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KR101376255B1 - 시간 인터리빙된 샘플러의 어레이를 구비한 무선 주파수 (ｒｆ) 샘플링 장치 및 시나리오 기반의 동적 자원 할당을 위한 방법 - Google Patents

시간 인터리빙된 샘플러의 어레이를 구비한 무선 주파수 (ｒｆ) 샘플링 장치 및 시나리오 기반의 동적 자원 할당을 위한 방법 Download PDF

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KR101376255B1
KR101376255B1 KR1020117023184A KR20117023184A KR101376255B1 KR 101376255 B1 KR101376255 B1 KR 101376255B1 KR 1020117023184 A KR1020117023184 A KR 1020117023184A KR 20117023184 A KR20117023184 A KR 20117023184A KR 101376255 B1 KR101376255 B1 KR 101376255B1
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KR
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time interleaved
time
signal
samplers
interleaved
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KR1020117023184A
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Inventor
탄비르 하퀴
레오니드 카자케비츠
스콧 엠 뉴튼
Original Assignee
인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크
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Abstract

수신된 무선 주파수(RF) 신호로부터 복수의 시간 인터리빙된 샘플들을 발생시키고 복수의 시간 인터리빙된 샘플들을 결합하여 신호 품질을 발생시킴으로써 결정된 신호 품질 측정에 기초하여 RF 샘플링 시스템의 동적 자원 할당을 위한 방법 및 장치가 개시된다.

Description

시간 인터리빙된 샘플러의 어레이를 구비한 무선 주파수 (ＲＦ) 샘플링 장치 및 시나리오 기반의 동적 자원 할당을 위한 방법{METHOD FOR A RADIO FREQUENCY (RF) SAMPLING APPARATUS WITH ARRAYS OF TIME INTERLEAVED SAMPLERS AND SCENARIO BASED DYNAMIC RESOURCE ALLOCATION}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 발명은 2009년 3월 3일 출원된 미국 가출원 번호 제61/156,979호의 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에 그 전체가 서술된 것처럼 참조에 의해 포함된다.
기술분야
본 발명은 무선 통신에 관한 것이다.
비교적 최근의 저비용 고속 집적 회로 기술의 등장과 함께 플렉시블(flexible)하고 용이하게 재구성 가능한 수신기에 대한 요구는 무선 주파수(RF; radio frequency)의 기저대역으로의 다이렉트 샘플링을 채용한 넓은 부류의 무선 수신기의 인기 증가를 초래하였다. 이들 무선 수신기의 예는 통신 뿐만 아니라 계기 장비(instrumentation)(즉, 오실로스코프, 스펙트럼 분석기 등) 시스템에서도 찾아볼 수 있다.
중간 주파수(IF; intermediate frequency) 샘플링 수신기가 수신된 신호를 중간 주파수로 하향 변환하는데 사용되지만, 이들 유형의 아키텍처는 GHz RF 신호를 수신하는 저비용 저전력 고충실도(high fidelity) 플렉시블 상업용 통신에 특히 적합하지 못하다. 시간 인터리빙된(time interleaved) 데이터 변환기를 채용한 RF 샘플링 시스템이 저전력 고충실도 GHz RF 애플리케이션에 더 적합하다.
시간 인터리빙은 고해상도 및 높은 레이트 샘플링 시스템의 효율적인 구현을 가능하게 하더라도, 클록 지터 내성(clock jitter immunity)을 개선하지는 못한다. 클록 지터는 샘플링 시스템에 매우 해로운 영향을 미친다. 클록 지터는 샘플러의 출력에서 잡음으로서 나타나고, 그리하여 샘플러에 의해 산출되는 신호 대 잡음 비(SNR; signal to noise ratio) 성능을 저하시킬 수 있다. 고주파수(GHz RF) 신호를 샘플링할 때, 고해상도 샘플링 수신기 시스템에 요구되는 클록 지터 성능은 저비용 저전력 상업용 통신 애플리케이션에 실행 불가능할 수 있다.
일부 시스템이 개선된 클록 지터 내성을 내놓지만, 이들은 특히 플렉시블하거나 반드시 전력 효율적이지 못하다. 따라서, 증가된 융통성(flexibility)을 가지며 개선된 클록 지터 내성을 내놓는 샘플링 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
수신된 무선 주파수(RF) 신호로부터 복수의 시간 왜곡된(time-skewed) 또는 시간 인터리빙된(time-interleaved) 샘플을 발생시키고 복수의 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플을 결합하여 신호 품질을 발생시킴으로써 결정된 신호 품질 측정에 기초하여 RF 샘플링 시스템의 동적 자원 할당을 위한 방법 및 장치가 개시된다.
본 발명에 따르면, 시간 인터리빙된 샘플러의 어레이를 구비한 무선 주파수 (RF) 샘플링 장치 및 시나리오 기반의 동적 자원 할당을 위한 방법을 제공할 수 있다.
첨부 도면과 함께 예로써 주어진 다음의 상세한 설명으로부터 보다 상세한 이해가 이루어질 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 단일 A/D를 구비한 IF 샘플링 수신기를 도시한다.
도 2a는 종래 기술에 따른 실시예에 따라 시간 인터리빙된 A/D의 어레이를 구비한 IF 샘플링 수신기를 도시한다.
도 2b는 종래 기술에 따른 실시예에 따라 시간 인터리빙된 A/D의 어레이를 구비한 IF 샘플링 수신기를 도시한다.
도 3은 종래 기술에 따라 단일 A/D를 구비한 RF 샘플링 수신기를 도시한다.
도 4a는 종래 기술에 따른 실시예에 따라 시간 인터리빙된 A/D의 어레이를 구비한 RF 샘플링 수신기를 도시한다.
도 4b는 종래 기술에 따른 실시예에 따라 시간 인터리빙된 A/D의 어레이를 구비한 RF 샘플링 수신기를 도시한다.
도 5a는 종래 기술에 따라 단일 저역통과 전하 샘플러 및 단일 A/D를 구비한 RF 샘플링 수신기를 도시한다.
도 5b는 종래 기술에 따라 단일 대역통과 전하 샘플러 및 단일 A/D를 구비한 RF 샘플링 수신기를 도시한다.
도 6은 무선 통신 시스템의 기능 블록도를 도시한다.
도 7은 시간 인터리빙된 샘플러의 어레이를 채용한 샘플링 WTRU의 하이레벨 블록도를 도시한다.
도 8은 시간 인터리빙된 샘플러의 어레이를 채용한 샘플링 WTRU의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 9는 시간 인터리빙된 샘플러의 어레이를 채용한 샘플링 WTRU의 방법을 도시한다.
도 10은 시간 인터리빙된 샘플러의 어레이를 채용한 샘플링 WTRU의 상세한 블록도를 도시한다.
도 11은 대역통과 전하 샘플러의 동작 원리의 실시예를 도시한다.
도 12는 프론트 엔드 유닛에 대한 자원 스케쥴링 방식을 포함한 프론트 엔드 유닛의 동작 원리의 실시예를 도시한다.
도 13은 신호 처리 유닛의 실시예를 도시한다.
도 14는 프론트 엔드 유닛 샘플 레이트 설정의 실시예를 도시한다.
도 15는 어레이의 3 스테이지를 사용하는 프론트 엔트 유닛의 대안의 실시예를 도시한다.
도 16은 대역통과 전하 샘플러를 사용하는 프론트 엔드 유닛의 대안의 실시예를 도시한다.
도 17은 대역통과 전하 샘플러 주파수 응답 튜닝을 도시한다.
도 18은 시간 인터리빙된 다이렉트 대역통과 샘플링 WTRU에 대한 복잡도를 감소시키기 위한 회로의 상세한 블록도를 도시한다.
이하 언급될 때, 용어 "무선 송수신 유닛(WTRU; wireless transmit/receive unti)"은 사용자 기기(UE; user equipment), 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 셀룰러 전화, 개인 휴대 정보 단말기(PDA; personal digital assistant), 컴퓨터, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 기타 유형의 디바이스를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이하 언급될 때, 용어 "기지국"은 노드 B, 사이트 컨트롤러, 액세스 포인트(AP; access point), 릴레이, 리피터, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 기타 유형의 인터페이싱 디바이스를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1, 도 2a 및 도 2b는 중간 주파수(IF) 샘플링 수신기의 예이다. 도 1은 단일 아날로그-디지털 변환기(A/D)(150)를 채용하는 IF 샘플링 수신기의 예를 도시한다. 도 1에서, RF 신호는 저잡음 증폭기(LNA; low noise amplifier)(110)를 사용하여 증폭되고, 신호는 대역통과 필터(BPF; bandpass filter)(120)를 사용하여 필터링될 수 있다. 믹서(130)는 수신된 신호를 중간 주파수로 하향 변환할 수 있다. 신호는 제2 BPF(140)를 통해 필터링될 수 있다. 신호는 신호를 샘플링하도록 단일 A/D(150)로 전달될 수 있다. 수치 제어 발진기(NCO; numerically controlled oscillator)(164)는 곱셈기(162 및 166)로 전달되는 사인 및 코사인 파형을 발생시키는데 사용될 수 있다. 곱셈기(162 및 166)는 A/D(150)로부터 샘플링된 신호를 수신하고 복소 신호(complex signal)를 생성할 수 있으며, 복소 신호는 데시메이션(decimation) 필터(172 및 174)로 전달될 수 있다. 데시메이션 필터(172 및 174)는 동위상 및 직교위상(IQ; in-phase and quadrature-phase) 복소 샘플을 출력하기 위해 전송률을 감소시킨다.
도 2a 및 도 2b는 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 A/D의 어레이(230 및 280)와, 멀티플렉서(multiplexor)(235)나 유한 임펄스 응답(FIR; finite impulse response) 필터(285)를 사용하여 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플을 재어셈블링(re-assembling)하는 방법을 사용하는 IF 샘플링 수신기의 2가지 예를 도시한다. 도 2a에서, 수신된 신호는 LNA(210)를 사용하여 증폭될 수 있고, BPF(215)를 사용하여 필터링될 수 있으며, 믹서(220)에 의해 하향 변환될 수 있고, 제2 BPF(225)로 전달될 수 있다. 신호는 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 A/D의 어레이(230)로 전달될 수 있다. 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 A/D(230)는 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플들을 생성한다. 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플은 A/D의 어레이(230)로부터의 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플의 재어셈블링을 위해 멀티플렉서(235)로 전달될 수 있다. NCO(242)는 사인 및 코사인 파형을 발생시키는데 사용될 수 있다. 곱셈기(240 및 244)는 멀티플렉서(235)로부터 샘플링된 신호를 수신하여 동위상 및 직교위상 신호를 생성할 수 있으며, 이들은 데시메이션 필터(245 및 248)로 전달될 수 있다. 데시메이션 필터(245 및 248)는 IQ 복소 샘플을 출력하기 위해 전송률을 감소시킨다.
시간 인터리빙은 어레이에서의 개별 A/D의 샘플링 레이트 요건을 감소시키는데 사용된다. 샘플링 레이트는 신호로부터 새로운 디지털 값이 샘플링되는 레이트이다. 시간 인터리빙은 둘 이상의 A/D를 병렬로 동작시킴으로써 시스템의 전체적인 샘플링 속도를 증가시킨다. 사이즈 N의 시간 인터리빙된 어레이는, 요구되는 전체 샘플링 레이트(fs)보다 N배 더 낮은(fs/N) 레이트로 동작하지만 요구되는 전체 샘플링 레이트와 같은 총 샘플링 레이트를 제공하는 A/D를 사용하며, N은 정수이다. 샘플링 레이트를 감소시킴으로써 더 높은 비트 폭 A/D의 보다 효율적이고 보다 낮은 전력 구현을 용이하게 한다. 따라서, 소정의 전력 소비 레벨에 대하여, 시간 인터리빙된 A/D 어레이는 유사한 성능의 단일 A/D에 비교하여 어느 정도 추가된 복잡도(즉, 샘플링 레이트)의 대가로 더 높은 해상도 및 비트 폭을 산출한다.
도 2b에서, 수신된 신호는 LNA(260)를 사용하여 증폭될 수 있고, BPF(265)를 사용하여 필터링될 수 있으며, 믹서(270)에 의해 하향 변환될 수 있고, 제2 BPF(275)로 전달될 수 있다. 신호는 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 A/D의 어레이(280)로 전달될 수 있다. 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플은 A/D의 어레이(280)로부터의 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플을 재어셈블링하기 위해 복소 FIR 필터(285)로 전달될 수 있다. 재어셈블링된 샘플은 IQ 복소 샘플을 출력하기 위해 전송률을 감소시키도록 데시메이션 필터(290 및 292)로 전달될 수 있다.
도 3, 도 4a 및 도 4b는 다이렉트 RF 샘플링 수신기의 예이다. 도 3은 단일 A/D(330)를 채용하는 RF 샘플링 수신기의 예를 도시한다. RF 신호가 수신된 후에, 신호는 LNA(310)를 사용하여 증폭되고 BPF(320)에 의해 필터링될 수 있다. 수신된 신호를 샘플링 전에 하향 변환하는데 믹서가 사용되지 않는다. 대신에, 수신된 신호는 단일 A/D(330)를 사용하여 직접 샘플링될 수 있다. NCO(342)는 곱셈기(340 및 344)로 전달되는 사인 및 코사인 파형을 발생시키는데 사용될 수 있다. 곱셈기(340 및 344)는 A/D(330)로부터 샘플링된 신호를 수신하고 복소 신호를 생성할 수 있으며, 이는 데이메이션 필터(350 및 352)로 전달될 수 있다. 데시메이션 필터(350 및 352)는 IQ 복소 샘플을 출력하기 위해 전송률을 감소시킨다.
도 4a 및 도 4b는 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 A/D의 어레이(420 및 470)와, 멀티플렉서(425)나 FIR 필터(475)를 사용하여 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플을 재어셈블링하는 방법을 채용한 RF 샘플링 수신기의 예를 도시한다. 도 4a에서, RF 신호가 수신되고 신호는 LNA(410)를 사용하여 증폭되고 BPF(415)에 의해 필터링될 수 있다. 수신된 신호는 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 A/D의 어레이(420)를 사용하여 직접 샘플링될 수 있다. 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플은 멀티플렉서(425)로 전달될 수 있다. NCO(432)는 곱셈기(430 및 434)로 전달되는 사인 및 코사인 파형을 발생시키는데 사용될 수 있다. 곱셈기(430 및 434)는 멀티플렉서(425)로부터 샘플링된 신호를 수신하고, 복소 신호를 생성할 수 있으며, 이는 데시메이션 필터(435 및 437)로 전달될 수 있다. 데시메이션 필터(435 및 437)는 IQ 복소 샘플을 출력하기 위해 전송률을 감소시킨다.
도 4b에서, RF 신호가 수신되고 신호는 LNA(460)를 사용하여 증폭되고 BPF(465)에 의해 필터링될 수 있다. 수신된 신호는 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 A/D의 어레이(470)를 사용하여 직접 샘플링될 수 있다. 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 샘플은 FIR 필터(475)로 전달될 수 있다. 재어셈블링된 샘플은 데시메이션 필터(480 및 482)로 전달될 수 있다. 데시메이션 필터(480 및 482)는 IQ 복소 샘플을 출력하기 위해 전송률을 감소시킨다.
하나의 A/D(150)만 이용되는 것인, 도 1 및 도 3에 예시된 아키텍처를 채용하는 고주파수 GHz RF 수신기는, 저비용 저전력 상업용 통신 애플리케이션에 실시 불가능한 A/D 해상도 및 샘플링 레이트를 요구한다. 도 2a, 도 2b, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 시간 왜곡된 또는 시간 인터리빙된 A/D의 어레이가 저전력 고주파수 GHz RF 애플리케이션에 더 적합하다.
시간 인터리빙은 고해상도 및 높은 레이트 샘플러의 효율적인 구현을 가능하게 하지만, 결과적인 샘플링 시스템의 클록 지터 내성을 개선하지는 못한다. 상기 언급한 바와 같이, 클록 지터는 샘플러에 해로운 영향을 미치고, 샘플러의 출력에서 잡음으로서 나타나며 샘플러에 의해 산출되는 신호 대 잡음 비(SNR) 성능을 저하시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4b에 도시된 바와 같은 전압 샘플러는 특히 클록 지터에 민감하다. 또한, 전압 샘플러의 시간 인터리빙된 어레이는 동등하게 클록 지터에 민감하다. 고주파수 GHz RF 신호를 샘플링할 때, 고해상도 전압 샘플링 수신기 시스템에 요구되는 클록 지터 성능은 저비용 저전력 상업용 통신 애플리케이션에 실시 불가능할 수 있다.
적분 샘플러(integrating sampler) 또는 전하 샘플러(charge sampler)가 RF 샘플링 수신기의 부분집합에 의해 사용된다. 전하 샘플러는 저역통과 또는 대역통과 샘플러로서 구성될 수 있다. 전압 샘플러와 비교하여, 전하 샘플러는 클록 지터에 덜 민감한 것으로 알려져 있다. 통신 산업계에서 찾아볼 수 있는 전하 샘플링 수신기 시스템의 통상의 예가 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다.
도 5a 및 도 5b는 단일 저역통과 전하 샘플러(515)나 단일 대역통과 전하 샘플러(565) 및 단일 A/D(520, 570)를 사용하는 RF 샘플링 수신기의 2가지 예를 도시한다. 도 5a에서, LNA(510)는 RF 신호를 증폭시키고, 저역통과 전하 샘플러(515)는 그것을 샘플링한다. 샘플링된 신호는 단일 A/D(520)로 전달된다. NCO(527)는 곱셈기(525 및 529)로 전달되는 사인 및 코사인 파형을 발생시키는데 사용될 수 있다. 곱셈기(525 및 529)는 A/D(520)로부터 샘플링된 신호를 수신하고, 복소 신호를 생성할 수 있으며, 이는 데시메이션 필터(530 및 532)로 전달될 수 있다. 데시메이션 필터(530 및 532)는 IQ 복소 샘플을 출력하기 위해 전송률을 감소시킨다.
도 5b는 LNA(560)를 사용하여 증폭되며 대역통과 전하 샘플러(565)에 의해 샘플링되는 RF 신호를 도시한다. 샘플링된 신호는 단일 A/D(570)로 전달된다. NCO(577)는 곱셈기(575 및 579)로 전달되는 사인 및 코사인 파형을 발생시키는데 사용될 수 있다. 곱셈기(575 및 579)는 A/D(570)로부터 샘플링된 신호를 수신하고, 복소 신호를 생성할 수 있으며, 이는 데시메이션 필터(580 및 582)로 전달될 수 있다. 데시메이션 필터(580 및 582)는 IQ 복소 샘플을 출력하기 위해 전송률을 감소시킨다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 시스템은 개선된 클록 지터 내성을 내놓을 수 있지만, 특히 플렉시블하거나 반드시 전력 효율적이지는 못하다.
도 6은 WTRU(600) 및 기지국(BS; base station)(650)을 포함하는 무선 통신 시스템의 기능 블록도이다. WTRU(600)는 수신기(602), 송신기(603), 및 안테나(640)와 통신하는 프로세서(601)를 포함한다. BS(650)는 수신기(652), 송신기(653), 및 안테나(654)와 통신하는 프로세서(651)를 포함한다. WTRU(600) 및 BS(650)는 프로세서(601, 651)와 통신하는 추가적인 송신기와 수신기(도시되지 않음) 및 다중 모드 동작에 사용하기 위한 안테나(604, 654) 뿐만 아니라, 아래에 기재되는 다른 컴포넌트도 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 프로세서(601, 651)는 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10에 관련하여 아래에 기재되는 바와 같이 메시지 및 신호를 발생시키고 디코딩하도록 구성 가능하다. 송신기(603, 653)와 수신기(602, 652)는 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10에 관련하여 아래에 기재되는 바와 같이 각각 메시지 및 신호를 보내고 수신하도록 구성 가능하다.
다시 도 6을 참조하면, 수신기(602, 652)는 RF 신호를 수신할 수 있고, 시간 인터리빙된 전하 샘플러와 시간 인터리빙된 전압 샘플러를 둘 다 사용하여 클록 지터 내성 및 WTRU 내의 융통성을 개선할 수 있다.
도 7은 수신기(602, 652)의 상세한 블록도이다. 도 7은 신호를 수신하며 신호 처리 유닛(SPU)(720)에 다수의 시간 인터리빙된 출력 샘플들을 출력하도록 구성된 프론트 엔드 유닛(FEU)(710)을 도시한다. SPU(720)는 샘플들을 결합하도록 구성될 수 있고, 또한 모뎀(730)에 IQ 신호를 출력할 수 있다.
SPU(720)는 수신된 다수의 시간 인터리빙된 출력 샘플에 기초하여 신호 품질 측정을 발생시키고 자원 관리 유닛(RMU; resource management unit)(740)에 신호 품질 측정을 출력하도록 구성될 수 있다. RMU(740)는 프론트 엔드 유닛 컨트롤러(FEUC; front-end unit controller)(750)에 신호 품질 측정에 기초한 커맨드를 전달한다. FEUC(750)는 FEU(710)를 동작시키는데 필요한 모든 클록 및 제어 신호를 공급하도록 구성될 수 있고, FEU(710) 자원 할당을 수행할 수 있다. SPU(720) 및 FEU(710)는 또한 FEUC(750)에 결합될 수 있다.
도 8은 FEU(805) 및 SPU(807)의 단순화된 도면이다. 신호가 LNA(810)에 의해 수신되고, 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 어레이(820)로 전달된다. 각각의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(820)는 A/D로도 불리는 시간 인터리빙된 전압 샘플러(830)의 어레이에 연결된다. 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러는 신호를 샘플링하고, 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(830)에 샘플을 출력한다. 시간 인터리빙된 전하 샘플러와 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 이점들을 레버리지함으로써, 클록 지터 내성과 융통성이 개선될 수 있다. 클록 지터 내성은 전하 샘플러를 사용함으로써 개선되고, 융통성은 전하 샘플러와 전압 샘플러를 둘 다 시간 인터리빙함으로써 개선된다. 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(830)는 SPU(807)에 샘플을 출력한다. SPU(807) 내에는 복소 FIR(840) 또는 도시되지 않은 멀티플렉서가 있으며, 여기에서 샘플이 재어셈블링된다. 재어셈블링된 샘플은 IQ 복소 샘플을 출력하기 위해 전송률을 감소시키도록 데시메이션 필터(850 및 852)로 전달된다.
도 9는 신호를 샘플링하고 샘플링된 신호에 기초하여 자원을 할당하는 방법의 흐름도이다. RF 신호가 WTRU에 의해 수신된다(910). 신호는 FEU(910)에 전달될 수 있다. FEU에서(910), 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 및 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이가 신호를 샘플링할 수 있다(920). 다수의 시간 인터리빙된 샘플들이 SPU에 전달될 수 있다(920). SPU는 시간 인터리빙된 샘플들을 결합하도록 구성될 수 있고, 필요한 신호 처리 기능을 수행하도록 구성될 수 있고, 샘플(930)을 기저대역화(baseband)하도록 구성될 수 있다. 신호 품질 측정이 생성될 수 있고, 이 측정에 기초한 커맨드가 RMU로 전달될 수 있다(930). IQ 출력 샘플이 발생되어 모뎀으로 전달될 수 있다(940). RMU는 신호 품질 측정에 기초한 커맨드를 수신하고, 수신된 커맨드에 기초하여 FEU 모드를 결정함으로써 FEU 자원을 관리 및 할당하도록 구성될 수 있다(950). 모드 정보는 클록 및 제어 신호가 발생되는 FEUC로 전달된다(950, 960). 모드 정보는 FEUC에 의해 FEU로 전달된다(970). 그 다음, FEU 모드는 샘플링 레이트를 결정하는데 사용된다. 전하 샘플러 및 전압 샘플러 자원이 샘플링 레이트에 기초하여 FEU에 할당된다.
도 10은 상기 설명한 수신기(602, 652)에서 사용될 수 있는 재구성 가능한 무선 주파수(RF) 샘플링 수신기(1000)의 상세도이다. 수신기(1000)는 시나리오 기반의 동적 자원 할당 방식의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020) 및 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)의 다수의 어레이를 포함한다. 수신기(1000)는 FEU(1005), FEUC(1080), SPU(1050), RMU(1070) 및 모뎀(1060)을 포함한다.
도 10을 참조하면, FEU(1005)는 4개의 빌딩 블록을 포함할 수 있다. 이들 빌딩 블록은 LNA(1010), 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 어레이(1020), 디멀티플렉서(DMUX; de-multiplexer)(1030), 및 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(1040)를 포함할 수 있다. 적어도 2개의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020)로 구성된 시간 인터리빙된 어레이(선택적으로, 적어도 2개의 시간 인터리빙된 저역통과 전하 샘플러가 사용됨)는 LNA(1010)로부터의 출력을 수신한다. 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020)는 신호를 샘플링한다. 각각의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020)는 DMUX(1030)를 통하여 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(1040)에 접속될 수 있다. DMUX(1030)는 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020)의 출력을 취하고, 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(1040)에 걸쳐 출력을 분리한다. 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)는 DMUX(1030) 출력을 샘플링하고 추가의 샘플을 발생시킨다. 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)의 출력은 SPU(1050)로 전달된다.
도 10을 다시 참조하여, FEUC(1080)는 LNA(1010)의 이득 및 바이어스 레벨을 제어하는데 사용되는 제어 신호 CLNA(1082)를 포함하도록 구성될 수 있다. 신호 세트 CB1 내지 CB4(1084)는 4개의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 BPS1 내지 BPS4(1020)의 이득 및 바이어스 레벨을 설정하는데 사용될 수 있다.
신호 세트 XF1 내지 XF4(1086)는 4개의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020)의 각각이 이용할 수 있는 4개의 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)의 뱅크로부터 단일 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)를 선택적으로 접속시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 신호 세트 XF1 내지 XF4(1086)는 세트 A/D1 내지 A/D4(1040)로부터 BPS1(1020)로 단일 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)를 선택적으로 접속시키는데 사용될 수 있다.
신호 세트 CA1 내지 CA16(1088)은 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)를 동작시키는데 사용되는 클록 및 제어 신호를 포함하여 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)를 동작시키고 이의 해상도를 설정하는데 사용될 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 바와 같은 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020)의 전달 함수의 보다 상세한 설명을 나타낸다. 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020)는 LNA(1010)로부터 입력 신호 Vin(t)를 수신하도록 구성될 수 있고, 식 (1)을 사용하여 신호를 조작하도록 구성될 수 있다:
Figure 112013064335829-pct00001
식 (1)
Figure 112011076896798-pct00002
이고
Figure 112011076896798-pct00003
이며,
Figure 112011076896798-pct00004
는 t0과 t1 사이의 차이이다. 도 10을 참조하면, 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러는 디멀티플렉서(1030)에 전달 함수 식의 결과를 출력할 수 있다. t0에서 t1까지의 간격(d)은 t1에서 t2까지의 간격과 같다. 총 통합 시간(t0 내지 t2)은 입력 신호 기간(T)에 상응할 수 있다(반드시 동일한 것은 아님). 디멀티플렉서(1030)는 시간 인터리빙된 대역통과 샘플러(1020)로부터의 출력을 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(1040)에 제공한다.
도 12는 FEU(1020)의 동작 원리의 부가적인 실시예이다. 도 12는 자원 스케쥴링 방식을 예시한다. 상부 행은 도 10에 도시된 바와 같은 4개의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020)로부터의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플을 나타낸다. 도 12에서, 빈(bin) 1에서의 샘플은 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 BPS1(1020)로부터 수신된다. 샘플은 시간 인터리빙되고 반복한다. 샘플의 하부 행은 16개의 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)로부터의 샘플을 나타낸다.
FEU의 총 샘플링 레이트(fs)는 FEU의 출력에서 이용 가능한 연속 샘플들 사이의 시간 지연(
Figure 112011076896798-pct00005
)의 역으로서 정의될 수 있다(
Figure 112011076896798-pct00006
). 4개의 시간 인터리빙된 대역 통과 전하 샘플러(1020)의 샘플링 레이트는 총 샘플링 레이트(fs)의 1/4(fs/4)이다. 16개의 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)의 각각의 샘플링 레이트는 총 샘플링 레이트(fs)의 1/16(fs/16)이다. 16개의 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)가 도 10에 도시되어 있지만, 16개의 시간 인터리빙된 전압 샘플러 전부가 이용되지 않을 수 있다. 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 추가는 효율성을 증가시킨다.
도 13은 SPU(1300)의 상세도를 도시한다. SPU(1300)는 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1310)를 결합할 수 있다. 각각의 샘플은 가중화된 샘플에 이르도록 실수 또는 복소수와 곱해질 수 있으며, 이들은 합산된다(1320). 이 프로세스는 수신된 신호를 기저대역화하는 것으로 알려져 있다. 디지털 하향 변환기(DDC; digital down converter)(1330)는 기저대역화된 신호를 미리 결정된 중심 주파수에 중심을 두는데 사용될 수 있다. 진폭 및 위상 보정 블록(1340)이 또한 포함될 수 있다. 도 10의 FEU(1005)가 그의 다양한 모드를 통해 전이됨에 따라 수신 신호의 진폭 및 위상 변형이 도입될 수 있다. 진폭 및 위상 보정 블록(1340)은 위상 및 진폭 조정된 신호를 생성함으로써 수신된 신호를 조정하는데 사용될 수 있다.
샘플 레이트 감소(데시메이션) 및 필터링은 레이트 감소 필터(rate reduction filter)(1350 및 1360)에 의해 수행될 수 있다. 레이트 감소 및 필터링은 IQ 신호를 생성하도록 여러 스테이지에서 행해질 수 있다. DDC(1330)의 출력 및 레이트 감소 필터(1350 및 1360)의 출력은 신호 대 간섭 및 잡음 전력 비 측정(Signal to Interference and Noise Power Ratio Measurement) 메커니즘(1370)으로 전달될 수 있다. 신호 대 간섭 및 잡음 전력 비 측정 메커니즘(1370)은 샘플링된 신호 품질의 추정치를 생성한다. 신호 품질 정보는 RMU(1380)로 제공될 수 있다. SPU(1300)는 또한 교정(calibration) 및 추가적인 장애 보정 로직 뿐만 아니라, 수신된 신호 품질의 추가적인 표시자를 생성하기 위한 로직도 포함할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, RMU(1070)는 SPU(1050)로부터의 수신된 신호 전력에 기초하여 FEUC(1080)를 통해 표 1에 나타낸 바와 같이 FEU 모드를 설정할 수 있다. FEU 모드는 또한 WTRU의 전력 또는 성능 수요에 기초하여 설정할 수 있다. 전력 및 성능 관리를 위한 가능한 FEU 모드의 서브세트가 표 1에 나타나 있다.
도 10을 다시 참조하여, LNA 이득(1080), BPS 이득(1086) 및 A/D 해상도(1088)는 표 1에 나타낸 바와 구성 가능하다.
FEU
모드		 LNA 이득 BPS 이득 A/D 해상도 FEU 총 샘플링 레이트
High Low High Low High Low Maximum Medium Low
1 x x x x
2 x x x x
3 x x x x
4 x x x x
5 x x x x
6 x x x x
수신된 신호 전력이 미리 결정된 문턱값보다 더 낮다면, FEU 모드는 FEU 모드 1로 설정된다. FEU 모드 1에서는, 성능이 최대 레이트에 있다. FEU(1005)는 최상의 성능을 산출하지만, 가장 많은 양의 전력을 소모한다. 한편, 수신된 신호 전력이 매우 높은 경우, FEU(1005)는 FEU 모드 6으로 설정될 수 있다. FEU 모드 6에서는, FEU(1005)는 최소한의 전력을 소모하지만, 열악한 잡음 성능을 산출한다.
적당한 신호 전력에 대하여, 수신된 신호가 간섭자보다 더 약한 경우 간섭 레벨과 수신된 신호 전력 간의 차이가 높으면, FEU(1005)는 FEU 모드 2로 설정될 수 있다. 한편, 간섭 레벨과 수신된 신호 전력 간의 차이가 낮으면, 또는 어떠한 간섭도 존재하지 않으면, FEU(1005)는 적당한 수신 신호 전력을 나타내는 FEU 모드 5로 설정될 수 있다.
도 14는 표 1의 FEU 모드에 기초하여 상이한 총 샘플 레이트로 동작하도록 구성될 수 있는 도 10의 FEU(1005)를 도시한다. 풀(full) 샘플링 레이트, 하프(half) 샘플링 레이트 및 1/4 샘플링 레이트를 포함하는 3가지 샘플 레이트의 예가 도 14에 도시되어 있다. 풀 또는 최대 샘플링 레이트 시나리오에서는, 모든 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020) 및 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)가 활성이다. 하프 또는 중간 샘플링 레이트 시나리오에서는, 하나 걸러 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(BPS1 및 BPS3)(1020) 및 시간 인터리빙된 전압 샘플러(A/D1 내지 A/D4와 A/D9 내지 A/D12)(1030)가 활성이다. 예를 들어, 2개의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020) 및 8개의 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)만 활성일 수 있다. 1/4 또는 낮은 샘플링 레이트 시나리오에서는, 1/4의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020) 및 1/4의 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)만 활성이다. 예를 들어, 하나의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(BPS1)(1020)만 활성이고, 4개의 시간 인터리빙된 전압 샘플러(A/D1 내지 A/D4)(1040)가 활성이다. 풀 레이트의 1/8, 1/16을 산출하는 것들을 포함한 다른 모드도 또한 가능하지만, 도 14에는 도시되지 않는다. 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1020) 및 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1040)를 선택적으로 온 오프시킴으로써, FEU(1005)에 의해 생성된 전체 샘플 레이트가 감소된다.
도 15는 또 다른 실시예이다. FEU(1500)는 2개의 상이한 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 어레이(1520, 1530) 및 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(1550)를 채용한다. 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 추가적인 어레이(1530) 다음에 DMUX(1540)가 이어지며, DMUX(1540)는 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1530)의 출력을 취하고, 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(1550)에 걸쳐 출력을 분리한다. 시간 인터리빙된 전하 및 전압 샘플러의 전체 어레이(1500)는 보다 양호한 주파수 선택적 응답을 가질 수 있다.
도 15를 참조하면, 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 제1 어레이(1520)는 적어도 2개의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러로 구성된다. 이 제1 어레이에서의 모든 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1520)마다, 제2 어레이에서 적어도 2개의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1530)가 존재한다. 제2 어레이에서의 모든 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1530)마다, 적어도 하나의 전압 샘플러(1550)가 존재한다. 대역통과 전하 샘플러의 시간 인터리빙된 어레이는 또한 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1550)를 대신하여 사용될 수도 있다. 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 제2 어레이(1530)의 각각의 샘플링 레이트는 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 제1 어레이(1520)의 각각보다 더 낮다. 도 15의 대역통과 전하 샘플러는 저역통과 전하 샘플러로 교체될 수 있다.
도 16은 보다 주파수 선택적인 전체 대역통과 응답을 제공하기 위하여 제1 어레이(1620)에서의 연속 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러로부터의 출력을 결합하는 예이다. 이 예에서, 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 어레이(1620) 다음에 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(1650)가 이어진다. 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 어레이(1620)로부터의 2개의 연속 대역통과 전하 샘플러의 출력은 출력이 DMUX(1640)로 보내지기 전에 결합된다(1630). 대안으로서, 3개 또는 4개 또는 모든 연속 대역통과 전하 샘플러의 출력이 DMUX(1640)로 보내지기 전에 결합될 수 있다. DMUX(1640)는 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이(1650)에 걸쳐 출력을 분리한다. 시간 인터리빙된 저역통과 전하 샘플러가 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1620) 대신에 사용될 수 있다. 또한, 시간 인터리빙된 전압 샘플러(1650)가 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(1620) 대신에 사용될 수 있다.
도 17은 도 11에서의 식 (1)에 대한 대안의 식을 나타낸다.
Figure 112011076896798-pct00007
식 (2)
Figure 112011076896798-pct00008
,
Figure 112011076896798-pct00009
이고,
Figure 112011076896798-pct00010
이다. 엡실론(
Figure 112011076896798-pct00011
), 갭을 변경함으로써, 주파수 응답이 변경된다. 튜닝 메커니즘은 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러에 대한 주파수 응답을 변경하도록 구현된다. 이러한 변경은 원하는 주파수에서 최대 이득을 산출하기 위하여 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 튜닝을 가능하게 한다.
도 18은 WTRU에서의 시간 인터리빙된 다이렉트 대역통과 샘플링의 복잡도를 감소시키기 위한 회로의 상세한 블록도이다. 성능을 개선하기 위하여, 연속적인 입력 신호가 시간 인터리빙된 양자화기(quantizer)(1850)를 사용하여 양자화된다. 양자화는 연속하는 값들의 범위를 이산 값들의 유한 범위로 변환하는 프로세스이다.
도 18에서, 연속적인 입력 신호가 수신되고 FEU(1810)로 전달된다. 신호는 시간 인터리빙된 샘플 및 홀드(S/H; sample and hold) 회로(1830)를 사용하여 샘플링된다. S/H 회로(1810)는 순환 순서 방식으로 한 번에 하나의 S/H 회로(1810)만 연속적인 입력 신호를 활성으로 샘플링하도록 시간 인터리빙된다. 각각의 S/H 회로(1810)는 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러이다. 각각의 S/H 회로(1810)는 양자화기 클러스터(1840)와 연관된다. 양자화기 클러스터(1840)는 양자화기의 어레이(1850)에 연결된 시간 인터리빙된 트랙 및 홀드 회로(T/H; track and hold)의 어레이(1845)를 포함한다.
S/H 회로(1810)는 연속적인 시간 입력 신호를 샘플링하고, 연관된 양자화기 클러스터(1840)에 샘플링된 값을 출력한다. 양자화기 클러스터(1840)에서의 시간 인터리빙된 T/H(1845)는 양자화기(1850)에 의해 양자화될 샘플 값을 홀드하며, S/H(1810)는 다음 샘플을 취하기를 준비한다. 시간 인터리빙된 T/H(1845)는 양자화를 위해 연관된 양자화기(1850)에 샘플 값을 전달한다. 양자화 후에, 샘플은 부가의 처리를 위해 SPU로 전달된다.
도 18을 참조하여, FEUC(1820)는 S/H 회로(1810)와 양자화기 클러스터(1840) 둘 다에 연결된다. FEUC(1820)는 샘플의 동기화에 사용된 타이밍 신호를 생성한다.
상기 기재된 특징 및 구성요소는 연속적으로 동작하는 유한 수의 S/H 회로(1830)를 사용함으로써 성능을 개선하고 회로 복잡도를 감소시키고 P&R(place and route) 복잡도를 감소시킬 수 있다. T/H(1845)는 별개의 시간에 동작하고, 따라서 타이밍 및 P&R 복잡도를 감소시키며 더 높은 클록 지터를 허용할 수 있다.
다른 실시예에서, 활성 S/H 회로(1830)의 수는 구현 성능, 시스템 클록 레이트 또는 기타 요인에 따라 감소되거나 증가될 수 있다.
상기 기재된 특징 및 구성요소는 디지털 수신기에 적용 가능할 수 있고, UMTS(universal mobile telecommunications system), GPRS(general packet radio service), GSM(global system for mobile communications), HSPA(high speed packet access) 및 LTE(long term evolution)를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아닌 모든 기술에 적용 가능할 수 있다.
실시예
1. 무선 송수신 유닛(WTRU)에 있어서,
무선 주파수(RF) 신호를 수신하고 복수의 시간 인터리빙된 샘플을 발생시키도록 구성된 프론트 엔드 유닛(FEU)을 포함하고, 상기 FEU는,
시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 어레이와;
시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이를 포함하는 것인 무선 송수신 유닛.
2. 실시예 1에 있어서,
복수의 시간 인터리빙된 샘플을 수신하여 결합하고 신호 품질 측정과 동위상 및 직교위상(IQ) 복소 샘플을 발생시키도록 구성된 신호 처리 유닛(SPU)을 더 포함하는 무선 송수신 유닛.
3. 실시예 2에 있어서,
신호 품질 측정을 수신하고 상기 신호 품질 측정에 기초하여 프론트 엔드 유닛 컨트롤러(FEUC)와 함께 FEU 자원을 할당하도록 구성된 자원 관리 유닛(RMU)을 더 포함하고, 상기 FEUC는 상기 RMU로부터의 수신된 신호 품질 측정에 기초하여 복수의 제어 신호를 발생시키도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
4. 실시예 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이는 아날로그 대 디지털 변환기(A/D)인 것인 무선 송수신 유닛.
5. 실시예 2 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 신호 품질 측정이 미리 결정된 문턱값보다 더 낮은 경우에, 복수의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 및 복수의 시간 인터리빙된 전압 샘플러가 활성화되는 것인 무선 송수신 유닛.
6. 실시예 2 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 신호 품질 측정이 미리 결정된 문턱값보다 더 높은 경우에, 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 중의 1개 또는 일부만, 그리고 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러와 연관된, 상기 시간 인터리빙된 전압 샘플러 중의 4개 또는 일부만 활성화되는 것인 무선 송수신 유닛.
7. 실시예 2 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 신호 품질은 수신 신호 대 총 간섭 비에 기초하여 측정되는 것인 무선 송수신 유닛.
8. 실시예 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 각각의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러를 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이에 접속시키도록 구성된 디멀티플렉서의 어레이를 더 포함하는 무선 송수신 유닛.
9. 실시예 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서,
상기 복수의 시간 인터리빙된 샘플을 결합하도록 구성된 멀티플렉서 또는 복소 유한 임펄스 응답(FIR)을 더 포함하는 무선 송수신 유닛.
10. 실시예 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서,
상기 RF 신호를 수신하고 상기 RF 신호를 상기 FEU에 전송하도록 구성된 저잡음 증폭기(LNA)를 더 포함하는 무선 송수신 유닛.
11. 실시예 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 클록 신호 및 제어 신호가 발생되어 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 이득 및 바이어스 레벨을 제어하는데 사용되는 것인 무선 송수신 유닛.
12. 실시예 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 클록 신호 및 제어 신호가 발생되어 시간 인터리빙된 전압 샘플러를 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러에 접속시키는데 사용되는 것인 무선 송수신 유닛.
13. 실시예 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 클록 신호 및 제어 신호가 발생되어 아날로그 대 디지털 변환기(A/D) 또는 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 해상도를 제어하는데 사용되는 것인 무선 송수신 유닛.
14. 실시예 3 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 상기 FEU는 상기 FEUC로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
15. 동적 자원 할당을 위한 방법에 있어서,
무선 주파수(RF) 신호를 수신하는 것을 포함하는 방법.
16. 실시예 15에 있어서,
상기 RF 신호에 기초하여 복수의 시간 인터리빙된 샘플을 발생시키는 것을 더 포함하는 방법.
17. 실시예 15 또는 16에 있어서,
상기 복수의 시간 인터리빙된 샘플을 결합하고 상기 복수의 시간 인터리빙된 샘플에 기초하여 신호 품질 측정을 발생시키는 것을 더 포함하는 방법.
18. 실시예 15 내지 17 중 어느 하나에 있어서,
상기 신호 품질 측정에 기초하여 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 및 시간 인터리빙된 전압 샘플러 자원을 할당하는 것을 더 포함하는 방법.
19. 실시예 18에 있어서, 상기 시간 인터리빙된 전압 샘플러는 아날로그 대 디지털 변환기(A/D)인 것인 방법.
20. 실시예 17 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 신호 품질 측정이 미리 결정된 문턱값보다 더 낮은 경우에, 복수의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 및 복수의 시간 인터리빙된 전압 샘플러가 활성화되는 것인 방법.
21. 실시예 17 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 상기 신호 품질 측정이 높은 경우에, 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 중의 1개 또는 일부만, 그리고 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러와 연관된, 상기 시간 인터리빙된 전압 샘플러 중의 4개 또는 일부만 활성화되는 것인 방법.
22. 실시예 16 내지 21 중 어느 하나에 있어서, 시간 인터리빙된 샘플은 신호 품질에 기초하여 균일 또는 비균일 방식으로 수집되는 것인 방법.
23. 실시예 15 내지 22 중 어느 하나에 있어서, IQ 출력 샘플이 발생되어 모뎀에 전송되는 것인 방법.
24. 실시예 15 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 클록 및 제어 신호가 발생되어 저잡음 증폭기 이득 및 바이어스 레벨을 제어하는데 사용되는 것인 방법.
25. 실시예 15 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 상기 RF 신호는 시간 인터리빙된 샘플 및 홀드 회로에 의해 샘플링되어 상기 RF 신호가 양자화되는 양자화기 클러스터로 출력되는 것인 방법.
특징 및 구성요소가 특정 조합으로 상기에 설명되었지만, 각각의 특징 또는 구성요소는 다른 특징 및 구성요소 없이 단독으로 사용될 수 있거나, 다른 특징 및 구성요소와 함께 또는 다른 특징 및 구성요소 없이 다양한 조합으로 사용될 수 있다. 여기에 제공된 방법 또는 흐름도는 범용 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 포함된 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 저장 매체의 예로는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 디바이스, 내부 하드 디스크 및 이동식 디스크와 같은 자기 매체, 자기 광학 매체, 및 CD-ROM 디스크 및 DVD와 같은 광학 매체를 포함한다.
여기에서 사용될 때, 용어 "프로세서"는 범용 프로세서, 특수 용도 프로세서, 종래 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연관되는 하나 이상의 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Array) 회로, 임의의 기타 유형의 집적 회로(IC), 및/또는 상태 머신을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기에서 사용될 때, 용어 "회로"는 하나 이상의 기능을 수행하도록 함께 연결되어 있는, 능동 및/또는 수동이든, 전자 컴포넌트들의 조합의 임의의 단일 전자 컴포넌트를 포함한다. 회로는 예를 들어 저항, 커패시터, 인덕터, 멤리스터, 다이오드 또는 트랜지스터와 같은 컴포넌트로 구성될 수 있다. 회로의 예는 마이크로컨트롤러, 프로세서, 및 트랜시버를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기에서 사용될 때, 용어 "컴퓨터 판독가능한 매체"는 캐시 메모리, 판독 전용 메모리(ROM), D-RAM, S-RAM, 또는 기타 RAM과 같은 반도체 메모리 디바이스, 하드 디스크, 플래시 메모리와 같은 자기 매체, 자기 광학 매체, CD-ROM, DVD, 또는 블루레이 디스크(BD)와 같은 광학 매체, 기타 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 또는 임의의 전자 데이터 저장 디바이스를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기에서 사용될 때, 용어 "소프트웨어 모듈" 및 "펌웨어 모듈"은 실행 프로그램, 함수, 메써드 호출, 절차, 루틴 또는 서브루틴, 객체, 데이터 구조, 또는 하나 이상의 실행 명령을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. "소프트웨어 모듈" 또는 "펌웨어 모듈"은 하나 이상의 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장될 수 있다.
도 1 내지 도 18에 관련하여 특정 조합으로 상기에 특징 및 구성요소가 기재되었지만, 각각의 특징 또는 구성요소는 다른 특징 및 구성요소 없이 단독으로 사용되거나, 다른 특징 및 구성요소와 함께 또는 다른 특징 및 구성요소 없이 다양한 조합으로 사용될 수 있다. 도 1 내지 도 18에 관련하여 상기 기재된 방법 또는 흐름도의 부분 구성요소는 임의의 조합이나 부분 조합으로 임의의 순서대로(동시에 일어나는 것을 포함함) 실현될 수 있다. 도 1 내지 도 18에 관련하여 상기 기재된 방법 또는 흐름도는 범용 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 포함된 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 저장 매체의 예로는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 디바이스, 내부 하드 디스크 및 이동식 디스크와 같은 자기 매체, 자기 광학 매체, 및 CD-ROM 디스크 및 DVD와 같은 광학 매체를 포함한다.
적합한 프로세서는 예로써 범용 프로세서, 특수 용도 프로세서, 종래 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연관되는 하나 이상의 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, ASIC, FPGA 회로, 임의의 기타 유형의 집적 회로(IC), 및/또는 상태 머신을 포함한다.
소프트웨어와 연관된 프로세서는 무선 송수신 유닛(WTRU), 사용자 기기(UE), 단말기, 기지국, 무선 네트워크 제어기(RNC; radio network controller), 또는 임의의 호스트 컴퓨터에 사용하기 위한 무선 주파수 트랜시버를 구현하는데 사용될 수 있다. WTRU는 카메라, 비디오 카메라 모듈, 비디오폰, 스피커폰, 진동 장치, 스피커, 마이크로폰, 텔레비전 트랜시버, 핸즈프리 헤드셋, 키보드, 블루투스 모듈, 주파수 변조(FM) 라디오 유닛, LCD 디스플레이 유닛, OLED 디스플레이 유닛, 디지털 뮤직 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저, 및/또는 임의의 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 또는 초광대역(UWB) 모듈과 같이 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현되는 모듈과 함께 사용될 수 있다.
1000: 무선 주파수(RF) 샘플링 수신기
1005: 프론트 엔드 유닛(FEU)
1010: 저잡음 증폭기(LNA)
1020: 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러
1030: 디멀티플렉서(DMUX)
1040: 시간 인터리빙된 전압 샘플러
1050: 신호 처리 유닛(SPU)
1060: 모뎀
1070: 자원 관리 유닛(RMU)
1080: 프론트 엔드 유닛 컨트롤러(FEUC)

Claims (20)

  1. 무선 송수신 유닛(WTRU; wireless transmit/receive unit)에 있어서,
    무선 주파수(RF; radio frequency) 신호를 수신하고 복수의 시간 인터리빙된(time-interleaved) 샘플을 발생시키도록 구성된 프론트 엔드 유닛(FEU; frount-end unit)으로서, 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(charge sampler)의 어레이와 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이를 포함하는 FEU;
    복수의 시간 인터리빙된 샘플을 수신하여 결합하고 신호 품질 측정과 동위상 및 직교위상(IQ; in-phase and quadrature-phase) 복소 샘플(complex sample)을 발생시키도록 구성된 신호 처리 유닛(SPU; signal processing unit); 및
    신호 품질 측정을 수신하고 상기 신호 품질 측정에 기초하여 프론트 엔드 유닛 컨트롤러(FEUC; front-end unit controller)와 함께 복수의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(the number of time-interleaved bandpass charge samplers) 및 복수의 시간 인터리빙된 전압 샘플러(the number of time-interleaved voltage samplers)를 활성화하거나 비활성화하도록 구성된 자원 관리 유닛(RMU; resource management unit)을 포함하고,
    상기 FEUC는 상기 RMU로부터의 수신된 신호 품질 측정에 기초하여 복수의 제어 신호를 발생시키도록 구성되며,
    상기 신호 품질 측정이 미리 결정된 문턱값보다 낮은 경우에, 복수의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러들 및 복수의 시간 인터리빙된 전압 샘플러들이 활성화되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이는 아날로그 대 디지털 변환기(A/D; analog to digital converter)인 것인 무선 송수신 유닛.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 품질 측정이 미리 결정된 문턱값보다 더 높은 경우에, 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 중의 1개 또는 일부만, 그리고 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러와 연관된, 상기 시간 인터리빙된 전압 샘플러 중의 4개 또는 일부만 활성화되는 것인 무선 송수신 유닛.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 품질은 수신된 신호 대 총 간섭 비에 기초하여 측정되는 것인 무선 송수신 유닛.
  6. 청구항 1에 있어서, 각각의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러를 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 어레이에 접속시키도록 구성된 디멀티플렉서(de-multiplexer)의 어레이;
    상기 복수의 시간 인터리빙된 샘플을 결합하도록 구성된 멀티플렉서 또는 복소 유한 임펄스 응답(FIR; finite impulse response) 필터; 및
    상기 RF 신호를 수신하고 상기 RF 신호를 상기 FEU에 전송하도록 구성된 저잡음 증폭기(LNA; low noise amplifier)를 더 포함하는 무선 송수신 유닛.
  7. 청구항 1에 있어서, 클록 신호 및 제어 신호가 발생되어, 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러의 이득 및 바이어스 레벨을 제어하는 것과, 시간 인터리빙된 전압 샘플러를 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러에 접속시키는 것과, 아날로그 대 디지털 변환기(A/D) 또는 시간 인터리빙된 전압 샘플러의 해상도를 제어하는 것 중의 적어도 하나를 행하는데 사용되는 것인 무선 송수신 유닛.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 FEU는 상기 FEUC로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  9. 동적 자원 할당을 위한 방법에 있어서,
    무선 주파수(RF) 신호를 수신하는 단계;
    복수의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(a number of time-interleaved bandpass charge samplers) 및 시간 인터리빙된 전압 샘플러에 의해 수신된 RF 신호에 기초하여 복수의 시간 인터리빙된 샘플을 발생시키는 단계;
    상기 복수의 시간 인터리빙된 샘플을 결합하고 상기 복수의 시간 인터리빙된 샘플에 기초하여 신호 품질 측정을 발생시키는 단계; 및
    상기 신호 품질 측정에 기초하여 복수의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러(the number of time-interleaved bandpass charge samplers) 및 복수의 시간 인터리빙된 전압 샘플러(the number of time-interleaved voltage samplers)를 활성화하거나 비활성화하는 단계로서, 상기 신호 품질 측정이 미리 결정된 문턱값보다 더 낮은 경우에, 복수의 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 및 복수의 시간 인터리빙된 전압 샘플러가 활성화되는 것인 동적 자원 할당 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 시간 인터리빙된 전압 샘플러는 아날로그 대 디지털 변환기(A/D)인 것인 동적 자원 할당 방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 신호 품질 측정이 미리 결정된 문턱값보다 더 높은 경우에, 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러 중의 1개 또는 일부만, 그리고 상기 시간 인터리빙된 대역통과 전하 샘플러와 연관된, 상기 시간 인터리빙된 전압 샘플러 중의 4개 또는 일부만 활성화되는 것인 동적 자원 할당 방법.
  13. 청구항 9에 있어서, IQ 출력 샘플이 발생되어 모뎀에 전송되는 것인 동적 자원 할당 방법.
  14. 청구항 9에 있어서, 클록 및 제어 신호가 발생되어 저잡음 증폭기 이득 및 바이어스 레벨을 제어하는데 사용되는 것인 동적 자원 할당 방법.
  15. 청구항 9에 있어서, 상기 RF 신호는 시간 인터리빙된 샘플 및 홀드(sample and hold) 회로에 의해 샘플링되어 상기 RF 신호가 양자화되는 양자화기 클러스터로 출력되는 것인 동적 자원 할당 방법.
  16. 삭제
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  19. 삭제
  20. 삭제
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