KR100871815B1 - 멀티-캐리어 셀룰러 통신 시스템에 대한 멀티플렉싱 - Google Patents

Abstract

OFDMA 시스템에서의 준직교 멀티플렉싱에 대하여, 트래픽 채널의 다수의 (M 개의) 세트가 각각의 기지국에 대해서 정의된다. 각각의 세트에서의 이 트래픽 채널은 서로 직교하고 다른 세트의 각각에 있어서의 이 트래픽 채널에 대하여 의사랜덤 (pseudo-random) 일 수도 있다. 최소 수 (L) 의 세트의 트래픽 채널이 데이터 송신용으로 선택된 주어진 수 (U) 의 단말을 지원하는데 사용된다. 각각의 단말은 이것의 트래픽 채널 상에서 데이터 및 파일롯 심볼을 송신한다. 기지국은 모든 단말로부터 데이터 송신을 수신하고, 공간 필터 매트릭스를 사용하여 수신 심볼에 대하여 수신기의 공간 프로세싱을 수행함으로써, 검출된 데이터 심볼을 획득할 수도 있다. 각각의 서브밴드에 대한 이 공간 필터 매트릭스는 이 서브밴드 상에서 송신하는 모든 단말에 대한 채널 응답 추정에 기초하여 얻어질 수도 있다.

준직교 멀티플렉싱, 공간 필터 매트릭스

Description

멀티-캐리어 셀룰러 통신 시스템에 대한 멀티플렉싱{MULTIPLEXING FOR A MULTI-CARRIER CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM}

관련 출원에 대한 교차-참조

본 출원은 2004년 6월 18일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 제 60/580,810 호에 대하여 우선권을 주장하고, 이것은 참조에 의해서 전체로서 통합된다.

배경

Ⅰ. 분야

본 출원은 일반적으로 데이터 통신에 관한 것이고, 더 상세하게는, 멀티-캐리어 다중-접속 통신 시스템에서의 데이터 송신에 관한 것이다.

Ⅱ. 배경

다중-접속 시스템은 순방향 및 역방향 링크 상에서 다수의 단말에 대한 통신을 동시에 지원할 수 있다. 순방향 링크 (또는 다운링크) 는 기지국으로부터 단말로의 통신링크를 지칭하고, 역방향 링크 (또는 업링크) 는 단말로부터 기지국으로의 통신링크를 지칭한다. 다수의 단말은 역방향 링크 상에서 데이터를 동시에 송신할 수도 있고/있거나 순방향 링크 상에서 데이터를 동시에 수신할 수도 있다. 이것은 시간, 주파수 및/또는 코드 도메인에 있어서 서로 직교하도록 각각의 링크 상에서 다수의 데이터 송신을 멀티플렉싱함으로써 획득될 수도 있다. 완전한 직교성은 채널 조건, 수신기 불완전성 등과 같은 다양한 요소로 인하여 대부분의 예시에서 통상적으로 달성되지 않는다. 그러나, 직교 멀티플렉싱은 각각의 단말에 대한 데이터 송신이 다른 단말에 대한 데이터 송신과 최소한으로 간섭하는 것을 보장한다.

멀티-캐리어 통신 시스템은 데이터 송신에 대해서 다수의 캐리어를 이용한다. 다수의 캐리어는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM), 디스크리트 멀티 톤 (Discrete Multi Tone; DMT), 이 외의 멀티-캐리어 변조 기법, 또는 이 외의 구성에 의해서 제공될 수도 있다. OFDM 은 전체 시스템 대역폭을 다수의 (K 개의) 직교 주파수 서브밴드로 사실상 분할한다. 이 서브밴드는 또한 서브-캐리어, 빈, 주파수 채널 등으로 호칭된다. 각각의 서브밴드는 데이터와 변조될 수도 있는 각각의 서브-캐리어와 관련된다.

직교 주파수 분할 다중 접속 (Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA) 시스템은 OFDM 을 사용하는 멀티-접속 시스템이다. OFDMA 시스템은 다수의 단말에 대한 다수의 데이터 송신 중에서의 직교를 달성하기 위해서 시간 및/또는 주파수 분할 멀티플렉싱을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 상이한 단말은 상이한 서브밴드를 할당받을 수도 있고, 각각의 단말에 대한 데이터 송신이 단말에 할당된 서브밴드(들) 상에서 전송될 수도 있다. 상이한 단말에 대하여 디스조인트 (disjoint) 또는 논-오버랩핑 (non-overlapping) 서브밴드를 사용함으로써, 다수의 단말 중에서의 간섭은 회피되거나 감소될 수도 있고 향상된 성능이 달성될 수도 있다.

데이터 송신에 대해서 이용 가능한 서브밴드의 수는 OFDMA 시스템에 대해서 사용되는 OFDM 구조에 의해서 (K 로) 제한된다. 서브밴드의 제한된 수는 서로를 간섭하지 않고 동시에 전송할 수도 있는 단말의 수에 대하여 상위 제한을 설정한다. 어떤 예제에 있어서는, 더 많은 단말로 하여금 동시에 송신하도록, 예를 들면, 이용 가능한 시스템 용량을 보다 양호하게 사용하도록 허용하는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, OFDMA 시스템에서 더 많은 단말을 동시에 지원하는 기법에 대하여 기술 분야에서의 요구가 있다.

요약

시스템에서 이용 가능한 직교 송신 유닛 (또는 직교 차원) 의 수보다 더 많은 단말에 대한 동시 송신을 지원할 수 있는 기법이 여기에서 설명된다. 각각의 이런 "송신 유닛" 은 하나 이상의 심볼 주기 내에서의 하나 이상의 서브밴드의 그룹에 상응할 수도 있고, 주파수 및 시간 내의 모든 이 외의 송신 유닛에 직교한다. 이런 기법은 "준직교 멀티플렉싱" 이라고 호칭되고, 기지국에서 다수의 안테나를 사용함으로써 공간 차원에서 생성될 수도 있는 부가 용량을 더 완전하게 이용하기 위해서 사용될 수도 있다. 이 기법은 또한 각각의 단말에 의해서 관찰되는 간섭의 양을 감소시킬 수 있고, 이것은 성능을 향상시킬 수도 있다.

OFDMA 시스템에 대해서 적합한 준직교 멀티플렉싱의 일 실시형태에 있어서, 트래픽 채널의 다수의 (M 개의) 세트가 시스템에서의 각각의 기지국에 대해서 정의된다. 각각의 세트는 다수의 (N 개의) 트래픽 채널, 예를 들면, 시스템에서 이용 가능한 각각의 직교 송신 유닛에 대한 하나의 채널을 포함한다. 각각의 트래픽 채널은 각각의 송신 간격 동안 사용되는 특정 직교 송신 유닛 (예를 들면, 특정 서브밴드) 과 관련된다. 주파수 도약 OFDMA (Frequency Hopping OFDMA; FH-OFDMA) 시스템에 대해서, 각각의 트래픽 채널은 상이한 송신 간격 또는 도약 주기 내에서 상이한 서브밴드를 의사랜덤 (pseudo-random) 하게 선택하는 FH 시퀀스와 관련될 수도 있다. 각각의 세트에서의 트래픽 채널은 서로 직교하고 이 외의 M-1 개의 세트의 각각에서의 트래픽 채널과 관련하여 의사랜덤할 수도 있다. 이 후에 MㆍN 개의 트래픽 채널 전체가 시스템에서의 사용을 위해서 이용 가능하다. 트래픽 채널의 세트의 최소 수 (L) 는 데이터 송신에 대해서 선택되는 단말의 주어진 수 (L) 를 지원하기 위해서 사용될 수도 있다. 각각의 단말은 L 개의 세트의 트래픽 채널로부터 선택되는 트래픽 채널을 할당받을 수도 있다.

각각의 단말은 이것의 트래픽 채널 상에서 (데이터에 대한 변조 심볼인) 데이터 심볼을 송신한다. 또한 각각의 단말은 단말과 기지국 사이의 무선 채널의 응답을 기지국에게 추정하는 것을 허용하기 위해서 이것의 트래픽 채널 상에서 (파일롯에 대한 변조 심볼인) 파일롯 심볼을 송신한다. U 개의 단말은 이것들의 할당된 트래픽 채널 상에서 동시에 송신할 수도 있다.

기지국은 U 개의 단말로부터 데이터 송신을 수신하고 각각의 심볼 주기에서 각각의 서브밴드에 대한 수신 심볼의 벡터를 획득한다. 기지국은 이 서브밴드 상에서 송신하는 모든 단말에 대해서 획득된 채널 응답 추정에 기초하여 각각의 서브밴드에 대한 공간 매트릭스를 얻을 수도 있다. 기지국은 검출된 데이터 심볼을 획득하기 위해서 각각의 서브밴드에 대한 공간 필터 매트릭스를 사용하여 각각의 서브밴드에 대한 수신 심볼에 대하여 수신기 공간 프로세싱을 수행할 수도 있고, 이 검출된 데이터 심볼은 서브밴드를 사용하는 단말에 의해서 전송된 데이터 심볼의 추정이다.

본 발명의 다양한 양태 및 실시 형태가 더 상세하게 아래에서 설명된다.

도면의 간단한 설명

본 발명의 특징 및 본질은 유사 참조 부호가 전체에 걸쳐서 대응적으로 동일한 도면과 관련하여 아래에서 시작하는 상세한 설명으로부터 더 명백하게 될 것이다.

도 1 은 OFDMA 시스템에서의 다수의 단말 및 기지국을 도시한다.

도 2 는 OFDMA 시스템에서의 주파수 도약을 예시한다.

도 3 은 준직교 멀티플렉싱에 대한 FH 시퀀스의 M 개의 세트를 도시한다.

도 4 는 FH 시퀀스들을 U 개의 단말에 할당하는 프로세스를 도시한다.

도 5 는 싱글-안테나 단말 및 멀티-안테나 단말의 블록 다이어그램이다.

도 6 은 기지국의 블록 다이어그램을 도시한다.

상세한 설명

단어 "예시적인" 은 "예제, 예시 또는 예증으로서 역할하는" 것을 의미하기 위해서 사용된다. "예시적인" 으로서 여기에서 설명되는 실시형태 또는 디자인은 이 외의 실시형태 또는 디자인에 대하여 선호되거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다.

여기에서 설명되는 준직교 멀티플렉싱 기법은 다양한 멀티-캐리어 통신 시스템, 예를 들면, OFDMA 시스템과 같은 OFDM-기반 시스템에 대해서 사용될 수도 있다. 또한 이런 기법은 싱글-안테나 및 멀티-안테나 시스템에 대해서 사용될 수도 있다. 싱글-안테나 시스템은 데이터 송신 및 수신을 위해서 하나의 안테나를 이용한다. 멀티-안테나는 데이터 송신을 위한 하나 또는 다수의 안테나 및 데이터 수신을 위한 다수의 안테나를 이용한다. 또한, 이런 기법은 주파수 도약의 유무에 상관없고 순방향 및 역방향 링크에 대한 시간 분할 듀플렉스드 (Time Division Duplexed; TDD) 및 주파수 분할 듀플렉스드 (Frequency Division Duplexed; FDD) 시스템에 대해서 사용될 수도 있다. 명확성을 위해서, 준직교 멀티플렉싱이 멀티-안테나 FH-OFDMA 시스템의 역방향 링크에 적합하게 아래에서 설명된다.

도 1 은 OFDMA 시스템 (100) 에서의 다수의 단말 (110a 내지 110u) 및 기지국 (120) 을 도시한다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정국이고 접속 지점 또는 이 외의 용어로 호칭될 수도 있다. 단말은 고정되거나 이동할 수도 있고 또한 이동국, 무선 디바이스 또는 이 외의 용어로 호칭될 수도 있다. 용 어 "단말" 및 "사용자" 는 또한 여기에서 상호 교환적으로 사용된다. 기지국 (120) 은 데이터 송신 및 수신을 위한 다수의 (R 개의) 안테나로 구비된다. 단말은 데이터 송신 및 수신을 위한 하나의 안테나 (예를 들면, 단말 (110a)) 또는 다수의 안테나 (예를 들면, 단말 (110u)) 로 구비될 수도 있다. 기지국 (120) 에서의 R 개의 안테나는 순방향 링크 상에서 송신용 다중-입력 (MI) 을 나타내고 역방향 링크 상에서 수신용 다중-출력 (MO) 을 나타낸다. 다수의 단말이 동시 송신을 위해서 선택된다면, 이런 선택된 단말에 대한 다수의 안테나는 순방향 링크 송신용 다중-출력 및 역방향 링크 송신용 다중-입력을 집합적으로 나타낸다.

도 2 는 OFDMA 시스템에 대해서 사용될 수도 있는 주파수 도약 (FH) 송신 방식 (200) 을 도시한다. 주파수 도약은 간섭의 해로운 경로 효과 및 랜덤화에 대항하여 주파수 다이버서티를 제공할 수 있다. 주파수 도약을 사용하여, 각각의 단말/사용자는 각각의 "도약" 주기 내에서 사용하는 특정한 서브밴드(들)를 표시하는 상이한 FH 시퀀스를 할당받을 수도 있다. 또한 FH 시퀀스는 도약 패턴 또는 일부 다른 용어로 호칭될 수도 있다. 도약 주기는 주어진 서브밴드 상에서 소비되는 시간의 양이고, 하나 또는 다수의 심볼 주기에 걸쳐 있을 수도 있으며, 또한 송신 간격 또는 이 외의 용어로서 호칭될 수도 있다. 각각의 FH 시퀀스는 단말에 대한 서브밴드를 의사랜덤적으로 선택할 수도 있다. 주파수 다이버서티는 상이한 도약 주기에서 K 개의 전체 서브밴드에 걸쳐 있는 상이한 서브밴드를 선택함으로써 달성된다. FH 시퀀스 및 트래픽 채널은 서브밴드의 할당을 표현하는 편리한 방식으로 생각될 수도 있다.

동일한 기지국과의 통신에 있어서 상이한 사용자에 대한 FH 시퀀스는 2 명의 사용자가 임의의 주어진 도약 주기에서 동일한 서브밴드를 사용하도록 서로 통상적으로 직교된다. 이것은 (직교성이 이 외의 일부 요소에 의해서 파괴되지 않는다고 가정할 때) 동일한 기지국과 통신하는 단말 사이에서 "셀간" 또는 "섹터간" 간섭을 피한다. 각각의 기지국에 대한 FH 시퀀스는 가까운 기지국에 대한 FH 시퀀스와 관련하여 의사랜덤할 수도 있다. 2 개의 상이한 기지국과 통신하는 2 명의 사용자 사이의 간섭은, 이런 사용자들에 대한 FH 시퀀스가 동일한 도약 주기에서 동일한 서브밴드를 선택할 때마다 발생한다. 그러나, 이 "셀간" 또는 "섹터간" 간섭은 FH 시퀀스의 의사랜덤 본질에 기인하여 랜덤화된다.

도 2 에서 도시된 실시형태에 대해서, 데이터 송신에 대해서 유용한 서브밴드가 N 개의 그룹으로 정렬된다. 각각의 그룹은 S 개의 서브밴드를 포함하고, 여기에서, 일반적으로 N>1, S≥1 이며 NㆍS≤K 이다. 각각의 그룹에서 서브밴드는 도 2 에서 도시된 바와 같이 인접할 수도 있다. 각각의 그룹에서 서브밴드는 또한 인접하지 않을 수도 있고, 예를 들면, K 개의 전체 서브밴드에 걸쳐서 균일하게 분포되고 S 개의 서브밴드에 의해서 균등하게 이격되어 있을 수도 있다. 각각의 사용자는 각각의 도약 주기에서 S 개의 서브밴드 중 하나의 그룹을 할당받을 수도 있다. 데이터 심볼은 파일롯 심볼을 사용하여 시간 분할 멀티플렉싱될 수도 있고, 이 파일롯 심볼은 도 2 에서 도시된 바와 같이 단말 및 기지국 양자에 의해서 선험적으로 인식된다.

간섭은, 사용자의 FH 시퀀스가 서로 직교한다면, 동일한 기지국과 통신하는 모든 사용자 사이에서 감소되거나 제거될 수도 있다. 이 경우에 있어서, 사용자들은 서브밴드들의 논-오버랩핑 그룹을 할당받거나, 동등하게, 하나의 서브밴드는 임의의 주어진 시간에 최대 하나의 사용자에 의해서만 사용된다. 완전한 직교성은 단말에서의 채널 조건, 수신기 불완전성, 비동기화된 타이밍 등에 기인하여 통상적으로 달성되지는 않는다. 직교성의 손실은 캐리어간 간섭 (Inter-Carrier Interference; ICI) 및 심볼간 간섭 (Inter-Symbol Interference; ISI) 을 유발할 수도 있다. 그러나, ICI 및 ISI 는 사용자들이 직교 FH 시퀀스를 할당받지 않는 경우 관찰될 간섭과 비교하여 작을 수도 있다.

데이터 송신에 대해서 이용 가능한 서브밴드 그룹들의 수는 도 2 에 도시된 실시형태에 대해서 예를 들어 N 으로 제한된다. 하나의 서브밴드 그룹이 각각의 사용자에 대하여 할당된다면, N 명을 초과하는 사용자는 시간 분할 멀티플렉싱 (TDM) 에 의해서 지원될 수도 있고 N 명까지의 사용자의 상이한 세트들이 상이한 도약 주기에서 서브밴드의 N 개까지의 그룹 상에서 송신하는 것을 허용한다. 따라서, N 개를 초과하는 직교 송신 유닛은 주파수 및 시간 도메인에서 생성될 수도 있고, 각각의 송신 유닛은 주파수 및 시간에서의 모든 다른 송신 유닛에 직교한다. 또한 송신 유닛은 직교 차원으로서 관찰될 수도 있다. 사용자들의 시간 분할 멀티플렉싱은, 이것이 데이터 송신에 대해서 이용 가능한 시간의 양을 감소시키기 때문에, 바람직하지 않을 수도 있고, 이것은 이후에 사용자들에 의해서 달성될 수 있는 데이터 레이트를 제한할 수도 있다.

특정 인스턴스에서는, 이용 가능한 직교 송신 유닛의 수보다 더 많은 사용자 를 지원하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들어, 부가 용량은 기지국에서 다수의 안테나를 사용함으로써 공간 차원에서 생성될 수도 있다. 기지국은 이후에 더 많은 사용자들에게 부가 용량을 지원할 수도 있다. 그러나, OFDMA 시스템에서 이용 가능한 직교 송신 유닛의 수는 시스템 설계에 의해서 결정되고 주어진 시스템 대역폭 및 주어진 지속 시간에 대하여 통상적으로 제한되거나 유한하다. 단순하게, 추후에 시간 분할 멀티플렉싱이 사용되지 않고 N 개의 직교 송신 유닛이 시스템에서 이용 가능하지만 이것이 준직교 멀티플렉싱에 대한 필수요건은 아니라는 것을 가정하여 설명된다. 모든 이용 가능한 송신 유닛이 사용자에 대하여 할당되었다면, 모든 사용자 중에서 직교성을 여전히 유지할 때 부가적인 사용자를 지원하는 것은 더 이상 가능하지 않다.

준직교 멀티플렉싱은 더 많은 사용자가 역방향 링크 상에서 동시에 통신하는 것, 예를 들면, 기지국에서 다수의 안테나에 의해서 생성되는 부가 용량을 더 충분히 이용하는 것을 허용할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, FH 시퀀스의 다수의 (M 개의) 세트가 각각의 기지국에 대해서 정의된다. 각각의 세트는 N 개의 FH 시퀀스 또는 시스템에서 이용 가능한 각각의 직교 송신 유닛에 대한 하나의 FH 시퀀스를 포함한다. 이 후에 MㆍN 개의 FH 시퀀스의 전체는 시스템에서의 사용에 대해서 사용 가능하다.

도 3 은 준직교 멀티플렉싱을 위해서 사용될 수도 있는 FH 시퀀스의 M 개의 세트를 도시한다. 각각의 세트에서 첫번째 FH 시퀀스는 이 세트에 대한 주파수-시간 평면 상에서 어두운 박스에 의해서 지시된다. 각각의 세트에서 나머지 N-1 개의 FH 시퀀스는 이 세트에서의 첫번째 FH 시퀀스의 수직 및 회전 시프트 버전일 수도 있다. 각각의 세트에서 N 개의 FH 시퀀스는 서로 직교한다. 따라서, 간섭은 (다른 요소에 기인한 직교성의 손실이 없다고 가정할 때) 임의의 주어진 세트에서 N 개의 FH 시퀀스를 할당받은 N 명의 사용자에 의해서 동시에 전송되는 N 개의 데이터 송신 사이에서는 관찰되지 않는다. 각각의 세트에서의 FH 시퀀스들은 또한 M-1 개의 다른 세트의 각각에 대한 FH 시퀀스와 관련하여 의사랜덤일 수도 있다. 이 경우에 있어서, 임의의 하나의 세트에서 FH 시퀀스를 사용하여 동시에 전송되는 데이터 송신은 다른 M-1 개의 세트에서 FH 시퀀스를 사용하여 전송되는 데이터 송신으로부터의 랜덤화된 간섭을 준수할 것이다. N 개의 FH 시퀀스의 M 개의 세트는 다양한 방식으로 생성될 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 각각의 세트에 대한 N 개의 FH 시퀀스는 이 세트에 대하여 할당된 의사랜덤 넘버 (PN) 코드에 기초하여 얻어진다. 예를 들어, IS-95 및 IS-2000 에 의해서 정의되는 15-비트 짧은 PN 코드가 사용될 수도 있다. PN 코드가 리니어 피드백 시프트 레지스터 (Linear Feedback Shift Register; LFSR) 를 이용하여 구현될 수도 있다. 각각의 도약 주기 동안, LFSR 이 업데이트되고, LFST 의 콘텐츠는 이 세트에서 N 개의 FH 시퀀스에 대한 서브밴드를 선택하기 위해서 사용된다. 예를 들어, LFSR 에서 B 라는 최소 의미 비트 (LSBs) 에 대응하는 이진수는 PN_l(t) 로서 표시될 수도 있고, 여기에서, B=log₂(N) 이고, l 은 FH 시퀀스들의 M 개의 세트에 대한 인덱스이며, t 는 도약 주기에 대한 인덱스 이다. 세트 l 에서 N 개의 FH 시퀀스는 이 후에

수식 (1)

로 정의될 수도 있고, 여기에서, i 는 각각의 세트에서 N 개의 FH 시퀀스에 대한 인덱스이고, f_{l ,i}(t) 는 세트 l 에서 i-번째 FH 시퀀스이다. 수식 (1) 에서 +1 은 '0' 대신에 '1' 과 함께 시작하는 인덱싱 방식을 설명한다. FH 시퀀스 f_{l ,i}(t) 는 각각의 도약 주기 t 동안 사용하는 특정한 서브밴드(들)을 지시한다.

구현을 단순화하기 위해서, FH 시퀀스의 M 개의 세트에 대해서 사용되는 M 개의 PN 코드는 공통 PN 코드의 상이한 시간 시프트인 것으로 정의될 수도 있다. 이 경우에 있어서, 각각의 세트는 특유한 시간 시프트를 할당받고 이 세트에 대한 PN 코드는 할당받은 시간 시프트에 의해서 식별될 수도 있다. 공통 PN 코드는 PN(t) 로서 표시될 수도 있고, 세트 l 에 대하여 할당된 시간 시프트는 ΔT_l 로서 표시될 수도 있으며, 세트 l 에 대한 LFSR 에서의 이진수는 PN(t+ΔT_l) 로서 표시될 수도 있다. 세트 l 에서 N 개의 FH 시퀀스는 이 후에

수식 (2)

으로 정의될 수도 있다.

또 다른 실시형태에 있어서, FH 시퀀스의 M 개의 세트는 각각의 세트에 대해 하나의 테이블씩인 M 개의 상이한 맵핑 테이블에 기초하여 정의된다. 각각의 맵핑 테이블은 입력의 랜덤 순열 (random permutation) 을 구현할 수도 있다. 각각의 맵핑 테이블은 이 테이블과 관련된 이 세트에서 i-번째 FH 시퀀스에 대한 인덱스 i 를 수신하고 각각의 도약 주기 t 에서 이 FH 시퀀스에 대해서 사용하기 위해서 서브밴드(들)를 제공한다. 각각의 맵핑 테이블은 다른 M-1 개의 맵핑 테이블에 대하여 의사랜덤하도록 정의될 수도 있다.

또한, N 개의 FH 시퀀스의 M 개의 세트는 다른 방식으로 정의되고 생성될 수도 있고, 이것은 본 발명의 범주 내에 속한다.

FH 시퀀스들은 모든 사용자에 의해서 관찰되는 내부-셀 간섭의 양을 감소시키는 방식으로 사용자들에 대하여 할당될 수도 있다. 단순화를 위해서, 이후에는 하나의 직교 송신 유닛이 송신에 대해서 선택된 각각의 사용자에게 할당된다고 가정하여 설명한다. 데이터 송신용으로 선택된 사용자의 수 (U) 가 직교 송신 유닛들의 수보다 적거나 이와 같다면 (또는 U≤N), U 명의 사용자는 하나의 세트에서의 직교 FH 시퀀스들을 할당받을 수도 있다. 사용자의 수가 직교 송신 유닛들보다 크다면 (또는 U>N), 하나 이상의 다른 세트로부터 부가적인 FH 시퀀스가 사용될 수도 있다. 상이한 세트로부터 FH 시퀀스가 서로 직교하지 않고 이에 따라서 내부-셀 간섭을 유발하기 때문에, 세트의 가장 작은 수가 임의의 주어진 시점에서 사용되어야 한다. U 명의 사용자를 지원하는데 필요한 세트의 최소 수 (L) 는

수식 (3)

과 같이 표현될 수도 있고, 여기에서 "

" 는 x 보다 크거나 이와 같은 정수를 제공하는 실링 (ceiling) 연산자를 나타낸다.

FH 시퀀스의 L 개의 세트가 U 명의 사용자에 대해서 사용된다면, 각각의 사용자는 임의의 주어진 시점에서 최대 L-1 명의 다른 사용자로부터의 간섭을 관찰할 것이고 적어도 U-(L-1) 명의 다른 사용자에 대하여 직교이다. U 가 통상적인 경우와 같이 L 보다 훨씬 크다면, 각각의 사용자는 임의의 주어진 시점에서 사용자의 적은 수로부터 간섭을 관찰한다. 이 후에 U 명의 사용자는 또 다른 것과 다소 직교 또는 "준직교" 적인 것으로 관찰될 수도 있다.

도 4 는 준직교 멀티플렉싱을 사용하여 FH 시퀀스를 사용자에 대하여 할당하는 프로세서 (400) 의 흐름도를 도시한다. 초기에, 데이터 송신용으로 선택된 사용자들의 수 (U) 가 결정된다 (블록 412). 모든 선택된 사용자를 지원하는데 필요한 FH 시퀀스의 세트의 최소 수 (L) 가 이 후에 결정된다 (블록 414). 각각의 선택된 사용자가 하나의 FH 시퀀스를 할당받는다면 그리고 각각의 세트가 N 개의 FH 시퀀스를 포함한다면, 세트의 최소 수가 수식 (3) 에서 도시된 바와 같이 결정될 수도 있다. 이 후에 FH 시퀀스들의 L 개의 세트가 사용을 위해서 이용 가능한 FH 시퀀스의 M 개의 세트로부터 선택된다 (블록 416). 이 후에 각각의 선택된 사용자는 FH 시퀀스의 L 개의 세트로부터 하나 (또는 어쩌면 다수의) FH 시퀀스들을 할당받는다 (블록 418).

U 명의 선택된 사용자들은 다양한 방식으로 L 개의 세트로부터 FH 시퀀스들 을 할당받을 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 유사한 수신 신호 품질을 사용하는 사용자는 동일한 세트에서 FH 시퀀스를 할당받는다. 수신 신호 품질은 신호-대-간섭-및-잡음 비율 (Signal-to-Interference-and-Noise Ratio; SINR) 에 의해서 정량화될 수도 있다. 이 실시형태에 대하여, U 명의 사용자는 이들의 SINRs, 예를 들면, 가장 높은 SINR 로부터 가장 낮은 SINR 에 기초하여 랭킹될 수도 있다. 하나의 사용자는 이 랭킹에 기초하여 연속하는 순서로 일 시점에서 프로세싱될 수도 있고 FH 시퀀스의 제 1 세트로부터 FH 시퀀스를 할당받을 수도 있다. FH 시퀀스의 또 다른 세트는 제 1 세트에서의 모든 FH 시퀀스들이 할당 되었을 때마다 사용된다. 이 실시형태는 유사한 채널 조건을 갖는 사용자를 동일한 FH 시퀀스 세트에 대하여 맵핑할 수 있다. 예를 들면, 기지국에 좀 더 가깝게 위치된 사용자는 더 높은 SINRs 를 달성할 수도 있고 일 세트에서의 FH 시퀀스들을 할당 받을 수도 있다. 기지국 (또는 "섹터-가장자리" 사용자) 로부터 멀리 이격되어 위치되는 사용자는 더 낮은 SINRs 를 달성할 수도 있고 또 다른 세트에서 FH 시퀀스들을 할당 받을 수도 있다. 또한 이 실시형태는 사용자의 파워 제어를 용이하게 할 수도 있다. 예를 들어, 이 섹터-가장자리 사용자는 다른 섹터에서 사용자들에 대하여 더 많은 간섭을 유발할 수도 있고 더 낮은 파워 레벨에서 송신하도록 지시될 수도 있다.

또 다른 실시형태에 있어서, 상이한 수신 SINRs 를 갖는 사용자는 동일한 세트에서 FH 시퀀스들을 할당 받는다. 이 실시형태는 동일한 세트에서의 FH 시퀀스들을 사용하여 동시에 송신하는 사용자에 대한 검출 성능을 수행할 수도 있다. 또한 또 다른 실시형태에 있어서, 사용자는 이들의 "마진" 에 기초하여 카테고리화된다. 마진은 수신 SINR과 주어진 레이트에 대해서 요구된 SINR 사이의 차이이고 이 레이트에 대해서 이용 가능한 초과 SINR 을 캡쳐한다. 더 큰 마진을 갖는 사용자는 더 낮은 마진을 갖는 사용자보다 정확하게 디코딩되기 더 쉽다. 상이한 마진을 갖는 사용자는 상이한 세트에서 FH 시퀀스들을 할당 받을 수도 있고, 이것은 사용자들을 분리시키는 라이클리후드를 향상시킬 수도 있다. 예를 들어, 큰 마진을 갖는 사용자가 먼저 검출 및 디코딩되고, 이런 사용자에 의해서 야기되는 간섭은 추정되고 제거되며, 이 후에 더 낮은 마진을 갖는 사용자가 다음으로 검출 및 디코딩될 수도 있는 등이다. 또한 또 다른 실시형태에 있어서, 사용자는 이들의 공간 시그너쳐 (spatial signature) 에 기초하여 멀티플렉싱된다. 상관되지 않은 시그너쳐를 갖는 사용자들은, 이 사용자가 시간 및 주파수에서 충돌할 수도 있을지라도, 하술된 바와 같이, 수신기 공간 프로세싱을 사용하여 더 용이하게 분리될 수도 있다. 상이한 그룹의 사용자에 대한 공간 시그너쳐의 다양한 조합은 상관되지 않은 시그너쳐를 식별하기 위해서 평가될 수도 있다. 사용자는 또한 다른 방식으로 카테고리화 및 멀티플렉싱될 수도 있다.

준직교 멀티플렉싱은 파워제어가 있거나 없거나 사용될 수도 있다. 파워 제어는 다양한 방식으로 구현될 수도 있다. 일 파워 제어 방식에 있어서, 각각의 사용자의 송신 파워는, 기지국에서 측정된, 사용자를 위한 수신 SINR 이 타겟 SINR 에서 또는 근처에서 유지되도록 조절된다. 타겟 SINR 은, 차례대로, 성능의 특정 레벨, 예를 들면, 1% 패킷 에러 레이트 (PER) 를 달성하도록 조절될 수도 있다. 이 파워 제어 방식은, 간섭이 최소화되어 성능의 소망하는 레벨을 여전히 달성하도록, 주어진 데이터 송신에 사용되는 송신 파워의 양을 조절한다. 또 다른 파워 제어 방식에 있어서, 각각의 사용자에 대한 수신된 SINR 은 SINRs 범위 내에서 유지된다. 또한 또 다른 파워 제어 방식에 있어서, 각각의 사용자에 대한 수신 신호 파워는 타겟 값 근처 또는 값의 범위 내에서 유지된다.

주파수-도약 준직교 주파수 분할 다중 접속 (FH-QOFDMA) 는 U 명의 사용자를 동시에 지원하기 위해서 준직교 멀티플렉싱 (또는 N 개의 FH 시퀀스의 M 개의 세트) 을 사용하는 다중-접속 방식이고, 여기에서, U 는 N 보다 더 클 수도 있다. FH-QOFDMA 는 전형적인 FH-OFDMA 에 대하여 일부 이점을 갖고, 이 FH-OFDMA 는 모든 사용자에 대해서 N 개의 FH 시퀀스 중 하나의 세트만을 사용한다. U≤N 을 갖는 사용자의 적은 수에 대해서, FH 시퀀스들의 하나의 세트만이 필요하고, FH-QOFDMA 는 전형적인 FH-OFDMA 로 변질되고 이와 동일하다. 그러나, FH-OFDMA 는 FH 시퀀스의 하나만의 세트에만으로 제한되고 기지국에서 다수의 안테나의 사용에 의해서 공간 차원에서 생성되는 부가 용량을 더 충분하게 이용할 수 없을 수도 있다. 반대로, FH-QOFDMA 는 더 많은 사용자가 부가 용량을 이용하도록 지원하기 위해서 FH 시퀀스의 다수의 세트를 이용할 수 있다. U 명의 사용자는 U>N 일 때 FH-QOFDMA 를 갖는 주파수 및 시간 도메인에서 서로 엄격하게 직교하지 않을 지라도, 다양한 기법이 하술된 바와 같이 내부-셀 간섭의 해로운 효과를 완화시키기 위해서 사용될 수도 있다.

기지국이 데이터 수신을 위해서 다수의 안테나로 구비된다면, U 명의 사용자 로부터의 데이터 송신은 다양한 수신기 공간 프로세싱 기법을 사용하여 분리될 수도 있다. 도 1 을 다시 참조하여, 싱글-입력 다중-출력 (SIMO) 채널이 싱글-안테나 단말 (110a) 와 멀티-안테나 기지국 (120) 사이에서 형성된다. 단말 (110a) 에 대한 SIMO 채널이 각각의 서브밴드에 대해서 R×1 채널 응답 벡터 h _a(k,t) 에 의해서 특징화될 수도 있고, 이것은

수식 (4)

와 같이 표현될 수도 있고, k 는 서브밴드에 대한 인덱스이고 i=1...R 인 h_a,i(k,t) 는 도약 주기 t 에서 서브밴드 k 에 대한 단말 (110a) 에서 단일 안테나와 기지국 (120) 에서의 R개의 안테나 사이의 커플링 또는 복합 채널 이득이다.

다중-입력 다중-출력 (MIMO) 채널은 멀티-안테나 단말 (110u) 과 멀티-안테나 기지국 (120) 사이에서 형성된다. 단말 (110u) 에 대한 MIMO 채널은 각각의 서브밴드에 대한 R×T 채널 응답 매트릭스 h _{u ,j}(k,t) 에 의해서 특징화될 수도 있고, 이것은

수식 (5)

로서 표현될 수도 있고, 여기에서, j=1...T 인 h _{u ,j}(k,t) 는 도약 주기 t 에 서 서브밴드 k 에 대한 단말 (110u) 에서의 안테나 j 와 기지국 (120) 에서의 R 개의 안테나 사이의 채널 응답 벡터이다. 각각의 채널 응답 벡터 h _{u ,j}(k,t) 는 R 개의 구성요소를 포함하고, 수식 (4) 에서 도시된 형상을 갖는다.

일반적으로, 각각의 단말은 하나 이상의 안테나로 구비될 수도 있고 각각의 도약 주기에서 S 개의 서브밴드를 할당받을 수도 있고, 여기에서 S≥1 이다. 이 후에 각각의 단말은 각각의 안테나에 대해서 하나의 세트의 채널 응답 벡터를 가질 것이고, 각각의 벡터 세트는 도약 주기 t 동안 단말에 할당된 S 개의 서브밴드에 대한 S 개의 채널 응답 벡터를 포함한다. 예를 들어, 단말 m 이 도약 주기 t 에서 인덱스 k 내지 k+S-1 를 갖는 S 개의 서브밴드를 할당 받는다면, 단말 m 의 각각의 안테나 j 에 대한 벡터 세트는 각각 서브밴드 k 내지 k+S-1 에 대해서 h _m,j(k,t) 내지 h _{m ,j}(k+S-1,t) 인 S 개의 채널 응답 벡터를 포함할 것이다. 이런 S 개의 채널 응답 벡터는 단말 m 에 대하여 할당된 S 개의 서브밴드에 대한 단말 m 에서의 안테나 j 와 기지국에서의 R 개의 안테나 사이의 채널 응답을 표시한다. 단말 m 에 대한 서브밴드 인덱스 k 는 각각의 도약 주기에서 변하고 단말 m 에 대하여 할당된 FH 시퀀스에 의해서 결정된다.

동시적인 데이터 송신용으로 선택된 U 개의 단말에 대한 채널 응답 벡터는 또 다른 것과 통상적으로 상이하고 이런 U 개의 단말에 대해서 "공간 시그너쳐" 로서 생각될 수도 있다. 기지국은 단말로부터 수신되는 파일롯 심볼에 기초하여 각각의 단말에 대해서 채널 응답 벡터를 추정할 수도 있고, 파일롯 심볼은 도 2 에 서 도시된 바와 같이 데이터 심볼과 함께 시간 분할 멀티플렉싱될 수도 있다.

단순화를 위해서, 이 후에 L=U/N 인 L 개의 싱글-안테나 단말 m₁ 내지 m_L 은 각각의 도약 주기에서 각각의 서브밴드 그룹에 대하여 할당된다고 가정하여 설명된다. R×L 채널 응답 매트릭스 H (k,t) 는 도약 주기 t 에서 서브밴드 k 를 사용하는 L 개의 단말에 대한 L 개의 채널 응답 벡터에 기초하여 각각의 도약 주기 t 에서 각각의 서브밴드 k 를 위해서 형성될 수도 있고,

이는

수식 (6)

과 같고, l=1...T 인 h _{m ,l}(k,t) 은 도약 주기 t 에서 서브밴드 k 를 사용하여 l-번째 단말을 위한 채널 응답 벡터이다. 각각의 도약 주기에서 각각의 서브밴드에 대한 채널 응답 매트릭스 H (k,t) 는 이 서브밴드 및 도약 주기에 대하여 할당된 단말의 특정한 세트에 의존한다.

각각의 도약 주기 t 의 각각의 심볼 주기 n 에 있어서 각각의 서브밴드 k 에 대한 기지국에서의 "수신된" 심볼은

수식 (7)

과 같이 표현될 수도 있고, 여기에서 x (k,t,n) 는 도약 주기 t 의 심볼 주기 n 에서 서브밴드 k 상에서 L 개의 단말에 의해서 송신되는 L 개의 "송신" 심볼을 갖는 벡터이고, r (k,t,n) 은 도약 주기 t 의 심볼 주기 n 에서 서브밴드 k 에 대한 기지국에서 R 개의 안테나를 경유하여 획득된 R 개의 수신 심볼을 갖는 벡터이며, n (k,t,n) 은 도약 주기 t 의 심볼 주기 n 에서 서브밴드 k 에 대한 잡음 벡터이다. 단순화를 위해서, 채널 응답 매트릭스 H (k,t) 는 전체 도약 주기 동안 상수인 것으로 가정되며 심볼 주기 n 의 함수가 아니다. 또한, 단순화를 위해서, 잡음은 제로 평균 벡터 및

인 코배리언스 매트릭스를 갖는 애더티브 백색 가우시안 잡음 (Additive White Gaussian Noise; AWGN) 인 것으로 가정될 수도 있고,

는 잡음의 분산이고 I 는 아이덴티티 매트릭스이다.

k=1...K 인 K 개의 송신 심볼 벡터 x (k,t,n) 는 각각의 도약 주기의 각각의 심볼 주기에서의 K 의 서브밴드에 대해서 형성된다. 단말들의 FH 시퀀스에 의해서 결정된 바와 같이, 단말의 상이한 세트가 주어진 도약 주기에서 상이한 서브밴드에 대하여 할당될 수도 있기 때문에, 각각의 도약 주기의 각각의 심볼 주기에 대한 K 개의 송신 심볼 벡터 x (k,t,n) 는 단말의 상이한 세트에 의해서 형성될 수도 있다. 각각의 벡터 x (k,t,n) 는 도약 주기 t 의 심볼 주기 n 에서 서브밴드 k 를 사용하고 L 개의 단말에 의해서 전송된 L 개의 송신 심볼을 포함한다. 일반적으로, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일롯 심볼, 또는 (신호 값이 제로인) "제로" 심볼일 수도 있다.

k=1...K 인 K 개의 수신 심볼 벡터 r (k,t,n) 는 각각의 도약 주기의 각각의 심볼 주기에서 K 개의 서브밴드에 대해서 획득된다. 각각의 벡터 r (k,t,n) 는 하나의 심볼 주기에서 하나의 서브밴드에 대해서 기지국에서 R 개의 안테나를 경유하여 획득되는 R 개의 수신 심볼을 포함한다. 주어진 서브밴드 k, 심볼 주기 n 및 도약 주기 t 에 대해서, 벡터 x (k,t,n) 에서의 j-번째 송신 심볼은 벡터 r _j(k,t,n) 을 생성하기 위해서 채널 응답 매트릭스 H (k,t) 의 j-번째 벡터/컬럼에 의해서 곱해진다. L 개의 상이한 단말에 의해서 전송된 x (k,t,n) 에서 L 개의 송신 심볼은 각각의 단말에 대한 하나의 벡터 r _j(k,t,n) 인 L 개의 벡터 r ₁(k,t,n) 으로부터 r _L(k,t,n) 을 생성하기 위해서 H (k,t) 의 L 개의 컬럼에 의해서 곱해진다. 기지국에 의해서 획득된 벡터 r (k,t,n) 은 L 개의 벡터들 r ₁(k,t,n) 내지 r _L(k,t,n) 또는

으로 구성된다. 따라서, r (k,t,n) 에서의 각각의 수신 심볼은 x (k,t,n) 에서의 L 개의 송신 심볼의 각각의 구성성분을 포함한다. 따라서, 각각의 도약 주기 t 의 각각의 심볼 주기 n 에서의 각각의 서브밴드 k 상에서 L 개의 단말에 의해서 동시에 전송되는 L 개의 송신 심볼은 기지국에서 또 다른 것과 간섭한다.

기지국은 각각의 심볼 주기에서 각각의 서브밴드 상에서의 L 개의 단말에 의해서 동시에 전송되는 데이터 송신들을 분리시키기 위해서 수신기 공간 프로세싱 기법을 사용할 수도 있다. 이 수신기 공간 프로세싱 기법은 제로-포싱 (Zero-Forcing; ZF) 기법, 최소 평균 제곱 에러 (Minimum Mean Square Error; MMSE) 기 법, 최대 비율 결합 (Maximal Ratio Combining; MRC) 기법 등을 포함한다.

제로-포싱 기법에 대하여, 기지국은 각각의 도약 주기 t 에서 각각의 서브밴드 k 에 대해서 공간 필터 매트릭스 M _zf(k,t) 를 얻을 수도 있고,

이는

수식 (8)

과 같으며, 여기에서 "^H" 는 컨주게이트 트랜스포스를 표시한다. 기지국은, 예를 들어, 단말에 의해서 송신되는 파일롯에 기초하여 각각의 서브밴드에 대해서 채널 응답 매트릭스 H (k,t) 를 추정한다. 이 후에 기지국은 공간 필터 매트릭스를 얻기 위해서 추정된 채널 응답 매트릭스

를 사용한다. 명확성을 위해서, 이후의 설명은

이기 위해서 추정 에러는 없다고 가정한다. H (k,t) 는 도약 주기 t 의 전반에 걸친 상수인 것으로 가정되기 때문에, 동일한 공간 필터 매트릭스 M _zf(k,t) 는 도약 주기 t 에서 모든 심볼 주기 동안 사용될 수도 있다.

기지국은 각각의 도약 주기 t 의 각각의 심볼 주기 n 에서 각각의 서브밴드 k 에 대한 제로-포싱 프로세싱을 수행할 수도 있고, 이것은

수식 (9)

와 같고,

는 도약 주기 t 의 심볼 주기에서 서브밴드 k 를 위한 L 개의 "검출된" 데이터 심볼을 갖는 벡터이고,

은 제로-포싱 프로세싱 후의 잡음이다. 검출된 데이터 심볼은 단말에 의해서 전송된 데이터 심볼의 추정이다.

MMSE 기법에 대해서, 기지국은 각각의 도약 주기 t 에서 각각의 서브밴드 K 에 대해서 공간 필터 매트릭스 M _mmse(k,t) 를 얻을 수도 있고,

이는

수식 (10)

과 같다.

잡음의 코배리언스 매트릭스

가 공지된다면, 이 코배리언스 매트릭스는 수식 (10) 에서

를 대신하여 사용될 수도 있다.

기지국은 각각의 도약 주기 t 의 각각의 심볼 주기 n 에서 각각의 서브밴드 k 에 대한 MMSE 프로세싱을 수행할 수도 있고,

수식 (11)

과 같고,

여기에서, D _mmse(k,t) 는 매트릭스의 다이얼로그 구성요소를 포함하는 다이얼로그 벡터

이며 n _mmse(k,t,n) 은 MMSE 프로세싱 후의 잡음이다. 공간 필터 M _mmse(k,t) 로부터의 심볼 추정들은 x (k,t,n) 에서 송신 심볼의 비정규화된 추정이다. 스케일링 매트릭스

와의 곱셈은 송신 심볼의 정규화된 추정을 제공한다.

MRC 기법에 대하여, 기지국은 각각의 도약 주기 t 에서 각각의 서브밴드 k 에 대하여 공간 필터 매트릭스 M _mrc(k,t) 를 얻을 수도 있고,

이것은

수식 (12)

와 같다.

기지국은 각각의 도약 주기 t 의 각각의 심볼 주기 n 에서 각각의 서브밴드 k 에 대하여 MRC 프로세싱을 수행할 수도 있고,

이것은

수식 (13)

과 같고,

D _mrc(k,t) 는 매트릭스의 다이얼로그 구성요소를 포함하는 다이얼로그 벡터

이고,

n _mrc(k,t,n) 은 MRC 프로세싱 후의 잡음이다.

일반적으로, 단말의 상이한 세트는 이들의 FH 시퀀스들에 의해서 결정되는 바와 같이, 주어진 도약 주기에서의 상이한 서브밴드 그룹에 대하여 할당될 수도 있다. 주어진 도약 주기에서의 N 개의 서브밴드 그룹에 대한 N 개의 단말 세트는 동일한 또는 상이한 수의 단말을 포함할 수도 있다. 더욱이, 각각의 단말 세트는 싱글-안테나 단말, 멀티-안테나 단말 또는 이 양자의 조합을 포함할 수도 있다. (동일하거나 상이한 수의 단말을 다시 포함할 수도 있는) 단말의 상이한 세트가 또한 상이한 도약 주기에서 주어진 서브밴드에 대하여 할당될 수도 있다. 각각의 도약 주기에서 각각의 서브밴드에 대한 채널 응답 매트릭스 H 는 이 도약 주기에서 이 서브밴드를 사용하여 단말의 세트에 의해서 결정되고 이 도약 주기에서 이 서브밴드 상에서 송신하는 각각의 단말에 대해서 하나 이상의 벡터/컬럼을 포함한다. 매트릭스 H (k,t) 는 기지국에 대하여 상이한 데이터 심볼을 송신하 기 위해서 다수의 안테나를 사용하는 단말에 대한 다수의 벡터를 포함할 수도 있다.

위에서 도시된 바와 같이, 각각의 도약 주기 t 의 각각의 심볼 주기 n 에서 각각의 서브밴드 k 상에서의 최대 L 개의 단말로부터 동시에 전송되는 다수의 데이터 송신이 단말들의 상관되지 않은 공간 시그너쳐에 기초하여 기지국에 의해서 분리될 수도 있고 이 시그너쳐는 이들의 채널 응답 벡터

에 의해서 주어진다. 이것은 FH-QOFDMA 가 데이터 수신을 위해서 사용되는 안테나의 수가 증가할 때 고등의 용량을 향유하는 것을 허용한다. 더욱이, FH-QOFDMA 는, 공간 차원에서 생성되는 부가 용량의 보다 양호한 이용이 달성될 수 있도록, 각각의 도약 주기에서 각각의 서브밴드 상에서 관찰되는 내부-셀 간섭의 양을 감소시킨다.

도 5 는 싱글-안테나 단말 (110a) 와 멀티-안테나 단말 (110u) 의 일 실시형태의 블록도를 도시한다. 싱글-안테나 단말 (110a) 에서, 인코더/변조기 (514a) 는 데이터 소스 (512a) 로부터 ({d_a} 라고 표시되는) 트래픽/패킷 데이터 및 어쩌면 제어기 (540a) 로부터 오버헤드/시그널링 데이터를 수신하고, 단말 (110a) 에 대해서 선택되는 하나 이상의 코딩 및 변조 방식에 기초하여 데이터를 프로세싱 (예를 들면, 인코딩, 인터리빙 및 심볼 맵핑) 하며, 단말 (110a) 에 대한 ({xa} 라고 지시되는) 데이터 심볼을 제공한다. 각각의 데이터 심볼은 변조 심볼이고, 이 변조 심볼은 변조 방식 (예를 들면, M-PSK 또는 M-QAM) 에 대한 신호 배치 (signal constallation) 에서의 지점에 대한 콤플렉스 값이다.

심볼-대-서브밴드 맵퍼 (520a) 는 데이터 심볼 및 파일롯 심볼을 수신하고 FH 생성기 (522a) 로부터의 FH 제어에 의해서 결정되는 바와 같이 각각의 도약 주기의 각각의 심볼 주기에서 적절한 서브밴드(들) 상으로 이 심볼을 제공한다. FH 생성기 (522a) 는 단말 (110a) 에 대하여 할당된 트래픽 채널 또는 FH 시퀀스에 기초하여 FH 제어를 생성할 수도 있다. FH 생성기 (522a) 는 룩-업 테이블, PN 생성기 등을 사용하여 구현될 수도 있다. 맵퍼 (520a) 는 또한 파일롯 또는 데이터 송신에 사용되지 않는 각각의 서브밴드에 해서 제로 심볼을 제공한다. 각각의 심볼 주기 동안, 맵퍼 (520a) 는 K 개의 전체 서브밴드에 대해서 K 개의 송신 심볼을 출력하고, 여기에서, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일롯 심볼 또는 제로 심볼일 수도 있다.

OFDM 변조기 (530a) 는 각각의 심볼 주기 동안 K 개의 송신 심볼을 수신하고 이 심볼 주기 동안 대응하는 OFDM 심볼을 생성한다. OFDM 변조기 (530a) 는 인버스 패스트 푸리에 변환 (Inverse Fast Fourier Transform; IFFT) 유닛 (532) 및 사이클릭 프리픽스 생성기 (cyclic prefix generator; 534) 를 포함한다. 각각의 심볼 주기 동안, IFFT 유닛 (532) 은, K 개의 시간-도메인 샘플들을 포함하는 "변환된" 심볼을 획득하기 위해서, K-지점 IFFT 를 사용하여 시간-도메인에 대하여 K 개의 송신 심볼들을 변환한다. 각각의 샘플은 하나의 샘플 주기에서 송신되는 콤플렉스 값이다. 사이클릭 프리픽스 생성기 (534) 는 N+C 개의 샘플들을 포함하는 OFDM 심볼을 형성하기 위해서 각각의 변환된 심볼의 일 부분을 반복하고, C 는 반복되는 샘플들의 수이다. 반복되는 부분은 종종 사이클릭 프리픽스라고 호칭되고 주파수 선택 페이딩에 의해서 야기되는 ISI 를 제거하기 위해서 사용된다. OFDM 심볼 주기 (또는 단순하게, 심볼 주기) 는 하나의 OFDM 심볼의 지속 시간이고 N+C 개의 샘플 주기와 동등하다. OFDM 변조기 (530a) 는 OFDM 심볼들의 흐름을 송신기 유닛 (TMTR; 536) 에 대하여 제공한다. 송신기 유닛 (536a) 은 변조된 신호를 생성하기 위해서 OFDM 심볼 스트림을 프로세싱 (아날로그로의 컨버팅, 필터링, 증폭 및 주파수 업컨버팅) 하고, 이 변조된 신호는 안테나 (538a) 로부터 송신된다.

멀티-안테나 단말 (110u) 에서, 인코더/변조기 (514u) 는 데이터 소스 (512u) 로부터 ({d_u} 라고 표시되는) 트래픽/패킷 데이터 및 어쩌면 제어기 (540u) 로부터 오버헤드/시그널링 데이터를 수신하고, 단말 (110u) 에 대해서 선택되는 하나 이상의 코딩 및 변조 방식에 기초하여 데이터를 프로세싱하며, 단말 (110u) 에 대해서 ({x_u} 라고 표시되는) 데이터 심볼을 제공한다. 디멀티플렉서 (Demux; 516u) 는 각각의 안테나에 대해서 하나의 데이터 심볼 스트림 {x_{u ,j}} 인 단말 (100u) 에서 T 개의 안테나에 대한 T 개의 스트림으로 데이터 심볼 스트림을 디멀티플렉싱하고 각각의 데이터 심볼을 각각의 심볼-대-서브밴드 맵퍼 (520u) 에 대하여 제공한다. 각각의 맵퍼 (520u) 는 이것의 안테나에 대한 데이터 심볼 및 파일롯 심볼을 수신하고, 단말 (110u) 에 대하여 할당된 트래픽 채널 또는 FH 시퀀스에 기초하여 FH 생성기 (522u) 에 의해서 생성되는 FH 제어에 의해서 결정되는 바와 같이, 각각의 도약 주기의 각각의 심볼 주기에서 적절한 서브밴드(들) 상으로 이런 심볼을 제공한다. T 개까지의 상이한 데이터 심볼들 또는 파일롯 심볼들은 단말 (110u) 에 대하여 할당된 각각의 서브밴드 상에서 각각의 심볼 주기에서 T 개의 안테나로부터 전송될 수도 있다. 각각의 맵퍼 (520u) 는 또한 파일롯 또는 데이터 송신에 사용되지 않는 각각의 서브밴드에 대하여 제로 심볼을 제공하고, 각각의 심보 주기 동안, K 개의 전체 서브밴드에 대한 K 개의 송신 심볼을 대응 OFDM 변조기 (530u) 에 대하여 출력한다.

각각의 OFDM 변조기 (530u) 는 각각의 심볼 주기 동안 K 개의 송신 심볼을 수신하고, K 개의 송신 심볼들 상에서 OFDM 변조를 수행하며, 심볼 주기 동안 대응하는 OFDM 심볼을 생성한다. T 개의 OFDM 변조기 (530ua 내지 530ut) 는 OFDM 심볼의 T 개의 스트림을 T 개의 송신기 유닛 (536ua 내지 536ut) 에 대하여 각각 제공한다. 각각의 송신기 유닛 (536u) 은 이것의 OFDM 심볼 스트림을 프로세싱하고 대응하는 변조된 신호를 생성한다. 송신기 유닛 (536ua 내지 536ut) 으로부터의 T 개의 변조된 신호는 T 개의 안테나 (538ua 내지 538ut) 로부터 각각 송신된다.

제어기 (540a 및 540u) 는 단말 (110a 및 110u) 에서의 동작을 각각 지시한다. 메모리 유닛 (542a 및 542u) 은 제어기 (540a 및 540u) 에 의해서 사용되는 프로그램 코드 및 데이터에 대한 저장소를 각각 제공한다.

도 6 은 기지국 (120) 의 일 실시형태의 블록도를 도시한다. 데이터 송신에 대해서 선택되는 U 개의 단말에 의해서 송신되는 변조된 신호는 R 개의 안테나 (612a 내지 612r) 에 의해서 수신되고, 각각의 안테나는 수신 신호를 각각의 수 신기 유닛 (RCVR; 614) 에 대하여 제공한다. 각각의 수신기 유닛 (614) 은 이것의 수신 신호를 프로세싱 (예를 들면, 필터링, 증폭, 주파수 다운컨버팅 및 디지타이징) 하고 입력 샘플의 스트림을 관련 OFDM 복조기 (Demod; 620) 에 대하여 제공한다. FDM 복조기 (620) 는 이것의 입력 샘플을 프로세싱하고 수신 심볼을 제공한다. 각각의 OFDM 복조기 (620) 는 사이클릭 프리픽스 제거 유닛 및 패스트 푸리에 변환 (FFT) 유닛을 통상적으로 포함한다. 사이클릭 프리픽스 제거 유닛은 수신된 변환된 심볼을 획득하기 위해서 각각의 수신된 OFDM 심볼에서 사이클릭 프리픽스를 제거한다. FFT 유닛은 K 개의 서브밴드에 대한 K 개의 수신 심볼을 획득하기 위해서 K-지점 FFT 를 사용하여 주파수 도메인으로 각각의 수신된 변환된 심볼을 변환한다. 각각의 심볼 주기 동안, R 개이 OFDM 복조기 (620a 내지 620r) 는 R 개의 안테나에 대한 K 개의 수신 심볼의 R 개의 세트를 수신 (RX) 공간 프로세서 (630) 에 대하여 제공한다.

수신 (RX) 공간 프로세서 (630) 는 K 개의 서브밴드에 대한 K 개의 서브밴드 공간 프로세서 (632a 내지 632k) 를 포함한다. RX 공간 프로세서 (630) 내에서, 각각의 심볼 주기 동안 OFDM 복조기 (620a 내지 620r) 로부터의 수신 심볼은 수신 심볼의 K 개의 벡터인 k=1...K 인 r (k,t,n) 로 디멀티플렉싱되며, 이것은 K 개의 공간 프로세서 (632) 에 대해 공급된다. 또한, 각각의 공간 프로세서 (632) 는 이것의 서브밴드에 대해 공간 필터 매트릭스 M (k,t) 를 수신하고, 상술된 바와 같이 수신기 공간 프로세싱을 M (k,t) 를 사용하여 r (k,t,n) 에 대하여 수행하고, 검출된 데이터 심볼의 벡터

를 제공한다. 각각의 심볼 주기 동 안, K 개의 공간 프로세서 (632 내지 632k) 는 K 개의 서브밴드에 대한 K 개의 벡터

에서의 검출된 데이터 심볼의 K 개의 세트를 서브밴드-대-심볼 디맵퍼 (640) 에 대하여 제공한다.

디맵퍼 (640) 는 각각의 심볼 주기에 대한 검출된 데이터 심볼의 K 개의 세트를 획득하고 각각의 단말에 대한 검출된 데이터 심볼을 이 단말에 대한 스트림

상으로 제공하고, 여기에서,

이다. 각각의 단말에 의해서 사용되는 서브밴드는 이 단말에 할당된 트래픽 채널 또는 FH 시퀀스에 기초하여 FH 생성기 (642) 에 의해서 생성된 FH 제어에 의해서 결정된다. 복조기/디코더 (650) 는 각각의 단말에 대한 검출된 데이터 심볼

을 프로세싱 (예를 들면, 심볼 디맵핑, 디인터리빙, 및 디코딩) 하고, 이 단말에 대한 디코딩된 데이터

를 제공한다.

채널 추정기 (634) 는 OFDM 복조기 (620a 내지 620r) 로부터 파일롯 심볼을 획득하고 이 단말에 대한 수신된 파일롯 심볼에 기초하여 기지국 (120) 에 대하여 송신하는 각각의 단말의 각각의 안테나에 대한 채널 응답 벡터를 얻는다. 공간 필터 매트릭스 계산 유닛 (636) 은 이 서브밴드 및 도약 주기를 사용하는 모든 단말의 채널 응답 벡터에 기초하여 각각의 도약 주기에서 각각의 서브밴드에 대한 채널 응답 매트릭스 H (k,t) 를 형성한다. 계산 유닛 (636) 은 이 후에 이 서브밴드 및 도약 주기에 대한 채널 응답 매트릭스 H (k,t) 에 기초하여 각각의 도약 주기의 각각의 서브밴드에 대한 공간 필터 매트릭스 M (k,t) 을 얻고 상술된 바와 같이 제로-포싱, MMSE 또는 MRC 기법을 더 사용한다. 계산 유닛 (636) 은 각각의 도약 주기에서 K 개의 서브밴드에 대한 K 개의 서브밴드 공간 필터 매트릭스를 K 개의 공간 프로세서 (632a 내지 632k) 에 대하여 제공한다.

제어기 (660) 는 기지국 (120) 에서의 동작을 명령한다. 메모리 유닛 (662) 은 제어기 (660) 에 의해서 사용되는 프로그램 코드 및 데이터에 대한 저장소를 제공한다.

명확성을 위해서, 준직교 멀티플렉싱은 주파수 도약 OFDMA 시스템의 역방향 링크에 대하여 특정적으로 설명되었다. 또한 준직교 멀티플렉싱이 다른 다수의-캐리어 통신 시스템에 대해서 사용될 수도 있고, 여기에서, 다수의 서브밴드가 OFDM 다른 일부 수단에 의해서 제공될 수도 있다.

준직교 멀티플렉싱은 또한 순방향 링크에 대해서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 다수의 안테나로 구비되는 단말은 다수의 기지국로부터의 데이터 송신 (예를 들어, 각각의 심볼 주기에서 각각의 서브밴드 상에서 다수의 기지국의 각각으로부터의 하나의 데이터 심볼) 을 수신할 수도 있다. 각각의 기지국은 기지국이 단말에 할당 받은 상이한 FH 시퀀스를 사용하여 단말에 대하여 송신할 수도 있다. 단말에 대한 상이한 기지국에 의해서 사용되는 FH 시퀀스는 서로 직교하지 않을 수도 있다. 다수의 기지국은, 이런 FH 시퀀스가 충돌할 때마다, 단말에 대하여 동일한 심볼 주기에서 동일한 서브밴드 상에서 다수의 데이터 심볼을 전송할 수도 있다. 단말은 다수의 기지국에 의한 동일한 심볼 주기에서 동일한 서브밴드 상에서 동시에 전송되는 다수의 데이터 심볼을 분리하기 위해서 수신기 공간 프로세싱을 사용할 수도 있다.

여기에서 설명되는 준직교 멀티플렉싱 기법은 다양한 수단에 의해서 구현될 수도 있다. 예를 들면, 이런 기법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에서 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현에 대하여, (예를 들어, 도 5 에서 도시된 바와 같이) 송신 엔티티 (transmitting entity) 에서 준직교 멀티플렉싱에 대해서 사용되는 프로세싱 유닛은 하나 이상의 주문형 반도체 (ASICs), 디지털 신호 프로세서 (DSPs), 디지털 신호 프로세싱 디바이스 (DSPDs), 프로그래머블 로직 디바이스 (PSDs), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGAs), 프로세서, 제어기, 마이크로-제어기, 마이크로프로세서, 여기에서 설명되는 기능을 수행하기 위해서 설계된 다른 전자 유닛, 또는 이들의 조합에 있어서 구현될 수도 있다. (예를 들어, 도 6 에서 도시된 바와 같은) 수신 엔티티 (receiving entity) 에서 준직교 멀티플렉싱에 대해서 사용되는 프로세싱 유닛은 또한 하나 이상의 ASIC, DSP 등으로 구현될 수도 있다.

소프트웨어 구현에 대해서, 준직교 멀티플렉싱 기법이 여기에서 설명되는 기능을 수행하는 모듈 (예를 들면, 프로시저, 기능 등) 로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛 (예를 들면, 도 5 에서의 메모리 유닛 (542a 또는 542u) 또는 도 6 에서의 메모리 유닛 (662)) 내에 저장될 수도 있고 프로세서 (예를 들면, 도 5 에서의 제어기 (540a 또는 540u) 또는 도 6 에서의 제어기 (660)) 에 의해서 실행될 수도 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내에서 또는 프로세서 외부에서 구현될 수도 있다.

공개된 실시형태의 이전 설명은 당업자가 본 공개를 행하거나 사용하는 것을 가능하게 하기 위해서 제공된다. 이런 실시형태에 대한 다양한 수정 사항이 당업자에게 용이하게 명백할 것이고, 여기에서 정의되는 근본 원리는 본 발명의 사상 또는 정신을 벗어나지 않고 다른 실시형태에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 공개는 여기에서 도시되는 실시형태들에 제한되지 않고 여기에서 공개된 원리 및 신규 특징과 일치하는 최광의 범주에 따르려는 것이다.

Claims (46)

1. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 을 이용하는 통신 시스템에서 주파수 서브밴드를 할당하는 방법으로서,

   L 및 U 는 각각 1 이상이고, 각각의 세트는 서로 직교하는 다수의 트래픽 채널을 포함하고, 상기 각각의 세트에서의 상기 트래픽 채널은 L-1 개의 다른 세트 각각에서의 상기 트래픽 채널에는 직교하지 않는, 데이터 송신용으로 선택된 U 개의 단말에 사용하기 위해서 트래픽 채널의 L 개의 세트를 결정하는 단계; 및

   상기 각각의 트래픽 채널은 각각의 송신 간격에서 데이터 송신에 사용하기 위한 하나 이상의 주파수 서브밴드와 관련되고, 상기 U 개의 단말에 대한 데이터 송신은 상기 U 개의 단말에 할당된 트래픽 채널을 사용하여 전송되는, 상기 U 개의 단말을 상기 L 개의 세트에서의 상기 트래픽 채널로 할당하는 단계를 포함하는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 시스템은 주파수 도약 (FH) 을 이용하고,

   상기 각각의 세트에서의 각각의 트래픽 채널은 상기 트래픽 채널에 대한 상이한 송신 간격에서 상이한 주파수 서브밴드를 의사랜덤 (pseudo-random) 하게 선택하는 각각의 FH 시퀀스와 관련되는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 각각의 세트에서의 상기 트래픽 채널은, 상기 L-1 개의 다른 세트 각각에서 상기 트래픽 채널에 의해서 사용되는 주파수 서브밴드에 관하여 의사랜덤한 주파수 서브밴드를 사용하는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 L 은 상기 U 개의 단말을 지원하기 위한 세트의 최소 수인, 주파수 서브밴드 할당 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 각각의 세트는 N 개의 트래픽 채널을 포함하고,

   상기 N 은 1 보다 크고, L × N 은 U 이상인, 주파수 서브밴드 할당 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 U 가 상기 N 이하이면 트래픽 채널의 일 세트가 선택되는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   

   이고,

   

   는 x 이상인 정수 값을 제공하는 실링 연산자를 표시하는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 U 개의 단말을 트래픽 채널의 L 개의 세트의 각각에 대한 단말의 하나의 그룹인 단말의 L 개의 그룹으로 정렬하는 단계를 더 포함하고,

   단말의 각각의 그룹은 트래픽 채널의 각각의 세트로부터 트래픽 채널을 할당 받는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 U 개의 단말은 상기 U 개의 단말에 대해서 달성된 수신 신호 품질에 기초하여 L 개의 그룹으로 정렬되는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 각각의 그룹은 유사한 수신 신호 품질을 갖는 단말을 포함하는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 U 개의 단말은 상기 U 개의 단말에 의해서 달성되는 마진 (margin) 에 기초하여 L 개의 그룹으로 정렬되고,

    단말에 대한 마진은 상기 단말에 의해서 달성되는 수신 신호 품질과 상기 단말에 대한 요구 신호 품질 간의 차이를 표시하는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
12. 제 8 항에 있어서,

    상기 U 개의 단말은 상기 U 개의 단말의 공간 시그너쳐에 기초하여 L 개의 그룹으로 정렬되고,

    상기 단말에 대한 공간 시그너쳐는 상기 단말에 대한 채널 응답에 의해서 결정되는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
13. 제 2 항에 있어서,

    상기 트래픽 채널의 L 개의 세트는 트래픽 채널의 각각의 세트에 대한 하나의 PN 코드인, L 개의 의사랜덤 넘버 (PN) 코드와 관련되고,

    상기 각각의 세트에서의 상기 트래픽 채널에 대한 FH 시퀀스는 상기 세트에 대한 PN 코드에 기초하여 생성되는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 트래픽 채널의 L 개의 세트에 대한 상기 L 개의 PN 코드는 공통 PN 코드가 상이한 시간 간격으로 시간 시프트된 것인, 주파수 서브밴드 할당 방법.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 트래픽 채널의 각각의 세트에 대하여 사용하는 주파수 서브밴드는 각각의 맵핑 테이블에 기초하여 결정되는, 주파수 서브밴드 할당 방법.
16. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 이용하는 통신 시스템의 장치로서,

    L 및 U 는 각각 1 이상이고, 각각의 세트는 서로 직교하는 다수의 트래픽 채널을 포함하고, 상기 각각의 세트에서 상기 트래픽 채널은 상기 L-1 개의 다른 세트 각각에서의 상기 트래픽 채널에는 직교하지 않는, 데이터 송신용으로 선택된 U 개의 단말에 사용하기 위해서 트래픽 채널의 L 개의 세트를 결정하며

    상기 각각의 트래픽 채널은 각각의 송신 간격에서 데이터 송신에 사용하기 위한 하나 이상의 주파수 서브밴드와 관련되고, 상기 U 개의 단말에 대한 데이터 송신은 상기 U 개의 단말에 할당된 트래픽 채널을 사용하여 전송되는, 상기 U 개의 단말을 상기 L 개의 세트의 트래픽 채널로 할당하도록 동작하는 제어기를 포함하는, 통신 시스템 장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 시스템은 주파수 도약 (FH) 을 이용하고,

    상기 각각의 세트에서의 각각의 트래픽 채널은, 상기 트래픽 채널에 대한 상이한 송신 간격에서 상이한 주파수 서브밴드를 의사랜덤하게 선택하는 각각의 FH 시퀀스와 관련되는, 통신 시스템 장치.
18. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 이용하는 통신 시스템의 장치로서,

    L 및 U 는 각각 1 이상이고, 각각의 세트는 서로 직교하는 다수의 트래픽 채널을 포함하고, 상기 각각의 세트에서의 상기 트래픽 채널은 상기 L-1 개의 다른 세트 각각에서의 상기 트래픽 채널에는 직교하지 않는, 데이터 송신용으로 선택된 U 개의 단말에 사용하기 위해서 트래픽 채널의 L 개의 세트를 결정하는 수단; 및

    상기 각각의 트래픽 채널은 각각의 송신 간격에서 데이터 송신에 사용하기 위한 하나 이상의 주파수 서브밴드과 관련되고, 상기 U 개의 단말에 대한 데이터 송신은 상기 U 개의 단말에 할당되는 트래픽 채널을 사용하여 전송되며, 상기 U 개의 단말을 상기 L 개의 세트에서의 상기 트래픽 채널로 할당하는 수단을 포함하는, 통신 시스템 장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 시스템은 주파수 도약 (FH) 를 이용하고,

    상기 각각의 세트에서의 각각의 트래픽 채널은 상기 트래픽 채널에 대한 상이한 송신 간격에서 상이한 주파수 서브밴드를 의사랜덤하게 선택하는 각각의 FH 시퀀스와 관련되는, 통신 시스템 장치.
20. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 이용하는 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 방법으로서,

    상기 트래픽 채널은 L 개의 세트의 트래픽 채널로부터 선택되고, L 은 1 이상이고, 각각의 세트는 서로 직교하는 다수의 트래픽 채널을 포함하고, 각각의 세트에서의 상기 트래픽 채널은 상기 L-1 개의 다른 세트 각각에서 상기 트래픽 채널에 직교하지 않고, 상기 트래픽 채널은 각각의 송신 간격에서 데이터 송신에 사용하기 위한 하나 이상의 주파수 서브밴드와 관련되는, 데이터 송신에 사용하기 위한 트래픽 채널을 획득하는 단계; 및

    데이터 심볼을 상기 트래픽 채널에 속하는 상기 하나 이상의 주파수 서브밴드로 맵핑하는 단계를 포함하는, 데이터 송신 방법.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 시스템은 주파수 도약 (FH) 을 이용하고, 각각의 세트에서의 각각의 트래픽 채널은 상기 트래픽 채널에 대한 상이한 송신 간격에서 상이한 주파수 서브밴드를 의사랜덤하게 선택하는 각각의 FH 시퀀스와 관련되는, 데이터 송신 방법.
22. 제 20 항에 있어서,

    상기 각각의 세트는 N 개의 트래픽 채널을 포함하고,

    L 은 데이터 송신용으로 선택된 U 개의 단말을 지원하는 세트의 최소 수이고, N 은 1 보다 크고, U 는 1 이상이고, L × N 은 U 이상인, 데이터 송신 방법.
23. 제 20 항에 있어서,

    상기 트래픽 채널에 속하는 상기 하나 이상의 주파수 서브밴드 상으로 파일롯 심볼을 맵핑하는 단계를 더 포함하며,

    상기 데이터 및 파일롯 심볼은 시간 분할 멀티플렉싱 (TDM) 을 사용하여 송신되는, 데이터 송신 방법.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 데이터 및 파일롯 심볼은 하나의 안테나로부터 송신되는, 데이터 송신 방법.
25. 제 20 항에 있어서,

    상기 데이터 심볼을 다수의 안테나에 대하여 다수의 스트림으로 디멀티플렉싱하는 단계를 더 포함하며,

    각각의 스트림에 대한 상기 데이터 심볼이 상기 트래픽 채널에 속하는 상기 하나 이상의 주파수 서브밴드 상으로 맵핑되고 관련 안테나로부터 더 송신되는, 데이터 송신 방법.
26. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 이용하는 통신 시스템의 장치로서,

    트래픽 채널은 L 개의 세트의 트래픽 채널로부터 선택되고, L 은 1 이상이고, 각각의 세트는 서로 직교하는 다수의 트래픽 채널을 포함하고, 각각의 세트에서 상기 트래픽 채널은 상기 L-1 개의 다른 세트 각각에서 상기 트래픽 채널에 직 교하지 않고, 상기 트래픽 채널은 각각의 송신 간격에서 데이터 송신에 사용하기 위한 하나 이상의 주파수 서브밴드과 관련되는, 데이터 송신에 사용하기 위한 트래픽 채널을 획득하도록 동작하는 제어기; 및

    상기 트래픽 채널에 속하는 상기 하나 이상의 주파수 서브밴드 상으로 데이터 심볼을 맵핑하도록 동작하는 맵핑 유닛을 포함하는, 통신 시스템 장치.
27. 제 26 항에 기재된 장치를 포함하는, 단말.
28. 제 26 항에 기재된 장치를 포함하는, 기지국.
29. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 이용하는 통신 시스템의 장치로서,

    트래픽 채널은 L 개의 세트의 트래픽 채널로부터 선택되고, L 은 1 이상이고, 각각의 세트는 서로 직교하는 다수의 트래픽 채널을 포함하고, 각각의 세트에서 상기 트래픽 채널은 상기 L-1 개의 다른 세트 각각에서 상기 트래픽 채널에 직교하지 않고, 상기 트래픽 채널은 각각의 송신 간격에서 데이터 송신에 사용하기 위한 하나 이상의 주파수 서브밴드와 관련되는, 데이터 송신에 사용하기 위한 트래픽 채널을 획득하는 수단; 및

    상기 트래픽 채널에 속하는 상기 하나 이상의 주파수 서브밴드 상으로 데이터 변조 심볼을 맵핑하는 수단을 포함하는, 통신 시스템 장치.
30. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 이용하는 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 방법으로서,

    트래픽 채널은 각각의 단말에 할당되며 L 개의 세트의 트래픽 채널로부터 선택되고, L 및 U 는 각각 1 이상이고, 각각의 세트는 서로 직교하는 다수의 트래픽 채널을 포함하며, 각각의 세트에서 상기 트래픽 채널은 상기 L-1 개의 다른 세트 각각에서 상기 트래픽 채널에 직교하지 않는, 데이터 송신용으로 선택된 U 개의 단말에 할당된 트래픽 채널을 결정하는 단계; 및

    상기 U 개의 단말에 할당된 상기 트래픽 채널 상에서 수신되는 데이터 송신을 프로세싱하는 단계를 포함하는, 데이터 수신 방법.
31. 제 30 항에 있어서,

    상기 시스템은 주파수 도약 (FH) 을 이용하고,

    각각의 세트에서의 각각의 트래픽 채널은 상기 트래픽 채널에 대한 상이한 송신 간격에서 상이한 주파수 서브밴드를 의사랜덤하게 선택하는 각각의 FH 시퀀스와 관련되는, 데이터 수신 방법.
32. 제 30 항에 있어서,

    각각의 세트는 N 개의 트래픽 채널을 포함하고, N 은 1 보다 크고 L × N 은 U 이상이며, L 은 U 개의 단말을 지원하는 세트의 최소 수인, 데이터 수신 방법.
33. 제 30 항에 있어서,

    상기 데이터 송신을 프로세싱하는 단계는,

    데이터 송신에 사용되는 K 개의 주파수 서브밴드의 각각에 대하여 수신 심볼의 그룹을 획득하는 단계로서, 상기 그룹 각각은 R 개의 안테나에 대하여 R 개의 수신 심볼을 포함하고, R 및 K 는 각각 1 보다 큰, 상기 획득하는 단계;

    상기 주파수 서브밴드에 대한 검출된 데이터 심볼의 그룹을 획득하기 위해서 각각의 주파수 서브밴드에 대한 수신 심볼의 상기 그룹에 대하여 공간 프로세싱을 수행하는 단계; 및

    상기 U 개의 단말의 각각에 대하여 검출된 데이터 심볼을 획득하기 위해서 각각의 심볼 주기에서 상기 K 개의 주파수 서브밴드에 대한 검출된 데이터 심볼의 K 개의 그룹을 디멀티플렉싱하는 단계를 포함하는, 데이터 수신 방법.
34. 제 33 항에 있어서,

    상기 단말로부터 수신되는 파일롯 심볼에 기초하여 상기 U 개의 단말의 각각에 대한 채널 추정을 획득하는 단계를 더 포함하며,

    상기 공간 프로세싱은 상기 U 개의 단말에 대한 채널 추정에 기초하여 수행되는, 데이터 수신 방법.
35. 제 33 항에 있어서,

    상기 주파수 서브밴드를 사용하는 하나 이상의 단말의 그룹에 대한 채널 추 정에 기초하여 상기 K 개의 주파수 서브밴드의 각각에 대한 채널 응답 매트릭스를 형성하는 단계; 및

    상기 주파수 서브밴드에 대한 상기 채널 응답 매트릭스에 기초하여 상기 K 개의 주파수 서브밴드의 각각에 대한 공간 필터 매트릭스를 유도하는 단계를 더 포함하며,

    상기 각각의 주파수 서브밴드에 대한 상기 공간 프로세싱은 상기 주파수 서브밴드에 대한 상기 공간 필터 매트릭스를 사용하여 수행되는, 데이터 수신 방법.
36. 제 35 항에 있어서,

    각각의 주파수 서브밴드에 대한 상기 공간 필터 매트릭스는 제로-포싱 (Zero-Forcing; ZF) 기법에 기초하여 또한 유도되는, 데이터 수신 방법.
37. 제 35 항에 있어서,

    각각의 주파수 서브밴드에 대한 상기 공간 필터 매트릭스는 최소 평균 제곱 에러 (Minimum Mean Square Error; MMSE) 기법에 기초하여 또한 유도되는, 데이터 수신 방법.
38. 제 35 항에 있어서,

    각각의 주파수 서브밴드에 대한 상기 공간 필터 매트릭스는 최대 비율 결합 (Maximal Ratio Combining; MRC) 기법에 기초하여 또한 유도되는, 데이터 수신 방 법.
39. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 이용하는 통신 시스템의 장치로서,

    트래픽 채널은 각각의 단말에 할당되고 L 개의 세트의 트래픽 채널로부터 선택되고, L 및 U 는 각각 1 이상이고, 각각의 세트는 서로 직교하는 다수의 트래픽 채널을 포함하고, 각각의 세트에서 상기 트래픽 채널은 상기 L-1 개의 다른 세트 각각에서 상기 트래픽 채널에 직교하지 않는, 데이터 송신용으로 선택된 U 개의 단말에 할당된 트래픽 채널을 결정하도록 동작하는 제어기; 및

    상기 U 개의 단말에 할당된 상기 트래픽 채널 상에서 수신되는 데이터 송신을 프로세싱하도록 동작하는 프로세싱 유닛을 포함하는, 통신 시스템 장치.
40. 제 39 항에 있어서,

    상기 프로세싱 유닛은,

    데이터 송신에 사용되는 K 개의 주파수 서브밴드의 각각에 대해서 수신 심볼의 그룹을 획득하고 상기 주파수 서브밴드에 대한 검출된 데이터 심볼의 그룹을 획득하기 위해서 각각의 주파수 서브밴드에 대한 수신 심볼의 상기 그룹에 대해서 공간 프로세싱을 수행하도록 동작하는 공간 프로세서로서, 수신 심볼의 각각의 그룹은 R 개의 안테나에 대한 R 개의 수신 심볼을 포함하고, R 및 K 는 각각 1 보다 큰, 상기 프로세서; 및

    상기 U 개의 단말의 각각에 대해서 검출된 데이터 심볼을 획득하기 위해서 각각의 심볼 주기에서 상기 K 개의 주파수 서브밴드에 대하여 검출된 데이터 심볼의 K 개의 그룹을 디멀티플렉싱하도록 동작하는 디멀티플렉서를 포함하는, 통신 시스템 장치.
41. 제 40 항에 있어서,

    상기 주파수 서브밴드를 사용하여 하나 이상의 단말의 그룹에 대한 채널 추정에 기초하여 상기 K 개의 주파수 서브밴드의 각각에 대한 채널 응답 매트릭스를 형성하도록 동작하는 채널 추정기; 및

    상기 주파수 서브밴드에 대한 상기 채널 매트릭스에 기초하여 상기 K 개의 주파수 서브밴드의 각각에 대하여 공간 필터 매트릭스를 얻도록 동작하는 계산 유닛을 더 포함하고,

    상기 공간 프로세서는 상기 주파수 서브밴드에 대한 상기 공간 필터 매트릭스를 사용하여 각각의 주파수 서브밴드에 대한 수신 심볼의 상기 그룹에 대해서 공간 프로세싱을 수행하도록 동작하는, 통신 시스템 장치.
42. 제 39 항에 기재된 장치를 포함하는, 기지국.
43. 제 39 항에 기재된 장치를 포함하는, 단말.
44. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 이용하는 통신 시스템의 장치로서,

    트래픽 채널은 각각의 단말에 할당되고 L 개의 세트의 트래픽 채널로부터 선택되고, L 및 U 는 각각 1 이상이고, 각각의 세트는 서로 직교하는 다수의 트래픽 채널을 포함하고, 각각의 세트에서의 상기 트래픽 채널은 상기 L-1 개의 다른 세트 각각에서의 상기 트래픽 채널에 직교하지 않는, 데이터 송신용으로 선택된 U 개의 단말에 할당된 트래픽 채널을 결정하는 수단; 및

    상기 U 개의 단말에 할당된 상기 트래픽 채널 상에서 수신된 데이터 송신을 프로세싱하는 수단을 포함하는, 통신 시스템 장치.
45. 제 44 항에 있어서,

    상기 프로세싱하는 수단은,

    각각의 그룹이 R 개의 안테나에 대한 R 개의 수신 심볼을 포함하고, R 및 K 는 각각 1 보다 크며, 데이터 송신에 사용되는 K 개의 주파수 서브밴드의 각가에 대하여 수신 심볼의 그룹을 획득하는 수단;

    상기 주파수 서브밴드에 대한 검출된 데이터 심볼의 그룹을 획득하기 위해서 각각의 주파수 서브밴드에 대한 수신 심볼의 상기 그룹에 대해서 공간 프로세싱을 수행하는 수단; 및

    상기 U 개의 단말의 각각에 대하여 검출된 데이터 심볼을 획득하기 위해서 각각의 심볼 주기에서 상기 K 개의 주파수 서브밴드에 대한 검출된 데이터 심볼의 K 개의 그룹을 디멀티플렉싱하는 수단을 포함하는, 통신 시스템 장치.
46. 제 45 항에 있어서,

    상기 주파수 서브밴드를 사용하는 하나 이상의 단말의 그룹에 대한 채널 추정에 기초하여 상기 K 개의 주파수 서브밴드의 각각에 대한 채널 응답 매트릭스를 형성하는 수단; 및

    상기 주파수 서브밴드에 대한 상기 채널 응답 매트릭스에 기초하여 상기 K 개의 주파수 서브밴드의 각각에 대하여 공간 필터 매트릭스를 유도하는 수단을 더 포함하고,

    각각의 주파수 서브밴드에 대한 상기 공간 프로세싱은 상기 주파수 서브밴드에 대한 상기 공간 필터 매트릭스를 사용하여 수행되는, 통신 시스템 장치.

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