KR20050021477A

KR20050021477A - 데이터 기호 송신 및 수신 방법, 송신기, 수신기, 컴퓨터프로그램 제품, 및 전송 시스템

Info

Publication number: KR20050021477A
Application number: KR10-2005-7000691A
Authority: KR
Inventors: 몰리에르셀린; 초울리안토인느; 운알사이라크베르나
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-03-07
Also published as: EP1525704A1; US20060045000A1; JP2005533429A; AU2003247032A1; CN1669264A; WO2004008681A1

Abstract

본 발명은 디지털 전송(digital transmissions)에 관련된다. 본 발명은 특히 전송 시스템에 액세스하는 다중 캐리어 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access : CDMA)를 이용하여 송신기로부터 수신기로 데이터를 전송하는 방법에 관련된다. 송신된 데이터는 연속적인 칩의 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트로 확산된 이후에 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하여 OFDM 변조되고, 사전 정의된 시퀀스의 2개의 연속적인 칩은 비연속적인 캐리어 상에서 비연속적인 시간 간격으로 전송된다.

Description

데이터 기호 송신 및 수신 방법, 송신기, 수신기, 컴퓨터 프로그램 제품, 및 전송 시스템{TIME-FREQUENCY INTERLEAVED MC-CDMA FOR QUASI-SYNCHRONOUS SYSTEMS}

본 발명은 일반적으로 디지털 전송(digital transmissions)에 관련된다. 본 발명은 특히, 전송 시스템에 액세스하는 다중 캐리어 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access : CDMA)를 이용하여 데이터를 송신하는 방법과 이러한 송신된 데이터를 수신하는 방법에 관련된다.

또한, 본 발명은 앞서 언급된 방법을 실행하는 전송 시스템, 송신기 및 수신기에도 관련된다.

또한, 본 발명은 이러한 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램 제품에도 관련된다.

본 발명은 일반적으로 디지털 다중 사용자(multi-user)(다중 액세스(multiple access)) 전송 시스템에 적용되고, 특히 예를 들면 차세대의 높은 데이터 레이트 이동 통신 시스템(제 3 세대 이후) 등과 같은 무선 이동 통신 시스템(wireless and radio mobile communication systems)에 적용된다.

더 높은 레이트의 이동 데이터 통신에 대한 요구의 증가에 기인하여, 4G 시스템으로도 지칭되는 차세대 셀룰러 무선 시스템은, 고객에게 고용량의 스펙트럼 효율적 서비스(high-capacity spectrum-efficient services)를 제공해야 한다는 중대한 문제를 갖고 있다. 따라서, 3G(제 3 세대) 시스템의 완전한 상업적 개발이 이루어지기 전인데도, 4G 시스템(또는 IMT-2010+ 시스템)에 대한 연구 및 논의가 이미 시작되었다. 이동 데이터 트래픽(mobile data traffic)을 증가시키려는 요구를 지원하는 에어 인터페이스(air interface)를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다.

광대역 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access : CDMA) 시스템은 무선 통신 네트워크를 위해서 제안되어 왔다. 이러한 시스템은 사전 결정된 확산 시퀀스(spreading sequences)로 전송되는 데이터를 확산시키면서, 종래의 다중 액세스 기법에 비해서 더 높은 평균 용량 및 데이터 레이트를 제공한다. 또한, 멀티미디어 데이터 트래픽의 비동기적 특성에 대처할 수 있고, 부적당한 채널 주파수 감도를 제거할 수 있다. 그러나, 이러한 고속 무선 링크의 큰 주파수 대역폭은 이들이 기호간 간섭(Inter Symbol Interference : ISI)에 민감해지게 한다. 그러므로, 주파수 선택 채널(frequency selective channel) 상에서 성능을 개선하기 위한 다수의 다중 캐리어 CDMA 기법이 제안되어 왔다. 다중 캐리어 CDMA는 CDMA 시스템의 다중 액세스 및 셀 재사용 기법과, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하는 다중 캐리어 시스템의 채널 선택도에 대한 견고함(robustness)을 결합시켰다. 이는 4G 무선 이동 시스템의 물리적 계층(physical layer)을 위한 중요한 후보 대상이 될 것으로 기대된다. 확산(spreading)은 주파수 도메인 내에서 실행되어 다중 캐리어 CDMA(MC-CDMA)가 되게 하거나, 시간 도메인 내에서 실행되어 멀티-톤(Multi-Tone) CDMA(MT-CDMA) 및 다중 캐리어 직접 시퀀스(Direct-Sequence) CDMA(MC-DS-CDMA)가 되게 할 수 있다.

Hikmet Sari에 의한 "A Review of Multi-carrier CDMA"라는 제목의 문헌(K. Fazel 및 S. Kaiser에 의한 "Multi-Carrier Spread-Spectrum & Related Topics"이라는 제목으로 Kluwer Academic Publishers에서 2002년 출간된 매뉴얼의 3∼12 페이지 참조)에서는, "2개의 극단(the two extremes)"으로 지칭되는 다중 캐리어 CDMA 시스템의 2개의 변수를 결합하는 시스템에 관해 언급되어 있는데, 여기에서 신호 확산이 제각기 순수하게 주파수 도메인 내에서만 수행되면 MC-CDMA 시스템이 되고, 시간 도메인 내에서만 수행되면 MC-DS-CDMA 시스템이 된다. 결합된 시스템은 서로 다른 캐리어 상에서 서로 다른 칩 주기로 주어진 기호의 칩을 전송함으로써 시간 도메인 및 주파수 도메인 모두에 대해 다양성(diversity)을 생성할 수 있게 한다.

이 시스템의 성능은 언급된 "2개의 극단"보다 더 나을 수 있지만, 여전히 수신 시의 품질(낮은 간섭 및 동기화)에 있어서 가장 적합하지는 않다.

도 1a 및 도 1b는 제각기 업링크 및 다운링크 전송에 있어서 본 발명에 따른 송신기/송신 방법에 대한 예를 도시하는 개념적인 블록도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 전송 방법에서 2개의 매핑 예를 도시하는 개략도이다.

도 3a 및 도 3b는 제각기 2명의 서로 다른 사용자에 대해 도 2a에 도시된 매핑 예를 세부적으로 도시하는 개략도이다.

도 4a 및 도 4b는 제각기 업링크 및 다운링크 전송에 있어서 본 발명에 따른 수신기/수신 방법에 대한 예를 도시하는 개념적인 블록도이다.

도 5는 본 발명에 따른 시스템의 일례를 도시하는 개념적인 블록도이다.

본 발명의 목적은 수신 시에 더 높은 품질을 획득할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 다음의 측면을 고려한다. 수신 시의 동기적 검출(coherent detection)은 여러 송신기로부터 전달된 데이터가 동시에 수신되는 것에 의해 이루어진다. 업링크 전송(uplink transmissions)에서는, 일반적으로 여러 사용자가 동기화되지 않기 때문에 수신 시의 동기화를 획득하는 것이 매우 어렵다.

따라서, 본 발명은 앞서 언급된 시스템에 비해 보다 견고한 준 동기적(quasi-synchronism) 전송 기법을 제안한다. 이를 위하여, 전송 시스템에 액세스하는 다중 캐리어 코드 분할 다중 액세스(multi-carrier Code Division Multiple Access : MC-CDMA)를 이용하여 데이터 기호(data symbols)를 전송하는 방법이 제안되어 있는데, 이 방법은, 연속적인 칩에 대한 사전 정의된 확산 시퀀스(spreading sequences)의 세트를 가지고 데이터 기호를 확산시켜서 칩에 의해 승산되는 데이터 기호를 포함하는 확산 데이터 기호의 시퀀스를 생성하는 확산 단계와, 확산 데이터 기호 시퀀스를 매핑(mapping)하여 확산 데이터 기호 시퀀스를 사전 정의된 서브-캐리어(sub-carriers)의 세트 사이에서 선택된 서브-캐리어 및 사전 정의된 주기적 시간 간격에서 선택된 타임 슬롯(time slots)에 할당하는 매핑 단계와, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하여 매핑된 확산 데이터 기호 시퀀스를 변조함으로써 선택된 서브-캐리어 및 선택된 타임 슬롯에서 전송될 OFDM 변조 기호를 생성하는 변조 단계를 포함하고, 2개의 연속적인 확산 데이터 기호는 비연속적인 서브-캐리어 및 비연속적인 타임 슬롯에 할당된다.

수신된 OFDM 기호를 복조한 후, 수신 시에 역확산(de-spreading)을 수행하는 것은, 여러 사용자로부터 동기적 또는 준 동기적으로 전달될 것으로 예측되는 인코딩된 데이터를 용이하게 복원할 수 있게 하는데, 이는 여러 사용자에게 할당된 확산 시퀀스가 근사 직교(nearly orthogonal)(2개의 개별 사용자의 비연속적인 확산 데이터 기호 사이의 상관도가 거의 0이 된다는 것을 의미함)가 되기 때문이다. 이는 각 개별 사용자에 의해 전달된 인코딩된 데이터를 나타내는 용어를 발견할 수 있게 한다.

또한, 확산 데이터 시퀀스가 비연속적인 서브-캐리어 및 타임 슬롯 상에서 분포되어 있기 때문에, 본 발명의 전송 기법은 시간 및 주파수 모두에서 채널 선택에 대해 보다 더 견고하다. 이는 수신 시의 간섭을 감소시키고 더 나은 성능을 제공할 수 있게 하므로 유리하다.

업링크 전송 및 다운링크 전송을 위해 고유한 기법을 이용할 수 있다. 이를 위해서는 오로지 고려 대상이 되는 시스템에 대해 매핑이 적응되기만 하면 된다.

선택된 파라미터를 가변시킴으로써, 본 발명은 공지된 시스템에 비해서 채널 특성에 대해 더 높은 유동성을 제공한다.

본 발명 및 본 발명을 유리하게 구현하기 위해 선택적으로 사용될 수 있는 추가적인 피처(features)는, 이하에 설명된 도면을 참조함으로써 명확해지고 명백해질 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 MC-CDMA 송신기의 부분에 대한 예를 도시한다. 전송 시스템은 예를 들면, 무선 이동 통신 시스템 등과 같은 임의의 디지털 다중 사용자 전송 시스템일 수 있다. 제안된 MC-CDMA 기법은 그의 비동기적인 구조에 기인하여 셀룰러 시스템의 업링크 전송(도 1a)에 특히 유리하다.

도 1a는 업링크 전송 시의 MC-CDMA 송신기를 도시한다. 이는 예를 들면, 다수의 사용자와 동일 대역폭을 공유하는 이동 전화기 등과 같은 단일 사용자 장치를 포함한다.

MC-CDMA 전송은 다중 캐리어 코드 분할 다중 액세스(MC-CDMA)를 이용한다. Nu로 표시되어 동일 대역폭을 공유하는 다수의 사용자는 사전 정의된 확산 코드를 할당받아 채널의 전체 대역폭에 걸쳐 자신의 데이터를 확산시킨다. 확산 데이터는 채널을 통해 사전 정의된 서브-캐리어의 세트에서 전송된다. 도 1a에 도시된 예에서, 인덱스 k(k=1,...,Nu)를 갖는 사용자는, 길이가 L인 연속적인 칩의 특정한 확산 시퀀스를 할당받는데, 이는 C_k ⁽ⁱ⁾(i=1,..,L)로 표시되고, 시퀀스 내에서의 칩의 인덱스이다. 확산 시퀀스는 S_k로 표시된 입력 데이터 기호에 적용되는데, 이 기호는 사실상 소스 인코더 및 채널 인코더(도시되지 않음)에 의해 미리 인코딩되어 있다. 시스템에 따라서, 여러 사용자에게 할당된 확산 시퀀스는 서로 직교하거나 서로에 대해 직교에 가깝게 되지만, 사전 결정된 특성을 가져야 한다. 주어진 프레임에 대한 서브-캐리어 및 타임 슬롯의 개수는 제각기 N_c 및 N_t로 표시된다. 각각의 사용자(k)에 있어서, 도 1a에 도시된 송신기는, 사용자(k)에게 할당된 연속적인 칩의 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트(C_k ⁽¹⁾,...,C_k ^(L))(k=1,...,Nu)를 가지고 입력 데이터 기호(S_k)를 확산시켜서 칩에 의해 승산되는 데이터 기호를 포함하는 확산 데이터 기호의 시퀀스를 생성하는 확산 수단(SPREAD)과, 확산 데이터 기호 시퀀스를 매핑하여, 이러한 확산 데이터 기호 시퀀스를 N_c개의 사전 정의된 서브-캐리어의 세트 중에서 선택된 서브-캐리어 및 N_t개의 타임 슬롯을 포함하는 사전 정의된 주기적 시간 간격 중에서 선택된 타임 슬롯에 할당함으로써 2개의 연속적인 확산 데이터 기호가 비연속적인 서브-캐리어 및 비연속적인 타임 슬롯에 할당되게 하는 매핑 수단(MAP)과, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하여 매핑된 확산 데이터 기호 시퀀스를 변조함으로써 선택된 서브-캐리어 및 선택된 타임 슬롯에서 전송될 OFDM 변조 기호를 생성하는 변조 수단(OFDM)을 포함한다.

직렬-병렬(serial-to-parallel)(S/P) 컨버터 및 병렬-직렬(parallel-to-serial)(P/S) 컨버터는 제각기 확산기(SPREAD)의 입력단 및 매핑 수단의 출력단에 제공되어, 다음의 블록 동작을 위해 데이터의 스트림을 적절하게 편성한다. 모든 사용자는 칩의 동일한 시간-주파수 매핑을 공유한다. 확산 데이터 기호는 시간-주파수 인터리빙(time-frequency interleaving)에 따라서 여러 선택된 서브-캐리어 및 여러 선택된 타임 슬롯 모두에 대해 분포되고, 이는 채널의 시간 및 주파수 선택도를 제거할 수 있다. 또한, 2개의 연속적인 확산 데이터 기호를 비연속적인 서브-캐리어 및 비연속적인 타임 슬롯에 할당하면, 채널의 시간 및 주파수 선택도 모두를 더 양호하게 제거할 수 있고, 추가적으로 준 동기적 상태에 대해 더 견고해지게 한다. 이는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 이하에서 보다 상세하게 논의될 것이다.

이하에서는 전송 방법의 세부적 구현에 대해 제시할 것이다. 각각의 사용자(k)에 있어서, 직렬-병렬 컨버터(S/P)는 입력된 인코딩 데이터 기호(S_k)를 N_c.N_t/L 블록의 저 레이트 병렬 서브-스트림으로 변환시키고, 이 서브-스트림은 각각 N_c개의 서브-캐리어 중의 하나를 변조하도록 할당된다. 직렬-병렬 컨버터(S/P)의 출력은 사용자(k)의 연관된 확산 파형(spreading waveform)(C_k ⁽ⁱ⁾)을 이용하여 입력된 데이터 기호를 확산시키는 길이 L의 확산기(SPREAD)에 공급된다.

다음에, 매핑을 수행하여 대응하는 시간-주파수 슬롯에 대해 N_c.N_t개의 확산 데이터 기호를 분산시킨다. 매핑 출력단에서, 병렬-직렬 블록(P/S)은 주어진 시간에 Nc개의 확산 기호의 각 블록이 OFDM 입력 기호가 되도록 보장한다. 기지국(base station)에서 수신된 신호는 시스템 내의 모든 사용자로부터 방출되어 그들의 채널을 통해 전송된 모든 OFDM 변조 신호의 합계이다.

도 1b는 본 발명에 따른 다운링크 전송 시의 송신기를 도시한다. 도 1b에 도시된 송신기는 예를 들면, 다수의 사용자(사용자(1) 내지 사용자(Nu)로 표시됨)와 통신(다운링크 전송)하는 무선 이동 통신 시스템의 기지국일 수 있다. 대부분의 전송 체인은 확산기의 출력이 매핑 이전에 합산된다는 것을 제외하고는 도 1a에 도시된 전송 체인과 동일하다. 매핑은 모든 사용자에 대해 동일하다. 전송 체인의 끝에서, 대응하는 N_c.N_t OFDM 변조된 확산 기호의 Nu개의 세트는 채널을 통해 전달된다.

도 2는 2개의 매핑 매트릭스의 예를 도시하는데, 이는 상술된 전송 방법의 매핑 단계를 구현하는 데 사용되는 시스템에서 유용하게 이용될 수 있다. 도 2a에 도시된 매핑 예는, 확산 시퀀스가 예를 들면, 왈쉬-하다마드 시퀀스(Walsh-Hadamard sequences) 등과 같이 서로에 대해 직교하는 시스템에 매우 적합하다. 도 2b에 도시된 매핑 예는, 확산 시퀀스가 특정한 상관 특성 즉, 예를 들면, 골드 시퀀스(Gold sequences) 등과 같은 낮은 상호 상관(intercorrelation) 및 자기 상관(autocorrelation) 프로파일을 갖는 시스템에 매우 적합하다.

하나의 프레임 내에서 서브-캐리어 및 슬롯의 개수는 N_c=K_f.L 및 N_t=K_t.L로 획득되고, 여기에서 K_t 및 K_f는 제각기 시간 및 주파수 인터리빙 깊이를 나타낸다. 확산 시퀀스는 여기에서도 길이 L을 갖는다. 따라서, K_t.K_f의 크기를 갖는 각 서브-매트릭스(M_i ⁿ)는 확산 시퀀스의 n번째 칩에 해당되고, 채널, 애플리케이션 및 전송 특성에 따라서 선택된 K_t.K_f개의 데이터 기호를 포함한다. M_i ⁿ이 반드시 정사각 매트릭스야할 필요는 없고, K_t.K_fL개의 데이터 기호의 각각에 대한 L개의 칩이 표시될 수 있도록 L×L 서브-매트릭스(M_i ⁿ)가 존재한다. 이러한 매핑을 가지고, N_c.N _t개의 대응되는 시간-주파수 슬롯에서 K_t.K_fL²개의 확산 데이터 기호가 동시에 전송된다. 하나의 OFDM 기호의 크기는 여전히 N_c이다.

도 2a는 서브-매트릭스들이 주파수 단위로 연속적으로 분포되어 있는 매핑 예를 나타내고, 도 2b는 서브-매트릭스들이 시간 단위로 연속적으로 분포되어 있는 매핑 예를 나타낸다. 이러한 2가지 경우에서, 각각의 확산 데이터 기호는 하나의 프레임 내의 모든 서브-캐리어 상에서 또한 모든 타임 슬롯 내에서 분포되어, 이 시스템이 채널의 시간 및 주파수 선택도를 효과적으로 제거할 수 있게 한다. 마지막으로, 도 2a에 도시된 특정한 매핑 및 예를 들면 왈쉬-하다마드 확산 시퀀스를 이용하면, 시스템은 0 내지 K_t-1 칩의 시간 오프셋에 대해 견고하게 된다. 이에 대한 상세한 내용은 이하에서 제시될 것이다.

도 3a 및 도 3b는 도 2a의 매핑 매트릭스의 실시예를 제각기 1 칩의 시간 오프셋을 갖는 2명의 개별적인 사용자(k, l)에 대하여 나타낸다. 이 예에서, K_f=K_t=2, N_c=N_t=8, L=4이다. f₁ 내지 f₈로 표시된 N_c개의 서브-캐리어의 세트는 수직축에 표시되고, t₁ 내지 t₈로 표시된 N_t개의 타임 슬롯은 수평축에 표시되어 있다. S_k ⁱ(i=1,..,16)로 표시되어 있는 사용자(k)의 입력 데이터 기호 및 S_l ^j(j=1,...,16)로 표시되어 있는 사용자(l)의 입력 데이터 기호는 제각기 m_i(k) 및 m_i(l)(i=l,..,4)로 표시된 4개의 기호 매트릭스로 그룹화된다. 사용자(k)에 있어서, 4개의 기호 매트릭스는 다음과 같다.

이와 유사하게, 사용자(l)에 있어서 4개의 기호 매트릭스는 인덱스(k)가 인덱스(l)로 대체된다는 것을 제외하면, 사용자(k)의 경우와 동일하다.

사용자(k)에게 할당된 칩의 확산 시퀀스는 (C_k ⁽¹⁾, C_k ⁽²⁾, C _k ⁽³⁾, C_k ⁽⁴⁾)로 표시된다. 사용자(l)에게 할당된 칩의 확산 시퀀스는 (C_l ⁽¹⁾, C_l ⁽²⁾, C_l ⁽³⁾, C_l ⁽⁴⁾)로 표시된다. 매핑 매트릭스는 M_i ⁿ(k)(i=1,...L)로 표시되고 K_tK_f의 크기를 갖는 L×L 서브-매트릭스를 포함하는데, 여기에서 n=1..L은 확산 시퀀스 중에서 n번째 칩에 해당되며, 이 서브-매트릭스는 확산 시퀀스에 의해 승산된 데이터 기호를 포함한 K_tK_f개의 서브-매트릭스 소자를 포함한다. 이러한 서브-매트릭스들 M_i ⁿ(k)(i=1,...L, n=1..L)은, 사용자(k)에 대하여 다음과 같다.

사용자(l)에서의 L×L 서브-매트릭스는 인덱스(k)가 인덱스(l)로 대체된다는 것을 제외하고, 사용자(l)에서의 서브-매트릭스가 도 3b에 도시된 바와 같이 매핑 매트릭스 내에서 하나의 칩의 오프셋만큼 타임 시프팅(time shifted)된다는 것을 제외하고는 사용자(k)에서와 동일하다. 따라서, 사용자(l)의 매핑 매트릭스에서 타임 슬롯(t1)에 대응되는 제 1 라인은, 이전 매핑 매트릭스의 마지막 라인에 있는 확산 데이터 기호(S'_l ⁱ(i=15, 16, 11, 12, 7, 8, 3, 4)로 표시됨)를 포함하는데, 서브-매트릭스들이 타임 시프팅되었기 때문에 이들은 데이터 기호(S_l ¹ 내지 S_l ¹⁶)에 대응되지 않는다.

K_t-1을 초과하지 않도록 타임 시프팅시키는 것에 의해서, 직교 확산 시퀀스의 상관 특성을 이용할 수 있게 되어 알려진 기법에 비해서 보다 용이하게 송신된 데이터 기호를 복원할 수 있으므로, 이러한 매핑 기법은 준 동기적 상태에 대해 보다 더 견고하다. 즉,

예를 들면, 수신기 측에서 주파수(f1) 및 타임 슬롯(t2)에서 송신된 데이터 기호를 복조한 이후에 역확산시키는 것은, 다음과 같이 쓸 수 있다.

왜냐하면,

또한,

이기 때문이다.

따라서, 본 발명에 따른 특별한 매핑은 준 동기화에 대처할 수 있게 한다. 실제적으로, Sk3을 복원할 수 있게 하는 상술된 예는 도 3a 및 도 3b에 도시된 매핑 매트릭스의 예에서 2개의 라인 중 하나의 라인인 K_t×L/2개의 기호에 대해서만 양호하게 작용된다. 그 외의 모든 경우에, 그 결과는 예상되는 데이터 기호와 완전히 동일하지 않고, 잔차항(residual terms)의 부분합이 된다. 이러한 잔차항은 이후에 용이하게 제거될 수 있다. 충분히 큰 서브-매트릭스들을 이용하면, 잔차항에 예상되는 데이터 기호를 추가할 경우의 수가 줄어든다. 또한, 이러한 서브-매트릭스들을 이용하면 부분합의 발생에 기인하는 간섭이 감소되고, 이는 성능을 향상시킨다.

도 4는 본 발명에 따른 MC-CDMA 수신기에 대한 2개의 예를 도시한다. 도 4a는 예를 들면, 업링크 전송 시에 이동 전송 시스템의 기지국 수신기를 도시한다. 기지국은 1 내지 Nu의 인덱스를 갖는 여러 사용자 장치에 의해 인코딩되어, 다중 캐리어 CDMA(Code Division Multiple Access) 및 OFDM 변조를 이용하는 MC-CDMA 이동 전송 시스템에 의해 전달된 데이터를 수신한다. 수신되는 인코딩된 데이터는 여러 사용자에게 할당되고 (C_k ⁽¹⁾,...,C_k ^(L))(k는 고려된 사용자에 관련된 인덱스임)로 표시된 길이 L의 사전 정의된 확산 시퀀스로 확산된다. 수신기는 적어도, 사전 정의된 서브-캐리어의 세트에 대하여 수신된 다중 캐리어 데이터를 복조하는 복조기(OFDM^-1)와, 복조된 데이터를 디매핑(de-mapping)하고 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트를 복원하는 디매핑 수단(MAP^-1)과, 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트를 역확산(de-spreading)하여 송신기에 의해 전달된 인코딩된 데이터를 복원하는 역확산 수단(SPREAD^-1)을 포함한다.

직렬-병렬(S/P) 및 병렬-직렬(P/S) 컨버터는 제각기 복조기(OFDM^-1) 및 역확산 수단(SPREAD^-1)의 출력단에 제공되어, 다음의 블록 동작을 위해 데이터의 출력 스트림을 적절하게 편성한다. 수신 체인의 끝에서, 디코딩 수단(DECOD)은 수신기가 마지막으로 역확산 데이터를 디코딩(소스 디코딩 및 채널 디코딩)하여 송신기로부터 전달된 원래의 데이터 메시지를 복원해야 한다는 것을 표시하기 위해 도시된 것이다.

도 4b는 예를 들어 이동 통신 시스템의 다운링크 전송 시의 사용자 장치 수신기를 도시한다. 도 4a에 도시된 수신기 내에서와 동일한 블록 소자는 동일한 참조 부호로 표시되었다. 다운링크 전송 동안에, 인덱스(k)를 갖는 사용자 장치는 기지국에 의해 송신되어 사용자 장치의 디코더로 향하게 되어 있는 데이터를 역확산하기만 하면 된다. 따라서, 사용자(k)의 사용자 장치는 사용자(k)의 확산 시퀀스, 즉 (C_k ⁽¹⁾,...,C_k ^(L))만 인식하고 있으면 된다.

도 5는 송신기(51), 수신기(52) 및 전송 채널(53)을 포함하는 본 발명에 따른 시스템을 도시하는데, 이 시스템은 전송 채널을 통해 송신기로부터 수신기로 데이터를 전송한다. 시스템 및 수행된 전송 방법의 종류에 따라서, 그와 다르게 송신기 및 수신기는 동일한 디바이스가 될 수 있다. 전형적으로 이동 통신 시스템에서, 다운링크 전송 동안에 사용자 장치는 수신기이고, 기지국은 송신기인 반면, 업링크 전송 동안에, 기지국은 수신기이고 사용자 장치는 송신기이다. 업링크 전송 동안에, 송신기는 도 1a에 도시된 MC-CDMA 송신기와 동일하게 설계될 수 있고, 수신기는 도 4a에 도시된 MC-CDMA 수신기와 동일하게 설계될 수 있다. 다운링크 전송 동안에, 송신기는 도 1b에 도시된 MC-CDMA 송신기와 동일하게 설계될 수 있고, 수신기는 도 4b에 도시된 MC-CDMA 수신기와 동일하게 설계될 수 있다.

앞서 언급된 도면 및 그에 대한 설명은 본 발명을 제한한다기 보다는 예시하는 것이다. 첨부된 청구항의 범주 내에 속하는 여러 대안이 존재한다는 것을 명확할 것이다. 이와 관련하여, 마지막으로 다음을 언급하고자 한다.

하드웨어 또는 소프트웨어의 아이템 또는 그 둘의 아이템을 이용하여 기능을 구현하는 여러 방법이 존재한다. 이러한 점에서, 도면은 매우 개략적이고 그 각각은 본 발명의 가능한 실시예 중의 하나를 나타낸다. 따라서, 도면에서는 서로 다른 기능이 서로 다른 블록으로 도시되어 있으나, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어의 단일 아이템이 수개의 기능을 수행할 수 있다는 것을 배제하지 않는다. 하드웨어 또는 소프트웨어의 아이템들의 조립체 또는 그 모두의 아이템들의 조립체가 하나의 기능만을 수행하는 것도 배제하지 않는다.

청구항 내에 있는 어떠한 참조 부호도 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. "포함한다"라는 단어 및 그 파생어의 사용은 청구항 내에 언급된 구성 요소 또는 단계 이외의 구성 요소 또는 단계가 존재하는 것을 배제하지 않는다. 단수로 표현된 구성 요소 또는 단계를 사용하는 것은 이러한 구성 요소 또는 단계가 복수 개 존재하는 것을 배제하지 않는다.

Claims

전송 시스템에 액세스하는 다중 캐리어 코드 분할 다중 액세스(multi-carrier Code Division Multiple Access : MC-CDMA)를 이용하여 데이터 기호(data symbols)를 송신하는 방법으로서,

연속적인 칩에 대한 사전 정의된 확산 시퀀스(spreading sequences)의 세트를 가지고 상기 데이터 기호를 확산시켜서 상기 칩에 의해 승산된 상기 데이터 기호를 포함하는 확산 데이터 기호의 시퀀스를 생성하는 확산 단계와,

상기 확산 데이터 기호 시퀀스를 매핑(mapping)하여 사전 정의된 서브-캐리어(sub-carriers)의 세트 중에서 선택된 서브-캐리어 및 사전 정의된 주기적 시간 간격 중에서 선택된 타임 슬롯(time slots)에 상기 확산 데이터 기호 시퀀스를 할당하는 매핑 단계와,

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하여 상기 매핑된 확산 데이터 기호 시퀀스를 변조함으로써 상기 선택된 서브-캐리어 및 상기 선택된 타임 슬롯에서 전송될 OFDM 변조 기호를 생성하는 변조 단계

를 포함하되,

2개의 연속적인 확산 데이터 기호는 비연속적인 서브-캐리어 및 비연속적인 타임 슬롯에 할당되는

데이터 기호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 매핑 단계는 K_tL×K_fL의 크기를 갖는 매핑 매트릭스(a mapping matrix)-L은 상기 사전 정의된 확산 시퀀스의 길이이고, K_t 및 K_f는 제각기 시간 및 주파수 인터리빙 깊이(interleaving depth)를 나타내며, K_t L은 상기 주기적 시간 간격 내에서 타임 슬롯의 개수를 나타내고, K_f L은 사전 정의된 서브-캐리어의 세트 내에서 서브-캐리어의 개수를 나타냄-를 정의하는 단계를 포함하되,

상기 OFDM 변조 기호는 상기 타임 슬롯 내에서 송신되어 K_f L 확산 데이터 기호를 전송하고,

상기 매핑 매트릭스는 K_tK_f의 크기를 갖고 M_i ⁿ(i=1..L)으로 표시되는 L×L 서브-매트릭스(sub-matrices)들을 포함하고, n=1..L은 상기 확산 시퀀스 중에서 n번째 칩에 대응되며,

상기 서브-매트릭스들은 확산 데이터 기호에 대응되는 K_tK_f개의 서브-매트릭스 성분을 포함하고, 상기 대응되는 선택된 서브-캐리어 및 상기 대응되는 선택된 타임 슬롯에서 K_tK_fL²개의 확산 데이터 기호를 동시에 전송하며,

상기 서브-매트릭스 성분의 위치는 상기 전송 시스템에 의존하는 품질 기준에 따라서 사전 결정되는

데이터 기호 송신 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 서브-매트릭스들은 동일한 n번째 칩에 대응되는 상기 서브-매트릭스들(M_i ⁿ)이 K_f개의 연속적인 서브-캐리어의 동일한 세트에 할당되도록 상기 매핑 매트릭스 내에 분포되는 데이터 기호 송신 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 서브-매트릭스들은 동일한 n번째 칩에 대응되는 상기 서브-매트릭스들(M_i ⁿ)이 K_t개의 연속적인 타임 슬롯의 동일한 세트에 할당되도록 상기 매핑 매트릭스 내에 분포되는 데이터 기호 송신 방법.
전송 시스템에 액세스하는 다중 캐리어 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access : CDMA)를 이용하여 데이터 기호를 전송하는 송신기로서,

연속적인 칩에 대한 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트를 가지고 상기 데이터 기호를 확산시켜서 상기 칩에 의해 승산된 상기 데이터 기호를 포함하는 확산 데이터 기호의 시퀀스를 생성하는 확산 수단과,

상기 확산 데이터 기호 시퀀스를 매핑하여 사전 정의된 서브-캐리어의 세트 중에서 선택된 서브-캐리어 및 사전 정의된 주기적 시간 간격 중에서 선택된 타임 슬롯에 상기 확산 데이터 기호 시퀀스를 할당하는 매핑 수단과,

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하여 상기 매핑된 확산 데이터 기호 시퀀스를 변조함으로써 상기 선택된 서브-캐리어 및 상기 선택된 타임 슬롯에서 전송될 OFDM 변조 기호를 생성하는 변조 수단

을 포함하되,

2개의 연속적인 확산 데이터 기호는 비연속적인 서브-캐리어 및 비연속적인 타임 슬롯에 할당되는

송신기.
송신기에 의해 인코딩되고 전송 시스템에 액세스하는 다중 캐리어 코드 분할 다중 액세스(CDMA)를 이용하여 상기 전송 시스템을 통해 전달된 다중 캐리어 데이터를 수신하는 방법으로서,

상기 인코딩된 데이터는 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트로 확산된 이후에 OFDM 변조되고,

이 방법은,

사전 정의된 서브-캐리어의 세트에 대하여 상기 수신된 다중 캐리어 데이터를 복조하는 복조 단계와,

상기 복조된 데이터를 디매핑(de-mapping)하여 상기 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트를 복원하는 디매핑 단계와,

상기 사전 정의된 확산 시퀀스를 역확산(de-spreading)하여 상기 송신기에 의해 전달된 상기 인코딩된 데이터를 복원하는 역확산 단계

를 포함하는 다중 캐리어 데이터의 수신 방법.
송신기에 의해 인코딩되고 및 전송 시스템에 액세스하는 다중 캐리어 코드 분할 다중 액세스(CDMA)를 이용하여 상기 전송 시스템을 통해 전달되는 다중 캐리어 데이터를 수신하는 수신기로서,

상기 인코딩된 데이터는 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트로 확산된 이후에 OFDM 변조되고,

사전 정의된 서브-캐리어의 세트에 대하여 상기 수신된 다중 캐리어 데이터를 복조하는 복조기와,

상기 복조된 데이터를 디매핑하여 상기 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트를 복원하는 디매핑 수단과,

상기 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트를 역확산하여 상기 송신기에 의해 전달된 상기 인코딩된 데이터를 복원하는 역확산 수단

을 포함하는 수신기.
인스트럭션의 세트를 계산하는 수신기용 컴퓨터 프로그램 제품으로서,

상기 수신기에 로딩되면 상기 수신기가 제 6 항에 기재된 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
적어도 하나의 송신기 및 수신기를 포함하는 전송 시스템으로서,

상기 전송 시스템에 액세스하는 다중 캐리어 코드 분할 다중 액세스(CDMA)를 이용하여 상기 송신기로부터 상기 수신기로 데이터를 전송하고,

상기 전송된 데이터는 연속적인 칩의 사전 정의된 확산 시퀀스의 세트로 확산된 이후에 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 이용하여 변조되고,

상기 사전 정의된 시퀀스의 2개의 연속적인 칩은 비연속적인 캐리어 상에서 비연속적인 시간 간격으로 전송되는

전송 시스템.