KR100866781B1 - 통신 시스템들 내의 심볼 타이밍 동기화 방법 - Google Patents

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Abstract

다수의 무선 단말들이 단일 기지국과 통신하는 OFDM 통신 시스템들 내의 심볼 타이밍 동기화가 설명된다. 기지국 전송기 및 수신기 심볼 타이밍은 고정된다. 각 무선 단말은 그 전송기 타이밍을 독립적으로 조정하도록 동작한다. 무선 단말에서의 전송기 타이밍 동기화는 단말의 수신기 타이밍 동기화에 종속하며, 각 무선 단말은 첫 번째로, 그 수신기 심볼 타이밍을 기지국으로부터 수신된 신호에 기초하여 보정한다. 무선 단말은 그후 그 수신기 심볼 타이밍의 함수로서 그 전송기 심볼 타이밍을 조정한다. 수신기 심볼 타이밍이 소정량만큼 전진 또는 지연될 때, 전송기 심볼 타이밍도 각각 동일 또는 실질적으로 동일한 만큼 전진 또는 지연된다. 심볼 타이밍 조정은 체류기내의 최초 또는 최종 심볼로부터 디지털 샘플들을 추가 또는 삭제함으로써 이루어질 수 있다.
심볼 타이밍, 디지털 신호 샘플, 통신 디바이스, 체류기

Description

통신 시스템들 내의 심볼 타이밍 동기화 방법{Method of symbol timing synchronization in communication systems}
관련된 출원들 :
본 출원은 2001년 3월 9일자로 출원된 미국 가출원 번호 60/274,987호에 대한 우선권을 주장한다.
발명의 분야 :
본 발명은 통신 시스템들에 관한 것이며, 특히, 예로서, 주파수 분할 다중화 시스템들 내에서 심볼 타이밍을 수행하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
통신 시스템들, 예로서, 라디오 또는 다른 무선 시스템들에서, 전송기 및 수신기는 빈번히, 공통 클록 소스로 액세스하지 못한다. 대신, 전송기에서 하나와 수신기에서 다른 하나로, 별도로 수행되는 두 개의 클록들이 존재하기 쉽다. 무선 시스템들에서, 기지국들은 전형적으로 매우 정확한 클록들을 가진다. 그러나, 비용 고려조건들로 인하여, 무선 단말들, 예로서, 이동 전화들 및/또는 기타 이동 통신 디바이스들은 종종 저가의 클록들을 사용한다. 다수의 경우들에서, 이런 저가의 클록들은 이동국들이 그와 함께 상호 작용하는 기지국들에 사용되는 클록들보다 덜 정확하다.
전송기와 수신기에서 서로 다른 클록들을 가지는 것의 한가지 결과는 전송기와 수신기가 통신 세션의 시작시에 완벽히 동기되었던 경우에도 전송기와 수신기 심볼 타이밍들이 종종 시간에 걸쳐 편차가 생긴다(drift). 적절한 통신을 보증하기 위해서, 심볼 타이밍 동기화가 통신 세션 전체에 걸쳐 유지되는 것이 중요하다.
알려진 통신 동기화 시스템에서, 수신기 심볼 타이밍은 전송기 심볼 타이밍에 종속된다. 알려진 시스템에서, 수신기는 수신된 신호에 기초하여 지속적으로 수신기 심볼 타이밍을 보정한다. 전송기 심볼 타이밍은 단순히 전송기에 사용된 클록에 기초하며, 조정될 필요가 없다. 위의 방법은 서로 다른 무선 단말들로부터 수신된 신호들이 기지국에 정렬되는 것이 요구되지 않는 한, 다수의 점-대-점 통신 시스템들(point-to-point communications systems)에서, 그리고, 몇몇 다중 액세스 시스템들에서 양호하게 동작한다.
그러나 다른 시스템들에서, 종래 기술의 동기화 방법은 효과적으로 동작하지 않는다. 예로서, 직교 주파수 분할 다중화된(OFDM) 다중 액세스 시스템에서, 기지국은 다수의 무선 단말들로부터 동시에 OFDM 심볼들을 수신한다. 무선 단말들 사이의 간섭 소거의 목적을 위해서, 서로 다른 무선 단말들로부터의 심볼들이 기지국 수신기에 동시에 도달하도록 하는 것이 유리하다. 서로 다른 무선 단말들이 서로 다른, 그리고, 시간이 변화하는 전송기 타이밍을 가질 수 있기 때문에, 기지국 수신기 타이밍을 종속체(slave)로서 기지국 수신기가 함께 상호 작용할 수 있는 다수의 개별 무선 단말들의 전송기 타이밍으로 조정하는 것은 불가능하다. 그러므로, 종래 기술 동기화 시스템은 OFDM 다중 액세스 시스템들에서 효과적으로 작용하지 않는다.
본 발명은 OFDM 통신 시스템들 내에서 심볼 타이밍 동기화를 구현하기 위한 방법들 및 장치에 관련된다. OFDM 통신 시스템들은 점-대-점 또는 다중 액세스일 수 있다. 다중 액세스 시스템에서, 다수의 무선 단말들은 단일 기지국과 통신한다.
위에 언급한 알려진 시스템과 대조적으로, 본 발명에 따라서, 수신기 심볼 타이밍은 기지국에서 고정된다. 각 무선 단말은 다중 무선 단말들로부터 수신된 심볼들이 기지국 수신기 심볼 타이밍과 동기되도록 자신의 전송기 타이밍을 독립적으로 조정하도록 동작한다.
본 발명에 따라서, 무선 단말, 예로서, 이동국에서의 전송기 타이밍 동기화는 이동국의 수신기 타이밍 동기화에 종속한다. 예시적 실시예에서, 무선 단말은 첫 번째로 수신된 신호에 기초하여 그 수신기 심볼 타이밍을 보정한다. 무선 단말은 그후 그 전송기 심볼 타이밍을 그 수신기 심볼 타이밍의 함수로서 조정한다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라서, 이동국의 전송기 타이밍 회로는 이동국의 수신기 타이밍 회로에 종속된다.
본 발명에 따라서, 수신기 심볼 타이밍 및 전송기 심볼 타이밍의 보정은 각각 수신기 및 전송기내의 특정 심볼 지속 기간 내에서 디지털 샘플들을 삽입 또는 제거함으로써 디지털로 실행된다.
전송기 타이밍 조정은 수신기 타이밍 조정과 일치하는 방식으로 수행되고, 예로서, 수신기 심볼 타이밍이 소정량만큼 전진(advanced) 또는 지연될 때, 전송기 심볼 타이밍도 각각 동일 또는 실질적으로 동일한 양만큼 전진 또는 지연된다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 전송기 심볼 타이밍 조정들은 수신기 심볼 타이밍 조정들로부터 다소, 예로서, 20%까지 변화할 수 있다.
전송기 심볼 타이밍이 본 발명에 따라서 보정될 때, OFDM 심볼은 전이(transition) OFDM 심볼로서 사용되도록 선택된다. 전이 OFDM 심볼의 지속 기간은 타이밍 보정의 요구조건에 따라서 결정되며, 예컨대, 정상 심볼의 지속 기간과 관련하여 조정된다. 전이 OFDM 심볼은 정상 OFDM 심볼의 것보다 길거나 짧은 지속 기간을 가진다. 다양한 실시예들에서, 전이 OFDM 심볼들 이외의 OFDM 심볼들의 지속 기간들은 변화되지 않은 상태로 남겨진다.
본 발명에 따라 구현된 시스템에서, 무선 단말, 예로서, 이동국은 다른 톤 또는 톤들의 세트로 스위칭하기 이전에, 체류기(dwell)라 알려진, 다수의 심볼 타임들을 포함하는 시간 주기 동안 동일 톤 또는 톤들의 세트, 예로서, 주파수 부반송파 또는 부반송파들의 세트를 사용할 수 있다. 이런 시스템은 차동 변조의 목적을 위해 톤들을 스위칭할 수 있다. 체류기가 사용되는 일 예시적 실시예에서, 본 발명에 따라서, 전이 OFDM 심볼이 체류기내의 최초 심볼 또는 최종 심볼 중 어느 한쪽이 되도록 선택된다. 이런 실시예에서, 체류기내의 최초 심볼이 선택될 때, 전이 심볼들의 주기성 프리픽스(cyclic prefix)의 지속 기간은 원하는 심볼 지속 기간을 달성하도록 조정된다. 체류기내의 최종 심볼이 전이 심볼로서 선택될 때, 전이 심볼의 지속 기간은 주기성 프리픽스와는 달리 전이 심볼들 FFT(Fast Fourier Transform : 고속 푸리에 변환) 바디(body)의 지속 기간을 변화시킴으로써 조정된다.
몇몇 무선 시스템들에서, 예로서, 무선 통신 디바이스가 동시에 둘 또는 그 이상의 기지국들과 통신할 수 있다. 이는 예로서, 이동 디바이스가 무선 통신 시스템의 하나의 셀로부터 다른 셀로 전이하고, 기존의 기지국과의 접속을 손실 또는 종결하기 이전에 새로운 기지국과 통신 링크를 형성하려 할 때 발생할 수 있다. 이런 실시예에서, 심볼들은 두 기지국들 각각으로부터 수신 및 전송될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따라서, 두 기지국들 각각과 연관된 수신기 및 전송기 심볼 타이밍은 독립적으로 수행된다. 본 발명에 따라서, 제 1 기지국에 대응하는 이동 디바이스의 수신기는 제 1 기지국으로부터 수신되는 심볼들을 포함하는 데이터의 샘플링에 관련하여 이루어지는 심볼 타이밍 조정들을 결정한다. 제 1 기지국으로의 심볼들의 전송에 관련한 이동 디바이스의 심볼 타이밍은 동일한 방식으로, 예로서, 제 1 기지국으로부터 수신된 심볼들의 처리에 수행된 타이밍 조정들과 동일한 방향으로 동일한 양만큼 조정된다. 동일 또는 유사한 방식으로, 제 2 기지국에 대응하는 이동 디바이스의 수신기는 제 2 기지국으로부터 수신되는 심볼들에 대응하는 데이터의 샘플링에 관련하여 이루어지는 심볼 타이밍 조정들을 결정한다. 제 2 기지국으로의 심볼들의 전송에 관련한 이동 디바이스의 심볼 타이밍은 동일한 방식으로, 예로서, 제 2 기지국으로부터 수신된 심볼들의 처리에 이루어지는 타이밍 조정들과 동일한 방향으로 동일한 양만큼 조정된다. 따라서, 단일 이동 디바이스는 다수의 심볼 타이밍 보정 작업들, 예로서, 이동 디바이스가 그와 통신하는 기지국 당 하나의 보정 작업을 구현할 수 있다. 보정들은 서로 독립적일 수 있다. 보정들은 디지털로 이루어지는 것이 적합하지만, 그러나, 아날로그 도메인에서 수행될 수 있다.
양호한 OFDM 통신 시스템에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 심볼 타이밍 보정 기술들은 광범위한 디지털 통신 시스템들, 점-대-점 또는 다중 액세스에 적용될 수 있으며, OFDM 또는 심지어 주파수 분할 다중화 시스템들에 한정될 필요는 없다.
상술된 방식으로 수신기 타이밍 조정들의 함수로서 이동 무선 디바이스들의 전송기 심볼 타이밍을 조정함으로써, 특정 무선 통신 디바이스의 전송기 심볼 타이밍과 매칭되도록 기지국 수신기 심볼 타이밍을 조정할 필요성이 감소 또는 방지된다. 부가적으로, 그 전송기 타이밍을 조정하는 방식을 특정 개별 무선 디바이스에 지시하는 전송기 심볼 타이밍 보정 신호들을 개별 이동 무선 디바이스에 전송할 필요성이 감소 또는 방지된다. 따라서, 본 발명의 방법들 및 장치는 가용 통신 대역폭의 효과적인 사용을 용이하게 한다.
도 1은 본 발명에 따라 구현된 통신 시스템을 예시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 시스템에 사용될 수 있는 기지국 및 무선 단말을 예시하는 도면.
도 3은 도 1의 시스템에 포함된 수신기에 의한 한 세트의 수신된 심볼들의 처리를 예시하는 도면.
도 4 및 도 5는 기지국 수신기에 의한 심볼들의 처리와 연관된 기지국 심볼 타이밍을 예시하는 도면.
도 6은 무선 단말 수신기 심볼 타이밍 조정들의 함수로서 무선 단말 전송기 심볼 타이밍을 조정하는 방법을 예시하는 도면.
도 7은 무선 단말 전송기 타이밍을 조정하기 위해 사용된 심볼 내에 샘플들을 삽입함으로써 본 발명에 따라 수행된 심볼 타이밍의 조정을 예시하는 도면.
도 8은 무선 단말 심볼 타이밍 보정들을 이루기 위해, 본 발명의 예시적 실시예에 따라 그 지속 기간이 변경될 수 있는 체류기 및 최초 및 최종 심볼들을 예시하는 도면.
도 9는 도 1에 도시된 시스템에 의해 전송될 수 있는 OFDM 심볼을 예시하는 도면.
도 10 및 11은 체류기내의 최초 심볼인 심볼내의 다수의 샘플들을 변경함으로써 수행된 심볼 타이밍 조정들을 예시하는 도면.
도 12 및 13은 체류기내의 최종 심볼인 심볼내의 다수의 샘플들을 변경함으로써 수행된 심볼 타이밍 조정을 예시하는 도면.
도 14는 동시에 두 기지국들과 통신하는 무선 단말을 예시하는 도면.
도 15는 동시에 두 기지국들과 통신하는 무선 단말내의 본 발명의 양호한 실시예에 따른 심볼 타이밍 조정들을 이루는 방법을 예시하는 도면.
본 발명은 제 1 통신 디바이스가 제 2 통신 디바이스와 통신하는, 광범위한 디지털 통신 시스템들, 점-대-점 또는 다중 액세스에 적용할 수 있다.
도 1은 몇몇 제 1 통신 디바이스들, 즉, 무선 단말들(104, 106), 예로서, 이동국들이 단일 기지국(102)인 제 2 통신 디바이스에 동시에 OFDM 신호들(110, 112)을 전송하는 양호한 OFDM 다중 액세스 시스템(100)을 도시한다. 신호들(110, 112)은 각각 하나 또는 그 이상의 심볼들, 예로서, OFDM 심볼들을 포함한다. 무선 단말들(104, 106)은 신호들(110, 112)의 전송을 위한 안테나들(105, 107)을 포함한다. 기지국(102)은 전송된 신호들(110, 112)을 수신하기 위한 안테나(103)를 포함한다.
양호한 시스템(100)에서, OFDM 심볼들은 두 부분들, 주기성 프리픽스와 FFT 바디를 포함한다. 도 9는 총 N개의 샘플들을 포함하는 OFDM 심볼(900)의 예를 예시한다. 주기성 프리픽스(902)는 K개의 샘플들을 포함하고, FFT 바디(904)는 N-K개의 샘플들을 포함한다. 주기성 프리픽스에 포함된 K개의 샘플들은 FFT 바디의 최종 K개의 샘플들(906)을 복사하고, 이들을 전송된 심볼의 FFT 바디 부분(904)의 앞에 배치함으로써 얻어진다. 따라서, 심볼의 주기성 프리픽스(902)는 보통 FFT 바디의 최종 부분의 사본이다.
다시 한번 도 1을 참조하면, 서로 다른 무선 단말들(105, 107)로부터 전송된 OFDM 심볼들은 부가적으로 기지국(102)내에 포함된 수신기에 도달한다. 이 기지국 수신기는 OFDM 심볼에 대응할 때 수신된 신호(110, 112)의 일부를 선택하기 위해 심볼 윈도우를 사용한다. 그후, 기지국의 수신기는 개별 무선 단말들로부터 기지국으로 전송된 정보를 획득하기 위해 심볼 부분에 FFT 연산을 수행한다. 수신기 심볼 타이밍은 심볼 윈도우를 배치하는 위치를 결정한다.
도 2는 본 발명에 따라 구현된 기지국(204)과 양호한 무선 단말(202)을 예시하는 도면(200)이다. 기지국(204)은 시스템(100)의 기지국(102)으로서 사용될 수 있다. 무선 단말(202)은 도 1에 도시된 시스템(100)의 무선 단말들(104, 106) 중 소정의 하나로서 사용될 수 있다.
기지국(204)은 무선 단말(202)에 신호들(222)을 전송하고, 무선 단말로부터 신호들(224)을 수신한다. 전송 및 수신된 신호들(222, 224)은 예로서, OFDM 심볼들을 포함할 수 있다. 기지국(204)은 클록(230), 전송기 회로(226), 수신기 회로(232), 메모리(236) 및 중앙 처리 유닛(240)을 포함하고, 이들은 버스(225)에 의해 함께 연결되어 있다. 기지국 클록(230)은 전송기 회로(226) 및 수신기 회로(232) 양자 모두에 대한 심볼 타이밍을 제어하기 위해 사용되는 클록 신호들을 공급하기 위해 사용된다. 상대적으로 정확한 클록은 기지국 클록(230)에 사용된다. 무선 단말들(202)내의 클록은 이동 디바이스들(202)의 비용을 낮게 유지하기 위한 시도들로 인해 기지국 클록보다 부정확할 수 있다.
기지국의 전송기 회로(226)는 기지국 클록(230)에 응답하는 고정된 전송기 심볼 타이밍 회로(228)를 포함한다. 수신기 회로(232)는 유사하게, 역시 클록(230)에 응답하는 고정된 수신기 심볼 타이밍 회로(234)를 포함한다. 따라서, 시스템(200)에서, 기지국은 무선 단말(202) 같은 개별 무선 디바이스로부터의 정보에 기초하여 그 전송기 또는 수신기 타이밍을 조정 또는 변경하지 않는다. 다수의 무선 단말들(202)이 단일 기지국(204)에 의해 서비스되는 실시예에서, 본 발명의 동기화 방법은 다양한 서로 다른 무선 단말들(202)로부터의 정보에 기초하여 기지국에서 심볼 타이밍을 조정하는 것을 시도함으로써 초래하는 복잡성을 방지한다.
도 3은 기지국의 수신기(232)에서 수행되는 작업들을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기지국(102)에서 수신된 신호는 다양한 처리 작업들을 받게 된다. 단계 304에서, 수신된 신호는 고정된 레이트로 샘플링된다. 그후, 단계 306에서, 수신기 회로는 고정된 심볼 윈도우에 대응하는 샘플링된 신호로부터 N개의 샘플들을 취한다. 주기성 프리픽스는 그후 단계 308에서 선택된 샘플들의 세트로부터 제외된다. 주기성 프리픽스의 제외에 이어, 단계 310에서, FFT가 수신된 심볼에 대응하여 선택된 샘플들의 세트의 잔여 부분에 수행된다. 단계 304, 306, 308 및 310은 전송된 심볼들을 복원하기 위해 시간 주기에 걸쳐 반복적으로 수행되었다.
일 실시예에서, 기지국(102)은 도 3에 도시된 기능들 또는 단계들 각각을 수행하기 위한 회로를 포함한다. 다른 실시예에서, 기능들/단계들 중 몇몇 또는 전부는 소프트웨어 제어 하에 CPU(240)상에 구현된다. 예시된 작업들을 수행하기 위한 소프트웨어 루틴들은 기지국(102) 내에 포함된 메모리(236) 내에 저장될 수 있다. 도 3에 예시된 프로세스에 따라서, 기지국 수신기(232)는 고정된 레이트로 수신된 신호를 샘플링한다. 설명의 목적을 위해, OFDM 심볼의 총 길이는 N개의 샘플들과 같고, OFDM 심볼내의 주기성 프리픽스의 길이는 K개의 샘플들과 같다고 가정한다.
수신기 심볼 타이밍에 기초하여, 기지국(102)은 수신된 디지털 신호 샘플들의 시퀀스내의 N개의 샘플들, 예로서, 전송된 심볼에 대응하는 샘플들의 세트를 반복적으로 선택한다. 기지국은 첫 번째 K개의 샘플들을 버리고, 잔여 N-K개의 샘플들을 유지한다. FFT 연산은 그후 무선 단말들에 의해 전송된 정보를 복원하기 위해 N-K개의 샘플들 상에 수행된다. 샘플링 레이트는 기지국(102)에 의해 사용된 클록(230)으로부터 유도되며, 이는 무선 단말들(202) 각각에 의해 사용되는 클록들(210)과 매우 상이할 수 있다. 기지국(102)에서의 수신기 심볼 타이밍 및 샘플링 작업은 고정되며, 즉, 수신된 신호에 기초하여 조정되지 않는다.
도 2를 다시 한번 참조하면, 무선 단말(202)이 클록(210), 수신기 회로(206), 전송기 회로(212), 메모리(216) 및 중앙 처리 유닛(220)을 포함하며, 이들이 버스(215)에 의해 함께 연결되어 있는 것을 볼 수 있다. 클록(210)은 수신기 회로(206) 및 전송기 회로(212)에 타이밍 신호를 공급한다. 서로 다른 무선 단말들(202)에서 발견되는 클록들의 편차들로 인해, 전송기 및 수신기 타이밍은 기지국 클록(230)의 속도 및/또는 의도된 클록 속도로부터의 클록 속도의 변화들을 보정하기 위해 주기적으로 조정되어야만 할 수 있다. 메모리(216)는 CPU(220)에 의해 수행되는 타이밍 제어 루틴(218)을 포함한다. 타이밍 제어 루틴(218)은 본 발명의 심볼 타이밍 조정 방법을 실행하기 위해 무선 단말(202) 및 내부에 포함된 회로들(206)을 제어하기 위해 사용되는 소프트웨어 및/또는 기타 처리 명령들을 포함한다. 타이밍 제어 루틴(218)에 부가하여, 단말(202)에 의해 수신된 데이터와 단말(202)에 의해 전송되는 데이터를 저장하기 위해 메모리(216)가 사용된다.
수신 회로(206)는 기지국(204)으로부터 무선 단말(202)에 전송된 신호들(222)을 수신기 회로에 포함된 안테나를 경유하여 수신하는 것을 맡는다. 수신기 회로(206)는 또한, 수신된 신호(222)를 처리, 예로서, 이를 후술된 바와 같이, 이를 디지털화하고, 심볼들로 세그먼트화하는 것을 맡는다. 수신기 심볼 타이밍 동기화 회로(208)는 수신기 심볼 타이밍에 어떠한 조정들이 본 발명에 따라 이루어져야 하는지를 결정하기 위해, 그리고, 전송기 회로(212)에 포함된 전송기 심볼 타이밍 동기화 회로(214)에 심볼 타이밍 조정 정보를 전달하기 위해 사용된다. 수신기 심볼 타이밍 동기화 회로(208)는 기지국의 전송기 회로(226)의 타이밍을 일치시키기 위한 시도에서 수신기 타이밍을 조정한다.
무선 단말 전송기 회로(212)는 무선 단말에 의해 전송되는 신호들(224)을 생성하는 것을 맡는다. 전송기 회로(212)는 신호들(224)을 방송하기 위한 안테나를 포함한다. 신호들은 예로서, OFDM 심볼들을 포함한다. 전송기 회로(212)는 또한, 본 발명에 따라서 전송된 심볼 타이밍을 예로서, 주기적으로 조정하기 위해 전송기 심볼 타이밍 동기화 회로(214)를 포함한다. 이는 후술된 바와 같이, 전송되는 하나 또는 그 이상의 심볼들에 샘플들을 추가 또는 제거함으로써 수행될 수 있다. 회로(214)에 의해 이루어지는 심볼 타이밍 조정은 수신기 심볼 타이밍 동기화 회로(208)에 의해 이루어지는 심볼 타이밍 조정과 동일한 방향이며, 동일한, 또는 실질적으로 동일한 양이다. 기지국 클록(230)이 기지국의 수신기 회로 타이밍과 그 전송기 타이밍 양자 모두를 구동하기 위해 사용되기 때문에, 무선 단말의 수신기 회로(206)가 무선 수신기 타이밍을 기지국의 전송기의 타이밍에 동기화하는 것이 성공적이라 가정하면, 무선 단말의 전송기 회로(212)에 대한 대응 조정은 기지국의 수신기 회로(234)와 무선 단말의 전송기 회로(212)의 동기화를 용이하게 한다.
무선 전송기의 심볼 타이밍 조정들을 수신기 타이밍 변화들의 함수로 실행함으로써, 기지국 클록(230)과 무선 단말의 클록(210) 사이의 타이밍 차이들은 예로서, 각 체류기의 시작부 및 종단부에서, 비교적 빈번히 발생하는 상술된 방식의 심볼 타이밍 보정들을 통해 보상된다.
고정된 기지국, 예로서, 기지국(204)에 관련한 무선 디바이스(202)의 이동은 수신된 심볼들의 타이밍에 소정의 영향을 미칠 수 있다. 예로서, 무선 단말이 기지국으로부터 보다 멀리 이동할 때, 거리의 증가는 무선 단말의 수신기에서 기지국의 전송기 심볼 타이밍의 지연으로서 나타날 수 있다. 무선 단말과 기지국 사이의 증가하는 거리의 영향을 상쇄하기 위해서, 무선 단말의 수신기 심볼 타이밍을 지연시키고, 무선 단말의 전송기 심볼 타이밍을 전진시키는 것이 바람직할 수 있다. 무선 단말 이동으로 인한 심볼 타이밍의 변화들은 일반적으로 무선 단말의 클록(210)과 기지국 클록(230) 사이의 편차들이 심볼 타이밍에 영향을 미치는 레이트보다 현저히 느린 레이트로 발생하는 경향을 갖는다. 따라서, 무선 단말의 클록과 기지국 클록 사이의 차이들로 인한 심볼 타이밍 에러들의 보정은 수신기 및 전송기 회로들 사이의 거리의 변화들의 영향을 다루는 것을 목적으로 하는 심볼 타이밍 보정들보다 중요할 수 있다.
무선 단말(202)과 기지국(204) 사이의 거리에서 변화들 및 이동(motion)의 영향은 부가적인 타이밍 제어 루틴 또는 회로를 사용하여 무시 또는 보정될 수 있다. 일 실시예에서, 무선 단말(202)은 무선 단말 이동으로 인한 심볼 타이밍 변화들을 보정하기 위해 설계된 부가적인 타이밍 제어 루틴 및/또는 서브-루틴을 포함한다. 이런 보정들은 예로서, 전송 및/또는 수신 지연들의 결정의 목적을 위해 무선 단말로 및/또는 무선 단말로부터 전송된 정보 및/또는 주기적 신호들에 기초할 수 있다. 이런 조정 루틴은 본 발명에 따라 클록 타이밍 차이들을 보정하기 위해 사용되는 루틴(218)에 부가된다.
서로 다른 무선 단말들로부터의 OFDM 신호들 사이의 간섭과, 인접 OFDM 심볼들 사이의 간섭을 제거하기 위해서, 무선 단말들로부터의 수신된 신호들이 수신기 심볼 타이밍과 동기화되는 것이 중요하다. 특히, 수신기 심볼 윈도우는 심볼 윈도우내의 신호가 소정의 주어진 무선 단말로부터의 단일 OFDM 심볼을 포함하도록 배치되어야 한다.
도 4는 두 무선 단말들(104, 106)로부터의 수신된 신호들이 기지국의 수신기 심볼 타이밍과 동기화되는 시나리오를 예시하는 타이밍 도면(400)이다. 열 402는 제 1 무선 단말(104)에 의해 전송된 두 개의 순차 심볼들(X0, X1)을 예시한다. 열 404는 제 2 무선 단말(106)에 의해 전송된 두 개의 순차 심볼들(Y0, Y1)을 예시한다. 열 406은 그 동안 전송된 심볼 데이터가 수신된 심볼로서 취급되도록 선택되는 시간 주기에 대응하는 두 개의 연속적 기지국 수신기 심볼 윈도우(W1, W2)를 예시한다. 제 1 윈도우(W1)는 시간 T1으로부터 시간 T2까지 연장한다. 제 2 윈도우(W2)는 시간 T2로부터 T4까지 연장한다. 수신된 심볼 데이터가 사용되지 않는 T2와 T3 사이의 시간에 대응하는 심볼 윈도우들(W1, W2) 사이의 주기가 존재한다는 것을 주의한다. 이 시간 주기는 전송된 심볼들의 주기성 프리픽스와 같거나 보다 작다. 수신기 심볼 타이밍이 전송기 심볼 타이밍과 적절히 동조되었을 때, 윈도우들(W1, W2)은 도 4에 도시된 바와 같이 전송된 심볼들(X0, Y0 및 X1, Y1)에 대응하며, 전송된 심볼들의 적절한 복원을 초래한다.
그러나, 서로 다른 단말들(104, 106)로부터의 수신된 OFDM 신호들은 서로, 그리고, 수신기의 심볼 윈도우와 항상 동조되는 것은 아닐 수 있어서 심볼 데이터의 가능한 손실을 초래한다. 예로서, 도 5는 예로서, 이동국들 내의 전송기들이 동기화되지 않기 때문에, 수신된 OFDM 신호들이 동조되지 않는 경우의 타이밍 도면(500)을 제공한다. 도 5 도면에서, 열 502는 제 1 무선 단말(104)에 의해 전송된 심볼들(X0, X1)에 대응한다. 열 504는 제 2 무선 단말(106)에 의해 전송된 심볼들(Y0, Y1)에 대응한다. 열 506은 그 동안 전송된 심볼 데이터가 수신된 심볼로서 취급되도록 선택되는 시간 주기에 대응하는 두 개의 연속적 기지국 수신기 심볼 윈도우들(W1, W2)을 예시한다. 도 5에 도시된 양호한 심볼 윈도우 타이밍은 제 1 무선 단말(104)로부터의 심볼들이 적절히 수신되게 한다. 그러나, 제 2 무선 단말의 전송기와 기지국 수신기 사이의 심볼 타이밍의 편차들로 인해, 제 2 무선 단말(106)로부터의 심볼들은 적절히 검출되지 않을 것이다. 도 5 예에서, 모든 수신된 OFDM 신호들, 즉, 무선 단말들(104, 106)로부터의 OFDM 심볼들과 동기화될 수 있는 기지국 수신기 심볼 타이밍이 존재하지 않는다.
예로서, OFDM 다중 액세스 시스템에서, 무선 단말들 내의 전송기들이 동기화되지 않을 수 있다고 하면, 전송기 심볼 타이밍을 고정하고 동기화를 달성하기 위해 수신기 심볼 타이밍을 조정하는 것을 기본 개념으로 하는 종래 기술 동기화 시스템은 효과적으로 동작하지 않는다.
본 발명에 따라서, 종래 기술 동기화 시스템과는 달리, 기지국 수신기는 고정된 심볼 타이밍을 사용한다. 각 무선 단말은 모든 무선 단말들로부터의 수신된 심볼들이 기지국 수신기 심볼 타이밍과 동기화되도록 그 전송기 타이밍을 독립적으로 조정한다.
도 6은 기능적 견지에서, 본 발명에 따라 구현된 통신 시스템 내에서 수행되는 심볼 타이밍 동기화의 일부로서 무선 단말에 의해 수행되는 단계들을 도시하는 블록 도면(600)이다. 단계 602에서, 무선 단말(202)은 기지국(204)으로부터 전송된 신호를 수신한다. 그후, 단계 604에서, 수신기 타이밍 및 동기화 회로(208)가 D개의 샘플만큼 수신기 심볼 타이밍을 전진 또는 지연시키고, 여기서, D는 양의 정수, 일반적으로는 0이 아닌 정수이다. 수신기 심볼 타이밍 조정 정보, 예로서, 그에 의해 수신기 타이밍이 전진 또는 지연되는 샘플들의 수(D)는 무선 단말의 전송기 심볼 타이밍 동기화 회로(214)에 전송된다. 화살표 605는 도 6에서, 값 D 및 타이밍 보정의 방향, 즉, 전진되거나 지연되는 것의 전송을 나타내기 위해 사용된다. 수신기 심볼 타이밍 동기화 회로(214)는 그에 의해 수신기 심볼 타이밍이 조정되는 값 D와 동일한 또는 실질적으로 동일한 만큼 전송기 심볼 타이밍을 전진 또는 지연시킨다. 조정된 전송기 심볼 타이밍으로 생성된 심볼들은 그후 단계 606에서 무선 디바이스에 의해 전송된다.
무선 단말들(202)에서의 전송기 타이밍의 조정은 미국 특허 출원 (09/503,040)에 기술 및 사용된 것 같은 기지국(204)으로부터 수신된 보정 명령에 기초할 수 있다. 인용된 미국 특허 출원에 기술된 시스템에서, 각 무선 단말(202)은 타이밍 제어 신호라 지칭되는 특정 신호를 기지국(204)에 전송한다. 기지국(204)은 수신된 타이밍 제어 신호의 도달 시간을 추정하고, 수신된 신호의 함수로서 무선 단말의 전송 타이밍을 보정하기 위해 보정 명령을 보내며, 그에 의해, 무선 단말의 전송기와 기지국의 수신기 사이의 동기화를 보증한다. 이런 폐루프 시스템은 서로 다른 무선 단말들(202)이 개별 무선 단말들로부터 기지국(204)에 전송되는 신호들로부터 추정될 수 있는 기지국(204)에 대한 별개의 알려지지 않은 전파 지연들을 가질 때 유용하다.
인용된 특허 출원에 기술된 폐루프 시스템은 기지국(204)으로 타이밍 제어 신호들을 전송하고, 그후, 보정 메시지들을 무선 단말들(202)로 전송하기 위해 추가의 시스템 자원들, 즉, 대역폭 및 파워를 필요로 한다. 폐루프 시스템이 예로서, 무선 단말들(202)과 기지국(204) 사이의 거리의 변화들로 인한 전파 지연 변화를 보상하는 목적을 위한 것처럼, 단지 무선 단말 전송기들과 기지국 수신기 사이의 느리게 이탈하는(drifting) 타이밍 불일치들을 보정하는 것만을 맡는 경우에, 추가의 자원 오버헤드는 크지 않을 수 있다.
그러나, 배경 기술 부분에서 언급한 바와 같이, 무선 단말들(202)은 일반적으로 비싸지 않고 그다지 정확하지 않은 클록들(210)을 사용한다. 무선 단말들(202)과 기지국(204) 사이의 클록 이탈은 폐루프 시스템이 클록 편차들 및/또는 클록 부정확성들에 기인할 수 있는 기지국 수신기와 무선 단말 전송기들 사이의 이탈하는 타이밍 불일치를 보상하기 위해 사용되는 경우에, 추가의 자원 오버헤드는 매우 급속히 커질 수 있다.
본 발명에 따라서, 무선 단말 전송기 심볼 타이밍의 조정은 그 수신기 타이밍 동기화에 종속한다. 특히, 무선 단말(202)은 먼저 수신된 신호에 기초하여 그 수신기 심볼 타이밍 동기화를 수행한다. 무선 단말에서의 수신기 심볼 타이밍 동기화는 다수의 알려진 동기화 기술들을 포함하는 다수의 방법들 중 소정의 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 무선 단말(202)이 구현된 타이밍 동기화 방법으로부터 수신기 심볼 타이밍이 소정량, 예로서, 수신된 신호의 D개의 샘플들에 대응하는 Δ만큼 전진되어야 한하는 것을 검출하는 경우를 고려한다. 즉, 기지국(204)에서의 수신기 심볼 타이밍은 무선 단말(202)에서의 수신기 심볼 타이밍의 Δ 만큼 앞쪽이다. 이런 타이밍 이탈은 무선 단말(202)과 기지국(204) 사이의 클록 불일치로 인한 것이기 쉽다. 본 발명에 따라서, 공용 클록(210)이 무선 단말(202)내의 수신기 및 전송기 회로(206, 212)를 구동하기 위해 사용된다. 따라서, 기지국(204)에서의 수신기 심볼 타이밍도 무선 단말(202)에서의 전송기 심볼 타이밍의 Δ 만큼 앞쪽이 되기 쉽다. 이 타이밍 에러를 보정하기 위해서, 본 발명에 따라서, 무선 단말(202)은 무선 단말의 수신기 타이밍을 조정하기 위해 사용된 것과 동일한 또는 실질적으로 동일한 양(Δ) 만큼 그 전송기 심볼 타이밍을 전진시킨다.
유사하게, 무선 단말(202)이 수신기 심볼 타이밍이 소정량(Δ) 만큼 지연되어야 한다는 것을 검출할 때, 무선 단말(202)은 역시 동일 또는 실질적으로 동일한 양(Δ), 예로서, D개의 샘플들만큼 그 전송기 심볼 타이밍을 지연시킨다.
상술한 바와 같이, 도 6은 본 발명에 따라 무선 단말들에서 수행되는 작업들을 도시한다. 예시된 기능들은 역시 무선 단말에 포함되는 메모리로부터 얻어진 하나 또는 그 이상의 루틴들을 실행하는 무선 단말내의 CPU를 사용하여 수행될 수 있다. 각 무선 단말은 첫 번째로, 예로서, 종래의 타이밍 동기화 방법을 사용하여 수신된 신호에 기초하여 그 수신기 심볼 타이밍을 보정한다. 그후, 무선 단말의 전송기 심볼 타이밍이 수신기 심볼 타이밍 동기화의 함수로서, 예컨대, 그에 종속하여 조정된다. 수신기 심볼 타이밍이 보정될 때, 무선 단말은 역시 그 전송기 심볼 타이밍을 동일 또는 실질적으로 동일한 조정량으로 동일한 방향으로 보정한다. 예로서, 무선 단말이 수신기 타이밍이 D개의 샘플들만큼 지연될 필요가 있다는 것을 검출할 때, 무선 단말 전송기 타이밍도 D개의 샘플들만큼 지연된다. 유사하게, 무선 단말이 수신기 타이밍이 D개의 샘플들만큼 전진될 필요가 있다는 것을 검출하였을 때, 무선 단말내의 전송기 타이밍도 D개의 샘플들만큼 전진된다. 무선 단말에 폐루프 타이밍 제어가 사용되는 경우에, 일 실시예에서, 본 발명의 타이밍 조정은 부가적으로, 예로서, 폐루프 타이밍 제어에 부가하여 적용된다.
도 7은 필요한 타이밍 조정을 이루기 위하여 심볼 시간 주기에 D개의 샘플들이 추가되어야 하는 경우의 무선 단말 전송기 심볼 타이밍의 양호한 조정을 도시한다.
무선 단말(202)이 그 전송기 심볼 타이밍을 조정할 때, 무선 단말(202)은 먼저 원하는 심볼 타이밍 변화를 수행하기 위해서 전이 OFDM 심볼, 즉, 그 지속 기간이 변화되는 심볼로서 향후 전송될 OFDM을 선택한다. 예로서, 도 7에서, 심볼(X0)의 지속 기간에서, 무선 단말(X)은 D개의 샘플들만큼 그 전송기 심볼 타이밍을 조정할 것을 결정한다. 그후, 심볼(X1)이 전이 심볼로서 선택된다. 일반적으로, 전이 OFDM 심볼은 바로 다음의 전송될 OFDM 심볼일 필요는 없다. 타이밍 조정이 D개의 샘플들만큼 전진시키는 것인 경우에, 전이 OFDM 심볼의 지속 기간은 D개의 샘플들을 제거함으로써 단축된다. 타이밍 조정이 D개의 샘플들만큼 지연되는 경우에, 전이 OFDM 심볼의 지속 기간은 D개의 샘플들을 추가함으로써 확대된다.
도 7에서, 선택된 전이 심볼 X1(704)의 지속 기간은 D개의 샘플들만큼 짧아지며, 그에 의해, D개의 샘플들만큼 전송기 타이밍을 지연시킨다. 이는 각각 N개의 샘플들을 갖는 심볼들 X0(702), X2(706) 및 X3(708)을 초래하고, 전이 심볼 X1(704)은 N+D개의 샘플들을 포함하게 된다. 따라서, 기타 비-전이 OFDM 심볼들의 지속 기간들은 심볼당 N개의 샘플들로 변화되지 않고 남아 있다. 전이 심볼(X1)은 전송 시퀀스(700)내의 다른 심볼들과 함께 무선 단말(202)에 의해 기지국(204)에 전송된다.
도 8은 무선 단말이 체류기라 알려진 시간의 기간 동안 몇몇 연속 심볼들에 걸쳐 동일한 톤으로 심볼들을 전송하는 시스템에서 전이 OFDM 심볼의 선택 및 전이 OFDM 심볼의 지속 기간의 변경 방법을 도시한다. 그 동안 무선 단말이 동일한 톤, 예로서, 주파수 부반송파로 남아있는 주기는 체류기라 지칭된다. 체류기 동안 동일 톤으로 체류하는 것의 일 목적은 차등 변조를 사용하는 것이다.
전이 심볼 선택에 관한 본 발명의 일 특징에 따라서, 전이 OFDM 심볼은 체류기내의 최초 심볼 또는 최종 심볼 중 어느 하나가 되도록 선택된다. 최초 심볼이 전이 심볼이라면, 전이 심볼의 지속 기간은 주기성 프리픽스 부분 내에 샘플들을 주기적으로 추가 또는 제거함으로써 변화된다. 최종 심볼이 전이 심볼이라면, 심볼의 지속 기간은 FFT 바디 부분 내에 샘플들을 주기적으로 추가 또는 제거함으로써 변경된다. 도 8은 전이 심볼내의 주기성 프리픽스 또는 FFT 바디 내에 샘플들을 주기적으로 추가 또는 제거하는 것의 작업들을 예시한다. 조정들을 수행한 이후에, 조정된 심볼은 무선 전송기에 의해 기지국에 전송된다.
도 8 도면에서, 체류기(810)는 네 개의 심볼들(802, 804, 806 및 808)에 대응한다. 최초 심볼(802) 또는 최종 심볼(808)이 본 발명의 일 특징에 따라 전이 심볼로서 선택된다.
도 10 및 11은 심볼 타이밍 보정을 실시하기 위한 체류기내의 최초 심볼의 변형을 예시한다. 도 10은 전 이 심볼에 샘플들이 추가되어 심볼을 연장하는 경우를 예시한다. FFT 바디(1004)의 최종 K개의 샘플들(1006) 직전의 D개의 샘플들(1005)이 복사되고 정규 K개의 샘플 주기성 프리픽스의 정상 K개의 샘플들의 전방에 배치되어 K+D개의 샘플들을 포함하는 주기성 프리픽스(1003)를 초래한다. 도 10에 도시된 바와 같이 수행된 심볼의 전방에 대한 D개의 샘플들의 주기적 복사는 N+D개의 샘플들을 갖는 심볼(1000)을 초래한다.
도 11은 전이 심볼로부터 샘플들이 제거되어 정상 N개의 샘플들로부터 N-D개의 샘플들을 포함하는 심볼로 심볼을 단축시키는 경우를 예시한다. 단축은 D개의 샘플들(1102) 만큼 주기성 프리픽스의 크기를 감소시켜 K-D개의 샘플들을 갖는 주기성 프리픽스(1103)를 초래함으로써 달성된다. 도 11 예에서, 심볼의 단지 최종 K-D개의 샘플들(1106)만이 주기성 프리픽스로서의 사용을 위해 복사된다는 것을 주의한다. 점선들은 D개의 샘플들이 전송된 심볼에 포함되지 않는다는 것을 나타내기 위해 도 11에서 사용된다.
도 12 및 13은 심볼 타이밍 보정을 실시하기 위한 체류기내의 최종 심볼의 변형을 도시한다. 도 12는 샘플들이 전이 심볼에 추가되어 심볼을 연장시키는 경우를 예시한다. K개의 샘플 주기성 프리픽스(1202) 직전의 FFT 바디의 D개의 샘플들(1205)이 복사되고, 이어서, K개의 샘플 주기성 프리픽스(1202)가 심볼의 단부에 복사되고, 주기성 프리픽스(1206)를 생성하기 위해 사용된 K개의 샘플들(1206) 뒤에 배치된다. 이 방식으로, 도 12에 도시된 전이 심볼의 FFT 바디는 D개의 샘플들(1207) 만큼 연장되어 N+D개의 샘플들을 갖는 전이 심볼(1200)과, N-K+D개의 샘플들(1200)을 가지는 전이 심볼을 초래한다.
도 13에서, 전체 심볼 길이는 전송 대상 심볼의 종단부으로부터 D개의 샘플들(1307)을 제거함으로써 N-D개의 샘플들로 단축된다. 주기성 프리픽스(1302)는 D개의 샘플들(1307)의 제거 이전에 FFT 바디의 최종 K개의 샘플들(1306)로부터 복사된 K개의 샘플들을 포함한다.
본 발명은 또한 제 1 통신 디바이스가 동시에 제 2 통신 디바이스 및 제 3 통신 디바이스와 통신하는 통신 시스템들에도 적용할 수 있다.
도 14는 본 발명에 따라 동시에 제 2 및 제 3 통신 디바이스들, 즉, 두 개의 기지국들(1402, 1404)과 통신하는 제 1 통신 디바이스, 즉, 이동 단말(1406)을 도시한다. 이런 상황은 예로서, 여전히 제 1 기지국 A(1402)에 등록된 상태로 이동 단말(1406)이 제 2 기지국 B(1404)에 의해 서비스되는 새로운 셀 내로 이동할 때 발생할 수 있다. 기지국 B(1404)와의 통신은 예로서, 구 기지국(1404)과의 통신을 종결하기 이전에, 새로운 기지국(1404)에 등록하기 위한 것일 수 있다.
두 기지국들(1402, 1404)과 통신시, 이동 단말(1406)은 각 기지국들(1402, 1404)로의/로부터의 통신들을 위해 서로 다른 타이밍 윈도우들을 유지 및 조정하는 것이 적합하다. 도 15는 동시에 두 개의 서로 다른 기지국들(1402, 1404)과 이동 단말(1406) 사이의 심볼 타이밍을 유지하기 위한 방법(1500)을 도시한다.
이동 단말 심볼 타이밍 동기화 방법(1500)은 이동 단말(1406)이 양 기지국들(1402, 1404)로부터의 전송들을 나타내는 신호를 수신하는 단계(1502)에서 시작한다. 수신된 아날로그 신호는 단계(1504)에서 아날로그 대 디지털 변환 작업을 수행함으로써 복수의 디지털 샘플들로 변환된다. 디지털 샘플들은 그후 두 개의 독립적 수신기 처리 경로들을 따라 처리된다.
제 1 수신기 처리 경로는 단계(1506)에서 시작하며, 기지국 A로부터 수신된 심볼들을 복원하기 위해 의도된 처리에 대응한다. 단계(1506)에서 수행되는 수신기 처리의 일부로서, A/D 변환기에 의해 공급된 샘플들을 처리하기 위해 사용되는 심볼 윈도우를 기지국 A(1402)에 포함된 전송기의 심볼 타이밍에 동기화하도록 심볼 타이밍 보정 작업이 수행된다. 기지국 A로부터 수신된 신호들의 처리와 연관된 심볼 타이밍 보정 정보, 예로서, 수신기 타이밍이 전진 또는 지연되게 되는 샘플들의 수가 기지국 A로 전송되는 심볼들을 생성하는 것을 맡는 전송기 처리 단계(1510)로 전달된다. 단계(1510)의 처리의 일부로서, 기지국 A로의 전송을 위해 사용된 심볼 타이밍이 기지국 A(1402)로부터의 신호들을 처리하기 위해 사용되는 이동 단말의 수신기 심볼과 동일 또는 실질적으로 동일한 양만큼 조정된다.
제 2 수신기 처리 경로는 단계(1508)에서 시작하며, 기지국 B(1404)로부터 수신된 심볼들을 복원하기 위해 의도된 처리에 대응한다. 단계(1508)에서 수행되는 수신기 처리의 일부로서, A/D 변환기에 의해 공급된 샘플들의 처리를 위해 사용되는 심볼 윈도우를 기지국 B(1404)에 포함된 전송기의 심볼 타이밍에 동기시키기 위해, 심볼 타이밍 보정 작업이 수행된다. 기지국 B로부터 수신된 신호들의 처리와 연관된 심볼 타이밍 보정 정보, 예로서, 수신기 타이밍이 전진 또는 지연되게 되는 샘플들의 수가 기지국 B(1404)로 전송되는 심볼들을 생성하는 것을 맡는 전송기 처리 단계(1512)로 전달된다. 단계(1512)의 처리의 일부로서, 기지국 B(1404)로의 전송을 위해 사용된 심볼 타이밍이 기지국 B(1404)로부터의 신호들을 처리하기 위해 사용된 이동 단말의 수신기 심볼 타이밍과 동일 또는 실질적으로 동일한 양만큼 조정된다.
단계들 1510 및 1512의 출력들이 아날로그 신호들이라 가정하면, 이들은 단계(1514)에서 전송 이전에 함께 합산될 수 있다. 단계들 1510 및 1512의 출력들이 디지털 샘플들인 경우에, 디지털 신호들은 합산되고, 그후, 단계(1514)의 전송 이전에 D/A 변환된다.
상술한 방식으로, 무선 단말은 서로 다른 기지국들로부터 동시에 수신된 신호들에 기초하여 이루어지는 별개의 수신기 심볼 타이밍 보정들의 함수로서, 서로 다른 무선 단말들에 대응하는 별개의 전송기 심볼 타이밍 윈도우를 독립적으로 조정할 수 있다.
다양한 방법들의 단계들은 각 개별 단계 또는 상술된 단계들의 조합을 수행하기 위해서, 다양한 방식들, 예로서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예들은 다양한 방법들의 단계들을 수행하기 위한 수단을 포함한다. 각 수단은 소프트웨어, 하드웨어, 예로서, 회로들 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합을 사용하여 실시될 수 있다. 소프트웨어가 사용될 때, 단계를 수행하기 위한 수단은 역시 소프트웨어를 실행하기 위한 프로세서 같은 회로를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 무엇보다도, 상술한 단계들 중 하나 또는 그 이상을 수행하기 위해 기계 또는 회로를 제어하기 위한 소프트웨어 같은 컴퓨터 실행식 명령들에 관한 것이다.

Claims (36)

  1. 제 1 통신 디바이스에서 심볼 타이밍을 조정하는 방법에 있어서,
    수신기 심볼 타이밍을 제 2 통신 디바이스의 심볼 타이밍에 동기화하기 위해 상기 제 1 통신 디바이스에서 수신기 심볼 타이밍을 조정하는데 사용될 수신기 심볼 타이밍 조정을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 수신기 심볼 타이밍 조정의 함수로서 상기 제 1 통신 디바이스 내의 전송기의 심볼 타이밍을 조정하는 단계를 포함하며,
    상기 전송기의 심볼 타이밍을 조정하는 단계는 상기 전송기의 심볼 타이밍을 조정하기 위해 변경되는 체류기(dwell)에서 최초 및 최종 심볼 중 하나를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 체류기는 상기 전송기가 다수의 심볼들을 전송하기 위해 동일한 세트의 톤들을 사용하는 동안의 시간 주기인 심볼 타이밍 조정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신기 심볼 타이밍 조정은 심볼 타이밍이 D개의 디지털 신호 샘플들에 대응하는 양만큼 조정되어야 한다는 것을 나타내는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 통신 디바이스는 무선 단말인 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 통신 디바이스는 기지국인 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 수신기 심볼 타이밍을 상기 D개의 샘플들만큼 지연시키기 위해 상기 제 1 통신 디바이스 내에 포함된 상기 수신기의 심볼 타이밍을 조정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 1 통신 디바이스 내의 상기 전송기의 심볼 타이밍을 조정하는 단계는, 선택된 심볼에 D개의 샘플들을 추가하여 상기 선택된 심볼의 지속 기간을 증가시킴으로써 상기 선택된 심볼을 변경하여, 상기 심볼들의 전송을 D개의 샘플들만큼 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 선택된 심볼이 아닌 상기 체류기 내의 심볼들은 상기 전송기의 심볼 타이밍 조정의 일부로서 변경되지 않는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  7. 삭제
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 체류기 내의 최초 심볼이 상기 선택된 심볼로서 선택되고, 상기 선택된 심볼은 N개의 샘플들을 가지며, 상기 D개의 샘플들을 추가함으로써 상기 선택된 심볼을 변경하는 단계는,
    N+D개의 샘플들을 갖는 변경된 최초 심볼을 생성하기 위해, 상기 최초 심볼의 바디(body)로부터 D개의 샘플들을 복사하고 상기 D개의 복사된 샘플들을 상기 선택된 심볼의 시작부에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 체류기 내의 최종 심볼이 상기 선택된 심볼로서 선택되고, 상기 선택된 심볼은 N개의 샘플들을 가지며, 상기 심볼 타이밍을 조정하는 단계는,
    N+D개의 샘플들을 갖는 변경된 최종 심볼을 생성하기 위해, 상기 최초 심볼의 바디로부터 D개의 샘플들을 복사하고 상기 D개의 복사된 샘플들을 상기 선택된 심볼의 종단부에 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 무선 단말 내의 상기 전송기의 심볼 타이밍을 조정하는 단계는 상기 심볼들의 전송을 D개의 샘플들만큼 전진(advance)시키도록 상기 제 1 통신 디바이스에 포함된 상기 전송기의 심볼 타이밍을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 심볼들의 전송을 전진시키는 단계는 상기 선택된 심볼로부터 D개의 샘플들을 제거하여 상기 선택된 심볼의 지속 기간을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택된 심볼은 상기 체류기 내의 최초 심볼이고, 상기 선택된 심볼은 K개의 샘플 주기성 프리픽스(cyclic prefix)로 시작하는 N개의 샘플들을 포함하며,
    상기 전송기의 심볼 타이밍을 조정하는 단계는 N-D개의 샘플들을 갖는 변경된 최초 심볼을 생성하기 위해 상기 선택된 심볼의 상기 K개의 샘플 주기성 프리픽스의 시작부으로부터 D개의 샘플들을 삭제함으로써 상기 선택된 심볼을 변경하는 단계를 포함하며, 상기 N, D 및 K는 0이 아닌 양의 정수들인 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택된 심볼은 상기 체류기 내의 최종 심볼이고, 상기 선택된 최종 심볼은 N개의 샘플들을 가지며,
    상기 전송기의 심볼 타이밍을 조정하는 단계는 N-D개의 샘플들을 갖는 변경된 최종 심볼을 생성하기 위해 상기 선택된 심볼의 종단부으로부터 D개의 샘플들을 삭제함으로써 상기 선택된 심볼을 변경하는 단계를 더 포함하며, N 및 D는 0이 아닌 양의 정수들인 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신기 심볼 타이밍 조정을 결정하는 단계는 상기 제 2 통신 디바이스로부터 전송된 심볼 타이밍 보정 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  16. 제 4 항에 있어서,
    추가의 기지국인 제 3 통신 디바이스의 심볼 타이밍에 추가의 수신기 심볼 타이밍을 동기화하기 위해 상기 제 1 통신 디바이스 내의 추가의 수신기의 수신기 심볼 타이밍을 조정하도록 수행되는 추가의 수신기 심볼 타이밍 조정을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 추가의 수신기 심볼 타이밍 조정의 함수로서 상기 제 1 통신 디바이스 내의 추가의 전송기의 심볼 타이밍을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  17. 이동 통신 디바이스로서,
    클록;
    수신기 심볼 타이밍을 적어도 하나의 방송 신호의 심볼 타이밍에 동기화하는데 사용되는 수신기 심볼 타이밍 조정을 결정하기 위해 상기 클록에 결합된 수신기 심볼 타이밍 제어 회로; 및
    상기 클록 및 상기 수신기 심볼 타이밍 제어 회로에 결합된 전송기 심볼 타이밍 제어 회로를 포함하며,
    상기 전송기 심볼 타이밍 제어 회로는 상기 수신기 심볼 타이밍 조정 회로로부터 심볼 타이밍 조정 정보를 수신하고, 상기 수신기 심볼 타이밍 제어 회로에 의해 수행된 수신기 심볼 타이밍 조정들과 동일한 양 및 방향으로 전송기 심볼 타이밍 조정들을 수행하며, 상기 전송기 타이밍 제어 회로는 상기 심볼 타이밍 조정을 구현하기 위해 전송에 앞서 길어지거나 짧아지는 심볼들을 선택하는 수단을 포함하며, 상기 선택된 심볼은 체류기 내의 최초 심볼 및 최종 심볼 중 하나이며, 상기 체류기는 전송되는 다수 심볼들을 포함하는 이동 통신 디바이스.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 심볼 타이밍 제어 회로는,
    상기 전송기 심볼 타이밍이 지연되면, 전송될 상기 선택된 심볼에 복사된 샘플들을 추가하기 위해 주기적 복사를 수행하는 복사 회로; 및
    상기 전송기 심볼 타이밍이 전진하면, 전송될 상기 선택된 심볼로부터 샘플들을 삭제하는 삭제 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 디바이스.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 심볼들은 주파수 분할 다중화된 심볼들이고,
    상기 이동 통신 디바이스는 그 지속 기간이 상기 복사 회로와 상기 삭제 회로 중 하나에 의해 변경된 심볼을 포함하는 심볼들을 전송하기 위한 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 디바이스.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 수신기 심볼 타이밍 제어 회로는 제 1 및 제 2 기지국 각각에 대응하는 심볼들을 처리할 때 수행되는 심볼 타이밍 조정들을 독립적으로 결정하는 수단을 포함하며,
    상기 전송기 심볼 타이밍 제어 회로는 상기 제 1 및 제 2 기지국들에 각각 대응하는 심볼들을 처리할 때 수행되도록 결정된 상기 심볼 타이밍 조정들의 함수로서 상기 제 1 및 제 2 기지국들에 각각 전송된 심볼들의 심볼 타이밍을 독립적으로 조정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 디바이스.
  25. 삭제
  26. 복수의 체류기들의 각각 내의 다수의 심볼들을 전송하는 전송기를 포함하는 통신 디바이스에서 심볼 타이밍 조정들을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 심볼 타이밍이 체류기 동안 전진 또는 지연되는 샘플들의 수를 결정하는 단계;
    상기 심볼 타이밍이 상기 체류기 동안 상기 결정된 샘플들의 수만큼 지연될 때, 상기 체류기의 최초 심볼 및 최종 심볼 중 하나 내의 샘플들의 수를 상기 결정된 샘플들의 수만큼 증가시키는 단계; 및
    상기 심볼 타이밍이 상기 체류기 동안 상기 결정된 샘플들의 수만큼 전진될 때, 상기 체류기의 최초 심볼 및 최종 심볼 중 하나 내의 샘플들의 수를 상기 결정된 샘플들의 수만큼 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    심볼 타이밍을 조정하기 위해 샘플들이 추가 또는 제거된 상기 체류기의 최초 심볼 및 최종 심볼 중 하나를 포함하는 상기 체류기 내의 나머지 심볼들 내의 샘플들의 수는 심볼 타이밍 조정들을 수행하는 부분으로서 변경된 심볼들의 샘플들의 수를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 체류기의 최초 심볼 및 최종 심볼 중 상기 하나는 상기 최초 심볼이고, 상기 최초 심볼은 주기성 프리픽스 부분 및 바디 부분을 포함하며,
    상기 최초 심볼 내의 샘플들의 수를 증가시키는 단계는 상기 최초 심볼의 바디 부분으로부터 샘플들을 복사하고, 상기 복사된 샘플들을 상기 최초 심볼의 시작부에 삽입하여 상기 최초 심볼 내의 샘플들의 수를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 체류기의 최초 심볼 및 최종 심볼 중 상기 하나는 상기 최초 심볼이고, 상기 최초 심볼은 주기성 프리픽스 부분 및 바디 부분을 포함하며,
    상기 최초 심볼 내의 샘플들의 수를 감소시키는 단계는 상기 주기성 프리픽스 부분의 시작부으로부터 샘플들을 삭제하여 상기 최초 심볼 내의 샘플들의 수를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 체류기의 최초 심볼 및 최종 심볼 중 상기 하나는 상기 최종 심볼이고, 상기 최종 심볼은 주기성 프리픽스 부분 및 바디 부분을 포함하며,
    상기 최종 심볼 내의 샘플들의 수를 증가시키는 단계는 상기 최초 심볼의 바디 부분으로부터 샘플들을 복사하고, 상기 복사된 샘플들을 상기 최초 심볼의 종단부에 삽입하여 상기 최초 심볼 내의 샘플들의 수를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 체류기의 최초 심볼 및 최종 심볼 중 상기 하나는 상기 최종 심볼이고,
    상기 최초 심볼 내의 샘플들의 수를 감소시키는 단계는 상기 최종 심볼의 종단부으로부터 샘플들을 삭제하여 상기 최종 심볼 내의 샘플들의 수를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼 타이밍 조정 방법.
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