权利要求

멀티모드 통신 단말기 및 멀티모드 통신 구현 방법{MULTIMODE COMMUNICATION TERMINAL AND MULTIMODE COMMUNICATION IMPLEMENTATION METHOD}

본 발명은 대체로 무선 또는 모바일 통신에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 안테나 어레이를 가능케하는 멀티모드 무선 통신 단말기와, 대응하는 멀티모드 통신 구현 방법에 관한 것이다.

격렬히 경쟁하고 있는 무선 모바일 통신 단말기 시장에서, 단말기 제조자들은 복수의 무선 인터페이스를 포함하는 무선 모바일 통신 단말기 개발에 전념하고 있다. 이들 무선 인터페이스는 예를 들어, Bluetooth 무선 기술, WLAN(무선 근거리 통신망) 프로토콜, 2G(GSM - Golbal System for Mobile Communication과 같은 제2 세대 네트워크), 2.5G(GPRS - General Packet Radio Service와 같은 2.5세대 시스템), 3G(UMTS-Universal Mobile Telecommunication Service와 같은 제3 세대 시스템) 및 WiMax/Wibro 등과 같은 차세대 데이터 전송 프로토콜에 기초하여 무선 접속을 확립한다.

도 1a는 종래 기술에서 멀티모드 통신 단말기의 예시적 구성도를 도시하고 있다. 통신 단말기(100a)는 3개의 무선 인터페이스, 즉, Bluetooth 무선 기술에 기초한 데이터 통신 전용의 Bluetooth 인터페이스(1100), WLAN 프로토콜에 따른 데 이터 통신 전용의 WLAN 인터페이스(1200), 및 모바일 통신 프로토콜(예를 들어, GSM, GPRS, CDMA 등)에 따른 데이터 통신 전용의 모바일 통신 프로토콜(1300)을 포함한다. 인터페이스들 각각은, 그 자신의 사용 프로토콜에 적합화된 기저대역 프로세서(즉, 각각 Bluetooth 기저대역 프로세서(1110), WLAN 기저대역 프로세서(1210), 및 모바일 통신 기저대역 프로세서(1310)를 포함)와, 신호를 그 각각의 클럭 신호에 따라 아날로그로부터 디지털로, 및 디지털로부터 아날로그로 변환하기 위한 A/D 및 D/A 변환기(즉, 각각 A/D 및 D/A 변환기(1130), A/D 및 D/A 변환기(1230), 및 A/D 및 D/A 변환기(1330)을 포함)와, 그 사용된 프로토콜에 적합한 RF 처리 모듈(즉, 각각 Bluetooth 모듈(1140), WLAN RF 처리 모듈(1240), 및 모바일 통신 RF 처리 모듈(1340)을 포함)과, 사용된 프로토콜에 적합한 WLAN 안테나(1250)(즉, 각각 Bluetooth 안테나(150), WLAN 안테나(1250), 및 모바일 통신 안테나(1350)를 포함)를 포함한다. 수행되는 기능에서의 유사성으로 인해, A/D 및 D/A 변환기들, RF 처리 모듈들, 및 각각의 무선 인터페이스에 있는 안테나들은 대개 비슷하거나 심지어 동일한 물리적 구조를 가질 것이다. 그 차이는, 각각의 사용된 프로토콜에 따라, 이들은 상이한 모드에서 동작하고, 그에 따라, RF 중심 주파수, 대역폭, IF 중심 주파수, 기저대역 샘플 레이트 등과 같은 상이한 동작 특성 파라미터들을 가진다는 것이다. 예로서, 도 1은 각각의 인터페이스에서의 RF 처리 모듈들의 주요 구성을 개략적으로 도시한다. 이들은 동일한 구성을 가지나 상이한 주파수 대역에서 동작한다. 예를 들어, Bluetooth RF 처리 모듈(1140)은 2.402-2.408 GHz에서 동작하는 반면, CDMA2000-1x를 이용하는 모바일 통신 RF 처리 모 듈(1340)은 1.6GHz에서 동작한다. 이와 같은 RF 처리 모듈들의 구성 및 동작 원리는 당업자에게 공지되어 있고, 그 세부 사항은 여기서는 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같은 구조의 멀티모드 통신 단말기에 따르면, 신호는 각각의 인터페이스를 통해 독립적으로 수신/전송되고, 수신되거나 전송되는 데이터는 사용자의 명령 또는 미리결정된 조건에 따라 하나 이상의 무선 인터페이스들의 동작을 개시/중단할 수 있는 애플리케이션 프로세서(1000)를 이용하여 독립적으로 교환된다.

모바일 TV와 같은 고속 멀티미디어 애플리케이션을 지원하기 위해, E3G/B3G/4G 등을 이용한 차세대 모바일 통신 시스템, 및 WiFi 또는 WiMAX등을 이용하는 차세대 무선 시스템은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 및 다중-입력 및 다중-출력(MIMO) 기술을 지원할 것이 요구된다. MIMO 기술에서, 복수의 안테나, 즉, 안테나 어레이는 전송측 및 수신측 모두에서 통신 전달을 위해 사용될 수 있다. 만일 각각의 전송/수신 안테나들 중의 채널들이 서로 독립적이라면, 안테나 어레이의 공간 간섭성(spatial coherence) 또는 비간섭성을 이용하여 복수의 병렬 공간 채널들이 생성될 수 있다. 이들 병렬 공간 채널들을 통해 데이터 신호들을 전송함으로써, 신호대 잡음(SNR)은 상당히 향상될 것이고 데이터 전송 레이트는 증가될 것이다.

그러나, 다중모드 통신 단말기 상에서 MIMO 기술을 갖는 안테나 어레이를 인에블하기 위해, 통신 단말기는 도 1a에 도시된 것보다 더 많은 안테나, RF 처리 모듈 뿐만 아니라, A/D 및 D/A 변환기를 포함할 것이 요구된다. 이것은 비용 및 핸 드셋 구조에 문제를 일으킨다.

도 1b는 종래 기술에서 MIMO 기술을 갖는 어레이 안테나를 인에이블하는 다중모드 통신 단말기의 예시적 구성을 도시하고 있다. 통신 단말기(100b)는 3개의 무선 인터페이스, 즉, 블루투스 무선 기술에 기초한 데이터 통신 전용의 Bluetooth 인터페이스(1100), WLAN 프로토콜에 따른 데이터 통신 전용의 WLAN 인터페이스(1200), 및 모바일 통신 프로토콜에 따른 데이터 통신 전용의 모바일 통신 인터페이스(1300b)를 포함한다. 이들 중에서, MIMO 기술을 이용하는 모바일 통신 인터페이스(1300b)는, 안테나들(1350-1, 1350-2, 1350-3)로 구성된 안테나 어레이와, 각각의 안테나에 대응하는, 모바일 통신 클럭(1320-1, 1320-2, 및 1320-3), A/D 및 D/A 변환기(1330-1, 1330-2, 및 1330-3) 뿐만 아니라 3개의 모바일 통신 병렬 공간 채널을 지원하는 모바일 통신 RF 처리 모듈(1340-1, 1340-2, 및 1340-3)를 가진다.모바일 통신 기저대역 프로세서(1310)에는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 공간 필터(1311) 및 공간 신호 분석 모듈(1312)와 같은, 공간 신호를 처리하는 기능 모듈들이 추가된다. 동작 상태에서, 안테나에 의해 형성된 3개의 병렬 공간 채널, RF 처리 모듈 뿐만 아니라 A/D 및 D/A 변환기들은 독립적으로 및 동기적(각각의 모바일 통신 클럭에 의해 제어됨)으로 송수신 데이터 신호를 변환한다. 안테나, 3개의 병렬 공간 채널에 각각 속하는 모바일 통신 RF 모듈 및 A/D 및 D/A 변환기들은 대개, 일관적 물리적 구성과, RF 중심 주파수, 대역폭, IF 중심 주파수, 기저대역 샘플 레이트 등과 같은 동일한 동작 특성들을 가진다.

무선 모바일 통신 단말기에 관하여, 양호한 휴대성이 대개는 필요하다. 즉, 공간적 크기는 가능하다면 작아야 한다. 추가적으로, 제조 비용 및 전력 공급은 고도로 민감한 사안이며 설계 동안의 핵심 요인이다. 기존의 무선 모바일 통신 단말기에서, 안테나를 구비한 단 하나의 RF 채널은 보드 면적의 1/4 내지 1/3을 점유하며 1/5 내지 1/4 EBOM에 이른다. 명백히, 도 1b에 도시된 기존의 기술적 해결책에 따라 무선 모바일 통신 단말기를 제조하기 위해, 제품의 공간적 크기는 대응하는 안테나 어레이의 추가된 RF 채널을 수용하도록 반드시 증가되어야 한다. 이것은 제조 비용의 상승과 현저한 시스템 전력 공급 문제를 유발할 것이다. 이러한 사실은, 이러한 종류의 멀티모드 통신 단말기는 구현 및 응용 요건을 충족하기가 너무 어려우며, 그에 따라 점점 경쟁이 격렬해지는 무선 모바일 통신 단말기 시장을 점유하지 못할 것임을 의미한다.

이 문제를 해결하기 위해, 적합한 방법은 단일 RF 채널의 보드 면적을 줄이기 위해 더 작은 크기 및 더 높은 통합성을 갖는 (안테나, RF 처리 모듈, 클럭, A/D 및 D/A 변환기 등을 포함하는) RF 채널 모듈을 추구하는 것이다. 그러나, 기존의 RF 채널 모듈의 크기는 기본적으로 잘 개발된 기술이며, 개선의 여지가 거의 없다. 게다가, 단일 RF 채널의 보드 면적이 시스템 통합성에 의해 저감되더라도, 저감된 여유폭은, RF 채널 갯수의 몇배 증가에 의해 유발되는 공간적 크기의 확장과 관련하여 불충분하다.

따라서, MIMO 동작 모드를 인에이블하는 신규한 멀티모드 통신 단말기 시스템 아키텍쳐의 필요성이 존재한다.

종래 기술의 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 MIMO 동작 모드를 인에이블하는 스위칭 기반의 멀티모드 통신 단말기 시스템 아키텍쳐를 제공한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 적어도 제1 분리 채널 모듈과 제2 분리 채널 모듈을 포함하는 멀티모드 통신 단말기가 제공된다. 멀티모드 통신 단말기는 제1 채널 모듈 및/또는 제2 채널 모듈을 이용함으로써 통신하도록 구성될 수 있다. 채널 모듈은 상이한 통신 프로토콜에 따라 통신한다. 멀티모드 통신 단말기는, 제1 채널 모듈을 스위칭하기 위한 채널 스위치 층 수단으로서, 제1 채널 모듈을 제2 채널 모듈의 것과 일치하는 파라미터 특성을 갖도록 스위칭하여, 상기 멀티모드 통신 단말기가 동시에 제1 채널 모듈 및 제2 채널 모듈을 이용함으로써 MIMO 동작 모드를 인에이블시킬 수 있도록 하는, 채널 스위치 층 수단을 더 포함한다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 적어도 제1 채널 모듈 및 제2 채널 모듈을 포함하는 멀티모드 통신 단말기 상에서 MIMO 동작 모드를 인에이블하기 위한 방법이 제공된다. 멀티모드 통신 단말기는 제1 채널 모듈 및/또는 제2 채널 모듈을 이용함으로써 통신하도록 구성될 수 있다. 채널 모듈들은 상이한 통신 프로토콜에 따라 통신한다. 이 방법은, 제1 채널 모듈을 스위칭하는 단계로서, 제1 채널 모듈을 제2 채널 모듈의 것과 일치하는 파라미터 특성을 갖도록 스위칭하여, 상기 멀티모드 통신 단말기가 동시에 제1 채널 모듈 및 제2 채널 모듈을 이용함으로써 MIMO 동작 모드를 인에이블시킬 수 있도록 하는, 제1 채널 모듈을 스위칭하는 단계를 더 포함한다.

RF 채널 모듈들 중에서 스위칭함으로써, 본 발명은, 비교적 적은 수의 RF 통신 모듈을 이용하여, MIMO 동작 모드를 포함하는 다양한 동작 모드를 인에이블하는 무선 모바일 멀티모드 통신 단말기를 구현한다. 기존 해결책과 비교해 볼 때, 본 발명은 단말기에 의해 요구되는 크기를 상당히 저감시키며, 단말기의 동작 동안에 요구되는 에너지 소모를 줄이며, 그에 따라, 단말기의 효용성을 높힌다. 게다가, 본 발명의 기술적 해결책에 기초하여, 신규하고 통일된 멀티모드 무선 모바일 단말기 시스템 아키텍쳐가 달성될 수 있음으로써, 멀티모드 무선 단말기의 구성이 더욱 최적화된다.

본 발명의 특징 및 잇점들은, 첨부된 도면들과 연계하여 취해질 때, 본 발명의 실시예들의 상세한 설명들로부터 더욱 명백해질 것이다.

이하의 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예의 특징들 및 잇점들은 상세히 설명될 것이다. 만일 가능하다면, 동일하거나 유사한 부분들을 가리키기 위해, 첨부된 도면들 및 대응하는 상세한 설명에서, 동일하거나 유사한 참조 번호가 사용된다.

도 1a는 종래 기술에서의 멀티모드 통신 단말기의 예시적인 구성도를 도시한다.

도 1b는 종래 기술에서의 MIMO 안테나 어레이를 인에이블하는 멀티모드 통신 단말기의 예시적 구성을 도시한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어레이를 인에이블하는 멀티모드 통신 단말기의 예시적 구성을 도시한다.

도 3은, 동작 상태를 도시한 도면으로서, 여기서는 도 2에 도시된 멀티모드 통신 단말기가 MIMO 기술을 이용한 통신 모드에서 동작하고 있다.

도 4는, 동작 상태를 도시한 도면으로서, 여기서는 도 2에 도시된 멀티모드 통신 단말기가 MIMO 기술을 이용한 통신 모드와 또 다른 모드에서 동시에 동작하고 있다.

도 5는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 어레이를 인에이블하는 멀티모드 통신 단말기의 예시적 구성을 도시하고 있다.

도 6은, 동작 상태를 도시한 도면으로서, 여기서는 도 5에 도시된 멀티모드 통신 단말기가 MIMO 기술을 이용한 통신 모드에서 동작하고 있다.

도 7은, 동작 상태를 도시한 도면으로서, 여기서는 도 5에 도시된 멀티모드 통신 단말기가 MIMO 기술을 이용한 통신 모드와 또 다른 모드에서 동시에 동작하고 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 멀티모드 통신 단말기 상에서의 스위칭을 통한 MIMO 동작 모드를 인에이블하는 방법의 플로차트를 도시한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 멀티모드 통신 단말기 상에서의 스위칭을 통한 MIMO 동작 모드를 인에이블하는 방법의 플로차트를 도시한다.

도 1a 및 도 1b 각각은, 종래 기술에서의 멀티모드 단말기의 예시적 구성을 도시한다. 이들은 본 발명의 배경부에 상세히 기술되었기 때문에, 그 세부사항은 여기서는 반복하지 않을 것이다.

본 발명의 기술적 해결책은, 멀티모드 통신 단말기의 현재 설계는 복수의 (예를 들어, 적어도 2개의) 무선 인터페이스들을 하나의 스마트 통신 단말기 내에 통합하려는 경향이 있는 반면, 이들 인터페이스의 실제 사용 확률은 동시에 사용되는 인터페이스들의 유형의 갯수에 따라 상당히 감소한다는 사실에 기초하고 있다. 예로서 3개의 무선 인터페이스를 구비한 멀티모드 통신 단말기를 고려해 보자. 대부분의 경우, 사용자들은 단 한개 유형의 인터페이스를 이용함으로써 통신하며, 보다 적은 경우로서, 사용자들은 동시에 2개 유형의 인터페이스를 사용함으로써 통신하며, 드물게는, 사용자들은 3개 유형 모두의 인터페이스를 동시에 이용함으로써 통신한다. 즉, 멀티모드 통신 단말기가 자신이 제공하는 모든 무선 인터페이스들을 사용자가 동시에 사용하는 것을 지원하지 않더라도, 사용자들은 그러한 사실이 그렇게 불편하다고 생각하기 어렵다. 말하자면, 사용자는 인터페이스들의 사용에 대한 이와 같은 제약을 인내할 수 있다.

따라서, 본 발명은 보다 적은 RF 채널 모듈을 이용함으로써 MIMO 기술을 이용한 통신 모드를 지원할 수 있는 안테나 어레이를 인에이블하는 멀티모드 통신 단말기의 해결책을 제공한다. 본 발명에 따른 멀티모드 통신 단말기의 기본적 생각은, 동작에서의 스위칭에 기초한 안테나 어레이를 지원하는 것이다. 본 발명은, 멀티모드 통신 단말기에 대한 제어 면에서의 채널 스위치 층을 제공한다. 각각의 채널 모듈의 동작 상태, 데이터 흐름, 및 각각의 통신 모드들에 대응하는 데이터 처리 프로시져는, 채널 스위치 층에 의해 스위칭 및 제어되어, 멀티모드 통신 단말기가 포함하는 N개 무선 인터페이스들의 서브셋은, MIMO 기술을 지원하는 통신 모 드(즉, 안테나 어레이를 이용한 동작 모드)에서 동작할 필요가 있을 때 MIMO 기술을 지원하는 통신 모드의 무선 인터페이스로서 역할할 수 있다. 여기서, 이 서브셋 내에 포함된 n개의 무선 인터페이스는 2≤n≤N을 만족한다.

이하에서, 본 발명은 다양한 실시예들과 연계하여 상세히 설명될 것이다. 본 발명에서 사용될 때 용어 "접속" 및 "접속과 연관된 설명은 물리적 접속 및 논리적 접속 모두를 포함하는 것을 의미한다. 당업자라면, 구체적인 물리적 라인과의 접속을 의미하는 "물리적 접속"과는 달리, "논리적" 접속은 논리적 의미에서의 상호 연관(예를 들어, 제어하거나 제어됨, 데이터 교환)을 강조한다는 것을 이해할 것이다. 이와 같은 연관의 물리적 구현은, 당업자에게 공지된 다른 관련 물리적 모듈 및/또는 물리적 라인 및/또는 프로그램 코드 등의 수단을 이용할 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어레이를 인에이블하는 멀티모드 통신 단말기의 예시적 구성을 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 멀티모드 통신 단말기(200)의 구성은 도 1a에 도시된 멀티모드 통신 단말기의 구성과 유사하며, 3개(N=3)의 무선 인터페이스(2100, 2200, 및 2300) 뿐만 아니라 애플리케이션 프로세서(2000)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 멀티모드 통신 단말기(200)는 필요에 따라 각각의 인터페이스에 대한 현재의 동작 상태를 선택하도록 (RF 채널 및 D/A 변환기를 포함하는) 각각의 무선 인터페이스를 스위치-제어하기 위한 채널 스위치 층(2400)을 더 포함한다. 통상적으로, 무선 인터페이스(2100)는, Bluetooth 무선 기술에 기초하여, Bluetooth 기저대역 프로세서(2100), Bluetooth 클 럭(2120), A/D 및 D/A 변환기(2130), RF 모듈(2140) 뿐만 아니라 그 내부의 안테나(2150)를 이용함으로써 데이터 통신을 위해 사용된다; 무선 인터페이스(2200)는, WLAN 프로토콜에 따라, WLAN 기저대역 프로세서(2210), WLAN 클럭(2220), A/D 및 D/A 변환기(2230), RF 모듈(2240) 뿐만 아니라 안테나(2250)를 이용함으로써 데이터 통신을 위해 사용된다; 무선 인터페이스(2300)는, 모바일 통신 프로토콜에 따라, 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310), 모바일 통신 클럭(2320), A/D 및 D/A 변환기(2330), RF 모듈(2340) 뿐만 아니라 안테나(2350)를 이용함으로써 무선 통신을 위해 사용된다. 소정의 조건 하에서(예를 들어, QoS 요건, 사용자 지정 등), 모바일 통신 채널은 MIMO 동작 모드를 채택하도록 복수의 RF 채널들을 사용할 필요가 있다. 이 때, 채널 스위치 층(2400)의 제어하에, 무선 인터페이스(2100) 및/또는 무선 인터페이스(220)는 모바일 통신 인터페이스로서 동작하도록 변경될 수 있다. 이들은 모바일 통신 프로토콜에 따라 무선 인터페이스(2300)와 더불어 모바일 통신 데이터를 MIMO 동작 모드에서 송수신한다.

본 발명의 이 실시예에 따르면, 채널 스위치 층(2400)은 스위치 통보 유닛(2410), 데이터 채널 스위칭 수단(2420), 채널 모듈 스위칭 수단(2430), 어레이 요소 스위칭 모듈(2413), 및 선택사항으로서, 조절-보정 모듈(2414)를 포함한다.

스위치 통보 유닛(2410)은 애플리케이션 프로세서(2000) 상에 존재하는 기능 모듈 또는 멀티모드 통신 단말기(200) 내의 또 다른 제어 프로세서로서 구현될 수 있다. 스위치가 필요하고(예를 들어, QoS에 의해 요구되거나, 사용자에 의해 지정될 때) 스위치 상태가 제대로 있을 때, 즉, 현재 적어도 하나의 유휴 무선 인터페 이스(예를 들어, 무선 인터페이스(2100) 및/또는 무선 인터페이스(2200)가 존재할 때, 스위치 통보 유닛(2410)은 채널 스위치 층(2400)의 다른 모듈들에게 통보 명령을 내려, 이들에게 스위치에 대해 대비하라고 통보할 수 잇다. 통보 명령은 동작 상태를 스위칭하라는 단순 스위치 명령이거나, 스위치에 관련된 파라미터 정보를 포함할 수 있다. 필요하다면, 스위치 통보 유닛(2410)은 소정의 미리결정된 규칙(들)에 따라 현재의 최적 스위치 정책을 선택하도록 구성될 수 있다. 여기서, 스위치 정책은 예를 들어 스위칭될 무선 인터페이스의 갯수를 선택하는 방법, 어떤 무선 인터페이스 또는 무선 인터페이스들이 스위칭될 것인지를 결정하는 방법 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 스위치 정책은, 멀티모드 통신 단말기가 하나보다 많은 모드들에서 동시에 동작해야하는 경우(예를 들어, 현재의 서비스에 의해 더 높은 통신 품질과 대역폭이 요구되기 때문에, 멀티모드 통신 단말기(200)는 MIMO 기술을 이용하는 통신 모드에서 동작해야 하고, 그 순산, 사용자는 애플리케이션 인터페이스를 통해 Bluetooth 서비스를 요청한다)에 발생할 수 있는 충돌을 해결하는데 도움이 된다. 그러나, 스위치 정책의 설계 및 구현은, 애플리케이션 시나리오, 타겟 성능 및 타겟 클라이언트 그룹과 같은 설계 요소들에 관련된 본 발명에 의해 해결되는 문제가 아니며, 당업자에 의해 조절 및 변경될 수 있다.

채널 모듈 스위칭 수단(2430)은 스위치 통보 유닛(2410)으로부터 나온 스위치 명령들에 따라 기준 채널(즉, 무선 인터페이스)의 채널 파라미터를 추출하고, 추출된 파라미터로 스위칭될 무선 인터페이스(들)을 구성한다. 무선 애플리케이션이 상이하다면, 그 중요한 특성들도 상이할 것이다. 이러한 중요한 특성들로는, 예를 들어, RF 중심 주파수, IF 주파수, 대역폭 및 기저대역 샘플 레이트가 포함될 수 있다. 그러나, MIMO 기술을 이용한 동작 모드에 이들 상이한 무선 인터페이스를 적용하는 경우, 각각의 연루된 무선 인터페이스는 완전히 동일한 파라미터 구성을 가져야만 한다. 현재, 안테나, RF 모듈 뿐만 아니라 A/D 및 D/A 변환기와 같은 모듈들의 설계시에 사용의 확장이 고려되고 있다. 즉, 이들 모듈들 대부분은 복수의 상이한 기저대역 또는 비교적 넓은 동작 도메인 값에서 동작할 수 있다. 채널 모듈 스위칭 수단(2430)은 RF 모듈(2140, 2240, 및 2340)과 각각 접속하며 기준 RF 모듈(2340)로부터 얻어진 대응하는 파라미터들로 RF 모듈(2140 및/또는 2240)을 구성한다. 반면, 채널 모듈 스위칭 수단(2430)은 스위칭형 무선 인터페이스에 대한 D/A 변환 클럭을 제공할 것이 요구된다. MIMO 기술을 이용한 동작 모드에서, 각각의 무선 인터페이스 내의 수신 신호는 동일한 기저대역 샘플 레이트로 D/A 및 A/D 변환되어야 하기 때문에, 스위칭형 무선 인터페이스는 기준 무선 인터페이스의 클럭과 완전히 동기화된 클럭을 적용해야 한다. 채널 모듈 스위칭 수단(2430)은, 각각 Bluetooth 클럭(2120) 및 WLAN 클럭(2220)에 의해 제공되는 클럭 신호를 대체하기 위해, 무선 인터페이스(2300)의 모바일 통신 클럭(2320)으로부터 얻어진 클럭 신호를 스위칭될 무선 인터페이스(2100)의 A/D 및 D/A 변환기(2130)에, 또는 스위칭될 무선 인터페이스(2200)의 A/D 또는 D/A 변환기(2230)에 직접 제공할 것이다.

채널 스위칭 수단(2430)에 의해 수행되는 기본 기능들은 앞서 기술되었기 때문에, 당업자라면 이들 기능들의 구체적 구현은 스위칭될 무선 인터페이스 내의 각각의 모듈의 재구성 방식과 연관된다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 일부 멀 티모드 RF 모듈들은 그들의 동작 모드를 자동으로 전환할 수 있고, 그에 따라, 채널 스위칭 수단(2430)은, 바람직한 동작 모드로의 스위칭을 이들에게 통보하기 위해 제어 신호만을 전송할 필요가 있다. 일부 RF 모듈에는 선택사항적인 하드웨어 회로 컴포넌트들이 제공되고, 그에 따라, 기준 무선 인터페이스로부터 얻어진 세부 파라미터 값들을 이와 같은 RF 모듈들의 지정된 입력에 전달하여 그들의 동작 모드를 전환하도록 하기 위해 채널 모듈 스위칭 수단(2430)이 요구될 것이다. 따라서, 당업자라면, 특정한 무선 인터페이스의 하드웨어 구성에 비추어 본 발명에 따른 채널 모듈 스위칭 수단(2430)을 구현할 수 있으며, 다양한 구현들은 본 발명에 따른 RF 채널 모듈 스위칭 수단의 수정판으로서 간주된다.

데이터 채널 스위칭 수단(2420)은, 스위칭형 무선 인터페이스 내의 A/D 및 D/A 변환기로부터 수신되는, 및/또는, A/D 및 D/A 변환기에 전송되는 기저대역 데이터를 스위칭하여, MIMO 기술을 이용하는 동작 모드의 스위칭형 무선 인터페이스의 A/D 및 D/A 변환기가 무선 인터페이스(2300)에서의 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310)과 기저대역 데이터를 교환하도록 하는데 사용된다. 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310)는, 공간 필터(2311), 공간 신호 분석기(2312) 등과 같은 MIMO 기술을 이용하는 동작 모드에서 공간 멀티플렉싱 신호를 처리하도록 적합화된 모듈을 포함한다.

데이터 채널 스위칭 수단(2420)에 의해 수행되는 기본 기능들이 상기와 같이 설명되었지만, 당업자라면, 이들 기능들의 구체적 구현은 멀티모드 통신 단말기의 특정한 회로 배열에 의존한다는 것을 이해할 것이다. 예시적 구현예에 따르면, 데 이터 채널 스위칭 수단(2420)은, 스위치 어레이, 및 스위치 어레이와 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310) 사이의 대응하는 배선, 및 스위치 어레이와 스위칭될 각각의 무선 인터페이스의 A/D 및 D/A 변환기들 사이의 대응하는 배선과 같은 물리적 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 따라서, 당업자라면, 멀티모드 통신 단말기의 특정한 회로 배열에 비추어 본 발명에 따른 데이터 채널 스위칭 수단(2320)의 구현을 설계할 수 있다. 나아가, 다양한 실시예들은 본 발명의 데이터 채널 스위칭 수단의 수정판으로 간주된다.

어레이 요소 스위칭 모듈(2413)은, MIMO 신호의 기저대역 처리가 무선 애플리케이션의 현재 상황에 적합화될 수 있도록, 안테나 어레이 내의 가용 어레이 요소들의 갯수 n에 따른 알고리즘을 설정하는데 이용된다. 특히, 만일 스위치 통보 유닛(2410)이, 안테나 어레이 내의 어레이 요소들의 갯수가 3인 MIMO 기술을 이용하여 동작 모드에서 동작하도록 어레이 요소 스위칭 모듈(2413)에게 통보한다면(즉, 무선 인터페이스(2100 및 2200) 모두가, 무선 인터페이스(2300)와 더불어 모바일 통신을 위해, MIMO 기술을 이용하는 동작 모드로 스위칭된다면), 스위칭 통보 유닛(2410)은 안테나 갯수가 3인 공간 필터링 및 신호 분석을 위한 알고리즘을 선택하도록 제어한다.

어레이 요소 스위칭 모듈(2413)은 양호하게는 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310) 상에 존재하는 기능 모듈로서 구현된다. 물론, 당업자라면 어레이 요소 스위칭 모듈(2413)을 단말기 내의 다른 제어 프로세서들 상에 존재하는 기능 모듈로서 구현할 수 있다.

게다가, 일부 예에서, 예들 들어, 멀티모드 통신 단말기가 고정된 갯수의 안테나 어레이 요소(예를 들어 2 또는 3)를 이용하는 MIMO 모드로만 스위칭되는 것으로 설정되면, 어레이 요소 스위칭 모듈(2413)은 필요하지 않다. 비록 어레이 요소 스위칭 유닛이 없는 이 예는, 멀티모드 통신 단말기에 의해 수행되는 멀티모드 선택의 융통성을 저감시키기 때문에 바람직하지 않지만, 본 발명의 대안적 실시예가 될 수는 있다.

대안으로서, 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 채널 스위칭 층(2400)은, MIMO 기술을 이용한 동작 모드에서 동작하는 각각의 RF 채널들간의 차이점을 보정하기 위해 주로 사용되는 조절-보정 모듈(2414)을 더 포함할 수 있다. 조절-보정 모듈(2414)의 기본 기능 및 원리는 안테나 어레이를 갖는 수신기의 보정 메커니즘의 것과 동일하다. 본 발명에 따른 각각의 RF 채널들은, 도 1b의 안테나 어레이를 인에이블하는데 전용되는 무선 인터페이스(1300b)의 RF 채널들보다 구성 및 처리의 관점에서 훨씬 상이한 경향이 있기 때문에, 이들은, 스위칭형 MIMO 시스템이 정상적 효율적으로 동작할 수 있도록 조절-보정 모듈(2414)에 의해 보정되고 조절되는 것이 바람직하다. 보정-조절 모듈(2414)의 동작 원리는 다음과 같이 요약될 수 있다: 저장된 보정 매트릭스

에, 그 편차를 포함하는 안테나 어레이에 의해 수신된 신호의 공간 특징 매트릭스를 곱함으로써, 보정 프로시져를 이용하여 편차가 상쇄되는 타겟 신호 특징 매트릭스가 얻어질 수 있다. 멀티모드 통신 단말기(200)이 공장에서 운송되기 이전에, 제조자는 알려진 이용 전력 및 도착 방향을 갖는 테스트 신호를 이용함으로써 단말기를 시험할 수 있고, 그 다음, 보정 매트릭스 는, 실제로 수신된 신호 공간 특징 매트릭스 에 대한 이상적인 테스트 신호 공간 특징 매트릭스 의 비율, 즉, = ㆍ

^-1 이다. 또한, 각 채널의 그 물리적 특성은, 사용자가 멀티모드 통신 단말기를 사용함에 따라 그리고 시간 경과에 따라 변할 수 있고, 그에 따라 대응적으로 보정 매트릭스 는 변할 것이다. 조절-보정 모듈(2414)은, 양호하게는, 정기적으로 보정 매트릭스 를 업데이트하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 멀티모드 통신 단말기는 정기적으로 기지국과같은 네트워크 장비에게 테스트 신호를 전송할 것을 요청한다. 그 다음, 조절-보정 모듈(2414)은, 이 테스트 신호를 이용함으로써 보정 매트릭스 를 자동으로 테스트하고 업데이트한다.

조절-보정 모듈(2414)은 양호하게는 모바일 통신 기저대역 프로세서(2301) 상에 존재하는 기능 모듈로서 구현될 수도 있다. 물론, 당업자라면, 조절-보정 모듈(2414)을 단말기 내의 다른 제어 프로세서들 상에 존재하는 기능 모듈로서 추가로 구현할 수도 있다.

도 3은 동작 상태를 개략적으로 도시하고 있는데, 여기서는, 도 2에 도시된 바와 같은 멀티모드 통신 모드가 MIMO 기술을 이용하는 통신 모드에서 동작하고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스위치 통보 유닛(2410)은 모든 모듈들에 대한 스위치 명령을 n개 채널 스위치 층(2400)에게 내려, 무선 인터페이스(2100 및 220)가 MIMO 기술을 이용하는 동작 모드로 스위칭할 것을 통보한다. 명령에 따라, 각각은 모듈들은 그들 자신의 스위치 프로시져를 병렬로 수행할 수 있다. 채널 모듈 스위칭 수단(2430)은 기준 채널 - 모바일 통신 채널 0(무선 인터페이스 2003)로부터 모든 필요한 파라미터들을 얻고, 이들을 무선 인터페이스(2100 및 2200)에 제공하여, 안테나(2150, 2250) 및 RF 모듈들(2140, 2240)이 모바일 통신 동작 주파수 대역에서 동작할 수 있고, A/D 및 D/A 변환기(2130 및 2230)에게 그들의 기저대역 샘플 클럭으로서 모바일 통신 클럭의 클럭 신호를 제공할 수 있다. 스위치 프로시져를 통해, 데이터 채널 스위칭 수단(2420)은, 무선 인터페이스(2100) 내의 A/D 및 D/A 변환기(2130)과 무선 인터페이스(2200) 내의 A/D 및 D/A 변환기(2230)가, 그들 자신의 무선 인터페이스 내의 기저대역 프로세서(2110, 2210)가 아닌 무선 인터페이스(2300) 내의 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310)과 데이터를 교환하도록 유발한다. 이런 식으로, 무선 인터페이스(2100) 및 무선 인터페이스(2200)는, 무선 인터페이스(2300)(즉, 무선 모바일 통신 채널 0)와 함께 MIMO 모드의 모바일 통신에 대해 각각 모바일 통신 채널 2 및 모바일 통신 채널 1로서 역할한다. 스위칭 통보 유닛(2410)으로부터의 스위치 통보의 수신시에, 어레이 요소 스위칭 모듈(2413)은 MIMO 신호를 처리하는데 필요한 알고리즘, 예를 들어, 공간 필터(2311) 및 신호 분석 모듈(2312)에서 사용되는 대응하는 알고리즘을, 안테나 어레이 내의 어레이 요소들의 갯수가 3인 상황에 적합화된 알고리즘으로 스위칭한다. 다운링크 방향에서, 모바일 통신 채널 0, 1, 및 2로부터의 신호는 조절-보정 모듈(2414)에 의해 조절되는 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310)에 입력되고, 그 다음, 공간 필 터(2311)에 입력되며, 후속해서, 수신된 멀티-채널 공간 멀티플렉싱 신호가 기저대역 처리되는 신호 분석 모듈(2312)에 입력된다. 그 다음, 결과의 데이터는 멀티미디어 프리젠테이션과 같은 후속 응용을 위해 애플리케이션 프로세서(2000)에 전송된다. 업링크 방향에서, 전송될 모바일 통신 데이터는 기저대역 신호를 형성하기 위해 애플리케이션 프로세서(2000)에 의해 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310)에 전송된다. 차례로, 이 기저대역 신호는, 안테나 어레이를 통해 MIMO 모드로 모바일 통신 채널 0, 1, 및 2 상에서 전송된다.

도 4는, 동작 상태를 도시한 도면으로서, 여기서는, 도 2에 도시된 바와 같이 멀티모드 통신 단말기가 MIMO 기술을 이용한 통신 모드 및 또 다른 모드에서 동시에 동작한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 스위칭 통보 수단(2410)은 채널 스위치 층(2400) 내의 모든 모듈들에게 스위치 명령을 내려, 무선 인터페이스(2200)가 MIMO 기술을 이용한 동작 모드로 스위칭하도록 통보한다. 반면에, 무선 인터페이스(2100)는 Bluetooth 기술에 기초하여 기존 통신을 유지한다. 명령에 따라, 각각의 모듈들은 그들 자신의 스위치 프로시져를 병렬로 수행할 수 있다. 채널 모듈 스위칭 수단(2430)은 기준 채널 - 모바일 통신 채널 0(무선 인터페이스 2003)로부터 모든 필요한 파라미터들을 얻고, 이들을 무선 인터페이스(2200)에 제공하여, 안테나(2250) 및 RF 모듈들(2240)이 모바일 통신 동작 주파수 대역에서 동작할 수 있고, A/D 및 D/A 변환기(2230)에게 그들의 기저대역 샘플 클럭으로서 모바일 통신 클럭(2320)의 클럭 신호를 제공할 수 있다. 스위치 프로시져를 통해, 데이터 채널 스위칭 수 단(2420)은, 무선 인터페이스(2200) 내의 A/D 및 D/A 변환기(2230)가, 무선 인터페이스(2200) 내의 WLAN 기저대역 프로세서(2110)가 아닌 무선 인터페이스(2300) 내의 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310)과 데이터를 교환하도록 유발한다. 동시에, 데이터 채널 스위칭 수단(2420)은, A/D 및 D/A 변환기(2130)와 무선 인터페이스(2100) 내의 Bluetooth 기저대역 프로세서(2110) 사이에서 데이터 교환을 유지한다. 이런 식으로, 무선 인터페이스(2200)는 무선 인터페이스(2300)(즉, 무선 모바일 통신 채널 0)와 더불어 MIMO 모드에서의 모바일 통신에 대한 모바일 통신 채널 1로서 역할하고, 무선 인터페이스(2100)는 Bluetooth 무선 기술에 기초한 데이터 통신에 대한 Bluetooth 인터페이스로서 역할한다. 스위칭 통보 유닛(2410)으로부터의 스위치 통보의 수신시에, 어레이 요소 스위칭 모듈(2413)은, MIMO 신호의 처리시에 요구되는 알고리즘, 예를 들어, 공간 필터(2311) 및 신호 분석 모듈(2312)에서 사용되는 대응하는 알고리즘을, 안테나 어레이 내의 어레이 요소들의 갯수가 2인 상황에 적합화된 알고리즘으로 스위칭한다. 다운링크 방향에서, 모바일 통신 채널 0 및 1로부터의 신호는 조절-보정 모듈(2414)에 의해 조절되는 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310)에 입력되고, 그 다음, 공간 필터(2311)에 입력되며, 후속해서, 수신된 멀티-채널 공간 멀티플렉싱 신호가 기저대역 처리되는 신호 분석 모듈(2312)에 입력된다. 그 다음, 결과의 데이터는 멀티미디어 프리젠테이션과 같은 후속 응용을 위해 애플리케이션 프로세서(2000)에 전송된다. Bluetooth 통신 채널로부터의 신호는 Bluetooth 기저대역 프로세서(2110)에 의해 처리된 다음, 후속 처리를 위해 애플리케이션 프로세서(2000)에 입력된다. 업링크 방향에서, 전송될 모 바일 통신 데이터는 기저대역 신호를 형성하기 위해 애플리케이션 프로세서(2000)에 의해 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310)에 전송된다. 차례로, 이 기저대역 신호는, 안테나 어레이를 통해 MIMO 모드로 모바일 통신 채널 0, 및 1 상에서 전송된다. 그리고, 전송될 Bluetooth 데이터는 Bluetooth 기저대역 신호를 형성하기 위해 애플리케이션 프로세서(2000)에 의해 Bluetooth 기저대역 프로세서(2210)에 전송된다. 차례로, 이 기저대역 신호는 Bluetoth 채널에서 전송된다.

도 2에 도시된 실시예가 상세히 기술되었고, 그 2개의 전형적인 동작 상태들은 도 3 및 4를 참조하여 기술되었다. 도 2에 도시된 실시예는 현재의 멀티모드 통신 단말기의 아키텍쳐에 기초하여 안테나 어레이를 인에이블하는 멀티모드 통신 단말기에 대한 해결책을 제공한다. 이와 같은 해결책은 추가 또는 기존 무선 인터페이스의 변경없이 단순히 기존 단말기에 채널 스위치를 제공함으로써 스위치 프로시져를 통해 MIMO 통신 모드를 지원할 수 있다. 이 해결책의 잇점은, 제조자가 새로운 MIMO 모드의 확장 기능을 얻기 위해 기존 단말기를 직접 수정하여, 설계 및 제조 비용을 절약할 수 있다는 것이다.

도 2에 도시된 실시예를 기존의 제품과 호환되는 천이 해결책으로서 이용하는 것이 유익하다. 그러나, 궁극의 해결책을 위해, 본 발명에 따라 멀티모드 통신 단말기에 대해 통일화된 아키텍쳐가 바람직하다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 어레이를 인에이블하는 멀티모드 통신 단말기의 예시적 구성을 도시한다. 본 발명의 이 실시예에 따른 멀티모드 통신 단말기는 안테나 어레이 모드 및 기타 다양한 무선 애플리케이션에 대한 보다 융통성있는 RF 해결책을 제공한다. 도 2와 비교해 볼 때, 도 5에 도시된 바와 같은 멀티모드 통신 단말기(500)는 더 통일되고 최적화된 구성을 가진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 멀티모드 통신 단말기(500)는, 모바일 통신 프로토콜 E3G/B3G/4G, WLAN 프로토콜 및 Bluetooth 프로토콜을 포함한, 예를 들어, 3개의 프로토콜을 지원(즉, 3개의 통신 모드를 지원)할 수 있다. 멀티모드 통신 단말기(500)에는, 애플리케이션 프로세서(5000)와 데이터를 교환하기 위해, 각각의 프로토콜에 따라 통신함으로써 대응하는 프로토콜에 따른 데이터 통신을 수행하기 위한 특별한 인터페이스 대신에 통일된 무선 인터페이스(5100)가 제공된다. 통일된 무선 인터페이스(5100)는 범용 디지털 기저대역 프로세서(5110) 및 (안테나, RF 처리 모듈, 클럭, 및 A/D 및 D/A 변환기 등을 포함한) 3개 세트의 채널 모듈을 포함한다.

디지털 기저대역 프로세서(5110)는, 이들 3개의 통신 프로토콜에 대해 이용되는 기저대역 프로세서들, 즉 E3G/B3G/4G 기저대역 처리 모듈(5113), WLAN 기저대역 처리 모듈(5114) 및 Bluetooth 기저대역 처리 모듈(5115)을 병합한다. 모바일 통신 프로토콜 E3G/B3G/4G에 기초한 통신 동안에, 소정의 조건하에서, 단말기는 MIMO 동작 모드에서 동작할, 즉, 안테나 어레이를 이용하여 데이터를 송수신할 필요성이 있다. 따라서, 도 2에 도시된 모바일 통신 기저대역 프로세서(2310)와 같이, 범용 디지털 기저대역 프로세서(5110)는, MIMO 공간 멀티플렉싱 신호를 처리하는 이용되는 공간 필터(5111), 및 신호 분석 모듈(5112)를 더 포함한다. 게다가, 범용 디지털 기저대역 프로세서(5110)는 또한 이하에서 개시되는 바와 같은, 채널 스위치 층의 기능들 중 일부를 실행하기 위해 사용된다.

3개 세트의 채널 모듈들 각각은 안테나, RF 처리 모듈, 클럭 뿐만 아니라 A/D 및 D/A 변환기를 포함한다. 양호하게는, 채널 모듈들의 각각의 세트 내의 대응하는 컴포넌트들은 동일하거나 유사한 구성 및 특성을 가질 수 있다. 이것은 채널 모듈들의 설계 및 제조의 통일화를 용이하게 하여, 채널 모듈들의 배열을 최적화하고 단말기 상에서의 그 면적을 저감시킨다. 게다가, 이것은 구성, 처리, 및 기타 양태에서 각각의 채널들의 특성차이를 축소시키고, 정상적 효율적으로 MIMO 모드에서 멀티모드 통신 모드(500)이 동작할 수 있도록 도울 수 있다.

멀티모드 통신 단말기(500)는 단말기의 동작 상태(모드)를 스위칭하기 위해 사용되는 채널 스위치층을 더 포함한다. 이 실시예에서, 멀티모드 통신 단말기(500)가 채널 스위치 층(5400)에 의해 완전히 제어되는 동작 모드의 선택. 스위치 프로시져를 통해, 채널 스위치 층(5400)은 임의의 채널을 3개의 프로토콜 중 임의의 하나에 따라 동작하도록 구성할 수 있다. 채널 스위치 층(5400)은, 스위치 통보 유닛(5410), 데이터 채널 스위칭 수단(5420), 채널 모듈 스위칭 수단(5430), 어레이 요소 스위칭 모듈(5413), 및 선택사항적 조절-보정 모듈(5414)을 포함한다.

도 2에 도시된 실시예에서의 스위치 통보 유닛(2410)과 마찬가지로, 스위치 통보 유닛(5410)은 애플리케이션 프로세서(5000) 또는 멀티모드 통신 단말기(500) 내의 또 다른 제어 프로세서에 존재하는 기능 모듈로서 구현될 수 있다. 스위치 통보 유닛(5410)은 채널 스위치 층(5400) 상의 다른 모듈들에게 명령을 내려, 이들에게 스위칭할 상태를 통보한다. 마찬가지로, 스위치 통보 유닛(5410)은 소정의 미리결정된 규칙(들)에 기초하여 현재로서 최적의 스위치 정책을 선택하도록 구성될 수 있다. 이러한 미리결정된 규칙들로는, 스위칭될 무선 인터페이스들의 갯수를 선택하는 방법, 어떤 무선 인터페이스 또는 무선 인터페이스들이 스위칭될 것인지를 결정하는 방법등이 포함된다. 이 실시예에서, 멀티모드 통신 단말기(500)의 동작 상태는, 채널 모듈 그 자체에 의해 제한되지 않고, 채널 스위치 층(5400)에 의한 스위치를 통해 결정된다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 스위치 통보 유닛(5410)이 기초하고 있는 최적의 스위치 정책은 도 2에 도시된 실시예의 것과는 다소 상이하다. 그러나, 당업자라면, 발명적 기술을 시행하지 않고도 상기 정책을 본 실시예에 적합하게 조절 및 변경할 수 있다.

도 2에 도시된 채널 모듈 스위칭 수단(2430)과 같이, 채널 모듈 스위칭 수단(5430)은, 스위치 통보 유닛(5410)으로부터 내려진 스위치 명령에 따라 기준 채널(즉, 무선 인터페이스)의 채널 파라미터들을 추출하고, 스위칭될 무선 인터페이스(들)을 추출된 파라미터들로 구성한다. 이 실시예에서, 채널 모듈 스위칭 수단(5430)은, 임의의 채널을 기준 채널로서 이용하고 원하는 파라미터들을 추출하거나 이들로부터 (제어 신호와 같은) 대응하는 신호를 얻을 수 있다. 수신된 스위치 통보에 따라, 채널 모듈 스위칭 수단(5430)은, 스위치 프로시져를 수행하기 위해 얻어진 파라미터들 또는 대응하는 신호를 이용함으로써 임의 채널의 모듈들을 구성할 수 있다. 이 실시예에 더 융통성있는 스위치 프로시져가 달성된다는 것을 이해하여야 한다.

도 2에 도시된 데이터 채널 스위칭 수단(2420)과 같이, 데이터 채널 스위칭 수단(5420)은, 대응하는 기저대역 처리 모듈을 이용함으로써 대응하는 기저대역 데이터를 처리하도록, A/D 및 D/A 변환기로부터의 및/또는 이들로의 기저대역 데이터를 스위칭하는데 이용된다. 이 실시예에서는 통일된 무선 인터페이스 아키텍쳐가 채택되기 때문에, 양호하게는, 데이터 채널 스위칭 수단(5420)은 유니버설 디지털 기저대역 프로세서(5110) 상에 존재하는 기능 모듈로서 구현될 수 있다. 이런 식으로, 모든 A/D 및 D/A 변환기들은 유니버설 디지털 기저대역 프로세서(5110)와 직접 기저대역 데이터를 교환할 수 있다. 그 다음, 기저대역 데이터의 소프트 라우팅은 채널 스위칭 수단(5420)에 의해 수행된다. 예를 들어, 3개의 채널이 MIMO 상태의 모바일 통신 모드에서 동작할 때, 데이터 채널 스위칭 수단(5420)은, 3개의 채널로부터, E3G/B3G/4G 기저대역 처리 모듈(5113)에 접속되어 있는 공간 필터(5111) 및 신호 분석기(5112)를 포함하는 단일 데이터 처리 채널로 기저대역 신호를 스위칭한다. 데이터 채널 스위칭 수단(5420)은 멀티모드 통신 단말기(500)의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 5에 도시된 실시예에 따르면, 채널 스위치층(5400)은, 기지대역 데이터에 대한 적당한 기저대역 처리 모듈을 선택하는데 있어서 데이터 채널 스위칭 수단(5420)을 보조하는데 이용되는 무선 프로토콜 스위칭 수단(5440)을 더 포함한다. 멀티모드 통신 단말기(500)가 하이브리드 모드에서 동작하는 경우(예를 들어, 모바일 통신 모드와 Bluetooth 모드의 하이브리드 모드에서 동작), 무선 프로토콜 스위칭 수단(5440)을 구성하는 것이 유익하다. 무선 프로토콜 스위칭 수단(5440)은 유니버설 디지털 기저대역 프로세서(5110)에 존재하는 기능 모듈로서 구현될 수 있으 며, 그 기능은 멀티모드 통신 단말기(500)의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

어레이 요소 스위칭 모듈(5413) 및 선택사항적 조절-보정 모듈(5414)의 기능 및 이용은 도 2에 도시된 어레이 요소 스위칭 모듈(2413) 및 선택사항적 조절-보정 모듈(2414)와 유사하며, 그 세부사항은 생략될 것이다.

당업자라면 도 5에 도시된 멀티모드 통신 단말기(500)의 구성에 대해 다양한 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 각각의 샘플 클럭은 무선 애플리케이션의 기저대역 샘플 레이트와 고정적으로 연관되기 때문에, 보다 융통성있는 채널 분포를 달성하기 위해, 각각의 클럭 신호는, 샘플 클럭에 의해 제공되는 것 대신에, 채널 모듈 스위칭 수단(5430)에 의해 대응하는 A/D 및 D/A 변환기에 발송(dispatch)될 수 있다. 물론, 이와 같은 수정은 채널 모듈 스위칭 수단(5430)의 배열이 그에 따라 변경될 것을 요구한다.

도 6은 동작 상태를 개략적으로 도시하고 있는데, 여기서, 도 5에 도시된 멀티모드 통신 단말이 MIMO 기술을 이용하는 통신 모드에서 동작하고 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 스위치 통보 유닛(5410)은 채널 스위칭 층(5400)상의 모든 모듈들에게 스위치 명령을 내려, 모든 채널들에게 MIMO 기술을 이용하는 동작 모드로 스위칭할 것을 통보한다. 이 명령에 따라, 각각의 모듈들은 그들 자신의 스위칭 프로시져를 병렬로 수행한다. 채널 모듈 스위칭 수단(5430)은 기준 채널(임의의 채널이 기준 채널로서 이용될 수 있으며, 여기서는 모바일 통신 채널 0인 것으로 가정한다)로부터 모든 필요한 파라미터들을 획득하고, 안테나(5150, 5160) 및 RF 모듈(5140, 5240)들이 모바일 통신 동작 주파수 대역에서 동작하도록 이들 얻어진 파라미터들을 이용하여 채널 1 및 채널 2를 구성하며, A/D 및 D/A 변환기들(5130, 5230, 및 5330)에게 그들의 기저대역 샘플 클럭으로서 모바일 통신 클럭(5320)의 클럭 신호를 제공한다. 다운링크 방향에서, 데이터 채널 스위칭 수단(5420)은, 모바일 통신 MIMO 데이터를, 3개의 무선 채널로부터, 조절-보정 모듈(5414), 공간 필터(5111) 및 신호 분석기(5112)를 포함하는 신호 데이터 처리 채널로 스위칭한다. 스위치 통보 유닛(5410)으로부터의 스위치 통보의 수신시에, 어레이 요소 스위칭 모듈(5413)은, MIMO 신호 처리에 요구되는 알고리즘, 예를들어, 공간 필터(5311) 및 신호 분석 모듈(5312)에서 사용되는 대응하는 알고리즘을, 안테나 어레이의 어레이 요소들의 갯수가 3인 상황에 적합화된 알고리즘으로 스위칭한다. 스위치 통보 유닛(5410)으로부터의 스위치 통보에 따라, 무선 프로토콜 스위칭 수단(5440)은 입력된 모바일 통신 데이터를 대응하는 E3G/B3G/4G 기저대역 처리 모듈(5113)으로 피딩한다. 모듈(5113)은 처리된 데이터를 후속된 응용을 위해 애플리케이션 프로세서(5000)에 전송한다. 업링크 방향에서의 데이터 흐름 및 데이터 처리는 다운링크 방향에서의 것과 유사하므로, 그 설명은 생략된다.

도 7은, 도 5에 도시된 멀티모드 통신 단말기가 MIMO 기술을 이용하는 통신 모드 및 또 다른 모드에서 동시에 동작하는 동작 상태를 개략적으로 도시하고 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 스위치 통보 유닛(5410)은 채널 스위치 층(5400) 상의 모든 모듈들에게 스위치 명령을 내려, 채널 2는 Bluetooth 기술에 기초하여 원래의 통신 모드를 유지하는 한편, 채널 0 및 1은 MIMO 기술을 이용하는 동작 모 드로 스위칭할 것을 통보한다. 이 명령에 따라, 각각의 모듈은 그들 자신의 스위치 프로시져를 병렬로 수행한다. 채널 모듈 스위칭 수단(5430)은 기준 채널(임의의 채널이 기준 채널로서 이용될 수 있으며, 여기서는 모바일 통신 채널 0인 것으로 가정한다)로부터 모든 필요한 파라미터들을 획득하고, 안테나(5250) 및 RF 모듈(5240)들이 모바일 통신 동작 주파수 대역에서 동작하도록 이들 얻어진 파라미터들을 이용하여 채널 1을 구성하며, A/D 및 D/A 변환기들(5230, 및 5330)에게 그들의 기저대역 샘플 클럭으로서 모바일 통신 클럭(5320)의 클럭 신호를 제공한다. 채널 모듈 스위칭 수단(5430)은 안테나(5150) 및 RF 모듈(5140)이 Bluetooth 프로토콜 동작 주파수 대역에서 동작하도록 유발하며, A/D 및 D/A 변환기(5310)에게 그 기저대역 샘플 클럭으로서 Bluetooth 클럭(5120)의 클럭 신호를 제공한다. 다운링크 방향에서, 데이터 채널 스위칭 수단(5420)은, 모바일 통신 MIMO 데이터를, 채널 0 및 1로부터, 조절-보정 모듈(5414), 공간 필터(5111) 및 신호 분석기(5112)를 포함하는 신호 데이터 처리 채널로 스위칭한다. 그리고, 데이터 채널 스위칭 수단(5420)은 Bluetooth 기저대역 신호를 RF 채널(2)로부터 무선 프로토콜 스위칭 수단(5440)으로 직접 스위칭한다. 스위치 통보 유닛(5410)으로부터의 스위치 통보의 수신시에, 어레이 요소 스위칭 모듈(5413)은, MIMO 신호 처리에 요구되는 알고리즘, 예를들어, 공간 필터(5311) 및 신호 분석 모듈(5312)에서 사용되는 대응하는 알고리즘을, 안테나 어레이의 어레이 요소들의 갯수 n이 2인 상황에 적합화된 알고리즘으로 스위칭한다. 스위치 통보 유닛(5410)으로부터의 스위치 통보에 따라, 무선 프로토콜 스위칭 수단(5440)은 입력된 모바일 통신 데이터를 대응하는 E3G/B3G/4G 기저대역 처리 모듈(5113)으로 피딩한다. 무선 통신 스위칭 수단(5440)은 입력된 Bluetooth 데이터를 대응하는 Bluetooth 기저대역 처리 모듈(5115)로 피딩한다. 그 다음, E3G/B3G/4G 기저대역 처리 모듈(5113) 및 Bluetooth 기저대역 처리 모듈(5115)은 처리된 데이터(모바일 통신 데이터 및 Bluetooth 데이터 양자 모두)를 후속된 응용을 위해 애플리케이션 프로세서(5000)에 전송한다. 업링크 방향에서의 데이터 흐름 및 데이터 처리는 다운링크 방향에서의 것과 유사하므로, 그 설명은 생략된다.

도 8은 본 발명의 양호한 실시예에 따라 멀티모드 통신 단말기상에서의 스위치를 통해 MIMO 동작 모드를 인에이블하는 방법의 흐름도를 도시한다.

도 S800에서, 본 발명에 따른 멀티모드 통신 단말은 스위치 프로시져와 더불어 시작한다. 스위치 프로시져는 스위치가 필요할 때(예를 들어, QoS에 의해 요구되거나, 사용자에 의해 지정될 때) 개시되면, 현재의 무선 인터페이스는 일부 스위치 조건을 만족한다. 이전의 설명에 따라, 스위치 프로시져가 개시될지의 여부는 멀티모드 통신 단말기에 구현된 스위치 정책과 연관되어 있다. 임의의 수정 및 변형이 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

단계 S801에서, 본 발명에 따른 멀티모드 통신 단말기의 채널 스위치 층상의 각각의 스위치 모듈은 스위치를 대비하라고 통보받는다. 멀티모드 통신 단말기의 특정한 구현예에 따라, 이 통보는 단순한 스위치 신호이거나, 스위칭할 동작 상태를 가리키는 명령, 또는 스위치와 연관된 기타의 파라미터 정보를 포함하는 복합 명령일 수 있다. 여기서, 이 통보는 각각의 스위치 모듈에게 비-MIMO 동작 모드 (예를 들어, 무선 인터페이스들(RF 채널)가 Bluetooth 모드, WLAN 모드 및 모바일 통신 모드에서 각각 동작하고 있다고 가정)로부터 안테나 어레이를 이용한 MIMO 동작 모드(예를 들어, 도 3, 4, 또는 도 6, 7에 도시된 상태)로 스위치할 것으로 가리킨다고 가정하자.

한 양태에서, 채널 모듈들의 스위치가 스위치 프로시져에서 수행된다. 단계 S802에서, 채널을 스위칭하는데 요구되는 파라미터들은 기준 채널로부터 추출된다. 멀티모드 통신 단말기 내의 채널 컴포넌트들에 의해 채택된 구체적인 스위치 메커니즘에 따라, 이들 파라미터들은, RF 중심 주파수, IF 주파수, 대역폭, 기저대역 샘플 레이트 등을 포함한, 스위칭할 무선 애플리케이션에 의해 채택된 RF 캐릭터들의 구체적 파라미터들이거나, 또는 단순한 (명령을 포함한) 스위치 신호일 수 있다. 특히, 각각의 MIMO 채널이 스위치 프로시져 이후에 완전한 동기 클럭과 더불어 동작한다는 것을 보장하기 위해, 기준 채널의 샘플 클럭이 추출될 필요가 있다.

단계 S803에서, 획득된 파라미터를 이용하여 스위칭될 채널 모듈이 구성된다. 특정한 채널 모듈들의 하드웨어 구성에 따라, 채널 모듈을 파라미터들로 구성하는 절차는 이 단계에서 상이할 수 있다. 예를 들어, 원하는 동작 모드로 스위칭할 것을 가리키기 위해 제어 신호가 RF 모듈에게 전송될 수 있다; 또는 그 동작 모드를 전환하기 위해 특정한 파라미터 값들이 RF 모듈의 지정된 입력에 전달될 수 있다. 특히, 각각의 MIMO 채널들이 스위치 프로시져 이후에 완전 동기화된 클럭과 더불어 동작할 수 있다는 것을 보장하기 위해 기준 채널로부터 추출된 샘플 클럭이 채널에 제공될 필요가 있다.

그 다음, 이 스위치 프로시져에서 데이터 채널들의 스위치가 수행된다. 단계 S804에서, 스위칭하고자하는 동작 모드에 적합한 데이터 채널을 셋업하기 위해 데이터 채널들이 스위칭된다. 예를 들어, 현재의 예에서, 비-MIMO 동작 모드(예를 들어, 무선 인터페이스들이 Bluetooth 모드, WLAN 모드 및 모바일 통신 모드에서 각각 동작하고 있다고 가정)로부터 안테나 어레이를 이용한 MIMO 동작 모드(예를 들어, 도 3, 4, 또는 도 6, 7에 도시된 상태)로 스위칭하는 동안에, MIMO 동작 모드로 스위칭할 채널들과, MIMO 동작 모드의 공간 멀티플렉싱 신호를 처리하기 위한 각각의 모듈들 사이에서 데이터 채널이 확립되어야 한다.

스위치 프로시져에서, 대응하는 알고리즘의 스위치가 추가로 수행될 수 있다. 선택사항인 단계 S805에서, 스위칭하고자하는 안테나 어레이 상태에 적합한, 공간 멀티플렉싱 신호를 처리하기 위한 알고리즘이 선택된다. 예를 들어, 도 3 또는 6에 도시된 안테나 어레이를 이용한 비-MIMO 동작 모드로부터 MIMO 동작 모드로의 스위칭 동안에는, 안테나 어레이 요소들의 갯수가 3인 상황에 적합한 공간 멀티플렉싱 신호를 처리하기 위한 알고리즘이 선택되고; 도 4 또는 7에 도시된 안테나 어레이를 이용한 비-MIMO 동작 모드로부터 MIMO 동작 모드로의 스위칭 동안에는, 안테나 어레이 요소들의 갯수가 2인 상황에 적합한 공간 멀티플렉싱 신호를 처리하기 위한 알고리즘이 선택된다. 일부 예에서, 스위치 프로시져의 또 다른 양태의 선택사항적 단계 S805는 생략될 수 있다는 것을 이해하여야 한다(이 단계는 멀티모드 통신 단말기가 고정된 갯수의 안테나 어레이 요소를 이용한 MIMO 모드로 스위칭하도록 구성된 경우에는 필요하지 않다). 단계 S805가 없는 이 예는, 멀티모드 통 신 단말기에 의해 수행되는 멀티모드 선택의 융통성을 저감시키기 때문에 바람직하지는 않지만, 본 발명의 대안적 실시예가 될 수 있다.

프로시져는 단계 S806에 종료한다.

도 8에 도시된 예에서, 이 스위치 프로시져의 각각의 양태들이 병렬로 수행된다. 스위치의 각각의 양태들은 도 9에 도시된 바와 같이 직렬로 수행되거나(도 9에 도시된 각 단계들의 설명은 도 8에 도시된 것과 유사하므로, 여기서는 생략한다), 직렬과 병렬의 조합으로 수행된다(여기서는 미도시). 이것은 멀티모드 통신 단말기에서 채택된 특정한 회로 설계에 의존하며, 그에 따라 스위치 프로시져 동안의 다양한 신호들간의 정합에 의존한다. 따라서, 당업자라면, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서라면, 본 발명의 특정한 구현으로서 임의 순서의 임의의 스위치 프로시져가 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 멀티모드 통신 단말기에서 스위치를 통해 MIMO 동작 모드를 인에이블하는 방법은 기타 추가 단계(들)을 포함할 수 있다. 실시예에서, (단계 S804에서) 데이터 채널을 스위칭하는 단계는, 기저대역 데이터를 획득하기 위해 기저대역 데이터를 제공하기 위해 기저대역 처리 모듈을 선택하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

도 8의 흐름도 및 그 대응하는 설명은, 본 발명에 따른 멀티모드 통신 단말기가 비-MIMO 동작 모드로부터 MIMO 동작 모드로 스위칭하는 전형적인 스위치 프로시져를 개시하고 있다. 그러나, 본 발명에 따른 멀티모드 통신 단말기가 비-MIMO 동작 모드로부터 MIMO 동작 모드로 스위칭하는 스위치 프로시져는 도 8에 도시된 프로시져에 관하여 역전된 스위치 프로시져와 유사하다. 비-MIMO 동작 모드로부터 MIMO 동작 모드로의 스위칭의 스위치 프로시져는 당업자에게 공지된 프로시져와 유사한 프로시져로서 구현될 수 있다. 또한, (필요한 경우) MIMO 동작 모드로부터 또 다른 MIMO 동작 모드로의 스위칭의 스위치 프로시져는 도 8에 도시된 흐름도와 유사하며, 각각의 단계들의 특정한 구현을 적응적으로 조절함으로써 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기술되었지만, 당업자라면 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형을 만들 수 있을 것이다.