KR101100447B1 - 계층 변조(ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ) 리버스 링크 인터페이스 노드 - Google Patents

계층 변조(ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ) 리버스 링크 인터페이스 노드 Download PDF

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Abstract

무선 통신 장치(102, 122)가 저차 변조 컴포넌트 및 고차 변조 컴포넌트를 포함하는 계층 변조 리버스 링크(RL) WWAN 신호를 전송한다. 제 1 실시 예에서, 인터페이스 노드(100)가 상기 계층 변조 신호를 수신하고 복조하여 고차 변조 컴포넌트와 함께 보내진 확장 데이터(extended data) 를 회복하도록 한다. 상기 인터페이스 노드는 UE 장치로부터 고차 변조 컴포넌트를 회복할 수 없는 기지국(105)으로 확장 데어터를 보낸다. 또다른 실시 예에서, 상기 저차 변조 컴포넌트는 제 1 서비스 레벨 데이터에 해당하며, 고차 변조 컴포넌트는 제 2 서비스 레벨 데이터에 해당한다. 상기 인터페이스 노드(120)는 상기 계층 변조 신호를 수신하고 복조하여 제 2 서비스 레벨 데이터를 회복하도록 하며, 그리고 상기 제 2 서비스 레벨 데이터를 수신자에게 보낸다.

Description

계층 변조(ＨＩＥＲＡＲＣＨＩＣＡＬ ＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ) 리버스 링크 인터페이스 노드{HIERARCHICAL MODULATION REVERSE LINK INTERFACE NODE}
본 발명은 무선 통신에 대한 것이며, 특히 계층 변조 리버스 링크 인터페이스 노드 및 방법에 대한 것이며, 그리고 멀티플 서비스 레벨을 제공하기 위한 계층 변조 리버스 링크 인터페이스 노드에 대한 것이다.
많은 무선 통신 시스템은 셀룰러 전화기, 휴대 정보 단말기(PDA), 그리고 쌍방향 페이저와 같은 사용자 장비(UE) 장치로 무선 서비스를 제공하는 지리학적 분산 기지국을 포함한다. UE 장치로부터 보내진 신호를 수신하기 위한 기지국 능력은 신호 변조 타입뿐 아니라 상기 UE 장치와 기지국 사이 거리, 잡음, 장애물, 그리고 기지국과 통신하는 다른 장치의 수와 같은 여러 인수에 달려있게된다. 더욱 더 높은 변조 속도를 제공하는 변조 기법은 기지국이 저차 변조 신호(lower modulation order signals)보다 근접한 신호 컴포넌트들 사이를 해독해야 하기 때문에 상기 기지국에서 쉽게 복조되지 않는다. 비록 저차 변조가 사용되어 상기 리버스 링크 신호를 전송하도록 할 수 있으나, 더욱 적은 데이터가 전송될 수 있다.
상기 UE 장치로부터 전송된 정보는 내-지연(delay-tolerant) 데이터이며 실시간 데이터일 수 있다. 비록 내-지연 데이터가 실시간으로 상기 수신자에 의해 수신될 필요는 없는 데이터를 포함하며, 통신 품질에 영향을 미치지 않고 얼마간의 지연을 경험할 수 있다. 반면에, 실시간 데이터는 품질이 떨어지기 전에 최소의 지연만을 경험할 수 있을 뿐이다. 즉 실시간 테이터는 일정 지연이 있게 되면 품질이 바로 떨어진다. 실시간 데이터의 한 예가 둘 또는 그 이상의 당사자가 서로 통화하는 실시간 음성 통신을 포함한다. 또 다른 예는 수신자가 캡츄어된 비디오를 보는 실시간으로 캡츄어되고 송신되는 비디오 영상을 포함한다. 내-지연 데이터의 예로는 이메일 메시지, 텍스트 메시지, 그리고 파일 전송을 포함한다. 비록 내-지연 데이터가 비디오 도는 음성 데이터를 포함할 수 있으나, 그와 같은 지연은 서비스에 크게 영향을 미치지 않는다. 대역폭과 같은 제한된 통신 자원으로 인해, 전송에서 지연을 추가시키는 대신 자원을 효과적으로 사용하는 기법을 사용하여 내-지연 데이터가 전송되는 멀티플 레벨 서비스를 제공하는 것이 바람직하다. 실시간 데이터는 지연 없이 필요로 하는 자원을 사용한다. 멀티플 서비스 레벨을 위한 자원 할당은 제공될 수 있는 서비스를 제한하는 열악한 채널 컨디션으로 인해 부담을 갖게된다.
따라서 계층 변조 리버스 링크 인터페이스 노드, 그리고 멀티플 서비스 레벨을 제공하기 위한 계층 변조 리버스 링크 인터페이스 노드에 대한 필요가 있다.
한 실시 예에서, 사용자 장비 장치(UE)는 저차 변조 컴포넌트(lower modulation order component) 및 고차 변조 컴포넌트(higher modulation order component)를 포함하는 계층 변조 리버스 링크(RL) WWAN 신호를 무선 광역 네트워크(WWAN)내 기지국으로 전송한다. 한 인터페이스 노드가 상기 계층 변조 신호를 인터셉트하고 상기 고차 변조 컴포넌트로부터 발견된 데이터를 상기 WWAN으로 보낸다.
또 다른 실시 예에서, 사용자 장비(UE) 장치가 계층 변조 리버스 링크(RL) WWAN 신호를 인터페이스 노드로 그리고 무선 광역 네트워크(WWAN)내 기지국으로 전송한다. 상기 계층 변조 신호는 제 1 서비스 레벨 데이터에 해당하는 저차 변조 컴포넌트 그리고 제 2 서비스 레벨 데이터에 해당하는 고차 변조 컴포넌트를 포함한다. 상기 인터페이스 노드는 상기 계층 변조 신호를 인터셉트하고 고차 변조 컴포넌트로부터 회복한 제 2 서비스 레벨 데이터를 한 통신 네트워크를 통하여 수신자에게 보낸다.
도 1A는 본 발명 한 실시 예에 따라 사용자 장비 장치(UE) 그리고 무선 광역 네트워크(WWAN)와 통신하는 인터페이스 노드 블록도.
도 1B는 본 발명 또다른 실시 예에 따라 사용자 장비 장치(UE) 그리고 무선 광역 네트워크(WWAN)와 통신하는 인터페이스 노드 블록도.
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따라 네트워크를 통해 UE 장치 그리고 WWAN과 통신하는 인터페이스 노드 블록도.
도 3은 본 발명 실시 예에 따라 UE 장치에서 수행된 방법의 흐름도.
도 4A는 본 발명의 한 실시 예에 따라 인터페이스 노드에서 수행된 방법의 흐름도.
도 4B는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 인터페이스 노드에서 수행된 방법의 흐름도.
도 5는 상기 UE 장치 내 계층 변조 함수 블록도.
도 6은 상기 컴포넌트 데이터 비트 맵핑에 대한 그래픽 설명을 계층 변조 심볼로 도시한 도면
도 7은 계층 변조기에 의해 발생된 계층 변조 심볼을 설명하는 예시적인 16-QAM 별자리 그래픽 표시를 도시한 도면.
도 8은 인터페이스 노드에서 계층 복조를 수행하기 위한 예시적 WWAM 수신기 블록도를 도시한 도면.
도 1A는 WWAN내 기지국(105)이 계층 신호(106)의 고차 변조 컴포넌트를 회복할 수 없는 때, 사용자 장비 장치(UE)(102) 그리고 무선 광역 네트워크(WWAN)(104)와 통신하는 한 인터페이스 노드(100)의 블록도이다. 상기 인터페이스 WWAN내 기지국(105)이 데이터(102)를 회복할 수 없는 때 상기 UE 장치(102)에 의해 전송된 데이터(112)를 WWAN 으로 보냄으로써 상기 무선 노드(100)는 무선 광역 네트워크(WWAN)의 동작을 돕는다. 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이, 상기 UE 장치(102)는 고차 변조 컴포넌트(108) 그리고 저차 변조 컴포넌트(110)를 포함하는 계층 변조 신호(106)를 한 기지국(105)으로 전송한다. 상기 UE 장치(102)와 기지국(105) 사이 통신 채널(114)에 따라, 기지국(105)은 고차 변조 컴포넌트(108)를 회복할 수 없다. 가령, 거리, 장애, 잡음, 멀티-경로 간섭 또는 다른 인수로 인해, 상기 신호의 신호대 잡음 비가 기지국(105)에서 수신하기에 적절하지 않을 수 있다. 그러나 저차 변조 컴포넌트(110)는 채널(114)을 통해 신호 전송 후에 회복 가능할 수 있다. 가령, 고차 변조는 16 직교 진폭 변조(QAM)이고, 저차 변조는 직교 위상 편이 변조(QPSK)이며, 기지국(105)은 QPSK 성운(constellation)내 4개의 점들 사이에서 구분 될 수 있으나, 상기 QAM 별자리 16개 점들 중 어는 점이 전송될 것인지를 결정할 수 없다. 상기 UE 장치(102)와 상기 인터페이스 노드(100) 사이 통신 채널(116)은 충분한 품질을 가지며, 상기 인터페이스 노드(100)가 고차 변조 컴포넌트(108)를 회복하고 상기 신호(106)를 복조할 수 있으며, 고차 변조를 사용하여 전송된 데이터(112)를 회복할 수 있다. 상기 인터페이스 노드는 상기 기지국(105)으로 데이터(112)를 보낸다.
일정 경우, 기지국(105)은 채널(114) 상태로 인해 저차 변조 컴포넌트(110) 또는 고차 변조 컴포넌트(108)를 회복할 수 없다. 이와 같은 경우, 두 컴포넌트에 해당하는 데이터가 상기 인터페이스 노드(100)로부터 WWAN(104)로 보내질 수 있다. 그러나 도 1A와 관련하여 설명된 경우, 상기 채널(114)의 상태는 기지국(105)이 저차 변조 컴포넌트(110)를 복조할 수 있도록 하지만, 고차 변조 컴포넌트(108)를 복조할 수 없다. 따라서 도 1 A는 실선 화살표로서 그리고 실선 블록으로서 저차 변조 컴포넌트(110)를 도시하며, 기지국(105)에서 점선 화살표 그리고 점선 블록으로 고차 변조 컴포넌트(108)를 도시하여, 저차 변조 컴포넌트(110)는 기지국(105)에의해 회복될 수 있고 고차 변조 컴포넌트(108)는 기지국(105)에 의해 회복될 수 없는 것임을 설명하도록 한다.
데이터(112)를 인터페이스 노드(100)로부터 기지국(105)으로 전송하기 위해 사용된 채널은 유선 통신 채널 또는 무선 통신 채널일 수 있으며, 네트워크, 장비, 또는 장치의 조합으로 구성될 수 있다. 적절한 통신 채널의 예로는 인터넷 또는 인트라넷, 그리고 포인트-포인트 마이크로 파 채널을 포함하는 유선 및 무선 IP 프로토콜 채널을 포함 할 수 있다.
도 1 B는 사용자 장비 장치(UE)(122) 그리고 무선 광역 네트워크(WWAN)(124)와 통신하는 인터페이스 노드(120) 블록도이며, 멀티플 서비스 레벨 통신 서비스를 제공하도록 한다. 상기 UE 단말 장치(122)는 한 계층 신호(126)를 WWAN 내 기지국(125)으로 그리고 상기 인터페이스 노드(120)로 전송하고, 적어도 두 개의 서비스 레벨이 업링크(uplink) 통신을 위해 사용자에게 제공될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제 1 서비스 레벨은 실시간 음성 전송과 같은 실시간 데이터 전송을 용이하게 하며, 제 2 서비스 레벨은 이메일 및 파일 업로드와 같은 내-지연 데이터 전송을 용이하게한다. 하기에서 더욱 설명되는 바와 같이, 상기 UE 장치(122)는 제 1 레벨 서비스 테이터를 포함하는 저차 변조 컴포넌트(130) 그리고 제 2 레벨 서비스 데이터를 포함하는 고차 변조 컴포넌트(128)를 포함하는 계층 변조 신호(126)를 발생시키고 전송시킨다. 따라서 본원 명세서에서 설명된 실시 예에서, 제 1 레벨 서비스 데이터는 실시간 데이터이며 제 2 레벨 서비스는 내-지연 데이터이다.
상기 UE 장치(122)와 기지국(125) 사이 통신 채널(124)에 따라, 기지국(125)은 고차 컴포넌트(128)를 회복할 수 없다. 가령, 거리, 장애, 잡음, 다중 경로 간섭 또는 다른 인수들로 인해, 상기 신호의 신호대 잡음 비는 상기 기지국(125)에의해 수신하기에 적절하지 않을 수 있다. 그러나, 저차 변조 컴포넌트(130)는 상기 채널(134)을 통해 상기 신호(126)의 전송 후에 회복 할 수 있다. 가령, 고차 변조는 16 직교 진폭 변조(QAM)이고 저차 변조는 직교 위상 편이 변조(QPSK)이며, 상기 기지국(125)은 QPSK 성운내 4개의 점들 사이에서 구분 될 수 있으나, 상기 QAM 성운 16개 점들 중 어는 점이 전송될 것인지를 결정할 수 없다. 상기 UE 장치(122)와 상기 인터페이스 노드(120) 사이 통신 채널(136)은 충분한 품질을 가지며, 상기 인터페이스 노드(120)가 고차 변조 컴포넌트(128)를 회복하고 상기 신호(126)를 복조할 수 있으며, 고차 변조를 사용하여 전송된 데이터(132)를 회복할 수 있다. 상기 인터페이스 노드는 상기 수신자에게 데이터(132)를 보낸다.
상기 인터페이스 노드(120)를 통해 통신을 관리하기 위해 여러 기술들이 사용될 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 인터페이스 노드(120)는 상기 UE 장치(122)와 인터페이스 노드(120) 사이 통신 링크와 관련된 정보를 기기국(125)으로 전송한다. 최소한 링크의 품질을 바탕으로 하여, 기지국(125)이 제 2 레벨 서비스 데이터 전송을 위해 적절한 고차 또는 저차의 변조를 할당한다. 일정 경우에는, 상기 할당이 데이터의 종류 및 크기, 통신 자원의 이용가능성, 사용자 우선순위 레벨, 또는 다른 인수에 바탕을 두기도 한다.
어떤 경우에는, 기지국(125)이 채널(134) 상태 때문에 저차 변조 컴포넌트(130) 또는 고차 변조 컴포넌트(128)를 회복할 수 없다. 그와 같은 상황에서, 저차 변조 컴포넌트 데이터는 상기 인터페이스 노드(100)로부터 상기 WWAN(104)로 보내질 수 있다. 그러나 도 1B와 관련하여 설명된 상황에서 상기 채널(134) 상태는 상기 기지국(125)이 저차 변조 컴포넌트(110)를 복조할 수 있도록 한다.
또한, 비록 채널 상태가 적절하다 해도 기지국(125)이 고차 변조 컴포넌트를 복조하지 못한다. 따라서, 도 1B는 실선 화살표로서 그리고 실선 블록으로서 저차 변조 컴포넌트(130)를 도시하며, 기지국(125)에서 점선 화살표 그리고 점선 블록으로 고차 변조 컴포넌트(128)를 도시하여, 저차 변조 컴포넌트(130)는 기지국(125)에의해 회복될 수 있고 고차 변조 컴포넌트(128)는 기지국(125)에 의해 회복될 수 없는 것임을 설명하도록 한다.
비록 일정 경우에서는, 인터페이스 노드(120)가 저차 변조 컴포넌트를 복조하기 위해 필요할 수 있으나, 상기 인터페이스 노드(120)는 실시 예에서 저차 변조 컴포넌트를 복조하지 않는다. 따라서, 도 1 B는 점선 화살표 그리고 점선 블록으로서 저차 변조 컴포넌트(130)를 도시하고 상기 인터페이스 노드(120)에서 실선 화살표 그리고 실선 블록으로서 고차 변조 컴포넌트(128)를 도시하여, 고차 변조 컴포넌트(108)가 상기 인터페이스 노드(120)에 의해 회복될 수 있으며 상기 저차 변조 컴포넌트(130)는 상기 인터페이스 노드(120)에 의해 회복될 수 없음을 설명하도록 한다. 상기 인터페이스 노드(120)로부터 의도된 수신자에게로 상기 제 2 서비스 레벨 데이터(132)를 전송하기 위해 사용된 채널은 유선 통신 채널 또는 무선 통신 채널일 수 있으며, 네트워크, 장비, 또는 장치 조합을 포함할 수 있다. 적절한 통신 채널의 예로는 인터넷 또는 인트라넷, 그리고 포인트-포인트 마이크로파 채널을 포함하는 유선 링크 및 무선 링크 IP 프로토콜 채널을 포함한다.
도 1A 및 1B와 관련하여, 상기 WWAN(104, 124) 그리고 상기 UE 장치(102, 122)는 그 수에 관계없는 기지국 그리고 인프라를 포함할 수 있는 무선 통신 시스템(118, 138) 일부 일 수 있다. 상기 설명된 원리는 많은 통신 시스템, 프로토콜, 장치 및 구성 어느 것에도 적용될 수 있는 것이나. 무선 통신 시스템(118, 138)은 셀룰러 통신 시스템과 같은 WWAN 시스템에 따라 실시 된다. 적절한 통신 기술 예로서 cdma2000 1X, IxEV-DO, 그리고 W-CDMA와 같은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 스탠다드에 따라 동작되는 것들을 포함한다. 일정 경우에서는, 무선 통신 시스템(118, 138)이 OFDM 기반 스탠다드 또는 GSM 스탠다드와 같은 다른 스탠다드 기술과 함께 동작될 수 있다. 무선 통신 기술(118, 138)은 지리적으로 분산되어 있어서 지리적 영역 내에서 UE 장치(102, 122)로 무선 서비스를 제공하도록 하는 여러 기기국(105, 125)을 포함한다. 인터페이스 노드(100)는 지리적으로 분산되며 무선 또는 유선 채널을 통하여 하나 또는 둘 이상의 기지국과 통신하게 된다. 한 기지국(105, 125)이 수에 관계 없이 인터페이스 노드 그리고 UE 장치(102, 122)와 통신할 수 있다. 일정 상황에서는, 한 인터페이스 노드(100, 120)가 WLAN 일부인 무선 로컬 네트워크(WLAN) 접근 포인트(AP)내에서 실시 된다.
무선 통신 시스템(118, 138)과 관련하여 설명된 블록의 다양한 기능 및 동작은 소자, 회로, 또는 엘리먼트 수에 관계없이 실시 될 수 있다. 두 개 또는 그 이상의 기능 블록이 단일 장치로 통합될 수 있으며, 어느 단일 장치에서 수행되는 것으로 설명된 기능도 여러 장치에서 구현될 수 있다. 가령, 기지국(105) 기능의 적어도 일부가 베이스 트랜시버 스테이션(BTS), 기지국 컨트롤러(BSC), 또는 이동 스위칭 센터(MSC)에 의해 수행될 수 있다. 또한 일정 환경에서는 다른 고차 또는 저차의 변조 컴비네이션이 사용될 수 있다. 다른 적절한 컴비네이션의 예로서는 BPSK와 QPSK, QPSK와 16-QAM, 16-QAM과 64- QAM, 64-QAM과 256-QAM, 그리고 다른 컴비네이션을 포함할 수 있다. 또한 상기 계층 변조 기법은 두 개 이상의 변조 차수를 포함할 수 있다. 가령, BPSK는 저차 변조를 위해 사용될 수 있으며, QPSK는 중간 차수 변조를 위해 사용될 수 있고, 그리고 16 QAM은 고차 변조를 위해 사용될 수 있다. 위상-오프셋(가령, 오프셋-QPKS)을 사용하는 다른 컴비네이션이 가능하다.
도 2는 도 1A 및 도 1B에서 도시된 실시 예에 따라 WWAN(104, 124) 그리고 UE 장치(102, 122)와 통신하는 인터페이스 노드(100, 120) 블록도이다. WWAN(104, 124) 기지국(105, 125) LJE 장치, 그리고 인터페이스 노드(100, 120)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 폼웨어를 사용하여 실시 될 수 있다. 기지국(105, 125), 인터페이스 노드(100, 120) 그리고 UE 장치(102, 122)관련하여 설명된 다양한 기능 및 동작이 장치, 회로, 또는 엘리먼트에서 그 수에 관계없이 실시 될 수 있다. 또한, 둘 또는 그 이상의 기능 블록이 단일 장치로서 통합될 수 있으며 단일 장치에서 수행되는 것으로 설명된 기능들이 여러 장치에서 실시 될 수 있기도 하다.
UE 장치(102, 122) 각각은 적어도 하나의 안테나(202), 프로세서(204), 메모리(206), 그리고 기지국(105, 125)과 통신하기 위해 송신기(TX)(210) 및 수신기(RX)(212)를 갖는 무선 주파수 송수신기(208)를 갖는 에어 인터페이스를 포함한다. 멀티 모드 능력을 갖는 UE 장치(102, 122)는 WLAN 액세스 포인트와 통신하기 위한 추가의 네트워크 인터페이스 및 송수신기를 포함한다. 상기 프로세서(204) 그리고 송수신기(210)는 계층 변조를 수행하도록 구성되며, 상기 계층 변조 신호(106, 126)를 송신하도록 한다. 상기 프로세서(206)는 변조 및 복조, 인코딩 및 디코딩, 인터리빙 및 디-인터리빙, 멀티플렉싱 및 디-멀티플렉싱, 오차 교정 작업 등을 포함하는 계수화된 정보에 대한 기저대 처리를 수행한다. 적절한 처리기(204) 예가 하나 또는 둘 이상의 디지털 신호 처리기(DSP) 및 특정용도용 집적회로(ASIC)를 포함한다. 상기 메모리(206)는 처리기(204)에 의해 실행된 하나 또는 둘 이상의 소프트웨어 프로그램을 저장하여 그 기능을 수행하고, 식별, 프로토콜, 및 다른 데이터관련 정보를 저장한다.
도 1A 및 2와 관련하여, 상기 UE 장치(102)는 계층 변조 신호(106)를 실시 예에서 적어도 두 컴포넌트(108, 110) 모두를 복조하도록 하는 기지국(05)으로 전송한다. 기지국은 수신된 계층 신호(106)를 계층식으로 복조한다. 여러 상황에서, 상기 기지국(105)은 두 컴포넌트 모두를 통해 전송된 데이터를 성공적으로 회복한다. 그러나 일정 환경에서는, 상기 UE 장치(102) 그리고 기지국(105) 사이 채널(114)은 상기 기지국(105)이 상기 컴포넌트(108, 110) 하나 또는 둘 모두를 회복할 수 있을 정도의 충분한 품질을 갖지 않는다. 실시 예에서, 상기 기지국(105)은 어떤 데이터가 회복될 수 없는 것인지를 상기 인터페이스 노드(100)에 통지한다. 상기 기지국(105)은 직접 또는 WWAN 인프라(234)를 통하여 기지국(105)에 의해 회복될 수 없는 그리고 WWAN(104)로 포워드되어야 하는 데이터를 상기 인터페이스 노드(100)로 통지한다. 그에 응답하여, 상기 인터페이스 노드(100)는 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이 상기 WWAN(104)로 적절한 데이터를 포워드 한다. 일정 실시 예에서, 고차 변조 컴포넌트 데이터가 기지국(105) 또는 WWAN(104)로부터의 통신을 수신함이 없이 상기 WWAN(104)로 포워드 될 수 있다.
도 1B 및 2와 관련하여, 상기 UE 장치(122)는 실시 예에서 저차 변조 컴포넌트(130)만을 복조하는 기지국(125)으로 계층 변조 신호(126)를 전송한다. 기지국(125)은 상기 수신된 계층 신호(126)를 계층적으로 복조하여 상기 제 1 서비스 레벨 데이터를 회복하도록 한다. 실시 예에서, 상기 제 1 서비스 레벨 데이터는 쌍방향 전화 호출을 용이하게 하기 위해 실시간 음성 정보를 포함한다.
상기 인터페이스 노드(100, 120)는 WWAN(104, 124)와의 통신을 위해 하나 또는 둘 이상의 UE 장치(102, 122) 그리고 네트워크(222)로부터 WWAN신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 WWAN 수신기(214)를 포함한다. 실시 예에서, WWAN 수신기(214)는 UE 장치(102, 122)와의 상방향 통신을 용이하게 하기 위해 WWAN 송신기(218)를 포함하는 WWAN 송수신기(216)의 일부이다. 일정 경우, 상기 WWAN 송신기는 생략될 수 있다. 인터페이스 노드(100, 120)가 WLAN 액세스 포인트 일부로서 실시 되는 때, 상기 액세스 포인트는 또한 WLAN 서비스를 제공하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함한다. 상기 인터페이스 노드(100, 120)는 상기 WWAN 인터페이스(222) 및 WWAN 수신기(214)에 결합된 컨트롤러(220)를 더욱 포함한다. 상기 컨트롤러(220)는 본원 명세서에서 설명된 제어 기능 및 다른 기능을 수행하며, 상기 인터페이스 노드(100, 120)의 전체 동작을 용이하게 한다. 상기 제어기(220)는 하나 또는 둘 이상의 RAM(random access memory) 또는 ROM(read only memory) 메모리 장치를 포함하는 메모리(224)를 포함한다.
상기 네트워크 인터페이스(222)는 고차 변조 데이터(112, 132)를 상기 WWAN(104, 124)로 전송하기 위한 하드웨어, 소프트웨어, 그리고 폼웨어 컴비네이션을 포함한다. 실시 예에서, 한 유선 인터페어스(226)가 한 액세스 라우터(228) 또는 IP 네트워크(230)를 통하여 상기 기지국(105, 125)을 서비스하는 WWAN 인프라(234)내 액세스 게이트웨이(232)로 통신된다. 유선 인터페이스(226)는 상기 액세스 라우터(228) 그리고 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크(230)와메시지를 교환한다. 유선 인터페이스(226)는 패킷 데이터 통신을 제공하며, 상기 액세스 라우터(228)를 통하여 상기 WWAN 인프라(234)내 한 액세스 게이트웨이(232)로 그리고 인터넷으로의 액세스를 용이하게 한다. 일정 경우, 상기 유선 인터페이스(226) 적어도 일부가 상기 네트워크 인터페이스(222)로부터 분리하여 실시 될 수 있다. 상기 액세스 라우터(228)는 다른 인터페이스 노드(100, 120)에, 또는 WLAN 액세스 포인트에 연결될 수 있으며 통신 관리 및 제어 기능을 WLAN으로 제공할 수 있기도 하다. 일정 경우에, 상기 액세스 라우터(228)는 인터페이스 노드(100, 120) 또는 WLAN 액세스 포인트내에서 실시 될 수 있으며, 혹은 제거될 수 있기도 하다. 또한 상기 액세스 게이트웨이(232)와 인터페이스 노드(100, 120) 사이 연결은 가령 인공위성 통신 링크 또는 포인트-포인트 마이크로웨이브 링크와 같은 무선 통신 링크를 포함할 수 있다. 또한, 상기 인터페이스 노드(100, 120)는 WiMax 또는 포인트-포인트(Point-to-Point) 링크와 같은 무선 통신 링크를 포함할 수 있다. 상기와 같은 상황에서, 상기 네트워크 인터페이스(222)는 기지국(105, 125) 또는 기지국(105, 125)에 연결된 장비와 통신하기 위해 무선 인터페이스 송수신기(240)를 포함한다. 따라서, 무선 수신기는 기지국(105, 125) 또는 WWAN(104, 124)내 다른 곳에 위치할 수 있다. 상기 무선 인터페이스 송수신기(240)는 도 2에서 점선 블록으로 도시되어, 유선 인터페이스(226)가 WWAN(104, 124)로 통신을 제공하는 때에는 상기 무선 인터페이스 송수신기(240)가 필요하지 않음을 나타내도록 한다. 따라서, 상기 무선 인터페이스 송수신기(240)는 상기 유선 인터페이스(226) 자리를 대신하며, 무선 인터페이스(226)에 추가하여 포함되거나 생략될 수 있다.
WWAN 수신기(214)는 적어도 하나의 UE 장치(102, 122)로부터 계층 변조 신호(106, 126)를 수신하도록 구성된다. 도 1A와 관련하여 설명된 바와 같이, 계층 변조 신호(106)는 저차 변조 컴포넌트(110) 및 고차 변조 컴포넌트(108)를 포함한다. 상기 WWAN 수신기(214)는 계층 변조 신호(106)를 복조하여 고차 변조 테이터 스트림을 회복하도록 하며, 이 같은 스트림은 기지국(105)으로 전송하기 위해 나중에 변조되거나 처리된다. 상기 기지국이 고차 변조 컴포넌트를 복조하도록 한다 해도, 일정 경우에는 저차 변조 컴포넌트만이 회복될 뿐이다. 따라서, 그와 같은 경우, 계층 변조 신호(106)는 WWAN 계층 변조 신호가 통신 경로(114)를 통해 상기 기지국(104)으로 전송되는 때 상기 기지국(104)에 의해 회복가능한 저차 변조 컴포넌트(110) 그리고 통신 경로(114)를 통해 송신한 뒤에 상기 기지국(104)에 의해 회복 불가한 고차 변조 컴포넌트(108)를 포함한다. 도 1 B와 관련하여 설명된 바와 같이, 계층 변조 신호(106)는 저차 컴포넌트(110) 그리고 고차 변조 컴포넌트(108)를 포함한다. 상기 WWAN 수신기(214)는 계층 변조 신호(106)를 복조하여 고차 변조 데이터 스트림을 회복하도록 하며, 상기 스트림은 수신자에게 송신하기 위해 나중에 변조되거나 처리된다. 상기 저차 변조 컴포넌트는 제 1 서비스 레벨 데이터에 해당하며 상기 고차 변조 컴포넌트는 제 2 서비스 레벨 데이터에 해당한다.
다른 정보에 추가하여, 상기 메모리(224)는 인터페이스 노드(100, 120)에 의해 서비스되는 UE 장치(102, 122) 각각에 해당하는 통신 장치 식별 값을 저장한다. 상기 통신 장치 식별 값은 전자 시어리얼 번호(ESN) 또는 다른 고유 데이터를 포함할 수 있다. 상기 식별 값은 공지의 여러 기술들을 사용하여 인터페이스 노드(100)에 저장될 수 있다. 상기 값들을 저장하는 적절한 방법의 예는 인터페이스 노드(100)가 설치되는 때 수행된 초기화 과정 중 또는 상기 인터페이스 노드(100, 120)로의 주기적인 엎데이트 중에 상기 값들을 저장함을 포함한다. 실시 예에서, 상기 WWAN 인프라(234)로부터 수신된 식별 정보는 상기 인터페이스 노드(100,120) 가까이에 있는 로컬 UE 장치(102, 122)를 식별하는 식별 값을 포함한다. 따라서, 상기 식별 정보는 상기 인터페이스 노드(100, 120)가 모니터 될 장치의 사용자 리스트를 업데이트 할 수 있도록 한다. 일정 실시에서, WWAN 인프라(234)로부터 수신된 식별 값들이 상기 사용자 리스트에서 저장된다. 다른 실시에서는, 상기 사용자 리스트가 사전에 프로그램된 식별 값 그리고 상기 WWAN 인프라로부터 수신된 식별값 컴비네이션을 포함할 수 있다. 이 같은 식별 정보는 파라미터, 번호, 식별자 또는 특정 UE 장치(102, 122)를 식별하기 위한 적절한 데이터를 갖는 인터페이스 노드를 제공하는 정보등의 조합이 될 수 있다.
실시 예에서, 상기 WWAN 인프라(234)는 하나 이상의 액세스 게이트웨이(232)를 포함하는 패킷 스위치 코어 네트워크를 포함한다. 컨트롤러(236)는 상기 액세스 게이트웨이 적어도 몇 개 기능이 상기 컨트롤러(236)에 의해 수행될 수 있는 프로세서, 컴퓨터, 프로세서 장치 또는 다른 처리 장치를 포함한다. 이 같은 컨트롤러는 위치 결정 서버(PDE) 또는 로케이션 서버와 같은 다른 위치 결정 처리기를 포함한다. 한 메모리(238)가 정보의 전자적 저장을 제공하는 RAM 또는 ROM과 같은 적절한 메모리 장치를 포함한다. 다른 타입의 정보에 추가하여, 상기 메모리는 식별 정보 그리고 인터페이스 노드(100, 120) 위치와 관련된 정보를 저장한다. 유선 및 무선 연결 조합을 사용하여 상기 액세스 라우터(228)가 상기 액세스 게이트웨이(232)에 연결될 수 있다. 적절한 연결의 예로서 T1 라인, 파이버 옵틱 케이블, 동축 케이블, 그리고 포인트-포인트 마이크로웨이브를 포함한다. 상기 액세스 게이트웨이(232)는 상기 인터페이스 노드(100, 120)가 상기 WWAN 인프라(234)와 통신하는 것을 허용하는 통신 인터페이스이다. 상기 WWAN 인프라(234)의 다양한 컴포넌트 및 기능이 코어 네트워크를 통해 퍼져있는 여러 장치들을 사용하여 실시 될 수 있다. 가령, 어느 UE 장치(102, 122)가 모니터 되어야 하는 가를 결정하기 위한 처리 기능이 각기 다른 위치에 위치하는 PDE에 연결된 한 서버에서 구현될 수 있다.
도 1A 및 도 2와 관련하여, 동작 중에, 인터베이스 노드(100)가 한 UE 장치(102)로부터 전송된 리버스 링크 계층 변조 신호(106)를 포함할 수 있는 리버스 링크 WWAN 채널을 모니터한다. 상기 리버스 링크 WWAN 수신기(214)가 상기 리버스 링크 계층 변조 신호(106)를 수신할 수 있도록 주파주가 조정되거나 구성이 정해진다. 하기에서 상세히 설명되는 바, 상기 계층 신호(106)는 고차 변조 컴포넌트(108)를 회복하도록 수신되고 복조된다. 이와 같이 회복된 데이터 스트림(112)은 상기 네트워크 인터페이스(222)를 통해 기지국으로 포워드된다.
많은 기술이 상기 인터페이스 노드를 통해 통신을 관리하도록 사용될 수 있다. 따라서, 상기 인터페이스 노드, WWAN(104), 그리고 기지국(105) 사이에서 제어 신호와 데이터 신호를 전송하기 위한 메시지의 타입, 수, 그리고 크기는 특정 관리 기법에 달려있다. 실시 예에서, 상기 인터페이스 노드(100)는 상기 UE 장치(102)와 상기 인터페이스 노드(100) 사이 통신 링크에 관련된 정보를 상기 기지국(105)으로 전송한다. 최소한 상기 링크 품질을 바탕으로 하여, 상기 기지국(105)이 적절한 차수의 변조를 상기 UE 장치(102)로 할당하도록 하며, 저차 변조 데이터와 고차 변조 데이터를 전송하도록 한다. 일정 경우, 상기 할당은 데이터의 타입 그리고 데이터 크기, 통신 자원의 이용가능성, 사용자 우선순위 레벨, 또는 다른 인수에 바탕을 두고 있다. 또한, 채널의 품질에 따라, 기지국(105)은 상기 인터페이스 노드를 고차 변조 데이터 어느 하나, 고차 변조 데이터와 저차 변조 데이터 모두를 포워드 하도록 지시하거나, 상기 인터페이스 노드로부터의 어떠한 데이터도 상기 WWAN으로 전송하지 않는다. 상기 지시는 일정 고정 수의 프레임, 타임 기간, 세션, 또는 다른 기간 동안 유효할 수 있다.
도 1B 및 도 2와 관련하여, 동작 중에, 상기 인터페이스 노드(120)가 UE 장치(122)로부터 전송된 리버스 링크 계층 변조 신호(126)를 포함하는 리버스 링크 WWAN 채널을 모니터한다. 상기 리버스 링크 WWAN 수신기(214)는 상기 리버스 링크 계층 변조 신호(126)를 수신하도록 주파수 조정되거나 구성이 정하여 진다. 실시 예에서, 기지국(125)은 상기 UE 장치(122) 그리고 상기 인터페이스 노드 사이 통신 링크 품질에 대하여 통지를 받는다. 한 UE 장치(122)가 검색된 뒤, 상기 인터페이스 노드(120)가 상기 통신 채널(136)을 모니터하고 그리고 그 품질을 바탕으로 하여 채널 품질 표시기를 발생시킨다. 상기 채널 품질 표시기는 다수의 파라미터 또는 특징 어느 하나 일 수 있다. 적절한 품질 표시기 예는 수신된 신호 세기 및 신호 대 잡음 비(SNR)이다. 상기 채널 품질 표시기는 자원을 할당하고 변조 기법과 전송 스케듈을 상기 UE 장치(122)로 배정하기 위한 정보를 사용하는 기지국(125)으로 포워드된다. 상기 자원 할당은 이용가능한 용량, 업링크 전송의 대역폭 요구조건, 그리고 사용자 우선순위와 같은 다른 인수들에 의해 정해질 수 있다.
상기 전송 스케듈이 설정되면, 적절한 정보가 상기 인터페이스 노드(120) 그리고 상기 UE 장치(122)로 보내진다. 공지의 기술에 따른 제어 기법이 사용되어 통신 파라미터를 상기 UE 장치(122)로 할당하도록 한다. 상기 인터페이스 노드(100)는 상기 기지국(105)에 의해 제공된 정보를 사용하여 상기 UE 장치(122)로부터 전송된 신호를 수신하도록 한다. 하기에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 계층 신호(126)가 수신되고 복조되어 고차 변조 컴포넌트(128)를 회복하도록 한다. 상기 회복된 데이터 스트림(제 2 서비스 레벨 데이터)(132)은 상기 네트워크 인터페이스(222)를 통하여 수신자에게 포워드된다. 상기 데이터(132)는 수신자에 의해 수신되기 전에 그 수에 관계없이 네트워크 또는 시스템을 통해 경로가 배정된다. 가령, 상기 데이터(132)는 인터넷 그리고 WWAN 시스템 또는 WLAN 시스템을 통해 무선 모바일 장치로 전송된 이메일을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 UE 장치(102, 122)로 수행된 방법에 대한 흐름도이다. 상기 방법은 UE 장치(102, 122)내 하드웨어, 소프트웨어 또는 소프트웨어 컴비네이션을 사용하여 수행될 수 있으나, 실시 예에서, 상기 방법은 소프트웨어 코드를 실행하여 최소한 부분적으로 수행된다.
단계(302)에서, 상기 UE 장치(102, 122)는 기지국(105, 125)으로부터 전송을 위한 최소한 변조 차수를 나타내는 통신 파라미터를 수신한다. 공지의 제어 기술에 따라, 기지국(105, 125)은 상기 UE 장치(102, 122)로부터 업링크 전송을 위한 저차 변조 및 고차 변조를 할당하는 제어 신호를 전송한다. 전력 제어 레벨 및 타이밍 정보와 같은 다른 파라미터가 또한 할당된다. 상기 고차 변조의 할당은 음성 통신에 추가하여 통신을 위한 상기 UE 장치(102, 122)로부터의 요청에 응답하여 있게 된다.
단계(304)에서, 상기 계층 변조 신호를 발생시키도록 계층 변조가 수행된다. 베이스 데이터 신호와 확장 데이터 신호(extended data signal)가 변조되고 인터리브드(interleaved) 데이터 신호 모두로부터의 데이터를 포함하는 계층 신호를 발생시키도록 한다. 도 1A에서 설명된 실시 예에서, 데이터 신호 모두는 기지국에 의해 수신하도록 되지만 일정 경우에는 각기 다른 우선순위 레벨을 갖는 정보를 포함한다. 데이터 신호들의 예들은 음성 정보를 포함하는 기지국 신호 그리고 상류 디지털 데이터를 포함하는 확장 데이터 신호를 포함한다. 다른 실시 예 경우에서는, 제어 데이터가 상기 확장 데이터 신호를 통해 보내질 수 있으며, 사용자 데이터가 상기 베이스 데이터 컴포넌트를 사용하여 보내질 수 있다. 도 1B에서 설명된 실시 예에 따라, 음성과 같은 제 1 레벨 서비스 데이터 그리고 내-지연 데이터와 같은 제 2 레벨 서비스 데이터가 상기 계층 변조 신호(126)를 형성하도록 결합된다.
단계(306)에서, 상기 계층 변조 신호가 전송된다. 대부분의 경우, 상기 UE 장치로부터 기지국(105)으로의 통신 경로(114)는 인터페이스 노드(100)으로의 통신 경로(116)와는 다를 것이다.
도 4A는 도 1A에서 도시된 본 발명 실시 예에 따라 상기 인터페이스 노드(100)에서 수행된 방법 흐름도이다. 상기 방법은 상기 인터페이스 노드(100)내에 있는 하드웨어, 소프트웨어 또는 폼웨어의 어떠한 조합을 사용하여서도 수행될 수 있는 것이나, 동 방법은 실시 예에서 상기 제어기(220)에서의 소프트웨어 코드를 실행함으로써 최소한 부분적으로 실행된다.
단계(402)에서, 상기 계층 변조 신호(106)가 상기 UE 장치(102)로부터 수신된다. 실시 예에서, 계층 변조 신호(106)는 상기 UE 장치(102)로부터 상기 인터페이스 노드(100)로의 통신 경로(116)를 통해 수신된 리버스 링크(RL) WWAN 신호이다. 상기 계층 변조 신호(106)는 베이스 데이터 신호에 해당하는 저차 변조 컴포넌트(110) 그리고 확장 데이터 신호에 해당하는 고차 변조 컴포넌트(108)를 포함한다.
단계(404)에서, 고차 변조 컴포넌트가 복조된다. 하기에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 상기 확장 데이터 신호가 계층 복조, 디-인터리빙 그리고 디코딩을 수행함으로써 회복된다. 일정 경우에서, 상기 저차 변조 컴포넌트 그리고 고차 변조 컴포넌트 모두 회복된다.
단계(406)에서, 고차 변조 컴포넌트 데이터를 위한 요청이 WWAN으로부터 수신된다. 일정 경우, 이 같은 요청은 저차 변조 컴포넌트 데이터를 위한 요청을 포함한다. 실시 예에서, 상기 WWAN(104)는 신호(106)의 컴포넌트 하나 또는 둘 이상이 수신될 수 없다는 기지국(105)으로부터의 표시를 바탕으로 요청을 발생시킨다. 상기 WWAN은 상기 UE 장치(102) 영역 내 모든 인터페이스 노드(100)로 상기 요청을 보낸다.
일정 경우에는, 스텝(406)이 생략될 수 있으며 고차 변조 컴포넌트가 계속하여 회복되고 계속하여 상기 네트워크로 보내진다. 추가로, 저차 변조 또한 계속하여 회복되고 포워드될 수 있다.
다른 일정 경우에는, 인터페이스 노드(100)가 일정 한계값(threshold)을 기준으로 저차 변조 컴포넌트 데이터를 보낼지 아니면 고차 변조 컴포넌트를 보낼지를 결정할 수 있다. 상기 한계값은 상기 인터페이스 노드에서 수신된 신호의 신호대 잡음비(SNR) 또는 신호 세기, 및/또는 가령 기지국(105)에서 수신된 신호(106)의 SNR 또는 신호 세기를 바탕으로 한다. 정보는 WWAN 또는 기지국으로부터 기지국(105)에서의 수신된 신호(106)과 관련된 인터페이스 노드로 주기적으로 보내진다.
단계(408)에서, 확장 데이터 신호가 보내진다. 실시 예에서, 상기 확장 데이터 신호(고차 변조 컴포넌트 데이터)가 WWAN(104)로 보내진다. 상기 확장 데이터 신호가 포맷되고, 변조되며, 상기 WWAN(104)로 전송하기 위한 신호를 형성하도록 처리된다. 상기 신호는 다수의 유선 또는 무선 기술을 사용하여 발송 및 전송된다. 상기 실시 예에서, 확장 데이터 신호(고차 변조 컴포넌트 데이터)는 상기 WWAN 인프라(234)에 연결된 네트워크를 통해 전송된다. 일정 경우, 상기 고차 변조 컴포넌트 데이터는 의도된 수신자에게 직접 보내진다. 가령, 고차 변조 컴포넌트 데이터가 이메일 이면, 이 같은 이메일은 WWAN 인프라로 보내지지 않고 상기 IP 네트워크(230)을 통해 직접 경로가 배정된다. 어떤 경우에는 상기 확장 데이터 신호가 상기 기지국(105)으로 포워드된다. 상기 확장 데이터 신호와 기지국 데이터 신호를 결합시키기 위해 더욱 처리가 필요할 수 있다. 그와 같은 처리는 상기 WWAN 인프라(104)내 기지국(105)에서 수행되거나 상기 네트워크내 다른 곳에서 수행될 수 있다.
도 4B는 도 1B에서 설명된바 본 발명 실시 예에 따라 상기 인터페이스 노드(120)에서 수행된 방법의 흐름도이다. 상기 방법이 상기 인터페이스 노드(120)내 하드웨어, 소프트웨어 또는 폼웨어 컴비네이션을 사용하여 수행될 수 있으나, 이 같은 방법은 실시 예에서 제어기(220)에서 소프트웨어 코드를 실행함으로써 적어도 부분적으로 수행될 수 있다.
단계(422)에서, 채널 품질 표시기가 기지국(125)으로 전송된다. 상기 인터페이스 노드(120)가 UE 장치(122)를 삭제한 뒤에, 상기 채널(136)이 상기 UE 장치(122)로부터 전송된 신호를 평가함으로써 모니터 된다. 실시 예에서, 상기 인터페이스 노드(100)는 WWAN에 의해 제공된 정보를 사용하여 기지국(125)으로 전송된 업 링크 신호를 수신하고 복조하도록 한다. 신호대 잡음비, 신호 세기, 신호 감쇄, 또는 비트 오류율(BER)과 같은 하나 또는 둘 이상 채널 품질 파라미터가 기지국(125)으로 발생되고 전송된다.
단계(424)에서, 업 링크 통신 파라미터가 상기 기지국(125)으로부터 수신된다. 상기 업 링크 통신 파라미터는 상기 LIE 장치(122)로 통신 자원 할당 관련한 정보를 제공하며, 적어도 상기 UE 장치(122)로 할당된 변조 차수 및 스케줄링 정보를 제공한다.
단계(426)에서, 계층 변조 신호(126)가 상기 UE 장치(122)로부터 수신된다. 상기 계층 변조 신호(126)는 상기 UE 장치(122)로부터 상기 인터페이스 노드(120)로의 통신 경로(136)를 통하여 수신된다. 상기 계층 변조 신호(126)는 상기 기지국 신호에 해당하는 저차 변조 컴포넌트(130)를 포함하며, 상기 확장 데이터 신호에 해당하는 고차 변조 컴포넌트(128)를 포함한다.
단계(428)에서, 상기 고차 변조 컴포넌트가 복조된다. 하기에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 확장 데이터 신호가 계층 복조, 디-인터리빙 및 디코딩을 수행하여 회복된다. 일정 경우, 저차 컴포넌트 그리고 고차 컴포넌트가 회복된다.
단계(430)에서, 상기 제 2 서비스 레벨 데이터(확장 컴포넌트)가 수신자에게 포워드된다. 실시 예에서, 한 통신 링크가 네트워크와 함께 설정되며, 일정 경우 상기 확장 컴포넌트가 포워드 되기 전에 수신자의 사용자 장비 장치와 함께 설정된다. 가령, 제 2 서비스 레벨 데이터가 이메일이면, 상기 인터페이스 노드(120)가 상기 인터넷과의 통신 링크를 설정하며, IP 프로토콜을 사용하여 상기 이메일 메시지를 전송한다.
상기 확장 데이터 신호가 포맷되며, 변조되고, 혹은 처리되어, 인터페이스 노드(120)가 WLAN 액세스 포인트 일부 이거나 이에 연결되는 네트워크 또는 WLAN으로 전송하기 위한 신호를 형성하도록 한다. 상기 신호는 다수의 유선 또는 무선 기술 중 어느 한 기술을 사용하여 발생되고 전송된다. 상기 실시 예에서, 확장 데이터 신호(제 2 서비스 레벨 데이터)가 상기 IP 네트워크(230)를 통하여 전송된다. 일정 실시 예에서, 상기 확장 데이터 신호는 기지국(125) 또는 WWAN(124)로 포워드된다.
도 5는 상기 UE 장치(102, 122)내 계층 변조 작용에 대한 블록도이다. 도 5에서 도시된 기능 블록은 실시 예에서 상기 UE 장치(102, 122)의 송신기(210), 메모리(206), 그리고 처리기의 적어도 일부에 의해 실현된다. 그러나 도 5와 관련하여 설명된 블록의 다양한 기능 및 동작은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 폼웨어의 조합에 의해 구체화되는 장치, 회로, 또는 소자들로 실현될 수 있다. 둘 또는 그 이상의 기능 블록이 하나의 장치로 통합될 수 있으며 단일 장치로 수행되는 것을 설명한 기능들이 여러 장치로 실현될 수 있기도 하다.
베이스 데이터 신호(500)가 베이스 컴포넌트 인코더(502)에서 수신되고, 확장 데이터 신호(504)는 확장 컴포넌트 인코더(506)에서 수신된다. 상기 베이스 데이터 신호(500) 그리고 확장 데이터 신호(504)는 여러 타입의 데이터 및 신호를 포함한다. 도 1A에서 도시된 바의 한 실시 예에서, 베이스 데이터 신호(500) 그리고 확장 데이터 신호(504)의 예가 동일한 데이터 자원으로부터의 두 스트림(streams), 실시간 및 최선형(best-effort) 데이터, 제어 및 데이터, 그리고 음성 및 데이터 신호를 포함한다. 도 2A에서 도시된 바와 같은 실시 예에서, 상기 데이터 및 신호는 제 1 서비스 레벨 데이터 그리고 제 2 서비스 레벨 데이터 각각에 해당한다.
계속해서 도 5와 관련하여, 데이터 신호 각각은 상기 신호가 베이스 인터리버(508) 및 확장 컴포넌트 인터리버(510)에 의해 인터리브되기 전에 공지의 기술에 따라 인코드되고 처리된다. 상기 인코더(502, 506), 인터리버(508, 510)는 오차 교정 처리를 제공하며, 터보 코딩과 같은 적절한 오차 교정 코딩을 사용할 수 있다. 상기 인터리버(508, 510)는 적절한 인터리빙 알고리즘을 사용할 수 있다. 한 컴포넌트에 의해 사용된 상기 인코딩 및 인터리빙 기법은 다른 컴포넌트에 의해 사용된 것들과는 다르다.
멀티플렉서(MUX)(512)는 계층 변조기(514)가 다중화된 신호를 변조시키기 전에 인터리브된 신호들을 다중화한다. 멀티플라이어(516, 518, 520)는 월시-코드(Walsh-codes)(W0, WC)를 동위상 및 직각 위상(in-phase and quadrature) 성분과 멀티플라이하고, 파일롯 신호(522)와 멀티플라이 한다. 이득 멀티플라이어(524, 526, 528)가 상기 동위상 및 직각 위상 성분 및 파일롯 신호 각각의 이득을 조정한다. 시 분할 멀티플렉서(TDM)(530)가 상기 파일롯, 동위상 및 직각 위상 신호를 다중화하여 안테나를 통해 송신기(210)에 의해 전송된 계층 변조 신호(206)를 발생시키도록 한다.
도 6은 층 변조 기호 내로 비트를 맵핑하는 것에 대한 블록도이다. 베이스 컴포넌트 및 확장 컴포넌트 각각이 개별적으로 인터리버(508, 510)에 의해 인코드되고 인터리브된다. 출력(Bi, Ej)은 상기 멀티플렉서(514)에 의해 다중화되어 기호(S0, S1, S2, S3)를 발생시키도록 한다. 베이스 컴포넌트를 만드는 파라미터의 수에 따라, 상기 멀티플렉싱이 변할 수 있다. 가령, 상기 컴포넌트 각각으로부터의 비트를 멀티플렉싱을 위해 변경하는 대신, 베이스 비트 각각을 세 개의 확장 비트가 뒤따르도록 한다.
도 7은 계층 변조기(514)에 의해 발생된 계층 변조 기호를 설명하는 예시적 16-QAM 성상(constellation)(700)의 그래프를 도시한 도면이다. 이 예에서, 변조 기호 각각은 4개의 멀티플렉스 비트(즉, S3, S2, S1, S0)를 나타낸다. 상기 베이스 컴포넌트로부터 멀티플렉스된 비트들은 S0와 S2에 의해 표시되며, 상기 확장 컴포넌트로부터의 멀티플렉스된 비트들은 S1 및 S3에 의해 표시된다. 상기 변조 기호는 같은 4분면 내에서 변경되지 않도록 구성된다. 따라서, 베이스 컴포넌트로부터의 멀티플렉스된 비트들은 필수적으로 QPSK 변조되며, 상기 확장 컴포넌트로부터의 멀티플렉스된 비트들은 16-QAM 변조된다.
도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 베이스 및 확장 컴포넌트들은 변조되고, 다음에 파일롯 신호와 함께 전송된다. 상기 파일롯 이득(Gp)은 상기 베이스 및 확장 컴포넌트에 대한 이득(Gb)과는 무관하다. 상기 베이스 컴포넌트 수신을 개선시키기 위해, 상기 UE 장치(102, 122)는 이득 Gb를 조정해서, 상기 인터페이스 노드(100)가 성공적으로 상기 파일롯 신호를 수신하면 베이스 데이터 신호가 성공적으로 복조될 수 있도록 한다.
도 8은 상기 인터페이스 노드(100)에서 계층 복조를 수행하기 위한 예시적 WWAN 수신기(214) 블록도이다. 다른 컴포넌트에 추가하여, 상기 수신기(214)는 리시버 프론트 엔드(RX FE)(801), 딜레이 버퍼(802), 윌시-코드(W0, WC), 그리고 계수(W*) 멀티플라이어(804, 806, 808, 810, 812), 채널 평가기(814), 한계값 비교기(816), 계층 복조기(818)를 포함한다. 월시-코드(W0)를 사용하는 파일롯을 디스크램블한 뒤에, 비중(W*)그리고 SNR을 평가하기 위해 채널 평가가 수행된다. 상기 지연된 데이터는 월시-코드(WC)를 사용하여 디스크램블되며 다음에 계수를 사용하여 등화(equalized)된다. 현재 신호의 SNR에 따라, QPSK 또는 16- QAM 복조가 사용될 수 있다. 수신기(214)는 또한 베이스-컴포넌트 디-인터리버(826) 그리고 디코더(828), 그리고 확장 컴포넌트 디-인터리버(822) 및 디코더(824)를 갖는다. 일정 경우에는, 상기 베이스 디-인터리버(826) 그리고 베이스 디코더(828)가 생략될 수 있다. 적어도 기능 블록 일부는 제어기(220)내에서 실시 될 수 있다. 그러나 도 8과 관련하여 설명된 블록의 다양한 기능 및 작업은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 폼웨어의 조합에 의해 구체화되는 장치, 회로, 또는 소자들로 실현될 수 있다. 둘 또는 그 이상의 기능 블록이 하나의 장치로 통합될 수 있으며 단일 장치로 수행되는 것을 설명된 기능들이 여러 장치로 실현될 수 있기도 하다.
상기 채널 평가기(814)는 계층 복조기(818)에 의해 사용될 변조 차수를 결정하는 한계값 비교기(816)로 신호 세기 표시기(C/I)를 제공한다. 상기 한계값 비교기(816)는 하나 또는 둘 이상의 룩업 테이블(LUTs)을 포함하여, 신호대 잡음 비(SNR) 레인지(range) 및 상응하는 변조 차수 값(modulation order values)을 저장할 수 있도록 한다. 상기 SNR에 대한 LUT은 전송된 파일롯 레벨이 트래픽 상태에 따라 변경될 수 있기 때문에, 상기 파이롯 이득(Gp) 및 베이스 컴포넌트에서 사용된 이득의 상대적인 레벨에 따라 갱신될 수 있다. 상기 LUT은 코드율(code-rate) 정보를 포함하기도 한다. 만약 한계값 비교기(816)가 양호함(상기 한계값 이하)을 나타내면, 베이스 및 확장 컴포넌트가 16- QAM 복조기를 사용하여 성공적으로 복조될 수 있다.
그러나, 상기 한계값 비교기(816)가 낮은 SNR를 나타내면, 베이스 컴포넌트만이 성공적으로 복조될 수 있음이 가능하다. 이 같은 경우, 수신된 16- QAM 기호 각각에 대하여, 상기 다중 층 복조기(818)만이 어느 4분면에서 기호가 최소 오차 가능성을 갖는가를 결정할 필요가 있다. 16개의 가능한 16- QAM 기호에서 선택하는 대신, 다중 층 복조기(818)만이 4개의 가능한 결과를 바탕으로 하여 결정할 필요가 있을 뿐이다(QPSK 복조와 유사). 이는 4분면 각각에 대한 변조 기호가 상기 베이스 컴포넌트 비트와 관련하여 변경되지 않기 때문에 가능하다. 상기에서 설명된 바와 같이, 일정 경우에서는 다른 변조 차수 컴비네이션이 사용될 수 있다.
선택에 따라서는, 수신기(상기 릴레이 및 베이스 스테이션 모두에서)가 신호 세기와 시도를 모니터하여 한계값 비교 없이 신호를 회복하도록 할 수 있다. 이 같은 경우, 상기 수신기는 상기 베이스 그리고 확장 컴포넌트 모두를 항상 복조한다. 상기 베이스 그리고 확장 컴포넌트는 오차 검사, 가령 컴포넌트 각각에 대하여 주기적인 중복 검사(cyclic redundancy check)(CRC) 또는 상응하는 검사 결과에 따라 오버헤드 메시지의 성공적인 회복을 나타낼 수 있다.
도 1B에서 도시된 실시 예에서, 상기 UE 장치(102)는 단일 전송으로 멀티플 QoS 통신을 사용할 수 있으며, 배터리 파워 및 제어-신호발생 오버헤드와 같은 효율적인 자원의 사용을 발생시킨다. 멀티플 서비스는 단일 세션에서 제공된다. 또한, WWAN 업 링크 트래픽 자원의 사용은 전송을 위해 최소화되어 멀티플 서비스 전송을 용이하게 하기 위해 제어 신호발생만을 필요로 한다.
당업자라면 본원 명세서 설명과 발명의 다른 실시 예 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 상기 설명은 설명적인 목적으로 제공되는 것이다. 본원 발명은 따라서 청구범위에 의해서만 그 범위가 제한된다.

Claims (20)

  1. 인터페이스 노드에 있어서, 상기 인터페이스 노드는
    사용자 장비(UE) 장치로부터 전송된 무선 광역 네트워크(WWAN) 계층 변조 신호를 수신하기 위한 수신기;
    고차 컴포넌트 데이터를 회복하기 위한 고차 변조 컴포넌트를 복조하기 위한 복조기; 그리고
    상기 고차 변조 컴포넌트 데이터를 WWAN으로 보내기 위한 네트워크 인터페이스
    를 포함하며, 상기 WWAN 계층 변조 신호는 저차 변조 컴포넌트(lower modulation order component)와 고차 변조 컴포넌트(higher modulation order component) 를 포함하며, 상기 네트워크 인터페이스는, 상기 WWAN내 기지국이 상기 계층 변조 신호로부터 고차 컴포넌트 데이터를 회복할 수 없는 때 고차 변조 컴포넌트 데이터를 보내도록 구성됨을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 저차 변조 컴포넌트가 제 1 서비스 레벨 데이터 신호에 해당하고, 그리고 고차 변조 컴포넌트가 제 2 서비스 레벨 데이터 신호에 해당함을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스가 무선 송신기를 포함하여 고차 변조 컴포넌트 데이터를 전송하도록 함을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 무선 송신기가 WWAN 무선 채널을 통해 기지국으로 고차 컴포넌트 데이터를 전송하도록 하는 WWAN 송신기임을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스가 상기 기지국에서 수신된 WWAN 계층 변조 신호의 신호대 잡음 비가 한계값 이하인 때, 고차 변조 컴포넌트 데이터를 상기 WWAN으로 보내도록 구성됨을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스가 한 액세스 라우터를 포함하여 유선 통신 네트워크로 연결하도록 함을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 유선 통신 네트워크가 한 인터넷 그리고 한 액세스 게이트웨이를 포함함을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 고차 변조 컴포넌트는 QPSK와 16-QAM, 64-QAM과 256-QAM의 그룹으로부터 선택된 변조에 따라 변조되며, 저차 변조 컴포넌트는 BPSK, QPSK, 16- QAM, 그리고 64-QAM의 그룹으로부터 선택된 변조에 따라 변조됨을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 서비스 레벨 데이터가 실시간 데이터이고; 그리고 상기 제 2 서비스 레벨 데이터가 내-지연(delay-tolerant) 데이터임을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  11. 제 1항에 있어서, 사용자 장비 장치가 다중화된 데이터 스트림을 발생시키기 위해 베이스 데이터 신호 및 확장 데이터 신호를 다중화하기 위한 멀티플렉서; 베이스 데이터 신호에 해당하는 저차 변조 컴포넌트 그리고 확장 데이터 신호에 해당하는 고차 변조 컴포넌트를 포함하는 무선 광역 네트워크(WWAN) 계층 변조 신호를 발생시키기 위해 다중화된 데이터 스트림을 변조하기 위한 변조기; 그리고 제 1 통신 경로를 통하여 상기 인터페이스 노드로 그리고 제 2 통신 경로를 통하여 기지국으로 상기 WWAN 계층 변조 신호를 전송하도록 하는 WWAN 송신기를 포함함을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  12. 제 2항에 있어서, 사용자 장비 장치가 다중화된 데이터 스트림을 발생시키기 위해 제1 서비스 레벨 데이터 신호 및 제 2 서비스 레벨 데이터 신호를 다중화하기 위한 멀티플렉서; 제 1 서비스 레벨 데이터 신호에 해당하는 저차 변조 컴포넌트 그리고 제 2 서비스 레벨 데이터 신호에 해당하는 고차 변조 컴포넌트를 포함하는 무선 광역 네트워크(WWAN) 계층 변조 신호를 발생시키기 위해 다중화된 데이터 스트림을 변조하기 위한 변조기; 그리고 제 1 통신 경로를 통하여 상기 인터페이스 노드로 그리고 제 2 통신 경로를 통하여 기지국으로 상기 WWAN 계층 변조 신호를 전송하도록 하는 WWAN 송신기를 포함함을 특징으로 하는 인터페이스 노드.
  13. 무선 광역 네트워크(WWAN)에서 데이터를 회복하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
    인터페이스 노드에서, 사용자 장비(UE) 장치로부터 전송된 무선 광역 네트워크(WWAN) 계층 변조 신호를 수신하는 단계;
    고차 컴포넌트 데이터를 회복하기 위해 인터페이스 노드에서 고차 변조 컴포넌트를 복조하는 단계; 그리고
    상기 WWAN내 기지국이 상기 계층 변조 신호로부터 고차 컴포넌트 데이터를 회복할 수 없는 때, 상기 인터페이스 노드로부터 상기 고차 변조 컴포넌트 데이터를 WWAN으로 보내는 단계,
    를 포함하며, 상기 WWAN 계층 변조 신호가 저차 변조 컴포넌트(lower modulation order component)와 고차 변조 컴포넌트(higher modulation order component) 를 포함함을 특징으로 하는 무선 광역 네트워크(WWAN)에서 데이터를 회복하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 저차 변조 컴포넌트가 제 1 서비스 레벨 데이터 신호에 해당하고, 그리고 고차 변조 컴포넌트가 제 2 서비스 레벨 데이터 신호에 해당함을 특징으로 하는 무선 광역 네트워크(WWAN)에서 데이터를 회복하기 위한 방법.
  15. 삭제
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 고차 변조 컴포넌트 데이터를 WWAN으로 보내는 것이 WWAN 무선 채널을 통해 기지국으로 고차 컴포넌트 데이터를 무선으로 전송함을 포함함을 특징으로 하는 무선 광역 네트워크(WWAN)에서 데이터를 회복하기 위한 방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 고차 변조 컴포넌트 데이터를 WWAN으로 보내는 것이 기지국에서 수신된 WWAN 계층 변조 신호의 신호대 잡음 비가 한계값 이하임을 결정함에 응답하여 상기 WWAN으로 고차 변조 컴포넌트 데이터를 전송함을 포함함을 특징으로 하는 무선 광역 네트워크(WWAN)에서 데이터를 회복하기 위한 방법.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 고차 변조 컴포넌트 데이터를 WWAN으로 보내는 것이 유선 통신 네트워크를 통해 고차 변조 컴포넌트 데이터를 전송함을 포함함을 특징으로 하는 무선 광역 네트워크(WWAN)에서 데이터를 회복하기 위한 방법.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 고차 변조 컴포넌트는 QPSK와 16-QAM, 64-QAM과 256-QAM의 그룹으로부터 선택된 변조에 따라 변조되며, 저차 변조 컴포넌트는 BPSK, QPSK, 16-QAM, 그리고 64-QAM의 그룹으로부터 선택된 변조에 따라 변조됨을 특징으로 하는 무선 광역 네트워크(WWAN)에서 데이터를 회복하기 위한 방법.
  20. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 서비스 레벨 데이터가 실시간 데이터이고; 상기 제 2 서비스 레벨 데이터가 내-지연 데이터임을 특징으로 하는 무선 광역 네트워크(WWAN)에서 데이터를 회복하기 위한 방법.
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