KR100671304B1 - 확산 및 칩 반복을 이용하는 기지국, 이동국, 무선 통신 시스템, 및 무선 전송 방법 - Google Patents

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히로유키 아타라시
마모루 사와하시
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Abstract

멀티 셀 환경에서의 주파수 사용 효율을 개선할 수 있는 기지국, 이동국, 무선 통신 시스템, 및 무선 전송 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
기지국에, 이동국이 존재하는 셀의 구성을 나타내는 정보, 셀 내에 존재하고 있는 이동국의 수를 나타내는 정보, 이동국이 필요로 하는 정보 레이트, 트래픽 타입을 나타내는 정보, 이동국의 무선 파라미터의 정보, 전파로 상황을 나타내는 정보, 및 주변 셀로부터의 간섭을 나타내는 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여, 이동국이 사용하는 확산율 및 칩 반복 수를 결정하고, 결정된 확산율 및 칩 반복 수를 제어 정보로 하여 이동국으로 송신하는 제어 정보 결정 수단을 구비함으로써 달성된다.
기지국, 확산, 칩 반복, 위상

Description

확산 및 칩 반복을 이용하는 기지국, 이동국, 무선 통신 시스템, 및 무선 전송 방법{A BASE STATION, A MOBILE STATION, A RADIO COMMUNICATIONS SYSTEM, AND A RADIO TRANSMISSION METHOD USING SPREAD SPECTRUM AND CHIP REPETITION}
도1은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도2는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 이동국의 주요 동작을 나타내는 도이며, (a)는 위상 계열 승산 후의 계열의 생성 과정을 설명하기 위한 설명도, (b)는 이동국이 송신하는 신호의 주파수 스펙트럼의 일례를 설명하기 위한 설명도이다.
도3은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도4는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 칩 반복 팩터의 적용을 설명하기 위한 설명도, (b)는 셀 구성에 기초하여, 칩 반복 팩터를 적용하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트, (c)는 타셀 간섭 전력에 기초하여, 칩 반복 팩터를 적용하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 셀룰러 시스템에서 동일한 제어를 행하는 경우의 설명도, (b)는 복수의 기지국을 단위로 하여 제어를 행하는 경우의 설명도, (c)는 하나의 기지국을 단위로 하여 제어하는 경우의 설명도이다.
도6은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 하나의 섹터를 단위로 하여 제어를 행하는 경우의 설명도, (b)는 하나의 빔을 단위로 하여 제어를 행하는 경우의 설명도이다.
도7은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 칩 반복 팩터의 제어를 행하는 범위를 설명하기 위한 설명도이며, (b)는 칩 반복 팩터의 제어를 행하는 범위를 결정하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도8은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 칩 반복 팩터의 제어를 행하는 범위를 설명하기 위한 설명도이며, (b)는 칩 반복 팩터의 제어를 행하는 범위를 결정하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도9는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a), (b)는 칩 반복 수를 설명하기 위한 설명도이며, (c)는 칩 반복 수를 할당하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도10은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 칩 반복 수를 설명하기 위한 설명도이며, (b)는 칩 반복 수를 할당하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도11은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 칩 반복 수를 설명하기 위한 설명도이며, (b)는 칩 반복 수를 할당하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도12는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도13은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 칩 반복 수를 설명하기 위한 설명도이며, (b)는 칩 반복 수를 할당하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도14는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도15는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 확산율을 설명하기 위한 설명도이며, (b)는 확산율을 결정하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도16은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 확산율을 설명하기 위한 설명도이며, (b)는 확산율을 결정하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도17은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a), (b)는 확산율, 변조 방식, 부호화율을 설명하기 위한 설명도이다.
도18은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도19는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도20은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도21은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 위상 계열을 제어하는 경우의 동작을 나타내는 플로우 차트이며, (b)는 위상 계열의 제어를 설명하기 위한 설명도이다.
도22는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도23은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도24는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도25는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도26은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 이동국의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도27은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하는 설명도이며, (a)는 가드 인터벌 길이의 제어를 설명하기 위한 설명 도이며, (b)는 가드 인터벌 길이를 제어하는 경우의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도28은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 가드 인터벌 길이의 제어를 설명하기 위한 설명도이며, (b)는 가드 인터벌 길이를 제어하는 경우의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도29는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이며, (a)는 가드 인터벌 길이의 제어를 설명하기 위한 설명도이며, (b)는 가드 인터벌 길이를 제어하는 경우의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도30은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도31은, 상향 링크에 송신 타이밍 제어를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우의 종래 기술에 의한 타임 차트를 나타내는 설명도이다.
도32는, 종래의 멀티패스 간섭 캔슬러(INTERFERENCE CANCELLER)의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도33은, 종래의 칩 등화기의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도34는, 종래의 주파수 영역의 등화기의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
*도면의 설명을 위한 부호의 설명*
10, 200 이동국
100 기지국
[비특허문헌 1] H.Atarashi, S.Aebta, and M.Sawahashi, "Broadband packet wire less access appropriate for high-speed and high-capacity throughput", IEEE VTC2001-Spring, pp.566-570. May 2001
[비특허문헌 2] M.Schnell, I.Broek, and U.Sorger, "A promising new wideband multiple-access scheme for future mobile communication systems", European Trans, on Telecommun(ETT), vol.10, no.4, pp.417-427, July/Aug 1999
[비특허문헌 3] Een-Kee Hong, Seung-Hoon Hwang and Keum-Chan Whang, "Synchronous transmission technique for the reverse link in DS-CDMA terrestrial mobile systems", pp. 1632-1635, vol.46, no.11, IEEE Trans. On Commun., Nov., 1999
[비특허문헌 4] Kenichi Higuchi, Akihiro Fujiwara and Mamoru Sawahashi, "Multipath Interference Canceller for High-Speed Packet Transmission With Adaptive Modulation and Coding Scheme in W-CDMA Forward Link, IEEE Selected Area Communications", Vol 20, No.2, Feb. 2002
[비특허문헌 5] A.Klein, "Data detection algorithms specially designed for the downlink of CDMA mobile radio systems", in Proc. IEEE VTC'97, pp. 203-207, May 1997
[비특허문헌 6] D. Falconer, SL Ariyavisitakul, A. Benyamin-Seeyar and B. Eidson, "Frequency domain equalization for single-carrier broadband wireless systems", IEEE Commun. Mag., vol, 40, no. 4, pp.58-66, Apr. 2002
본 발명은, 확산 및 칩 반복을 이용하는 기지국, 이동국, 무선 통신 시스템, 및 무선 전송 방법에 관한 것이다.
IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)의 차세대 이동 통신 방식인 제4세대 이동 통신 방식의 개발이 진행되고 있다. 제4세대 이동 통신 방식은, 셀룰러 시스템을 비롯한 멀티 셀 환경으로부터, 핫 스팟 에리어나 옥내 등의 고립 셀 환경까지를 유연하게 서포트하고, 게다가 쌍방의 셀 환경에서 주파수 이용 효율의 증대를 도모하는 것이 요망되고 있다.
제4세대 이동 통신 방식에 있어서 이동국으로부터 기지국으로의 링크(이하, 「상향 링크」라 한다.)에 적용되는 무선 액세스 방식의 후보로서, 셀룰러 시스템에 특히 적합하다는 점에서, 직접 확산 부호 분할 다원 접속(DS-CDMA: Direct Sequence-Code Division Multiple Access)이 유력하다. 직접 확산 부호 분할 다원 접속은, 송신 신호에 확산 부호를 승산함으로써 광대역의 신호로 확산하여 전송하는 것이다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).
DS-CDMA가, 셀룰러 시스템을 비롯한 멀티 셀 환경에 적합한 이유를 이하에 기재한다. 첫째로, 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)이나 멀티 캐리어 CDMA(MC-CDMA:Multi-Carrier Code Division Miltiple Access)등과 같이 다수의 서브 캐리어를 이용하는 무선 액세스 방식과 비교하여, 피크 전력대 평균 전력비를 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 이동국에 있어서 중요한 요구 조건 중 하나인 저소비 전력화를 실현하기 용이하다.
두 번째로, 상향 링크에 있어서는, 개별 파일럿 채널을 이용한 동기 검파 복조에 의한 필요로 하는 송신 전력의 저감이 유효하지만, 파일럿 채널 전력이 동일하다고 가정하면, DS-CDMA는 OFDM이나 MC-CDMA등과 비교하여, 캐리어당 파일럿 채널 전력이 크다. 따라서, 고정밀 채널 추정을 행할 수 있으며, 필요로 하는 송신 전력을 낮게 억제하는 것이 가능해진다.
세 번째로, DS-CDMA는, 멀티 셀 환경에서는, 동일 주파수의 캐리어를 인접 셀에서 사용하여도, 확산에 의해 얻어지는 확산 이득에 의해, 인접 셀로부터의 간섭(이하, 「타(他)셀 간섭」이라 한다.)을 저감할 수 있다. 이 때문에, 이용 가능한 전체 주파수 대역을 각 셀에 할당하는 1셀 주파수의 반복을 용이하게 실현하는 것이 가능하다. 따라서, 이용 가능한 전체 주파수 대역을 분할하고, 각각 다른 주파수 대역을 각 셀에 할당하는 것으로 동일 주파수에 의한 타셀 간섭의 영향을 저감하는 TDMA(Time Division Multiple Access)와 비교하여, 주파수 이용 효율을 증대할 수 있다.
그러나, DS-CDMA는 멀티 셀 환경에 적합한 무선 액세스 방식인 점에서, 이하에 나타내는 문제점이 염려된다. 즉, 타셀 간섭의 환경이 통상 작은 핫스팟 에리어나 옥내 등의 고립 셀 환경에서는, 확산에 의해 타셀 간섭을 저감하는 메리트는 낮다. 이 때문에, DS-CDMA에 있어서 TDMA와 동일한 주파수 이용 효율을 실현하기 위해서는, 다수의 신호를 수용할 필요가 있다.
예를 들면, 각 이동국이 확산율 SF(Spreading Factor)의 확산 부호를 송신 신호에 승산하여 전송하고 있는 경우에는, 정보 전송 속도는 1/확산율로 되기 때문에, TDMA와 동일한 주파수 이용 효율을 실현하기 위해서는, DS-CDMA는, 확산율 개수만큼의 이동국의 신호를 수용할 필요가 있다. 그런데, 실제 상향 링크에 있어서의 무선 전파 환경에서는, 각 이동국으로부터 기지국까지의 전파 조건의 상이함(예를 들면, 전파 지연 시간, 전파로의 변동)에 기인하여, 각 이동국으로부터의 신호가 서로 간섭하는 멀티플 액세스 간섭(MAI: Mitiple Access Interference)의 환경이 지배적이 된다. 그 결과, 상기 확산율로 정규화된 주파수 이용 효율이 20%~30% 정도로 저감된다.
한편, 상술한 MAI를 저감 가능한 무선 액세스 방식으로서, IFDMA(Interleaved Frequency Division Multiple Access)가 검토되고 있다(예를 들면, 비특허문헌 2 참조). IFDMA는 정보 심볼에 심볼 반복을 적용함으로써, 일정한 심볼 패턴이 생성되도록 교체를 행하고, 이동국 고유의 위상을 송신 신호에 승산하여 전송한다. IFDMA에서는, 일정한 심볼 패턴의 생성, 및 이동국 고유의 위상의 승산을 행함으로써, 각 이동국으로부터의 신호는 주파수축 상에서 서로 중복하지 않도록 배치되기 때문에, MAI가 저감된다.
한편, 이러한 MAI를 저감하고, 주파수 이용 효율을 향상시키는 다른 방법으로서, 송신 타이밍 제어의 검토가 이루어지고 있다(예를 들면, 비특허문헌 3 참조 ). 도31은, 상향 링크에 송신 타이밍 제어를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우의 종래 기술에 의한 타임 챠트를 나타내는 도면이다. 동도(a)가 나타내는 바와 같이, 송신 타이밍 제어를 적용하지 않는 경우에는, 각 이동국(210~230)으로부터 송신된 신호는, 기지국(110)까지의 전파 지연 시간의 차이에 의해, 기지국(110)에서의 각 이동국(210~230)의 수신 타이밍은 일치하지 않는다. 따라서, 송신 타이밍 제어에서는, 각 이동국(210~230)으로부터 송신된 신호가 기지국(110)에서 동일한 타이밍에서 수신되도록, 각 이동국(210~230)의 송신 타이밍을 제어한다. 이러한 송신 타이밍 제어를 행함으로써, 각 이동국(210~230)으로부터의 신호가, 기지국(110)에서 동일한 타이밍에서 수신된다(동도(b) 참조). 이때, 확산 부호에 직교 부호를 이용하고 있으면, 그 타이밍에서의 다른 이동국간의 수신 신호는 서로 직교하고, 멀티플 액세스 간섭(MAI)이 저감된다. 이에 의해, 주파수 이용 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 멀티패스 간섭의 영향을 받은 수신 신호에 대해서, 수신부의 신호 처리에 의해 멀티패스 간섭을 억압하는 기술의 검토도 이루어지고 있다. 예를 들면, 도32에 도시되는 멀티패스 간섭 캔슬러(예를 들면, 비특허문헌 4 참조), 도33에 도시되는 칩 등화기(예를 들면, 비특허문헌 5 참조), 및 도34에 도시되는 주파수 영역의 등화기(예를 들면, 비특허문헌 6 참조)가 대표적인 예이다.
도32에 도시하는 멀티패스 간섭 캔슬러는, 멀티패스 간섭을 야기하는 신호 성분을 멀티패스 간섭 신호 추정부(351)에서 추정하여 생성(이하, 멀티패스 간섭 레플리커)하고, 멀티패스 간섭 신호 제거부(352)에 있어서, 상기 추정된 멀티패스 간섭 레플리커를 수신 신호로부터 감산한다. 이에 의해, 멀티패스 간섭의 영향을 저감한 수신 신호를 재생하는 것이 가능하다.
도33에 도시하는 칩 등화기는, 수신 신호가 전파로에서 수신한 변동량을 나타내는 채널 행렬을 채널 행렬 생성부(361)에서 생성하고, 그 행렬로부터 멀티패스 간섭을 저감하는 중량 계수를 중량 계수 추정부(362)에서 도출하고, 칩 등화부(363)에 있어서 상기 중량 계수와 수신 신호를 승산한다(이 조작을 칩 등화라 한다). 이에 의해, 멀티패스 간섭의 영향이 저감된다.
도34에 도시하는 주파수 영역의 등화기는, 수신 신호를 시간·주파수 변환부(371)에 의해 주파수 영역의 신호로 변환한 후, 멀티패스 간섭을 저감하는 중량 계수 추정부(372)에서 도출하고, 그 중량 계수를 주파수 영역 등화부(373)에 있어서 주파수 영역의 수신 신호에 승산한 후, 주파수· 시간 변환부(374)에 의해 시간 영역으로의 변환을 수행한다. 이러한 조작을 행함으로써, 멀티패스 간섭의 영향을 저감하는 것이 가능해진다.
그러나, 상술한 배경 기술에는 이하의 문제가 있다.
IFDMA에는 확산 이득이 없기 때문에, 멀티셀 환경에서는, TDMA와 마찬가지로, 이용 가능한 전체 주파수 대역을 분할하여 다른 주파수 대역을 각 셀에 할당할 필요가 있다. 따라서, 이러한 무선 액세스 방식을 채용하여도, 멀티 셀 환경 및 고립 셀 환경 쌍방의 셀 환경에 있어서 주파수 사용 효율의 증대를 도모하는 것은 어렵다는 문제가 있었다. 주파수 사용 효율의 증대는, 각 셀에서 기지국에 수용 가능한 이동국 수를 증가시켜, 링크의 대용량화를 실현한다.
또한, 무선 통신 시스템 중 개별 요소 기술이며, 실제로 무선 통신 시스템을 구축하기 위해서는 전체적인 구성과 더불어, 기지국이나 이동국의 구체적인 구성에 대해서도 검토하는 것이 필요하며, 아울러 이러한 개별 요소 기술의 구체적인 제어 방법에 대해서도 검토할 필요가 있다. 그런데, 현상태로는 상기의 점에 대해서 충분한 검토가 이루어지지 않은 문제가 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 과제로 하는 바는, 멀티 셀 환경에서의 주파수 사용 효율을 개선할 수 있는 기지국, 이동국, 무선 통신 시스템, 및 무선 전송 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 기지국은, 이동국과 무선 통신 가능한 기지국으로서, 이동국이 존재하는 셀의 구성을 나타내는 정보, 셀 내에 존재하고 있는 이동국의 수를 나타내는 정보, 이동국이 필요로 하는(所要)의 정보 레이트, 트래픽의 타입을 나타내는 정보, 이동국의 무선 파라미터 정보, 전파로 상황을 나타내는 정보, 및 주변 셀로부터의 간섭을 나타내는 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여, 이동국이 사용하는 확산율, 칩 반복 수 및 이동국간 고유의 위상을 결정하고, 결정된 확산율, 칩 반복 수 및 이동국간 고유의 위상을 제어 정보로 하여 이동국에 송신하는 제어 정보 결정 수단을 구비하는 것이다.
게다가, 이동국으로부터 송신된 예약 패킷으로부터, 셀 내에 존재하고 있는 이동국의 수를 나타내는 정보, 이동국이 필요로 하는 정보 레이트, 트래픽의 타입 을 나타내는 정보, 이동국의 무선 파라미터의 정보 중 적어도 하나를 수집하는 정보 수집 수단과 전파로 상황, 및 주변 셀로부터의 간섭을 측정하는 전파로 상황 측정 수단을 구비하도록 하여도 좋다.
게다가, 제어 정보 결정 수단은, 적어도 1개의 셀마다, 적어도 1개의 섹터마다, 및 멀티 빔마다 중 적어도 하나의 범위에서 확산율 및 칩 반복 수를 결정하도록 하여도 좋다.
게다가, 제어 정보 결정 수단은, 주변 셀로부터의 간섭을 나타내는 정보에 기초하여, 이동국에 할당하는 위상을 적어도 하나 결정하도록 하여도 좋다.
게다가, 셀 내에 존재하고 있는 이동국의 정보를 인접 셀의 기지국으로 통지하는 이동국 정보 통지 수단을 구비하고, 제어 정보 결정 수단은, 인접 셀의 이동국의 정보에 기초하여, 자(自)셀 내의 이동국에 할당하는 위상을 적어도 하나 결정하도록 하여도 좋다.
게다가, 제어 정보 결정 수단은, 셀 구성, 셀 반경, 셀에 있어서의 멀티패스 지연의 크기, 셀 내의 유저수, 반복 수만큼의 칩 반복을 행한 칩 패턴의 크기, 중 적어도 하나에 기초하여, 가드 인터벌 길이를 결정하도록 하여도 좋다.
또한 본 발명에 따른 이동국은, 확산 부호를 승산하여 확산된 신호를 DS-CDMA에 의해 기지국으로 무선 전송하는 이동국에 있어서, 기지국으로부터 통지된 확산율에 기초하여, 확산 부호를 생성하는 확산 부호 생성 수단과, 기지국으로부터 통지된 칩 반복 수에 기초하여, 확산 후의 칩 계열에 대해서 소정의 반복 수만큼 칩 반복을 행하는 칩 반복 수단과, 기지국으로부터의 제어 신호에 기초하여, 칩 반 복 수단의 출력 신호에 승산하는 이동국 고유의 위상을 적어도 하나 생성하는 위상 계열 생성 수단을 구비하는 것이다
게다가 기지국으로부터의 제어 신호에 기초하여, 소정의 반복 수만큼의 칩 반복을 행한 칩 패턴마다, 가드 인터벌을 삽입하는 가드 인터벌 삽입 수단을 구비하도록 하여도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은, 이동국과, 상기 이동국과 무선 통신 가능한 기지국을 구비하는 무선 통신 시스템으로서, 기지국은, 이동국이 존재하는 셀의 구성을 나타내는 정보, 셀 내에 존재하고 있는 이동국의 수를 나타내는 정보, 이동국이 필요로 하는 정보 레이트, 트래픽의 타입을 나타내는 정보, 이동국의 무선 파라미터의 정보, 전파로 상황을 나타내는 정보, 및 주변 셀로부터의 간섭을 나타내는 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여, 이동국이 사용하는 확산율, 칩 반복 수 및 이동국간 고유의 위상을 결정하고, 결정된 확산율, 칩 반복 수 및 이동국간 고유의 위상을 제어 정보로 하여 이동국으로 송신하는 제어 정보 결정 수단을 구비하고, 이동국은, 기지국으로부터 통지된 확산율에 기초하여, 확산 부호를 생성하는 확산 부호 생성 수단과, 기지국으로부터 통지된 칩 수에 기초하여, 확산 후의 칩 계열에 대해서 소정의 반복 수만큼 칩 반복을 행하는 칩 반복 수단과, 기지국으로부터의 제어 신호에 기초하여, 칩 반복 수단의 출력 신호에 승산하는 이동국 고유의 위상을 적어도 하나 생성하는 위상 계열 생성 수단을 구비하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 무선 전송 방법은, 이동국과, 이동국과 무선 통신 가능한 기지국을 구비하는 무선 통신 시스템에 있어서의 무선 전송 방법으로서, 이동 국이 존재하는 셀의 구성을 나타내는 정보, 셀 내에 존재하고 있는 이동국의 수를 나타내는 정보, 이동국이 필요로 하는 정보 레이트, 트래픽의 타입을 나타내는 정보, 이동국의 무선 파라미터의 정보, 전파로 상황을 나타내는 정보, 및 주변 셀로부터의 간섭을 나타내는 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여, 이동국이 사용하는 확산율, 칩 반복 수 및 이동국간 고유의 위상을 결정하는 단계와, 결정된 확산율, 칩 반복 수 및 이동국간 고유의 위상을 제어 정보로 하여 이동국으로 송신하는 단계와, 통지받은 확산율에 기초하여, 확산 부호를 생성하는 단계와, 통지받은 칩 반복 수에 기초하여, 확산 후의 칩 계열에 대해서 소정의 반복 수만큼 칩 반복을 행하는 단계와, 기지국으로부터의 제어 신호에 기초하여, 소정의 반복 수만큼 칩 반복을 행한 확산 후의 칩 계열에 승산하는 이동국 고유의 위상을 생성하는 단계를 가지는 방법이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
이어서, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 실시예를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일 기능을 가지는 것은 동일 부호를 이용하여 반복된 설명은 생략한다.
우선, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 도1을 참조하여 설명한다.
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템은, 다양한 다른 환경, 예를 들면 멀티 셀 환경, 고립 셀 환경, 핫스팟 에리어, 옥내 오피스 등에 있어서, VSCRF-CDMA(Variable Spreading and Chip Repetition Factors-CDMA)를 이용함으로써, 동 일 무선 인터페이스를 이용하면서, 확산율, 칩 반복 팩터를 적응적으로 변경, 제어함으로써, 시스템 쓰루풋을 개선하는 것이다.
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템(1)은, 이동국(10)과 기지국(100)을 구비한다. 이동국(10)은, 확산 부호를 승산하여 확산된 신호를 기지국(100)으로 무선 전송한다. 이동국(10)은, 에러 정정 부호화부(10-1)와, 에러 정정 부호화부(10-1)와 접속된 데이터 변조부(10-2)와, 데이터 변조부(10-2)와 접속된 승산기(10-4)와, 승산기(10-4)와 접속된 확산 부호 생성부(10-3) 및 승산기(10-6), 승산기(10-6)와 접속된 스크램블 코드 생성부(10-5) 및 칩 반복부(10-7)와, 칩 반복부(10-7)와 접속된 승산기(10-9)와, 승산기(10-9)와 접속된 위상 계열 생성부(10-8)를 구비한다.
심볼 계열이 에러 정정 부호화부(10-1)에 입력된다. 에러 정정 부호화부(10-1)에서는, 입력된 심볼 계열, 예를 들면 2값의 정보 계열에, 예를 들면 터보 부호, 길쌈 부호 등의 에러 정정 부호가 적용되고 채널 부호화가 행해지고, 채널 부호화된 심볼 계열은 데이터 변조부(10-2)에 입력된다. 데이터 변조부(10-2)에서는, 채널 부호화된 심볼 계열의 변조가 행해지고, 변조된 신호가 승산기(10-4)에 입력된다. 확산 부호 생성부(10-3)는, 기지국(100)으로부터 통지된 확산율에 기초하여, 확산 부호를 생성하고, 승산부(10-4)에 입력한다.
승산부(10-4)는, 변조된 신호와 확산 부호를 합성하고, 그 합성 신호를 승산부(10-6)에 입력한다. 승산부(10-6)는, 입력된 합성 신호와 스크램블 코드 생성부(10-5)에 있어서 생성된 스크램블 코드를 합성함으로써 확산된 칩 계열을 생성하고, 이 칩 계열을 칩 반복부(10-7)에 입력한다.
칩 반복부(10-7)는, 확산된 칩 계열에 대해서, 소정의 반복 수만큼의 칩 반복을 행함으로써, 일정한 칩 패턴을 생성하고, 승산부(10-9)에 입력한다. 승산부(10-9)는 입력된 칩 패턴과 위상 계열 생성부(10-8)에 의해 생성된 이동국 고유의 위상 계열을 합성하고, 칩 반복 후의 계열로서 출력한다.
이어서, 도2를 참조하여, 본 발명에 따른 이동국(10)의 주요한 동작을 설명한다. 우선, 도2(a)에 도시하는 바와 같이, 변조된 송신 신호로서의 심볼 계열(a1, a2, …)에 확산 부호 생성부(10-3)에서 생성한 확산 부호, 예를 들면 확산율=2의 확산 부호가 승산부(10-4)에서 승산되고, 게다가 스크램블 코드 생성부(10-5)에서 생성한 스크램블 코드가 승산부(10-6)에서 승산되고, 확산 후의 칩 계열 "a1, 1", "a1,2", "a2, 1","a2, 2"…가 생성된다.(단계(S21)).
이어서, 칩 반복부(10-7)에 의해, 확산 후의 칩 계열에 대해서, 예를 들면 반복 수 CRF=4의 칩 반복이 적용된다(단계(S22)). 여기서, 상기 칩 반복 수는 Chip Repetition Factor의 약칭이다.
이어서, 소정의 칩 반복이 적용된 신호에 이동국 고유의 위상이 승산된다(단계(S23)). 이동국 고유의 위상이 승산된 칩 계열은, 주파수축 상에서, 도2(b)에 도시하는 바와 같은 주파수 스펙트럼을 나타낸다. 당해 칩 계열은 일정한 칩 패턴을 가지는 신호이기 때문에, 그 주파수 스펙트럼은 머리빗의 빗살 형상의 스펙트럼으로 된다.
또한, 승산기(10-9)에 의해, 일정한 칩 패턴을 가지는 신호에 위상 계열 생성부(10-8)에서 생성된 이동국(10) 고유의 위상이 승산되면, 머리빗의 빗살 형상의 스펙트럼이 존재하는 위치는 시프트한다. 이 때문에, 이동국(10)의 주파수 스펙트럼과 별개의 이동국(200)(도1 참조)의 주파수 스펙트럼과는 서로 중복되는 경우가 없다.
따라서, 복수의 이동국(10, 200)이 동일한 기지국(100)에 동시에 접속한 경우라 하여도, 각 이동국의 주파수 스펙트럼은 주파수축상에서 직교하게 되고, 상호의 송신 신호의 간섭을 저감할 수 있다. 이 때, 각 이동국(10, 200)으로부터의 송신 신호의 기지국(100)에 있어서의 수신 타이밍이 동일하면, 각 이동국의 주파수 스펙트럼은 주파수축상에서 완전하게 직교한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템(1)에 따르면, 이동국(10)은, 칩 반복과 위상 승산을 행하는 것으로, 다른 이동국(예를 들면 이동국(200))의 주파수 스펙트럼과 주파수축상에서 직교하는 주파수 스펙트럼을 가지는 송신 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 복수의 이동국이 기지국(100)에 동시에 접속하는 상향 링크에 있어서, 송신 신호의 간섭을 저감하고, 링크 용량을 증대하는 것이 가능해진다.
이어서, 본 실시예에 따른 기지국(100)에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 기지국(100)은, 도3에 도시하는 바와 같이, 이동국(10, 200)이 존재하는 셀의 구성을 나타내는 정보, 셀 내에 존재하고 있는 이동국의 수를 나타내는 정보, 이동국이 필요로 하는 정보 레이트, 트래픽의 타입을 나타내는 정보, 이동국의 무선 파라미터의 정보, 전파로 상황을 나타내는 정보, 및 주변 셀로부터의 간섭을 나타내는 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여, 각 이동국의 물리 채널에 대한 확산율 및 칩 반복 수를 결정하는 확산율·칩 반복 수 결정부와, 유저 고유의 위상을 결정하는 위상 결정부와, 이 확산율·칩 반복 수 결정부 및 위상 결정부와 접속되고, 결정된 확산율, 칩 반복 수 및 유저 고유의 위상을 이동국(10, 200)에 통지하는 통지부를 구비한다.
이어서, 본 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작에 대해서, 도3을 참조하여 설명한다.
우선, 기지국(100)은 이동국(10, 200)이 존재하는 셀의 구성을 나타내는 정보, 셀 내에 존재하고 있는 이동국의 수를 나타내는 정보, 이동국이 필요로 하는 정보 레이트, 트래픽의 타입을 나타내는 정보, 이동국의 무선 파라미터의 정보, 전파로 상황을 나타내는 정보, 및 주변 셀로부터의 간섭을 나타내는 정보 중 적어도 하나의 정보를 수집하고, 칩 반복 수, 확산율 및 유저 고유의 위상을 결정한다(단계(S301). 이어서 기지국(100)은, 결정된 칩 반복 수, 확산율 및 유저 고유의 위상을 이동국(10)에 통지한다(단계(S302)).
기지국(100)으로부터 칩 반복 수, 확산율 및 유저 고유의 위상을 통지된 이동국(10)은, 통지받은 칩 반복 수, 확산율 및 유저 고유의 위상값을 복호하고(단계(S303)), 복호화한 칩 반복 수, 확산율 및 유저 고유의 위상에 기초하여 송신 신호를 생성한다(단계(S304)). 이어서 이동국(10)은, 생성한 송신 신호를 기지국(100)으로 송신한다(단계(S305)). 기지국(100)은, 이동국(10)으로부터 송신된 신호를 수신한다(단계(S306)).
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템은, 멀티 셀 환경으로의 적용에 수반하 여, 기지국(100)은 인접한 동일 주파수를 이용하는 셀로부터의 간섭에 기초하여 확산율 및 칩 반복 수 및 유저 고유의 위상 중 적어도 하나를 결정한다.
기지국(100)에서는, 상술한 정보에 관하여, 셀 구성에 관한 정보로서 셀룰러 시스템, 핫스팟, 옥내 환경 등의 정보가 수집되고, 셀 내 유저수에 관한 정보로서 멀티플 액세스 간섭 등의 정보가 수집되고, 각 유저의 트래픽 타입으로서 RT(Real Time), NRT(Non-Real Time)의 정보가 수집되고, 무선 파라미터로서 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)등의 데이터 변조, 채널 부호화율 등의 정보가 수집되고, 전파로 상황으로서 각 유저의 멀티패스수, 지연 스프레드, 도플러 주파수 등의 정보가 수집된다.
이러한 정보를 수집하기 위해서, 기지국(100)은, 예약 패킷으로부터, 셀 내에 존재하고 있는 이동국의 수를 나타내는 정보, 이동국이 필요로 하는 정보 레이트, 트래픽의 타입을 나타내는 정보, 이동국의 무선 파라미터의 정보 중 적어도 하나를 수집하는 정보 수집부, 전파로 상황, 및 주변 셀로부터의 간섭을 측정하는 전파로 상황 측정부를 구비한다.
이어서, 확산율·칩 반복 수의 적용 방법에 대해서 설명한다.
칩 반복 팩터의 적용의 유무를, 셀 구성에 따라서 결정하도록 하여도 좋다. 예를 들면, 도4(a)에 도시하는 바와 같이, 확산율·칩 반복 수 결정부는, 칩 반복 팩터를, 타셀로부터의 간섭이 작은 고립 셀 환경에서 적용하고, 멀티 셀 환경에 있어서는 적용하지 않도록(칩 반복 수=1) 제어한다.
우선, 셀 구성에 기초하여, 칩 반복 팩터를 제어하는 경우의 동작을, 도4(b) 를 참조하여 설명한다.
기지국(100)에 있어서 셀 구성을 인식한다(단계(S411)). 이어서, 인식 결과, 셀 구성이 고립 셀, 핫 스팟, 옥내 등인지 여부를 판단한다(단계(S412)). 셀 구성이 고립 셀, 핫 스팟, 옥내 등인 경우에는(단계(S412): Yes), 칩 반복을 적용한다(단계(S414)). 한편, 셀 구성이 고립 셀, 핫 스팟, 옥내 등이 아닌 경우에는(단계(S412):No), 칩 반복을 적용하지 않는다(단계(S413)).
이어서, 타셀 간섭 전력에 기초하여, 칩 반복 팩터를 제어하는 경우에 대해서, 도4(c)를 참조하여 설명한다.
기지국(100)에 있어서 타셀 간섭 전력을 측정한다(단계(S421)). 이어서, 측정 결과, 타셀 간섭 전력이 임의의 임계치보다 작은지 여부를 판단한다(단계(S422)). 타셀 간섭 전력이 임의의 임계치보다 작은 경우에는(단계(S422):Yes), 칩 반복을 적용한다(단계(S424)). 한편, 타셀 간섭 전력이 임의의 임계치보다 작지 않은 경우에는(단계(S422): No), 칩 반복을 적용하지 않는다(단계(S423)).
이어서 이동국(10)의 확산 부호 생성부(10-3)에 대해서 행해지는 확산율의 제어, 칩 반복부(10-7)에 대해서 행해지는 칩 반복 수의 제어 범위(단위)에 대해서, 도5 및 도6을 참조하여 설명한다.
멀티셀 환경에 있어서의, 칩 반복 수, 확산율의 제어에 관하여, 셀룰러 시스템에서 동일한 제어를 행하는 경우(도5(a)), 복수의 기지국을 단위로 하여 동일한 제어를 행하는 경우(도5(b)), 하나의 기지국을 단위로 하여 동일한 제어를 행하는 경우(도5(c)), 하나의 섹터를 단위로 하여 동일한 제어를 행하는 경우(도6(a)), 멀 티 빔에 있어서의 하나의 빔을 단위로 하여 동일한 제어를 행하는 경우(도6(b))가 있지만 어느 단위를 이용하여, 칩 반복 수, 확산율의 제어를 행하도록 하여도 좋다. 멀티 빔이란, 기지국에서 복수의 안테나에 의한 지향성을 가진 빔을 의미한다. 다만, 셀룰러 시스템 전체에서 동일한 제어를 행하는 것에 의해, 거친 제어로 되기 때문에 제어를 용이하게 할 수 있고, 하나의 빔을 단위로 하여 동일한 제어를 행함으로써, 미세한 제어를 할 수 있기 때문에, 시스템 용량을 크게 할 수 있다.
예를 들면, 1셀마다 독립적으로 칩 반복 수를 제어하는 경우에, 어떤 셀에서는 칩 반복 수에 대해서 물리 채널마다 독립된 제어를 행하고, 어떤 셀에서는 액세스 유저수, 즉 액세스하고 있는 이동국의 수에 의하지 않고 셀 고유의 예를 들면 칩 반복 수=4로 하고, 어떤 셀에서는 동시 액세스 유저수에 따라서 칩 반복 수를 제어, 예를 들면 동시 액세스 유저수가 8인 경우에 칩 반복 수=8로 하는 제어를 한다.
이어서, 확산율 및 칩 반복 수의 제어 방법에 대해서 설명한다.
셀 내의 유저수, 동시 액세스 유저수, 고속 정보 레이트의 유저수에 기초하여 확산율 및 칩 반복 수를 결정하는 경우에 대해서 설명한다. 여기서, 유저수와 동시 액세스 유저수의 차이는, 전자는 셀 내에 존재하는 유저수이며, 통신을 하고 있지않는 이동국을 포함하고, 후자는 셀 내에서 실제로 통신을 행하고 있는 유저수를 나타낸다. 이 경우, 유저수가 많을수록 칩 반복 수의 값을 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 셀 내의 유저간의 간섭을 저감할 수 있기 때문에, 고품질 통신이 가능해진다. 또한, 유저수가 작을수록 확산율의 값을 크게 한다. 이와 같이 함으 로써, 멀티패스 간섭을 저감할 수 있기 때문에, 고품질 통신이 가능해진다.
이어서, 셀 내의 동시 액세스 유저수에 기초하여 확산율 및 칩 반복 수를 결정하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 칩 반복 수를 셀 내의 동시 액세스 유저수 이상의 값으로 한다. 이와 같이 함으로써, 동시에 액세스하고 있는 유저를 주파수 영역에서 직교화할 수 있기 때문에, 유저끼리의 간섭을 저감할 수 있다.
이어서, 셀 내의 동시에 액세스하는 고속 정보 레이트의 유저 수에 기초하여 확산율 및 칩 반복 수를 결정하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 칩 반복 수를 셀 내의 동시에 액세스하는 고속 정보 레이트의 유저수 이상의 값으로 한다. 이와 같이 함으로써, 동시에 액세스하고 있는 간섭 전력이 큰 유저를 주파수 영역에서 직교화할 수 있기 때문에, 유저간 간섭이 큰 유저끼리의 간섭을 저감할 수 있다.
이어서, 멀티패스 수에 기초하여 확산율 및 칩 반복 수를 결정하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 멀티패스 수가 클수록 확산율을 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 멀티패스 수가 많은 경우에는 멀티패스 간섭의 영향이 현저해지기 때문에, 확산율의 값을 크게 함으로써 멀티패스 간섭에 내성을 갖게 할 수 있다. 또한, 멀티패스 수가 작을수록 칩 반복 수를 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 멀티패스 수가 작은 경우에는 칩 반복에 의한 유저간의 주파수 영역의 직교화를 우선한다.
이어서, 인접 셀로부터의 간섭에 기초하여 확산율 및 칩 반복 수를 결정하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 인접 셀로부터의 간섭이 클 수록, 칩 반복 수 및 확산율의 값을 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 인접 셀로부터의 간섭의 영향을 억압할 수 있다.
이어서, 각 물리 채널에 있어서의 칩 반복 팩터의 제어 방법의 상세한 내용에 대해 도7, 도8을 참조하여 설명한다.
우선, 복수의 액세스 유저마다, 또는 복수의 물리 채널마다 공통(동일한 칩 반복 수를 이용한다)의 제어를 행하는 경우에 대해서 설명한다. 도7(a)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 칩 반복 수가 4인 경우, 주파수축상에서의 무선 리소스의 할당이 각 그룹 내의 전체 물리 채널간에서 공통으로 된다. 이 때문에, 복수의 물리 채널에 의해 형성되는 각 그룹 내에서, 각 물리 채널의 주파수축상에서의 무선 리소스의 배분이 균등, 즉 칩 반복 수만큼인 1로 된다.
이어서, 물리 채널마다 독립된 제어를 행하는 경우에 대해서 설명한다. 도8(a)에 도시하는 바와 같이, 칩 반복 수가, A에 대해서는 2, B에 대해서는 4, C, D에 대해서는 8인 경우, 주파수축상에서의 무선 리소스의 할당이 물리 채널간에서 가능해진다. 이 때문에, 각 물리 채널에 있어서의 칩 반복 수의 차이에 의해 주파수축상에서의 무선 리소스의 배분이 가능해진다.
이어서, 각 물리 채널에 있어서의 칩 반복 팩터의 제어 방법에 대해서, 도7(b), 도8(b)를 참조하여 설명한다.
우선, 기지국(100) 또는 무선 제어국(미도시)에 있어서, 칩 반복 수에 대해서 독립해서 제어를 행하는 범위를 결정한다(단계(S701)). 이어서, 기지국(100) 또는 무선 제어국에 있어서, 각 물리 채널에 대해서 물리 채널의 종류, 정보 레이 트, 트래픽, 유저 정보 등에 의해, 1 또는 복수의 그룹으로 맵핑한다(단계(S702)). 이어서, 각 그룹에서, 동일한 칩 반복 수를 그룹 내의 전체 물리 채널에 할당할지 여부를 판단한다(단계(S703)).
각 그룹에서, 동일한 칩 반복 수를 그룹 내의 전체 물리 채널에 할당하는 경우(단계(S703): YES), 각 그룹에서 동일한 칩 반복 수를 할당한다(단계(S704)). 한편, 각 그룹에서, 동일한 칩 반복 수를 그룹 내의 전체 물리 채널에 할당하고 있지 않는 경우(단계(S703)): No)에는, 도8(b)에 도시하는 바와 같이, 기지국(100) 또는 무선 제어국에 있어서, 각 그룹 내의 물리 채널간에서 필요로 하는 정보 레이트가 큰 순서로 랭킹한다(단계(S801)). 이어서, 각 그룹 내의 물리 채널간에서 (Q×칩 반복 수)를 일정(Q를 변화)하게 할지 여부를 판단한다(단계(S802)).
각 그룹 내의 물리 채널간에서 (Q×칩 반복 수)를 일정(Q를 변화)하게 하는 경우(단계(S802): Yes), 정보 레이트가 큰 채널일수록 칩 반복 수를 작게(Q를 크게)한다(단계(S803)). 이와 같이 함으로써, 그룹 내의 전체 물리 채널간에서 주파수축상에서의 직교성을 유지할 수 있다.
한편, 각 그룹 내의 물리 채널간에서 (Q×칩 반복 수)를 일정(Q를 변화)하게 하지 않는 경우(단계(S802): No), 정보 레이트가 큰 채널일수록 칩 반복 수를 작게(Q는 일정)한다(단계(S804)). 즉, 그룹에 있어서, 정보 레이트가 큰 채널은 주파수축상에서의 직교성을 유지할 수 있지만, 정보 레이트가 작은 채널은 주파수축상에서의 직교성을 유지할 수 없기 때문에, 정보 레이트가 작은 채널의 확산율을 크게 한다.
또한, 상술한 각 물리 채널에 있어서의 칩 반복 팩터의 제어 방법의 단계(S704))에 있어서, 도9(c)에 도시하는 바와 같이, 기지국(100) 또는 무선 제어국이 각 그룹에 있어서 제어 방법 내에서 고유로 하는 칩 반복 수를 그룹 내의 전체 물리 채널에 할당(단계(S901))하도록 하여도 좋다.
예를 들면, 소정의 범위에 있어서의 칩 반복 수의 고유값이 8인 경우에는, 도9(a)에 도시하는 바와 같이, 소정의 범위 내의 전체 동시 액세스 유저 수가, 2, 4, 8임에 반해, 칩 반복 수가 8, 8, 8로 된다. 이러한 칩 반복 수는, 각 그룹 내의 전체 물리 채널간에서 동일하게 한다. 이 경우, 액세스 유저수가 칩 반복 수보다도 작은 경우, 1 유저 내에서 주파수 다중을 행한다.
또한, 소정의 범위에 있어서의 칩 반복 수의 고유값이 2인 경우에는, 도9(b)에 도시하는 바와 같이, 소정의 범위 내의 전체 동시 액세스 유저수가 2, 4, 8임에 반해, 칩 반복 수가 2, 2, 2로 된다. 이러한 칩 반복 수는, 각 그룹 내의 전체 물리 채널간에서 동일하게 한다. 이 경우, 액세스 유저수가 칩 반복 수보다도 큰 경우, 다른 유저간에서 코드 다중을 행한다.
또한, 상술한 각 물리 채널에 있어서의 칩 반복 팩터의 제어 방법의 단계(S704)에 있어서, 도10(b)에 도시하는 바와 같이, 기지국(100) 또는 무선 제어국에 있어서, 이동국(10, 200)으로부터의 예약 패킷, 예를 들면 트래픽 종별(RT, NRT), 데이터량의 정보 등에 기초하여, 제어 범위 내에서 동시 액세스하는 전체 유저수를 결정하고(단계(S1001)), 동시 액세스하는 전체 유저수에 대응하는 칩 반복 수를 그룹 내의 전체 물리 채널에 할당(단계(S1002))하도록 하여도 좋다.
예를 들면, 도10(a)에 도시하는 바와 같이, 소정의 범위 내의 전체 동시 액세스 유저수가 2, 4, 8임에 반해, 칩 반복 수를 2, 4, 8로 한다. 이러한 칩 반복 수는, 각 그룹 내의 전체 물리 채널간에서 동일하게 한다.
또한, 상술한 각 물리 채널에 있어서의 칩 반복 팩터의 제어 방법의 단계(S704)에 있어서, 도11(b)에 도시하는 바와 같이, 기지국(100) 또는 무선 제어국에 있어서, 이동국(10, 200)으로부터의 예약 패킷, 예를 들면 트래픽 종별(RT, NRT), 데이터량의 정보 등에 기초하여, 제어 범위 내에서 동시 액세스하는 전체 유저수 및 고속 정보 레이트를 송신하는 유저수를 결정하고(단계(S1101)), 동시 액세스하는 고속 레이트 유저수에 대응하는 칩 반복 수를 그룹 내의 전체 물리 채널에 할당(단계(S1102))하도록 하여도 좋다.
예를 들면, 도11(a)에 도시하는 바와 같이, 소정의 범위 내의 전체 동시 액세스 유저수가 2, 4, 4, 8, 8임에 반해서, 소정의 범위 내의 고속 레이트 액세스 유저수를 2, 2, 4, 4, 8, 칩 반복 수를 2, 2, 4, 4, 8로 한다. 이러한 칩 반복 수는, 각 그룹 내의 전체 물리 채널간에서 동일하게 한다. 이 경우, 동시 액세스 유저수, 또는 고속 레이트로 되는 전체 물리 채널 수에 따른 제어를 행한다.
또한, 이 경우, 예를 들면 도12에 도시하는 바와 같이, 전체 유저수 8명 중, 고속 레이트 유저수가 4명(유저 A, B, C, D에 대응), 저속 유저수가 4명(유저 E, F, G, H에 대응)인 경우, 칩 반복 수를 8에서 4로 변경한다. 이와 같이 함으로써, 고속 레이트 유저의 레이트를 2배로 할 수 있고, 저속 레이트 유저와 고속 레이트 유저를 코드 다중할 수 있고, 무선 리소스의 낭비를 없앨 수 있다.
또한, 상술한 각 물리 채널에 있어서의 칩 반복 팩터의 제어 방법의 단계(S704)에 있어서, 도13(b)에 도시하는 바와 같이, 기지국(100) 또는 무선 제어국에 있어서, 이동국(10, 200)으로부터의 예약 패킷, 예를 들면 트래픽 종별(RT, NRT), 데이터량의 정보 등에 기초하여, 제어 범위내에서 동시 액세스하는 전체 유저수를 결정하고(단계(S1301)), 동시 액세스하는 전체 유저수보다 큰 칩 반복 수를 그룹 내의 전체 물리 채널 할당(단계(S1302)), 동시 액세스하는 유저간에서 필요로 하는 정보 레이트가 큰 순서로 랭킹하고(단계(S1303)), 정보 레이트가 클수록, 1 유저내 주파수 다중수를 크게(단계(S1304)) 하도록 하여도 좋다.
예를 들면, 도13(a)에 도시하는 바와 같이, 소정의 범위내의 전체 동시 액세스 유저수가 2, 4, 8임에 반해서, 칩 반복 수를 4, 8, 16으로 한다. 이러한 칩 반복 수는, 각 그룹 내의 전체 물리 채널간에서 동일하게 한다. 이 경우, 칩 반복 수를 동시 액세스 유저수의 2배로 한다. 이와 같이 함으로써, 1 유저내 주파수 다중과 조합함으로써, 각 유저의 주파수축 상에서의 무선 리소스를 가변으로 할 수 있다.
또한, 이 경우, 예를 들면 도14에 도시하는 바와 같이, 전체 유저수 8명 중, 고속 레이트 유저수가 4명(유저 A, B, C, D에 대응), 저속 유저수가 4명(유저 E, F, G, H에 대응)인 경우, 칩 반복 수를 동시 액세스 유저수의 2배로 변경한다. 이와 같이 함으로써, 머리 빗살의 간격을 좁게 할 수 있고, 1 유저내에서 주파수 다중함으로써, 무선 리소스의 낭비를 없앨 수 있다.
이어서, 각 물리 채널에 있어서의 확산율 및 유저 다중수를, 각 물리 채널에 서 독립적으로 제어하는 방법에 대해서 설명한다. 기지국(100)의 확산율·칩 반복 수 결정부는, 칩 반복 수, 가드 인터벌 길이, 유저 고유의 위상 계열의 결정 후, 각 물리 채널에 있어서의 확산율 및 코드 다중수를, 각 물리 채널에서 독립적으로 필요로 하는 정보 레이트를 충족하도록 제어한다.
도15(b)에 도시하는 바와 같이, 각 유저(각 물리 채널)의 칩 반복 수가 결정되고(단계(S1501)), 각 유저(각 물리 채널)의 가드 구간이 결정되고(단계(S1502)), 각 유저(각 물리 채널)의 유저 고유의 위상이 결정된다(단계(S1503)).
한편, 기지국(100) 또는 무선 제어국에 있어서 이동국(10, 200)으로부터의 예약 패킷, 예를 들면 트래픽 종별(RT, NRT), 데이터량의 정보 등에 기초하여, 각 물리 채널의 필요로 하는 정보 레이트가 결정된다(단계(S1504)).
이어서, 기지국(100) 또는 무선 제어국에 있어서, 결정된 칩 반복 수, 가드 구간을 고려하고, 각 물리 채널에서 요구하는 정보 레이트를 충족하는 확산율 및 코드 다중수가 결정된다(단계(S1505)).
이어서, 각 물리 채널에 있어서, 정보 레이트나 수신 품질에 따라서 변조 방식, 채널 부호율이 결정된다(단계(S1506)).
여기서, 단계(S1505)에 있어서 결정되는 확산율은, 예를 들면 도15(a)에 도시하는 바와 같이, 정보 레이트가 높은 경우에는 작은 값, 정보 레이트가 낮은 경우에는 큰 값이 결정된다. 또한, 칩 반복 수를 이용하지 않는 경우의 필요로 하는 정보 레이트를 충족하는 확산율을 SFDS로 하면, 칩 반복을 이용하는 경우의 필요로 하는 정보 레이트를 충족하는 확산율 SFVSCRF는 SFVSCRF=SFDS/칩 반복 수로 된다. 다만, 가드 구간이 없는 경우이다.
이어서, 각 물리 채널에 있어서의 확산율 및 코드 다중수를, 각 물리 채널에서 독립해서 임의의 수신 Eb/Io, 또는 수신 SIR(I는 N잡음을 포함한다)에 있어서 필요로 하는 수신 품질, 예를 들면 패킷 에러율을 충족하도록 제어하는 방법에 대해서 설명한다. 기지국(100)의 확산율·칩 반복 수 결정부는, 칩 반복 수, 가드 인터벌 길이, 유저 고유의 위상 계열의 결정 후, 각 물리 채널에서 독립하여 임의의 수신 Eb/Io, 또는 수신 SIR(I는 N잡음을 포함한다)에 있어서 필요로 하는 수신 품질, 예를 들면 에러율을 충족하도록 확산율 및 유저 다중수를 결정한다.
도16(b)에 도시하는 바와 같이, 각 유저(각 물리 채널)의 칩 반복 수가 결정되고(단계(S1601)), 각 유저(각 물리 채널)의 가드 구간이 결정되고(단계(S1602)), 각 유저(각 물리 채널)의 유저 고유의 위상이 결정된다(단계(S1603)).
한편, 기지국(100)에 있어서, 희망파 수신 신호 전력 전파로 상황, 타셀 간섭 전력 등이 칩 반복수 갯수의 머리 빗살의 스펙트럼마다 측정된다(단계(S1604)).
이어서, 기지국(100) 또는 무선 제어국에 있어서, 측정된 Eb/Io에 기초하여, 각 물리 채널에서 필요로 하는 수신 품질을 충족하는 확산율 및 코드 다중수가 결정된다(단계(S1605)).
이어서, 각 물리 채널에 있어서, 정보 레이트나 수신 품질에 따라서 변조 방식, 채널 부호율이 결정된다(단계(S1606)). 여기서, 단계(S1305)에 있어서 결정되 는 확산율은, 예를 들면 도16(a)에 도시하는 바와 같이, 간섭 전력이 작은 경우에는 작은 값, 간섭 전력이 큰 경우에는, 큰 값이 결정된다. 또한, 확산율 및 코드 다중수를 예를 들면 각 유저의 멀티패스수, 지연 스프레드, 도플러 주파수 등의 전파로 상황, 타셀 간섭 전력에 의해 미리 작성된 테이블에 의해 결정하도록 하여도 좋다.
또한, 도17(a)에 도시하는 바와 같이, 정보 레이트에 따라서, 확산율만이 아닌 변조 방식, 채널 부호화율도 아울러 제어하도록 하여도 좋다. 이 경우, 정보 레이트가 높은 경우에는, 확산율로서는 작은 값, 변조 방식으로서는 16QAM, 부호화율로서는 큰 값으로 제어하고, 정보 레이트가 작은 경우에는, 확산율로서는 큰 값, 변조 방식으로서 QPSK, 부호화율로서는 작은 값으로 제어한다.
또한, 도17(b)에 도시하는 바와 같이, 필요로 하는 품질 예를 들면 간섭 전력에 따라서, 확산율만이 아닌 변조 방식, 채널 부호화율도 아울러 제어하도록 하여도 좋다. 이 경우, 간섭 전력이 작은 경우에는, 확산율로서는 작은 값, 변조 방식으로서 16QAM, 부호화율로서는 큰 값으로 제어하고, 간섭 전력이 큰 경우에는, 확산율로서는 큰 값, 변조 방식으로서 QPSK, 부호화율로서는 작은 값으로 제어한다.
이어서, 이동국(10, 200) 고유의 위상을, 1명의 유저당 복수 할당하는, 즉 각 물리 채널에 할당함으로써 1명의 유저 내에서 주파수 다중을 행하는 경우에 대해서 설명한다.
도18에 도시하는 바와 같이, 이동국(10)의 위상 계열 생성부(10-8)는, 이동 국 고유의 위상을 1명의 유저당 복수 할당하고, 각 채널(채널 A, 채널 B)의 위상 계열 승산 후의 계열에 대해서 주파수 다중을 행한다.
이어서, 인접 셀의 간섭을 저감하는 제어에 대해서, 도19, 도20을 참조하여 설명한다.
우선, 인접 셀의 간섭을 저감하기 위해서, 머리빗의 빗살의 배치를 바꾸는 제어에 대해서, 도19를 참조하여 설명한다. 이동국(10)의 위상 계열 생성부(10-8)는 임의의 머리빗의 빗살에 있어서, 자셀의 희망 전력에 대해서 인접 셀로부터의 간섭 전력이 큰 경우, 간섭 전력이 작은 머리빗의 빗살로 배치를 바꾸도록 제어된다.
예를 들면, 자셀의 머리빗의 빗살에 공간이 있는 경우에는 간섭국으로부터 가까운 유저 A의 머리빗의 빗살의 배치를 간섭 전력이 작은 빈 머리빗의 빗살의 위치로 이동시킨다. 또한, 자(自)셀의 머리빗의 빗살에 공간이 없는 경우에는 간섭국으로부터 가까운 유저 A의 머리빗의 빗살의 배치를 간섭 전력이 작은 유저 B의 머리빗의 빗살의 배치로 변경함으로써, 간섭국으로부터의 간섭을 억압한다.
이와 같이, 이동국 고유의 위상에 대해서, 인접 셀의 머리빗의 빗살과 중첩되지 않도록 제어함으로써, 칩 반복에 의한 직교화의 효과에 의해 동일 주파수를 이용하는 인접 셀로부터의 간섭을 저감할 수 있다. 게다가, 다른 셀간의 (셀단) 유저끼리 큰 전력을 송신하고, 서로 간섭하는 것을 방지하고, 자셀에 있어서 간섭을 저감할 뿐만 아니라, 타셀로의 간섭을 저감할 수 있다.
이어서, 인접 셀의 간섭을 저감하기 위해서, 칩 반복 수의 값을 변경하는 제 어에 대해서, 도20을 참조하여 설명한다. 이동국(10)의 칩 반복부(10-7)는, 인접 셀과 동일한 칩 반복 수로부터 다른 칩 반복 수를 이용하도록 제어된다. 예를 들면, 칩 반복 수를 4에서 2로 변경한다. 이와 같이 함으로써, 인접 셀간에서 머리빗의 빗살이 가장 서로 강한 주파수 위치를 쉬프트할 수 있고, 간섭의 영향을 저감할 수 있다.
이어서, 인접 셀의 간섭을 저감하기 위해서, 확산율 값을 변경하는 제어에 대해서 설명한다. 이동국(10)의 확산 부호 생성부(10-3)는, 임의의 머리빗의 빗살에 있어서, 자셀의 희망 전력에 대해서, 인접 셀로부터의 간섭 전력이 큰 경우, 확산율을 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 정보 레이트를 낮출 수 있기 때문에, 확산 이득을 크게 할 수 있고, 인접 셀로부터의 간섭을 저감할 수 있다.
이어서, 인접 셀의 간섭을 저감하기 위해서, Q값을 변경하는 제어에 대해서 설명한다. 칩 반복부(10-7)는, 인접 셀과 동일한 Q인 경우, 다른 Q를 이용하도록 제어된다. 이와 같이 함으로써, 인접 셀간에서, 머리빗의 빗살이 가장 서로 강한 주파수 위치를 쉬프트함으로써, 간섭의 영향을 저감할 수 있다.
이어서, 인접 셀의 간섭을 저감하기 위해서, 데이터 변조 방식을 변경하는 제어에 대해서 설명한다. 데이터 변조부(10-2)는 임의의 머리빗의 빗살에 있어서, 자셀의 희망 전력에 대해서, 인접 셀로부터의 간섭 전력이 큰 경우, 1 심볼당 정보 비트수가 작은 변조 방식(QPSK 변조 방식 등)을 이용하도록 제어된다. 이와 같이 함으로써, 정보 레이트를 낮추고, 간섭에 강한 데이터 변조 방식을 이용하는 것으로, 인접 셀로부터의 간섭의 영향을 저감할 수 있다.
이어서, 인접 셀의 간섭을 저감하기 위해서, 에러 정정 부호화율을 변경하는 제어에 대해서 설명한다. 에러 정정 부호화부(10-1)는, 임의의 머리빗의 빗살에 있어서, 자셀의 희망 전력에 대해서, 인접 셀로부터의 간섭 전력이 큰 경우, 부호화율을 작게 하도록 제어된다. 이와 같이 함으로써, 정보 레이트를 낮추고, 간섭에 강한 부호화율을 이용함으로써, 인접 셀로부터의 간섭의 영향을 저감할 수 있다.
상술한 인접 셀로부터의 간섭을 저감하는 제어에 있어서는, 기지국에 있어서 측정된 인접 셀로부터의 간섭의 측정 결과에 기초하여, 머리빗의 빗살의 배치를 바꾸는, 칩 반복 수의 값을 변경하는, 확산율의 값을 변경하는, Q의 값을 변경하는, 데이터 변조 방식을 변경하는, 에러 정정 부호화의 부호화율을 변경하는 경우에 대해서 설명하였지만, 이들의 적어도 2개를 조합하여 제어하도록 하여도 좋다.
이어서, 인접하는 셀끼리에 있어서, 셀 단, 즉 셀 테두리의 영역에 존재하는 큰 전력을 송신하는 유저끼리 동일한 이동국 고유의 위상 계열을 이용하지 않도록 제어하는 경우에 대해서, 도21을 참조하여 설명한다.
도21(a)에 도시하는 바와 같이, 칩 반복 수 결정 후, 이동국 고유의 위상을 각 유저에게 할당한다(단계(S2101)). 이 경우, 랜덤하게 할당하도록 하여도 좋고, 기지국으로부터의 거리에 기초하여 할당하도록 하여도 좋다.
이어서, 인접 셀에 셀 단에 존재하는 간섭 유저의 정보, 예를 들면 위상 등을 통지한다(단계(S2102)). 한편, 간섭 유저의 정보를 통지받았는지 여부를 판단한다(단계(S2103)).
간섭 유저의 정보를 통지받은 경우에는(단계(S2103): Yes), 통지받은 위상을 이용하는 이동국에 대해서 기지국에 가까운 이동국과 위상 계열을 교환한다. 이 경우, 가장 간섭 전력이 큰 위상을 가장 기지국에 가까운 이동국에 할당한다. 한편, 간섭 유저의 정보를 통지받지 않은 경우에는(단계(S2103): No), 이동국 고유의 위상 계열은 변경하지 않는다.
예를 들면, 도21(b)에 도시하는 바와 같이, 간섭 유저가 속하는 기지국은, 셀 단 유저의 정보, 예를 들면 위상, 전력, 위치 등을, 영향을 주는 인접 셀에 통지한다(1). 통지받은 기지국에서는 그 위상을 기지국으로부터 가까운 이동국에 할당한다(2). 이와 같이 함으로써, 다른 셀간의 셀단 유저끼리 큰 전력을 송신하고, 서로가 간섭하는 것을 방지하고, 자셀에 있어서 간섭을 저감할 뿐만 아니라 타셀 간섭을 저감한다.
여기서, 인접 셀의 간섭의 측정 방법에 대해서 설명한다.
(a) 상향 링크 개별 파이럿 채널을 이용하는 경우
개별 파일럿 채널에 의해, 자셀 내 전체 유저에 있어서의 모든 수신 패스의 전력을 구하고, 전체 수신 전력에서 뺀다.
(b) 임의의 머리빗의 빗살을 이용하는 유저만의 상향 링크 개별 파일럿 채널을 이용하는 경우
개별 파일럿 채널에 의해, 자셀 내 임의의 머리빗의 빗살 유저에 있어서의 모든 수신 패스의 전력을 구하고, 수신 신호의 머리빗의 빗살간을 직교화한 후의 신호의 전체 전력에서 뺀다.
(c) 임의의 머리빗의 빗살을 이용하는 유저만의 상향 링크 개별 파일럿 채널을 이용하는 경우
개별 파일럿 채널에 의해, 자셀 내 임의의 머리빗의 빗살 유저에 있어서의 모든 수신 패스의 전력을 구하고, 수신 신호의 머리빗의 빗살간을 직교화한 후의 파일럿 심볼의 분산에서 뺀다.
(d) 상향 링크 공통 파일럿 채널을 이용하는 경우
셀 고유의 공통 파일럿 채널을 역확산(슬라이딩 상관)함으로써 타셀 간섭 신호를 구한다.
이상의 측정 방법 중 어떤 방법을 이용하여 인접 셀의 간섭을 측정하여도 좋다.
이어서, 각 머리빗의 빗살에 있어서의 타셀 간섭을 측정함으로써, 자립 분산적으로 타셀 간섭이 작은 위상에 각 머리빗의 빗살을 이동시키는 경우에 대해서, 도22를 참조하여 설명한다.
기지국(100)의 확산율·칩 반복 수 및 이동국 고유의 이동국 고유의 위상 계열 결정부는, 타셀 간섭에 기초하여, 이동국 고유의 위상 계열을 변환하는 제어를 행한다.
우선, 칩 반복 수를 결정한 후, 칩 반복수 갯수의 머리빗의 빗살마다 타셀 간섭 전력이 측정된다(단계(S2201)). 이어서, 각 머리빗의 빗살에서, 타셀 간섭 전력이 임의의 임계치보다 큰지 여부가 판단된다(단계(S2202)).
각 머리빗의 빗살에서, 타셀 간섭 전력이 임의의 임계치보다 크지 않은 경우 (단계(S2202): No), 이동국 고유의 위상 계열에 대해서 변경을 행하지 않는다(단계(S2203)). 한편, 각 머리빗의 빗살에서, 타셀 간섭 전력이 임의의 임계치보다 큰 경우(단계(S2202): Yes), 임계치보다 작은 유저에게 저속 레이트 유저(미사용의 머리빗의 빗살을 포함한다)가 존재하는지 여부가 판단된다(단계(S2204)).
임계치보다 작은 유저에게 저속 레이트 유저(미사용의 머리빗의 빗살을 포함한다)가 존재하는 경우(단계(S2204): Yes), 이동국 고유의 위상 계열에 대해서, 저속 레이트 유저 위상(미사용의 머리빗의 빗살을 포함한다)을 사용, 또는 할당하는 위상을 교환한다(단계(S2205)). 한편, 임계치보다 작은 유저에게 저속 레이트 유저(미사용의 머리빗의 빗살을 포함한다)가 존재하지 않는 경우(단계(S2204): No), 자(自)이동국 보다, 기지국에 가까운 유저가 있는지 여부가 판단된다(단계(S2206)).
자이동국 보다, 기지국에 가까운 유저가 있는 경우(단계(S2206): Yes), 이동국 고유의 위상 계열에 대해서 기지국에 가까운 유저의 위상과 교환한다(단계(S2207)). 한편, 자이동국 보다, 기지국에 가까운 유저가 없는 경우(단계(S2206): No), 이동국 고유의 위상 계열에 대해서 교환을 행하지 않는다(단계(S2208)). 이 경우, 확산에 의한 제어에 의해 저속 레이트화, 또는 송신을 스톱한다.
이와 같이 함으로써, 각 희망 유저(이동국)로 하여금 타셀로부터의 간섭이 큰 위상 계열을 선택하지 않도록, 타셀 간섭이 작은 위상 계열을 선택하도록 할 수 있다.
이 경우, 이동국 고유의 위상 계열을 제어하기 위해, 기지국간에서 칩 반복 수의 값, 각 위상 계열에 있어서의 머리빗의 빗살 유저에 있어서의 송신 전력, 위상 정보 등을 통지하도록 하여도 좋다. 또한, 기지국에 있어서, 각각의 위상 계열에 있어서의 타셀로부터의 간섭 전력을 측정하도록 하여도 좋다. 이 경우, 타셀 간섭은, 기지국간에서 통지된 칩 반복 수, 각 머리빗의 빗살 유저에 있어서의 송신 전력, 위치 정보 등에 기초하여 측정하도록 하여도 좋고, 셀 고유의 스크램블 코드를 이용한 공통 파일럿 채널을 이용하고, 예를 들면 셀마다 지연 프로파일을 작성하는 측정법에 의해 측정하도록 하여도 좋다.
이어서, 본 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 있어서, 다양한 정보 레이트를 가지는 복수의 유저(이동국)를 수용하는 경우에 대해서 설명한다.
동시에 액세스하는 유저간에서 칩 반복의 값(CRF)을 동일하게 하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 각 유저의 정보 레이트는 확산율, 코드 다중수, 데이터 변조 방식 및 부호화율 중 적어도 하나로 조절한다.
예를 들면, 도23에 도시하는 바와 같이, 전체 유저에 대해서 칩 반복 수=2인 경우, 예를 들면 user A, user B의 칩 반복 수로서 2가 이용된 경우, 각 유저의 주파수축상의 할당은 전체의 1/2씩으로 된다. 또한, 전체 유저에 대해서 칩 반복 수=4인 경우, 예를 들면 user A, user B, user C, user D의 칩 반복 수로서 4가 이용된 경우, 각 유저의 주파수축상의 할당은 전체의 1/4씩으로 된다.
이어서, 동시에 액세스하는 유저간에서 다른 값의 칩 반복 값(CRF)을 이용하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 각 유저의 정보 레이트는 칩 반복 수, 확산율, 코드 다중수, 데이터 변조 방식, 부호화율 중 적어도 하나로 조절한다.
예를 들면, 도24에 도시하는 바와 같이, 각 유저에 대해서 다른 칩 반복 수, 예를 들면 user A에 대해서 2, user B에 대해서 4, user C에 대해서 8, user D에 대해서 8이 이용된 경우, 각 유저의 주파수축상의 할당은, user A가 전체의 1/2, user B가 전체의 1/4, user C가 전체의 1/8, user D가 전체의 1/8로 된다.
이어서, 동시에 액세스하는 유저수보다도 큰 칩 반복의 값을 이용하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 각 유저 정보 레이트는 칩 반복 수, 이용하는 머리빗의 빗살의 세트 수, 확산율, 코드 다중수, 데이터 변조 방식, 부호화율 중 적어도 하나로 조절한다.
예를 들면, 도25에 도시하는 바와 같이, 동시 액세스 유저수가 4이며, 전체 유저가 칩 반복 수=8을 이용하고, 머리빗의 빗살 세트 수를 각 유저에서 다른 값으로 한 경우, 예를 들면, 각 유저에 대해서 머리빗의 빗살 세트 수를 user A에 대해서 4, user B에 대해서 2, user C에 대해서 1, user D에 대해서 1이 이용된 경우, 각 유저의 주파수축상의 할당은 user A가 전체의 1/2, user B가 전체의 1/4, user C가 전체의 1/8, user D가 전체의 1/8로 된다.
이어서, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 이동국(10)의 스크램블 코드 생성부(10-5)에 대해서 설명한다. 도26에 도시하는 바와 같이, 스크램블 코드 생성부(10-5)에서는, 기지국(100)으로부터 통지되는 제어 정보에 기초하여, 셀 고유의 스크램블 코드 또는 유저 고유의 스크램블 코드가 선택된다. 스크램블 코드를 적용함으로써, 타셀 간섭을 랜덤화, 즉 주파수축상에서 평활화할 수 있다.
이어서, 가드 인터벌에 대해서 설명한다. 여기서는, 가드 인터벌 길이가 셀 구성, 셀 반경에 따라서 결정되는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 셀 반경이 작을 수록 가드 인터벌 길이는 작아진다. 다른 유저의 최대 지연파가 가드 인터벌 내에 수용되는 경우에는, 주파수 영역간의 유저간의 직교화가 완전하게 유지된다. 그 때문에, 셀 반경이 큰 경우에는 가드 구간을 크게 하고, 셀 반경이 작은 경우에는 가드 구간을 작게 한다. 다만, 가드 구간을 작게 하는 경우에는 가드 구간이 없는 경우도 포함한다.
예를 들면, 도27(a)에 도시하는 바와 같이, 셀 반경이 작은 경우에는 지연 스프레드도 작아지기 때문에, 가드 구간을 작게 한다. 또한, 셀 반경이 큰 경우에는 지연 스프레드도 커지게 되기 때문에, 가드 구간을 크게 한다.
이어서, 가드 인터벌을 설치하는 방법에 대해서, 도27(b)를 참조하여 설명한다.
우선, 기지국(100) 또는 무선 제어국은, 자셀의 셀 반경을 인식한다(단계(S2701)). 이어서, 미리 작성된 테이블에 의해, 셀 반경에 대응하는 가드 인터벌 길이를 일정한 반복 패턴(Q×칩 반복 수)마다 전체 액세스 유저에게 균일하게 마련한다(단계(S2702)).
이어서, 가드 인터벌 길이가 일정한 반복 패턴의 크기에 따라서 결정되는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 일정한 반복 패턴이 작을수록, 가드 인터벌 길이는 작아진다.
예를 들면, 도28(a)에 도시하는 바와 같이, 일정한 반복 패턴(칩 반복 수×Q)이 작을 수록, 가드 삽입에 의한 프레임 효율의 열화가 크기 때문에, 가드 구간 길이를 작게 하고, 일정한 반복 패턴(칩 반복 수×Q)이 클수록, 가드 삽입에 의한 프레임 효율의 열화가 작기 때문에, 가드 구간 길이를 크게 한다. 다만, 가드 구간을 작게 하는 경우에는 가드 구간이 없는 경우도 포함한다.
이어서 가드 인터벌을 설치하는 방법에 대해서 도28(b)를 참조하여 설명한다.
우선, 기지국에 있어서, 각 유저의 Q 및 칩 반복 수를 결정한다(단계(S2801)). 이어서, 미리 작성된 테이블에 의해, 일정한 반복 패턴(Q×칩 반복 수)의 크기에 대응하는 가드 인터벌 길이를 일정한 반복 패턴(Q×칩 반복 수)마다 전체 액세스 유저에게 균일하게 마련한다(단계(S2802)).
이어서 가드 인터벌 길이가 일정한 반복 패턴의 크기에 따라서 결정되는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 일정한 반복 패턴이 작을 수록, 가드 인터벌 길이는 크게 된다.
예를 들면, 도29(a)에 도시하는 바와 같이, 일정한 반복 패턴(칩 반복 수×Q)이 클 수록, 주파수축상에서의 직교성의 붕괴의 영향이 작기 때문에, 가드 구간 길이를 작게 하고, 일정한 반복 패턴(칩 반복 수×Q)이 작을 수록, 주파수축상에서의 직교성의 붕괴의 영향이 크기 때문에, 가드 구간 길이를 크게 한다. 다만, 가드 구간을 작게 하는 경우에는, 가드 구간이 없는 경우도 포함한다.
이어서, 가드 인터벌을 설치하는 방법에 대해서, 도29(b)를 참조하여 설명한다.
우선, 기지국에 있어서, 각 유저의 Q 및 칩 반복 수를 결정한다(단계 (S2901)). 이어서, 미리 작성된 테이블에 의해, 일정한 반복 패턴(Q×칩 반복 수)의 크기에 대응하는 가드 인터벌 길이를 일정한 반복 패턴(Q×칩 반복 수)마다 전체 액세스 유저에게 균일하게 마련한다(단계(S2902)).
상술한 외에, 가드 인터벌 길이를, (a) 셀에 의한 멀티패스의 지연 시간의 크기, (b) 셀 내의 유저 수, (c) 칩 반복 수의 값, (d) 데이터 변조 방식, 채널 부호화율에 기초하여 결정하도록 하여도 좋다.
(a)에 대해서는, 멀티패스의 지연 시간이 클 수록, 가드 인터벌의 크기를 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 큰 멀티패스 지연에 의한 블록간 간섭, 멀티플 액세스 간섭을 저감할 수 있다.
(b)에 대해서는, 셀 내의 유저 수가 클수록, 가드 인터벌의 크기를 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 다유저에 의한 멀티플 액세스 간섭을 저감할 수 있다.
(c)에 대해서는, 칩 반복 수가 작을수록, 가드 인터벌의 크기를 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 일정한 칩 패턴 길이가 짧아지기 때문에, 상대적인 지연이 크게 보이는 것에 의한 주파수축상에서의 직교성의 붕괴를 저감할 수 있다. 또한, 칩 반복 수가 클 수록, 가드 인터벌의 크기를 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 가드 인터벌의 삽입에 의한 프레임 효율의 열화를 저감할 수 있다.
(d)에 대해서는, 다치(多値)변조, 예를 들면 16QAM 등이 사용된 경우에, 채널 부호화율이 클 수록, 가드 인터벌의 크기를 크게 한다. 이와 같이 함으로써, 간섭에 약하고, 변조 방식과 채널 부호화율의 조합을 이용하는 경우에, 가드 인터벌에 의해 간섭의 저감을 할 수 있다.
이어서, 상술한 가드 인터벌에 대해서, 일정한 반복 패턴마다 가드 인터벌을 삽입하는 예를 설명한다.
도30에 도시하는 바와 같이, 일정한 반복 패턴마다 가드 인터벌을 삽입함으로써, 멀티플 액세스 간섭을 저감할 수 있고, 또한 일정한 반복 패턴의 블록간에 있어서의 간섭의 저감을 도모할 수 있다.
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 따르면, 다양한 다른 환경, 예를 들면 멀티 셀 환경에 있어서, VSCRF-CDMA(Variable Spreading and Chip Repetition Factors-CDMA)를 이용함으로써, 동일 인터페이스를 이용하면서, 확산율, 칩 반복 팩터를 적응적으로 변경, 제어함으로써, 시스템 쓰루풋을 개선할 수 있다.
(산업상 이용 가능성)
본 발명에 따른 기지국, 이동국 및 무선 통신 시스템 및 무선 전송 방법은 멀티 셀 환경에 있어서의 무선 통신 시스템에 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 멀티 셀 환경에서의 주파수 사용 효율을 개선할 수 있는 기지국, 이동국, 무선 통신 시스템, 및 무선 전송 방법을 실현할 수 있다.

Claims (10)

  1. 이동국과 무선 통신들을 할 수 있는 기지국에 있어서,
    상기 이동국에 의해 요구되는 정보 레이트에 관한 정보,
    트래픽의 타입에 관한 정보,
    상기 이동국의 무선 파라미터에 관한 정보, 및
    인접한 셀로부터의 간섭에 관한 정보중 적어도 하나에 기초하여, 상기 이동국 고유의 위상(phase), 칩 반복 수(the number of chip repetitions), 및 확산율
    (spreading factor)을 포함하는 제어 정보를 결정하고; 그리고
    결정된 상기 이동국 고유의 위상, 칩 반복수, 및 확산율을 상기 이동국에 송신하도록 구성된, 제어 정보 결정부를 포함하는 기지국.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동국으로부터 송신된 예약 패킷으로부터 상기 이동국의 무선 파라미터에 관한 정보,
    상기 트래픽의 타입에 관한 정보,
    상기 이동국에 의해 요구되는 정보 레이트에 관한 정보, 및
    상기 셀에 존재하는 이동국들의 수에 관한 정보
    중 적어도 하나를 수집하도록 구성된, 정보 수집부;
    상기 이동국으로부터의 파일럿 신호 전력을 측정하도록 구성된 전파로 상황 측정부; 및
    표적 셀에서의 이동국으로부터 수신된 신호 전력과 인접한 셀로부터의 간섭을 포함한 모든 수신된 신호 전력을 측정하도록 구성된 인접한 셀로부터의 간섭 측정부
    를 더 포함하는 기지국.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 정보 결정부는,
    하나 이상의 셀들마다,
    하나 이상의 섹터들마다, 및
    하나 이상의 멀티-빔들마다
    중 적어도 하나에 대하여 상기 칩 반복수와 상기 확산율을 결정하는, 기지국.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 정보 결정부는, 인접한 셀로부터의 간섭에 관한 상기 정보에 기초 하여, 상기 이동국에 할당되는 적어도 하나의 위상을 결정하는, 기지국.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셀에 존재하는 이동국들에 관한 정보를 상기 인접하는 셀의 기지국으로 통지하도록 구성된 이동국 정보 통지부(mobile station information providing unit);
    를 더 포함하고,
    상기 제어 정보 결정부는, 상기 인접하는 셀에 존재하는 이동국들에 관한 정보에 기초하여 상기 이동국에 할당되는 적어도 하나의 위상을 결정하는, 기지국.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 정보 결정부는,
    상기 셀 환경들의 타입,
    송신 타이밍 제어를 적용하여 다른 유저들로부터 수신된 신호들 사이의 시간 차(time difference),
    상기 셀의 반경,
    상기 셀의 멀티-패스 지연의 크기,
    상기 셀에서의 이동국들의 수, 및
    상기 칩 반복 수와 동일한 횟수 만큼 칩 반복을 수행함으로써 구성된 칩 패턴의 크기
    중 적어도 하나에 기초하여 가드 인터벌 길이를 결정하는, 기지국.
  7. 확산 부호(spread code)를 심볼 계열(symbol sequence)로 승산함으로써 생성된 확산 스펙트럼 신호를, DS-CDMA에 의해 기지국으로 전송하는 이동국에 있어서,
    상기 기지국에 의해 통지되는(provided) 확산율에 기초하여 상기 확산 부호를 생성하도록 구성된 확산 부호 생성부;
    상기 기지국에 의해 통지되는 칩 반복 수에 기초하여, 확산 스펙트럼 후의 칩 계열을 임의의 횟수 만큼 반복하도록 구성된 칩 반복부; 및
    상기 이동국 고유의 위상을 적어도 하나 생성하도록 구성된 위상 계열 생성부로서, 상기 위상은 상기 기지국에 의해 통지되는 제어 정보에 기초하여 상기 칩 반복부에 의해 출력되는 반복된 칩 계열들에 의해 승산되는 것인, 상기 위상 계열 생성부를 포함하고,
    상기 제어 정보는,
    상기 이동국에 의해 요구되는 정보 레이트에 관한 정보,
    트래픽의 타입에 관한 정보,
    상기 이동국의 무선 파라미터에 관한 정보, 및
    인접한 셀로부터의 간섭에 관한 정보중 적어도 하나에 기초하여 결정된
    확산율, 칩 반복 수, 및 상기 이동국 고유의 위상을 포함하는 제어 정보를 포함하는 이동국.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기지국에 의해 통지되는 제어 신호에 기초하여, 소정의 횟수 만큼 상기 칩들을 반복함으로써 구성되는 칩 패턴마다, 가드 인터벌을 삽입하도록 구성된 가드 인터벌 삽입부를 더 포함하는 이동국.
  9. 무선 통신 시스템에 있어서,
    이동국; 및
    상기 이동국과 무선 통신들을 할 수 있는 기지국을 포함하며,
    상기 기지국은,
    상기 이동국에 의해 요구되는 정보 레이트에 관한 정보,
    트래픽의 타입에 관한 정보,
    상기 이동국의 무선 파라미터에 관한 정보, 및
    인접한 셀로부터의 간섭에 관한 정보
    중 적어도 하나에 기초하여, 상기 이동국 고유의 위상(phase), 칩 반복 수(the number of chip repetitions), 및 확산율(spreading factor)을 포함하는 제어정보를 결정하고; 그리고
    결정된 상기 이동국 고유의 위상, 칩 반복수, 및 확산율을 상기 이동국에 송신하도록 구성된, 제어 정보 결정부를 포함하며,
    상기 이동국은,
    상기 기지국에 의해 통지되는(provided) 확산율에 기초하여, 확산 부호를 생성하도록 구성된 확산 부호 생성부,
    상기 기지국에 의해 통지되는 칩 반복 수에 기초하여, 확산 스펙트럼 후의 칩 계열을 임의의 횟수 만큼 반복하도록 구성된
    칩 반복부, 및
    상기 이동국 고유의 위상을 적어도 하나 생성하도록 구성된 위상 계열 생성부로서, 상기 위상은 상기 기지국에 의해 통지되는 제어 정보에 기초하여 상기 칩 반복부에 의해 출력되는 반복된 칩 계열들에 의해 승산된 것인, 상기 위상 계열 생성부를 포함하는 무선 통신 시스템.
  10. 이동국과, 이 이동국과 무선 통신들을 할 수 있는 기지국으로 구성된 무선 통신 시스템에 있어서의 무선 전송 방법으로서,
    상기 이동국에 의해 요구되는 정보 레이트에 관한 정보,
    트래픽의 타입에 관한 정보,
    상기 이동국의 무선 파라미터에 관한 정보, 및
    인접한 셀로부터의 간섭에 관한 정보
    중 적어도 하나에 기초하여, 상기 이동국 고유의 위상(phase), 칩 반복 수(the number of chip repetitions), 및 확산율(spreading factor)을 결정하는 단계;
    위에서처럼 결정된 상기 이동국 고유의 위상, 칩 반복수, 및 확산율을 상기 이동국에 송신하는 단계;
    상기 기지국에 의해 통지되는(provided) 확산율에 기초하여 확산 부호를 생성하는 단계;
    상기 기지국에 의해 통지되는 칩 반복 수에 기초하여 스펙트럼 확산 후의 칩 계열을 임의의 횟수만큼 반복하는 단계; 및
    상기 기지국에 의해 통지되는 상기 이동국 고유의 위상에 기초하여 상기 이동국 고유의 위상을 생성하는 단계로서, 상기
    위상은 상기 반복된 칩 계열들에 의해 승산된 것인, 상기 이동국 고유의 위상을 생성하는 단계를 포함하는 무선 전송 방법.
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