KR19990028435A - 중첩하는상향접속반송파스펙트럼을갖는복수사용자통신시스템,장치및방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 최소한 2개의 중첩 대역폭 가입자 장치의 중첩된 전송 전력 스펙트럼을 사용하여 복수 사용자 역방향 접속 통신을 용이하게 해 주는 대역폭을 효율적으로 사용하는 복수 사용자 디지털 통신 시스템을 위한 방법, 시스템, 가입자 장치, 및 기지국/헤드엔드 장치를 제공한다. 중첩 대역폭 가입자 장치는 순방향 접속 신호를 수신하며, 각각은 순방향 접속 신호로부터 주파수 기준과 심볼 타이밍 기준을 유도하며, 역방향 접속 신호들도 이루어진 복합 역방향 접속 신호를 수신하는 기지국/헤드엔드 장치에 역방향 접속 신호를 제공한다. 각각의 역방향 접속 신호는 독립된 반송파 주파수를 갖는 최소한 하나의 변조된 데이타 반송파를 포함한다. 각각의 전송된 역방향 접속 신호는 심볼 타이밍 기준에 응답하는 심볼 타이밍을 가진다. 그리고, 역방향 접속 신호의 주파수 스펙트럼은 최소한 2개의 중첩 대역폭 가입자 장치의 중첩된 전송 신호 스펙트럼을 사용하여 중첩된다.

Description

중첩하는 상향접속 반송파 스펙트럼을 갖는 복수 사용자 통신 시스템, 장치 및 방법
본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 대역폭을 효율적으로 사용하는 복수 사용자 2방향 통신 시스템에 관한 것이다.
통신 시스템은 공기나 물리적으로 결선된 네트워크를 경유해 전달되는 신호를 통해 하나 이상의 기지국 장치 또는 헤드엔드 장치와 통신하는 복수의 가입자 장치를 포함한다. 이와 같은 한 통신 시스템이 2방향 무선 통신 시스템이다. 2방향 무선 통신 시스템에서, 일반적으로 전송 및 수신기 또는 트랜시버를 포함하는 기지국 장치에 의해 서비스 액세스 위치가 제공된다. 기지국 장치는 흔히 PSTN(Public Switched Telephone Network)이라 불리는 공중 교환 전화망과 같은 또 다른 네트워크로의 접속을 제공한다. 원격 서비스 접속은, 서비스 액세스가 가입자-기반인 이유로, 가입자 장치라 불리는 장치에 의해 제공된다. 이들 가입자 장치는 RF 스펙트럼을 통해 기지국과 통신하는 종종 휴대용 "전화류" 장치로 구성되는 이동형 트랜시버일 수 있다. 각각의 가입자 장치는 신호를 기지국에 전송함으로써 기지국에 정보를 운반한다. 가입자 장치에 의해 기지국으로 전송되는 신호는 역방향 접속(reverse link) 신호 또는 상향접속(uplink) 신호라 언급될 것이다. 기지국은 순방향 접속 신호 또는 하향접속 신호라 불리는 신호를 전송함으로써 각각의 가입자에 정보를 운반한다.
무선 통신 시스템이 계속 팽참함에 따라, 많은 가용 주파수 스펙트럼이 점유되고 있다. 따라서, 더 많은 가용 주파수 스펙트럼이 점유되고 있다. 따라서, 현대의 통신 시스템은 대역폭-효율성을 가지는 것이 바람직하다. 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)은 고속의 디지털 데이타 스트림이 한 세트의 저속 디지털 데이타 스트림으로 분할되고, 각각의 세트는 독립된 데이타 반송파 신호 상에서 변조되는 것을 허용하는 종래 기술에서 공지된 방법이다. 변조된 데이타 반송파 신호들은 별개의 반송파 주파수들을 가지나, 반송파 주파수들은, 본 분야에 공지된 바와 같이, 인접한 변조된 데이타 반송파 신호들의 스펙트럼이 중첩(overlap)되도록 조밀한 간격을 유지한다.
대역폭 이용 효율성, 및 임의의 유형의 채널 결함에 대한 안전성으로 인해, OFDM은 디지털 오디오 방송 및 유선 모뎀들을 포함하는 방송 및 유선 응용등에서 현재 이용되나, 이들로만 제한되는 것은 아니다. 또한, OFDM은 복수 사용자 2방향 통신 시스템의 순방향 접속(forward link)를 위해 사용가능하다. 이들 응용에서, 복수의 변조된 데이타 반송파 신호들간의 관계는, 이들이 모두 단일의 전송기 장치 내에서 발생되기 때문에, (예를 들어, 이산 푸리에 변환을 이용하여) 용이하게 제어될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의해 이용되는 심볼 펄스형 함수 gv(t)의 양호한 실시예의 개략도.
도 2는, 각각의 변조된 데이타 반송파 신호가 별개의 반송파 주파수를 가지나, 중첩되는 신호 스펙트럼을 가지는 2개의 변조된 데이타 반송파 신호를 도시하는 개략도로서, 이 변조된 데이타 반송파 신호들은 2개의 독립된 중첩 대역폭 가입자 장치로부터 나오며, 이들 각각은 본 발명에 따라 역방향 접속 신호를 동시에 전송하는 것을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 복수의 2방향 무선 통신 시스템을 도시하는 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 신호 프로세서/응용 특정 집적 회로를 포함하는 중첩 대역폭 가입자 장치를 도시하는 개략도.
본 발명은 역방향 접속 상에서 대역폭을 효율적으로 사용하며 스펙트럼적으로 중첩되는 전송을 할 수 있게 해주는 2방향 통신 시스템을 제공한다. 여기서, 복수의 역방향 접속 전송은 복수의 가입자 장치로부터 동시에 발생하며, 이들의 역방향 접속 신호 주파수 스펙트럼이 중첩할 수도 있기 때문에, 이후부터는 중첩 대역폭 가입자 장치(overlap bandwidth subscribe unit)라 언급될 것이다. 복수의 가입자 장치가 동일한 타임 슬롯 내에서 전송될 때, 예를 들어, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 방법, 또는 결합된 FDMA/TDMA 방법을 사용하는 시스템에서, 동시 역방향 접속 전송이 발생할 수 있다.
복수의 전송 중첩 대역폭 가입자 장치간의 상호 간섭은, 독립된 중첩 대역폭 가입자 장치로부터의 전송 신호의 파라미터들을 제어 및 조절함으로써 피할 수 있다. 2방향 통신 시스템에서, OFDM과 같은 스펙트럼적으로 중첩되는 전송을 허용함으로써, OFDM이 2방향 통신 시스템의 순방향 접속에서 사용된다는 가정하에, 본 발명은 2방향 통신 시스템의 역방향 접속이 2방향 통신 시스템의 순방향 접속의 대역폭 효율과 유사한 대역폭 효율을 가질수 있도록 해준다.
본 발명에서, OFDM과 같은 스펙트럼적으로 중첩되는 역방향 접속상에서, 복수의 전송 중첩 대역폭 가입자 장치간의 상호 간섭은, 독립된 중첩 대역폭 가입자 장치로부터의 전송 신호의 파라미터들을 제어 및 조절함으로써 피할 수 있다. 상호 간섭의 피할 수 있도록 보장하기 위해 필요한 조건이 다음에 설명된다. 먼저, 역방향 접속 신호를 전송하는 중첩 대역폭 가입자 장치의 일반적인 경우를 고려하자. 역방향 접속 신호는 하나 이상의 변조된 데이타 반송파 신호를 포함하는 디지털적으로 변조된 신호이다. 변조된 데이타 반송파 신호는 전송 장치 내의 정보 신호원에 변조되는 반송파이다. 여기서, 변조 방법은 M-ary 직교 위상 쉬프트 키잉(Quadrature Phase Shift Keying, M-PSK), M-ary 직교 진폭 변조(QAM), 또는 본 분야에 공지된 다른 디지털 변조 방법을 포함할 수 있다. OFDM에서, 각각의 반송파는 부반송파(subcarrier) 또는 톤(tone)이라 언급된다. 변조된 데이타 반송파 신호는 관련된 반송파 주파수, 심볼 시간 기준, 및 심볼 펄스형 함수를 가진다. 심볼 시간 기준은 역방향 접속 전송이 발생할 때 심볼 타이밍을 결정한다. 변조된 데이타 반송파 신호 상에서 심볼들을 변조시키기 위한 펄스형 함수는 공지된 OFDM 호환 펄스형들 중 임의의 하나로부터 선택된다. 가장 흔한 펄스형 함수는 펄스형 함수의 지속기간 중에 일정한 값을 가진다. 만일, 펄스형 함수가 전체 펄스 지속기간 동안에 일정한 값을 가진다면, 이 함수는 흔히 사각 펄스형 함수라 불린다. 펄스형 함수, gv(t)의 양호한 실시예는 다음과 같은 방정식으로 정의되며, 도 1에 참조번호(100)으로 도시되어 있다.
이 펄스의 정의에서, 0부터 ts까지의 펄스 형상부는 이후부터 실용 심볼부(useful symbol portion)라 언급될 것이다. 그리고, ts는 실용 심볼 지속기간(useful symbol duration)이라 언급될 것이다. ts부터 Ts까지의 펄스 형상부는 순환적 확장(cyclic extension), 주기적 확장(periodic extension), 또는 보호 기간(guard interval)이라 언급될 것이다. 순환적 확장부는 실용 심볼부 이후가 아닌 실용 심볼부 이전에 위치할 수도 있다. 이러한 경우는 순환적 프리픽스(prefix)라 불린다. 순환적 확장은 다중 경로 채널의 존재시에 성능을 향성시키기 위해 OFDM에 종종 사용된다.
정의된 펄스형에 기초한 OFDM 신호를 고려해 보자. 양호한 실시예에서, 이 신호는 단일의 기지국 장치에 의해 순방향 접속 상에서 중첩 대역폭 가입자 장치로 전송될 것이다. 다음과 같은 방정식은 정의된 펄스형 함수, gv(t)에 기초하여, OFDM 신호 x(t)를 도시한다. 전송을 위해 사용되는 부반송파의 개수는 N으로 주어진다. 전송된 심볼들은 Xkm으로 주어지고, 채널 감쇠와 위상 회전은 A(t)ejΦ(t)로 주어진다.
OFDM 신호를 포함한 변조된 모든 데이타 반송파 신호들 모두는 동일한 심볼 시간 기준을 가지며, 다른 변조된 데이타 반송파들의 간섭없이, 변조된 데이타 반송파들 중 임의의 한 반송파 상의 데이타를 검출할 수 있다. 이 검출은 수신된 OFDM 신호를 길이 ts의 일정한 시간 윈도우(time window)에 관해 적분함으로써 수행된다. 아래의 방정식은, OFDM 신호 x(t)를 수신한 pth중첩 대역폭 가입자 장치에 의한 시간에 있어서 nth심볼의 검출을 도시한다.
이제, 변조된 데이타 반송파 신호들이 2개의 독립된 중첩 대역폭 가입자 장치로부터 나오고, 이들 각각은 변조된 데이타 반송파 신호를 가지는 역방향 접속 신호를 동시에 전송하며, 각각의 변조된 데이타 반송파 신호는 별개의 반송파 주파수를 가지지만, 도 2의 참조 번호(200)에 도시된 바와 같이, 중첩된 신호 스펙트럼을 가지는 경우를 고찰해 보자. 이 경우에, 중첩 대역폭 가입자 장치는 물리적으로 분리되기 때문에, 이들은 별개의 국부 주파수, 시간, 및 위상 기준을 포함한다. 이들 국부 기준은 대개 각각의 중첩 대역폭 가입자 장치 내에 포함된 국부 발진기에 기초한다. 또한, 제2 중첩 대역폭 가입자 장치 역방향 접속 신호의 감쇠와 위상 회전은 전파 경로차로 인해 첫 번째 것과는 다를 수 있다. 2개의 중첩 대역폭 가입자 장치로부터의 역방향 접속 신호의 합을 포함하는 기지국에서 수신되는 합성된 신호는 다음과 같은 방정식으로 씌어질 수 있다. k=0일 때의 방정식은 제1 역방향 접속 상에서 전송된 신호에 대응하고, k=1일 때의 방정식은 제2 역방향 접속 상에서 전송된 신호에 대응한다. 시간 기준 및 국부 주파수 기준은 δk및 νk로 표시된다. 기지국과 2개의 가입자 장치간의 임의의 전파 지연 차이는 시간 기준을 나타내는 변수의 일부인데, 이는, 방정식이 기지국 장치에서 수신되는 신호를 나타내기 때문이다. 채널에 기인한 감쇠는 Ak(t)라 표시되고, 채널이나 국부 위상 기준 옵셋에 기인한 위상 회전은 ejΦ(t)라 표시된다.
기지국 장치가 제1 역방향 접속으로부터 변조된 데이타 반송파를 검출할 때, 일반적으로 제2 역방향 접속으로부터의 간섭이 있다. 이 간섭은 2개의 중첩 대역폭 가입자 장치의 시간 기준 또는 국부 주파수 기준간의 부정합에 의해 유발된다. 아래의 방정식은, 시간 기준의 완전한 동기화와 국부 주파수 기준간의 부정합을 가정했을 때 제1 역방향 접속상에 전송되는 nth심볼의 검출을 도시한다. 상세하게는, 주파수에서 더 이상 1/ts의 정수배만큼씩의 간격으로 배치되어 있지 않은 동일한 심볼 타이밍을 가지는 2개의 역방향 접속 신호가 기지국 장치에 도달한다. 수학적으로, δ0= 0, δ1= 0, ν0= 0, 및 ν1≠0 이다.
기지국에 도달한 신호들의 심볼 타이밍간의 완전한 동기화를 가정하면, 아래와 같은 방정식에 도시된 바와 같이, 국부 주파수 기준간의 부정합이 0으로 갈 때 상기 간섭항은 사라진다.
아래의 방정식은 2개의 국부 주파수 기준간의 완전한 동기화와 타임 기준간의 부정합을 가정할 때 제1 역방향 접속 상에서 전송되는 nth심볼의 검출을 도시한다. 상세하게는, 2개의 역방향 접속 신호는 주파수에서 1/ts의 정수배만큼씩 간격이 떨어져 있으나, 동일한 타이밍을 가지고 있지는 않은 채 기지국에 도달한다. 수학적으로, ν0= 0, ν1= 0, δ0= 0, δ1≠0 이다.
δ1의 값에 따라, nth의 검출을 위한 방정식은 3개의 형태중 하나를 취한다.
CASE 1 :
CASE 2 :
CASE 3 :
제1 중첩 대역폭 가입자 장치로부터의 nth심볼의 검출을 위한 이들 3개의 경우는 아래와 같이 요약될 수 있다.
2개의 역방향 접속 신호가 주파수에서 정확히 1/ts만큼씩 간격이 떨어진 채, 기지국에 도달한다고 가정하면, 상술한 방정식에서의 간섭항은 심볼 타이밍에서의 부정합이 0에 접근함에 따라 사라진다. 순환적 확장을 사용하면, 2개의 역방향 접속 전송의 심볼 타이밍이 동일해야 된다는 요건을 완화시켜 준다. 타이밍 기준은 순환적 확장 지속기간의 양만큼 다르다. 즉, 2개의 역방향 접속 신호가 주파수에서 1/ts만큼 간격이 떨어진채 기지국 장치에 도달한다고 가정하면, 제2 역방향 접속 신호의 심볼 타이밍이 제1 역방향 접속 신호를 간섭하지 않을 심볼 타이밍의 요건은 -Δts< δ1< 0 이다.
상술한 해석은, 타이밍 기준에서의 부정합과 국부 주파수 기준에서의 부정합이 독립적으로 검사된다는 점에서 단순화되었다. 즉, 타이밍 기준은 동일하게 설정되고 국부 주파수 기준은 부정합되었거나, 국부 주파수 기준은 동일하게 설정되고 타이밍 기준은 부정합되었다. 사실상, 기지국 장치가 다른 역방향 접속 신호로부터 간섭받지 않고 각각의 역방향 접속 신호를 올바르게 검출하기 위해서, 타이밍 기준과 국부 주파수 기준 모두가 정합될 필요가 있다.
게다가, 앞의 해석은, 1/ts에 근접하는 간격으로 떨어져 있는 반송파를 갖는 2개의 중첩 대역폭 가입자 장치로부터의 단일의 변조된 데이타 반송파에 대해 도시되어 있지만, 이 해석은, 2개의 중첩 가입자 장치를 가지며 1/ts의 정수배에 근접한 간격으로 떨어져 있는 반송파를 갖는 경우에도 역시 적용된다.
상호 간섭을 피하기 위해, 각각의 중첩 가입자 장치의 국부 주파수 기준과 심볼 타임 기준은 통신 시스템에 의해 선정된 방식으로 제어될 수 있어야 한다. 주파수 기준 요건은 변조된 데이타 반송파 주파수들이 1/ts의 정수배만큼 간격이 떨어져 있어야 한다는 것이다. 타임 기준 요건은 모든 역방향 접속 신호가 동일한 심볼 타이밍을 가지고 기지국 장치에 도달해야 한다는 것이다. 즉, 수신된 심볼의 시작이 어떠한 가입자 장치가 심볼을 전송했는지에 관계없이 기지국 장치 심볼 클럭에 대해 동일한 타이밍 위상을 유지한다. 앞의 방정식에서 도시한 바와 같이, 기지국에 도달하는 역방향 접속 신호의 진폭 및 위상에서의 차이는, 만일, 주파수 및 심볼 타이밍 파라미터들이 적절히 제어되기만 하면, 간섭을 일으키지 않는다. 앞의 분석은 대역폭 효율적인 복수 사용자 역방향 접속은 독립된 중첩 대역폭 가입자 장치 역방향 접속 신호로부터의 변조된 데이타 반송파들간에 주파수에서 1/ts의 간격을 유지함으로써 구현될 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 역방향 접속 신호들이 중첩되는 때조차, 상호 간섭을 피할 수 있다는 것을 가리켜 준다.
다음으로, OFDM과 같은 스펙트럼적으로 중첩되는 역방향 접속 상에서, 복수의 전송 중첩 대역폭 가입자 장치들간의 상호 간섭을 회피하기 위한 방법이 설명된다. 타임 기준 요건을 만족시키기 위해, 각각의 중첩 대역폭 가입자 장치는 순방향 접속 신호로부터 심볼 타이밍 기준을 유도해야 한다. 심볼 타이밍 기준은 개방형 루프나 폐쇄형 루프 형식으로 유도될 수도 있다. 개방형 루프 접근법에서, 중첩 대역폭 가입자 장치는 수신된 순방향 접속 신호로부터 심볼 타이밍 기준을 유도한다. 양호한 개방형 루프 접근법에서, 중첩 대역폭 가입자 장치는 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍으로부터 역방향 접속 심볼 타이밍 기준을 유도한다. 수신된 순방향 접속 신호를 복조하는데 있어서, 중첩 대역폭 가입자 장치는 본 분야에서 공지된 심볼 타이밍 회복 방법들 중 하나를 사용하여 수신된 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍을 결정한다. 다음으로, 수신된 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍으로부터 유도된 심볼 타이밍 기준은 중첩 대역폭 가입자 장치에 의한 역방향 접속 신호의 전송을 위한 심볼 타이밍 기준로서 사용된다. 가입자 장치는 본 분야에서 공지된 바와 같이 초기 국부 심볼 클럭을 제공하는데 사용되는 국부 발진기를 포함하며, 순방향 접속 신호로부터 유도된 유도된 심볼 타이밍 기준은 국부 심볼 클럭을 수정하는데 사용될 수 있음에 주목한다. 중첩 대역폭 가입자 장치는 중첩 대역폭 가입자 장치 전송기 및 수신기 내의 아날로그 및 디지털 처리 장치에 의해 도입된 신호 지연과 동일한 양만큼 역방향 접속의 심볼 타이밍 기준을 앞당길 수 있다. 개방형-루프 심볼 타임 기준 방법은, 전형적으로 시스템이 담당하는 지역 내에서의 지연이 무시할 정도의 지리적으로 작은 2방향 통신 시스템에 적절하다. 무시할 정도라 간주되기 위해서는, 전파 지연은 ts보다 훨씬 작은, 예를 들어, ts의 1% 보다 작아야 할 것이다.
폐쇄형-루프 접근법에서, 순방향 접속 및 역방향 접속 전송 모두는 중첩 대역폭 가입자 장치가 역방향 접속 심볼 타이밍 기준을 유도하는 것을 가능케하기 위해 발생한다. 폐쇄-루프 타이밍 접근법에서, 중첩 대역폭 가입자 장치는 역방향 접속 신호를 기지국 장치에 전송한다. 기지국은 수신된 역방향 접속 신호 내의 심볼 타임 옵셋을 측정한다. 심볼 타임 옵셋은 수신된 역방향 접속 신호의 심볼 타이밍과 기지국 기준 기대치 수신 신호 심볼 타이밍간의 시간차이다. 기지국은 심볼 타임 옵셋을 제거하기 위해 중첩 대역폭 가입자 장치 심볼 타임 기준에 도입될 필요가 있는 타임 선행화값(time advance value)을 계산한다. 타임 선행화값은 전형적으로 측정된 심볼 타임 옵셋과 동일하다. 다음으로, 기지국은 타임 선행화값을 순방향 접속 상에서 중첩 대역폭 가입자 장치에게 전송한다. 중첩 대역폭 가입자 장치는 타임 선행화값을 수신하고 수신된 타임 선행화에 의해 그 전송 심볼 타임 기준을 조절한다. 조절된 전송 심볼 타임 기준은 후속된 역방향 접속 전송의 심볼 타이밍을 결정하는데 사용된다.
중첩 대역폭 가입자 장치에서 주파수 기준 요건을 만족시키기 위해, 각각의 중첩 대역폭 가입자 장치는 기지국에 의해 전송된 순방향 접속 신호로부터 주파수 기준을 유도해야 한다. 양호한 실시예에서, 순방향 접속 신호는 주기적으로 전송되는 알려진 데이타부를 포함한다. 중첩 대역폭 가입자 장치는 순방향 접속 신호를 수신하고 알려진 데이타부를 사용하여 기지국 주파수 기준에 효과적으로 고정되는 정확한 주파수 기준을 유도한다. 중첩 대역폭 가입자 장치에서, 자동 주파수 제어와 같은 주파수 기준을 유도하기 위한 적절한 방법이 본 분야에 공지되어 있다.
본 발명은 도 3의 참조번호(300)을 참조하여 더욱 완전하게 설명될 수 있다. 도 3은 본 발명에 따른 복수 사용자 2방향 무선 통신 시스템(300)을 도시한다. 서비스 액세스 지점은 기지국(310)에 의해 제공된다. 기지국(310)은, 중첩 대역폭 가입자 장치(320 및 330)을 포함하며 이에만 제한되는 않는 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치에 동시 서비스를 제공한다. 양호한 실시예에서, 기지국(310)은 PSTN(340)과 같은 또 다른 네트워크로의 접속도 제공한다. 기지국 장치(310)으로부터 중첩 대역폭 가입자 장치으로의 통신 접속은 이후부터 순방향 접속이라 불릴 것이다. 중첩 대역폭 가입자 장치로부터 기지국 장치(310)으로의 통신 접속은 역방향 접속이라 불릴 것이다.
양호한 실시예에서, 기지국(310)에 의해 전송되는 순방향 접속 신호는 OFDM 신호를 포함한다. 이 양호한 실시예 하에서, 데이타 스트림은 PSTN(340)으로부터 기지국(310)으로 입력된다. 기지국(310) 내에서, 데이타 스트림은 복수의 병렬 저속 데이타 스트림으로 분할되고, 이들 각각은 OFDM을 사용하여 독립된 데이타 반송파 신호를 변조한다. 양호한 실시예에서, 이 변조는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 사용하여 디지털적으로 수행된다. 대안적인 실시예에서, 이 변조는 아날로그 방식으로 수행될 수도 있다. 기지국 장치(310)은 중첩 대역폭 가입자 장치로부터 복수의 역방향 접속 신호를 포함하는 합성 신호를 수신하고 각각의 중첩 대역폭 가입자 장치의 역방향 접속 신호를 검출한다. 본 발명에서, 역방향 접속 신호의 변조/검출은 OFDM 변조기/검출기를 사용하여 구현될 수도 있다.
도 3의 실시예의 참조 번호(300)에서, 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치는 2개의 중첩 대역폭 가입자 장치(320 및 330)을 포함한다. 그러나, 본 발명은 더 많은 수의 중첩 대역폭 가입자 장치를 포함하는 시스템에도 적용가능하다. 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치는 순방향 접속 신호를 수신하고, 각각은 순방향 접속 신호로부터 주파수 기준을 유도한다. 각각의 중첩 대역폭 가입자 장치는 본 분야에서 공진된 자동 주파수 제어를 사용하여 순방향 접속 신호로부터 주파수 기준을 유도한다. 각각의 중첩 대역폭 가입자 장치는, 앞서 설명한 바와 같이, 순방향 접속 신호로부터 심볼 타이밍 기준도 역시 유도한다.
복수의 중첩 대역폭 가입자 장치는 역방향 접속 신호를 기지국 장치에 전송한다. 이와 동시에, 심볼 타이밍은 순방향 접속 신호로부터 유도된 심볼 타이밍 기준에 기초하고, 복수의 역방향 접속 신호의 스펙트럼은 중첩한다. 각각의 역방향 접속 신호는 하나 이상의 변조된 데이타 반송파 신호를 포함한다.
양호한 실시예에서, 역방향 접속 변조된 데이타 반송파들을 위한 반송파 주파수들은 한 세트의 허용가능한 역방향 접속 반송파 주파수들로부터 선택된다. 한 세트의 허용가능한 반송파 주파수들은, 역방향 접속 전송을 위해 시스템 내에서 이용가능한 시스템 주파수 대역 할당 및 대역폭을 포함한 인자에 의해 영향을 받는다. 한 세트의 허용가능한 역방향 접속 반송파 주파수들은 1/ts의 정수배 만큼씩 간격이 떨어져 있고, 여기서, ts는 역방향 접속 실용 심볼 지속기간이다. 한 세트의 간격이 떨어져 있는 주파수들은 반송파 주파수 "그리드"를 형성한다. 양호하게, 반송파 주파수들의 그리드의 값은 미리 결정되어, 기지국 장치 및 중첩 대역폭 가입자 장치 내에 저장되고, 꼬리표가 할당된다.
역방향 접속 변조된 데이타 반송파 신호의 반송파 주파수들의 정확도는 중첩 대역폭 가입자 장치의 주파수 기준의 정확도에 따라 다르다. 중첩 대역폭 가입자 장치 주파수 기준의 정확도는 중첩 대역폭 가입자 장치 내의 국부 발진기 내의 정확도에 의존한다. 국부 발진기 내의 부정확성은, 앞서 설명한 바와 같이, 자동 주파수 제어를 사용하여 순방향 접속 신호로부터 주파수 기준을 유도함으로써 양호하게 제거된다. 주파수 기준은 순방향 접속 신호로부터 유도되기 때문에, 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 발생된 변조된 데아타 반송파들의 반송파 주파수들은 기지국 장치 내의 반송파 주파수 그리드의 요소들과 일치할 것이다.
역방향 접속 데이타 반송파를 위해 특정의 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 사용되는 특정의 반송파 주파수들은 여러 가지 방식으로 결정될 수 있다. 양호한 실시예에서, 기지국 장치는, 전송된 순방향 접속 신호 내에, 한 세트의 가용의 허용가능한 역방향 접속 반송파 주파수(즉, 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 현재 사용되지 않는 반송파 주파수)들로부터의 역방향 접속 반송파 주파수 목록을 포함한다. 중첩 대역폭 가입자 장치는 역방향 접속 변조된 데이타 반송파에 대한 목록으로부터 역방향 접속 반송파 주파수를 선택한다. 역방향 접속 전송을 위해 독립된 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 사용되는 반송파 주파수들은 독립되어 있어서 독립된 중첩 대역폭 가입자 장치로부터의 동시 발생 신호 스펙트럼을 피할 수 있다.
중첩 대역폭 가입자 장치 역방향 접속 신호는 복수의 변조된 데이타 반송파들을 포함한다면, 복수의 변조된 데아타 반송파들은 본 분야에 공지된 역 이산 푸리에 변환(Inverse Discrete Fourier Transform, IDFT)를 사용하여, 최소한 부분적으로 양호하게 디지털적으로 발생된다. IDFT는 본 분야에 공지된 바와 같이, 빠른 푸리에역 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 사용하여 효율적으로 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 중첩 대역폭 가입자 장치은 변조된 데이타 반송파 신호들의 펄스형 함수로된 순환적 확장부를 포함한다. 앞서 유도된 방정식들을 참조하면, 기지국에서의 수신된 역방향 접속 신호의 심볼 타이밍이 Δts의 최대값에 이르기까지 다를 때, Δts의 순환적 확장부의 지속기간은 역방향 접속 신호에서의 상호 간섭을 제거한다. 따라서, 순환적 확장은, 중첩 대역폭 가입자 장치의 심볼 타임 기준 내에 중간 정도의 부정확성이 있는 때조차, 상호 간섭이 회피될 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예는 역방향 접속 전력 제어의 사용을 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이, 중첩 대역폭 가입자 장치의 심볼 타임 기준과 주파수 기준이 적절히 제어되면, 역방향 접속을 전송하는 중첩 대역폭 가입자 장치들간의 상호 간섭은 회피될 수 있다. 그러나, 만일, 중첩 대역폭 가입자 장치들의 타임 및 주파수 기준이 적절히 제어되지 않는다면, 상호 간섭이 발생할 것이다. 이 경우에 있어서, 앞의 방정식에서 지적한 바와 같이, 간섭의 양은 역방향 접속 신호들의 상대적 진폭에 응답한다. 일부의 중첩 대역폭 가입자 장치 역방향 접속 신호가 다른 중첩 대역폭 가입자 장치 역방향 접속 신호보다 상당히 큰 진폭으로 기지국에 도달하면, 간섭의 양은 상당히 증가할 것이다. 따라서, 역방향 접속 전력 제어는 파라미터 부정합의 경우에 간섭 레벨을 제한하는데 유용하다. 역방향 접속 전력 제어 방법은 본 분야에 공지되어 있다. 양호한 역방향 접속 전력 제어 방법에서, 중첩 대역폭 가입자 장치는 기지국 장치의 선정된 기준 역방향 접속 기대 수신 전력에 따라 역방향 접속 전송 전력을 조절한다. 이와 같은 접근법에서, 기지국 장치는 수신된 역방향 접속 신호 전력과 원하는 역방향 접속 신호 전력을 비교한다. 만일, 수신된 전력이 원하는 전력에 상당히 근접하지 않는다면, 기지국은, 수신된 전력을 원하는 전력에 근접하게 만들기 위해, 중첩 대역폭 가입자 장치 전송 전력이 증가되어야 할지 감소되어야 할지를 결정한다. 순방향 접속을 사용하여, 기지국은 수신된 전력이 원하는 전력보다 작은지 또는 큰지에 따라, 중첩 대역폭 가입자 장치에 전력 증가 메시지 또는 전력 감소 메시지를 각각 전송한다.
도 3을 참조하여, 중첩 대역폭 가입자 장치가 더 설명될 것이다. 중첩 대역폭 가입자 장치(320)은 수신기(326), 중첩 대역폭 전송기(325), 주파수 기준 유도 장치(321), 및 중첩 대역폭 전송기(325)를 포함한다. 수신기(326)과 중첩 대역폭 전송기(325)는 무선 통신용 안테나에 결합되어 동작한다. 무선 통신 시스템을 포함하는 대안적인 실시예에서, 중첩 대역폭 전송기 및 수신기는 통신 시스템 결선 인프라 구조에 결합되어 동작한다.
수신기(326)은 기지국(310)에 의해 전송되었던 순방향 접속 신호를 수신하기 위해 사용된다. 양호하게, 수신기(326)은 수신된 신호를 필터링, 증폭, 및 하향변환시킨다. 수신기(326)은 수신된 신호를 디지털 형태로 변환하고, 수신된 신호에 포함된 정보를 검출한다. 순방향 접속 신호는 양호하게 OFDM 신호를 포함하고, 검출은, 양호하게, 본 분야에서 공지된 빠른 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)를 사용하여 효율적으로 구현될 수 있는 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT)에 기반한다.
중첩 대역폭 전송기(325)는 역방향 접속 신호를 기지국 장치(310)에 전송하기 위해 사용된다. 전송된 역방향 접속 신호는 독립된 반송파 주파수를 갖는 하나 이상의 변조된 데이타 반송파 신호를 포함한다. 변조된 데이타 반송파 신호를 위한 반송파 주파수를 결정하기 위한 양호한 방법은 앞서 설명되었다. 만일, 중첩 대역폭 가입자 장치 역방향 접속 신호가 복수의 변조된 데이타 반송파를 포함한다면, 복수의 변조된 데이타 반송파들은, 본 분야에서 공지된 바와 같은 이산 푸리에 역변환(IDFT)를 사용하여 최소한 부분적으로 디지털적으로 발생된다. IDFT는 본 분야에서 공지된 바와 같이, 빠른 푸리에 역변환을 사용하여 효율적으로 구현될 수 있다. 중첩 대역폭 전송기(325)는 변조된 데이타 반송파들의 합의 디지털 형태를 아날로그 신호로 변환하고, 전송을 위해, 신호를 필터링, 상향변환, 및 증폭한다. 역방향 접속 신호의 스펙트럼은, 도 1에 도시된 바와 유사한 방식으로, 중첩 대역폭 가입자 장치(330)과 같은 다른 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 사용될 수도 있는 주파수 대역 영역으로 연장된다. 비록, 역방향 접속 신호의 스펙트럼이 다른 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 사용될 수도 있는 주파수 대역 영역으로 연장되지만, 중첩 대역폭 가입자 장치(320)은, 앞의 방정식에서 지시하는 바와 같이, 다른 역방향 접속 통신을 간섭하지 않는다.
주파수 기준 유도 장치(322)는 수신된 순방향 접속 신호로부터 주파수 기준을 유도하고, 부분적으로 유도된 주파수 기준에 기초하여, 역방향 접속 신호를 위한 하나 이상의 변조된 데이타 반송파 신호용 반송파 주파수를 결정한다. 양호한 실시예에서, 순방향 접속 신호는 주기적으로 전송되는 알려진 데이타부를 포함한다. 중첩 대역폭 가입자 장치는 순방향 접속 신호를 수신하고, 기지국 장치 주파수 기준에 효율적으로 고정되는 정확한 주파수 기준을 유도하기 위해 알려진 데이타부를 사용한다. 자동 주파수 제어와 같은, 중첩 대역폭 가입자 장치에서 주파수 기준을 유도하기 위한 적절한 방법이 본 분야에 공지되어 있다. 한 세트의 허용가능한 역방향 접속 반송파 주파수로부터 반송파 주파수를 선택함으로써 역방향 접속 신호용 반송파 주파수를 결정하기 위한 양호한 방법은 앞서 설명되었다.
또 다른 실시에에서, 기지국 장치(310)은 역방향 접속 신호에서의 주파수 옵셋을 측정하고, 순방향 접속 상에서 주파수 조절 메시지를 가입자 장치로 전송한다. 심볼 타임 기준 유도 장치(321)은 순방향 접속 신호로부터 심볼 타이밍 기준을 유도하며, 유도된 심볼 타임 기준에 응답하여 역방향 접속 전송된 신호에 응답하여 역방향 접속 전송된 신호의 심볼 타이밍을 조절한다. 앞서 설명한 바와 같이, 심볼 타이밍 기준은 개방형-루프 또는 폐쇄형-루프를 사용하여 유도될 수 있다.
양호한 개방형-루프 접근법에서, 중첩 대역폭 가입자 장치는 수신된 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍으로부터 역방향 접속 심볼 타이밍 기준을 유도한다. 수신된 순방향 접속 신호를 복조하는데 있어서, 중첩 대역폭 가입자 장치는 본 분야에 공지된 심볼 타이밍 회복 방법들 중 하나를 사용하여 수신된 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍을 결정한다. 다음으로, 수신된 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍으로부터 유도된 심볼 타이밍 기준은 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 역방향 접속 신호 전송용 심볼 타이밍 기준로서 사용된다. 중첩 대역폭 가입자 장치는 중첩 대역폭 가입자 장치 전송기 및 수신기 내의 아날로그 및 디지털 처리 체인에 의해 도입된 신호 지연과 동일한 양만큼 역방향 접속의 심볼 타이밍을 선택적으로 앞당길수 있다.
개방형-루프 심볼 타이밍 기준 방법은 시스템 담당 지역 내의 전파 지연이 무시될만한 정도의 지리적으로 작은 2방향 통신 시스템에 전형적으로 적절하다. 무시할만한 것으로 간주되기 위해서는, 전파 지연은 ts보다 작은, 예를 들어, ts의 1%보다 작아야 한다.
폐쇄형-루프 타임 기준 유도 방법의 양호한 실시예는 폐쇄-루프 특징을 강조하기 위한 폐쇄형-루프 타이밍 선행화라 불린다. 폐쇄형 루프 타이밍 선행화에서, 중첩 대역폭 가입자 장치는 기지국 장치에 역방향 접속 신호를 전송한다. 기지국은 수신된 역방향 접속 신호 내의 심볼 타임 옵셋을 측정한다. 심볼 타임 옵셋은 수신된 역방향 접속 신호의 심볼 타이밍과 기지국 장치 기준 기대치 수신 신호 심볼 타이밍간의 시간차이다. 기지국 장치는 심볼 타임 옵셋을 제거하기 위해 중첩 대역폭 가입자 장치 심볼 타이밍 내에 도입될 필요가 있는 타임 선행화값을 계산한다. 타임 선행화값은 전형적으로 측정된 심볼 타임 옵셋과 동일하다. 다음으로, 기지국 장치는 순방향 접속 상에서 중첩 대역폭 가입자 장치로 타임 선행화값을 제공한다. 중첩 대역폭 가입자 장치는 타임 선행화값을 수신하고 심볼 타임 기준 유도 장치(321)은 수신된 타임 선행화 값을 이용하여 후속된 역방향 접속 전송된 신호의 심볼 타이밍을 조절한다.
또 다른 양호한 실시예에서, 가입자 장치(320)은 순환적 확장 장치(324)를 포함한다. 순환적 확장 장치(324)는 역방향 접속 신호용의 변조된 데이타 반송파를 변조하는 데이타 심볼의 지속기간을 연장시키기 위해 사용된다. 연장된 심볼은 앞서 정의된 바와 같은 실용 심볼부와 심볼 확장부를 포함한다. 양호한 실시예에서, 중첩 대역폭 가입자 장치 역방향 접속 신호는 복수의 변조된 데이타 반송파를 포함하는데, 복수의 변조된 데이타 반송파는, 본 분야에 공지된 빠른 푸리에 역변환을 사용하여 효율적으로 구현될 수 있는 이산 푸리에 역변환(Inverse Discrete Fourier Transform)을 사용하여, 양호하게 디지털적으로 발생된다. 순환적 확장 장치(324)의 양호한 실시예는 우선 IDFT 출력 벡터부를 복사한 다음, 본 분야에 공지된 바와 같은 원래의 IDFT 출력 벡터의 복사된 벡터부를 추가함으로써 변조된 데이타 반송파 그룹을 위한 심볼 확장부를 발생시킨다.
앞서 유도된 방정식을 참조하여, 순환적 확장부 지속기간 Δts가, 기지국에서 수신된 역방향 접속 신호의 심볼 타이밍이 Δts의 최대값에 이르기까지 다를 때,역방향 접속 신호 내의 상호 간섭을 제거하는 것을 보일 수 있다. 따라서, 순환 확장은 중첩 대역폭 가입자 장치의 심볼 타임 기준 내에 중간정도의 부정확성이 있는 때조차 상호 간섭이 회피될 수 있도록 한다. 그러나, 본 분야에 공지된 바와 같이, 순환 확장은 순환적 확장의 지속기간에 비례하여 시스템 대역폭 효율을 감소시켜 순환적 확장부가 필요한 만큼만 커지게 만든다.
또 다른 양호한 실시예에서, 가입자 장치(320)은 기지국 장치의 선정된 기준 역방향 접속 기대치 수신 신호 전력에 따라 역방향 접속 신호의 전송 전력을 조절하기 위한 전력 제어 장치(323)를 포함한다. 기지국 장치는 수신된 역방향 접속 신호 전력과 원하는 역방향 접속 신호 전력을 비교한다. 만닐, 수신된 전력이 원하는 전력에 가깝지 않다면, 기지국 장치는, 수신된 전력을 원하는 전력에 근접하게 만들기 위해, 중첩 대역폭 가입자 장치 전송 전력이 증가되어야 할지 감소되어야 할지를 결정한다. 순방향 접속을 사용하여, 기지국은 수신된 전력이 원하는 전력보다 작은지 또는 큰지에 따라, 중첩 대역폭 가입자 장치에 전력 증가 메시지 또는 전력 감소 메시지를 각각 전송한다. 다음으로, 전력 제어 장치는 전력 조절 메시지에 응답하여 후속된 역방향 접속 전송 상의 전송 전력을 조절한다.
심볼 타임 기준 유도 장치(321)은 주파수 기준 유도 장치(322), 전력 제어 장치(323), 및 순환적 확장 장치(324)는, 도 4의 참조 번호(400)에 지시된 바와 같이, 하드웨어 내에 구현되거나, 하드웨어와 소프트웨어의 조합 내에 구현될 수도 있음에 주목한다. 하드웨어 구현은 양호하게, 주문형 집적 회로(ASIC)을 포함한다. 조합된 하드웨어/소프트웨어 구현은 양호하게 저장된 프로그램을 실행하는 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor, DSP)을 포함한다.
도 3의 기지국 장치(310)으로 되돌아가면, 기지국 장치(310)은, 최소한 2개의중첩 대역폭 가입자 장치의 중첩된 전송 신호를 사용하여 통신을 용이하게 하기 위해, 순방향 접속 신호를 전송하기 위한 전송기(315), 중첩 대역폭 가입자 장치(320 및 330)을 포함한 중첩 대역폭 가입자 장치로부터 복수의 역방향 접속 신호용 합성 신호를 수신하기 위한 수신기(316), 및 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치의 각각으로부터의 전송 신호를 검출하기 위한 중첩된 신호 스펙트럼 검출기(314)를 포함한다.
수신기(316)은 양호하게 합성 수신 신호를 필터링, 증폭, 및 하향 변환시킨다. 수신기(316)은 아날로그-대-디지털 변환기를 사용하여 수신된 신호를 디지털 형태로 변환시키고, 디지털 형태의 신호를 중첩 신호 스펙트럼 검출기(314)로 보낸다. 중첩 신호 스펙트럼 검출기(314)는, 검출된 역방향 접속 신호를 공중 교환 전화망(34)으로 보내기 이전에, 복수의 역방향 접속 신호를 포함하는 합성 수신 신호로부터 개개의 역방향 접속 신호를 검출 및 분리한다. 합성 수신 신호로부터 개개의 역방향 접속 신호의 검출은 양호하게 이산 푸리에 변환(DFT)에 기초한다. 이산 푸리에 변환은 본 분야에서 공지된 빠른 푸리에 변환(FFT)를 사용하여 효율적으로 구현될 수 있다.
기지국/헤드엔드 장치(310)의 또 다른 양호한 실시예에는 중첩 대역폭 가입자 장치로부터 전송된 수신된 역방향 접속 신호의 신호 전력을 측정하고, 신호 전력을 기대치 신호 전력과 비교해, 순방향 접속 상에서 가입자 장치로 전송될 역방향 접속 전송 전력 조절값을 발생시키기 위한 전력 측정 제어 장치(313)를 포함된다. 기지국 장치(310)의 또 다른 양호한 실시예에는 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 전송된 수신된 역방향 접속 신호의 주파수 옵셋을 측정하고, 순방향 접속 상에서 가입자 장치로 전송될 역방향 접속 주파수 기준 조절값을 발생시키기 위한 주파수 옵셋 측정 장치(312)가 포함된다.

Claims (10)

  1. 대역폭을 효율적으로 사용하는 복수 사용자 디지털 통신 시스템에 있어서,
    1A) 순방향 접속(forward link) 신호를 전송하고, 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치로부터의 복수의 신호로 이루어진 복합 신호를 수신하며, 상기 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치(the plurality of overlap bandwidth subscribe unit)의 각각으로부터의 전송 신호를 검출하기 위한 기지국/헤드엔드 장치(base/headend unit)를 포함하며,
    1B) 상기 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치는 순방향 접속 신호를 수신하며, 각각이 최소한 순방향 접속 신호에 기초해 주파수 기준 및 심볼 타이밍 기준을 유도하며, 상기 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치들 각각은 역방향 접속 신호로 이루어진 복합 역방향 접속 신호를 수신하는 상기 기지국/헤드엔드 장치에 역방향 접속 신호를 전송하며, 상기 각각의 역방향 접속 신호는 최소한 하나의 변조된 데이타 반송파(modulated data carrier)를 포함하고, 상기 각각의 역방향 접속 신호는 독립된 반송파 주파수를 가지며, 각각의 전송된 역방향 접속 신호는 심볼 타이밍 기준에 응답하는 심볼 타이밍을 가지며, 상기 역방향 접속 신호들의 스펙트럼은 적어도 중첩 대역폭 가입자 장치의 중첩 전송 신호 스펙트럼을 이용해 복수 사용자 역방향 접속 통신을 용이하게 하기 위해 중첩되는
    것을 특징으로 하는 대역폭을 효율적으로 사용하는 복수 사용자 디지털 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    2A) 상기 주파수 기준은 자동 주파수 제어(automatic frquency control)를 사용하여 상기 순방향 접속 신호의 반송파 주파수로부터 유도되며;
    2B) 상기 역방향 접속 신호의 심볼 타임 지속기간(symbol time duration)을 연장시키기 위한 심볼 순환적 확장 장치(symbol cyclic extension unit)를 상기 중첩 대역폭 가입자 장치 내에 더 포함하며;
    2C) 상기 심볼 타이밍 기준은 상기 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍으로부터 유도되며;
    2D) 상기 심볼 타이밍 기준은 폐쇄형-루프 타이밍 선행화(closed-loop timing advance)로부터 유도되고, 가입자 장치 트랜시버는, 전송시에, 상기 기지국/헤드엔드 트랜시버의 타임 베이스 기준(time base reference)에 따라 상기 가입자 장치에 대한 역방향 접속 신호의 전송 타임을 조절하기 위한 타이밍 선행화 장치(timing advance unit)를 포함하며;
    2E) 상기 각각의 중첩 대역폭 가입자 장치는 상기 기지국/헤드엔드 장치의 선정된 기준 역방향 접속 기대치 수신 전력(predetermined reference reverse link expected received power)에 따라 역방향 접속 신호의 전송 전력을 조절하기 위한 전력 제어 장치(power control unit)를 포함하며; 및
    2F) 상기 주파수 기준은 상기 순방향 접속 신호 내의 주파수 교정 메시지에 기초하여 유도되는
    것 중 최소한 하나에 해당되는 것을 특징으로 하는 복수 사용자 디지털 통신 시스템.
  3. 기지국/헤드엔드 장치는, 순방향 접속 신호를 전송하며 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치로부터의 복수의 신호에 대한 복합 신호를 수신하고 상기 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치의 각각으로부터의 전송 신호를 검출하며, 상기 중첩 대역폭 가입자 장치는 상기 순방향 접속 신호를 수신하는, 대역폭을 효율적으로 사용하는 통신 시스템 내의 중첩 대역폭 가입자 장치에 있어서, 최소한 2개의 중첩 대역폭 가입자 장치의 중첩된 전송 신호 스펙트럼을 사용하여 복수 사용자 역방향 접속 통신을 용이하게 하기 위해,
    3A) 순방향 접속 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및
    3B) 주파수 기준 유도 장치(frequency reference derivation unit) 및 심볼 타임 기준 유도 장치에 결합되어, 최소한 하나의 변조된 데이타 반송파 신호를 포함하는 역방향 접속 신호를 전송하기 위한 중첩 대역폭 전송기(overlap bandwidth transmitter) - 여기서, 상기 역방향 접속 신호의 스펙트럼은 역방향 접속 신호 내의 변조된 데이타 반송파를 위해 사용되는 반송파 주파수들과는 독립되어 있는 반송파 주파수 근처의 주파수에서 중첩됨 -을 포함하며,
    3C) 상기 주파수 기준 유도 장치는 상기 수신기에 결합되어, 최소한 상기 순방향 접속 신호에 기초하여 유도된 주파수 기준을 발생시키고, 부분적으로 상기 유도된 주파수 기준에 기초하여 역방향 접속 신호를 위한 최소한 하나의 변조된 데이타 반송파 신호용의 반송파 주파수를 결정하며;
    3D) 상기 심볼 타임 기준 유도 장치는 상기 수신기 및 상기 주파수 기준 유도 장치에 결합되어, 최소한 순방향 접속 신호에 기초하여 심볼 타이밍 기준을 유도하고 상기 유도된 심볼 타이밍 기준에 응답하는 역방향 접속 전송 신호의 심볼 타이밍을 조절하는
    것을 특징으로 하는 중첩 대역폭 가입자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    4A) 상기 주파수 기준 유도 장치는 자동 주파수 제어를 사용하여 순방향 접속 신호의 반송파 주파수로부터 기준 주파수를 유도하며;
    4B) 상기 중첩 대역폭 가입자 장치에 있어서, 역방향 접속 신호의 심볼 타임 지속기간을 연장하기 위한 심볼 순환적 확장 장치를 더 포함하며;
    4C) 상기 심볼 타임 기준 유도 장치는 상기 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍으로부터 심볼 타이밍 기준을 유도하며;
    4D) 상기 심볼 타이밍 기준 유도 장치는 폐쇄-루프 타이밍 선행화로부터 심볼 타이밍 기준을 유도하며;
    4E) 상기 중첩 대역폭 가입자 장치는 상기 기지국/헤드엔드 장치의 선정된 기준 역방향 접속 기대치 수신 전력에 따라 역방향 접속 신호의 전송 전력을 조절하기 위한 전력 제어 장치를 포함하는 것
    중 최소한 하나에 해당되는 중첩 대역폭 가입자 장치.
  5. 최소한 2개의 중첩 대역폭 가입자 장치의 중첩된 전송 신호 스펙트럼을 사용하여 통신을 용이하게 하기 위해, 순방향 접속 신호를 수신하여 상기 순방향 접속 신호로부터 주파수 기준을 유도하는 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치를 포함하는, 대역폭을 효율적으로 사용하는 복수 사용자 통신 시스템 내의 기지국/헤드엔드 장치에 있어서, - 여기서, 각각의 중첩 대역폭 가입자 장치는 최소한 하나의 변조된 데이타 반송파를 포함하는 역방향 접속 신호를 기지국/헤드엔드 장치에 전송하고, 각각의 역방향 접속 신호는 독립된 반송파 주파수를 가지며, 각각의 전송된 역방향 접속 신호는 최소한 부분적으로 심볼 타이밍 기준에 기초한 심볼 타이밍을 가지며 역방향 접속 신호들의 스펙트럼은 중첩됨 -
    5A) 순방향 접속 신호를 전송하기 위해 중첩된 전송 신호 스펙트럼 검출기에 결합되어 동작하는 전송기; 및
    5B) 중첩 대역폭 가입자 장치로부터 복수의 역방향 접속 신호를 위한 복합 신호를 수신하기 위한 수신기
    를 포함하며,
    5C) 상기 중첩된 전송 신호 스펙트럼 검출기는 상기 수신기에 결합되어, 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치들의 각각으로부터의 전송 신호를 검출하는
    것을 특징으로 하는 기지국/헤드엔드 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    6A) 상기 중첩 대역폭 가입자 장치 내에, 역방향 접속 신호의 심볼 타임 지속기간을 연장시키기 위한 심볼 순환적 확장 장치를 더 포함하며;
    6B) 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 전송된 수신된 역방향 접속 신호의 심볼 타이밍 옵셋을 측정하고, 상기 역방향 접속 상에서 상기 가입자 장치에 전송될 심볼 타이밍 기준 조절값을 발생시키기 위한 수신된 심볼 타이밍 옵셋 계산기를 더 포함하며;
    6C) 상기 중첩 대역폭 가입자 장치 심볼 타이밍 기준 유도 장치는 폐쇄-루프 타이밍 선행화으로부터 심볼 타이밍 기준을 유도하며;
    6D) 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 전송된 수신된 역방향 접속 신호의 신호 전력을 측정하고, 상기 신호 전력을 기대치 신호 전력과 비교하여, 순방향 접속 상에서 상기 가입자 장치에 전송될 역방향 접속 전송 전력 조절값을 발생시키기 위한 전력 측정 제어 장치를 더 포함하며; 및
    6E) 중첩 대역폭 가입자 장치에 의해 전송된 수신된 역방향 접속 신호의 주파수 옵셋을 측정하고, 순방향 접속 상에서 상기 가입자 장치에 전송될 역방향 접속 주파수 기준 조절값을 발생시키기 위한 주파수 옵셋 측정 장치를 더 포함하는 것
    중 최소한 하나에 해당되는 기지국/헤드엔드 장치.
  7. 기지국/헤드엔드 장치가 순방향 접속 신호를 전송하고, 중첩 대역폭 가입자 장치로부터의 복수의 신호에 대한 복합 신호를 수신하며, 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치의 각각으로부터의 전송 신호를 검출하고, 상기 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치는 순방향 접속 신호를 수신하는, 대역폭을 효율적으로 사용하는 복수 사용자 디지털 통신 시스템 내의 중첩 대역폭 가입자 장치를 위한 디지털 신호 처리/주문형 집적 회로에 있어서,
    7A) 수신기에 결합되어, 최소한 순방향 접속 신호에 기초하여 유도된 주파수 기준을 발생시키고 최소한 하나의 변조된 데이타 반송파 신호를 포함하는 역방향 접속 신호에 대해 최소한 하나의 변조된 데이타 반송파 신호를 위한 반송파 주파수를 결정하기 위한 주파수 기준 유도 장치 - 여기서, 상기 순방향 접속 신호 스펙트럼은 부분적으로 상기 유도된 주파수 기준에 기초한 역방향 접속 신호 내의 변조된 데이타 반송파를 위해 사용되는 반송파 주파수와는 구별되는 반송파 주파수 근처의 주파수에서 중첩됨-; 및
    7B) 상기 수신기에 결합되어, 최소한 순방향 접속 신호에 기초한 심볼 타이밍 기준을 유도하고 상기 유도된 심볼 타이밍 기준에 응답하여 역방향 접속 전송된 신호의 심볼 타이밍을 조절하기 위한 심볼 타임 기준 유도 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 처리/주문형 집적 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    8A) 상기 주파수 기준 유도 장치는 자동 주파수 제어를 사용하여 순방향 접속 신호의 반송파 주파수로부터 기준 주파수를 유도하며;
    8B) 상기 중첩 대역폭 가입자 장치 내에, 역방향 접속 신호의 심볼 타임 지속기간을 확장하기 위한 심볼 순환적 확장 장치를 더 포함하며;
    8C) 상기 심볼 타임 기준 유동 장치는 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍으로부터 시볼 타이밍 기준을 유도하며;
    8D) 상기 심볼 타이밍 기준 유도 장치는 폐쇄형-루프 타이밍 선행화로부터 심볼 타이밍 기준을 유도하며; 및
    8E) 상기 중첩 대역폭 가입자 장치는 기지국/헤드엔드 장치의 선정된 기준 역방향 접속 기대치 수신 전력에 따라 역방향 접속 신호의 전송 전력을 조절하기 위한 전력 제어 장치를 포함하는 것
    중 최소한 하나에 해당하는 디지털 신호 처리/주문형 집적 회로.
  9. 중첩 대역폭 가입자 장치에서 대역폭을 효율적으로 사용하는 복수 사용자 디지털 통신을 제공하기 위한 방법에 있어서 - 여기서, 기지국/헤드엔드 장치는 순방향 접속 신호를 전송하고, 중첩 대역폭 가입자 장치들로 부터의 복수의 신호에 대한 복합 신호를 수신하며, 복수의 중첩 대역폭 가입자 장치의 각각으로 부터의 전송 신호를 검출하며, 상기 중첩 대역폭 가입자 장치는 순방향 접속 신호를 수신함 -, 최소한 2개의 중첩 대역폭 가입자 장치들의 중복 전송 신호 주파수를 사용하여 복수 사용자 역방향 접속 통신을 용이하게 하기 위해,
    9A) 순방향 접속 신호를 수신하는 단계;
    9B) 최소한 하나의 변조된 데이타 반송파 신호를 포함하는 역방향 접속 신호를 전송하는 단계 - 여기서, 상기 역방향 접속 신호의 스펙트럼은 상기 역방향 접속 신호 내의 변조된 데이타 반송파를 위해 사용되는 반송파 주파수와는 다른 반송파 주파수 근처의 주파수에서 중첩됨 - ;
    9C) 순방향 접속 신호에 기초한 유도된 주파수 기준을 발생하고, 상기 유도된 주파수 기준에 부분적으로 기초하여 역방향 접속 신호에 대해 최소한 하나의 변조된 데이타 반송파 신호용 반송파 주파수를 결정하는 단계; 및
    9D) 최소한 순방향 접속 신호에 기초하여 심볼 타이밍 기준을 유도하고, 상기 상기 유도된 심볼 타이밍 기준에 응답하여 역방향 접속 전송된 신호의 심볼 타이밍을 조절하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 중첩 대역폭 가입자 장치에서 대역폭을 효율적으로 사용하는 복수 사용자 디지털 통신을 제공하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    10A) 상기 주파수 기준은 자동 주파수 제어를 사용하여 상기 순방향 접속 신호의 반송파 주파수로부터 유도되며;
    10B) 상기 중첩 대역폭 가입자 장치에서, 상기 역방향 접속 신호의 심볼 타임 지속기간을 연장시키기 위해 심볼 순환적 확장의 사용을 더 포함하고;
    10C) 상기 심볼 타이밍 기준은 상기 순방향 접속 신호의 심볼 타이밍으로부터의 심볼 타이밍 기준로부터 유도되며;
    10D) 상기 심볼 타이밍 기준은 폐쇄형-루프 타이밍 선행화(timing advance)로부터 유도되고; 및
    10E) 기지국/헤드엔드의 장치의 선정된 역방향 접속 기대치 수신 전력에 따라 역방향 접속 신호의 전송 전력을 조절하기 위한 전력 제어를 더 포함하는 것
    중 최소한 하나에 해당되는 것을 특징으로 하는 복수 사용자 디지털 통신을 제공하기 위한 방법.
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