KR20070022880A - 무선 통신 시스템에서 다수의 사용자 프로세싱을감소시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 수신기에 다수 사용자 프로세싱을 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 검출된 코드들은 채널 임펄스 응답에 따라서 그룹화되고, 검출된 코드의 각각의 그룹에 대한 부모 코드를 식별한다. 행렬 A가 구성되고, 상기 식별된 부모 코드들을 이용하여 결합 검출을 행한다. 검출된 코드들의 데이터 심볼은 식별된 부모 코드들의 데이터 심볼로부터 얻을 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 다수의 사용자 프로세싱을 감소시키기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING MULTI-USER PROCESSING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}

도 1은 감소된 칩 레벨 다수 사용자 검출(MUD) 프로세서 및 포스트 데이터 컨버터를 갖춘 송신기 및 수신기이다.

도 2는 감소된 칩 레벨 MUD 프로세서 내의 구성 요소의 블럭도이다.

도 3은 OVSF(orthogonal variable spreading factor) 코드의 트리 구조를 도시한다.

도 4는 채널 임펄스 응답에 따라 검출 코드를 그룹화하고, 동일 채널 임펄스 응답을 갖는 검출된 코드에 대한 낮은 확산 계수를 갖는 부모 코드를 사용하여 결합 검출을 행하기 위한 흐름도이다.

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서의 감소된 다수의 사용자 프로세싱에 관한 것이다.

코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템에서는, 다중 통신이 공유 주파수 스 펙트럼을 통해 동시에 전송될 수 있다. 각각의 통신은 그 통신을 전송하는데 사용된 코드에 의해 구별된다. 그 코드의 칩을 사용하여 통신의 데이터 심볼을 확산시킨다. 특정 심볼을 전송하는데 사용된 칩의 수를 확산 계수(spreading factor)라고 한다. 하나의 공통 확산 계수는 16이며, 16개의 칩은 하나의 심볼을 전송하는데 사용된다. 예를 들어, TDD/CDMA 통신 시스템에서의 전형의 확산 계수(SF)는 16, 8, 4, 2, 1이다.

일부 CDMA 통신 시스템에서는, 공유 스펙트럼의 활용도를 높이기 위해, 그 스펙트럼이 소정 개수의 시간 슬롯, 예를 들어 15개의 시간 슬롯을 갖는 프레임들로 시분할된다. 이러한 유형의 시스템을 하이브리드 CDMA/TDMA(시분할 다중 접속) 통신 시스템이라고 한다. 이러한 시스템들 중 업링크 통신과 다운링크 통신을 특정 시간 슬롯에 한정시키는 시스템을 시분할 듀플렉스(time division duplex) 통신(TDD) 시스템이라 한다.

공유 스펙트럼내에서 전송된 다중 통신을 수신하기 위한 한가지 접근 방식에는 결합 검출(joint detection)이 있다. 결합 검출에서는, 다중 통신으로부터의 데이터가 함께 판정된다. 결합 검출 기능은, 알려지거나 결정된 다중 통신의 코드를 사용하고, 다중 통신의 데이터를 소프트 심볼로서 추정한다. 결합 검출기를 위한 일부 전형의 구현예는 ZF-BLE(zero forcing block linear equalizers), 콜레스키(Cholesky) 또는 근사 콜레스키 분해(approximate Cholesky decomposition) 또는 고속 푸리에 변환을 이용하고 있다.

통신은 특정 확산 계수로 수신기에 의해 수신된다. 통신 수신에 더 큰 확산 계수를 사용할수록 결함 검출을 행하는 것이 더 복잡해진다. 따라서, 무선 통신 시스템에서 결합 검출의 복잡성을 감소시키는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 무선 통신 시스템의 수신기에서 다수의 사용자 프로세싱을 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 검출된 코드는 채널 임펄스 응답에 따라 그룹화되고, 부모 코드(parent code)는 검출된 코드의 각각의 그룹에 대해서 식별된다. 행렬 A가 구성되고, 식별된 부모 코드를 사용하여 결합 검출을 행한다. 검출된 코드의 데이터 심볼은 식별된 부모 코드의 데이터 심볼로부터 얻는다.

본 발명의 특징 및 소자는 특정 조합으로 바람직한 실시예를 들어 기술하였지만, 각각의 특징 및 소자는 단독으로(바람직한 실시예의 다른 특징 및 소자 없이) 사용될 수 있고, 또는 본 발명의 다른 특징 및 소자와 함께 또는 다른 특징 및 소자 없이 다양한 조합으로 사용될 수 있다.

무선 송수신 장치(WTRU)는 사용자 장치, 이동국, 고정 또는 이동 단말 장치, 호출기, 또는 무선 환경에서 작동하는 휴대가능한 다른 종류의 장치를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 여기에 지칭되는, 기지국은 무선 환경에서 노드-B, 사이트 제어기, 액세스 포인트 또는 다른 유형의 인터페이스 장치를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저 도 1을 참조하면, 도 1에는 송신기(20)와 수신기(22)를 나타낸다. 송신 기는 WTRU에 위치할 수 있거나, 또는 다중 전송 회로(20)가 기지국에 위치할 수도 있다. 수신기는 WTRU 또는 기지국에 위치하거나 혹은 양자에 위치할 수도 있다.

수신기(22)는 감소된 칩 레벨 다수 사용자 검출(MUD : Multi - User Detection) 프로세서(44) 및 포스트 데이터 컨버터(46)를 포함한다. 일반적으로, 다중 사용자 검출 프로세서(44)는 코드의 채널 임펄스 응답에 따라 검출된 코드를 그룹화하고, 동일한 채널 임펄스 응답을 갖는 검출된 코드(예를 들어, 다운링크 전송에서의 코드 또는 업링크 전송에서의 동일 사용자로부터 방출되는 코드)에 대해 검출된 코드의 부모 코드를 이용하여 결합 검출을 행한다. 결합 검출은 채널 임펄스 응답을 갖는 검출 코드에 대해 개별적으로 행해지며, 이 채널 임펄스 응답은 적어도 다른 검출된 코드와 공유되지 않는다(즉, 검출된 코드는 이 경우 부모 코드로 고려된다). 포스트 데이터 컨버터(46)는 부모 코드의 데이터 심볼을 부모 코드의 개개의 오리지널 검출 코드의 데이터 심볼로 다시 변환하도록 구성된다.

보다 상세하게, 도 2를 참조하여, 수신기(22)는 코드 검출기(32), 코드 그루퍼(code grouper)(34), 부모 코드 위치 탐지기(36), 및 MUD(multi-user detector)(44)를 구비한다. 통신이 특정 확산 계수로 수신되는 경우, 코드 검출기(32)는 전송된 코드를 검출한다. 다음, 코드 그루퍼(34)는 동일한 채널 임펄스 응답(즉, 단일 사용자의 코드의 그룹)을 갖는 코드를 그룹화한다. 일반적으로, 단일 착신 통신은 단일 사용자로부터 오는 것이고, 따라서 모든 검출된 코드는 종종 단일 그룹에 따른 동일 채널 임펄스 응답을 갖는다. 물론, 복수의 그룹이 있는 상황이 있을 수도 있다. 검출된 코드의 각각에 그룹에 대하여, 부모 코드 위치 탐지 기(36)는 부모 코드를 식별한다. 전술한 바와 같이, 검출된 코드가 고유한 채널 임펄스 응답을 갖는 경우(즉, 검출된 코드는 임의의 다른 검출된 코드와 동일 채널 임펄스 응답을 갖지 않음), 검출된 코드는 검출된 코드의 각각의 부모 코드로 간주된다.

일단 부모 코드가 식별되면, MUD(44)의 매트릭스 A 구성자(40)는 이 부모 코드를 이용하여 매트릭스 A를 구성한다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이 채널/코드 컨벌루션형 행렬인 행렬 A가 구성되어, MUD(44)의 결합 검출기(42)에 제공된다. 결합 검출기(42)는 행렬 A를 사용하여 확산 데이터의 소프트 심볼을 추정한다. 검출된 코드에 대립하는 것으로서 부모 코드를 이용하여 결합 검출을 수행하는 것은 결합 검출기(42)에 복잡성을 상당히 감소시키는 결과를 가져온다. 결합 검출기(42)에 의해 추정된 소프트 심볼은 포스트 데이터 컨버터(46)에 입력되며, 이 포스트 데이터 컨버터는 추정된 소프트 심볼을 오리지널 검출된 코드의 오리지널 데이터 심볼로 다시 변환시킨다.

도 3을 참조하여, OVSF(orthogonal variable spreading factor) 코드 트리(300)를 도시한다. 발명자는 OVSF 코드 트리(300)에서 특정 확산 계수를 갖는 코드들의 각각의 레벨내에서 고유의 상위 레벨 코드(즉, 낮은 SF를 갖는 코드)에 기초한 코드의 그룹화가 있을 수 있음을 인지하였다. 여기에 사용된 바와 같이, 이 그룹의 모든 코드가 상기 부모 코드에 기초하고, 주어진 레벨의 다른 코드가 상기 부모 코드를 기초로 하지 않는 경우, 주어진 레벨의 코드들의 하나의 그룹은 하나의 부모 코드를 갖는다.

예를 들기 위해, 4개의 코드가 동일한 채널 임펄스 응답을 갖는 통신이 16의 SF로 수신된다고 가정하자. 4개의 코드(302, 304, 306, 308)는 함께 검출되고 그룹화된다. 다음, 검출된 코드(302, 304, 306, 308)는 OVSF 트리(300)를 가능한 멀리 거슬러 추적하여, 검출된 코드(302, 304, 306, 308) 각각에 대한 부모인 부모 코드(310)와 이들 검출된 코드(302, 304, 306, 308)만을 식별한다. 부모 코드(310)는 검출된 코드(302, 304, 306, 308) 각각에 대한, 그리고 오직 이들 검출된 코드(302, 304, 306, 308)만의 부모 코드인 OVSF 코드 트리(300)에서만의 코드이다.

편의상, 부모 코드(310)(즉, 1111)는 C 라고 하고, 이에 따라 검출된 코드(302, 304, 306, 308)는 각각 CCCC, CCC'C', CC'CC', CC'C'C라고 하며, C'는 -1-1-1-1라고 한다. 검출된 코드(302, 304, 306, 308)에 대응하는 데이터 심볼은 다음과 같다.

CC CC <--------> d^{SF16 ,1}

CC C'C'<--------> d^{SF16 ,2}

CC'CC' <--------> d^{SF16 ,3}

CC'C'C <--------> d^{SF16 ,4}

여기에서 d^{SF16 ,i}, i= 1, 2, 3, 4 는 각각 4개의 검출된 코드(302, 304, 306, 308) 중 i번째 코드의 데이터 심볼이다.

OVSF 코드 트리(300)에서, 특정 코드와 관련된 데이터 심볼의 수는 코드의 SF에 따라 변화된다. 예를 들어, 16-칩 지속 기간 내에서, 16의 SF를 갖는 코드는 하나의 데이터 심볼로, 8의 SF를 갖는 코드는 두개의 데이터 심볼로, 4의 SF를 갖는 코드는 4의 데이터 심볼, 2의 SF를 갖는 코드는 8의 데이터 심볼, 1의 SF를 갖는 코드는 16의 데이터 심볼로 전송될 수 있다. 또한, 부모 코드는 그들의 자식 코드와 동일한 데이터 심볼을 전달할 수 있으나, 부모 코드에 의해 전달되는 데이터 심볼은 순차적으로 처리되는 반면, 이 부모 코드의 자식 코드에 의해 전달된 데이터 심볼은 병렬로 처리된다.

따라서, 도 3에서, 부모 코드(310)는 검출된 코드(302, 304, 306, 308)의 데이터 심볼을 디코딩하기 위해 필요한 정보를 포함한다. 부모 코드(310)의 제1 데이터 심볼은 검출된 코드(302, 304, 306, 308)의 처음 4 비트에 의해 전달된 데이터 심볼을 디코딩하기 위한 정보를 포함한다. 부모 코드(310)의 제2 데이터 심볼은 검출된 코드(302, 304, 306, 308)의 두번째 4 비트에 의해 전달된 데이터 심볼을 디코딩하기 위한 정보를 포함한다. 부모 코드(310)의 제3 데이터 심볼은 검출된 코드(302, 304, 306, 308)의 세번째 4 비트에 의해 전달된 데이터 심볼을 디코딩하기 위한 정보를 포함한다. 부모 코드(310)의 제4 데이터 심볼은 검출된 코드(302, 304, 306, 308)의 네번째 4 비트에 의해 전달된 데이터 심볼을 디코딩하기 위한 정보를 포함한다. 부모 코드(310)의 데이터 심볼과 검출된 코드(302, 304, 306, 308)의 데이터 심볼 간의 관계는 다음과 같이 표현될 수도 있다.

여기에서,

, i= 1,2,3,4 는 부모 코드(310)의 4개의 데이터 심볼이다. 전술한 바와 같이, 부모 코드(310)와 검출 코드(302, 304, 306, 308)에 의해 전달된 데이터 심볼의 총 수는 동일하나, 부모 코드(310)의 데이터 심볼은 순차적으로 처리되는 반면, 검출 코드(302, 304, 306, 308)의 데이터 심볼은 동시에 처리된다.

예시에 있어서, 행렬 A를 구성하고 결합 검출을 행하기 위해 부모 코드(310)가 사용된다. 부모 코드를 사용하는 것은 검출된 코드(302, 304, 306, 308)를 사용하는 것보다 MUD에서의 복잡성을 상당히 감소시키는 결과를 가져온다. 검출된 코드(302, 304, 306, 308)에 의해 전달된 오리지널 데이터 심볼은 포스트 데이터 컨버터(46)에 의해 복구된다. 일 실시예에서, 오리지널 데이터 심볼은 하기식에 의해 얻을 수 있다.

상기 관계에서 알 수 있듯이, 오리지널 데이터 심볼을 다시 변환하기 위해서는 부모 코드(310)의 4개의 데이터 심볼 각각에 대해 4번의 덧셈과 한번의 곱셈만을 필요로 한다.

이제부터 도 4를 참조하면, 도 4는 채널 임펄스 응답에 따라 검출된 코드를 그룹화하고 동일 채널 임펄스 응답을 가진 검출된 코드에 대한 낮은 확산 계수를 갖는 부모 코드를 이용하여 결함 검출을 행하기 위한 방법의 흐름도를 나타낸다. 이 방법(400)은 수신 통신에서 전송된 코드를 검출하는 것으로 단계 402에서 시작한다. 다음, 동일 채널 임펄스 응답을 갖는 검출된 코드가 있는지 여부를 판정한다. 동일 채널 임펄스 응답을 갖는 검출된 코드가 있는 경우, 이들 검출된 코드는 단계 406에서 함께 그룹화되고, 이 방법(400)은 단계 408로 진행한다. 동일 채널 임펄스 응답을 가진 검출된 코드가 없는 경우 방법은 바로 단계 408로 진행한다.

단계 408에서, 검출된 코드의 각 그룹에 대한 부모 코드(들)를 식별한다. 다음, 단계 410에서, 식별된 부모 코드(들)는 행렬 A를 구성하기 위해 사용된다. 행렬 A는 결합 검출기에 제공되고, 결합 검출이 단계 412에서 수행된다. 단계 414에서, 복조된 데이터 심볼을 단계 402에서 검출된 코드의 오리지널 데이터 심볼로 다시 변환시킨다.

수신기에서의 복잡성을 감소시키기 위해 전송기는 코드 전송을 위한 낮은 확산 계수를 사용할 수 있고, 수신기는 디스프레딩(despreading) 및 복조를 위해 전 송기와 동일 확산 계수를 사용해야 한다. 그러나, 전송기는 전송을 위해 높은 확산 계수를 사용하는 경우, 수신기는, 디스프레딩 및 복조에 대해 낮은 확산 계수를 사용하고 더 작은 확산 계수의 데이터 심볼로부터 높은 확산 계수의 오리지널 데이터 심볼로 복구하기 위해 포스트 데이터 컨버터를 사용하여 복잡성을 여전히 감소시킬 수 있다.

본 발명은 바람직하게, 직교 코드를 채용하는 임의의 유형의 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있음에 유의하는 것이 중요하다. 예시된 본 발명은 CDMA 2000, UMTS-TDD, UMTS-FDD, TDSCDMA, 임의의 종류의 802.XX 시스템을 포함하는 임의의 종류의 WLAN 시스템 또는 다른 유형의 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 다양한 실시예, 다른 변형예로 기술되고 있지만, 본 발명의 청구항의 사상 범위 내의 다양한 실시예 및 다른 변형례는 당업자에게는 자명할 것이다.

본 발명에 따르면 무선 통신 시스템에서 수신기에 다수 사용자 프로세싱을 감소시키기 위한 방법 및 장치를 얻을 수 있을 것이다. 검출된 코드들은 채널 임펄스 응답에 따라서 그룹화되고, 검출된 코드의 각각의 그룹에 대한 부모 코드를 식별한다. 행렬 A가 구성되고, 상기 식별된 부모 코드들을 이용하여 결합 검출을 행한다. 검출된 코드들의 데이터 심볼은 식별된 부모 코드들의 데이터 심볼로부터 얻을 수 있다.

Claims (14)

1. 다수 사용자 프로세싱을 감소시키기 위한 수신기로서,

   전송된 코드들을 검출하도록 구성된 코드 검출기와;

   동일한 채널 임펄스 응답을 갖는 코드들을 그룹화하도록 구성된 코드 그루퍼(grouper)와;

   상기 코드 그루퍼에 의해 식별된 그룹 각각에 대한 부모 코드를 식별하는 부모 코드 위치 탐색기(locator)와;

   다수 사용자 검출기(MUD)와;

   포스트 데이터 컨버터

   를 포함하는 수신기.
2. 제1항에 있어서, 상기 MUD는 상기 식별된 부모 코드들에 대한 다수 사용자 검출을 행하도록 구성되는 것인 수신기.
3. 제1항에 있어서, 고유 채널 임펄스 응답을 가진 검출된 코드들이 부모 코드들로 간주되는 것인 수신기.
4. 제1항에 있어서, 상기 다수 사용자 검출기는 행렬 A 구성자와 결합 검출기(joint detector)를 포함하는 것인 수신기.
5. 제4항에 있어서, 상기 행렬 A 구성자는 상기 식별된 부모 코드들을 사용하여 행렬 A를 구성하도록 구성되는 것인 수신기.
6. 제5항에 있어서, 고유 채널 임펄스 응답을 가진 검출된 코드들을 부모 코드들로 간주되는 것인 수신기.
7. 제4항에 있어서, 상기 결합 검출기는 상기 식별된 부모 코드들을 이용하여 결합 검출을 행하도록 구성되는 것인 수신기.
8. 제7항에 있어서, 고유 채널 임펄스 응답을 가진 검출된 코드들은 부모 코드들로 간주되는 것인 수신기.
9. 제1항에 있어서, 상기 포스트 데이터 컨버터는 상기 부모 코드들의 데이터 심볼들을 상기 검출된 코드들의 데이터 심볼들로 변환하도록 구성되는 것인 수신기.
10. 제9항에 있어서, 고유 채널 임펄스 응답들을 가진 검출된 코드들은 부모 코드들로 간주되는 것인 수신기.
11. 수신기에서 다수 사용자 프로세싱을 감소시키기 위한 방법으로서,

    적어도 하나의 전송된 코드를 검출하는 단계와;

    검출된 코드 각각에 대한 채널 임펄스 응답을 확인하는 단계와;

    동일한 채널 임펄스 응답을 갖는 검출된 코드(들)를 함께 그룹화하는 단계와;

    검출된 코드들의 각각의 그룹에 대한 부모 코드를 식별하는 단계와;

    상기 식별된 부모 코드들을 사용하여 행렬 A를 구성하는 단계와;

    상기 식별된 부모 코드들을 사용하여 결합 검출을 행하는 단계와;

    상기 적어도 하나의 검출된 코드에 의해 전송되는 데이터 심볼들을 획득하는 단계

    를 포함하는 다수 사용자 프로세싱 감소 방법.
12. 제11항에 있어서, 복수의 전송된 코드들은 검출되는 것인 다수 사용자 프로세싱 감소 방법.
13. 제11항에 있어서, 고유 채널 임펄스 응답을 가진 검출된 코드들이 부모 코드들로 간주되는 것인 다수 사용자 프로세싱 감소 방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 검출된 코드에 의해 전달된 상기 데이터 심볼은 상기 검출된 코드의 부모 코드를 사용하여 획득되는 것인 다수 사용자 프로세싱 감소 방법.

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