KR20070106382A - 위성 통신 시스템 및 방법에서 다수의 사용자를 검출하고간섭을 감소시키는 적응적인 빔 포밍 - Google Patents

Abstract

위성 통신 방법은 (a) 복수의 간섭 감소 신호들을 생성하도록 통신 신호에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하는 단계 및 (b) 간섭 감소 신호들에 대한 다중 액세스 간섭 제거를 수행하는 단계에 의해 공간 기반 콤포넌트에서 위성 주파수 대역을 통해 위성 수신범위에서 복수의 무선 단말기들로부터 동일 채널 간섭을 포함하는 통신 신호들을 수신하고 통신 신호에서 간섭을 감소한다. 위성 통신 시스템을 위한 간섭 감소 검출기는 복수의 간섭 감소 신호들을 생성하도록 통신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하도록 구성된 간섭 감소기 및 간섭 감소 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 구성된 검출기를 포함한다. 간섭 감소 검출기들을 포함하는 위성 통신 시스템 및 위성 게이트웨이도 개시된다.

Description

위성 통신 시스템 및 방법에서 다수의 사용자를 검출하고 간섭을 감소시키는 적응적인 빔 포밍{Adaptive beam forming with multi-user detection and interference reduction in satellite communication systems and methods}

본 출원은 2005년 1월 5일에 " 지상에서 주파수 재사용 기능을 갖는 위성 시스템에서 다수의 사용자를 검출하고 간섭을 억압하는 적응적인 빔 포밍(Adaptive beam-forming with interference suppression and multi-user detection in satellite systems with terrestrial reuse of frequencies)"의 제목으로 출원되고, 그 개시 내용은 본 출원에서 전체적으로 참조되는 미국 예비 특허 출원 번호 60/641,560의 출원일의 권리를 주장하고 청구한다.

본 발명은 통신 시스템에서 간섭의 감소와 관련된 것으로, 특히 위성 대역의 주파수를 지상 주파수로 사용/재사용하는 위성 통신 시스템 및 방법에서의 간섭의 감소와 관련된 것이다.

위성 통신 시스템 및 방법은 무선전화 통신에 폭넓게 사용된다. 위성 통신 시스템 및 방법은 일반적으로 복수의 무선 단말기와 무선으로 통신하도록 구성된 하나 이상의 위성들과 같이 적어도 하나의 공간 기반 콤포넌트를 채용한다.

위성 통신 시스템 또는 방법은 시스템에 의해 서비스되는 전체 지역을 커버 하는 하나의 안테나 빔 또는 안테나 패턴을 사용할 수 있다. 이와는 다르게, 또는 위와 결합하여 셀룰러(cellular) 위성 통신 시스템 및 방법에서는 다중 빔(셀 또는 안테나 패턴)이 제공되며, 각각은 전체 서비스 지역에서 실질적으로 지리적으로 다른 지역을 서비스하여 전체적으로는 전체 위성 지역을 서비스할 수 있다. 따라서, 종래의 지상 셀룰러 무선전화 시스템 및 방법에 사용된 셀룰러 아키텍쳐(architecture)와 비슷한 아키텍쳐가 셀룰러 위성 기반 시스템 및 방법에 구현될 수 있다. 위성은 일반적으로 위성으로부터 다운 링크(downlink) 또는 포워드 링크(forward link)(또는 포워트 서비스 링크라고 함)를 통해 무선 단말기로, 그리고 무선 단말기로부터 업링크(up link) 또는 리턴 링크(return link)(또는 리턴 서비스 링크라고 함)를 통해 위성으로 송신되는 무선 단말 통신 신호를 이용하여 양방향 통신 경로를 통해 무선 단말기들과 통신한다.

셀룰라 위성 통신 시스템 및 방법의 전체적인 설계 및 동작은 당업자에게 잘 알려져 있으므로, 여기에서는 더 이상 기술하지 않는다. 또한 여기에서 사용된 것처럼, "무선 단말기"라는 용어는 셀룰라 및/또는 위성 무선 전화와 같은 무선 주파수 트랜시버(transceiver); 무선 전화에 데이터 처리, 팩시밀리 및/또는 데이터 통신 기능을 결합한 피씨에스(PCS, Personal Communications System) 단말기; 무선 주파수 트랜시버 및/또는 호출기(pager), 인터넷/인트라넷 액세스, 웹 브라우저, 오거나이저(organizer), 캘린더(calendar) 및/또는 전역 위치 추적 시스템(GPS) 수신기를 포함하는 피디에이(PDA, Personal Digital Assistants); 및/또는 종래의 랩탑(laptop) 컴퓨터 및/또는 팜탑(palmtop) 컴퓨터 또는 무선 주파수 트랜시버를 포 함하는 다른 전자기기를 포함하는 디바이스들을 포함한다. 여기에서 사용된 것처럼, "무선 단말기"는 또한 시변(time-varying) 또는 고정된 지리 좌표(geographic coordinate)를 가질 수 있고 휴대 가능하며 차량(항공, 해상 또는 지상)에 장착되어 이동 가능하고, 또는 하나 이상의 지상 및/또는 대기권 밖의(extraterrestrial) 위치들에 분포되는 형태로 국부적으로 동작하도록 만들어지거나 구성된 어떤 다른 방사하는(radiating) 사용자 디바이스/장비(equipment)/소스(source)일 수 있다. 무선 단말기는 또한 본 명세서에서 "무선 전화(radiotelephone)", "무선 단말기(radioterminal)", 휴대 단말기(mobile terminal)", "휴대 사용자 단말기(mobile user terminal), "사용자 디바이스" 또는 간단하게 "단말기"로 언급될 수 있다. 더욱이, 여기에서 사용된 것처럼, "공간 기반" 콤포넌트 라는 용어는 지면 위 임의의 고도에서 궤적을 갖는 하나 이상의 위성 및/또는 하나 이상의 다른 오브젝트들/플랫폼들(예를 들어, 비행기, 풍선, 무인 차량, 우주선, 미사일 등)을 포함한다. 또한, 여기에서 사용된 바와 같이, 간섭 제거(interference cancelling 또는 interference cancellation)와 관련된 "제거(cancelling 또는 cancellation)"는 적어도 하나의 간섭 콤포넌트/엘레멘트(element)에 대한 완전한 소거(elimination) 및/또는 적어도 하나의 간섭 콤포넌트/엘레멘트의 감소를 의미한다.

위성 시스템에 사용권한이 있는 주파수들의 적어도 일부를 사용 및/또는 재사용하여 무선 통신을 제공하도록 구성된 지상 네트워크는 위성 시스템의 가용성(availability), 효율성 및/또는 경제적인 실용성을 향상시킬 수 있다. 특히, 위성 통신 시스템이 인구 밀집 지역에 신뢰성있게 서비스하기는 어려울 것으로 알려 져 있다. 왜냐하면 위성 신호는 고층 건물에 가로막힐 수 있고/있거나 효과적으로 건물로 침투할 수 없기 때문이다. 그 결과, 위성 스펙트럼은 그러한 지역에서 사용되지 못하거나 덜 사용될 수 있다. 그러한 적어도 일부 위성 시스템 주파수들의 지상 사용 및/또는 재사용은 이러한 잠재적인 문제를 감소하거나 제거할 수 있다.

더욱이, 지상 기반 및 공간 기반 네트워크를 포함하여 전체 시스템에 대한 용량 측정은 그 공간 기반 네트워크가 사용 권한이 있는 적어도 일부 주파수들을 지상 주파수로 사용/재사용함으로써 증가될 수 있다. 왜냐하면, 지상 주파수의 사용/재사용은 위성 만의(satellite-only)(공간 기반 네트워크만의) 시스템보다 더 조밀할 수 있기 때문이다. 실제로, 용량은 가장 필요한 곳, 즉, 인구가 밀집된 도시/산업/상업 지역에서 향상될 수 있다. 그 결과, 더 많은 가입자에게 더 효과적으로 더 신뢰성있게 서비스할 수 있기 때문에, 전체 시스템은 경제적으로 더 실용적이 될 수 있다.

지상에서 위성 주파수들을 재사용하는 일례가, 발명의 명칭이 위성 통신 중계기 및 재송신 방법(Satellite Telecommunications Repeaters and Retransmission Methods) 이고, 그 개시 내용은 본 출원에서 전체적으로 참조되는 Karabinis의 미국 등록특허번호 5,937,332호에 기재되어 있다. 기재된 바에 따르면, 위성 통신 중계기는 위성/무선 단말기로부터 수신된 다운 링크/업 링크 신호를 수신, 증폭 및 국부적으로 재송신함으로써 그에 따라 위성 통신 중계기 근처에서 효과적인 다운 링크/업 링크 마진(margin)을 증가시키고, 업 링크 및 다운 링크 신호들이 링크 마진을 줄일 수 있는 빌딩, 나무, 운송 차량 및 다른 물체들을 더 많이 통과하도록 한다. 휴대용 및 비휴대용 중계기들이 제공된다. 미국 등록특허 5,937,332의 요약서를 참조하라.

공간 기반 통신을 위한 무선 단말기에 의해 적어도 부분적으로 사용되기도 하는 위성 주파수 대역을 적어도 일부 주파수들을 지상용으로 사용 및/또는 재사용함으로써 지상 통신 능력을 갖는 위성 통신 시스템 또는 방법을 위한 무선 단말기는 다른 어떤 것들보다 비용면에서 더 효과적이고 및/또는 미학적으로 호소력이 있다. 여기서 무선 단말기는 지상에서 통신하고 지상과 공간 기반 통신 둘 다에 대해 실질적으로 동일한 공중 인터페이스(air interface)를 사용함으로써 공간 기반 콤포넌트를 통해 통신하도록 구성된다. 잘 알려진 투라야(Thuraya), 이리듐(Iridium) 및/또는 글로벌스타(Globalstar) 듀얼 모드 위상/지상 무선 단말기와 같은 종래의 듀얼 밴드(dual band)/듀얼 모드 무선 단말기들은 몇몇 콤포넌트들을 (위성과 지상 통신 사이의 다른 주파수 대역들 및/또는 공중 인터페이스 프로토콜들의 결과로서) 복사하며, 이로 인해 무선 단말기의 비용, 크기 및/또는 중량이 증가되었다. 발명의 명칭이 복수의 공중 인터페이스의 표준을 이용한 위성 시스템 및 이를 사용한 방법(Satellite System Utilizing a Plurality of Air Interface Standards and Method Employing Same)인 Krabinis의 미국 등록 특허 US 6,052,560 를 참조하라.

위성 주파수들의 지상 재사용을 채용할 수 있는 위성 통신 시스템 및 방법이 다음의 발명들에 기재되어 있다: 발명의 명칭이 셀룰러 위성 주파수 스펙트럼을 지상에서 재사용하기 위한 시스템 및 방법(System and Methods for Terrestrial Reuse of Celluar Satellite Frequency Spectrum)인 Karabinis의 미국등록특허 6,684,057; 발명의 명칭이 셀룰러 위성 주파수 스펙트럼의 지상 재사용을 위한 시스템 및 방법(Systems and Methods for Terrestrial Reuse of Celluar Satellite Frequency Spectrum)인 Krabinis의 미국 공개 특허 US 2003/0054760호; 발명의 명칭이 위성 주파수의 지상 재사용을 위한 공간 가드대역(Spatial Guardbands for Terrestrial Reuse of Satellite Freuqencies)인 Krabinis의 미국 공개 특허 US 2003/0054761호;잠재적인 간섭을 감소시키기 위해 지상에서 재사용된 위성 주파수를 감시하는 시스템 및 방법(Systems and Method for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Freuqencies to Reduce potential Interference)인 Krabinis의 미국 공개 특허 US 2003/0054814호; 잠재적인 간섭을 감소시키기 위해 지상에서 재사용된 위성 주파수를 감시하는 부가 시스템 및 방법(Additional Systems and Method for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Freuqencies to Reduce potential Interference)인 Krabinis의 미국 공개 특허 US 2003/0073436호:발명의 명칭이 다중 대역/다중 모드 위성 무선 전화 통신 시스템 및 방법(Multi-Band/Multi-Mode Satellite Radiotelephone Communications Systems and Methods)인 Krabinis의 미국 공개 특허 2003/0054762호; 위성에 링크된 원격 단말 인터페이스 서브 시스템을 사용하는 무선 통신 시스템 및 방법(Wireless Communications Systems and Methods Using Satellite-Linked Remote Terminal interface Subsystems)인 Krabinis의 미국 공개 특허 US 2003/0153267호; 셀룰라 위성 시스템에서 위성 피더 링크 대역폭/반송파를 감소하는 시스템 및 방법(Sytems and Method for Reducing Satellite Feeder Link Bandwidth/Carriers In Celluar Satellite Systems)인 Krabinis의 미국 공개 특허 US 2003/0224785호; 발명의 명칭이 구조화된 위성-지상 주파수 재사용(Coordinated Satellite-Terrestial Frequency Reuse)인 Karabinis et al.의 미국 공개 특허 US 2002/0041575호; 발명의 명칭이 신호 감쇠 및/또는 주파수의 봉쇄, 동적 할당 및/또는 히스테리시스를 사용한 위성-지상 주파수 재사용을 위한 통합 또는 자율적인 시스템 및 방법(Integrated or Autonomous System and Method for Satellite-Terrestrial Frequency Reuse Using Signal Attenuation and/or Blockage, Dynamic Assignment of Frequencies and/or Hysteresis)인 Karabinis 등의 미국 공개 특허 2002/090942호; 발명의 명칭이 위성 무선 전화 시스템을 위한 공간 기반 네트워크 아키텍쳐(Space-Based Network Architectures for Satellite Eadiotelephone Systems)인 Karabinis et al.의 미국 공개 특허 US 2003/0068978호; 발명의 명칭이 무선 전화/GPS 결합 단말기를 위한 필터(Filters for Combined Radiotelephone/GPS Terminals)인 Karabinis의 미국 공개 특허 US 2003/0143949호; 발명의 명칭이 위성 주파수의 지상 재사용을 위한 지그재그 분할(Staggered Sectorization for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies)인 Karabinis의 미국 공개 특허 US 2003/0153308호; 발명의 명칭이 위성 주파수의 지상 재사용에 대한 응답에서 위성 안테나 셀 패턴을 변경하기 위한 방법 및 시스템(Methods and Systems for Modifying Satellite Antenna Cell Patterns In Response to Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies)인 Karabinis의 미국 공개 특허 US 2003/0054815호. 이 발명들은 본 발명의 양수인(assignee)에게 양도되어 있고, 그 개시 내용은 본 출원에서 전체적으로 참조되 어 통합되어 있다.

몇몇 위성 통신 시스템 및 방법은 간섭 제거 기술을 채택하여 위성 주파수의 지상 사용/재사용을 증가시키고 있다. 예를 들어, Karabinis의 미국 등록 특허 US 6,684,057호에 기재된 바와 같이 위성 통신 주파수는 공간 기반 통신을 위해 위성 통신 주파수를 사용하고 있는 동일한 위성 셀 내에서조차 보조 지상 네트워크(ancillary terrestrial network)에 의해 간섭 제거 기술을 사용하여 지상에서 재사용될 수 있다. 더욱이, 보조 지상 네트워크는 송신을 위해 변경된 범위의 위성 대역의 포워드 링크 주파수를 사용하여 적어도 몇몇 대역외(out-of-band) 수신기로 간섭을 줄일 수 있다. 보조 지상 네트워크에 의해 사용되는 변경된 범위의 위성 대역의 포워드 링크 주파수는 위성 대역의 포워트 링크 주파수의 서브세트(subset) 만을 포함하여 보조 지상 네트워크에 의해 사용되는 주파수들과 대역외 수신기들에 의해 사용되는 주파수들 사이에 가드 대역을 제공할 수 있고, 주파수 증가/감소 기능으로서 단조롭게 감소하는 파워 레벨을 포함할 수 있고/있거나 점유되지 않고 남겨진 프레임당 두 개 이상의 연속되는 슬롯을 포함할 수 있으며/있거나 감소된 최대 파워에서 송신된다. 보조 지상 네트워크의 시분할 듀플렉스 동작(time division duplex operation)은 또한 적어도 일부분의 위성 대역 리턴 링크 주파수를 통해 제공될 수 있다. 또한 적어도 일부 포워드 링크 및 리턴 링크 주파수들이 종래의 위성 포워드 링크 및 리턴 링크 주파수들과 교환되는 곳에서 보조 지상 네트워크의 전체 또는 부분적인 리버스 모드(reverse mode) 동작이 제공된다. 미국 등록특허 US 6,684,057의 요약서를 참조하라.

본 발명의 일실시예에 따른 위성 통신 방법은 공간 기반 콤포넌트가 상기 공간 기반 콤포넌트의 주파수 대역으로부터 복수의 다중 액세스 신호들을 수신하되, 상기 복수의 다중 액세스 신호들은 상기 단말기들에 의해 송신된 신호들에 종속되는 간섭 및 상기 단말기들에 의해 송신된 신호들과 독립적인 간섭을 포함하는 단계; 및 먼저 상기 단말기들에 의해 송신된 상기 신호들과 독립적인 간섭을 감소시키고 다음으로 상기 단말기들에 의해 송신된 신호들에 종속되는 간섭을 제거함으로써 상기 복수의 다중 액세스 신호들의 간섭을 감소시키는 단계를 포함한다.

몇몇 방법은 종속적인 지상 콤포넌트에서 상기 위성 주파수 대역을 통해 위성의 수신범위에 있는 복수의 단말기로부터/복수의 단말기들로 무선 통신 신호들을 수신/송신하는 단계를 포함한다. 상기 공간 기반 콤포넌트는 또한 상기 무선 통신 신호들을 다중 액세스 신호들에 대한 간섭으로 수신할 수 있다.

위성 주파수 대역을 통해 위성 수신범위에 있는 복수의 단말기들로부터 공간 기반 콤포넌트에서 다중 액세스 신호를 수신하는 단계는 복수의 안테나 피드 엘레멘트(feed elements)를 포함하는 안테나를 사용하여 다중 액세스 신호들을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 복수의 안테나 피드 엘레멘트들은 공간 방향이 서로 다른 안테나 패턴들을 제공하도록 구성될 수 있고, 적어도 몇몇 안테나 피드 엘레멘트들은 또한 적어도 두 개의 다른 편광 방향을 통해 전자(electro-magnetic) 에너지를 수신하도록 구성될 수도 있다.

단말기들에 의해 송신되는 신호들과 독립적인 간섭을 제거하는 단계는 하나의 단말기에서 송신되고 다수의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신되는 파일럿 신호(pilot signal) 및 정보 신호를 포함하는 다중 액세스 신호에서 동채널(co-channel) 간섭 감소를 수행하는 단계를 포함한다. 그러한 간섭 감소는 상기 파일럿 신호의 처리 및 상기 파일럿 신호의 처리를 기반으로 하는 상기 다수의 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치(weight) 세트의 결정을 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 방법들은 상기 파일럿 신호의 처리를 기반으로 하는 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치 세트는 상기 파일럿 신호 에러의 평균 자승값(mean square measure)을 감소하도록 하여 그에 따라 간섭 감소 수신 파일럿 신호를 제공하도록 선택될 수 있고, 본 발명에 따른 몇몇 방법은 상기 가중치 세트를 상기 복수의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 적용하여 간섭 감소 수신 정보 신호를 얻을 수 있게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 간섭 감소 수신 정보 신호에 대해 다중 액세스 간섭 제거(또는 적어도 간섭 제거)를 수행하는 단계는 간섭 감소 수신 정보 신호들 및/또는 간섭 감소 수신 파일럿 신호들을 기반으로 하는 채널 추정 세트를 결정하는 단계, 상기 간섭이 제거되어 수신된 정보 신호들로부터 수신된 정보 추정(예를 들어 비트 추정) 세트를 생성하는 단계 및 상기 채널 추정 및 정보 추정 세트를 사용하여 상기 간섭 감소 수신 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거(또는 적어도 간섭 감소)를 수행하는 단계를 포함한다.

상기 채널 추정 및 정보 추정을 사용하여 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하는 단계는 제2간섭 감소 수신 정보 신호 및/또는 제2간섭 감소 수신 파일럿 신호들을 생성하는 단계를 포함한다. 더욱이, 본 발명의 실시예들에 따른 방법들은 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호 및/또는 제2간섭 감소 수신 파일럿 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하는 단계, 상기 제2간섭 감소 수신 신호들로부터 제2수신 정보 추정 세트를 생성하는 단계, 및 상기 제2채널 추정 및 제2정보 추정 세트를 사용하여 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하는 단계를 더 포함한다.

몇몇 방법은 상기 공간 기반 콤포넌트에서 편광 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴을 사용하여 수신하는 단계를 포함한다.

상기 간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 수신된 정보 추정 세트를 생성하는 단계는 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들을 상기 복수의 단말기들에 의해 사용된 알려진 신호 확산 코드 세트와 상관하는 단계를 포함한다.

상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하는 단계는 복수의 간섭 감소 정보 추정을 생성하는 단계를 포함하고, 몇몇 방법은 복수의 간섭 감소 정보 추정을 사용하여 다중 액세스 간섭 제거를 수행하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 다른 실시예에 따른 방법들은 위성 게이트웨이(gateway)로 상기 다중 액세스 신호들을 재송신하는 단계를 더 포함하고, 상기 다중 액세스 신호들에서 간섭을 제거하는 단계는 지상 기반의 위성 게이트웨이에서 수행된다. 또한 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하는 단계는 상기 위성 게이트웨이에서 수행된다.

몇몇 방법은 소정의 기준을 만족할 때까지 지리적인 영역에서 상기 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 상기 복수의 단말기들의 송신에 종속하는 상기 간섭을 반복적으로 감소하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 소정의 기준은 비트 에러율(bit error rate)이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 셀룰러 위성 시스템은 위성 수신 지역에서 위성 주파수 대역으로 파일럿 신호 및 정보 신호를 포함하는 다중 액세스 신호들 각각을 송신하도록 구성되는 복수의 단말기들 및 공간 기반 콤포넌트, 그리고 간섭 감소기를 포함한다; 상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 위성 주파수 대역에서 상기 복수의 다중 액세스 신호들을 수신하도록 구성되고, 상기 공간 기반 콤포넌트는 또한 상기 위성 주파수 대역에서 상기 복수의 다중 액세스 신호들과 함께 간섭을 수신하며, 상기 간섭 감소기는 상기 공간 기반 콤포넌트에 응답하고 상기 복수의 다중 액세스 신호들에 대해 동 채널(co-channel) 간섭 감소 및 다중 액세스 간섭 제거를 순차적으로 수행하도록 구성될 수 있다.

몇몇 시스템들은 복수의 단말기들을 포함하는 보조 지상 네트워크를 포함하며, 상기 보조 지상 네트워크 및/또는 상기 단말기들은 상기 위성 수신 범위에서 상기 위성 주파수 대역을 통해 무선 통신 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다.

상기 공간 기반 콤포넌트는 복수의 안테나 피드 엘레멘트들을 구비하는 안테나를 포함하고, 상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 안테나를 이용하여 상기 복수의 다중 액세스 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 상기 복수의 단말기들로부터 수신된 상기 다중 액세스 신호들에 대해 상기 복수의 단말기들로부터 송신되고 상기 공간 기반 콤포넌트에 의해 수신되는 파일럿 신호들을 처리하고 상기 파일럿 신호들의 처리를 기반으로 하여 상기 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치 세트를 결정함으로써 동 채널 간섭 감소를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 상기 파일럿 신호들을 기반으로 하여 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 상기 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치 세트를 결정하도록 더 구성되어 상기 적어도 하나의 파일럿 신호 에러에 대한 평균 자승 값을 감소하고 그에 따라 간섭 감소 파일럿 신호를 제공할 수 있다.

상기 간섭 감소기는 상기 복수의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 상기 가중치 세트를 적용하여 간섭 감소 수신 정보 신호를 얻도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 간섭 감소 수신 정보신호 및/또는 간섭 감소 파일럿 신호들을 기반으로 하여 채널 추정 세트를 결정하고, 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 수신 정보 추정(예를 들어, 비트 추정) 세트를 생성하며, 상기 채널 추정 및 정보 추정 세트를 사용하여 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대한 다중 액세스 간섭 제거를 수행하여 그에 따라 제2간섭 감소 수신 정보 신호들을 생성하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 상기 제2간섭 감소 수신 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하고, 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 제2수신 비트 추정 세트를 생성하며 상기 제2채널 추정 및 제2비트 추정 세트를 사용하여 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 공간 기반 콤포넌트는 공간적인 방향이 서로 다른 두 적어도 두 안테나 패턴들 및/또는 적어도 두 안테나 패턴의 편광 방향이 다른 곳에서 다중 액세스 신호들을 수신하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 복수의 간섭 감소 비트 추정을 생성하고, 상기 복수의 간섭 감소 비트 추정을 사용하여 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 다중 액세스 시호들을 상기 위성 게이트웨이로 재송신하도록 더 구성될 수 있고, 상기 간섭 감소기는 지상파 기반의 상기 위성 게이트웨이에 위치할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 위성 무선 단말기 시스템은 위성 수신 범위에 있는 복수의 단말기들로부터 위성 주파수 대역으로 다중 액세스 무선 통신 신호들을 수신하도록 구성되는 공간 기반 콤포넌트, 상기 공간 기반 콤포넌트에 응답하고 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하여 그에 따라 복수의 간섭 감소 수신 정보 신호들을 생성하도록 구성되는 간섭 감소기, 및 상기 간섭 감소기에 응답하고 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 구성된 검출기를 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 따른 시스템은 상기 위성 수신 범위에서 상기 위성 주파수 대역으로 복수의 무선 통신 신호들을 송신하도록 구성된 복수의 송신기들을 포함하는 보조 지상 네트워크 및 상기 다중 액세스 무선 통신 신호와 함께 상기 무선 통신 신호를 간섭으로 수신하는 상기 공간 기반 콤포넌트를 포함한다.

상기 공간 기반 콤포넌트는 복수의 안테나 피드 엘레멘트를 갖는 안테나를 포함하고, 상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 복수의 다중 액세스 무선 통신 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 무선 단말기에 의해 송신된 적어도 하나의 파일럿 신호를 처리하고 상기 적어도 하나의 파일럿 신호의 처리를 기반으로 하여 각각의 안테나 피드 엘레멘트 세트에 대한 가중치 세트를 결정함으로써 다중 액세스 무선 통신 신호에 대한 동일 채널 간섭 감소를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 상기 처리에 의해 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 상기 적어도 하나의 파일럿 신호 에러에 대한 평균 자승값을 감소하도록 상기 안테나 피드 엘레멘트에 대한 신호 가중치 세트를 선택하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소기는 상기 신호 가중치 세트를 복수의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 적용하여 간섭 감소 수신 정보 신호를 얻도록 더 구성될 수 있다.

상기 검출기는 간섭 감소 수신 정보 신호들을 기반으로 하여 채널 추정 세트를 결정하고, 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 수신 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 채널 추정 및 비트 추정 세트를 사용하여 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하여 제2간섭 감소 수신 정보 신호들을 생성하도록 더 구성될 수 있다.

상기 검출기는 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하고, 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 제2수신 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 제2채널 추정 및 제2비트 추정 세트를 사용하여 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 공간 기반 콤포넌트는 적어도 편광 및/또는 공간 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴들을 사용하여 신호를 수신하도록 더 구성될 수 있다.

상기 검출기는 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 복수의 간섭 감소 비트 추정을 생성하고, 상기 복수의 간섭 감소 비트 추정을 사용하여 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 다중 액세스 신호들을 위성 게이트웨이로 재송신하고, 상기 간섭 감소기는 지상파를 기반으로하는 상기 위성 게이트웨이에 위치하도록 더 구성될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 시스템들은 위성 게이트웨이를 더 포함하고, 상기 간섭 감소기는 상기 위성 게이트웨이에 위치하며, 상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들을 상기 위성 게이트웨이로 송신하도록 더 구성될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예들은 위성 수신 범위에서 복수의 무선 단말기들로부터 동일 채널 간섭을 포함하는 다중 액세스 무선 통신 신호들을 위성 주파수 대역으로 수신하도록 구성된 공간 기반 콤포넌트, 상기 공간 기반 콤포넌트에 응답하고 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들에 대한 동일 채널 간섭 감소를 수행하여 복수의 간섭 저가 수신 정보 신호들을 생성하도록 구성되는 간섭 감소기를 포함하는 간섭 감소 검출기 및 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 구성된 검출기를 포함하는 위성 통신 시스템에 대한 간섭 감소 검출기를 제공한다.

상기 간섭 감소 검출기의 간섭 감소기는 상기 복수의 무선 단말기들로부터 송신된 파일럿 시호들을 처리하고 상기 파일럿 신호들의 처리를 기반으로 하여 안테나 피드 엘레멘트들의 개별 세트에 대한 가중치 세트들을 결정함으로써 상기 복수의 무선 단말기들로부터 수신된 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소을 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소 검출기의 간섭 감소기는 상기 처리를 기반으로 하여 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소 검출기의 간섭 감소기는 상기 적어도 하나의 파일럿 신호 에러에 대한 평균 자승값을 감소하도록 상기 안테나 피드 엘레멘트에 대한 신호 가중치 세트를 선택하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소 검출기의 간섭 감소기는 상기 신호 가중치 세트를 복수의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 적용하여 간섭 감소 수신 정보 신호를 얻도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소 검출기의 검출기는 간섭 감소 수신 정보 신호들을 기반으로 하여 채널 추정 세트를 결정하고, 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 수신 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 채널 추정 및 비트 추정 세트를 사용하여 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하여 제2간섭 감소 수신 정보 신호들을 생성하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소 검출기의 검출기는 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하고, 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 제2수신 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 제2채널 추정 및 제2비트 추정세트를 사용하여 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 공간 기반 콤포넌트는 적어도 편광 및/또는 공간 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴들을 사용하여 신호를 수신하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소 검출기의 검출기는 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 복수의 간섭 감소 비트 추정을 생성하고, 상기 복수의 간섭 감소 비트 추정을 사용하여 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 다중 액세스 신호들을 위성 게이트웨이로 재송신하고, 상기 간섭 감소기는 지상파를 기반으로하는 상기 위성 게이트웨이에 위치하도록 더 구성될 수 있다.

상기 간섭 감소 검출기의 간섭 감소기는 상기 공간 기반 콤포넌트에 위치하고, 상기 검출기는 상기 공간 기반 콤포넌트로부터 멀리 떨어져서 위치할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예들은 위성 수신 범위에서 복수의 무선 단말기들로부터 다중 액세스 무선 통신 신호들을 위성 주파수 대역으로 수신하도록 구성된 공간 기반 콤포넌트, 상기 공간 기반 콤포번트에 응답하는 간섭 감소기를 포함하고 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하여 복수의 간섭 감소 수신 정보 신호들을 생성하는 게이트웨이 및 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 구성된 검출기를 포함하는 위성 무선 단말 시스템을 위한 게이트웨이를 제공한다.

상기 게이트웨이의 간섭 감소기는 상기 복수의 무선 단말기들에 의해 송신된 파일럿 신호들을 처리하고 상기 파일럿 신호들의 처리를 기반으로 하여 안테나 피드 엘레멘트들의 세트에 대한 가중치 세트들을 결정함으로써 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 게이트웨이의 간섭 감소기는 상기 처리를 기반으로 하여 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하도록 더 구성될 수 있다.

상기 게이트웨이의 간섭 감소기는 상기 적어도 하나의 파일럿 신호 에러에 대한 평균 자승값을 감소하도록 상기 안테나 피드 엘레멘트에 대한 신호 가중치 세트를 선택하도록 더 구성될 수 있다.

상기 게이트웨이의 간섭 감소기는 상기 신호 가중치 세트를 복수의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 적용하여 복수의 간섭 감소 수신 정보 신호를 얻도록 더 구성될 수 있다.

상기 게이트웨이의 검출기는 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들을 기반으로 하여 채널 추정 세트를 결정하고, 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 수신 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 채널 추정 및 비트 추정 세트를 사용하여 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하여 제2간섭 감소 수신 정보 신호들을 생성하도록 더 구성될 수 있다.

상기 게이트웨이의 검출기는 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하고, 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 제2수신 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 제2채널 추정 및 제2비트 추정 세트를 사용하여 상기 제2간섭 감소 수신 정보 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

상기 공간 기반 콤포넌트는 적어도 편광 및/또는 공간 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴들을 사용하여 신호를 수신하도록 더 구성될 수 있다.

상기 게이트 웨이의 검출기는 상기 간섭 감소 수신 정보 신호들로부터 복수의 간섭 감소 비트 추정을 생성하고, 상기 복수의 간섭 감소 비트 추정을 사용하여 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 간섭 감소 방법은 공간 기반 콤포넌트에서 공간 방향 및 편광 방향이 다른 적어도 제1 및 제2안테나 패턴들을 사용하여 신호의 콤포넌트들을 수신하는 단계, 상기 신호 콤포넌트들을 간섭 감소기로 제공하는 단계, 및 상기 간섭 감소기에서 상기 신호 콤포넌트들을 처리하여 상기 신호의 간섭 수준을 감소하는 단계를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 기반 콤포넌트 및 무선 단말기 간의 통신 방법은 상기 무선 단말기의 제1신호를 상기 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴을 통해 송신하는 단계, 상기 공간 기반 콤포넌트의 적어도 하나의 제2안테나 패턴을 통해 상기 무선 단말기로 상기 제1신호와 적어도 시간 지연값만큼 다른 제2신호를 송신하는 단계를 포함한다. 상기 제1안테나 패턴은 상기 제2안테나 패턴과 공간 방향 및/또는 편광 방향이 다를 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 방법은 무선 단말기에서 상기 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴을 통해 제1신호를 수신하고 상기 공간 기반 콤포넌트의 적어도 하나의 제2안테나 패턴을 통해 적어도 하나의 제2신호를 수신하는 단계, 및 상기 무선 단말기에서 상기 제1 및 적어도 하나의 제2신호를 처리하여 적어도 하나의 통신 성능 값을 개선하는 단계를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 공간 기반 콤포넌트 및 보조 지상 네트워크를 포함하는 무선 통신 시스템의 통신 방법은 상기 공간 기반 콤포넌트에 의해 사용되도록 허가된 제2주파수 세트를 사용하기보다 상기 공간 기반 콤포넌트에 의해 사용되도록 허가된 제1주파수 세트를 사용하여 제어 채널 및 트래픽(traffic) 채널을 상기 보조 지상 네트워크로부터 복수의 제1무선 단말기로 제공하는 단계 및 상기 공간 기반 콤포넌트로부터 상기 제2주파수 세트를 이용하여 하나의 지리적인 영역내에서 복수의 제2무선 단말기로 제어 채널 및/또는 트래픽 채널을 제공하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 상기 보조 지상 네트워크는 상기 제2주파수 세트를 사용하지 않을 수 있다.

본 발명의 이해를 돕기 위해 포함되고 결합되며 본 발명을 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 몇몇 실시예들을 설명한다. 도면에서:

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 셀룰라 위성 통신 시스템 및 방법에 대한 개략적인 도면이다.

도 2a-2c는 본 발명의 실시예들에 따른 간섭 감소기 및 구성 콤포넌트들에 대한 블록도이다.

도 3a-3b는 본 발명의 실시예들에 따른 간섭 감소기 및 구성 콤포넌트들에 대한 블록도이다.

도 5-8은 본 발명의 실시예들에 따른 간섭 감소 시스템 및 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 9는 위성 스폿(spot) 빔들을 도시한 것이고, 이들 중 몇몇은 ATC 인프라스트럭쳐(infrastructure)의 구성을 포함한다.

도 10은 안테나 피드 엘레멘트에 이득 및 위상 패턴을 도시한 것이다.

도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 단일 사용자 간섭 제거 검출기에 대한 블록도이다.

도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 다중 사용자 간섭 제거 검출기에 대한 블록도이다.

도 13은 포워드 링크 스폿 빔들의 구성 및 보조 지상 네트워크의 송신기들의 위치를 보이는 미국 본토(Continental United States) 지도를 도시한 것이다.

도 14는 공간 기반 콤포넌트의 리턴 링크 피드 엘레멘트에 의해 형성된 리턴링크 서비스 지역의 구성 및 보조 지상 네트워크의 송신기 위치들을 보이는 미국 본토 지도를 도시한 것이다.

도 15 및 16은 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 수신기 구성들에 대해 신호 대 간섭비(SIR)에 대한 비트 에러율(BER)의 구성을 보이는 미국 본토 지도를 도시한 것이다.

도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 수신기 구성들에 대해 SIR에 대한 델타(Delta) T/T 증가를 나타내는 그래프이다.

도 18은 공간 기반 콤포넌트의 안테나 피드 엘레멘트에 의해 형성된 안테나 패턴에 대해 방위각(azimuth)/고도(elevation)에 대한 이득의 3차원 그래프를 도시한 것이다.

도 19는 도 18의 그래프에 대한 이득 컨투어(contour) 패턴을 도시한 것이다.

도 20은 복수의 안테나 피드 엘레멘트를 사용하여 적응적으로 형성된 안테나 패턴에 대해 방위각/고도에 대한 이득의 3차원 그래프를 도시한 것이다.

도 21은 도 20의 그래프에 대한 이득 윤곽 패턴을 도시한 것이다.

도 22-24는 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 수신기 구성들에 대해 BER에 대한 SIR의 그래프들이다.

도 25는 안테나 피드 엘레멘트에 대한 이득 컨투어 패턴을 도시한 것이다.

도 26은 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 모의실험 조건들하에서의 BER 그래프들이다.

본 발명의 실시예들을 본 발명의 실시예들이 도시된 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 많은 다른 형태로 실시될 수 있으며 여기에서 설명된 실시예들로 한정되지 않는다. 또한 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 알 수 있도록 철저하고 완전하게 개시될 것이다. 전체적으로 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 참조한다.

본 명세서에서 다양한 구성요소들을 기술하는데 있어서 제1 및 제2와 같은 용어가 사용되더라도 이 구성요소들은 그러한 용어에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용된다. 따라서 이하에서 제1구성요소는 제2구성요소로 지칭될 수 있고, 유사하게, 제2구성요소는 본 발명의 요지를 흐리지 않고 제1구성요소로 지칭될 수 있다. 여기서 사용된 바와 같이 “및/또는”은 하나 이상의 연계된 아이템(item)들에 대한 임의의 및 모든 결합을 포함한다. “/”는 “및/또는”을 축약한 것으로 사용된다.

여기에서 사용되는 용어는 특별한 실시예들을 기술하는 목적으로만 사용되며 본 발명을 제한하도록 의도되지는 않는다. 여기에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 특별히 다른 경우가 언급되지 않으면 복수 형태도 의미한다. “구비한다”, “구비하는”, “포함한다”, 및/또는 “포함하는”의 용어들은 언급된 특징들, 정수 들, 단계들, 과정들, 구성요소들 및/또는 콤포넌트들을 구체적으로 나타내지만 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 과정들, 구성요소들 및/또는 그룹들의 존재 또는 추가를 예고하는 것은 아님을 이해해야 한다.

달리 정의되지 않으면, 여기에서 사용되는 모든 용어들(기술 및 과학 용어를 포함)은 본 발명에 속하는 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 여기에서 사용된 용어들은 본 명세서의 문맥 및 관련 기술에서 그 의미와 일치하는 뜻을 갖는 것으로 해석되어야하고, 달리 정의되지 않으면 이상적으로 또는 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야함을 이해해야 한다.

본 발명은, 당업자에게 주지되는 바와 같이, 방법, 데이터 처리 시스템 및/또는 컴퓨터 프로그램 상품으로도 실시될 수 있다. 따라서 본 발명은 전체 하드웨어로, 전체 소프트웨어로, 또는 일반적으로 “회로” 또는 “모듈”로 언급되는 소프트웨어 및 하드웨어의 결합 형태로 실시될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 컴퓨터 사용가능한 스토리지(storage) 매체에 컴퓨터가 사용할 수 있는 프로그램 코드로 구현된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 가질 수 있다. 적절한 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체로는 하드 디스크, CD ROM, 광 스토리지 디바이스, 인터넷 또는 인트라넷을 지원하는 송신 매체 또는 마그네틱 스토리지 디바이스가 사용될 수 있다.

이하에서 본 발명은 실시예에 따른 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품에 대한 흐름도 및/또는 블록도를 참조하여 설명하기로 한다. 흐름도 및/또는 블록도에서 각 블록 및 블록들의 결합은 컴퓨터 프로그램 명령어들로 구현될 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령어들은 범용 컴퓨터, 특수 목적의 컴퓨터 또는 다른 프로 그래머블 데이터 처리 장치의 프로세서로 공급되어 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행되고, 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에 명시된 기능들/동작들을 구현하는 수단을 만드는 명령어들과 같은 머신(machine)을 만든다.

이 컴퓨터 프로그램 명령어들은 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 데이터 처리 장치를 특별한 방식으로 동작하도록 지시할 수 있는 컴퓨터로 읽을 수 있는 메모리에 저장될 수도 있다. 따라서 컴퓨터가 읽을 수 있는 메모리에 저장된 명령어들은 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에서 명시된 기능/동작을 구현하는 명령 수단을 포함하는 제조 물품(article of manufacture)을 만든다.

컴퓨터 프로그램 명령어들은 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 데이터 처리 장치로 로드되어 일련의 단계들이 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치에서 수행되도록 하여 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치에서 실행되는 명령어들이 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에서 명시된 기능들/동작들을 구현하는 단계들을 제공하도록 컴퓨터에 구현된 프로세스를 만든다.

또한, 여기서 사용되는 바와 같이, “실질적으로 동일한” 대역(들)은 실질적으로 중첩되어 비교되는 둘 이상의 대역들을 의미하지만, 중첩되지 않은 일부 지역들, 예를 들어 대역 끝 및/또는 그 외의 다른 곳을 의미할 수 있다. “실질적으로 동일한” 공중 인터페이스(들)은 비교되고 있는 둘 이상의 공중 인터페이스들이 비슷하지만 동일할 필요는 없음을 뜻한다. 예를 들어 제1공중 인터페이스(즉, 위성 공중 인터페이스)는 제2공중 인터페이스(즉, 지상 공중 인터페이스)에 비해 몇 가 지 차이점들을 포함하여, 예를 들어 하나 이상의 다른 통신/전파(propagation) 환경 특징들을 설명하고/설명하거나 다른 성능 면을 설명하고/설명하거나 제1 및/또는 제2공중 인터페이스와 연계된 시스템 문제들을 설명할 수 있다.

예를 들어, 위성 통신에는 지상 통신에서 사용될 수 있는 보코더율(vocoder rate)과는 다른 보코더율(vocoder rate)이 사용될 수 있다(예를 들어, 지상 통신에서 오디오 신호는 대략 9 내지 13 kbps 또는 그 이상의 비율로 인코딩("보코딩")되는데 반해, 위성 통신의 경우 대략 2 내지 4kbps의 보코더율이 사용된다). 비슷하게, 위성 통신에는 지상 통신에 사용되는 코드, 인터리빙 깊이(interleaving depth) 및/또는 확산 스펙트럼 코드(즉, 왈시 코드(Walsh code), 짧은 코드(short code), 긴 코드(long code) 및/또는 주파수 호핑 코드(frequency hopping code))와는 다른 포워드 에러 정정 코드, 다른 인터리빙 깊이 및/또는 다른 확산 스펙트럼 코드들이 사용될 수 있다.

위성 대역 서비스 링크 주파수들의 지상 사용/재사용은 미 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission, FCC) 및 인더스트리 캐나다(Industry Canada, IC)에 의해 제안되고 채택되었다. 2003년1월 29일 채택되고, 2003년 2월 10일 배포된, Report and Order and Notice of Proposed Rulemaking, FCC 03-15, "Flexibility for Delivery of Communications by Mobile Satellite Service Providers in the 2GHz Band, the L-Band, and the 1.6/2.4 Bands" IB Docket No. 01-185, 및 2004년 5월에 배포된 Industry Canada, Spectrum Management and Telecommunications policy DGTP-006-04 "Spectrum and Licensing Policy to Permit Ancillary Terrestrial Mobile Services as Part of Mobile-Satellite Service Offerings" 을 참조하라. 또한, 2005년2월 10일 채택되고, 2005, 2월 25일 배포된 Memorandum Opinion and Order and Second Order on Reconstruction, FCC 05-30, IB Docket No. 01-185 를 참조하라.

본 발명의 몇몇 실시예들은, 예를 들어, 위성 대역 주파수를 지상파로 사용/재사용하는 모바일 위성 시스템(Mobile Satellite System, MSS) 환경에서 빔 포밍(beam-forming)(즉, 안테나 패턴 만들기), 간섭 억압, 채널 추정 및 다중 사용자 검출을 포함하는 적응적인 신호 처리를 수행할 수 있다. 빔 포밍은, 예를 들어, 위성 서비스 링크 주파수의 중요한 지상 재사용으로 특징지어진 환경에서 최소 평균 자승 에러(Minimum Mean-Squared Error, MMSE) 성능 지수(performance index)를 기반으로 하여 MSS 링크들의 신호대 (잡음+간섭)비를 증가시키는 데 사용될 수 있다. 위성 대역 주파수를 사용/재사용하는 보조 지상 네트워크의 엘레멘트들을 보조 지상파 콤포넌트(Ancillary Terrestrial Component, ATC)로 부르기로 한다.

본 발명의 실시예들은 (동일 주파수/ 동일 채널 및/또는 채널/대역 밖일 수 있는) ATC 유도 간섭(ATC-induced interference) 및 비 ATC(non-ATC) 유도 간섭 그리고 MSS 환경에서의 다중 엑세스 간섭(Multiple Access Interference, MAI)을 모두 약화시킬 수 있다. 또한, 위성에서 수신된 신호의 공간 및 시간 처리를 통해 중요한 성능 개선을 얻을 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 파일럿 기반의 MMSE 알고리듬은 사용자를 위해 안테나 피드 엘레멘트 신호들을 처리함으로써 빔(즉, 안테나 패턴)을 적응적으로 형성하는 데 사용된다. 빔 포밍(즉, 안테나 패턴 포밍)에 이어, 파일럿 신호들이 사용자 채널들의 파라미터들을 추정하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 Sequential ATC and MAI Interference Canceller(SAMIC)는 이미 알고 있는 파일럿 신호 정보 및 수신된 정보에 대한 예비 결정에 대해 간섭 억압 및 다중 사용자 검출을 순차적으로 수행하는 잇점을 얻을 수 있다. SAMIC 알고리듬의 성능은 미국 본토(CONUS)의 50개의 주요 시장에 ATC를 배치한 다중 빔 정지 위성(geo-stationary satellite) 시스템에 대한 모의실험에 의해 설명된다.

"간섭 제거기(interference canceller)"란 용어 및 "간섭 제거" 및 "간섭을 제거하는"이란 용어는 여기에서 본 발명의 실시예들에 따른 엘레멘트, 시스템 및 방법을 기술하는데 사용되는 반면, 어떤 간섭 감소 기술은 "간섭 제거"로 언급될 수 있고, 어떤 레지듀 간섭(residual interference)은 "간섭 제거" 후에도 신호에 남아 있을 수 있다. 즉, 어떤 물리적인 과정에서도 간섭을 완전히 제거하는 것은 소위 "최적의" 시스템에서도 불가능하거나 비실용적일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 셀룰라 위성 통신 시스템 및 방법에 대한 개략도이다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 셀룰라 위성 통신 시스템 및 방법(100)은 정지 또는 비정지 위성과 같은 공간 기반 콤포넌트(SBC, 110)를 포함한다. 공간 기반 콤포넌트(110)는 한 세트의 주파수를 지리적으로 사용하고 무선 통신 신호를 복수의 무선 단말기들로 송신하도록 선택적으로 구성될 수 있다. 무선 단말기들 중 하나가 도 1에, 하나 이상의 위성 포워드 서비스 링크(다운 링크) 주파수 f_D를 통해 하나 이상의 위성 셀(130-130"")을 포함하는 위성 수신범위 내에서 단말기(120a)로 도시되어 있다. 공간 기반 콤포넌트(110)는 또한 하나 이상의 위성 리턴 서비스 링크(업 링크) 주파수 f_U를 통해 위성 셀(130)을 포함하는 위성 수신범위 내에서 무선 단말기(120a)와 같은 복수의 무선 단말기들로부터 무선 통신을 수신하도록 구성될 수 있다.

보조 지상 네트워크(ATN)은 ATC(140)는 안테나(140a) 및 전자 시스템(140b)을 포함할 수 있는 적어도 하나의 보조 지상 콤포넌트(ATC, 140)를 포함하고, 위성 주파수 대역 내에서 f_U'로 표시된 업 링크 주파수를 통해, 예를 들어, 적어도 하나의 무선 단말기(120b)로부터 무선 통신 신호를 수신하도록 구성된다. 주파수 f_U'는 무선 단말기(120b)가 위치한 위성 셀(130) 및/또는 이웃 또는 원격에 위치한 위성 셀(130)에 있는 SBC(110)와 통신하는데 사용되는 업 링크 또는 다운 링크 주파수와 동일할 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 단말기(120a)는 위성 주파수 대역의 주파수를 사용하여 공간 기반 콤포넌트(110)과 통신하는 반면 무선 단말기(120b)는 위성 주파수 대역의 주파수를 사용하여 보조 지상 콤포넌트(140)와 통신할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공간 기반 콤포넌트(110)는 또한 위성 셀(130)에 있는 무선 단말기(120b) 및/또는 ATC(140)로부터 무선 통신 콤포넌트를 간섭으로 수신할 수 있다. 또한 공간 기반 콤포넌트(110)는 다른 위성 셀에 위치한 무선 단말기 및/또는 ATC(미도시)로부터 f_U 및/또는 f_U'과 동일한(및/또는 겹치는) 위성 주파수를 통해 무선 통신 콤포넌트를 수신할 수 있다.

더욱 상세하게, 잠재적인 간섭 경로가 참조번호 150으로 도시되어 있다. 이 잠재 간섭 경로(150)에서, 무선 단말기(120b) 및/또는 ATC(140)에 의해 송신된 신호는 위성 통신과 간섭한다. 이 간섭은 일반적으로 송신된 신호가 문제의 셀과 동일한 반송파 주파수(예를 들어, f_U'=f_U)를 사용할 때 가장 강하다. 왜냐하면, 그 경우, 동일한 리턴 링크 주파수가 공간 기반 콤포넌트 및 보조 지상 콤포넌트 통신에 사용될 수 있고, 만일 동일한 위성 셀에서 사용된 경우 위성 셀들간의 실질적인 공간 식별이 존재하는 것처럼 나타나지 않아서 간섭 레벨이 감소되기 때문이다. 그러나 공간 분리의 경우에도 간섭은 제1무선 단말기(120a)로부터의 신호를 손상시킬 수 있다.

도 1을 참조하면, 위성 통신 시스템 및 방법(100)에 대한 실시예들은 안테나(160a) 및 전자 시스템(160b)을 포함할 수 있는 적어도 하나의 위성 게이트웨이(160)를 포함할 수 있다. 위성 게이트웨이(160)는 지상 및/또는, 예를 들어 공중 전화망 및/또는 인터넷과 같은 다른 유선 및/또는 무선 통신 네트워크들을 포함하는 다른 네트워크들(162)과 연결될 수 있다. 위성 게이트웨이(160)는 위성 피더 링크(satellite feeder link, 112)를 통해 공간 기반 콤포넌트(110)와 통신한다. 위성 게이트웨이(160)는 또한 보조 지상 네트워크에서 일반적으로 지상 링크(142)를 통해 보조 지상 콤포넌트(140)와 통신하도록 구성될 수 있다.

도 1을 참조하면, 간섭 감소(Interference Reducing, RI) 신호 프로세서(170)는 또한 적어도 부분적으로 게이트웨이 전자 시스템(160b)에 마련될 수 있다. 다른 예로서, 간섭 감소 신호 프로세서(170)는 게이트웨이 전자 시스템(160b) 에 부가되어 또는 그 대신에, 셀룰라 위성 시스템/방법(100)의 다른 콤포넌트에 적어도 부분적으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 간섭 감소 신호 프로세서(170)는 적어도 부분적으로 공간 기반 콤포넌트(110)에 마련될 수 있다. 간섭 감소 신호 프로세서(170)는 공간 기반 콤포넌트(110) 및 보조 지상 콤포넌트(140)에 응답할 수 있고, 공간 기반 콤포넌트(11)에 의해 수신된 무선 통신들로부터 간섭을 감소하도록 구성될 수 있다. 특히, 간섭 감소 신호 프로세서(170)는 ATC(140)와 같은 ATC들 및 보조 지상 네트워크와 통신하는 무선 단말기(120b)와 같은 무선 단말기들에 의해 적어도 부분적으로 생성되는 간섭을 감소하도록 구성될 수 있다. 또한, 간섭 감소 신호 프로세서(170)는 예를 들어 MSS 및/또는 ATN 밖에서 동작하는 송신기들과 같은 다른 송신기들로부터 간섭을 줄이도록 구성될 수 있다.

본 출원에서 개시된 시스템 및 방법들은 위성 대역 주파수들을 지상에서 사용/재사용하는 시스템에서 유익하게 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 보조 지상 네트워크(ATN)는 적어도 일부 위성 대역 서비스 링크 주파수들을 사용/재사용하여 위성 연결성을 신뢰할 수 없는 밀집 지역에서 신뢰할 수 있는 통신을 제공한다. 위성 대역 주파수들의 지상 사용/재사용의 결과로서, 위성 링크들과 지상 링크들간의 구별이 충분하지않은 그러한 조건하에서 위성 링크에 대한 업 링크 동일 채널 간섭이 존재할 수 있고, 해로울 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 예를 들어, 미국 본토(CONUS) 및/또는 다른 지리적인 지역들의 시장들에 넓게 배치되는 보조 지상 네트워크와 결합하여 동작하는 최첨단의(state-of-the-art) 모바일 위성 시스템(MSS)에 유리하게 채용될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예들은, 예를 들어 cdma 2000 1XRTT 프로토콜과 같은 확산 스펙트럼 다중 액세스 통신 프로토콜을 채용하는 MSS/ATN 시스템에 특별히 적용될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예들은 당업자에게 인지될 임의의 통신 프로토콜 및/또는 공중 인터페이스에 적용될 수 있다.

다중 액세스 간섭은 다중 액세스 통신 환경에서 위성에서 수신된 신호의 질을 손상시킬 수 있는 동일 채널 간섭 형태이다. 그러한 환경에서, 다중 송신기들은 단일 수신기(예를 들어, 위성 수신기)와 공유 통신 매체/반송파/채널을 이용하여 통신한다. 일반적으로, 적어도 세 개의 기본 다중 액세스 방식이 있다: 시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access, TDMA), 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 및 주파수 분할 다중 액세스(FDMA). FDMA 방식에서, 서로 다른 송신기들은 송신에 사용될 서로 다른 주파수 대역을 할당받는다. TDMA 시스템에서, 서로 다른 송신기들은 하나의 특별한 주파수 대역 내에서 서로 다른 타임 슬롯(time slot)(즉, 시간 간격)을 할당받는다. 따라서, TDMA 시스템에 따라 송신기는 하나의 특별한 주파수 대역(FDMA에서와 같이)을 할당받지만, 대역 사용을 개선하기 위해 시간적으로 그 주파수 대역을 공유한다. 일반적인 CDMA 방식에서 다중 송신기들은 단일의 비교적 넓은 주파수 대역을 공유하지만, 송신기들은 특별한 타임 슬롯들에 한정되지는 않는다. 오히려 각 송신기는 몇몇 실시예에서 다른 송신기들에 의해 사용되는 확산 코드(또는 "치핑 코드(chipping code)")와 직교하는 고유의 확산코드가 할당된다. 각 송신기에 의해 송신되는 정보는 송신기의 확산 코드를 사용하여 변조된다. 따라서, 제1동일 주파수(동일 채널) 수신기에 의한 신호 방송은 제2동일 주파수(동일 채널) 송신기에 의해 송신된 신호에 더해지면 이상적으로는 잡음으로 나타날 수 있 다. 더 진보된 다중 액세스 시스템은 FDMA, TDMA 및/또는 CDMA의 양상들을 결합할 수 있다. 일반적으로, 다중 액세스 시스템에서 수신기는 시스템의 다른 송신기에 의해 송신된 신호들에 의한 동일 채널 MAI에 영향을 받는 송신기에 의해 송신된 신호를 추정하도록 요구된다.

종래의 제3세대(3G) CDMA 시스템에서, 신호 검출의 잠재적인 장애는 일반적으로 (i) 다중 경로 페이딩(multipath fading) 및 (ii) 원하는 사용자의 신호와 직교하지 않는 코드들을 사용하는 동일 채널 송신에 의해 발생되는 MAI이다. 레이크(Rake) 정합 필터링은 원하는 신호에 대한 해결가능한 다중 경로 복제들(replicas)을 코히런트하게(coherently) 결합함으로써 효과적으로 다중 경로 페이딩에 대처할 수 있다. 다중 엘레멘트 안테나를 포함하는 수신기는 레이크 정합 필터링을 신호의 공간-시간 처리와 결합하도록 구성되어 MAI를 감소할 수 있다.

MAI를 감소하도록 구성된 다중 사용자 검출 시스템은 MAI와는 상관없이 원하는 사용자 신호를 검출하는 단일 사용자 검출 기술과 대비될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 통신 수신기는 공간 기반 콤포넌트의 개별적인 복수의 안테나 패턴들에 의해 그 통신 수신기로 공급되는 복수의 수신 신호들에 대해 동작하는 제1신호 처리 단계로 구성될 수 있다. 여기서, 일반적으로, 복수의 안테나 패턴들은 공간적인 방향이 서로 다르고(즉, 공간 기반 콤포넌트의 서비스 지역에 대한 서로 다른 이득 컨투어(contour)를 나타낸다) 및/또는 하나 이상의 편광 방향들이 달라질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 복수의 안테나 패턴들은 공간 기반 콤포넌트에 의해 공간 기반 콤포넌트의 적어도 하나의 피드 엘레멘트를 사용하여 형성된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서 복수의 안테나 패턴들 중 적어도 하나는 복수의 안테나 패턴들 중 적어도 하나에 대해 적어도 다른 두 편광 방향과 각각 연계되는 적어도 두 콤포넌트를 포함하는 통신 수신기에 신호를 공급하는 적어도 두 개의 다른 편광을 갖는 안테나 패턴을 포함한다. 몇몇 실시예에서 적어도 두 개의 다른 편광 방향은 실질적으로 우원편광(Right Hand Circular Polarization) 및 좌원편광(Left Hand Circular Polarization)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 복수의 안테나 패턴 각각은 적어도 두 개의 다른 편광 방향과 각각 연계되는 적어도 두 콤포넌트를 포함하는 신호를 제공한다. 통신 수신기의 제1신호 처리 단계는 복수의 수신 신호에 대해 간섭 레벨을 감소하도록 동작하여 통신 수신기의 제2단계에서 더 효과적으로 MAI가 감소되고 다중 사용자 검출(Multi-User Detection, MUD)이 수행되도록 한다.

몇몇 실시예에서, 통신 수신기는 하나 이상의 위성 게이트웨이에서 구성된다. 다른 실시예들에서, 통신 수신기는 공간 기반 콤포넌트에 구성된다. 또 다른 실시예들에서, 통신 수신기는 공간 기반 콤포넌트 및 적어도 하나의 위성 게이트웨이에 배포된다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 통신 수신기의 제1신호 처리 단계는 공간 기반 콤포넌트의 각각의 안테나 패턴에 의해 통신 수신기로 제공되는 복수의 수신 신호들에 대해 동작하고, 공간 기반 콤포넌트의 소정 안테나 패턴들에 의해 통신 수신기로 제공되는 소정 수신 신호들에 대해서는 선택적으로 동작할 수 있다. 상술한 소정의 수신 신호들은, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 공간 기반 콤포넌트의 안테나 패턴 앙상블에 의해 수신된 신호 앙상블의 서브 세트일 수 있고, 상술한 소정 수신 신호들의 선택(즉, 상술한 소정 수신 신호들을 제공하는 소정 안테나 패턴들의 선택)은 수신된 리턴 링크 제어 채널 신호에 대한 응답일 수 있다. 수신된 리턴 링크 제어 채널 신호와 연계되는 위치 및/또는 지리적인 지역은, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 상술한 소정 수신 신호들을 제공하는 소정 안테나 패턴들을 선택하는데 사용될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 리턴 링크 제어 채널 신호는 보조 지상 네트워크(ATN) 및/또는 다른 네트워크에 의해 최소로 사용/재사용되거나 사용/재사용되지 않는 주파수 범위를 점유하도록 구성되어, 리턴 링크 제어 채널 신호와 연계되는 간섭 레벨을 최소화하거나 감소한다. 따라서 리턴 링크 제어 채널 신호는 공간 기반 콤포넌트에 의해 실질적으로 간섭이 없거나 감소되어 수신될 수 있으며, 이 간섭은 리턴 링크 제어 채널 주파수의 지상파 (및/또는 다르게) 사용/재사용에 의해 야기될 수 있다. 리턴 링크 제어 채널 신호는 공간 기반 콤포넌트에 의해 하나 이상의 공간 기반 콤포넌트의 안테나 패턴들(빔/셀 및/또는 안테나 피드 엘레멘트에 의해 형성된 안테나 패턴들)을 통해 수신될 수 있다. 리턴 링크 제어 채널 신호를 수신하는 공간 기반 콤포넌트의 하나 이상의 안테나 패턴들에 응답하고/응답하거나 개별 리턴 링크 제어 채널 신호의 강도(strength) 및/또는 리턴 링크 제어 채널 신호를 수신하는 공간 기반 콤포넌트의 하나 이상의 안테나 패턴들과 연계된 신호 품질에 응답하여, 상술한 소정의 수신 신호들을 제공하는 상술한 소정 안테나 패턴들을 선택하도록 리턴 링크 제어 채널 신호와 연계된 소스(source)(예를 들어 무선 단말 소스)와 연계된 지리적인 위치가 결정되고 사용된다. 따라서, 리턴 링크 제어 채널 신호를 방출하는 소스와 관련하여 공간 기반 콤포넌트는 소스와 연계되는 지리적인 위치를 결정하고 통신 수신기를 구성하여 공간 기반 콤포넌트의 각각의 소정 안테나 패턴에 의해 통신 수신기로 제공되는 소정 수신 신호들에 대해 선택적으로 동작하도록 구성될 수 있다. 여기서 공간 기반 콤포넌트는 소스와 연계되어 결정된 지리적인 위치에 있어서 통신 수신기가 최대 또는 거의 최대의 원하는 신호대 간섭비 및/또는 신호대 잡음 성능 측정값을 얻도록 최적으로 또는 거의 최적으로 결정된다.

리턴 링크 제어 채널 신호는 공간 기반 콤포넌트에 의해 실질적으로 고정된 스폿 빔 및/또는 공간 기반 콤포넌트의 하나 이상의 안테나 피드 엘레멘트들(즉, 수신 안테나 피드 엘레멘트들)과 연계될 수 있는 안테나 패턴들을 사용하여 수신될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 포워드 링크 제어 채널 신호들은 또한 실질적으로 고정된 스폿 빔 및/또는 공간 기반 콤포넌트의 하나 이상의 안테나 피드 엘레멘트들(즉, 송신 안테나 피드 엘레멘트들)과 연계될 수 있는 안테나 패턴들을 사용하여 수신될 수 있다. 포워드 링크 제어 채널 신호는 공간 기반 콤포넌트의 제1지리적인 서비스 지역을 포괄하는 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴들을 사용하여 공간 기반 콤포넌트에 의해 전파될 수 있다. 공간 기반 콤포넌트는 또한 공간 기반 콤포넌트의 제1지리적인 서비스 지역과 적어도 부분적으로 겹치는 공간 기반 콤포넌트의 제2지리적인 서비스 지역을 포괄하는 제2안테나 패턴을 사용하여 포워드 링크 제어 채널 신호를 전파하도록 구성될 수 있다. 포워드 링크 제어 채널 신 호는, 포워드 링크 제어 채널 신호가 제1안테나 패턴을 사용하여 공간 기반 콤포넌트에 의해 전파되는 포워드 링크 제어 채널과 관련하여 제1딜레이 값에 의해 딜레이된 후 제2안테나 패턴을 사용하여 전파될 수 있다. 공간 기반 콤포넌트는 또한 공간 기반 콤포넌트의 제1 및/또는 제2지리적인 서비스 지역과 적어도 부분적으로 겹치는 공간 기반 콤포넌트의 제3지리적인 서비스 지역을 포괄하는 제2안테나 패턴을 사용하여 포워드 링크 제어 채널 신호를 전파하도록 구성될 수 있다. 포워드 링크 제어 채널 신호는 제1안테나 패턴을 사용하여 공간 기반 콤포넌트에 전파되는 포워드 링크 제어 채널 신호와 관련하여 제2딜레이 값에 의해 딜레이된 후 제2안테나 패턴을 사용하여 전파될 수 있다.

더 일반적으로, 공간 기반 콤포넌트는 공간 기반 콤포넌트의 제1, 제2, 제3, 및/또는 제(N-1)번째 지리적인 서비스 지역과 적어도 부분적으로 겹치는 공간 기반 콤포넌트의 제N번째 지리적인 서비스 지역을 포괄하는 제N번째 안테나 패턴을 사용하여 포워드 링크 제어 채널 신호를 전파하도록 구성될 수 있다. 포워드 링크 제어 채널 신호는 제1안테나 패턴을 사용하여 공간 기반 콤포넌트에 전파되는 포워드 링크 제어 채널 신호와 관련하여 제(N-1)번째 딜레이 값에 의해 딜레이된 후 제N번째 안테나 패턴을 사용하여 전파될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 딜레이 값들(1부터 (N-1)번째까지) 은 실질적으로 미리 결정되고/결정되거나 실질적으로 각각 다르다. 또한 N개의 개별 안테나 패턴들을 통해 공간 기반 콤포넌트에 의해 전파될 수 있는 신호의 N개의 콤포넌트들은 각각 다른 N개의 파워 레벨로 전파될 수 있다. N개의 파워 레벨들의 선택은, 본 발명의 실시예들에 따르면, 신호의 N개의 콤포넌트들을 수신하고 처리하는 무선 단말기의 지리적인 위치에 따라, 및/또는 N개의 개별 이득에 따라, 무선 단말기의 방향에 따라, N개의 개별 파워 레벨들을 전파하는데 사용되는 공간 기반 콤포넌트의 N개의 안테나 패턴들과 조합되어 달라질 수 있다. N개의 개별적인 파워 레벨은 또한 N개의 개별 파워 레벨을 사용하는 N개의 개별 안테나 패턴들을 통해 신호의 N개의 콤포넌트들을 전파하는데 사용될 공간 기반 콤포넌트 파워에 부과되는 제한조건에 따라 평가될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 무선 단말기는 또한 공간 기반 콤포넌트 및/또는 공간 기반 콤포넌트의 게이트웨이에 (리턴 링크 제어 및/또는 트래픽 채널을 통해) 정보를 공급하여 N개의 파워 레벨들중 최적 또는 거의 최적의 선택을 결정하는데 도움을 주도록 구성될 수 있다.

따라서, 포워드 링크 제어 채널 신호(또는 여기에서 기재된 원리에 따라 공간 기반 콤포넌트에 의해 전파되는 어떤 다른 포워드 링크 신호)를 수신 및 처리하도록 구성되는 디바이스는 수신기 엘레멘트를 포함할 수 있다. 이 수신기 엘레멘트는 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴 및 제1안테나 패턴이 아닌 다른 안테나 패턴에 의해 전파되는 적어도 하나의 딜레이 버젼에 따라 전파되는 신호를 수신 및 처리함으로써 원하는 신호대 잡음비 및/또는 신호대 간섭비의 측정값을 증가시키거나 최대화하도록 구성된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 수신기 엘레멘트는 당업자에게 알려진, 레이크 수신기 엘레멘트 및/또는 트랜스버설 필터(transversal filter) 수신기 엘레멘트이다. 이와는 다르게, 또는 상술한 바와 결합하여, 공간 기반 콤포넌트에 의해 전파되는 N개의 포워드 링크 신호 콤포넌트들 각각은, (무선 단말기와 같은) 수신 디바이스가 처리하여 둘 이상의 개별 안테나 패턴을 통해 공간 기반 콤포넌트에 의해 전파되고 수신 디바이스에서 수신되는 둘 이상의 포워드 링크 신호 콤포넌트들에 대해 최대 비율(최대 또는 거의 최대의 원하는 신호대 잡음 및/또는 신호대 간섭 파워 비)을 얻을 수 있는 고유의 특성(예를 들어, 고유의 파일럿 신호, 비트 시퀀스, 미드앰블(mid-amble), 프리앰블(preamble) 및/또는 확산 코드)이 제공된다.

공간 기반 콤포넌트의 임의의 안테나 패턴은 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴일 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한 공간 기반 콤포넌트는 복수의 제1안테나 패턴들을 포함할 수 있고, 공간 기반 콤포넌트의 각 포워드 링크 안테나 패턴은 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴일 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 공간 기반 콤포넌트와 연계된 복수의 제1안테나 패턴들의 수는 공간 기반 콤포넌트와 연계된 안테나 패턴 전체 개수보다 작거나 같다. 공간 기반 콤포넌트와 연계된 전체 안테나 패턴들의 개수는 몇몇 실시예들에서 (포워드 서비스 링크 빔/셀 및/또는 공간 기반 콤포넌트와 연계된 포워드 서비스 링크 안테나 피드 엘레멘트 안테나 패턴들의 전체 개수와 같은) 빔/셀 및/또는 안테나 피드 엘레멘트 안테나 패턴들의 개수일 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예들에서 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴들의 적어도 일부 또는 본 발명의 몇몇 실시예들에서 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴들 모두는, 상술한 바와 같이, 관련 포워드 링크 신호의 제2, 제3, ...및/또는 N번째 딜레이 버젼들 및/또는 포워드 링크 신호의 고유 특성을 포함하여 각각의 버젼을 전파하는 이웃/인접 제2, 제3, ...및/또는 N번째 안테나 패턴과 연계될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 고유한 특징들은 연계된 포워드 링크 신호의 코드 및/또는 비트 시퀀에 비해 다른 코드(들) 및/또는 다른 비트 시퀀스를 포함할 수 있다. 포워드 링크 제어 채널 신호와 관련하여 상술한 기술은 임의의 포워드 링크 채널 신호 및/또는 임의의 포워드 링크 트래픽 채널 신호에 적용될 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 실시예에서, 적어도 하나의 포워드 링크 통신 채널 및/또는 적어도 하나의 리턴 링크 통신 채널은 우선적으로 공간 기반 통신에 대하 사용될 수 있고 및/또는 공간 기반 통신 만을 위해 예약되어 사용될 수 있다. 반면에 하나 이상의 포워드 링크 통신 채널 및/또는 하나 이상의 리턴 링크 통신 채널은 공간 기반 및 지상 통신 및/또는 우선적으로 지상 통신을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 포워드 링크 통신 채널 및/또는 공간 기반 통신만을 위해 예약되어 사용되고 및/또는 우선적으로 공간 기반 통신에 사용되는 적어도 하나의 리턴 링크 통신 채널은 지리적으로 시스템 엘레멘트(보조 지상 컴포넌트)에 가까운 지역에 공간 기반 통신을 제공하는데 사용된다. 시스템 엘레멘트는 공간 기반 콤포넌트의 적어도 몇몇 주파수를 사용/재사용하여 지상 통신을 제공함으로써 지상 통신에 의해 공간 기반 통신에 일으키는 간섭을 감소하거나 회피하도록 한다. 따라서 지상 모드 통신에 참여하고 지상 통신을 제공하는 시스템 엘레멘트의 지리적인 서비스 지역의 실질적인 경계에 있거나 그 경계를 넘어선 거리에 있는 통신 디바이스는 공간 기반 통신만을 위해 예약되어 사용되고 및/또는 우선적으로 공간 기반 통신에 사용되는 적어도 하나의 포워드 링크 통신 채널 및/또는 적어도 하나의 리턴 링크 통신 채널 을 사용하여 공간 기반 모드 통신으로 변환될 수 있다. 공간 기반 통신만을 위해 예약되어 사용되고 및/또는 우선적으로 공간 기반 통신에 사용되는 적어도 하나의 포워드 링크 통신 채널 및/또는 적어도 하나의 리턴 링크 통신 채널은 또한 지상 통신을 제공하는 시스템 엘레멘트와는 지리적으로 떨어진 지역에서 공간 기반 통신을 제공하는 데 사용된다.

본 발명의 실시예들은 공간 기반 콤포넌트에 의해 수신된 신호에서서 다중 액세스 간섭(MAI) 및 다른 (non-MAI) 동일 채널 간섭을 감소하는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 동일 채널 간섭은, 예를 들어, 기지국 송신기들 및 사용자 디바이스들의 송신기들과 같은 하부구조 송신기들을 포함하는 보조 지상 네트워크(ATN)에 의해 위성 대역(공간 기반 콤포넌트 대역) 주파수의 적어도 일부를 지상 사용/재사용됨으로써 생성된다.

현대의 위성은 다중 수신 안테나 피드 엘레멘트들을 포함하는 안테나 시스템을 사용하여 복수의 서비스 지역 스폿 빔(또는 안테나 패턴들)을 형성할 수 있다. 안테나 시스템은 물리적으로 2차원 어레이(array)로 배열될 수 있는 다수(L)의 안테나 피드 엘레멘트들을 포함할 수 있다. 사용자 디바이스들(예를 들어 무선 단말기들) 및/또는 다른 송신기들에 의해 송신되는 전자기 신호(electromagnetic signal)들은 L개의 안테나 피드 엘레멘트들 각각에 의해 수신된다. l번째 안테나 피드 엘레멘트에 의해 수신된 전자기 신호를 y_l이라 하자. L개의 안테나 피드 엘레 멘트들에서 수신된 신호들의 모음은 집합적으로 y_L이라 하자.

수신된 전자기 신호는 복소수(즉, 실수 성분과 허수 성분을 갖는 값)로 표현될 수 있다. 따라서 수신된 전자기 신호는 "복소 신호"로 표현될 수 있고, 상수, 변수, 함수, 벡터 및/또는 행렬과 같은 복소 량과 관련된 수학 툴을 이용하여 해석되고 다루어질 수 있으나, 그에 한정되지는 않는다.

안테나 시스템에서, L개의 복소 가중치(w_L)가 수신 신호에 적용될 수 있다; 즉, 복소 가중치 w_l은 안테나 시스템의 L개의 피드 엘레멘트의 각각에서 수신된 신호 y_l에 적용될 수 있다. 하나의 피드 엘레멘트에서 수신된 신호 y_l에 적용된 복소 가중치는 다른 피드 엘레멘트에서 수신된 신호에 적용된 복소 가중치 y_l과 같거나 다를 수 있다. 복소 가중치를 적절하게 선택함으로써, L개의 피드 엘레멘트들 각각에서 수신된 신호들은 안테나 방향과 관련하여 신호가 수신된 각각의 방위각 및 고도에 따라 실질적으로 건설적으로 또는 실질적으로 파괴적으로 다른 신호들과 결합될 수 있다. 일반적으로, 각 복소 가중치 세트는 수신기에서 원하는 방향(방위각/고도 결합)으로부터 도착하는 신호 파워가 최대 또는 거의 최대가 되도록 하는 반면, 수신기에서 원하는 방향과는 다른 하나 이상의 방향으로부터 도착하는 하나 이상의 신호들은 억압되도록 선택될 수 있다. 따라서, 예를 들어, L개의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 제1세트의 L개의 복소 가중치를 적용함으로써 안테나가 제1방위각/고도 결합 주변에서 수신된 신호들에는 비교적 잘 응답하고, 다른 방위각/고도 결합으로부터 수신되는 신호들에는 비교적 잘 응답하지 않게 한다. 제2세트의 L개의 복소 가중치들은 안테나가 제2방위각/고도 결합 주변에서 수신된 신호들에는 비교적 잘 응답하고, 다른 방위각/고도 결합으로부터 수신되는 신호들에는 비교적 잘 응답하지 않게 한다.

L개의 복소 가중치들의 적절한 결합을 선택함으로써, 안테나는 하나 이상의 겹치거나 겹치지 않는 서비스 지역들로부터 신호를 선택적으로 수신하도록 구성될 수 있으며, 각 서비스 지역은 고유의 복소 가중치 세트로 정의되는 스폿 빔에 의해 서비스된다. 따라서, "스폿 빔"은 안테나가 주어진 L개의 복소 가중치 세트에 기반하여 응답하는 특별한 방위각/고도 결합의 주변 지역을 말한다. 그러므로 스폿 빔은 지리적인 지역을 규정한다. 특별한 방위각/고도 결합 주변에서 원하는 응답을 갖는 스폿 빔을 정의하기 위하여 적절한 복소 가중치들을 선택하는 과정을 "빔 포밍"이라고 한다.

투라야(Thuraya) 및 Inmarsat-4와 같은 몇몇 위성 시스템에서, 위성의 수신 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 제공된 신호들은 복소 가중치들을 수신된 복소 신호들에 적용하고 상술한 방식으로 신호들을 선형 결합함으로써 위성에서 디지털적으로 처리된다. 그러나, 다른 시스템에서, 수신 안테나 피드 엘레멘트들에서 수신된 신호들은 하나 이상의 위성 피더 링크들을 통해 지상 위성 게이트웨이로 전달되고, 하나 이상의 성능 조건에 따라 위성 게이트웨이에서 처리될 수 있다. 이러한 과정을 지상 기반 빔 포밍이라고 한다.

동일 채널 간섭을 감소하기 위해서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 시스템 및/또는 방법들은 특별한 위성 셀 내에서 위성 통신을 위해 채용된 주파수 대역이 그 위성 셀 내에 위치한 ATN의 엘레멘트들(예를 들어, 고정된 및/또는 모바일 송신기들)에 의해 채용되지 않을 수도 있는 것과 같이 가용 주파수 대역의 사용을 제한할 수 있다. 그러나 가용 대역폭의 사용을 증가시키기 위해, 특별한 위성 셀 내에서 통신 위성에 사용되는 주파수 대역은 공간적으로 위성 셀 밖에서 재사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고 위성 셀 밖에서(즉, 스폿 빔 밖에서) 그러한 재사용된 주파수를 이용하여 ATN을 통해 송신된 신호들은 위성에 의해 위성 셀 내에서(즉, 스폿 빔 내에서)부터 의도된 위성 통신과 함께 동일 채널 간섭으로 수신된다. 여기에서는 그러한 간섭을 ATN 유도 또는 ATC 유도 동일 채널 간섭이라고 한다. 그러나, 발명의 몇몇 실시예에 따르면 특별한 셀 내에서 위성 통신에 사용되는 주파수들은, 예를 들어, 미국 등록특허번호 6,684,057에서 논의된 간섭 감소 기술과 같은 부가 간섭 감소 기술을 이용하여 지상파로 재사용될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예들에서, 위성의 수신 안테나 피드 엘레멘트들에서 수신된 파일럿 신호들은 적응적인 빔 포밍에 사용되어 ATN 유도 동일 채널 간섭 및/또는 인터 빔(inter-beam) 동일 채널 간섭을 완화한다. 다음으로, 간섭 감소 샘플에 대해 동작하는 동안, 간섭 감소기는 다중 사용자 검출을 이용항 적어도 일부 인터 빔 MAI를 제거한다. 몇몇 실시예들에서 공간 처리(빔 포밍)는 시간 처리(다중 사용자 검출)에 앞서 수행될 수 있다. 왜냐하면 압도적일 수 있는 제1ATN 유도 동일 채널 간섭을 감소시키지 않고서는 효과적인 신호 검출을 수행하기가 (불가능하지는 않지만) 어렵기 때문이다. 몇몇 실시예들에서 적응적인 빔 포머(beam-former) 는 위성 사용자 단말기들에 의해 송신되는 파일럿 신호, 예를 들어 cdma 2000 리턴 링크 파형에 대한 파일럿 신호에 대한 사전 지식을 사용한다. 빔 포밍에 이어, 파일럿 신호들은 다중 사용자 채널들을 추정하는데 사용된다. 몇몇 실시예에서 검출기는 최대우(maximum likelihood) 검출기일 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 적응적인 빔 포머(14) 및 간섭 감소기(16)를 포함하는 단일 사용자 간섭 감소 검출기(200)가 도 2a-2c에 도시되어 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 빔 포머(14)는 안테나의 L개의 피드 엘레멘트(미도시)에서 수신된 L개의 입력 신호에 대한 벡터 y_L를 수신한다. 빔 포머(14)는 또한 K개의 파일럿 신호에 대한 확산 코드 벡터 p_K를 수신하고 및/또는 저장한다. 파일럿 신호 확산 코드 벡터 p_K는 다중 액세스 신호들을 위성으로 또는 공간 기반 콤포넌트(SBC)(미도시) 로 송신하는 k개의 다중 액세스 송신기들(즉, 위성 사용자들) 각각에 대해 하나의 파일럿 신호 확산 코드를 포함한다. 따라서, 빔 포머는 파일럿 신호 및 파일럿 신호 확산 코드 모두에 대한 사전 지식을 갖는다. 여기서 알려진 파일럿 신호가 K개의 송신기들 각각에 의해 송신된다. 이 사전 지식은 K 명의 사용자들(송신기들) 각각에 의해 송신된 정보 신호들에 영향을 주는 간섭을 감소할 뿐만 아니라 파일럿 신호를 (시간적으로) 위치시키는데 사용된다. 빔 포머(14)는 또한 파일럿 탐색기(12)에 의해 제공되는 K개의 송신기들 각각에 대해 딜레이 정보 τ_k를 입력으로 수신한다.

빔 포머(14)는 복소 가중치

의 LxK 행렬

을 생성한다. 즉, 빔 포머는 K개의 송신기 각각에 대해 L개의 복소 가중치에 대한

를 생성한다. 상술한 바와 같이, 각 복소 가중치 벡터

는 L개의 안테나 피드 엘레멘트에 의해 수신된 L개의 신호 세트에 적용될 때 수신된 파일럿 신호들에서 동일 채널 간섭을 감소시키는 빔을 형성하는 복소 가중치 세트를 정의한다. 예를 들어, 가중치 벡터

는 L개의 안테나 피드 엘레멘트에 의해 수신된 L개의 신호 세트에 적용될 때 제1송신기로부터 수신된 파일럿 신호에서 간섭을 감소하는 빔을 형성하는 L개의 가중치 세트를 정의한다. 몇몇 실시예들에서, 복수 가중치 벡터

는 L개의 안테나 피드 엘레멘트에 의해 수신된 L개의 신호 세트에 적용될 때 k번째 수신 파일럿 신호에서 동일 채널 간섭을 최소화하는 빔을 형성하는 복소 가중치 세트를 정의한다. 몇몇 실시예들에서, 빔 포머(12)는 최소 평균 자승 에러(Least Mean Squared Error, LMSE) 알고리듬을 사용하여 수신 파일럿 신호들에서 동일 채널 간섭을 최소화하는 복소 가중치 세트를 결정한다.

복소 가중치 행렬

은 간섭 감소기(16)에 안테나의 L개의 피드 엘레멘트들에서 수신된 신호 y_L과 함께 제공된다. 간섭 감소기(16)는 빔 포머(14)에 의해 제공된 복소 가중치 행렬

을 사용하여 감소된 간섭을 갖는 K개 신호들의 세트(각 K개의 송신기들당 한 세트) Y_K를 생성한다. 도 2a의 실시예에서, 빔 포머(14) 및 간섭 감소기(16)는 둘 다 간섭을 감소한다는 점에서 실질적으로 유사하다. 그러나, 빔 포머(14)는 적어도 하나의 파일럿 신호 및/또는 적어도 하나의 정보 신호를 처리하여 간섭을 감소하는 계수 세트를 생성한다는 점에서 자율적(autonomous)인 엘레멘트인 반면, 간섭 감소기는 계수들을 생성한다는 점에서 비자율적인 엘레멘트이다; 대신에 간섭 감소기(16)는 빔 포머(14)에서 공급되는 계수들을 사용하여 간섭을 감소한다. 그러나 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 간섭 감소기(16)는 또한 빔 포머(14)로부터 계수들을 수신하거나 빔 포머(14)로부터 수신한 계수들을 결합하는 대신에 하나 이상의 파일럿 신호들 및/또는 하나 이상의 정보 신호들을 처리함으로써 계수들을 생성하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 빔 포머(14)는 도 2b에 더 상세하게 도시되어 있다. 도시된 바에 따르면, 빔 포머(14)는 피드 엘레멘트 당 K개의 신호 추정기들의 어레이(20)를 포함한다. 빔 포머(14)는 L개의 수신 신호 y_L, K개의 파일럿 신호 확산 코드 p_K 및 딜레이 시간들 τ_k를 수신하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 빔 포머(14)는 파일럿 신호 확산 코드들을 포함하고, K개의 딜레이 시간들을 결정하도록 구성될 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, "추정기"는 역확산기(de-spreader) 및 적분기(integrator)를 포함할 수 있다. 역확산기는 확산 스펙 트럼 신호의 송신기에 의해 사용되었던 확산 코드와 그 확산 스펙트럼을 곱하여(상관하여) 그 확산 스펙트럼 신호를 역확산하는 기능을 수행하고, 적분기는 역확산된 확산 스펙트럼 신호의 파워를 시간 간격에 대해 적분하여 역확산된 신호의 에너지 값을 도출한다. 파일럿 신호 추정기 어레이(20)는 LxK의 파일럿 신호 추정 행렬을 생성한다. 즉, 파일럿 신호 추정기 어레이(20)는 L개의 안테나 피드 엘레멘트들 각각에 대해 K의 파일럿 신호 추정에 대한 벡터(K 개의 수신 파일럿 신호들의 각각에 대해 하나씩)를 생성한다. 공간 결합기(22)는 추정된 가중치

의 초기 세트를 사용하여 LxK 파일럿 신호 추정을 결합하고, k개의 파일럿 신호 추정 벡터

를 생성한다. 에러 검출기(24)는 파일럿 신호 추정을 파일럿 신호와 연계된 알려진 양과 비교하여 K개의 파일럿 신호 각각에 대해 하나씩 K개의 에러 신호에 대한 에러 벡터 e_K를 생성한다. 에러 벡터 e_K는 공간 결합기(22)로 피드백된다. 공간 결합기(22)는 에러 벡터 e_K를 사용하여 추정된 가중치

의 값을 적어도 에러 벡터 e_K의 값에 기반하여 새로운 값으로 조정한다. 몇몇 실시예들에서, 가중치들은 에러 벡터 e_K가 LMS 에러 면에서 최소화될 때까지 조정될 수 있다. 에러 벡터를 감소시키거나 최소화하도록 다른 알고리듬이 사용될 수 있다. 이 과정은 시스템이 에러 벡터 e_K의 측정값을 감소시키거나 최소화하는 가중치

의 해에 수렴할 때까지 반복될 수 있다. 원하는 기준을 만족하는 가중치 해는 빔 포머(14)에 의해 출력 행렬

로 제공된다. 가중치의 최적 또는 거의 최적 행렬을 만드는 과정은 확산 스펙트럼 파형의 칩 레벨에서 수행될 수 있음이 이해되어야 한다.즉, 확산 스펙트럼 신호를 역확산하고, 역확산된 확산 스펙트럼 파형의 파워를 적분하며, 역확산된 파형 및 그 에너지 측정값을 기반으로 하는 에러 양을 유도하는 대신, 수신된 확산 스펙트럼 파형의 칩 레벨을 기준 레벨(예를 들어, 수신된 확산 스펙트럼 파형의 이상적인 버젼의 칩 레벨)과 비교하여 칩 레벨 에러 양을 유도할 수 있다. 그러한 경우, 적어도 파일럿 신호 추정기들(20)의 적어도 일부 기능들은 적어도 부분적으로 제거될 수 있고, 공간 결합기(22) 및/또는 간섭 감소기(16)는 당업자에게 인지되는 바와 같이, (역확산되기 전의)칩 레벨 신호에 대해 동작하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 역확산기는 빔 포머 및/또는 간섭 감소기 다음에 제공될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 간섭 감소기(16)는 도 2c에 상세하게 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 간섭 감소기(16)는 피드 엘레멘트 당 K개의 트래픽 신호 상관기들(역확산기들)의 어레이(26)를 포함할 수 있다. 즉, 간섭 감소기(16)는 공간 결합기(28)에 제공되는 트래픽 신호 추정에 대한 LxK 행렬

을 생성하는 LxK 트래픽 신호 상관기들을 포함할 수 있다. 빔 포머(14)의 가중치 행렬

을 사용하여 공간 결합기(28)는 LxK 트래픽 신호 추정

의 선형 결합을 형성하여 간섭이 감소된 K개의 (역확산된) 수신 신호들(K개의 송신기들 각각에 대해 하나씩)의 세트 Y_K를 생성한다. 상술한 바와 같이, 당업자는 간섭 감소기(16)가 칩 레벨(역확산되기 전의) 신호에 대해 동작하도록 구성될 수 있음을 알 것이다. 그러한 실시예들에서, 역확산기는 간섭 감소기 다음에 구비될 수 있고, 트래픽 신호 상관기들(26)에 의해 수행되는 적어도 몇 가지 기능들은 필요하지 않다.

상술한 바와 같이, 비트 슬라이서(18)는 K개의 수신 신호들의 세트 Y_K로부터 비트 추정

을 생성하는데 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 슬라이서(18)는 그 출력이 K개의 송신기들 각각에 대한 시간 딜레이 τ_k를 기반으로 하는 시간에 샘플링되는 비교기로 구현될 수 있다.

간섭 감소 검출기(200)은 도 11에 상세하게 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 간섭 감소 검출기(200)는 검출기(200)로 L개의 신호를 공급하는 L개의 피드 엘레멘트들(1105)을 포함한다. L개의 신호들은, 예를 들어, 안테나(미도시)의 L개의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신될 수 있다. L개의 수신 신호들은 수신 신호들을 알려진 파일럿 신호 확산 코드 p_K와 상관하는 K개의 파일럿 신호 상관기들(1120)로 공급된다. 파일럿 신호 상관기들(1120)에 대한 타이밍 정보는 K개의 파일럿 탐색기(1112)에 의해 제공된다. 역상관된(de-correlated) 파일럿 신호들은 적분기(1125)에 의해 (예를 들어 정보 심볼의 Q 구간들과 같은) Q 구간에 대해 적분되고, 결합기(1122)에 의해 공간적으로 결합되어 K개의 수신 파일럿 신호 추정을 생 성한다. 파일럿 신호 추정은 에러 검출기(1124)에 의해 파일럿 신호들과 관련된 알려진 값들과 비교되어 K개의 파일럿 신호 에러 벡터 신호 e_K를 생성한다. 이 K개의 파일럿 신호 에러 벡터 신호 e_K는 공간 결합기(1122)로 피드백되어 가중치를 개선하는데 사용된다. L개의 피드 엘레멘트들(1105)은 공간 기반 콤포넌트에 위치하고 적어도 간섭 감소 검출기(200)의 적어도 일부 다른 엘레멘트들은 공간 기반 콤포넌트와 떨어져서 위치할 수 있다.

L개의 피드 엘레멘트들(1105)에 의해 제공되는 L개의 신호들(y_L)은 또한 알려진 트래픽 신호 확산 코드 s_K를 기반으로 하여 신호를 역확산하는 K개의 트래픽 신호 상관기들(1126)로 공급된다. 다음으로, 역확산된 정보 신호들은 공간 결합기들(1122)에 의해 생성된 가중치들을 사용하는 공간 결합기(1128)에 의해 결합되어 K개의 수신 정보 신호들 Y_K를 생성한다. K개의 수신 정보 신호들 각각은 슬라이서(1118)에 의해 처리되어 비트 추정(채널 비트 추정)을 생성한다.

본 발명의 다른 실시예들에 따른 동일 채널 간섭 감소 및 다중 액세스 간섭 감소을 수행하도록 구성된 간섭 감소 검출기(300)는 도 3a-3b에 도시되어 있다. 간섭 감소 검출기(200)의 몇몇 엘레멘트들은 도 1A에 도시된 간섭 감소 검출기(200)의 각 엘레멘트와 유사하다. 즉, 검출기(300)는 파일럿 탐색기(12) 및 빔 포머(14)를 포함한다. 검출기(200)에서 처럼, 파일럿 탐색기(12)는 K개의 송신기들 각각에 대해 딜레이 정보 τ_k를 생성하고, 그 딜레이 정보를 안테나의 L개의 피드 엘레멘트 들에서 수신된 L개의 입력 신호들의 벡터 y_L과 함께 빔 포머(14)로 제공한다. 빔 포머(14)는 또한 K개의 파일럿 신호 확산 코드 벡터를 수신 및/또는 저장하고, 복소 가중치 B

의 LxK 행렬

을 생성한다. 복소 가중치

는 적응적으로/반복적으로, 예를 들어, 상술한 LMSE와 같은 알고리듬에 따라 빔 포머(14)에 의해 개선된다.

복소 가중치 행렬

는 (간섭 감소기(16)과 유사할 수 있는) 안테나의 L개의 피드 엘레멘트들로부터 수신된 신호들인 Y_L과 함께 간섭 감소기(30)로 공급된다. 시스템(300)에서 간섭 감소기(30)는 K개의 신호들 각각에 대해 역확산 신호 Y_K및 K개의 사용자 신호 각각에 대해 칩 레벨 신호 r_K를 공급한다. 칩 레벨 신호는 채널 추정기(32)에 의해 사용되어 안테나 피드 엘레멘트들에서 수신된 K개의 사용자 신호들 각각에 대해 채널 추정

을 생성한다. 채널 추정

는 슬라이서(31)에 의해 생성된 K개의 비트 추정

및 K 개의 칩 레벨 신호 r_K와 함께 순차 ATC(Sequential ATC) 및 MAI 간섭 제거(SAMIC) 검출기(34)로 제공된다. 본 발명의 몇몇 실시예들에 따라, SAMIC 검출기(34)는 칩 레벨 신호 r_K의 MAI 제거 버젼을 생성한다. 다음으로, SAMIC 검출기(34)에 의해 생성된 칩 레벨 신호

는 확 산 코드 s_K를 사전에 알고있는 트래픽 신호 역확산기(36)에 의해 처리되어 K개의 MAI 감소 비트 추정 벡터

가 생성된다.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 간섭 감소기(30)는 도 3b에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 간섭 감소기(30)는 빔 포머(14)에 의해 생성된 복소 가중치 행렬

과 함께 수신 신호 벡터 y_L을 수신하도록 구성되는 공간 결합기(38)를 포함할 수 있다. 공간 결합기(38)은 복수 가중치

를 사용하여 입력 신호 벡터 Y_L의 선형 결합을 형성하여 K개의 수신 칩 레벨 신호들에 대한 벡터 r_K 를 생성한다. K개의 수신 칩 레벨 신호 벡터 r_K 는 간섭 감소기(30)의 제1출력으로 공급된다. 간섭 감소기(30)는 또한 수신 정보 신호 r_K를 역확산하여 K개의 수신 신호들에 대한 벡터 Y_K를 생성하도록 구성된 트래픽 신호 역확산기(40)를 포함할 수 있다. K개의 수신 신호들에 대한 벡터 Y_K는 간섭 감소기(30)의 제2출력으로 공급된다. 수신 신호들 Y_K는 슬라이서(31)(도 3a)에 의해 처리되어 K 비트 추정

을 제공한다.

간섭 감소 검출기(300)은 도 12에 상세하게 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 도 11에 도시된 간섭 감소 검출기에서처럼 간섭 감소 검출기(300)은 L개의 신호를 검출기(300)로 공급하는 L개의 피드 엘레멘트(1105)를 포함한다. L개의 신호 들은, 예를 들어, 안테나(미도시)의 L개의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된다. L개의 수신 신호들은 수신 신호들과 알려진 파일럿 신호 확산 코드 p_K와 상관하는 K개의 파일럿 신호 상관기들(역확산기들)(1120)로 공급된다. 파일럿 신호 상관기들(1120)을 위한 타이밍 정보는 K개의 파일럿 탐색기들(1112)로 공급된다, 역상관된 파일럿 신호등은 적분기들(1125)에 의해 Q구간에 대해 적분되고 결합기(1122)에 의해 공간적으로 결합되어 K개의 수신 파일럿 신호 추정을 생성한다. 파일럿 신호 추정은 에러 검출기들(1124)에 의해 알려진 파일럿 신호값들과 비교되어 K개의 파일럿 신호 에러 벡터 신호 e_K를 생성한다. K개의 파일럿 신호 에러 벡터 신호 e_K는 공간 결합기(1122)로 피드백되어 가중치를 개선하는데 사용된다.

L개의 피드 엘레멘트들(1105)에 의해 공급된 L개의 신호들(y_L)은 또한 공간 결합기들(1122)에 의해 생성된 가중치들을 사용하는 K개의 공간 결합기들(1238)로 공급되어 감소된 동일 채널 간섭을 갖는 K개의 수신 칩 레벨 신호 r_K를 생성한다. 다음으로, K개의 간섭 감소 칩 레벨 신호들은 K개의 트래픽 신호 상관기들(1240) 및 슬라이서들(1218)에 의해 처리되어 K개의 검출된 신호들에 대해 K개의 비트 정보

를 생성한다.

K개의 간섭 감소 칩 레벨 신호들 r_K는 또한 K개의 신호들 각각에 대해 K개의 채널 추정 α_K를 생성하는 채널 추정기들(1232)로 공급된다. 채널 추정 α_K,K는 칩 레벨 신호 r_K 및 슬라이서들(1218)에 의해 생성된 비트 추정

과 함께 채널 추정 α_K,K 및 비트 추정

을 사용하여 간섭 감소 칩 레벨 신호들 r_K에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하는 SAMIC 검출기들(1234)로 제공된다. 그에 따른 MAI 감소 수신 칩 레벨 신호

는 MAI가 감소된 비트 추정

을 생성하는 K개의 트래픽 신호 상관기/슬라이서들(1246)에 의해 처리된다.

본 발명의 몇몇 실시예들에서, 제2SAMIC 검출기는 간섭 감소을 더 개선하도록 채용된다. 본 발명의 다른 실시예들에 따른 동일 채널 간섭 감소 및 다중 액세스 간섭 감소를 수행하도록 구성된 간섭 감소 검출기(400A)는 도 4a에 도시되어 있다. 시스템(400A)는 시스템(300)으로부터의 엘레멘트들을 포함할 수 있다. 즉, 수신된 파일럿 신호들의 분석을 기반으로 하는 복소 가중치 행렬

을 생성하는 빔 포머(14), (슬라이서(31))를 통해 비트 추정

및 수신된 칩 레벨 신호들 r_K를 생성하도록 구성되는 간섭 감소기(30), 수신된 칩 레벨 신호 r_K로부터 채널 추정

을 생성하도록 구성된 제1채널 추정기(32) 및 비트 추정

, 채널 추정

및 수신된 칩 레벨 신호 r_K를 수신하고, 예비 간섭 감소 칩 레벨 신 호

를 생성하도록 구성되는 제1SAMIC 검출기(34)를 포함한다. 간섭 감소 비트 추정

은 제1트래픽 신호 역확산기(36)에 의해 생성된다.

제1SAMIC 검출기(34)에 더하여, 시스템(300A)은 제2채널 추정기(42), 제2SAMIC 검출기(44) 및 제2트래픽 신호 역확산기(46)를 더 포함한다. 제2채널 추정기(42)는 예비 MAI 감소 칩 레벨 신호들

를 수신하고, 제2채널 추정 행렬

을 생성한다. 제2채널 추정은 제1SAMIC 검출기(34)에 의해 생성된 예비 MAI 감소 신호들

을 기반으로 하여 생성되기 때문에, 전송 채널에 대한 더 정확한 추정이 가능하다. 시스템(400A)에서 제1트래픽 신호 역확산기(36)은 제2채널 추정기(42)에 의해 생성된 제2채널 추정

과 함께 제2SAMIC 검출기(44)로 공급되는 MAI 감소 예비 비트 추정

을 생성한다. 제2SAMIC 검출기(44)는 MAI 감소 예비 비트 추정

및 제2채널 추정

을 사용하여 제2MAI 감소 칩 레벨 신호

를 생성한다. 제2MAI 감소 칩 레벨 신호

는 제2트래픽 신호 역확산기(상관기/슬라이서)(46)에 의해 처리되어 최종 MAI 감소 비트 추정

을 제공한다. 몇몇 실시예들에서 제1 및 제2SAMIC 단계와 관련된 상술한 과정은 반복되어 추가 SAMIC 단계들을 제공함이 이해되어야 할 것이다.

본 발명의 다른 실시예들은 검출기(400B)를 도시한 도 4b에 도시되어 있다. 검출기(400B)에서, SAMIC 검출기를 사용한 다중 레벨 간섭 감소가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 검출기(400B)는 하나의 SAMIC 검출기(34)를 포함할 수 있다. 다중 레벨 SAMIC 검출은 SAMIC 검출기(34)에 의해 생성된 MAI 감소 수신 칩 레벨 신호

를 채널 추정기(32)로 피드백하고, 트래픽 신호 역확산기(36)에 의해 생성된 MAI 감소 비트 추정

을 SAMIC 검출기(34)로 피드백하여 이루어질 수 있다. MAI 감소 수신 칩 레벨 신호

는 1회 이상 채널 추정기(32)로 피드백될 수 있고, 트래픽 신호 역확산기(36)에 의해 생성된 비트 추정 신호

는 1회 이상 SAMIC 검출기(34)로 피드백될 수 있다. SAMIC 검출기(34)는 피드백 루프를 반복할 때마다 그에 따른 간섭 감소 칩 레벨 신호

를 생성한다.

본 발명의 몇몇 실시예들이 도 5-8에 도시되어 있다. 도 5의 실시예에 도시된 바와 같이, 단일 SAMIC 검출 과정에서 신호 어레이는 L개의 피드 엘레멘트들을 통해 수신된다(510단계). 수신된 신호에 대해 동일 채널 간섭 감소가 수행되어(520단계), K 송신기들로부터의 신호들을 검출한다. 마지막으로, SAMIC 검출이 K개의 간섭 감소 신호들에 대해 수행되어 수신 신호들에서 다중 액세스 간섭이 감소된다(530단계).

이중(dual) SAMIC 검출 과정은 도 6에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 신호 어레이는 L개의 피드 엘레멘트들을 통해 수신된다(610단계). 수신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소가 수행되어(620단계), K개의 송신기들로부터 신호들이 검출된다. 제1단계의 SAMIC 검출이 K개의 간섭 감소 신호들에 대해 수행되어 수신 신호들에서 다중 액세스 간섭이 감소된다(630단계). 다음으로, 간섭 감소 신호들을 제2단계 SAMIC 검출기의 입력으로 사용하여 제2단계의 SAMIC 검출이 수행된다(640단계). 따라서 제2단계 SAMIC 검출기는 제1단계의 SAMIC 검출기로부터 출력된 예비 비트 추정

및 제2채널 추정

을 사용하여 제2MAI 감소 칩 레벨 신호

를 생성한다. 그런 다음, 제2MAI 감소 칩 레벨 신호

는 처리되어 최종(추가 SAMIC 단계가 없다고 가정하면) MAI 감소 비트 추정

을 제공한다.

다중 SAMIC 검출 과정은 도 7에 흐름도로 도시되어 있다. 단일 및 이중 SAMIC 검출 과정에서와 같이, 신호 어레이는 L개의 피드 엘레멘트들을 통해 수신되고(710단계), 동일 채널 감소가 수신된 신호에 대한 수행되어(720단계) K개의 송신기들로부터의 신호들을 검출한다. SAMIC 검출은 MAI 감소 신호들에 대해 수행되어 간섭 감소 비트 추정을 제공한다(730단계). 비트 에러율(BER)이 계산되고 임계치와 비교된다(740단계). 계산된 비트 에러율을 받아들일 수 있다면, 계산된 비트 추정을 사용한다. 그렇지 않으면, 간섭 감소 비트 추정을 입력으로 사용하여 이어지는 SAMIC 검출 과정들을 수행한다. 이 과정은 소정의 종료 기준(exit criterion)이 만족될 때까지 반복된다. 예를 들어, 이 과정은 받아들일 만한 BER이 얻어질 때까지, 최대 반복 회수가 발생할 때까지, BER이 수렴할 때까지 또는 어떤 다른 기준이 만족될 때까지 반복될 수 있다.

단일 SAMIC 검출 과정은 도 8에 더 상세하게 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 신호 어레이는 안테나 시스템의 L개의 피드 엘레멘트들을 통해 수신된다(810단계). K명의 사용자들 각각에 대한 타이밍 정보는 파일럿 탐색기에 의해 결정된다(820단계). K명의 사용자들 각각에 대한 파일럿 확산 코드 및 신호 확산 코드들이 획딕된다(830단계). 몇몇 경우들에서, 파일럿 확산 코드 및/또는 신호 확산 코드들은 미리 알려질 수 있고, 동적으로 획득될 필요는 없다. 더욱이, 파일럿 확산 코드 및/또는 신호 확산 코드들은 간섭 감소기, 수신기 및/또는 원격 데이터베이스에 저장될 수 있다. 따라서 확산 코드들의 획득은 지역 및/또는 원격 데이터베이스로부터 확산 코드들을 검색하는 과정을 포함한다.

파일럿 신호 확산 코드가 알려지면, 파일럿 신호 추정이 획득된다(840단계). 특히, (K개의 송신기들의 각각에 대해 하나씩) K개의 파일럿 신호 추정이 L개의 안테나 피드 엘레멘트들 각각에 대해 얻어진다. 몇몇 경우에서, 파일럿 신호 추정은 파일럿 신호들의 신호대 잡음비를 증가시키기 위해 Q 구간동안 평균된다. 파일럿 신호 추정은 공간적으로 결합되어 K개의 송신기들 각각에 대해 하나의 파일럿 신호 추정을 제공한다. 파일럿 신호 추정을 기반으로 하여, 최적 가중치

가 결정된다(850단계). 몇몇 경우에서, 가중치

는 파일럿 신호 추정의 LMS 에러를 제공하도록 선택된다. 계산된 가중치들은 L개의 수신 신호들에 적용되어 K개의 복소 수신 칩 레벨 신호 r_K를 얻는다(860단계). K개의 복소 수신 칩 레벨 신호 r_K는 알려진 신호 확산 코드를 이용하여 역확산된다(870단계).

수신 칩 레벨 신호 r_K가 검출되면, 비트 추정이 얻어진다(880단계). 채널 추정

는 또한 수신 칩 레벨 신호 r_K로부터 얻을 수 있다(890단계). 다음으로, MAI 간섭 감소는 수신 칩 레벨 신호 r_K, 간섭 감소 비트 추정

및 채널 추정

를 기반으로 하여 SAMIC 검출기를 사용하여 수행될 수 있다(900단계). 그 결과인 MAI 감소 칩 레벨 신호들

는 제2비트 추정

를 얻는 데 사용될 수 있다(910단계).

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 방법 및 시스템을 더 상세하게 설명하기로 한다. 다음의 설명은 다음과 같이 구성된다. 제1절에서는 관심이 있는 시스템 모델 및 문제점이 설명된다. 제2절에서는 파일럿 기반의 최소 평균 자승 에러(MMSE) 간섭 제거를 채용하는 단일 사용자 검출기가 설명된다. 제3절에서는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 SAMIC 다중 사용자 검출기가 제시된다. 제4절에서는 대표적인 위성 시스템 설계 및 CONUS에서의 ATN 수신범위를 사용하여 간섭 제거 알고리듬의 성능을 설명하는 모의실험(simulation) 결과가 제공된다.

1. 시스템 모델

여기서 논의되는 위성 시스템 모델에서, 위성 포워드 링크는 고정된 스폿 빔을 형성하도록 가정된다. 고정된 포워드 링크 스폿 빔들 각각은 지상 셀과 비슷하지만 지리적으로는 훨씬 더 크다. 3개의 셀 주파수 재사용 클러스터(cluster)의 크기는 도 9에 도시된 바와 같이 가정된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 다수의 ATC 탑(tower)들이 스폿 빔 내에 존재할 수 있다. ATC 및 무선 단말기들은 가용 위성 대역 주파수들의 지상 및 위성 재사용 사이의 분리를 증가시키거나 최대화하기 위해서 이웃 스폿 빔들의 주파수들을 사용할 수 있다. 도 9는 또한 내부에서 위성 셀들의 주파수들이 그 안에 포함된 ATC에 의해 사용될 수 없도록 한 "제외" 지역(점선으로 표시된 원들)을 보인다. 도 9는 또한 리턴 링크 안테나 피드 엘레멘트들에 대해 일반적으로 큰 지리적인 수신범위를 도시하고 있다. 그러한 리턴 링크 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 위성 게이트웨이로 제공되는 신호들은 빔 포밍, 간섭 제거, 채널 추정 및 다중 사용자 검출을 포함하여 적응적인 (리턴 링크) 신호 처리를 수행하는데 사용될 수 있다.

위성 통신 채널은 라이시안 플랫 페이딩(Rician flat fading)인 것으로 가정되지만, 다른 채널 모델도 가정될 수 있다. k번째 리턴 링크 위성 사용자에 대해, L개의 피드 엘레멘트들에서의 벡터 채널 임펄스 응답(impulse response)은 다음 식 과 같이 나타낼 수 있다.

여기서,

는 다음 식

이고, 고도각

및 방위각

에 위치한 k번째 사용자에 대한 위성 리턴 링크 안테나 피드 엘레멘트 복소 응답 벡터이다. 피드 엘레멘트에 대한 일반적인 3차원 복소 이득이 도 10에 도시되어 있다. 그 값은 다음 식

과 같이 표현되고, k번째 사용자에 대한 리턴 링크 경로 이득을 나타낸다. 수학식 3에서 f_k는 도플러 쉬프트(Doppler shift)이고,

는 고정된 위상 쉬프트이며,

는 k번째 사용자의 타임 딜레이이다.

벡터 채널 임펄스 응답의 모델을 이용하여, 전체 K명의 사용자를 갖는 일반적인 다중 사용자 시스템에 대해 L개의 피드 엘레멘트 출력의 데이터 벡터는 다음 식과 같이 표현될 수 있다.

여기서, b_k(t) 및 s_k(t)는 M개의 칩/비트에서 각각 k번째 사용자의 정보 비트 및 확산 시퀀스를 나타내고, p_k(t)는 k번째 사용자의 파일럿 칩 시퀀스를 나타내다. g_s 및 g_p는 트래픽 데이터 신호 및 파일럿 신호의 진폭을 각각 나타낸다(K명의 사용자 모두에 대해 동일). v_n(t)는 복소 가우시안(Gaussian) 잡음으로 모델링되는 n번째 ATC 서비스 지역의 집합적인 간섭 신호를 나타내고, g_n은 진폭을 나타낸다. 마지막으로,

는 부가적인 복소 가우시안 잡음 벡터를 나타낸다.

i번째 안테나 피드 엘레멘트에 대해, 수신 신호와 칩 파형을 각 칩 간격에 대해 상관함으로써 수신 신호에 대해 정합 필터링이 수행되면, l번째 엘레멘트에서 수신 신호는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서,

및

는

및

에 해당하는 칩 정합 필터의 M벡터들이다. 신호 및 파일럿에 대한 확산 코드는 단위 에너지를 갖도록 정규화되는 것이 가정되고:

, 주어진 사용자 (즉,

)에 대해 직교하는 것이 가정된다.

은 n번째 ATC 간섭에 대응하는 복소 M벡터 가우시안 잡음이고,

은 l번째 안테나 피드 엘레멘트에서 가우시안 잡음에 해당하는 복소 M벡터이다.

수학식 5는 새로운 행렬 표기법을 사용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서,

≡ 데이터 확산 코드 행렬

≡ l번째 피드 엘레멘트/채널 행렬

≡ 데이터 비트들의 K 벡터

≡ 파일럿 확산 코드 행렬

≡ 사용자의 u 벡터

≡ ATC 간섭 행렬

≡ N개의 ATC들에 대한 l번째 피드 엘레멘트 행렬

을 나타낸다.

잡음 벡터

는 다음 식과 같이 그 분포를 실수 및 허수 성분으로 나타낼 수 있는 영 평균(zero-mean) 복소 가우시안 벡터이다.

행렬 및 벡터들의 실수 및 허수 성분들은

로 정의되고, "*"는 결레 복소수를 의미한다.

ATC 간섭 벡터

(n번째 ATC에 대해서, n=1,2, …, N)은 영평균 복소 가우시안 벡터로 모델링된다. N개의 모든 ATC 각각은 동일한 파워(분산= λ²)를 갖고, ATC 간섭 벡터의 분포는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

여기에서 고려할 문제는

로부터 b_k(k=1, 2, …, K)를 추정하는 것이다.

2. 파일럿 기반의 MMSE 간섭 제거

이 절에서는, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따라 cdma 2000 위성 리턴 링크에서, 예를 들어, 최소 평균 자승 에러(MMSE) 기준과 같은 에러 감소 기준에 의해 결합 가중치들에 대한 추정을 어떻게 얻을 것인가를 설명한다. MMSE 기준은 ATC 가섭을 갖는 수신 신호에 적용되기 때문에, 그에 따른 해는 최소 평균 자승 에러 면에서 ATC 간섭 제거에 최적이 될 것이다.

2.1 파일럿 공간 채널 MMSE 추정기

를 그 입력 (y_L)이 피드 엘레멘트 l에서 수신된 기저대역 신호인 사용자의 딜레이된 파일럿 신호

에 정합되는 K개의 필터들에서 출력된 K 복소 벡터라 하자. 이 사용자들 각각에 대한 타이밍 추정은 파일럿 탐색기를 통해 얻어진다고 가정하자, l번째 엘레멘트에 대해, K개의 정합 필터들로부터 출력된 K복소 벡터는 수신 파일럿 신호들의 역확산된 버젼이며, 다음 식과 같이 주어진다.

여기서

는 복소 컨쥬게이트 트랜스포즈(transpose)이고,

≡1이 주 대각선(main diagonal)에 위치한 파일럿 상관 행렬

≡ 0이 주 대각선에 위치한 파일럿/신호 상호 상관 행렬

≡ 파일럿/ATC 상호상관 행렬이다.

수학식 9로부터 정규화된 역확산 파일럿 채널 출력 벡터는 다음과 같이 생성될 수 있다.

피드 엘레멘트 및 채널 응답은 Q 심볼들의 구간동안 변하지 않고, 파일럿 추정은 Q개의 연속되는 인스턴스들

을 평균함으로써 개선될 수 있다. 모의실험에서, 긴 코드를 사용한 평균 추정에 대한 근사는 다음 식과 같이 이루어질 수 있 다.

여기서, 복소 가우시안 잡음 항은

과 같은 분포를 가질 수 있다.

수학식 11로부터 파일럿 신호 추정을 Q개의 심볼들로 이루어진 윈도우를 이용하여 평균하는 것은 MAI, ATC 간섭 및 Q 팩터에 의한 잡음의 분산을 감소시킨다. 다른 관심 대상은 짧은 코드가 사용된 경우, 파일럿 간섭 항

에 대해

팩터가 없을 것이라는 것이다. 왜냐하면, 그 값들은 윈도우에서는 상수로 남아있기 때문이다. 그러므로, 파일럿 추정은 긴 코드 경우에 해당하는 것이다. 그러나 이러한 잠재적인 불이익은 알려진 파일럿 시퀀스에

팩터를 도입함으로써 제거될 수 있다.

파일럿 신호 추정이 ATC 간섭 및 MAI를 포함하기 때문에, 다음 논의 대상은 다중 피드 엘레멘트 및 알려진 파일럿 신호들의 장점(MAI를 제거하는 것은 추후에 논의하기로 한다)을 취하여 ATC 간섭을 약화시키는 것이다. L개의 피드 엘레멘트들 에서 k번째 사용자의 파일럿 벡터에 대한 추정이 다음 식과 같이 정의된다면, 파일럿 기반 MMSE 간섭 제거 기준이 유도될 수 있다.

여기서,

는 수학식 10에 정의되어 있다.

MMSE 기준은 빔 포머의 출력과 원하는 사용자의 응답 사이의 차를 최소화하도록 한다. 더 상세하게, k번째 사용자에 대해, 가중치는 다음 식과 같이 주어진다.

여기서, 는 어레이 출력이고, d_k는 원하는 응답,

이며,

는 k번째 사용자에 대한 공간 공분산 행렬이다.

는 입력 데이터 및 원하는 d_k의 상호 상관 벡터이다. MSE를 최소화하는 최적의 해는 다음 식과 같이 주어진다.

MMSE 간섭 제거기는, 예를 들어, 계산적으로 효율적인 최소 평균 자승(Least Mean Square, LSE) 적응 알고리듬으로 구현될 수 있다. 에러 표면(error surface)의 경사 벡터(gradient vector)는 다음 식과 같이 주어진다.

최대 경사 방향(steepest descent gradient direction)에서 가중치 벡터는 다음 식으로 주어지는 LMS 적응 알고리듬을 도출한다.

여기서,

는 에러 신호이고, μ는

로 선택되는 스텝 사이즈 계수(step size coefficient)이다. 수렴율(convergence rate)은

의 고유치 확산(eigen value spread)에 의해 조절된다.

가중치

를 k번째 사용자의 파일럿 벡터

에 적용함으로써 ATC 간섭 제거를 위한 적응적인 빔 포밍 후에 다음 식과 같은 파일럿 심볼 추정을 얻을 수 있다.

2.2 단일 사용자 트래픽 신호 검출기

그 결과에 따른 k번째 사용자의 가중치 벡터

는 파일럿 채널을 기반으로 하여 ATC 동일 채널 간섭과 열 잡음을 감소시키는 공간 MMSE 해를 나타낸다. 파일럿 신호 및 트래픽 데이터 신호가 동일한 피드 엘레멘트 및 전파 채널을 통해 수신되므로, 추정된 가중치

는 트래픽 데이터 채널에 적용되어 간섭 제거를 수행할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 간섭 감소기는 간섭 제거를 위한 공간 결합기(1128)에 앞서 위치하는 피드 엘레멘트 당 K개의 상관기들(1126)(각 사용자에 게 하나씩)을 일반화한 것이다.

K개의 상관기들은 확산 코드들

에 정합된다. 피드 엘레멘트 l에서, 그에 따른 K개의 벡터 출력은 다음 식과 같이 주어진다.

여기서,

≡1이 주 대각선에 위치한 트래픽 신호 상관 행렬

≡0이 주 대각선에 위치한 트래픽 신호 및 파일럿 상호 상관 행렬

≡트래픽 신호 및 ATC 상호 상관 행렬

피드 엘레멘트 l에서 k번째 사용자에 대한 상관기 출력은

만큼 가중된다. 간섭 제거 가중 행렬을 다음 식

여기서,

은 벡터의 l번째 엘레멘트를 나타낸다.

과 같이 정의함으로써, 모든 K명의 사용자들에 대해 가중되고 결합된 출력은 다음 식과 같이 유도될 수 있다.

표현을 간단하게 하기 위해, 다음 식과 같은 정의를 사용한다.

이에 따라, 수학식 22는 다음 식과 같이 표현된다.

또한 k번째 사용자에 대한 단일 사용자 데이터 심볼 추정은 다음 식과 같은 k번째 콤포넌트에 대한 대수 부호로 나타낼 수 있다.

임을 주지하면, k번째 사용자에 대한 비트 에러율(BER)은 다음 식과 같이 주어진다.

알 수 있는 바와 같이, BER은 다른 사용자 비트들, ATC 간섭의 개수 및 레벨, 피드 엘레멘트/채널 계수 및 간섭 제거 가중치 추정에 종속된다.

상술한 바와 같이 유도된 단일 사용자 검출기는 단일 사용자 검출기의 ATC 간섭 제거 버젼이다. 하나 이상의 사용자들(K>1)을 포함하는 경우, 단일 사용자 검출기는 일반적으로 다른 사용자들에 의한 다중 액세스 간섭을 겪게 된다. 수학적으로, 이러한 MAI는 상호 상관 행렬

의 주 대각선을 벗어난 논제로(non-zero) 성분에 의해 발생한다. 이하에서 설명될 본 발명의 다른 실시예들은 MAI를 제거하기 위해 ATC 유도 동일 채널 간섭의 제거 후 파일럿 채널로부터 사용할 수 있게 된 포밍된 빔(formed beam)/채널 추정의 장점을 취함으로써 다중 사용자 검출 알고리듬을 제공한다.

3. ATC 간섭 제거와 결합한 다중 사용자 검출

ATC 유도 간섭은 적응적인 간섭 감소 검출기에 의해 효과적으로 처리될 수 있는 인터 빔(inter-beam), 동일 채널 간섭을 포함한다. ATC 간섭과는 달리, 다중 액세스 간섭(MAI)은 공간만을 처리하는 기술에 의해서는 효과적으로 제거될 수 없는 인트라 빔 간섭을 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예들은 ATC 간섭 감소 후에 MAI의 효율적인 제거를 위한 알고리듬을 제공한다. ATC 간섭 제거 및 단일 사용자 검출을 수행하기 위해, 타이밍 정보 및 포밍된 빔/채널 추정이 얻어진다. 따라서, MAI를 재구성하고 빔 포밍 후의 신호로부터 재구성된 MAI를 감산하는 것이 가능하 다.

k번째 사용자에 대해, 빔 포밍 후, 포밍된 빔/채널 추정

이 사용가능할 것으로 가정하고, k번째 사용자에 대해 병렬 간섭 제거를 고려한다면, 모든 간섭자(interferer)들

에 의한 MAI는 해당 포밍된 빔/채널 추정

및 비트 추정

을 사용하여 재구성될 수 있다. 재구성된 MAI는 빔 포밍된 신호 r_k로부터 감산될 수 있다. 칩 레벨의 빔 포밍된 신호는 수학식 18의 가중치

를 수학식 6의

에 다음 식과 같이 적용함으로써 얻을 수 있다.

여기서,

k번째 사용자에 대한 이 빔 포밍된 신호는 단지 ATC가 제거된 신호이지만, 여전히 다른 K-1개의 동일 빔/동일 주파수 사용자들로부터 받은 MAI를 가지고 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, k번째 사용자에 대한 간섭 제거기는 수학식 30에서처럼 가중치

를 사용하는 공간 결합기(1238)이고, 뒤이어 수신 신호 r_K를 확산 코드 s_K와 상관하는 상관기(1240)가 위치한다. 간섭 제거 비트 추정은 다음 식과 같이 얻을 수 있다.

여기서,

는 다음 식과 같다.

3.1 포밍된 빔/채널 추정

MAI를 약화시키기 위해, 먼저 파일럿 신호를 이용하여 각 사용자에 대해 포밍된 빔/채널을 추정하는 것이 바람직하다. 빔 포밍된 신호 r_k는 사용자의 딜레이된 파일럿 신호들

과 정합되는 K개의 필터들에 다음 식과 같이 적용될 수 있다.

K벡터

가 k번째 사용자에 대한 포밍된 빔/채널 추정으로 정의된다면,

는 파일럿 진폭으로 다음 식과 같이

를 정규화하여 얻을 수 있다.

포밍된 빔/채널 추정은 Q개의 파일럿 심볼들의 구간동안 적분함으로써 잡음 뿐만 아니라 레지듀얼(residual) ATC 간섭 및 MAI를 다음 식과 같이 저역통과 필터링하여 개선될 수 있다.

확산 칩 벡터

뿐만 아니라 k번째 사용자의 대한 포밍된 빔/채널 추정

및 비트 추정

을 이용하여, MAI 항은 간섭 제거를 위해 재구성될 수 있다.

3.2 순차적인 ATC 및 MAI 간섭 제거(SAMIC) 검출기

본 발명의 실시예들에 따라, 다중 액세스 신호들의 세트에 대한 간섭을 감소시키도록 구성될 수 있는 순차적인 ATC 및 MAI 간섭 제거(SAMIC) 검출기는 적어도 부분적으로 다중 액세스 신호들 세트에 독립적인 ATC 유도 동일 채널(및/또는 비동일 채널) 간섭 및/또는 다른 (비 ATC 유도) 간섭을 감소한 다음에 MAIC 제거가 수행되는 것으로 구현하는 것이 더 효과적이라는 것에 기반한다. 간섭 감소 신호 r_k에 대한 k번째 다중 액세스 사용자와 연계된 최종 정보를 검출하는 것에 의지하는 대신, SAMIC 검출기는 다음 식에서 설명되는 바와 같이 간섭 감소 신호로부터 추정된 MAI를 감산함으로써 얻어지는 간섭 감소 신호에 대한 추가 간섭 감소를 기반으로 하여 k번째 다중 액세스 사용자와 연계된 최종 정보를 검출한다.

여기서, 채널 추정

는 간섭 감소 다음으로 파일럿 신호로부터 수학식 38에서와 같이 (예를 들어, 도 12에서 1238단계 다음으로 1232 단계에서) 얻을 수 있고, 비트 추정은 간섭 감소 다음으로 수학식 34에서와 같이 (예를 들어, 도 12에서 1238단계 다음으로 1218 단계에서) 얻을 수 있다. 수학식 39에

,

및

를 적용하여

를 얻을 수 있다. 따라서 k번째 사용자에 대한 최우 검출 신호(maximum liklihood detected signal)는 다음과 같이 얻을 수 있다.

여기서,

SAMIC 검출기에 의해 제공된 슬라이서 입력은 다음 식과 같이 주어진다.

간섭이 제거된 심볼/비트에 대한 최종 결정은 다음 식과 같이 슬라이서의 출력이 된다.

잡음 항이 통계적인 분포

를 갖는다고 가정하면, k번째 사용자에 대한 최종 BER은 다음 식과 같이 주어진다.

4. 모의 실험의 예

본 절에서, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 단일 사용자 검출에 대한 ATC 간섭 제거기의 성능 및 다중 사용자 검출에 대한 SAMIC 검출기의 성능을 보이는 모의실험 예들이 제시된다. 위성 안테나 피드 엘레멘트들로부터의 신호 입력을 갖는 리턴 링크 적응 빔 포밍이 고려된다. 모의 실험은 위성 제작자 및 CONUS에 대한 대표적인 ATC 수신범위에서 공급되는 피드 엘레멘트 이득/위상 데이터를 사용한다. 포워드 링크에서 위성 스폿 빔들은 위성 제작자에 의해 공급된 것과 같이 고정된 빔 포밍을 기반으로 한다. 포워드 링크 고정 스폿 빔은 여기에서는 주파수 재사용의 개념을 설명하고 동일 주파수 ATC가 금지된 제외 지역을 결정하는데만 사용된다. 도 13은 포워드 링크 스폿 빔 컨투어 및 ATC들의 위치를 도시한 것이고, 도 14는 리턴 링크 피드 엘레멘트 컨투어 및 CONUS에 대한 ATC들의 위치를 도시한 것이다.

4.1 가정 및 파라미터들

여기서 설명되는 모의실험 결과는 8.6 ksps의 속도의 라디오 구성(Radio Configuration) 3&4를 갖는 cdma 2000 1XRTT 표준을 기반으로 한다. 1XRTT cdma2000은 1.25MHz의 채널 대역폭으로 1.2288 Mcps의 칩 속도에서 동작한다. 트래픽 채널의 확산 이득은 15이다(M=16 칩비트). 특히 cdma2000에서 파일럿 채널 및 트래픽 신호 채널에 대한 칩 시퀀스 벡터는

를 만족하고, 여기서,

는 16칩 왈시 커버(Walsh cover)이며,

는 두 개의 동일한 차원의 벡터 또는 행렬의 엘레멘트 단위의 곱(element by element product)을 나타낸다. 다른 가정 및 파라미터들을 다음을 포함한다:

1) 모든 ATC 간섭 소스들은 CONUS의 ATC 수신범위를 따른 장소들에 위치한 다.

2) 각 ATC 소스는 가우시안 잡음의 독립적인 포인트 소스로 모델링된다.

3) 각 ATC는 동일한 파워를 송신한다. 모든 ATC들에 의해 송신되는 전체 파워는 "위성으로 향하여 출발하는 전체 ATC 파워"로 참조된다.

4) 포워드 링크를 위한 175개의 고정 스폿 빔들 전체는 도 13에 도시된 바와 같이 미국 대륙을 커버한다.

5) 주파수 재사용 클러스터 크기는 3으로 고려된다. 동일 주파수 빔들은 도 13에 도시되어 있다.

6) 빔에 대한 동일 주파수 ATC 제외 지역은 반경이 0.3(각 빔은 0.2의 반경을 갖는다)인 지역으로 정의된다. 제외 지역 내에 있는 모든 ATC들은 해당 제외 지역 내에서 위성 빔의 주파수들을 재사용하도록 허가되지 않는다.

7) 리턴 링크 적응 빔 포밍은 도 14에 도시된 바와 같이 88개의 피드 엘레멘트들 중에서 선택된 다중 입력들을 사용한다.

8) 수신기들(또는 입력들)의 수는 각 경우에서 최상의 ATC들을 선택하는 피드 엘레멘트들을 사용하여 7에서 35까지 변한다.

9) 제1수신기에 대한 최대 신호대 잡음비(Eb/No)는 8.4dB이다.

10) 모든 모의실험들은 각 포인트에 대해 수렴한 후 200 프레임(20ms/프레임)을 실행하며, 이는 4초 길이의 데이터와 동일하다.

트래픽 채널 진폭 g_s 및 파일럿 채널 진폭 g_p는 cdma2000 표준에 따라 설정 된다. 트래픽 채널 및 파일럿 채널만이 송신되는 경우 P_traffic은 다음과 같이 주어진다.

트래픽 채널의 진폭 g_s가 1.0으로 설정되면, 파일럿 채널 진폭 g_p는 수학식 50으로부터 0.65로 설정되어야 한다. 포함된 모든 피드 엘레멘트 이득은 원하는 사용자를 위해 최상을 선택하는 피드 엘레멘트의 최대 이득으로 정규화된다.

ATC 간섭 파워는 간섭 이득 g_n 및 분산 λ²에 의해 결정된다. 각 ATC는 동일한 파워를 갖기 때문에, g_n=1(n=1,…,N)로 설정하는 것이 가능하다. λ²과 SIR(즉, 위성을 향해 전파되는 트래픽 신호대 ATC 간섭 파워의 비)는 다음 식과 같이 주어진다.

열 잡음 분산 σ²은

로 결정된다. 처리 이득이 M(M=16)이면,

의 비는 다음 식과 같이 주어진다.

상술한 가정에 의해, 예시된 경우의 모의실험 결과가 나타날 수 있다.

4.2 단일 사용자 간섭 제거 검출기

본 절에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 단일 사용자 간섭 제거 검출기를 기반으로 하는 모의실험 결과들이 제시된다. 50개의 시에서 ATC가 단일 포인트 소스로 모델링된 경우를 분석한 것이다. 성능 지수는 BER 및

대 SIR 및 적응적인 빔 포밍에 사용되는 피드 엘레멘트들의 수에 맞춰져 있다. 4.1절의 가정 및 파라미터들에 더하여 모의실험 결과는 K=1, μ=0.0001 및 Q=1(즉, 파일럿 심볼에 대한 16칩 적분만을 사용한 경우)를 기반으로 한다. 다른 μ 및/또는 Q를 사용하면 약간 좋거나 나쁜 성능을 나타낼 수도 있지만, 스텝 사이즈 μ는 다른 값이 명시되지 않으면 μ=0.0001로 설정된다.

A 경우-포인트 ATC

원하는 모바일 사용자 단말기(MT)가 피드 엘레멘트 #21[2.1, 0.05](즉, θ=2.1°, φ=0.05°)의 수신범위의 중앙에 위치한다고 가정하면, 제외 지역 제거 후에 전체 16개의 ATC들이 동일 채널 ATC로 포함된다. 간섭 제거기의 입력으로 사용 되었던 피드 엘레멘트들은 다음과 같다:

a) 7개 피드: 피드 #21, 20, 13, 14, 22, 28, 27

b) 17개 피드: a)의 7개 피드에 더하여, 피드 #33, 34, 35, 29, 23, 26, 19, 12, 15, 9

c) 23개 피드: b)의 17개 피드에 더하여, 피드#46, 47, 82, 70, 78

도 15는 수신기들(또는 피드 엘레멘트들)의 수가 BER 성능에 미치는 충격을 도시한 것이다. 성능은 사용되는 리턴 링크 안테나 피드 엘레멘트들(수신기들)의 수가 증가함에 따라 개선된다. 그러나 23개의 수신기들의 경우 17개의 수신기들의 경우보다 아주 약간 좋은 성능을 보일 뿐이다. 이는 17개의 수신기들이 16개의 ATC들로부터의 동일 채널 간섭을 약화시키는 데 충분한 자유도(degree of freedom)를 제공하기 때문이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 17개의 수신기들의 경우 신호대 간섭비(SIR)가 -17dB보다 크면 에러가 검출되지 않고, 간섭 감소기는 간섭이 높은 지역에서도 잘 동작한다.

최상의 성능을 보이기 위해, 17개의 수신기들을 갖는 경우의 BER이 도 16에 도시되어 있다. 저 간섭 지역에서 성능 개선을 위해 스텝 사이즈 μ는 0.0002로 설정된다. 그에 대응하여 SIR에 대한

의 도표는 도 17에 도시되어 있다. 표 1은 해당

의 값을 나타낸다.

Rxs	SIR (dB)	-47	-42	-37	-32	-27	-22	-17	-12	-7
1		1.9829e+006	1.068e+005	19426	5902.8	1878.2	594.65	185.35	59.727	17.437
17		203.94	73.211	34.186	17.25	6.8503	-2.7462	-19.997	-80.043	-80.043

는 SIR이 -22dB보다 작을 때까지 음수임을 주목해야 한다. 이는 처리되는 복수의 안테나 피드 엘레멘트들로부터 원하는 신호를 모은 결과로 나타난다.

리턴 링크 적응 빔 포밍은 최적의 빔(즉, 안테나 패턴)을 생성하여 가능한 한 많은 ATC 간섭기들을 무효화함으로써 수행할 수 있다. 17개의 피드 엘레멘트의 경우, 적응적인 빔 포머는 표 2에 나타낸 가중치 세트로 수렴한다. 하나의 복소 가중치는 각 피드 엘레멘트에 대해 생성된다. 이 가중치들은 충분한 자유도가 있는 한 각 ATC 간섭기에 대해 0을 생성하는 빔을 형성한다. 도 18 및 19는 빔 포밍 (즉, 하나의 피드 엘레멘트-피드 #21을 사용) 이전의 ATC 분포뿐만 아니라 빔 패턴 및 컨투어를 보인다. 적응적인 빔 포밍을 사용하여 포밍된 빔 패턴 및 컨투어는 도 20 및 21에 각각 도시되어 있다. 컨투어 도면에서, 각 컨투어 링(contour ring)은 바로 다음 안쪽 컨투어보다 10dB의 감소를 보인다. 간섭 제거 효과는 명백하게 빔 포밍 이전 및 이후의 도면들을 비교함으로써 설명될 수 있다. 공간 기반 콤포넌트의 수신 안테나에서 적어도 하나의 수신 안테나 피드 엘레멘트는 두 개의 다른 안테나 피드 엘레멘트의 편광 방향에 해당하는 두 신호를 공급하도록 구성될 수 있다. 빔 포머 및/또는 간섭 제거기는 당업자에게 알려진 바와 같이, 두 신호의 장점을 취득하여 편광 다이버시티(polarization diversity) 처리를 하도록 구성될 수 있다. 여기에서 제시된 모의실험 결과들은 편광 다이버시티 처리를 포함하지 않는다.

피드 엘레멘트 #	가중치
	실수 부분	허수 부분
21	-0.4854	0.025192
20	0.062945	-0.41016
13	0.26479	0.11987
14	-0.057827	0.089882
22	0.56276	-0.12025
28	0.064258	-0.17147
27	-0.15822	-0.10951
33	0.025661	0.074413
34	-0.0038039	0.041193
35	-0.035036	-0.072591
29	-0.014305	-0.02951
23	-0.22125	0.31089
26	0.21934	0.019156
19	0.078774	0.35891
12	0.060931	0.063156
15	-0.021302	-0.054671
9	0.072839	-0.17757

B 경우- 확산 ATC

이 경우, 간섭 제거가의 성능은 이전 경우의 각 포인트 소스 ATC를 9개의 ATC 클러스터로 확산하여 연구되었다. 각 확산 ATC 클러스터는 0.05°x 0.05°(약 25 마일 x 25마일)의 지리적인 지역에 일정하게 분포된다.

확산 ATC 경우에 대한 결과는 23개의 피드 엘레멘트들을 사용한 포인트 소스 ATC 경우에 대한 결과와 비교되어 도 22에 도시되어 있다. 확산 ATC는 SIR이 -22dB보다 크면 성능에 많은 충격을 주지않음을 알 수 있다. 그러나 간섭이 그보다 강해지면, ATC 확산 효과는 명백해진다. 해당 대 SIR은 표 3에 나타나 있다.

Rxs	SIR(dB)	-37	-32	-27	-22	-17	-12	-7
1		19426	5902.8	1878.2	594.65	185.35	59.727	17.437
23 (포인트 ATC)		30.557	20.319	16.035	4.5041	-21.782	-80.043	-80.043
23 (확산 ATC)		224.06	77.623	29.784	5.8623	-17.988	-80.043	-80.043

상술한 결과는 μ=0.0001을 사용하여 얻어졌음을 주지해야 한다.

값은 SIR이 확산 ATC 경우에 대해 근사적으로 -22dB일 때 약 6%에 도달한다. μ가 0.0002로 두 배가 되면, 그 결과는 표 2에 보인 경우처럼 개선된다.

C 경우- MT 위치 이동

여기에서는, 모바일 단말기의 위치가 A 경우에서 최대 피드 엘레멘트 이득 위치[2,1, 0.05]로부터 [2.2, 0.15]로 이동되었다. MT가 여전히 동일한 파워를 송신한다고 가정하면, MT가 피드 #21의 피크에서 벗어나 있기 때문에 피드 #21로부터 수신된

가 0.8dB로 감소된다. 따라서 이 경우

는 7.6dB이다. 빔 포밍에 사용된 피드 엘레멘트들은 A경우에서와 같이 동일하게 남아있다.

도 23은 피드 엘레멘트들의 수가 1에서 23까지 변할 때 BER 성능대 SIR을 도시한 것이다. 피드 엘레멘트들의 수가 17보다 크면, 성능은 매우 많이 수렴한다. 23개 피드 엘레멘트들의 경우에 대한 확산 ATC 효과가 도 24에 도시되어 있다. 도 4는 23개 피드 엘레멘트들에 대한 포인트 ATC 및 확산 ATC를 나타낸 것이다.

Rxs	SIR(dB)	-37	-32	-27	-22	-17	-12	-7
1		19725	5939.8	1885.5	595.58	187.15	60.028	19.196
23 (포인트 ATC)		20.954	12.18	7.1505	-4.6035	-21.398	-39.007	-83.4
23 (확산 ATC)		195.34	63.775	21.837	-1.3111	-22.366	-36.728	-83.4

4.3 SAMIC 다중 사용자 검출기

본 절에서는, ATC 간섭 하의 다중 사용자 환경에서 SAMIC 다중 사용자 검출기의 사용에 대한 모의실험 결과가 제시된다. 동일 빔 다중 사용자들은 빔 #122 내에서 랜덤하게 일정하게 분포된다고 가정한다. ATC 간섭 수신범위 및 위성 피드 엘레멘트들은 이전 단일 사용자 경우와 동일하다. 4,1절의 가정 및 파라미터들에 더하여 78.6 kbps의 데이터 속도에서 확산 이득이 16인 cdma 2000 리버스 트래픽 채널을 고려하면, 32 및 64의 확산 이득(M=32 칩/비트 및 64 칩/비트), 각각 38.4 kbps 및 19.2 kbps의 데이터 속도에 대한 모의실험 결과들이 포함된다. 확산 이득이 32인 경우에 대해, 파일럿 및 트래픽 신호 채널에 대한 칩 시퀀스 벡터는,

가 32칩 왈시 커버(Walsh cover)이고

는 두 개의 동일 차원의 벡터 또는 행렬의 구성요소 단위의 곱을 나타낼 때,

을 만족한다. 유사하게, 확산 이득이 64일 때, 파일럿 및 트래픽 신호 채널에 대한 칩 시퀀스 벡터는,

가 64칩 왈시 커버일 때,

을 만족한다. 빔 #122 내의 모든 K 사용자들은 동일한 EIRP를 갖는다고 가정한다. 또한 각 사용자는 동일한

를 갖는다고 가정한다. 도 25는 ATC 수신범위와 함께 (피드 #21과 겹치는) 빔 #122 내의 50명의 사용자들의 일정하게 분포된 랜덤 위치들과 피드 #21의 이득 패턴 컨투어를 도시한 것이다. 전체 16개의 동일 주파수 ATC들은 제외지역 제거 후에 포함된다. 간섭 제거기에 대한 입력으로 사용되는 피드 엘레멘트들은 다음과 같다:

a) 하나의 수신기에 대해, 즉 L=1인 경우: 피드 #21

b) 17개의 수신기들에 대해, 즉 L=17인 경우: 피드 #21, 20, 13, 14, 22, 28, 27, 33, 34, 35, 29, 23, 26, 19, 12, 15 및 9

A경우-확산 이득 M=16( cdma2000 RC 3 & 4)

본 경우는 78.6 kbps의 데이터 속도를 갖는 cdma2000 라디오 구성 3 & 4에 정의된 것이다. 초기에는 동일한 EIRP를 갖는 5명의 동일 빔 MT 사용자들(K=5)의 상황이 제기된다. 도 26은 위성을 향해 전파되는 위성 신호대 ATC 파워 비로 정의되는 SIR에 대한 모든 사용자들에 대한 평균 BER을 도시한 것이다. 도 26에서 하나 및 17개의 수신기들을 갖는 단일 사용자 검출기(SUD) 및 SAMIC 및 SAMIC2 검출기들로부터의 모의실험 결과가 도시되어 있다. SAMIC2 검출기는 2단계의 SAMIC 검출기로서, 제2단계의 SAMIC이 제1단계의 SAMIC 검출기로부터 출력되는 비트 추정을 자신의 비트 추정 입력으로 사용한다. 비트 추정 입력이 ATC 간섭 제거기의 출력 결정으로부터 오는 SAMIC 검출기와는 달리, 제2단계 SAMIC은 제1단계 SAMIC로부터 출력되는 비트 추정을 사용하여 다중 사용자 검출 성능을 더 개선한다. 하나의 수신기를 갖는 경우, ATC 간섭이 어떤 레벨까지 감소할 때 SAMIC 검출기는 SUD에 대한 장점만을 보인다. 그러나 17개의 수신기들을 갖는 경우, SAMIC의 이득은 SUD 검출기와 비교하여 두드러진다.

SAMIC2 검출기의 성능은 SAMIC 검출기에 비해 약간 개선된다. 이 시나리오에서 성능을 최적화하기 위해, LMS 알고리듬의 경우 μ=0.0002 및 Q=1 (즉, 파일럿 심볼에 대해 16칩 적분을 사용)를 설정하고, SAMIC 검출기에 대해서는 Q=96 (즉, 1536칩 또는 채널 추정당 PCG 적분을 사용)을 설정한다. 도 27은 SIR=-12dB일 때, 적극적인 사용자(active user)의 수에 대한 평균 BER을 나타낸다. (ATC 간섭 제거가 없는) 수신기가 하나인 경우, SAMIC 및 SAMIC2 검출기들은 K가 25보다 큰 경우 SUD보다 더 좋지 않을 수 있다. 왜냐하면 ATC 및 MAI 간섭 결합은 ATC 간섭 제거가 없는 경우 더 많은 에러를 발생할 수 있기 때문이다. ATC 간섭 제거가 있는 경우 (즉, 수신기가 17개인 경우), SAMIC 검출기는 SUD보다 훨씬 좋은 성능을 보인다. 가중 좋은 성능의 SAMIC2 검출기는 K가 20보다 크면 1% BER을 초과한다. 용량을 개선하기 위해서는 확산 이득을 증가시키는 것이 바람직하다.

B경우-확산 이득 M=32

이 경우, 확산 이득은 32까지 증가되고, 트래픽 데이터 속도는 38.4 kbps까지 효과적으로 이끌어진다.

가 각 사용자에 대해 8.4dB로 고정되기 때문에 확산 이득에 비례하여 LMS를 위한 칩 적분 길이가 32칩으로 최적화되고 채널 추정을 위한 칩 적분 길이는 3072칩(2 PCG)으로 최적화되는 것을 제외하고 A 경우와 동일한 모의실험 가정 및 파라미터들이 사용된다. 50명의 사용자 프로필(profile) 중에서 처음 10명의 적극적인 동일 빔의 동일 파워 사용자를 고려하면, 10명의 사용자들에 대한 BER 평균대 SIR이 도 28에 도시되어 있다. SAMIC 및 SAMIC2 검출기들은 17개의 수신기들을 갖는 경우에 대해 SIR 범위에서 SUD보다 좋은 성능을 제공한다. SAMIC2 검출기에 대한 평균 BER은 SIR=0dB에 대해 10^-4부터 SIR=-40dB에 대해 6x10^-3까지의 범위를 갖는다. 도 29는 SIR=-10dB일 때 평균 BER대 적극적인 동일 빔 사용자들의 수를 도시한 것이다. M=16인 경우와 비교하면, 확산 이득을 증가시키면 SAMIC/SAMIC2 검출기가 하나의 수신기 및 17개 수신기의 두 경우 모두에 대해 더 효과적으로 동작하게 됨이 명백하다. SAMIC2 검출기에 대한 평균 BER은 K=40일 때 여전히 1%보다 작다. 모든 적극적인 사용자들에 대한 BER 성능을 들여다 보면, SAMIC2 검출기의 BER 확산은 L=17인 경우 평균 BER의 최대치에서 최대 및 최소로 제공되는 것이 도 30에 도시되어 있다. SUD에 비해 SAMIC2에 의한 두드러진 성능 개선이 이루어지는 것을 알 수 있다.

C경우- 확산 이득 M=64

성능대 확산 이득을 더 평가하기 위해, 확산 이득은 19.2kbps의 트래픽 데이터 속도를 유지하면서 64까지 증가될 수 있다. 모의실험 가정 및 파라미터들은 B경우와 동일하다. 성능을 최적화하기 위해, LMS를 위한 칩 적분 길이는 64칩까지 증가될 수 있고, 채널 추정을 위한 칩 적분 길이는 6144(4개의 PCG, 2개의 PCG보다 약간 더 좋은 것으로 나타난다) 까지 증가될 수 있다. 도 31은 50명에 대한 사용자 프로필중에서 처음 10명의 사용자들에 대한 평균 BER대 SIR을 도시한 것이다. SAMIC 및 SAMIC2 검출기들은 SUD 검출기의 성능을 상당히 능가한다. 10명의 사용자들만이 고려되었기 때문에, SAMIC 검출기에 대비되는 SAMIC2 검출기의 장점은 높은 처리 이득의 경우에서는 나타나지 않는다. 그러나, SAMIC 검출기에 대비되는 SAMIC2 검출기의 장점은 사용자들의 수가 증가함에 따라 더 명백해진다. SAMIC 및 SAMIC2 검출기들은 높은 처리 이득때문에 하나의 수신기만을 갖는 경우에도 SUD보다 더 좋은 성능을 보인다. 평균 BER대 사용자들의 수 K가 SIR=-10dB일 때 도 32에 도시되어 있다.

고려되는 사용자 수의 범위에서 적극적인 사용자들의 수가 증가할수록 SAMIC에 대비한 SAMIC2의 장점이 더 분명해지는 것을 알 수 있다. SAMIC2 검출기는 사용자들의 수가 50에 접근할 때 평균 BER 을 10^-3 아래로 유지할 수 있다. 도 33은 L=17인 경우 모든 참여 사용자들 중 최대 및 최소 BER과 평균 BER을 도시한 것이다. 도시된 바에 따르면, SAMIC2 검출기는 SUD의 성능을 두드러지게 능가한다. 최상의 시나리오에서 SAMIC 검출기는 K=45일 때 6.5x10^-5 BER 및 K=50일 때 2.3x10^-4 BER을 제공한다.

리턴 링크 적응 빔 포밍은 위성 기반의 CDMA 시스템에 대한 다중 사용자 검출과 결합하여 분석되었다. 인트라 빔 다중 사용자 환경에서 ATC 간섭 및 MAI 간섭 둘 다를 제거하는 알고리듬을 설명하는 방정식 세트가 제시되었다. 몇몇 모의실험 예들은 위성 피드 엘레멘트 세트 및 CONUS에서 ATC 수신범위를 갖는 단일 사용자에 대한 ATC 간섭 제거기의 성능 및 다중 사용자에 대한 SAMIC 검출기의 성능을 보인다. LMS 간섭 알고리듬은 원하는 사용자의 파일럿 신호의 사용을 기반으로 하여 공간 ATC 간섭기의 충격을 최소화한다. LMS 알고리듬은 포인트 소스 ATC 및 확산 ATC들에 대한 ATC 간섭을 효과적으로 약화시킬 수 있음을 보여왔다. 간섭 제거기는 약 17개의 피드 엘레멘트 입력 및 LMS를 위한 적절한 스텝 사이즈 및 적분 길이를 사용할 수 있다. 17개 이상의 피드 엘레멘트를 사용하는 것은 약간의 개선과 성능을 위한 매우 많은 수렴을 제공할 수 있을 뿐이다. 그러나 공간적으로 동작하는 LMS는 다중 액세스 간섭을 제거할 수 있을 것으로 보이지는 않는다. SAMIC 검출기는 순차적인 ATC 간섭 제거 및 MAI 제거를 제공하도록 제시되었다. 인트라 빔 다중 사용자 상황에서, SAMIC 검출기는 채널 추정뿐만 아니라 알려진 ATC 제거 비트 추정 및 확산 코드 시퀀스/타이밍의 장점을 취하여 ATC 간섭 제거 및 MAI 약화가 순차적으로 효과적으로 이루어지도록 한다. LMS 알고리듬과 결합하여, SAMIC 검출기는 확산 이득에 따라 SUD 검출기에 비해 상당히 시스템 용량을 늘릴 수 있다. 제2단계의 SAMIC을 사용함으로써, SAMIC2 검출기는 성능을 더 많이 개선할 수 있다. 채널 추정은 빔 포밍된 칩 레벨 신호에 대한 파일럿 매칭 필터 및 시간 간격에 대한 적분을 이용하여 얻어진다. 채널 추정에 대한 적분 길이는

가 고정되었을 때 확산 이득에 비례하여 PCG의 수로 나타난다. M=16인 경우, SAMIC2 검출기는 SIR=-12dB에서 약 15명의 사용자들을 허용할 수 있다. 확산 이득을 32로 두 배로 함으로써, SAMIC2 검출기는 SIR=-10dB일 때 용량을 40명의 사용자까지 늘릴 수 있다. 마지막으로 SIR=-10dB에서 확산 이득이 64인 경우, SAMIC2 검출기는 50명의 사용자에 대해 10^-3의 평균 BER을 가질 수 있다.

어떠한 공중 인터페이스 프로토콜도 공간 기반 콤포넌트에 의해 사용되어 공간 기반 통신을 제공할 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 유사하게, 공간 기반 콤포넌트에 의해 사용 권한이 주어진 적어도 몇몇 주파수들을 지상에서 사용/재사용하는 동안, 어떠한 공중 인터페이스 프로토콜도 보조 지상 네트워크에 의해 사용되어 지상 통신을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 공간 기반 콤포넌트를 위한 공중 인터페이스 프로토롤은 GSM 기반일 수 있는 반면 보조 지상 네트워크를 위한 공중 지상 인터페이스는 CDMA 기반일 수 있다.

도면 또는 명세서에서 본 발명의 실시예들이 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 포괄적이고 서술하는 의미로만 사용되었고 한정을 목적으로 하는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에서 정해질 것이다.

Claims (90)

1. 상기 공간 기반 콤포넌트에서 지리적인 지역에서 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 복수의 단말기들의 송신에 종속되는 간섭 및 상기 지리적인 지역에서 상기 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 상기 복수의 단말기들의 송신과는 독립적인 간섭을 포함하는 복수의 신호를 상기 공간 기반 콤포넌트 주파수 대역을 통해 수신하는 단계; 및

   상기 지리적인 지역에서 상기 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 상기 복수의 단말기들의 송신과는 독립적인 간섭을 감소시키고, 다음으로 상기 지리적인 지역에서 상기 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 복수의 단말기들의 송신에 종속되는 간섭을 제거하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지리적인 지역에서 상기 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 상기 복수의 단말기들의 송신과는 독립적인 간섭은 보조 지상 네트워크 및/또는 상기 보조 지상 네트워크와 통신하는 하나 이상의 단말기들에 의한 송신들에 종속되는 간섭을 포함하고, 상기 보조 지상 네트워크 및/또는 그 사이에서 통신하는 상기 하나 이상의 단말기들은 상기 공간 기반 콤포넌트의 적어도 몇몇 주파수들을 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 공간 기반 콤포넌트에서 수신하는 단계는 복수의 안테나 피드 엘레멘트들을 사용하여 수신하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 복수의 신호들의 간섭을 순차적으로 감소하는 단계는 파일럿 신호들을 처리하는 단계, 및 상기 파일럿 신호들의 처리를 기반으로 하여 상기 복수의 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치들을 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 처리에 기반하여 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치들은 상기 적어도 하나의 파일럿 신호 에러의 평균 자승 측정값을 감소하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
7. 제4항에 있어서,

   상기 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 가중치를 적용하여 간섭 감소 신호들을 얻는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 지리적인 지역에서 상기 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 복수의 단말기들의 송신에 종속되는 간섭을 감소하는 단계는 상기 간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 채널 추정 세트를 결정하는 단계, 상기 간섭 감소 신호들로부터 비트 추정 세트를 생성하는 단계, 및 상기 간섭 감소 신호들에 대해 상기 채널 추정 및 비트 추정 세트를 이용하여 간섭 감소를 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 간섭 감소 신호들에 대해 상기 채널 추정 및 비트 추정 세트를 이용하여 간섭 감소를 수행하는 단계는 제2간섭 감소 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 통신 방법은 상기 제2간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하는 단계, 사익 제2간섭 감소 신호들로부터 제2비트 추정 세트를 생성하는 단계 및 상기 제2채널 추정 및 제2비트 추정을 사용하여 상기 제2간섭 감소 신호에 대해 간섭 감소를 수행하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트에서 수신하는 단계는 적어도 편광 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴들을 사용하여 상기 공간 기반 콤포넌트에서 수신하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
11. 제8항에 있어서,

    상기 간섭 감소 신호들로부터 비트 추정 세트를 생성하는 단계는 간섭 감소 신호를 확산 코드와 상관하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
12. 제1항에 있어서,

    상기 지리적인 지역에서 상기 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 복수의 단말기들의 송신에 종속되는 간섭을 감소하는 단계는 비트 추정을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 통신 방법은 상기 생성된 비트 추정을 사용하여 간섭 감소를 수행하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
13. 제1항에 있어서,

    상기 복수의 신호들중 적어도 몇몇을 적어도 하나의 위성 게이트웨이로 송신하는 단계를 더 포함하고,

    상기 복수의 신호의 간섭을 감소하는 단계는 상기 적어도 하나의 위성 게이트웨이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 위성 게이트웨이는 지상 기반인 것을 특징으로 하는 통신 방법.
15. 제1항에 있어서,

    상기 복수의 신호들의 간섭을 감소하는 단계는 상기 공간 기반 콤포넌트에서 적어도 부분적으로 수행되고, 지상 기반 위성 게이트웨이에서 적어도 부분적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
16. 복수의 다중 액세스 신호들을 공간 기반 콤포넌트 주파수 대역을 통해 공간 기반 콤포넌트의 수신범위(space-based component footprint)에서 송신하도록 구성된 복수의 단말기;

    상기 공간 기반 콤포넌트 주파수 대역을 통해 상기 복수의 다중 액세스 신호들을 수신하도록 구성되고, 또한 상기 공간 기반 콤포넌트 주파수 대역에서 상기 복수의 다중 액세스 신호들과 함께 간섭을 수신하며, 상기 간섭은 상기 다중 액세스 신호들에 종속되는 컴포넌트 및 상기 다중 액세스 신호들과 독립적인 콤포넌트를 포함하는, 공간 기반 콤포넌트; 및

    상기 공간 기반 콤포넌트에 응답하고, 상기 복수의 다중 액세스 신호들과 독립적인 간섭 및 상기 복수의 다중 액세스 신호들에 종속되는 간섭의 간섭 제거를 순차적으로 수행하도록 구성된 간섭 감소 엘레멘트들을 포함함을 특징으로 하는 시 스템.
17. 제16항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트 주파수 대역의 적어도 몇몇을 통해 복수이 파형을 송신하도록 구성된 복수의 송신기들을 포함하는 보조 지상 네트워크를 더 포함하고, 상기 복수의 다중 액세스 신호들과 독립적인 간섭은 상기 복수의 파형들에 종속되는 콤포넌트를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
18. 제16항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트는 복수의 안테나 피드 엘레멘트들을 갖는 안테나를 포함하고, 상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 복수의 안테나 피드 엘레멘트들을 갖는 안테나를 사용하는 상기 복수의 다중 액세스 신호들을 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
19. 제18항에 있어서,

    상기 간섭 감소 엘레멘트는 복수의 단말기들에 의해 송신된 파일럿 신호들을 처리하고 상기 파일럿 신호들의 처리를 기반으로 하여 상기 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치 세트를 결정하여 복수의 다중 액세스 신호들에 대해 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
20. 제19항에 있어서,

    상기 처리는 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
21. 제20항에 있어서,

    상기 간섭 감소 엘레멘트는 상기 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치 세트를 선택하도록 더 구성되어 상기 적어도 하나의 파일럿 신호 에러의 평균 자승 측정값을 감소하는 것을 특징으로 하는 시스템.
22. 제21항에 있어서,

    상기 간섭 감소 엘레멘트는 상기 복수의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 상기 가중치 세트를 적용하도록 더 구성되어 간섭 감소 신호들을 얻는 것을 특징으로 하는 시스템.
23. 제22항에 있어서,

    상기 간섭 감소 엘레멘트는 상기 간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 채널 추정 세트를 결정하고, 상기 간섭 감소 신호들로부터 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 채널 추정 세트 및 비트 추정 세트를 사용하여 상기 간섭 감소 신호들에 대한 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되어, 그에 따라 제2간섭 감소 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
24. 제23항에 있어서,

    상기 간섭 감소 엘레멘트는 상기 제2간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하고, 상기 제2간섭 감소 신호들로부터 제2비트 추정 세트를 생성하며, 상기 제2채널 추정 세트 및 제2비트 추정 세트를 사용하여 상기 제2간섭 감소 신호들에 대한 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
25. 제16항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트는 적어도 편광 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴들을 사용하여 상기 복수의 다중 액세스 신호들을 수신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
26. 제22항에 있어서,

    상기 간섭 감소 엘레멘트는 상기 간섭 감소 신호들로부터 복수의 간섭 감소 비트 추정들을 생성하고, 상기 복수의 간섭 감소 비트 추정들을 사용하여 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
27. 제16항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 다중 액세스 신호들을 위성 게이트웨이로 재송신하도록 더 구성되고, 상기 간섭 감소 엘레멘트는 상기 위성 게이트웨이에 위치하는 것을 특징으로 하는 시스템.
28. 제27항에 있어서,

    상기 위성 게이트웨이는 지상 기반인 것을 특징으로 하는 시스템.
29. 위성 주파수 대역을 통해 위성 수신범위(satellite footprint)에서 복수의 단말기들로부터 다중 액세스 신호를 수신하도록 구성되는 공간 기반 콤포넌트;

    상기 공간 기반 콤포넌트에 응답하고, 상기 다중 액세스 신호에 대한 동일 채널 간섭 감소를 수행하도록 구성되어 복수의 간섭 감소 신호들을 생성하는 간섭 감소기; 및

    상기 간섭 감소기에 응답하고, 상기 간섭 감소 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 감소를 수행하도록 구성된 검출기를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
30. 제29항에 있어서,

    상기 위성 수신범위에서 상기 위성 주파수 대역의 적어도 몇몇 주파수들을 사용하여 복수의 무선 통신 신호들을 송신하도록 구성된 복수의 송신기들을 포함하는 보조 지상 네트워크를 더 포함하고,

    상기 공간 기반 콤포넌트는 또한 상기 위성 주파수 대역의 적어도 몇몇 주파수들을 통해 상기 위성 수신범위의 상기 보조 위성 네트워크에서 상기 송신기들로 부터 상기 무선 통신 신호들을 상기 다중 액세스 신호들과 함께 간섭으로 수신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
31. 제29항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트는 복수의 안테나 피드 엘레멘트들을 갖는 안테나를 포함하고, 상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 복수의 안테나 피드 엘레멘트들을 갖는 상기 안테나를 이용하여 상기 다중 액세스 신호들을 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
32. 제31항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 상기 복수의 단말기들에 의해 송신된 파일럿 신호들을 처리하고 상기 파일럿 신호들의 처리를 기반으로 하여 상기 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치 세트를 결정하여 상기 다중 액세스 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
33. 제32항에 있어서,

    상기 처리는 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
34. 제33항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 상기 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치 세트를 선택하도록 더 구성되어 상기 파일럿 신호 에러의 평균 자승 측정값을 감소하는 것을 특징으로 하는 시스템.
35. 제34항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 상기 가중치 세트를 상기 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 적용하도록 더 구성되어 상기 복수의 간섭 감소 신호들을 얻을 것을 특징으로 하는 시스템.
36. 제35항에 있어서,

    상기 검출기는 상기 채널 추정 세트 및 비트 추정 세트를 사용하여 상기 간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 채널 추정 세트를 결정하고, 상기 간섭 감소 신호들로부터 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 간섭 감소 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되어 그에 따라 제2간섭 감소 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
37. 제36항에 있어서,

    상기 검출기는 상기 제2간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하고, 상기 제2간섭 감소 신호들로부터 제2비트 추정 세트를 생성하며, 상기 제2채널 추정 세트 및 제2비트 추정 세트를 사용하여 상기 제2간섭 감소 신호 들에 대해 다중 액세스 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
38. 제36항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트를 적어도 편광 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴들을 사용하여 상기 다중 액세스 신호들을 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
39. 제35항에 있어서,

    상기 검출기는 상기 간섭 감소 신호들로부터 복수의 비트 추정을 생성하고, 상기 복수의 비트 추정을 사용하여 다중 액세스 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
40. 제29항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 다중 액세스 신호들을 위성 게이트웨이에 재송신하도록 더 구성되고, 상기 간섭 감소기 및/또는 상기 검출기는 상기 위성 게이트웨이에 위치하는 것을 특징으로 하는 시스템.
41. 제40항에 있어서,

    상기 위성 게이트웨이는 지상 기반인 것을 특징으로 하는 시스템.
42. 제29항에 있어서,

    적어도 하나의 위성 게이트웨이를 더 포함하고, 상기 간섭 감소기는 상기 공간 기반 콤포넌트에 위치하며 상기 검출기는 상기 적어도 하나의 위성 게이트웨이에 위치하고, 상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 간섭 감소 신호들을 상기 적어도 하나의 게이트웨이로 전송하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
43. 위성 주파수 대역을 통해 위성 수신범위에서 복수의 무선 단말기로부터 동일 채널 간섭을 포함하는 다중 액세스 무선 통신 신호들을 수신하도록 구성된 공간 기반 콤포넌트를 포함하는 위성 통신 시스템을 위한 간섭 감소 검출기에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트에 응답하고, 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하도록 구성되어 복수의 간섭 감소 신호들을 생성하는 간섭 감소기; 및

    상기 간섭 감소 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 구성되는 검출기를 포함함을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
44. 제43항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 상기 복수의 무선 단말기들에 의해 송신된 파일럿 신호들을 처리하고, 상기 파일럿 신호들의 처리를 기반으로 하여 상기 공간 기반 콤포넌트의 안테나 피드 엘레멘트들 세트에 대해 가중치 세트를 결장함으로써 상기 다 중 액세스 무선 통신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
45. 제44항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
46. 제45항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 상기 안테나 피드 엘레멘트들에 대한 가중치 세트를 선택하도록 더 구성되어 상기 적어도 하나의 파일럿 신호 에러의 평균 자승 측정값을 감소하는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
47. 제46항에 있어서, 상기 간섭 감소기는 상기 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 상기 가중치 세트를 적용하여 상기 복수의 간섭 감소 신호들을 얻는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
48. 제46항에 있어서,

    상기 검출기는 상기 간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 채널 추정 세트를 결정하고, 상기 간섭 감소 신호들로부터 수신된 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 채널 추정 세트 및 상기 수신된 비트 추정 세트를 사용하여 상기 간섭 감소 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성되어 그에 따라 제2간섭 감소 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
49. 제48항에 있어서,

    상기 검출기는 제2간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하고, 상기 제2간섭 감소 신호들로부터 제2수신된 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 채널 추정 세트 및 상기 수신된 비트 추정 세트를 사용하여 상기 제2간섭 감소 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
50. 제43항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트는 적어도 편광 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴들을 사용하여 동일 채널 간섭을 포함하는 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들을 수신하는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
51. 제43항에 있어서,

    상기 검출기는 상기 간섭 감소 신호들로부터 복수의 간섭 감소 비트 추정을 생성하고, 상기 복수의 간섭 감소 비트 추정을 사용하여 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
52. 제43항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들을 적어도 하나의 위성 게이트웨이로 재송신하도록 더 구성되고, 상기 간섭 감소기는 상기 적어도 하나의 위성 게이트웨이에 위치하는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
53. 제52항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 위성 게이트웨이는 지상 기반인 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
54. 제43항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 상기 공간 기반 콤포넌트에 위치하고, 상기 검출기는 상기 공간 기반 콤포넌트로부터 원격에 위치하는 것을 특징으로 하는 간섭 감소 검출기.
55. 위성 주파수 대역을 통해 위성 수신범위에서 복수의 무선 단말기들로부터 다중 액세스 무선 통신 신호들을 수신하도록 구성되는 공간 기반 콤포넌트를 포함하는 위성 무선 단말 시스템을 위한 게이트웨이에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트에 응답하고, 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하도록 구성되어 복수의 간섭 감소 신호들을 생성하는 간섭 감소기; 및

    상기 간섭 감소 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 구성되는 검출기를 포함함을 특징으로 하는 게이트웨이.
56. 제55항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 상기 복수의 무선 단말기들에 의해 송신된 파일럿 신호들을 처리하고 상기 파일럿 신호들의 처리를 기반으로 하여 상기 공간 기반 콤포넌트의 안테나 피드 엘레멘트 세트에 대한 가중치 세트를 결정하여 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들에 대해 동일 채널 간섭 감소를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
57. 제56항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 적어도 하나의 파일럿 신호 에러를 생성하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
58. 제57항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 상기 피드 엘레멘트들에 대한 신호 가중치 세트를 선책하도록 구성되어 상기 파일럿 신호 에러의 평균 자승 측정값을 감소하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
59. 제58항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 복수의 안테나 피드 엘레멘트들에 의해 수신된 신호들에 상기 신호 가중치 세트를 적용하도록 구성되어 상기 복수의 간섭 감소 신호들을 얻는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
60. 제58항에 있어서,

    상기 검출기는 상기 간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 채널 추정 세트를 결정하고, 상기 간섭 감소 신호들로부터 수신된 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 채널 추정 세트 및 수신된 비트 추정 세트를 사용하여 상기 간섭 감소 신호들에 대한 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성되어, 그에 따라 제2간섭 감소 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
61. 제60항에 있어서,

    상기 검출기는 상기 제2간섭 감소 신호들을 기반으로 하여 제2채널 추정 세트를 결정하고, 상기 제2간섭 감소 신호들로부터 제2수신된 비트 추정 세트를 생성하며, 상기 제2채널 추정 세트 및 제2수신된 비트 추정 세트를 사용하여 상기 제2간섭 감소 신호들에 대해 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
62. 제55항에 있어서,

    상기 공간 기반 콤포넌트는 적어도 편광 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴 들을 사용하여 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들을 수신하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
63. 제55항에 있어서,

    상기 검출기는 상기 간섭 감소 신호들로부터 복수의 간섭 감소 비트 추정을 생성하고, 상기 복수의 간섭 감소 비트 추정을 사용하여 다중 액세스 간섭 제거를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
64. 제55항에 있어서,

    상기 간섭 감소기는 상기 공간 기반 콤포넌트에 의해 상기 간섭 감소기로 제공되어왔던 적어도 두 신호를 처리하여 상기 다중 액세스 무선 통신 신호들에 대한 동일 채널 간섭 감소를 수행하고, 상기 공간 기반 콤포넌트는 적어도 편광 방향이 다른 적어도 두 안테나 패턴을 사용하여 상기 적어도 두 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이
65. 제64항에 있어서,

    상기 적어도 두 안테나 패턴들은 실질적으로 좌원편광(Left Hand Circular Polarization) 안테나 패턴 및 실질적으로 우원편광(Right Hand Circular Polarization) 안테나 패턴인 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
66. 공간 기반 콤포넌트를 위한 간섭 감소기에 있어서,

    공간 방향 및 편광 방향이 다른 적어도 제1 및 제2안테나 패턴들을 사용하여 신호의 컴포넌트들을 수신하도록 구성되고, 상기 공간 기반 콤포넌트는 상기 신호의 콤포넌트들을 상기 간섭 감소기로 제공하도록 구성되며, 상기 간섭 감소기는 상기 신호의 간섭 레벨을 감소하기 위해 상기 신호의 콤포넌트들을 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 간섭 감소기.
67. 제1안테나 패턴을 통해 제1신호를, 적어도 하나의 제2안테나 패턴을 통해 적어도 하나의 제2신호를 무선 단말기로 송신하여 상기 무선 단말기와 통신하도록 구성되며 상기 적어도 하나의 제2신호는 상기 제1신호와 적어도 시간 딜레이 값만큼 차이가 있음을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트를 위한 송신기.
68. 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴을 통해 제1신호를, 상기 공간 기반 콤포넌트의 적어도 하나의 제2안테나 패턴을 통해 적어도 하나의 제2신호를 수신하여 상기 공간 기반 콤포넌트와 통신하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 제2신호는 상기 제1신호와 적어도 시간 딜레이 값만큼 다르며, 상기 제1신호 및 상기 적어도 하나의 제2신호를 처리하도록 구성되어 적어도 하나의 통신 성능 측정값을 개선하는 무선 단말기.
69. 공간 기반 콤포넌트 및 보조 지상 네트워크를 포함하고, 상기 보조 지상 네 트워크는 제어 채널 및/또는 트래픽 채널 통신을 제공하기 위해 상기 공간 기반 콤포넌트에 의해 사용권한이 부여된 제2주파수 세트보다 더 많은 제어 채널 및/또는 트래픽 채널 통신을 제공하기 위해 상기 공간 기반 콤포넌트에 의해 사용권한이 부여된 제1주파수 세트를 이용하여 제어 채널 및 트래픽 채널 통신을 복수의 제1무선 단말기들에 제공하고, 상기 제2주파수 세트는 상기 공간 기반 콤포넌트에 의해 우선적으로 사용되어 제어 채널 및 트래픽 채널 통신을 지리적인 지역 내에서 복수의 제2무선 단말기들에 제공하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
70. 제69항에 있어서,

    상기 보조 지상 네트워크는 상기 제2주파수 세트를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
71. 무선 단말기로부터의 파형에 종속적인 간섭 및 상기 무선 단말기로부터의 파형에 독립적인 간섭을 포함하는 파형을 상기 무선 단말기로부터 수신하도록 구성되고 상기 무선 단말기로부터의 파형에 독립적인 간섭 및 상기 무선 단말기로부터의 파형에 종속적인 간섭을 감소하도록 구성되며, 소정 기준이 만족될 때까지 상기 무선 단말기로부터의 파형에 종속적인 간섭을 반복적으로 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트의 간섭 감소기.
72. 제1항에 있어서,

    소정 기준이 만족될 때까지 상기 지리적인 지역에서 상기 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 상기 복수의 단말기들의 송신에 종속하는 간섭을 반복적으로 감소하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
73. 제72항에 있어서,

    상기 소정 기준은 비트 에러율을 포함함을 특징으로 하는 방법.
74. 공간 기반 콤포넌트에서 공간 방향 및 편광 방향이 다른 적어도 제1 및 제2안테나 패턴을 사용하여 신호의 콤포넌트들을 수신하는 단계;

    상기 신호의 콤포넌트들을 간섭 감소기로 제공하는 단계; 및

    상기 신호의 간섭 레벨을 감소시키도록 상기 간섭 감소기에서 상기 신호의 콤포넌트들을 처리하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 간섭 감소 방법.
75. 신호를 제1안테나 패턴을 통해 제1신호로 무선 단말기에 송신하는 단계; 및

    제2신호가 상기 제1신호와 적어도 시간 딜레이 값만큼 다를 때, 적어도 하나의 제2안테나 패턴을 통해 상기 신호를 상기 제2신호로 상기 무선 단말기에 송신하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트와 무선 단말기 사이의 통신 방법.
76. 제75항에 있어서,

    상기 제1안테나 패턴은 상기 제2안테나 패턴과 공간 방향 및/또는 편광 방향만큼 다른 것을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트와 무선 단말기 사이의 통신 방법.
77. 제75항에 있어서,

    상기 제1안테나 패턴은 제1지리적인 서비스 지역을 담당하고(span), 상기 제2안테나 패턴은 적어도 부분적으로 상기 제1지리적인 서비스 지역과 겹치는 제2지리적인 서비스 지역을 담당하는 것을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트와 무선 단말기 사이의 통신 방법.
78. 제77항에 있어서,

    상기 신호를 상기 무선 단말기에 제2신호로 적어도 제2안태나 패턴을 통해 송신하는 단계를 더 포함하고, 상기 시간 딜레이 값은 제1시간 딜레이 값을 포함하며, 상기 제3신호는 상기 제2신호와 적어도 제2시간 딜레이 값만큼 다른 것을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트와 무선 단말기 사이의 통신 방법.
79. 제1안테나 패턴을 통해 신호를 제1신호로 무선 단말기로 송신하는 단계; 및

    적어도 하나의 제2안테나 패턴을 통해 상기 신호를 제2신호로 상기 무선 단말기에 송신하는 단계를 포함하고, 상기 제2신호는 상기 제1신호와 고유한 특성만큼 다른 것을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트와 무선 단말기 사이의 통신 방법.
80. 제79항에 있어서,

    상기 고유 특성은 시간 딜레이 값, 파일럿 신호, 비트 시퀀스, 미드 앰블(mid-amble), 프리 앰블(pre-amble), 및/또는 신호의 확산 코드임을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트와 무선 단말기 사이의 통신 방법.
81. 제1신호를 공간 기반 콤포넌트의 제1안테나 패턴을 통해 및 상기 제1신호와 적어도 시간 딜레이 값만큼 다른 적어도 하나의 제2신호를 상기 공간 기반 콤포넌트의 적어도 하나의 제2안테나 패턴을 통해 수신하는 단계; 및

    적어도 하나의 통신 성능 측정값을 개선하도록 상기 제1신호 및 적어도 하나의 제2신호를 처리하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트와 통신하는 방법.
82. 제어 채널 및/또는 트래픽 채널 통신을 제공하도록 공간 기반 콤포넌트에 의해 사용권한이 부여된 제2주파수 세트보다 더 많은 제어 채널 및/또는 트래픽 채널 통신을 제공하도록 상기 공간 기반 콤포넌트에 의해 사용권한이 부여된 제1주파수 세트를 이용하여 보조 지상 네트워크로부터의 제어 채널 및 트래픽 채널 통신을 복수의 제1무선 단말기들로 제공하는 단계; 및

    상기 공간 기반 콤포넌트로부터의 제어 채널 및 트래픽 채널 통신을 상기 제2주파수 세트를 사용하는 지리적인 지역 내에서 복수의 제1무선 단말기들로 제공하 는 단계를 포함함을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트 및 보조 지상 네트워크를 포함하는 무선 통신 시스템의 통신 방법.
83. 제82항에 있어서,

    상기 보조 지상 네트워크는 제2주파수 세트를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 공간 기반 콤포넌트 및 보조 지상 네트워크를 포함하는 무선 통신 시스템의 통신 방법.
84. 공간 기반 콤포넌트에서 개별적인 복수의 다른 안테나 패턴들을 사용하여 신호의 복수의 콤포넌트들을 수신하는 단계;

    처리를 위해 상기 수신된 신호 콤포넌트들의 서브 세트를 선택하는 단계;

    상기 수신된 신호 콤포넌트들의 선택된 서브 세트를 간섭 감소기에 공급하는 단계; 및

    상기 신호의 간섭 레벨을 감소하도록 상기 간섭 감소기에서 상기 수신된 신호 콤포넌트들의 선택된 서브 세트를 처리하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 간섭 감소 방법.
85. 제84항에 있어서,

    상기 안테나 패턴들을 공간 방향 및/또는 편광 방향이 다른 것을 특징으로 하는 간섭 감소 방법.
86. 제84항에 있어서,

    상기 수신된 신호 콤포넌트들의 서브 세트를 선택하는 단계는 상기 신호의 특성을 기반으로 하여 상기 수신된 신호 콤포넌트들의 서브 세트를 선택하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 간섭 감소 방법.
87. 제86항에 있어서,

    상기 신호의 특성은 상기 신호와 연관된 지리적인 위치, 상기 신호와 연관된 신호 강도(signal strength), 또는 상기 신호와 연관된 신호 품질(signal quality)를 포함함을 특징으로 하는 간섭 감소 방법.
88. 제84항에 있어서,

    상기 신호는 리턴 링크 제어 채널 신호를 포함함을 특징으로 하는 간섭 감소 방법.
89. 제84항에 있어서,

    상기 신호의 소스의 지리적인 위치를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 처리를 위해 상기 수신된 신호의 콤포넌트들을 서브 세트를 선택하는 단계는 상기 결정된 지리적인 위치에 대해 개선된 성능 측정값이 상기 신호로 공급되도록 상기 수신된 신호 콤포넌트들의 서브 세트들 선택하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 간 섭 감소 방법.
90. 제89항에 있어서,

    상기 성능 측정값은 신호대 간섭비 및/또는 신호대 잡음비임을 특징으로 하는 간섭 감소 방법.

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