KR101125529B1

KR101125529B1 - 다중-안테나 프로세싱 장치 및 이를 포함하는 이동단말기와 그 방법

Info

Publication number: KR101125529B1
Application number: KR1020057012014A
Authority: KR
Inventors: 루즈호우 수; 얀종 다이; 지안 리우; 롱후이 우; 윤 유안; 얀 리; 민 시
Original assignee: 에스티 에릭슨 에스에이
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2012-03-23
Also published as: JP2006512830A; ATE374465T1; EP1579599B1; KR20050089855A; CN100492937C; DE60316602D1; JP4892676B2; WO2004059878A1; US7855992B2; AU2003285687A1; DE60316602T2; EP1579599A1; CN1512693A; US20060233221A1

Abstract

본 발명은 CDMA 기반 다중-안테나(200)를 갖는 이동 단말기에 관한 것으로, 수신된 CDMA 기반 다중-채널 무선 주파수 신호를 다중-채널 기저 대역 신호로 변환하는 복수의 무선 주파수 신호 프로세싱 모듈(202) 그룹과, 자신이 다중-안테나 기저 대역 프로세싱을 인에이블하는 경우에 1회만 수신되는 제어 정보에 따라 상기 복수의 무선 주파수 신호 프로세싱 모듈 그룹으로부터 출력되는 다중-채널 기저 대역 신호를 단일-채널 기저 대역 신호에 결합하는 다중-안테나 모듈(206)과, 제어 정보를 다중-안테나 모듈에 제공하고 다중-안테나 모듈로부터 출력되는 단일-채널 기저 대역 신호를 기저 대역 프로세싱하는 기저 대역 프로세싱 모듈(203)을 포함한다.

Description

다중-안테나 프로세싱 장치 및 이를 포함하는 이동 단말기와 그 방법{A MULTI-ANTENNA SOLUTION FOR MOBILE HANDSET}

본 발명은 이동 단말기용 수신 장치 및 그 수신 방법에 관한 것으로, 특히, 이동 단말기용 다중-안테나(multi-antenna) 수신 장치 및 그 수신 방법에 관한 것이다.

이동 통신 가입자의 증가에 맞추어, 통신 용량을 증가시키며 우수한 품질을 유지하는 최신의 이동 통신 시스템을 위한 요구조건이 생겨나고 있다. 이러한 관심 속에서, 다중-안테나 기술이 제 3 세대 통신 분야의 핫 이슈로 떠오르고 있다.

통상적으로 공간 다이버시티(diversity) 및 적응적 안테나 기술을 포함하는 다중-안테나 기술은, 2개 이상의 안테나를 사용하여 수신 방향으로 신호를 수신하고 다이버시티 및 빔 형성과 같은 프로세싱 방법에 의해 다중 병렬 신호를 결합함으로써, 종래 단일-안테나보다 우수한 성능을 달성한다.

여러 조사 결과에 의하면, 다중-안테나의 도입은 신호의 SNR(신호 대 잡음비)을 효율적으로 증가시키므로 통신 프로세스 동안의 통신 품질을 크게 향상시킨다. 그러나, 현재 통신 시스템의 이동 단말기는 통상적으로 단일-안테나 시스템용 프로세싱 모듈을 사용한다. 만일 현재의 이동 단말기에 다중-안테나 기술을 적용하고자 할 경우, 프로세싱 모듈의 하드웨어 및 소프트웨어 모두가 다시 설계되어야 하며, 이는 매우 높은 비용을 요구한다. 그러므로, 현재의 이동 단말기에 기초하여 어떻게 변경을 가할 것인가와, 어떻게 하면 단일-안테나 시스템의 프로세싱 모듈의 하드웨어 및 소프트웨어를 완전히 이용할 수 있는가가 다중-안테나를 이동 단말기에 적용하기 위한 중요 과제가 된다.

이제, 현재의 이동 단말기의 단일-안테나의 구성을 보여주고, 이 단일 안테나 시스템에 적용될 때, 다중-안테나가 직면하는 과제를 보여주기 위해 WCDMA(Wide-band Code Division Multiple Access) 표준에 기초하는 이동 단말기의 일례를 설명할 것이다.

도 1은 단일-안테나를 갖는 표준 이동 전화에 대한 블록도로서, 안테나(100), RF 모듈(101), RF 인터페이스 모듈(102), 기저 대역 MODEM 모듈(103) 및 시스템 제어기 & 소스 CODEC 모듈(105)을 포함한다. 이 도면에서, 기저 대역 MODEM 모듈(103)은 레이크 수신기(Rake receiver), 확산/역확산 모듈, 변조/복조 모듈 및 비터비/터보 코딩/디코딩 모듈로 구성될 수 있으며, 시스템 제어기 & 소스 CODEC 모듈(105)은 제어기 및 소스 코더/디코더로 구성될 수 있다.

다운 링크에서, 안테나(100)에 의해 수신되는 무선 신호는 우선 증폭되고 RF 모듈(101)에서 IF(intermediate frequency) 신호 또는 아날로그 기저 대역 신호로 다운 컨버팅되고, 그 IF 신호 또는 기저 대역 신호는 RF 인터페이스 모듈(102)에서 샘플링 및 양자화된 후 디지털 기저 대역 신호로 변환되어 기저 대역 MODEM 모뎀(103)로 입력되고, 기저 대역 MODEM 모듈(103)에서 레이크 수신, 역확산, 복조, 디인터리빙(de-interleaving), 비터비/터보 디코딩, 레이트 매칭(rate-matching) 등과 같은 연속 동작으로부터 얻어지는 신호가 시스템 제어기 & CODEC(105)으로 제공되고, 시스템 제어기 & CODEC(105)에 있어서, 기저 대역 MODEM 모듈(103)에 의해 처리된 데이터는 상위 계층 시그널링 프로세싱, 시스템 제어, 소스 코딩/디코딩 등을 포함하는 데이터 링크 계층, 네트워크 계층 또는 상위 계층에서 추가 처리될 것이다.

최근, 전술한 단일-안테나 이동 전화 기술은 실제로 매우 발전하였다. 필립스를 포함하는 많은 제조사들은 전술한 기저 대역 MODEM 모듈(103)의 기능이 ASIC(application specific integrated circuits)에 의해 전반적으로 실현되는 사운드 칩-세트 솔루션을 개발하였다.

현재의 이동 전화에 다중-안테나 기술을 도입하면 전체 기저 대역 모듈(103)을 완전히 변화시킬 것이므로, 레이크 수신기, 역확산 등과 같은 그 하드웨어 및 대응하는 소프트웨어는 거의 사용될 수 없을 것이다. 그러므로, 현재의 이동 단말기에 기초하여 어떻게 변경을 가할 것인가와, 어떻게 하면 단일-안테나 시스템 모듈의 프로세싱 모듈의 하드웨어 및 소프트웨어 자원을 효율적으로 이용할 수 있는가가 다중-안테나를 이동 단말기에 적용하기 위해 해결되어야 할 문제점으로 여전히 남는다.

본 발명의 하나의 목적은 현저한 변경을 가하지 않고 현재의 표준 기저 대역 MODEM 모듈의 소프트웨어 및 하드웨어 설계를 재사용할 수 있는 다중-안테나 이동 단말기용 수신 장치와 수신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상이한 다중-안테나 프로세싱 알고리즘을 가요성있게 구성하고 선택할 수 있는 다중-안테나 이동 단말기용 수신 장치와 수신방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 시스템의 동작 효율과 성능을 향상시킬 수 있는 다중-안테나 이동 단말기용 수신 장치와 수신방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의해 제안되는 CDMA 모드 기반의 다중-안테나 이동 단말기는,

a) 수신된 CDMA 기반 다중-채널 RF(무선 주파수) 신호를 다중-채널 기저 대역 신호로 변환하는 복수의 RF 신호 프로세싱 모듈 그룹과,

b) 자신이 다중-안테나 기저 대역 프로세싱을 인에이블하는 경우에 일회 수신된 제어 정보에 따라 복수의 무선 주파수 신호 프로세싱 모듈 그룹으로부터 출력되는 다중-채널 기저 대역 신호를 단일-채널 기저 대역 신호에 결합하는 다중-안테나 모듈과,

c) 제어 정보를 다중-안테나 모듈에 제공하고 다중-안테나 모듈로부터 출력되는 단일-채널 기저 대역 신호를 기저 대역 프로세싱하는 기저 대역 프로세싱 모듈을 포함한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의해 제안되는 CDMA 모드 기반의 다중-안테나 이동 단말기용 방법은,

a) 수신된 CDMA 기반 다중-채널 RF 신호를 다중-채널 기저 대역 신호로 변환하는 단계와,

b) 다중 안테나 기저 대역 프로세싱이 인에이블되면, 일회 수신된 제어 정보에 따라 다중-채널 기저 대역 기반 신호를 단일-채널 기저 대역 신호로 결합하는 단계와,

c) 단일-채널 기저 대역 신호를 기저 대역 프로세싱하는 단계를 포함한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의해 제안되는 다중-안테나 프로세싱 장치는,

a) 복수의 공간 필터와 - 이들 각각은 수신된 인스트럭션에 따라 자신의 동작 모드를 설정하고 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련되는 수신된 정보에 따라 입력된 기저 대역 신호를 프로세싱하여 혼합된 신호로부터 각 특정 경로의 신호를 분리함 - ,

b) 수신된 동기화 정보 및 인스트럭션에 따라 공간 필터의 각각으로부터 출력된 신호들을 결합하는 결합기와,

c) 인스트럭션 및 입력된 다중-채널 기저 대역 신호에 따라 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련된 정보를 복수의 공간 필터로 제공하며 동기화 정보를 결합기에 제공하는 동기화 모듈과,

d) 수신된 제어 정보에 따라 인스트럭션을 동기화 모듈, 복수의 공간 필터 및 결합기에 제공하는 제어기를 포함한다.

a) 복수의 전송 안테나로부터의 신호를 수신하고 프로세싱하는, 무선 통신 시스템의 복수의 전송 안테나에 대응하는 복수의 프로세싱 모듈과 - 전송 안테나에 대응하는 프로세싱 모듈의 각각은 공간 필터 그룹으로 구성되며, 특정 전송 안테나로부터의 신호를 수신하고 프로세싱하며, 공간 필터의 그룹은 복수의 공간 필터를 포함하되, 각각은 수신된 인스트럭션에 따라 자신의 동작 모드를 설정하고 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련되는 수신된 정보에 따라 다중-채널 기저 대역 신호를 프로세싱하여 혼합된 신호로부터 각 특정 경로의 신호를 분리함 - ,

b) 수신된 동기화 정보 및 인스트럭션에 따라 공간 필터의 각 그룹으로부터 출력된 신호들을 결합하는 결합기와,

c) 인스트럭션 및 입력된 다중-채널 기저 대역 신호에 따라 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련된 정보를 전송 안테나에 대응하는 각 프로세싱 모듈의 공간 필터의 각 그룹으로 제공하며 복수의 전송 안테나에 의해 전송되는 신호에 관련된 동기화 정보를 결합기에 제공하는 동기화 모듈과,

d) 수신된 제어 정보에 따라 인스트럭션을 동기화 모듈, 전송 안테나에 대응하는 각 프로세싱 모듈의 복수의 공간 필터 및 결합기에 제공하는 제어기를 포함한다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다.

도 1은 WCDMA 표준에 기초한 현재의 단일-안테나 이동 단말기의 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 WCDMA 표준에 기초한 다중-안테나 이동 단말기의 수신 장치의 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 WCDMA 표준에 기초한 다중-안테나 이동 단말기의 수신 장치의 MA(multi-antenna) 모듈에 대한 아키텍처를 도시하고 있다.

도 4는 셀 검색 단계에서의 도 3의 MA 모듈에 대한 구성을 도시하고 있다.

도 5는 다중-안테나 이동 단말기의 수신 장치에서의 블라인드 동일-이득-조합 방법에 대한 개략도이다.

도 6은 정상 접속 단계에서의 도 3의 MA 모듈의 구성을 도시하고 있다.

도 7은 다중-안테나 이동 단말기의 수신 장치에서의 공간 필터 알고리즘(1)을 실현하기 위한 개략도이다.

도 8은 다중-안테나 이동 단말기의 수신 장치에서의 공간 필터 알고리즘(2)을 실현하기 위한 개략도이다.

도 9는 다중-안테나 이동 단말기의 수신 장치에서의 공간 필터 알고리즘(3)을 실현하기 위한 개략도이다.

도 10은 매크로 다이버시티 시나리오에 있어서의 이동 단말기에 대한 개략도이다.

도 11은 기지국측에서의 다중-안테나 전송에 대한 개략도이다.

도 12는 기지국이 다중-안테나 전송을 수행하는 경우 도 3의 MA 모듈에 대한 대응하는 구성을 도시하고 있다.

이하에서는, WCDMA 시스템을 예로 들어, 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다.

도 2는 본 발명의 WCDMA 표준에 기초한 다중-안테나 이동 단말기의 수신 장치에 대한 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이 수신 장치는 다중 안테나(200), 다중 RF 모듈(201) 및 다중 RF 인터페이스 모듈(202)로 구성되는 복수의 RF 프로세싱 모듈 그룹들과, MA 모듈(206)과, 기저 대역 MODEM 모듈(203) 및 시스템 제어기 & 소스 CODEC(205)으로 구성되는 기저 대역 프로세싱 모듈을 포함한다. 보다 상세하게는, 다중 안테나(200)는 RF 신호를 수신하는 데 이용되며, 다중 RF 모듈(201)은 각 안테나(200)에 의해 수신된 RF 신호를 증폭하고 다운 컨버팅하여 이들을 IF(intermediate frequency) 신호 또는 아날로그 기저 대역 신호로 변환하는 데에 이용되며, 다중 RF 인터페이스 모듈(202)은 각 RF 모듈(201)로부터 출력된 IF 또는 아날로그 기저 대역 신호를 샘플링 및 양자화하여 이들을 디지털 기저 대역 신호로 변환하는 데 이용되고, MA 모듈(206)과, 버스와 접속된 기저 대역 MODEM 모듈(203)은 물리 계층에서 MA 모듈(206)에 의해 처리된 디지털 신호를 처리하는 데, 즉, 레이크 수신, 역확산, 복조, 디인터리빙(de-interleaving), 비터비/터보(Viterbi/Turbo) 디코딩, 레이트 매칭 등과 같은 동작을 수행하는데 이용되며, 버스와 접속된 시스템 제어기 & 소스 CODEC(205)은 링크 계층, 네트워크 계층 또는 상위 계층에서 기저 대역 MODEM 모듈(203)에 의해 처리된 데이터를 처리하는 데, 즉, 상위 계층 시그널링 프로세싱, 시스템 제어, 소스 코딩/디코딩 등을 처리하는데 이용된다.

현재의 단일-안테나 이동 단말기의 수신 장치와 비교하면, MA 모듈(206)이 도 2에 도시된 장치에 추가된다. MA 모듈(206)은 RF 인터페이스 모듈(202) 및 기저 대역 MODEM 모듈(203)과 호환 가능한 인터페이스를 가지는데, 이때 MA 모듈(206)을 삽입함으로써 초래되는 시간 지연은 매우 경미하기 때문에 무시할 수 있다.

새롭게 추가된 MA 모듈(206)의 동작은, 기저 대역 MODEM 모듈(203) 및 시스템 & 소스 CODEC(205)으로부터의 버스를 통한 제어 정보에 따라, 각 RF 인터페이스 모듈(202)로부터 출력되는 디지털 기저 대역 신호를 처리하는 기능과, 이들을 단일-채널 신호로 결합하는 기능과, 결합된 신호를 기저 대역 MODEM 모듈(203)로 전송하는 기능을 포함한다.

버스를 통해 전송되는 제어 정보는 이동 단말기의 동작 상태 정보 및 신호 전송을 위한 기지국의 안테나의 구성 정보를 포함한다. 이동 단말기의 동작 상태 정보는 이동 단말기가 셀 검색, 정상 접속 또는 소프트 핸드오버 단계인 경우의 정보를 포함한다. 기지국 안테나의 구성 정보는 신호 전송을 위한 기지국이 단일-안테나, 개방-루프 전송 다이버시티, 폐쇄-루프 전송 다이버시티 또는 스마트 안테나 전송 신호를 사용하는지에 대한 정보를 포함한다.

또한, 기저 대역 프로세싱 모듈에 의해 MA 모듈(206)로 제공되는 전술한 제어 정보는 데이터 버스 및 기타 데이터 라인을 통해서도 전송될 수 있다.

전술한 MA 모듈(206)의 구성 및 동작 원리에 대해 후술할 것이다. MA 모듈(206)의 상이한 다중-안테나 프로세싱 알고리즘의 가요적인 구성 및 실행을 설명하기 위한 추가적인 설명이 추후에 제공될 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의해 구현되는 WCDMA에 기초하는 다중-안테나 이동 단말기용 수신 장치와 관련하여, 그 MA 모듈은 복수의 MF(match filter, 300), 동기화 모듈(301), 제어기(302), 복수의 공간 필터(303), 결합기(a combiner, 304) 및 펄스 성형기(a pulse shaper, 305)를 포함한다. 각 부분을 후술할 것이다.

(1) 복수의 MF(300)

복수의 MF(300)는 도 2의 각 RF 인터페이스 모듈(202)로부터의 신호를 매칭하기 위해 사용된다. 매치 필터(300)는 RRC 필터(a Root-Raise-Cosine filter)이다.

(2) 동기화 모듈(301)

제어기(302)로부터의 인스트럭션에 따라, 타임 슬롯 및 프레임 동기화를 실현하는 경우, 동기화 모듈(301)은 각 MF(300)로부터 신호를 수신하고, 무선 전파 채널의 다중-경로를 분리하기 위한 정보를 공간 필터(303)에 제공하며, 결합기(304)에 예상 지연 정보를 제공한다. 지금까지 개발된 많은 동기화 알고리즘들이 본 발명의 MA 모듈(206)에 사용될 수 있다. 동기화 알고리즘은 본 발명의 초점이 아니므로 더 이상 설명하지 않는다.

(3) 제어기(302)

제어기(302)는 전술한 데이터 버스를 통해 도 2의 기저 대역 MODEM 모듈(203) 또는 시스템 제어기 & 소스 CODEC(204)과 통신하고, 이동 단말기의 동작 상태 및 기지국 안테나의 구성에 관한 정보를 기저 대역 MODEM 모듈(203) 및 시스템 제어기 & 소스 CODEC(205)으로부터 수신하며, 동기화 모듈(301), 복수의 공간 필터(303) 및 결합기(304)와 같은 다른 모듈에 대한 동작 모드 및 파라미터를 설정한다.

표준 WCDMA 시스템에서, 이동 단말기는 셀 검색, 정상 접속, 소프트 핸드오버 등과 같은 상이한 상태에서 동작할 수 있다. 한편, 기지국의 안테나는 단일-안테나, 전송 다이버시티 또는 스마트 안테나와 같은 상이한 구성을 채용할 수도 있다. 동작 과정 동안, MA 모듈(206)은,

첫째, 상위 계층 소프트웨어, 즉, 도 2의 시스템 제어기 & 소스 CODEC(205)의 시스템 제어기에 의해 이동 단말기의 동작 상태 및 기지국 안테나의 구성에 관한 정보를 획득하며,

둘째, 시스템 제어기 & 소스 CODEC(205)으로부터 이동 단말기의 동작 상태 및 기지국 안테나의 구성에 관한 정보를 도 3의 MA 모듈(206)의 제어기(302)에 전송하고,

셋째, 알려진 동작 상태 및 기지국 안테나의 구성에 따라, 동작 모드를 설정하고 제어기(302) 자신을 위한 프로세싱 알고리즘을 선택한다.

(4) 복수의 공간 필터(303)

복수의 공간 필터(303)는 전술한 각 MF(300)로부터 신호를 수신하고, 제어기(302)로부터의 인스트럭션 및 동기화 모듈(301)로부터의 동기화 정보에 따라 그들의 동작 모드 및 파라미터를 설정하며, 그 후 각 특정 경로의 신호 또는 기지국에 의해 전송된 신호의 공간 특성에 따라 각 특정 경로 신호를 혼합 신호로부터 분리한다. 각 공간 필터(303)는 복수의 복합 승산기(320), 복합 가산기(321)와 같은 결합기 및 가중치 발생 모듈(308)을 더 포함한다. 가중치 발생 모듈(308)은 다중-안테나 프로세싱 알고리즘을 수행하여 가중치를 결정한다. 공간 필터(303)는 가요성의 구성 가능한 모듈로서 설계될 수 있으며, 상이한 시나리오 및 조건에 따라 상이한 다중-안테나 프로세싱 알고리즘을 사용할 수 있다. 공간 필터(303)의 구성 및 프로세싱 알고리즘은 나중에 설명할 것이다.

(5) 결합기

각 공간 필터(303)로부터 출력되는 신호는 시간 정렬(time aligned)된 후 동기화 모듈(301)로부터의 동기화 정보 및 제어기(302)로부터의 인스트럭션에 따라 결합기(304)에서 결합된다.

다중-안테나에 의해 수신된 신호들을 결합하기 전에 시간 정렬이 필요한데, 이는 상이한 기지국 또는 동일한 기지국으로부터의 다중-경로 신호가 통상적으로 비동기적, 즉, 상이한 시간 지연을 갖기 때문이다. 상이한 공간 특성을 갖는 다중-경로 신호가 공간 필터(303)를 이용하여 분리된 후, 분리된 신호들간의 교차-간섭이 반복되는 것을 피하기 위해, 결합 전에 시간 단위로 신호를 정렬할 필요가 있다. (확산 코드의 상관 특징(correlation)으로 인해, 신호가 정렬될 때 간섭이 최소로 된다.)

도 3에 도시된 바와 같이, 공간 필터로부터의 신호들은 결합되기 전 지연기(delayer, 307)에 의해 지연될 것이다. 각 지연기(307)는 무선 전파 지연에 따라 각각 동기화 모듈(301)에 의해 제어된다. 즉, 무선 전파에서 보다 큰 지연을 갖는 경로를 통해 전송되는 신호는 결합기 모듈(304)에서 보다 적게 지연될 것이며, 그 반대의 경우에도 마찬가지이다. 이 방식에서, 시간 정렬 후의 신호는 동기적이다.

지연기(307)는 FIFO(First In First Out) 기술을 이용하여 구현될 수 있으며 지연 값은 FIFO의 깊이 제어를 통해 조절될 수 있다.

(6) 펄스 성형기(305)

도 2의 기저 대역 MODEM 모듈(203)과 호환 가능한 인터페이스를 가지며, 펄스 성형기(305)는 전술한 결합기(304)로부터의 신호 포맷을 저장하는 데 사용된다.

MF(300)와 똑같이, RRC 필터는 WCDMA 사양에서 정의된 바와 같이 펄스 성형기(305)에 채용된다.

전술한 부문에서는, MA 모듈(206)의 모든 구성 요소가 하나씩 설명되었다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, MA 모듈(206)은, 이동 단말기의 동작 상태 및 버스를 통해 입력되는 시스템 제어기 & 소스 CODEC(205)로부터의 기지국 안테나의 구성에 따라, 그 동작 모드를 가요적으로 구성하고 다중-안테나 프로세싱 알고리즘을 선택할 수 있다.

후술할 부문에서는, 이동 단말기의 동작 상태 및 기지국 안테나의 구성에 따라, MA 모듈(206)의 가요적인 구성 및 대응하는 프로세싱 알고리즘을 설명할 것이다.

1. 셀 검색 단계

(1) MA 모듈(206)의 구성(블라인드 단일 빔 동작 모드)

이동 단말기의 전원이 막 켜지거나 새로운 셀에 진입할 때, 우선 통상적으로 셀 검색 단계라 불리는 파일럿 신호 검색 및 셀 동기화 설정을 할 필요가 있다. 성공적으로 셀 검색을 완료하기 전에는, 이동 단말기는 파일럿 신호의 정보를 가지고 있지 않으며 셀 동기화도 설정되지 않는다.

본 발명에 있어서, 버스로부터의 제어 정보가 이동 단말기가 셀 검색 단계에 있음을 나타내면, 도 3의 MA 모듈(206)은 블라인드 단일 빔 동작 모드로 구성되며, 그 특성은 파일럿 정보 및 셀 동기화가 필요치 않다는 것이다.

MA 모듈(206)이 블라인드 단일 빔 모드에서 동작하면, 그 동기화 모듈(301) 및 결합기 모듈(304)은 제어기(302)의 제어 하에서 디스에이블되며, 단지 하나의 공간 필터(303)만이 활성화되어 그의 출력이 직접 펄스 성형기(305)로 보내진다.

이 경우, MA 모듈(206)의 등가 아키텍쳐가 도 4에 도시되어 있는데, 공간 필터(303)는 복수의 승산기(320), 가산기(321) 및 가중치 발생 모듈(308)을 포함한다. 승산기(320)는 전술한 각 MF(300)로부터의 입력 신호와 가중치 발생 모듈(308)로부터 출력되는 대응 채널 파라미터를 승산하는 데에 사용된다. 가산기(321)는 전술한 각 승산기(320)로부터 출력되는 신호들을 더하고 그 결과를 전술한 펄스 성형기(305)로 출력하는 데 사용된다. 가중치 발생 모듈(308)은 각 MF(300)로부터의 신호에 따라 대응하는 프로세싱 알고리즘을 수행하여 채널 파라미터를 추정하는 데 사용된다. 수행될 프로세싱 알고리즘을 이하에서 설명할 것이다.

(2) MA 모듈(206)에 의해 수행되는 프로세싱 알고리즘(블라인드 등가-비율-결합 알고리즘(blind equal-ratio-combining algorism))

셀 검색 단계에서, 본 발명의 MA 모듈(206)은 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘을 채택하는데, 이는 종래의 등가-비율-결합 알고리즘으로부터 발달한 것이다.

이하 종래의 등가-비율-결합 알고리즘을 간략히 소개한다.

등가-비율-결합 알고리즘, 즉, 등가-비율-결합 다이버시티는 페이딩(fading)을 방지하는 중요하고 효율적인 방법이다. 이 방법에서, 파일럿 신호는 우선 전파에 의해 초래되는 각 수신된 신호의 절대 위상차(absolute phase difference)를 추정하는 데 이용되며, 수신된 신호는 그들의 위상이 추정된 절대 위상차로 보상된 후 등가 비율로 결합된다.

전술한 종래의 등가-비율-결합 알고리즘과는 달리, 본 발명에서 채택되는 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘은 절대 위상차 대신 수신된 신호들간의 상대적 위상차(relative phase)를 추정한다. 그러므로, 이 알고리즘에서는 파일럿 신호가 필요치 않다.

이하에서는, 도 5를 참조하여 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘을 설명한다.

도 5는 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘이 채택되는 경우의 도 4의 공간 필터(303)의 구조에 대한 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘은,

첫째, 복수의 매치 필터(300)로부터의 신호들 중에서 하나의 신호를 기준 신호(#1)로서 선택하고 나머지를 다른 신호 #2 내지 #N으로서 선택하는 단계와,

둘째, 공간 필터(303)의 승산기(320)에서 기준 신호(#1)를 상수(여기서는 1로 가정)로 곱하는 단계와,

셋째, 공간 필터(303)의 다른 승산기(320)에서, 전술한 다른 신호(#2 내지 #N)를 가중치 발생 모듈(308)의 N-1개의 위상차 추정 모듈(309)로부터 출력되는 위상차 신호로 각각 곱하는 단계를 포함한다. 위상차 추정 모듈(309)의 기능은 기준 신호(#1)와 다른 신호(#2 내지 #N) 사이의 위상차를 추정하고 다른 신호(#2 내지 #N)를 대응하는 위상차로 곱함으로써, 기준 신호(#1)에 대해 상대적인 다른 신호(#2 내지 #N)의 위상차를 보상하는 것이다.

여기서, N-1개의 위상차 추정 모듈(309)의 각각은, 다른 신호(#2 내지 #N)의 대응하는 공액 신호들과 입력된 기준 신호(#1)를 곱하는 승산기(311)와, 승산기(311)로부터 각각 출력되는 신호를 적분하기 위한 적분기(312)와, 적분기(312)로부터 출력되는 신호를 정규화(normalization)하고 정규화된 신호를 전술한 위상차 신호로서 공간 필터(303)내의 대응하는 N-1 승산기(320)로 출력하는 정규화기(313)를 포함한다.

넷째, 공간 필터(303)의 가산기(321)에서는, 공간 필터(303)내의 N개의 승산기(320)로부터 출력된 신호들을 더하고 그 결과를 펄스 성형기(305)로 출력한다.

전술한 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘에 있어서, N개의 승산기(320)로부터 출력된 신호들이 단계(4)에서 결합될 경우, N개의 승산기(320)로부터 출력된 신호들은 파일럿 신호를 이용하지 않고도 동일한 위상을 가질 수 있다. 다음의 수학적 모델을 통해 이 결론을 유도할 수 있다.

수신된 신호(n#)은,

식(1)

과 같이 표현될 수 있는데, h_n은 안테나(n#)용 무선 전파 채널의 복소 파라미터(complex parameter)로서, 특정 기간에는 상수라 하고, x(t)는 기지국에 의해 전송되는 소스 신호로서 정규화되어, 즉, │x(t)│= 1이라 하며, z_n(t)는 채널(#n)의 잡음 및 간섭이고, 그 분산은 σ²라 하자. 그래서 적분기(312)의 출력은

식(2)

가 될 것이다.

여기서, 나중의 3개의 항은 모두 잡음이다.

또한 식(2)로부터 a_n의 SNR(Signal-to-Noise)을 다음과 같이 얻을 수 있다.

식(3)

식(3)으로부터, 적분 기간의 증가를 통해 SNR이 향상될 수 있음을 알 수 있다. 높은 SNR 시나리오에서는, 잡음이 무시될 수 있으므로, 식(2)는 a_n=Tㆍh₁ㆍh_n ^*와 같이 표현될 수 있다.

그리고 정규화 모듈(313)의 출력은

식(4)

와 같이 표현될 수 있다.

여기서 arg(.)는 복소 위상을 구하는 데 이용된다.

식(4)의 결과가 바로 위상차 추정 모듈(309)로부터 출력되는 위상차이다. 원래 신호(i#)를 곱하기 위해 이 위상차를 이용하여,

식(5)

를 얻을 수 있다.

식(5)로부터, 보상된 신호가 신호(#1)와 동일한 위상을 가지므로, 이 수학적 모델에 따라, N-1개의 승산기(320)로부터 출력된 보상된 신호(#2 내지 #N)가 도 5의 신호(#1)와 동일한 위상을 가지며, 그에 따라 가산기(321)에서의 등가-비율-결합 프로세싱에 대한 요건을 충족시킨다는 것을 알 수 있다.

전술한 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘은 하드웨어 뿐만 아니라 컴퓨터 소프트웨어에서도 구현될 수 있다.

2. 정상 접속 단계

(2) MA 모듈(206)의 구성

셀 검색을 성공한 후, 이동 단말기는 정상 접속 단계에 진입할 것인데, 그 동안에 이동 단말기는 기지국으로부터의 수신 신호, 예를 들어, 브로드캐스트(broadcast) 채널 신호를 유지한다.

이 부문에서, 정상 접속 시나리오를 설명할 것인데, 이동 단말기는 (매크로 다이버시티에 비해) 단지 하나의 기지국으로부터 신호를 수신하며, 기지국은 (전송 다이버시티 또는 스마트 안테나에 비해) 종래의 전송 안테나를 채택한다.

이 시나리오에 있어서, 도 3의 MA 모듈은 공간 레이크 구조(spatial Rake structure)로 구성되며, 각 공간 필터(303)는 도 6에 도시된 바와 같은 레이크 수신기의 각 핑거(finger)를 형성한다. 도 6에서, 전술한 바와 같이, 동기화 모듈(301)은 다중-경로 성분을 검색하고 그들의 지연 파라미터를 복수의 공간 필터(303)로 송신하며, 복수의 공간 필터(303)는 동기화 모듈(301)로부터 지연 파라미터를 수신하고, 특정 공간 프로세싱 알고리즘을 이용하여 MF(300)로부터 출력된 신호를 필터링하여, 그 신호의 공간 특성에 따라 다른 것들을 억제하면서 소정의 지연을 갖는 대응 신호 성분을 필터링해 내고, 결합기(304)는 동기화 모듈(301)로부터의 동기화 정보 및 제어기(302)로부터의 인스트럭션에 따라 시간 정렬 후 각 공간 필터(303)로부터 출력되는 신호들을 결합한다.

공간 필터(303)에 의해 수행되는 공간 프로세싱 알고리즘을 도 7, 도 8 및 도 9를 참조하여 다음 부문에서 설명할 것이다.

(2) 모듈(206)에 의해 수행되는 알고리즘(향상된 LMS 알고리즘)

본 발명에 의해 제안되는 여러 향상된 LMS(Least Mean Square error) 알고리 즘을 설명하기 전에 현재의 LMS 알고리즘을 간략히 소개할 것이다.

LMS(또는 N-LMS: Normalized Least Mean Square error) 알고리즘은 MMSE(Minimum Mean Square Error) 규칙에 기초하는 공간 프로세싱 알고리즘의 한 유형이다. 이 알고리즘에 의해 프로세싱된 후, 수신된 신호는 소정의 기준 신호로 수렴될 것이다. 실제 적용례에서, 결정 피드백(dicision feedback)으로부터의 파일럿 신호 또는 데이터 신호는 통상적으로 기준 신호로 채택되지만, 결정 피드백으로부터의 파일럿 신호 및 데이터 신호는 진폭 정보를 갖지 않으므로, 수신된 신호의 진폭 정보는 종래의 LMS 프로세싱 후에 상실될 수 있다.

전술한 LMS(또는 N-LMS) 알고리즘을 본 발명에 의해 제안되는 MA 모듈(206)에 적용하면, 각 공간 필터(303)로부터 출력되는 다중-경로 신호는 균일 기준 신호로 모두 수렴한다. 이것이 의미하는 것은 강한 경로 신호는 억제될 것이며 약한 경로 신호는 증폭되어 동일한 기준 신호로 수렴한다는 것이다. 그러므로, 이 경우에서, 다중-경로 신호의 다이버시티 결합은 역-비율-결합(Inverse-Ratio-Combination)이며,그 이득은 등가-비율-결합 및 최대-비율-결합(MRC: Maximum-Ratio-Combination)보다 훨씬 낮다.

각 공간 필터(303)로부터 출력되는 다중-경로 신호의 MRC 프로세싱을 구현하기 위해, 본 발명에서는 3개의 향상된 LMS 알고리즘을 제공한다. 물론, 이들 3개의 알고리즘은 NMLS 및 기타 LMS 알고리즘에도 확장될 수 있다.

－ 향상된 LMS 알고리즘 1

도 7에 도시된 바와 같이, 역확산 모듈(401)은 MF(300)로부터의 파일럿 신호에 따라 MF(300)로부터 하나의 칩 레이트를 갖는 벡터 신호를 역확산시킨다.

WCDMA 시스템에서, 파일럿 신호는 CPICH(Common Pilot Channel) 신호로서 확산 코드 및 기호 정보를 포함하며, 그에 따라, 그들은 확산 코드 및 기호 정보 없이 역확산 신호를 얻기 위해 역확산될 필요가 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 역확산 신호, 즉, 도 7의 [S₁(i)...S_N(i)]^T는 더 이상 확산 코드 및 기호 정보를 포함하지 않는다.

도 7에 도시된 LMS 알고리즘 1에 있어서, 가중치 추정 모듈(402)로 전술한 기준 신호로서 상수 1이 제공된다. 가중치 추정 모듈(402)은 종래의 LMS 프로세싱을 수행한다.

종래의 LMS 알고리즘은

을 포함한다.

위 알고리즘에서, u는 단계 길이를 조절하는 데 사용되는 파라미터이다.

위 단계 4는 2개 이상의 승산기(407), 가산기(408) 및 감산기(409)를 함께 사용하여 완료되며, 단계 5는 LMS 프로세싱 모듈(406)에 의해 실현된다.

전술한 바와 같이, 종래의 LMS는 MMSE 규칙을 기초로 한다. LMS 가중치와 결합된 후, 수신된 신호는 균일 기준 신호, 즉, 도 7의 1로 접근할 것이며, 이는 가중치[W ₁, W ₂, ... W _N]의 크기가 신호 강도와 거의 역비례함을 의미하며, 즉, 신호가 더 강해지면 가중치는 더 약해짐을 의미한다. 다중-경로의 MRC 결합을 구현하기 위해, 다음과 같이 정규화 모듈(403)에서 가중치(W ₁, W ₂, ... W _N)를 정규화한다.

위 식으로부터 가중치

는 신호 강도에 거의 정비례, 즉, 신호가 강해지면 가중치도 커진다는 것을 알 수 있다. 이 방식에서, 다중-경로 신호의 최대-비율 결합이 구현될 수 있다. 가중치

는 도 3의 각 승산기(320)로 보내진다.

－ 향상된 LMS 알고리즘 2

도 8에 도시된 바와 같이, 알고리즘 2는 종래의 LMS 결합 이전에 신호의 전력을 추정하고, 가중치 정정 모듈(403')에서 추정된 전력을 이용하여 LMS 가중치 출력을 정정한다. 이 식은

와 같이 정정되는데,

(n=1,2...N)는 정정된 가중치로서, 신호 강도에 정비례하고 도 3의 각 승산기(320)로 보내질 것이다. W _n(n=1,2...N)는 종래의 LMS 알고리즘에 의해 얻어지는 가중치로서 가중치 추정 모듈(402)에 의해 구현되며(도 7과 동일함), d(i)는 전력 추정 모듈(404)에 의해 추정되는 신호 전력이다. 전력 추정은 다음 식으로 구현된다.

여기서 α는 0부터 1까지의 잊혀진 요소(forgotten factor)이다.

－ 향상된 LMS 알고리즘 3

상술한 알고리즘들과 달리, 이 알고리즘은 우선 신호의 전력을 추정하고, 상수 1 대신 추정된 전력을 기준 신호로서 가중치 추정 모듈(402)에 제공할 것이다. 이 방식에서는, LMS 알고리즘이 신호 전력에 수렴할 것이고, 그것이 바로 MRC가 원하는 것이다. 상세한 알고리즘은 다음과 같다.

가중치 추정 모듈(402)에서 구현되는 정정된 LMS 알고리즘 3:

여기서 가중치[W ₁, W ₂, ... W _N]는 도 3의 각 승산기로 직접 보내진다. 단계 4는 전력 추정 모듈(404)을 이용하여 신호 전력을 추정하는 데 이용되는데, α는 0부터 1까지의 잊혀진 요소이다.

전술한 바와 같이, 3개의 방법은 기타 LMS 알고리즘, 예를 들어, N-LMS에도 확장될 수 있다.

도 7, 도8 및 도 9를 참조하여 전술한 향상된 LMS 알고리즘은 하드웨어뿐만 아니라 컴퓨터 소프트웨어에서도 실현될 수 있다.

3. 복잡한 시나리오

정상 접속 단계에서의 다중-안테나 이동 단말기의 수신 장치에 대한 전술한 설명에서, 이동 단말기는 (매크로 다이버시티가 아닌) 하나의 기지국에서만 신호를 수신하며, 기지국은 (전송 다이버시티 또는 스마트 안테나가 아닌) 종래의 전송 안테나를 사용하는 것으로 가정한다.

이하에서는 기지국이 매크로 다이버시티, 전송 다이버시티 또는 스마트 안테나를 사용하여 신호를 전송하는 경우의 다중-안테나 이동 단말기용 수신 장치 및 수신 방법에 대해 설명할 것이다.

우선 매크로 다이버시티, 전송 다이버시티 및 스마트 안테나 기술을 간략히 소개한다.

(1) 매크로 다이버시티

WCDMA 시스템은 매크로 다이버시티, 즉, 소프트 핸드오버를 지원한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 이동 단말기가 셀의 경계에 있는 경우, 무선 접속의 질을 향상시키고 끊김 없는 핸드오버를 제공하기 위해 둘 이상의 기지국과 동시에 무선 링크를 유지한다. 그러므로, 이 경우 이동 장치는 여러 기지국으로부터 동시에 신호를 수신할 것이다.

(2) 전송 다이버시티

전송 다이버시티 기술은 WCDMA 시스템에서 지원되어, 다운링크의 성능을 향상시킨다. WCDMA 표준에 있어서, 여러 전송 다이버시티 알고리즘이 정의되는데, 폐쇄-루프 전송 다이버시티 및 개방-루프 전송 다이버시티를 포함한다. 전송 다이버시티에서, 한 기지국의 동일 신호는 관련 프로세싱 후 2개의 카피(copies)로 되며, 2개의 안테나로부터 각각 송신된다.

(3) 스마트 안테나

스마트 안테나는 WCDMA 시스템의 기지국용으로 채택되는 또 다른 핵심 기술이다. 기지국에서 스마트 안테나를 채택하는 경우, 공통 신호, 예를 들어, CCPCH(Common Control Physical Channel)는 옴니-안테나(omni-antenna) 또는 섹터 안테나(sector antenna)를 이용하여 전체 셀로 전송되며, 전용 신호, 예를 들어, DPCH(Dedicated Physical Channel)는 적응적 안테나를 이용하여 대응하는 이용자 장비로 지향성 전송된다. 두 종류의 신호가 상이한 무선 채널을 통해 전달되고 (페이딩 및 도착 방향을 포함하는) 상이한 채널 파라미터를 갖는다.

이동 단말기의 관점에서, 위 3개의 시나리오는 모두 도 11, 즉, 네트워크 측의 다중-안테나 전송에 의해 도시될 수 있다. 도 11의 상이한 안테나는 (매크로 다이버시티용) 상이한 기지국 또는 (전송 다이버시티용) 상이한 다이버시티 전송 안테나, 또는 (섹터 안테나용) 옴니-안테나 및 (스마트 안테나용) 스마트 안테나를 각각 나타낸다.

도시된 바와 같이, 각 안테나의 신호는 데이터 신호 및 전용 파일럿 신호를 포함한다. 이들 파일럿 신호들은 다음의 세부 시나리오에 따라 직교 또는 거의 직교한다.

(1) 매크로 다이버시티 시나리오: 상이한 셀이 상이한 스크램블 코드를 채택하여, 파일럿 신호, 예를 들어, CPICH가 거의 직교한다. 추가 정보를 위해, 3G TS 25.213, 역확산 및 변조(FDD)를 참조하자.

(2) 전송 다이버시티: CPICH 신호는 (채널 코드 및 스크램블 코드를 포함하는) 동일한 확산 코드를 이용하여 2개의 안테나로부터 전송된다. 그러나, CPICH의 사전 정의된 기호 시퀀스는 상이하다. 그래서, 시간 슬롯 또는 여러 기호의 주기에서, 2개의 안테나로부터 전송되는 CPICH 신호는 직교한다. 이 시나리오에 있어서, 도 7, 도8 및 도 9의 역확산의 적분 간격은 하나의 기호로 부터 하나의 기산 슬롯 또는 여러 기호로 확장될 것이다.

(3) 스마트 안테나 시나리오: 이 경우, 네트워크는 옴니-안테나(또는 섹터 안테나)용 주 CPICH를 사용하며, 지향성 안테나(또는 적응적 안테나)용 보조 CPICH를 사용한다. 이들은 직교한다.

본 발명에서, 도 3의 이동 단말기의 MA 모듈(206)은 파일럿 신호의 직교 특성에 기초하여 상이한 전송 안테나로부터의 이들 신호들을 구별 및 분리할 것이다.

도 12는 MA 모듈(206)의 구성을 도시하고 있다. 네트워크 측에서의 다중-안테나 전송의 경우, MA 모듈(206)은 상이한 전송 안테나가 상이한 전송 안테나로부터의 신호를 각각 수신하고 처리하기 위해 상이한 전송 안테나를 위한 복수의 프로세싱 모듈(310)을 포함한다. 상이한 전송 안테나용의 모든 프로세싱 모듈(310)은, 공간 필터(303)의 그룹으로 구성되고 대응하는 파일럿 코드로 구성되는 특정 전송 안테나로부터의 신호를 수신하고 처리한다. 공간 필터(303)의 각 그룹은 복수의 공간 필터(303)를 포함하는데, 각 공간 필터(303)는 동일한 전송 안테나로부터의 다중-경로 신호들중 하나의 특정 경로의 신호를 프로세싱하고, 각 MF(300)로부터 신호를 수신하고 제어기(302)로부터의 인스트럭션 및 동기화 모듈(301)로부터의 동기화 정보에 따라 그 동작 모드 및 파라미터를 설정하며 각 채널(또는 기지국)의 신호들의 공간 특성에 따라 혼합된 신호들로부터 각 특정 신호를 분리한다.

여기서, 도 5에 설명된 이동 단말기에 대한 전술한 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘을 다른 공간 필터(303) 그룹으로 입력될 등가-비율 결합 신호로 여전히 채용될 수 있다.

유사하게, 도 8, 도 9 및 도 10의 3개의 알고리즘도 여기서 재사용될 수 있다. 다른 공간 필터(303) 그룹의 출력은 시간 정렬된 후 결합되고, 그 후 펄스 성형기(305)를 통해 도 2의 기저 대역 MODEM 모듈(203)로 공급된다.

단일-안테나 전송 시나리오와 달리, 도 12의 동기화 모듈(301)은 기지국의 다중 전송 안테나를 갖는 동기화를 설정 및 유지할 것이며, 대응하는 공간 필터(303) 및 결합기(304) 그룹에 (지연을 포함하는) 다중-경로 정보를 공급할 것이다.

본 발명의 장점

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전술한 바로부터, 단독 MA 모듈이 현재의 이동 단말기로 삽입되고, 이동 단말기의 동작 상태 및 기지국 안테나의 구성에 대한 정보가 MA 모듈로 송신될 수 있으며, MA 모듈에 의해 처리되는 신호는 버스를 통해 기저 대역 MODEM으로 송신되기 전에 단일-채널 신호에 결합되었으므로, 단독 MA 모듈은 표준 기저 대역 MODEM의 소프트웨어 및 하드웨어 설계를 재사용할 수 있음을 분명히 알 수 있을 것이다.

한편, MA 모듈은 이동 단말기의 동작 상태 및 기지국 안테나의 구성을 버스를 통해 수신할 수 있으므로, MA 모듈의 제어기에 의해 이동 단말기의 수신 장치는 쉽게 다른 구성을 이룰 수 있으며, 이동 단말기의 동작 상태 및 기지국 안테나의 구성에 따라 상이한 다중-안테나 프로세싱 알고리즘이 선택될 수 있다.

또한, 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘은 본 발명의 이동 단말기 셀 검색 단계에 의해 수행되는 액세스의 성공률을 높이는 데 사용되며, 향상된 LMS 알고리즘은 정상 접속 단계에서 MRC를 구현함으로써 통신 시스템의 성능을 효율적으로 높인다.

물론, 당업자라면, 본 발명에 의해 제공되는 다중-안테나 이동 단말기용 수신 장치 및 방법이 이동 전화 시스템뿐만 아니라 기타 무선 이동 통신 단말기, WLAN 단말기 등에도 적용 가능하다는 것을 명백히 알 수 있을 것이다.

동시에, 당업자라면, 본 발명에 의해 제공되는 다중-안테나 이동 단말기용 수신 장치 및 방법이 WCDMA 시스템뿐만 아니라 CDMA IS95, CDMA 2000 표준을 갖는 통신 시스템에도 적용 가능하다는 것을 명백히 알 수 있을 것이다.

또한, 당업자에게 있어서 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명에 의해 제안된 이동 전화용 스마트 안테나 수신 장치 및 방법에 다양한 변경이 이루어질 수 있음은 명백할 것이다. 그러므로, 보호될 본 발명의 범위는 청구 범위에 의해 정의되어야 한다.

Claims

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CDMA 기반 다중-안테나를 갖는 이동 단말기용 방법으로서,

(a) 수신된 CDMA 기반 다중-채널 무선 주파수 신호를 다중-채널 기저 대역 신호로 변환하는 단계와,

(b) 다중 안테나 기저 대역 프로세싱이 인에이블되면, 1회만 수신되는 제어 정보에 따라 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 단일-채널 기저 대역 신호로 결합하는 단계와,

(c) 상기 단일-채널 기저 대역 신호를 기저 대역 프로세싱하는 단계를 포함하되,

상기 단계 (b)는

상기 제어 정보에 따라 상기 결합을 제어하는 인스트럭션을 발생시키는 단계와,

상기 인스트럭션에 따라 동작 모드를 설정하는 단계를 포함하고,

상기 이동 단말기가 정상 접속 단계에 있음을 상기 인스트럭션이 나타내는 경우, 상기 단계 (b)는

(b1) 입력된 다중-채널 기저 대역 신호에 따라 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련되는 정보와 상기 다중-채널 기저 대역에 관련되는 동기화 정보를 얻는 단계와,

(b2) 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 프로세싱하여 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련되는 상기 정보에 따라 혼합된 신호로부터 각 특정 경로의 신호를 분리하는 단계와,

(b3) 상이한 지연 성분을 갖는 상기 혼합된 신호로부터 분리된 신호들을 결합하고 결합된 결과를 상기 동기화 정보에 따라 출력하는 단계를 더 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 제어 정보는 적어도 이동 단말기의 동작 상태 정보와 기지국 안테나의 구성 정보를 포함하는

이동 단말기용 방법.
삭제
제 18 항에 있어서,

상기 이동 단말기가 셀 검색 단계에 있음을 상기 인스트럭션이 나타내는 경우, 상기 단계 (b)는

(1) 상기 다중-채널 기저 대역 신호 중의 하나를 기준 신호로서 선택하는 단계와,

(2) 상기 기준 신호 및 상기 다중-채널 기저 대역 신호의 나머지 신호의 공액 신호에 곱셈, 적분 및 정규화를 각각 적용하여 상기 기준 신호와 비교되는 상기 다중-채널 기저 대역 신호의 상기 나머지 신호의 상대적 위상차를 획득하는 단계와,

(3) 상기 기준 신호와 상수를 승산하고 상기 다중-채널 기저 대역 신호의 나머지 신호를 상기 상대적 위상차로 승산하는 단계와,

(4) 상기 곱셈에 의해 얻어진 결과를 결합하고 결합된 결과를 출력하는 단계를 더 포함하는

이동 단말기용 방법.
삭제
제 18 항에 있어서,

상기 단계 (b3)은

상이한 지연 성분을 갖는 상기 신호가 시간-정렬되고, 결합되며, 결합된 결과가 출력되는 단계를 더 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 이동 단말기가 소프트 핸드오버(soft handover) 단계에 있거나 기지국이 전송 다이버시티(transmit diversity) 또는 스마트 안테나에 의해 신호를 전송함을 상기 인스트럭션이 나타내는 경우, 단계 (b)는

(b1) 복수의 다중-채널 기저 대역 신호 그룹에 따라 다중-채널 기저 대역 신호의 각 그룹에서의 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련되는 정보와 복수의 전송 안테나에 의해 전송되는 신호에 관련되는 동기화 정보를 얻는 단계와,

(b2) 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 프로세싱하여 각 그룹에서의 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련되는 상기 정보에 따라 혼합된 신호들로부터 각 그룹 내의 각 특정 경로의 신호를 분리하는 단계와,

(b3) 상이한 지연 성분을 갖는 상기 혼합된 신호로부터 분리된 신호들을 결합하고 결합된 결과를 상기 동기화 정보에 따라 출력하는 단계를 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 24 항에 있어서,

단계 (b3)는

상이한 지연 성분을 갖는 상기 신호는 시간-정렬되고 결합되며, 결합된 결과는 출력되는 단계를 더 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 18 항, 제 19 항, 제 21 항 및 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다중-채널 기저 대역 신호를 프로세싱하여 혼합된 신호로부터 각 특정 경로의 신호를 분리하는 단계는

(1) 상기 다중-채널 기저 대역 신호의 각각을 가중치 계산에 의해 얻어지는 상기 다중-채널 신호의 각각에 대응하는 가중치로 승산하는 단계와,

(2) 가중화된 신호들을 결합하고 결합된 결과를 출력하는 단계를 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 가중치 계산은

(a) 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 역확산시키는 단계와,

(b) 상수 파라미터를 기준 신호로서 선택하고 상기 역확산 신호에 대해 가중치 추정을 적용하는 단계와,

(c) 가중치 추정에서 얻어진 가중치의 각각을 정규화하여 상기 다중-채널 기저 대역 신호에 대응하는 가중치를 각각 획득하는 단계를 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 가중치 계산은

(a) 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 역확산시키는 단계와,

(b) 상수 파라미터를 기준 신호로서 선택하고 상기 역확산 신호에 대해 가중치 추정을 적용하는 단계와,

(c) 상기 역확산 신호에 대해 전력 추정을 적용하는 단계와,

(d) 전력 추정에서 얻어진 전력 신호에 따라 상기 가중치 추정에서 얻어진 가중치의 각각을 교정하여 상기 다중-채널 기저 대역 신호에 대응하는 가중치를 각각 획득하는 단계를 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 가중치 계산은

(a) 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 역확산시키는 단계와,

(b) 상기 역확산 신호에 대해 전력 추정을 적용하는 단계와,

(c) 상기 전력 추정에서 얻어지는 전력 신호를 기준 신호로 하고 상기 역확산 신호에 대해 가중치의 추정을 적용하여 상기 다중-채널 기저 대역 신호에 대응하는 가중치를 각각 획득하는 단계를 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 27 항에 있어서,

상기 가중치 추정은 LMS(Least Mean Square) 알고리즘 또는 N-LMS(Normalized Least Mean Square) 알고리즘을 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 23 항 또는 제 25 항에 있어서,

상이한 지연 성분을 갖는 상기 혼합된 신호로부터의 상기 분리된 신호를 시간-정렬하는 단계는

상기 동기화 정보에 따라 상이한 지연 성분을 갖는 상기 특정 경로의 각 신호를 지연하는 단계와,

지연된 동기화 신호를 결합하는 단계를 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 지연은 FIFO(First In First Out) 기술을 이용하여 구현될 수 있으며

지연기의 값은 상기 FIFO의 깊이를 제어함으로써 조절될 수 있는

이동 단말기용 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 방법은 WCDMA, IS95, CDMA2000 표준 중의 하나를 사용하는 이동 단말기 또는 기타 이동 무선 통신 단말기, 무선 LAN 단말기에 적용되는

이동 단말기용 방법.
이동 단말기에서 사용하기 위한 다중-안테나 프로세싱 장치로서,

복수의 공간 필터와 - 상기 복수의 공간 필터의 각각은 수신된 인스트럭션에 따라 자신의 동작 모드를 설정하고 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련된 수신 정보에 따라 다중-채널 기저 대역 신호를 프로세싱하여 혼합된 신호로부터 상기 각 특정 경로의 신호를 분리함 - ,

수신된 동기화 정보 및 상기 인스트럭션에 따라 상기 공간 필터의 각각으로부터 출력된 신호들을 결합하는 결합기 모듈과,

상기 인스트럭션 및 상기 다중-채널 기저 대역 신호에 따라 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련된 상기 정보를 상기 복수의 공간 필터로 제공하며 상기 동기화 정보를 상기 결합기 모듈에 제공하는 동기화 모듈과,

수신된 제어 정보에 따라 상기 인스트럭션을 상기 동기화 모듈, 상기 복수의 공간 필터 및 상기 결합기 모듈에 제공하는 제어기를 포함하되,

상기 복수의 공간 필터 각각은

상기 다중-채널 기저 대역 신호를 제공된 대응 파라미터로 각각 승산하는 복수의 승산기와,

상기 복수의 승산기의 각각으로부터 출력되는 신호를 결합하고 결합된 결과를 출력하는 신호 결합기와,

상기 다중-채널 기저 대역 신호 및 상기 인스트럭션에 따라 대응하는 동작을 실행하여 상기 대응 파라미터를 상기 복수의 승산기에 각각 제공하는 가중치 발생 모듈을 포함하고,

상기 이동 단말기가 정상 접속 단계에 있음을 상기 인스트럭션이 나타내는 경우, 상기 복수의 공간 필터는 그 동작 모드를 레이크 수신 모드로 설정하고 상기 복수의 공간 필터의 각각은 레이크 수신의 하나의 핑거를 구성하며, 이 시점에 상기 가중치 발생 모듈은 가중치 발생을 실행하고 상기 복수의 승산기에 제공되는 상기 대응하는 파라미터는 상기 가중치 발생에 의해 얻어지는 다중-채널 기저 대역 신호에 대응하는 가중치인

다중-안테나 프로세싱 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 결합기 모듈은 상기 복수의 공간 필터의 각각으로부터 출력되는 상기 신호를 시간-정렬하는 시간 정렬 수단을 포함하는

다중-안테나 프로세싱 장치.
제 34 항에 있어서,

복수의 전송 안테나로부터 신호를 수신하고 프로세싱하는, 무선 통신 시스템의 복수의 전송 안테나에 대응하는 복수의 프로세싱 모듈 - 상기 전송 안테나에 대응하는 상기 프로세싱 모듈의 각각은 상기 공간 필터 그룹으로 구성되며, 특정 전송 안테나로부터 신호를 수신하고 프로세싱함 - 을 포함하고,

상기 동기화 모듈은 상기 인스트럭션 및 상기 다중-채널 기저 대역 신호에 따라 각 특정 경로의 신호에 대한 공간 특성에 관련된 상기 정보를 상기 전송 안테나에 대응하는 상기 각 프로세싱 모듈 내의 상기 각 공간 필터 그룹으로 제공하며, 상기 복수의 전송 안테나에 의해 전송되는 신호에 관련된 상기 동기화 정보를 상기 결합기 모듈에 제공하도록 구성되는

다중-안테나 프로세싱 장치.
삭제
제 34 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 정보는 적어도 이동 단말기의 동작 상태 정보와 기지국 안테나의 구성 정보를 포함하는

다중-안테나 프로세싱 장치.
삭제
제 34 항에 있어서,

이동 단말기가 셀 검색 단계에 있음을 상기 인스트럭션이 나타내는 경우, 상기 공간 필터 중 하나만이 활성화되고, 상기 가중치 발생 모듈은 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘을 실행하는

다중-안테나 프로세싱 장치.
제 40 항에 있어서,

상기 블라인드 등가-비율-결합 알고리즘은

상기 다중-채널 기저 대역 신호를 기준 신호로서 선택하고,

상기 기준 신호 및 상기 다중-채널 기저 대역 신호의 나머지 신호의 공액 신호에 곱셈, 적분 및 정규화를 각각 적용하여 상기 기준 신호와 비교되는 상기 다중-채널 기저 대역 신호의 상기 나머지 신호의 상대적 위상차를 획득하는 것 - 상기 공간 필터의 상기 복수의 승산기에 의해 각각 얻어지는 상기 대응하는 파라미터에서, 상기 기준 신호에 대응하는 승산기에 의해 얻어지는 상기 파라미터는 상수이고, 상기 다중-채널 기저 대역 신호의 상기 나머지 신호에 대응하는 승산기에 의해 얻어지는 상기 파라미터는 상기 상대적 위상차임 -을 포함하는

다중-안테나 프로세싱 장치.
삭제
제 34 항에 있어서,

상기 가중치 발생 모듈에 의해 실행되는 가중치 발생은

(a) 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 역확산시키고,

(b) 상수 파라미터를 기준 신호로서 선택하고 상기 역확산 신호에 대해 가중치 추정을 적용하고,

(c) 상기 가중치 추정에서 얻어진 가중치의 각각에 정규화를 적용하여 상기 다중-채널 기저 대역 신호에 대응하는 가중치를 각각 획득하는 것을 포함하는

다중-안테나 프로세싱 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 가중치 발생 모듈에 의해 실행되는 상기 가중치 발생은

(a) 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 역확산시키고,

(b) 상수 파라미터를 기준 신호로서 선택하고 상기 역확산 신호에 대해 가중치 추정을 적용하고,

(c) 상기 역확산 신호에 대해 전력 추정을 적용하고,

(d) 전력 추정에서 얻어진 전력 신호에 따라 상기 가중치 추정에서 얻어진 가중치의 각각을 교정하여 상기 다중-채널 기저 대역 신호에 대응하는 가중치를 각각 획득하는 것을 포함하는

다중-안테나 프로세싱 장치.
제 34 항에 있어서,

상기 가중치 발생 모듈에 의해 실행되는 상기 가중치 발생은

(a) 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 역확산시키고,

(b) 상기 역확산 신호에 대해 전력 추정을 적용하고,

(c) 상기 전력 추정에서 얻어지는 전력 신호를 기준 신호로 하고 상기 역확산 신호에 대해 가중치의 추정을 적용하여 상기 다중-채널 기저 대역 신호에 대응하는 가중치를 각각 획득하는 것을 포함하는

다중-안테나 프로세싱 장치.
제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가중치 추정은 LMS(Least Mean Square) 알고리즘 또는 N-LMS(Normalized Least Mean Square) 알고리즘을 포함하는

다중-안테나 프로세싱 장치.
제 35 항에 있어서,

상기 결합기 모듈은

상기 복수의 공간 필터로부터의 출력 신호의 각각을 지연시켜 동기화 모듈의 제어 하에서 동기화된 신호를 얻는 복수의 지연기와,

상기 복수의 지연기에 의해 지연된 동기화된 신호를 결합하는 결합기를 포함하는

다중-안테나 프로세싱 장치.
제 47 항에 있어서,

상기 복수의 지연기는 FIFO(First In First Out) 기술을 포함하고,

상기 지연기의 값은 상기 FIFO의 깊이를 제어함으로써 조절 가능한

다중-안테나 프로세싱 장치.
이동 단말기로서,

업링크(uplink)를 통해 신호를 전송하는 전송 수단과,

수신 수단을 포함하되,

상기 수신 수단은

수신된 다중-채널 무선 주파수 신호를 다중-채널 기저 대역 신호로 변환하는 복수의 무선 주파수 신호 프로세싱 모듈 그룹과,

다중-안테나 모듈이 다중-안테나 기저 대역 프로세싱을 인에이블하는 경우에 1회만 수신되는 제어 정보에 따라 상기 복수의 무선 주파수 신호 프로세싱 모듈 그룹으로부터 출력되는 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 단일-채널 기저 대역 신호에 결합하는, 제 34 항에 기재된 다중-안테나 프로세싱 장치와,

상기 제어 정보를 상기 다중-안테나 모듈에 제공하고 상기 다중-안테나 모듈로부터 출력되는 상기 단일-채널 기저 대역 신호를 기저 대역 프로세싱하는 기저 대역 프로세싱 모듈을 포함하는

이동 단말기.
삭제
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CDMA 기반 다중-안테나를 갖는 이동 단말기로서,

다중-안테나 상에서 수신된 CDMA 기반된 다중-채널 무선 주파수 신호를 다중-채널 기저 대역 신호로 변환하는 복수의 무선 주파수 신호 프로세싱 모듈 그룹들과,

다중-안테나 모듈이 다중-안테나 기저 대역 프로세싱을 인에이블하는 경우에 1회만 수신되는 제어 정보에 따라 상기 복수의 무선 주파수 신호 프로세싱 모듈 그룹으로부터 출력되는 상기 다중-채널 기저 대역 신호를 단일-채널 기저 대역 신호에 결합하는, 제 34 항에 기재된 다중-안테나 프로세싱 장치와,

상기 제어 정보를 상기 다중-안테나 모듈에 제공하고 상기 다중-안테나 모듈로부터 출력되는 상기 단일-채널 기저 대역 신호를 기저 대역 프로세싱하는 기저 대역 프로세싱 모듈을 포함하는

이동 단말기.
제 52 항에 있어서,

상기 단말기는 WCDMA, IS95, CDMA2000 표준 중의 하나를 채용하는 이동 단말기 또는 기타 이동 무선 통신 단말기, 무선 LAN 단말기에 적용되는

이동 단말기.
제 28 항에 있어서,

상기 가중치 추정은 LMS(Least Mean Square) 알고리즘 또는 N-LMS(Normalized Least Mean Square) 알고리즘을 포함하는

이동 단말기용 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 가중치 추정은 LMS 알고리즘 또는 N-LMS 알고리즘을 포함하는

이동 단말기용 방법.