KR20240090257A - Mimo 간섭 소거 - Google Patents

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KR20240090257A
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레오 로플린
존 엘. 헤인
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포어프런트 알에프 엘티디
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Abstract

다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트는, 제1 및 제2 송신 신호들을 수신하고, 제1 및 제2 송신 신호들의 합을 출력하고, 제1 및 제2 송신 신호들의 차를 출력하도록 연결된 송신 하이브리드 회로, 출력 합을 수신하도록 연결된 제1 안테나; 출력 차를 수신하도록 연결된 제2 안테나; 제1 및 제2 안테나들로부터 신호들을 수신하고, 제1 및 제2 안테나들로부터의 신호들의 합을 출력하고, 제1 및 제2 안테나 신호들의 차를 출력하도록 연결된 수신 하이브리드 회로; 제1 송신 신호를 수신하도록 연결되고, 제1 송신 경로로 인한 간섭을 보상하도록 구성된 제1 소거 회로; 제2 송신 신호를 수신하도록 연결되고, 제2 송신 경로로 인한 간섭을 보상하도록 구성된 제2 소거 회로를 포함하고, 여기서 : 수신 하이브리드 회로의 합 출력 및 제1 소거 회로의 출력이 결합되어 제1 수신 신호를 생성하고; 그리고 수신 하이브리드 회로의 차 출력 및 제2 소거 회로의 출력이 결합되어 제2 수신 신호를 생성한다.

Description

MIMO 간섭 소거
본 발명은 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트들에서 수신 경로들과 송신 경로들 사이의 간섭을 억제하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 모바일 기술과 같은 RF(radio frequency) 기술에서 MIMO의 구현에 관한 것이다(그러나 배타적이진 않음).
무선 통신 장비의 특징은 다중 입력 다중 출력(MIMO)으로서 알려진 다중 안테나들을 사용하여 동시에 무선 신호들을 송신 및 수신하는 능력이다. MIMO는 다중 경로 전파를 활용하기 위해 다수의 송신 및 수신 안테나들을 사용하여 라디오 링크의 용량을 배가(multiplying)시키기 위한 방법이다.
MIMO 어레인지먼트에서 무선 신호들을 동시에 송신 및 수신하는 것은, 각각의 송신기로부터 송신된 상대적으로 높은 전력의 신호가 각각의 수신기에 커플링되며 여기서 이는 수신되기를 원하는 상대적으로 낮은 전력의 신호를 모호하게 하는 간섭 신호를 제공할 수 있는 문제로 이어진다. 따라서, 다중 안테나들에서의 송신이 있을 때 성공적인 수신을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 수신기에서 또는 그 앞에서 간섭을 억제하기 위해 MIMO 어레인지먼트가 일반적으로 요구된다.
도 1을 참조하면, 각각 제1 및 제2 안테나들(101 및 102)을 사용하여 제1 및 제2 송신 신호들(Tx1 및 Tx2)을 송신하고 제1 및 제2 수신 신호들(Rx1 및 Rx2)을 수신하기 위한 2개의 안테나들을 포함하는 예시적인 MIMO 어레인지먼트가 예시된다. 제1 순환기(121)는 제1 안테나(101)에 연결되고, 제1 송신 신호(Tx1)를 수신하고, 제1 수신 신호(Rx1)를 출력한다. 제2 순환기(122)는 제2 안테나(102)에 연결되고, 제2 송신 신호(Tx2)를 수신하고, 제2 수신 신호(Rx2)를 출력한다.
이 예시적인 MIMO 어레인지먼트에서, 송신 경로들로부터 순환기를 통한 수신 경로들까지의 4개의 간섭 경로들: 제1 송신 신호(Tx1) 경로로부터 제1 수신 신호(Rx1) 경로까지 화살표(1711)로 표시된 경로; 제1 송신 신호(Tx1) 경로로부터 제2 수신 신호(Rx2) 경로까지 화살표(1712)로 표시된 경로; 제2 송신 신호(Tx2) 경로로부터 제2 수신 신호(Rx2) 경로까지 화살표(1722)로 표시된 경로; 및 제2 송신 신호(Tx2) 경로로부터 제1 수신 신호(Rx1) 경로까지 화살표(1721)로 표시된 경로가 있다.
이러한 간섭을 최소화하기 위해, 소거기들이 제공될 수 있다. 제1 및 제2 순환기들(121 및 122) 각각의 출력은 개개의 결합기(141 및 142)에 연결되고, 그 후 결합기들(141 및 142) 각각은 부가적으로 소거기들 중 2개의 출력들을 수신한다.
소거기(1611)는 제1 송신 신호 경로(Tx1)와 제1 결합기(141) 사이에 연결되고, 소거기(1612)는 제1 송신 신호 경로(Tx1)와 제2 결합기(142) 사이에 연결되고, 소거기(1622)는 제2 송신 신호 경로(Tx2)와 제2 결합기(142) 사이에 연결되고, 소거기(1621)는 제2 송신 신호 경로(Tx2)와 제1 결합기(141) 사이에 연결된다.
따라서 각각의 간섭 경로를 보상하기 위해 소거기가 제공된다. 일반적으로, 간섭 경로들의 수는 송신 채널들의 수와 수신 채널들의 수의 곱이다. 따라서 일반적으로, 요구된 소거 회로들의 수는 송신기들의 수와 수신기들의 수를 곱과 동일하다. 따라서 n-스테이지 MIMO에 요구되는 소거기들의 수는 n2이다.
본 발명의 목적은 MIMO 어레인지먼트에서 수신 경로와 송신 사이의 간섭을 억제하기 위한 개선된 기술을 제공하는 것이다.
다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트가 제공되며, 이는: 제1 및 제2 송신 신호들을 수신하고, 제1 및 제2 송신 신호들의 합을 출력하고, 제1 및 제2 송신 신호들의 차를 출력하도록 연결된 송신 하이브리드 회로, 출력 합을 수신하도록 연결된 제1 안테나; 출력 차를 수신하도록 연결된 제2 안테나; 제1 및 제2 안테나들로부터 신호들을 수신하고, 제1 및 제2 안테나들로부터의 신호들의 합을 출력하고, 제1 및 제2 안테나 신호들의 차를 출력하도록 연결된 수신 하이브리드 회로; 제1 송신 신호를 수신하도록 연결되고, 제1 송신 경로로 인한 간섭을 보상하도록 구성된 제1 소거 회로; 제2 송신 신호를 수신하도록 연결되고, 제2 송신 경로로 인한 간섭을 보상하도록 구성된 제2 소거 회로를 포함하고, 여기서 : 수신 하이브리드 회로의 합 출력 및 제1 소거 회로의 출력이 결합되어 제1 수신 신호를 생성하고; 그리고 수신 하이브리드 회로의 차 출력 및 제2 소거 회로의 출력이 결합되어 제2 수신 신호를 생성한다.
제1 소거기는 제1 송신 경로로부터 발생하는(이에 기인하는) 제1 수신기 경로에서의 간섭을 소거할 수 있다. 제2 소거기는 제2 송신 경로로부터 발생하는(이에 기인하는) 제2 수신기 경로에서의 간섭을 소거할 수 있다. 이는 개개의 소거기의 전달 함수가 제1 또는 제2 송신 경로로부터 제1 또는 제2 수신기 경로로의 전달 함수의 역일 때 달성될 수 있다. 송신 경로는 송신 하이브리드 회로에 대한 입력일 수 있고, 수신 경로는 수신 하이브리드 회로의 출력일 수 있다.
각각의 소거기는 2개의 안테나들 사이의 신호들의 교차 커플링으로 인해 발생하는(이에 기인하는) 자기 간섭 커플링 구성요소들을 보상할 수 있다.
각각의 소거 경로의 전달 함수는 안테나 교차 커플링의 임의의 보상을 포함하여, 자기 간섭 경로의 역 전달 함수를 가질 수 있다. 각각의 소거기의 튜닝 가능한 회로들에서 보상이 제공될 수 있다.
제1 및 제2 소거기 회로들 각각은 위상 인버터를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 결합기는 수신 하이브리드 회로의 개개의 출력을 소거기 회로의 역 출력과 결합한다.
제1 및 제2 소거기 회로들 각각은 개개의 제1 및 제2 안테나의 임피던스를 각각 매칭하기 위한 부 소거기 회로를 포함할 수 있다.
MIMO 안테나 어레인지먼트는 송신 하이브리드 회로의 합 출력과 제1 안테나 사이에 연결된 제1 송신 필터; 송신 하이브리드 회로의 차 출력과 제2 안테나 사이에 연결된 제2 송신 필터; 제1 안테나와 수신 하이브리드 회로 사이에 연결된 제1 수신 필터; 및 제2 안테나와 수신 하이브리드 회로 사이에 연결된 제2 수신 필터를 더 포함할 수 있다.
송신 하이브리드 회로는 송신 하이브리드 회로의 합 출력을 필터링하기 위한 제1 송신 필터; 송신 하이브리드 회로의 차 출력을 필터링하기 위한 제2 송신 필터를 포함할 수 있고; 수신 하이브리드 회로는 제1 안테나 신호를 필터링하기 위한 제1 수신 필터; 및 제2 안테나 신호를 필터링하기 위한 제2 수신 필터를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 송신 필터들 및 제1 및 제2 수신기 필터들은 가변 필터들일 수 있다.
제1 소거 회로는 제1 송신 신호를 수신하도록 연결된 제1 소거 수신 필터; 및 제1 소거 수신 필터로부터 신호를 수신하도록 연결된 제1 소거 송신 필터를 포함할 수 있다.
제2 소거 회로는 제1 송신 신호를 수신하도록 연결된 제2 소거 수신 필터; 및 제2 소거 수신 필터로부터 신호를 수신하도록 연결된 제2 소거 송신 필터를 포함할 수 있다.
제1 소거 회로는 1800 위상 시프트 회로를 포함할 수 있다. 제2 소거 회로는 1800 위상 시프트 회로를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 소거 송신 필터들 및 제1 및 제2 소거 수신 필터들은 가변 필터들일 수 있다.
제1 송신 필터는 제1 소거 송신 필터와 매칭할 수 있고, 제2 송신 필터는 제2 소거 송신 필터와 매칭할 수 있고, 제1 수신 필터는 제1 소거 수신 필터와 매칭할 수 있고, 제2 수신 필터는 제2 소거 수신 필터와 매칭할 수 있다.
각각의 소거 회로는 개개의 소거 송신 및 소거 수신 필터들 사이에 연결된 부 소거기를 포함할 수 있다. 각각의 부 소거기 회로는 가변 임피던스 회로일 수 있다. 부 소거기 회로는 개개의 제1 또는 제2 안테나의 임피던스와 매칭하도록 조정 가능할 수 있다. 각각의 부 소거기 회로는 개개의 송신 경로에서의 간섭을 보상하도록 조정 가능해질 수 있다.
MIMO 안테나 어레인지먼트는 제1 안테나, 송신 하이브리드 회로의 합 출력, 및 수신 하이브리드 회로에 대한 입력을 연결하는 제1 순환기; 및 제2 안테나, 송신 하이브리드 회로의 차 출력, 및 수신 하이브리드 회로에 대한 입력을 연결하는 제2 순환기를 더 포함할 수 있다.
MIMO 안테나 어레인지먼트는 제1 송신 신호를 제공하기 위한 제1 전력 증폭기; 및 제2 송신 신호를 제공하기 위한 제2 전력 증폭기를 더 포함할 수 있다.
MIMO 안테나 어레인지먼트는 제1 수신기 신호를 수신하기 위한 제1 저잡음 증폭기; 및 제2 수신기 신호를 수신하기 위한 제2 저잡음 증폭기를 더 포함할 수 있다.
다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트에서 송신 및 수신하는 방법이 제공되며, 이 방법은, 제1 및 제2 송신 신호들을 수신하는 단계; 제1 및 제2 송신 신호들의 합을 제1 안테나로 출력하는 단계; 제1 및 제2 송신 신호들의 차를 제2 안테나로 출력하는 단계; 제1 및 제2 수신 경로들에서 제1 및 제2 안테나들로부터 제1 및 제2 신호들을 수신하는 단계; 제1 및 제2 안테나들로부터 수신된 신호들의 합을 출력하는 단계; 제1 및 제2 안테나 신호들로부터 수신된 신호들의 차를 출력하는 단계; 제1 송신 신호로 인해 제1 수신 경로에서의 간섭을 결정하는 단계; 제2 송신 신호로 인해 제2 수신 경로에서의 간섭을 결정하는 단계; 제1 수신된 신호를 생성하기 위해, 제1 및 제2 안테나들로부터 수신된 신호들의 합 출력 및 제1 송신 신호로 인해 제1 수신 경로에서의 결정된 간섭의 역을 결합하는 단계; 및 제2 수신된 신호를 생성하기 위해, 제1 및 제2 안테나들로부터 수신된 신호들의 차 출력 및 제2 송신 신호로 인해 제2 수신 경로에서의 결정된 간섭의 역을 결합하는 단계를 포함한다.
개개의 제1 및 제2 송신 신호들로 인해 제1 및 제2 수신 경로들에서의 임피던스를 결정하는 단계는 개개의 제1 및 제2 안테나들의 임피던스를 각각 매칭시키는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 제1 필터링 단계에서, 제1 안테나 이전의 합 출력을 필터링하는 단계; 제2 필터링 단계에서, 제2 안테나 이전의 차 출력을 필터링하는 단계; 제2 필터링 단계에서, 제1 안테나로부터 수신된 신호를 필터링하는 단계; 및 제4 필터링 단계에서, 제2 안테나로부터 수신된 신호를 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 송신 신호로 인해 제1 수신 경로에서의 간섭을 결정하는 단계는 제1 및 제3 필터링 단계들과 동등한 필터링 단계를 제1 송신 신호에 적용하는 단계를 포함할 수 있고, 제2 송신 신호로 인해 제2 수신 경로에서의 간섭을 결정하는 단계는 제2 및 제4 필터링 단계들과 동등한 필터링 단계들을 제2 송신 신호에 적용하는 단계를 포함한다.
방법은 제1 송신 신호로 인해 제1 수신 경로 및 제2 송신 신호로 인해 제2 수신 경로에서의 결정된 간섭들 각각에, 또는 수신 경로 내 신호들 각각에 대한 1800 위상 시프트 회로를 더 포함할 수 있다.
회로 또는 회로의 임의의 부분을 제공하기 위한 방법이 제공될 수 있다.
회로의 임의의 부분을 제어하기 위한 방법이 제공될 수 있다.
프로세서 상에서 실행될 때 방법의 임의의 부분을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 제공될 수 있다.
그러한 코드를 저장하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품이 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 비-일시적 제품일 수 있다.
이제 본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 설명된다:
도 1은 송신 측과 수신 측 사이의 간섭의 소거를 위한 회로들을 포함하는 2-안테나 MIMO 어레인지먼트의 예시적인 선행 기술 구현을 예시한다.
도 2는 2-안테나 MIMO 어레인지먼트의 예시적인 구현을 예시한다.
도 3은 존재하는 간섭의 설명을 위해 도 2의 구현을 개략적으로 예시하며, 이 간섭은 그 후 도 3의 예시적인 구현에 의해 해소된다.
도 4는 송신 측과 수신 측 사이의 간섭의 소거를 위한 회로들을 포함하는 개선된 2-안테나 MIMO 어레인지먼트의 예시적인 구현을 예시한다.
도 5는 송신 측과 수신 측 사이의 간섭의 소거를 위한 회로들을 포함하는 개선된 2-안테나 MIMO 어레인지먼트의 대안적인 예시적 구현을 예시한다.
도 6은 송신 측과 수신 측 사이의 간섭의 소거를 위한 회로들의 예시적인 구현을 포함하는 개선된 2-안테나 MIMO 어레인지먼트의 대안적인 예시적인 구현을 예시한다.
도 7은 송신 측과 수신 측 사이의 간섭의 소거를 위한 회로들의 예시적인 구현을 포함하는 개선된 2-안테나 MIMO 어레인지먼트의 대안적인 예시적인 구현을 예시한다.
도 8은 도 7의 어레인지먼트에 사용될 수 있는 예시적인 필터/하이브리드 네트워크를 예시한다.
이제 본 발명은 예들 및 실시예들을 참조하여 설명된다.
2개의 안테나들을 갖는 2-스테이지 MIMO 어레인지먼트의 예들이 제시된다. 일반적으로, 설명된 기술들은 n개의 안테나들을 갖는 n-스테이지 MIMO 어레인지먼트에 적용 가능하다.
설명된 장치의 예시적이지만 비-제한적인 구현은 RF 디바이스의 프론트 엔드 이를테면, 모바일 폰과 같은 모바일 RF 디바이스에 있다.
도 2를 참조하면, 제1 및 제2 안테나들(101 및 102)을 포함하는 MIMO 어레인지먼트가 예시된다. 제1 및 제2 안테나들(101, 102)은 각각, 송신 경로들 상에서 개개의 안테나들로 신호들을 송신하고, 개개의 안테나들로부터 수신 경로들 상에서 신호들을 각각 수신한다.
도 2의 MIMO 어레인지먼트는 부가적으로, 송신 측 상에서, 제1 송신 경로 내 제1 전력 증폭기(201) 및 제2 송신 경로 내 제2 전력 증폭기(202)를 포함하며, 각각은 송신될 개개의 신호를 수신하고 1800 송신 하이브리드 회로(22)의 입력들에 대한 개개의 송신 신호(Tx1 및 Tx2)를 생성하도록 연결된다. 따라서 송신 경로 상의 각각의 송신 신호는 단일 1800 하이브리드 회로에 대한 입력으로 제공된다.
1800 송신 하이브리드 회로는 합 출력(23) 및 차 출력(25)을 갖는다. 합 출력(23)은 제1 송신 필터(241)의 입력에 연결되며, 이는 차례로, 제1 안테나(101)에 연결된 출력을 갖는다. 차 출력(25)은 제2 송신 필터(242)의 입력에 연결되며, 이는 차례로, 제2 안테나(102)에 연결된 출력을 갖는다.
하이브리드 회로(22)의 합 출력(23)에서의 신호는 2개의 송신 경로들로부터 수신된 2개의 신호들의 합이다. 하이브리드 회로(22)의 차 출력(25)에서의 신호는 2개의 송신 경로들로부터 수신된 2개의 신호들의 차이이다.
도 2의 MIMO 어레인지먼트는 부가적으로, 수신 측 상에 제1 수신 필터(261) 및 제2 수신 필터(262)를 포함하며, 각각은 제1 및 제2 안테나들(101 및 102)로부터 신호들을 수신하도록 각각 연결된다. 각각의 수신 필터(261 및 262)는 개개의 안테나들(101 및 102)로부터 수신된 신호를 1800 수신 하이브리드 회로(28)에 제공하도록 연결된다. 따라서 안테나에서 수신된 각각의 신호는 단일 1800 수신 하이브리드 회로에 대한 입력으로 제공된다.
1800 수신 하이브리드 회로(28)는 합 출력(29) 및 차 출력(31)을 갖는다. 합 출력(29)은 신호(Rx1)를 제1 저잡음 증폭기(301)의 입력에 제공한다. 차 출력(31)은 신호(Rx2)를 제2 저잡음 증폭기(302)의 입력에 제공한다.
하이브리드 회로(28)의 합 출력(29)에서의 신호는 2개의 안테나들로부터 수신된 2개의 신호들의 합이다. 하이브리드 회로(28)의 차 출력(31)에서의 신호는 2개의 안테나들로부터 수신된 2개의 신호들의 차이이다.
저잡음 증폭기들은 각각 개개의 수신 경로 상에 신호를 제공한다.
통상적으로, 송신 필터들 둘 모두는 동일한(송신) 주파수로 튜닝되고 2개의 송신 신호들(Tx1 및 Tx2) 둘 모두는 동일한 주파수에 있다. 수신 필터들 둘 모두는 통상적으로 동일한(수신) 주파수로 튜닝되며 수신 신호들(Rx1 및 Rx2) 둘 모두는 동일한 주파수에서 수신된다. 안테나들(101 및 102)은 송신 및 수신 대역들 둘 모두를 커버하는 동작 대역폭을 갖는다.
전력 증폭기들 및 저잡음 증폭기들은 간섭을 소거하기 위한 MIMO 어레인지먼트들의 구현에 필수적인 것은 아니지만, 통상적인 현재 MIMO 구현들에는 포함된다.
하이브리드 회로들(22 및 28)의 구현은 합 및 차 신호들을 생성하기 위한 임의의 알려진 회로들 이를테면, 하이브리드 변압기 또는 래트-레이스 커플러(rat-race coupler)일 수 있다. 하이브리드 회로들(22 및 28)에 의해 적용되는 임의의 위상 시프트는 구현 의존적일 것이다. 예컨대:
- 일 구현에서, 합은 Tx1(900) + Tx2(900)일 수 있고 차는 Tx1(900) + Tx2(2700)일 수 있다.
- 일 구현에서, 합은 Tx1(00) + Tx2(00)일 수 있고 차는 Tx1(00) + Tx2(1800)일 수 있다.
실제로, 송신 라인들의 길이들 등으로 인해 임의적 위상이 추가될 수 있다. 이는 합 및 차 관계들이 보존되도록 두 부분들 사이가 동일다면 체계에 영향을 미치지 않을 것이다.
도 2의 MIMO 어레인지먼트의 경우, 위에서 설명된 간섭의 소거가 도 1의 종래 기술 구현의 소거기 회로 요건에 대한 필요성 없이 달성된다.
도 2의 예시적인 어레인지먼트에서 발생하는 간섭에 대한 설명은 도 3을 참조하여 아래 논의에서 제시된다. 도 3의 요소들이 도 2의 요소들에 대응하는 경우, 유사한 참조 번호들이 사용된다.
도 3을 참조하면, 제1 및 제2 송신 필터들(241 및 242)은 각각 A 및 C로서 표시되고, 제1 및 제2 수신 필터들(261 및 262)은 각각 B 및 D로 표시된다. 표기들(A, B, C 및 D)은 개개의 필터의 필터 전달 함수를 표시한다.
X로 표시된 블록(21)은 송신/수신 필터들의 두 세트들 사이의 교차 커플링 채널을 표현한다. 이는 2개의 안테나들(101 및 102) 사이의 교차 커플링의 효과를 모델링한다. 2개의 안테나들(101 및 102)은 예시의 용이함을 위해 도 4에 도시되지 않고, 안테나들에 의해 수신된 임의의 신호들은 다음 예(이는 수신기에 도달하는 송신 신호 구성요소들의 소거를 예시하기 위한 것임)에서는 고려되지 않는다. 따라서 블록(21)은 제1 송신 필터(241) 및 수신 필터(261)의 접합부와 제2 송신 필터(242) 및 수신 필터(262)의 접합부 사이에 연결된 것으로 도시된다.
송신 하이브리드 회로(22)의 합 출력(23)에서의 경로 내 신호는 다음과 같다:
송신 하이브리드 회로(22)의 차 출력(25)에서의 경로 내 신호는 다음과 같다:
다음 분석에서, 필터들(241, 242, 261, 262)을 통한 감쇠는 간섭 경로 측정들을 예시하는 데 사용된다. 그러나 일반적으로, 분석은 구현에 따라 필요에 따라 임의의 회로를 고려할 수 있다. 감쇠에 기초한 평가는 필터들이 수동 회로들인 것으로 제한하지만, 어떠한 일반적인 제한도 적용되지 않으며, 이는 예를 제공하기 위한 특유의 구현일 뿐이다. 필터들은 수동 및/또는 능동 회로들일 수 있다.
제1 송신 필터(241)를 통한 감쇠 A, 필터(242)를 통한 감쇠 C 및 교차 안테나 연결을 통한 X의 결과로서, 제1 송신 필터(241)의 출력에서의 경로 내 신호는 다음과 같다:
제2 송신 필터(242)를 통한 감쇠 C, 필터(241)를 통한 감쇠 A 및 교차 안테나 연결을 통한 X의 결과로서, 제2 송신 필터(242)의 출력에서의 경로 내 신호는 다음과 같다:
제1 수신 필터(261)를 통한 감쇠 B의 결과로서, 제1 수신 필터(261)의 출력에서의 경로 내 신호는 다음과 같다:
제2 수신 필터(262)를 통한 감쇠 D의 결과로서, 제2 수신 필터(262)의 출력에서의 경로 내 신호는 다음과 같다:
수신 하이브리드 회로(28)에 진입하고 이를 떠나는 신호들을 고려하면, 제1 수신 신호(Rx1) 및 제2 수신 신호들(Rx2)에 대한 표현들은 다음과 같이 도출될 수 있다:
제1 수신 신호(Rx1)에 대해:
필터 튜닝을 사용하여, A는 C와 동일하게 세팅되고 B는 D와 동일하게 세팅되고, 이에 따라 AB = AD = CB = CD이다. 따라서 BA 및 DC의 감산들은 서로 상쇄되고, DAX 및 BCX의 감산들은 서로 상쇄되어 Tx2의 항들을 제거한다. 그러므로:
그리고, AB = CD = CB = AD이므로, 이는 다음과 같이 더욱 단순화된다:
그리고 이에 따라, Tx1 입력으로부터 Rx1 출력으로의 전달 함수는 다음과 같다:
수학식 1
도 2의 예시적인 어레인지먼트에서, 제1 수신기 경로(Rx1)에서의 간섭은 Tx2가 아닌 송신기 경로(Tx1)로부터의 신호들에만 의존한다는 것을 알 수 있다. 제1 송신 경로의 신호에만 제1 수신기 경로의 간섭이 의존하는 것은 하이브리드 회로들의 결과이다. 하이브리드 회로들의 사용은 제2 송신 경로(Tx2)로부터의 간섭을 소거된다.
따라서 소거기는 제1 송신 경로로부터의 간섭만을 보상하기 위해 제1 송신 경로(Tx1)와 제1 수신기 경로(Rx1) 사이에만 구현될 수 있다. 이 소거기는 송신 신호(Tx1)로부터 발생하는 제1 수신기 경로에서의 간섭을 소거하고 이에 따라 제1 수신 경로 내 간섭을 감소시키거나 제거하도록 세팅된다. 이는 소거기의 전달 함수가 수학식 2의 역위상 값일 때 달성될 수 있다.
제2 수신 신호(Rx2)에 대해:
필터 튜닝을 사용하여, A는 C와 동일하게 세팅되고 B는 D와 동일하게 세팅되고, 이에 따라 AB = AD = CB = CD이다. 따라서 BA 및 DC의 감산들은 서로 상쇄되고, DAX 및 BCX의 감산들이 빼기는 서로 상쇄되어 Tx1의 항들을 제거한다. 그러므로:
그리고, AB = CD = CB = AD이므로, 이는 다음과 같이 더욱 단순화된다:
그리고 이에 따라, Tx2 입력으로부터 Rx2 출력으로의 전달 함수는 다음과 같다:
수학식 2
도 2의 예시적인 어레인지먼트에서, 제2 수신기 경로(Rx2)에서의 간섭은 제1 송신기 경로(Tx1)가 아닌 제2 송신기 경로(Tx2)로부터의 신호들에만 의존한다는 것을 알 수 있다. 하이브리드 송신 회로의 사용은 제1 송신 경로(Tx1)로부터의 간섭을 소거한다.
따라서 제2 소거기는 제2 송신 경로(Tx2)와 제2 수신 경로(Rx2) 사이에만 구현되어 제2 송신 경로로부터의 간섭만을 보상할 수 있다. 이 제2 소거기는 송신 신호(Tx2)로부터 발생하는 제2 수신기 경로에서의 간섭을 소거하고 이에 따라 제2 수신 경로 내 간섭을 감소시키거나 제거하도록 세팅된다. 이는 제2 소거기의 전달 함수가 수학식 2의 역위상 값일 때 달성될 수 있다.
송신 하이브리드 회로(22)의 액션은 안테나들(101 및 102)에서 송신된 신호들 중 둘 모두가 송신 신호들(Tx1 및 Tx2) 둘 모두에 의존하지만, 신호들(Tx1 및 Tx2)을 적절히 제어함으로써 안테나들(101 및 102)로부터 송신된 신호들을 독립적으로 제어하는 것이 여전히 가능하다. 예컨대, 신호들(Y 및 Z)이 각각 안테나들(101 및 102)에서 송신되는 경우, 이는 및 를 세팅함으로써 달성될 수 있다.
이 경우에, 송신 하이브리드 회로(22)의 합 출력(23)에서의 경로 내 신호는 다음과 같다:
마찬가지로, 및 로 세팅하는 것은 송신 하이브리드 회로(22)의 차 출력(25)에서의 경로 내 신호가 다음과 같다는 것을 의미한다:
따라서, 송신 하이브리드 회로(22)에 구현된 가산 및 감산 동작들에도 불구하고, 안테나들로부터 송신된 신호들은 특정 MIMO 송신에 요구될 수 있는 바와 같이 여전히 독립적으로 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이는 안테나들(101 및 102) 중 어느 하나가 송신을 위해 사용되고 남은 하나의 안테나는 송신하지 않는 것을 가능하게 할 수 있다. 따라서 일부 실시예들은 또한 단일 안테나 및 MIMO 동작 모드들 둘 모두에서 동작하는 능력을 갖는 MIMO 어레인지먼트 제공할 수 있다. 위의 예와 유사한 방식으로, 각각의 안테나(101 및 102)에서 수신된 신호들은 요구되는 경우 수신 신호들(Rx1 및 Rx2)의 합 및 차를 프로세싱함으로써 복원될 수 있다.
도 4는 안테나 송신 경로들과 안테나 수신 경로들 사이의 간섭을 소거하기 위해 소거기 회로를 포함하는, 도 2에 따른 MIMO 어레인지먼트의 구현을 예시한다. 도 4의 요소들이 도 2의 요소들에 대응하는 경우, 유사한 참조 번호들이 사용된다.
도 4의 MIMO 어레인지먼트는 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이 간섭의 결정에 따라 간섭을 소거하기 위해 소거기 회로들을 도입한다.
도 4와 도 2를 비교하면, 제1 및 제2 소거기 회로들(381 및 382)이 추가되고, 제1 및 제2 결합기들(401 및 402)이 추가된다.
제1 소거기 회로(381)는 전력 증폭기(201)의 송신 신호(Tx1) 출력에 연결된 입력을 갖는다. 제1 결합기(401)는 1800 수신 하이브리드 회로(28)의 합 출력(29)을 수신하도록 연결되고, 합 출력(29)을 소거기 회로(381)의 출력과 결합하여 입력에서의 수신 신호(Rx1)를 저잡음 증폭기(301)에 제공한다.
제2 소거기 회로(382)는 전력 증폭기(202)의 출력에서 송신 신호(Tx2)에 연결된 입력을 갖는다. 제2 결합기(402)는 1800 수신 하이브리드 회로(28)의 차 출력(31)을 연결하도록 추가되고, 차 출력(31)을 소거기 회로(382)의 출력과 결합하여 입력에서의 수신 신호(Rx2)를 저잡음 증폭기(302)에 제공한다.
도 4의 어레인지먼트를 도 1의 어레인지먼트와 비교하면, MIMO 어레인지먼트에서 각각의 안테나마다 하나의 소거기 회로가 요구되어서, 요구된 소거기 회로들의 수가 안테나들의 수의 제곱인 도 1의 어레인지먼트와과 달리, 요구된 소거기 회로들의 수는 안테나의 수에 매핑된다는 것을 알 수 있다.
일반적으로 각각의 소거기 회로(381 및 382)는 하이브리드 회로(28)의 출력 및 개개의 경로에 간섭의 역을 주입한다. 소거기(381)는 수학식 1의 역을 구현하고, 소거기(382)는 수학식 2의 역을 구현한다.
일부 실시예들에서, 소거기 회로들(381 및 382)은 튜닝 가능 및/또는 고정된 회로 구성요소들(예컨대, 저항기들, 커패시터들, 인덕터들, 변압기들, 송신 라인들 및/또는 다른 구성요소들)을 갖춘 수동 회로 네트워크일 수 있으며, 이 구성요소들은 상기 네트워크들의 주파수 응답(즉, 전달 함수)이 조정되어서, 관심 주파수 대역 또는 대역들(예컨대, 송신 및/또는 수신 주파수 대역)에 걸쳐 수신 하이브리드(28)의 각각의 출력들(29 및 31)에서 자기 간섭 신호의 역위상 사본들인 소거 신호가 생성되는 것을 가능하게 한다. 개개의 소거기들(381 및 382) 내의 튜닝 가능한 구성요소들은 개개의 수신 경로들 내 개개의 송신 경로들로부터의 간섭이 개개의 결합기들(401 및 402)에서 소거되도록 소거기들의 전달 함수들이 조정 및/또는 튜닝되는 것을 가능하게 한다.
부가적인 회로(특히 1800 하이브리드 회로들(22 및 28))이 요구되지만, 요구된 전체 회로는 도 1과 같은 어레인지먼트에서 요구된 것보다 적다.
도 5는 도 4의 간섭 소거 기술들에 따른 MIMO 어레인지먼트의 대안적인 구현을 예시한다. 도 5의 요소들이 도 4의 요소들에 대응하는 경우, 유사한 참조 번호들이 사용된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 송신 필터들(241, 242)과 제1 및 제2 수신 필터들(261, 262)은 제1 및 제2 순환기들(501 및 502)에 의해 대체된다.
제1 순환기(501)는 안테나(101)에 연결되고, 1800 송신 하이브리드 회로(22)의 합 출력을 수신하고, 1800 수신 하이브리드 회로(28)에 입력을 제공한다.
제2 순환기(502)는 안테나(102)에 연결되고, 1800 송신 하이브리드 회로(22)의 차 출력을 수신하고, 1800 수신 하이브리드 회로(28)에 입력을 제공한다.
도 5의 소거기 회로들(381 및 382)은 도 4를 참조하여 설명된 것과 동일한 수단을 통해 동일한 기능을 수행할 수 있다.
도 2와 관련하여 관찰된 바와 같이, 송신 필터들은 동일한 송신 주파수로 튜닝되고, 수신 필터들은 동일한 수신 주파수로 튜닝된다. 순환기들이 송신 및 수신 필터들을 대체하는 도 5의 어레인지먼트에서, 각각의 원형은 동일한 주파수 상에서 동시에 송신 및 수신하는 데 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 4의 소거기들의 예시적인 구현이 예시된다. 도 6의 요소들이 도 4의 요소들에 대응하는 경우, 유사한 참조 번호들이 사용된다.
도 6에 도시된 소거기 구현들은 위에서 언급된 바와 같이 수학식 1 및 수학식 2의 요건들의 구현에 기초한다.
도 6의 예시적인 구현에서, 제1 및 제2 결합기들(401 및 402)은 단순히 개개의 결합기들(401 및 402)에 대한/이들부터의 3개의 신호들의 연결 지점들(701 및 702)로서 구현된다.
제1 및 제2 송신 필터들(241 및 242) 및 제1 및 제2 수신 필터들(261 및 262)은 바람직하게는 튜닝 가능한 필터들로서 구현된다. 이들은 임의의 구현에서 튜닝 가능한 필터들로서 구현될 수 있다.
소거기(381)는 입력이 제1 전력 증폭기(201)의 출력에 연결되어 있는 제1 소거기 수신 필터(601), 입력이 제1 소거기 수신 필터(601)의 출력에 연결되어 있는 제1 소거기 송신 필터(621), 제1 소거기 수신 필터(621)의 출력과 결합기 연결 지점(701) 사이에 연결된 1800 위상 시프터(641), 및 제1 소거기 송신 및 제1 소거기 수신 필터들(601 및 621) 사이에 연결된 부 소거기 회로(661)를 포함한다.
소거기(382)는 입력이 제2 전력 증폭기(202)의 출력에 연결되어 있는 제2 소거기 수신 필터(602), 입력이 제2 소거기 수신 필터(602)의 출력에 연결되어 있는 제2 소거기 송신 필터(622), 제2 소거기 수신 필터(621)의 출력과 결합기 연결 지점(702) 사이에 연결된 1800 위상 시프터(642), 및 제2 소거기 송신 및 제2 소거기 수신 필터들(602 및 622) 사이에 연결된 부 소거기 회로(662)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 부 소거기 회로들(661 및 662)은, 소거기들(381 및 382) 내에 포함된 튜닝 가능한 필터들과 함께, 소거기들(381 및 382)의 주파수 응답이 튜닝되어 주파수 관심 대역 또는 대역들(예컨대, 송신 및/또는 수신 주파수 대역)에 걸쳐 수신 하이브리드(28)의 출력들(29 및 31) 각각에서 자기 간섭 신호들의 역위상 사본인 소거 신호들이 소거기 출력들에서 생성될 수 있기 위해 네트워크의 주파수 응답이 조정되는 것을 가능하게 하도록 튜닝 가능 및/또는 고정된 회로 구성요소를 갖춘 수동 네트워크일 수 있다. 소거기들(381 및 382)은 바람직하게는, 안테나들(101 및 102) 사이의 신호들의 교차 커플링으로부터 발생하는 자기 간섭 커플링 구성요소들을 보상할 수 있다(위 수학식들에서 표기 X로 표시됨).
일부 실시예들에서, 송신 필터들(241, 242, 621 및 622)은 동일한 설계의 회로들일 수 있고, 동일한 중심 주파수들 및 전달 함수들을 갖도록 튜닝될 수 있으며, 수신 필터들(261, 262, 601 및 602)은 동일한 설계의 회로들일 수 있고, 동일한 중심 주파수들 및 전달 함수들을 갖도록 튜닝될 수 있다. 이러한 실시예에서, 전력 증폭기(201)의 출력과 연결 지점(701) 사이의 소거 회로(381)의 합계 전달 함수는 전력 증폭기(201)의 출력과 연결 지점(701) 사이의 하이브리드 회로(22), 필터(241), 안테나(101), 필터(261) 및 하이브리드(29)를 포함하는 회로의 합계 전달 함수와 비교하여 크기가 동일하고 위상이 반대일 수 있다.
필터들(621 및 241)은 표기 A에 의해 표시된 동일한 전달 함수들을 갖고 필터들(601 및 261)은 (위의 도 3에서 사용된 것과 동일한 표기를 사용하여) 표기 B에 의해 표시된 동일한 전달 함수를 가지며, 1800 위상 시프트로 인한 신호 역에 주목하면, 소거기(381)의 합계 전달 함수는 -BLA로 기록될 수 있으며, 여기서 표기 L은 부 소거기 회로(661)의 전달 함수를 나타낸다. 부 소거기 회로(661)가 L=(1+X)를 제공하도록 튜닝되는 경우, 소거기(381)의 전달 함수는 수학식 1의 역인 _-BA(1+X)이고 그리하여 연결 지점(701)에서 소거를 달성한다.
마찬가지로, 필터들(622 및 242)은 표기 A에 의해 표시된 동일한 전달 함수들을 갖고 필터들(602 및 262)은 표기 B에 의해 표시된 동일한 전달 함수를 가지며, 1800 위상 시프트로 인한 신호 역에 주목하면, 소거기(382)의 합계 전달 함수(aggregate transfer function)는 -BPA로 기록될 수 있으며, 여기서 표기 L은 부 소거기 회로(662)의 전달 함수를 나타낸다. 부 소거기 회로(662)가 P=(1-X)를 제공하도록 튜닝되는 경우, 소거기(382)의 전달 함수는 수학식 2의 역인 _-BA(1-X)이고 그리하여 연결 지점(702)에서 소거를 달성한다.
다른 실시예들에서, 필터들(622 및 242)은 상이한 설계들 및/또는 전달 함수들을 가질 수 있고, 필터들(602 및 262)은 상이한 설계들 및/또는 전달 함수들을 가질 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 제조 불완전성들로 인해 하이브리드 접합부들(22 및 28)에 의해 적용되는 부가적인 손실 및/또는 위상 시프트가 있을 수 있다. 그러나, 이러한 실시예들에서, 자기 간섭의 소거는 소거기들(381 및 382)의 전달 함수가 각각 Tx1과 Rx1 사이 그리고 Tx2와 Rx2 사이의 자기 간섭 커플링 채널들의 역이 되도록 소거기들(381 및 382)을 포함하는 부 소거기들 및 필터들을 튜닝함으로써 여전히 달성될 수 있다.
송신 및 수신기 필터들의 순서는 바람직하게는, 소거기 경로에서 교환(swap)된다. 이는 선형 시스템이므로, 합계 전달 함수는 동일하다. 필터들은 바람직하게는, 소거기가 송신 및 수신 포트들을 로딩하지 않도록 교환된다. 예컨대, 전력 증폭기들(201 및 202)의 출력을 고려하면, 회로 내 이 지점에서, (송신기 에너지 효율성을 이유로) 송신 주파수의 전력 대부분이 하이브리드 회로로 전달되고(그리고 안테나들로부터 송신됨) 최소한의 송신 전력이 소거 회로로 전달되는 것이 바람직하다. 이는 예시적인 설계에서 발생하는데, 왜냐하면 수신기 필터는 송신 주파수(수신기 필터의 정지 대역에 있음)에서 최소한의 에너지만을 전달하기 때문이다. 마찬가지로, 수신 하이브리드(28)의 출력은 저잡음 증폭기 및 또한, 소거기에 연결되며 ― 여기서 수신 주파수의 모든 에너지가 소거기 출력이 아닌 저잡음 증폭기로 전달되는 것이 바람직하다. 이는 여기서 송신 필터 ― 이는 수신 주파수에서 최소한의 에너지를 전달할 것임 ― 를 사용하여 달성된다.
본 예는, 필터들(621, 622, 241 및 242)의 전달 함수들이 동일한 전달 함수를 갖고, 필터(601, 602, 261 및 262)기 동일한 전달 함수들을 갖고, 부 소거기 네트워크들(661 및 662)이 안테나 교차 커플링을 보상하도록 튜닝된다는 것을 가정한다. 다른 실시예들에서, 필터들(601, 602)은 필터들(261 및 262)에 대해 상이한 전달 함수들을 나타낼 수 있고; 필터들(621, 622)은 필터들(241 및 242)에 대해 상이한 전달 함수를 나타낼 수 있고; 부 소거기 회로들(621, 622)은 또한 개개의 신호 접합부들(701 및 702)에서 자기 간섭 신호들의 소거를 제공하는 데 요구될 수 있는 바와 같은 상이한 전달 함수를 제공하도록 튜닝될 수 있다. 일반적으로, 바람직한 요건은, 요구될 수 있는 바와 같은 안테나 교차 커플링에 대한 임의의 보상을 포함하여, 소거 경로가 자기 간섭 경로에 비해 역 전달 함수를 갖는다는 것이다. 이러한 보상은 개개의 소거기들(381 및 382)을 포함하는 튜닝 가능한 회로들 중 임의의 것에서 발생할 수 있다.
이는 예시적인 구현이라는 것이 주의되어야 한다. 도 5에 도시된 것과 같은 어레인지먼트에서, 송신 및 수신 필터들이 존재하지 않는다. 일반적으로, 수신 경로에서 안테나로부터 수신된 각각의 신호를 결합하여 대응하는 송신 경로로부터의 간섭을 소거하기 위해 소거기 회로가 제공된다.
도 7의 예시적인 어레인지먼트에서, 소거기들(381 및 382)은 각각 1800 위상 시프트 회로(641 및 642)를 포함하는 것으로 도시된다. 이 위상 시프트 회로는 도시된 바와 같이 개개의 소거기 회로의 일부로 간주될 수 있거나, 소거기 회로와 별개이지만 소거 경로에 위치된 회로로서 제공될 수 있다. 대안적으로, 이 180° 위상 시프트는 예컨대, 하이브리드 회로(28)의 합 또는 차 출력에서 수신 경로에 제공될 수 있다. 대안적으로, 이 1800 위상 시프트는 시스템 내 다른 곳에서 제공될 수 있고; 당업자들은, 개개의 소거 신호들이 개개의 수신 경로들에서 개개의 간섭 신호들에 역위상으로 결합되어야 한다는 요건만 있고, 이를 달성하기 위해 위상 시프팅이 제공될 수 있는 다양한 포지션들이 회로에 존재한다는 것을 인식할 것이다.
도 7을 참조하면, 도 6의 MIMO의 예시적인 구현이 예시된다. 도 7의 요소들이 도 6의 요소들에 대응하는 경우, 유사한 참조 번호들이 사용된다.
도 7의 예시적인 구현에서, 1800 송신 하이브리드 회로(22)는 1800 송신 하이브리드 회로(72)로 대체되고, 1800 수신 하이브리드 회로(28)는 1800 수신 하이브리드 회로(78)로 대체된다.
도 7의 예시적인 구현에서, 도 6의 제1 및 제2 송신 필터들(241 및 242)은 별개의 필터들로서 제공되지 않지만, 1800 송신 하이브리드 회로(72)는 통합 필터 및 하이브리드 네트워크여서, 도 6의 제1 및 제2 송신 필터들(241 및 242)의 기능은 1800 송신 하이브리드 회로(72)에 통합된다. 통합된 송신 필터들은 바람직하게는 튜닝 가능하다.
도 7의 예시적인 구현에서, 도 6의 제1 및 제2 수신 필터들(241 및 242)은 별개의 필터들로서 제공되지 않지만, 1800 수신 하이브리드 회로(72)는 통합 필터 및 하이브리드 네트워크여서, 도 6의 제1 및 제2 송신 필터들(261 및 262)의 기능은 1800 수신 하이브리드 회로(78)에 통합된다. 통합된 수신 필터들은 바람직하게는 튜닝 가능하다.
그 후, 제1 안테나(101)는 1800 하이브리드 회로(72)의 합 출력 및 1800 하이브리드 회로(78)의 입력에 연결된다. 그 후, 제2 안테나(102)는 1800 하이브리드 회로(72)의 차 출력 및 1800 하이브리드 회로(78)의 입력에 연결된다.
또한 도 7에는 부 소거기 회로들(661 및 662)의 예시적인 구현이 도시되어 있다. 이들 예시적인 구현들은 하이브리드 회로들(72 및 78)의 구현으로 제한되지 않는다. 이 예에서, 부 소거기 회로들(661 및 662)은 하나의 노드가 소거기 수신 및 송신 필터들 사이에 연결되고, 하나의 노드는 접지에 연결되어 있는 개개의 가변 임피던스 회로들(671 및 672)로 구현된다. 이러한 가변 임피던스 회로들은 하나 이상의 고정 및/또는 튜닝 가능한 회로 요소들의 네트워크를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 필터들(621, 622, 241 및 242)이 동일한 전달 함수들을 갖고, 필터들(601, 602, 261 및 262)이 동일한 전달 함수들을 갖고, 안테나들 사이에 교차 커플링이 없는 경우, 임피던스 회로들(671 및 672)이 각각 안테나들(101 및 102)과 동일한 임피던스를 제공하도록 조정되는 것이 바람직할 수 있다. 안테나들(101 및 102) 사이에 신호들의 교차 커플링이 있는 경우, 안테나들 사이의 교차 커플링을 소거하기 위해 튜닝 가능한 임피던스 회로들(671 및 672)의 임피던스들에 대한 추가 조정들을 행하는 것이 바람직할 수 있다. 일반적으로 가변 임피던스 회로들(671 및 672)은 관심 주파수 대역 또는 대역들(예컨대, 송신 및/또는 수신 주파수 대역)에서 개개의 신호 접합부들(701 및 702)에 제공되는 소거의 레벨을 증가시키도록 조정될 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 7에 도시된 것과 같은 통합된 필터 및 하이브리드 네트워크의 예시적인 구현이 예시된다.
이 예에서 통합된 필터 및 하이브리드 네트워크는 2개의 입력 포트들(821 및 824) 및 2개의 출력 포트들(822 및 823)을 갖는 4-포트 네트워크이다. 필터(802)가 포트(821)와 포트(822) 사이에 연결되고, 필터(802)가 포트(822)와 포트(823) 사이에 연결되고, 필터(803)가 포트(823)와 포트(824) 사이에 연결되며, 필터(804) 및 위상 시프터(1800)는 포트(821)와 포트(824) 사이에 직렬로 연결된다. 필터들(801, 802, 803 및/또는 804)은 튜닝 가능할 수 있다.
이 네트워크에서, 포트(821)에 진입하는 신호는 필터링되고 00 위상 시프트로 포트(822)에 커플링되고, 필터링되고 1800 위상 시프트로 포트(824)에 커플링된다. 포트(823)에 진입하는 신호는 필터링되고 00 위상 시프트로 포트들(824 및 822) 둘 모두에 커플링된다. 따라서 포트(824)를 나가는 신호는 필터링이 적용된 포트들(823 및 821)에 진입하는 신호들 사이의 차이가 될 것이고, 포트(822)를 나가는 신호는 필터링이 적용된 포트들(821 및 823)에 진입하는 신호들의 합이 될 것이다.
통합된 튜닝 가능 필터/하이브리드 네트워크들(72 또는 78) 중 어느 하나는 도 8의 어레인지먼트에 따라 구현될 수 있다. 다른 구현들이 사용될 수 있다. 다양한 예들 및 실시예들이 회로들 또는 장치로서 제시되었다. 본 발명은 회로들 또는 장치로 제한되지 않는다. 본 발명은 방법들 또는 프로세스들에 의해 구체화될 수 있다. 방법들 또는 프로세스들은 컴퓨터 프로세싱 기술들을 활용하여 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 위의 예들에서 예시된 프로세서와 같은 프로세서 상에서 실행될 때 적어도 부분적으로 임의의 방법 또는 프로세스를 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 제공될 수 있다. 그러한 컴퓨터 프로그램 코드가 저장된 컴퓨터 프로그램 제품이 제공될 수 있다.
본 발명을 예시하기 위해 다양한 예들 및 실시예들이 제시되었다. 예들 및 실시예들의 양상들은 결합될 수 있다.
본 발명은 다양한 실시예들 및 구현들을 참조하여 설명되었다. 본 발명은 임의의 예의 특정 사항들로 제한되지 않는다. 본 발명에 의해 허여되는 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.

Claims (22)

  1. 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트로서,
    제1 및 제2 송신 신호들을 수신하고, 상기 제1 및 제2 송신 신호들의 합을 출력하고, 상기 제1 및 제2 송신 신호들의 차를 출력하도록 연결된 송신 하이브리드 회로,
    상기 출력 합을 수신하도록 연결된 제1 안테나;
    상기 출력 차를 수신하도록 연결된 제2 안테나;
    상기 제1 및 제2 안테나들로부터 신호들을 수신하고, 상기 제1 및 제2 안테나들로부터의 신호들의 합을 출력하고, 상기 제1 및 제2 안테나 신호들의 차를 출력하도록 연결된 수신 하이브리드 회로;
    상기 제1 송신 신호를 수신하도록 연결되고, 제1 송신 경로로 인한 간섭을 보상하도록 구성된 제1 소거 회로;
    상기 제2 송신 신호를 수신하도록 연결되고, 제2 송신 경로로 인한 간섭을 보상하도록 구성된 제2 소거 회로를 포함하고,
    여기서:
    상기 수신 하이브리드 회로의 합 출력 및 상기 제1 소거 회로의 출력이 결합되어 제1 수신 신호를 생성하고; 그리고
    상기 수신 하이브리드 회로의 차 출력 및 상기 제2 소거 회로의 출력이 결합되어 제2 수신 신호를 생성하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  2. 제1 항에 있어서,
    제1 및 제2 소거기 회로들 각각은 위상 인버터를 포함하고, 제1 및 제2 결합기는 상기 수신 하이브리드 회로의 개개의 출력을 상기 소거기 회로의 역 출력과 결합하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 소거기 회로들 각각은 개개의 제1 및 제2 안테나의 임피던스를 각각 매칭하기 위한 부 소거기 회로를 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 하이브리드 회로의 합 출력과 상기 제1 안테나 사이에 연결된 제1 송신 필터;
    상기 송신 하이브리드 회로의 차 출력과 상기 제2 안테나 사이에 연결된 제2 송신 필터;
    상기 제1 안테나와 상기 수신 하이브리드 회로 사이에 연결된 제1 수신 필터; 및
    상기 제2 안테나와 상기 수신 하이브리드 회로 사이에 연결된 제2 수신 필터를 더 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신 하이브리드 회로는,
    상기 송신 하이브리드 회로의 합 출력을 필터링하기 위한 제1 송신 필터;
    상기 송신 하이브리드 회로의 차 출력을 필터링하기 위한 제2 송신 필터를 포함하고,
    상기 수신 하이브리드 회로는,
    상기 제1 안테나 신호를 필터링하기 위한 제1 수신 필터; 및
    상기 제2 안테나 신호를 필터링하기 위한 제2 수신 필터를 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 송신 필터들 및 상기 제1 및 제2 수신기 필터들은 가변 필터들인,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  7. 제4 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 소거 회로는,
    상기 제1 송신 신호를 수신하도록 연결된 제1 소거 수신 필터; 및
    상기 제1 소거 수신 필터로부터 신호를 수신하도록 연결된 제1 소거 송신 필터를 포함하고,
    상기 제2 소거 회로는,
    상기 제1 송신 신호를 수신하도록 연결된 제2 소거 수신 필터; 및
    상기 제2 소거 수신 필터로부터 신호를 수신하도록 연결된 제2 소거 송신 필터를 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 소거 회로는 1800 위상 시프트 회로를 포함하고, 상기 제2 소거 회로는 1800 위상 시프트 회로를 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  9. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 소거 송신 필터들 및 상기 제1 및 제2 소거 수신 필터들은 가변 필터들인,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  10. 제7 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 송신 필터는 상기 제1 소거 송신 필터와 매칭하고, 상기 제2 송신 필터는 상기 제2 소거 송신 필터와 매칭하고, 상기 제1 수신 필터는 상기 제1 소거 수신 필터와 매칭하고, 상기 제2 수신 필터는 상기 제2 소거 수신 필터와 매칭하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  11. 제7 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 소거 회로는 개개의 소거 송신 및 소거 수신 필터들 사이에 연결된 부 소거기를 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  12. 제11 항에 있어서,
    각각의 부 소거기 회로는 가변 임피던스 네트워크인,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  13. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 부 소거기 회로는 개개의 제1 또는 제2 안테나의 임피던스와 매칭하도록 조정 가능한,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  14. 제11 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 부 소거기 회로는 개개의 송신 경로로부터 개개의 수신 경로에서의 간섭을 보상하도록 조정 가능한,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  15. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 안테나, 상기 송신 하이브리드 회로의 합 출력, 및 상기 수신 하이브리드 회로에 대한 입력을 연결하는 제1 순환기; 및
    상기 제2 안테나, 상기 송신 하이브리드 회로의 차 출력, 및 상기 수신 하이브리드 회로에 대한 입력을 연결하는 제2 순환기를 더 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  16. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 송신 신호를 제공하기 위한 제1 전력 증폭기; 및
    상기 제2 송신 신호를 제공하기 위한 제2 전력 증폭기를 더 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  17. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 수신기 신호를 수신하기 위한 제1 저잡음 증폭기; 및
    상기 제2 수신기 신호를 수신하기 위한 제2 저잡음 증폭기를 더 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트.
  18. 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트에서 송신 및 수신하는 방법으로서,
    제1 및 제2 송신 신호들을 수신하는 단계;
    상기 제1 및 제2 송신 신호들의 합을 제1 안테나로 출력하는 단계;
    상기 제1 및 제2 송신 신호들의 차를 제2 안테나로 출력하는 단계;
    제1 및 제2 수신 경로들에서 상기 제1 및 제2 안테나들로부터 제1 및 제2 신호들을 수신하는 단계;
    상기 제1 및 제2 안테나들로부터 수신된 신호들의 합을 출력하는 단계;
    상기 제1 및 제2 안테나 신호들로부터 수신된 신호들의 차를 출력하는 단계;
    상기 제1 송신 신호로 인해 상기 제1 수신 경로에서의 간섭을 결정하는 단계;
    상기 제2 송신 신호로 인해 상기 제2 수신 경로에서의 간섭을 결정하는 단계;
    제1 수신된 신호를 생성하기 위해, 상기 제1 및 제2 안테나들로부터 수신된 신호들의 합 출력 및 상기 제1 송신 신호로 인해 상기 제1 수신 경로에서의 결정된 간섭의 역을 결합하는 단계; 및
    제2 수신된 신호를 생성하기 위해, 상기 제1 및 제2 안테나들로부터 수신된 신호들의 차 출력 및 상기 제2 송신 신호로 인해 상기 제2 수신 경로에서의 결정된 간섭의 역을 결합하는 단계를 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트에서 송신 및 수신하는 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    개개의 제1 및 제2 송신 신호들로 인해 상기 제1 및 제2 수신 경로들에서의 임피던스를 결정하는 단계는 개개의 제1 및 제2 안테나들의 임피던스를 각각 매칭시키는 단계를 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트에서 송신 및 수신하는 방법.
  20. 제15 항 또는 제16 항에 있어서,
    제1 필터링 단계에서, 상기 제1 안테나 이전의 합 출력을 필터링하는 단계; 제2 필터링 단계에서, 상기 제2 안테나 이전의 차 출력을 필터링하는 단계; 제2 필터링 단계에서, 상기 제1 안테나로부터 수신된 신호를 필터링하는 단계; 및 제4 필터링 단계에서, 상기 제2 안테나로부터 수신된 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트에서 송신 및 수신하는 방법.
  21. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 송신 신호로 인해 상기 제1 수신 경로에서의 간섭을 결정하는 단계는 상기 제1 및 제3 필터링 단계들과 동등한 필터링 단계들을 상기 제1 송신 신호에 적용하는 단계를 포함하고, 상기 제2 송신 신호로 인해 상기 제2 수신 경로에서의 간섭을 결정하는 단계는 상기 제2 및 제4 필터링 단계들과 동등한 필터링 단계들을 상기 제2 송신 신호에 적용하는 단계를 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트에서 송신 및 수신하는 방법.
  22. 제15 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 송신 신호로 인해 상기 제1 수신 경로 및 상기 제2 송신 신호로 인해 상기 제2 수신 경로에서의 결정된 간섭들 각각에, 또는 상기 수신 경로 내 상기 신호들 각각에 대한 1800 위상 시프트 회로를 더 포함하는,
    다중 입력, 다중 출력(MIMO) 안테나 어레인지먼트에서 송신 및 수신하는 방법.
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