KR20140122760A - 지능형 수신기 동작을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

지능형 수신기 동작을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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기봉 송
시아오웬 왕
유철 김
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Abstract

예컨대 전력 최적화를 위해 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 방법들 및 장치가 개시된다. 일 실시예에서, 다이버시티 동작 동안의 동작은 적응형으로 조정된다. 다이버시티 기법들은 비-다이버시티 동작보다 상당히 더 많은 전력을 소비한다. 그러나, 수신기 다이버시티로부터의 성능 이득은 항상 예측가능하지는 않다. 그 결과, 일 실시예에서, 디바이스는 다이버시티 동작에 의해 기여되는 전체 성능 이득을 평가하며, 성능 이득이 사소하거나 부적절한 경우에, 디바이스는 다이버시티 동작을 디스에이블한다. 일 구현에서, 디바이스는 정적 싱글 안테나 모드, 동적 싱글 안테나 모드 및 동적 다중 안테나 모드에서 동작할 수 있다.

Description

지능형 수신기 동작을 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR INTELLIGENT RECEIVER OPERATION}
우선권
본 출원은, 2012년 2월 13일에 출원되고 발명의 명칭이 "지능형 수신기 동작을 위한 방법들 및 장치(METHODS AND APPARATUS FOR INTELLIGENT RECEIVER OPERATION)"인 미국 가특허 출원 제61/598,263호 및 2012년 9월 25일에 출원되고 발명의 명칭이 "지능형 수신기 동작을 위한 방법들 및 장치"인 미국 가특허 출원 제61/705,562호에 대한 우선권을 주장하는, 2013년 2월 13일자로 본 건과 동시에 출원되고 발명의 명칭이 "지능형 수신기 동작을 위한 방법들 및 장치"인 미국 특허 출원 제13/766,055호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원들 각각은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 대체로 무선 통신, 및 데이터 네트워크들의 분야에 관한 것이다. 보다 특히, 예시적인 실시예에서, 예컨대 다이버시티 성능(diversity performance)에 기초하여 수신기 다이버시티 동작(diversity operation)을 지능형으로 조정하기 위한 방법들 및 장치가 개시된다.
원격통신 내에서, 소위 "다이버시티" 기법들은 신호를 송신 및/또는 수신하는 데 상이한 특성들을 갖는 둘 이상의 통신 채널들을 사용한다. 개별 채널들은 상이한 레벨들의 페이딩(fading) 및 간섭을 경험하며; 따라서, 통신 채널들이 충분히 다양할 때, 송신된 신호는 상당한 잡음 또는 다른 간섭이 존재하더라도 복구될 수 있다.
불행히도, 각각의 통신 채널을 수신하기 위해, 송수신기는 상당히 많은 에너지를 소비해야 한다. 예를 들어, 2-안테나 다이버시티 수신기를 고려하면; 양쪽 안테나들, RF(무선 주파수) 및 기저대역 체인(baseband chain)들은 다이버시티 동작을 지원하기 위해 전력을 공급받아야 한다. 두 개의 수신 체인들에 전력을 공급하는 것은 싱글 수신 체인보다 상당히 더 많은 전력을 소비한다.
전체적인 전력 소비는 모바일 디바이스 소비자들에 대한 사용자 경험에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 보다 적은 전력을 소비하는 디바이스들이 보다 오래 동작할 수 있으며; 이에 따라 소위 "배터리 수명", "대기 시간" 및 "통화 시간"과 같은 메트릭(metric)들은 소비자가 새로운 장비를 구매할 때 고려하는 중요한 인자들이다.
따라서, 전력 관리, 및 다이버시티 동작을 이용하여 전력 소비를 감소시키기 위한 개선된 장치 및 방법들이, 특히 셀룰러 인터페이스들을 갖는 고-성능 무선 모바일 디바이스들의 상황에서 필요하다.
본 발명은, 그 중에서도, 다이버시티 동작 동안에 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 개선된 장치 및 방법들을 제공한다.
다이버시티 동작 동안에 무선 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 방법이 개시된다. 예시적인 일 실시예에서, 상기 방법은 하나 이상의 사전-결정된 조건들에 기초하여 정적 동작이 필요한지 아니면 동적 다이버시티 동작이 필요한지 여부를 판정하는 단계; 하나 이상의 다이버시티 구성들의 성능 및 하나 이상의 대응하는 전력 소비들을 추정하는 단계; 하나 이상의 성능과 대응하는 하나 이상의 전력 소비들을 비교하는 단계; 및 비교에 기초하여 다이버시티 구성을 선택하는 단계를 포함한다.
제2 실시예에서, 상기 방법은 하나 이상의 사전-결정된 조건들에 기초하여 정적 동작이 필요한지 아니면 동적 다이버시티 동작이 필요한지 여부를 판정하는 단계; 하나 이상의 다이버시티 구성들의 성능 및 하나 이상의 대응하는 전력 소비들을 결정하는 단계; 및 상기 결정들에 적어도 기초하여 다이버시티 구성을 선택하는 단계를 포함한다.
전력 관리 능력을 갖는 모바일 디바이스가 또한 개시된다. 일 실시예에서, 전력 관리 능력은 다이버시티 모드 관리의 선택적인 사용을 통해 달성된다.
무선 시스템이 추가로 개시된다. 일 실시예에서, 상기 시스템은 적어도 하나의 기지국(base station) 및 적어도 하나의 무선 모바일 디바이스를 포함한다. 모바일 디바이스는 "지능형" 다이버시티 동작을 통해 전력 관리를 구현하도록 구성된다.
컴퓨터 판독가능 장치가 추가로 개시된다. 일 실시예에서, 상기 장치는 실행될 때 모바일 디바이스 상에서 향상된 전력 소비 거동을 위한 다이버시티 모드 관리를 구현하도록 구성된 컴퓨터 프로그램이 배치된 저장 매체를 포함한다.
다이버시티 동작 동안에 무선 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 방법이 또한 개시된다. 예시적인 일 실시예에서, 상기 방법은 (i) 채널 품질, 및 (ii) 리소스 할당(resource allocation) 중 적어도 하나 이상에 기초하여 정적 동작 또는 동적 다이버시티 동작을 선택하는 단계; 및 동적 다이버시티 동작이 선택될 때, 하나 이상의 다이버시티 구성들의 성능 및 하나 이상의 대응하는 전력 소비들을 추정하는 단계; 하나 이상의 성능과 대응하는 하나 이상의 전력 소비들을 비교하는 단계; 및 비교에 기초하여 다이버시티 구성을 선택하는 단계를 포함한다.
일 변형예에서, 채널 품질은 (i) 채널 품질 표시(Channel Quality Indication: CQI), (ii) 신호-대-잡음 비(Signal-to-Noise Ratio: SNR), 및 (iii) 수신 신호 세기 표시(Received Signal Strength Indication: RSSI) 중 적어도 하나로 이루어진다. 그의 일 변형예에서, 채널 품질이 수신 임계 레벨 초과이고 리소스 할당이 이용 임계 레벨 미만일 때 싱글 안테나 스킴(single antenna scheme)이 선택된다. 그의 제2 변형예에서, 채널 품질이 수신 임계 레벨 초과이고 리소스 할당이 이용 임계 레벨 초과일 때 동적 다이버시티 동작이 선택된다. 그의 제3 변형예에서, 채널 품질이 수신 임계 레벨 미만이고 리소스 할당이 이용 임계 레벨 초과일 때 최대 다이버시티 스킴이 선택된다.
다른 변형예에서, 상기 추정하는 단계는 하나 이상의 다이버시티 구성들 및 비-다이버시티 동작의 성능을 계산하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 변형예에서, 하나 이상의 전력 소비들은 동작 동안에 직접적으로 측정되고 후속하여 저장된다.
또 다른 구현예들에서, 성능은 (i) 비트 에러율(bit error rate: BER)들, (ii) 블록 에러율(block error rate: BLER)들, 및 (iii) 패킷 에러율(packet error rate: PER)들 중 하나 이상을 이용하여 측정된다.
대안적인 구현예들에서, 성능은 (i) 공분산 행렬(covariance matrix)들, (ii) 레이크 프로세싱(rake processing), 및 (iii) 다이버시티 가중비(diversity weighting ratio)들 중 적어도 하나로부터 선택된 하나 이상의 중간 계산들에 기초하여 추정된다.
동적 수신기 다이버시티 동작을 구현하도록 구성된 모바일 장치가 추가로 개시된다. 일 실시예에서, 상기 장치는 싱글 안테나 및 다이버시티 안테나 수신 둘 모두를 지원하도록 구성된 무선 수신기; 무선 수신기와 신호 통신하는 프로세서; 및 하나 이상의 사전-결정된 조건들에 기초하여 정적 동작이 필요한지 아니면 동적 다이버시티 동작이 필요한지 여부를 판정하고; 동적 다이버시티 동작이 필요할 때, 하나 이상의 다이버시티 구성 특성들의 성능 및 하나 이상의 대응하는 전력 소비 특성들을 결정하고; 상기 결정들에 적어도 기초하여 다이버시티 구성을 선택하도록 구성된 로직을 포함한다.
일 변형예에서, 하나 이상의 사전-결정된 조건들은 적어도 채널 품질 표시(CQI) 및 노드B 스케줄링 비를 포함한다.
제2 변형예에서, 정적 동작 또는 동적 다이버시티 동작의 판정은 주기적인 단위로 수행되는 링크 평가를 포함한다.
제3 변형예에서, 정적 동작 또는 동적 다이버시티 동작의 판정은 이벤트에 의해 트리거되는 링크 평가를 포함한다.
제4 변형예에서, 다이버시티 구성의 선택은 추가로 하나 이상의 다이버시티 구성들과 연관된 하나 이상의 전력 소비들 간의 비교에 적어도 부분적으로 기초한다.
무선 네트워크에서 타깃 장치에의 접속을 확립하도록 구성된 모바일 디바이스가 또한 개시된다. 예시적인 일 실시예에서, 상기 디바이스는 (i) 채널 품질 표시(CQI) 값, 및 (ii) 스케줄링된 리소스들 값 중 하나 이상에 기초하여 정적 싱글 안테나 상태와 동적 상태 사이에서 전이(transition)하고; (i) 안테나 이득 값, 및 (ii) 동적 싱글 안테나 상태와 연관된 CQI 값 중 하나 이상에 기초하여 동적 싱글 안테나 상태와 동적 듀얼 안테나 상태 사이에서 전이하도록 구성된 무선 송수신기; 프로세서; 및 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서로 하여금, 사전결정된 양의 시간이 경과했을 때 동적 싱글 안테나 상태와 동적 듀얼 안테나 상태 사이에서의 전이에 대한 필요성을 재평가하고; 동적 싱글 안테나 상태와 동적 듀얼 안테나 상태 사이의 성능 차이를 추정하게 하도록 하는 복수의 명령어들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장부를 포함한다.
롱 텀 에볼루션(LTE) 셀룰러 무선 통신 네트워크에서 기지국을 동작시키는 방법이 추가로 개시된다. 예시적인 일 실시예에서, 상기 방법은 연관된 복수의 안테나들의 다이버시티 동작과 연관된 전력 소비를 감소시키도록 LTE 네트워크 내에서 동작가능한 하나 이상의 모바일 디바이스를 구성하는 단계 - 구성하는 단계는 하나 이상의 모바일 디바이스로 하여금, 다이버시티 상태와 비-다이버시티 상태 사이에서 스위칭하고; 다이버시티 상태로의 진입 여부에 따라, 복수의 안테나들 사이의 공지된 공간 상관도(spatial correlation)에 기초하여 성능 이득을 계산하고; 성능 이득을 사전결정된 임계치와 비교하고; 성능 이득이 사전결정된 임계치를 초과할 때, 듀얼 안테나 모드에 진입하고; 성능 이득이 사전결정된 임계치를 초과하지 않을 때, 싱글 안테나 모드에 진입하도록 함 - 를 포함한다.
일 변형예에서, 공간 상관도가 비공지되어 있을 때, 성능 이득은 (1) 듀얼 안테나 모드에 대한 계산된 CQI 값과 (ii) 싱글 안테나 모드에 대한 이전에 저장되고 유효한 CQI 값 사이의 차이를 계산하는 것에 기초한다.
제2 변형예에서, 공간 상관도가 비공지되어 있을 때, 성능 이득은 이퀄라이저 탭 에너지(equalizer tap energy)의 비에 기초한다.
제3 변형예에서, 공간 상관도가 비공지되어 있을 때, 성능 이득은 싱글 브랜치(single branch)에 대한 CQI를 계산하는 것에 기초한다.
제4 변형예에서, 사전결정된 임계치는 다중 탭 기준(multiple tap criterion)을 포함한다.
본 명세서에 개시된 다른 특징들 및 이점들이 아래에 주어진 바와 같은 예시적인 실시예들의 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 참조하여 당업자들에 의해 즉각 이해될 것이다.
<도 1a>
도 1a는 다이버시티 동작 동안에 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 일반화된 방법의 일 실시예를 도시한 논리 흐름도이다.
<도 1b>
도 1b는 다이버시티 동작 동안에 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 일반화된 방법의 제2 실시예를 도시한 논리 흐름도이다.
<도 2>
도 2는 다양한 개시된 실시예들에 유용한 하나의 예시적인 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution, LTE) 셀룰러 네트워크를 도시한 논리 블록 다이어그램이다.
<도 3>
도 3은 다중-안테나 다이버시티 상태 기계의 하나의 예시적인 구성을 표현하는 논리 상태 다이어그램이다.
<도 3a>
도 3a는 하나의 예시적인 타이머-기반 고속 다운링크 패킷 액세스(High Speed Downlink Packet Access, HSDPA) 트래픽 검출 스킴을 표현하는 논리 상태 다이어그램이다.
<도 4>
도 4는 싱글 안테나 구성과 듀얼 안테나 구성 사이의 공간 잡음 상관도가 공지되는 경우 그 안테나들 사이의 안테나 이득을 비교하기 위한 제1 예시적인 스킴을 도시한 논리 흐름도이다.
<도 5 내지 도 7>
도 5 내지 도 7은 변화하는 공간 잡음 상관 조건들 하에서 상이한 모드들(예컨대, 싱글 안테나 구성과 듀얼 안테나 구성) 사이의 안테나 이득을 평가하기 위한 다양한 예시적인 스킴들을 도시한 논리 흐름도들이다.
<도 8>
도 8은 모바일 무선 사용자 디바이스의 일 실시예를 도시한 기능 블록 다이어그램이다.
<도 9>
도 9는 모바일 디바이스에 대한 무선 수신기 동작의 적응형 조정을 지원하도록 구성된 네트워크 장치의 일 실시예를 도시한 기능 블록 다이어그램이다.
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이제 유사한 도면 부호들이 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 나타내는 도면들을 참조한다.
개요 -
소위 수신기 다이버시티 기법들은 수신 성능을 개선하기 위해 여러 무선 네트워킹 표준들(예컨대, 범용 이동 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications System, UMTS), 롱 텀 에볼루션(LTE), 무선 마이크로파 액세스(Wireless Microwave Access, WiMAX) 등) 내에서 폭넓게 이용된다. 다이버시티 동작 동안, 사용자 장비(user equipment, UE)와 같은 모바일 디바이스는 두 개 이상의 개별 통신 채널들을 통해 송신을 수신하며, 여기서 개별 통신 채널들의 각각은 상이한 페이딩 및 간섭 효과들을 경험한다. 개별 통신 채널들로부터의 송신들을 결합함으로써, 다이버시티 동작은 페이딩 및 간섭 효과들을 보상할 수 있으며, 이는 디바이스 수신을 크게 개선한다.
불행히도, 다이버시티 기법들은 비-다이버시티 동작보다 상당히 더 많은 전력을 소비한다. 그러나, 수신기 다이버시티로부터의 성능 이득은 항상 예측가능하지는 않다. 그 결과, 개시된 일 실시예에서, 디바이스는 다이버시티 동작에 의해 기여되는 전체 성능 이득을 평가하며, 성능 이득이 사소하거나 부적절한 경우에, 디바이스는 다이버시티 동작을 디스에이블(disable)한다.
예시적인 일 실시예에서, 수신기 디바이스는 제1 및 제2 조건들의 세트에 기초하여 정적 싱글 안테나 상태와 두 가지의 동적 상태들 사이에서 전이하도록 구성된다. 구체적으로, 모바일 디바이스가 상대적으로 거의 이용되지 않는 고 품질 채널 환경에서 동작하고 있다면, 모바일 디바이스는 정적 싱글 안테나 상태에서 동작할 수 있으며; 그렇지 않으면, 모바일 디바이스는 다이버시티 동작이 그의 증가된 전력 소비를 합리화하기에 충분한 이득을 제공하는지 여부를 판정하기 위해 여러 메트릭들을 평가할 것이다.
예시적인 실시예들의 설명
이제 예시적인 실시예들이 상세히 설명된다. 이들 실시예들이 주로 제3 세대(3G) 범용 이동 통신 시스템(UMTS) 무선 네트워크들, 롱 텀 에볼루션(LTE) 무선 네트워크들 및 다른 제4 세대(4G) 또는 LTE-어드밴스트(LTE-A) 무선 네트워크들을 포함하는 그러나 그에 제한되지는 않는 셀룰러 네트워크들의 상황에서 논의되지만, 본 발명이 그렇게 제한되지는 않음은 당업자에 의해 이해될 것이다. 사실상, 본 명세서에 설명된 원리들은 다이버시티 동작 동안에 수신기 동작을 적응형으로 조정하는 것으로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 무선 네트워크에서 유용하고 그에 용이하게 적응된다.
방법들
도 1a는 다이버시티 동작 동안에 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 일반화된 방법(100)의 일 실시예를 도시한다.
짧은 여담으로서, 안테나 다이버시티 스킴들은 수신기 동작 및 송신기 동작 둘 모두 내에서 구현될 수 있다. 일반적으로, 다이버시티 동작은 다음과 같이 분류된다: SISO(단일 입력, 단일 출력), MIMO(다중 입력, 다중 출력), SIMO(단일 입력, 다중 출력), 및 MISO(다중 입력, 단일 출력). 더욱이, 디바이스가 다수의 안테나들을 갖는 경우에, 디바이스는 안테나들의 서브세트(subset)를 단지 인에이블(enable)하기만 하면 되는 것이 추가로 인식된다. 예를 들어, 3개의 안테나들을 갖는 디바이스에서, 그 디바이스는 싱글 안테나, 3개의 안테나들 중 2개의 안테나들, 또는 모든 안테나들에 한정되는 모드들을 지원할 수 있다. 사실상, 초기 디바이스 구현예들은 4개 이상의 안테나들을 포함하며, 미래형 디바이스들은 (이하에서 설명되는 원리들과 또한 호환가능한) 안테나 다이버시티 스킴들을 다만 추가로 확장할 수 있다.
방법(100)의 단계(102)에서, 디바이스는 하나 이상의 사전-결정된 조건들에 기초하여 정적 동작이 필요한지 아니면 동적 다이버시티 동작이 필요한지 여부를 판정한다. 예시적인 일 실시예에서, 디바이스는, 그 중에서도, 채널 환경을 (예컨대, 채널 품질 표시(CQI), 신호-대-잡음-비(SNR), 수신 신호 세기 표시(RSSI) 등 중 하나 이상을 통해) 평가하고 리소스 할당(예컨대, 스케줄링된 데이터 전송들 등)을 평가한다. 디바이스가 고 품질 채널(예컨대, 양호한 CQI) 및 상대적으로 낮은 리소스 할당(예컨대, 노드B 스케줄링 비) 둘 모두를 갖는 경우에, 디바이스는 수신기 다이버시티의 추가 성능 이득들을 요구하지 않으며, 따라서, 디바이스는 싱글 수신 안테나 모드에서 정적으로 동작할 수 있다.
보다 일반적으로, 소정 조건들이 특정 다이버시티 동작에 명확한 근거를 제공하는 것이 이해된다. 예를 들어, 무선 환경이 품질이 양호하고 데이터 속도들이 상대적으로 낮은 경우에, 다이버시티 동작은 증가된 전력 소비를 합리화하도록 성능 면에서 충분한 개선을 제공하지 않을 것이다. 다른 예들에서, 무선 환경이 품질이 양호하고 데이터 속도들이 매우 높은 경우에, 이용가능한 최대 다이버시티 스킴이 사용될 수 있다. 하나 이상의 고려사항들이 고객 선호도들에 기초할 수 있음이 본 관련 분야의 당업자에 의해 추가로 이해된다. 예를 들어, 고객은 보다 높은 성능 또는 대안적으로 보다 양호한 전력 소비를 위해 최적화하기를 선호할 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 상기 결정은 일반적인 링크 평가의 부분으로서 수행된다. 일부 변형예에서, 링크 평가는 주기적인 단위로 수행될 수 있다. 다른 통상의 실시예에서, 링크 평가는 비주기적인 단위로 수행될 수 있으며; 비주기적인 스킴들의 보편적인 예들은 편의적으로 이벤트 트리거형, 사용자 트리거형, 애플리케이션 트리거형 등을 제한없이 포함한다.
단계(102)를 다시 참조하면, 디바이스가 정적 동작이 수용가능하다고 결론내리면, 디바이스는 정적 동작을 위해 자체를 구성하고 방법(100)은 종료된다(또는, 대안적으로, 다음 링크 평가 때까지 단계(102)로 되돌아간다). 디바이스가 동적 다이버시티 동작이 필요하다고 결론내리면, 디바이스는 방법(100)의 단계(104)로 진행한다.
방법(100)의 단계(104)에서, 디바이스는 하나 이상의 다이버시티 구성들의 성능 및 대응하는 전력 소비를 추정한다. 예시적인 일 실시예에서, 디바이스는 비-다이버시티 동작(싱글 수신 및/또는 송신) 및 다이버시티 동작의 성능을 계산한다. 다른 실시예에서, 비교는 다양한 다이버시티 구성들(예컨대, 3개의 통신 채널들 중 2개 대 3개의 통신 채널들 중 3개 등) 사이에서 할 수 있다.
일 변형예에서, 전력 소비는 각각의 다이버시티 구성에 대해 추정된다. 예를 들어, 각각의 다이버시티 구성에 대한 전력 소비는 미리 (예컨대, 제조 테스트, 대략적인 추정 등을 통해) 결정될 수 있다. 대안적으로, 전력 소비는 동작 동안에 직접 측정될 수 있으며, 분석을 위해 사용되고/되거나 미래의 참조를 위해 저장될 수 있다.
성능은 측정된 에러율들에 기초하여 추가로 추정될 수 있다. 측정된 에러율들의 보편적인 예들은 예를 들어 비트 에러율(BER)들, 블록 에러율(BLER)들, 패킷 에러율(PER)들 등을 포함한다. 소정 실시예에서, 성능은 중간 계산들에 기초하여 추정된다. 중간 계산들의 보편적인 예들은 예를 들어 공분산 행렬들, 예컨대 레이크 프로세싱, 다이버시티 가중비들로부터의 중간 결과들 등을 포함할 수 있다.
방법(100)의 단계(106)에서, 디바이스는 추정에 기초하여 다이버시티 구성을 선택한다. 예시적인 실시예에서의 이러한 선택은 이용가능한 다이버시티 구성들의 하나 이상의 성능 및/또는 전력 소비-관련 특성들을 평가한다. 이러한 평가는 (예컨대 다이버시티 구성의 "지능형" 선택을 하여 전력 소비를 최적화하기 위해 하나 이상의 수학 함수들을 그 특성들에 적용하는) 수학적 비교 또는 평가를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 방법(100)은 단계(106)의 결론으로 종료되지만, 다양한 실시예들이 반복 루프에서 동작하도록 단계(102)로 되돌아갈 수 있음은 이해된다. 또 다른 실시예들은 반복 단계가 바람직한지 여부 또는 프로세스가 적절히 종료될 수 있는지 여부를 판정할 수 있다.
도 1b는 다이버시티 동작 동안에 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 일반화된 방법(100)의 다른 실시예를 도시한다.
방법(110)의 단계(112)에서, 디바이스는 하나 이상의 사전-결정된 조건들에 기초하여 정적 동작이 필요한지 아니면 동적 다이버시티 동작이 필요한지 여부를 판정한다. 상기와 같이, 예시적인 일 실시예에서, 디바이스는, 그 중에서도, 채널 환경(예컨대, 채널 품질 표시(CQI), 신호-대-잡음-비(SNR), 수신 신호 세기 표시(RSSI) 등)을 평가하고 리소스 할당(예컨대, 스케줄링된 데이터 전송들 등)을 평가한다. 디바이스가 고 품질 채널(예컨대, 양호한 CQI) 및 상대적으로 낮은 리소스 할당(예컨대, 노드B 스케줄링 비) 둘 모두를 갖는 경우에, 디바이스는 수신기 다이버시티의 추가 성능 이득들을 요구하지 않으며, 따라서, 디바이스는 싱글 수신 안테나 모드에서 정적으로 동작할 수 있다.
상기와 같이, 상기 결정은 일반적인 링크 평가의 부분으로서 수행될 수 있다. 일부 변형예에서, 링크 평가는 주기적인 단위로 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 링크 평가는 비주기적인 단위로 수행될 수 있으며; 비주기적인 스킴들의 보편적인 예들은 편의적으로 이벤트 트리거형, 사용자 트리거형, 애플리케이션 트리거형 등을 제한없이 포함한다.
단계(112)를 다시 참조하면, 디바이스가 정적 동작이 수용가능하다고 결론내리면, 디바이스는 정적 동작을 위해 자체를 구성하고 방법(110)은 종료된다(또는, 대안적으로, 다음 링크 평가 때까지 단계(112)로 되돌아간다). 디바이스가 동적 다이버시티 동작이 필요하다고 결론내리면, 디바이스는 방법(110)의 단계(114)로 진행한다.
방법(110)의 단계(114)에서, 디바이스는 하나 이상의 다이버시티 구성들의 성능 및 대응하는 전력 소비를 추정한다. 예시적인 일 실시예에서, 디바이스는 비-다이버시티 동작(싱글 수신 및/또는 송신) 및 다이버시티 동작의 성능을 계산한다. 다른 실시예에서, 비교는 다양한 다이버시티 구성들(예컨대, 3개의 통신 채널들 중 2개 대 3개의 통신 채널들 중 3개 등) 사이에서 할 수 있다.
도 1b의 방법의 일 변형예에서, 전력 소비는 각각의 다이버시티 구성에 대해 추정된다. 예를 들어, 각각의 다이버시티 구성에 대한 전력 소비는 미리 (예컨대, 제조 테스트, 대략적인 추정 등을 통해) 결정될 수 있다. 대안적으로, 전력 소비는 동작 동안에 직접 측정될 수 있으며, 분석을 위해 사용되고/되거나 미래의 참조를 위해 저장될 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 성능은 또한 예컨대 비트 에러율(BER)들, 블록 에러율(BLER)들, 패킷 에러율(PER)들 등과 같은 측정된 에러율들에 기초하여 추정될 수 있다. 소정 실시예에서, 성능은 예컨대 공분산 행렬들, 예컨대 레이크 프로세싱, 다이버시티 가중비들로부터의 중간 결과들 등과 같은 중간 계산들에 기초하여 추정된다.
방법(110)의 단계(116)에서, 디바이스는 이용가능한 다이버시티 구성들의 성능 및 전력 소비들을 비교한다. 예시적인 일 실시예에서, 비교는 제1 다이버시티 구성의 제1 채널 품질 표시(CQI)를 제2 다이버시티 구성에 대응하는 제2 CQI와 비교하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 비교는 성능들 간의 수학적 차이를 포함한다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 비교는 비를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 비교는 다양한 다이버시티 구성들의 가중 분석일 수 있으며, 여기서 가중값들은 중요도에 기초한 다양한 파라미터들 예컨대 전력 소비, 성능, 스위칭 히스테리시스, 프로세서 부하 등에 기인된다.
방법(110)의 단계(118)에서, 디바이스는 비교에 기초하여 다이버시티 구성을 선택한다. 소정 실시예에서, 디바이스는 다양한 다이버시티 환경들을 지속적으로 모니터링하고 구성하도록 하는 절차를 반복하는 것을 계속해서 실행할 수 있다.
예시적인 동작
하기의 논의에서, 셀 사이트(cell site) 또는 기지국(BS)으로서 공지된 송신국에 의해 각각 서빙되는 무선 셀들의 네트워크를 포함하는 예시적인 셀룰러 무선 시스템이 설명된다. 무선 네트워크는 복수의 사용자 장비(UE) 송수신기들에 무선 통신 서비스를 제공한다. 협력하여 작업하는 BS들의 네트워크는 싱글 서빙 BS에 의해 제공되는 무선 커버리지보다 큰 무선 서비스를 허용한다. 개별 BS들은 코어 네트워크(Core Network)에 접속되는데, 이러한 코어 네트워크는 리소스 관리 및 일부 경우에는 (인터넷, 다른 셀룰러 네트워크들 등과 같은) 다른 네트워크 시스템들에의 액세스를 위한 추가 제어기들을 포함한다.
도 2는 다수의 기지국(BS)(220)들에 의해 제공되는 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network: RAN)의 커버리지 내에서 동작하는 사용자 장비(UE)(210)들을 갖는 하나의 예시적인 롱 텀 에볼루션(LTE) 셀룰러 네트워크(200)를 도시한다. LTE 기지국들은 보통 "진화형 노드B(Evolved NodeB, eNB)"들이라 지칭된다. 무선 액세스 네트워크(RAN)는 이동성 관리 엔티티(mobility management entity, MME)들 및 서빙 게이트웨이(serving gateway, S-GW)들과 같은 다른 네트워크 요소들에 대한 인터페이스들과 함께 eNB들의 집합체이다. 사용자는 많은 전형적인 용례들에서 셀룰러 폰 또는 스마트폰인 UE를 통해 RAN에 인터페이스한다. 그러나, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어들 "UE", "클라이언트 디바이스", 및 "사용자 디바이스"는 셀룰러 폰들, (예를 들어 본 발명의 출원인에 의해 제조된 아이폰(iPhone)™과 같은) 스마트폰들, 개인용 컴퓨터(PC)들 및 미니컴퓨터들 - 데스크톱이든, 랩톱이든, 또는 다른 것이든 - 뿐만 아니라 핸드헬드형 컴퓨터들, PDA들, 개인용 미디어 디바이스(PMD)들, 또는 상기의 것들의 임의의 조합들을 포함할 수 있지만 이로 제한되지는 않는다.
eNB(220)들의 각각은 예컨대 광대역 액세스를 통해 코어 네트워크(230)에 직접 연결된다. 추가로, 일부 네트워크들에서, eNB들은 이차 액세스를 통해 서로 어울릴 수 있다. 코어 네트워크는 라우팅 및 서비스 능력들 양쪽 모두를 제공한다. 예를 들어, 제1 eNB에 접속된 제1 UE는 코어 네트워크를 통한 라우팅을 거쳐, 제2 eNB에 접속된 제2 UE와 통신할 수 있다. 유사하게, UE는 코어 네트워크를 거쳐 다른 유형들의 서비스들, 예컨대 인터넷에 액세스할 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 예시적인 일 실시예에서, UE는 다이버시티 동작 동안에 수신기 동작을 적응형으로 조정한다. 도 3은 하나의 예시적인 상태 기계(300)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 예시적인 상태 기계(300)는 3개의 상태들: (i) 정적 싱글 안테나 상태(302), (ii) 동적 싱글 안테나 상태(304), 및 (iii) 동적 듀얼 안테나 상태(306)를 포함한다. 하기의 논의가 주로 2-안테나 시스템의 상황에서 제시되지만, 다양한 설명된 원리들은 임의의 수의 리소스들(예컨대, 안테나들)을 갖는 시스템으로 확장가능한 것이 이해될 것이다.
도시된 상태 기계(300)는 하기의 제1 조건들(C1A, C1B) 중 어느 하나가 참(true)이면 정적 싱글 안테나 상태(302)와 동적 상태들(304, 306) 사이에서 전이하도록 구성된다: (i) 채널 품질 표시(CQI)가 CQI 임계 값 미만(CQIRXD < THCQI) 또는 (ii) 노드B 스케줄링된 리소스들(고속 공유 제어 채널 성공률에 기초함)이 리소스 이용 성공률 임계 값 이상(스케줄링된 리소스들 >= THHS-SCCH). 동적 상태들(304, 306) 내에서, 모바일 디바이스는 제2 세트의 조건들에 기초하여 싱글 안테나 동작과 듀얼 안테나 동작 사이에서 스위칭한다. 이와 달리, 제1 조건들 중 양쪽 모두가 충족되지 않으면, 모바일 디바이스는 상대적으로 거의 이용되지 않는 고 품질 채널 환경에서 동작하고 있으며, 정적 싱글 안테나 상태에서 동작할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 리소스 이용을 노드B 스케줄링된 리소스들(예컨대, 도 3의 C1B)에 직접적으로 기초하는 것 대신에 (또는 그에 추가로), 모바일 디바이스는 예컨대 최근 사용량에 기초하여 리소스 이용을 추론(또는 트래픽을 검출)할 수 있다. 예를 들어, 도 3a는 하나의 예시적인 타이머-기반 HSDPA 트래픽 검출 스킴(350)을 도시한다. 도 3a의 예시적인 상태도가 모든 송신 시간 간격(TTI)으로 데이터 스케줄링에 대해 평가하도록 구성되는 한편, 당업자는 대안적인 실시예들이 다수의 TTI들에 대해(예컨대, X 데이터 서브프레임들이 Y TTI들에 걸쳐 스케줄링되면, 리소스 이용이 높음), 또는 또 다른 스킴들에 대해 일반화될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 데이터 서브프레임이 스케줄링될 때마다(352), 이러한 실시예의 모바일 디바이스는 활동 타이머를 시동한다. 타이머가 작동하고 있는 동안에 다른 데이터 서브프레임이 스케줄링되면, 모바일 디바이스는 타이머를 재시동하며(354); 이와 달리, 타이머가 만료되게 되면(356), 모바일 디바이스는 낮은 리소스 이용 상태로 다시 전이한다. 타이머가 작동하고 있는 동안에, 모바일 디바이스는 사용량을 높은 것(예컨대, 높은 HSDPA(고속 다운링크 패킷 액세스) 데이터 스케줄링 부하(상태(358)))으로 간주할 것이며, 반대로 타이머가 작동하고 있지 않을 때, 모바일 디바이스는 사용량을 낮은 것(예컨대, 낮은 HSDPA 데이터 스케줄링 부하(상태 (360)))으로 간주할 것이다. HSDPA 트래픽 검출 스킴의 결과는 정적 싱글 안테나 상태(302)와 동적 상태들(304, 306) 사이에서 전이하는지 여부를 판정하는 데 이용되는데; 즉, 채널 품질 표시(CQI)가 CQI 임계 값 미만(CQIRXD < THCQI)이 되거나 HSDPA 데이터 스케줄링이 높다면, 모바일 디바이스는 동적 동작으로 전이한다.
도 3 및 도 3a의 기법들은, 필요에 따라 또는 애플리케이션에 의해 좌우되는 바에 따라, 단독으로, 독립적으로/대안적으로, 또는 서로 협력하여 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 하나의 예시적인 스킴에서, 기법들 중 하나는 다른 것을 위한 "온전성 검사(sanity check)"로서 또는 디스패리티(disparity)들을 검출하기 위해 이용될 수 있다. 이 두 가지는 보다 적절한 때 선택적으로 적용될 수 있는데, 예컨대, 노드B-기반 접근법은 노드B가 이용가능하며 필요한 정보를 제공하도록 구성될 때 사용될 수 있고, 추론 접근법은 그러한 정보가 어떤 이유에서든 이용가능하지 않을 때 사용될 수 있다. 도 3 및 도 3a의 접근법들 중 하나 또는 둘 모두의 사용을 위한 수많은 다른 조합들 또는 스킴들이 본 명세서가 제공된 당업자에 의해 인식될 것이다.
도 3의 동적 싱글 안테나 상태(304) 및 동적 듀얼 안테나 상태(306)를 다시 참조하면, 모바일 디바이스는 하기의 제2 조건들(C2A, C2B) 중 어느 하나가 참이면 동적 듀얼 안테나 다이버시티 상태(306)로 스위칭하거나 그러한 상태를 유지할 것이다: (i) 상당한 안테나 이득(ΔCQI > THΔCQI)이 있음 또는 (ii) 동적 싱글 안테나에 대한 최소 CQI가 허용가능 임계치 미만(CQINORXD < THMINCQI)이 됨. 그렇지 않으면, 모바일 디바이스는 동적 싱글 안테나 상태 내에서 동작할 수 있다(즉, 동적 듀얼 안테나 상태는 상당한 안테나 이득이 있는 경우 또는 싱글 안테나가 불충분한 성능을 갖는 경우에만 유용하다).
더욱이, 상태 기계는 타이머에 따라 동적으로 동적 상태들(304, 306)을 평가하고 그들 사이에서 전이한다. 타이머가 만료된 때, 상태 기계는 제2 조건들(C2A, C2B)을 재평가하고 적절한 상태(싱글 안테나 또는 듀얼 안테나)를 결정한다.
정적 싱글 안테나 상태(302) 동안에, 모바일 디바이스는 다이버시티 동작과 비-다이버시티 동작 사이의 성능 차이를 평가하지 않는다. 대조적으로, 동적 싱글 안테나 상태(304)와 동적 듀얼 안테나 상태(306) 둘 모두는 싱글 안테나 동작과 듀얼 안테나 동작 사이의 성능 차이(C2A)를 추정한다. 기존의 다이버시티 수신기들은 개별 다이버시티 모드들에서의 성능을 정확히 비교할 수 없음이 특히 중요하다.
따라서, 2개의 솔루션들이 이하에 제시되는데, 적절한 솔루션이 안테나들 사이의 공지된(또는 비공지된) 공간 상관도에 기초하여 선택된다. 공간 잡음 상관도는 양쪽 안테나들에 걸쳐 상관되는 잡음의 양이며, ρ(각각의 안테나의 채널 추정치의 비: ρ= h1/h2) 및 β (잡음의 공간 상관도: β = E|Z0Z1*|)의 함수로서 특징지어질 수 있다. 간결성을 위해, 다이버시티 동작에 대한 공간 상관의 논의는 본 명세서의 첨부 A에 제공되었으며, 이것은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
공간 잡음 상관을 갖는 안테나 이득 비교
도 4는 싱글 안테나 구성과 듀얼 안테나 구성 사이의 공간 잡음 상관도가 공지될 때 그 안테나들 사이의 안테나 이득을 비교하기 위한 하나의 예시적인 스킴(400)을 도시한다.
단계(402)에서, 수신기 다이버시티가 인에이블되고, ρ 및 β에 대한 대응하는 값들이 계산된다(즉, ρ는 각각의 안테나에 대한 채널 추정치의 비: ρ h1/h2이고, β는 잡음의 공간 상관도: β = E|Z0Z1*|이며; 여기서 β는 추정된 채널 행렬 및 수신된 신호들의 상관 행렬로부터 컴퓨팅될 수 있다. 소정의 수신기 유형(예컨대, 유형 3i)들은 그러한 중간 요소들을 제공할 수 있다. 단계(404)에서, 듀얼 안테나 이득에 대한 수신기 이득들이 계산된다. n개의 탭들을 갖는 듀얼 안테나 시스템의 경우, 듀얼 안테나 이득은
Figure pct00001
이며, 여기서 ρn은 n번째 탭에 대한 채널 추정치들의 비이다.
단계(406A)에서, 디바이스가 싱글 탭을 사용해 동작하고 있다면, 결과적인 듀얼 안테나 이득은 단일 탭 임계치와 비교된다. 대안적으로, 디바이스가 다중 탭들을 사용해 동작하고 있다면, 결과적인 듀얼 안테나 이득은 다중 탭 기준(예컨대, 임계치)과 비교된다(단계(406B)). 임계치가 충족되지 않으면, 제2 조건은 만족하지 않고(단계(408)), 즉 듀얼 안테나 구성으로부터의 수신기 성능 이득은 상당하지 않다. 임계치가 충족 또는 초과되면, 제2 조건은 통과했다(단계(410)). 제2 조건의 결과는 도 3의 방법(단계(304))으로 피드백된다.
일부 변형예에서, 상당한 에너지를 갖는 채널 탭들만이 고려될 필요가 있다. 소정 변형예들은 레이크 수신기 동작에 기초하여 이러한 정보를 수신할 수 있다(예컨대, 동작 동안에, 레이크 수신기가 하나 이상의 핑거(finger)들에 대해 "록(lock)"을 나타낼 수 있다). 일반적인 경험으로 어림잡아 보면, 다이버시티 이득은 싱글 안테나 이득 대 듀얼 안테나 이득을 비교할 때 3dB(즉, 2X 개선)의 인자로서 대략 추정될 수 있지만; 구현예의 특정 상세사항들은 실제 경험된 성능 이득들로부터 떨어질 수 있다.
공간 잡음 상관이 없는 안테나 이득 비교
이제 도 5를 참조하면, 안테나들 사이의 공간 잡음 상관이 공지되지 않은 경우 싱글 안테나 구성과 듀얼 안테나 구성 사이의 안테나 이득을 비교하기 위한 하나의 예시적인 스킴(500)이 도시되어 있다.
방법(500)의 단계(502)에서, 수신기 다이버시티가 인에이블되고 CQI(CQIRXD)가 계산된다. 동적 싱글 안테나 동작 동안의 CQI에 대한 이전에 계산된 값들은 지정된 시간 간격(TCQINORXD_VALID) 동안에 유효할 수 있다. 싱글 안테나 동작에 대한 CQI 값이 여전히 유효하면, 프로세스는 방법(500)의 단계(504)로 이동한다. 단계(504)에서, 싱글 안테나와 듀얼 안테나 사이의 CQI에서의 차이(ΔCQI = CQIRXD - CQINORXD)가 계산되고, 결과가 도 3의 방법(단계(304))으로 피드백된다.
대안적으로, 동적 싱글 안테나 동작에 기초한 CQI에 대한 이전에 계산된 값이 없다면(또는 유효성을 위한 시간 간격이 만료되었다면), 수신기는 이퀄라이저 탭 에너지의 비(|w2| / |w1|)에 기초하여 동적 싱글 안테나 동작의 성능을 추정할 수 있다(단계(506)). 여기서, |w1|는 대체로 w1의 에너지(예컨대, 또한 "w1의 L2-norm"으로 지칭됨)를 표현한다. 소정의 다른 실시예에서, 다른 측정들이 동일하게 성공적으로 대체될 수 있다(예컨대, 계산상의 간소성을 위해, 소위 "L1-norm"이 대신에 사용될 수 있다). 프로세싱 능력들 및 시간에 기초하여, 수신기는 싱글 안테나의 CQI에 대한 대략 추정을 일차 안테나(또는 다른 제한적인 세트의 선택된 안테나) 샘플들만으로부터 컴퓨팅함으로써 이러한 대략 추정을 수행하거나(단계(508)), 또는 추정된 채널 행렬 및 듀얼 안테나들의 CQI(CQIRXD) 계산으로부터의 중간 결과들이 제공된 보다 정확한 추정을 획득한다(단계(510)).
상기 기술의 또 다른 변형예가 가능할 수 있다. 예를 들어, CQI는 동적 싱글 안테나 동작에서 수행되는 최종 CQI 측정에 기초하여 계산될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 싱글 안테나 동작에 대한 CQI는 불연속적인 송신(DTX) 서브-프레임들 동안에 결정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 채널들이 천천히 페이딩하고 있는 경우에, 수신기는 싱글 및 듀얼 안테나 CQI 측정들을 인터레이스할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로세서는 다이버시티 수신기 성능 계산들에서 기존 메트릭들(예컨대, 공분산 행렬, 일차 안테나에 대한 채널 추정치들 등)을 재활용할 수 있다. 또 다른 최적화들은 보다 복잡할 수 있다(예컨대, 칩 레벨 컨볼루션 대신에 심볼 레벨 컨볼루션 등).
또한, 간소화의 추가 레벨들이 마찬가지로 대체될 수 있다. 이제 도 6을 참조하면, 수신기는 단계(510)를 생략하고, 대신에, (CQINORXD의 대략 근사화인) 싱글 브랜치에 대한 CQI를 계산한다. 싱글 브랜치에 대한 CQI는 이퀄라이저 계수들 및 일차 안테나로부터의 데이터 샘플들로부터 계산될 수 있다. 결과적인 싱글 브랜치 CQI는 성능들의 차이를 결정하는 데 사용되고, 결과는 도 3의 방법(단계(304))으로 피드백된다.
유사하게, 도 7의 실시예는 전체적으로 추정을 완전히 생략하고, 이퀄라이저 탭 에너지의 비(|w2| / |w1|)에만 기초하여 성능 이득을 결정한다.
장치
이제 도 8을 참조하면, 예컨대 다이버시티 성능에 기초하여 수신기 다이버시티 동작을 조정하기 위한 예시적인 사용자 디바이스(800)가 도시되어 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "사용자 디바이스"는 셀룰러 폰들, (예를 들어 아이폰™과 같은) 스마트폰들, (예를 들어 아이패드(iPad)™와 같은) 무선-인에이블형 태블릿 디바이스, 또는 상기의 것들의 임의의 조합들을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 하나의 특정 디바이스 구성 및 레이아웃이 본 명세서에서 도시 및 논의되지만, 많은 다른 구성들이 본 명세서가 제공된 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있으며, 도 8의 장치(800)는 본 명세서에서 설명되는 보다 넓은 원리들을 단지 예시하는 것으로 인식된다.
도 8의 장치(800)는 하나 이상의 무선 안테나(802)들, RF 스위치(804), RF 전단부(806), 송수신기(808), 프로세서(810), 및 컴퓨터 판독가능 메모리(812)를 포함한다.
기저대역 프로세싱 서브시스템(810)은 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 필드-프로그램가능 게이트 어레이, RISC 코어, 또는 하나 이상의 기판들 상에 실장되는 복수의 프로세싱 콤포넌트들과 같은 중앙 처리 장치(CPU)들 또는 디지털 프로세서들 중 하나 이상을 포함한다. 기저대역 프로세싱 서브시스템은 예를 들어 SRAM, FLASH, SDRAM, 및/또는 HDD(하드 디스크 드라이브) 콤포넌트들을 포함할 수 있는 컴퓨터 판독가능 메모리(812)에 연결된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "메모리"는 ROM, PROM, EEPROM, DRAM, SDRAM, DDR/2 SDRAM, EDO/FPMS, RLDRAM, SRAM, "플래시(flash)" 메모리(예컨대, NAND/NOR), 및 PSRAM을 포함하지만 이로 제한되지는 않는 디지털 데이터를 저장하기 위해 구성된 임의의 유형의 집적 회로 또는 다른 저장 디바이스를 포함한다. 프로세싱 서브시스템은 또한 전용 그래픽스 가속도계, 네트워크 프로세서(NP), 또는 오디오/비디오 프로세서와 같은 추가 코-프로세서들을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 프로세싱 서브시스템(810)은 이산형 콤포넌트들을 포함하지만; 일부 실시예에서, 그들이 SoC(시스템-온-칩(system-on-chip)) 구성으로 통합 또는 형성될 수 있음이 이해된다.
프로세싱 서브시스템(810)은 RF 어셈블리(예컨대, 무선 안테나(802), RF 스위치(804), RF 전단부(806), 및 무선 송수신기(808))로부터 하나 이상의 데이터 스트림들을 수신하도록 구성된다. RF 어셈블리는 예컨대 롱 텀 에볼루션(LTE) 표준과 같은 무선 표준에 따른 동작을 위해 구성된다. 더욱이, RF 어셈블리는 싱글 안테나를 통한 또는 다중 안테나 다이버시티 스킴을 통한 동작을 위해 구성된다.
이제 도 9를 참조하면, 모바일 디바이스에 대한 무선 수신기 동작의 적응형 조정을 지원하는 예시적인 네트워크(예컨대, 기지국) 장치(900)가 도시되어 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "기지국"은 매크로셀들, 마이크로셀들, 펨토셀들, 피코셀들, 무선 액세스 포인트들, 또는 상기의 것들의 임의의 조합들을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 특정 디바이스 구성 및 레이아웃이 본 명세서에서 도시 및 논의되지만, 많은 다른 구성들이 본 명세서가 제공된 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있으며, 도 9의 장치(900)는 본 명세서에서 설명되는 보다 넓은 원리들을 단지 예시하는 것으로 인식된다.
프로세싱 서브시스템(902)은 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 필드-프로그램가능 게이트 어레이, RISC 코어, 또는 하나 이상의 기판들 상에 실장되는 복수의 프로세싱 콤포넌트들과 같은 중앙 처리 장치(CPU)들 또는 디지털 프로세서들 중 하나 이상을 포함한다. 프로세싱 서브시스템은 예를 들어 SRAM, FLASH, SDRAM, 및/또는 HDD(하드 디스크 드라이브) 콤포넌트들을 포함할 수 있는 메모리(904)와 같은 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체들에 연결된다. 프로세싱 서브시스템은 또한 추가 코-프로세서들을 포함할 수 있다. 프로세싱 서브시스템(902)이 이산형 콤포넌트들을 포함하지만, 일부 실시예에서 그들이 SoC(시스템-온-칩) 구성으로 통합 또는 형성될 수 있음이 이해된다.
장치(900)는 모바일 디바이스들로부터/로 송신들(접속 요청 응답들을 포함함)을 수신/전송하도록 구성된 하나 이상의 무선 인터페이스(906)들을 추가로 포함한다. 예시적인 일 실시예에서, 무선 인터페이스는 하나 이상의 안테나들 및 기저대역 프로세서를 포함하는 롱 텀 에볼루션(LTE) 송수신기를 포함한다.
불연속적인 수신 동안에 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 무수한 다른 스킴들이 본 명세서가 제공된 당업자에 의해 인식될 것이다.
소정 실시예들이 방법의 단계들의 특정 시퀀스에 관해 설명되지만, 이들 설명들은 본 발명의 보다 넓은 방법들을 단지 예시하며, 특정 응용에 의해 요구되는 바와 같이 수정될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 소정 단계들이 소정 상황들 하에서 불필요하거나 선택적이게 될 수 있다. 또한, 소정 단계들 또는 기능은 개시된 실시예들, 또는 재배치된 둘 이상의 단계들의 수행 순서에 부가될 수 있다. 모든 이러한 변형예는 본 명세서에 개시되고 청구되는 원리들 내에 포함되는 것으로 간주된다.
상기 상세한 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 바와 같이 신규한 특징들을 도시, 설명, 및 지적하고 있지만, 도시된 디바이스 또는 프로세스의 형태 및 상세사항들에서의 다양한 생략, 대체, 및 변화가 개시된 원리로부터 벗어남이 없이 당업자들에 의해 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 상기의 설명은 현재 고려되는 최상의 모드의 것이다. 이러한 설명은 결코 제한하려는 것이 아니며, 오히려 일반적인 원리들을 예시하는 것으로서 취해져야 한다. 본 발명의 범주는 특허청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.
첨부 A
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소정 명명법들 및 표현들이 안테나 다이버시티를 설명할 때 사용된다. 구체적으로, [수학식 1]에서 설명되는 바와 같이, 수신된 신호(yn)는 입력 신호(xn)와 승산된 채널 행렬(H)에 추가 잡음(zn)을 갖는 것과 같다.
[수학식 1]
Figure pct00002
2개의 안테나들을 갖는 시스템을 고려한다. 2개의 안테나들 및 Lk개의 탭들을 갖는 채널에 대한 채널 행렬 H의 형태는 다음과 같다:
Figure pct00003
더욱이, 입력 신호들이 정규화(즉, E|xi|2 = 1)되고 yn이 추가 잡음이 또한 정규화(즉, E|zi|2 = 1)되고 어떠한 시간적 상관도 갖지 않도록 스케일링되었다면, 2개의 안테나들의 공간 잡음 상관도(β)가 [수학식 2]에 따라 추가로 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pct00004
이러한 체계 내에서, 다이버시티 경로들에 대한 바이어스되지 않은 최소 평균 제곱 에러(Minimum Mean Squared Error: MMSE) 추정 및 신호 대 잡음 비(SNR)는 [수학식 3], [수학식 4], [수학식 5]에 따라 표현될 수 있다:
[수학식 3]
Figure pct00005
[수학식 4]
Figure pct00006
[수학식 5]
Figure pct00007
여기서 Δ는 이퀄라이저 지연(싱글 탭 채널에 대해 0임)을 나타내고 HΔ+1은 채널 행렬 H의 (Δ+ 1)번째 열 벡터이다.
수신기 다이버시티에 기인하는 프로세싱 이득은 [수학식 6]에 따라 표현될 수 있다:
[수학식 6]
Figure pct00008
싱글 탭(즉, Δ = 0)만을 구현하는 수신기들에 대해, 이것은 추가로 다음과 같이 간소화될 수 있다:
[수학식 7]
Figure pct00009

Claims (28)

  1. 다이버시티 동작(diversity operation) 동안에 무선 수신기 동작을 적응형으로 조정하기 위한 방법으로서,
    하나 이상의 다이버시티 구성들의 성능 및 하나 이상의 대응하는 전력 소비들을 추정하는 단계;
    상기 하나 이상의 성능과 대응하는 하나 이상의 전력 소비들을 비교하는 단계; 및
    적어도 상기 비교에 기초하여 다이버시티 구성을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, (i) 채널 품질, 및/또는 (ii) 리소스 할당(resource allocation) 중 적어도 하나 이상에 기초하여 정적 동작 또는 동적 다이버시티 동작을 선택하는 단계를 추가로 포함하며;
    상기 추정하는 단계, 상기 비교하는 단계, 및 상기 선택하는 단계는 동적 다이버시티 동작이 선택될 때 수행되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 채널 품질은 (i) 채널 품질 표시(Channel Quality Indication: CQI), (ii) 신호-대-잡음 비(Signal-to-Noise Ratio: SNR), 및 (iii) 수신 신호 세기 표시(Received Signal Strength Indication: RSSI) 중 적어도 하나로 이루어지는, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 정적 동작은 상기 채널 품질이 수신 임계 레벨 초과이고 상기 리소스 할당이 이용 임계 레벨 미만일 때 선택되고;
    상기 정적 동작은 싱글 안테나 스킴(single antenna scheme)을 포함하는, 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 동적 다이버시티 동작은 상기 채널 품질이 수신 임계 레벨 초과이고 상기 리소스 할당이 이용 임계 레벨 초과일 때 선택되는, 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 채널 품질이 수신 임계 레벨 미만이고 상기 리소스 할당이 이용 임계 레벨 초과일 때 최대 다이버시티 스킴이 선택되는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 성능을 추정하는 단계는 상기 하나 이상의 다이버시티 구성들 및 비-다이버시티 동작의 하나 이상의 성능 메트릭(performance metric)들을 계산하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 소비들은 상기 대응하는 하나 이상의 다이버시티 구성들의 동작 동안에 직접적으로 측정되고, 후속하여 저장되는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 성능은 (i) 비트 에러율(bit error rate: BER), (ii) 블록 에러율(block error rate: BLER), 및 (iii) 패킷 에러율(packet error rate: PER) 중 하나 이상을 이용하여 추정되는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 성능은 (i) 공분산 행렬(covariance matrix), (ii) 레이크 프로세싱(rake processing), 및 (iii) 다이버시티 가중비(diversity weighting ratio) 중 적어도 하나로부터 선택된 하나 이상의 중간 계산들에 기초하여 추정되는, 방법.
  11. 동적 수신기 다이버시티 동작을 구현하도록 구성된 모바일 장치로서,
    싱글 안테나 및 다이버시티 안테나 수신 둘 모두를 지원하도록 구성된 무선 수신기;
    상기 무선 수신기와 신호 통신하는 프로세서; 및
    상기 프로세서 및 상기 무선 수신기와 신호 통신하는 컴퓨터화된 로직을 포함하며, 상기 로직은,
    하나 이상의 다이버시티 구성 특성들의 성능 및 하나 이상의 대응하는 전력 소비 특성들을 결정하고;
    상기 결정들에 적어도 기초하여 다이버시티 구성을 선택하도록 구성되는, 모바일 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 로직은, 하나 이상의 사전-결정된 조건(pre-determined condition)들에 기초하여 정적 동작 또는 동적 다이버시티 동작이 필요할 때를 판정하고;
    동적 다이버시티 동작이 필요할 때 상기 결정 및 선택을 수행하도록 추가로 구성되는, 모바일 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 사전-결정된 조건들은 적어도 채널 품질 표시(CQI) 및 노드B 스케줄링 비를 포함하는, 모바일 장치.
  14. 제12항에 있어서, 정적 동작 또는 동적 다이버시티 동작 필요성의 상기 판정은 (i) 주기적인 단위로 수행되거나 또는 (ii) 이벤트에 의해 트리거되는 링크 평가를 포함하는, 모바일 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 다이버시티 구성의 상기 선택은 추가로 상기 하나 이상의 다이버시티 구성들과 연관된 하나 이상의 전력 소비들 간의 비교에 적어도 부분적으로 기초하는, 모바일 장치.
  16. 무선 네트워크에서 타깃 장치에의 접속을 확립하도록 구성된 모바일 디바이스로서,
    (i) 채널 품질 표시(CQI) 값, 및/또는 (ii) 스케줄링된 리소스들 값 중 하나 이상에 기초하여 정적 싱글 안테나 상태와 동적 상태 사이에서 전이(transition)하고, (i) 안테나 이득 값, 및/또는 (ii) 동적 싱글 안테나 상태와 연관된 상기 CQI 값 중 하나 이상에 기초하여 상기 동적 싱글 안테나 상태와 동적 듀얼 안테나 상태 사이에서 전이하도록 구성된 무선 송수신기;
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 모바일 디바이스로 하여금, 사전결정된 양의 시간이 경과했을 때 상기 동적 싱글 안테나 상태와 상기 동적 듀얼 안테나 상태 사이에서의 전이에 대한 필요성을 재평가하고; 상기 동적 싱글 안테나 상태와 상기 동적 듀얼 안테나 상태 사이의 성능 차이를 추정하게 하도록 구성되는 복수의 명령어들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장부를 포함하는, 모바일 디바이스.
  17. 동작의 다이버시티 상태와 비-다이버시티 상태 사이에서 스위칭할 수 있는 모바일 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
    상기 모바일 디바이스의 복수의 안테나들 사이의 공지된 공간 상관도(spatial correlation)에 기초하여 성능 이득을 계산하는 단계 - 상기 계산하는 단계는 상기 모바일 디바이스가 상기 다이버시티 상태로 스위칭하는지 여부에 따름 -;
    상기 성능 이득을 임계 값과 비교하는 단계;
    상기 비교하는 단계로부터 상기 성능 이득이 상기 임계 값을 초과함이 판정될 때, 듀얼 안테나 모드에 진입하는 단계; 및
    상기 비교하는 단계로부터 상기 성능 이득이 상기 임계치를 초과하지 않음이 판정될 때, 싱글 안테나 모드에 진입하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 성능 이득을 계산하는 단계는, 상기 공간 상관도가 비공지되어 있을 때, (i) 상기 듀얼 안테나 모드에 대한 계산된 채널 품질 표시(CQI) 값과 (ii) 상기 싱글 안테나 모드에 대한 이전에 저장되고 유효한 CQI 값 사이의 차이에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 성능 이득을 계산하도록 구성되는, 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 성능 이득을 계산하는 단계는, 상기 공간 상관도가 비공지되어 있을 때, (i) 이퀄라이저 탭 에너지(equalizer tap energy)의 비; 및/또는 싱글 브랜치(single branch)에 대한 채널 품질 표시(CQI) 값 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 성능 이득을 계산하도록 구성되는, 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 사전결정된 임계치는 다중 탭 기준(multiple tap criterion)을 포함하는, 방법.
  21. 동적 수신기 다이버시티 동작을 구현하도록 구성된 모바일 디바이스로서,
    하나 이상의 다이버시티 구성들의 성능 및 하나 이상의 대응하는 전력 소비들을 추정하기 위한 수단;
    상기 하나 이상의 성능과 대응하는 하나 이상의 전력 소비들을 비교하기 위한 수단; 및
    적어도 상기 비교에 기초하여 다이버시티 구성을 선택하기 위한 수단을 포함하는, 모바일 디바이스.
  22. 제21항에 있어서, (i) 채널 품질, 및/또는 (ii) 리소스 할당 중 적어도 하나 이상에 기초하여 정적 동작 또는 동적 다이버시티 동작을 선택하기 위한 수단을 추가로 포함하며;
    상기 추정, 상기 비교, 및 상기 선택은 상기 동적 다이버시티 동작이 선택되는지 여부에 따라 수행되는, 모바일 디바이스.
  23. 제21항에 있어서, 상기 채널 품질은 (i) 채널 품질 표시(CQI), (ii) 신호-대-잡음 비(SNR), 및/또는 (iii) 수신 신호 세기 표시(RSSI) 중 적어도 하나를 포함하는, 모바일 디바이스.
  24. 제21항에 있어서, 상기 성능을 추정하기 위한 수단은 상기 하나 이상의 다이버시티 구성들 및 비-다이버시티 동작의 하나 이상의 성능 메트릭들을 계산하기 위한 수단을 추가로 포함하는, 모바일 디바이스.
  25. 제21항에 있어서, 상기 성능은 (i) 비트 에러율(BER), (ii) 블록 에러율(BLER), 및/또는 (iii) 패킷 에러율(PER) 중 하나 이상을 이용하여 추정되는, 방법.
  26. 동적 수신기 다이버시티 동작을 구현하도록 구성된 모바일 디바이스로서,
    상기 모바일 디바이스의 복수의 안테나들 사이의 공지된 공간 상관도에 기초하여 성능 이득을 계산하기 위한 수단 - 상기 계산은 상기 모바일 디바이스가 상기 다이버시티 상태로 스위칭하는지 여부에 따름 -;
    상기 성능 이득을 임계 값과 비교하기 위한 수단;
    상기 비교로부터 상기 성능 이득이 상기 임계 값을 초과함이 판정될 때, 듀얼 안테나 모드에 진입하도록 구성된 수단; 및
    상기 비교로부터 상기 성능 이득이 상기 임계치를 초과하지 않음이 판정될 때, 싱글 안테나 모드에 진입하도록 구성된 수단을 포함하는, 모바일 디바이스.
  27. 제26항에 있어서, 상기 성능 이득을 계산하기 위한 수단은, 상기 공간 상관도가 비공지되어 있을 때, (i) 상기 듀얼 안테나 모드에 대한 계산된 채널 품질 표시(CQI) 값과 (ii) 상기 싱글 안테나 모드에 대한 이전에 저장되고 유효한 CQI 값 사이의 차이에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 성능 이득을 계산하도록 구성되는, 모바일 디바이스.
  28. 제26항에 있어서, 상기 성능 이득을 계산하기 위한 수단은, 상기 공간 상관도가 비공지되어 있을 때, (i) 이퀄라이저 탭 에너지의 비; 및/또는 싱글 브랜치에 대한 채널 품질 표시(CQI) 값 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 성능 이득을 계산하도록 구성되는, 모바일 디바이스.
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