KR20070086928A - 직교 업링크에서 mc-cdma 멀티플렉싱 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 통신 시스템의 직교 업링크에서 멀티 캐리어 코드 분할 다중 접속(MC-CDMA)을 지원하는 기술에 관한 것이다. 무선 멀티 캐리어 통신 방법은, 업링크 상의 서브 캐리어를 비중첩 그룹으로 분류하는 단계, 호핑 기간을 갖는 적어도 하나의 시간-주파수 블록 및 비중첩된 그룹을 배정하는 단계; 상이한 세트의 직교 코드들을 각각의 사용자에게 할당하는 단계; 할당된 시간-주파수 블록을 통해 각각의 사용자의 데이터(또는 파일럿) 심볼들을 확산하는 단계를 포함하는데, 각각의 사용자의 심볼은 각각의 사용자에게 할당된 상이한 세트의 직교 코드를 이용하여 확산되며; 시간-주파수 블록에서 각각의 데이터(또는 파일럿) 심볼을 변조 심볼로 맵핑하는 단계; 맵핑된 심볼들에 기초하여 직교 파형을 생성하는 단계; 및 직교 파형을 송신하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 통상적으로 통신에 관한 것이며, 특히 무선 통신 시스템의 직교 업링크에서 다중 캐리어 코드 분할 다중 접속(MC-CDMA)을 지원하는 기술에 관한 것이다.
주파수 호핑 확산 스펙트럼(FHSS) 통신 시스템에서, 데이터는, "홉 기간"으로도 불리는 상이한 시간 간격으로 상이한 주파수 서브 대역 또는 서브 캐리어 상에서 전송된다. 이러한 주파수 서브 대역은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM), 다른 다중 캐리어 변조 기술 또는 소정의 다른 구성에 의해 제공될 수도 있다. FHSS의 경우, 데이터 전송은 의사 랜덤 방식으로 서브 대역마다 호핑한다. 이러한 호핑은 주파수 다이버시티를 제공하고 데이터 송신이 협대역 간섭, 잼, 페이딩 등과 같은 유해한 경로 효과에 더욱 잘 견디게 한다.
OFDMA 시스템은 OFDM을 이용하며 다수의 사용자를 동시에 지원할 수 있다. 주파수 호핑 OFDMA 시스템의 경우, 각각에 사용자를 위한 데이터는 사용자에게 할당된 특정한 주파수 호칭(FH) 시퀀스를 이용하여 전송된다. FH 시퀀스는 각각의 홉 기간에 데이터 송신을 위해 사용하기 위한 특정한 서브 대역을 가리킨다. 다수 의 사용자를 위한 다수의 데이터 전송은 상이한 FH 시퀀스를 이용하여 동시에 전송될 수도 있다. 이러한 FH 시퀀스는 단지 하나의 데이터 전송이 각각의 홉 기간에 각각의 서브 대역을 이용하도록 서로 직교인 것으로 한정된다. 직교 FH 시퀀스를 이용함으로써, 셀 내 간섭이 방지되며, 다수의 데이터 전송은 주파수 다이버시티의 장점을 향유하면서도 서로 간섭하지 않는다.
본 발명은 무선 통신 시스템의 직교 업링크에서 MC-CDMA 멀티플렉싱을 지원하는 기술에 관한 것이다.
일 특징에서, 무선 멀티 캐리어 통신의 방법은, 업링크 상의 서브 캐리어를 비중첩 그룹으로 분류하는 단계, 적어도 하나의 시간-주파수 블록 및 비중첩된 그룹을 배정하는 단계를 포함하는데, 각각의 시간-주파수 블록은 호핑 기간을 가지며; 상이한 세트의 직교 코드를 각각의 사용자에게 할당하는 단계; 적어도 하나의 할당된 시간-주파수 블록을 통해 각각의 사용자의 심볼을 확산하는 단계를 포함하는데, 각각의 사용자의 심볼은 각각의 사용자에게 할당된 상이한 세트의 직교 코드를 이용하여 확산되며; 적어도 하나의 시간-주파수 블록에서 각각의 심볼을 변조 심볼로 맵핑하는 단계; 맵핑된 심볼에 기초하여 직교 파형을 생성하는 단계; 및 직교 파형을 송신하는 단계를 포함한다.
일 특징에서, 생성된 직교 파형은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 파형이다. 다른 특징에서, 생성된 직교 파형은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 파형이다.
일 특징에서, 무선 다중 캐리어 통신을 위한 장치는, 업링크 상의 서브 캐리어를 비중첩 그룹으로 분류하는 수단, 적어도 하나의 시간-주파수 블록 및 비중첩된 그룹을 배정하는 수단을 포함하는데, 각각의 시간-주파수 블록은 호핑 기간을 가지며; 상이한 세트의 직교 코드를 각각의 사용자에게 할당하는 수단; 적어도 하나의 할당된 시간-주파수 블록을 통해 각각의 사용자의 심볼을 확산하는 수단을 포함하는데, 각각의 사용자의 심볼은 각각의 사용자에게 할당된 상이한 세트의 직교 코드를 이용하여 확산되며; 적어도 하나의 시간-주파수 블록에서 각각의 심볼을 변조 심볼로 맵핑하는 수단; 맵핑된 심볼에 기초하여 직교 파형을 생성하는 수단; 및 직교 파형을 송신하는 수단을 포함한다.
또 다른 특징에서, 무선 다중 캐리어 통신을 위한 방법을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체를 기술하고 있으며, 상기 방법은, 업링크 상의 서브 캐리어를 비중첩 그룹으로 분류하는 단계, 적어도 하나의 시간-주파수 블록 및 비중첩된 그룹을 배정하는 단계를 포함하는데, 각각의 시간-주파수 블록은 호핑 기간을 가지며; 상이한 세트의 직교 코드를 각각의 사용자에게 할당하는 단계; 적어도 하나의 할당된 시간-주파수 블록을 통해 각각의 사용자의 심볼을 확산하는 단계를 포함하는데, 각각의 사용자의 심볼은 각각의 사용자에게 할당된 상이한 세트의 직교 코드를 이용하여 확산되며; 적어도 하나의 시간-주파수 블록에서 각각의 심볼을 변조 심볼로 맵핑하는 단계; 맵핑된 심볼에 기초하여 직교 파형을 생성하는 단계; 및 직교 파형을 송신하는 단계를 포함한다.
또 다른 특징에서, 무선 다중 캐리어 통신을 위한 장치는, 제어기, 프로세서 및 송신기를 포함한다. 제어기는 무선 멀티 캐리어 통신의 방법은, 업링크 상의 서브 캐리어를 비중첩 그룹으로 분류하고, 적어도 하나의 시간-주파수 블록 및 비중첩된 그룹을 배정하는데, 각각의 시간-주파수 블록은 호핑 기간을 가지며, 상이한 세트의 직교 코드를 각각의 사용자에게 할당하도록 동작한다. 프로세서는 적어도 하나의 할당된 시간-주파수 블록을 통해 각각의 사용자의 심볼을 확산하는데, 각각의 사용자의 심볼은 각각의 사용자에게 할당된 상이한 세트의 직교 코드를 이용하여 확산되며, 적어도 하나의 시간-주파수 블록에서 각각의 심볼을 변조 심볼로 맵핑하도록 동작한다. 송신기는 맵핑된 심볼에 기초하여 직교 파형을 생성하고 직교 파형을 송신하도록 동작한다.
일 특징에서, 무선 다중 캐리어 통신 시스템의 수신기는 직교 파형을 수신하는 안테나, 확산 심볼이 생성되도록 직교 파형을 복조하는 복조기, 확산 심볼로부터 시간-주파수 블록을 결정하는 프로세서, 및 사용자에 대한 직교 코드를 이용하여 시간-주파수 블록에서 확산 심볼을 역확산하는 역확산기를 포함한다.
본 발명의 다양한 특징 및 실시예가 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
본 발명의 특징, 특성 및 장점은 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 FH-OFDMA 환경에서 MC-CDMA의 개념을 설명한 도면이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 터미널의 블록도를 도시한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 블록도를 도시한다.
"예"라는 말은 "예시, 실례, 또는 실시예"를 의미한다. 설명된 소정의 실시예 또는 구성은 단지 "예"이며, 다른 실시예 또는 구성에 비해 반드시 우수하거나 장점을 갖는 것은 아니다.
OFDMA 시스템은 다수의 셀을 이용하여 전개되는데, 셀은 통상적으로 기지국 및/또는 그 통화가능 구역을 의미한다. 하나의 셀에서 주어진 서브 대역상의 데이터 전송은 이웃한 셀의 동일한 서브 대역상의 다른 데이터 전송에 대해 간섭으로 작용한다. 셀 내 간섭을 랜덤화하기 위해, 각각의 셀에 대한 FH 시퀀스가 이웃한 셀에 대한 FH 시퀀스와 관련하여 의사-랜덤으로 통상적으로 한정된다. 의사-랜덤 FH 시퀀스를 이용함으로써, 간섭 다이버시티가 달성되고, 소정의 셀에서 사용자를 위한 데이터 전송은 충분히 긴 시간에 걸쳐 다른 셀의 다른 사용자를 위한 데이터 전송으로부터 평균 간섭을 유지할 것이다.
셀 내 간섭은 소정의 주어진 순간에 서브 대역마다 현저히 변화할 수 있다. 서브 대역 전체의 간섭의 변화를 설명하기 위해, 마진이 데이터 전송을 위한 데이터 레이트의 선택에 통상적으로 사용된다. 큰 마진은 간섭의 변화가 큰 경우 데이터 전송을 위해 낮은 패킷 에러 레이트(PER)를 달성하기 위해 통상적으로 요구된다. 큰 마진은 시스템 성능을 제한하는 데이터 전송을 위해 데이터 레이트에서 상당한 감소를 초래한다.
주파수 호핑은 셀 내 간섭을 평균할 수 있으며 요구되는 마진을 감소시킬 수 있다. 주파수 호핑 레이트를 증가시키는 것은 더욱 우수한 간섭 평균을 초래하고 요구되는 마진을 감소시킨다. 고속 주파수 호핑 레이트는 다수의 주파수 홉들에 걸쳐 데이터를 엔코딩하고, 간섭의 유해한 영향을 환화시키기 위해 재전송을 위한 자동 요청(ARQ)과 같은 다른 기술을 이용할 수 없는 소정 타입의 전송에 대해 특히 유용하다.
FH-OFDMA 업링크를 이용한 다중 캐리어 코드 분할 다중 접속(MC-CDMA) 시스템은 CDMA 방식 및 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 신호방식의 조합에 기초한 통신 시스템이다. MC-CDMA는, 멀티플렉싱된 신호들 사이의 직교성이 다중 경로 채널을 통해 진행한 후에도 여전히 보존될 수 있어서(사용자와 기지국 사이의 정확한 시간 및 주파수 동기화를 가정함), 수신기에서 멀티플레싱된 신호들의 신뢰가능한 분리를 가능하게 하는 것과 같은, 다운 링크상의 효율적인 전송 기술이다.
다른 한편으로, MC-CDMA는 업링크 상의 다중 액세스 기술처럼 성공적이지는 않다. 업링크 전송은 상이한 사용자로부터 전송된 신호들이 상이한 채널에 의해 영향을 받는 점에서 다운 링크 전송과 본래부터 상이하다. 멀티플렉싱의 특성 및 MC-CDMA의 채널 추정 에러에 대한 민감도로 인해, 시스템 리소스의 불균형한 양은 이러한 기술이 업링크 상에서 작용을 할 수 있도록 채널 추정을 위해 제거되어야 한다. 더욱이, 업링크상의 동기화는 사용자가 상이한 채널, 도플러 시프트를 경험하고 기지국으로부터 상이한 거리에 종종 위치하기 때문에 더욱 복잡한 문제이다.
그러나 FH-OFDMA 업링크의 환경에서 멀티플렉싱 기술로서 MC-CDMA를 신중하게 적용하는 것은 특히 낮은 확산 효율 전송에 대한 대역폭 이용의 관점에서, 현저한 리소스 이용 개선을 초래할 수 있다.
FH-OFDMA에서 업링크상의 사용자에게는 서브 캐리어의 서브 세트가 할당되고 시간에 따라 호핑한다. 호핑은 시간에 대해 평균하면 주파수 다이버시티 및 간섭을 향상시키는데 도움을 준다. 일 실시예에서, 업링크상의 서브 캐리어는 비중첩 그룹으로 분할되고 각각의 그룹은 독립적으로 호핑한다. (그룹 내의) 연속적인 서브 캐리어로부터의 채널은 높게 상관되는 것으로 예상되기 때문에, 이들의 채널은 공통 파일럿 심볼들을 이용하여 평가될 수 있는데, 공통 파일럿 심볼들은 (랜덤 서브 캐리어 호핑을 이용한 배치와 비교하여) 파일럿 오버헤드에 대한 현저히 절약을 초래한다. 더욱이, FH-OFDMA는 모든 업링크 신호들이 작은 시간 윈도우(즉 주기적 프리픽스 기간) 내에 도달하는 것을 보장하기 위해 폐루프 업링크 시간 제어 메카니즘을 이용하는데, 이는 심볼간 인터페이스(ISI) 및 캐리어간 인터페이스(ICI) 완화를 촉진하는데 도움을 준다.
일 실시예에서, FH-OFDMA는 상이한 사용자에 걸쳐 또는 동일한 사용자의 상이한 신호에 걸쳐 MC-CDMA 멀티플렉싱을 지원한다. 도1은 실시예에 따른 FH-OFDMA의 환경에서 MC-CDMA의 개념을 설명한다. 수평축은 OFDM 심볼들(102)을 나타낸다. 수직축은 서브 캐리어(104)를 나타낸다.
예는 8 OFDM 심볼을 지나 호핑하는 8 캐리어 그룹을 가정한다. 이로써, 각각의 시간-주파수 블록(106)에는 64 변조 심볼이 존재한다. 홉 기간(108) 및 캐리어 상관(110)은 시간-주파수 블록에 대해 도시된다.
실시예에서, 시간 및 주파수는 시간-주파수 블럭에서 연속적이다. 시간-주파수 블럭은 OFDM 심볼 및 서브 캐리어의 연속적인 할당이다. 택일적으로, 주파수 는 시간-주파수 블록에서 연속적이지 않지만, 동일한 시간-주파수 블럭의 일부인 주파수들은 서로 직교한다.
각각의 사용자에게는 할당된 시간-주파수 블럭을 통해 각각의 데이터(또는 심볼)를 확산하는데 사용되는 직교 코드의 상이한 세트가 할당된다. 직교 코드의 예는 기술 분야에 모두 알려져 있는 왈시 코드 및 골드 코드를 포함한다.
확산 후, 각각의 심볼은 할당된 시간-주파수 블록에서 변조 심볼들 중 하나에 맵핑된다. 이어 (표준 OFDMA 파형 생성 기술을 따르는) 이러한 심볼들에 기초하여 대응하는 OFDMA 파형이 생성된다. 알 수 있듯이, 다수의 사용자는 동일한 시간-주파수 배정-통상의 FH-OFDMA로부터 마킹된 세트를 공유하는데, 사용자들에게는 직교성을 보장하기 위해 시간-주파수 배정의 상이한 세트가 할당된다. 그룹 및 홉 기간에서 서브 캐리어의 수의 적절한 선택으로 인해, 상이한 사용자들의 각각의 채널들은 소정의 시간-주파수 배정을 통해 일정하게 나타남으로써, 사용자들이 상이한 사용자에 대해 할당된 유일한 확산 신호/코드에 기초하여 확산되게 한다.
상이한 사용자로부터의 MC-CDMA 신호는 동일한 시간-주파수 배정을 통해 멀티플렉싱된다. 각각의 사용자로부터의 개별 채널은 각각의 시간-주파수 배정을 통해 일정한 것으로 예상됨으로써, 수신기에서의 분리를 가능하게 한다.
이러한 기술은 업링크상의 동일한 시간-주파수 할당을 통해 상이한 사용자로부터의 낮은 스펙트럼 효율 전송(예를 들어, 파일럿 심볼들, ACK/NACK 심볼들 등)을 멀티플렉싱하는데 특히 효과적이다. 더욱이, 이러한 기술은 소정의 시나리오에서 링크 버짓(link budget) 제한을 경감하는데 도움을 주도록 사용될 수 있다.
예로써, 업링크상에서 1비트 전송(예를 들어, 파일럿 또는 ACK/NACK 심볼)이 고려된다. 성능 요구를 충족하기 위해, 수신된 SNR의 소정의 양이 달성되어야 한다. 사용자는 매우 높은 전력에서 한 번의 송신으로 상기 비트를 전송하거나, 더 낮은 전력에서 몇 번의 송신(예를 들어, 반복을 통해)으로 전송할 수 있다. 전자의 기술은 높은 대역폭 효율(즉, 단지 한 번의 전송이 요구됨)을 초래하지만, 링크 버짓 제한으로부터 어려움을 겪을 수도 있으며, 주파수/간섭 다이버시티의 결핍으로 인해 열악한 성능으로부터 더 많은 어려움을 겪을 수도 있다. 택일적 방식은 이러한 1비트를 몇 번의 전송을 통해 전송하는 것이다. 주파수/간섭 다이버시티를 향상시키기 위해, 각각의 전송은 상이한 주파수 및/또는 시간 순간 동안 발생할 수도 있다. 이러한 방식은 수신기에서 더욱 신뢰가능한 검출을 초래할 것 같지만, 이는 더 큰 대역폭 오버헤드 및 가능하게는 더 긴 전송 시간을 희생한다. ACK/NACK 비트의 더 긴 전송 시간은 특히, H-ARQ가 사용되는 시스템의 송신기에서 더 짧은 프로세싱 시간을 초래한다.
절충안으로는, 적당한 양의 대역폭을 계속 이용하면서 주파수/간섭 다이버시티의 충분한 양을 축적할 수 있는 기술을 사용하는 것이다. 앞서 고려된 연속한 캐리어 그룹 호핑을 이용하는 구조가 사용될 수 있다. 이러한 설정에서, 사용자는 주파수/간섭 다이버시티를 모으기 위해 다수의 시간-주파수 블록을 통해 1비트 양을 전송한다. 더욱이, 다수의 사용자는 전체 대역폭 소비를 최소화하기 위해 특정 시간-주파수 블럭을 통해 수직으로 멀티플렉싱된다. 후자의 요지를 이해하기 위해, M번의 전송을 통해 사용자가 1비트 양을 전송하는 경우를 고려해 보자. N번의 전송이 특정 시간-주파수 블록에 해당(즉, 사용자가 전체 M/N 블록을 통해 전송함)한다고 가정하자. 이와 같이, 사용자는 각각의 블록으로부터 N 변조 심볼을 요구한다. 시간-주파수 블록당 전체 K 변조 심볼들이 존재하고, 따라서 각각의 블록이 최대 K/N 사용자를 지원할 수 있음을 가정하자. 명확하게, 만일 채널이 시간-주파수 블록을 통해 (시간 및 주파수에서) 상당히 일정하게 유지되면, MC-CDMA 멀티플렉싱 기술은 용이하게 적용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 각각의 사용자에게는 각각의 데이터 심볼을 변조하기 위해 직교 코드 시퀀스들 중 하나가 할당된다. 이어 수직하게 확산된 심볼들은 OFDM 파형이 생성될 수 있는 적절한 서브 캐리어에 놓인다.
각각의 사용자에게 직교 코드 시퀀스를 할당함으로써, (확산 후) 동일한 양의 에너지를 여전히 수집할 수 있으면서 K 사용자까지 각각의 시간-주파수 블록에서 멀티플렉싱될 수 있다. 게다가, 각각의 사용자가 전체 시간-주파수 블록을 통해 현재 전송하고 있기 때문에, 링크 버짓에 대한 절약은 즉각적인 부산물이다. 링크 버짓 절약은 각각의 사용자가 더 긴 기간을 통해 전송한다는 사실로부터 기본적으로 발생한다.
이러한 전송 기술은 또한 사용자들이 각각 단지 1비트 이상을 전송하는 설정에서 작업을 위해 일반화될 수 있다. 특히, 각각의 시간-주파수 블록을 통해(즉, 계획적인 확산을 통해) 다중 사용자가 멀티플렉싱될 수 있도록 각각의 사용자의 전송을 변경하는 것이 언제나 가능하다. 그러나 진정한 대역폭 절약은 반복 코드(이는 확산의 형태임)가 전송에 고유한 때에 발생한다.
FH-OFDMA 세팅에서, 반복 코드는 또한 링크 버짓 제한을 완화시키는 수단으로서 유용한다. 예를 들어, 링크 버짓 제한으로 인해, 사용자는 하나의 송신을 통한 코딩된 심볼의 전송시 수신된 SNR 요구를 충족시킬 수 없을 수도 있다. 이를 해결하기 위한 일 방법은 상이한 시간 순간(즉, 반복을 통해)에, 각각 낮은 전력의 다중 송신을 통해 각각의 코딩된 심볼을 전송하는 것이다. 명백하게, 제안된 사용자 멀티플렉싱 기술을 적용함으로써, 원하는 결과가 대역폭 오버헤드를 최소로 제한하면서 달성될 수 있다.
도2는 터미널(220x)의 실시예의 블록도인데, 이는 OFDMA 시스템(200)의 터미널 중 하나이다. 간략화를 위해, 터미널(220x)의 송신기 부분만이 도2에 도시된다.
터미널(220x) 내에서, 엔코더/인터리버(212)는 데이터 소스(210)로부터 트래픽 데이터를 수신하고, 가능하게 데이터 및 제어기로부터의 다른 데이터를 제어한다. 엔코더/인터리버(212)는 코딩된 데이터를 제공하기 위해 수신된 데이터를 포맷, 엔코딩 및 인터리빙한다. 이어 변조기(214)는 변조 심볼들(또는 간략하게, "데이터 심볼들")을 제공하기 위해 하나 이상의 변조 방식(예를 들어, QPSK, M-PSK, M-QAM 등)에 따라 코딩된 데이터를 변조한다. 각각의 변조 심볼은 상기 변조 심볼에 대해 사용된 변조 방식에 대한 단일 배열에서 특정한 포인트에 대한 복소값이다.
OFDM 변조기(220)는 데이터 심볼에 대해 주파수 호핑 및 OFDM 프로세싱을 실행한다. OFDM 변조기(220) 내에서, TX FH 프로세서(222)는 데이터 심볼을 수신하 고, 터미널(220x)에 할당된 트래픽 채널에 대한 FH 시퀀스에 의해 결정된 적절한 서브 대역상에 이러한 데이터 심볼들을 제공한다. 이러한 FH 시퀀스는 각각의 홉 기간에 사용하기 위한 특정한 서브 대역을 나타내며 제어기(240)에 의해 제공된다. TX FH 프로세서(222)는 데이터 심볼들을 제공한다. 데이터 심볼은 FH 시퀀스에 의해 결정된 의사 랜덤 방식으로 서브 대역간에 동적으로 호핑한다. 각각의 OFDM 심볼 기간 동안, TX FH 프로세서(222)는 N 서브 대역에 대해 N "송신" 심볼들을 제공한다. 이러한 N 송신 심볼들은 (만일 데이터가 전송되면) 데이터 전송을 위해 사용된 서브 대역에 대한 하나의 데이터 심볼 및 데이터 송신에 대해 사용되지 않은 각각의 서브 대역에 대한 제로의 신호값으로 구성된다.
고속 푸리에 역변환(IFFT) 유닛(224)은 각각의 OFDM 심볼 기간에 대해 N 송신 심볼을 수신한다. 이어 IFFT 유닛(224)은 N 시간-도메인 "데이터" 칩들을 포함하는 "변환된" 심볼을 획득하기 위해 N-포인트 푸리에 역변환을 이용하여 시간 도메인으로 N 송신 심볼들을 변환시킨다. 각각의 데이터 칩은 하나의 칩 기간에 송신될 복소값이다. (칩 레이트는 시스템의 전체 대역폭과 관련된다.) 주기적 프리픽스 생성기(226)는 각각의 변환된 심볼에 대해 N 데이터 칩들을 수신하고, N+CP 데이터 칩들을 포함하는 OFDM 심볼을 형성하기 위해 변환된 심볼의 일부를 반복한다. 반복된 부분은 종종 주기적 프리픽스로 불려지며, 주파수 선택 페이딩에 의해 유발된 심볼간 간섭(ISI)에 대처하기 위해 사용된다. OFDM 심볼 기간은 하나의 OFDM 심볼의 기간에 대응하며, N+CP 칩 기간에 대응한다. 주기적 프리픽스 생성기(226) 는 OFDM 심볼들의 스트림에 대해 데이터 칩들의 스트림을 제공한다.
송신(TX) 파일럿 프로세서(230)는 데이터 칩들의 스트림 및 적어도 하나의 파일럿 심볼을 수신한다. TX 파일럿 프로세서(230)는 협대역 파일럿을 생성한다. TX 파일럿 프로세서(230)는 "송신" 칩들의 스트림을 제공한다. 송신기 유닛(TMTR)(232)은 변조된 신호를 획득하기 위해 송신 칩들의 스트림을 프로세싱하는데, 이는 안테나(234)로부터 기지국으로 송신된다.
도3은 기지국(210x)의 실시예의 블록도로서, OFDDMA 시스템(200)의 기지국 중 하나이다. 간략화를 위해, 단지 기지국(210x)의 수신기 부분만이 도3에 도시된다.
터미널(220x)에 의해 송신된 변조된 신호는 안테나(252)에 의해 수신된다. 안테나(252)로부터 수신된 신호가 샘플들을 제공하기 위해 수신기 유닛(RCVR)(252)으로 제공되어 프로세싱된다. 수신기 유닛(254)은 샘플들에 대한 샘플 레이트 전환(수신기 샘플 레이트에서 칩 레이트로), 주파수/위상 보정, 및 다른 사전 프로세싱을 추가로 실행할 수도 있다. 수신기 유닛(254)은 "수신된" 칩들의 스트림을 제공한다.
수신(RX) 파일럿 프로세서(260)는 터미널(220x)에 의해 송신된 협대역 파일럿 및 데이터 칩을 수신하고 복구를 위해 수신된 칩들의 스트림을 프로세싱한다. RX 파일럿 프로세서(260)에 대한 몇몇 설계는 후술된다. RX 파일럿 프로세서(260)는 OFDM 복조기(270)로 수신된 데이터 칩들의 스트림을 제공하고 디지털 신호 처리기(DSP)(262)로 채널 게인 추정치를 제공한다. DSP(262)는 후술되는 바와 같이, 데이터 복조를 위해 사용된 채널 응답 추정을 획득하기 위해 채널 게인 추정을 프로세싱한다.
OFDM 복조기(270) 내에서, 주기적 프리픽스 제거 유닛(272)은 수신된 데이터 칩들의 스트림을 수신하고 수신된 변환된 심볼을 획득하기 위해 각각의 수신된 OFDM 심볼에 첨부된 주기적 프리픽스를 제거한다. 이어 FFT 유닛(274)은 N 서브 대역에 대해 N 수신된 심볼들을 획득하기 위해 N-포인트 FFT를 이용하여 주파수 도메인으로 각각의 수신된 변환된 심볼을 변환시킨다. RX FH 프로세서(276)는 각각의 OFDM 심볼 기간에 대한 N 수신된 심볼들을 획득하고 OFDM 심볼 기간에 대한 수신된 데이터 심볼과 같이 적절한 서브 대역으로부터 수신된 심볼을 제공한다. 각각의 OFDM 심볼 기간에 수신된 데이터 심볼을 얻게 하는 특정 서브 대역은 터미널(220x)DP 할당된 트래픽 채널에 대한 FH 시퀀스에 의해 결정된다. 이러한 FH 시퀀스는 제어기에 의해 제공된다. 터미널(220x)에 의한 데이터 송신이 동적으로 서브 대역간에 호핑하므로, RX FH 프로세서(276)는 터미널(220x)에서 TX FH 프로세서(222)와 일치하여 동작하고, 적절한 서브 대역으로부터 수신된 데이터 심볼들을 제공한다. 기지국(210x)에서 RX FH 프로세서(276)에 의해 사용된 FH 시퀀스는 터미널(220x)에서 TX FH 프로세서(222)에 의해 사용된 FH 시퀀스와 동일하다. 더욱이, 기지국(210x) 및 터미널(220x)에서 FH 시퀀스들은 동기화된다. RX FH 프로세서(276)는 수신된 데이터 심볼들의 스트림을 복조기(280)로 제공한다.
복조기(280)는 수신된 데이터 심볼들을 수신하고 복구된 데이터 심볼들을 획득하기 위해 DSP(262)로부터의 채널 응답 추정과 함께 수신된 데이터 심볼들을 코 히어런트하게 복조한다. 채널 응답 추정은 데이터 송신에 사용된 서브 대역을 위한 것이다. 복조기(280)는 복조된 데이터를 획득하기 위해 복구된 데이터 심볼들을 추가로 디맵핑한다. 인터리버/디코더(282)는 디코딩된 데이터를 제공하기 위해 복조된 데이터를 인터리빙 및 디코딩하는데, 이는 저장을 위해 데이터 싱크(284)로 제공될 수도 있다. 통상적으로, 기지국(210x)에서 유닛들에 의한 프로세싱은 터미널(420x)의 대응하는 유닛에 의해 형성된 프로세싱에 상보적이다.
제어기(240 및 290)는 터미널(220x) 및 기지국(210x)에서의 동작을 각각 조정한다. 메모리 유닛(242 및 249)은 제어기(240 및 290)에 의해 사용된 프로그램 코드 및 데이터에 대한 저장을 각각 제공한다. 제어기(240 및 290)는 또한 파일럿 관련 프로세싱을 실행할 수도 있다. 예를 들어, 제어기(240 및 290)는 터미널(220x)에 대한 협대역 파일럿이 각각 송신 및 수신되어야 할 때의 시간 간격을 결정할 수도 있다.
간략화를 위해, 도2 및 도3은 역방향 링크상의 파일럿 및 데이터의 송신 및 수신을 각각 도시하고 있다. 유사하거나 상이한 프로세싱은 순방향 링크상의 파일럿 및 데이터 송신을 위해 실행될 수도 있다.
본 명세서에 설명된 기술은 주파수 호핑 OFDMA 시스템 및 다른 멀티 캐리어 통신 시스템을 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 기술은 개별 멀티톤과 같이 다른 멀티 캐리어 변조 기술을 사용하는 시스템에 대해 이용될 수도 있다.
설명된 기술은 시분할 듀플렉싱(TDD) 배치에서 효율적인 협대역 업링크 파일럿 송신을 위해 사용될 수도 있다. 시스템 대역폭 및 각각의 사용자에 대한 링크 버짓에서 절약된다. 예를 들어, 주어진 3명의 사용자의 경우, 각자는 3개의 시간 슬롯을 통해 심볼을 송신하고, 각각의 사용자는 3개의 시간 슬롯을 통해 1/3 송신 전력으로 자신의 심볼을 송신한다.
설명된 기술은 송신기 및 수신기에서 다양한 수단에 의해 실행될 수도 있다. 송신기 및 수신기에서 파일럿 및 데이터 프로세싱은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 실행될 수도 있다. 하드웨어 구현의 경우, 프로세싱 유닛(예를 들어, TX 파일럿 프로세서(230), RX 파일럿 프로세서(260), DSP(222) 등)이 하나 이상의 주문형 집적회로(ASIC), 디지털 신호 처리기(DSP), 디지털 신호처리 장치(DSPD), 프로그램가능 로직 장치(PLD), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(EPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 마이크로프로세서, 설명된 기능을 실행하기 위해 설계된 다른 전자 유닛, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수도 있다.
소프트웨어 구현의 경우, 송신기 및 수신기에서 파일럿 및 데이터 프로세싱은 설명된 기능을 실행하는 모듈(예를 들어, 절차, 기능 등)로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛(예를 들어, 도2 및 3의 메모리 유닛(242 및 292))에 저장될 수도 있으며, 프로세서(예를 들어, 제어기(240 및 290))에 의해 실행될 수도 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부 또는 외부에서 구현될 수도 있으며, 이 경우 기술 분야에 공지된 다양한 수단을 통해 프로세서에 통신가능하게 결합될 수 있다.
개시된 실시예의 앞선 설명은 소정의 당업자가 본 발명을 실시하게 한다. 이러한 실시예에 대한 다양한 변경은 기술 분야의 당업자에게 명백하며, 한정된 일반 원칙은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 설명된 원칙 및 새로운 특징에 부합하는 광의의 사상과 조화된다.
Claims (15)
- 무선 멀티 캐리어 통신 방법으로서,업링크 상의 서브 캐리어들을 비중첩 그룹들로 분류하는 단계;각각이 호핑 기간을 갖는 적어도 하나의 시간-주파수 블록 및 비중첩된 그룹을 배정하는 단계;상이한 세트의 직교 코드들을 각각의 사용자에게 할당하는 단계;적어도 하나의 할당된 시간-주파수 블록을 통해 각각의 사용자의 심볼들을 확산하는 단계를 포함하는데, 각각의 사용자의 심볼들은 각각의 사용자에게 할당된 상이한 세트의 직교 코드들을 이용하여 확산되며;적어도 하나의 시간-주파수 블록에서 각각의 확산 심볼을 변조 심볼로 맵핑하는 단계;상기 맵핑된 심볼들에 기초하여 직교 파형을 생성하는 단계; 및상기 직교 파형을 송신하는 단계를 포함하는,무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 서브 캐리어들을 분류하는 단계는 연속한 서브 캐리어들을 비중첩 그룹으로 분류하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 직교 파형을 송신하는 단계는 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 파형을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 직교 파형을 송신하는 단계는 OFDM 파형을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 직교 파형을 생성하는 단계는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA)을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 직교 파형을 송신하는 단계는 OFDMA 파형을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 비중첩 그룹들은 독립적으로 호핑하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 심볼들을 확산하는 단계는 파일럿 심볼들을 확산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 심볼들을 확산하는 단계는 ACK/NACK 심볼들을 확산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 심볼들을 확산하는 단계는 CQI 심볼들을 확산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 심볼들을 확산하는 단계는 요청 심볼들을 확산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 직교 코드들은 왈시 코드들인 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 제1항에 있어서,상기 직교 코드들은 골드 코드들인 것을 특징으로 하는 무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 무선 멀티 캐리어 통신용 장치로서,업링크 상의 서브 캐리어들을 비중첩 그룹들로 분류하는 수단;각각이 호핑 기간을 갖는 적어도 하나의 시간-주파수 블록 및 비중첩된 그룹을 배정하는 수단;상이한 세트의 직교 코드들을 각각의 사용자에게 할당하는 수단;적어도 하나의 할당된 시간-주파수 블록을 통해 각각의 사용자의 심볼들을 확산하는 수단을 포함하는데, 각각의 사용자의 심볼들은 각각의 사용자에게 할당된 상이한 세트의 직교 코드들을 이용하여 확산되며;적어도 하나의 시간-주파수 블록에서 각각의 확산 심볼을 변조 심볼로 맵핑하는 수단;상기 맵핑된 심볼들에 기초하여 직교 파형을 생성하는 수단; 및상기 직교 파형을 송신하는 수단을 포함하는,무선 멀티 캐리어 통신용 장치.
- 무선 멀티 캐리어 통신용 장치로서,제어기;프로세서; 및송신기를 포함하며,상기 제어기는, 업링크 상의 서브 캐리어들을 비중첩 그룹들로 분류하고, 각각이 호핑 기간을 갖는 적어도 하나의 시간-주파수 블록 및 비중첩된 그룹을 배정하고, 상이한 세트의 직교 코드들을 각각의 사용자에게 할당하도록 동작하며,상기 프로세서는, 적어도 하나의 할당된 시간-주파수 블록을 통해, 각각의 사용자에게 할당된 상이한 세트의 직교 코드들을 이용하여 각각의 사용자의 심볼들이 확산되고, 적어도 하나의 시간-주파수 블록에서 각각의 심볼을 변조 심볼로 맵핑하도록 동작하며; 및상기 송신기는, 상기 맵핑된 심볼들에 기초하여 직교 파형을 생성하고, 상기 직교 파형을 송신하도록 동작하는,무선 멀티 캐리어 통신 방법.
- 무선 다중 통신 시스템의 수신기로서,직교 파형을 수신하는 안테나;상기 직교 파형을 복조하여 확산 심볼들을 생성하는 복조기;상기 확산된 심볼들로부터 시간-주파수 블록을 결정하는 프로세서; 및사용자에 대한 직교 코드를 이용하여 상기 시간-주파수 블록에서 상기 확산 심볼들을 역확산하는 역확산기를 포함하는, 수신기
- 무선 멀티 캐리어 통신 방법을 포함하는 판독가능 매체로서,상기 방법은,업링크 상의 서브 캐리어들을 비중첩 그룹들로 분류하는 단계;각각이 호핑 기간을 갖는 적어도 하나의 시간-주파수 블록 및 비중첩된 그룹을 배정하는 단계;상이한 세트의 직교 코드들을 각각의 사용자에게 할당하는 단계;적어도 하나의 할당된 시간-주파수 블록을 통해 각각의 사용자의 심볼들을 확산하는 단계를 포함하는데, 각각의 사용자의 심볼들은 각각의 사용자에게 할당된 상이한 세트의 직교 코드들을 이용하여 확산되며;적어도 하나의 시간-주파수 블록에서 각각의 확산 심볼을 변조 심볼로 맵핑하는 단계;상기 맵핑된 심볼들에 기초하여 직교 파형을 생성하는 단계; 및상기 직교 파형을 송신하는 단계를 포함하는,판독가능 매체.
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