KR101043833B1

KR101043833B1 - 신규 및 레거시 무선 통신 디바이스가 공존하는 앰블 시퀀스

Info

Publication number: KR101043833B1
Application number: KR1020097005583A
Authority: KR
Inventors: 첸시 주; 웨이-펭 첸; 조나단 러셀 아그레
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2011-06-22
Also published as: WO2008021723A3; JP2010502113A; JP4862081B2; KR20090042325A; WO2008021723A2; US20080186899A1; US8054817B2; EP2060015B1; EP2060015A4; EP2060015A2

Abstract

실시예들은, 제1 노드에 대한 기존의 앰블 시퀀스에 기초하여 제1 노드에게 비가시적인 제1 앰블 시퀀스를 생성하고, 제1 앰블 시퀀스에 기초하여 제1 앰블 시퀀스와의, 0에 가까운 낮은 교차-상관을 갖는 제2 앰블 시퀀스를 생성함으로써, 혼합형 노드들을 갖는 무선 통신 네트워크에 대해 신규 유형의 앰블 시퀀스를 생성한다. 제1 및 제2 앰블 시퀀스들은 교호하는 통신 링크 프레임들로 브로드캐스트될 수 있다.

앰블 시퀀스, 무선 통신 네트워크, 교차-상관, 기지국, 이동국, 중계국, 혼합형 노드, OFDM

Description

신규 및 레거시 무선 통신 디바이스가 공존하는 앰블 시퀀스{NEW AND LEGACY WIRELESS COMMUNICATION DEVICE COEXISTING AMBLE SEQUENCE}

<관련 출원에 대한 교차 참조>　

이 출원은 Chenxi Zhu, Wei-Peng Chen과 Jonathan Agre에 의해 2006년 8월 18일에 출원된, 출원번호 60/822,861번을 갖는 MANAGING A WIRELESS NETWORK라는 제목의 미국 가출원에 관한 것이며, 그에 대해 우선권을 주장하고, 2006년 8월 18일에 출원된 미국 가출원번호 60/822,791 및 2007년 7월 31일에 출원된 미국 정규출원 번호 11/830,929에 관한 것이며, 그들에 대해 우선권을 주장하고, 그 모두가 참조로서 본 명세서에서 포함된다. 　

본 명세서에서 논의된 실시예들은 무선 통신 디바이스/네트워크 앰블 시퀀스 또는 동기화 심볼들과 관련된다.

프리앰블(preamble)들은 종종 네트워크 식별, 무선 통신 디바이스들과 네트워크와의 시간 및 주파수 동기, 및/또는 채널 추정을 위해 무선 네트워크들에서 사용된다. 무선 셀룰러 네트워크들(wireless cellular networks)에서, 프리앰블들은 무선 통신 디바이스들에 의해 인지되는 심볼들이다. 무선 네트워크 기반구조 디바이스와 같은(예를 들어, 셀룰러 네트워크에서의 기지국), 제1 장치가 매 프레임의 고정된 위치(종종 프레임의 개시부이며, 프리앰블로 지칭됨)에서 디바이스에 주지된 앰블 시퀀스(amble sequence)들을 주기적으로 브로드캐스팅(송신)한다. 제2 무선 통신 디바이스는 근방의 제1 디바이스를 찾고, 무선 네트워크와의 시간 동기화와 주파수 동기화를 획득하기 위해 프리앰블들을 찾는다.

때때로 신규 유형의 무선 통신 디바이스에 대한 신규 앰블 시퀀스를 무선 통신 시스템에 도입하는 것이 필요하다. 신규 디바이스들에 대한 신규 앰블 시퀀스를 도입해야 하는 가능한 이유는 시스템 설계의 일부 한계에 기인하여, 신규 디바이스들이 레거시 프리앰블 이외의 앰블 시퀀스들을 수신할 필요가 있을 수 있다는 것이다. 신규 디바이스들과 레거시 디바이스들 모두는 동일한 네트워크에서 공존할 수 있지만, 레거시 디바이스들은 오직 레거시 프리앰블만을 인식하도록 설계된다. 신규 디바이스들이 인식가능하도록 설계된 신규 앰블 시퀀스들이 레거시 디바이스들에게 혼란을 주지 않도록 하는 것이 중요하다.

(한정하는 것은 아니지만) 프리앰블(들), 미드앰블(midamble)(들), 포스트앰블(postamble)(들) 또는 그것들의 임의의 조합들과 같이 무선으로 통신되는 데이터 프레임과 관련하여 임의의 고정되거나, 주지된 위치에서 브로드캐스팅되거나 송신되는, 신규 및 레거시 무선 통신 디바이스들이 공존하는 무선 통신 앰블 시퀀스 또는 동기화 심볼(이하 앰블 시퀀스 또는 간단히 앰블이라고 지칭함)을 제공하기 위한 실시예들의 양태가 본 명세서에서 논의된다.

일 실시예의 양태에 따르면, 무선 네트워크는, 레거시 무선 통신 디바이스들 및 신규 무선 통신 디바이스들 모두를 지원하기 위해 레거시 앰블들 및 신규 앰블들 모두를 브로드캐스트(송신)한다. 레거시 또는 기존의 무선 통신 디바이스는, 신규 무선 통신 디바이스들을 목표로 하는 무선으로 송신되는 신규 앰블에 의해 혼란을 받지 않아야 하거나, 그것을 인식하지 않아야 하거나, 그것에 락킹(lock on)하지 않아야 한다.

일 실시예의 양태에 따르면, 혼합형 무선 통신 노드들(디바이스들)을 갖는 무선 통신 네트워크에 대한 신규 유형의 앰블 시퀀스가 구성된다. 신규 앰블 시퀀스는 일부 노드들에게는 가시적(visible)인 한편, 그외의 노드들에게는 비가시적이다(invisible). 일 실시예의 양태에 따르면, 무선 통신 네트워크는, 신규 무선 통신 디바이스에 의해서만 인식되며, 레거시 무선 통신 디바이스에 의해 인식되지 않는, 프리앰블, 미드앰블, 포스트앰블 또는 임의의 그외의 특별한 무선 통신 동기화 심볼과 같은, 무선으로 브로드캐스팅되거나 송신되는 신규 앰블 시퀀스를 생성하므로, 레거시 무선 통신 디바이스들은 신규 심볼들에 의해 혼란을 받지 않을 것이다.

실시예들은, 제1 앰블 시퀀스와의 낮은 상관(correlation)을 갖는 제2 앰블 시퀀스를 주파수 영역에서 생성하고, 제2 앰블 시퀀스와 낮은 상관을 갖는 제3 앰블 시퀀스를 제2 앰블 시퀀스에 기초하여 생성함으로써, 제1 앰블 시퀀스를 갖는 앰블 시퀀스를 무선 네트워크에서 생성한다.

이러한 것들은, 이후에 명백하게 될 그외의 양태들 및 장점들과 함께, 이하에 더욱 완전하게 설명되고 주장되는 구성 및 동작의 상세설명에 나타나며, 그 일부분을 형성하는 첨부하는 도면들에 대해 참조가 이루어지고, 유사한 숫자들은 전체에 걸쳐서 유사한 부분들을 나타낸다.

도 1은 이동형 멀티-홉 중계-기반 셀(Mobile Multi-hop Relay-Based Cell)(MMR-셀)이다.

도 2A는, 실시예에 따른, 신규 무선 디바이스 앰블을 생성하는 흐름도이다.

도 2B는, 실시예에 따른, MMR-셀에서의 데이터 프레임들의 도면이다.

도 3은 실시예에 따른 앰블 시퀀스를 생성하는 장치의 기능 블럭도이다.

도 4는 실시예에 따른, 도 3의 장치에서의 처리 계층들(소프트웨어 및/또는 연산 하드웨어)의 기능 블럭도이다.

실시예들은, 제1 노드에 대한 기존의 앰블 시퀀스들에 기초하여, 제1 노드에게는 비가시적인 제1 앰블 시퀀스를 생성하고, 제1 앰블 시퀀스에 기초하여 제1 앰블 시퀀스와의, 0에 가까운 낮은 교차 상관(low to zero cross-correlation)을 갖는 제2 앰블 시퀀스를 생성함으로써, 혼합형 노드들을 갖는 무선 통신 네트워크를 위한 신규 유형의 앰블 시퀀스를 생성한다. 제1 및 제2 앰블 시퀀스들은 교호하는 통신 링크 프레임들로 브로드캐스트된다.

실시예들은 물리 계층(physical layer)에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하는 임의의 무선 통신 네트워크에 포함될 수 있다. 실시예들은, (한정하는 것은 아니지만) IEEE802.16 표준들(WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 네트워크들로서도 알려짐) 등의 임의의 광대역 무선 액세스 표준들(Broadband Wireless Access Standards)에 포함될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 물리 계층에서 (한정하는 것은 아니지만) OFDM, OFDMA(orthogonal frequency-division Multiple Access), FDM(frequency division multiplexing), 및/또는 FDMA(frequency division multiple access) 등의 FDD(Frequency Division Duplex) 시스템들에 기초하여 다양한 네트워크 액세스 사양들을 특정한다.

예를 들어, WiMAX 무선 셀룰러 네트워크와 같은 무선 통신 셀룰러 네트워크에서, 무선 중계기들을 이용하는 것은, 하나 이상의 중계국들(RS들)을 통해서, 기지국(BS)과 이동국/가입자국(MS/SS)(이하 MS로서 지칭됨) 간의 긴, 저품질의 무선 통신 링크를 다수의 더 짧은, 고품질의 링크들로 교체함으로써 사용자들의 신호 품질을 증가시키는 효과적인 방법이 될 수 있다. 중계국들은 그들 자신의 유선 백홀(wired backhaul)을 필요로 하지 않으며, 종종 전 기능성(full functional) BS보다 덜 복잡하기 때문에, 중계국들은 레거시 BS보다 설치 및 조작 비용이 저렴하다. 중계국은, 사용자가 다른 방법으로는 서비스를 얻을 수 없는 커버리지 홀들(coverage holes)까지 BS의 서비스를 확장하며, BS의 유효 셀 크기를 확장한다. 중계국은 또한 사용자들의 QoS(Quality of Service) 및 CINR(Carrier to Interference-plus-Noise Ratio)을 개선하고, 셀 성능을 강화하는데 이용될 수 있다.

중계 기법은, 802.16j 중계 작업 그룹(relay working group)을 포함하는, IEEE802.16 표준에 의한 것일 수 있다. IEEE802.16j 표준에서, 중계국은 MS와 마 찬가지로 BS에 통신하고, BS와 마찬가지로 자신의 커버리지 영역(RS-마이크로셀로 지칭됨) 내의 MS와 통신한다. BS 및 모든 관련된 RS들의 전체 서비스 커버리지 영역은 이동형 멀티-홉 중계-기반 셀(Mobile Multi-hop Relay-Based Cell)(MMR-셀 또는 MMR 네트워크)로 지칭될 수 있다.

일 실시예의 양태에 따르면, 공존하는 신규 및 레거시(기존의) 무선 통신 디바이스들을 갖는 무선 통신 네트워크들에 대해 신규 앰블 시퀀스가 생성될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예는 WiMAX 이동형 멀티홉 중계 네트워크(MMR-셀)에 대해 신규 앰블 시퀀스를 생성하며, 여기서 신규 유형의 무선 통신 디바이스로서 중계국(RS)이 도입되고, 신규의 앰블 시퀀스를 통해, 기지국(BS) 및/또는 그외의 RS들과의 무선 통신 동기화를 필요로 하는 한편, (예를 들어, 무선 전화기들, 무선 PDA들, 무선 매체 재생기들, 등의) 이동국과 같은 레거시 또는 기존의 무선 통신 디바이스들은, 신규 RS들을 목표로 하는 신규 앰블 시퀀스에 의해 혼란을 받지 않아야 하고, 신규 앰블 시퀀스를 불필요하게 인지하지 않아야 한다.

일 실시예의 양태에 따르면, 무선 통신 앰블 시퀀스 또는 동기화 심볼(이하 앰블 시퀀스 또는 간단히 앰블이라 지칭함)은, 식별(예를 들어, 네트워크 식별, 무선 디바이스 식별, 등), 시간 및/또는 주파수 동기화, 추정(예를 들어, 채널 추정), 교정 등을 포함하는(이에 한정되지 않음), 무선 통신 디바이스들/시스템들에 의해 임의의 유형의 무선 통신 동기화를 위해 무선 통신 네트워크에 이용되는, 무선으로 송신된 임의의 신호, 이진 비트들의 변조된 시퀀스(예를 들어, 0, 1은 통상적으로 -1, +1로 변환됨), 펄스들, 또는 그것들의 임의의 조합이다.

실시예들은, 제1 노드들이 제1 앰블 시퀀스를 요구할 수 있고 그외의 제2 노드들이 제2 앰블 시퀀스를 요구할 수 있는 한편, 제1 앰블 시퀀스는 제2 노드들에게 비가시적이며, 그러한 제1 및 제2 앰블 시퀀스들의 임의의 조합들이, 혼합형 노드들 중 임의의 수의 노드들에 대해 가시적 및/또는 비가시적인, 혼합형 노드들을 구비하고 FDD 및/또는 TDD를 이용하는 무선 통신 네트워크에 적용된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 도 1은 BS(102) 및 2개의 중계국들(RS1 및 RS2)(104a, 104b)를 갖는 MMR-셀(100)의 토폴로지의 도면이다. BS(102)는 (MS₁ 내지 MS₆(106a 내지 106f)에 대해 서비스하며) 세트 MS_BS 내의 MS₁(106a) 및 MS₂(106b)를 직접 서비스한다. 2개의 중계국들(RS₁(104a), RS₂(104b))이 이용되어 BS(102)의 커버리지를 확장하고 세트 MS_RS1(MS₃(106c), MS₄(106d)) 및 MS_RS2(MS₅(106e), MS₆(106f))의 MS₃ 내지 MS₆(106c 내지 106f)을 서비스한다. MMR-셀(100)은 BS(102)와 모든 RS들(104)의 커버리지 영역을 포함한다.

실시예들은, 물리 계층에서의 OFDM/OFDMA 무선 네트워크 액세스를 이용하고, 신규(예를 들어, RS(104)) 및 레거시(예를 들어, MS(106)) 무선 통신 디바이스들이 공존하는 MMR-셀(100)을 위한 앰블 시퀀스에 기초하여 설명된다. 도 1에서, OFDM 또는 OFDMA 시스템을 예로서 이용하면, 예를 들어, 신규 무선 통신 디바이스 RS들(104)이 도입되는 경우, 예를 들어, 레거시 또는 기존의 앰블 시퀀스 P, 종래의 프리앰블(레거시 프리앰블이라고도 함)이, BPSK(Binary Phase-Shift Keying), QPSK(Quadrature phase-shift keying), PSK(Phase Shift-Keying), QPSK 또는 QAM(Quadrature amplitude modulation), 또는 그것들의 임의의 조합들과 같은 주지의 변조된 시퀀스를 이용하여 OFDM 심볼로서 BS에 의해 전송/송신된다. 레거시 프리앰블은 레거시 무선 디바이스들로서의 MS들(106)에 의해 인지가능하거나 주지된다. OFDM 신호의 FFT(Fast Fourier Transform) 크기는 N _FFT 이고 실제로 이용된 서브캐리어의 수는 N _USED 라면, 주파수 영역에서 레거시 프리앰블 심볼은 이용된 서브캐리어들에서만 나타날 수 있다.

벡터 P의 구성요소 p _i 는 변조 방법의 성상도 포인트들(constellation points)(로부터 선택된)에 대응하는 복소수이다. 예를 들어, BPSK 변조에 대해서는 p _i ∈{-1, 1}이고 QPSK 변조(임의 위상 회전(arbitrary phase rotation)됨)에 대해서는 p _i ∈{-1, i, 1, -i}이다. 상이한 벡터 P는 상이한 앰블 시퀀스에 대응할 수 있다. 수학식 1에서 i는, 이용된 OFDM/OFDMA 서브캐리어 수의 인덱스이다. Q는 앰블 시퀀스 P의 시간 영역 신호일 수 있으며, T=1/Δf(즉, 가드 시간을 부가하기 전의 앰블 시퀀스의 지속 시간)이다. Δf는 OFDM/OFDMA 시스템에서 2개의 인접하는 서브캐리어들의 OFDM/OFDMA 간격일 수 있다. 시퀀스 P의 i번째 요소가 물리적 서브캐리어 k(i), 1≤k(i)≤ N _FFT 를 변조하는데 이용되면, P의 시간 영역 신호에 대 한 복소 기저대역 신호는 다음과 같을 수 있다.

앰블 시퀀스 P는, BS(102), RS(104)(예를 들어, RS 신규 디바이스) 및/또는 MS(106) 등의 레거시 및 임의의 신규 디바이스들 모두(에 의해 인지될 수 있다)에게 주지될 수 있다. 일 실시예의 양태에 따르면, 레거시 앰블 시퀀스는, 낮은 PAPR(peak-to-average-power-ratio) 및/또는 낮은 교차 상관과 같은 일부 고려사항에 기초하여 선택되었다. OFDM/OFDMA 기반 시스템에서, (레거시 또는 신규 유형의)디바이스는, 그 수신된 신호 r(t) 및 r(t+ T _f )의 교차 상관을 연산함으로써 앰블 시퀀스의 위치를 위치결정할 수 있으며, 여기서 T _f 는 송신된 프리앰블 시퀀스의 반복 주기이며(프리앰블의 프레임 길이가 매 프레임마다 전송됨), 상관 피크를 검출하는 것은 수학식 3에 의해 표현된다.

일 실시예의 양태에 따르면, 앰블 시퀀스를 교차-상관 위치결정하는 것(cross-correlation locating)은, 디바이스(예를 들어, MS(106), RS(104))가 고정되거나 주지된 위치에서 매 프레임마다에서 나타나는 앰블 시퀀스 - 앰블은 매 프레임에서 실질적으로 동일함 - 를 인지하는 경우를 지칭한다. 디바이스는 동일 한 크기의 시간 윈도우들(앰블 시퀀스의 길이를 갖는 시간 윈도우)에서, 그렇지만 상이한 횟수(예를 들어, 인접하는 다운링크/업링크 통신 프레임들)로 무선 신호 샘플들을 수집하고, 복소 켤레(complex conjugate) 샘플들을 승산하는 것에 기초하여 교차-상관을 행한다. 일 실시예의 양태에 따르면, 샘플 프레임들은 인접하는 프레임들에 한정되지 않으나, 임의의 수의 인접하는 프레임들에 대해서 평균화될 수 있다. 다시 말해서, 앰블들이 상관 윈도우 내로 들어오는 경우, 샘플들은 프레임 지속기간만큼 떨어진 시점들로부터 수집되며, 강한 상관 피크를 검출할 때까지 디바이스는 시간 윈도우를, 조정하거나 점진적으로 이동시킨다. 이러한 처리는, 앰블 시퀀스가 주기적으로 반복된다는 사실을 이용한다. 어느 앰블 시퀀스가 모든 정의된 시퀀스들의 세트로부터 전송되는 지를 판정하기 위해서 추가의 신호 처리가 요구된다. 즉, 다수의 프레임들 간의 강한 상관 피크는, 가능한 수신된 앰블 시퀀스를, 실질적으로 동일하다고 나타낼 뿐이지만, 디바이스는, 예를 들면, 디바이스에 의해 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장되는, 디바이스에게 주지된 앰블 시퀀스들에 대해 추가의 신호 처리가 있기까지 어느 앰블 시퀀스가 디바이스가 알고 있는 앰블 시퀀스들의 세트로부터 전송된 것인지를 구별할 수 없다. 앰블 시퀀스 교차-상관은 (경우에 따라) 업링크 또는 다운링크 프레임 통신 동안에 임의의 무선 통신 디바이스들에 의해서도 행해질 수 있다. 따라서, 신규 앰블 시퀀스가 도입되면, 기존의 디바이스들은, 전술된 방법을 이용하여 신규 앰블 시퀀스에 락킹할 수 있고, 신규 앰블 시퀀스를 구별하기 위한 추가의 처리를 행할 수 있지만, 네트워크와 동기화되도록 그것의 시간을 불필요하게 연장하여 신규 앰블 시퀀스가 주지되지 않거 나 필요치 않은 경우를 판정한다.

하나의 예시적인 실시예가 MMR 셀(100)에 기초하여 설명되었으나, 실시예들은 그러한 구성에 한정되지 않으며, 네트워크 식별 및/또는 동기화를 위한 앰블들을 이용하는 임의의 무선 통신 네트워크용일 수 있다. 일 실시예의 양태에 따르면, 제1 세트의 디바이스들이 락킹할 수 없지만, 다른 세트의 디바이스들은 락킹할 수 있는 복수의 앰블 시퀀스들은, 네트워크 시간 및/또는 주파수 기준들을 수립하는 임의의 무선 통신 디바이스들에 의해 구성되고 브로드캐스트될 수 있다. 예를 들어, 제1 세트의 디바이스가 제1 앰블 시퀀스를 검출하면, 제1 세트의 디바이스가 자신의 시간 윈도우를, 제2 앰블 시퀀스를 포함하는 수신 신호 샘플에 정렬시키는 경우, 제1 세트의 디바이스는 강한 교차-상관 피크를 검출하지 않거나, 일 실시예에서는 제2 앰블 시퀀스와의 0(범위에서의 0을 포함함) 교차-상관 피크를 실질적으로 검출하므로, 제2 앰블 시퀀스는 제1 세트의 디바이스에 투명하다(transparent). 그러나, 제2 세트의 디바이스들은 제1 앰블 시퀀스, 제2 앰블 시퀀스 또는 그것들의 임의의 조합들을 찾아내고 검출하도록 프로그램될 수 있다.

무선 통신 네트워크에서, 동일한 네트워크에서 레거시 프리앰블과 공존하면서, 신규 디바이스와의 시간 및 주파수 동기화를 획득하기 위해, MMR-셀(100)을 제공하는 RS(104)와 같은(이에 한정되지 않음) 무선 통신 네트워크에 도입된 임의의 신규 디바이스들에 대해 신규 프리앰블이 생성될 필요가 있을 수 있다. 일 실시예의 양태에 따르면, MMR-셀(100)에서는, 신규 앰블 시퀀스(데이터 프레임에서의 RS 동기화 앰블)가 RS에 대해 구성되며, 이는 BS(102) 및/또는 마스터 RS(104)에 의 해(이에 한정되지 않음) 전송되고, 슬레이브 RS들(104)을 포함하는 RS(104)들에 의해 인지가능하며(즉, 마스터 RS 대 그외의 RS들의 링크(들)이 존재), 기존 또는 레거시 디바이스들인 MS들(106)에 투명하다. MS(106) 등의 레거시 디바이스들은 오직 레거시 프리앰블과 동기화되도록 설계될 수 있고, RS(104)를 목표로 하는 신규 프리앰블에 의해 혼란을 받지 않아야 한다. 일 실시예의 양태에 따르면, 레거시 앰블 시퀀스, 신규 앰블 시퀀스, 또는 그것들의 임의의 조합들은 다양한 무선 통신 디바이스들에 의해 브로드캐스트될 수 있다. 예를 들어, 신규 및 레거시 앰블 시퀀스들은 BS(102) 또는 (경우에 따라) 그외의 디바이스들에 의해 브로드캐스트될 수 있다. 일 실시예의 양태에 따르면, 신규 프리앰블과 같은 신규 앰블은, 신규 프리앰블이 레거시 디바이스들에게는 비가시적이고, 오직 신규 디바이스들에게만 가시적인 방식으로 다음과 같이 생성된다.

도 2는 일 실시예에 따른, 신규 무선 디바이스 앰블을 생성하는 흐름도이다. 202에서, 레거시 제1 앰블 시퀀스 P와의 낮은 교차-상관을 갖는, 길이 N _USED 의 제2 앰블 시퀀스 P′가 주지된 기법들에 따라 발견된다(수립되거나 생성된다):

(아래에 설명된) P′및 P″이 생성되는 경우, 앰블 신호의 PAPR(peak-to-average-power ratio)와 같은 그외의 요건들이 고려될 수 있다. P′및 P″는 이러한 그외의 요건들 또한 만족시킬 필요가 있다. 시퀀스 P′의 길이 N는 응용 척도 에 따를 수 있다. P′시간 영역 신호는 Q′이다. P와 P′간의 교차-상관은 동일한 길이의 2개의 랜덤 잡음 시퀀스들의 교차-상관에 필적해야 할 것이다.

동작(204)에서, 제3 앰블 시퀀스 P″는, 제2 앰블 시퀀스 P′에서 하나 이상의 구성요소들의 극성을 반전시킴(뒤집음(flipping), 변화시킴)으로써, 이하와 같이, 예를 들어, 제2 앰블 시퀀스 P′에서 구성요소들의 극성을 뒤집음으로써, 예를 들어, 제2 앰블 시퀀스 P′의 교호 비트들의 극성을 뒤집음으로써 생성되거나 구성된다.

P _i ′의 극성을 뒤집는 것은 그것의 부호를 반전시키는 것을 가리킨다. 예를 들어, 동작(204)에서, 수학식 7을 이용하여, 앰블 시퀀스 P'의 교호하는 비트들의 극성이 뒤집혀서 P″를 생성한다. 예를 들어, 동작(204)에서, 하나 걸러 하나의 비트(every other bit)의 극성이 뒤집힐 수 있다. 제2 앰블 시퀀스 P'의 교호하는 비트들의 극성을 변화시키는 경우, 제3 앰블 시퀀스 P″는, 제2 앰블 시퀀스 P'와의 실질적으로 0에 가까운 낮은 교차-상관을 가질 수 있다. P′및 P″간의 교차-상관은 수학식 7과 같다.

또 다른 실시예에 따르면, 동작(204)에서, P″는 모든 비트를, 독립적이고 동일하게 분포된 랜덤 변수, 예를 들면, 동일한 확률로 생성된 이산 값 {-1, +1}으로 승산함으로써 구성될 수 있다. 예를 들어, P″는 수학식 8에 의해 생성될 수 있으며, 여기서 I _i 는 0.5의 확률로 {-1, +1}의 값을 취하는, 동일 독립 분포(Identical Independent Distribution)(i.i.d) 이산 랜덤 변수이다.

수학식 9는, 동일한 확률로 생성된 랜덤 변수에 기초하여 수학식 8을 이용하는 경우, 신호들 P′및 P″가 또한 매우 낮거나, 0 교차-상관을 갖는 것을 확립한다. P′및 P″가 낮은 교차-상관 연산을 갖는 지의 여부의 검증이 필요할 수 있다. P″의 시간 영역 신호는 Q″이다. 수학식 8이 이용되어 시퀀스 P″를 생성하는 경우는 다음과 같다.

동작(206)은 P″가 또한 P와의 낮은 교차-상관을 갖는지의 여부, 및 P′및 P″가 그외의 요건들을 만족하는지의 여부를 검증한다(그러한 요건들의 예는, 신호의 PAPR이 소정의 임계값보다 낮은 것일 수 있다). 일 실시예의 양태에 따르면, P′은 P와의 낮은 교차-상관을 갖고, P′및 P″는 낮은 교차-상관을 가지므로, 동작(206)은 선택적일 수 있다. 동작(206)의 임의의 요건들이 충족되지 않으면, 그 후 P와의 낮은 교차-상관을 갖는 또 다른 앰블 시퀀스 P′를 동작(208)에서 발견함으로써 동작들(202-206)이 반복될 수 있다. 일 실시예의 양태에 따르면, 동작(206)에서, P′및 P″의 요건들이 모두 충족되면, 동작(208)에서 BS와 같은 무선 디바이스는 교호하는 프레임들에, 또는 동기화 처리에 필요한 그외의 주기들로 제2 및 제3 앰블 시퀀스들 P′, P″을 쌍으로서 송신할 수 있다. P′및 P″는 실질적으로 0에 가까운 낮은 교차-상관을 가지기 때문에, 예를 들어, 무선 디바이스는 무선 통신 네트워크의 짝수 번호 프레임들의 P′과, 홀수 번호 프레임들의 P″을, 예를 들어, 다운링크(downlink) 통신(또는 경우에 따라 업링크(uplink) 통신)에서 무선으로 송신하여, 인접하는 프레임들의 신호들 간의 교차-상관을 행함으로써(즉, 레거시 디바이스들은 수신된 신호 샘플들 r(t)와 r(t+T)에 대해 교차-상관을 행함) 앰블 시퀀스를 검색하는 레거시 디바이스(MS(106))가 상관 피크를 관찰할 수 없거나, P′및 P″를 검출할 수 없을 것이다. 도 2B는, 일 실시예에 따른, MMR-셀에서의 데이터 프레임들의 도면이다. 도 2B에서는, 동작(208)에서, 다운링크 통신 링크 데이터 프레임들(다운링크/업링크 서브프레임들)(220)에 있어서, P′및 P″ 앰블 시퀀스들이 교호하는 프레임들 내에 포스트앰블들로서 송신된다. 실시예들은 도 2B에 한정되는 것은 아니며, P′및 P″는 다양한 무선 통신 디바이스들에 의해 송신되고 인지되는 프리앰블들, 미드앰블들, 및/또는 포스트앰블들일 수 있는 한편, 레거시 MS(106)와 같은 그외의 무선 통신 디바이스들에게는 비가시적일 수 있다.

동작(210)에서, 신규 디바이스가 BS와의 동기화를 달성할 수 있는 하나의 예시적인 방법은 그것의 수신된 신호 r(t)와 r(t+2 T _f )의 교차-상관을 행하고 상관 피크를 할당하는 것에 의한 것이다.

신규 디바이스는 앰블 쌍(P′및 P″)을 식별하기 위해 신호 처리를 더 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 2B에서는, 이러한 방법으로, 임의의 소망하는 신규 디바이스(이 예에서는 RS(104))가 신규 포스트앰블들(P′및 P″)을 인식할 수 있고 그것들과 동기될 수 있지만, 레거시 디바이스가 수학식 3의 처리를 이용하여 검색을 행하고, 레거시 또는 기존의 프리앰블들 P에 락킹될 때까지 검색을 계속하는 경우, 레거시 디바이스(예를 들어 MS(106))는 신규 포스트앰블들(P′및 P″)을 인식하지 않거나, 락킹하지 않을 것이다. 동작(210)에서, 신규 디바이스가 제2 또는 제3 앰블 시퀀스들을 위치결정하는 방법은 떨어진 2개의 프레임들에서의 신호 샘플들의 교차-상관을 행하는 것이다.

레거시 디바이스는 이러한 신규 앰블 쌍을 인지하지 않으므로, 레거시 디바 이스는 수학식 3에 따라 레거시 프리앰블의 위치결정을 계속할 수 있다. 다시 말해서, 레거시 디바이스가, 자신의 주지된 프리앰블 P와 신호 r(t)로서의 자신의 수신된 P′또는 P″앰블 시퀀스들의 교차-상관을 연산하는 경우, 레거시 디바이스는, P와 P′(또는 P″) 간의 낮은 교차-상관으로 인하여, 강한 상관 피크를 관찰하지 못할 것이다. 레거시 디바이스가 신호들 r(t)와 r(t+T)의 자기상관(autocorrelation)을 연산하는 경우, 레거시 디바이스는, P′및 P″간의 교차-상관이 0이거나 작기 때문에(T), 시간 윈도우가 프리앰블 P′및 P″내로 들어온다고 하여도 상관 피크를 관찰할 수 없을 것이다. 어느 쪽의 방법이든, 레거시 디바이스들은 신규 프리앰블을 검출하지 않을 것이며 혼동을 받지 않을 것이다. 본 실시예들의 장점의 일례는, 신규 유형의 디바이스들이 도입됨에 따라 레거시 디바이스들에 대해 제공되는 서비스의 품질이 저하되지 않는다는 것이다.

일 실시예의 양태에 따르면, 신규 디바이스는 레거시 앰블 및 신규 앰블 모두를 검출할 수 있고, 레거시 디바이스는 오직 레거시 프리앰블만을 검출할 수 있다. 예를 들어, 레거시 디바이스는 오직 레거시 프리앰블과 동기될 수 있고, 신규 디바이스는, 신규 또는 레거시 프리앰블 중 어느 한쪽과 동기될 수 있는 선택을 가진다. 설명된 실시예는 프리앰블을 예로서 이용하지만, 실시예는 그러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 실시예의 양태에 따라서, 디바이스 동기화 및 채널 추정에 이용될 수 있는, 미드앰블(이에 한정되지 않음)과 같은 그외의 특별한 주기적인 심볼들이 구성될 수 있다.

본 명세서에서 논의된 실시예들의 양태는, 프리앰블(들), 미드앰블(들), 포 스트앰블(들) 또는 그것들의 임의의 조합(이에 한정되지 않음) 등의 무선으로 통신하는 데이터 프레임과 관련하여, 임의의 고정되거나 주지된 위치에서 브로드캐스트되거나 송신되는, 신규 및 레거시 무선 통신 디바이스들이 공존하는 무선 통신 앰블 시퀀스 또는 동기화 심볼(이하 앰블 시퀀스 또는 간단히 앰블이라 지칭함)을 제공한다.

도 3은 일 실시예에 따른 앰블 시퀀스를 생성하는 장치의 기능 블럭도이다. 도 3에서, 장치는 앰블 시퀀스를 무선 브로드캐스팅하는, 예를 들면, 기지국(102)으로서 기능 또는 동작하는(이에 한정되지 않음) 임의의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 통상적으로, 장치(300)는 사용자 인터페이스를 디스플레이하는 디스플레이(302)를 포함한다. 제어기(304)(예를 들어, CPU(central processing unit))는 동작들을 수행하기 위해 장치를 제어하는 명령들(예를 들어, 컴퓨터 프로그램 또는 소프트웨어)을 실행한다. 통상적으로, 메모리(306)는 제어기(304)에 의해 실행하기 위한 명령들을 저장한다. 일 실시예의 양태에 따르면, 장치는 물리적인 컴퓨터 판독가능한 기록 매체(예를 들어, 하드 드라이브, 메모리)와 같은 임의의 컴퓨터 판독가능한 매체(310), 또는 소프트웨어로 구현된 유선/무선 통신 네트워크 유닛(들) 및/또는 유선/무선 반송파 신호들을 통해 통신하는 컴퓨팅 하드웨어와 통신한다. 일 실시예의 양태에 따르면, 장치(302)는, MMR-셀(100) 등(이에 한정되지 않음)의 목표 무선 통신 네트워크와 무선 통신한다. 디스플레이(302), CPU(304), 메모리(306) 및 컴퓨터 판독가능한 매체(310)는 데이터 버스(308)에 의해 통신한다.

도 4는, 일 실시예에 따른 도 3의 장치에서의 처리 계층들(소프트웨어 및/또 는 컴퓨팅 하드웨어)의 기능도이다. 도 4에서, 처리 계층들은 네트워크 계층(402), MAC(Media Access Control) 계층(404) 및 물리 계층(406)을 포함한다. 도 4의 처리 계층들은 논리 계층들이며, 실시예들은 이들 예시적인 처리 계층들에 한정되는 것이 아니며, 그외의 처리 계층 구성들이 제공될 수 있다. 일 실시예의 양태에 따르면, 네트워크 계층(402)은 제어기(304)에 의해 실행되는 소프트웨어이다. MAC(404) 및 물리 계층들(406)은 소프트웨어 및/또는 무선 통신 네트워크 유닛(310)으로서의 컴퓨팅 하드웨어이다. 레거시/신규 무선 통신 디바이스가 공존하는 앰블 시퀀스들을 생성하는 실시예들은 (컴퓨터 판독가능한 기록 매체, 컴팩트 디스크, DVD(Digital Versatile Disc), 메모리, 또는 반송파 또는 전자기 신호 등의 통신 매체 등(이에 한정되지 않음)의 임의의 주지된 컴퓨터 판독가능한 매체(310) 상에 저장되거나, 인코딩되는) 소프트웨어 및/또는 임의의 컴퓨팅 하드웨어일 수 있다. 레거시/신규 디바이스가 공존하는 앰블 시퀀스들 P′및 P″을 생성하는 실시예들이, 예를 들어, BS(102) 및/또는 RS(104)의 목표 무선 네트워크 노드들에서 공존가능한 앰블 시퀀스들 P′및 P″를 송신 및/또는 수신(검색)하는, 물리 계층(406)을 갖는 MAC 계층(404)에 포함될 수 있다. 도 4에서, (한정하는 것은 아니지만) 통상적으로, 네트워크 계층(403)은, (한정하는 것은 아니지만) 예를 들면, MMR-셀(100) 등의 목표 무선 네트워크 이외에 사설/공용망(들)(예를 들면, 인터넷)에 대한 유선 및/또는 무선 통신 액세스를 제공한다. 네트워크 계층(403)이, 소프트웨어의 경우에 실시예들의 다운로드, BS(102)가 인지하는 앰블 시퀀스 P의 다운로드 및/또는 생성된 신규 앰블 시퀀스들 P′및 P″의 다운로드를 포함하는, BS(102)의 구성/파라미터 설정 등의 관리 기능들에 이용될 수 있다.

일 실시예의 양태에 따르면, 혼합형 노드들을 갖는 무선 통신 네트워크를 위한 신규 유형의 앰블 시퀀스가 구성된다. 일 실시예의 양태에 따르면, 신규 앰블 시퀀스는 일부 노드들에게는 가시적이지만, 그외의 노드들에게는 비가시적이다. 일 실시예의 양태에 따르면, 신규 앰블 시퀀스는 2개 이상의 앰블 시퀀스들을 포함한다. 다시 말해서, 떨어진 2개 이상의 프레임들을 교차-상관함으로써 신규 앰블 시퀀스를 검출하도록 무선 통신 디바이스가 프로그램된다. 일 실시예는, 제1 노드에 대한 기존의 앰블 시퀀스에 기초하여 제1 노드에게는 비가시적인 제1 앰블 시퀀스를 생성하고, 제1 앰블 시퀀스에 기초하여, 제1 앰블 시퀀스와의 0에 가까운 낮은 교차-상관을 갖는 제2 앰블 시퀀스를 생성하고, 교호하는 통신 링크 프레임들에서 제1 및 제2 앰블 시퀀스를 쌍으로서 브로드캐스팅함으로써, 쌍으로 된 앰블 시퀀스들을 포함하는 신규 앰블 시퀀스를 제공한다. 쌍으로 된 앰블 시퀀스들 P′, P″의 경우, 디바이스는, 교호하는 P′P″P′P″를 포함하는 수신 신호들 상에서 P′,P″쌍을 인식하기 위해, 떨어진 2개의 프레임들에 기초하여 교차-상관을 할 수 있다. 일 실시예의 양태에 따르면, 동작들(202-206)은 필요 기반으로, 예를 들어, 신규 무선 통신 디바이스의 도입에 따라 행해질 수 있고, 이후 동작들(208-210)이, 응용에 따라 무선 통신을 처리하기 위해 행해진다. 그러나, 실시예들은 그러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 동작(202-206)은 응용 기준에 따라 (실시간으로) 동적으로 행해질 수 있다.

실시예들의 다수의 특징들 및 장점들이 상세한 설명으로부터 명백하므로, 첨 부된 특허청구범위에 의해, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 들어오는 실시예들의 모든 그러한 특징들 및 장점들을 포함하도록 의도된다. 또한, 본 기술분야의 당업자에 의해 다양한 변경들 및 변화들이 용이하게 일어날 수 있기 때문에, 발명의 실시예들을 도시되고 설명된 정확한 구성 및 동작에 한정하려는 의도는 아니며, 따라서 모든 적절한 변경들 및 등가물들은 본 발명의 범주에 들어온다.

Claims

무선 통신 네트워크에서 제1 앰블 시퀀스를 갖는 앰블 시퀀스를 생성하는 방법으로서,

주파수 영역에서 상기 제1 앰블 시퀀스와의 낮은 교차-상관을 갖는 제2 앰블 시퀀스를 생성하는 단계;

상기 제2 앰블 시퀀스에 기초하여, 상기 제2 앰블 시퀀스와의 0에 가까운 낮은 교차-상관(low to zero cross-correlation)을 갖는 제3 앰블 시퀀스를 생성하는 단계;

상기 제2 및 제3 앰블 시퀀스들의 쌍을, 상기 무선 통신 네트워크의 교호하는 프레임에서 상기 쌍의 각각의 앰블 시퀀스로 송신하는 단계

를 포함하는 앰블 시퀀스 생성 방법.
제1항에 있어서,

상기 제3 앰블 시퀀스를 생성하는 단계는 상기 제2 앰블 시퀀스의 하나 이상의 구성요소들의 부호들을 뒤집는(flipping) 단계를 포함하는 앰블 시퀀스 생성 방법.
제2항에 있어서,

상기 제2 앰블 시퀀스의 구성요소의 부호를 뒤집는 단계는, 상기 제2 앰블 시퀀스의 교호하는 구성요소들의 부호들을 뒤집는 단계 또는 랜덤 변수 이후의 상기 제2 앰블 시퀀스의 구성요소들의 부호들을 뒤집는 단계 또는 상기 부호들을 뒤집는 단계들의 조합들을 포함하는 앰블 시퀀스 생성 방법.
제3항에 있어서,

상기 제2 앰블 시퀀스의 구성요소들의 부호들은, 동일한 확률로 독립적으로 생성된 {-1, +1}의 이산 랜덤 시퀀스에 따라 랜덤하게 변화하는 앰블 시퀀스 생성 방법.
제1항에 있어서,

상기 제3 앰블 시퀀스가 상기 제1 앰블 시퀀스와 낮은 교차-상관을 갖는 지의 여부를 검증하는 단계를 더 포함하는 앰블 시퀀스 생성 방법.
제1항에 있어서,

상기 무선 통신 네트워크는, 하나 이상의 기지국들, 하나 이상의 중계국들 및 하나 이상의 이동국들을 포함하는 WiMAX 이동형 멀티홉 중계-기반의 네트워크이고,

상기 제1 앰블 시퀀스는, 상기 기지국들에 의해 송신되고, 상기 중계국들 및 상기 이동국들에 의해 인식될 수 있고,

상기 제2 및 제3 앰블 시퀀스들은 상기 기지국들에 의해 송신되고, 오직 상기 중계국들에 의해서만 인식될 수 있는 앰블 시퀀스 생성 방법.
제1항에 있어서,

상기 교호하는 프레임들에 대응하는 떨어진 2개의 프레임들에서의 수신 신호 샘플을 교차-상관함으로써 상기 제2 및 제3 앰블 시퀀스들을 검출하는 단계를 더 포함하는 앰블 시퀀스 생성 방법.
제7항에 있어서,

상기 제1, 제2, 및 제3 앰블 시퀀스들은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 무선 통신 시스템들에 기초하는 앰블 시퀀스 생성 방법.
혼합형 노드들을 갖는 무선 통신 네트워크에 대한 신규 유형의 앰블 시퀀스를 생성하는 방법으로서,

제1 노드에 대한 기존의 앰블 시퀀스에 기초하여, 상기 제1 노드에게 비가시적인(invisible) 제1 앰블 시퀀스를 생성하는 단계;

상기 제1 앰블 시퀀스에 기초하여, 상기 제1 앰블 시퀀스와의 0에 가까운 낮은 교차-상관을 갖는 제2 앰블 시퀀스를 생성하는 단계; 및

상기 제1 및 제2 앰블 시퀀스들의 쌍을, 교호하는 통신 링크 프레임 또는 네트워크 동기화에 필요한 그외의 기간에서 상기 쌍의 각각의 앰블 시퀀스로 브로드캐스팅하는 단계

를 포함하는 신규 유형의 앰블 시퀀스 생성 방법.
제9항에 있어서,

상기 제2 앰블 시퀀스를 생성하는 단계는 상기 제1 앰블 시퀀스의 하나 이상의 구성요소들의 부호들을 뒤집는 단계를 포함하는 신규 유형의 앰블 시퀀스 생성 방법.
제10항에 있어서,

상기 제1 앰블 시퀀스의 구성요소들의 부호들을 뒤집는 단계는, 상기 제1 앰블 시퀀스의 교호하는 구성요소들의 부호들을 뒤집는 단계 또는 랜덤 변수 이후의 상기 제1 앰블 시퀀스의 구성요소들의 부호들을 뒤집는 단계 또는 상기 부호들을 뒤집는 단계들의 조합들을 포함하는 신규 유형의 앰블 시퀀스 생성 방법.
제9항에 있어서,

상기 무선 통신 네트워크는 OFDM에 기초하여 무선으로 통신하고 상기 제1 노드는 이동국(mobile station) 또는 휴대국(portable station)인 신규 유형의 앰블 시퀀스 생성 방법.
제12항에 있어서,

상기 무선 통신 네트워크는, 하나 이상의 기지국들 및 하나 이상의 중계국들과 하나 이상의 이동국들 또는 휴대국들을 포함하는 WiMAX 이동형 멀티홉 중계-기반의 네트워크이고,

상기 기존의 앰블 시퀀스는 상기 기지국들에 의해 송신되고, 상기 중계국들 및 상기 이동국들 또는 휴대국들에 의해 인식될 수 있고,

상기 제1 및 제2 앰블 시퀀스들은 상기 기지국에 의해 송신되며, 상기 중계국들에게는 가시적(visible)이며, 상기 이동국들 또는 휴대국들에게는 비가시적인 신규 유형의 앰블 시퀀스 생성 방법.
앰블 시퀀스를 생성하는 장치로서,

제1 무선 통신 앰블 시퀀스를 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체; 및

제어기를 포함하고,

상기 제어기는,

주파수 영역에서 상기 제1 무선 통신 앰블 시퀀스와의 낮은 교차-상관을 갖는 제2 무선 통신 앰블 시퀀스를 생성하고,

상기 제2 무선 통신 앰블 시퀀스에 기초하여, 상기 제2 무선 통신 앰블 시퀀스와의 낮은 교차-상관을 갖는 제3 무선 통신 앰블 시퀀스를 생성하고,

상기 제2 및 제3 무선 통신 앰블 시퀀스들의 쌍을, 교호하는 프레임에서 상기 쌍의 각각의 앰블 시퀀스로 송신하는 앰블 시퀀스 생성 장치.
제14항에 있어서,

상기 제3 앰블 시퀀스를 생성하는 것은 상기 제2 앰블 시퀀스의 하나 이상의 구성요소들의 부호들을 뒤집는 것을 포함하는 앰블 시퀀스 생성 장치.
제15항에 있어서,

상기 제2 앰블 시퀀스의 구성요소들의 부호들을 뒤집는 것은, 상기 제2 앰블 시퀀스의 교호하는 구성요소들의 부호들을 뒤집는 것 또는 랜덤 변수들 이후의 상기 제2 앰블 시퀀스의 구성요소들의 부호들을 뒤집는 것 또는 상기 부호들을 뒤집는 것들의 조합들을 포함하는 앰블 시퀀스 생성 장치.
제16항에 있어서,

상기 제2 앰블 시퀀스의 구성요소들의 부호들은, 동일한 확률로 독립적으로 생성된 {-1, +1}의 이산 랜덤 시퀀스에 따라 랜덤하게 변화하는 앰블 시퀀스 생성 장치.
제14항에 있어서,

상기 제어기는, 상기 제3 앰블 시퀀스가 상기 제1 앰블 시퀀스와 낮은 교차-상관을 갖는지의 여부를 검증하는 앰블 시퀀스 생성 장치.
제14항에 있어서,

상기 제어기는 WiMAX 이동형 멀티홉 중계-기반 무선 통신 네트워크에서 하나 이상의 중계국들, 하나 이상의 이동국들, 또는 하나 이상의 중계국들 및 하나 이상의 이동국들 양쪽과 무선으로 통신하고,

상기 제1 앰블 시퀀스는 상기 중계국들 및 상기 이동국들에 의해 인식가능하고,

상기 제2 및 제3 앰블 시퀀스들은 상기 중계국들에게는 인식가능하고, 상기 이동국들에게는 비가시적인 앰블 시퀀스 생성 장치.
제19항에 있어서,

상기 제1, 제2, 및 제3 앰블 시퀀스들은 OFDM 무선 통신 시스템들에 기초하는 앰블 시퀀스 생성 장치.
다른 무선 통신 노드들과 무선으로 통신하는 장치로서,

제어기를 포함하며,

상기 제어기는,

상기 장치, 및 상기 다른 무선 통신 노드들에게 가시적인 제1 무선 통신 앰블 시퀀스를 검색하고,

떨어진 2개의 프레임들에서 수집된 무선 프레임 신호들의 상관 피크를 검색함으로써, 상기 다른 무선 통신 노드들에게는 비가시적인 제2 무선 통신 앰블 시퀀스들의 쌍을 검색하는 무선 통신 장치.