KR101345573B1

KR101345573B1 - 적어도 두 개의 송신 안테나들을 포함하는 스테이션, 및 이로부터 송신하는 방법

Info

Publication number: KR101345573B1
Application number: KR1020127001518A
Authority: KR
Inventors: 매튜 피. 제이. 베이커
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2013-12-30
Also published as: JP2012531150A; US20120157148A1; EP2282418A2; EP2282418A3; WO2010149306A3; CN102804628A; KR20120046185A; JP5519785B2; BRPI1011455A2; CN102804628B; US8874158B2; WO2010149306A2

Abstract

주 스테이션로부터 복수의 신호들을 각각의 복수의 2차 스테이션들에 송신하는 방법이 제공되고, 주 스테이션은 적어도 2개의 송신 안테나들을 포함하고, 상기 복수의 신호들 각각은 적어도 2개의 송신 안테나들의 각각의 부분으로부터 각각의 2차 스테이션에 송신되고, 각각의 부분은 각각의 2차 스테이션의 미리 결정된 특징에 따라 선택된다.

Description

적어도 두 개의 송신 안테나들을 포함하는 스테이션, 및 이로부터 송신하는 방법{A STATION COMPRISING AT LEAST TWO TRANSMIT ANTENNAS, AND A METHOD OF TRANSMITTING THEREFROM}

본 발명은 원격통신에 관한 것으로, 특히 무선 원격통신에 관한 것이다.

송신 다이버시티 및 많은 다중-입력 다중-출력(MIMO) 수법들을 이용하는 것들과 같은, 공지의 복수-안테나 송신 시스템들에서, 균형잡힌 한 쌍의 파워 증폭기들이 이용되고 균등하게 부하가 걸리게 수 있게 하기 위해서, 송신 안테나들 간에 송신 파워가 대략 균등하게 공유된다.

그러나, 어떤 상황들에서 2개의 안테나들로부터 신호의 송신은 상쇄적 간섭에 기인하여 이롭지못한 결과들을 가질 수 있다. 이러한 상황의 예는 3세대 파트너쉽 프로젝트(3 GPP)(특히, 3GPP Technical Specification 25.211, Version 8.5.0, Section 5.3.2.6 참조)에 의해 규정된 광대역 CDMA(WCDMA) 시스템에서 F-DPCH(Fractional Dedicated Physical Channel)로서 알려진 신호의 송신에서 발생한다. F-DPCH는 규칙적인 간격들로 송신되는 단일 기호의 정보(송신기 파워 제어(TPC) 명령을 구성하는)로 구성된다. 각각의 개개의 TPC 명령은 다른 값을 취할 수 있다. 그러므로, STBC(Space-Time Block Code) 기술들은 조작할 다수 쌍들의 기호들을 요구하기 때문에, 공지의 STBC 송신 다이버시티 기술들을 이 채널에 적용하는 것은 가능하지 않다. 결국, WCDMA 명세의 현재의 버전들에서, 동일 F-DPCH 기호는 동시에 안테나들로부터 송신되게 규정된다. 이것은 송신 파워가 안테나들 간에 균형이 잡히게 할 수 있지만 일부 위치들(보강적 간섭들이 다른 것들에서 일어날 지라도)에서 상쇄적 간섭이 생성할 결점이 있다. 이것은 일부 위치들에서 모바일 이용자 단말은 F-DPCH에 대해 매우 빈약한 신호 대 잡음비(SNR)를 겪거나, 동기화 기준이 WCDMA에서 F-DPCH(Fractional Dedicated Physical Channel)의 퀄리티에 관련하여 규정되기 때문에 아마도 동기화를 잃을 수조차 있음을 의미한다.

적어도 하나의 안테나로부터 송신들의 위상을 동적으로 적응시키는 폐루프 수법들과 같은 그외 어떤 다른 송신 다이버시티 수법들은 이 문제가 일어나지 않는다. 그러나, 이러한 수법들은 피드백을 요구하여 복잡성을 증가시키고 무선 채널의 코히런스 시간이 짧을 땐 잘 작동하지 못할 수도 있다.

당업자는 첨부된 독립 청구항들을 참조한다. 일부 바람직한 특징들이 종속 청구항들에 개시되어 있다.

본 발명의 예는 복수의 신호들을 주 스테이션(primary station)으로부터 각각의 복수의 2차 스테이션(secondary station)들에 송신하는 방법으로서, 상기 주 스테이션은 적어도 2개의 송신 안테나들을 포함하고, 상기 복수의 신호들 각각은 상기 적어도 2개의 송신 안테나들의 서브세트로부터 송신되고, 상기 각 서브세트는 적어도 상기 각각의 2차 스테이션의 미리 결정된 특징에 따라 선택된다.

일부 실시예들에서, 주 스테이션은 기지국이고 2차 스테이션들은 이용자 단말들이다.

일부 실시예들에서, 상쇄적 간섭의 문제는 상이한 각각의 단일 안테나로부터 개개의 이용자 단말에 각각의 F-DPCH을 송신함으로써 회피된다. 일부 실시예들에서, 서로 다른 F-DPCH들은 송신 파워의 균형을 유지하기 위해 서로 다른 안테나들에 실질적으로 동일하게 할당된다.

발명자는 일부 실시예들에서 각 이용자 단말의 F-DPCH는 이용자 단말의 기지의 특징에 기초하여 확정적으로 대응하는 안테나에 할당됨을 알았다.

이 수법은 추가의 시그널링이 복잡성 및 오버헤드를 더할 것이기 때문에 어느 안테나가 각 이용자 단말(각 이용자 단말이 신호를 복조하기 위해 이용할 위상 기준을 알 수 있게 하기 위해서)에 할당되는지를 나타내기 위해 이러한 명시적 시그널링을 이용하는 대안적 제안에 비해 잇점들을 갖는다.

또한, 본 발명은 대응하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 실시예들은 도면들에 관련하여 예로서 기술될 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 기지국을 더 상세히 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 기지국의 동작을 예시한 흐름도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기지국을 예시한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 기지국의 동작을 예시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기지국을 예시한 도면.
도 7은 도 6에 도시된 기지국의 동작을 예시한 흐름도.

도 1에 도시된 바와 같이, 예로서의 무선 액세스 네트워크(3)는 주 스테이션(4), 즉 무선 원격통신 기지국(6), 및 간략성을 위해 2개만이 도시된 이용자 단말들(8)을 포함한다. 기지국을 종종 NodeB라고도 한다. 이용자 단말을 종종 "UE"라 표기하고 이용자 장비라고도 한다. 기지국(6)은 이용자 단말들(8)과의 무선 통신을 위해 2개의 안테나들(10)을 갖는다. 기지국은 코어 네트워크(12)에도 연결된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 기지국은 안테나 선택기(16)에 연결된 F-DPCH(Fractional Dedicated Physical Channel) 기호 생성기(14)를 포함한다. 선택기는 F-DPCH 생성기(14)로부터의 입력(18)을 포함한다. 안테나 선택기(16)는 각각 Ant1 및 Ant2라 표기한 2개의 안테나들(22, 24)에 연결되는 송신기-수신기(20)에도 연결된다.

이용에 있어, UE 아이덴티티 디코더(26)는 이용자 단말(또는 코어 네트워크로부터)로부터 수신된 신호 내 이용자 단말 식별자를 디코딩하고 이 디코딩된 식별자를 안테나 선택기(16)에 포워드(forward)한다.

이 예에서, 이용자 단말 식별자는 자신의 셀 무선 네트워크 임시 식별자 (C-RNTI)이다. 이것이 아닌 다른 유사한 예에서, 이용자 단말 식별자는 국제 모바일 장비 식별자(IMEI)이다.

기지국(12)이 F-DPCH 기호들을 송신하기 위해 어느 안테나를 이용할지 선택함에 있어 어떻게 동작할지의 예를 이제 기술한다. 식별자의 홀수 값을 가진 이용자 단말들은 기지국의 제 1 송신 안테나에 할당된 이들의 F-DPCH 기호들을 가지고, 상기 식별자의 짝수 값을 가진 이용자 단말들은 제 2 안테나에 할당된 이들의 F-DPCH 기호들을 갖는다. 이 수법을 도 3을 참조하여 더 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 코어 네트워크(12)는 F-DPCH 기호를 특정 이용자 단말에 송신할 것을 기지국(6)에 지시한다(단계 a). 이어서 기지국은 이용자 단말(또는 코어 네트워크)로부터 수신된 신호들로부터 이용자 단말의 특징, 즉 이용자 단말 식별자인 C-RNTI를 결정한다(단계 b). 이어서, 안테나 선택기(16)는 식별자(숫자인)가 홀수인지(짝수와는 반대인)를 결정함으로써(단계 c) 안테나를 선택한다. '예'이면(단계 d), 제 1 안테나(Ant1)이 선택된다(단계 e). 반대로, '아니오'이면(단계 f), 제 2 안테나(Ant2)가 선택된다(단계 g).

이 예에서, 특정 이용자 단말에 송신을 위해 이용될 안테나 식별번호는 (ID mod N)+ 1 에 의해 주어지고 ID는 이용자 단말의 식별자이고 N은 기지국에서 송신을 위해 이용가능한 총 안테나 수이다. ID mod N은 ID를 N으로 정수 제산한 정수 나머지이다. 이 2개의 안테나 예에서, N = 2이고 이용자 단말에 이용될 안테나의 식별번호(1 또는 2)는 (ID mod N) + l에 의해 주어진다. 따라서, 이 예에서 이용자 단말 ID가 홀수라면 Ant2가 선택되나 이용자 단말 ID가 짝수라면 Ant1이 선택된다.

평균으로, 그리고 특히 많은 수의 이용자 단말들이 있는 경우, 이러한 메커니즘은 송신 파워가 안테나들 간에 근사적으로 동등하게 분할될 수 있게 한다.

기지국으로부터 송신된 F-DPCH(Fractional Dedicated Physical Channel) 기호들의 이용자 단말들에 의한 수신에 관하여, 각각의 이용자 단말은 자신의 식별자를 선험적으로 알며, 따라서 유사한 방식으로, 기지국은 상기 이용자 단말로의 F-DPCH 기호의 다운링크 송신을 위해 기지국의 안테나들 중 어느 것을 이용할 것인지를 계산한다. 따라서, 이용자 단말은 F-DPCH 기호의 복조에서 이 안테나에 대해 예상되는 위상 기준을 이용한다.

안테나 선택에서의 시간 이용

또 다른 실시예에서, 안테나들은 시간-종속적으로 선택될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 위에 기술된 것과 유사한 다른 실시예에서, 송신이 일어날 시간슬롯 번호(28)가 안테나 선택기(16')에 추가의 입력으로서 이용된다.

예를 들면, 이어서 안테나 번호는 ((ID + TSN) mod N) + 1에 의해 주어지고, TSN은 송신이 일어나는 시간슬롯 번호(timeslot number)이다. 앞에 언급된 바와 같이, ID는 이용자 단말의 식별자이고, N은 기지국에서 송신을 위해 이용가능한 총 안테나들 수이다.

이 추가의 입력은 특정 이용자 단말에의 송신이 시간에 따라 안테나들 간에 체계적으로 전환하게 하여, 어떤 전환형 안테나 다이버시티가 달성될 수 있게 한다. F-DPCH 기호들의 경우에, 이것은 어떤 한 개개의 송신 파워 제어(TPC) 명령의 신뢰성을 개선하지 않을 것이지만, 평균으로 신뢰성을 개선하는 잇점을 가질 것이고, 그러므로 이용자 단말이 동기화를 잃는 것을 피할 수 있게 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 코어 네트워크(12)는 특정 이용자 단말에 F-DPCH 기호를 송신할 것을 기지국(6')에 지시한다(단계 a'). 기지국은 이용자 단말(또는 코어 네트워크)로부터 수신된 신호들로부터 이용자 단말의 특징, 즉 이용자 단말 식별자인 C-RNTI를 결정한다(단계 b'). 이어서, 기지국은 F-DPCH 기호가 전송될 시간슬롯 번호를 결정한다(단계 c').

안테나 선택기(16')는 다음과 같이 안테나를 선택한다. 제 1 안테나 선택기(16')는 식별자(숫자인)가 홀수인지를(즉 짝수가 아닌) 결정한다(단계 d'). '아니오이면(단계 e'), 안테나 선택기는 시간슬롯 번호가 홀수인지를 결정한다(단계 f'). 시간슬롯 번호가 홀수가 아니면(단계 g'), 제 1 안테나(Ant1)가 선택된다(단계 h'). 반대로, 시간슬롯 번호가 홀수이면(단계 i'), 제 2 안테나(Ant2)가 선택된다(단계 j').

한편, 단계 d'에서 결정이 '예'로서, 식별자는 홀수라면(단계 k'), 안테나 선택기는 시간슬롯 번호가 홀수인지를 결정한다(단계 l'). '예'이라면(단계 m'), 제 1 안테나(Ant1)가 선택된다(단계 n'). 반대로, '아니오'(단계 o')이면, 제 2 안테나(Ant2)가 선택된다(단계 p').

또 다른 대안적 실시예(도시되지 않음)에서, 시간슬롯 번호 대신 프레임 번호가 이용된다.

안테나 선택에서의 의사-난수(pseudo-random)의 이용

다른 실시예에서, 시간슬롯 번호(TSN) 대신 의사-난수가 이용되고, 의사-난수는 기지국 및 이용자 단말 양쪽 모두에서 이용가능한 기지의 또는 확정적으로-도출가능한 시퀀스로부터 도출된다. 의사-난수는 예를 들면, 이 목적을 위해 유용한 일군의 함수들인 해싱 함수들에 의해 제공될 수도 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 위에 단락에서 기술된 것과 유사한 다른 실시예에서, 의사-난수 생성기(30)로부터 의사-난수는 안테나 선택기(16")에 추가의 입력으로서 이용된다.

예를 들면, 안테나 번호는 ((ID + PRN) mod N)+ 1에 의해 주어지고, PRN은 의사-난수이다. 앞에 언급된 바와 같이, ID는 이용자 단말의 식별자이고, N은 기지국에서 송신을 위해 이용가능한 총 안테나 수이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 코어 네트워크(12)는 F-DPCH 기호를 특정 이용자 단말에 송신할 것을 기지국(6")에 지시한다. 이어서, 기지국은 이용자 단말(또는 코어 네트워크)로부터 수신된 신호들로부터 이용자 단말의 특징, 즉 이용자 단말 식별자인 C-RNTI를 결정한다(단계 b"). 기지국은 보내질 F-DPCH 기호에 관하여 생성된 의사-난수를 결정한다(단계 c"). 안테나 선택기(16)"는 다음처럼 안테나를 선택한다. 먼저, 안테나 선택기(16)'는 식별자(숫자인)가 홀수인지(짝수에 반대인)를 결정한다(단계 d"). 아니오이면(단계 e"), 안테나 선택기는 의사-난수가 홀수인지를 결정한다(단계 f'). 아니오이면(단계 g"), 제 1 안테나(Ant1)가 선택된다(단계 h"). 반대로, 예이면(단계 i")이면, 제 2 안테나(Ant2)가 선택된다(단계 j").

한편, 단계 d"에서 결정이 예인, 식별자가 홀수이면(단계 k"), 안테나 선택기는 의사-난수가 홀수인지를 결정한다(단계 l'). 예이면(단계 m"), 제 1 안테나(Ant1)가 선택된다(단계 n"). 반대로, 아니오이면(단계 o"), 제 2 안테나(Ant2)가 선택된다(단계 p").

이외 다른 변형예들

위에 예들에서, 이용자 단말 식별자는 안테나 선택기에 입력으로서 이용된다. 그외 어떤 다른 실시예들에서, 이용자 단말들의 그외 어떤 다른 기지의 특징이 이들 간을 구별하기 위해 이용된다.

일부 특정한 예들에서, 기지국은 단지 2개의 안테나들을 갖는다(N = 2). 그외 어떤 다른 실시예들에서, 기지국에서 송신을 위해 이용가능한 총 안테나 수 N은 예를 들면, 3, 4, 5....로 더 많을 수도 있다, 한 특정한 이용자 단말에 송신을 위해 이용되는 안테나 번호는 (ID mod N)+ 1에 의해 주어질 수 있고 ID는 이용자 단말의 식별자이고, N은 3,4,5...이다.

위에 예들에서, 주 스테이션은 기지국이고 2차 스테이션들은 이용자 단말들이다. 일부 실시예들에서, 주 스테이션은 이용자 단말일 수 있고 2차 스테이션들은 기지국들일 수 있다.

일반

본 발명은 이의 본질적 특징들 내에서 다른 특정한 형태로 구현될 수 있다. 기술된 실시예들은 모든 면들에서 제한하는 것이 아니라 예시적인 것으로서만 고찰되어야 한다. 그러므로, 본 발명의 범위는 전술한 바에 의해서가 아니라 첨부된 청구항들에 의해 표시된다. 청구항들의 의미 및 이들의 등가적 범위 내에 있는 모든 변경들은 이들의 범위 내에 포함된다.

당업자는 여러 위에 기술된 방법들의 단계들이 프로그래밍된 컴퓨터들에 의해 실행될 수 있음을 쉽게 알 것이다. 일부 실시예들은 기계 또는 컴퓨터 판독가능하고 기계-실행가능한 또는 컴퓨터-실행가능한 프로그램의 명령들을 인코딩하는 프로그램 저장 디바이스들, 예를 들면, 디지털 데이터 저장 매체들을 포함하고, 상기 명령들은 상기 전술한 방법들의 일부 또는 모든 단계들을 실행한다. 프로그램 저장 디바이스들은 예를 들면, 자기 디스크 및 자기 테이프들, 하드 드라이브들, 또는 선택적으로는 판독가능 디지털 데이터 저장 매체들과 같은 디지털 메모리들, 자기 저장 매체들일 수 있다. 또한, 실시예들은 전술한 방법들의 상기 단계들을 실행하게 프로그래밍된 컴퓨터들을 포함한다.

3: 무선 액세스 네트워크 4: 주 스테이션
6: 무선 원격통신 기지국 8: 이용자 단말들
10: 안테나들 12: 코어 네트워크
14: F-DPCH 생성기 16: 안테나 선택기

Claims

주 스테이션(primary station)으로부터 복수의 신호들을 대응하는 복수의 2차 스테이션들에 송신하는 방법으로서, 상기 주 스테이션은 적어도 2개의 송신 안테나들을 포함하는, 상기 방법에 있어서,
상기 복수의 신호들 각각은 상기 적어도 2개의 송신 안테나들의 각각의 서브세트(subset)로부터 각각의 2차 스테이션에 송신되고, 각 서브세트는 상기 각각의 2차 스테이션의 미리 결정된 특징에 따라 선택되고, 상기 미리 결정된 특징은 상기 2차 스테이션의 식별자인, 복수의 신호 송신 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
각 송신 안테나는 대응하는 번호에 의해 식별되고, 신호의 송신을 위해 이용되는 상기 송신 안테나의 번호는 (ID mod N)+ 1에 의해 주어지고, ID는 상기 각각의 2차 스테이션의 상기 식별자이고, N은 상기 주 스테이션에서 송신을 위해 이용가능한 총 안테나 수인, 복수의 신호 송신 방법.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 주 스테이션은 단지 2개의 송신 안테나들을 포함하고, 상기 신호들 각각은 각각의 단일의 송신 안테나에 의해 송신되는, 복수의 신호 송신 방법.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호들은 F-DPCH(Fractional Dedicated Physical Channel) 심볼(symbol)들을 포함하는, 복수의 신호 송신 방법.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선택은 또한 상기 송신이 행해질 시간에 의존하는, 복수의 신호 송신 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 선택은 신호가 전송될 시간 슬롯 번호가 주어진 기준을 만족하는지의 여부에 따른다는 점에서 상기 선택은 상기 송신이 행해질 시간에 의존하는, 복수의 신호 송신 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 기준은 시간 슬롯 번호가 홀수인지의 여부인, 복수의 신호 송신 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 시간은 프레임 번호에 의해 결정되는, 복수의 신호 송신 방법.
복수의 신호들을 무선으로 송신하도록 구성되고, 적어도 2개의 송신 안테나들을 포함하는 송신기를 포함하는 원격통신 주 스테이션에 있어서,
각 신호에 대해 상기 신호를 송신하기 위해 상기 적어도 2개의 송신 안테나들의 서브세트를 선택하도록 구성된 안테나 선택기를 추가로 포함하고, 각 신호에 대해서, 상기 안테나들의 서브세트는 2차 스테이션의 미리 결정된 특징에 따라 선택되고, 상기 미리 결정된 특징은 상기 신호를 수신하도록 의도된 상기 2차 스테이션의 식별자인, 원격통신 주 스테이션.
삭제
제 10 항에 있어서,
상기 안테나 선택기는 각 송신 안테나가 대응하는 번호에 의해 식별되도록 동작하고, 신호의 송신을 위해 이용되는 상기 송신 안테나의 번호는 (ID mod N)+ 1에 의해 주어지고, ID는 상기 각각의 2차 스테이션의 상기 식별자이고, N은 상기 주 스테이션에서 송신을 위해 이용가능한 총 안테나 수인, 원격통신 주 스테이션.
제 10 항에 있어서,
상기 안테나 선택기는 송신이 행해질 시간에 따라 입력 데이터를 수신하고, 또한 상기 입력 데이터에 따라 상기 선택들을 행하도록 구성되는, 원격통신 주 스테이션.
적어도 2개의 송신 안테나들을 포함하는 주 스테이션의 어느 안테나로부터 신호가 수신되는지를 결정하도록 구성된 원격통신 2차 스테이션에 있어서,
상기 주 스테이션의 안테나는 상기 2차 스테이션의 미리 결정된 특징에 따라 선택된 것이고, 상기 2차 스테이션은 복조(demodulation)에서 이용하기 위해, 결정된 안테나에 대해 예상되는 위상 기준을 선택하도록 동작하며, 상기 신호는 F-DPCH 심볼(symbol)을 포함하고, 상기 미리 결정된 특징은 상기 2차 스테이션의 식별자인, 원격통신 2차 스테이션.
삭제