KR101052438B1 - 코드 분할 다중 액세스 및 단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스 전송들을 멀티플렉싱하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

코드 분할 다중 액세스 및 단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스 전송들을 멀티플렉싱하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코드 분할 및 주파수 분할 전송들을 멀티플렉싱하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 방법의 일 실시예는 적어도 하나의 제 1 심볼 및 적어도 하나의 제 2 심볼을 액세스하는 단계, 주파수 분할 프로토콜에 따라 적어도 하나의 제 1 심볼을 인코딩하는 단계, 및 순환 상관관계 속성을 갖는 코딩 시퀀스를 사용하여 적어도 하나의 제 2 심볼을 인코딩하는 단계를 포함한다. 방법은 적어도 하나의 인코딩된 제 1 심볼 및 적어도 하나의 인코딩된 제 2 심볼을 나타내는 무선주파수 신호를 전송하는 단계를 더 포함한다.
Figure R1020097008684
주파수 분할 프로토콜, 코딩 시퀀스, 무선주파수 신호

Description

코드 분할 다중 액세스 및 단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스 전송들을 멀티플렉싱하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MULTIPLEXING CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS AND SINGLE CARRIER FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS TRANSMISSIONS}
본 발명은 일반적으로 통신 시스템들에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템들에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들은 전형적으로 각 기지국 또는 액세스 포인트와 연관된 지리적인 지역에서 무선 접속성(wireless connectivity)을 모바일 유닛들에 제공하기 위한 하나 이상의 기지국들 또는 액세스 포인트들을 포함한다. 모바일 유닛들 및 기지국들은 무선 통신 링크, 또는 무선 인터페이스(air interface)를 통해 변조된 무선주파수 신호들을 전송함으로써 통신한다. 무선 인터페이스는 정보를 기지국으로부터 모바일 유닛에 전송하기 위한 다운링크(또는 순방향 링크) 채널들 및 정보를 모바일 유닛으로부터 기지국에 전송하기 위한 업링크(또는 역방향 링크) 채널들을 포함한다. 업링크 및 다운링크 채널들은 전형적으로 데이터 채널들, 랜덤 액세스 채널들(random access channels), 브로드캐스트 채널들(broadcast channels), 페이징 채널들(paging channels), 제어 채널들, 등으로 나누어진다.
무선 통신 시스템에서의 채널들은 하나 이상의 전송 프로토콜들에 의해 규정된다. 예를 들면, 주파수 분할 다중 액세스(Frequency Division Multiple Access; FDMA) 프로토콜에 따라 작동하는 무선 통신 시스템들에서, 무선 인터페이스에 할당된 전송 대역폭은 다수의 주파수들로 나누어지고 이들 주파수들은 다양한 채널들에 할당된다. 또 다른 예를 들면, 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access; CDMA) 프로토콜들은 전송된 정보를 변조하기 위해 사용될 수 있는 코딩 시퀀스들(coding sequences)을 구현하여 다수의 사용자들이 동일한 주파수 또는 주파수들의 세트에 대해서 전송할 수 있다. 다른 전송 프로토콜들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA) 및 단일 채널-FDMA(SC-FDMA)를 포함한다. OFDMA 시스템에서, 이용가능한 대역폭은 복수의 직교 부반송파 주파수들(공통적으로 부반송파들로서 언급되는)로 나누어질 수 있는데, 이들은 하나 이상의 서브채널들에 할당될 수 있어 다수의 사용자들이 서브채널들의 개별 그룹들을 사용하여 동시에 데이터를 전송할 수 있다. SC-FDMA에서, 이용가능한 대역폭은 OFDMA와 동일한 복수의 직교 부반송파들로 또한 나누어질 수 있지만, 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform; DFT) 프리코딩은 OFDMA에 비해 낮은 피크-대-평균-전력 비(Peak-to-Average-Power Ratio; PAPR)를 제공하기 위해 사용된다.
OFDMA 프로토콜들에 따라 작동하는 무선 통신 시스템들은 업링크에 대해서 데이터 전송들의 스케줄링(scheduling)을 또한 구현한다. 스케줄링은 데이터 전송을 위해 무선 통신 시스템의 시간-주파수 리소스(들)(time-frequency resource(s)) 를 할당하는 것을 언급한다. 스케줄링은 데이터 전송 전에 다운링크의 스케줄링 승인(scheduling grant) 및 업링크의 스케줄링 요청을 전송하는 단계를 포함한다. 스케줄링은 무선 통신 시스템에서 레이턴시(latency) 및 오버헤드(overhead)를 증가시킨다. 스케줄링 데이터 전송은 음성패킷망(Voice over Internet Protocol; VoIP), 계층-1 제어 시그널링, 계층-2 제어 시그널링, 등과 같은 지연에 민감하고/하거나 작은 패킷 크기들을 갖는 트래픽에 대해, 전형적으로 바람직하지 않거나, 심지어 항상 가능하다. 결과적으로, 진화된 UMTS 지상 무선 액세스(E-UTRA) 시스템에서, 이산 푸리에 변환(DET) 프로코딩을 갖는 SC-FDMA는 업링크에 도입된다. 셀 내 사용자들의 직교성은 주파수 선택적-페이딩(frequency-selective fading)의 존재에서 OFDM을 사용함으로써 성취된다. 또한, DFT 프리코딩은 순(pure) OFDM 전송의 높은 피크-대-평균-전력 비(PAPR)를 감소시키기 위해 도입된다. 더 높은 차원의 변조(higher-order modulation) 및 적응적 변조 코딩(adaptive modulation coding; AMC)의 부가로 높은 주파수 효율이 적합한 채널 상태들로 사용자들을 스케줄링함으로써 가능하다. 그러나, SC-FDMA 시스템의 높은 주파수 효율을 실현하기 위해, 시간 및 주파수의 빠른 스케줄링이 필요하다. 이는 업링크 및 다운링크 제어 채널들 둘 모두에 대한 많은 양의 스케줄링 오버헤드를 부가할 수 있고, 많은 지연-민감(delay-sensitive) 및/또는 낮은 데이터 레이트 트래픽 흐름들을 지원할 때 비효율적일 수 있다. 낮은 데이터 레이트 트래픽 흐름들을 지원하기 위한 하나의 가능한 접근법은 시간-주파수 존들을 반-정적으로(semi-statically) 할당하는 것이거나 간섭 회피 방식들을 구현하는 것이다. 그러나, 이들 접근법들은 낮은 채널 사용을 경험할 수 있다.
본 발명은 상기 설명된 문제들 중 하나 이상의 효과들을 해결하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 일부 양태들의 기본적인 이해를 제공하기 위하여 본 발명의 간략화된 요약이 이후 제공된다. 본 요약은 본 발명의 모든 것을 망라한 개요는 아니다. 이는 본 발명의 핵심 또는 중요한 요소들을 확인하기 위한 것 또는 본 발명의 범위를 정하기 위한 것으로 의도되지 않는다. 이것의 유일한 목표는 나중에 설명되는 보다 상세한 설명에 앞서 간략화된 형식으로 일부 개념들을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 멀티플렉싱된 심볼들을 전송하기 위한 방법이 제공된다. 방법의 일 실시예는 적어도 하나의 제 1 심볼 및 적어도 하나의 제 2 심볼을 액세스하는 단계, 주파수 분할 프로토콜에 따라 적어도 하나의 제 1 심볼을 인코딩하는 단계, 및 순환 상관관계 속성(cyclic correlation property)을 갖는 코딩 시퀀스를 사용하여 적어도 하나의 제 2 심볼을 인코딩하는 단계를 포함한다. 방법은 적어도 하나의 인코딩된 제 1 심볼 및 적어도 하나의 인코딩된 제 2 심볼을 나타내는 무선주파수 신호를 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 멀티플렉싱된 심볼들을 수신하기 위한 방법이 제공된다. 방법의 일 실시예는 주파수 분할 프로토콜에 따라 인코딩된 적어도 하나의 제 1 심볼 및 순환 상관관계 속성을 갖는 적어도 하나의 코딩 시퀀스를 사용하여 인코딩된 적어도 하나의 제 2 심볼을 나타내는 정보를 액세스하는 단계를 포함한다. 제 1 및 제 2 심볼들을 나타내는 정보는 무선주파수 신호에 의해 전달된다. 방법은 주파수 분할 프로토콜에 따른 적어도 하나의 제 1 심볼을 나타내는 정보를 디코딩하는 단계 및 순환 상관관계 속성을 갖는 적어도 하나의 코딩 시퀀스를 사용하여 적어도 하나의 제 2 심볼을 나타내는 정보를 디코딩하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 동일 참조 번호들이 동일 요소들을 나타내는 첨부된 도면들과 함께 작성된 다음 설명을 참조하여 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른, 전송 디바이스의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른, 부반송파들의 2개의 예시적인 매핑들을 개념적으로 도시한 도면들.
도 3은 본 발명에 따른, 순환 상관관계 속성을 갖는 코딩 시퀀스의 생성을 개념적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른, 프레임 구조의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른, 수신 디바이스의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른, 디스크램블러/역확산기의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
본 발명은 다양한 수정들 및 대안의 형식들에 대한 여지가 있으나, 그의 특정한 실시예들이 도면들에서 예시의 방법으로 도시되었으며 본 명세서에서 상세히 설명된다. 그러나, 특정한 실시예들의 본 명세서에서의 설명은 본 발명을 개시된 특정한 형태들로 제한하도록 의도되지 않으며, 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 규정되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위에 속하는 모든 수정들, 등가물들 및 대안들을 포함하는 것임이 이해되어야 한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 이하에서 설명된다. 명확성을 위해, 실질적인 실행의 모든 특성들이 본 명세서에 기술되지는 않는다. 임의의 이러한 실질적인 실시예의 전개에서, 시스템에 관련된 그리고 사업과 관련된 제약들에 따르는 것과 같은, 하나의 실행으로부터 또 다른 실행으로 변화할 수 있는 개발자들의 특정한 목표들을 성취하기 위해 다양한 구현-특정 결정들(numerous implementation-specific decisions)이 만들어 질 수 있다는 것이 당연히 이해될 것이다. 또한, 이러한 개발의 노력은 복잡하고 시간소모적(time-consuming)이지만, 그럼에도 불구하고 본 발명의 이점을 갖는 당업자에게는 일상적인 의무(routine undertaking)가 될 것임이 또한 이해될 것이다.
본 발명의 부분들 및 대응하는 상세한 설명은 소프트웨어에 의하여, 또는 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들 상의 동작들의 알고리즘들(algorithms) 및 심볼의 표현들에 의하여 제공된다. 이들 설명들 및 표현들은 당업자가 다른 당업자에게 그들이 작업한 실질적인 내용을 효율적으로 전달할 수 있는 것들이다. 여기서 이용되 는, 및 일반적으로 이용되는 용어로서의, 알고리즘은 원하는 결과를 도출하는 단계들의 자기 구성 시퀀스(self-consistent sequence)가 되는 것이라고 생각된다. 단계들은 물리적 양들의 물리적 처리들을 필요로 하는 것들이다. 일반적으로, 필수적인 것은 아니지만, 이러한 양들은 저장되고, 전송되고, 조합되고, 비교되며, 그렇지 않으면 조작될 수 있는 광학적, 전기적, 또는 자기적 신호들의 형태를 취한다. 이들은 때때로, 주로 일반적으로 이용하는 이유로, 이들 신호들을 비트들, 값들, 소자들(elements), 심볼들, 특성들, 용어들, 숫자들 등으로 참조하는 것이 편리하다는 것이 증명되었다.
그러나, 모든 이들 및 유사한 용어들은 적절한 물리량들과 연관되며 단지 이러한 양들에 적용된 편리한 라벨들(labels)이라는 것에 주의하여야 한다. 달리 특별히 언급되지 않는 한, 또는 논의로부터 명백한 바와 같이, "처리(processing)" 또는 "컴퓨팅(computing)" 또는 "계산(calculating)" 또는 "결정(determining)" 또는 "표시(displaying)" 등과 같은 단어들은 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리적, 전기적 양들로 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 전송 또는 표시 디바이스들 내의 물리량들로서 유사하게 표현된 다른 데이터로 처리하고 변환하는 컴퓨터 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스(electronic computing device)의 동작 및 처리들을 나타낸다.
본 발명의 소프트웨어로 구현된 양태들은 전형적으로 일부 형태의 프로그램 저장 매체 상에서 인코딩되거나 일부 타입의 전송 매체에서 구현된다는 것에 또한 주의한다. 프로그램 저장 매체는 자기적(예를 들면, 플로피 디스크 또는 하드 디스크) 또는 광학적(예를 들면, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리, 또는 "CD-ROM")일 수 있으며, 판독 전용 또는 랜덤 액세스일 수 있다. 유사하게, 전송 매체는 연선(twisted wire pairs), 동축 케이블(coaxial cable), 광섬유(optical fiber), 또는 분야에 공지된 일부 다른 적절한 전송 매체일 수 있다. 본 발명은 임의의 주어진 구현의 이들 양태들에 의해 제한되지 않는다.
본 발명은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 다양한 구조들, 시스템들 및 디바이스들이 단지 설명의 목적들을 위해 도면들에 개략적으로 도시되어 당업자에게 공지된 사항들로 본 발명을 모호하게 하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 첨부된 도면들은 본 발명의 도시적인 예들을 기술하고 설명하기 위하여 포함된다. 본 명세서에서 이용된 단어들 및 어구들은 관련업자에 의한 그들 단어들 및 어구들의 이해와 일관되는 의미를 갖는 것으로 이해되고 해석되어야 한다. 용어 또는 어구의 특별한 규정은 없다, 즉, 당업자에 의해 이해되는 것처럼 일반적이고 습관적인 의미와 상이한 규정은 본 명세서에서의 일관된 용어 또는 어구의 이용에 의해 포함되는 것으로 의도된다. 용어 또는 어구가 특별한 의미, 즉, 당업자들에 의해 이해되는 것과 다른 의미들을 갖도록 의도되는 것으로 확장하기 위해서, 이러한 특별한 규정은 용어 또는 어구에 대한 특별한 규정을 직접적으로 그리고 명백하게 제공하는 명확한 방식으로 명세서에서 특별히 설명될 것이다.
도 1은 전송 디바이스(100)의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 실시예에서, 전송 디바이스(100)는 셀룰러 전화, 개인 휴대용 정보 단말기(personal data assistant), 스마트 폰, 네트워크 인터페이스 카드, 텍스트 메시징 디바이스, 페이징 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 등과 같은 모바일 유닛에서 구현될 수 있다. 전송 디바이스(100)는 무선주파수 신호들을 변조함으로써 데이터 심볼들을 전송하기 위해 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 전송 디바이스(100)는 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 프로토콜 및 단일 채널-주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 프로토콜에 따라 작동한다. 그러나, 본 발명의 이점을 갖는 당업자들은 본 발명이 이들 특정한 프로토콜들에 제한되지 않고 대안적인 실시예들에서, 전송 디바이스(100)가 다른 프로토콜들에 따라 작동할 수 있음을 인식해야 한다.
전송 디바이스(100)는 인코딩된 심볼들을 사용하여 하나 이상의 프레임들을 형성하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 전송 디바이스(100)는 인코딩된 데이터 심볼들의 직렬 스트림(serial stream)을 수신하고 스트림을 이산 푸리에 변환(DFT) 소자(110)에 제공된 복수의 병렬 스트림들(parallel streams)로 변환하는 직렬-대-병렬 변환기(serial-to-parallel converter)(105)를 포함한다. DFT 소자(110)로부터의 신호들은 부-반송파 매핑 소자(115)에 제공되는데, 이는 푸리에 변환된 스트림들을 적합한 부반송파들 상에 매핑한다.
도 2a 및 도 2b는 부반송파들(200, 210)의 2개의 예시적인 매핑들을 개념적으로 도시한 도면들이다. 도 2a에 도시된 제 1 예시적인 실시예에서, DFT 소자(110)로부터의 데이터 스트림들은 인접한 부반송파들 상에 매핑된다. 도 2b에 도시된 제 2 예시적인 실시예에서, DFT 소자(110)로부터의 데이터 스트림들은 이용가 능한 서브채널들 사이에 분배된다. 제로들(Zeros)은 사용되지 않은 서브채널들 상에 전송될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 부-반송파 매핑 소자(115)는 매핑된 스트림들을 역 고속 푸리에 변환(inverse fast Fourier transform; IFFT) 소자(120)에 제공한다. 역 고속 푸리에 변환 소자(120)로부터의 병렬 스트림들은 병렬-대-직렬 변환기(125)에 제공되는데, 이는 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix; CP) 삽입 소자(130)에 제공되는 직렬 스트림을 형성한다. 소자들(105, 110, 115, 120, 125, 130)을 구성하고 작동하기 위한 기술들은 종래기술에 공지되고 명료화를 위해서 본 발명에 관련된 소자들(105, 110, 115, 120, 125, 130)을 구성 및/또는 작동하는 단지 그들 양태들이 여기에서 더 논의될 것이다.
전송 디바이스(100)는 스위치(135)의 상태에 따라, 적어도 2개의 모드들로 작동될 수 있다. 제 1 모드에서, 스위치(135)는 데이터 심볼들의 제 1 스트림(140)이 무선 인터페이스를 통해 실제 전송을 위해 소자들(105, 110, 115, 120, 125, 130)에 제공되도록 한다. 일 실시예에서, 제 1 스트림(140)의 데이터 심볼들은 지정된 시간 및/또는 주파수 리소스들을 사용하여 무선 인터페이스를 통해 전송되도록 의도된다. 예를 들면, 스트림(140)은 SC-FDMA 프로토콜에 따라 모바일 유닛으로부터 기지국에 업링크를 통해 전송될 수 있다. 제 2 모드에서, 스위치(135)는 데이터 심볼들의 제 2 스트림(145)이 무선 인터페이스를 통해 실제 전송을 위해 소자들(105, 110, 115, 120, 125, 130)에 제공되도록 한다. 일 실시예에서, 제 2 스트림(145)의 데이터 심볼들은 다른 전송 디바이스들(도 1에 도시되지 않음)과 공유될 수 있는 시간 및/또는 주파수 리소스들을 사용하여 무선 인터페이스를 통해 전송되도록 의도된다. 예를 들면, 스트림(145)은 CDMA 프로토콜에 따라 모바일 유닛으로부터 기지국에 업링크를 통해 전송될 수 있다.
제 2 스트림(145)은 순환 상관관계 속성을 갖는 코드 시퀀스들을 사용하여 인코딩된다. 도시된 실시예에서, 멀티-코드 데이터 스트림은 순환 상관관계 속성을 갖는 M 코드 시퀀스들을 사용하여 제 2 스트림(145)으로부터 생성된다. 제 2 스트림(145)의 데이터 심볼들은 확산기들(150(1 내지 M))을 사용하여 확산 팩터(S)에 의해 비트 단위로 확산되고, 그 다음 M 코딩 시퀀스들에 의해 증가된다(multiplied). 도시된 실시예에서, 코딩 시퀀스들은 일정 진폭 제로 자기상관(constant amplitude zero autocorrelation; CAZAC1 내지 M) 코딩 시퀀스들이다. 길이 SxP인, 확산 신호는 길이 P의 블록 인터리버(block interleaver)(155)에 의해 인터리브된다. 신호는 스크램블러(scrambler)(160)를 사용하여 코드 또는 시퀀스를 스크램블링함으로써 증가된다. 스크램블링 시퀀스 또는 코드는 각 사용자에 특정할 수 있고 의사-잡음(Pseudo-Noise; PN) 시퀀스 또는 CAZAC 시퀀스일 수 있다. 도시된 실시예에서, 스크램블링 시퀀스의 길이는 SxPxL이고, 여기서 L은 전송 시간 구간(transmission time interval; TTI)에서의 롱 블록들(Long Blocks)의 수이다.
도 3은 순환 상관관계 속성을 갖는 코드 시퀀스의 생성을 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 실시예에서, 직교 CAZAC 시퀀스들의 세트는 초기 시퀀스의 순환 시프트(cyclic shift)(CAZAC0(L))를 사용하여 생성된다. 예를 들면, 초기 시퀀 스(CAZAC0(L))의 일부는 도 2에 도시된 시퀀스의 오른편으로부터 왼편으로 카피되어 초기 시퀀스(CAZAC0(L))에 대해 사이클릭 프리픽스(CP)를 형성한다. 다음 시퀀스(CAZACQ(L))는 초기 시퀀스(CAZAC0(L))의 오른편 부분을 드롭하고 사이클릭 프리픽스를 시퀀스(CAZACQ(L))에 부가함으로써 형성된다. 새로운 시퀀스(CAZACQ(L))의 사이클릭 프리픽스는 시퀀스(CAZACQ(L))의 오른편의 일부를 카피하고 그것을 시퀀스(CAZACQ(L))의 왼편에 부가함으로써 다시 형성된다. 부가적인 시퀀스들(CAZAC2Q 내지 MQ(L))은 동일한 알고리즘을 사용하여 형성될 수 있다.
순환 시프트가 최대 지연 확산보다 더 긴 동안, 순환적으로-시프트된 시퀀스들은 직교적이다. GSM TU 프로파일에 대해, 최대 지연 확산은 5μsec이다. 5MHz 대역폭에서, 이것은 39개 샘플들에 대응한다. 따라서, 값 Q=39가 선택된다. 길이(300)의 시프트-직교 CAZAC 시퀀스들의 수는 8이다. 8명의 사용자들까지 직교 CAZAC 시퀀스들을 사용할 수 있다. 상이한 CAZAC 시퀀스들은 많은 사용자들을 지원하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 동일한 무선 전파 상태들(radio propagation conditions)을 갖는 사용자들은 함께 분류되고, 직교 CAZAC 시퀀스들을 할당받는데, 이들은 순환 시프트 동작으로부터 생성된다. 사용자들의 상이한 그룹들은 상이한 기본적인 CAZAC 시퀀스들을 할당받는다. 8명의 사용자들까지 각 그룹에 할당될 수 있다. 이 방식은 그룹-와이즈 간섭 제거(group-wise interference cancellation)을 허용함으로써, SIC로 수신기 설계를 용이하게 한다.
다시 도 1을 참조하면, 전송 디바이스(100)는 형성되고 있는 프레임들을 전송하기 위해 사용될 전송 시간 구간에 기초하여 전송을 위한 제 1 모드 또는 제 2 모드를 선택할 수 있다. 예를 들면, 전송 디바이스(100)가 하이브리드 자동 반복 요청(Hybrid Automatic Repeat Request; HARQ)을 구현하면, 각 전송 시간 구간과 연관된 HARQ 처리 식별자는 전송을 위한 제 1 모드 또는 제 2 모드를 선택하기 위해 사용될 수 있다. 제 2 스트림(145)의 데이터 심볼들이 순환 상관관계 속성을 갖는 직교 코드 시퀀스들을 사용하여 인코딩되기 때문에, 그들은 주어진 전송 시간 구간 동안 다른 디바이스들에 의해 전송된 데이터 심볼들과 동시에 전송될 수 있다. 따라서, 몇몇 전송 시간 구간들은 다수의 사용자들에 의해 공유된 데이터 전송을 위해 지정될 수 있다. 그 다음, 전송 디바이스들(100)은 이들 전송 시간 구간들의 정보(knowledge), 예를 들면 전송을 위한 제 1 모드 또는 제 2 모드를 선택하는 시간을 결정하기 위해, 공유된 전송 시간 구간들의 HARQ ID들을 사용할 수 있다.
도 4는 프레임 구조(400)의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 실시예에서, 프레임 구조(400)는 VoIP 프레임(405)을 포함한다. 그러나, 본 발명의 이점을 갖는 당업자들은 본 발명이 VoIP 프레임들(405)의 형성에 제한되지 않음을 인식해야 한다. 대안적인 실시예들에서, 고속 데이터 전송 프레임들, 계층-1 및 계층-2 제어 시그널링 프레임들과 같은, 다른 유형들의 프레임들이 또한 형성될 수 있다. 프레임(405)은 HARQ ID에 의해 표시될 수 있는, 하나 이상의 공유된 전송 시간 구간들(410), 및 HARQ ID들에 의해 또한 표시될 수 있는, 하나 이상의 지정된 전송 시간 구간들(415)을 포함한다. 도 1에 도시된 전송 디바이 스(100)와 같은, 전송 디바이스들은 순환 상관관계 속성들을 갖는 코드 시퀀스들을 사용하여 공유된 전송 시간 구간들(410)에서의 전송을 위해 데이터를 인코딩할 수 있어 다수의 사용자들이 이 전송 시간 구간 및/또는 주파수를 공유할 수 있다. 전송 디바이스들은 SC-FDMA와 같은 주파수 분할 프로토콜들을 사용하여 지정된 전송 시간 구간들(415)에서의 전송을 위해 데이터를 인코딩할 수 있다.
공유된 전송 시간 구간들(410)에서 전송된 데이터는 사이클릭 프리픽스들(CP), 롱 블록들(LB), 및 쇼트 블록들(SB)로 분류될 수 있다. 도시된 실시예에서, 헤더 압축을 갖는 7.95kbps AMR 코덱이 고려된다. 코딩 전에 정보 비트 레이트는 10.8kbps이다. 이것은 매 20msec의 음성 프레임에 대해 생성된, 216비트의 패킷 크기에 대응한다. 롱 블록(LB)에서 이용가능한 부반송파들의 수는 300이다. 이것은 SF=12인 25개의 심볼들이 LB에 전송될 수 있음을 의미한다. 서브-프레임에서, 6개의 LB들을 갖는 150개의 심볼들은 LB에 전송될 수 있다. 18bit MAC 헤더, 16bit CRC, 및 R=1/3의 코드 레이트를 가정하면, 인코딩된 비트들의 수는 (216+18+16)x3=750비트이다. QPSK 변조에 대해, 이용가능한 심볼들의 수는 20msec 당 332개의 심볼들이다. 그러므로, 3개의 서브-프레임들은 전송 당 1.5ms를 취하면, 인코딩된 음성 프레임의 하나의 전송에 필요하다. 도시된 실시예에서, TTI 길이는 1.5ms이다.
롱 블록들은 전형적으로 데이터 블록들을 전송하기 위해 사용되고 쇼트 블록들은 채널 추정(channel estimation) 및/또는 코히어런트 복조(coherent demodulation)를 위한 파일럿 신호들(pilot signals)을 포함할 수 있다. 일 실시예 에서, HARQ 처리들의 수는 6인 것으로 가정되고 전송들의 최대 수는 4인 것으로 가정된다. 그 경우, 각 서브-프레임에 대해 6개의 롱 블록들(LB) 및 2개의 쇼트 블록들(SB)이 존재한다. 2개의 SB들은 코히어런트 복조에 대한 파일럿 신호를 포함한다. 3개의 서브-프레임들은 음성 전송에 대한 TTI을 포함한다. 매 20ms마다 도달하는 음성 프레임에 대해, 최대 4개의 전송들은 2개의 HARQ 처리들을 사용하여 가능하다. 나머지 HARQ 처리들은 고속 데이터(HSD) 전송을 위해 사용될 수 있다. VoIP에 대해, 최대 무선 인터페이스 지연은 다음과 같이 획득된다:
1:5ms[큐잉 지연]+(9*3+1:5)ms[전송/재전송]+
ACK/NACK 지연=30ms+ACK/NACK 지연
HARQ 처리들의 수가 하나로 감소되면, 2개의 전송들이 각 음성 프레임에 대해 허용된다. 레이턴시는 감소된 초기 종단 이득의 댓가로, 더 향상될 수 있다.
도 5는 수신기(500)의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 실시예에서, 수신기(500)는 적어도 2개의 모드들에서 작동하도록 구성된다. 예를 들면, 수신기(500)는 SC-FDMA 모드 및 CDMA 모드에서 작동할 수 있다. 수신기(500)가 수신기(500)는 SC-FDMA 모드 및 FDMA 모드에서 작동할 수 있다는 가정하에 여기에서 논의될 지라도, 본 발명의 이점을 갖는 당업자들은 본 발명이 이들 2개의 특정한 모드들에 제한되지 않음을 인식해야 한다.
수신기(500)의 프론트-엔드(front-end)는 SC-FDMA모드와 CDMA모드 사이에서 공유된다. 수신기(500)는 수신된 신호(RX) 또는 그를 나타내는 정보를 수신 및/또는 액세스하는데, 이는 그 다음 심볼 동기화 소자(505)에 제공된다. 도시된 실시예 에서, OFDM 시스템은 조잡한(coarse) 타이밍 동기화를 구현하고 수신된 신호는 OFDM 심볼 경계에 정렬된다. 심볼 동기화 소자(505)는 사이클릭 프리픽스들(CP)을 삭제하도록 또한 구성될 수 있다. 그 다음, 동기화된 데이터 스트림은 데이터 스트림으로부터의 트래픽 신호 및 파일럿 신호를 디멀티플렉싱하는 디멀티플렉서(510)에 제공된다. 파일럿 및 트래픽 신호들을 디멀티플렉싱한 후에, 파일럿 신호는 채널 추정 소자(515)에 제공되고 트래픽 신호는 고속 푸리에 변환 소자(520)에 의해 주파수 도메인으로 변환된다. 채널 추정 소자(515) 및 고속 푸리에 변환 소자(520)는 채널 추정 및 주파수 변환된 트래픽을 나타내는 신호들을 각각, 균등화(equalization)를 위해 등화기(equalizer)(525)에 제공한다. 그 다음, 균등화된 신호는 디맵핑 소자(530)에 제공되고, 부-반송파 디맵핑 후에, 신호는 다시 역 이산 푸리에 변환 소자(535)에 의해 시간 도메인으로 변환되고 병렬 신호들은 다시 병렬-대-직렬 변환기(540)에 의해 직렬 데이터 스트림으로 변환된다.
병렬-대-직렬 변환기(540)는 직렬 데이터 스트림을 스위치(545)에 제공한다. 수신기(500)가 SC-FDMA 모드에서 작동하고 있을 때, 스위치(545)는 SC-FDMA 프로토콜을 사용하여 수신된 신호로부터 심볼들 및/또는 비트들을 복구하기 위해 직렬 데이터 스트림의 디코딩 및 복조를 위한 디코더(555) 및 복조기(550)에 직렬 데이터 스트림을 제공하도록 기능한다. 수신기(500)가 CDMA 모드에서 작동하고 있을 때, 그 경우, 수신된 신호는 상이한 코드 시퀀스들을 사용하여 인코딩된 다수의 전송 디바이스들로부터의 동시 전송들(concurrent transmissions)을 포함하고, 스위치(545)는 디스크램블러(descrambler)/역확산기(despreader)(560)에 직렬 데이터 스트림을 제공하도록 기능하는데, 이는 그 다음 디스크램블링된 및/또는 역확산된 데이터 스트림을 CDMA 프로토콜에 따라 데이트 스트림들의 디코딩 및 복조를 위한 디코더(570) 및 복조기(565)에 제공한다. 전송 시간 구간들은 단일 사용자에 의한 지정된 전송 및/또는 다수의 사용자들에 의한 공유된 데이터 전송 중 하나에 대해 지정될 수 있다. 수신기(100)는 이들 전송 시간 구간들의 정보, 예를 들면 수신을 위한 제 1 모드 또는 제 2 모드를 선택하는 시간을 결정하기 위해, 공유된 전송 시간 구간들의 HARQ ID들을 사용할 수 있다.
도 6은 디스크램블러/역확산기(600)의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 실시예에서, 디스크램블러/역확산기(600)는 디스크램블러(601) 및 디-인터리버(603)를 포함한다. 각 사용자로부터의 데이터 스트림들은 디스크램블러(601)에 사용자 특정 스크램블링 코드를 적용함으로써 디스크램블링될 수 있다. 디스크램블링된 신호는 디-인터리버(603)에서 디-인터리빙된다. 멀티-코드에 대해, 재확산(dispreading)은 각 멀티-코드에 대해 행해진다. 도시된 실시예에서, 디스크램블러/역확산기(600)는 순환 상관관계 속성을 갖는 K개의 상이한 코딩 시퀀스들 중 하나로 인코딩될 수 있는 수신된 신호들을 디코딩하기 위한 K개의 경로들(pathways)을 포함한다. 예를 들면, K개의 경로들의 각각은 SP의 길이를 갖는 CAZAC 시퀀스들을 사용하여 인코딩되는 신호들을 디코딩하도록 시도하기 위해 사용될 수 있다. 코딩 시퀀스의 복소 켤레(complex conjugate)는 복소 켤레 소자(605)에서 형성될 수 있고 복소 켤레는 이 코딩 시퀀스를 사용하여 인코딩되는 수신된 신호의 일부를 추출하기 위해 수신된 신호와 조합 또는 관련될 수 있다. 그 다음 수신된 신호의 추출된 부분은 블록 역확산 유닛(610)에 제공될 수 있는데, 이는 대응하는 코드 시퀀스를 사용하여 인코딩된 정보를 전송하는 전송 디바이스로부터 수신된 데이터 심볼들(615)을 나타내는 정보를 생성할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 상이한 주파수 재사용 방식들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 주파수 재사용은 반-정적인 주파수 할당(날들(days)의 단위) 및 동적 주파수 할당(초들(seconds)의 단위)을 포함한다. 동적 주파수 할당은 셀 로딩 또는 사용자 로딩 변동들에 적응되도록 행해질 수 있다. 이 경우, 재사용 패턴은 (1,1) 재사용과 (1,3) 사이에서 변화할 수 있다. (1,3) 재사용에서, 부-반송파들의 단지 1/3 만이 사용자에 이용가능할 수 있다. SC-FDMA 구조의 유연성(flexibility)로, 셀-에지(cell-edge) 사용자들에 대한 소프트 주파수 재사용은 동일 채널(co-channel) 간섭의 영향을 감소시키기 위해 계획된다(envisioned). 제안된 CDMA 전송은 SF를 변화시킴으로써 대역폭의 변화들에 손쉽게 적응될 수 있다. 전체 대역폭이 이용가능하면, SF=12인 VoIP 전송이 지원될 수 있다. 스펙트럼(spectrum)의 1/3이 이용가능할 때, 확산 팩터는 각 사용자의 레이트들을 유지하기 위해 SF=4로 감소될 수 있다. 이 경우, 더 적은 사용자들이 주어진 CDMA 시간-주파수 리소스에서 멀티플렉싱될 수 있다. 몇몇 애플리케이션들(applications)에 대해, 사용자들의 수의 관점에서의 능력(capacity)은 사용자 당 데이터 레이트들을 유지하는 것보다 더 중요한 것일 수 있다. 이러한 시나리오(scenario)에서, 사용자 당 데이터 레이트는 변조 순서를 감소시킴으로써, 또는 사용자 당 HARQ 처리들의 수를 제한함으로써, 사용자 능력을 유지하는 동안 감소될 수 있다.
상술된 특정 실시예들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명은 본 명세서의 교시들의 이점을 갖는 당업자에게 명백한, 상이하지만 동등한 방식들로 수정되고 실행될 수 있다. 또한, 이하의 청구항들에 기술된 것과 다른, 본 명세서에 도시된 구성 또는 설계의 상세한 기술들을 제한하는 것으로 의도되는 것들은 없다. 따라서, 상술된 특정한 실시예들은 변경되거나 수정될 수 있으며, 모든 이러한 변동들은 본 발명의 범위와 사상 내에서 고려된다는 것이 명백하다. 따라서, 본 명세서에서 얻어진 보호 사항은 이하의 청구항들에 기록된 바와 같다.

Claims (10)

  1. 멀티플렉싱된 심볼들을 전송하기 위한 방법에 있어서:
    적어도 하나의 제 1 심볼 및 적어도 하나의 제 2 심볼을 액세스하는 단계;
    상기 적어도 하나의 제 1 심볼을 인코딩하는 단계;
    순환 상관관계 속성(cyclic correlation property)을 갖는 코딩 시퀀스를 사용하여 상기 적어도 하나의 제 2 심볼을 인코딩하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 인코딩된 제 1 심볼 및 상기 적어도 하나의 인코딩된 제 2 심볼을 나타내는 무선주파수 신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 무선주파수 신호를 전송하는 단계는 상기 적어도 하나의 제 2 심볼로부터 형성된 멀티코드 데이터 스트림(multicode data stream)을 나타내는 정보를 전송하는 단계를 포함하는, 멀티플렉싱된 심볼들을 전송하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 심볼을 인코딩하는 단계는 단일 채널 주파수 다중 액세스 프로토콜에 따라 상기 적어도 하나의 제 1 심볼을 인코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제 2 심볼을 인코딩하는 단계는 일정 진폭 제로 자기상관(constant amplitude zero autocorrelation) 코딩 시퀀스를 사용하여 상기 적어도 하나의 제 2 심볼을 인코딩하는 단계, 상기 적어도 하나의 제 2 심볼 및 상기 적어도 하나의 제 2 심볼의 적어도 하나의 카피(copy)를 포함하는 블록을 형성하는 단계, 및 상기 일정 진폭 제로 자기상관 코딩 시퀀스를 사용하여 상기 블록을 인코 딩하는 단계를 포함하는, 멀티플렉싱된 심볼들을 전송하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선주파수 신호를 전송하는 단계는 적어도 하나의 제 1 전송 시간 구간 동안 상기 적어도 하나의 제 1 인코딩된 심볼을 전송하는 단계 및 적어도 하나의 제 2 전송 시간 구간 동안 상기 적어도 하나의 제 2 심볼을 전송하는 단계를 포함하는, 멀티플렉싱된 심볼들을 전송하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선주파수 신호를 전송하는 단계는 지정된 시간-주파수 리소스를 사용하여 상기 무선주파수 신호의 일부를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 지정된 시간-주파수 리소스를 사용하여 상기 무선주파수 신호의 일부를 전송하는 단계는 지정된 주파수 및 지정된 전송 시간 구간 중 적어도 하나를 사용하여 상기 무선주파수 신호의 일부를 전송하는 단계를 포함하는, 멀티플렉싱된 심볼들을 전송하기 위한 방법.
  5. 삭제
  6. 멀티플렉싱된 심볼들을 수신하기 위한 방법에 있어서:
    적어도 하나의 인코딩된 제 1 심볼 및 순환 상관관계 속성을 갖는 적어도 하나의 코딩 시퀀스를 사용하여 인코딩된 적어도 하나의 제 2 심볼을 나타내는 정보를 액세스하는 단계로서, 상기 제 1 및 제 2 심볼들을 나타내는 정보는 무선주파수 신호에 의해 전달되고, 상기 적어도 하나의 제 2 심볼을 나타내는 정보를 액세스하는 것은 상기 적어도 하나의 제 2 심볼로부터 형성된 멀티코드 데이터 스트림을 나타내는 정보를 액세스하는 것을 포함하는, 상기 적어도 하나의 제 1 심볼 및 적어도 하나의 제 2 심볼을 나타내는 정보를 액세스하는 단계;
    상기 적어도 하나의 제 1 심볼을 나타내는 상기 정보를 디코딩하는 단계; 및
    상기 순환 상관관계 속성을 갖는 상기 적어도 하나의 코딩 시퀀스를 사용하여 상기 적어도 하나의 제 2 심볼을 나타내는 상기 정보를 디코딩하는 단계를 포함하는, 멀티플렉싱된 심볼들을 수신하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 심볼을 나타내는 상기 정보를 액세스하는 단계는 복수의 직교 코딩 시퀀스들을 사용하여 인코딩된 복수의 제 2 심볼들을 나타내는 정보를 액세스하는 단계로서, 각 코딩 시퀀스는 상기 순환 상관관계 속성을 갖는, 상기 정보 액세스 단계를 포함하는, 멀티플렉싱된 심볼들을 수신하기 위한 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인코딩된 제 1 심볼을 디코딩하는 단계는 적어도 하나의 제 1 전송 시간 구간 동안 수신된 상기 무선주파수 신호의 적어도 하나의 제 1 부 분에 의해 전달된 정보를, 주파수 분할 프로토콜에 따라 디코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제 2 심볼을 디코딩하는 단계는 적어도 하나의 제 2 전송 시간 구간 동안 수신된 상기 무선주파수 신호의 적어도 하나의 제 2 부분에 의해 전달된 정보를, 상기 순환 상관관계 속성을 갖는 상기 적어도 하나의 코딩 시퀀스를 사용하여 디코딩하는 단계 및 상기 무선주파수 신호의 상기 적어도 하나의 제 2 부분에 의해 전달된 상기 정보에 상기 적어도 하나의 코딩 시퀀스의 복소 켤레(complex conjugate)를 적용하는 단계를 포함하는, 멀티플렉싱된 심볼들을 수신하기 위한 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 심볼을 나타내는 상기 정보를 액세스하는 단계는 지정된 시간-주파수 리소스를 사용하여 전송된 정보를 액세스하는 단계를 포함하는, 멀티플렉싱된 심볼들을 수신하기 위한 방법.
  10. 삭제
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