KR20040061008A - 수신 신호의 특성에 기초한 무선 통신 시스템에서의 가변다이버시티 전송 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

송신 다이버시티 및 빔 형성을 사용할 것인지 또는 어느 정도로 사용할 것인지를 결정하기 위해 수신된 무선 통신 신호를 측정하는 방법 및 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 본 발명은 복수의 안테나에서 원격 단말기로부터 무선 신호를 수신하는 단계, 복수의 안테나에서 수신될 때 수신된 신호의 특성을 비교하는 단계, 상기 원격 단말기로 송신된 무선 신호의 수신이 상기 비교에 기초하여 다이버시티 송신에 의해 개선될 수 있는지를 결정하는 단계, 그리고 만약 상기 수신 상태가 개선될 수 있다면 다이버시티를 사용하여 원격 단말기에 무선 신호를 송신하는 단계를 포함한다.

Description

수신 신호의 특성에 기초한 무선 통신 시스템에서의 가변 다이버시티 전송 장치 및 방법 {VARIABLE DIVERSITY TRANSMISSION IN A RADIO COMMUNICATIONS SYSTEM BASED ON CHARACTERISTICS OF A RECEIVED SIGNAL}
무선 통신은 무선 신호를 송수신하는 환경에 민감하다. 환경이 수신되는 신호의 유형에 맞지 않을 때 통신은 분실 또는 열화될 수 있다. 어느 특정한 환경적인 문제를 때로 클러터(clutter) 또는 산란(scattering)이라고 한다. 이 문제는 다중 경로 간섭을 일으키거나 송신된 신호의 수신을 완전히 방해할 수 있다. 클러터 또는 산란의 영향을 완화시키기 위한 한가지 공지된 방법은 수신 또는 송신 다이버시티에 의한 것이다. 공간 수신 다이버시티는 일반적으로 서로 가까운 거리에 있는 두 개의 수신 안테나를 사용한다. 이 수신기는 가장 강한 신호를 수신하는 안테나를 선택하거나 두 안테나의 신호를 결합시키는 이퀄라이저(equalizer)를 사용할 것이다. 많은 상이한 이퀄라이저 설계가 이 기술분야에 공지되어 있다. 시간 수신 다이버시티는 단일 안테나를 사용하고 시간 내에 지연된 신호의 다중 경로복사본을 탐색한다. 이퀄라이저는 원래의 단일 신호를 분석(resolve)하기 위해 둘 이상의 동일한 산호를 결합시킨다. 디지털 셀룰러폰은 시스템에 의존하는 내인성(delay spread)의 1 내지 4 심볼을 갖는 신호를 분석할 수 있는 시간 다이버시티 수신 이퀄라이저를 구비해야 한다.
송신 다이버시티 작업(works)은 역으로 수신 다이버시티와 매우 유사하다. 신호는 간격을 두고 떨어져 있는 안테나로부터 송신되거나, 두 개의 다른 시간에 동일한 안테나로부터 송신될 수 있다. 송신 다이버시티 스킴은 어떤 환경하에서 수신상태를 상당히 강화시킬 수 있다. 그러나 이는 송신기의 복잡도를 증가시키고, 두 개 이상의 단말기를 구비하는 통신 시스템에서 추가적인 송신은 다른 단말기에 대한 노이즈와 간섭량을 증가시킨다. 또한 어떤 환경 조건의 경우, 다이버시티 송신은 수신 신호의 품질을 저하시킬 수 있다.
본 발명은 일반적으로 디지털 무선 신호 통신 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다이버시티를 사용하여 송신할 것인지를 결정하기 위하여 수신 신호를 측정하는 것에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 기지국를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 원격 단말기의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
송신 다이버시티 및 빔 형성을 사용할 것인지 또는 어느 정도로 사용할 것인지를 결정하기 위해 수신된 무선 통신 신호를 측정하는 방법 및 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 본 발명은 복수의 안테나에서 원격 단말기로부터 무선 신호를 수신하는 단계, 복수의 안테나에서 신호가 수신될 때 수신된 신호의 특성을 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 원격 단말기로 송신되는 무선 신호의 수신 상태가 상기 비교에 기초하여 다이버시티 송신에 의해 개선될 수 있는지를 결정하는 단계, 및 상기 수신 상태가 개선될 수 있다면 다이버시티를 사용하여 상기 원격 단말기로 무선 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징들은 첨부 도면과 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 한정으로서가 아닌 예시로서 설명되며, 첨부 도면의 숫자 중에 같은 도면 부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
서론
일 실시예에서, 본 발명은 SDMA(Spatial Division Multiple Access, 공간분할 다중 접속) 무선 데이터 통신 시스템에서 구현된다. 이러한 공간 분할 시스템에서 각 단말기는 예를 들어 기지국과 사용자 단말기 사이의 무선 통신 채널과 관계가 있는 한 세트의 공간 파라미터와 관련된다. 이 공간 파라미터는 각 단말기의 공간 서명을 포함한다. 이 공간 서명과 어레이 안테나를 사용하면, 기지국으로부터의 RF 에너지는 더욱 정확하게 단일 사용자 단말기로 향할 수 있고, 다른 사용자 단말기와의 간섭을 감소시키고 다른 사용자 단말기의 노이즈 임계값을 낮춘다. 반대로, 몇 개의 상이한 사용자 단말기로부터 동시에 수신된 데이터는 더 낮은 수신 에너지 레벨에서 분석될 수 있다. 사용자 단말기에서 공간 분할 안테나를 구비하면, 통신에 필요한 RF 에너지는 더욱 작을 수 있다. 그 이익은 서로 공간적으로 떨어져 있는 가입자에게 훨씬 크다. 공간 서명은 송신기의 공간적인 위치, 도착 방향(directions-of-arrival, DOAs), 도착 시간(times-of-arrival, TOAs), 및 기지국과의 거리 등을 포함할 수 있다.
신호 전력 레벨, DOAs, 및 TOAs 등의 파라미터 추정은 센서 (안테나) 어레이 정보에 관련하여 채널 등화(channel equalization)를 위해 디지털 데이터 스트림 내에 위치하는 공지의 훈련 시퀀스(training sequences)를 사용하여 결정될 수 있다. 이 정보는 그런 다음 공간 디멀티플렉서, 멀티플렉서 및 컴바이너(combiner)의 적절한 가중치를 계산하기 위해 사용된다. 공간 파라미터 결정에 있어 훈련 시퀀스의 특성을 개발하기 위해 이 기술분야에 공지된 확장 칼만 필터(extened Kalman filter) 또는 다른 유형의 선형 필터를 사용할 수 있다. 공간 분할과 SDMA 시스템의 사용과 관련된 더욱 자세한 것은 예를 들어 Ottersten 등에게 1998년 10월 27일자로 허여된 미국 특허 제5,828,685호와 ROY, Ⅲ 등에게 1997년 6월 24일자로 허여된 미국특허 제5,642,353호에 기술되어 있다.
공간분할 통신 시스템의 우수한 이점에도 불구하고, 높은 클러터 및 산란 환경에서 지연된 다중경로 신호는 공간적으로 지향된 빔(spatially directed beam)의 한 면(aspects)을 형성하는 빔과 간섭을 일으킬 수 있다. 결과로서, 정밀하게 지향된 신호는 전방향(omni-directional) 빔일 경우 명료하게 수신되지 않을 수 있다. 그러나 그러한 높은 클러터 상태는 일반적으로 다이버시티 송신에 매우 잘 어울린다. 또한 복수의 송신 체인과 복수의 안테나를 구비하는 공간분할 하드웨어는송신 다이버시티를 제공하기 위해 쉽게 개조될 수 있다. 공간분할 모드에서, 송신 체인들은 각기 상이한 진폭(amplitude)와 상이한 위상 또는 지연을 갖고서 각기 통신 신호의 복사본(copy)을 송신하도록 설계된다. 이것이 공간 서명이 일반적으로 빔 형성에 사용되는 방법이다. 이 송신 가중치 세트를 변경함으로써 공간분할 안테나는 송신 다이버시티 안테나로 사용될 수 있다. 다음에 논의하는 바와 같이 다양한 상이한 다이버시티 송신 스킴이 가능하다.
공간분할 시스템은 또한 송신 또는 지연 다이버시티가 필요한 경우를 결정하는데 매우 적합하다. 전형적인 공간분할 시스템에서, 각 수신 체인으로부터의 신호가 측정되어 각 수신체인의 상대적인 위상과 진폭이 결정된다. 이 결정은 신호가 수신된 단말기에 대한 공간 서명을 결정하는 데 사용된다. 그러나 측정된 위상과 진폭 또는 이 모두는 또한 무선 환경의 성질(nature)을 결정하는 데 직접 사용될 수 있다. 측정값이 다이버시티 전송이 사용되어야 함을 나타내면, 전송 모드는 그에 따라 전환될 수 있다. 이 결정을 위해 위상 및 진폭과 결합하여 또는 별개로 다른 시험들도 또한 적용될 수 있다.
기지국 구조
본 발명은 고정 접속(fixed-access) 또는 이동 접속(mobile-acces) 무선 네트워크일 수 있는 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 공간분할 다중 접속(SDMA) 기술을 사용하여 더욱 용이하게 구현될 수 있지만, SDMA 시스템은 불필요하다. 본 시스템은 시분할 다중 접속(TDMA), 주파수분할 다중 접속(FDMA) 및 부호분할 다중 접속(CDMA)과 같은 임의 형태의 다중 접속 시스템일 수 있다. 다중 접속은 주파수분할 듀플렉싱(frequency division duplexing, FDD) 또는 시분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)와 결합될 수 있다. 도 1은 본 발명의 구현에 적합한 무선 통신 시스템 또는 네트워크의 기지국의 일례를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이 시스템 또는 네트워크는 원격 단말기 또는 사용자 단말기라고도 하는 다수의 가입자국(subscriber station)을 포함한다. 기지국은 소정의 요구된 데이터 서비스를 제공하고 인접한 무선 시스템(immediate wireless system)에 대한 외부 접속을 위해 호스트 DSP(231)을 통해 광역 통신망(wide area network, WAN) 또는 이동 전화 교환국(mobile telephone switching office, MTSO)에 접속될 수 있다. 공간분할을 지원하기 위해 복수의 안테나(103), 예를 들어 4개의 안테나가 사용되지만 안테나의 수는 다르게 선택될 수 있다.
안테나의 출력은 본 TDD 시스템에서 시간 스위치인 듀플렉서 스위치(107)에 연결된다. 스위치(107)의 두 가지 구현 가능한 예는 주파수 분할 듀플렉스 시스템의 주파수 듀플렉서로서, 그리고 시분할 듀플렉스 시스템의 시간 스위치로서 이다.
수신 시에, 안테나 출력은 스위치(107)를 통해 수신기 모듈(205)에 연결되고, RF 수신기("RX") 모듈(205)에 의해 반송 주파수에서 FM 중간 주파수("IF")로 아날로그로 하향 혼합된다. 이 신호는 그 후 AD 변환기("ADCs")(209)에 의해 디지털화(샘플링) 된다. 신호의 실수부(real part)만 샘플링된다.
기저대역(baseband)으로의 최종 하향 변환(down-converting)이 디지털 방식으로 수행된다. 하향 변환과 디지털 필터링을 실현하기 위해 디지털 필터를 사용할 수 있으며, 디지털 필터링은 유한 임펄스 응답(finite impulse reponse, FIR)필터링 기술을 사용한다. 이것은 블록 213으로 도시되어 있다. 본 발명은 넓고 다양한 RF 및 IF 반송 주파수와 대역에 적합하도록 개조될 수 있다.
본 예에서, 수신 타임슬롯당 하나씩 각 안테나의 디지털 필터 장치(213)로부터 4개의 하향 변환된 출력이 존재한다. 특정 수의 타임슬롯은 네트워크 요구에 적합하도록 변화될 수 있다. 본 예는 각 TDD 프레임에 대해 4개의 업링크 및 4개의 다운링크 타임슬롯을 사용하며, 바람직한 결과는 또한 각 프레임에서 업링크과 다운링크에 대해 3개의 타임슬롯을 사용하여 실현되었다. 4개의 수신 타임슬롯 각각에 대해, 4개의 안테나로부터 4개의 하향 변환된 출력은 본 발명의 일 면에 따라 교정(calibration)을 포함하는 추가적인 처리를 위해 디지털 신호 프로세서(DSP)(217)(이하, "타임슬롯 프로세서"라 함)에 공급된다. 수신 타임슬롯당 하나씩 4개의 Motorola 56300계열 DSP가 타임슬롯 프로세서로 사용될 수 있다. 이 타임슬롯 프로세서(217)는 수신 신호의 전력을 감시하고 주파수 오프셋과 시간 조정(time alignment)을 추정한다. 타임슬롯 프로세서는 또한 각 안테나 소자에 대한 스마트 안테나 가중치를 결정한다. 이 가중치는 특정한 원격 사용자로부터의 신호를 결정하고 결정된 신호를 복조하기 위한 공간분할 다중 접속 스킴에서 사용된다.
타임슬롯 프로세서(217)의 출력은 4개의 수신 타임슬롯 각각에 대한 복조된 버스트 데이터(burst data)이다. 이 데이터는 그 주요 기능이 시스템의 모든 구성요소를 제어하고 더 높은 레벨의 처리와 인터페이스하는 것인 호스트 DSP(2311)로 전송되며, 상기 처리는 시스템의 통신 프로토콜로 규정된 모든 상이한 제어 및 서비스 통신 채널에서 통신을 위해 어떠한 신호가 필요한지를 다루는 처리이다. 호스트 DSP(231)는 Motorola 56300 계열 DSP일 수 있다. 또한 타임슬롯 프로세서는 결정된 각 사용자 단말기에 대한 수신 가중치를 호스트 DSP(231)로 전송한다.
호스트 DSP(231)는 상태와 타이밍 정보를 유지하고 타임슬롯 프로세서(217)로부터 업링크 버스트 데이터를 수신하며, 타임슬롯 프로세서(217)를 프로그램한다. 또한 호스트 DSP(231)는 버스트 업링크 신호의 해독, 디스크램블링, 오류 정정 코드 확인 및 해체(deconstruct)한 다음, 기지국의 다른 구성부분(parts)에서의 더 높은 레벨의 처리를 위해 전송되도록 업링크 신호를 포맷한다. 기지국의 다른 구성부분과 관련하여, 그것은 기지국에서의 추가적인 더 높은 처리를 위해 서비스 데이터와 트래픽 데이터를 포맷하고, 기지국의 다른 구성부분으로부터 다운링크 메시지와 트래픽 데이터를 수신하며, 다운링크 버스트를 처리하고 포맷하여 그 다운링크 버스트를 도면 부호 237로 나타낸 송신 제어기/변조기로 전송한다. 호스트 DSP(231)는 또한 송신 제어기/변조기(237)와 도면 부호 233으로 나타낸 RF/타이밍 제어기를 포함하는 기지국의 다른 구성요소의 프로그래밍을 관리한다.
RF/타이밍 제어기(233)는 블록 245로 나타낸 RF 송신 시스템과 인터페이싱되며 RF 시스템과 모뎀 모두에 의해 사용되는 다수의 타이밍 신호를 생성한다. RF/타이밍 제어기(233)는 전력 감시 및 제어 값을 판독하고 전송하며, 듀플렉서(107)을 제어하고 호스트 DSP(231)로부터 각 버스트에 대한 타이밍 파라미터 및 다른 설정을 수신한다.
송신 제어기/복조기(237)는 호스트 DSP(231)로부터 한번에 4개의 심볼씩송신 데이터를 수신한다. 송신 제어기는 이 데이터를 RF 송신기(TX) 모듈(245)로 전송될 아날로그 IF 출력을 생성하기 위해 사용한다. 구체적으로, 호스트 DSP(231)로부터 수신된 송신 데이터는 복합 변조 신호로 변환되고, IF 주파수로 상향 변환되며(up-converted), 4번 반복 샘플링되며(over-sampled), 호스트 DSP(231)로부터 취득된 송신 가중치가 곱해지고, 송신 제어기/복조기(237)의 일부인 DA 변환기("DACs")를 통해 아날로그 송신 파형으로 변환된다. 아 아날로그 파형은 송신 모듈(245)로 전송된다.
송신 모듈(245)은 신호를 송신 주파수로 상향 변환하고 그 신호를 증폭한다. 증폭된 송신 신호 출력은 듀플렉서/시간 스위치(107)를 거쳐 안테나(103)로 전송된다.
기지국 하드웨어의 설계는 일례로서 나타냈으며, 본 발명은 매우 다양한 서로 다른 하드웨어 시스템을 사용하여 구현될 수 있고, 범용 하드웨어를 사용하여 구현될 수 있다. 예시된 하드웨어 시스템은 본 발명에 적절한 것으로 생각되지만 필수적인 것은 아니다.
사용자 단말기 구조
도 2는 도 1의 기지국과의 통신에서 데이터 또는 음성 통신을 제공하는 원격 단말기의 구성요소 배치에 대한 일례를 도시한다. 안테나(45)가 송신용 및 수신용양쪽으로 사용될 수 있도록, 원격 단말기의 안테나(45)는 듀플렉서(46)에 접속된다. 안테나는 전방향성 또는 양방향성일 수 있다. 최적의 성능을 위해, 안테나는 복수의 소자로 구성될 수 있으며 기지국에 대해 전술한 바와 같이 고안 처리를 채용할 수 있다. 대안 실시예에서, 듀플렉서(46)를 없애기 위하여 개별 수신 안테나 및 송신 안테나가 사용된다. 또다른 대안 실시예에서, 시분할 다이버시티가 사용되는 경우, 송수신(TR) 스위치는 이 기술분야에 공지된 것처럼 듀플렉서를 대신하여 사용될 수 있다. 듀플렉서 출력(47)은 수신기(48)의 입력으로 공급된다. 수신기(48)는 복조기(51)의 입력인 하향 변환된 신호(49)를 생성한다. 복조된 수신 음향(sound)과 음성(voice) 신호(67)는 스피커(66)에 입력된다. 데이터 시스템에서, 복조된 신호는 CPU에 의해 처리되거나 도시되지 않은 다른 구성요소로 전송된다.
원격 단말기는 송신될 데이터 또는 음성이 변조기(57)에서 변조되는 대응하는 송신 체인을 구비한다. 변조기(57)에 의해 출력되는 송신될 변조 신호(59)는 송신기 출력 신호(61)를 생성하는 송신기(60)에 의해 상향 변환되고 증폭된다. 송신기 출력 신호(61)는 그 후 안테나(45)에 의한 송신을 위해 듀플렉서(46)에 입력된다.
복조된 수신 데이터(52)는 복조 이전의 수신 데이터(50)와 마찬가지로 원격 단말기 CPU(68)에 공급된다. 원격 단말기 CPU(68)는 Motorola 56300 계열 DSP와 같은 표준 DSP 장치로 구현될 수 있다. 이 DSP는 복조기(51) 및 변조기(57)의 기능을 수행할 수 있다. 원격 단말기 CPU(68)는 라인(63)을 통해 수신기를, 라인(62)을 통해 송신기를, 라인(52)을 통해 복조기를, 그리고 라인(58)을 통해 변조기를 제어한다. 원격 단말 CPU(68)는 또한 라인(54)을 통해 키보드(53)와, 라인(55)을 통해 디스플레이(56)와 통신한다. 음성 통신 원격 단말기를 위해, 마이크로폰(64)과 스피커(66)는 라인(65) 및 라인(67)을 통해 각각 변조기(57)와 복조기(51)에 접속된다. 다른 실시예에서, 마이크로폰과 스피커는 또한 음성 또는 데이터 통신을 제공하기 위해 CPU와 직접 통신한다.
마이크로폰(64)으로부터의 송신될 원격 단말기의 음성 신호(65)는 변조기(57)에 입력된다. 송신될 트래픽 및 제어 데이터는 원격 단말기의 CPU(68)에 의해 공급된다. 제어 데이터(58)는 이 기술분야에 공지된 것처럼 세션(session) 동안은 물론 등록(registration), 세션 개시 및 송신 동안에 기지국으로 전송된다.
다른 대안 실시예에서, 스피커(66)와 마이크로폰(64)은 외부 데이터 처리 장치(예: 컴퓨터)와의 데이터 송신을 허용하는 이 기술분야에 공지된 디지털 이터페이스로 대체되거나 증강(augmented)된다.
일 실시예에서, 원격 단말기 CPU는 외부 컴퓨터와 디스플레이, 키보드, 외부 컴퓨터의 일부인 마이크로폰 및 스피커와의 인터페이싱을 위해 PCMCIA 인터페이스와 같는 표준 디지털 인터페이스와 결합된다. 원격 단말기의 CPU(68)는 디지털 인터페이스와 외부 컴퓨터의 제어기를 통해 이 구성요소들과 통신한다. 데이터 전용 통신의 경우, 마이크로폰과 스피커는 제거될 수 있다. 음성 전용 통신의 경우, 키보드와 디스플레이는 제거될 수 있다.
많은 시스템에서, 사용자 단말기는 수신된 신호가 기지국으로부터 예측된 명목 신호(nominal signal)의 지연된 복사본(에코, echoes)을 포함할 때 조차도 그 수신된 신호를 복조할 수 있는 능력을 통합할 것이 요구된다. 대부분의 셀룰러폰 규격은 예를 들어 이러한 필요조건(requirements)을 포함한다. 이러한 규격에 따르면, 이퀄라이저는 1개에서 10개까지 심볼이 떨어져 있는 하나 이상의 에코를 포함하는 신호를 복조하기 위해 요구된다. 구체적인 필요조건은 관련 규격에 따라 변화한다. 특정한 규격의 경우 심볼에 의해 종종 표현되는 지연은 일반적으로 1/4 내지 1/B와 동등한 2배의 범위 내이며, B는 트래픽 채널의 대역폭이다. 이 능력은 일반적으로 CPU(68) 또는 복조기(51)의 적응형 채널 등화 필터에 의해 제공된다. 이 기술분야에 공지된 비터비 복호기(Vitterbi decoder)와 같은 트렐리스 복호기(trellis decoder)가 사용될 수 있다.
지연 이퀄라이저를 구비하더라도, 복조기의 성능은 비에코 신호(non-echoed signal)에 집중된 동일한 에너지에 비해 신호 에코로 인해 저하된다. 이퀄라이저는 이 성능 저하를 제한하지만 없애지 못한다. 두 개의 동일한 세기의 지연 성분을 갖는 신호에 대한 복조기의 감도는 에코가 없는 동일한 신호에 대해 비교할 때 2dB 만큼 저하될 수 있다. 결과적으로, 지연 다이버시티를 갖는 송신은 LOS 채널(Line-of-Sight channel)과 유사하게 수행하는 깨긋한(clean) 무선 채널의 사용자 단말기에 의한 수신을 심하게 저하시킬 수 있다. 한편, 수신 공간 서명이 유사(resembling) LOS와 멀리 떨어져 있음을 가리키는 경우, 이퀄라이저는 단일 신호의 성능과 튼튼함(robustness)을 증가시키기 위해 활용될 수 있다. 이퀄라이저는 페이드(fade), 다중 경로 및 다른 문제를 해결하기 위해 사용될 수 있다. 사용자 단말기가 LOS와 떨어져 있는 경우, 기지국은 대략 동일한 세기를 갖는 신호의 비지연 및 지연 복사본을 송신할 수 있다. LOS 조건과 동일하게 떨어져 있는 이것은 또한 빔 형성 효과가 최저인 것이다. 그래서, 지연된 복사본과 함께 송신하는 것은 빔 형성을 방해할 수 있지만 빔 형성이 비교적 효과적이지 않기 때문에 빔 형성에 대한 영향력은 매우 작다. LOS 채널의 경우, 빔 형성의 이점은 전적으로 활용될 수 있고 지연된 복사본은 동시에 억제될 수 있다.
프로세스 흐름
전술한 바와 같이, 지연 다이버시티 기술이 효과가 가장 작은 조건은 신호의 지연 및 비지연 복사본이 동일한 세기로 수신될 때이다. 이것은 신호가 기지국에서 원격 단말기로 직접 이동하는 물리적인 환경에 대응하며, 현저한 반사 또는 산란으로부터 자유롭다. 이러한 유형의 물리적 환경은 일반적으로 공간분할 기술이 일반적으로 가장 잘 작용하는 물리적 환경이다. 적응형 어레이(adaptive array), 스마트 안테나 또는 공간분할 기지국은 수신 어레이에서 원격 단말기의 공간 서명을 검사함으로써 원격 단말기가 그러한 LOS 환경에 있는지를 결정할 수 있다. 즉, 각 기지국 안테나에서 원격 단말기로부터 수신된 신호가 갖는 상대적인 진폭 및 위상 세트는 상당한 양의 산란이 존재하는지를 나타낼 수 있다. 산란으로부터 비교적 자유로운 원격 단말기로부터 도착한 신호가 결정되는 경우, 지연 다이버시티는 턴오프(turned off)될 수 있다. 동시에, 공간분할을 위한 빔 형성은 턴온(turned on)될 수 있다. 산란이 발견되는 경우, 지연 다이버시티는 턴온될 수 있다. 동일한 토큰(token)에 의해, 빔 형성은 턴오프될 수 있지만, 빔 형성과 지연 다이버시티를 결합하는 것도 또한 이점이 있다.
유사하게, 기지국은 원격 단말기에 최적의 성능을 제공하기 위해 지연 다이버시티 스킴에서 지연된 신호 복사본의 상대적인 세기를 제어할 수 있다. 기지국은 또한 상이하게 지연된 송신 신호의 상대적인 세기를 능동적으로 변화시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 원격 단말기와 교환하는 무선 신호 통신 동안에, 기지국은 원격 단말기로부터 무선 신호를 수신한다(311). 전술한 바와 같이, 신호는 각 안테나에서 샘플링된다(313). 수신 신호의 위상과 진폭은 샘플에 기초하여 측정될 수 있으며, 이 측정값으로부터 이 기술분야에 공지된 절차를 사용하여 수신된 신호에 대한 공간 서명은 결정될 수 있다(317). 이 프로세스는 공간분할 시스템에서 원격 단말기의 송신을 수신, 복조 및 복호하기 위해 수행될 프로세스와 동일하다. 결과로서, 공간분할 시스템에서 본 발명은 빔 형성 또는 지연 다이버시티를 적용할 것인지를 결정하기 위해 기지국에 의해 이미 수행된 분석 결과를 사용할 수 있다. 이 상승적인 효과는 결정이 이루어질 수 있는 효율과 속도를 향상시킨다. 결정된 공간 서명을 가짐으로써 원격 단말기의 공간 서명은 산란의 정도(extent)를 결정하기 위해 분석될 수 있다.
대안적인 또는 추가적인 시험으로서, 시스템은 각 안테나에서 수신된 신호의 진폭을 비교할 수 있다. 이것은 공간 서명의 데이터 또는 각 안테나에서 수신된 신호의 측정된 진폭에 기초하여 개별적으로 계산된 데이터를 사용하여 수행될 수 있다. 각 안테나에서의 비교적 일관된 진폭은 최소 페이딩을 갖는 깨끗한 LOS 신호임을 암시한다. 진폭의 차가 튼 것은 상당한 양의 산란과 다중 경로 간섭을 암시한다.
다른 추가적인 또는 대안적인 시험은 수신된 신호의 비트 오류율(bit errorrate, BER)을 측정하는 것이다(323). 비트 오류율은 정상적인 트래픽 흐름 중에 수신된 신호의 복호화 프로세스로부터 취득될 수 있다. 일반적으로, 통신 신호는 BER을 나타내는 값을 생성하기 위해 사용되는 소정 종류의 오류 정정 또는 검출 코드와 함께 송신된다. 더 높은 정밀도를 위해, 각 안테나에서의 비트 오류율은 다중 경로 간섭 또는 산란의 측정에 따라 비교될 수 있다. 각 안테나에서의 일관된 비트 오류율은 신호 경로가 깨끗하다는 것을 암시한다. 발산하는(diverging)는 비트 오류율은 상당한 산란을 암시한다.
이러한 시험을 하나 이상 수행함으로써, 기지국은 원격 다말기의 수신 상태가 다이버시티 송신에 의해 개선될 수 있는지를 결정할 수 있다(327). 수신 상태가 개선될 수 있으면 다이버시티 송신 모드가 선택될 수 있다(329). 이 경우에 무선 신호는 송신 다이버시티 모드(331)로 송신된다. 이것은 전적으로 스위칭 모드에 의해 수행될 수 있거나, 또는 후술하는 바와 같이 지연된 신호 복사본 또는 송신 다이버시티가 증가될 동시 신호 복사본에 가중치를 적용함으로써 수행될 수 있다. 대안으로, 만약 다이버시티 송신이 원격 단말기의 수신상태를 개선할 수 없으면 공간분할 모드가 선택될 수 있고(329), 무선 신호는 공간 서명에 기초한 빔 형성을 사용하여 송신될 수 있다(331). 빔 형성은 또한 특정한 방향으로 RF(무선 주파수) 에너지를 점진적으로 집중시키는 가중치를 적용함으로써 변화될 수 있다. 이 기술분야에서 이해될 것인 바와 같이, 이 결정에 대한 임계값은 일정한 히스테리시스를 갖고 설정될 수 있다. 일반적으로, 임계값은 또한 공간분할 시스템이 다른 원격 단말기와의 간섭을 감소시키기 때문에 빔 형성을 취하도록 선택될 것이다.
일 실시예에서, 기지국은 빔 형성 모드와 다이버시티 송신 모드 둘 다를 가지며, 이들 측정값에 기초하여 어떠한 모드를 채용할 것인지를 결정한다. 기지국은 서로 대안적인 하나의 모드 또는 나머지 모드를 채용할 것이다. 다른 실시예에서, 기지국은 빔 형성을 위한 공간 다이버시티를 사용하지 않고, 전방향적으로 또는 종래 방식으로 섹터(sector)에 의해 송신한다. 다이버시티 송신 모드는 그 후 종래의 전방향 또는 섹터 송신에 대한 보충으로서 사용될 수 있다. 대안적인 실시예로서, 본 발명은 지연 다이버시티 또는 다이버시티 송신 모드를 지원하지 않는 시스템에 적용될 수 있다. 이 경우에, 시험은 RF 채널에 의해 빔 형성이 지원되지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 만약 수신 상태가 빔 형성의 양을 감소시킴으로써 개선될 수 있으면, 공간분할은 턴오프될 수 있고 전방향 또는 광범한 신호(widespread signal)가 사용될 수 있다. 대안적으로, 충분히 낮은 레벨의 다중 경로 간섭을 갖는 환경에서 빔 형성은 공간 분할을 지원하기 위해 턴온될 수 있다.
본 발명의 다이버시티 송신은 여러 상이한 방식으로 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 공간분할 다중 안테나 송신 체인을 사용함으로써, 송신 신호는 먼저 하나의 송신 안테나를 통해 송신된 다음 다른 송신 안테나 체인을 통해 송신될 수 있다. 이 프로세스는 신호가 모든 송신 안테나 체인을 통해 송신될 때까지 반복될 수 있다. 도 1의 예에서, 이것은 한차례 4개의 송신 안테나 각각을 거치는 데이터에 대한 4개의 개별 송신 결과를 초래한다. 대안으로, 모든 4개의 안테나는 때가되면 지연되는 신호의 복사본을 송신하기 위해 동시에 사용될 수 있다. 이 신호에적용하는 시간 지연의 양은 원격 단말기의 송신기 능력을 최대한 활용하도록 선택될 수 있다. GSM(Globale Systems Mobile) 시스템에서, 제2 신호는 제1 신호보다 3개 또는 4개의 심볼 뒤에 전송될 것이다. DAMPS(Digital Advanced Mobile Phone Service)에 있어서는, 지연된 신호는 대략 원래 신호보다 대략 1개의 심볼 후에 전송될 것이다. 일반적으로, 지연은 두 개의 개별 파형이 상관되지 않도록(decorrelate)을 정도로 크지만, 수신기에서 2개의 파형이 결합될 수 있을 정도로 가깝게 선택될 것이다. 안테나와 지연 다이버시티는 또한 이 기술분야에 공지된 다이버시티 송신 모드로 결합될 수 있다.
SDMA 시스템에서, 공간분할 안테나 시스템을 사용하는 추가적인 다이버시티 선택이 가능하고, 신호에 대한 두 개의 변형은 동시에 또는 상이한 공간 서명을 사용하는 시간 지연을 갖고서 송신될 수 있다. 다시 말해, 안테나의 빔 형성 능력은 송신된 파형의 에너지를 상이한 방향을 향하도록 하는데 사용될 수 있다. 이 접근법은 안테나 시스템에 의해 송신되는 에너지의 전체량을 감소시키지만, 신호가 상이한 전파 경로를 따라 송신되는 것을 허용한다. 다른 다이버시티 스킴을 사용할 때, 이 신호는 두 개 이상의 복사본으로 송신될 수 있다. 이러한 공간분할 다이버시티 송신 스킴은 두 개의 상이한 위상과 진폭의 서명을 갖는 다이버시티 안테로부터 신호를 전송하는 것과 동등하다.
다른 실시예에서, 빔 형성과 지연 다이버시티 사이의 모드 전환은 하나의 모드 또는 나머지 모드로 동작하지만 양 모드로는 동작하지 않는 하드 스위치(hard switch)가 아닐 것을 요구한다. 대신에, 가중 계수(weighting coefficients)는 송신된 신호를 최적화하기 위해 수신된 신호의 특성에 기초하여 계속 조정될 수 있다.
예로서, N개의 안테나로 이루어진 어레이로부터 송신된 신호의 기저대역 표시는 S(t) = S1(t) + S2(t) + S3(t) + ... + SN(t)로 표현될 수 있다. N개의 안테나로 이루어진 어레이(N 안테나 어레이)의 안테나 "n(n은 1에서 N까지의 범위)"으로부터의 신호는 다음과 나타낼 수 있다:
Sn(t)=anS(t)+bnS(t-T)+cnS(t-2T)+ ...
여기서, an,bn,cn은 신호의 지연된 변형 각각에 대한 가중 계수이다. 항 a, b, c ... 의 수는 특정 애플리케이션에 의존한다. 두 개의 항이 전형적인 도시형 셀룰러 무선 데이터 전화 시스템에 충분한 것으로 알려졌다. 상기 계수는 복소수로 표현되며, 실수부는 크기(magnitude)[또는 진폭(amplitude)]이고 허수부는 위상이며, T는 신호의 지연된 복사본간의 간격이며 최소한 (1/4)(1/B) 만큼 크고, B는 정보 포함 신호(information bearing signal) S(t)의 변조된 신호의 대역폭이다.
N 안테나 어레이의 하나 이상의 안테나에서 사용자 단말기로부터 수신된 신호의 특성을 사용하여 계수 an,bn, ...의 크기와 위상은 의도된 사용자 단말기에 최대 전력을 전달하기 위해, 그리고 시스템을 공유하는 나머지 모든 사용자 단말기에 최소 전력을 전달하기 위해 계속하여 조정될 수 있다. 상기 계수를 선택하는 방법에는 몇 가지 대안적인 방법이 있다. 적은 가능성에 대해 이하에 설명한다.
하나의 안테나에서 사용자 단말기로부터 수신된 신호가 이동 단말기로부터송신된 신호의 고유 특성과 일치하지 않는 방식으로 시간에 따라 진폭과 위상이 변화하면, bn, cn, ... 의 상대적인 크기는 더 커진다. 이것은 지연 다이버시티를 작동(turning on)시키는 효과를 갖는다. 불일치성(inconststency) 증가에 따라, 추가적인 지연된 복사본에 대한 계수(cn, dn, ...)는 훨씬 더 커질 수 있다.
사용자 단말기로부터 수신 안테나에서 수신된 신호의 상대적인 크기 또는 상대적인 위상 또는 그 모두가 사용자 단말기로부터 도착한 신호의 각도가 넓게 퍼져 있다는 것을 시사하면, bn의 상대적인 크기는 더 커질 수 있다. 이 상대적인 측정은 각 수신 안테나에서 수신할 때 신호의 크기와 위상을 비교함으로써 이루어질 수 있다. 역으로, 수신 안테나에서 사용자 단말기로부터 수신된 신호의 상대적인 크기 또는 상대적인 위상이 사용자 단말기로부터 도착한 신호의 각도가 좁게 퍼져 있다는 것을 시사하면, bn의 상대적인 크기는 더 작아질 수 있다.
어느 하나의 안테나에서 수신된 신호가 사용자 단말기로부터 송신된 신호의 지연된 복사본을 포함하면, bn의 상대적인 크기는 더 작아질 수 있다. 이것은 지연 다이버시티를 감소시키고 강한 공간 서명과 함께 신호가 전송될 수 있도록 한다. 실제로, 사용자 단말기는 지연 다이버시티로 송신하지는 않지만 신호가 지연된 복사본과 함께 수신되면, 그 지연된 복사본은 송신기와 수신기 사이의 경로에 의해 생성된 것이다. 그렇다면, 동일한 경로는 역으로 사용자 단말기에 의해 수신될 때 기지국으로부터 송신된 단일 신호의 지연된 복사본을 생성할 수도 있을 것이다.
송신기에 의해 도입된 임의의 지연 다이버시티는 여분(redundant)이다. 또한, 지연 다이버시티가 너무 심하게 적용되면, 사용 단말기가 분석하기에 너무 많은 지연 복사본이 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 지연 복사본은 지연이 (1/4)(1/B), 즉 무선 신호의 변조된 파형의 대역폭의 역수의 1/4이 초과하는 경우에 고려된다.
an, bn의 상대적인 진폭을 결정하는 앞서 제안된 절차는 관련 위상을 선택하는 많은 가능한 다른 절차에 의해 보완될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 신호 및 지연된 복사본에 대한 위상은 업링크 공간 서명에 상당한 에너지를 주는 어레이 매니폴드(array manifold)의 구성요소로부터 선택된다. 어레이 매니폴드는 신호의 도착 부분에 대한 단일 방향에서의 가능한 공간 서명 세트로 생각될 수 있다.
전술한 원리를 설명하기 위해 특정한 예를 사용할 수 있다. 일 예에서, 안테나 어레이는 도 1에 도시된 바와 같이 4개의 독립형 패치 안테나로 구성된다. 안테나들은 모두 3개의 섹터로 분할된 사이트 중 하나의 섹터를 지원하기 위해 선형 어레이로 상호 정렬된다(co-aligned). 이들 안테나에 의해 사용자 단말기로부터의 신호는 수신되고 4개의 안테나에서의 사용자 단말기 신호에 대한 상대적인 진폭과 위상(즉, 공간 서명)이 계산된다.
GSM 시스템의 경우, 공간 서명은 예를 들어 헤테로다인형 수신기를 사용하여 신호를 기저대역 또는 기저대역 근처로 일관성 있게(coherently) 하향 변환함으로써 계산될 수 있고, 그런 다음 동시에 하향 변환된 신호를 디지털화한다. GSM 시스템에서, 사용자 단말기에서 송신된 신호의 일정한 부분은 알려져 있다. 각각의 샘플링 신호는 상기 알려진 신호가 비례되는(scaled) 위상과 진폭을 결정하기 위해 이 알려진 신호와 비교되거나 상관될 수 있다. 각 안테나에 하나씩 4개의 스케일 인자(scale factors)는 어레이에서의 신호에 대한 공간 서명으로 사용될 수 있다. 각 인자는 위상 성분과 진폭 또는 크기 성분을 갖는다.
본 실시예에서, 공간 서명은 그것이 결정되는 방법에 상관 없이 테이블 내의 공간 서명 전체와 비교될 수 있다. 이 테이블 내의 각 엔트리는 단일 방향 신호로부터 관찰될 수 있는 공간 서명에 대응하며, 수 개의 상이한 방향 각각에 대한 엔트리가 존재한다. 예를 들어 비교는 테이블 f = (f1, f2, f3, f4) 중의 하나의 엔트리를 갖는 4개의 안테나 시스템 e = (e1, e2, e3, e4)에 대한 관찰된 공간 서명의 정규화된 내적 Inoralized을 계산함으로써 수행될 수 있다.
는 en의 절대값을 나타내고, en *은 공액 복소수(complex conjugate)를 나타낸다. 전술한 바와 같이 공간 서명은 각각 진폭 성분과 위상 성분을 갖는 en과 fn의 항이다. 수학상의 편의를 위해 공간 서명을 진폭이 실수부이고 위상이 허수부인 복소수로 간주할 수 있다.
공간 서명 e에 대응하는 그러한 내적의 최대값 Imax가 소정의 임계값 D를 넘는 경우, 기지국에 의해 송신되어 사용자 단말기로 향하는 신호는 단일 지연 성분으로 이루진다. 즉, 거기에는 오직 하나의 신호가 존재하고 에코는 없으며, 안테나에 적용된 가중치는 수신된 신호의 공간 서명으로부터 계산된다. 예를 들어, D=0.8이 GSM 셀룰러 전화 시스템에서 적당한 임계값으로 구해졌으며, 가중치는 각 안테나의 송신 체인 내의 임의의 위상 또는 진폭 왜곡에 대해 사전 보상된, 공간 서명의 공액 복소수에 대응할 수 있다. 모든 에코를 제거하기 위하여, 가중 계수 an, bn, cn등은 하나를 제외하고 모두 0(zero)으로 설정된다. 송신 시의 지연을 감소시키기 위해, 일반적으로 제1 비지연 신호가 송신되고, 그래서 an은 1(one)로, 그리고 나머지 계수는 0으로 설정된다.
공간 서명 e에 대응하는 그러한 내적의 최대값 Imax가 소정의 임계값 D보다 작은 경우, 지연 다이버시티가 점진적으로 부가된다. 이 경우 가중 계수 an은 사용자 단말기 공간 서명과 함께 최대 정규화 점승적(dot product, 내적)을 갖는 테이블 엔트리의 공간 서명으로 설정된다. 계수 bn은 소정의 다른 임계값 D2 보다 큰 정규화된 공간 서명을 갖는 테이블 엔트리에 비례하여 설정되며, 예를 들어 D2=0.7이 바람직한다. 그러한 엔트리가 하나 이상 존재하면, 후보 세트 중에서 무작위로 선택될 수 있다. 이 엔트리를 갖는 상관값(correlation value)은 Idelay에 의해 표시할 수 있으며, 그것의 공간 서명은 adelay로 표시할 수 있다.
두 신호 시스템에서, 추가적인 가중치 cn, dn, ... 없이 두 개의 가중 계수사이의 비율(proportionality factor)은이 적당한 값이 되도록 선택될 수 있다. 즉, 심한 산란 환경에서 비율은 1에 가까워야 한다.
산란이 거의 없는 환경에서만 비율은 0에 근접해야 한다. 비율]을 선택하는 한 가지 방법은로 선택하고, 그리고를 다음과 같이 결정하는 것이다:
즉, Idelay에 의한 만큼의 양이 amax와 adelay사이의 정규화된 내적을 초과하고, Imax와 Idelay가 동일한 경우로 정규화된다. 이 식은 Idelay= INormalized(amax, adelay)이면 b가 0으로 선택되고, Idelay= Imax이면 b가 a의 크기로 동일하게 선택되는 바람직한 결과를 낳는다. 적절한 가중계수를 결정하는 것은 각 안테나로부터 송신된 실제 신호를 제어하기 위해 요구되는 임의의 보정이 가중치 a 및 b에 적용되며, 지연 다이버시티 신호가 송신된다
설명을 목적으로 하는 앞의 설명에서, 많은 구체적인 세부사항이 본 발명의 완전한 이해를 위해 설명되었다. 하지만 당업자는 이러한 일부 구체적인 세부사항 없이도 본 발명을 실시할 수 있음은 명백하다.
본 발명은 여러 단계를 포함한다. 본 발명의 단계들은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 하드웨어 구성으로 실행될 수 있거나, 범용 또는 단계들을 수행하기 위한 명령으로 프로그램된 DSP와 같은 특수용 프로세서 또는 논리회로에서 사용될수 있는 기계로 판독 가능한 명령으로 실시될 수 있다. 대안으로, 상기 단계는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 수행될 수 있다.
본 발명은, 본 발명에 따른 프로세스를 수행하기 위해 컴퓨터(또는 다른 전자 장치)를 프로그램하는 데 사용될 수 있는 명령이 저장된 기계로 판독 가능한 매체를 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품으로 제공될 수 있다. 기계로 판독 가능한 매체는 플로피 디스켓, 광 디스크, CD-ROM, 및 광자기 디스크, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, 자기 또는 광 카드, 플래시 메모리, 기타 전자적인 명령을 저장하기 적합한 기계로 판독 가능한 매체를 포함하지만 이것으로 제한되지는 않는다.
또한 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품으로 다운로딩될 수 있으며, 이때 프로그램은 반송파 또는 다른 전파 매체로 구현되는 데이터 신호로 통신 링크(예: 모뎀 또는 네트워크 접속)을 통해 원격 컴퓨터에서 요청한 컴퓨터로 전송될 수 있다.
본 발명은 이동 원격 단말기를 위한 무선 셀룰러 데이터 시스템의 환경에서 기술하였으나, 데이터가 교환되는 상이한 무선 시스템에도 폭 넓고 다양하게 적용될 수 있다. 이러한 시스템은 외부와 접속하거나 접속하지 않는 음성, 영상, 음악, 방송 및 기타 유형의 데이터 시스템을 포함한다. 기지국에 의해 수행되는 것으로 기술된 모든 작용은 원격 단말기에 의해 수행될 수 있다. 기지국와 원격지간, 개인간(peer to peer), 마스터와 슬레이브간(master and slave), 그리고 클라이언트와 서버간 통신이 지원될 수도 있어야 하는 것은 아니다. 본 발명은 낮은 그리고 높은 이동성 단말기는 물론 고정된 사용자 단말기에 적용될 수 있다. 본 명세서은 많은 방법을 기본적인 형태로 기술하였지만 본 발명의 범위를 벗어나지않고, 임의의 방법에서 단계들을 추가하거나 제거할 수 있으며, 기술된 메시지에 정보를 추가하거나 제거할 수 있다. 많은 추가적인 변경과 개조가 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백하다. 특정 실시예는 본 발명의 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 구체적인 예에 의해서가 아니라, 오직 특허청구범위에 의해서만 결정된다.

Claims (40)

  1. 복수의 안테나에서 원격 단말기로부터 무선 신호를 수신하는 단계,
    상기 복수의 안테나에서 수신될 때 수신된 신호의 특성을 비교하는 단계,
    상기 비교 결과에 따라 다이버시티 송신(diversity transmission)에 의해 상기 원격 단말기로 송신된 무선 신호의 수신 상태가 개선될 수 있는지를 결정하는 단계, 및
    상기 수신 상태가 개선될 수 있는 경우, 다이버시티를 사용하여 상기 원격 단말기로 무선 신호를 송신하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 특성을 비교하는 단계는 상기 수신된 신호의 공간 서명을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 특성을 비교하는 단계는 상기 수신된 신호의 상대적인 위상과 진폭을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 수신 상태가 개선될 수 있는지를 결정하는 단계는 수신된 신호의 산란량을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 수신 상태가 개선될 수 있는지를 결정하는 단계는 다중경로 간섭의 레벨을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 무선 신호를 송신하는 단계는 공간적으로 떨어져 있는 두 개의 안테나로부터 무선 신호를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 무선 신호를 송신하는 단계는 두 개의 상이한 시간에 무선 신호를 송신하는 단계를 포함하며,
    상기 시간은 상기 무선 신호의 변조된 파형의 대역폭의 역수의 적어도 1/4 주기만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 무선 신호를 송신하는 단계는 두 개의 상이한 위상과 진폭 서명을 갖는 상기 복수의 안테나로부터 무선 신호를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 무선 신호를 송신하는 단계는 두 개의 상이한 빔 형성 가중치 세트를 갖는 상기 복수의 안테나로부터 무선 신호를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에서
    상기 무선 신호를 송신하는 단계는 상기 결정 결과에 기초하여 제1 신호 및 적어도 하나의 지연된 다이버시티 신호 복사본에 대한 송신 가중치를 설정하는 단계를 포함하여, 상기 지연된 다이버시티 신호 복사본이 상기 수신 상태가 개선될 수 있는 경우에는 큰 값의 가중치를 수신하고 상기 수신 상태가 개선될 수 없는 경우에는 작은 값의 가중치를 수신하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 무선 신호를 송신하는 단계는 상기 제1 신호 및 상기 적어도 하나의 지연된 다이버시티 신호 복사본의 공간 서명을 사용하여 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 원격 단말기로부터 무선 신호를 수신하는 단계,
    상기 수신 신호의 특성을 측정하는 단계, 그리고
    상기 측정된 특성을 사용하여 송신되는 신호에 적용될 빔 형성 양과 송신 다이버시티 양을 선택하는 단계
    를 포함하는 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 선택 단계는 복수의 안테나에서 신호가 수신될 때 상기 수신 신호의 상대적인 위상과 진폭을 비교하여 상기 수신 신호의 공간 서명을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 선택 단계는 상기 수신 신호의 산란량을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항에서,
    상기 선택 단계는 다중경로 간섭의 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제12항에서,
    상기 선택 단계는 상기 수신 신호의 신호 품질을 측정하는 단계를 포함하는것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 선택 단계는
    복수의 안테나에서 수신될 때 상기 수신 신호의 신호 품질을 측정하는 단계, 및
    상기 측정된 신호 품질을 상호 비교하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제12항에서,
    상기 측정 단계는 복수의 안테나에서의 상기 수신 신호의 진폭을 측정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 선택 단계는 상기 측정된 진폭을 상호 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제12항에서,
    상기 송신 다이버시티의 양을 선택하는 단계는
    제1 송신 신호 및 상기 제1 송신 신호의 지연된 복사본에 가중 계수를 적용하는 단계를 포함하며,
    상기 가중치의 크기가 보다 동등해지는 만큼 상기 송신 다이버시티의 양이더 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에서
    상기 지연된 복사본은 상기 제1 송신 신호를 송신한 안테나로부터 떨어진 안테나에서 송신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제19항에서,
    상기 지연된 복사본은 상기 무선 신호의 변조된 파형의 대역폭의 역수의 적어도 1/4 주기만큼 지연되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제12항에서,
    상기 선택 단계는 상기 송신되는 신호에 적용될 빔 형성 또는 송신 다이버시티 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 기계에 의해 실행될 때 상기 기계로 하여금 연산을 수행하도록 하는 명령을 나타내는 데이터가 저장된 기계로 판독 가능한 매체로서,
    상기 명령은
    복수의 안테나에서 원격 단말기로부터 무선 신호를 수신하는 단계,
    상기 복수의 안테나에서 수신될 때 수신된 신호의 특성을 비교하는 단계,
    상기 비교 결과에 기초하여 다이버시티 송신(diversity transmission)에 의해 상기 원격 단말기로 송신되는 무선 신호의 수신 상태가 개선될 수 있는지를 결정하는 단계, 및
    상기 수신 상태가 개선될 수 있는 경우, 다이버시티를 사용하여 상기 원격 단말기로 무선 신호를 송신하는 단계
    를 포함하는 기계로 판독 가능한 매체.
  24. 제23항에서,
    상기 특성을 비교하는 단계에 대한 명령은 상기 기계에 의해 실행 될 때 상기 기계로 하여금, 상기 수신된 신호의 상대적인 위상과 진폭을 결정하는 단계를 포함하는 연산을 더 수행하도록 하는 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 기계로 판독 가능한 매체.
  25. 제23항에서,
    상기 송신하는 단계에 대한 명령은 상기 기계에 의해 실행 될 때 상기 기계로 하여금,
    두 개의 상이한 시간에 무선 신호를 송신하는 단계를 포함하는 연산을 더 수행하도록 하는 명령을 포함하며,
    상기 시간은 상기 무선 신호의 변조된 파형의 대역폭의 역수의 적어도 1/4 주기만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 기계로 판독 가능한 매체.
  26. 제23항에서,
    상기 송신하는 단계에 대한 명령은 상기 기계에 의해 실행 될 때 상기 기계로 하여금, 두 개의 상이한 빔 형성 가중치 세트를 갖는 상기 복수의 안테나로부터 무선 신호를 송신하는 단계를 포함하는 연산을 더 수행하도록 하는 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 기계로 판독 가능한 매체.
  27. 기계에 의해 실행될 때 상기 기계로 하여금 연산을 수행하도록 하는 명령을 나타내는 데이터가 저장된 기계로 판독 가능한 매체로서,
    상기 명령은
    원격 단말기로부터 무선 신호를 수신하는 단계,
    상기 수신 신호의 특성을 측정하는 단계, 그리고
    상기 측정된 특성을 사용하여 송신되는 신호에 적용될 빔 형성 양과 송신 다이버시티 양을 선택하는 단계
    를 포함하는 기계로 판독 가능한 매체.
  28. 제27항에서,
    상기 선택 단계에 대한 명령은 기계에 의해 실행될 때 상기 기계로 하여금,
    복수의 안테나에서 신호가 수신될 때 상기 수신 신호의 상대적인 위상과 진폭을 비교하여 상기 수신 신호의 공간 서명을 추정하는 단계를 포함하는 연산을 더 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 기계로 판독 가능한 매체.
  29. 제27항에서,
    상기 송신 다이버시티의 양을 선택하는 단계에 대한 명령은 기계에 의해 실행될 때 상기 기계로 하여금, 제1 송신 신호 및 상기 제1 송신 신호의 지연된 복사본에 가중 계수를 적용하는 단계를 포함하는 연산을 더 수행하도록 하며,
    상기 가중치의 크기가 보다 동등해지는 만큼 상기 송신 다이버시티의 양이 더 큰 것을 특징으로 하는 기계로 판독 가능한 매체.
  30. 원격 단말기로부터 무선 신호를 수신하는 복수의 안테나,
    상기 복수의 안테나에서 수신될 때 수신된 신호의 특성을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 다이버시티 송신(diversity transmission)에 의해 상기 원격 단말기로 송신된 무선 신호의 수신 상태가 개선될 수 있는지를 결정하며, 상기 수신 상태가 개선될 수 있는 경우, 상기 원격 단말기로 송신될 무선 신호에 대해 다이버시티 송신을 선택하는 프로세서
    를 포함하는 장치.
  31. 제30항에서,
    상기 특성의 비교는 상기 수신 신호의 공간 서명을 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제30항에서,
    다이버시티를 갖고 무선 신호를 송신하는 공간적으로 떨어져 있는 두 개의 상이한 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제30항에서,
    상기 다이버시티 송신은 제1 신호와 상기 제1 신호의 적어도 하나의 지연된 복사본을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 원격 단말기로부터 무선 신호를 수신하는 수신 어레이, 및
    상기 수신 신호의 특성을 측정하고, 상기 측정된 특성을 사용하여 송신되는 신호에 적용될 빔 형성 양과 송신 다이버시티 양을 선택하는 프로세서
    를 포함하는 장치.
  35. 제34항에서,
    상기 프로세서는 제1 송신 신호 및 상기 제1 송신 신호의 지연된 복사본에 가중 계수를 적용하여 송신 다이버시티의 양을 선택하고, 상기 가중치의 크기가 보다 동등해지는 만큼 상기 송신 다이버시티의 양이 더 큰 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제34항에서,
    상기 프로세서는 상기 송신 신호에 적용될 빔 형성 또는 송신 다이버시티 중하나를 선택하여 양을 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제1항에서,
    상기 수신된 무선 신호는 TDMA, GSM, DAMPS, CDMA, FDMA 및 TDD 중 적어도 G나의 규격을 준수하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제12항에서,
    상기 수신된 무선 신호는 TDMA, GSM, DAMPS, CDMA, FDMA 및 TDD 중 적어도 G나의 규격을 준수하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제30항에서,
    상기 장치는 적어도 TDMA, GSM, DAMPS, CDMA, FDMA 및 TDD 무선 통신 시스템 중 어느 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제34항에서,
    상기 장치는 적어도 TDMA, GSM, DAMPS, CDMA, FDMA 및 TDD 무선 통신 시스템 중 어느 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
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