KR20050005568A

KR20050005568A - 효과적인 방송 채널 구조체 및 공간 다이버시티 통신의사용 방법

Info

Publication number: KR20050005568A
Application number: KR10-2004-7021420A
Authority: KR
Inventors: 트로트미첼디.; 보로스티보디.
Original assignee: 어레이컴, 인코포레이티드
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-13
Also published as: JP2005531994A; CN1679363A; US20040132454A1; KR101008289B1; AU2003245740A1; EP1520442B1; US6928287B2; WO2004004405A1; EP1520442A1

Abstract

많은 서로 다른 기지국들이 공유할 수 있는 고효율 방송 채널을 위한 장치 및 방법을 제공한다. 일실시예에서, 본 발명은 제1 재사용률을 갖는 제1 버스트, 상기 제1 재사용률보다 높은 제2 재사용 인자를 갖는 복수의 제2 버스트, 및 각각의 제2 버스트의 복수의 세그먼트를 포함하는 방송 채널 구조체를 포함하며, 각각의 세그먼트는 불변 공간 파라미터의 별개의 세트와 관련되어 있고, 각각의 제2 버스트는 상기 복수의 세그먼트에 대한 적어도 하나의 반복을 포함한다.

Description

효과적인 방송 채널 구조체 및 공간 다이버시티 통신의 사용 방법{EFFICIENT BROADCAST CHANNEL STRUCTURE AND USE FOR SPATIAL DIVERSITY COMMUNICATIONS}

셀룰러 음성 무선 시스템과 같은 이동 무선 통신 시스템은 통상적으로 셀룰러 전화기나 무선 웹 장치와 같은 이동 원격 단말기가 사용할 수 있도록 몇 개의 기지국을 여러 위치에 갖는다. 각각의 기지국에는 통상적으로 일련의 주파수나 채널이 할당되어 원격 단말기와의 통신에 사용된다. 상기 채널은 이웃하는 기지국의 채널과는 서로 다르기 때문에 이웃하는 기지국들간의 간섭을 회피할 수 있다. 그 결과, 원격 단말기는 어떤 기지국에서 수신한 송신을 다른 기지국에서 수신한 신호와 용이하게 구별할 수 있다. 또한, 각각의 기지국은 자체에 배정된 채널 자원을 할당하는 것과 사용하는 것을 독립적으로 운용할 수 있다.

이러한 무선 통신 시스템은 통상적으로 방송 채널(BCH)을 포함한다. 이 BCH는 원격 단말기가 네트워크에 등록되었던지 안 되었던지 간에 모든 원격 단말기에 방송되며 원격 단말기에 네트워크에 관해 보고한다. 네트워크에 액세스하기 위해서는, 원격 단말기는 네트워크에 액세스하기 전에 BCH에 정상적으로 동조하고 획득한다. 원격 단말기는 액세스하고자 할 때 가장 강하고 깨끗한 BCH를 찾을 때까지 가능한 주파수 범위를 통상적으로 스캐닝한다. 그런 다음 동기화용 BCH 신호를 사용하고 그 BCH 내의 정보를 사용하여 네트워크에 대한 액세스를 요구한다. 이러한 요구는 통상적으로 별개의 제어와 액세스 채널을 사용하는 네트워크에 관한 정보의 교환이 일어나게 한 다음 특정한 기지국에 대한 할당을 수신하는 원격 단말기에서 종료된다.

BCH는 특정한 기지국의 범위 내에서 모든 잠재적인 원격 단말기에 송신되기 때문에, 사방으로 또는 동시적인 넓은 방향 범위에 걸쳐 방송된다. 이로 인해 대량의 간섭과 노이즈가 야기된다. 또한 트래픽을 이동시키는데 사용될 자원을 소비한다. 현존하는 무선 시스템은 방송 채널에 대해 고정된 재사용을 사용한다. 트래픽에 사용되는 자원이 많을수록 트래픽에 남겨지는 자원은 작다. 공간 파라미터, 예를 들어 위상 및 진폭을 사용하여 안테나 어레이의 복수의 소자를 통해 송신하도록 설계된 시스템에서는, 넓은 영역에 걸쳐 균일한 신호를 상기 어레이에서 발생하는 것이 곤란하다. 장시간 일관하는 신호 없이는, 사용자가 주파수 오프셋을 측정하는 것도 곤란하다. 버스트 내에서 또는 버스트 사이에서 신호가 어떤 예측 불능의 위상 변화를 포함하고 있는 경우 그 곤란함은 커진다.

본 발명은 일반적으로 디지털 무선 신호 통신 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 공간 다이버시티 시스템에서 사용되며 많은 서로 다른 기지국들이 공유할 수 있는 고효율 방송 버스트에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 제1 관점을 보여주는 흐름도.

도 2는 본 발명의 실시예 제2 관점을 보여주는 흐름도.

도 3은 본 발명의 실시예 제3 관점을 보여주는 흐름도.

도 4는 본 발명의 실시예가 수행될 수 있는 기지국의 단순 블록도.

도 5는 본 발명의 실시예가 수행될 수 있는 원격 단말기의 블록도.

많은 서로 다른 기지국들이 공유할 수 있는 고효율 방송 채널을 위한 장치 및 방법을 제공한다. 일실시예에서, 본 발명은 제1 재사용률을 갖는 제1 버스트,상기 제1 재사용률보다 높은 제2 재사용 인자를 갖는 복수의 제2 버스트, 및 각각의 제2 버스트의 복수의 세그먼트를 포함하는 방송 채널 구조체를 포함하며, 각각의 세그먼트는 불변 공간 파라미터의 별개의 세트와 관련되어 있고, 각각의 제2 버스트는 상기 복수의 세그먼트에 대한 적어도 하나의 반복을 포함한다.

본 발명의 다른 특징은 첨부된 도면과 이하의 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.

본 발명을 예를 들어 설명하지만 한정하고자 하는 것이 아니며, 첨부된 도면에서 동일한 도면부호는 동일한 소자를 나타낸다.

서두

본 발명은 일실시예에 따르면 방송 채널에서 버스트들간의 간섭 레벨 및 재사용의 변화를 허용한다. 환언하면, BCH는 그 슈퍼프레임 내에서 상이한 재사용 레벨로 각각 송신되는 복수의 버스트들로 분할된다. 복수의 버스트들은 또한 예를 들어 공간 다이버시티 어레이의 소자들간의 위상 및 진폭 등 복수의 공간 파라미터들과 함께 송신된다. F 버스트는 모든 기지국에 의해 사방으로 송신된다. T 버스트는 공간 파라미터의 변화를 이용하는 모든 기지국에 의해 송신된다. B 버스트는 기지국의 서브세트에 의해 공간 파라미터의 변화와 함께 송신된다. 이러한 진행은 간섭을 최소화하면서 사용자 단말기 수신을 향상시킨다.

T 버스트는 복수의 공간 파라미터들과 함께 각각 송신될 수 있는 세그먼트들로 분할된다. 공간 파라미터들의 변환, 예를 들어 위상 및 진폭 변동은 세그먼트들 사이에서 T 버스트의 특정한 시간에서만 허용된다. 기지국은 이러한 구조를 활용하여 위상 점프가 허용되는 특정한 시간에서 송신 가중치를 변경함으로써 전방향 패턴을 달성한다. 모든 세그먼트의 조합에 의해 단일의 버스트로 넓은 방송 패턴을 커버할 수 있다. 수신기가 T 버스트에서 주파수 오프셋을 정확하게 측정할 수 있도록 하기 위해, 각각의 공간 파라미터가 2회 사용된다. 수신기는 가중치가 동일한 T 버스트의 2개의 세그먼트를 수신한다. 이에 따라 사용자 단말기의 동작을 저하시키지 않으면서 안테나 소자의 어레이로부터 단일의 버스트로 넓은 빔 패턴을 달성한다.

그 결과, 원격 단말기는 단일의 버스트만을 수신한 후 BCH의 파라미터를 측정할 수 있다. 원격 단말기가 위상, 이득 또는 채널 임펄스 응답 등의 BCH 파라미터를 회복할 수 있도록 하기 위한 BCH에서의 트레이닝 비트가 필요하지 않으며 송신 어레이나 신호에 관한 이전의 지식이 필요하지 않다.

프로세스 흐름

도 1은 본 발명의 한 관점에 따라 방송 채널 BCH 버스트를 구축하고 송신하는 프로세스 흐름도를 도시한다. 이 프로세스는 많은 기지국을 포함하는 네트워크에서, 하나의 기지국(BS)을 배경으로 해서, 상기 기지국의 범위 내에 있는 임의의 가입자 단말기나 원격 사용자 단말기에 BCH 버스트를 송신하는 것에 대해 서술하고 있다.

초기에 상기 기지국의 BSCC(base station color code)(103)에 기초해서 BCH 버스트 세그먼트에 대한 코드 워드를 선택한다. 본 실시예에서, 각각의 기지국에는 상기 기지국과 다른 기지국들을 구별하는데 사용될 수 있는 64개의 서로 다른 6비트 BSCC 중 하나가 할당된다. 64개의 서로 다른 코드 워드의 그룹에서 적절한 BSCC를 나타내는 코드 워드를 선택한다. 그렇지만, 상기 기지국이나 네트워크에 관한 다른 정보를 포함하는 임의의 다른 코드 워드나 비트 시퀀스를 선택할 수도 있다. 일실시예에서는, 보다 상세히 후술되는 어떠한 트레이닝 없이도 코드 워드를 복조하는 사용자 단말기(UT)의 성능을 향상시키도록 코드 워드들을 선택한다. 그러한 코드 워드 세트 중 하나가 월시-하다마드 코드 워드 세트(Walsh-Hadamard code word set)이다.

그런 다음, 별개의 선형 합동 의사난수 발생기 시퀀스(105)를 사용하여 상기 선택한 코드 워드를 세그먼트마다 스크램블링한다. 대안적으로, LFSR(linear feedback shift register) 및 PS(pseudorandom sequence)를 사용할 수도 있다. 하나의 긴 시퀀스를 복수의 스크램블링 코드의 세트로 분할할 수 있거나 별개의 이산 PS를 세그먼트마다 사용할 수도 있다. 스크램블링 코드는 UT에 공지되어 있으며 복수의 기지국으로부터의 신호들을 구별하는데 사용될 수 있다. 의사난수 특성은 신호의 자동상관 속성(auto-relation properties)을 향상시키는데 있어서 이점을 제공한다. 월시-하다마드 코드는 통상적으로 빈약한 자동상관 속성을 가지며 그래서 PS. BCH의 피크 평균 전력에 의해 보상된다.

코드 워드를 사용하여 비트 시퀀스를 공식화하고 그것을 스크램블링하면, BCH를 변조하여 근처에 있는 임의의 UT에 송신할 수 있다. 상기 BCH는 많은 별개의 버스트를 포함할 수 있거나, 동일한 버스트가 많은 반복으로 송신될 수 있다. 본 예에서, BCH 버스트의 프리앰블 세그먼트를 프리앰블 파라미터와 함께 먼저 송신함으로써 BCH 버스트가 송신된다(107). 프리앰블 파라미터들은 서로 다른 위상 및 진폭 등의 공간 파라미터 세트이며, 송신 안테나 어레이의 여러 소자에 적용된다. 공간 파라미터는 SDMA(spatial division multiple access) 시스템에서 안테나 어레이와 함께 사용되는 것과 같은 송신 가중 벡터(transmit weight vector)일 수 있다.

BCH 버스트는 버스트의 제1 세그먼트를 공간 파라미터의 제1 세트와 함께 송신함으로써 계속된다(109). 일실시예에서, 공간 파라미터는 특정한 방향으로 특정한 빔폭의 방사 에너지에 집중한다. 각각의 세그먼트는 동일하거나 상이한 빔폭으로 상이한 방향으로 송신된다. 그렇지만, 공간 파라미터는 특정한 빔폭으로 정확하게 정의된 빔일 필요는 없다.

그런 다음 BCH 버스트의 제2 세그먼트가 신호 파라미터의 제2 세트와 함께 송신된다(111). BCH 버스트의 제3 세그먼트는 신호 파라미터의 제3 세트와 함께 송신되며(113), BCH 버스트의 제4 내지 제8 세그먼트는 각각 서로 다른 공간 파라미터(115)와 함께 송신된다. 8개의 세그먼트가 모두 송신된 후, 기지국이 의도하는 모든 통신 가능 영역이 버스트의 적어도 하나의 세그먼트를 수신할 수 있도록 상기 공간 파라미터가 선택된다. 일례에서는, 제1의 4개 세그먼트에 대한 공간 파라미터가 최종의 4개 세그먼트에 대해 동일한 순서로 다시 사용된다. 따라서, 제2 세그먼트를 수신하는 고정 UT도 제6 세그먼트를 수신하게 된다. 각각은 동일한 코드 워드를 포함하지만 상이한 시퀀스로 스크램블링된다. 대안적으로, 상기 의도하는 통신 가능 영역을 수 개의 상이한 버스트로 커버할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 버스트가 8개의 세그먼트를 가지지만, 특정한 시스템에 있어서는 특정한 필요 및 소망에 따라 세그먼트의 수를 특정한 수로 변경할 수 있다.

전술한 단일의 BCH 버스트의 세그먼트를 수신하는 UT는 기지국에 대한 위상을 명료하게 결정할 수 있다. 상기 코드 워드나 워드를 언스크램블링함으로써, 기지국도 식별할 수 있다. 이에 따라 UT는 어떠한 트레이닝 시퀀스도 수신할 필요 없이 추가의 기지국 송신을 수신할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 관점에 따라 방송 채널 BCH 버스트를 구축하고 송신하는 프로세스 흐름도를 도시한다. 이 프로세스 역시 많은 기지국을 포함하는 네트워크에서, 하나의 기지국(BS)을 배경으로 해서, 상기 기지국의 범위 내에 있는 임의의 가입자 단말기나 원격 사용자 단말기에 BCH 버스트를 송신하는 것에 대해 서술하고 있다.

초기에 상기 기지국의 BSCC(203)에 기초해서 BCH 버스트 세그먼트에 대한 코드 워드를 선택한다. 그런 다음 별개의 선형 합동 의사난수 발생기 시퀀스(205)를사용하여 상기 선택한 코드 워드를 세그먼트마다 스크램블링한다. 코드 워드를 사용하여 비트 시퀀스를 공식화하고 그것을 스크램블링하면, BCH를 변조하여 근처에 있는 임의의 UT에 송신할 수 있다. 상기 BCH는 많은 별개의 버스트를 포함할 수 있거나, 동일한 버스트가 많은 반복으로 송신될 수 있다. 본 예에서, BCH 버스트의 프리앰블 세그먼트를 프리앰블 파라미터와 함께 먼저 송신함으로써 BCH 버스트가 송신된다(207). 프리앰블 파라미터들은 서로 다른 위상 및 진폭 등의 공간 파라미터 세트이며, 송신 안테나 어레이의 여러 소자에 적용된다. 공간 파라미터는 SDMA 시스템에서 안테나 어레이와 함께 사용되는 것과 같은 송신 가중 벡터일 수 있다. BCH 버스트는 버스트의 제1 세그먼트를 공간 파라미터의 제1 세트와 함께 송신함으로써 계속된다(209). 일실시예에서, 공간 파라미터는 특정한 방향으로 특정한 빔폭의 방사 에너지에 집중한다. 각각의 세그먼트는 동일하거나 상이한 빔폭으로 상이한 방향으로 송신된다. 그렇지만, 공간 파라미터는 특정한 빔폭으로 정확하게 정의된 빔일 필요는 없다. 그런 다음 BCH 버스트의 제2 세그먼트가 신호 파라미터의 제2 세트와 함께 송신된다(211). BCH 버스트의 제3 세그먼트는 신호 파라미터의 제3 세트와 함께 송신되며(213), BCH 버스트의 제4 세그먼트는 신호 파라미터의 제4 세트와 함께 송신된다(215). 그런 다음 BCH의 제5 내지 제8 세그먼트는 제1 내지 제4 세그먼트에서와 같이 각각 동일한 공간 파라미터를 사용해서 각각 송신된다. 그 결과, 공간 파라미터의 각각의 세트는 2회 사용된다. 공간 파라미터의 특정한 순서는 중요하지 않지만, 세그먼트는 동일한 공간 파라미터를 사용하는 송신 사이의 시간 간격이 존재하는 경우에 수신하는 것이 용이하다. 8개의 세그먼트가 모두 송신된후, 기지국이 의도하는 모든 통신 가능 영역이 버스트의 적어도 2개의 세그먼트를 수신할 수 있도록 상기 공간 파라미터가 선택된다. 따라서, 제2 세그먼트를 수신하는 고정 UT도 제6 세그먼트를 수신하게 된다. 각각은 동일한 코드 워드를 포함하지만 상이한 시퀀스로 스크램블링된다. 대안적으로, 상기 의도하는 통신 가능 영역을 수 개의 상이한 버스트로 커버할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 버스트가 8개의 세그먼트를 가지지만, 특정한 시스템에 있어서는 특정한 필요 및 소망에 따라 세그먼트의 수를 특정한 수로 변경할 수 있다. 전술한 단일의 BCH 버스트의 세그먼트를 수신하는 UT는 기지국에 대한 위상을 명료하게 결정할 수 있다. 상기 코드 워드나 워드를 언스크램블링함으로써, 기지국도 식별할 수 있다. 이에 따라 UT는 어떠한 트레이닝 시퀀스도 수신할 필요 없이 추가의 기지국 송신을 수신할 수 있다.

세그먼트를 2회 수신할 수 있기 때문에, 수신기는 예를 들어 제1 및 제5 세그먼트간의 어떠한 위상 변화도 주파수 오프셋에 귀속시킬 수 있다. 공간 파라미터나 가중치가 반복되기 전에 시간 간격이 있다는 것은 유용하다. 간격이 클수록 주파수 측정은 더 정확할 수 있지만 주파수 측정의 포착 범위는 좁아질 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 관점에 따라 방송 채널 BCH 버스트를 구축하고 송신하는 프로세스 흐름도를 도시한다. 이 프로세스 역시 많은 기지국을 포함하는 네트워크에서, 하나의 기지국(BS)을 배경으로 해서, 상기 기지국의 범위 내에 있는 임의의 가입자 단말기나 원격 사용자 단말기에 BCH 버스트를 송신하는 것에 대해 서술하고 있다. 슈퍼프레임은 기지국의 상이한 그룹들이 사용할 수 있도록 지정되는 버스트를 포함한다. 여기서 사용되는 슈퍼프레임, 프레임, 슬롯 및 서브슬롯은 참조의 목적으로만 유용하다. 후술되는 각각의 버스트는 전술한 실시예에서와 같이 슬롯의 서브슬롯, 프레임의 슬롯 또는 슈퍼프레임의 일부로서 특징지어질 수 있다.

초기에, 모든 기지국은 BCH의 F 버스트를 동시에 송신한다(303). 일실시예에서, F 버스트는 모든 기지국에서 동일한 버스트이며 사용자 단말기가 자체의 BCH 수신을 통해 주파수 정정을 수행할 수 있도록 선택된다. 일실시예에서, F 버스트는 한 쌍의 톤으로 송신된다. 이에 따라 상기 톤을 2개의 다른 기지국으로부터 수신할 때 위상이 약간 벗어날 수 있으며 수신기는 혼합하여 신뢰할만한 주파수 기준을 얻을 수 있다. 기지국은 거의 반복기 스테이션으로 동작하므로 F 버스트는 네트워크 전체를 관통한다. F 버스트의 특정한 콘텐츠는 중요하지는 않지만 모든 기지국에서 공통인 BCH의 관점과 관련될 수 있다. F 버스트를 동시에 송신하기 위해, 기지국은 당분야의 어떠한 공지기술에 의해서도 동기화 될 수 있다. 예를 들어 GPS 신호를 사용할 수 있다. GPS 신호는 트래픽에 사용될 수 있는 주파수 자원을 전혀 소비하지 않는다는 이점을 갖는다. F 버스트는 모든 기지국에서 동시에 송신되기 때문에, 공중파나 시스템의 통신 자원에 부가되는 최상위 레벨의 간섭에 대응한다.

F 버스트에 이어서, 모든 기지국은 T 버스트를 송신한다(305). 기지국은 F 버스트에서와 동일한 방식으로 동기화 될 수 있다. 일실시예에서, T 버스트는 송신 기지국의 기지국 컬러 코드(BSCC)에 관한 정보를 포함하지만, F 버스트에서와 같이, 모든 기지국에 공통인 정보를 송신할 수 있다. T 버스트 역시 다양한 공간 파라미터와 함께 송신될 수 있다. 이에 따라 여러 기지국으로부터 동시에 T 버스트를 수신할 수 있는 어떠한 사용자 단말기도 복수의 수신된 버스트를 서로 구별할 수있다. 또한 전체적인 간섭이나 시스템에 유입되는 노이즈가 F 버스트에 비해 감소된다. 다른 실시예에서는 F 버스트나 T 버스트 중 어느 하나를 제거할 수 있다. 서술된 바와 같은 구성의 두 버스트 모두를 사용하면 사용자 단말기가 다음의 버스트를 수신하는 것이 도움이 되기는 하지만 어느 하나를 제거하는 것은 주파수 자원을 추가로 보존해야 한다.

T 버스트 이후에 BCH의 제1 B 버스트를 송신한다(307). B 버스트 역시 다양한 공간 파라미터를 사용하여 송신된다. 수 개의 B 버스트가 존재하며 이것들은 기지국들 사이에서 분할되어 일부의 기지국만이 각각의 B 버스트를 사용한다. 일실시예에서, 각각의 기지국은 단지 하나의 B 버스트를 사용한다. 이것은 B 버스트에 대한 재사용률이 B 버스트의 수와 일치한다는 것을 의미한다. 본 실시예에서는 8개의 B 버스트가 존재하므로 재사용률은 8이다. 특정한 시스템 구성의 필요나, 기지국의 수 및 기지국 서로에 대한 간섭의 경향에 따라 임의의 다른 개수의 B 버스트를 사용할 수 있다.

B 버스트를 임의의 원하는 방식으로 할당할 수 있다. B 버스트에 의해 부가되는 간섭 레벨을 최소화하기 위해, 동시에 송신하는 기지국들이 가능한 서로 멀리 떨어지도록 B 버스트를 할당할 수 있다. 일실시예에서, 이것은 BSCC의 할당에 대응한다. 그 결과, 모든 BSCC를 8개의 그룹으로 분할할 수 있으며 8개의 B 버스트 중 하나를 BSCC의 각각의 그룹에 할당할 수 있다. 이 방식은 BSCC를 사용하여 복수의 기지국으로의 B 버스트들을 식별할 수 있다는 추가의 이점을 갖는다. 동일한 BSCC를 갖는 동일한 B 버스트로 동시에 송신하는 기지국들은 거리가 최대로 떨어지게된다.

복수의 기지국들로부터의 B 버스트들을 용이하게 구별할 수 있으므로, 이러한 버스트들은 특정한 기지국에 고유한 정보를 양호하게 전달할 수 있다. 이러한 정보는 특정한 기지국의 BSCC, 송신전력, 트래픽 로드, 사용 가능 주파수 자원 및 할당, 호핑 시퀀스(hopping sequences), 및 그 외 다른 소망의 정보를 포함할 수 있다.

방송 채널 슈퍼프레임

본 발명의 일실시예에 따르면, 기지국으로부터 모든 잠재적 사용자 단말기에 버스트로서 송신되는 방송 채널 BCH에서 사용자 단말기나 원격 단말기마다 통신 세션이 시작된다. TCH(트래픽 채널) 버스트와는 달리 BCH 버스트는 사용자 단말기가 있을 가능성이 있는 많은 서로 다른 방향으로 세그먼트로 송신되며, 고유의 빔 패턴 파라미터는 네트워크에 의존한다. BCH는 충분한 기본적인 정보를 전달하여, UT가 그 자신의 메시지, 예를 들어 기지국과 사용자 단말기간 CR(구성 요구) 또는 CM(구성 메시지)의 후속 교환에 관한 메시지를 송신함으로써 네트워크에 대한 액세스를 획득할 수 있게 한다.

어떤 하나의 사용자 단말기에 BCH가 특별히 지정되어 있지 않은 때도, BCH는 또한 양호한 주파수 오프셋 및 타이밍 갱신 정보를 모든 사용자 단말기에 제공한다. 현재 서술되는 실시예는 BCH의 송신되는 정보량을 최소화하도록 그리고 비트 레이트를 최소화하도록 선택되었다. 방송 채널 정보 심벌은 사용자 단말기가 기지국에 구성 메시지를 요구하는데 필요한 정보를 제공한다. 상기 심벌은 사용자 단말기의 핸드오버 결정을 안내하는 정보도 제공한다.

방송 논리 채널(BCH)은 BS(기지국)에 대한 구성 채널(CCH)을 개방하기 위해 UT에 의해 사용될 수 있는 정보를 제공한다. 또한 핸드오버를 위한 UT의 핸드오버 결정을 다른 기지국들에 안내하는 정보도 제공한다. BCH 논리 채널을 고정 RF(무선 주파수) 자원, 예를 들어 특정한 시간 슬롯 및 주파수를 통해 기지국의 네트워크의 전 부분에 걸쳐 위치시킬 수 있다. 이러한 고정 RF 자원은 일실시예에서 BCH 및 CCH에 전용이며, RACH(랜덤 액세스 채널)이나 TCH(트래픽 채널) 및 그 밖의 다른 트래픽용으로는 사용되지 않는다. BCH 및 CCH에 전용이 아닌 다른 슬롯을 RACH, TCH 또는 임의의 다른 목적에 사용할 수 있다. 본 예에서는 RF 할당의 중간 근처의 RF 채널 상의 다운링크 슬롯1을 BCH 및 CCH 기능용으로 사용할 수 있다. 할당에 대한 특정한 선택은 사용 가능한 자원 및 오버헤드 트래픽에 대한 요건에 좌우된다.

일실시예에서, 5 MHz의 RF 할당을 8 RF로 주파수 분할하고 상기 채널의 각각의 폭은 625 kHz이다. 각각의 RF 채널은 5 ms 프레임으로 시분할된다. 각각의 프레임은 쌍으로 구성되는 TDD(시분할 듀플렉스) 장치에서는 수신용으로 6 슬롯, 송신용으로 3 슬롯을 갖는다. 이러한 특정한 고유의 구성은 쌍으로 구성되는 TDD 시스템에서는 유용한 것으로 밝혀졌으며, TDMA, FDD 및 CDMA 시스템에서 원하는 대로 적응될 수 있다. 노이즈가 심한 환경이나 어려움이 있는 환경에 있어서, BCH는 사전 결정된 방식에 따라 주파수를 호핑할 수 있거나 수 개의 서로 다른 주파수로 반복될 수 있다. 다른 환경에서, BCH는 그 자체의 채널에 따르지만 RACH 및 다른 오버헤드는 별개의 제어 채널에 따른다. 대안적으로, 하나의 BCH는 일정한 주파수를 통해 제공될 수 있지만 제2 BCH는 호핑 주파수를 갖는 다른 채널을 통해 제공될 수 있다. 본 명세서에서의 상세한 설명은 본 발명의 이점을 얻는데 필수요건은 아니며 많은 다양한 변형이 가능하다.

상세히 설명하면, 각각의 5 ms 프레임은 다음과 같은 필드 시퀀스를 가지며, 여기서 업링크 슬롯은 사용자 단말기(UT)로부터 기지국(BS)으로의 통신에 사용되는 수신 슬롯이며, 다운링크 슬롯은 BS로부터 UT로의 통신에 사용되는 송신 슬롯이다.

업링크 슬롯1에 대해 545㎲

업링크 슬롯2에 대해 545㎲

업링크 슬롯3에 대해 545㎲

안내 시간에 대해 10㎲

다운링크 슬롯1에 대해 1090㎲

다운링크 슬롯2에 대해 1090㎲

다운링크 슬롯3에 대해 1090㎲

안내 시간에 대해 85㎲

BCH 논리 채널, 전술한 예에서 제1 다운링크 슬롯은 F, T 및 B라 칭하는 3가지 형태의 버스트를 전달한다. 본 예에서 F 및 T 버스트는 1의 재사용률을 갖는다. 모든 기지국은 이것들을 동일한 반송파를 통해 동시에 송신한다. B 버스트는 8의재사용률을 갖는다. 슈퍼프레임 구조는 다음과 같은 시퀀스에 따라 간략화 될 수 있다. F T B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8. 예를 들어 모든 기지국이 F 및 T를 사용하는 동안, 8개의 기지국 중 하나는 예를 들어 방송 슬롯 B5를 사용한다.

반복 슈퍼프레임 구조는 이하의 표1에 도시되어 있다. 슈퍼프레임은 주기가 20 프레임이다.

프레임

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

업링크

C

다운링크

F

C

T

C

B0

C

B1

C

B2

C

B3

C

B4

C

B5

C

B6

C

B7

표1에 도시된 바와 같이, 슈퍼프레임에서 짝수 프레임은 "C"로 라벨이 붙어 있고 CCH(구성 채널) 버스트를 전달한다. 홀수 프레임은 F, T 및 B 버스트를 전달한다. 심벌 B0-B7로 표시된 B 버스트는 8가지 버전이 존재한다. 모든 기지국은 F 및 T 버스트를 동시에 적절한 프레임으로, 슈퍼프레임마다 1회 송신한다. 기지국은 GPS(글로벌 위치 시스템) 수신기 기준 타이밍에 모두 동기화되어 기지국들은 모두 거의 정확하게 동시에 송신할 수 있다.

프레임 타이밍은 영역 내에 있고 BCH에 지정된 RF 반송파로 송신하는 기지국에 의해 확립된다. 반송파는 사용자 단말기에 대해 탐색되거나 사용자 단말기에 미리 프로그램되어 있을 수 있다. 기지국들, 단지 하나만 있는 경우 하나의 기지국은 GPS나 다른 정확한 공통 타이밍 기준을 사용하여 프레임 타이밍을 확립할 수 있다.GPS 타이밍은 모든 기지국에 정확하게 동기화될 수 있고 저렴하게 사용할 수 있는 이점을 제공한다. 이에 따라 모든 기지국은 기지국들간의 최소 안내 시간만으로 BCH를 공유할 수 있다. 정확한 타이밍은 또한 원격 단말기로 하여금 선택 목적을 위해 거리에 기반한 기지국들의 비교를 수행할 수 있게 한다.

모든 기지국은 슈퍼프레임의 각각의 반복을 통해 전술한 바와 같은 F 및 T 프레임을 점유한다. 이것은 1의 재사용률에 대응한다. 그렇지만 B0-B7로 라벨이 붙은 B 프레임은 8의 재사용률을 갖는다. 임의의 다른 개수의 복수의 B 프레임을 사용할 수 있는 것과 같이 임의의 다른 할당 메커니즘을 사용할 수도 있지만, B 프레임은 그 BSCC(기지국 컬러 코드)에 기초하여 기지국마다 할당된다. B 버스트를 할당하는 한 가지 이점은 동시에 동일한 버스트를 송신하는 기지국들이 적어도 하나의 다른 기지국에 의해 서로 식별된다는 점이다.

일실시예에서, Bn으로 라벨이 붙은 프레임 동안, BSCC가 식 BSCC = n(mod 8)을 만족하는 기지국들만이 B 버스트를 동시에 송신한다. 0-63의 숫자가 붙어 있고, 기지국들에 의해 임의의 하나의 버스트로 동시에 송신되는 8개의 서로 다른 컬러 코드를 유도하는 64 기지국 컬러 코드가 존재한다.

기지국은 RF 반송파의 그룹을 공급하는 기지국 모뎀의 집합체라고 간주될 수 있다. 대안적으로, 기지국은 한 위치에서 모뎀 세트와 함께 설치될 수 있다. 다른 시스템 구성에 있어서 각각의 모뎀 변조기/복조기 세트는 기지국이라고 간주될 수 있다. 각각의 기지국에는 고유한 32비트 기지국 식별자, BSID가 할당된다. BSID를 사용하여 일실시예에서 다음과 같이 정의되는 기지국 컬러 코드를 유도할 수 있다.

BSCC = BSID

BSCC의 기능으로서, 기지국 주파수는 호핑하고, BCH를 방송하고, 업링크 CR을 청취하며, CR에 응답하여 다운링크 CM을 송신한다. 기지국과 단말기는 또한 BSCC를 사용하여, 하나의 기지국에 송수신되는 메시지가 이웃하는 기지국에 송수신되는 메시지와 혼동되지 않게 할 수 있다. 무선 송신이 겹쳐지는 지리학적 영역 내에서, BSCC는 고유하게 할당된다. 동일한 컬러 코드의 기지국과 통신중인 사용자 단말기를 정기적으로 볼 수 있는 기지국은 없다. 마찬가지로, 동일한 BSCC가 할당되어 있는 2개의 기지국 볼 수 있는 사용자 단말기도 없다. UT는 동일한 BSCC를 가진 2개 기지국의 동시적인 통신 범위 내에 존재할 수 없다. 이것이 발생하는 것을 확실하게 하기 위해, 8의 배수로 차이가 나는 BSCC를 이웃하지 않는 기지국들에 할당할 수 있다. 이것은 슈퍼프레임에서 B0-B7로 라벨이 붙은 프레임들이 UT에서 최소의 간섭으로 수신될 수 있도록 한다. 기지국의 총수뿐만 아니라 슈퍼프레임 내의 프레임 수, 하나의 프레임 내의 슬롯 수 및 BCH 버스트, CR 및 CM을 송신하는데 사용되는 특정한 슬롯을 특정한 애플리케이션에 맞게 변형할 수 있다.

방송 채널 버스트

본 실시예에서, F 버스트는 이하를 포함한다.

105㎲의 램프-업(ramp-up), 이어서

105㎲의 심벌 f(1)-f(528), 이어서

10㎲의 램프-다운(ramp-down), 이어서

14㎲의 안내 시간

모든 버스트(F, T 및 B)에 대한 심벌 주기는 2㎲(초 당 500,000 심벌)이다. 버스트는 QPSK(4변수 위상 시프트 키잉)로 송신될 수 있으며, 그러므로 점유하고 있는 정상적인 대역폭은 625kHz이다.

1056㎲의 심벌은 공지된 예측 가능 패턴을 따르는 주파수 정정 심벌들을 포함한다. 사용자 단말기에서 관찰되는 바와 같이, 주파수 정정 심벌들은 2개의 복합 톤으로 혼합체가 될 수 있다.

방송 채널 T 버스트

본 예에서 T 버스트는 각각 길이가 64 심벌인 8개의 연속적인 QPSK 신호가 뒤이어지는 짧은 프리앰블로 구성된다. 각각의 반복된 신호는 기지국 컬러 코드(BSCC)의 기능에 따라 결정되는, 월시-하다마드 코드 워드와 같은 코드 워드로부터 발생된다. BSCC에 의존하지 않는 스크램블링 시퀀스를 사용하여 8 반복을 스크램블링한다. 어떠한 스크램블링 코드도 사용할 수 있다. 의사난수 시퀀스는 변조될 때 전체적으로 일관적인 파형 속성을 제공하며 당기술분야에 공지된 다양한 방식 중 임의의 방식을 사용하여 발생될 수 있다. 일실시예에서는, 합동 의사난수 시퀀스 발생기(congruential pseudorandom sequence generator)가 스크램블링 시퀀스를 발생한다.

본 예에서 T 버스트는 이하로 구성된다.

10㎲의 램프-업, 이어서

32㎲의 프리앰블 r(1)-r(16), 이어서

1024㎲의 심벌 t(1)-t(512), 이어서

10㎲의 램프-다운, 이어서

14㎲의 안내 시간.

T 버스트에 있어서, 프리앰블은 QPSK 변조 포맷에 인접하는 공지의 심벌 시퀀스이다. 다양한 복수의 시퀀스를 사용할 수 있다. 프리앰블 시퀀스는 약간의 추가적인 램프-업 및 안내 시간을 제공한다. 특정한 시퀀스는 변조 포맷, RF 채널의 품질 및 다른 가능성 있는 의도된 사용에 의존한다. 길이 64의 단일의 코드 워드는 BCH 페이로드의 기능에 따라 선택되며 8회 반복된다. 각각의 반복은 기지국 컬러 코드의 기능을 사용하여 초기화되는 선형 피드백 시프트 레지스터를 사용하여 스크램블링된다.

B 버스트의 최종 4개 세그먼트를 송신하는데 사용되는 공간 파라미터, 예를 들어 송신 가중치는 제1 4개의 세그먼트를 송신하는데 사용되는 공간 파라미터와 동일하다. 그러므로 제1 세그먼트와 제5 세그먼트 사이의 임의의 위상 변화는 주파수 오프셋에 기인한 것이 될 수 있다. 가중이 반복되기 전에 시간적으로 간극이 있는 것이 유용하며, 간격이 길수록 주파수 측정은 더 정확하지만 주파수 측정의 포착 범위는 감소한다. 예를 들어, B 버스트의 제1 세그먼트와 제5 세그먼트를 동일한 공간 파라미터와 함께 송신하는 동안에는 상기 세그먼트들은 동일한 신호가 아니다. 상기 세그먼트는 서로 다르게 스캐램블링된 월시-하다마드 코드 워드를 포함한다.

상기 B 버스트는 이하로 구성된다.

10㎲의 램프-업, 이어서

32㎲의 프리앰블 r(1)-r(16), 이어서

1024㎲의 심벌 b(1)-b(512), 이어서

10㎲의 램프-다운, 이어서

14㎲의 안내 시간.

T 버스트에서와 같이, B 버스트의 프리앰블도 QPSK 변조 포맷에서 인접하는 심벌들의 공지의 시퀀스이다. 다양한 시퀀스를 사용할 수 있다. 이러한 시퀀스는 UT가 타이밍을 구축하는데 도움을 준다. 특정한 시퀀스는 변조 포맷, RF 채널의 품질 및 다른 가능성 있는 의도된 사용에 의존한다.

심벌들 b(1)-b(512)는 기지국 컬러 코드 BSCC, 기지국 송신 전력 bsTxPwr, 및 기지국 부하 bsLoad의 함수이다. 이러한 심벌들은 다양한 방식으로 유도될 수 있다. 일례에서, 6비트 메시지는 p(1)-p(6)로 정의된다. 제1 4개의 비트 p(1)-p(4)는 기지국 송신 전력 필드 bsTxPwr을 전달한다. 최종 2비트는 bsLoad 필드를 전달한다.

bsTxPwr 필드는 UT에 의해 B 버스트의 안테나 당 송신 전력으로 해석된다.이하의 식을 사용해서 인코딩될 수 있다.

bsTXPwr = 3(p(1) + 2p(2) + 4p(3) + 8p(4))dBm.

그러므로 bsTxPwr 필드는 3dB 단계로 0-45dBm의 전력을 인코딩한다. BStxPwr은 방송 메시지의 효과적인 등방성 방사 전력일 수 있다. 이 수는 기지국에서 사용 가능한 증폭기와 다이버시티 안테나의 수를 고려하여 기지국이 송신하는 전력을 나타낸다.

p(5)-p(6)에서 인코딩되는 bsLoad 필드는 기지국의 현재의 트래픽 부하를 표시한다. 4개의 가능한 값 {p(5),p(6)}={00,10,01,11}은 가벼움, 중간, 무거움, 및 매우 무거움을 각각 나타낸다. BSload는 랜덤 액세스 메시지를 얼마나 빈번하게 보내는지와 액세스를 시도할 것인지를 결정하기 위해 사용자 단말기가 사용하는 기지국에 가해지는 부하이다. BSload는 기지국이 가지고 있는 용량 중 미사용량을 나타낸다. 활동적인 등록 가입자의 수와는 구별이 되는데 그 이유는 가입자는 상이한 트래픽 용량을 요구할 수 있기 때문이다. BSload는 최대 가능 부하에 대해 측정되는 수분 동안의 기지국 각 모뎀의 송수신 비트 레이트를 나타낸다.

추가의 BCH 버스트의 데이터 레이트를 최소화하기 위해, BSCC 및 LSload를 BCH 버스트로부터 제거할 수 있다. 이 때 BCH 버스트는 트레이닝 또는 동기화 BStxPwr만을 포함하며, 이것은 핸드오버 결정과 직접적으로 관련된 유일한 정보이다. 사용자 단말기는 수신된 BCH 버스트의 타이밍에 기초하여 선택 및 핸드오버 결정에 있어서 여러 기지국을 구별하고 비교할 수 있다. 사용자 단말기는 또한 타이밍에 기초하여 메시지 요구 액세스를 보낼 수 있다.

시스템에 기지국에 대해 단지 수 개의 가능한 레벨만이 있는 경우에, 예를 들어 2개의 상이한 송신 전력 레벨만이 있는 경우에, 상기 2개의 전력 레벨은 2개의 상이한 트레이닝 시퀀스를 제공함으로써 구별될 수 있다. 이에 따라 BSTxPwr 비트를 제거할 수 있다. 단일의 기지국 시스템에 있어서는, 또는 모든 기지국이 동일한 전력으로 송신하는 경우에는, BSTxPwr 비트 역시 제거될 수 있다. 하나의 기지국만이 있는 경우에는, 경로 손실을 반드시 측정할 필요가 없이 신호가 수신될 수 있는지 여부를 측정하기만 하면 된다.

6비트 시퀀스를 유도하는 경우에는 이 시퀀스를 사용하여 월시-하다마드 코드 워드와 같은 코드 워드를 선택할 수 있으며, 이러한 코드 워드는 BSCC와 함께 64비트, h(1)-h(64)로서 정보를 인코딩하는데 사용된다. 상기 코드 워드, h(1)-h(64)는 스크램블링되어 심벌 b(1)-b(512)로서 송신된다.

심벌 b(1)-b(512)는 PQSK 변조에 의해 코드 워드 h(1)-h(64)의 8회 스크램블링된 반복으로 구성된다. T 버스트에서와 같이, 제1 4개의 반복은 복수의 빔 패턴으로 사용하여 기지국으로부터 송신되며, 최종 4개의 반복은 제1 4개의 빔 패턴과 같은 빔 패턴을 동일한 순서로 사용한다. 즉, 반복 0 및 4가 동일한 빔 패턴을 사용하고, 반복 1 및 5가 동일한 빔 패턴을 사용하고, 이와 같은 방식으로 계속된다.

논코히어런트 변조(noncoherent modulation)

전술한 BCH의 불연속성에 따라 BCH는 BS 통신 가능 영역을 통해 최소의 간섭으로 송신될 수 있다. 그렇지만, 수신기에 있어서는 곤란하다. 그러므로 방송 버스트의 세그먼트들 사이에 발생하는 위상 및 진폭의 변화를 수신기가 완화시킬 수 있도록 상기 방송 버스트의 변조 및 코딩 구조를 선택할 수 있다. 이것은 다양한 방식으로 달성될 수 있다.

한 가지 방식은 BCH의 세그먼트마다 트레이닝 또는 파일럿 데이터 심벌을 포함하는 것이다. 수신된 신호와 공지의 트레이닝 또는 파일럿 심벌을 비교함으로써, 수신기는 각 세그먼트의 이득과 위상을 측정할 수 있다. 그런 다음 이득과 위상을 전체적인 수신 버스트에 대하여 약간의 정상 값(예를 들어 1)으로 정정할 수 있다. 이 때 정정된 버스트를 위상 또는 이득 변화를 무시하고 처리할 수 있다.

파일럿 심벌의 단점은 이것들이 정보 신호를 송신하는데 사용될 수 있는 신호 에너지를 소비한다는 점이다. 요구되는 심벌의 수가 방송 채널이 동작하는 SNR(신호 대 잡음 비)에서 버스트의 많은 부분을 차지할 수 있다.

세그먼트들 사이의 위상 변화를 촉진시키는 다른 방식은 코히어런트 신호전송과는 다르다. DPSK(차동 위상 시프트 키잉)는 예를 들어 연속하는 심벌간의 위상 변화에서 정보를 인코딩한다. 수신기로서 차동 수신기를 사용하는 경우, 세그먼트 경계에서 발생하는 갑작스런 위상 변화로 하나 또는 두 개의 에러가 생길 수 있지만, 나머지 세그먼트는 정확하게 처리된다. 송신기에서 인코딩되는 에러 정정과 수신기에서의 인코딩을 사용하여 이러한 에러를 수정할 수 있다. 그렇지만, DPSK와 같은 차동 신호는 몇 가지 단점을 가지고 있다. 한 단점은 전술한 세그먼트 경계에서 발생하는 에러이다. 다른 단점은 차동 수신기의 성능이 낮다는 점이다.

차동 수신기는 세그먼트 동안 위상 변화를 추적한다. 전술한 BCH 버스트에서, 송신기는 고정 빔 패턴을 사용하여 각각의 세그먼트를 송신한다. 그 결과, 위상은 세그먼트 동안 변화하지 않는다. 위상 변화가 크게 일어나지 않는 메시지를 수신하기 위한 차동 수신기 사용은 소모적인데, 왜냐하면 각각의 버스트 세그먼트의 수신 시 성능이 저하되기 때문이다.

파일럿 심벌과 차동 변조를 회피하는 다른 방식은 논코히어런트 변조 및 코딩을 사용하는 것이다. 이 방식은 수신기에서 위상 회복을 필요로 하지 않는다. 논코히어런트 변조의 한 가지 유형은 직교 신호전송이며, 이러한 변조에서는 각 세그먼트의 송신을 위해 M 등가-에너지 직교 신호 세트{x_i(t):i=1-M} 중에서 하나를 선택한다. 6비트 메시지를 송신하기 위해, 예를 들어 M=2⁶=64 직교 신호를 필요로 한다.

직교 신호를 편의상 직교 행렬 H 의 행으로 정의하고, 여기서 직교성이란 H x 공액 전치행렬 H^{^*}는 비례 항등식 행렬(scaled identity matrix)임을 의미한다. H의 전체가 값 +1 또는 -1을 추가로 취하면, 신호들은 이진 위상 시프트 키잉을 사용해서 송신되며, 이로 이해 송신기와 수신기는 간단해진다. 그러한 하나의 행렬이 전술한 월시-하다마드이다.

매우 다양한 논코히어런트 직교 신호전송 포맷이 있다. 일부의 포맷 역시 PPM(pulse-position modulation)이나 FSK(frequency shift keying)와 같은 특별한 경우의 논코히어런트 직교 신호전송을 포함한다. 직교이면서 진폭이 같은 코드 워드 세트는 논코히어런트 신호전송에 매우 잘 작동하지만, 이러한 제약은 손쉽게 해결된다. 코드 워드는 충분히 상관관계에 있으므로 수신기에서 손쉽게 구별될 수 있다. 이것은 송신기 및 수신기의 채널의 품질에 좌우된다.

기지국 구조

전술한 일실시예에서, 본 발명은 SDMA(Spatial Division Multiple Access) 무선 데이터 통신 시스템으로 수행된다. 이러한 공간 분할 시스템에서는 각각의 단말기가 예를 들어 기지국과 사용자 단말기간의 무선 통신 채널과 관련되어 있는 공간 파라미터 세트와 연관되어 있다. 공간 파라미터는 각각의 단말기에 대한 공간적 특징을 포함한다. 이 공간적 특징을 사용하여 안테나를 배열함으로써, 기지국으로부터의 RF 에너지는 단일의 사용자 단말기로 보다 정확하게 보내질 수 있으며, 다른 사용자 단말기와의 간섭을 줄이면서 다른 사용자 단말기에 대한 노이즈 임계값을 낮춘다. 역으로, 복수의 사용자 단말기로부터 동시에 수신된 데이터를 낮은 수신 에너지 레벨에서 해결할 수 있다. 사용자 단말기에서 공간 분할 안테나를 사용하면, 통신에 필요한 RF 에너지를 더욱 줄일 수 있다. 공간적으로 서로 떨어져 있는 가입자에 대해 이익이 훨씬 증가한다. 상기 공간적 특징은 송신기의 공간적 위치, 도착 방향(directions-of-arrival)(DOA), 도착 시간(times-of-arrival)(TOA) 및 기지국으로부터의 거리 등과 같은 것을 포함할 수 있다.

신호 전력 레벨, DOA 및 TOA 등의 파라미터의 추정치는 센서(안테나) 어레이 정보와 관련하여 채널 등화의 목적을 위해 디지털 데이터 스트림에 위치하는 공지의 트레이닝 시퀀스를 사용하여 결정될 수 있다. 그런 다음 이 정보는 공간 디멀티플렉서, 멀티플렉서 및 콤바이너에 대해 적절한 가중치를 계산하는데 사용될 수 있다. 당기술분야에 공지된 기술을 사용하여 공간 파라미터의 결정 시에 트레이닝 시퀀스의 속성을 활용할 수 있다. 공간 분할 및 SDMA 시스템의 사용에 관한 보다 상세한 설명은 예를 들어 1998년 10월 27일자로 오터스텐(Ottersten) 등에게 허여된 미국 특허 제5,828,658호 및 1997년 6월 24일로 로이 3세(Roy, Ⅲ) 등에게 허여된 제5,642,353호에 개시되어 있다.

(SDMA) 기술은 시분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 및 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 등의 다른 다중 액세스 시스템과 결합될 수 있다. 다중 액세스는 주파수 분할 듀플렉싱(FDD) 또는 시분할 듀플렉싱(TDD)과 결합될 수 있다.

도 2는 본 발명을 실행하는 적절한 무선 통신 시스템이나 네트워크의 기지국의 예를 도시한다. 기지국은 시분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 및 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 등의 다른 다중 액세스 시스템과 결합될 수 있는 SDMA 기술을 사용한다. 다중 액세스는 주파수 분할 듀플렉싱(FDD) 또는 시분할 듀플렉싱(TDD)과 결합될 수 있다. 시스템 또는 네트워크는 도 3에 도시된 바와 같이, 원격 단말기나 사용자 단말기라 칭하는 일련의 가입자 스테이션을 포함한다. 기지국은 그 호스트 DSP(31)를 통해 광대역 네트워크(WAN)에 접속되어 임의의 필요한 데이터 서비스 및 바로 이웃하는 무선 시스템에 대한 외부 접속을 제공한다.

공간 다이버시티를 지원하기 위해, 복수의 안테나(3), 예를 들어 4개의 안테나를 사용하여 안테나 어레이(4)를 형성하지만, 다른 개수의 안테나를 선택할 수도 있다. 각각의 안테나는 4 소자 어레이(4)의 소자이다. 복수의 어레이는 4-1, 4-2, 4-3를 구비한다. 안테나 소자는 어레이가 10 또는 20 파장만큼 분리되어 있는 동안 통상적인 주파수 반송파의 4/1파장 내지 4파장의 공간을 가질 수 있다. 공간 다이버시티에서의 가장 양호한 공간은 참여한 특정한 주파수, 물리적 설치 및 시스템 다른 관점에 의존한다. 많은 응용에 있어서, 각 어레이의 안테나 소자들간의 공간은 수신된 신호의 2 파장미만일 수 있다. 안테나 어레이간의 공간은 수신된 신호의 2파장보다 클 수 있다. 일반적으로, 어레이에서 소자들간의 공간은, 각각의 소자로부터의 송신이 일치해서 결합될 때 그레이팅 로브(grating lobes)를 최소화하도록 선택된다. 대안의 방식에서, 어레이는 소자들로 구성되는 일정한 어레이를 형성하도록 떨어진다. 복수의 어레이에서 가장 근접한 소자들간의 거리는 한 어레이 내의 소자들간의 공간과 동일하다. 전술한 바와 같이, 각각의 어레이가 단일의 소자만을 갖는 것도 가능하다.

각각의 가입자에 대한 공간 멀티플렉싱 가중치 세트를 각각의 변조된 신호에 적용하여 4개의 안테나 뱅크에 의해 송신될 공간적으로 멀티플렉스된 신호를 생성한다. 호스트 DSP(31)는 각각의 종래의 채널을 위한 각각의 가입자 스테이션에 대한 공간적 특징을 생성하고 유지하며, 수신된 신호 측정치를 사용하여 공간적 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱 가중치를 계산한다. 이 방식에서, 현재의 활성 상태의 가입자 스테이션으로부터의 신호들에 있어서, 상기 신호들 중 일부가 동일한 종래의 채널 상에서 활성 상태일 수 있는데, 상기 신호들은 분리되어 간섭과 노이즈가 억압된다. 기지국으로부터 가입자 스테이션으로 통신할 때는, 최적화된 멀티-로브 안테나 방사 패턴이 현재의 활성 상태 가입자 스테이션 접속에 맞추어져서 간섭 상황이 발생한다. 사용된 채널들은 어떠한 방식으로든 분할될 수 있다. 일실시예에서, 사용된 채널들은 GSM(Global System for Mobile Communications) 에어 인터페이스나, 디지털 셀룰러, PCS(Personal Communication System), PHS(Personal Handyphone System) 또는 WLL(Wireless Local Loop)과 같은 다른 시분할 에어 인터페이스 프로토콜에 정의된 바와 같이 분할된다. 대안적으로, 연속적인 아날로그 채널이나 CDMA 채널을 사용할 수 있다.

안테나의 출력은 듀플렉서 스위치(7)에 접속될 수 있는데, 이 스위치는 TDD 실시예에서는 타임 스위치가 될 수 있다. 상기 듀플렉서 스위치의 2가지 가능성 있는 수행으로는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템에서와 같은 주파수 듀플렉서나, 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서의 같은 타임 스위치를 들 수 있다. 수신하면, 안테나 출력은 듀플렉서 스위치를 통해 수신기(5)에 접속되고, 반송파 주파수로부터 FM 중간 주파수("IF")까지 RF 수신기("RX")에 의해 아날로그식으로 변환된다. 그런 다음 이 신호는 아날로그/디지털 변환기("ADC")에 의해 디지털화된다(샘플링된다). 최종적인 기저대로의 다운 변환은 디지털식으로 수행된다. 디지털 필터들을 사용하여 다운 변환 및 디지털 필터링을 수행하며, 후자는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터링 기술을 사용한다. 이것에 대해서는 도 3에 도시되어 있다. 본 발명은 넓은 범위의 RF 및 IF 반송파 주파수 및 대역에 적합하도록 적응될 수 있다.

GSM에서는 각각의 안테나의 디지털 필터(13)로부터 8 다운 변환 출력이 수신슬롯 당 하나씩 존재한다. 네트워크의 필요에 따라 특정한 개수의 타임슬롯이 사용될 수 있다. GSM은 TDMA 프레임마다 8 업링크 및 8 다운링크 타임슬롯을 사용하는 동안, 각각의 프레임의 업링크 및 다운링크용으로 임의 개수의 TDMA 타임슬롯으로 원하는 결과도 달성할 수 있다. 8 수신 타임슬롯 각각에 있어서는, 4 안테나로부터의 4 다운 변환 출력이 본 발명에 따라 교정(calibration)을 포함하는 추가의 프로세싱을 위해, 디지털 신호 프로세서 DSP(31) 및 ASIC(Application Specific Intergrated Circuit) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array)(이후 "타임슬롯 프로세서"라 함)에 공급된다. TDMA 신호에 있어서는, 8 모토로라 DSP56300 계열 DSP들을 수신 슬롯 당 하나씩 타임슬롯 프로세서로서 사용할 수 있다. 타임슬롯 프로세서(17)는 수신된 신호 전력을 감시하여 주파수 오프셋 및 타임 얼라인먼트를 추정한다. 상기 타임슬롯 프로세서는 또한 각각의 안테나 소자에 대한 스마트 안테나 가중치를 결정한다. 상기 타임슬롯 프로세서를 SDMA 방식에서 사용하여 특정한 원격 사용자로부터의 신호를 결정하고 그 결정된 신호를 복조한다. WCDMA 시스템에서는 FPGA의 코드를 사용하여 채널들을 분리한 다음 이 채널들을 서로 다른 사용자에 대해 개별적인 DSP를 사용하여 개별적으로 추가 처리한다. 상기 프로세서는 타임슬롯 프로세서가 되지 않고 채널 프로세서가 된다.

타임슬롯 프로세서(17)의 출력이 8 수신 타임슬롯 각각에 대해 복조된 버스트 데이터이다. 이 데이터는 호스트 DSP 프로세서(31)에 송신되며 상기 프로세서의 주요 기능은 시스템의 모든 소자 및 하이 레벨 프로세싱과의 인터페이스를 제어하는 것이며, 상기 하이 레벨 프로세싱은 시스템의 통신 프로토콜에서 정의된 상이한제어 및 서비스 통신 채널에서의 통신에 어떤 신호들이 필요한지를 다루는 프로세싱이다. 상기 호스트 DSP(31)는 모토로라 DSP56300 계열 DSP가 될 수 있다. 또한, 타임슬롯 프로세서는 사용자 단말기마다 결정된 수신 가중치를 호스트 DSP(31)에 송신한다. 호스트 DSP(31)는 상태 및 타이밍 정보를 유지하고, 타임슬롯 프로세서(17)로부터 업링크 버스트 데이터를 수신하며, 타임슬롯 프로세서(17)를 프로그램한다. 또한 암호해제하고 스크램블링하고 에러 정정 코드를 검사하며 업링크 신호의 버스트들을 분해한 다음 기지국의 다른 부분에서의 하이 레벨 프로세싱을 위해 송신될 업링크 신호들을 포맷한다.

또한 DSP(31)는 데이터, 명령어, 또는 호핑 기능이나 시퀀스를 저장하는 메모리 소자를 포함할 수 있다. 대안적으로, 기지국은 개별적인 메모리 소자를 가지거나 보조 메모리 소자에 대한 액세스를 가질 수 있다. 기지국의 다른 부분과 관련해서는 기지국에서의 보다 수준 높은 추가의 프로세싱을 위해 서비스 데이터 및 트래픽 데이터를 포맷하고, 상기 기지국의 다른 부분으로부터 다운링크 메시지 및 트래픽 메시지를 수신하고, 다운링크 버스트를 처리하며 상기 다운링크 버스트를 포맷하여 도면부호 37로 도시된 송신 제어기/변조기에 송신한다. 상기 호스트 DSP는 또한 송신 제어기/변조기(37) 및 도면부호 33으로 도시된 RF 타이밍 제어기 등 기지국의 다른 구성요소들의 프로그래밍을 관리한다. 상기 RF 제어기(33)는 전력 감시 및 제어 값들을 판독하여 송신하고, 듀플렉서(7)를 제어하며, 타이밍 파라미터 및 각각의 버스트에 대한 다른 세팅을 상기 호스트 DSP(31)로부터 수신한다.

송신 제어기/변조기(37)는 호스트 DSP(31)로부터 송신 데이터를 수신한다.송신 제어기는 이 데이터를 사용하여 아날로그 IF 출력을 생성하며, 이 IF 출력은 RF 송신기(TX) 모듈(39)에 송신된다. 구체적으로, 수신된 데이터 비트를 복합 변조 신호로 변환하고, IF 주파수로 업 변환하고, 샘플링화하며, 호스트 DSP(31)로부터 얻은 송신 가중치로 곱하여, 송신 제어기/변조기(37)의 일부인 디지털/아날로그 변환기(DAC)를 이용하여 아날로그 송신 파형으로 변환시킨다. 아날로그 파형은 송신 모듈(39)에 송신된다. 상기 송신 모듈(39)은 상기 신호들을 송신 주파수로 업 변환하고 증폭한다. 증폭된 송신 신호 출력은 듀플렉서/타임 스위치(7)를 통해 안테나(3)에 송신된다. CDMA 시스템에서는, 또한 상기 신호들을 확산시키고 적절한 코드를 사용하여 스크램블링한다.

사용자 단말기 구조

도 3은 데이터 또는 음성 통신을 제공하는 원격 단말기에서 예시적인 구성요소 배치를 도시한다. 원격 단말기의 안테나(45)는 듀플렉서(46)에 접속되어 안테나(45)가 송수신 모두에 사용될 수 있도록 한다. 안테나는 임의 방향이거나 지향성이 될 수 있다. 최적의 성능을 위해, 안테나는 다중 소자로 제조되어 전술한 바와 같은 공간 프로세싱을 기지국에 적용한다. 대안의 실시예에서는, 개별적인 송수신 안테나를 사용함으로 듀플렉서(46)를 사용할 필요가 없다. 시분할 듀플렉싱을 사용하는 다른 대안의 실시예에서는, 당기술분야에 공지된 바와 같이 듀플렉서를 사용하는 대신 송신/수신(TR) 스위치를 사용할 수 있다. 듀플렉서 출력(47)은 수신기(48)의 입력 역할을 한다. 수신기(48)는 다운 변환된 신호(49)를 생성하며, 이 신호는복조기(51)에 대한 입력이 된다. 복조되어 수신된 소리 또는 음성 신호(67)는 스피커(66)에 입력된다.

원격 단말기는 대응하는 송신 체인을 가지며, 이 송신 체인에서는 송신될 데이터나 음성이 변조기(57)에서 변조된다. 변조기(57)에 의해 송신되고(59), 출력되는 상기 변조된 신호는 송신기(60)에서 업 변환되고 증폭되어 송신기 출력 신호(61)가 생성된다. 그런 다음 송신기 출력(61)은 듀플렉서(46)에 입력되어 안테나(45)에 의해 송신된다.

상기 복조되어 수신된 데이터(52)는 복조 전의 데이터 수신과 같이(50), 원격 단말기 중앙 처리 장치(68)(CPU)에 공급된다. 원격 단말기 CPU(68)는 모토로라 시리즈 56300 계열 DSP와 같은 표준 DSP(디지털 신호 프로세서) 장치로 실행될 수 있다. 이 DSP 역시 복조기(51) 및 변조기(57)의 기능을 수행할 수 있다. 원격 단말기 CPU(68)는 라인(63)을 통해 수신기를 제어하고, 라인(62)을 통해 송신기를 제어하고, 라인(52)을 통해 복조기를 제어하며, 라인(58)을 통해 변조기를 제어한다. 또한 라인(54)을 통해 키보드와 통신하며, 라인(55)을 통해 디스플레이(56)와 통신한다. 마이크로폰(51)과 스피커(66)는 라인(65 및 67)을 통해 변조기(57) 및 복조기(51)에 각각 접속되어 원격 단말기와 음성 통신한다. 다른 실시예에서는, 상기 마이크로폰 및 스피커 역시 CPU와 직접 통신하여 음성 또는 데이터 통신을 제공한다. 또한 원격 단말기 CPU(68) 역시 데이터, 명령어, 및 호핑 기능 또는 시퀀스를 저장하는 메모리 소자를 포함할 수 있다. 대안적으로, 원격 단말기는 개별적인 메모리 소자를 가질 수 있거나 보조 메모리 소자를 가질 수 있다.

일실시예에서, 스피커(66), 및 마이크로폰(64)은 당기술분야에 잘 알려진 바와 같이 외부 데이터 프로세싱 장치(예를 들어 컴퓨터)와 데이터를 송수신할 수 있는 디지털 인터페이스로 대체되거나 확대될 수 있다. 일실시예에서, 원격 단말기의 CPU는 외부 컴퓨터에 대한 PCMCIA 인터페이스와 같은 표준 디지털 인터페이스에 결합되며, 상기 디스플레이, 키보드, 마이크로폰 및 스피커는 상기 외부 컴퓨터의 일부이다. 원격 단말기의 CPU(68)는 상기 디지털 인터페이스 및 상기 외부 컴퓨터의 제어기를 통해 상기 구성요소들과 통신한다. 데이터 통신 전용에 있어서는, 마이크로폰 및 스피커를 사용하지 않을 수 있다. 음성 통신 전용에 있어서는 키보드 및 디스플레이를 사용하지 않을 수 있다.

일반적인 사항

전술한 바에서는, 설명의 목적을 위해 다양한 구체적인 상세한 설명을 개시하여 본 발명의 완전한 이해를 도모하고 있다. 그렇지만, 이러한 구체적인 상세한 설명의 일부 없이도 본 발명을 수행할 수 있다는 것은 당업자에게는 자명하다. 다른 예에서는, 본 발명의 이해를 불명료하게 하지 않도록 공지의 회로, 구조, 장치 및 기술이 블록도 형태나 상세한 설명 없이 도시되어 있다.

본 발명은 다양한 단계를 포함한다. 본 발명의 단계는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하드웨어 구성요소로 수행될 수 있거나, 기계 실행 가능한 명령어로 구현될 수 있으며, 상기 명령어는 명령어로 프로그램된 일반적 목적 또는 특정한 목적의 프로세서나 논리 회로가 단계를 수행하는데 사용된다. 대안적으로, 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 단계를 수행할 수도 있다. 기지국이나 사용자 단말기 중 어느 하나가 단계를 수행하는 것으로 서술하였다. 그렇지만 기지국에 의해 수행되는 것으로 서술된 많은 단계들은 사용자 단말기에 의해서도 수행될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. 또한, 본 발명은 단말기들 중 어느 하나가 기지국, 사용자 단말기, 원격 단말기 또는 가입자 스테이션으로 지정되지 않고서도 상기 단말기들이 서로 통신하는 시스템에도 마찬가지로 적용 가능하다. 그러므로, 본 발명은 공간 프로세싱을 사용하는 통신 장치들의 피어-투-피어(peer-to-peer) 무선 네트워크에 마찬가지로 적용 가능하고 유용하다. 그러한 장치들은 셀룰러 폰, PDA, 랩탑 컴퓨터 또는 그 외의 다른 무선 장치가 될 수 있다. 일반적으로, 기지국과 단말기는 모두 무선파를 사용하기 때문에, 무선 통신 네트워크의 이러한 통신 장치들을 일반적으로 무선 통신 장치(radios)라 칭한다.

전술한 상세한 설명 중 일부에서는, 기지국만이 적응성 안테나 어레이를 사용하여 공간 프로세싱을 처리하는 것으로 설명하였다. 그렇지만, 사용자 단말기 역시 본 발명의 범주 내에서 안테나 어레이를 포함할 수 있으며 송수신(다운링크 및 업링크) 모두에서 공간 프로세싱을 수행할 수 있다.

또한, 전술한 상세한 설명 중 일부에서는, 기지국이 수행하는 특정한 기능들을 네트워크를 통해 조화시켜 일련의 기지국이 협동적으로 수행하였다. 예를 들어, 각각의 기지국 안테나 어레이는 다른 기지국의 일부가 될 수 있다. 대안적으로, 중앙의 기지국 제어기는 전술한 많은 기능들을 수행할 수 있고 하나 이상의 기지국의 안테나 어레이를 사용하여 신호들을 송수신한다.

본 발명은 명령어들을 저장하고 있는 기계 판독 가능 매체를 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품으로 제공될 수 있으며, 상기 명령어는 본 발명에 따른 프로세스를 수행하도록 컴퓨터(또는 다른 전자 장치)를 프로그램하는데 사용될 수 있다. 상기 기계 판독 가능 매체는 플로피 디스크, 광 디스크, CD-ROM, 및 자기광 디스크, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, 자기 또는 광학 카드, 플래시 메모리, 또는 전자적 명령어들을 저장하는데 적합한 다른 유형의 매체/기계 판독 가능 매체를 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품으로서 다운로드될 수도 있는 바, 상기 프로그램은 반송파로 구현되는 데이터 신호에 의해서나 통신 링크(예를 들어 모뎀이나 네트워크 접속)를 통한 다른 전파 매체에 의해서 원격 컴퓨터로부터 요청 컴퓨터로 전달될 수 있다.

많은 방법들을 가장 기본적인 형태로 서술하였지만, 본 발명의 기본적인 범주를 벗어남이 없이 상기 방법들 중 임의의 것에 단계들을 추가하거나 삭제할 수 있으며 상기 서술된 메시지들 중 임의의 것에 정보를 추가하거나 삭제할 수 있다. 많은 추가의 변형 및 적응이 이루어질 수 있음이 당업자에게는 자명할 것이다. 특정한 실시예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 설명하고자 하는 것이다. 본 발명의 범주는 전술한 특정한 예에 의해 결정되는 것이 아니라 이하의 청구범위에 의해서만 결정된다.

또한, 본 명세서에 있어서 "하나의 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조부호는 특정한 특징이 본 발명을 실시함에 있어서 포함될 수 있음을 의미한다는 것을 이해하여야 한다. 마찬가지로, 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 전술한 상세한설명에서, 본 발명의 다양한 특징들은 설명을 간소화하고 하나 이상의 다양한 창조적 관점을 이해하는데 도움을 줄 목적으로 단일의 실시예, 특징, 또는 그 상세한 설명을 함께 종종 그룹화된다는 것을 이해하여야 한다. 그렇지만, 상세한 설명의 이러한 방법은 본 발명의 청구하고자 하는 바가 각 청구항에서 명확하게 서술되는 것보다 더 많은 특징을 필요로 하는 발명의 반영으로서 해석되어서는 안 된다. 오히려, 후술하는 청구범위가 반영하는 바와 같이, 창조적 관점들은 단일의 전술한 실시예의 모든 특징들에 미치지 못한다. 그러므로, 상기 상세한 설명에 뒤이어지는 청구범위는 본 상세한 설명과 명료하게 병합하며, 각각의 청구항은 본 발명의 개별적인 실시예로서 그 자체에 의거한다.

Claims

방송 채널 구조체에 있어서,

제1 재사용률을 갖는 제1 버스트;

상기 제1 재사용률보다 높은 제2 재사용률을 갖는 복수의 제2 버스트; 및

제2 버스트마다의 복수의 세그먼트

를 포함하며,

각각의 세그먼트는 불변 공간 파라미터들의 별개의 세트와 관련되어 있고, 각각의 제2 버스트는 상기 복수의 세그먼트에 대한 적어도 하나의 반복을 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 제2 버스트는 별개의 불변 공간 파라미터들의 고유한 세트에 대응하는 프리앰블 세그먼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 세그먼트 각각은 일련의 심벌들을 포함하며, 각각의 세그먼트에 대한 상기 심벌들은 동일한 비트 시퀀스에 기초하며, 상기 비트 시퀀스는 세그먼트마다 다르게 스크램블링되는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제3항에 있어서,

상기 복수의 세그먼트에 대한 각각의 반복은 다르게 스크램블링되는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 복수의 세그먼트에 대한 각각의 반복은 동일한 세그먼트 순서로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제3항에 있어서,

상기 심벌들의 시퀀스는 코드 워드 세트의 코드 워드로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제6항에 있어서,

상기 코드 워드 세트 내의 각각의 코드 워드는 방송 채널로 변조되는 경우 동일한 평균 진폭을 갖는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제7항에 있어서,

상기 코드 워드 세트는 복수의 별개의 방송 채널 무선 통신 중 특정한 방송 채널 무선 통신과 연관되어 있는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제7항에 있어서,

상기 코드 워드 세트의 각각의 코드 워드는 상기 버스트가 송신되는 변조 공간에서 후속의 가장 근접한 코드 워드로부터 동일한 위상 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제6항에 있어서,

상기 코드 워드 세트는 코드 워드의 월시-하다마드 세트(Walsh-Hadamard set)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 제1 버스트는 실질적으로 모든 방송 채널 송신기에 의해 동시에 사용되는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 제1 재사용률은 1인 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 제2 버스트들은 방송 채널 송신기의 별개의 세트에 의해 각각 사용되는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 제2 버스트의 수는 상기 제2 버스트의 재사용률에 대응하는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 제1 버스트는 수신 단말기들에 의한 신호 포착에 사용되며, 상기 제2 버스트들은 특정한 송신 단말기에 관한 데이터 송신에 사용되는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 공간 파라미터들은 상기 안테나 어레이의 소자들을 횡단하는 상대적 위상 및 진폭을 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
제1항에 있어서,

상기 공간 파라미터들은 선택된 방향으로 에너지를 보내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방송 채널 구조체.
방송 채널의 제1 버스트를 제1 재사용률로 송신하는 단계; 및

상기 방송 채널의 복수의 제2 버스트를 상기 제1 재사용률보다 높은 제2 재사용률로 송신하는 단계

를 포함하며,

상기 제2 버스트 각각은 복수의 세그먼트를 가지며, 각각의 세그먼트는 불변 공간 파라미터들의 별개의 세트를 각각 가지는 안테나 어레이로부터 송신되며, 상기 복수의 세그먼트는 적어도 하나의 반복으로 송신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

각각의 제2 버스트 내에서 별개의 불변 공간 파라미터들의 고유한 세트와 함께 상기 안테나 어레이로부터 프리앰블 세그먼트를 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 프리앰블 세그먼트는 반복되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 세그먼트 각각은 일련의 심벌들을 포함하며, 각각의 세그먼트에 대한 상기 심벌들은 동일한 비트 시퀀스에 기초하며, 상기 비트 시퀀스는 세그먼트마다 다르게 스크램블링되는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항에 있어서,

상기 복수의 세그먼트에 대한 각각의 반복은 다르게 스크램블링되는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 복수의 세그먼트를 적어도 하나의 반복으로 송신하는 단계는 동일한 세그먼트 순서로 상기 복수의 세그먼트를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항에 있어서,

상기 심벌들의 시퀀스는 코드 워드 세트의 코드 워드로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서,

상기 코드 워드 세트 내의 각각의 코드 워드는 방송 채널로 변조되는 경우 동일한 평균 진폭을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제24항에 있어서,

상기 코드 워드 세트는 복수의 별개의 방송 채널 무선 통신 중 특정한 방송 채널 무선 통신과 연관되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제24항에 있어서,

상기 코드 워드 세트의 각각의 코드 워드는 상기 버스트가 송신되는 변조 공간에서 후속의 가장 근접한 코드 워드로부터 동일한 위상 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서,

상기 코드 워드 세트는 코드 워드의 월시-하다마드 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 제1 재사용률은 1인 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 복수의 제2 버스트를 송신하는 단계는 방송 채널 송신기들의 별개의 세트에 의해 각각의 제2 버스트를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 제2 버스트의 수는 상기 제2 버스트의 재사용률에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 제1 버스트는 수신 단말기들에 의한 신호 포착에 사용되며, 상기 제2 버스트들은 특정한 송신 단말기에 관한 데이터 송신에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 공간 파라미터들은 상기 안테나 어레이의 소자들을 횡단하는 상대적 위상 및 진폭을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 공간 파라미터들은 선택된 방향으로 에너지를 보내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
명령어들을 나타내는 데이터를 저장하고 있는 기계 판독 가능 매체에 있어서,

상기 매체가 기계에 의해 실행될 때, 상기 명령어들은 상기 기계로 하여금

방송 채널의 제1 버스트를 제1 재사용률로 송신하는 단계; 및

상기 방송 채널의 복수의 제2 버스트를 상기 제1 재사용률보다 높은 제2 재사용률로 송신하는 단계

를 포함하는 동작들을 수행하게 하며,

상기 제2 버스트 각각은 복수의 세그먼트를 가지며, 각각의 세그먼트는 불변 공간 파라미터들의 별개의 세트를 각각 가지는 안테나 어레이로부터 송신되며, 상기 복수의 세그먼트는 적어도 하나의 반복으로 송신되는 것을 특징으로 하는 기계판독 가능 매체.
제34항에 있어서,

각각의 제2 버스트 내에서 별개의 불변 공간 파라미터들의 고유한 세트와 함께 상기 안테나 어레이로부터 프리앰블 세그먼트를 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 프리앰블 세그먼트는 반복되지 않는 것을 특징으로 하는 기계 판독 가능 매체.
제34항에 있어서,

상기 세그먼트 각각은 일련의 심벌들을 포함하며, 각각의 세그먼트에 대한 상기 심벌들은 동일한 비트 시퀀스에 기초하며, 상기 비트 시퀀스는 세그먼트마다 다르게 스크램블링되는 것을 특징으로 하는 기계 판독 가능 매체.
제36항에 있어서,

상기 복수의 세그먼트에 대한 각각의 반복은 다르게 스크램블링되는 것을 특징으로 하는 기계 판독 가능 매체.
제36항에 있어서,

상기 심벌들의 시퀀스는 코드 워드 세트의 코드 워드로부터 선택되며, 상기 코드 워드 세트 내의 각각의 코드 워드는 방송 채널로 변조되는 경우 동일한 평균진폭을 갖는 것을 특징으로 하는 기계 판독 가능 매체.
제36항에 있어서,

상기 심벌들의 시퀀스는 코드 워드 세트의 코드 워드로부터 선택되며, 상기 코드 워드 세트는 복수의 별개의 방송 채널 무선 통신 중 특정한 방송 채널 무선 통신과 연관되어 있는 것을 특징으로 하는 기계 판독 가능 매체.
제34항에 있어서,

상기 복수의 제2 버스트를 송신하는 단계는 방송 채널 송신기들의 별개의 세트에 의해 각각의 제2 버스트를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 판독 가능 매체.
제34항에 있어서,

상기 제1 버스트는 수신 단말기들에 의한 신호 포착에 사용되며, 상기 제2 버스트들은 특정한 송신 단말기에 관한 데이터 송신에 사용되는 것을 특징으로 하는 기계 판독 가능 매체.
셀룰러 기지국에 있어서,

다른 기지국들과의 송신을 동기화하는 타이밍 기준기;

제1 재사용률을 갖는 제1 버스트와, 상기 제1 재사용률보다 높은 제2 재사용률을 가지면서 복수의 세그먼트 및 상기 복수의 세그먼트에 대한 적어도 하나의 반복을 갖는 복수의 제2 버스트 중 적어도 하나를 가지는 방송 채널 프레임을 발생하는 프로세서; 및

상기 제1 버스트는 제1 재사용률로 송신하고 상기 제2 버스트는 제2 재사용률로 송신하며, 상기 제2 버스트의 세그먼트들은 불변 공간 파라미터들의 개별의 세트를 각각 가지는 안테나 어레이로부터 송신하는 송신기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제42항에 있어서,

상기 프로세서는 상기 제2 버스트의 프리앰블 세그먼트를 추가로 발생하며, 상기 송신기는 상기 프리앰블 세그먼트를 별개의 불변 공간 파라미터들의 고유한 세트와 함께 송신하며, 상기 프리앰블 세그먼트는 각각의 버스트 내에서 반복되지 않는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제42항에 있어서,

상기 세그먼트 각각은 일련의 심벌들을 포함하며, 각각의 세그먼트에 대한 상기 심벌들은 동일한 비트 시퀀스에 기초하며, 상기 비트 시퀀스는 세그먼트마다 다르게 스크램블링되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제44항에 있어서,

상기 일련의 심벌들은 코드 워드 세트의 코드 워드로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제45항에 있어서,

상기 코드 워드 세트 내의 각각의 코드 워드는 방송 채널로 변조되는 경우 동일한 평균 진폭을 갖는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제46항에 있어서,

상기 코드 워드 세트는 복수의 별개의 방송 채널 무선 통신 중 특정한 방송 채널 무선 통신과 연관되어 있는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제48항에 있어서,

상기 코드 워드 세트의 각각의 코드 워드는 상기 버스트가 송신되는 변조 공간에서 후속의 가장 근접한 코드 워드로부터 동일한 위상 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제47항에 있어서,

상기 코드 워드 세트는 코드 워드의 월시-하다마드 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제42항에 있어서,

상기 제1 재사용률은 1인 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제42항에 있어서,

상기 제2 버스트의 수는 상기 제2 버스트의 재사용률에 대응하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제42항에 있어서,

상기 제1 버스트는 수신 단말기들에 의한 신호 포착에 사용되며, 상기 제2 버스트들은 특정한 송신 단말기에 관한 데이터 송신에 사용되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제42항에 있어서,

상기 공간 파라미터들은 상기 안테나 어레이의 소자들을 횡단하는 상대적 위상 및 진폭을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.
제42항에 있어서,

상기 공간 파라미터들은 선택된 방향으로 에너지를 보내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 기지국.