KR100966565B1 - 무선 통신 시스템에서 다중 사용자 패킷의 구성 방법 및 구조 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 다중 사용자 패킷의 구성 방법 및 구조 Download PDF

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Abstract

계층-변조된 복수 사용자 패킷(MUP)을 갖는 서브-슬롯을 구성하는 방법이 제공된다. 특히, 이 방법은 비계층 변조 방식을 사용함으로써 제1 레이어와 연관된 심볼들을 변조하는 단계, 및 서로 다른 계층-변조 방식을 사용하여 제2 계층 및 제3 계층과 연관된 심볼들을 변조하는 단계를 포함한다. 여기서, 제2 계층 및 제3 계층과 연관된 심볼들은 직교 주파수 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 멀티-캐리어 코드 분할 다중화 또는 시 분할 다중화 중 어느 하나와 다중화된다.
Figure R1020087026513
다중화, 멀티 캐리어, 다중 사용자 패킷, 계층 변조, 비계층 변조

Description

무선 통신 시스템에서 다중 사용자 패킷의 구성 방법 및 구조{A METHOD OF CONFIGURING MULTIUSER PACKET AND A STRUCTURE THEREOF IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 다중 사용자 패킷의 구성 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서의 다중 사용자 패킷의 구성 방법 및 구조에 관한 것이다.
오늘날, 무선 통신의 사용자들은 이동의 자유를 누린다. 즉, 무선 단말기를 가지는 사용자는 연결의 끊어짐이 없이 누군가와 이야기하면서 한 장소에서 다른 장소로 이동할 수 있다. 종종, 사용자는 한 서비스 가능 지역에서 다른 서비스 가능 지역으로 이동한다. 달리 말하면, 사용자는 한 기지국 (BS; base station) (또는 액세스 네트워크) 에 의해 서비스되는 하나의 가능 지역부터 다른 BS 에 의해 서비스되는 상이한 가능 지역까지 서비스를 받는다. 이동 통신 단말기가 한번에 오직 한 BS에만 연결될 수 있기 때문에 이러한 서비스가 필요하다.
한 서비스 가능 지역에서 다른 서비스 가능 지역으로 이동할 때, 잡음 또는 연결 끊어짐 없이 서비스 받는 것을 계속할 수 있는 것은 사용자에게 중요하다. 이것은 일반적으로 통화 채널 변경 (handoff) (또는 핸드오버)으로 지칭된다. 또한, 보다 전통적인 의미로, 사용자가 핸드오버 상황이 없이 현재 서비스 가능 지역에서 효율적으로 계속 서비스 받는 것도 매우 중요하다.
이 때문에, BS로부터의 신호들이 적어도 하나의 수신단(예를 들면, 이동국 또는 액세스 단말기) 에 보다 효율적이고 보다 신뢰가능하게 전송되는 것이 중요하다. 동시에, 다중 사용자 중 한 사용자로부터의 데이터가 다중 사용자 중 다른 사용자에게 보다 효율적이고 보다 신뢰가능하게 전송되는 것이 중요하다.
기술적 해결
본 발명은 종래 기술의 한계 및 단점으로 인한 하나 이상의 문제들을 실질적으로 제거하는 무선 통신 시스템에서의 다중 사용자 패킷의 구성 방법 및 그 구조에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 계층-변조된 다중-사용자 패킷(MUP; multi-user packet)을 가지는 서브-슬롯을 구성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적어도 하나의 계층-변조된 서브-패킷을 전송하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 적어도 하나의 계층-변조된 서브-패킷을 수신하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 장점, 목적 및 특징은 아래의 상세한 설명에서 부분적으로 설명되고, 아래의 실험을 통해 당업자에게 명백하거나 본 발명의 실행으로부터 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 다른 장점은 첨부된 도면뿐만 아니라 상세한 설명 및 청구범위에서 지적된 상세 구조를 통해 실현되고 달성될 수도 있다.
장점
이 목적들 및 본 발명의 목적에 따른 다른 장점들을 달성하기 위해, 계층-변조된 다중-사용자 패킷(MUP; multi-user packet)을 가지는 서브-슬롯을 구성하는 방법은, 비-계층적 변조 방식을 사용하여 제 1 계층과 관련된 심볼들을 변조하는 단계, 및 상이한 계층적-변조 방식을 사용하여, 제 2 계층 및 제 3 계층과 관련된 심볼들을 변조하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제 2 계층 및 상기 제 3 계층과 관련된 심볼들은 직교 주파수 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 멀티-캐리어 코드 분할 다중화, 또는 시 분할 다중화 중 어느 하나에 의해 다중화된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 중첩 코드화 다중-사용자 패킷을 가지는 슬롯을 구성하는 방법은, 계층화-변조 방식을 사용하여, 직교 주파수 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 멀티-캐리어 코드 분할 다중화, 또는 시 분할 다중화 중 어느 하나에 의해 다중화되는 제 1 계층과 관련된 심볼들을 변조하는 단계, 및 상이한 계층적-변조 방식을 사용하여, 직교 주파수 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 멀티-캐리어 코드 분할 다중화, 또는 시 분할 다중화 중 어느 하나에 의해 다중화되는, 제 2 계층 및 제 3 계층과 관련된 심볼들을 변조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 계층-변조된 서브-패킷을 전송하는 방법은, 적어도 하나의 계층이 서브-패킷을 성공적으로 전송한 반면 적어도 하나의 다른 계층이 서브-패킷을 성공적으로 전송하는데 실패한 경우에, 상기 서브-패킷을 성공적으로 전송한 상기 적어도 하나의 계층은 새로운 서브-패킷을 전송하고, 상기 서브-패킷을 성공적으로 전송하는데 실패한 상기 적어도 하나의 다른 계층은 상기 서브-패킷을 재-전송하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 계층-변조된 서브-패킷을 수신하는 방법은, 적어도 하나의 계층이 서브-패킷을 성공적으로 디코딩한 반면 적어도 하나의 다른 계층이 서브-패킷을 성공적으로 디코딩하는데 실패한 경우에, 상기 서브-패킷을 성공적으로 디코딩한 상기 적어도 하나의 계층은 새로운 서브-패킷을 전송하고, 상기 서브-패킷을 성공적으로 디코딩하는데 실패한 상기 적어도 하나의 다른 계층은 상기 서브-패킷을 재-전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일반적이 설명과 상세한 설명은 예시적이고 모범적이며 청구된 발명의 설명을 추가로 제공하기 위한 의도이다.
도면은 본 발명을 더 이해하도록 제공되며, 이 명세서에 속하고 이 명세서의 일부를 구성하며, 본 발명의 실시형태를 도시하고 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는데 제공된다.
도 1 은 중첩 변조 또는 계층화-변조를 나타내는 예시도이다.
도 2 는 분리된 오버헤드 채널을 가지는 다중 사용자 패킷(MUP) 의 프로세스를 나타내는 예시도이다.
도 3 은 심볼-레벨 다중화된 오버헤드 채널을 가지는 코딩된 MUP의 비트 다중화를 나타내는 예시도이다.
도 4 는 비트 레벨 다중화된 오버헤드 채널을 가지는 코딩된 MUP의 비트 다중화를 나타내는 예시도이다.
도 5 는 중첩된 심볼의 발생을 나타내는 예시도이다.
도 6 은 중첩 프리코딩 된 심볼의 발생을 나타내는 예시도이다.
도 7 은 중첩된/계층화 변조를 위한 신호 배열의 예시도이다.
도 8 은 각 사용자에게 개별 정보를 송신하는 송신기를 도시한다.
도 9 는 중첩 코딩을 나타내는 예시도이다.
도 10 은 중첩 변조의 예시도이다.
도 11 은 개선된 중첩 코딩 방식의 예시도이다.
도 12 는 BPSK 방식에 따라 변조된 계층 1 및 계층 2 의 예시도이다.
도 13 은 계층 2 신호 변조 배치의 부분 또는 전체의 예시도이다.
도 14 는 다중-사용자 패킷(MUP) 의 중첩 코딩을 나타내는 예시도이다.
도 15 는 최저 계층 패킷의 계층을 나타내는 예시도이다.
도 16 은 공통 파일럿들을 가지는 중첩-코딩된 MUP를 나타내는 예시도이다.
도 17 은 공통 파일럿들을 가지는 중첩-코딩된 MUP를 나타내는 다른 예시도이다.
도 18 은 공통 파일럿들을 가지는 중첩-코딩된 MUP를 나타내는 다른 예시도이다.
도 19 는 공존하는 공통 파일럿들을 가지지 않는 중첩-코딩된 MUP를 나타내는 예시도이다.
본 발명을 수행하기 취한 최선 양태
첨부된 도면들에서 나타나는 실시예인, 본 발명의 바람직한 실시형태에 설명한다. 가능한 경우에는, 동일한 도면 번호는 동일하거나 유사한 부분을 지칭하도록 도면 전반에 사용된다.
본 발명의 양태
무선 통신 시스템에서, 데이터 또는 데이터 스트림(들)은 하나 이상의 안테나로 나타낼 수 있는 단말(들)을 통해 단일 사용자 또는 다중 사용자들로부터 수신될 수 있다. 달리 말하면, 데이터 스트림들은 단일 소스 (source) 또는 다중 소스들로부터 단일 송신기 또는 다중 송신기를 통해 하나 이상의 사용자들(또는 수신기들)로 전송될 수 있다. 즉, 동일한 송신기는 단일 소스 또는 다중 소스들로부터 데이터 스트림들(또는 신호들)을 전송하는데 사용될 수 있다. 대체적으로, 상이한 송신기들은 단일 소스 또는 다중 소스들로부터 데이터 스트림을 전송하는데 사용될 수 있다. 또한, 단일 소스로부터 전송된 데이터 스트림은 단일 어플리케이션 또는 다중의 상이한 어플리케이션들로부터 동일한 데이터를 전달할 수 있다. 또한, 상이한 소스들로부터 전송된 데이터 스트림들은 동일한 데이터 또는 상이한 데이터를 전달할 수 있다.
도 1 은 중첩 변조 또는 계층화-변조를 나타내는 예시도이다. 보다 상세하게는, 도 1을 참조하면, 각 사용자의 신호 또는 데이터 스트림은 저차(low-order) 변조 방식과 같은 변조 방식으로 변조될 수 있다. 그 다음, 중첩 변조된 또는 계층화-변조된 서브-스트림들은 다른 다중화 방식으로 다시 다중화 (또는 중첩) 될 수 있다. 따라서, 데이터 스트림들은 추가적인 프로세싱 이득 및/또는 추가 주파수/시간 의 요구 없이 효율적으로 다중화될 수 있다.
도 1 에 나타난 바와 같이, 채널 코딩된 데이터 스트림들은 저속 변조를 사용하여 변조되며, 그 다음 프리코딩 (또는 중첩/다중화) 된다. 여기서, 각 채널 코딩된 데이터 스트림은 1/4 위상 편이 방식 (QPSK)으로 변조되고, 16진 1/4 진폭 변조 (QAM) 에 프리-코딩되거나 중첩된다. 프리-코딩은 위상 조정뿐만 아니라 전력 분배도 포함한다.
다중 사용자가 특정 시간-주파수 슬롯에 동시에 수용되는 경우에는, 다양한 다중화 방식 및 그 조합이 사용될 수 있다. 중첩의 경우에, 단일 심볼은 다중 사용자들을 서비스한다.
보다 상세하게는, 예를 들면, 채널의 사용자 용량은 심볼 속도 (또는 보(baud) 속도) 에 의해 전통적으로 제한된다. 일반적으로, 하나의 심볼은 하나의 사용자만을 서비스할 수 있다. 또한, 다수의 다중화된 데이터 스트림들은 각 물리 채널 또는 톤(tone) 의 프로세싱 이득, Gp 를 초과할 수 없다. 하지만, 중첩 프리코딩을 이용함으로써, 채널 사용자 용량을 증가하여, 하나의 심볼은 Nm 사용자들을 서비스할 수 있다. 단순화 하면,
Figure 112008075175681-pct00001
이다.
중첩 프리코딩과 관련된 점을 설명하기 위해, 단일 송신기는 여러 수신 단들(또는 사용자들) 에게 데이터 스트림들을 동시에 전송하는데 사용될 수 있다. 데이터 스트림은 동일할 수 있거나(예를 들면, TV 브로드캐스트) 각 사용자들에게 상이할 수도 있다 (예를 들어, 사용자-특정 정보를 전송하는 기지국) 고 가정할 수 있다. 또한, 개별 데이터 스트림들은 다중 안테나들을 가지는 송신기로부터 각 사용자에게 송신된다고 가정할 수 있다.
즉, 다중화 또는 중첩된 서브 스트림들(또는 심볼들)을 전송하는데, 동일한 결합된 심볼들은 전체 빔 형성 배열(array)을 통해 전송될 수 있다. 이는 코히어런트 빔 형성(coherent beamforming)으로 지칭될 수 있다. 대체적으로, 각 심볼 또는 서브 스트림 (예를 들면, 심볼 배치의 몇몇의 서브셋 또는 각 사용자의 서브-심볼) 은 상이한 안테나들을 통해 분리되거나 개별적으로 전송될 수 있다. 이는 코히어런트 다중 입력, 다중 출력 (MIMO)로 지칭될 수 있다.
또한, 전송에 사용된 다중 빔이 있는 경우에는, 많은 사용자 용량 이득이 공간적 다중화를 통해 달성될 수 있다. 보다 상세하게는, 각 빔은 복합 심볼 (예를 들면, 단일 빔 형성 또는 코히어런트 빔 형성)을 전달할 수 있다. 대체적으로, 예를 들면, 각 저속-변조된 심볼 또는 서브-스트림은 단일 빔을 통해 전송될 수 있다. 대체적으로, 몇몇 빔은 복합 심볼을 전달하고 몇몇 빔은 단일 빔을 통해 전송되는 것으로 설명될 수 잇는 빔 형성 방식의 조합이 사용될 수 있다.
또한, 공간-시간 블록 코딩 (STBC) 이 사용될 수 있다. 보다 상세하게는, 단일-스트림 STBC 의 경우에, STBC 는 변조 다중화 또는 중첩 후에 수행 및/또는 다중 입력된 낮은-순서-변조된 심볼들 또는 서브-스트림들에서 수행될 수 있다. 다중-스트림 STBC 의 경우에, 각 서브 스트림은, 단일 STBC 스트림으로 취급하고/또는, 각 낮은-순서-변조된 심볼 또는 서브-스트림은 단일 STBC 스트림을 통해 전송될 수 있고/또는, 몇몇의 STBC 스트림은, 몇몇의 스트림들의 각각은 단일-스트림 STBC로 취급하고 몇몇의 낮은-순서-변조된 스트림의 각각은 단일 STBC 스트림을 통해 전송되는 상술한 방식의 조합을 사용할 수 있다.
중첩 방식에 의한 성공적인 수행을 위해, 예를 들면, 각 사용자 용 소정의 속도/전력 분배 및 수신 단으로부터의 SIC 가 필요하다. 또한, 이하, 전력 분배와 관련하여 설명한다. 속도 또는 전력 분배가 정해지지 않은 경우에는, 송신기는 상위-계층 시그널링, 또는 프리앰블 또는 파일럿 패턴을 사용하기 전 또는 동시에 수신기(들) 에 시그널링 할 수 있다.
도 2 는 분리된 오버헤드 채널을 가지는 다중 사용자 패킷(MUP) 의 프로세스를 나타내는 예시도이다. 도 2 를 참조하면, 다중 소스들(예를 들면, 데이터 1 내지 데이터 K)로부터의 데이터 스트림들은 상이한 채널 코딩 방식으로 인터리빙되거나 채널 코딩될 수 있다. 데이터 스트림들이 채널 코딩된 후, 코딩된 데이터 스트림들은 비트-다중화 방식으로 다중화되고 그 다음 변조될 수 있다. 여기서 코딩된 데이터 스트림들의 변조는 낮은-순서 변조 방식을 사용하여 변조될 수 있다.
또한, 오버헤드 정보는 데이터 프로세싱으로부터 분리되어 프로세싱될 수 있다. 유사하게, 오버헤드 정보는 인터리빙되거나 채널 코딩 될 수 있다. 그 다음, 코딩된 오버헤드 정보는 변조된다. 다시, 낮은-순서 변조 방식을 적용하는 것도 가능하다. 여기서, 오버헤드 정보는 분리된 오버헤드 채널에서 변조된다.
도 3 은 심볼-레벨 다중화된 오버헤드 채널을 가지는 코딩된 MUP의 비트 다중화를 나타낸다. 여기서, 데이터 스트림 및 오버헤드 정보를 변조하는 프로세스가 도 2 에 도시된다. 또한, 도 1 를 참조하면, 데이터 스트림 및 오버헤드는 분리되 어 프로세싱된다. 하지만, 각각이 개별적으로 변조된 후, 필요한 경우 시간 및 주파수 도메인에서 함께 심볼로 다중화될 수 있다.
도 4 는 비트-레벨 다중화 오버헤드 채널을 가지는 코딩된 MUP의 비트 다중화를 나타내는 예시도이다. 여기서, 데이터 스트림들 및 오버헤드 정보들을 채널 코딩하는 프로세스는 도 3 에 도시된다. 하지만, 개별적으로 채널 코딩된 데이터 스트림들 및 오버헤드 정보는 변조되기 전에 비트 다중화를 이용하여 함께 다중화된다.
도 5 는 중첩된 심볼들의 발생을 나타내는 예시도이다. 도 5 를 참조하면, 다중 소스들(예를 들면, 데이터 1 내지 데이터 K)로부터의 데이터 스트림들이 채널 코딩된다. 그 다음 데이터 스트림들은 낮은 순서 변조 방식과 같은 변조 방식을 사용하여 변조될 수 있다. 여기서 프리코딩은 전력 분배 및 각도 조정을 포함할 수 있다. 그 다음, 프리코딩 된 데이터 스트림들은 필요 및/또는 요구된다면 중첩 코딩 (예를 들면 OFDM, CDM, 또는 MC-CDM) 되고 맵핑될 수 있다.
도 6 은 중첩 프리코딩 된 심볼의 발생을 나타내는 예시도이다. 도 6을 참조하면, 다중 소스들로부터의 데이터 스트림들은 도 4 에 도시된 바와 같이 프로세싱된다. 하지만, 중첩된 심볼들은 상이한 계층 (예를 들면, 계층 1 내지 계층 L)으로 다중화될 수 있다. 그 다음, 다중 계층으로부터의 중첩된 심볼들은 프리코딩될 수 있다. 여기서, 프리코딩 방식은 다른 것 중에서 전력 분배 및 위상 조정을 포함할 수 있다.
중첩 변조 또는 계층화 변조는 각 변조 심볼이 플로우(flow)의 기초 및 개선 구성요소 모두에 대응하는 비트를 가지는 변조의 형태이다. 이 변조는 무선 브로드캐스트 시스템에 사용될 수 있다. 도 7 은 중첩된/계층화 변조를 위한 신호 배열의 예시도이다. 도 7 에서는,
Figure 112008075175681-pct00002
이고
Figure 112008075175681-pct00003
은 기초 구성요소 에너지와 개선 구성요소 에너지의 비이다.
또한, 중첩된/계층화 변조는 모든 사용자가 디코딩할 수 있는 기초 구성요소와 높은 신호-대-잡음 비 (SNR)을 가지는 사용자만 디코딩할 수 있는 개선 구성요소로 데이터 스트림을 분리한다. 예를 들면, 균등(uniform) 또는 비 균등 16-1/4 진폭 변조 (16-QAM) 는 기초 구성요소에 사용되는 2 비트와 개선 구성요소를 위한 2 비트를 가지고 배열한다. 외부 및 내부 코딩은 기초 및 개선 구성요소들을 위해 개별적으로 수행될 수 있다.
중첩 코딩과 관련하여, 브로드캐스트 채널은 여러 수신기들(또는 사용자들) 과 동시에 정보를 전달하는 단일 송신기를 가진다. 각 사용자에 전달하는 정보는 동일할 수 있거나(예를 들면, TV 브로드캐스트) 또는 각 사용자에게 분리될 수 있다 (예를 들면, 기지국이 사용자 특정 정보를 전송). 도 8 은 각 사용자에게 개별 정보를 송신하는 송신기를 도시한다. 여기서, 송신기는 추가적 가우시안 (Gaussian) 노이즈가 존재하는 2 명의 사용자와 통신하는 평균 전송 전력 P 를 가진다고 가정한다.
도 9 는 중첩 코딩을 나타내는 예시도이다. 도 9 를 참조하면, 2 명의 사용 자들은 QPSK 배열을 각각 사용한다. 도면에서, 시간 k 에 전송된 신호
Figure 112008075175681-pct00004
는, 2 명의 사용자 신호들의 합이고,
Figure 112008075175681-pct00005
으로 주어진다.
또한, 각 사용자는 그 데이터를 개별적으로 디코딩한다. 수신기들에서 사용되는 디코딩 방식은 연속 간섭 소거 (SIC; successive interference cancellation) 일 수 있다. 주된 아이디어는, 사용자 1 이 y1으로부터 성공적으로 데이터를 디코딩할 수 있는 경우에, 동일한 전체 SNR을 가지는 사용자 2 는 y2로부터 사용자 1의 데이터를 디코딩 할 수 있다는 것이다.
사용자 2 는 데이터를 보다 잘 디코딩하도록 데이터 y2로부터 사용자 1의 코드워드를 추출할 수 있다.
도 9 를 참조하면, 시간 k 에서 전송된 신호
Figure 112008075175681-pct00006
는 2 명의 사용자 신호들의 합이고,
Figure 112008075175681-pct00007
으로 표현될 수 있다.
여기서, 각 사용자는 개별적으로 데이터 스트림들을 디코딩할 수 있다. 수신 단에서 사용된 디코딩 방식은 연속 간섭 소거 (SIC) 방식일 수 있다.
여기서 주된 아이디어는 제 1 사용자가 x1으로부터 성공적으로 데이터 스트림을 디코딩할 수 있다면, 전체 SNR 이 동일하거나 제 1 사용자의 전체 SNR 과 동일하지 않은 제 2 사용자는 x2로부터 제 1 사용자의 데이터를 디코딩할 수 있다는 것이다. 그 다음, 제 2 사용자는 제 2 사용자의 코드워드로부터 제 1 사용자의 코 드워드를 추출함으로써 그 데이터 스트림을 더 잘 디코딩할 수 있다.
중첩 코딩 및/또는 계층화 변조에 수반된 다중 계층이 있다면, 계층간 간섭이 발생할 수 있다. 예를 들면, 계층 2 변조로부터의 노이즈-일종의 공해로 인해, 계층 1 심볼들을 위한 채널 용량 및 역다중화 성능 (예를 들면, 높은 비트 에러율) 이 감소될 수 있다. 예를 들면, 채널 용량 손실을 나타내는 방식으로, 용량은
Figure 112008075175681-pct00008
으로 표현될 수 있다.
하지만, 용량 손실의 결과로, 계층 1 의 채널 용량은
Figure 112008075175681-pct00009
으로 표현될 수 있다. 또한,
Figure 112008075175681-pct00010
이 계층 1 에너지의 잉여물(remnant)(또는 불완전한 제거)로 인하여 계층-간 간섭 에너지인 경우에,
Figure 112008075175681-pct00011
대신에, 계층 2 채널 용량은
Figure 112008075175681-pct00012
으로 표현될 수 있다.
노이즈-유사 오염 또는 계층 2 간섭의 결과로서, 복조 성능은 높은 비트-에러율의 형태로 감소된다. 즉, 계층 1 신호 의 최소 유클리드 거리는 원래보다 작아질 수 있다. 도시된 바와 같이, 이하에서 높은 비트 에러율이 설명된다. 최대 가능 검색 방식은 수신 단에서 사용된다.
Figure 112008075175681-pct00013
이 평균 신호-대-잡음 비 (SNR)를 나타내고, N 이 최근접한 이웃의 수를 나타내고,
Figure 112008075175681-pct00014
이 결합된 변조 배열의 최소 유클리드 거리를 나타내는 경우에, 심볼 에러의 대응되는 가능성은
Figure 112008075175681-pct00015
으로 주어진다.
여기서, 계층 2로부터의 간섭으로 인하여, 계층 1 의 유클리드 거리는 원래 신호보다 작다.
신호 전력 왜곡의 변경 없이 계층화- 또는 중첩된-신호 배열의 최소 유클리드 거리,
Figure 112008075175681-pct00016
, 를 최대화하는 것이 중요하다. 이 점에서, 신호의 회전 접근은 최소 유클리드 거리,
Figure 112008075175681-pct00017
을 최대화 하도록 구현될 수 있다.
도 10 은 중첩 변조의 예시도이다. 도 10 에서, 계층 1 (내부 계층) 및 계층 2 (외부 계층) 은 QPSK 방식에 따라 변조된다. 여기서, 중첩 변조가 거의 비-균등 16QAM 에서 일어날 가능성이 있다. 계층 1 및 계층 2 의 전송 전력은
Figure 112008075175681-pct00018
의 경우에 개별적으로
Figure 112008075175681-pct00019
및
Figure 112008075175681-pct00020
로 표현될 수 있다.
중첩 코딩된 변조 배열은
Figure 112008075175681-pct00021
로 표현될 수 있다. 또한, 점 a 의 위치는
Figure 112008075175681-pct00022
이고, 점 b 의 위치는
Figure 112008075175681-pct00023
이다. 이와 같이, 중첩 코딩된 배열의 최소 유클리드 거리는 a 와 b 사이의 거리와 동일하고,
Figure 112008075175681-pct00024
로 표현될 수 있다.
도 11 은 개선된 중첩 코딩 방식의 예시도이다. 도 10 과 유사하게, 계층 1 (내부 계층) 및 계층 2 (외부 계층) 은 QPSK 방식에 따라 변조된다. 하지만, 도 11 에서, 계층 2 변조 배열은 계층화 또는 중첩된 신호 배열의 최소 유클리드 거리를 최대화하도록 회전된다.
회전된 계층 2 변조 배열에서, 점 a 의 위치는
Figure 112008075175681-pct00025
로 표현될 수 있고, 점 b 의 위치는
Figure 112008075175681-pct00026
로 표현될 수 있고, 점 c 의 위치는
Figure 112008075175681-pct00027
로 표현될 수 있다. 이 위치를 기초로,
Figure 112008075175681-pct00028
와
Figure 112008075175681-pct00029
의 유클리드 거리는
Figure 112008075175681-pct00030
이다. 또한,
Figure 112008075175681-pct00031
와
Figure 112008075175681-pct00032
의 유클리드 거리는
Figure 112008075175681-pct00033
이다. 따라서, 2 명의 사용자에게 데이터 스트림을 송신하는 사용자를 위한 최소 유클리드 거리와 관련하여. 예를 들면,
Figure 112008075175681-pct00034
일 때 최대화 될 수 있다.
도 9 내지 11 에서 설명된 중첩 프리-코딩 방식의 논의가 아래에서 설명될 수 있다. 제 1 그룹의 변조 심볼들 중에서 참조 변조 심볼이 선택될 수 있다. 참조 변조 심볼은 제 1 계층에 위치될 수 있고, 전력 또는 전력 레벨에 기초될 수 있다. 제 1 그룹의 변조 심볼은 제 1 계층에 연관될 수 있다.
또한, 제 2 그룹 중에서 다중 변조 심볼이 선택될 수 있다. 다중 변조 심볼과 참조 변조 심볼과의 거리는 제 2 그룹의 다른 변조 심볼들과 참조 변조 심볼의 거리보다 가까울 수 있다. 이와 같이, 제 2 그룹의 변조 심볼들은 제 2 계층과 연관될 수 있다. 또한, 제 1 그룹 및 제 2 그룹과 같이 변조 심볼들의 각 그룹은 하나보다 많은 변조 심볼을 포함한다.
그 다음, 변조 심볼들이 전송을 위해 회전되는 회전 각도는 결정될 수 있다. 여기서, 회전 각도는 제1 그룹의 참조 변조 심볼과 제 2 그룹의 다중 변조 심볼의 제 1 변조 심볼과의 거리가 제 1 그룹의 참조 변조 심볼과 제 2 그룹의 다중 변조 심볼들의 제 2 변조 심볼과의 거리가 동일할 때 결정될 수 있다. 마지막으로, 회전 각도에 따른 적어도 하나의 그룹의 변조 심볼은 회전될 수 있다.
양 계층들 모두 QPSK 방식을 사용하는 실시예와 관련하여 설명한다. 하지만, 상기 아이디어는 양 계층이 QPSK 방식을 사용하는 것에 제한되지 않고, 동일 또는 상이한 변조 형태의 다른 가능한 조합들에 적용될 수도 있다. 예를 들면, 도 12에 나타난 바와 같이, 계층 1 및 계층 2 는 BPSK 방식에 따라 둘 다 변조된다. 여기서, 계층 2 BPSK 배열은 회전된다. 따라서, 중첩 변조는 QPSK 에서 발생한다.
또한, 도 13에 나타난 바와 같이, 계층 2 신호 변조 배열의 부분 또는 전체는 중첩 전에 적절히 회전될 수 있어서 계층화 또는 중첩된 신호의 최소 유클리드 거리는 최대화될 수 있다. 이 아이디어는 상이하거나 동일한 변조 형태의 다른 가능한 조합들에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 채널 조건에 기초하여 상이한 안테나들을 위한 다른 전송 전력이 사용될 수 있다. 이것은 채널 조건이 알려진 것을 가정한다. 채널 조건이 알려지지 않은 가능한 경우, 동일한 전송 전력이 각 안테나에 적용될 수도 있다. 대체적으로, 사전-결정된 전송 전력 방식은 각 안테나에 적용될 수 있다. 예를 들면, 2 개의 안테나가 있다고 가정할 때, 제 1 안테나는 특정 전송 전력을 사용하여 전송하고, 제 2 안테나는 제 1 안테나의 전력보다 높은 전송 전력을 사용하여 전송한다.
이와 같이, 도시된 방식으로, 2 개의 서브-스트림들은 2 개의 상이한 안테나들을 통해 개별적으로 전송될 수 있고, 이에 따라, 시스템이 공간적 다중화 이득 (또는 공간적 다이버시티)을 달성하도록 한다. 또한, 공간 다중화 이익은 2개의 수신기/안테나들이 수신된 합성 스트림을 함께 디코딩하는 함으로써 달성될 수 있다.
송신 단이 프리코딩 된 서브-스트림들을 전송한 후, 수신 단은 원래 데이터 를 추출하도록 상이한 복조 방식을 적용할 수 있다. 상술한 바와 같이, 복조의 수행에서, 채널 평가(estimation) 및 등화(equalization) 없이 직접적 복조를 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 채널 평가 및 균등화는 채널 조건이 나쁘거나 채널 왜곡이 있는 경우에 필요할 수 있다. 이와 같이, 채널 왜곡이 있는 경우에, 채널 평가는 채널-마다 및/또는 안테나-마다의 기초로 수행될 수 있다. 채널 평가 후에 다양한 검색 방식이 수행될 수 있다.
예를 들면, 채널 균등화는 접합 (joint) 검색 후에 각 채널 상에서 수행될 수 있다. 또한, 연속 간섭 소거 방식은 채널 균등화 및 검색이 최강 또는 최선 조건을 가지는 채널 상에 수행되는데 사용될 수 있다. 그 다음, 이 채널은 다음 최강 채널의 균등화 및 검색 전에 전체 수신된 신호로부터 추출될 수 있다. 또한, 최대-가능 검색 방식은 접합 채널 균등화 및 검색이 모든 채널 상에서 수행되는데 사용될 수 있다.
송신기가 동일한 시간 또는 동일한 심볼 (또는 동일한 슬롯) 에서 다중 사용자를 서비스하는데 사용된다면, 송신기는 상이한 서비스 품질 (QoS) 요구를 기초로 다른 서비스 받는 사용자들에게 채널 자원을 할당할 수 있다. 여기서, 채널 자원들은 전송 전력, 주파수 부대역 (예를 들면, OFDM 톤들), 서브-심볼 타임, 및 확산 시퀀스 (예를 들면, PN 코드)를 포함한다.
예를 들면, 섀넌(Shannon) 용량의 이상화를 기초로 하여, 송신기는 모든 사용자들의 합계 처리량(throughput)의 최대화와 관련하여 양호한 채널 조건을 가진 사용자(들)에게는 보다 많은 전력을 일반적으로 송신하고 불량한 채널 조건을 가진 사용자(들)에게는 보다 적은 전력을 개별적으로 전송한다. 다른 실시예로서, 각 사용자 데이터 속도와 관련하여(예를 들면, 지연-제한된 용량의 최적화), 송신기는 불량한 채널 조건들을 가지는 약한(weak) 사용자(들)에게 많은 채널 자원을 할당할 수 있어서 약한 사용자는 높은 데이터 속도를 얻을 수 있다. 비교하면, 제 1 실시예의 송신기는 양호/더 좋은 채널 조건들을 가지는 사용자(들) 상에 더 강한 전송 전력을 기초로 하는 반면에 제 2 실시예의 송신기는 불량/더 약한 채널 조건들을 가지는 사용자(들) 상에 더 강한 전송 전력을 기초로 한다.
송신기는 2 갱의 실시예들의 조합으로 사용하는 것이 가능하다. 보다 상세하게는, 송신기는 지연-민감 사용자들을 위해 더 약한 채널 조건을 가지는 사용자(들)에게 더 많은 전력을 사용하여 전송할 수도 있다. 대체적으로, 송신기는 처리율-민감 사용자들을 위한 더 강한 채널 조건을 가지는 사용자(들)에게 보다 많은 전력을 사용하여 전송할 수도 있다.
이와 같이, 사용자 또는 수신기의 채널 조건을 정확하게 평가하도록 할 수 있는 것이 중요하다. 이 점에서, 송신기는 각 사용자가 송신기로 다시 신호를 송신할 때 채널 조건을 평가할 수 있다. 이 상황은 시간 분할 다중(TDD) 상황들에서 적용될 수 있다. 대체적으로, 각 사용자 또는 수신기는 채널 조건을 평가하고 피드백 채널 (예를 들면, 데이터 속도 제어(DRC; data rate control) 채널 또는 채널 품질 지시자(CQI) 채널을 통하여 송신기로 다시 송신된다. 이 상황은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 2000 진보-데이터 전용 (EV-DO; evolution-data only) 에 적용될 수 있다.
종종, 약한 사용자를 위한 신호는 더 좋은 채널 조건을 가진 강한 사용자를 위한 신호를 가지고 중첩 프리-코딩될 수 있다. 각 사용자는 DRC 채널들을 통해 송신기로 그 채널 조건 정보를 피드백할 수 있다. 전형적으로, 약한 사용자의 데이터는 가능한 고속 채널 코딩 및/또는 낮은-순서 변조를 가지고 낮은 데이터 속도 포메이션을 사용하여 전송될 것이다. 예를 들면, 전체 전송 전력의 큰 일부 (예를 들면, 2/3) 는 더 좋은 채널 조건을 가지는 사용자에게 할당될 수 있는 반면 전체 전송 전력의 작은 일부 (예를 들면, 1/3) 는 더 나쁜 채널 조건을 가지는 사용자에게 할당될 수 있다.
프로세스에서, 송신기는 각 사용자에게 채널 자원을 할당하기 전에 지연, 프레임 에러율(FER; frame error rate) 및/또는 비트 에러율(BER; bit error rate), 또는 각 사용자의 다른 QoS 요구들을 고려할 수 있다. 높은 데이터 속도 요구 또는 낮은-지연 요구 또는 높은 QoS 요구를 가지는 사용자라면, 송신기는 보다 많은 전송 전력, (OFDMA이 사용된다면) 보다 많은 데이터 톤, 또는 (CDMA 또는 MC-CDMA 가 사용된다면) 보다 많은 확산 시퀀스와 같은 보다 많은 채널 자원들을 사용하는 것이 가능할 것이다.
동일한 전송 전력이 중첩 코딩에서 2 개의 사용자에게 전송되는데 사용하고 그리고/또는 2 개의 사용자들의 전송 전력은 서로 근접하여 사용자들/수신기들에게 신호의 분리를 어렵게 하는 경우에, 2 개의 상이한 변조 방식이 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 사용자는 BSPK 방식을 사용하는 반면 제 2 사용자는
Figure 112008075175681-pct00035
회전된- BPSK 방식을 사용한다. 대체적으로, 제 1 사용자는 BPSK 방식을 사용하는 반면 제 2 사용자는 QPSK 방식을 사용한다. 또한, 제 1 사용자는
Figure 112008075175681-pct00036
회전된 QPSK 방식을 사용하는 반면에 제 2 사용자는 QPSK 방식을 사용하거나, 또는 제 1 사용자는 클래식 BPSK 방식을 사용하는 반면 제 2 사용자는
Figure 112008075175681-pct00037
회전된 QPSK 방식을 사용한다.
또한, 변조 다이버시티는 적용될 수 있다. 변조 다이버시티는 존재하는 전통적인 변조 방식(들)을 가능하게 대체하는데 사용될 수 있다. 중첩-코딩 (또는 중첩-변조) 또는 계층화-코딩 (또는 계층화-변조) 방식에 사용될 수 있어서, 각 계층은 변조 다이버시티를 가지고 변조될 수 있거나 몇몇의 계층들(또는 사용자들)은 변조 다이버시티를 사용하여 변조될 수 있다.
또한, 변조 다이버시티는 OFDM, OFDMA, MC-CDMA, CDMA, FDMA(frequency division multiple access), 또는 TDMA(time division multiple access)에 대하여 사용될 수 있다. 또한, 모든 심볼/코드/주파수 또는 심볼/코드/주파수의 일부의 신호가 변조 다이버시티를 사용하여 변조되도록, 변조 다이버시티는 TDM(time division multiplexing), CDM(code division multiplexing), 또는 FDM(frequency division multiplexing)에 사용될 수 있다.
현재의 데이터-최적화 시스템(DO system)에서, OFDM 전송은 일어나지 않는다. 만일 OFDM 시스템에서 일어나고, 이 시스템이 후방 호환성(backward compatible)이 있다면, 새로운 사용자를 위한 OFDM 데이터 및 종래 사용자를 위한 CDM 데이터는 동일한 주파수(carrier) 상에서 전송될 필요가 있다. 중첩 코딩 방 식(superposition coding scheme)은, OFDM/CDM의 TDM-별 전송(TDM-wise transmission)보다 더 높은 용량(capacity)을 달성하기 위해, OFDM, CDM, 및/또는 MC-CDM 트래픽의 동시다발적인 전송을 위해 사용된다.
중첩 코딩의 최하위 계층(또는 계층 1)은 MUP 프리앰블 및 MUP 데이터 채널로 구성되며, MUP 데이터 및/또는 정보(예컨데, OFDM 데이터)를 상위 계층으로 전달한다. MUP 프리앰블의 전력은 최하위 계층 데이터 전송을 위해 할당된 전력과 동일하다. 최하위 계층의 제어 채널은 전력 할당에 관한 정보 및 각 계층의 페이로드 크기(payload size)에 관한 정보를 갖는다. 상위 계층은 OFDM 패킷을 지원하며, 각각의 칩(chip)들은 전력 할당 값에 의해 스케일링(scaling)된다.
나아가, 중첩 코딩 방식은 여러가지 수단에 의해 향상될 수 있다. 그 수단으로서, 프리앰블 검출의 성능을 향상하기 위해 MUP 프리앰블의 전력 및/또는 길이를 증가시킬 수 있다. MUP 프리앰블은 MUP 프리앰블 시간 부분을 위한 어떤 OFDM 데이터도 없이 최상위의 계층까지 모든 전력을 차지할 수 있다. 예를 들어, 아래의 도 15를 참조하면, 만일 OFDM 심볼의 길이가 400 칩이고 프리앰블 길이가 64 칩 (또는 그 이상)인 경우라며, 패킷의 첫번째 서브슬롯(sub-slot)의 처음 400개의 칩 내의 OFDM 심볼 길이는, 더 많은 전력을 프리앰블에 할당하기 위해, 336 칩(또는 그 이하)까지 감소될 수 있다.
나아가, 현재의 DO와 유사하게, MUP 프리앰블의 길이가 증가되어, 프리앰블 검출 확률을 높일 수 있다. 즉, 프리앰블의 길이(또는 지속시간)은 연장될 수 있다(예를 들어, 64 칩, 128 칩, 256 칩, 400 칩).
또 다른 중첩 코딩 방식으로서, 계층(들)의 독립적인 조기 종료(early termination)가 가능하다. 만일, 하나 이상의 상위 계층이 조기 종료되지 않는 반면 계층 1이 조기 종료되는 경우에는, 계층 1은 상위 계층 데이터가 재전송되는 동안 새로운 패킷 상으로 옮겨갈 수 있다. 즉, 만일 계층 1이 조기 종료되면(예컨대, 계층 1이 성공적으로 디코딩되면), 새로운 MUP 패킷이 상위 계층들을 위해 동일한 정보(예컨대 OFDM 데이터) 및 레거시(legacy) CDM 계층 1 사용자들을 위한 새로운 트래픽 데이터를 가지고 전송될 수 있다. 여기서, 만일 계층 1이 성공적으로 디코딩되거나 또는 조기 종료되는 경우에는, 성공적으로 디코딩되지 않는 계층(들)만이 동일한 종보를 가진 데이터와 함께 재전송된다.
이에 비해, "블라인드 검출(blind detection)"과 같은 종류의 방식이 채택될 수 있다. 특히, 수신단(예컨대, 이동국, 접속 단말, 또는 이동 단말)은, 하나 이상의 계층들이 조기 종료되는 경우에 모든 가능한 시나리오들을 사용하여, 여러가지 또는 모든 서로 다른 전력 비율의 조합을 사용해 볼 수 있다. 예를 들어, 만일 계층 1이 아직 재전송을 요할 때에 상위 계층 데이터 전송이 종기 종료되는 경우에는, 다른 남아 있는 계층들에게 더 많은 전력이 할당될 수 있다.
예를 들어, 계층 1에 대해 할당되는 전력을 α1이라고하고, 계층 2에 할당되는 전력을 α1이라고 하고, 계층 3에 할당되는 전력을 α3라고 하자. 만일 계층 3이 조기 종료되는 경우에(예를 들어, 성공적으로 디코딩되어 계층 3로 어떠한 전송도 필요하지 않은 경우), α3(계층 3에 할당되는 전력)는 계층 1 또는 계층 2에 할당될 수 있다. 뒤이어, 계층 1은 그 전력을 블라인드 검출할 수 있다. 다른 말로, 종료되지 않는 계층(계층 1 또는 계층 2)은 어떤 계층이 조기 종료되는지를 알지 못하기 때문이다. 따라서, 계층 1의 사용자는, 모든 가능한 조합의 전력 할당을 고려하여, 그 신호를 블라인드 검출하도록 시도할 수 있다. 이 예에서, 가능한 조합의 전력 할당은, α1 및/또는 α1+α2이다.
이 경우에, 예를 들아, 전력의 비율(예를 들어, 각각의 남아 있는 상위 계층에 대한 하위 계층의 비율)은 남아 있는 접속 단말의 사전 지식 없이 변경될 수 있다. 정리하면, 전력은, 조기 종료된 레어어로부터 종료되지 않은 다른 계층(들)으로 할당되거나 전송될 수 있다.
상술한 내용은 복수의 재전송(multiple re-transmissions)에 대해 일반화될 수 있다. 이 경우에, 조합의 개수는 여러가지 소프트 콤바이닝 옵션(soft-combining options)를 위해 증가될 수 있다.
나아가, OFDM/CDM 계층 1 상의 상위 계층 패킷들은, 오직 OFDM 데이터만을 갖는 대신에, CDM 데이터 및/또는 OFDM 데이터가 될 수 있다(모든 조합의 중첩 코딩, 예를 들어, CDM 계층들 또는 OFDM 계층들 또는 CDM 계층들 + CDM 계층 1 상의 OFDM 계층들). 추가로, OFDM 또는 CDM 프리앰블은 상위 계층에 삽입되어, OFDM/CDM 데이터 전송과 함께 OFDM/CDM 전송을 지원할 수 있다.
또한, 변조 심볼에서 비계층 변조 방식(non-layered modulation scheme)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 3개의 계층이 있다고 가정하면, 첫번째 계층은 비계층 변조 방식(예컨대, CDM)을 사용하여 변조될 수 있고, 이때 두번째 및 세번째 계층과 연관된 변조 심볼들이 서로 다른 계층 변조 방식(layered-modulation scheme)(예를 들어, OFDM, MC-CDM)을 사용할 수 있다. 여기서, 두번째 계층 및 세번째 계층과 연관된 심볼들은 OFDM, CDM, MC-CDM, 또는 TDM 중 어느 하나와 다중화될 수 있다. 즉, 각각의 계층은 변조 방식(예컨데, OFDM, CDM, MC-CDM)의 어느 하나를 사용하여 변조될 수 있다. 나아가, 서로 다른 계층 변조 방식은, 하나 이상의 계층이 하나 이상의 다른 계층에 대하여 회전되는(rotated) 계층 변조 방식을 사용하는 적어도 두 개의 서브스트림(sub-stream)을 변조하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 프리앰블은 첫번째 계층에 포함될 수 있다. 프리앰블은 가변 전력 및/또는 가변 길이를 가질 수 있다. 또한, 첫번째 계층에서, 하나 이상의 공통 파일럿(common pilot)을 전송하기 위한 영역이 할당될 수 있다.
도 14는 다중 사용자 패킷(MUP)의 중첩 코딩을 도시하는 예시적인 도면이다. 중첩 코딩(SPC) 패킷은 서로 다른 전력 할당{iPT}을 갖는 복수개의 패킷들로 구성된다. 도 1을 참조하면, SPC 패킷의 전체 패킷 구조는 3개의 계층(K=3)을 가지고, 128 비트의 프리앰블을 갖는다. 또한, 인터레이스(interlace)가 복수입력, 복수출력(MIMO) 파일럿을 포함한다면, β≠0이다.
이것은, MIMO 파일럿을 포함하는 인터레이스에 대하여만 성립된다. 남아 있는 계층 1부터 계층 N까지의 계층은 중첩된 사용자들의 패킷을 포함한다. 임의의 SPC 슬롯 동안,
Figure 112008075175681-pct00038
을 만족한다.
SPC 패킷에 대한 정보는 최하위 계층 또는 계층 1에 임베딩(embed)된다. 도 15는 최하위 계층 패킷의 계층을 도시한다. 도 15에서, SPC MAC Id는, 패킷이 중첩 코드라는 것을 알려주는데 사용된다. K 개의 계층들은 MAC(medium access control) 식별자(ID), α,라는 것도 나타내며, 또한 각 계층에 대한 페이로드(payload)라는 것을 나타낸다. 여기서, MAC ID는 상위 계층에서 MUP가 존재한다는 것을 나타내는데 사용될 수 있다. 또한, 계층 1의 사용자에 대한 데이터는, 하위 계층 내에 스케쥴링된 사용자에 대한 SPC 또는 MUP를 나타내는 데에 사용될 수 있다.
도 16은 공통 파일럿을 갖는, 중첩 코딩된 MUP를 나타낸다. 여기서, 심볼 길이 또는 지속시간은 400 칩 및/또는 그 배수이다. 또한, 심볼 지속 시간은 서브-슬롯 또는 쿼터 슬롯(quater slot)으로 지칭될 수 있다.
도 16을 참조하면, 심볼 지속시간은 OFDM 심볼, CDM 심볼, 및 멀티 캐리어 CDM 심볼(MC-CDM)과 같은 다양한 심볼을 포함할 수 있다. 나아가, 공통 파일럿은, 디코딩을 돕기 위하여 계층 1 내의 심볼 지속시간에 할당될 수 있다.
상술한 바와 같이, 심볼 지속시간 또는 서브-슬롯(또는 쿼터 슬롯)은 400 칩이며, 이는 각 계층에서 변경가능하게 할당될 수 있다. 만일 인터레이스가 공통 파일럿을 포함하는 경우에는, β≠0이다. 다른 말로, 공통 파일럿은 계층에 추가하여 또는 계층의 일부로서 포함도리 수 있다.
공통 파일럿은 심볼의 모든 지속 시간에 할당되거나, 또는 심볼의 지속 시간 중 일부에 할당될 수 있다. 예를 들어, 도 16의 (a)는 전체 심볼 지속시간에 할당된 공통 파일럿은 400 칩의 첫번째 서브-슬롯이고, 심볼 지속시간의 일부에 할당된 공통 파일럿은 두번째 800 칩의 서브-슬롯이고, 전체 심볼 지속시간에 할당된 공통 파일럿은 세번째 400 칩의 서브-슬롯이다. 도 16의 (b)에서, 전체 심볼 지속시간에 할당된 공통 파일럿은 400 칩의 첫번째 서브-슬롯이고, 공통 파일럿은 전체 두번째 800 칩 서브-슬롯에 할당되지만 세번째 400 칩 서브-슬롯에는 할당되지 않는다. 도 16의 (c)에서, 첫번째 서브-슬롯은 공통 파일럿이 할당되고, 두번째 서브-슬롯의 일부는 공통 파일럿이 할당되고, 세번째 서브-슬롯은 공통 파일럿이 할당되지 않는다.
나아가, 심볼이 계층마다 독립적으로 할당될 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 계층 및 각각의 서브-슬롯마다 심볼이 할당될 수 있다. 즉, 심볼 지속시간 또는 서브-슬롯 길이가 400 칩 및/또는 그 배수라고 가정하면, 어떤 심볼 타입(예를 들어, OFDM, CDM, MC-CDM)은 부분적으로 또는 전체적으로 심볼 지속시간에 할당될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 (a)는, 특정 심볼이 400 칩 지속시간을 갖는 각 계층에 할당되는 첫번째 서브-슬롯에 할당되는 것을 나타낸다. 또한, 두번째 서브-슬롯은, 첫번째 계층을 제외한 두번째 및 세번째 계층의 전체 심볼 지속시간에 할당된 특정 심볼을 나타낸다. 이 특정 심볼은 두 파트로 나뉘어 할당되는데, 두 파트 중 하나는 거기에 할당되는 공통 파일럿을 갖는다. 세번째 서브-슬롯 내의 심볼의 할당은 첫번째 심볼에서의 할당과 동일하다.
도 16의 (b)에서, 첫번째 슬롯의 심볼의 할당은 (a)의 첫번째 슬롯의 그것과 동일하다. 그러나, 두번째 슬롯에서, 어떤 심볼의 할당이 하나 이상의 계층을 벗어난다. 상술한 바와 같이, 심볼들은 계층에 독립적으로 할당될 수 있다. 또한, 도 16 (c)의 세번째 서브-슬롯은 동일한 점을 나타낸다. 심볼들은 하나 이상의 계층 또는 그것의 임의의 추가적인 부분에 할당될 수 있다.
또한, 심볼들은, 계층들에 대한 제한 없이, 서브-슬롯의 일부 또는 전체에 할당될 수 있다. 도 16의 (c)에 나타낸 바와 같이, 심볼들은 계층을 나누지 않고, 두번째 서브-슬롯의 800 칩 지속시간의 일부에 할당될 수 있다. 비슷하게, 심볼이 서브-슬롯 전체에 할당되는 것이 가능하다.
도 17은 공통 파일럿을 갖는 중첩-코딩된 MUP를 나타낸다. 여기서, 공통 파일롯은 심볼 지속시간 전체에 대해 모든 서브-슬롯에 할당될 수 있고, 도 16에서, 공통 파일럿들은 서브 슬롯의 일부 또는 전부에 할당될 수 있다. 일부 서브 슬롯에서는 공통 파일럿이 할당되지 않을 수 있다. 심볼 할당에 대하여 도 16과 관련된 논의가 적용될 수 있다.
도 18은 공통 파일럿을 갖는 중첩-코딩된 MUP를 나타낸다. 여기서, 공통 파일럿은 도 16의 경우와 마찬가지로 가변적으로 할당될 수 있다. 도 18에서, 심볼 지속시간은 고정되지 않고 가변할 수 있다. 심볼 지속시간이 400 칩 및/또는 그 배수라고 설명되었던 도 16에 대한 설명에 더불어, 도 18에서 서술된 심볼 지속시간은 400 칩 또는 그 배수일 필요는 없다. 다른 말로, 심볼 지속시간은 변할 수 있다.
예를 들어, 도 18의 (a)의 두번째 서브 슬롯에서, 다른 계층들의 심볼 지속 시간은 동일한 반면, 두번째 계층의 심볼 지속 시간은 다르다. 다른 말로, 두번째 서브 계층의 심볼의 심볼 지속시간은 400 칩보다 크거나 작을 수 있고, 400 칩의 배수일 필요는 없다. 비슷하게, 각각의 계층의 심볼 지속시간은 변화할 수 있다.
심볼들의 할당에 연관된 다른 논의들에 대하여, 도 16 및 도 17의 설명이 적용될 수 있다.
도 19는 공존하는(coexisting) 공통 파일럿 없는 중첩-코딩된 MUP를 나타낸다. 도 19와 도 16-18의 유일한 차이점은 공통 파일럿이 공존하지 않는다는 것이다.
당업자에게는 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경이 가능하다는 것이 명백하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 청구범위 및 그 등가적인 사상 내에서 본 발명의 변경될 수 있는 범위를 포함한다.
본 발명은 다중 사용자 패킷을 사용하는 무선 통신 시스템에 사용 가능하다.

Claims (20)

  1. 계층-변조된 다중-사용자 패킷(MUP; multi-user packet)을 가지는 서브-슬롯을 구성하는 방법으로서,
    비-계층적 변조 방식을 사용하여 제 1 계층과 관련된 심볼들을 변조하는 단계; 및
    상이한 계층-변조 방식을 사용하여, 직교 주파수 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 멀티-캐리어 코드 분할 다중화, 또는 시 분할 다중화 중 어느 하나에 의해 다중화되는, 제 2 계층 및 제 3 계층과 관련된 심볼들을 변조하는 단계
    를 포함하는,
    서브-슬롯을 구성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상이한 계층-변조 방식은, 적어도 하나의 계층이 적어도 하나의 다른 계층에 대하여 회전되는(rotated) 계층-변조 방식들을 사용하여 적어도 2 개의 서브-스트림들을 변조하는 단계를 포함하는, 서브-슬롯을 구성하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 계층에 프리앰블을 포함하는 단계를 더 포함하는, 서브-슬롯을 구성하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프리앰블은 가변 전력(power) 또는 가변 길이를 가지는, 서브-슬롯을 구성하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 계층은 코드 분할 다중화 (CDM)를 이용하여 변조되는, 서브-슬롯을 구성하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 계층 및 제 3 계층은, 직교 주파수 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 멀티-캐리어 코드 분할 다중화, 또는 시 분할 다중화 중 어느 하나에 의해 다중화되는, 서브-슬롯을 구성하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 공통 파일럿을 전달하는 영역을 포함하는 단계를 더 포함하는, 서브-슬롯을 구성하는 방법.
  8. 중첩 코드화 다중-사용자 패킷(superposition coded multi-user packet)을 가지는 슬롯을 구성하는 방법으로서,
    계층-변조 방식을 사용하여, 직교 주파수 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 멀티-캐리어 코드 분할 다중화, 또는 시 분할 다중화 중 어느 하나에 의해 다중화되는 제 1 계층과 관련된 심볼들을 변조하는 단계; 및
    상이한 계층-변조 방식을 사용하여, 직교 주파수 분할 다중화, 코드 분할 다중화, 멀티-캐리어 코드 분할 다중화, 또는 시 분할 다중화 중 어느 하나에 의해 다중화되는, 제 2 계층 및 제 3 계층과 관련된 심볼들을 변조하는 단계
    를 포함하는,
    슬롯을 구성하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 계층 및 상기 제 3 계층을 위해 다중화된 상기 심볼들은 동일한 다중화 방식에 의해 다중화된, 슬롯을 구성하는 방법.
  10. 적어도 하나의 계층-변조된 서브-패킷을 전송하는 방법으로서,
    적어도 하나의 계층이 서브-패킷을 성공적으로 전송한 반면 적어도 하나의 다른 계층이 서브-패킷을 성공적으로 전송하는데 실패한 경우에, 상기 서브-패킷을 성공적으로 전송한 상기 적어도 하나의 계층은 새로운 서브-패킷을 전송하고, 상기 서브-패킷을 성공적으로 전송하는데 실패한 상기 적어도 하나의 다른 계층은 상기 서브-패킷을 재-전송하는 단계를 포함하는, 서브-패킷을 전송하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 계층-변조된 서브-패킷은 단일 사용자 패킷 또는 다중-사용자 패킷인, 서브-패킷을 전송하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    적어도 하나의 계층이 서브-패킷을 성공적으로 전송한 반면 적어도 하나의 다른 계층이 서브-패킷을 성공적으로 전송하는데 실패한 경우에, 상기 서브-패킷을 성공적으로 전송한 상기 적어도 하나의 계층으로부터의 전송 전력이 상기 서브-패킷을 성공적으로 전송하는데 실패한 상기 적어도 하나의 다른 계층에 할당되는 단계를 더 포함하는, 서브-패킷을 전송하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 계층에 프리앰블을 포함하는 단계를 더 포함하는, 서브-패킷을 전송하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프리앰블은 가변 전력 또는 가변 길이를 가지는, 서브-패킷을 전송하는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    적어도 하나의 공통 파일럿을 전달하는 영역을 포함하는 단계를 더 포함하는, 서브-패킷을 전송하는 방법.
  16. 적어도 하나의 계층-변조된 서브-패킷을 수신하는 방법으로서,
    적어도 하나의 계층이 서브-패킷을 성공적으로 디코딩한 반면 적어도 하나의 다른 계층이 서브-패킷을 성공적으로 디코딩하는데 실패한 경우에, 상기 서브-패킷을 성공적으로 디코딩한 상기 적어도 하나의 계층은 새로운 서브-패킷을 전송하고, 상기 서브-패킷을 성공적으로 디코딩하는데 실패한 상기 적어도 하나의 다른 계층은 상기 서브-패킷을 재-전송하는 단계를 포함하는, 서브-패킷을 수신하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    적어도 하나의 계층이 서브-패킷을 성공적으로 디코딩한 반면 적어도 하나의 다른 계층이 서브-패킷을 성공적으로 디코딩하는데 실패한 경우에, 상기 서브-패킷을 성공적으로 디코딩하는데 실패한 상기 적어도 하나의 다른 계층에 의한 적어도 하나의 전력 할당의 조합을 블라인드 검출(blindly detect)하는 단계를 더 포함하는, 서브-패킷을 수신하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 블라인드 검출하는 단계는 하나 또는 수개의 계층들이 먼저 종결되는 모든 가능한 시나리오들을 이용하여 다양하고 상이한 전력 비 조합(power ratio combination)들을 채용하는 단계를 포함하는, 서브-패킷을 수신하는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    적어도 하나의 계층이 서브-패킷을 성공적으로 디코딩한 반면 적어도 하나의 다른 계층이 서브-패킷을 성공적으로 디코딩하는데 실패한 경우에, 상기 서브-패킷을 성공적으로 디코딩하는데 실패한 상기 적어도 하나의 다른 계층에 의한, 액세스 네트워크 (AN) 에 제공되는 적어도 하나의 전력 할당의 조합을 검출하는 단계를 더 포함하는, 서브-패킷을 수신하는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 계층에 프리앰블을 포함하는 단계를 더 포함하는, 서브-패킷을 수신하는 방법.
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