KR20210045726A - 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들에서 신호들을 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)는, 제1 대역에 대응하는 제1 대역폭의 제1 디지털 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 디지털 신호를 포함하는 제3 대역폭의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 회로와, 상기 아날로그 신호를 상기 제1 대역에 대응하는 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 대역에 대응하는 제2 아날로그 신호로 분리하고, 상기 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 아날로그 신호를 상향 변환함으로써 상기 제1 대역의 제1 RF(radio frequency) 신호 및 상기 제2 대역의 제2 RF 신호를 생성하고, 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 포함하는 상기 제3 대역폭의 RF 신호를 출력하는 제2 회로와, 상기 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분리하고, 상기 제1 RF 신호의 위상을 상기 제1 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하고, 상기 제2 RF 신호의 위상을 상기 제2 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하는 제3 회로를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들에서 신호들을 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING SIGNALS ON MUTIPLE BANDS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 복수의 대역들에서 신호들을 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 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(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(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 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude 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 시스템은 사용 가능한 복수의 밴드들을 정의하고 있다. 망 사업자는 적어도 하나의 밴드에서 5G 시스템을 운용할 수 있다. 복수의 밴드들을 사용하여 통신 서비스를 제공하는 경우, 동시의 복수의 밴드들을 통해 신호를 송신하거나 또는 수신하는 것이 요구될 수 있다. 이 경우, 효과적으로 신호들을 처리하기 위한 송수신 방안이 필요하다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들을 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들에서 동시에 신호들을 송신 또는 수신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)는, 제1 대역에 대응하는 제1 대역폭의 제1 디지털 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 디지털 신호를 포함하는 제3 대역폭의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 회로와, 상기 아날로그 신호를 상기 제1 대역에 대응하는 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 대역에 대응하는 제2 아날로그 신호로 분리하고, 상기 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 아날로그 신호를 상향 변환함으로써 상기 제1 대역의 제1 RF(radio frequency) 신호 및 상기 제2 대역의 제2 RF 신호를 생성하고, 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 포함하는 상기 제3 대역폭의 RF 신호를 출력하는 제2 회로와, 상기 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분리하고, 상기 제1 RF 신호의 위상을 상기 제1 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하고, 상기 제2 RF 신호의 위상을 상기 제2 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하는 제3 회로를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)를 위한 신호 처리 장치는, 제1 대역에 대응하는 제1 대역폭의 제1 디지털 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 디지털 신호를 포함하는 제3 대역폭의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 변환 회로를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)를 위한 신호 처리 장치는, 제3 대역폭의 아날로그 신호를 제1 대역에 대응하는 제1 대역폭의 제1 아날로그 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 아날로그 신호로 분리하는 분리기와, 상기 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 아날로그 신호를 상향 변환함으로써 상기 제1 대역의 제1 RF(radio frequency) 신호 및 상기 제2 대역의 제2 RF 신호를 생성하는 믹서들과, 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 포함하는 상기 제3 대역폭의 RF 신호를 생성하는 결합기를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)를 위한 신호 처리 장치는, 제3 대역폭의 RF(radio frequency) 신호를 제1 대역에 대응하는 제1 대역의 제1 RF 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 RF 신호로 분리하는 분리기와, 상기 제1 RF 신호의 위상을 상기 제1 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하고, 상기 제2 RF 신호의 위상을 상기 제2 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하는 위상 변조기들을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)의 동작 방법은, 제1 대역에 대응하는 제1 대역폭의 제1 디지털 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 디지털 신호를 포함하는 제3 대역폭의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 과정과, 상기 아날로그 신호를 상기 제1 대역에 대응하는 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 대역에 대응하는 제2 아날로그 신호로 분리하는 과정과, 상기 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 아날로그 신호를 상향 변환함으로써 상기 제1 대역의 제1 RF(radio frequency) 신호 및 상기 제2 대역의 제2 RF 신호를 생성하는 과정과, 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 포함하는 상기 제3 대역폭의 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분리하는 과정과, 상기 제1 RF 신호의 위상을 상기 제1 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하는 과정과, 상기 제2 RF 신호의 위상을 상기 제2 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 복수의 밴드들을 통해 신호를 송신 및 수신함에 있어서, 필요한 회로의 크기를 줄일 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들을 통해 송신 또는 수신되는 기저대역 신호의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 프론트 엔드의 구성을 도시한다.
도 7a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 생성부의 구성을 도시한다.
도 7b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 생성부의 다른 구성을 도시한다.
도 8a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부의 구성을 도시한다.
도 8b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부의 다른 구성을 도시한다.
도 8c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부의 또 다른 구성을 도시한다.
도 9a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍부의 구성을 도시한다.
도 9b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍부의 다른 구성을 도시한다.
도 10a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부 및 빔포밍부의 연결 구조의 예를 도시한다.
도 10b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부 및 빔포밍부의 연결 구조의 다른 예를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들을 통해 신호를 송신하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 12a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들을 동시에 사용하는 상황의 예를 도시한다.
도 12b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들을 동시에 사용하는 상황의 다른 예를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 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 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 복수의 대역들에서 신호들을 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 복수의 대역을 통해 동시에 신호를 송신 또는 수신하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명에서, 물리 채널(physical channel)과 신호(signal)는 데이터 혹은 제어 신호와 혼용하여 사용될 수 있다. 예를 들어, PDSCH(physical downlink shared channel)는 데이터가 전송되는 물리 채널을 지칭하는 용어이지만, PDSCH는 데이터를 지칭하기 위해서도 사용될 수 있다. 즉, 본 개시에서, '물리 채널을 송신한다'는 표현은 '물리 채널을 통해 데이터 또는 신호를 송신한다'는 표현과 동등하게 해석될 수 있다.
이하 본 개시에서, 상위 시그널링은 기지국에서 물리 계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말로, 또는 단말에서 물리 계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법을 뜻한다. 상위 시그널링은 RRC(radio resource control) 시그널링 또는 MAC(media access contorl) 제어 요소(control element, CE)로 이해될 수 있다.
또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110), 단말(120), 단말(130)을 예시한다. 도 1은 하나의 기지국만을 도시하나, 기지국(110)과 동일 또는 유사한 다른 기지국이 더 포함될 수 있다.
기지국(110)은 단말들(120, 130)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국(110)은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '지노드비(next generation nodeB, gNB)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
단말(120) 및 단말(130) 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(120) 및 단말(130) 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(120) 및 단말(130) 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말(120) 및 단말(130) 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 또는 '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
기지국(110), 단말(120), 단말(130)은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 기지국(110), 단말(120), 단말(130)은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 즉, 기지국(110), 단말(120), 단말(130)은 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 이를 위해, 기지국(110) 및 단말들(120, 130)은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 서빙(serving) 빔들(112, 113, 121, 131)을 선택할 수 있다. 서빙 빔들(112, 113, 121, 131)이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔들(112, 113, 121, 131)을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다.
제1 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널의 광범위한(large-scale) 특성들이 제2 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널로부터 추정될(inferred) 수 있다면, 제1 안테나 포트 및 제2 안테나 포트는 QCL 관계에 있다고 평가될 수 있다. 예를 들어, 광범위한 특성들은 지연 스프레드(delay spread), 도플러 스프레드(doppler spread), 도플러 쉬프트(doppler shift), 평균 이득(average gain), 평균 지연(average delay), 공간적 수신 파라미터(spatial receiver parameter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 기지국(110)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2를 참고하면, 기지국은 무선통신부(210), 백홀통신부(220), 저장부(230), 제어부(240)를 포함한다.
무선통신부(210)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부(210)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부(210)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부(210)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
또한, 무선통신부(210)는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 이를 위해, 무선통신부(210)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부(210)는 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부(210)는 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다.
하드웨어의 측면에서, 무선통신부(210)는 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다. 디지털 유닛은 적어도 하나의 프로세서(예: DSP(digital signal processor))로 구현될 수 있다.
무선통신부(210)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부(210)의 전부 또는 일부는 '송신부(transmitter)', '수신부(receiver)' 또는 '송수신부(transceiver)'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부(210)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
백홀통신부(220)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부(220)는 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부(230)는 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(230)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(230)는 제어부(240)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부(240)는 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(240)는 무선통신부(210)를 통해 또는 백홀통신부(220)을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(240)는 저장부(230)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(240)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 다른 구현 예에 따라, 프로토콜 스텍은 무선통신부(210)에 포함될 수 있다. 이를 위해, 제어부(240)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부(240)는 기지국이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 단말(120)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 단말은 통신부(310), 저장부(320), 제어부(330)를 포함한다.
통신부(310)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부(310)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(310)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부(310)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부(310)는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부(310)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(310)는 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(310)는 다수의 안테나 요소들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부(310)는 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부(310)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(310)는 빔포밍을 수행할 수 있다.
통신부(310)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(310)의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(310)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부(320)는 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(320)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(320)는 제어부(330)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부(330)는 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(330)는 통신부(310)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(330)는 저장부(320)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(330)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(330)는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부(310)의 일부 및 제어부(330)는 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부(330)는 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 4는 도 2의 무선통신부(210) 또는 도 3의 통신부(310)의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다.
도 4를 참고하면, 통신부는 모뎀(410), 프론트 엔드(front end)(420), 주파수 생성부(430), 주파수 변환부(convertor)(440), 빔포밍부(450)를 포함한다.
모뎀(410)은 송신 비트들을 채널 인코딩 및 변조함으로써 기저대역 디지털 신호를 생성한다. 또는, 모뎀(410)은 기저대역 디지털 신호를 복조 및 채널 디코딩함으로써 수신 비트들을 복원한다. 예를 들어, 동시에 복수의 밴드들을 통해 신호들을 송신하는 경우, 모뎀(410)는 복수의 밴드들 각각에 대응하는 신호들을 포함하는 기저대역 신호를 생성할 수 있다.
프론트 엔드(420)는 모뎀(410)에 의해 생성된 기저대역 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 또는, 프론트 엔드(420)는 주파수 변환부(440)로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이때, 프론트 엔드(420)는 복수의 대역들을 통해 송신 또는 수신되는 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가질 수 있다. 여기서, 광대역 신호는 2 이상의 대역들의 대역폭들의 합 이상의 대역폭을 가지는 신호를 의미한다. 프론트 엔드(420)은 DAFE(digital-analog front end)라 지칭될 수 있다.
주파수 생성부(430)는 주파수 변환부(440)의 주파수 변환 동작을 위한 적어도 하나의 주파수 신호(예: 정현파 신호)를 생성한다. 주파수 생성부(430)는 통신부에서 지원하는 복수의 대역들에 대응하는 복수의 주파수 신호들을 생성할 수 있다. 주파수 생성부(430)에서 출력되는 주파수 신호의 개수는 현재 통신을 위해 사용되는 대역의 개수에 따라 달라질 수 있다.
주파수 변환부(440)는 프론트 엔드(420)로부터 제공되는 신호를 해당 대역의 RF 신호로 상향변환한다. 또는, 주파수 변환부(440)는 빔포밍부(450)로부터 제공되는 RF 신호를 하향변환한다. 복수의 대역들이 동시에 사용되는 경우, 주파수 변환부(440)는 제공되는 광대역 신호를 대역 별 신호들로 분리한 후, 주파수를 변환하고, 주파수 변환된 신호들을 광대역 신호로 결합할 수 있다.
빔포밍부(450)는 주파수 변환부(440)로부터 제공되는 신호에 대한 송신 빔포밍 및 안테나를 통해 수신되는 신호에 대한 수신 빔포밍을 수행한다. 복수의 대역들이 동시에 사용되는 경우, 빔포밍부(450)는 신호의 위상(phase)을 천이(shift)하는 동작, 광대역 신호를 대역 별 신호들로 분리하는 동작, 대역별 신호들을 광대역 신호로 결합하는 동작을 수행할 수 있다.
도 4에 예시된 구성요소들은 모두 별개의 IC(integrated circuit) 칩들로 구현될 수 있다. 또는, 도 4에 예시된 구성요소들 중 적어도 2 이상이 하나의 IC 칩으로 구현될 수 있다.
도 4에 예시된 구조는 2 이상의 밴드들의 신호들을 처리하기 위해 사용될 수 있다. 2 이상의 밴드들의 신호들을 처리하기 위해, 2개의 체인(chain)들이 사용될 수 있다. 이때, 다양한 실시 예들에 따르는 경우, 2개의 체인들에 포함되는 일련의 소자(component)들 중 적어도 하나는 2개의 대역들에 속한 신호를 하나의 동작으로 처리 가능하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 하나의 신호를 각 대역의 신호들로 분리하기 위한 구성요소 및 각 대역의 신호를 하나의 신호로 결합하기 위한 구성요소가 포함될 수 있다.
도 4를 참고하여 설명한 구조를 이용하여, 복수의 밴드들이 지원될 수 있다. 일련의 신호 처리 동작들 중 적어도 하나에서, 복수의 밴드들은 하나의 광대역 신호로 처리되므로, 하나의 신호와 같이 취급될 수 있다. 이를 위해, 모뎀(410)에서 생성되는 기저대역 신호는 이하 도 5와 같이 구성될 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들을 통해 송신 또는 수신되는 기저대역 신호의 예를 도시한다. 도 5는 2개의 밴드들을 통해 신호들을 송신하는 경우의 광대역 기저대역 신호를 예시한다. 도 5를 참고하면, 광대역 기저대역 신호는 대역A 신호(502) 및 대역B 신호(504)를 포함하며, BWtotal의 대역폭을 가진다. 대역폭 BWtotal은 대역A 신호(502)의 대역폭 BWA 및 대역B 신호(504)의 대역폭 BWB의 합 및 보호 대역(guard band)의 크기의 합보다 크거나 같다. 여기서, 보호 대역의 크기는 광대역 신호를 대역 별 신호들로 분리하기 위해 사용되는 필터의 성능에 따라 달라질 수 있다. 대역A 신호(502)의 중심 주파수 fA 및 대역B 신호(504)의 중심 주파수 fB 간 차이인 오프셋(offset)은 대역A 신호(502)의 대역폭 BWA 및 대역B 신호(504)의 대역폭 BWB의 합의 절반(=BWA/2 + BWB/2) 보다 크다. 광대역 신호의 대역폭이 BWtotal이므로, 프론트 엔드(420), 주파수 변환부(440)는 BWtotal 이상의 대역폭을 가지는 신호를 처리할 수 있는 능력을 가지는 것이 요구된다.
도 5에 예시된 기저대역 신호는 IF(intermediate frequency) 신호로 이해될 수 있다. 일 실시 예에 따라, IF 신호는 프론트 엔드(420)에 의해 생성될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, fA는 9.26GHz, fB는 10.25GHz, 광대역 신호의 중심 주파수 fc는 9.75GHz이며, BWA는 900MHz, BWB는 900MHz, 오프셋은 1GHz일 수 있다.
이하, 본 개시는 통신부의 구성 요소 별 구조를 설명한다. 이하 도 6 내지 도 9b를 참고하여 설명되는 구조는 2개의 대역들을 처리할 수 있는 능력을 가진다. 하지만, 본 발명은 3개 이상의 대역들을 처리할 수 있는 능력을 가지는 회로에도 용이하게 확장될 수 있음은 자명하다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 프론트 엔드(420)의 구성을 도시한다. 도 6을 참고하면, 프론트 엔드(420)는 믹서(610), 변환 회로(620), 필터(630), 증폭 회로(640)를 포함한다.
믹서(610)는 기저대역 신호 및 IF 신호 간 주파수 상향/하향 변환을 수행한다. 이를 위해, 믹서(610)는 IF 대역의 주파수 신호를 오실레이터(미도시)로부터 제공받을 수 있다. 믹서(610)는 복수의 대역들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다. 변환 회로(620)는 송신 신호를 변환하는 DAC(622), 수신 신호를 변환하는 ADC(624)를 포함한다. DAC(622) 및 ADC(624) 각각은 복수의 대역들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다. 필터(630)는 IF 신호에서 불필요한 주파수 성분을 제거한다. 증폭 회로(640)는 송신 신호 또는 수신 신호를 증폭한다. 이를 위해, 증폭 회로(640)는 PA(power amplifier) 또는 LNA(low noise amplifier)를 포함할 수 있다. 증폭 회로(640)는 복수의 대역들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다.
도 7a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 생성부(430)의 구성을 도시한다. 도 7a는 하나의 LO(local oscillator)가 사용되는 경우를 예시한다. 도 7a를 참고하면, 주파수 생성부(430)는 LO(712), 제1 배율기(714a), 제2 배율기(714b), 분리기(716), 제1 증폭기(718a), 제2 증폭기(718b), 제3 증폭기(718c), 제4 증폭기(718d)를 포함한다.
LO(712)는 기본 주파수 신호를 생성한다. 주파수 신호는 제1 증폭기(718a)에 의해 증폭되고, 제1 배율기(714a)에 의해 m배의 주파수 신호로 변환된다. 주파수 신호는 분리기(716)에 의해 2개의 경로들로 제공된다. 제1 경로로 제공된 신호는 제2 증폭기(718b)에 의해 증폭되고, 제2 배율기(714b)에 의해 n배의 주파수 신호로 변환되고, 제3 증폭기(718c)에 의해 증폭된다. 제2 경로로 제공된 신호는 제4 증폭기(718d)에 의해 증폭된다.
이에 따라, 제1 경로를 통해 출력되는 주파수 신호는 제1 대역에 대응하는 주파수로서, 기본 주파수의 m×n배 주파수를 가지고, 제2 경로를 통해 출력되는 주파수 신호는 제2 대역에 대응하는 주파수로서, 기본 주파수의 m 배 주파수를 가진다. 예를 들어, m=3 및 n=2인 경우, 기본 주파수는 4.875GHz, 제1 경로를 통해 출력되는 신호의 주파수는 29.26GHz, 제2 경로를 통해 출력되는 신호의 주파수는 14.625GHz일 수 있다.
도 7b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 생성부(430)의 다른 구성을 도시한다. 7b는 대역 별로 서로 다른 LO들이 사용되는 경우를 예시한다. 도 7b를 참고하면, 주파수 생성부(430)는 제1 LO(722a), 제2 LO(722b), 제1 증폭기(728a), 제2 증폭기(728b)를 포함할 수 있다. 제1 LO(722a)는 제1 대역에 대응하는 주파수의 신호를, 제2 LO(722b) 제2 대역에 대응하는 주파수의 신호를 생성한다. 제1 증폭기(728a)는 제1 대역에 대응하는 주파수의 신호를 증폭하고, 제2 증폭기(728b)는 제2 대역에 대응하는 주파수의 신호를 증폭한다. 도 7b에 도시되지 아니하였으나, 다른 실시 예에 따라, 각 경로는 적어도 하나의 배율기를 더 포함할 수 있다.
도 8a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부(440)의 구성을 도시한다. 도 8a를 참고하면, 주파수 변환부(440)는 제1 증폭 회로(812a), 제2 증폭 회로(812b), 제1 주파수 결합/분리기(814a), 제2 주파수 결합/분리기(814b), 제1 믹서(816a), 제2 믹서(816b), 제1 필터(818a), 제2 필터(818b)를 포함한다.
제1 증폭 회로(812a)는 IF 신호를 증폭한다. 이를 위해, 제1 증폭 회로(812a)는 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 제1 증폭 회로(812a)는 복수의 대역들에 대응하는 IF 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다. 제2 증폭 회로(812b)는 RF 신호를 증폭한다. 이를 위해, 제2 증폭 회로(812b)는 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 제2 증폭 회로(812b)는 복수의 대역들의 RF 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다. 여기서, 제2 증폭 회로(812b)에서 증폭되는 광대역 신호는 RF 신호를 전달하는 대역들의 신호들을 포함하므로, 신호들 간 오프셋은, 믹서들(816a 및 816b)에 의한 상향 변환(up-converting) 동작으로 인해, 제1 증폭 회로(812a)에서 증폭되는 신호들 간 오프셋보다 더 클 수 있다. 이 경우, 제2 증폭 회로(812b)는 제1 증폭 회로(812a)보다 더 넓은 광대역 특성을 가질 수 있다.
제1 주파수 결합/분리기(814a)는 광대역 IF 신호를 2개의 IF 신호들로 분리하거나, 2개의 IF 신호들을 광대역 IF 신호로 결합한다. 여기서, 2개의 IF 신호들은 특정 주파수(예: 중심 주파수)를 기준으로 광대역 IF 신호로부터 분리된 LB(low band) 신호 및 HB(high band) 신호를 포함한다. 제2 주파수 결합/분리기(814b)는 광대역 RF 신호를 2개의 대역 별 RF 신호들로 분리하거나, 2개의 대역 별 RF 신호들을 광대역 RF 신호로 결합한다. 여기서, 2개의 RF 신호들은 특정 주파수(예: 중심 주파수)를 기준으로 광대역 RF 신호로부터 분리된 LB 신호 및 HB 신호를 포함한다.
제1 믹서(816a)는 제1 대역의 RF 신호 및 IF 신호 간 주파수 상향/하향 변환을 수행한다. 이를 위해, 제1 믹서(816a)는 주파수 생성부(430)로부터 제공되는 제1 대역에 대응하는 주파수 신호를 이용한다. 제2 믹서(816b)는 제2 대역의 RF 신호 및 IF 신호 간 주파수 상향/하향 변환을 수행한다. 이를 위해, 제2 믹서(816b)는 주파수 생성부(430)로부터 제공되는 제2 대역에 대응하는 주파수 신호를 이용한다.
제1 필터(818a)는 제1 믹서(816a)에 의해 상향변환된 신호 또는 제2 주파수 결합/분리기(814a)에 의해 분리된 LB 신호에서 제1 대역의 RF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제1 필터(818a)는 LPF(low pass filter)일 수 있다. 제2 필터(818b)는 제2 믹서(816b)에 의해 상향변환된 신호 또는 제2 주파수 결합/분리기(814a)에 의해 분리된 HB 신호에서 제2 대역의 RF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제2 필터(818b)는 HPF(high pass filter)일 수 있다.
도 8a와 같은 구조에서, 신호를 송신 시, 프론트 엔드(420)로부터 제공되는 IF 신호는 제1 증폭 회로(812a)에 의해 증폭되고, 제1 주파수 결합/분리기(814a)에 의해 LB 신호 및 HB 신호로 분리된다. 각 경로로 제공되는 LB 신호 및 HB 신호는 제1 믹서(816a) 및 제2 믹서(816b)에 의해 RF 신호들로 상향 변환되고, 제1 필터(818a) 및 제2 필터(818b)에 의해 필터링된 후, 제2 주파수 결합/분리기(814b)에 의해 광대역 RF 신호로 결합된다. 이후, 광대역 RF 신호는 제2 증폭 회로(812b)에 의해 증폭된 후, 빔포밍부(450)로 제공된다.
도 8a와 같은 구조에서, 신호를 수신 시, 빔포밍부(450)로부터 제공되는 RF 신호는 제2 증폭 회로(812b)에 의해 증폭되고, 제2 주파수 결합/분리기(814b)에 의해 LB 신호 및 HB 신호로 분리된다. 각 경로로 제공되는 LB 신호 및 HB 신호는 제1 필터(818a) 및 제2 필터(818b)에 의해 필터링되고, 제1 믹서(816a) 및 제2 믹서(816b)에 의해 IF 신호들로 하향 변환되고, 제1 주파수 결합/분리기(814a)에 의해 광대역 IF 신호로 결합된다. 이후, 광대역 IF 신호는 제1 증폭 회로(812a)에 의해 증폭된 후, 프론트 엔드(420)로 제공된다.
도 8b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부(440)의 다른 구성을 도시한다. 도 8b를 참고하면, 주파수 변환부(440)는 제1 증폭 회로(822a), 제2 증폭 회로(822b), 제1 주파수 결합/분리기(824a), 제2 주파수 결합/분리기(824b), 제1 믹서(826a), 제2 믹서(826b), 제1 필터(828b), 제2 필터(828b)를 포함한다.
제1 증폭 회로(822a)는 IF 신호를 증폭한다. 이를 위해, 제1 증폭 회로(822a)는 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 제1 증폭 회로(822a)는 복수의 대역들에 대응하는 IF 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다. 제2 증폭 회로(822b)는 RF 신호를 증폭한다. 이를 위해, 제2 증폭 회로(822b)는 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 제2 증폭 회로(822b)는 복수의 대역들의 RF 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다. 여기서, 제2 증폭 회로(822b)에서 증폭되는 광대역 신호는 RF 신호를 전달하는 대역들의 신호들을 포함하므로, 신호들 간 오프셋은, 믹서들(826a 및 826b)에 의한 상향 변환(up-converting) 동작으로 인해, 제1 증폭 회로(822a)에서 증폭되는 신호들 간 오프셋보다 더 클 수 있다. 이 경우, 제2 증폭 회로(822b)는 제1 증폭 회로(822a)보다 더 넓은 광대역 특성을 가질 수 있다.
제1 주파수 결합/분리기(824a)는 광대역 IF 신호를 2개의 IF 신호들로 분리하거나, 2개의 IF 신호들을 광대역 IF 신호로 결합한다. 여기서, 2개의 IF 신호들은 특정 주파수(예: 중심 주파수)를 기준으로 광대역 IF 신호로부터 분리된 LB 신호 및 HB 신호를 포함한다. 제2 주파수 결합/분리기(824b)는 광대역 RF 신호를 2개의 대역 별 RF 신호들로 분리하거나, 2개의 대역 별 RF 신호들을 광대역 RF 신호로 결합한다. 여기서, 2개의 RF 신호들은 특정 주파수(예: 중심 주파수)를 기준으로 광대역 RF 신호로부터 분리된 LB 신호 및 HB 신호를 포함한다.
제1 믹서(826a)는 제1 대역의 RF 신호 및 IF 신호 간 주파수 상향/하향 변환을 수행한다. 이를 위해, 제1 믹서(826a)는 주파수 생성부(430)로부터 제공되는 제1 대역에 대응하는 주파수 신호를 이용한다. 제2 믹서(826b)는 제2 대역의 RF 신호 및 IF 신호 간 주파수 상향/하향 변환을 수행한다. 이를 위해, 제2 믹서(826b)는 주파수 생성부(430)로부터 제공되는 제2 대역에 대응하는 주파수 신호를 이용한다.
제1 필터(828b)는 제1 믹서(826a)에 의해 하향변환된 신호 또는 제1 주파수 결합/분리기(824a)에 의해 분리된 LB 신호에서 제1 대역에 대응하는 IF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제1 필터(828b)는 LPF일 수 있다. 제2 필터(828b)는 제2 믹서(826b)에 의해 하향변환된 신호 또는 제1 주파수 결합/분리기(824a)에 의해 분리된 HB 신호에서 제2 대역에 대응하는 IF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제2 필터(828b)는 HPF일 수 있다.
도 8b와 같은 구조에서, 신호를 송신 시, 프론트 엔드(420)로부터 제공되는 IF 신호는 제1 증폭 회로(822a)에 의해 증폭되고, 제1 주파수 결합/분리기(824a)에 의해 LB 신호 및 HB 신호로 분리된다. 각 경로로 제공되는 LB 신호 및 HB 신호는 제1 필터(828b) 및 제2 필터(828b)에 의해 필터링되고, 제1 믹서(826a) 및 제2 믹서(826b)에 의해 RF 신호들로 상향 변환된 후, 제2 주파수 결합/분리기(824b)에 의해 광대역 RF 신호로 결합된다. 이후, 광대역 RF 신호는 제2 증폭 회로(822b)에 의해 증폭된 후, 빔포밍부(450)로 제공된다.
도 8b와 같은 구조에서, 신호를 수신 시, 빔포밍부(450)로부터 제공되는 RF 신호는 제2 증폭 회로(822b)에 의해 증폭되고, 제2 주파수 결합/분리기(824b)에 의해 LB 신호 및 HB 신호로 분리된다. 각 경로로 제공되는 LB 신호 및 HB 신호는 제1 믹서(826a) 및 제2 믹서(826b)에 의해 IF 신호들로 하향 변환되고, 제1 필터(828a) 및 제2 필터(828b)에 의해 필터링된 후, 제1 주파수 결합/분리기(824a)에 의해 광대역 IF 신호로 결합된다. 이후, 광대역 IF 신호는 제1 증폭 회로(822a)에 의해 증폭된 후, 프론트 엔드(420)로 제공된다.
도 8a 및 도 8b에 예시된 구조들에서, 각 경로는 하나의 믹서 및 하나의 필터를 포함한다. 다른 실시 예에 따라, 각 경로는 하나의 믹서 및 2개의 필터들을 포함할 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따라 2개의 필터들은 믹서의 양단에 배치되어, 믹서로 전달되는 신호를 필터링하고, 믹서로부터 출력되는 신호를 바이패스(bypass)할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 2개의 필터들은 믹서의 양단에 배치되어, 믹서로부터 출력되는 신호를 필터링하고, 믹서로 전달되는 신호를 바이패스할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따라, 2개의 필터들은 믹서의 양단에 배치되어, 믹서로부터 출력되는 신호 및 믹서로 전달되는 신호를 모두 필터링할 수 있다.
도 8c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부(440)의 또 다른 구성을 도시한다. 도 8c를 참고하면, 주파수 변환부(440)는 제1 대역 증폭 회로(832a-1), 제2 대역 증폭 회로(832a-2), 광대역 증폭 회로(832b), 주파수 결합/분리기(834a), 제1 믹서(836a), 제2 믹서(836b), 제1 필터(838a-1), 제2 필터(838b-1)를 포함한다.
도 8c를 참고하면, 제1 대역 증폭 회로(832a-1)는 제1 대역이 대응하는 IF 신호를, 제2 대역 증폭 회로(832a-2)는 제2 대역에 대응하는 IF 신호를 증폭한다. 이를 위해, 제1 대역 증폭 회로(832a-1) 및 제2 대역 증폭 회로(832a-2) 각각은 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 광대역 증폭 회로(832b)는 RF 신호를 증폭한다. 이를 위해, 광대역 증폭 회로(832b)는 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 광대역 증폭 회로(832b)는 복수의 대역들에 대응하는 RF 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다.
주파수 결합/분리기(834a)는 광대역 RF 신호를 2개의 RF 신호들로 분리하거나, 2개의 RF 신호들을 광대역 RF 신호로 결합한다. 여기서, 2개의 RF 신호들은 특정 주파수(예: 중심 주파수)를 기준으로 광대역 RF 신호로부터 분리된 LB 신호 및 HB 신호를 포함한다. 제1 믹서(836a)는 제1 대역의 RF 신호 및 IF 신호 간 주파수 상향/하향 변환을 수행한다. 이를 위해, 제1 믹서(836a)는 주파수 생성부(430)로부터 제공되는 제1 대역에 대응하는 주파수 신호를 이용한다. 제2 믹서(836b)는 제2 대역의 RF 신호 및 IF 신호 간 주파수 상향/하향 변환을 수행한다. 이를 위해, 제2 믹서(836b)는 주파수 생성부(430)로부터 제공되는 제2 대역에 대응하는 주파수 신호를 이용한다.
제1 필터(838a-1)는 제1 믹서(836a)에 의해 상향변환된 신호 또는 주파수 결합/분리기(834a)에 의해 분리된 LB 신호에서 제1 대역의 RF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제1 필터(838a-1)는 LPF(low pass filter)일 수 있다. 제2 필터(838b-1)는 제2 믹서(836b)에 의해 상향변환된 신호 또는 주파수 결합/분리기(834a)에 의해 분리된 HB 신호에서 제2 대역의 RF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제2 필터(838b-1)는 HPF(high pass filter)일 수 있다.
또한, 프론트 엔드(420) 및 주파수 변환부(440)의 연결을 위해, 프론트 엔드(420) 및 주파수 변환부(440) 사이에, 주파수 결합/분리기(834b), 제1 필터(838a-1), 제2 필터(838a-2)가 배치될 수 있다. 주파수 결합/분리기(834b)는 프론트 엔드(420)로부터 제공되는 광대역 IF 신호를 대역 별 IF 신호들로 분리하고, 제1 필터(838a-1), 제2 필터(838a-2) 각각은 해당 대역의 IF 신호를 필터링할 수 있다. 또한, 제1 필터(838a-1), 제2 필터(838a-2) 각각은 해당 대역의 IF 신호를 필터링하고, 주파수 결합/분리기(834b)는 제1 필터(838a-1), 제2 필터(838a-2)로부터 제공되는 대역 별 IF 신호들을 광대역 IF 신호로 결합할 수 있다.
도 8c와 같은 구조에서, 신호를 송신 시, 입력되는 대역 별 IF 신호들(예: HB 신호, LB 신호)는 제1 대역 증폭 회로(832a-1) 및 제2 대역 증폭 회로(832a-2)에 의해 증폭되고, 증폭된 LB 신호 및 HB 신호는 제1 믹서(826a) 및 제2 믹서(826b)에 의해 RF 신호들로 상향 변환되고, 제1 필터(838a-1) 및 제2 필터(838b-1)에 의해 필터링된 후, 주파수 결합/분리기(834b)에 의해 광대역 RF 신호로 결합된다. 이후, 광대역 RF 신호는 광대역 증폭 회로(832b)에 의해 증폭된 후, 빔포밍부(450)로 제공된다.
도 8c와 같은 구조에서, 신호를 수신 시, 빔포밍부(450)로부터 제공되는 RF 신호는 광대역 증폭 회로(832b)에 의해 증폭되고, 주파수 결합/분리기(834b)에 의해 LB 신호 및 HB 신호로 분리된다. 각 경로로 제공되는 LB 신호 및 HB 신호는 제1 필터(838a-1) 및 제2 필터(838b-1)에 의해 필터링되고, 제1 믹서(826a) 및 제2 믹서(826b)에 의해 IF 신호들로 하향 변환된 후, 대역 별 IF 신호들은 제1 증폭 회로(832a-1) 및 제2 증폭 회로(832a-2)에 의해 증폭된 후, 출력된다.
도 8c를 참고하여 설명한 실시 예에서, 제1 믹서(836a) 및 제1 필터(838a-1)는 신호 송신 시 제1 믹서 (836a) 및 제1 필터(838a-1)의 순서로 신호가 처리되도록 배치된다. 하지만, 다른 실시 예에 따라, 제1 믹서(836a) 및 제1 필터(838a-1)의 위치는 서로 교체, 다시 말해, 신호 송신 시, 제1 필터(838a-1) 및 제1 믹서(836a)의 순서로 신호가 처리되도록 배치될 수 있다. 유사하게, 제2 믹서(836b) 및 제2 필터(838b-1)는, 신호 송신 시, 제2 필터(838b-1) 및 제2 믹서(836b)의 순서로 신호가 처리되도록 배치될 수 있다.
도 6 내지 도 8c를 참고하여 설명한 구조들에서, 기저대역 신호는 프론트 엔드(420)에서 IF 신호로 상향 변환되고, IF 신호는 주파수 변환부(440)에서 RF 신호로 변환된다. 다른 실시 예에 따라, IF 신호로의 변환 없이, 기저대역 신호에서 RF 신호로의 직접 변환(direct conversion)이 적용될 수 있다. 이 경우, 프론트 엔드(420)에서 믹서(610)는 생략되고, 주파수 변환부(440)의 믹서들(816a, 816b, 826a, 826b)은 기저대역 신호 및 RF 신호 간 상향/하향 변환을 수행할 수 있다.
도 9a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍부(450)의 구성을 도시한다. 도 9a를 참고하면, 빔포밍부(450)는 증폭 회로(902), 결합/분리기(904), 체인들(906-1 내지 906-N)을 포함한다.
증폭 회로(902)는 주파수 변환부(440)로부터 제공되는 신호 또는 결합/분리기(904)로부터 제공되는 신호를 증폭한다. 증폭 회로(902)는 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 증폭 회로(902)는 복수의 대역들의 RF 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다.
결합/분리기(904)는 광대역 RF 신호를 복수의 신호들로 분리하고, 복수의 체인들(906-1 내지 906-N)로 제공한다. 또는, 결합/분리기(904)는 복수의 체인들(906-1 내지 906-N)로부터 제공되는 신호들을 하나의 광대역 RF 신호로 결합한다. 여기서, 복수의 체인들(906-1 내지 906-N)로 제공되거나 또는 복수의 체인들(906-1 내지 906-N)로부터 제공되는 복수의 신호들은 광대역 RF 신호들과 동일한 대역폭을 가진다. 즉, 결합/분리기(904)에 의한 신호의 분리는 신호를 특정 주파수를 기준으로 분리하는 것이 아닌, 전력 상에서의 분리 또는 복제로 이해될 수 있다.
체인들(906-1 내지 906-N)은 유사한 구조로 구성될 수 있다. 도 9a와 같이, 제1 체인(906-1)은 제1 위상 변조기(912a), 제2 위상 변조기(912b), 제1 주파수 결합/분리기(914a), 제2 주파수 결합/분리기(914b), 제1 필터(916b), 제2 필터(916b), 증폭 회로(918)를 포함한다.
제1 위상 변조기(912a)는 제1 대역의 RF 신호의 위상을 조절한다. 제2 위상 변조기(912b)는 제2 대역의 RF 신호의 위상을 조절한다. 조절되는 위상 값은 다른 구성요소(예: 모뎀(410))으로부터 지시될 수 있다.
제1 주파수 결합/분리기(914a)는 광대역 RF 신호를 2개의 RF 신호들로 분리하거나, 2개의 RF 신호들을 광대역 RF 신호로 결합한다. 제2 주파수 결합/분리기(914b)는 광대역 RF 신호를 2개의 대역 별 RF 신호들로 분리하거나, 2개의 대역 별 RF 신호들을 광대역 RF 신호로 결합한다. 여기서, 2개의 RF 신호들은 특정 주파수(예: 중심 주파수)를 기준으로 광대역 RF 신호로부터 분리된 LB 신호 및 HB 신호를 포함한다.
제1 필터(916b)는 제1 위상 변조기(912a)에 의해 위상 조절된 LB 신호 또는 제2 주파수 결합/분리기(914b)에 의해 분리된 LB 신호에서 제1 대역에 대응하는 RF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제1 필터(916b)는 LBP일 수 있다. 제2 필터(916b)는 제2 위상 변조기(912b)에 의해 위상 조절된 HB 신호 또는 제2 주파수 결합/분리기(914b)에 의해 분리된 HB 신호에서 제2 대역에 대응하는 RF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제2 필터(916b)는 HBP일 수 있다.
증폭 회로(918)는 RF 신호를 증폭한다. 이를 위해, 증폭 회로(918)는 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 증폭 회로(918)는 복수의 대역들에 대응하는 RF 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다.
도 9a와 같은 구조에서, 신호를 송신 시, 주파수 변환부(440)로부터 제공되는 RF 신호는 증폭 회로(902)에 의해 증폭되고, 결합/분리기(904)에 의해 복수의 신호들로 분리된 후, 체인들(906-1 내지 906-N)로 제공된다. 제1 체인(906-1)로 제공된 신호는, 제1 주파수 결합/분리기(914a)에 의해 LB 신호 및 HB 신호로 분리된다. 각 경로로 제공되는 LB 신호 및 HB 신호는 제1 위상 변조기(912a) 및 제2 위상 변조기(912b)에 의해 위상 조절되고, 제1 필터(916b) 및 제2 필터(916b)에 의해 필터링된 후, 제2 주파수 결합/분리기(914b)에 의해 광대역 RF 신호로 결합된다. 이후, 광대역 RF 신호는 증폭 회로(918)에 의해 증폭된 후, 안테나를 통해 송신된다.
도 9a와 같은 구조에서, 신호를 수신 시, 안테나를 통해 수신된 광대역 RF 신호는 증폭 회로(918)에 의해 증폭되고, 제2 주파수 결합/분리기(914b)에 의해 LB 신호 및 HB 신호로 분리된다. 각 경로로 제공되는 LB 신호 및 HB 신호는 제1 필터(916a) 및 제2 필터(916b)에 의해 필터링되고, 제1 위상 변조기(912a) 및 제2 위상 변조기(912b)에 의해 위상 조절된 후, 제1 주파수 결합/분리기(914a)에 의해 광대역 RF 신호로 결합된다. 이후, 체인들(906-1 내지 906-N)로부터 제공되는 신호들은 결합/분리기(904)에 의해 합산되고, 증폭 회로(902)에 의해 증폭된 후, 주파수 변환부(440)로 제공된다.
도 9b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 빔포밍부(450)의 다른 구성을 도시한다. 도 9b를 참고하면, 빔포밍부(450)는 증폭 회로(902), 결합/분리기(904), 체인들(906-1 내지 906-N)을 포함한다.
증폭 회로(902)는 주파수 변환부(440)로부터 제공되는 신호 또는 결합/분리기(904)로부터 제공되는 신호를 증폭한다. 증폭 회로(902)는 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 증폭 회로(902)는 복수의 대역들의 RF 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다.
결합/분리기(904)는 광대역 RF 신호를 복수의 신호들로 분리하고, 복수의 체인들(906-1 내지 906-N)로 제공한다. 또는, 결합/분리기(904)는 복수의 체인들(906-1 내지 906-N)로부터 제공되는 신호들을 하나의 광대역 RF 신호로 결합한다. 여기서, 복수의 체인들(906-1 내지 906-N)로 제공되거나 또는 복수의 체인들(906-1 내지 906-N)로부터 제공되는 복수의 신호들은 광대역 RF 신호들과 동일한 대역폭을 가진다. 즉, 결합/분리기(904)에 의한 신호의 분리는 신호를 특정 주파수를 기준으로 분리하는 것이 아닌, 전력 상에서의 분리 또는 복제로 이해될 수 있다.
체인들(906-1 내지 906-N)은 유사한 구조로 구성될 수 있다. 도 9a와 같이, 제1 체인(906-1)은 제1 위상 변조기(922a), 제2 위상 변조기(922b), 제1 주파수 결합/분리기(924a), 제2 주파수 결합/분리기(924b), 제1 필터(926b), 제2 필터(926b), 증폭 회로(928)를 포함한다.
제1 위상 변조기(922a)는 제1 대역의 RF 신호의 위상을 조절한다. 제2 위상 변조기(922b)는 제2 대역의 RF 신호의 위상을 조절한다. 조절되는 위상 값은 다른 구성요소(예: 모뎀(410))으로부터 지시될 수 있다.
제1 주파수 결합/분리기(924a)는 광대역 RF 신호를 2개의 RF 신호들로 분리하거나, 2개의 RF 신호들을 광대역 RF 신호로 결합한다. 제2 주파수 결합/분리기(924b)는 광대역 RF 신호를 2개의 대역 별 RF 신호들로 분리하거나, 2개의 대역 별 RF 신호들을 광대역 RF 신호로 결합한다. 여기서, 2개의 RF 신호들은 특정 주파수(예: 중심 주파수)를 기준으로 광대역 RF 신호로부터 분리된 LB 신호 및 HB 신호를 포함한다.
제1 필터(926b)는 제1 위상 변조기(922a)에 의해 위상 조절된 LB 신호 또는 제1 주파수 결합/분리기(924a)에 의해 분리된 LB 신호에서 제1 대역에 대응하는 RF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제1 필터(926b)는 LBP일 수 있다. 제2 필터(926b)는 제2 위상 변조기(922b)에 의해 위상 조절된 HB 신호 또는 제1 주파수 결합/분리기(924a)에 의해 분리된 HB 신호에서 제2 대역에 대응하는 RF 신호 외 불필요한 성분을 제거한다. 제2 필터(926b)는 HBP일 수 있다.
증폭 회로(928)는 RF 신호를 증폭한다. 이를 위해, 증폭 회로(928)는 PA 및 LNA를 포함할 수 있다. 증폭 회로(928)는 복수의 대역들에 대응하는 RF 신호들을 포함하는 광대역 신호를 처리할 수 있는 광대역 특성을 가진다.
도 9b와 같은 구조에서, 신호를 송신 시, 주파수 변환부(440)로부터 제공되는 RF 신호는 증폭 회로(902)에 의해 증폭되고, 결합/분리기(904)에 의해 복수의 신호들로 분리된 후, 체인들(906-1 내지 906-N)로 제공된다. 제1 체인(906-1)로 제공된 신호는, 제1 주파수 결합/분리기(924a)에 의해 LB 신호 및 HB 신호로 분리된다. 각 경로로 제공되는 LB 신호 및 HB 신호는 제1 필터(926b) 및 제2 필터(926b)에 의해 필터링되고, 제1 위상 변조기(922a) 및 제2 위상 변조기(922b)에 의해 위상 조절된 후, 제2 주파수 결합/분리기(924b)에 의해 광대역 RF 신호로 결합된다. 이후, 체인들(906-1 내지 906-N)로부터 제공되는 신호들은 결합/분리기(904)에 의해 합산되고, 증폭 회로(902)에 의해 증폭된 후, 주파수 변환부(440)로 제공된다.
도 9b와 같은 구조에서, 신호를 수신 시, 안테나를 통해 수신된 광대역 RF 신호는 증폭 회로(928)에 의해 증폭되고, 제2 주파수 결합/분리기(924b)에 의해 LB 신호 및 HB 신호로 분리된다. 각 경로로 제공되는 LB 신호 및 HB 신호는 제1 위상 변조기(922a) 및 제2 위상 변조기(922b)에 의해 위상 조절되고, 제1 필터(926a) 및 제2 필터(926b)에 의해 필터링된 후, 제1 주파수 결합/분리기(924a)에 의해 광대역 RF 신호로 결합된다. 이후, 광대역 RF신호는 증폭 회로(902)에 의해 증폭된 후, 주파수 변환부(440)로 제공된다.
전술한 바와 같은 회로 구조에서, 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)는 하나의 IC로 구현되거나, 또는 2개의 IC들로 분리될 수 있다. 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)가 하나의 IC로 구현되는 경우, 양산 단가 및 회로의 전체 크기를 줄일 수 있는 장점이 발생한다. 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)가 2개의 IC들로 구현되는 경우, 주파수 변환부(440)에서 생성되는 불필요한 성분을 외장 필터를 통해 제고할 수 있는 장점이 발생한다. 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)를 하나의 IC로 구현하는 것은 안테나 어레이의 개수가 적은 경우 유리하며, 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)를 복수의 IC들로 구현하는 것은 안테나 어레이의 개수가 많은 경우 유리하다. 예를 들어, 단말은 약 4개 내지 16개 정도의 빔포밍 IC들을 포함할 수 있지만, 기지국은 약 16개 내지 256개의 빔포밍 IC들을 포함할 수 있다. 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)를 하나의 IC로 구현하면, 빔포밍부들의 개수 만큼의 주파수 변환부들이 필요하나, 너무 많은 개수의 주파수 변환부들의 중복은 불필요한 전력 소모를 야기할 수 있다.
도 10a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)의 연결 구조의 예를 도시한다. 도 10a는 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)를 별개의 IC들로 구현한 경우를 예시한다. 도 10a를 참고하면, 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)는 별개의 IC들로 패키징되며, 주파수 변환부(440)의 제2 증폭 회로(812b) 및 빔포밍부(450)의 증폭 회로(902) 간 필터(1010)가 배치된다. 필터(1010)는 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450) 간 전달되는 신호에서 불필요한 신호를 제거한다. 필터(1010)는 BSF(band stop filter)일 수 있다.
도 10b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)의 연결 구조의 다른 예를 도시한다. 도 10a는 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)를 하나의 IC로 구현한 경우를 예시한다. 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)를 하나의 IC로 패키징하는 경우, 주파수 변환부(440)의 제2 증폭 회로(812b) 및 빔포밍부(450)의 증폭 회로(902)를 대신하여 하나의 증폭 회로(1022)가 사용될 수 있다. 이로 인해, 회로의 전체 크기 및 소비 전력이 상대적으로 감소할 수 있다.
도 10b와 같이 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)를 하나의 IC로 구현하는 경우, IC는 도 8a 또는 도 8b에 도시된 구성요소들 및 도 9a 또는 도 9b에 도시된 구성요소들을 모두 포함하되, 제2 증폭 회로(812b) 및 증폭 회로(902)가 증폭 회로(1022)로 대체될 수 있다. 이 경우, 증폭 회로(1022)를 전후로 주파수 결합/분리기(814a 또는 814b) 및 주파수 결합/분리기(914a 또는 924b)가 배치된다. 이에 따라, 증폭 회로(1022)를 전후로 광대역 RF 신호가 분리 및 결합된다. 이러한 RF 신호의 분리 및 결합 동작을 제거하기 위해, 다른 실시 예에 따라, 주파수 변환부(440) 및 빔포밍부(450)를 하나의 IC로 구현하는 경우, 주파수 결합/분리기(814a 또는 814b) 및 주파수 결합/분리기(914a 또는 924b)가 제외되고, 증폭 회로(1022) 및 결합/분리기(904)가 대역 별 증폭 회로들 및 결합/분리기들로 대체될 수 있다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들을 통해 신호를 송신하기 위한 흐름도(1100)를 도시한다. 도 11은 기지국(110) 또는 단말(120)의 동작 방법을 예시한다. 이하 설명의 편의를 위해, 동작 주체는 '송수신기(transceiver)'로 지칭된다.
도 11을 참고하면, 1101 단계에서, 송수신기는 제1 대역에 대응하는 제1 디지털 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 디지털 신호를 포함하는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 여기서, 제1 디지털 신호는 제1 대역폭을 가지며, 제2 디지털 신호는 제2 대역폭을 가지고, 제1 디지털 신호 및 제2 디지털 신호를 포함하는 디지털 신호는 제3 대역폭을 가진다. 제3 대역폭은, 상기 제1 대역폭 및 상기 제2 대역폭의 합보다 크거나 같고, 제1 디지털 신호의 중심 주파수 및 상기 제2 디지털 신호의 중심 주파수 간 차이는 상기 제1 대역폭 및 상기 제2 대역폭의 합의 절반보다 클 수 있다. 추가적으로, 다른 실시 예에 따라, 아날로그 변환을 수행하기 전, 송수신기는 기저대역 신호를 IF 대역 신호로 변환할 수 있다.
1103 단계에서, 송수신기는 아날로그 신호를 제1 대역에 대응하는 제1 아날로그 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 아날로그 신호로 분리한다. 추가적으로, 아날로그 신호를 분리하기에 앞서, 송수신기는 아날로그 신호를 증폭한 후, 제1 아날로그 신호 및 제2 아날로그 신호로 분리할 수 있다.
1105 단계에서, 송수신기는 제1 아날로그 신호 및 제2 아날로그 신호를 상향 변환함으로써 제1 대역의 제1 RF 신호 및 제2 대역의 제2 RF 신호를 생성한다. 추가적으로 송수신기는, 상향 변환 전 또는 후에, 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호 각각을 필터링할 수 있다. 그리고, 송수신기는, 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 결합함으로써 제3 대역폭의 RF 신호를 생성할 수 있다.
1107 단계에서, 송수신기는 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 포함하는 제3 대역폭의 RF 신호를 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호로 분리한다. 이후 빔포밍을 위한 위상 조절을 위해, 송수신기는 제3 대역폭의 RF 신호를 제1 대역폭의 제1 RF 신호 및 제2 대역폭의 제2 RF 신호로 분리할 수 있다.
1109 단계에서, 송수신기는 제1 RF 신호의 위상을 제1 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하고, 제2 RF 신호의 위상을 제2 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절한다. 위상 조절은 체인 별로 수행될 수 있다. 즉, 송수신기는 제3 대역폭의 RF 신호를 체인들의 개수만큼 분리하고, 각 체인에서 RF 신호를 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호로 분리한 후, 위상을 조절할 수 있다.
전술한 다양한 실시 예들에 따라, 복수의 대역들의 신호들이 송신 또는 수신될 수 있다. 복수의 대역들의 신호들을 위와 같은 구조를 이용하여 송신 또는 수신함으로써, 이하 도 12a 또는 도 12b와 같은 자원 운용이 가능하다.
도 12a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들을 동시에 사용하는 상황의 예를 도시한다. 도 12a를 참고하면, 기지국(110)은 2개의 대역들(예: 24GHz 대역 및 39GHz 대역) 동시에 이용하여 단말(120)과 통신을 수행할 수 있다. 2개의 대역들은 직교한 시간 구간이 아닌 같은 시간 구간 동안 사용될 수 있다.
도 12b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 밴드들을 동시에 사용하는 상황의 다른 예를 도시한다. 도 12b를 참고하면, 기지국(110)은 제1 대역들(예: 24GHz 대역)을 이용하여 단말(120)과 통신을 수행하고, 제2 대역(예: 39GHz 대역)을 이용하여 단말(130)과 통신을 수행할 수 있다. 2개의 대역들은 직교한 시간 구간이 아닌 같은 시간 구간 동안 사용될 수 있다.
이와 같이, 수 내지 수십 GHz의 주파수 간격을 가지는 서로 다른 대역들을 운용하더라도, 기지국(110)은 어느 하나의 단말을 위해 또는 서로 다른 복수의 단말들을 위해, 복수의 대역들을 동시에 이용하여 서비스를 제공할 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)에 있어서,
    제1 대역에 대응하는 제1 대역폭의 제1 디지털 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 디지털 신호를 포함하는 제3 대역폭의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 회로와,
    상기 아날로그 신호를 상기 제1 대역에 대응하는 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 대역에 대응하는 제2 아날로그 신호로 분리하고, 상기 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 아날로그 신호를 상향 변환함으로써 상기 제1 대역의 제1 RF(radio frequency) 신호 및 상기 제2 대역의 제2 RF 신호를 생성하고, 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 포함하는 상기 제3 대역폭의 RF 신호를 출력하는 제2 회로와,
    상기 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분리하고, 상기 제1 RF 신호의 위상을 상기 제1 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하고, 상기 제2 RF 신호의 위상을 상기 제2 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하는 제3 회로를 포함하는 송수신기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 대역폭은, 상기 제1 대역폭 및 상기 제2 대역폭의 합보다 크거나 같고,
    상기 제1 디지털 신호의 중심 주파수 및 상기 제2 디지털 신호의 중심 주파수 간 차이는, 상기 제1 대역폭 및 상기 제2 대역폭의 합의 절반보다 큰 송수신기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 회로는, 상기 제1 디지털 신호 및 상기 제2 디지털 신호를 IF(intermediate frequency) 대역의 신호로 상향 변환하는 송수신기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 회로는, 상기 아날로그 신호를 필터링하고, 증폭한 후 출력하는 송수신기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 회로의 주파수 상향 변환 동작을 위한 주파수 신호들을 제공하는 제4 회로를 더 포함하는 송수신기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제4 회로는, 하나의 오실레이터(oscillator)의 출력을 서로 다른 배율로 변환함으로서 서로 다른 주파수의 주파수 신호들을 생성하는 송수신기.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제4 회로는, 복수의 오실레이터들을 이용하여 서로 다른 주파수의 주파수 신호들을 생성하는 송수신기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 회로는, 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 필터링한 후, 필터링된 RF 신호들을 결합함으로써 상기 제2 대역폭의 RF 신호를 생성하는 송수신기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 회로는, 상기 제3 대역폭의 RF 신호의 전력을 분리함으로써 복수의 체인(chain)들로 공급할 RF 신호들을 생성하는 송수신기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 회로는, 위상 조절된 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 필터링하고, 필터링된 RF 신호들을 결합한 후, 안테나를 통해 방사하는 송수신기.
  11. 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)를 위한 신호 처리 장치에 있어서,
    제1 대역에 대응하는 제1 대역폭의 제1 디지털 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 디지털 신호를 포함하는 제3 대역폭의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 변환 회로를 포함하는 신호 처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 디지털 신호 및 상기 제2 디지털 신호를 IF(intermediate frequency) 대역의 신호로 상향 변환하는 믹서를 더 포함하는 신호 처리 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 아날로그 신호를 필터링하는 필터와,
    상기 필터링된 아날로그 신호를 증폭하는 증폭 회로를 더 포함하는 신호 처리 장치.
  14. 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)를 위한 신호 처리 장치에 있어서,
    제3 대역폭의 아날로그 신호를 제1 대역에 대응하는 제1 대역폭의 제1 아날로그 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 아날로그 신호로 분리하는 분리기와,
    상기 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 아날로그 신호를 상향 변환함으로써 상기 제1 대역의 제1 RF(radio frequency) 신호 및 상기 제2 대역의 제2 RF 신호를 생성하는 믹서들과,
    상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 포함하는 상기 제3 대역폭의 RF 신호를 생성하는 결합기를 포함하는 신호 처리 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 필터링하는 필터들을 더 포함하는 신호 처리 장치.
  16. 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)를 위한 신호 처리 장치에 있어서,
    제3 대역폭의 RF(radio frequency) 신호를 제1 대역에 대응하는 제1 대역의 제1 RF 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 RF 신호로 분리하는 분리기와,
    상기 제1 RF 신호의 위상을 상기 제1 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하고, 상기 제2 RF 신호의 위상을 상기 제2 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하는 위상 변조기들을 포함하는 신호 처리 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제3 대역폭의 RF 신호의 전력을 분리함으로써 복수의 체인(chain)들로 공급할 RF 신호들을 생성하는 분리기를 더 포함하는 신호 처리 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    위상 조절된 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 필터링하는 필터들과,
    필터링된 RF 신호들을 결합하는 결합기를 더 포함하는 신호 처리 장치.
  19. 무선 통신 시스템에서 송수신기(transceiver)의 동작 방법에 있어서,
    제1 대역에 대응하는 제1 대역폭의 제1 디지털 신호 및 제2 대역에 대응하는 제2 대역폭의 제2 디지털 신호를 포함하는 제3 대역폭의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 과정과,
    상기 아날로그 신호를 상기 제1 대역에 대응하는 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 대역에 대응하는 제2 아날로그 신호로 분리하는 과정과,
    상기 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 아날로그 신호를 상향 변환함으로써 상기 제1 대역의 제1 RF(radio frequency) 신호 및 상기 제2 대역의 제2 RF 신호를 생성하는 과정과,
    제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 포함하는 상기 제3 대역폭의 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분리하는 과정과,
    상기 제1 RF 신호의 위상을 상기 제1 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하는 과정과,
    상기 제2 RF 신호의 위상을 상기 제2 대역에서의 빔포밍을 위하여 조절하는 과정을 포함하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제3 대역폭은, 상기 제1 대역폭 및 상기 제2 대역폭의 합보다 크거나 같고,
    상기 제1 디지털 신호의 중심 주파수 및 상기 제2 디지털 신호의 중심 주파수 간 차이는, 상기 제1 대역폭 및 상기 제2 대역폭의 합의 절반보다 큰 방법.
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