 CHAIN_RX를 초기 값인 '0'으로 설정한다.
이로써, 상기 무선 통신단말은 갱신된 송신 체인 인덱스에 상응한 송신 체인과, 각각의 수신 체인에 의한 체인 조합들에 대해 위상 교정을 수행할 수 있다 (1112단계 내지 1118단계).
상술한 바와 같이, 무선 통신단말은 순방향 또는 역방향 경로를 구성하는 송신 체인들과 수신 체인들의 조합들 각각을 순차적으로 선택하여 위상 교정을 수행하는 것을 제안한다. 상기 위상 교정을 위해 모든 체인 조합들 중에서 위상 교정을 위한 대상 체인 조합을 순차적으로 선택하는 방안은 앞서 제안한 방안 외에도 다양하게 마련될 수 있을 것이다.
하기 <표 1>과 <표 2>는 하나의 송신 체인을 기준으로 수신 체인들을 순차적으로 선택한 체인 조합의 순서에 따라 위상 교정을 수행하는 것을 가정한 것이다.
하기 <표 1>는 순방향 경로에 대한 위상 교정의 일 예를 보이고 있다. 예컨대, 상기 순방향 경로는 두 개의 다중 안테나 그룹들 중 다중 안테나 그룹 #1이 송신 다중 안테나 그룹으로 동작하고, 다중 안테나 그룹 #2가 수신 다중 안테나 그룹으로 동작함을 가정하고 있다. 그리고 상기 송신 다중 안테나 그룹에 포함된 안테나 배열이 3개의 송신 안테나들을 포함하고, 상기 수신 다중 안테나 그룹에 포함된 안테나 배열이 3개의 수신 안테나들을 포함함을 가정하였다. 상기 3개의 송신 안테나들 각각이 순방향 송신 체인에 대응하고, 이를 식별하기 위해 각 순방향 송신 체인에 대해 송신 체인 인덱스 (CHAIN_TX #n)을 부여하였다. 상기 3개의 수신 안테나들 각각이 순방향 수신 체인에 대응하고, 이를 식별하기 위해 각 순방향 수신 체인에 대해 수신 체인 인덱스 (CHAIN_RX #m)을 부여하였다.
송신 체인 인덱스
(다중 안테나 그룹 #1)		 수신 체인 인덱스
(다중 안테나 그룹 #2)		 측정 위상 교정 위상
CHAIN_TX #0 CHAIN_RX #0 FL ( D TX #0 + D RX #0 ) FL ( D TX #0 + D RX#0 )
CHAIN_RX #1 FL ( D TX #0 + D RX #1 )
CHAIN_RX #2 FL ( D TX #0 + D RX #2 )
CHAIN_TX #1 CHAIN_RX #0 FL ( D TX #1 + D RX #0 ) FL ( D TX #1 + D RX#0 )
CHAIN_RX #1 FL ( D TX #1 + D RX #1 )
CHAIN_RX #2 FL ( D TX #1 + D RX #2 )
CHAIN_TX #2 CHAIN_RX #0 FL ( D TX #2 + D RX #0 ) FL ( D TX #2 + D RX#0 )
CHAIN_RX #1 FL ( D TX #2 + D RX #1 )
CHAIN_RX #2 FL ( D TX #2 + D RX #2 )
상기 <표 1>에 따르면, 다중 안테나 그룹 #1을 구성하는 전위 RF 모듈에서의 순방향 송신 경로 상에 위치하는 송신 안테나들 각각이 다중 안테나 그룹 #2를 구성하는 전위 RF 모듈에서의 순방향 수신 경로 상에 위치하는 수신 안테나들 각각과의 조합에 의해 체인 조합들을 정의함을 확인할 수 있다.
상기 <표 1>에 의하면, 체인 조합 (CHAIN_TX #0, CHAIN_RX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 FL ( D TX #0 + D RX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_TX #0의 순방향 송신 체인을 기준으로 나머지 순방향 수신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 FL ( D TX #0 + D RX #1 ), FL ( D TX #0 + D RX # 2 )을 기준 위상 값인 FL ( D TX #0 + D RX # 0 )으로 교정할 수 있다.
상기 CHAIN_TX #0에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되면, 다음 송신 체인 인덱스 CHAIN_TX #1에 의한 체인 조합들의 위상 교정을 수행한다. 즉, 체인 조합 (CHAIN_TX #1, CHAIN_RX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 FL ( D TX #1 + D RX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_TX #1의 송신 체인을 기준으로 나머지 수신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 FL ( D TX #1 + D RX #1 ), FL ( D TX #1 + D RX # 2 )을 기준 위상 값인 FL ( D TX #1 + D RX # 0 )으로 교정할 수 있다.
상기 CHAIN_TX #1에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되면, 다음 송신 체인 인덱스 CHAIN_TX #2에 의한 체인 조합들의 위상 교정을 수행한다. 즉, 체인 조합 (CHAIN_TX #2, CHAIN_RX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 FL ( D TX #2 + D RX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_TX #2의 송신 체인을 기준으로 나머지 수신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 FL ( D TX #2 + D RX #1 ), FL ( D TX #2 + D RX # 2 )을 기준 위상 값인 FL ( D TX #2 + D RX # 0 )으로 교정할 수 있다.
하기 <표 2>는 역방향 경로에 대한 위상 교정의 일 예를 보이고 있다. 예컨대, 상기 역방향 경로는 두 개의 다중 안테나 그룹들 중 다중 안테나 그룹 #2가 송신 다중 안테나 그룹으로 동작하고, 다중 안테나 그룹 #1이 수신 다중 안테나 그룹으로 동작함을 가정하고 있다. 그리고 상기 송신 다중 안테나 그룹에 포함된 안테나 배열이 3개의 송신 안테나들을 포함하고, 상기 수신 다중 안테나 그룹에 포함된 안테나 배열이 3개의 수신 안테나들을 포함함을 가정하였다. 상기 3개의 송신 안테나들 각각이 역방향 송신 체인에 대응하고, 이를 식별하기 위해 각 역방향 송신 체인에 대해 송신 체인 인덱스 (CHAIN_TX #n)을 부여하였다. 상기 3개의 수신 안테나들 각각이 역방향 수신 체인에 대응하고, 이를 식별하기 위해 각 역방향 수신 체인에 대해 수신 체인 인덱스 (CHAIN_RX #m)을 부여하였다.
송신 체인 인덱스
(다중 안테나 그룹 #2)		 수신 체인 인덱스
(다중 안테나 그룹 #1)		 측정 위상 교정 위상
CHAIN_TX #0 CHAIN_RX #0 RL ( D TX #0 + D RX #0 ) RL ( D TX #0 + D RX#0 )
CHAIN_RX #1 RL ( D TX #0 + D RX #1 )
CHAIN_RX #2 RL ( D TX #0 + D RX #2 )
CHAIN_TX #1 CHAIN_RX #0 RL ( D TX #1 + D RX #0 ) RL ( D TX #1 + D RX#0 )
CHAIN_RX #1 RL ( D TX #1 + D RX #1 )
CHAIN_RX #2 RL ( D TX #1 + D RX #2 )
CHAIN_TX #2 CHAIN_RX #0 RL ( D TX #2 + D RX #0 ) RL ( D TX #2 + D RX#0 )
CHAIN_RX #1 RL ( D TX #2 + D RX #1 )
CHAIN_RX #2 RL ( D TX #2 + D RX #2 )
상기 <표 2>에 따르면, 다중 안테나 그룹 #2를 구성하는 전위 RF 모듈에서의 역방향 송신 경로 상에 위치하는 송신 안테나들 각각이 다중 안테나 그룹 #1을 구성하는 전위 RF 모듈에서의 역방향 수신 경로 상에 위치하는 수신 안테나들 각각과의 조합에 의해 체인 조합들을 정의함을 확인할 수 있다.
상기 <표 2>에 의하면, 체인 조합 (CHAIN_TX #0, CHAIN_RX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 RL ( D TX #0 + D RX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_TX #0의 역방향 송신 체인을 기준으로 나머지 역방향 수신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 RL ( D TX #0 + D RX #1 ), RL ( D TX #0 + D RX # 2 )을 기준 위상 값인 RL ( D TX #0 + D RX # 0 )으로 교정할 수 있다.
상기 CHAIN_TX #0에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되면, 다음 송신 체인 인덱스 CHAIN_TX #1에 의한 체인 조합들의 위상 교정을 수행한다. 즉, 체인 조합 (CHAIN_TX #1, CHAIN_RX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 RL ( D TX #1 + D RX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_TX #1의 송신 체인을 기준으로 나머지 수신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 RL ( D TX #1 + D RX #1 ), RL ( D TX #1 + D RX # 2 )을 기준 위상 값인 RL ( D TX #1 + D RX # 0 )으로 교정할 수 있다.
상기 CHAIN_TX #1에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되면, 다음 송신 체인 인덱스 CHAIN_TX #2에 의한 체인 조합들의 위상 교정을 수행한다. 즉, 체인 조합 (CHAIN_TX #2, CHAIN_RX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 RL ( D TX #2 + D RX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_TX #2의 송신 체인을 기준으로 나머지 수신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 RL ( D TX #2 + D RX #1 ), RL ( D TX #2 + D RX # 2 )을 기준 위상 값인 RL ( D TX #2 + D RX # 0 )으로 교정할 수 있다.
하기 <표 3>과 <표 4>는 하나의 수신 체인을 기준으로 송신 체인들을 순차적으로 선택한 체인 조합의 순서에 따라 위상 교정을 수행하는 것을 가정한 것이다.
하기 <표 3>은 순방향 경로에 대한 위상 교정의 일 예를 보이고 있다. 예컨대, 상기 순방향 경로는 두 개의 다중 안테나 그룹들 중 다중 안테나 그룹 #1이 송신 다중 안테나 그룹으로 동작하고, 다중 안테나 그룹 #2가 수신 다중 안테나 그룹으로 동작함을 가정하고 있다. 그리고 상기 송신 다중 안테나 그룹에 포함된 안테나 배열이 3개의 송신 안테나들을 포함하고, 상기 수신 다중 안테나 그룹에 포함된 안테나 배열이 3개의 수신 안테나들을 포함함을 가정하였다. 상기 3개의 송신 안테나들 각각이 순방향 송신 체인에 대응하고, 이를 식별하기 위해 각 순방향 송신 체인에 대해 송신 체인 인덱스 (CHAIN_TX #n)을 부여하였다. 상기 3개의 수신 안테나들 각각이 순방향 수신 체인에 대응하고, 이를 식별하기 위해 각 순방향 수신 체인에 대해 수신 체인 인덱스 (CHAIN_RX #m)을 부여하였다.
수신 체인 인덱스
(다중 안테나 그룹 #2)		 송신 체인 인덱스
(다중 안테나 그룹 #1)		 측정 위상 교정 위상
CHAIN_RX #0 CHAIN_TX #0 FL ( D RX #0 + D TX #0 ) FL ( D RX #0 + D TX#0 )
CHAIN_TX #1 FL ( D RX #0 + D TX #1 )
CHAIN_TX #2 FL ( D RX #0 + D TX #2 )
CHAIN_RX #1 CHAIN_TX #0 FL ( D RX #1 + D TX #0 ) FL ( D RX #1 + D TX#0 )
CHAIN_TX #1 FL ( D RX #1 + D TX #1 )
CHAIN_TX #2 FL ( D RX #1 + D TX #2 )
CHAIN_RX #2 CHAIN_TX #0 FL ( D RX #2 + D TX #0 ) FL ( D RX #2 + D TX#0 )
CHAIN_TX #1 FL ( D RX #2 + D TX #1 )
CHAIN_TX #2 FL ( D RX #2 + D TX #2 )
상기 <표 3>에 따르면, 다중 안테나 그룹 #2를 구성하는 전위 RF 모듈에서의 순방향 수신 경로 상에 위치하는 수신 안테나들 각각을 기준으로 다중 안테나 그룹 #1를 구성하는 전위 RF 모듈에서의 순방향 송신 경로 상에 위치하는 송신 안테나들 각각과의 조합에 의해 체인 조합들을 정의함을 확인할 수 있다.
상기 <표 3>에 의하면, 체인 조합 (CHAIN_RX #0, CHAIN_TX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 FL ( D RX #0 + D TX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_RX #0의 수신 체인을 기준으로 나머지 송신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 FL ( D RX #0 + D TX #1 ), FL ( D RX #0 + D TX # 2 )을 기준 위상 값인 FL ( D RX #0 + D TX # 0 )으로 교정할 수 있다.
상기 CHAIN_RX #0에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되면, 다음 수신 체인 인덱스 CHAIN_RX #1에 의한 체인 조합들의 위상 교정을 수행한다. 즉, 체인 조합 (CHAIN_RX #1, CHAIN_TX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 FL ( D RX #1 + D TX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_RX #1의 수신 체인을 기준으로 나머지 송신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 FL ( D RX #1 + D TX #1 ), FL ( D RX #1 + D TX # 2 )을 기준 위상 값인 FL ( D RX #1 + D TX # 0 )으로 교정할 수 있다.
상기 CHAIN_RX #1에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되면, 다음 수신 체인 인덱스 CHAIN_RX #2에 의한 체인 조합들의 위상 교정을 수행한다. 즉, 체인 조합 (CHAIN_RX #2, CHAIN_TX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 FL ( D RX #2 + D TX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_RX #2의 수신 체인을 기준으로 나머지 송신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 FL ( D RX #2 + D TX #1 ), FL ( D RX #2 + D TX # 2 )을 기준 위상 값인 FL ( D RX #2 + D TX # 0 )으로 교정할 수 있다.
하기 <표 4>는 역방향 경로에 대한 위상 교정의 일 예를 보이고 있다. 예컨대, 상기 역방향 경로는 두 개의 다중 안테나 그룹들 중 다중 안테나 그룹 #1이 수신 다중 안테나 그룹으로 동작하고, 다중 안테나 그룹 #2가 송신 다중 안테나 그룹으로 동작함을 가정하고 있다. 그리고 상기 송신 다중 안테나 그룹에 포함된 안테나 배열이 3개의 송신 안테나들을 포함하고, 상기 수신 다중 안테나 그룹에 포함된 안테나 배열이 3개의 수신 안테나들을 포함함을 가정하였다. 상기 3개의 송신 안테나들 각각이 역방향 송신 체인에 대응하고, 이를 식별하기 위해 각 역방향 송신 체인에 대해 송신 체인 인덱스 (CHAIN_TX #n)을 부여하였다. 상기 3개의 수신 안테나들 각각이 역방향 수신 체인에 대응하고, 이를 식별하기 위해 각 역방향 수신 체인에 대해 수신 체인 인덱스 (CHAIN_RX #m)을 부여하였다.
수신 체인 인덱스
(다중 안테나 그룹 #1)		 송신 체인 인덱스
(다중 안테나 그룹 #2)		 측정 위상 교정 위상
CHAIN_RX #0 CHAIN_TX #0 RL ( D RX #0 + D TX #0 ) RL ( D RX #0 + D TX#0 )
CHAIN_TX #1 RL ( D RX #0 + D TX #1 )
CHAIN_TX #2 RL ( D RX #0 + D TX #2 )
CHAIN_RX #1 CHAIN_TX #0 RL ( D RX #1 + D TX #0 ) RL ( D RX #1 + D TX#0 )
CHAIN_TX #1 RL ( D RX #1 + D TX #1 )
CHAIN_TX #2 RL ( D RX #1 + D TX #2 )
CHAIN_RX #2 CHAIN_TX #0 RL ( D RX #2 + D TX #0 ) RL ( D RX #2 + D TX #0 )
CHAIN_TX #1 RL ( D RX #2 + D TX #1 )
CHAIN_TX #2 RL ( D RX #2 + D TX #2 )
상기 <표 4>에 따르면, 다중 안테나 그룹 #2를 구성하는 전위 RF 모듈에서의 역방향 송신 경로 상에 위치하는 송신 안테나들 각각이 다중 안테나 그룹 #1을 구성하는 전위 RF 모듈에서의 역방향 수신 경로 상에 위치하는 수신 안테나들 각각과의 조합에 의해 체인 조합들을 정의함을 확인할 수 있다.
상기 <표 4>에 의하면, 체인 조합 (CHAIN_RX #0, CHAIN_TX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 RL ( D RX #0 + D TX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_RX #0의 역방향 수신 체인을 기준으로 나머지 역방향 송신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 RL ( D RX #0 + D TX #1 ), RL ( D RX #0 + D TX # 2 )을 기준 위상 값인 RL (D TX#0 + D RX#0 )으로 교정할 수 있다.
상기 CHAIN_RX #0에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되면, 다음 수신 체인 인덱스 CHAIN_RX #1에 의한 체인 조합들의 위상 교정을 수행한다. 즉, 체인 조합 (CHAIN_RX #1, CHAIN_TX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 RL ( D RX #1 + D TX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_RX #1의 수신 체인을 기준으로 나머지 송신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 RL ( D RX #1 + D TX#1 ), RL (D RX#1 + D TX#2 )을 기준 위상 값인 RL (D RX#1 + D TX#0 )으로 교정할 수 있다.
상기 CHAIN_RX #1에 의한 체인 조합들의 위상 교정이 완료되면, 다음 수신 체인 인덱스 CHAIN_RX #2에 의한 체인 조합들의 위상 교정을 수행한다. 즉, 체인 조합 (CHAIN_RX #2, CHAIN_TX #0)에 상응한 전체 경로에 대해 RL ( D RX #2 + D TX # 0 )의 위상이 측정되었으며, 이를 기준 위상 값으로 설정하였다. 그 후 CHAIN_RX #2의 수신 체인을 기준으로 나머지 송신 체인들과의 조합들에 대해 측정한 위상 값들 RL ( D RX #2 + D TX#1 ), RL (D RX#2 + D TX#2 )을 기준 위상 값인 RL (D RX#2 + D TX#0 )으로 교정할 수 있다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른, 무선 통신단말에서의 디지털 영역에 대해 교정을 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.
도 12를 참조하면, 무선 통신단말은 교정 설정 레지스터 (calibration set resister, CSR)를 설정한다 (1210단계). 상기 무선 통신단말은 고정 전력 감소 값 (default power down (PD) value)을 설정한다 (1212단계). 상기 무선 통신단말은 설정된 CSR과 고정 전력 감소 값을 기반으로 I 채널과 Q 채널에 대한 DC 값을 측정한다 (1214단계).
상기 무선 통신단말은 상기 측정한 DC 값이 10mV보다 큰지를 판단한다 (1216단계). 상기 측정한 DC 값이 10mV보다 크면, 상기 무선 통신단말은 앞서 설정한 고정 PD 값을 기반으로 DAC 레지스터 값을 감소시킨다 (1218단계). 상기 무선 통신단말은 감소한 DAC 레지스터 값을 기반으로 I 및 Q 채널에 대한 DC 값을 측정한다 (1214단계).
상기 무선 통신단말은 상기 측정한 DC 값이 -10mV보다 작은지를 판단한다 (1220단계). 상기 측정한 DC 값이 -10mV보다 작으면, 상기 무선 통신단말은 앞서 설정한 고정 PD 값을 기반으로 DAC 레지스터 값을 증가시킨다 (1222단계). 상기 무선 통신단말은 증가한 DAC 레지스터 값을 기반으로 I 및 Q 채널에 대한 DC 값을 측정한다 (1214단계).
상기 무선 통신단말은 상기 측정한 DC 값이 10mV보다 크기 않고, -10mV보다 작지 않으면, 수신 경로에서의 DC를 교정하는 동작을 완료한다.
한편, 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시에서 제안한 다양한 실시 예에 따른 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 변형에 의한 실시할 수 있음은 물론이다. 그러므로 본 개시에 따른 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라, 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 그뿐만 아니라, 이러한 변형 실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (16)

  1. 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말장치에 있어서,
    제1 안테나 배열을 포함하는 제1 무선 주파수(RF) 모듈, 제2 안테나 배열 (array)을 포함하는 제2 RF 모듈, 및 상기 제1 RF 모듈 및 상기 제2 RF 모듈 각각과 소정의 길이를 가지는 케이블에 의해 독립적으로 연결되는 제3 RF 모듈과,
    상기 제3 RF 모듈로 제1 테스트 신호를 출력하고, 상기 출력한 제1 테스트 신호에 응답하여 상기 제3 RF 모듈로부터 입력되는 제2 테스트 신호를 기반으로 상기 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열들에 의해 형성되는 제1 체인 조합들 각각에서의 위상 값을 교정하는 디지털 모뎀, 및
    상기 제1 RF 모듈과 상기 제2 RF 모듈 사이의 전송 경로 및 수신 경로를 형성하도록 설정된 부재를 포함하고, 상기 전송 경로는 상기 제1 테스트 신호를 전송하기 위해 상기 제3 RF 모듈과 상기 제1 RF 모듈에 의해 구성되고, 상기 수신 경로는 상기 제1 테스트 신호를 수신하고 상기 제2 테스트 신호를 상기 디지털 모뎀으로 출력하기 위해 상기 제2 RF 모듈 및 상기 제3 RF 모듈에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 배열 및 상기 제2 안테나 배열들 각각은 상기 무선 통신 단말장치의 네 개 모서리들 중 어느 하나에 위치함을 특징으로 하는, 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 RF 모듈 및 상기 제2 RF 모듈 각각을 상기 제3 RF 모듈에 독립적으로 연결하는 케이블의 길이는 서로 상이함을 특징으로 하는, 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부재는 도파관을 포함하고, 상기 도파관의 양측에 구비된 체결구들이 상기 제1 안테나 배열 및 상기 제2 안테나 배열들과 일대일로 체결됨을 특징으로 하는, 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말장치.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제3항에 있어서,
    상기 부재는 메탈 하우징 (metal housing)을 포함하고, 상기 메탈 하우징 (metal housing)은 상기 무선 통신 단말장치의 네 측면을 감싸도록 부착됨을 특징으로 하는, 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 모뎀은,
    상기 제1 안테나 배열 중에서 제1 안테나를 선택하고, 상기 제2 안테나 배열 중에서 제2 안테나를 선택하고,
    상기 선택된 제1 안테나 및 상기 선택된 제2 안테나에 기반하여 형성된 제1 체인 조합에 대한 위상 값을 측정하고,
    상기 측정된 위상 값을 기준 위상 값으로 설정하고,
    상기 기준 위상 값에 기반하여, 제2 체인 조합들 각각에 대한 위상 값을 캘리브레이션 하고, 상기 제2 체인 조합들은 상기 선택된 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 배열의 나머지 안테나들에 기반하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 모뎀은,
    상기 제3 RF 모듈로 제3 테스트 신호를 출력하고,
    상기 제3 테스트 신호에 대한 응답으로, 상기 제3 RF 모듈로부터 제4 테스트 신호를 수신하고,
    상기 제3 테스트 신호 및 상기 제4 테스트 신호에 기반하여, 상기 제1 안테나 배열 및 상기 제2 안테나 배열에 의해 형성된 제2 체인 조합들 각각의 위상 값을 캘리브레이션 하고,
    상기 제3 테스트 신호를 전송하기 위한 전송 경로는 제2 RF 모듈 및 상기 제3 RF 모듈에 의해 구성되고,
    상기 제3 테스트 신호를 수신하고, 상기 제4 테스트 신호를 상기 디지털 모뎀으로 출력하기 위한 수신 경로는 상기 제1 RF 모듈 및 상기 제3 RF 모듈에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디지털 모뎀은,
    상기 제2 안테나 배열 중에서 제1 안테나를 선택하고, 상기 제1 안테나 배열 중에서 제2 안테나를 선택하고,
    상기 선택된 제1 안테나 및 상기 선택된 제2 안테나에 기반하여 형성된 제3 체인 조합에 대한 위상 값을 측정하고,
    상기 측정된 위상 값을 기준 위상 값으로 설정하고,
    상기 기준 위상 값에 기반하여, 제4 체인 조합들 각각에 대한 위상 값을 캘리브레이션 하고, 상기 제4 체인 조합들은 상기 선택된 제1 안테나 및 상기 제1 안테나 배열의 나머지 안테나들에 기반하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 다중 안테나를 구비하는 무선 통신 단말장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1 안테나 배열을 포함하는 제1 RF 모듈, 제2 안테나 배열을 포함하는 제2 RF 모듈, 상기 제1 RF 모듈 및 상기 제2 RF 모듈과 미리 지정된 길이를 가지는 케이블에 의해 연결된 제3 RF 모듈, 및 디지털 모뎀을 포함하는 무선 통신 단말장치에서 위상을 캘리브레이션 하기 위한 방법에 있어서,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 제3 RF 모듈로 제1 테스트 신호를 출력하는 과정과,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 제1 테스트 신호에 대한 응답으로, 상기 제3 RF 모듈로부터 제2 테스트 신호를 수신하는 과정과,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 제1 테스트 신호 및 상기 제2 테스트 신호에 기반하여, 상기 제1 안테나 배열 및 상기 제2 안테나 배열에 의해 형성된 제1 체인 조합들 각각의 위상 값을 캘리브레이션 하는 과정을 포함하고,
    상기 제1 RF 모듈 및 상기 제2 RF 모듈 사이의 전송 경로 및 수신 경로는 부재에 의해 상기 무선 통신 단말장치 내에서 형성되고, 상기 전송 경로는 상기 제1 테스트 신호를 전송하기 위해 상기 제3 RF 모듈과 상기 제1 RF 모듈에 의해 구성되고, 상기 수신 경로는 상기 제1 테스트 신호를 수신하고 상기 제2 테스트 신호를 상기 디지털 모뎀으로 출력하기 위해 상기 제2 RF 모듈 및 상기 제3 RF 모듈에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 단말장치에서 위상을 캘리브레이션 하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 체인 조합들 각각의 위상 값을 캘리브레이션 하는 과정은,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 제1 안테나 배열 중에서 제1 안테나를 선택하는 과정과, 상기 제2 안테나 배열 중에서 제2 안테나를 선택하는 과정과,
    상기 선택된 제1 안테나 및 상기 선택된 제2 안테나에 기반하여 형성된 체인 조합에 대한 위상 값을 측정하는 과정과,
    상기 측정된 위상 값을 기준 위상 값으로 설정하는 과정과,
    상기 기준 위상 값에 기반하여, 제2 체인 조합들 각각에 대한 위상 값을 캘리브레이션 하는 과정을 포함하고, 상기 제2 체인 조합들은 상기 선택된 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 배열 중 나머지 안테나 들에 기반하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 단말장치에서 위상을 캘리브레이션 하기 위한 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 제3 RF 모듈로 제3 테스트 신호를 출력하는 과정과,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 제3 테스트 신호에 대한 응답으로, 상기 제3 RF 모듈로부터 제4 테스트 신호를 수신하는 과정과,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 제3 테스트 신호 및 상기 제4 테스트 신호에 기반하여, 상기 제1 안테나 배열 및 상기 제2 안테나 배열에 의해 형성된 제2 체인 조합들 각각의 위상 값을 캘리브레이션 하는 과정과,
    상기 제3 테스트 신호를 전송하기 위한 전송 경로는 제2 RF 모듈 및 상기 제3 RF 모듈에 의해 구성되고,
    상기 제3 테스트 신호를 수신하고, 상기 제4 테스트 신호를 상기 디지털 모뎀으로 출력하기 위한 수신 경로는 상기 제1 RF 모듈 및 상기 제3 RF 모듈에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 단말장치에서 위상을 캘리브레이션 하기 위한 방법.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제13항에 있어서,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 제2 안테나 배열 중에서 제1 안테나를 선택하고, 상기 제1 안테나 배열 중에서 제2 안테나를 선택하고,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 선택된 제1 안테나 및 상기 선택된 제2 안테나에 기반하여 형성된 제3 체인 조합에 대한 위상 값을 측정하고,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 측정된 위상 값을 기준 위상 값으로 설정하고,
    상기 디지털 모뎀에 의해, 상기 기준 위상 값에 기반하여, 제4 체인 조합들 각각에 대한 위상 값을 캘리브레이션 하고,
    상기 제4 체인 조합들은 상기 선택된 제1 안테나 및 상기 제1 안테나 배열의 나머지 안테나들에 기반하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 단말장치에서 위상을 캘리브레이션 하기 위한 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
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