ＭＩＭＯ 및 ＳＩＭＯ 무선 시스템 내에서 페이딩을감소시키는 방법 및 장치 document_id A220623068176

무선 통신은 이동성 및 편리성으로 인해 최근 몇 년 동안 유행하게 되었다. 무선 통신의 기본적인 특징은 대기를 통해, 종종 기지국과 이동국 사이에서, 무선으로 RF 신호를 송신 및 수신하는 것이다. 무선 통신 시스템의 일 특정 유형은 WLAN(Wireless Local Area Network)이다. WLAN은 다수의 표준, 특히, 몇몇 802.11x IEEE 표준에 따라 구축된다. 전형적으로, 정보는 식별 정보, 실제 정보, 및 에러 정보를 포함하는 패킷으로 송신된다. 완료 메세지가 다수의 여러 패킷에 포함될 수 있다. 무선 시스템으로서 어떤 유형이 사용된다 하더라도, 공통된 요구 및 목적은 높은 성능이다. 이 시스템은 모두 RF 전파(propagation)와 연관된 성능 문제에 직면하고 있다. RF 전파 문제로 인한 신호 변동(variation)은 시스템 성능에 부정적인 영향을 끼칠 것이다. RF 전파(가령, 802.11 WLAN으로부터 송신되는 신호의 RF 전파)는 공간적 페이딩뿐만 아니라 시간적 페이딩에 직면하고 있다. 페이딩의 원인은, 다경로 전파(multipath propagation)뿐만 아니라 환경 내에서의 물체 이동에 기인한 RF의 건설적 및 파괴적 간섭(interference)을 포함한다. 그러한 페이딩은 거리가 1인치 이상 초과하면 RF 신호의 전력이 수 dB만큼 변화되게 하고, 임의의 단일 위치에서 시간의 경과에 따라 신호 전력이 변화되게 할 수 있다. RF 페이딩은 MIMO(Multiple Input Multiple Output)와 같은 기술에 기초한 무선 시스템에 대한 문제이다. 그러한 MIMO 시스템에서는, 단일 주파수 채널의 용량을 증가시키기 위해 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing)이 사용된다. 데이터는 2개 이상의 안테나로부터 동시에 송신되고, 각 안테나 상에서의 데이터는 상이하다. 예를 들어, 3개의 송신(Tx) 안테나 및 3개의 수신(Rx) 안테나를 사용함으로써, 802.11 채널의 공간 효율(즉, 용량)이 3배 증가될 수 있다. 그러나, MIMO 시스템의 성능은 3개의 Rx 안테나 각각에서 3개의 Tx 안테나 각각으로부터 수신되는 신호의 성질에 의존한다. 이상적으로, 각각의 Tx 안테나로부터 각각의 Rx 안테나로의 경로는 상호연관되어 있지 않지만, 수신기에서 신뢰할 수 있는 디멀티플렉싱을 허용할 만큼 충분한 SNR(Signal to Noise Ratio)를 가진다. 그러나, 수신기에서의 3개의 안테나 중 하나 이상의 안테나에서의 신호는 낮은 SNR를 가지며, 그 때문에, 충분히 높은 SNR을 갖는 신호가 몇 인치(가령, 3인치) 떨어져 존재한다 하더라도, MIMO 시스템에 요구되는 데이터 레이트(가령, 72Mbps)를 지원하지 못할 수 있다. 또한, RF 페이딩은, MRC(Maximum Ratio Combining)을 이용하는 것과 같은 수신기에서 코히어런트 조합을 이용하는 WLAN에 대한 문제이고,이는 MIMO 또는 SIMO(Single Input Multiple Output) 시스템일 수 있다. MRC형의 처리가 MIMO로 사용되는 경우에는, 데이터가 송신기로부터 2개 이상의 안테나로부터 동시에 송신될 수 있다. 그러나, Tx 안테나 상의 데이터는 동일한 시퀀스이며, 고정 시간 지연에 의해 단지 오프셋(offset)될 수도 있다. 여기서, 수신 안테나를 공간적으로 이격시킴으로써 페이딩을 피하도록 하면서, 수신기에서의 SNR을 증가시키기 위해 부가적(〉1) 수신기가 사용될 수 있다. 때때로, 수신기를 그 장소 주변에서 단순히 이동시킴으로써 페이딩 동안에 수신기의 성능을 향상시키는 것도 가능하다. 그러나, 수신기가 이동할 수 없는 큰 물체의 일부인 경우에는 실용적이지 못하며, 또한 성능을 향상시키기 위해 정확히 어떻게 또는 어느 방향으로 수신기가 이동되어야 하는지가 종종 모바일 사용자에게도 불명료하기 때문에 사용자 친화적이지 못하다. MIMO 및 MRC형 시스템에 대한 페이딩을 줄이는 것을 돕기 위해, 통상 부가적인 Rx 경로가 사용될 수 있다. 각각의 부가적인 RX 체인은 전용 안테나뿐만 아니라 전용 LNA(Low Noise Amplifier), PHY(RF 및 디지털) 칩, 및 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 각각의 부가적 안테나(처리 경로)로부터의 신호는 수신기에서 처리된다. 이 부가적인 처리 체인을 시스템에 이미 존재하는 체인에 병렬로 부가함으로써, 수신기는 수신 신호의 SNR을 향상시킬 수 있고, 동시에 공간적으로 이격된 위치로부터 RF를 샘플링할 수도 있으며, 이에 따라, 모든 안테나에 동시에 영향을 주는 페이딩의 가능성을 줄일 수 있다. 따라서, 부가적인 안테나는 MIMO 및 MRC형 무선 시스템의 성능을 향상시키는 공간(spatial) 다이버시티, 편파(polarization) 다이버시티, 패턴(pattern) 다이버시티 및 다른 유형의 다이버시티를 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 방법에서의 문제는, 병렬 처리 체인을 추가하는 것이 계산상 복잡하고, 많은 다른 컴포넌트를 부가해야 하며, 이에 따라 비용이 증가하고 크기도 줄이기도 곤란해서 구현하기 어렵다는 점이다. 따라서, 무선 통신 시스템에서의 RF 페이딩을 줄이기 위해 향상된 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 삭제