KR101363590B1 - Ｏｆｄｍａ―기반 무선 라디오 네트워크들에서의 통신들 - Google Patents

Ｏｆｄｍａ―기반 무선 라디오 네트워크들에서의 통신들 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 신호(5)를 이용하는 무선 라디오 네트워크(1)를 통해 머신-대-머신(machine-to-machine; M2M) 신호(7)를 전송하기 위한 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 OFDMA 신호(5)의 대역폭 범위에 확산-스펙트럼 파형으로서 M2M 신호(7)를 임베딩하는 단계, 및 무선 라디오 액세스 네트워크(1)를 통해 M2M 신호(7)를 포함하는 OFDMA 신호(5)를 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 송신 디바이스(2), 수신 디바이스(2), 및 상기 방법을 구현하기 위해 구성된 무선 통신 네트워크(1)에 관한 것이다.

Description

ＯＦＤＭＡ―기반 무선 라디오 네트워크들에서의 통신들{COMMUNICATIONS IN OFDMA-BASED WIRELESS RADIO NETWORKS}
본 발명은 무선 라디오 액세스 네트워크를 통해 신호들을 전송하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 예를 들면, 무선 라디오 네트워크의 기지국에서 구현되는 송신 디바이스들과 수신 디바이스들, 및 OFDMA를 실행하기 위해 구성된 무선 라디오 네트워크들에 관한 것이다.
본 섹션은 본 발명의 더 나은 이해를 용이하게 하는데 도움을 줄 수 있는 양태들을 도입한다. 따라서, 본 섹션의 진술들은 이 관점에서 판독되어야 하고 종래 기술이거나 종래 기술이 아닌것에 관한 승인들로서 이해되지 말아야 한다.
3GPP의 롱-텀 에볼루션(LTE) 및 3GPP2 UMB 또는 WiMax와 같은 미래의 OFDMA-기반 제 4 세대(4G) 셀룰러 라디오 액세스 기술 군들은 틈새 영역들의 고가(expensive)의 머신-대-머신(machine-to-machine; M2M) 애플리케이션들을 지원할 수 있지만, 많은 수/밀도의 머신 노드들(예를 들면, 센서 애플리케이션들에 대해), 극저의 에너지 소비, 새로운 통신 패턴들/서비스 품질(Quality-of-Service; QoS) 요구들, 극저의 듀티-사이클들, 높은 방향성 및 과다한 정보 스트림들, 및 낮은 비용/낮은 복잡성 시스템들에 관한 유일한 요구들 때문에 M2M 통신들의 대량 판매 시장의 비용 효율적인 넓은 영역 배치를 지원하도록 준비되지 않는다.
여기에서 이용된 바와 같이 용어 M2M 통신/신호는 넓은 거리들(10 km 이상)에 걸처 비교적 낮은 데이터 레이트(예를 들면, 10 kb/s 이하)로 많은 수의 디바이스들/노드들로부터 데이터를 전송할 것을 요구하는 통신들에 관한 것이다. 이 목적을 위해 효율적인 셀룰러 머신-대-머신 통신들은 에어 인터페이스 및 그 워킹 업워드들(working upwards)로부터 시작하는 급격한 변화들을 요구할 것이 기대되는데 이는 단순히 M2M 통신들의 유일한 낮은 비용/낮은 복잡성 요구들 때문이다. 특히, 예를 들면 M2M 센서 애플리케이션들의 요구들에 대한 미래의 OFDMA 기반 RF/PHY/MAC 스택들의 비용/복잡성/에너지 소비를 감소시킬 성공의 가능성이 거의 없다. 따라서, M2M 통신들은 전형적으로 지정된 에어 인터페이스를 요구할 것이다.
그러나, 머신-대-머신 통신들에 관한 기준의 표준들은 적당하지 않다; 예를 들면, 짧은 범위의 지그비-형태의 표준들(802.15.4 등)은 단지 제한된 범위(전형적으로 50m 미만)를 갖고 허가되지 않은 ISM 스펙트럼에서 동작하여, QoS가 보장되지 않는다. 또한, 셀룰러 에어 인터페이스의 재이용은 배터리 수명에 강한 영향을 미칠 것이고(쓸모 없는 슬립 상태들, 많은 신호의 처리) 높은-복잡성 RF/PHY/MAC 프로토콜 스택들 뿐만 아니라, 이용자 당 높은 비용들을 야기할 것이다.
본 발명의 목적은 OFDMA-기반 무선 라디오 액세스 네트워크를 통해 머신-대-머신(M2M) 신호를 효율적으로 전송하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 OFDMA 신호의 대역폭 범위에 확산-스펙트럼 파형으로서 M2M 신호를 임베딩하는 단계, 및 무선 라디오(액세스) 네트워크를 통해 M2M 신호를 포함하는 OFDMA 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명자는 허가된 대역폭에서 상업적 OFDMA-기반 무선 액세스 신호에 효율적 라디오 오버레이 네트워크로서 낮은-레이트 확산-스펙트럼 M2M 파형을 임베딩할 것을 제안하여 기존의 셀 위치들/사이즈들/스펙터럼 할당들 및 RF/PHY/MAC 계층들에 대한 효율적인 RAT 상호네트워킹 메커니즘들의 제공을 허용한다.
이 기술적인 해결책은 기존의 모바일 인프라스트럭처의 최대한의 재이용을 허용하고 네트워크 측에 대해 복잡한 신호 처리를 적용할 수 있게 함으로써, 가능하게 M2M/셀룰러 신호 계층들(아래 참조)의 조인트 검출/송신 기술들의 애플리케이션으로 배치된 셀룰러 기지국들의 막대한 기저대 처리 파워/백홀링 능력을 레버리징(leveraging)한다. 따라서, 본 발명은 또한 M2M 롤아웃(rollout)의 초기 단계들에서 오퍼레이터들을 위한 최소한의 설비 투자/운용 비용들을 허용하고, 따라서 셀룰러 M2M 거대 시장에서의 활용을 촉진시킬 수 있다.
하나의 실시예에서, M2M 신호의 확산-스펙트럼 파형은 OFDMA(기저대) 신호의 대역폭 범위에 걸처 분포된 협대역의 점유되지 않은 시간-주파수 타일들에 임베딩된다. 이 방식으로, 낮은-레이트 멀티-킬로미터-범위의 주파수-호핑된 확산 스펙트럼 오버레이 라디오 M2M 네트워크가 제공될 수 있는데, 이는 조합된 방식으로 OFDMA-기반 라디오 액세스 시스템(LTE, WiMax, UMB)의 (호스트) 시스템 스펙트럼의 드문(공간적으로 분포된) 협대역 스펙트럼 홀들에 대해서 전송/송신할 수 있다.
OFDMA 신호의 대역폭 범위에 걸친 협대역 시간-주파수 타일들(스펙터럼 홀들)의 분포는 동적으로 제어될 수 있는데, 즉 스펙트럼 홀들은 M2M/호스트(예를 들면, LTE) 계층들의 조인트 요구들 때문에 라디오 액세스 시스템/네트워크에 의해 동적으로 자기-관리될 수 있다.
하나의 개선에서, 협대역 점유되지 않은 시간-주파수 타일들은 OFDMA 기저대 신호의 고정된 수의 부-반송파들을 커버(cover)한다. 적은 그룹들의 OFDMA 반송파들의 예약은(예를 들면, 2개 내지 4개의 물리 리소스 블록들) M2M 통신들을 실행하기 위해 충분할 수 있다.
또 다른 개선에서, M2M 신호의 협대역 시간-주파수 타일들은 OFDMA 시간-주파수 타일의 시간 지속기간의 정수배인 시간 지속기간을 갖는다. M2M 신호를 전송하기 위해 이용된 시간-주파수 파일들의 시간 지속기간은 라디오 액세스 시스템에 의해 동적으로 고정되거나 조절될 수 있다.
또 다른 실시예에서, (낮은-레이트) M2M의 임베딩은 OFDMA 기저대 신호의 대역폭 범위에 걸처 확산-스펙트럼 파형을 수퍼임포징(superimposing)함으로써 실행된다. 이 경우에, 낮은-레이트 M2M 직접 시퀀스 확산-스펙트럼 파형은 직접적으로 높은-레이트 OFDMA 파형에 수퍼임포징되고, 파형은 전형적으로 OFDMA 신호의 전체적인 송신 대역폭에 걸처 확산된다. 그러나, 또한 OFDMA 신호의 대역폭의 단지 일부를 커버하는 확산-스펙트럼 파형을 이용하는 것이 가능할 수 있다.
M2M 신호의 레이트는 OFDMA 신호의 레이트보다 적어도 5배, 몇몇 경우들에서는 10배 작을 수 있다. OFDM 신호의 레이트보다 상당히 작은 M2M 신호의 레이트의 선택은 특히 상기 언급된 바와 같은 중첩 기술을 적용하기 위해 유용한데, 이는 이 경우에서 교차-계층 간섭이 감소될 수 있고 OFDM 신호로부터 M2M 신호의 추출이 예를 들면, 저역 필터링에 의해 단순화될 수 있기 때문이다.
임의의 경우에서, OFDMA 신호로부터 임베딩된 M2M 신호를 추출하기 위해, 조인트 검출 또는 연속적인 간섭 소거(SIC)가 실행될 수 있다. 따라서, M2M 신호의 추출은 네트워크 수신기 측에 대해 적용되는 조인트 검출/SIC 기술들에 의해 단순화될 수 있다. 또한, 공지된 간섭을 갖는 신호 송신 기술들은 교차-계층 간섭을 최소화하기 위해 송신 측에 대해 적용될 수 있다. 가능하게 네트워크 MIMO(멀티포인트 송신/수신 예를 들면, 대역폭 스펙트럼의 중앙 파장의 대략 절반의 거리로 이격된 복수의 안테나 소자들을 갖는 안테나 어레이를 제공함으로써)와 조합하여 이러한 진보된 신호 처리 기술들을 이용하는 것은 호스트 신호(OFDM) 부분에서의 낮은-레이트 오버레이 M2M 신호의 영향을 감소시키기 위해 설치된 기지국 인프라스트럭처(특히 3GPP LTE와 같은 미래의 시스템들에 대해)의 컴퓨팅 파워를 레버리징하도록 허용한다.
상기 언급된 방법은 컴퓨터 프로그램 제품에서 구현될 수 있고, 후자는 적합한 소프트웨어 또는 하드웨어, 특히 적당한 하드웨어 예를 들면, FPGA-기반 라디오 송신 시스템의 슬롯에 플러깅(plugging)될 인-라인 카드로서 실행될 수 있는 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA)에서 실행될 수 있음을 당업자는 인식할 것이다. 또한, 상기 언급된 바와 같은 방법/컴퓨터 프로그램 제품은 예를 들면, OFDM 신호에 M2M 신호를 임베딩하고/임베딩하거나 OFDM 신호로부터 M2M 신호를 추출하기 위해 단지 구성되는 인-라인 카드에서 구현됨이 가능함을 당업자는 용이하게 인식할 것이고, OFDM 신호의 송신/수신은 이 목적을 위해 이미 배치되는 하드웨어 예를 들면, 기지국에서 종래의 방식으로 실행된다.
또 다른 양태는 송신 디바이스 특히, 무선 라디오 네트워크를 위한 기지국에 관한 것이고, 상기 송신 디바이스는: 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 신호를 생성하기 위해 구성된 생성 유닛, 및 OFDMA 신호의 라디오 송신을 위한 라디오 송신 유닛을 포함하고, 생성 유닛은 OFDMA 신호의 대역폭 범위에 확산-스펙트럼 파형으로서 (낮은-레이트) M2M 신호를 임베딩하기 위해 구성된다. 그 다음, 임베딩된 M2M 신호는 무선 네트워크를 통해 OFDMA 신호의 일부로서 전송될 수 있고, 송신 유닛은 이 목적을 위해 예를 들면, 하나 또는 복수의 RF 안테나들을 포함한다.
상기 언급된 바와 같은 송신 유닛과는 반대로, M2M 신호들을 수신하고 송신하는 종단 단말들(센서 디바이스들 또는 다른)은 OFDMA 신호를 처리하기 위해 반드시 구성될 필요가 없음이 이해되어야 할 것이다. 예를 들면, M2M 신호가 OFDMA 신호에 수퍼임포징되는 오버레이를 이용할 때, M2M 신호들을 처리하기 위해 단지 구성되는 M2M 단말들에서 트랜시버를 이용하는 것이 충분할 수 있다.
하나의 실시예에서, 생성 유닛은 OFDMA 신호의 대역폭 범위에 걸처 분포된 협대역의 점유되지 않은 시간-주파수 타일들에 M2M 신호의 확산-스펙트럼 파형을 임베딩하기 위해 구성되어, 드문(공간적으로 분포된) 협대역 스펙트럼 홀들에 대해 전송/송신하는 주파수-호핑된 확산 스펙트럼 오버레이 라디오 M2M 네트워크를 구현한다.
이 실시예의 하나의 개선에서, 생성 유닛은 OFDMA 신호의 대역폭 범위에 걸처 협대역 시간-주파수 타일들의 분포를 동적으로 제어하도록 구성되어, M2M의 조인트 요구들에 대한 라디오 액세스 시스템/네트워크 및 휴먼-대-휴먼(Human-to-Human; H2H) 및 휴먼-대-머신(H2M) 송신들 각각의 동적인 자기-관리를 허용한다.
일 대안적인 실시예에서, 생성 유닛은 OFDMA 신호의 대역폭 범위에 걸처 낮은-레이트 M2M 신호의 확산-스펙트럼 파형을 수퍼임포징하기 위해 구성된다. 전형적으로, 확산-스펙트럼 파형은 교차-계층 간섭을 최소화하기 위해 OFDMA 신호에 의해 점유된 전체적인 파장 대역을 통해 확산된다. 또한, 예를 들면 공지된 간섭을 이용하는 진보된 송신 기술들은 교차-계층 간섭을 더 감소시키기 위해 송신 측에 대해 적용될 수 있다. 상이한 단말들로부터 나오는 수퍼임포징된 M2M 신호들의 업링크 송신들 사이의 몇몇 종류의 조절이 요구되고, 이는 송신 디바이스로부터 다운링크 신호들에 전송된 적당한 시그널링을 실행함으로써 성취될 수 있음을 당업자들은 인식할 것이다.
또 다른 양태는 수신 디바이스 특히, 무선 라디오 액세스 시스템을 위한 기지국에서 구현되고, 상기 수신 디바이스는: 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 신호의 수신을 위한 수신 유닛, 및 OFDMA 신호로부터 낮은-레이트 M2M 신호를 추출하도록 구성된 추출 유닛을 포함하고, 낮은-레이트 M2M 신호는 OFDMA 신호에 임베딩되는 확산-스펙트럼 파형을 갖는다. 수신 디바이스는 OFDMA 신호로부터 요구된 M2M 정보를 추출하는 머신 단말에서 구현된다. 대안적으로, 수신 다바이스는 기지국에서 구현될 수 있고, 수신 디바이스는 예를 들면, 안테나 또는 안테나 어레이로서 구현될 수 있다. 기지국은 인터넷과 같은, (코어) 컴퓨터 네트워크에 접속될 수 있고, 코어 네트워크를 통해 송신될 2개의 개별적인 데이터 스트림들을 생성하기 위한 OFDMA 신호로부터 M2M 신호를 추출하도록 구성될 수 있고, 제 1 (낮은-레이트) 데이터 스트림은 M2M 신호의 정보를 포함하고, 제 2 (높은-레이트) 데이터 스트림은 H2M 및 H2H 통신들을 위해 이용되는 호스트 OFDMA 신호의 정보를 포함한다. 수신 디바이스는 또한 예를 들면, 기지국에 정렬된 인-라인 카드로서 구현될 수 있음이 이해될 것이고, 수신 유닛은 라디오 신호들의 송신/수신을 실행하기 위한 기지국에 이미 배치되는 안테나/트랜시버로부터 OFDMA 신호를 수신하기 위해 구성된다.
마지막 양태는 특히, IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802.11a/g(WLAN), 또는 3GPP eUTRAN(LTE/LTE-Advanced) 표준에 따른 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA)를 실행하기 위해 구성된 무선 라디오 네트워크에 관한 것이고, 무선 라디오(액세스) 네트워크는 상기 언급된 바와 같은 송신 디바이스 및 수신 디바이스 중 적어도 하나를 포함한다. 수신 디바이스 및 송신 디바이스는 하나 또는 동일한 물리 엔티티, 특히 예를 들면, 무선 액세스 네트워크의 기지국에 위치될 수 있는 트랜시버(카드)로서 구현될 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 특징들 및 장점들은 도면들을 참조하여 예시적인 실시예들의 다음 설명에서 언급되고, 이는 중요한 세부사항을 나타내고, 청구항들에 의해 규정된다. 개개의 특징들은 그들 자신들에 의해 개별적으로 구현될 수 있거나, 그들 중 몇몇은 임의의 원하는 조합으로 구현될 수 있다.
예시적인 실시예들은 개략적인 도면에서 도시되고 아래의 설명에서 기술된다.
도 1은 M2M 통신들을 실행하기 위한 무선 라디오 액세스 네트워크의 일 실시예의 개략적인 도면.
도 2는 임베딩된 확산-스펙트럼 M2M 파형을 갖는 OFDMA 호스트 신호의 시간-주파수 도면.
도 1은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA)를 실행하기 위해 구성되는 라디오 액세스 네트워크(1)를 도시한다. 라디오 액세스 네트워크(1)는 적어도 하나의 무선 통신 표준 예를 들면, IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802.11a/g(WLAN), 또는 3GPP eUTRAN(LTE/LTE-Advanced) 표준에 따를 수 있다. 액세스 네트워크(1)는 라디오 신호들의 조정된 송신/수신을 위해 상호접속될 수 있는 복수의 기지국들(2)을 포함한다.
종단 이용자 단말들(4)에 OFDMA 신호들을 송신하기 위해, 기지국(2)은 라디오 안테나 어레이(에어 인터페이스)의 형태의 라디오 송신 및 수신 유닛(2a), 및 에어 인터페이스(2a)를 통해 송신되는 OFDMA 기저대 신호를 생성하도록 구성되는 생성 유닛(2b)을 포함한다.
기지국들(2) 중 적어도 하나는 높은 데이터-레이트 OFDMA(호스트) 신호들(5)을 수신하고 송신하기 위해 구성되는 복수의 모바일 종단 이용자 단말들(4)에 광대역 액세스를 제공하기 위해 인터넷과 같은, 데이터 네트워크(3)에 접속된다. 또한, 종단 이용자 단말들(4) 각각은 종단 이용자들로 하여금 코어 네트워크(3)로 액세스하게 하고/하거나 데이터를 다른 종단 이용자 단말들(4)과 교환하도록 하기 위한 종단-이용자 인터페이스(도시되지 않음)를 포함한다.
도 1의 무선 통신 네트워크(1)는 또한 복수의 머신 단말들(6)을 갖는다. 예를 들면, 머신 단말들(6)은 압력, 온도 등과 같은 임의의 물리 속성들의 측정을 허용하는 센서 디바이스들일 수 있다. 머신 단말들(6) 사이에 측정 데이터를 공유하고/공유하거나 원격 위치에 코어 네트워크(3)를 통해 측정 데이터를 전송하기 위해, 머신-투-머신 통신을 위한 오버레이 네트워크는 무선 통신 네트워크(1)에서 구현된다. 종단 이용자 단말들(4)에 의해 송신된/수신된 데이터가 전형적으로 머신 단말들(6)에 대해 관련이 없기 때문에 이러한 오버레이 네트워크가 이용될 수 있고 그 역도 또한 마찬가지다. 또한, 머신 단말들(6)의 M2M 신호들(7)은 전형적으로 OFDMA 호스트 신호들(5)과 비교하여 (예를 들면, 5배 또는 10배 만큼) 더 낮은 데이터 레이트를 갖는다.
도 1의 무선 네트워크(1)에서 오버레이 네트워크를 구현하기 위해, 낮은-레이트(M2M) 신호(7)는 머신 단말들(6) 및 이용자 단말들(4) 양쪽 모두로의 조합된 신호의 다운링크 송신을 위해 기지국(2)의 생성 유닛(2b)에서의 OFDMA 호스트 파형(5)에 확산-스펙트럼 파형으로서 수퍼임포징된다.
현재의 예에서, M2M 신호(7)는 OFDMA 신호(5)에 직접적으로 수퍼임포징되고(예를 들면, 2개의 신호들(7, 5)의 진폭 또는 파워 레벨들을 부가함으로써), M2M 신호(7)는 교차-계층 간섭을 낮게 유지하기 위해 OFDMA(기저대) 신호(5)의 전체 대역폭 범위(BWOFDMA(도 2와 비교하라))에 걸처 확산된다. 머신 단말들(6)은 OFDMA 신호(5)의 스펙트럼 대역폭 내에서 낮은-레이트 M2M 신호(7)를 송신 및 수신하도록 구성되는 트랜시버(도시되지 않음)를 갖는다. 업링크에서, 상이한 머신 단말들(6)로부터의 M2M 신호들의 조정된 송신은 예를 들면, 시간-분할 다중 액세스를 이용하여 가능하면 기지국(2)으로부터의 OFDMA/M2M 다운링크 신호들에 포함된 시그널링 정보에 기초하여 달성될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, OFDMA 신호(5)로부터의 M2M 신호(7)의 추출을 위해, 머신 단말들(6)은 OFDMA 신호(5) 자체를 처리할 필요가 없는데, 즉 머신 단말(6)은 단지 낮은-레이트 M2M 신호(5)를 처리 예를 들면, 노이즈로서 높은-스피드 OFDMA 신호(5)의 기여를 처리하기 위해 구성될 수 있다. 후자의 경우에서, 기지국(2)으로부터의 시그널링 정보는 전형적으로 M2M 다운스트림 신호(5)에 포함된다.
기지국(2)은 또한 전형적으로 합성 OFDMA 신호(5)로부터 낮은-레이트 M2M 신호(7)를 추출하기 위해 구성된 추출 유닛(2c)을 포함한다. 이 목적을 위해, 추출 유닛(2c)은 저역 필터와 같은 적합한 처리 디바이스를 구비할 수 있다. 그 다음, M2M 신호(7) 및 OFDMA 호스트 신호(5)에 포함된 데이터는 코어 네트워크(3)에 걸처 별도의 데이터 스트림들의 형태로 전송될 수 있다.
상기 언급된 직접 중첩에 대한 일 대안으로서, M2M 신호(7)는 OFDMA 신호(5)의 시간-주파수 도면을 나타내는 도 2를 참조하여 다음에서 설명될 방식으로 OFDMA 호스트 신호(5)로 임베딩될 수 있다. OFDMA 신호(5)는 복수의 시간-주파수 타일들(8)로 분할되고, 각각은 주파수 도메인에서 OFDMA 포맷의 반송파에 대응하고 전형적으로 송신된 심볼의 시간 지속기간에 대응하는 고정 시간 지속기간(TOFDMA)을 갖는다. 또한 도 2로부터 수집될 수 있는 바와 같이, OFDMA 호스트 신호(5)는 OFDMA 호스트 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 걸처 분포되고 조정된 방식으로 M2M 신호(7)를 전송하기 위해 확산-스펙트럼 파형으로서 이용되는 복수의 점유되지 않은 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)(또한 스펙트럼 홀들로서 언급되는)을 포함한다.
M2M 및 H2M/H2H 계층들의 조인트 요구들 때문에, M2M 신호(7)를 전송하기 위해 이용되는 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)의 분포는 라디오 액세스 시스템(1)에 의해 동적으로 자체-관리될 수 있다. 도 2의 예에서, OFDMA 신호(5)의 스펙트럼에 걸처 확산되는 고정된 수의 OFDMA 반송파들(4개의 물리 리소스 블록들)이 이용된다. 또한, 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)의 고정된 시간 지속기간(TM2M)은 도 2의 예에서 이용되고, 상기 시간 지속기간(TM2M)은 OFDMA 시간-주파수 타일(8)의 시간 지속기간(TOFDMA)의 정수배 예를 들면, 5배이다. 물론, 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)에 의해 점유되는 반송파들의 수와 시간 지속기간 양쪽 모두는 또한 동적으로 조절될 수 있다. 임의의 경우에서, 머신 단말들(6) 및 이용자 단말들(4)로부터의 업링크 송신들은 이 경우에서 예를 들면, 기지국(2)으로부터 다운링크 시그널링을 제공함으로써 조정되어야 한다.
상기 언급된 양쪽 모두의 경우들에서, OFDMA 신호(5)로부터 임베딩된 M2M 신호(7)를 추출하기 위해, 조인트 검출 및/또는 연속적인 간섭 소거(SIC)는 기지국(2)의 추출 유닛(2c) 및/또는 머신 단말들(6)에서 실행될 수 있다. 또한, 공지된 간섭을 갖는 신호 송신과 같은 진보된 신호 처리 기술들은 기지국(2)의 생성 유닛(2b) 및 또한 가능하면 머신 단말들(6)에 적용될 수 있어 교차-계층 간섭을 감소시킬 수 있다. 당업자는 네트워크 MIMO(멀티포인트 송신/수신)와 같은, 다른 진보된 신호 처리 기술들이 낮은-레이트 오버레이 M2M 신호(7)의 영향을 감소시키기 위해 또한 호스트 신호(OFDM) 신호(5)에 적용될 수 있음을 인식할 것이다.
요약하면, OFDMA 신호(5)로의 M2M 신호(7)의 임베딩은 기존의 모바일 인프라스트럭처의 최대한의 재이용을 허용하고 네트워크 측에 대해 복잡한 신호 처리를 적용할 수 있게 함으로써, 가능하게 M2M/셀룰러 신호 계층들의 조인트 검출/송신 기술들의 애플리케이션으로 배치된 4G 셀룰러 기지국들의 막대한 기저대 처리 파워/백홀링 능력을 레버리징한다. 특히, M2M 시그널링 능력은 기존의 기지국들(2)에 대한 소프트웨어 업그레이드로서 구현될 수 있다.
상기 언급된 유형의 오버레이 네트워크는 머신 단말들 사이의 통신들에 제한되지 않고, 또한 다른 유형들의 신호들은 또한 이러한 유형의 오버레이 네트워크에서 전송될 수 있음을 당업자는 인식할 것이다. 그러나, 전형적으로 오버레이 네트워크에 걸처 분포된 신호들의 데이터 레이트는 OFDMA 호스트 신호들의 데이터 레이트, 특히 "M2M 신호들"로서 오버레이 네트워크에서 송신된 신호들을 충족하는 후자의 속성에 대해서 감소될 것이다.
바람직한 실시예들의 상기 설명은 예로서 주어졌다. 주어진 개시로부터, 당업자들은 본 발명 및 그의 수반되는 잇점들을 이해할 뿐만 아니라, 개시된 구조들 및 방법들에 대한 명백한 다양한 변경들 및 수정들을 발견할 것이다. 그러므로, 출원인은 첨부된 청구항들, 및 그의 등가물들에 의해 규정된 바와 같은 모든 이러한 변화들 및 수정들을 커버하도록 시도한다.
1: 라디오 액세스 네트워크 2a: 에어 인터페이스
2c: 추출 유닛 3: 데이터 네트워크
4: 종단 이용자 단말들 6: 머신 단말들

Claims (15)

  1. 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 신호(5)를 이용하는 무선 라디오 네트워크(1)를 통해 머신-대-머신(machine-to-machine; M2M) 신호(7)를 전송하기 위한 방법에 있어서:
    상기 OFDMA 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 확산-스펙트럼 파형으로서 상기 M2M 신호(7)를 임베딩하는 단계, 및 상기 무선 라디오 액세스 네트워크(1)를 통해 상기 OFDMA 신호(5)보다 낮은 데이터 레이트를 가지는 상기 M2M 신호(7)를 포함하는 상기 OFDMA 신호(5)를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 M2M 신호(7)의 확산-스펙트럼 파형은 상기 OFDMA 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 걸쳐 분포된 협대역의 점유되지 않은 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)에 임베딩(embedding)되는, 머신-대-머신(M2M) 신호(7) 전송 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 OFDMA 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 걸친 상기 협대역의 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)의 분포는 동적으로 제어되는, 머신-대-머신(M2M) 신호(7) 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 협대역의 점유되지 않은 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)은 상기 OFDMA 기저대 신호(5)의 고정된 수의 부-반송파들을 커버(cover)하는, 머신-대-머신(M2M) 신호(7) 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 M2M 신호(7)의 협대역의 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)은 OFDMA 시간-주파수 타일(8)의 시간 지속기간(TOFDMA)의 정수배인 시간 지속기간(TM2M)을 갖는, 머신-대-머신(M2M) 신호(7) 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 낮은-레이트 M2M 신호(7)의 임베딩은 상기 OFDMA 기저대 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 걸쳐 상기 확산-스펙트럼 파형을 수퍼임포징(superimposing)함으로써 실행되는, 머신-대-머신(M2M) 신호(7) 전송 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 M2M 신호(7)의 레이트는 상기 OFDMA 신호(5)의 레이트보다 적어도 5배 작은, 머신-대-머신(M2M) 신호(7) 전송 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 OFDMA 신호(5)로부터 상기 임베딩된 M2M 신호(7)를 추출하기 위해, 조인트 검출 및 연속적인 간섭 소거 중 적어도 하나가 실행되는, 머신-대-머신(M2M) 신호(7) 전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 라디오 액세스 네트워크(1)를 통해 상기 OFDMA 신호(5)를 전송하기 위해, 멀티포인트 송신 및 멀티포인트 수신 중 적어도 하나가 실행되는, 머신-대-머신(M2M) 신호(7) 전송 방법.
  10. 무선 라디오 네트워크(1)를 위한 송신 디바이스에 있어서:
    직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 신호(5)를 생성하도록 구성된 생성 유닛(2b), 및
    상기 OFDMA 신호(5)의 라디오 송신을 위한 라디오 송신 유닛(2a)을 포함하고,
    상기 생성 유닛(2b)은 상기 OFDMA 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 확산-스펙트럼 파형으로서 상기 OFDMA 신호(5)보다 낮은 데이터 레이트를 가지는 M2M 신호(7)를 임베딩하도록 구성되고,
    상기 생성 유닛(2b)은 상기 OFDMA 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 걸쳐 분포된 협대역의 점유되지 않은 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)에 상기 M2M 신호(7)의 확산-스펙트럼 파형을 임베딩하도록 구성되는, 송신 디바이스.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 생성 유닛(2b)은 상기 OFDMA 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 걸친 상기 협대역의 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)의 분포를 동적으로 제어하도록 구성되는, 송신 디바이스.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 생성 유닛(2b)은 상기 OFDMA 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 걸쳐 상기 M2M 신호의 확산-스펙트럼 파형을 수퍼임포징하도록 구성되는, 송신 디바이스.
  14. 무선 라디오 액세스 시스템(1)을 위한 수신 디바이스에 있어서:
    직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 신호(5)의 수신을 위한 수신 유닛(2a), 및
    상기 OFDMA 신호(5)로부터 상기 OFDMA 신호(5)보다 낮은 데이터 레이트를 가지는 M2M 신호(7)를 추출하도록 구성된 추출 유닛(2c)을 포함하고, 상기 M2M 신호(7)는 상기 OFDMA 신호(5)의 대역폭 범위(BWOFDMA)에 걸쳐 분포된 점유되지 않은 시간-주파수 타일들(7a 내지 7e)에 임베딩(embedding)되는, 확산-스펙트럼 파형을 가지는, 수신 디바이스.
  15. 무선 라디오 네트워크(1)에 있어서,
    직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA)를 실행하기 위해 구성되고, 제 10 항에 따른 송신 디바이스(2) 및 제 14 항에 따른 수신 디바이스(2) 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 라디오 네트워크(1).
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