KR20050058237A - Ｃｄｍａ 통신 네트워크에서 용량을 증가시키기 위한 방법및 통신 단말 - Google Patents

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Abstract

CDMA(code division multiple access) 통신 시스템의 네트워크 인프라스트럭처로부터 동기화 신호 및 다른 비직교 신호를 포함하는 복합 신호를 송신하는 단계(210)와,상기 CDMA 통신 시스템의 복수의 이동 단말에서 상기 복합 신호를 수신하는 단계(220)와,상기 복수의 이동 단말 중 적어도 일부로부터 상기 동기화 신호를 취소함으로써(230) CDMA 통신 시스템의 포워드 링크 용량을 증가시키는 단계를 포함하는, 네트워크 인프라스트럭처와 복수의 이동 단말을 포함하는 CDMA 통신 시스템에서 이용하는 방법.

Description

ＣＤＭＡ 통신 네트워크에서 용량을 증가시키기 위한 방법 및 통신 단말{METHODS AND COMMUNICATIONS TERMINALS FOR INCREASING CAPACITY CDMA COMMUNICATIONS NETWORKS}
본 발명은 일반적으로 CDMA(code division multiple access) 통신 시스템에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 CDMA 통신 시스템에서 용량(capacity)을 증가시키기 위한 방법 및 통신 단말에 관한 것이다.
CDMA 통신 시스템에서 파일롯 신호 취소 처리(pilot signal cancellation processing)를 이용하여 포워드 링크 용량을 증가시키는 방법이 제안되어 왔다. 인텔사, "CPICH Interference Cancellation as a Means for Increasing Downlink Capacity", 3GPP TSG-RAN Working Group, TSGR1-00-1371, 2000년 11월; 인텔사, "Further Results on CPICH Interference Cancellation as A Means for Increasing DL Capacity", 3GPP TSG-RAN Working Group, TSGR1-00-0030, 2001년 1월; 인텔사, "CPICH Interference Cancellation as A Means for Increasing DL Capacity", 3GPP TSG-RAN Working Group, TSGR4-01-0238, 2001년 2월.
예컨대 제목이 "Pilot Interference Cancellation For A Coherent Wireless Code Division Acess Receiver"인 미국 특허 제6,009,089호 및 제목이 "Method And System For Processing A Plurality of Multiple Access Transmissions"인 미국 특허 제5978413호에 개시된 바와 같이 레이크 수신기(Rake receiver) 역확산(de-spreading) 및 통합(integration)에 앞서 재구성된 파일롯 신호(pilot signal)를 빼는 기술이 공지되어 있다. 또한 예컨대 제목이 "Pilot Interference Cancellation For A Coherent Wireless Code Division Acess Receiver"인 미국 특허 제6,009,089호, 제목이 "Interference Suppresstion In A CDMA Receiver"인 WO 01/05052, 제목이 "Code Division Multiple Access Inbound Messaging System Utilizing Interference Cancellation to Recover Inbound Messages"인 미국 특허 제5,323,418호, 및 제목이 "Method And Apparatus For Reducing Spread-Spectrum Noise"인 WO 98/43362에 개시된 바와 같이 레이크 수신기의 출력으로부터 심볼 레이트(symbol rate)로 파일롯 채널 간섭을 빼는 방법도 알려져 있다.
동기화 채널과 페이징 채널 간에 이동 오프셋을 채용함으로써 동기화 채널로부터 나오는 페이징 채널 간섭을 완화시키기 위한 3GPP 제안서도 있다. 이동 오프셋은 그러나 간섭을 줄이지는 못하지만, 그 대신 사용자 장치(UE: user equipment) 간에 일시적으로 간섭을 공평하게 분배한다. 이동 오프셋은 더욱이 음성 트래픽을 포함하는, 데이타와 같은, 동기화 채널에 의해 발생하는 간섭을 다른 채널들로 제거하지는 않는다.
본 발명의 다양한 측면들, 특징들 및 장점들은 이하의 발명의 상세한 설명과 첨부 도면을 주의깊게 고려함으로써 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 보다 명백해 질 것이다.
도 1은 예시적인 CDMA 통신 시스템이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 공정 흐름도이다.
도 3은 레이크 처리부를 갖는 예시적인 이동 단말이다.
도 4는 도 3의 레이크 처리부의 보다 상세한 도면이다.
도 5는 회로의 레이크 처리부의 레이크 핑거의 보다 상세한 도면이다.
도 6은 예시적인 동기화 취소 아키텍쳐이다.
도 7은 시스템 성능에 미치는 동기화 신호 취소 효과를 도시한 도면이다.
도 1에서, CDMA 통신 시스템(10)은 복수의 기지국(12) 및 대응하는 제어기(14) 및 복수의 이동 단말(16)의 통신을 가능하게 하는, 본 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게 공지된 CDMA 통신 시스템의 전형적인 다른 인프라스트럭쳐를 포함한다.
도 2의, 블럭(210)에서, 기지국(12)은 CDMA 통신 시스템의 제1 및 제2 비직교 신호들(non-orthogonal signals)을 포함하는 복합 신호를 송신한다. 일실시예에서 특히, 복합 신호는 동기화 신호 및 다른 신호들을 포함하며, 예컨대, 다른 신호는 서로에 대해 직교인 파일롯 신호와 데이타 신호가 될 수 있다. 파일롯 신호 및 데이타 신호는 그러나 동기화 신호에 대해서는 비직교이다.
3GPP W-CDMA 통신 시스템에서, 동기화 신호는 둘 다 다른 신호들에 대해 비직교인 주신호와 2차 신호를 포함하는 주기적인 "버스트(bursty)" 신호이다. 그러나, 다른 실시예에서, 동기화 신호는 버스트가 아닐 수 있으며 단지 하나의 콤포넌트나 복수의 콤포넌트를 포함할 수도 있다.
도 2의 블록(200)에서, 제1 및 제2 비직교 신호들이 이동 단말에서 수신된다. 예시적인 실시예에서, 이 제1 및 제2 신호들은 동기화 신호(synchronization signal), 즉, "sync" 신호를 포함하는데, 이는 복합 신호 내의 다른 신호들에 비직교이다.
도 3은 일반적으로 무선 주파수와 수신기의 기저대역 처리부(320)에 결합된 디지탈-아날로그 변환부(310)를 포함하는 예시적인 단말이다. 예시적인 실시예에서, 수신기의 기저대역 처리부는 신호 검색부(322)와 프리레이크부(pre-Rake portion)(324), 레이크부(325), 및 포스트레이크부(post Rake portion)(328), 및 보조부(auxiliary)(330)를 포함한다.
도 4에서, 도 3의 레이크부(326)에 대응하는 레이크 처리부는 본 기술분야의 숙련자에게 일반적으로 공지되어있는 바와같이 N개의 대응하는 신호선(signal rays)을 처리하기 위한, 합산 출력을 갖는 N개의 레이크 핑거(Rake finger)를 복수개 포함한다. 예시적인 실시예에서, 신호 검색부(322)는 본 기술분야에서 공지된 바와 같이, 동기화 신호로부터 타이밍, 제어 및 기타의 정보를 획득한다.
통신 시스템, 예를 들어 3GPP W-CDMA 통신 시스템에서, 동기화 신호는 다운링크 무선 수신기, 즉, 사용자 장치(UE) 또는 이동 단말의 성능을 퇴화시킴으로써 시스템 용량을 줄이려고 한다. 동기화 신호가 복합 신호의 다른 콤포넌트들에 대해 비직교이므로, 수신기의 레이크 처리부는 동기화 신호 간섭을 제거하지는 않는다. 플랫 페이딩(flat-fading) 또는 가시(line of sight) 조건에서, 동기화 신호 간섭은 특히, 동기화 채널 신호가 가장 강한 기지국 근처에서, 1 내지 2dB 정도의 상당한 성능의 퇴화를 유발한다.
도 2의 블록(230)에서, 통신 시스템의 포워드 링크 용량(forward link capacity)이 이동 단말들에서 제1 및 제2 비직교 신호들 중 하나를 취소함으로써 증가된다. 예시적인 실시예에서, 단말의 레이크 처리부로부터 추정된 간섭 항들을 뺌으로써 단말의 레이크 처리부에서 동기화 신호가 취소된다.
일부 실시예에서, 동기화 신호는 동기화 신호가 소정의 임계값을 초과할 때만 단말의 레이크 처리부로부터 취소된다. 임계값이 매우 낮거나 0으로 설정되는 일부 경우에는, 그로 인해 수신된 동기화 신호들 모두가 취소된다. 다른 애플리케이션에서는, 임계값이 높게 설정되어 일부 동기화 신호들, 예를 들어, 특정 신호 강도를 갖고 있는 것들만이 취소되거나, 선택 기지국에서 동기화 신호들을 취소함으로써 취소된다.
도 5는 레이크 핑거와 예시적인 동기화 채널 취소부(510)의 보다 상세한 도면이다. 도 5에서, 일반적으로, 취소부(510)는 대응하는 동기화 신호 간섭 항들로부터 빼기 위해 추정된 동기화 신호 간섭을 생성한다. 취소 및 그로 인해 빼는 것은, 칩 레이트 가산기(520)나 심볼 레이트 가산기(530)에서 일어날 수 있다. 심볼 레이트 감축은 이하에 기술하는 바와 같은 레이크 핑거나 도 4의 레이크 핑거의 가산의 출력부(410)에서 일어나는데, 이들 두 기술들은 수학적으로 동등한 동작들을 나타낸다.
도 6은 추정된 간섭 항들을 생성하기 위한 예시적인 동기화 취소 아키텍쳐의 상세한 도면이다. 송신된 동기화 신호가 버스트로(in bursts) 송신되는 경우, 추정된 동기화 신호 간섭 항들을 단말의 레이크 처리부로부터 빼는 것은 동기화 신호 버스트와 동기하여 일어난다.
취소 아키텍쳐는 체배기(multiplier)(630)에서 매칭된 필터 자동 상관기(matched filter auto-correlator)(620)와 곱해진 출력을 갖는 코드 교차 상관기(coss-correlator)(610)를 포함하고, 그 출력은 가산기(640)에서 L-1개의 다른 ISI(inter-symbol-interference) 항들과 합해지고, 그 출력은 체배기(660)에서 채널 추정기(650) 신호와 곱해지고, 그 출력은 가산기(670)에서 다른 N-1개의 다중 경로선들에 의한 N-1 개의 유사 항들과 합해진다. L과 N이라는 파라미터는 성능과 설계 복잡성 간에 최적의 비용 트레이드오프를 달성하도록 설계자가 선택할 수 있다. 본 기술분야의 숙련자라면 대안적인 방법들에 의해서도 이 추정된 동기화 간섭 항들이 생성될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
단말에서 동기화 신호를 취소하는 것은 링크 레벨 버짓, 예를 들어, SIR 대 BER, 또는 유사한 측정치를 상당히 향상시킬 것이다. 도 7은 셀 구조와 동기화 채널 취소를 파라미터로서 갖는 링크 레벨의 성능을 도시하는 커브들의 집합으로서, 단말에서 동기화 채널 취소의 효과를 설명한다. 각 곡선은 요구되는 기저 송신 전압 (Tx-Eb)를 다른 셀 간섭, IOC로 나눈 값을 도시한 것이며, 이 시뮬레이션에서 이는 이동 단말에서 백색 가우스 잡음(additive white gaussian noise) Tx-Eb/IOC , 대 SFER(Service-Frame-Error-Rate)로서 모델링된다. 각 곡선과 관련된 파라미터들은 동기화 취소 상태(온이나 오프), 및 값이다. 은 단말에 대한 기지국의 상대적인 인접성의 척도이다. 값이 클수록, 단말이 기지국에 더 가깝다. 도 7에서, 이동 단말이 0dB의 값에서 동작할 때, 링크 버짓에 무시할만한 향상(0.1dB 이하)이 있다. 그러나, 약 12dB의 에 대해서, 링크 버짓은 SFER이 10-2일 때 약 2.3dB만큼 향상되며, 이는 성능의 상당한 이득이 된다.
본 발명과 그 최적의 모드라고 생각되는 것이 발명자가 소유권을 확립하고 본 기술분야의 당업자가 이 발명을 실시할 수 있는 방식으로 기술되었지만, 여기 기술된 예시적인 실시예들의 많은 균등물들과 많은 변경 및 변형예들이 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않고 만들어질 수 있으며 이들은 예시적인 실시예들이 아니라 첨부된 청구항들에 의해 한정된다는 것을 이해하고 유념해야 할 것이다.

Claims (20)

  1. CDMA(code division multiple access) 이동 통신 단말에서 이용하는 방법에 있어서,
    상기 단말에서 제1 신호를 수신하는 단계;
    상기 단말에서 제2 신호를 수신하는 단계 - 상기 제1 신호는 상기 제2 신호에 비직교(non-orthogonal)임 - ;
    상기 단말의 레이크 처리부(Rake processing portion)에서 상기 제1 및 제2 신호들 중 하나를 취소함으로써 상기 제1 및 제2 비직교 신호들이 그로부터 수신되는 CDMA 통신 시스템의 포워드 링크 용량(forward link capacity)을 증가시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호는 동기화 신호이고, 상기 단말의 상기 레이크 처리부에서 상기 동기화 신호를 취소함으로써 포워드 링크 용량을 증가시키는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단말의 상기 레이크 처리부에서 상기 동기화 신호를 취소하는 상기 단계는 상기 동기화 신호가 소정의 임계값보다 큰 강도를 가질 때에만 이루어지는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 동기화 신호는 주 콤포넌트 및 2차 콤포넌트들을 포함하는 복합 신호이고, 상기 동기화 신호의 상기 주 콤포넌트 및 2차 콤포넌트들을 취소함으로써 포워드 링크 용량을 증가시키는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 상기 레이크 처리부의 레이크 핑거(Rake finger)로부터 제1 신호 추정된 간섭 항(first signal estimated interference terms)들을 뺌으로써 상기 제1 신호를 취소하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호들을 포함하는 복합 신호를 수신함으로써 상기 제1 및 제2 신호를 수신하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 신호는 동기화 신호이고, 상기 단말의 상기 레이크 처리부로부터 추정된 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 동기화 신호를 취소하여 포워드 링크 용량을 증가시키는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단말의 상기 레이크 처리부의 모든 레이크 핑거들 보다 적은 레이크 핑거들로부터 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 동기화 신호를 취소하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 단말의 상기 레이크 처리부의 모든 레이크 핑거들로부터 대응하는 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 동기화 신호를 취소하는 방법.
  10. 기지국들의 네트워크를 포함하는 CDMA(code division multiple access) 통신 시스템에서 이용하는 방법에 있어서,
    상기 CDMA 통신 시스템의 기지국으로부터 제1 및 제2 비직교 신호들을 포함하는 복합 신호를 송신하는 단계;
    상기 CDMA 통신 시스템 내의 이동 단말에서 상기 복합 신호를 수신하는 단계;
    상기 이동 단말에서 상기 제1 및 제2 비직교 신호들 중 하나를 취소함으로써 상기 CDMA 통신 시스템의 포워드 링크 용량을 증가시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호들 중 하나는 상기 제1 및 제2 신호들 중 다른 것에 비직교인 동기화 신호이고, 상기 이동 단말의 레이크 처리부로부터 추정된 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 이동 단말에서 상기 동기화 신호를 취소하여 포워드 링크 용량을 증가시키는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 CDMA 통신 시스템의 상기 기지국으로부터 상기 동기화 신호를 버스트로 송신하고, 상기 동기화 신호 버스트와 동기하여 상기 이동 단말의 상기 레이크 처리부로부터 추정된 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 이동 단말에서 상기 동기화 신호 버스트를 취소하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 이동 단말의 상기 레이크 처리부의 모든 레이크 핑거들로부터 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 이동 단말에서 상기 동기화 신호를 취소하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 이동 단말의 상기 레이크 처리부의 모든 레이크 핑거들 보다 적은 레이크 핑거들로부터 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 이동 단말에서 상기 동기화 신호를 취소하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 이동 단말의 상기 레이크 처리부로부터 상기 동기화 신호를 취소하는 상기 단계는 상기 동기화 신호의 특성이 소정의 임계값을 초과할 때에만 이루어지는 방법.
  16. 네트워크 인프라스트럭처와 복수의 이동 단말을 포함하는 CDMA(code division multiple access) 통신 시스템에서 이용하는 방법에 있어서,
    상기 CDMA 통신 시스템의 상기 네트워크 인프라스트럭처로부터 동기화 신호 및 다른 비직교 신호를 포함하는 복합 신호를 송신하는 단계;
    상기 CDMA 통신 시스템의 상기 복수의 이동 단말에서 상기 복합 신호를 수신하는 단계;
    상기 복수의 이동 단말 중 적어도 일부로부터 상기 동기화 신호를 취소함으로써 상기 CDMA 통신 시스템의 포워드 링크 용량을 증가시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 이동 단말들의 레이크 핑거 출력들로부터 추정된 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 이동 단말들의 레이크 처리부로부터 상기 동기화 신호를 취소하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 이동 단말들의 상기 레이크 처리부로부터 상기 동기화 신호를 취소하는 상기 단계는 상기 동기화 신호가 소정의 임계값을 초과할 때에만 이루어지는 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 이동 단말의 상기 레이크 처리부의 모든 레이크 핑거들 보다 적은 레이크 핑거들로부터 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 이동 단말에서 상기 동기화 신호를 취소하는 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 이동 단말의 상기 레이크 처리부의 모든 레이크 핑거들에 대한 동기화 신호 간섭 항들을 뺌으로써 상기 이동 단말에서 상기 동기화 신호를 취소하는 방법.
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