KR20100067692A - 다중 수신 안테나에 기초한 브로드캐스트 ｏｆｄｍ 시스템에서의 스위칭 다이버시티 - Google Patents

다중 수신 안테나에 기초한 브로드캐스트 ｏｆｄｍ 시스템에서의 스위칭 다이버시티 Download PDF

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Abstract

무선 네트워크의 수신기에서 신호 품질을 개선시키는 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시형태에서, 안테나가 수신 신호 전력 또는 신호 대 잡음비 (SNR) 와 같은 신호 품질 파라미터에 기초하여 안테나들의 서브세트로부터 선택된다. 또 다른 실시형태에서, 다중 안테나가 각각의 안테나에 대한 독립 신호 프로세싱 경로에 적용되고, 여기서, 이 경로들로부터의 출력은 그 후 수신기에서의 전체 신호 품질을 개선시키기 위해 결합된다.

Description

다중 수신 안테나에 기초한 브로드캐스트 ＯＦＤＭ 시스템에서의 스위칭 다이버시티{SWITCHING DIVERSITY IN BROADCAST OFDM SYSTEMS BASED ON MULTIPLE RECEIVE ANTENNAS}
35 U.S.C §119 하의 우선권 주장
본 특허 출원은, 본 출원의 양수인에게 양도되었고, 참고로 본 명세서에 명백하게 통합되는, 2005년 9월 27일 출원된 "SWITCHING DIVERSITY IN BROADCAST OFDM SYSTEMS BASED ON MULTIPLE RECEIVE ANTENNAS" 라는 명칭의 가출원 제 60/721,373 호에 대한 우선권을 주장한다.
본 기술은 일반적으로, 통신 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 수신기에서 다중 안테나를 활용함으로써 무선 시스템에서의 수신기 성능을 개선시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 시스템을 지배하는 하나의 기술이 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 디지털 무선 기술이다. CDMA 이외에, 공중 인터페이스 사양이 무선 제공자의 산업 주도 그룹에 의해 개발된 플로 (FLO : Forward Link Only) 기술을 정의한다. 일반적으로, FLO 는 이용가능한 가장 효과적인 무선 기술의 특징들을 레버리지하고, 코딩 및 시스템 설계에서의 최신의 진보를 이용해 왔다. FLO 가 글로벌하게 채용된 표준이 되는 것이 하나의 목표이다.
FLO 기술은 이동 멀티미디어 환경에 대한 일 경우에서 설계되었고, 셀룰러 핸드셋에 대한 사용에 이상적으로 적합한 성능 특성을 나타낸다. 이것은 실시간 컨텐츠 스트리밍 및 다른 데이터 서비스 양자에 대해, 모든 시간에서 가장 높은 품질 수신을 달성하기 위해 코딩 및 인터리빙에서 최신의 진보를 이용한다. FLO 기술은 전력 소모를 손상시키지 않고 로버스트한 이동 성능 및 높은 용량을 제공할 수 있다. 이 기술은 또한, 배치될 필요한 송신기의 수를 매우 효과적으로 감소시킴으로써 멀티미디어 콘텐츠를 전달하는 네트워크 비용을 감소시킨다. 또한, FLO 기술 기반 멀티미디어 멀티캐스팅은, 컨텐츠를 3G 네트워크상에서 사용된 동일한 셀룰러 핸드셋으로 전달하는, 무선 오퍼레이터의 셀룰러 네트워크 데이터 및 음성 서비스를 보충한다.
FLO 무선 시스템은 이동 사용자에 대한 비실시간 서비스와는 별개로, 실시간 오디오 및 비디오 신호를 브로드캐스트하도록 설계되었다. 각각의 FLO 송신은 소정의 지리적 영역에서 넓은 커버리지를 보장하기 위해 크고 높은 전력 송신기를 사용하여 수행된다. FLO 와 같은 브로드캐스트 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 시스템에서, 각각의 OFDM 심볼은, 리드-솔로몬 (R-S : Reed-Solomon) 코드로 인코딩되고, 페이딩 채널의 시간 다이버시티를 활용하기 위해 프레임에 걸쳐 분포되는 물리층 패킷을 갖는 프레임으로 구성된다. 시간 다이버시티는, 여러 채널 구현이 각 코드 블록의 지속기간에 걸쳐 관측되어서, 패킷의 일부 동안 깊은 페이딩이 존재하여도 패킷이 복구될 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 이동 핸드셋 또는 수신기의 매우 낮은 속도 (작은 도플러 확산) 에 대해, 채널 코히어런스 시간이 리드-솔로몬 코드 블록의 시간-스팬과 비교하여 길고, 따라서, 채널이 느리게 전개한다. 그 결과, 리드-솔로몬 코드 블록내에서는 시간-다이버시티가 얻어질 수 없다 (FLO 에 있어서, 리드-솔로몬 코드 블록은 4개의 프레임에 걸쳐 스팬한다. 그 결과, 리드-솔로몬 코드 블록의 지속기간은 대략 0.75 초 이다). 이전의 접근방식은 핸드셋상에서 단일 수신 안테나를 사용하는 것이었다. 그러나, 이동 핸드셋의 속도 (또는 도플러 확산) 가 변화할 때, 특히, 낮은 도플러 확산 시나리오에 있어서, 단일 수신 안테나 FLO 수신기 아키텍처의 성능이 저하할 수 있다.
다음은 실시형태들의 일부 양태들의 기본 이해를 제공하기 위해 다양한 실시형태의 간략한 요약을 제공한다. 이러한 요약이 광범위한 개요는 아니다. 이것이 본 명세서에 개시된 실시형태들의 범위를 서술하거나 중요/불가결 엘리먼트들을 식별하려는 것은 아니다. 유일한 목적은, 이후 제공되는 더욱 상세한 설명에 대한 서두로서 간략한 형태로 일부 개념을 제공하는 것이다.
수신기에서의 신호 품질을 개선시키기 위해 협력하는 수신기에서의 다중 안테나를 이용함으로써 브로드캐스트 무선 네트워크에서 수신기 성능을 촉진시키는 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시형태에서, 적어도 2 개의 안테나가 수신기에서 이용되며, 이 안테나들은 모니터링되고, 스위칭 컴포넌트들이 안테나들의 서브세트로부터 안테나를 선택하기 위해 활용된다. 일반적으로, 서브세트로부터의 선택된 안테나는 가장 강한 신호 전력, 가능 높은 신호 대 잡음비 (SNR), 또는 수신기에서의 다른 신호 품질 파라미터를 제공하여서, 수신기에서 프로세싱될 신호 품질을 개선시킨다. 또 다른 실시형태에서, 다중 안테나가 수신기 프로세싱 경로를 분리하도록 구성되는 듀얼-트랙 (또는 멀티-트랙) 접근방식이 적용된다. 그 후, 이 경로들로부터의 각각의 출력이 결합되고, 이것은 수신기에서 전체 신호 품질을 개선시키기 위한 최대 비율 결합 기술로서 칭한다.
전술하고 관련된 목적들의 성취를 위해, 아래의 설명 및 첨부한 도면과 관련하여 특정한 예시적인 실시형태들을 본 명세서에 설명한다. 이들 양태는, 모두가 커버될 것으로 의도되는 실시형태들이 실시될 수도 있는 다양한 방식을 나타낸다.
도 1 은 무선 네트워크 수신기 시스템을 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 2 는 신호 품질을 개선시키기 위해 다중 안테나를 이용하는 예시적인 수신기 스위칭 컴포넌트이다.
도 3 은 무선 수신기에 대한 예시적인 스위칭 컴포넌트 프로세싱 옵션을 도시한다.
도 4 는 무선 수신기 시스템에 대한 예시적인 멀티-경로 프로세싱 컴포넌트를 도시한다.
도 5 는 무선 수신기 시스템에 대한 예시적인 네트워크 층들을 도시하는 다이어그램이다.
도 6 은 무선 수신기 시스템에 대한 예시적인 데이터 구조 및 신호를 도시하는 다이어그램이다.
도 7 은 무선 수신기 시스템에 대한 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 8 은 무선 시스템에 대한 예시적인 사용자 디바이스를 예시하는 다이어그램이다.
도 9 는 무선 시스템에 대한 예시적인 기지국을 도시하는 다이어그램이다.
도 10 은 무선 시스템에 대한 예시적인 트랜시버를 도시하는 다이어그램이다.
무선 네트워크에서의 수신기에서 신호 품질을 개선시키는 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시형태에서, 안테나가 수신 신호 전력 또는 신호 대 잡음비 (SNR) 와 같은 신호 품질 파라미터에 기초하여 안테나들의 서브세트로부터 선택된다. 또 다른 실시형태에서, 다중 안테나가 각각의 안테나에 대한 독립적 신호 프로세싱 경로에 적용되고, 여기서, 그 경로들로부터의 출력은 그 후 수신기에서의 전체 신호 품질을 개선시키기 위해 결합된다. 다중 수신 안테나를 이용하고, 안테나들의 서브세트로부터 선택하거나 안테나에 대한 독립적 프로세싱 경로를 제공함으로써, 신호 품질 및 수신기의 성능이 무선 네트워크에서 개선될 수 있다.
본 출원에서 이용되는 바와 같이, 용어 "컴포넌트", "네트워크", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔터티, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어를 칭하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 구동하는 프로세스, 프로세서, 오브젝트, 실행가능, 실행의 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수도 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예시로서, 통신 디바이스상에서 구동하는 애플리케이션 및 디바이스 모두가 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트가 프로세스 및/또는 실행의 스레드 내에 상주할 수도 있으며, 컴포넌트가 하나의 컴퓨터상에 로컬화될 수도 있고/있거나 2개 이상의 컴퓨터 사이에 분포될 수도 있다. 또한, 이들 컴포넌트는 다양한 데이터 구조가 저장된 다양한 컴퓨터 판독가능 매체로부터 실행할 수 있다. 이 컴포넌트는 하나 이상의 데이터 패킷을 갖는 신호에 따르는 것과 같이 로컬 및/또는 원격 프로세스를 통해 통신할 수도 있다 (예를 들어, 하나의 컴포넌트로부터의 데이터는 로컬 시스템, 분산 시스템에서 및/또는 인터넷과 같은 무선 또는 유선 네트워크에 걸쳐 또 다른 컴포넌트와 상호작용한다).
도 1 은 수신기에서 안테나 서브세트 (110) 를 이용하는 무선 네트워크 수신기 시스템 (100) 을 도시하고, 여기서, 안테나 서브세트 (110) 는 2개 이상의 안테나를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제 1 수신기 구성이 120 에 도시되고, 여기서, 모니터 컴포넌트 (130) 가 안테나 서브세트 (110) 로부터의 신호를 측정하고, 스위치 컴포넌트 (140) 는 모니터 컴포넌트로부터의 측정에 기초하여 무선 신호를 수신하고 더 프로세싱하기 위한 안테나를 선택한다. 150 에서의 또 다른 수신기 구성에서, 별개의 신호 경로 (160) 가 서브세트 (110) 에서의 각 안테나에 적응될 수 있고, 여기서, 결합기 (170) 가 서브세트에 의해 제공된 신호의 결합으로부터 최적화된 신호를 생성한다.
제 1 수신기 구성 (120) 에 관하여, 2개 이상의 다이버시티 안테나를 이용하고, 더 강한 수신 신호 강도 표시 (RSSI) 또는 더 높은 신호 대 잡음비 (SNR) 를 갖는 안테나로 스위칭함으로써, 이 구성 (120) 은 안테나 다이버시티를 활용하고, 수신기 성능을 개선시킨다. 일 예에서, 이것은 느린 페이딩 채널에 있어서 시간-다이버시티의 부족을 보상하는데 유용하다. 플로 (FLO) 송신의 버스팅 (bursting) 특성으로 인해, RSSI 측정, SNR 계산 (또는 다른 파라미터 측정) 및 안테나 선택이, 멀티캐스트 논리 채널 (MLC) 프로세싱의 시작 이전에 수행된다. 따라서, 각각의 관심 OFDM 심볼의 디코딩은 일반적으로 영향을 받지 않는다. RSSI 측정 또는 SNR 계산 및 안테나 선택을 위해 추가된 전력 소모가 또한 아주 미미하다. 안테나 차이의 존재하에서, 스위칭 다이버시티는, 이러한 시나리오에서 성능이 영향받지 않도록 높은 도플러 확산에서 턴 오프될 수 있다. RSSI 는 직접적인 방식으로 저 잡음 증폭기 (LNA) 상태 정보 및 자동 이득 제어 (AGC) 루프 누산기 값에 기초하여 계산될 수 있다.
하나의 접근방식에서, 수신기에서 잡음 분산을 추정하기 위해 알고리즘이 이용될 수 있다. 또한, 신호 및 잡음 모두로부터의 전력을 포함하는 기저 대역 합성 수신 전력이 계산된다. 추정된 잡음 분산에 대한 합성 수신 전력의 비율이 취해지고, 수신 SNR 의 표시로서 기능한다. 더 높은 수신 SNR 을 갖는 안테나가 현재 프레임의 데이터 수신을 위해 선택되고 이용된다. 또 다른 스위칭 기술은 각각의 서브-캐리어에서 독립적으로 안테나를 선택 (또는 2개의 관측을 결합) 하기 위한 것일 수 있다. 그러나, 이것이 기저 대역에서 2개의 FFT 블록 및 서브-캐리어 당 (per sub-carrier) 안테나 선택 로직을 갖는 RF 체인의 제 2 세트를 이용할 수도 있기 때문에, 수신기 복잡성을 증가시킬 수 있다.
또 다른 접근방식에서, 안테나 스위칭 스킴은 유효 SNR 에 기초할 수 있다. 유효 SNR 은, 채널 실현이 (시간 변동 또는 주파수 변동 또는 모두로 인해) 코드 워드에 걸쳐 변화할 때의 수신 신호 품질의 표시이다. 유효 SNR 은 평균 제약 용량의 단조 함수일 수 있다. OFDM 심볼에 있어서, 공통 변조 스킴 (m) 을 이용한 서브캐리어의 세트에 대한 평균 제약 용량은 다음과 같이 계산된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
는 OFDM 심볼 (i) 의 서브캐리어 (k) 에 대한 채널 추정이고,
Figure pat00003
는 가산 잡음/간섭의 분산이다. 일반적으로, 제약 용량 함수 (
Figure pat00004
) 는 변조 방식 (m), 예를 들어, QPSK, 16QAM 등에 의존한다. 평균 제약 용량은 유효 SNR 의 단조 함수이고, 더 높은 유효 SNR 은 더 높은 평균 제약 용량을 나타낸다. 따라서, 안테나 선택은 평균 제약 용량에 의해 결정될 수 있다. 이러한 스킴에서, 평균 제약 용량은 수학식 (1) 에 따른 채널 추정 및 잡음 분산 추정에 기초하여 안테나 모두에 대한 안테나 선택을 위해 예약된 프리앰블 심볼에 대해 계산될 수 있다. 더 높은 평균 제약 용량 (따라서, 더 높은 유효 SNR) 을 갖는 안테나가 데이터 수신을 위해 선택 및 이용될 수 있다. 관심 OFDM 심볼에 대한 서브캐리어가 상이한 변조 스킴에 의해 변조되는 경우에 있어서, 안테나 선택의 하나의 가능성은 가장 낮은 변조 사이즈를 갖는 서브캐리어의 평균 제약 용량에 기초한다. 이러한 경우에서, 수학식 (1) 에서의 합산은 가장 낮은 변조 사이즈를 갖는 서브캐리어에 걸쳐야 한다.
서브세트 (110) 에서의 안테나들 사이에서 120 에 제공된 스위칭 다이버시티 이외에도, FLO 형 브로드캐스트 OFDM 시스템을 위한 최대 비율 결합 (MRC) 기술이 구성 (160) 에 제공된다. 120 에서 각 안테나에서의 전체 수신 전력에 기초하여 수신 및 복조를 위해 더 강한 RSSI 또는 더 높은 SNR 을 갖는 안테나를 선택하는 스위칭 다이버시티 스킴과 상이하지만, 최대 비율 결합은 각각의 서브-캐리어 포스트 고속 퓨리에 변환 (FFT) 프로세싱에서 독립적으로, 서브세트 (110) 의 지정 안테나로부터의 수신 신호를 결합한다. FLO 형 OFDM 시스템에서의 MRC 의 예시적인 다이어그램이 도 4 에 도시되어 있는 반면, 예시적인 스위칭 다이버시티 시스템은 도 2 에 도시되어 있다.
상술한 바와 같이, 신호 프로세싱을 위한 하나의 접근방식은 수신기 핸드셋상에서 적어도 2 개의 개별 안테나를 갖는 것이다. 간략화를 위해, 다음의 논의는 2개의 수신 안테나를 갖는 것에 관한 것이지만, 본 명세서에 설명된 시스템 및 방법이 서브세트 (110) 에서의 3개 이상의 수신 안테나에 대해 쉽게 일반화될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 시스템 (100) 이 낮은 도플러 확산에서 성능을 개선시키기 위한 소망에 의해 어느 정도 동기부여되더라도, 시스템은 일반적으로 리드-솔로몬 (R-S) 코딩에 커플링되지 않고, 이러한 코딩이 없을 때에도 신호 성능을 촉진시킨다. FLO 형 OFDM 브로드캐스트 시스템에 있어서, 통상적으로, 프레임 지속기간의 일부가 관심 패킷을 수신기로 송신하기 위해 이용된다. 이들 패킷은 브로드캐스팅되는 특정한 컨텐츠에 대응하며, 다중 컨텐츠 채널이 각각의 프레임으로 멀티플렉싱될 수 있다. 관심 패킷의 이들 세트를 MLC (멀티캐스트 논리 채널) 이라 칭한다. 전력 소모를 감소시키기 위해, 통상적으로 수신기는 관심 OFDM 심볼 및 프레임에 대한 적은 수의 프리앰블 및 포스트앰블 심볼 동안 동작한다.
도 2 는 신호 품질을 개선시키기 위해 다중 안테나를 이용하는 예시적인 수신기 스위칭 시스템 (200) 을 도시한다. 진행하기 이전에, 상술한 바와 같이, 예시적인 스위칭 시스템 (200) 에 도시된 것 이외에, 3개 이상의 안테나가 이용될 수 있다. 수신 신호 강도가 현재 프레임의 프리앰블 심볼 동안 안테나 (210) 상에서 측정될 수 있다. 그 후, 더 강한 수신 전력을 갖는 안테나가 전체 프레임의 데이터 수신을 위해 선택 및 이용된다. 구체적으로는, 이러한 예에서, 하나의 RF 체인이 수신기에서 구현된다. 이 RF 체인은, 프런트-엔드 RF 필터, 저 잡음 증폭기 (LNA : 224), 믹서 (230), 아날로그 기저대역 저역 통과 필터 (234), A/D 변환기 (240), 디지털 필터 (244), DC 정정 컴포넌트 (250), 및 자동 이득 제어 (AGC : 254) 를 포함한다. 스위치 (260) 는 안테나 (210) 중 하나를 RF 체인에 접속시킨다 (예를 들어, 아날로그 스위치).
통상적으로, 현재 프레임의 MLC 의 시작 이전에, AGC (254) 가 파워 업되고, 제 1 안테나 (210) 가 RF 체인에 접속된다. AGC 획득 주기의 종단에서, AGC 루프 누산기 및 현재의 LNA 이득 상태의 정보에 기초하여, 제 1 안테나의 수신 신호 강도 표시 (RSSI) 가 264 에서 계산된다. 그 후, 제 2 안테나가 스위치 (260) 에 의해 선택되고 RF 체인에 접속된다. 제 2 안테나에 대한 AGC 획득 주기가 경과한 이후에, 그것의 RSSI 가 264 에서 계산되고, 제 1 안테나 (210) 의 RSSI 와 비교된다. 더 높은 RSSI 를 갖는 안테나가 선택되고, 현재 프레임의 데이터 수신을 위해 이용된다. 따라서, OFDM 심볼의 적어도 2개의 AGC 획득 주기가, 다음의 프리앰블 및 MLC 심볼 보다 먼저 안테나 선택에 대한 결정을 수행하기 위해 이용될 수 있다. 수신기 전력 소모를 감소시키기 위해, AGC 획득 및 RSSI 측정 동안, AGC 의 연속 블록이 턴 오프될 수 있다. 또 다른 실시형태는, 안테나 모두에 대한 AGC 획득 및 RSSI 계산이 도 4 에 관하여 후술하는 바와 같이 동시에 진행할 수 있도록, RF 체인의 2개의 세트 및 A/D, DC, 및 DGVA 블록을 구현하는 것이다. 이것은 증가된 수신기 복잡성의 트레이드-오프에서 하나의 RSSI 측정 주기의 시간을 절약할 수 있다.
시스템 (200) 에 있어서, 안테나 스위칭이 일반적으로 프레임의 데이터 복조 동안 허용되지 않는다. 즉, 안테나 선택이 프레임 당 1회 이루어진다. 또 다른 방법은 안테나 선택을 위해 MLC 들 사이의 적절한 갭을 가정하여 MLC 당 1회와 같은 다른 또는 더 높은 안테나 스위칭 레이트를 갖는 것이다. 이것은 또한, 채널 추정의 시간-평균화가 디스에이블되는 경우에 MLC 동안 스위칭을 포함할 수 있다. 매우 느린 안테나 선택 레이트에 대해, 채널이 변화할 때 선택된 안테나가 최상의 안테나를 유지하지 못할 수도 있기 때문에 페이딩 채널에서 더 적은 다이버시티가 실현된다. 매우 높은 안테나 스위칭 레이트는 더 높은 도플러 확산에서 안테나 다이버시티를 연속 제공하는데 도움을 줄 수 있다. 그러나, MLC 복조 동안의 안테나 스위칭은 AGC 및 채널 추정 평균화와 같은 기저 대역 수신기 동작을 중단시킬 수 있다. 높은 레이트에서의 스위칭은 또한 수신기 전력 소모를 증가시킬 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 시스템 (200) 은 무선 통신 디바이스의 일부로서 이용될 수 있다. 이것은 무선 디바이스에서 안테나의 서브세트를 모니터링하는 수단 (예를 들어, RSSI 컴포넌트 (264)), 안테나의 서브세트로부터 하나의 안테나를 선택하는 수단 (예를 들어, 안테나 아날로그 스위치 (260)), 및 선택된 안테나로부터 신호를 프로세싱하는 수단 (예를 들어, RF 필터, 저 잡음 증폭기 (LNA : 224), 믹서 (230), 아날로그 기저 대역 저역 통과 필터 (234), A/D 변환기 (240), 디지털 필터 (244), DC 정정 컴포넌트 (250), 및 자동 이득 제어 (AGC : 254)) 을 포함할 수도 있다.
스위칭 시스템 (200) 에서의 다른 컴포넌트가 DVGA (254) 로부터의 입력을 수신하는 자동 주파수 제어 (AFC : 270) 를 포함할 수 있다. 그 후, AFC (270) 으로부터의 출력은 샘플 버퍼 (272), 고속 퓨리에 변환 (FFT) 컴포넌트 (274), 및 역-채널화 컴포넌트 (276) 로 공급된다. 타이밍 컴포넌트 (278) 및 채널 추정 컴포넌트 (280) 가 피드백 엘리먼트로서 이용될 수 있다. 스위칭 시스템 (200) 에서의 다른 컴포넌트는 디코딩 메트릭 생성기 (282), 디-인터리빙 컴포넌트 (284), 디스크램블링 컴포넌트 (286), 및 터보 디코더 (288) 를 포함할 수 있다.
도 3 은 무선 수신기에 대한 예시적인 스위칭 컴포넌트 프로세싱 (300) 을 도시한다. 도 2 에서 논의된 안테나 다이버시티 시스템에서, 적어도 2 개의 옵션이 도 2 의 260 에서 안테나 스위칭 블록의 동작을 위해 이용가능하다. 310 에서의 하나의 옵션은, 이동 수신기가 낮은 이동 속도 (또는 도플러 확산이 작음) 로 이동할 때 안테나 스위칭을 수행하는 것이다. 320 에서의 다른 옵션은 스위칭을 항상 실질적으로 턴 온하는 것이다. 옵션 310 을 아래와 같이 더욱 상세히 논의한다.
일반적으로, 제 1 스위칭 프로세싱 옵션 (310) 은, 2 개 이상의 안테나 사이에 차이가 존재할 때 더욱 중요할 수도 있다. FLO 시스템에 있어서, 주 (primary) 안테나는 부 (secondary) 안테나 보다 대략 5dB 높은 이득을 가질 수도 있다. 부 안테나에 대한 이득은, 예를 들어, 상이한 주파수 대역 (예를 들어, CDMA) 에서 동작하도록 동조되거나, 폼 팩터 (form factor) 고려사항들로 인해 더 작을 수 있다. 스위칭 블록을 항상 온 시킴으로써, 높은 도플러 확산에 대해, 주 안테나가 대부분의 관심 MLC 동안 더 강한 수신 전력을 갖는다는 것이 판명되지만, RSSI 측정 동안 부 안테나가 선택되는 가능성이 존재한다. 그 결과, 낮은 이동 속도 (작은 도플러 확산) 에 대해서만 스위칭 블록을 턴 온하는 것이 유익할 수 있다. 인접한 OFDM 심볼의 채널 추정에 기초하여 도플러 확산을 추정하기 위한 방법이 채용될 수 있다. 따라서, 스위칭 다이버시티 블록은 채널 시간 상관이 사전 결정 임계값 보다 높을 때에만 턴 온된다. 이용되는 경우에 부 안테나는 형성 팩터 고려사항들로 인해 내부적으로 탑재될 수 있다.
도 4 는 무선 수신기 시스템에 대한 예시적인 다중-경로 프로세싱 시스템 (400) 을 도시한다. 이 예에서, 아날로그 RF 체인의 2 개의 세트가 410 및 414 에 도시되어 있다. 각각의 체인 (410 및 414) 는 저 잡음 증폭기 (LNA : 424 및 426) 에 공급하는 SAW 필터 (420 및 422) 를 포함할 수 있다. LNA (424 및 426) 으로부터의 출력은, 믹서, 아날로그 LPF, 및 A/D 블록 (428 및 430) 으로 공급될 수 있고, 차례로 디지털 필터/DC 오프셋 블록 (432 및 434) 으로 공급된다. 블록 (432 및 434) 로부터의 출력은 AFC 컴포넌트 (440 및 442) 각각을 또한 구동하는 디지털 가변 이득 증폭기 (DVGA : 436 및 438) 를 구동한다. AFC 컴포넌트 (440 및 442) 로부터는, 샘플 버퍼 (450 및 452), FFT 블록 (454 및 456), 및 채널 추정 블록 (458 및 460) 이다. 피드백이 타이밍 블록 (462 및 464) 을 경유하여 제공될 수 있다. 시스템 (400) 에서의 다른 컴포넌트는, 최대 비율 결합 (MRC) 블록 (466), 역-채널화 컴포넌트 (468), 디코딩 메트릭 생성기 (470), 디-인터리빙 컴포넌트 (472), 디스크램블링 컴포넌트 (474), 및 터보 디코더 (476) 를 포함한다.
수신기 체인 (410 및 414) 은 프리앰블 및 포스트앰블 심볼의 복조 뿐만 아니라 관심 MLC 심볼의 복조 동안 동시에 동작한다. 안테나 (416 및 418) 상에 수신된 신호는 수신기 체인 (410 및 414) 에 의해, 각각 480 및 482 에서 FFT 및 채널 추정 블록의 출력까지 개별적으로 프로세싱된다. 그 후, 수신기 체인의 채널 추정 및 FFT 출력은, 신호 대 잡음비를 최대화시키기 위해 서브-캐리어 마다에 기초하여 466 (최대 비율 결합 (MRC) 블록) 에서 결합되고, 468-476 에서의 디코딩을 위한 연속 블록으로 전송된다. 각각의 수신기 체인은 예를 들어, 그 자체의 LNA 이득 상태, DVGA 이득, DC 정정, 주파수 및 시간 트랙킹을 유지한다.
480 및 482 각각에서의 FFT 출력에서, i-번째 서브-캐리어상의 수신 신호를 수신기 체인 #1 및 #2 각각에 대해 ri,1 및 ri,2 가 되게 하고, 서브-캐리어 i 의 주파수-도메인 채널 추정을 수신기 체인 #1 및 #2 각각에 대해 ci,1 및 ci,2 가 되게 한다. MRC 블록 (466) 은,
[수학식 2]
Figure pat00005
와 같이 i-번째 서브-캐리어에 대한 2개의 수신기 체인의 출력을 결합하고, 여기서, * 은 복소 공액이다. 채널 추정이 정확하다면, 수학식 (1) 에 따른 수신 신호의 서브-캐리어 당 결합은, 신호 대 잡음비가 각 서브-캐리어에 대해 최대화된다는 의미에서 최적이다. 2개의 수신 안테나 사이에 차이가 존재하는 경우에도, 상당한 성능 이득이 실현될 수 있다. 예시적인 시스템 (400) 은 무선 통신 디바이스의 일부로서 이용될 수 있다. 이것은, 적어도 2개의 신호 소스로부터의 신호를 무선 디바이스에서 수신하는 수단 (예를 들어, 안테나 서브세트, 블록 (410, 414)), 제 1 신호 체인 및 제 2 신호 체인에서 신호를 프로세싱하는 수단 (예를 들어, 믹서, 필터, 증폭기, 버퍼, 주파수 변환 컴포넌트, 추정 컴포넌트 등) 을 포함할 수 있다. 이것은 또한, 제 1 및 제 2 신호 체인을 결합하는 수단 (예를 들어, MRC (466)) 을 포함할 수 있다.
도 5 는, 수신된 데이터가 상술한 주파수 블록에서 이용될 수도 있는 무선 시스템에 대한 예시적인 네트워크 층 (500) 을 도시한다. 플로 (FLO) 공중 인터페이스 프로토콜 레퍼런스 모델이 도 5 에 도시되어 있다. 일반적으로, FLO 공중 인터페이스 사양은 층 1 (물리층 : 502) 및 층 2 (데이터 링크층 : 504) 를 갖는 개방 시스템 상호접속 (OSI) 네트워킹 모델에 대응하는 프로토콜 및 서비스를 커버한다. 데이터 링크층은, 2개의 서브-층, 즉, 매체 액세스 (MAC) 서브-층 (506), 및 스트림 서브-층 (508) 으로 더 세분된다. 상위층 (510) 이 OSI 층 (3-7) 을 포함하며, 제어 정보의 컨텐츠 및 포맷팅에 따라, 멀티미디어 컨텐츠의 압축, 멀티미디어에 대한 액세스 제어를 포함할 수 있다. MAC 층 (506) 은 멀티플렉싱 및 서비스 품질 (QoS) 전달 함수 (512) 를 포함한다. MAC 층 (506) 은 또한 논리 채널 (514) 을 포함한다.
통상적으로, FLO 공중 인터페이스 사양은 상위층을 특정하지 않아서, 다양한 애플리케이션 및 서비스의 지원에 있어서 설계 플렉시빌리티를 허용한다. 이들 층은 컨텍스트를 제공하기 위해 도시된다. 스트림 층은, 하나의 논리 채널로의 3개까지의 상위층 흐름의 멀티플렉싱, 각각의 논리 채널에 있어서 스트림에 대한 상위층 패킷의 바인딩, 패킷화 및 잔류 에러 핸들링 함수의 제공을 포함한다. 매체 액세스 제어 (MAC) 층의 특징은, 물리층으로의 액세스를 제어하고, 논리 채널과 물리 채널 사이에서 매핑을 수행하고, 물리 채널을 통한 송신을 위해 논리 채널을 멀티플렉싱하고, 이동 디바이스에서 논리 채널을 디-멀티플렉싱하고/하거나 서비스 품질 (QoS) 요구를 적용하는 것을 포함한다. 물리층의 특징은, 순방향 링크에 대한 채널 구조를 제공하며, 주파수, 변조, 및 인코딩 요구를 정의하는 것을 포함한다.
일반적으로, FLO 기술은 디지털 오디오 브로드캐스팅 (DAB), 지상 디지털 비디오 브로드캐스팅 (DVB-T), 및 지상 통합 서비스 디지털 브로드캐스팅 (ISDB-T) 에 의해 또한 활용되는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 활용한다. 일반적으로, OFDM 기술은 대형 셀 SFN 에서의 이동성 요구를 효율적으로 충족시키면서 높은 스펙트럼 효율을 달성할 수 있다. 또한, OFDM 은 사이클릭 프리픽스의 적절한 길이를 갖는 다중 송신기로부터의 긴 지연; (데이터 심볼의 최종 부분의 카피인) 심볼의 프런트에 부가된 가드 간격을 처리할 수 있어서, 직교성을 촉진시키고 캐리어간 간섭을 완화시킨다. 이러한 간격의 길이가 최대 채널 지연 보다 큰 한은, 이전의 심볼의 반사가 제거되고, 직교성이 유지된다.
도 6 으로 진행하여, FLO 물리층 (600) 이 도시되어 있다. 일 실시형태에서, 수퍼프레임은 1 초 시간 지속기간을 갖는 1200 개 OFDM 심볼과 같다. FLO 물리층은, 상당히 큰 단일 주파수 네트워크에서 유용한 충분하게 긴 가드 간격을 유지하면서, 8K 모드와 비교하여 우수한 이동 성능을 제공하는 (4096개의 서브-캐리어의 변환 사이즈를 산출하는) 4K 모드를 이용한다. 고속 채널 획득이 최적화된 파일럿 및 인터리버 구조 설계를 통해 달성될 수 있다. FLO 공중 인터페이스에 통합된 인터리빙 스킴은 시간 다이버시티를 촉진시킨다. 파일럿 구조 및 인터리버 설계는, 긴 획득 시간으로 사용자를 귀찮게 하지 않고 채널 활용을 최적화한다. 일반적으로, FLO 송신 신호는 600 에 도시된 바와 같이 수퍼 프레임으로 구성된다. 각각의 수퍼 프레임은, TDM (시간 분할 멀티플렉싱) 파일럿 (604), 오버헤드 정보 심볼 (OIS) (606), 및 와이드-영역 (616) 및 로컬-영역 데이터 (618) 를 포함하는 프레임 (608, 610, 612, 614) 을 포함하는, 4개의 데이터의 프레임으로 구성된다. TDM 파일럿은 OIS 의 고속 획득을 허용하기 위해 제공된다. OIS 는 수퍼 프레임에서 각각의 미디어 서비스를 위한 데이터의 위치를 설명한다.
통상적으로, 각각의 수퍼 프레임은 할당된 대역폭의 MHz 당 200 개 OFDM 심볼 (6 MHz 에 대해 1200 개 심볼) 로 이루어지며, 각각의 심볼은 액티브 서브-캐리어의 7 개 인터레이스를 포함한다. 각각의 인터레이스는 주파수에서 균일하게 분포되어서, 이용가능 대역폭내에서 전체 주파수 다이버시티를 달성한다. 이들 인터레이스는 사용된 실제 인터레이스의 수 및 지속기간과 관련하여 변화하는 논리 채널에 할당된다. 이것은 임의의 소정의 데이터 소스에 의해 달성된 시간 다이버시티에 플렉시빌리티를 제공한다. 시간 다이버시티를 개선시키기 위해 더 낮은 데이터 레이트 채널에 더 적은 인터레이스가 할당될 수 있지만, 더 높은 데이터 레이트 채널은 무선기기의 온-타임을 최소화시키고 전력 소모를 감소시키기 위해 더 많은 인터레이스를 활용한다.
일반적으로, 낮고 높은 데이터 레이트 채널 모두에 대한 획득 시간은 동일하다. 따라서, 주파수 및 시간 다이버시티가 획득 시간을 손상시키지 않고 유지될 수 있다. 대부분 종종, FLO 논리 채널이, 가변 레이트 코덱 (하나 안에 압축기 및 압축해제기) 으로 가능한 통계적 멀티플렉싱 이득을 얻기 위해 가변 레이트에서 실시간 (라이브 스트리밍) 컨텐츠를 반송하기 위해 사용된다. 각각의 논리 채널은, 상이한 애플리케이션에 대해 다양한 신뢰도 및 서비스 품질 요구를 지원하기 위해 상이한 코딩 레이트 및 변조를 가질 수 있다. FLO 멀티플렉싱 스킴은, 전력 소모를 최소화시키기 위해 디바이스 수신기가 관심 단일 논리 채널의 컨텐츠를 복조하는 것을 가능하게 한다. 이동 디바이스는 비디오 및 관련 오디오가 상이한 채널상에서 전송되는 것을 가능하게 하기 위해 다중 논리 채널을 동시에 복조할 수 있다.
또한, 에러 정정 및 코딩 기술이 이용될 수 있다. 일반적으로, FLO 는 터보 내부 코드 (13) 및 리드 솔로몬 (RS) (14) 외부 코드를 통합한다. 통상적으로, 터보 코드 패킷은 사이클릭 리던던시 체크 (CRC) 를 포함한다. RS 코드는 정확하게 수신되는 데이터에 대해 계산될 필요가 없으며, 이것은 바람직한 신호 조건하에서 추가 전력 세이빙을 발생시킨다. FLO 공중 인터페이스가 5, 6, 7, 및 8 MHz 의 주파수 대역폭을 지원하도록 설계된다는 것이 또 다른 양태이다. 매우 바람직한 서비스 제공이 단일 무선 주파수 채널에 의해 달성될 수 있다.
도 7 은, 무선 수신기 시스템에 대한 멀티-안테나 프로세스 (700) 를 도시한다. 설명의 간략화를 위해, 방법이 일련의 또는 다수의 동작으로서 도시되고 설명되어 있지만, 일부 동작들이 상이한 순서로 발생할 수도 있고/있거나 본 명세서에 도시되고 설명된 다른 동작과 동시에 발생할 수도 있기 때문에, 본 명세서에 설명된 프로세스들이 동작들의 순서에 제한되지 않는다는 것을 이해하고 인식할 것이다. 예를 들어, 당업자는, 방법이 상태도에서와 같은 일련의 상관 상태 또는 이벤트로서 또 다르게 표현될 수 있다는 것을 이해하고 인식할 것이다. 또한, 모든 도시된 동작들이 본 명세서에 개시된 본 방법에 따라 방법을 구현하도록 요구될 수도 있는 것은 아니다.
710 으로 진행하여, 안테나 서브세트가 선택된다. 전술한 바와 같이, 적어도 2개의 안테나가 안테나 서브세트에 대해 통상적으로 이용되지만, 3개 이상의 안테나가 가능하다. 소망하는 수신기 구성에 기초하여, 714 및 718 에서 2개의 프로세싱 경로가 결정된 안테나 서브세트에 대해 가능하다. 프로세싱 경로 (718) 가 선택되면, 안테나 서브세트 (710) 로부터의 신호가, 수신 신호 강도 또는 신호 대 잡음비와 같은 다양한 신호 파라미터에 대해 모니터링되고, 측정되거나 샘플링된다. 730 에서, 720 에서의 측정에 기초하여, 안테나가 무선 신호를 수신하는 서브세트로부터 선택된다. 전술한 바와 같이, 스위칭 결정이 상이한 시간에 및 상이한 상황하에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에서, 스위칭 결정은 수신기의 검출된 이동 동안과 같은 특정 시간 동안 수행될 수도 있다. 다른 경우에서, 안테나의 모니터링 및 스위칭은 수퍼 프레임들 사이 또는 수퍼 프레임 서브세트들 사이와 같이 규칙적인 간격에서 수행될 수도 있다. 740 에서, 선택된 안테나로부터의 신호가 각각의 수신기를 통해 프로세싱된다. 이것은, 증폭, 믹싱, 디지털 또는 아날로그 변환, 필터링, 이득 제어, FFT 계산, 채널 추정, 버퍼링, 디코딩, 디스크램블링 등을 포함할 수 있다.
프로세스 700 에서, 718 에서의 경로가 택해지면, 750 에서, 별개 신호 프로세싱 경로가 수신기에 의해 이용된 각 안테나에 대해 할당될 수 있다. 각각의 안테나에 대한 이러한 프로세싱 경로는, 예를 들어, 필터, 믹서, 증폭기, 이득 제어기, 버퍼, 타이밍 컴포넌트, FFT 컴포넌트, 및 채널 추정 컴포넌트를 포함할 수 있다. 760 에서, 개별 프로세싱 경로로부터의 출력이 결합된다. 이러한 결합은, 예를 들어, 아날로그 프로세스, 디지털 프로세스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 최대 비율 결합과 같은 프로세스를 포함한다. 770 에서, 각각의 안테나 서브세트 및 신호 프로세싱 경로로부터의 결합된 신호가 무선 수신기에서 더 프로세싱된다. 이러한 프로세싱은 역-채널화, 디코딩, 디-인터리빙, 디스크램블링 등을 포함할 수 있다.
도 8 은, 본 명세서에 설명한 하나 이상의 양태에 따라, 무선 통신 환경에서 이용되는 사용자 디바이스 (800) 의 도면이다. 사용자 디바이스 (800) 는, 예를 들어, 수신 안테나 (미도시) 로부터 신호를 수신하고, 그 수신 신호에 대해 통상의 동작들 (예를 들어, 필터링, 증폭, 하향 변환 등) 을 수행하여 샘플을 얻기 위해 컨디셔닝된 신호를 디지털화하는 수신기 (802) 를 포함한다. 수신기 (802) 는 최대 가능도 (ML)-MMSE 수신기 등과 같은 비선형 수신기일 수 있다. 복조기 (804) 가, 수신 파일럿 심볼을 복조하여 채널 추정을 위해 프로세서 (806) 에 제공할 수 있다. FLO 채널 컴포넌트 (810) 가 전술한 바와 같이 FLO 신호를 프로세싱하기 위해 제공된다. 이것은 다른 프로세스들 중에서 디지털 스트림 프로세싱 및/또는 포지셔닝 위치 계산을 포함할 수 있다. 프로세서 (806) 는 수신기 (802) 에 의해 수신된 정보를 분석 및/또는 선택적 송신기 (816) 에 의한 송신을 위해 정보를 생성하는데 전용된 프로세서, 사용자 디바이스 (800) 의 하나 이상의 컴포넌트를 제어하는 프로세서, 및/또는 수신기 (802) 에 의해 수신된 정보를 분석하고, 송신기 (816) 에 의한 송신을 위해 정보를 생성하며, 사용자 디바이스 (800) 의 하나 이상의 컴포넌트를 제어하는 것을 모두 하는 프로세서일 수 있다.
사용자 디바이스 (800) 는, 프로세서 (806) 에 동작적으로 커플링되고, 사용자 디바이스 (800) 에 대한 계산된 랭크에 관한 정보, 랭크 계산 프로토콜, 거기에 관한 정보를 포함하는 룩업 테이블(들), 및 본 명세서에 설명된 바와 같은 무선 통신 시스템의 비선형 수신기에서 랭크를 계산하기 위해 리스트 스피어 디코딩 (list-sphere decoding) 을 지원하는 임의의 다른 적합한 정보를 저장하는 메모리 (808) 를 추가로 포함할 수 있다. 메모리 (808) 는 랭크 계산, 매트릭스 생성 등과 관련된 프로토콜을 추가로 저장할 수 있어서, 사용자 디바이스 (800) 는 본 명세서에 설명한 바와 같은 비선형 수신기에서 랭크 결정을 달성하기 위해 저장되어 있는 프로토콜 및/또는 알고리즘을 이용할 수 있다.
본 명세서에 설명된 데이터 저장 (예를 들어, 메모리) 컴포넌트는 휘발성 또는 비휘발성 메모리일 수 있거나, 휘발성 및 비휘발성 메모리 모두를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 제한하지 않는 예로서, 비휘발성 메모리는 판독 전용 메모리 (ROM), 프로그램가능 ROM (PROM), 전기적 프로그램가능 ROM (EPROM), 전기적 삭제가능 ROM (EEPROM), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로서 동작하는 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 를 포함할 수 있다. 제한하지 않는 예로서, RAM 은, 동기식 RAM (SRAM), 동적 RAM (DRAM), 동기식 DRAM (SDRAM), 이중 데이터 레이트 SDRAM (DDR SDRAM), 인핸스드 SDRAM (ESDRAM), 싱크링크 DRAM (SLDRAM), 및 직접 램버스 RAM (DRRAM) 과 같은 다수의 형태에서 이용가능하다. 본 시스템 및 방법의 메모리 (808) 는 이들 및 임의의 다른 적합한 타입의 메모리를 포함하는 것으로 의도되지만, 이에 제한되지 않는다. 사용자 디바이스 (800) 는 FLO 데이터를 프로세싱하는 배경 모니터 (814), 심볼 변조기 (814) 및 변조된 신호를 송신하는 송신기 (816) 를 더 포함한다.
도 9 는, 복수의 수신 안테나 (906) 를 통해 하나 이상의 사용자 디바이스 (904) 로부터 신호(들)를 수신하는 수신기 (910), 및 송신 안테나 (908) 를 통해 하나 이상의 사용자 디바이스 (904) 에 송신하는 송신기 (922) 를 갖는 기지국 (902) 을 포함하는 예시적인 시스템 (900) 을 도시한다. 수신기 (910) 는 수신 안테나 (906) 로부터 정보를 수신할 수 있고, 수신 정보를 복조하는 복조기 (912) 와 동작적으로 연결된다. 복조된 심볼은 도 8 에 관하여 상술한 프로세서와 유사하며, 사용자 랭크에 관한 정보, 사용자 랭크에 관한 룩업 테이블, 및/또는 본 명세서에 설명된 다양한 동작들 및 기능들을 수행하는 것에 관한 임의의 다른 적합한 정보를 저장하는 메모리 (916) 에 커플링되는 프로세서 (914) 에 의해 분석된다. 프로세서 (914) 는, 하나 이상의 각각의 사용자 디바이스 (904) 와 관련된 FLO 정보의 프로세싱을 촉진시키는 FLO 채널 컴포넌트 (918) 에 또한 커플링된다.
변조기 (920) 는 송신 안테나 (908) 를 통해 사용자 디바이스 (904) 로의 송신기 (922) 에 의한 송신을 위해 신호를 멀티플렉싱할 수 있다. FLO 채널 컴포넌트 (918) 는, 사용자 디바이스 (904) 와의 통신을 위해 소정의 송신 스트림에 대한 갱신된 데이터 스트림에 관한 신호에 정보를 첨부할 수 있고, 이 신호는 신규한 최적의 채널이 식별되고 확인응답되었다는 표시를 제공하기 위해 사용자 디바이스 (904) 로 송신될 수 있다. 이러한 방식으로, 기지국 (902) 는 FLO 정보를 제공하고, ML-MIMO 수신기 등과 같은 비선형 수신기와 함께 디코딩 프로토콜을 이용하는 사용자 디바이스 (904) 와 상호작용할 수 있다.
도 10 은 예시적인 무선 통신 시스템 (1000) 을 도시한다. 이 무선 통신 시스템 (1000) 은 간결함을 위해 하나의 기지국 및 하나의 단말기를 나타낸다. 그러나, 이 시스템이 2개 이상의 기지국 및/또는 2개 이상의 단말기를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이고, 여기서, 추가적인 기지국 및/또는 단말기가 후술하는 예시적인 기지국 및 단말기와 실질적으로 유사하거나 상이할 수 있다.
이제, 도 10 을 참조하면, 다운링크상의, 액세스 포인트 (1005) 에서, 송신 (TX) 데이터 프로세서 (1010) 는 트래픽 데이터를 수신하고, 포맷하고, 코딩하고, 인터리빙하며, 변조 (또는 심볼 매핑) 하고, 변조 심볼 ("데이터 심볼") 을 제공한다. 심볼 변조기 (1015) 는 데이터 심볼 및 파일럿 심볼을 수신 및 프로세싱하여, 심볼의 스트림을 제공한다. 심볼 변조기 (1015) 는 데이터 및 파일럿 심볼을 멀티플렉싱하여, 이들을 송신기 유닛 (TMTR : 1020) 으로 제공한다. 각 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 파일럿 심볼은 각 심볼 주기에서 연속적으로 전송될 수도 있다. 이 파일럿 심볼은, 주파수 분할 멀티플렉싱 (FDM) 되고, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 되고, 시간 분할 멀티플렉싱 (TDM) 되고, 주파수 분할 멀티플렉싱 (FDM) 되거나, 코드 분할 멀티플렉싱 (CDM) 될 수 있다.
TMTR (1020) 은 심볼의 스트림을 수신하여 하나 이상의 아날로그 신호로 변환하며, 무선 채널을 통한 송신을 위해 적합한 다운링크 신호를 생성하기 위해 이 아날로그 신호를 더 컨디셔닝 (예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 상향 변환) 한다. 그 후, 다운링크 신호는 안테나 (1025) 를 통해 단말기로 송신된다. 단말기 (1030) 에서, 안테나 (1035) 는 다운 링크 신호를 수신하고, 수신된 신호를 수신기 유닛 (RCVR : 1040) 에 제공한다. 수신기 유닛 (1040) 은 수신된 신호를 컨디셔닝 (예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 하향 변환) 하고, 샘플을 얻기 위해 컨디셔닝된 신호를 디지털화한다. 심볼 복조기 (1045) 는 수신 파일럿 심볼을 복조하여, 채널 추정을 위해 프로세서 (1050) 에 제공한다. 심볼 복조기 (1045) 는 또한, 프로세서 (1050) 로부터 다운링크에 대한 주파수 응답 추정을 수신하고, (송신된 데이터 심볼의 추정인 데이터 심볼 추정을 얻기 위해 수신된 데이터 심볼에 대해 데이터 복조를 수행하며, 송신된 트래픽 데이터를 복구하기 위해 데이터 심볼 추정을 복조 (즉, 심볼 디-매핑), 디-인터리빙, 및 디코딩하는 RX 데이터 프로세서 (1055) 에 데이터 심볼 추정을 제공한다. 심볼 복조기 (1045) 및 RX 데이터 프로세서 (1055) 의한 프로세싱은, 액세스 포인트 (1005) 에서의 심볼 변조기 (1015) 및 TX 데이터 프로세서 (1010) 각각에 의한 프로세싱과 상보적이다. 제공될 수도 있는 다른 컴포넌트들은, TX 데이터 프로세서 (1060), 심볼 변조기 (1065), 송신기 유닛 (1070), 수신기 유닛 (1075), 심볼 복조기 (1080), RX 데이터 프로세서 (1085), 및 프로세서 (1090) 를 포함한다.
프로세서 (1090 및 1050) 는 액세스 포인트 (1005) 및 단말기 (1030) 각각에서의 동작을 지시 (예를 들어, 제어, 조정, 관리 등) 한다. 각각의 프로세서 (1090 및 1050) 는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛 (미도시) 과 연결될 수 있다. 프로세서 (1090 및 1050) 는 또한, 업링크 및 다운링크 각각에 대한 주파수 및 임펄스 응답 추정을 유도하기 위한 계산을 수행할 수 있다.
다중-액세스 시스템 (예를 들어, FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA 등) 에 있어서, 다중 단말기는 업링크상에서 동시에 송신할 수 있다. 이러한 시스템에 있어서, 파일럿 서브대역이 상이한 단말기 사이에서 공유될 수도 있다. 각 단말기에 대한 파일럿 서브대역이 전체 동작 대역 (가능하면 대역 에지 제외) 에 걸쳐있는 경우에 채널 추정 기술이 사용될 수도 있다. 이러한 파일럿 서브대역 구조는 각 단말기에 대한 주파수 다이버시티를 얻기 위해 바람직하다. 본 명세서에 설명된 기술은 다양한 방식으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이들 기술은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현에 있어서, 채널 추정을 위해 사용된 프로세싱 유닛은, 하나 이상의 응용 주문형 집적 회로 (ASIC), 디지털 신호 프로세서 (DSP), 디지털 신호 프로세싱 디바이스 (DSPD), 프로그램가능 로직 디바이스 (PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로-제어기, 마이크로프로세서, 본 명세서에 설명된 기능을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛, 또는 이들의 조합내에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어를 이용하여, 구현이 본 명세서에 설명된 기능을 수행하는 모듈 (예를 들어, 절차, 함수, 등) 을 통할 수 있다. 소프트웨어 코드가 메모리 유닛에 저장될 수도 있고 프로세서 (1090 및 1050) 에 의해 실행될 수도 있다.
소프트웨어 구현에 있어서, 본 명세서에 설명된 기술은 본 명세서에 설명된 기능을 수행하는 모듈 (예를 들어, 절차, 함수 등) 로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드가 메모리 유닛에 저장될 수도 있고, 프로세서에 의해 실행될 수도 있다. 이 메모리 유닛은 프로세서 내부 또는 프로세서 외부에서 구현될 수도 있고, 이 경우에, 당업계에 공지된 다양한 수단을 통해 프로세서에 통신가능하게 커플링된다.
상기 설명한 것은 예시적인 실시형태들을 포함한다. 물론, 이 실시형태들을 설명하기 위해 컴포넌트 또는 방법의 생각할 수 있는 조합을 모두 설명하는 것은 불가능하지만, 당업자는 다수의 다른 조합 및 변경이 가능하다는 것을 인식할 수도 있다. 따라서, 이들 실시형태들은 첨부한 청구범위의 사상 및 범위내에 있는 모든 이러한 변경, 변형 및 변동을 포함하도록 의도된다. 또한, 상세한 설명 또는 청구범위에서 용어 "포함하는" 이 사용되는 범위에 대해, 이 용어는 청구범위에서 연결어로서 이용될 때 "구비하는" 으로서 해석되기 때문에 용어 "구비하는" 과 유사한 방식으로 포괄적이도록 의도된다.

Claims (22)

  1. 무선 네트워크에 대한 수신기 프로세싱 방법으로서,
    안테나들의 서브세트로부터 수신된 신호의 신호 파라미터를 모니터링하는 단계;
    상기 수신된 신호의 도플러 확산에 응답하여, 상기 신호 파라미터에 기초하여 상기 안테나들의 서브세트로부터 적어도 하나의 안테나를 선택하는 단계; 및
    상기 안테나들의 서브세트로부터 상기 적어도 하나의 안테나를 선택하는 동작의 주기를 결정하는 단계를 구비하는, 수신기 프로세싱 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    이동 수신기가 낮은 이동 속도로 이동하거나 도플러 확산이 소정의 임계값 아래일 때 안테나 스위칭을 수행하는 단계를 더 구비하는, 수신기 프로세싱 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    2 개 이상의 안테나들 사이의 신호 차이를 결정하는 단계를 더 구비하는, 수신기 프로세싱 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    주 (primary) 안테나를 부 (secondary) 안테나와는 상이한 이득으로 설정하는 단계를 더 구비하는, 수신기 프로세싱 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 부 안테나를 상기 주 안테나와는 상이한 주파수로 설정하는 단계를 더 구비하는, 수신기 프로세싱 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    채널 시간 상관이 소정의 임계값 보다 높을 때 안테나 스위칭 블록을 턴 온하는 단계를 더 구비하는, 수신기 프로세싱 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    무선 수신기에서 잡음 분산을 추정하는 단계를 더 구비하는, 수신기 프로세싱 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 잡음 분산의 추정치에 대한 안테나들 사이의 합성 수신 전력의 비율을 결정하는 단계를 더 구비하는, 수신기 프로세싱 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 단계는 상기 수신된 신호의 각각의 서브-캐리어에서 독립적으로 상기 적어도 하나의 안테나를 선택하는 단계를 더 구비하는, 수신기 프로세싱 방법.
  10. 컴퓨터 실행가능 명령들을 저장한 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    2개 이상의 안테나들을 통해 수신된 신호 송신의 프리앰블 부분을 분석함으로써 상기 2개 이상의 안테나들 사이의 신호 차이들을 결정하는 명령들;
    상기 신호 차이들에 기초하여 하나의 안테나를 선택하는 명령들; 및
    무선 수신기 컴포넌트에서 상기 선택된 안테나로부터 상기 신호 송신의 데이터 부분을 수신하는 명령들을 구비하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 차이들을 결정하기 위해 신호 강도 측정 컴포넌트 또는 신호 대 잡음비 컴포넌트를 이용하는 명령들을 더 구비하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  12. 제 10 항에 있어서,
    물리층, 스트림층, 매체 액세스 층, 및 상위층 중 적어도 하나의 층을 갖는 층 컴포넌트를 더 구비하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 물리층은, 프레임 필드, 파일럿 필드, 오버헤드 정보 필드, 와이드 영역 필드, 및 로컬 영역 필드 중 적어도 하나의 필드를 더 구비하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    에러 정정 필드를 더 구비하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  15. 안테나들의 서브세트로부터 적어도 하나의 안테나를 선택하기 위한 적어도 하나의 무선 주파수 프로세싱 채널;
    상기 안테나들의 서브세트에 대한 신호 차이들을 결정하기 위한 컴포넌트를 포함하는 메모리; 및
    상기 안테나들의 서브세트와 관련된 적어도 하나의 무선 장치에 대한 신호 프로세싱을 촉진시키는 프로세서를 구비하는, 무선 통신 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    순방향 링크 전용 데이터 스트림을 디코딩하기 위한 하나 이상의 컴포넌트를 더 구비하는, 무선 통신 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서는 층들의 그룹에서 적어도 하나의 통신 층을 프로세싱하기 위해 이용되는, 무선 통신 장치.
  18. 무선 디바이스에서 안테나들의 서브세트를 모니터링하는 수단;
    수신된 신호의 도플러 확산을 결정하는 수단;
    상기 수신된 신호의 도플러 확산에 응답하여, 상기 안테나들의 서브세트로부터 하나의 안테나를 선택하는 수단; 및
    상기 선택된 안테나로부터 수신된 신호를 프로세싱하는 수단을 구비하는, 무선 통신 디바이스.
  19. 신호 수신 방법으로서,
    제 1 부분 및 제 2 부분을 구비하는 신호 송신을 수신하도록 복수의 안테나를 제공하는 단계;
    상기 신호 송신의 제 2 부분을 수신하기 전에, 상기 제 1 부분에 기초하여 상기 복수의 안테나에서 각각의 안테나에 대한 평균 제약 용량을 계산하는 단계;
    상기 평균 제약 용량의 값에 기초하여, 상기 복수의 안테나 중에서 안테나를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 안테나로부터 상기 신호 송신의 제 2 부분을 수신하는 단계를 구비하는, 신호 수신 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 프리앰블을 구비하고, 상기 제 2 부분은 상기 신호 송신의 데이터 부분을 구비하는, 신호 수신 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 신호 송신은 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM) 신호 송신을 구비하고, 상기 평균 제약 용량을 계산하는 단계는 상기 OFDM 신호 송신의 하나 이상의 서브캐리어에 대한 채널 추정치 및 잡음 추정치를 계산하는 단계를 구비하는, 신호 수신 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 서브캐리어는 상기 OFDM 신호 송신의 모든 서브캐리어 중에서 가장 낮은 변조 크기를 구비하는, 신호 수신 방법.
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