KR20100065207A - 직교 서브채널을 이용하는 음성 및 데이터 통신 서비스 - Google Patents

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KR20100065207A
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프라브하카르 알 치트라푸
베루 아지힐리
마리안 루돌프
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인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크
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Abstract

하나의 타임슬롯을 재사용하는 다수의 사용자들(Multiple Users Reusing One Timeslot; MUROS) 개념을 이용하는 무선 송수신 유닛(WTRU)에서 직교 서브채널들(OSC)을 이용하기 위한 방법. WTRU가 OSC를 지원하는지의 여부에 대한 표시를 포함하는 능력 보고를 WTRU로부터 수신한다. WTRU를 위해 OSC를 이용할지의 여부를 결정하고, WTRU에 상기 결정의 결과를 시그널링한다. OSC가 WTRU에서 이용되면, 시그널링은 WTRU에 대한 OSC 할당을 포함한다. 일 실시예에서, 2개의 자원이 WTRU에 할당되고, 각각의 자원은 상이한 OSC에 할당된다.

Description

직교 서브채널을 이용하는 음성 및 데이터 통신 서비스{VOICE AND DATA COMMUNICATION SERVICES USING ORTHOGONAL SUB-CHANNELS}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
음성 용량을 배가시키기 위한, 직교 서브채널(orthogonal sub-channel; OSC)(또는 하나의 타임슬롯을 재사용하는 다수의 사용자들(Multiple Users Reusing One Timeslot; MUROS)로서 언급됨)을 이용하는 개념은, 이전에 도입되었다. OSC 개념은 네트워크가 동일한 무선 자원이 분배되는 2개의 무선 송수신 유닛들(wireless transmit/receive units; WTRUs)을 다중화하는 것을 허용한다. 서브채널들은 비상관 트레이닝 시퀀스를 이용함으로써 분리된다. 제1 서브채널은 기존의 트레이닝 시퀀스를 이용할 수 있고, 제2 서브채널은 다운링크 및 업링크 모두를 위한 새로운 트레이닝 시퀀스를 이용할 수 있다. 대안적으로, 새로운 트레이닝 시퀀스만을 또는 기존의 트레이닝 시퀀스만을 서브채널 상에서 이용할 수 있다. OSC를 이용하는 것은, WTRU와 네트워크에 무시해도 될 정도의 영향으로 음성 용량을 배가시킬 수 있다. OSC는 가우시안 최소 편이 방식(Gaussian minimum shift keying; GMSK)으로 변조된 트래픽 채널(예컨대, 풀 레이트 트래픽 채널(full rate traffic channel; TCH/F), 하프 레이트 트래픽 채널(half rate traffic channel; TCH/H), 관련된 저속 연동 제어 채널(slow associated control channel; SACCH), 및 고속 연동 제어 채널(fast associated control channel; FACCH)에)에 모두 투명하게 적용될 수 있다.
MUROS를 이용하는 현재의 한 목표는 시스템의 음성 용량을 증가시키는 것이다. 예를 들어, 음성 용량은 동일한 무선 자원 상에 2개의 회선 교환 음성 채널(즉, 2개의 분리 호(separate call))을 가짐으로써 증가될 수 있다. GMSK로부터 (하나의 심볼이 2개의 비트에 매핑되는) QPSK로 신호의 변조를 변경함으로써, 2명의 사용자 - 성상도(constellation)의 X축 상의 제1 사용자와 성상도의 Y축 상의 제2 사용자 - 를 분리시키는 것이 비교적 용이하다. 네트워크는 오직 하나의 신호를 보내지만, 이것은 2개의 상이한 서브채널들(사용자들)에 대한 정보를 포함한다.
다운링크에서, OSC 개념은 예컨대, 강화된 범용 패킷 무선 서비스(enhanced general packet radio service; EGPRS)를 위해 이용되는 8PSK 성상도의 서브세트 일 수 있는, 4 위상 편이 변조 방식(quadrature phase shift keying; QPSK) 성상도를 이용하여 기지국(base station; BS)의 송신기에서 실현될 수 있다. 변조 비트는 QPSK 심볼("쌍비트")에 매핑되어, 제1 서브채널(OSC-0)은 최상위 비트(most significant bit; MSB)에 매핑되고, 제2 서브채널(OSC-1)은 최하위 비트(least significant bit; LSB)에 매핑된다. 두 개의 서브채널들 모두는 예컨대, A5/1 또는 A5/3과 같은, 개별 암호화 알고리즘(ciphering algorithm)을 이용할 수 있다. 심볼 로테이션을 위한 몇몇 옵션이 상이한 기준에 의해 고려되고 최적화될 수 있다. 예를 들어, 3π/8의 심볼 로테이션은 EGPRS의 경우와 같고, π/4의 심볼 로테이션은 π/4-QPSK와 비슷하고, π/2의 심볼 로테이션은 GMSK를 모방하기 위한 서브채널을 제공할 수 있다. 대안적으로, QPSK 신호 성상도는 적어도 하나의 서브채널 상에 레거시 GMSK 변조된 심볼 시퀀스처럼 나타나도록(예컨대, 이것은 레거시를 준수함) 설계될 수 있다.
다운링크에서 OSC 개념을 실현하기 위한 또 다른 방법은, 타임슬롯마다 2개의 개별 GMSK 변조된 버스트를 송신함으로써 2개의 WTRU들을 함께 다중화하는 것이다. 다른 다중화된 사용자가 있을 때에는 간섭 소거 유형 수신기가 합리적인 복조 성능을 위해 이용될 수 있다. 이것은 적어도 한 명의 다중화된 사용자가 종래 유형의 등화기 수신기를 사용하는 것을 배제하는 것은 아니다.
업링크에서, 각각의 WTRU는 적절한 트레이닝 시퀀스와 함께 보통의 GMSK 송신기를 이용할 수 있다. BS는 일반적으로 상이한 WTRU에 의해 사용되는 직교 서브채널들을 수신하기 위해서, 공간 시간 간섭 제거 결합(space time interference rejection combining; STIRC) 수신기 또는 연속 간섭 소거(successive interference cancellation; SIC) 수신기와 같은, 간섭 소거 또는 공동 검출 유형의 수신기를 이용한다.
일반적으로, OSC 동작 모드 동안에, BS는 동일 할당된 서브채널들의 수신된 업링크 신호 레벨 및/또는 다운링크 신호 레벨의 차이를 예컨대, ±10 dB 윈도우 내에서 유지하기 위해서 동적 채널 분배(dynamic channel allocation; DCA) 방식으로 다운링크 및 업링크 전력 제어를 적용하지만, 목표 값은 함께 다중화된 수신기의 유형 및 다른 기준에 따라 좌우될 수 있다.
기본 OSC 또는 MUROS 개념은 DL에서, UL에서, 또는 이들 모두에서, 주파수 호핑 또는 사용자 다이버시티 방식과 함께 동작할 수 있거나 이들 방식과 함께 동작하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 프레임 단위 기준으로, 서브채널들은 상이한 쌍들의 사용자들에게 분배될 수 있고, 타임슬롯 단위 기준으로 쌍은 몇몇 프레임 기간(period) 또는 몇몇 블록 기간과 같은, 연장된 기간 동안에 패턴에서 반복될 수 있다. 본 명세서에 제시된 이러한 아이디어들은 베이스라인 OSC 또는 MUROS 개념의 수정판에 동일하게 적용한다.
OSC 또는 MUROS 개념은 GSM 시스템에서 음성 용량을 증가시키기 위해 제안되었다. 그러나, 음성이 중요한 다중화 케이스이지만, 실제로 GSM/EGPRS 시스템은 또한 GPRS/EGPRS를 통한 패킷 교환(packet switched; PS) 서비스, DTM을 통한 음성 및 데이터의 동시 지원 등과 같은 보다 정교한 서비스 다중화 시나리오에 의지한다. MUROS 개념이 이러한 부가적인 서비스 시나리오에서의 동작을 또한 허용하기 위해서 확대되지 않는 한, 그 혜택은 음성 채널 다중화만을 위해 국한된다.
그러므로, OSC 개념의 다른 유리한 응용을 탐색하는 것이 바람직하다.
레거시 GSM/EGPRS 기술의 한 제한은, 각각의 타임슬롯이 오직 하나의 버스트만을 포함할 수 있기 때문에, 레거시 GSM/EGPRS 기술이 멀티슬롯 클래스를 이용하고 프레임마다 동시 수신 타임슬롯 수, 동시 송신 타임슬롯 수, 또는 동시 송수신 타임슬롯 수를 제한한다는 것이다. 이것은 GSM 시스템에서 달성 가능한 데이터 레이트를 제한하고, 용량, 다중화 이득을 간접적으로 줄이며, 송신 기회 또는 수신 기회를 기다리기 때문에 액세스 또는 전송 지연이 인위적으로 발생된다. 방법 및 절차는 이러한 양태들을 개선하려고 한다.
MUROS 개념은 음성 용량을 증가시키는 것보다 더욱 많은 해결책을 제공하기 위한 잠재력을 지니고 있다. 예시를 목적으로 그리고 해당되는 경우, 기술되는 방법들은 예를 들어, QPSK 유형의 변조를 이용하여 실현될 수 있는, 서브채널들(OSC-0 및 OSC-1)에 관하여 설명된다.
제1 실시예에서, OSC 또는 MUROS 개념을 통해 실현되는 개별 서브채널들(OSC-0 및 OSC-1)은 PS 영역에서 GPRS 또는 EGPRS 통신을 위해 이용되는 바와 같이, 데이터 채널들을 전달하는데 이용된다. 타임슬롯마다 이용 가능한 개별 서브채널들은 한 명의 사용자 또는 한 명 이상의 사용자들에게 분배될 수 있다. 예를 들어, 서브채널 OSC-0가 제1 사용자의 PDTCH를 운반하는 동안, 제2 서브채널은 제2 사용자의 PDTCH를 운반할 수 있다. 아니면, 제1 서브채널이 제1 사용자의 제1 PDTCH, 또는 데이터 블록의 데이터 부분을 운반하는 동안, 제2 서브채널은 제1 사용자의 제2 PDTCH, 또는 데이터 블록의 데이터 부분을 운반한다.
제2 실시예에서, 개별 서브채널들(OSC-0 및 OSC-1)은 음성 및 데이터 통신을 위해 별도로 이용된다. 음성 서비스는 회선 교환(CS) 접속 또는 PS 접속을 통해 제공될 수 있다. 유사하게, 데이터 서비스는 CS 접속 또는 PS 접속 중 어느 하나를 통해 제공될 수 있다. 서브채널을 통해 제공되는 음성 서비스 및 데이터 서비스는 상이한 사용자들에게 또는 동일 사용자에게 속할 수 있다. 특히, 후자의 경우는 듀얼 전송 모드(dual transfer mode; DTM)를 다룬다. 음성과 데이터 사이에서 서비스를 분할하고 분배하는 것은 물리 계층 다중화의 다양한 실시예와 함께 이용된다.
본 발명에 따르면, OSC 개념의 다른 유리한 응용을 탐색하는 것이 가능하다.
보다 자세한 이해는 첨부된 도면들과 함께 예시를 통해 주어진 아래의 상세한 설명을 이해함으로써 얻어질 수 있다.
도 1은 QPSK 변조 성상도의 서브채널로서의 2개의 OSC를 도시한다.
도 2는 16-QAM 변조 성상도의 서브채널로서의 4개의 OSC를 도시한다.
도 3은 16-QAM 변조 성상도의 서브채널로서의 4개의 OSC의 대안적인 구현을 도시한다.
도 4는 OSC를 구현하도록 구성된 WTRU와 기지국의 블록도이다.
이하의 언급시, 용어 "무선 송수신 유닛(WTRU)"은 사용자 장비(UE), 이동국, 고정 가입자 유닛 또는 이동 가입자 유닛, 호출기, 셀룰러 전화기, 개인 보조 단말기(PDA), 컴퓨터, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 기타 임의의 유형의 사용자 장치를 포함하나, 이러한 예시들에 한정되는 것은 아니다. 이하의 언급시, 용어 "기지국"은 노드 B, 싸이트 제어기, 액세스 포인트(AP), 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 기타 임의의 유형의 인터페이싱 장치를 포함하나, 이러한 예시들에 한정되는 것은 아니다.
제1 실시예에서, OSC 또는 MUROS 개념을 통해 실현되는 개별 서브채널들(OSC-0 및 OSC-1)은 PS 영역에서 GPRS 또는 EGPRS 통신에 이용되는 바와 같이 데이터 채널을 전달하는데 이용된다. 타임슬롯마다 이용 가능한 개별 서브채널들은 한 명의 사용자 또는 한 명 이상의 사용자들에게 분배될 수 있다. 예를 들어, 서브채널 OSC-0가 제1 사용자의 PDTCH를 운반하는 동안, 제2 서브채널은 제2 사용자의 PDTCH를 운반할 수 있다. 아니면, 제1 서브채널이 제1 사용자의 제1 PDTCH, 또는 데이터 블록의 데이터 부분을 운반하는 동안, 제2 서브채널은 제1 사용자의 제2 PDTCH, 또는 데이터 블록의 데이터 부분을 운반한다.
제2 실시예에서, 개별 서브채널들(OSC-0 및 OSC-1)은 음성 통신 및 데이터 통신을 위해 별도로 이용된다. 음성 서비스는 회선 교환(CS) 접속 또는 PS 접속을 통해 제공될 수 있다. 유사하게, 데이터 서비스는 CS 접속 또는 PS 접속 중 어느 하나를 통해 제공될 수 있다. 서브채널을 통해 제공되는 음성 서비스 및 데이터 서비스는 상이한 사용자들에게 또는 동일 사용자에게 속할 수 있다. 특히, 후자의 경우는 듀얼 전송 모드(dual transfer mode; DTM)를 다룬다. 음성과 데이터 사이에서 서비스를 분할하고 분배하는 것은 물리 계층 다중화의 다양한 실시예와 함께 이용된다.
제1 최신의 DTM 모드에서, 하나의 자원(예컨대, 하나의 타임슬롯)은 음성 호(voice call)를 위해 절반의 시간이 이용되고, 패킷 데이터를 위해 절반의 시간이 이용된다. 특히, DTM 동작의 하프 레이트(HR) 모드는 2 프레임마다 하나의 CS 타임슬롯을 분배하는 반면, 그 사용자의 PS 데이터를 위해 간헐적 프레임들로된 동일한 타임슬롯이 이용된다. 예를 들어, 사용자는 백그라운드에서 이메일을 다운로딩하면서 음성 통화를 할 수 있다. 이것은 오직 절반의 시간 동안 각각의 자원을 이용하기 때문에, HR 모드의 DTM은 PS 영역에서 처리량을 사실상 낮춘다. 사용자를 위한 CS 음성을 운반하기 위해 프레임의 서브세트 상에서 제1 서브채널을 이용하면서, 동일한 사용자를 위한 PS 데이터를 운반하는데 프레임의 또 다른 서브세트 상에서 제2 서브채널을 이용함으로써, OSC 또는 MUROS 개념이 DTM 동작의 이 모드에 적용된다. 예를 들어, OSC-0는 CS 음성을 운반하기 위해 모든 짝수 프레임의 타임슬롯 #2 상에서 이용되는 반면, 모든 홀수 프레임의 타임슬롯 #2 상의 OSC-0는 DTM 구성에서 PS 데이터를 운반하는데 이용된다. DTM HR 모드에서, 음성 프레임은 하프 레이트 CS 트래픽 채널(TCH/H)로 운반되고, 패킷 데이터는 하프 레이트 패킷 데이터 트래픽 채널(PDTCH/H)로 운반될 때, 2개의 하프 레이트 채널을 이용하는 것은 2개 채널 모두가 단일 타임슬롯에서 송신되는 것을 가능하게 한다.
DTM HR 모드에 대한 대안으로, DTM은 또한 복수의 타임슬롯 모드로 이용될 수 있다. 이 모드에서는, 하나의 풀 레이트 TCH와 하나 이상의 인접한 풀 레이트 PDTCH들이 이용된다. DTM 동작의 이 모드는 프레임마다 하나보다 많은 송신 타임슬롯 및/또는 하나보다 많은 수신 타임슬롯을 요구한다(예컨대, 멀티슬롯 동작). 사용자의 CS 음성 및 PS 데이터를 운반하기 위해서 서브채널의 수를 달리하여 타임슬롯에 분배함으로써 OSC 또는 MUROS 개념이 DTM 동작의 이 모드에 적용된다. 예를 들어, 제1 서브채널은 CS 음성을 운반하기 위해 제1 타임슬롯 상에서 이용된다. 제2 서브채널은 동일한 사용자를 위한 PS 데이터를 운반하기 위해서 제2 타임슬롯 상에서 이용된다. 제2 타임슬롯 상의 제2 서브채널은 또 다른 사용자의 CS 음성 또는 PS 데이터 통신과 다중화될 수도 있거나 다중화되지 않을 수도 있다. 하나보다 많은 타임슬롯 또는 서브채널이 PS 데이터를 운반하기 위해 기간(예컨대, 프레임)마다 이용될 수 있다. 예를 들어, OSC-0을 이용하는 타임슬롯 #2가 사용자의 CS 음성을 운반하면, OSC-1을 이용하는 타임슬롯 #3 및 타임슬롯 #4는 그 사용자의 PS 데이터를 운반한다. 당업자라면 명백하게 이해할 수 있는 바와 같이, 이러한 개념은 여러 개의 타임슬롯 조합을 포함하도록 융통성이 있고 확장 가능하다.
그러나, WTRU가 MUROS 가능하면, 한 명의 사용자가 MUROS를 이용할 수 있다. WTRU는 네트워크에 자신의 MUROS 능력을 신호로 알린다(즉, 자신이 MUROS를 지원하는지의 여부). 네트워크는 WTRU가 MUROS를 이용할 수 있을 것인지의 여부를 결정하고, 할당 단계에서 그 결정을 전달한다. 한 구현에서, 그 결정은 기존의 할당 메시지에 연장되어 포함된다. 네트워크가 음성 트래픽 채널(일반적으로, 자원)을 할당할 때, 네트워크는 WTRU에게 그것이 MUROS 할당임을 알리고 어떤 서브채널이 WTRU를 위해 예약되었는지를 표시한다.
네트워크는 특정한 WTRU를 위해 MUROS를 이용할지의 여부를 결정한다. MUROS를 이용하는 것은 발생되는 간섭을 증가시키므로, 이것은 특정한 WTRU를 위해 MUROS를 이용하는 것에 반대되는 요소일 수 있음을 주의해야 한다. 네트워크는 특정한 WTRU를 위해 MUROS를 적용할지의 여부에 관해서 밸런싱(balancing)을 수행할 수 있다. 어떤 문턱값 및 어떤 평가 기준을 사용할지를 포함하여, 이러한 네트워크 측의 결정은, 네트워크 운용자에게 남겨진 구현이다.
한 구현에서, 음성 호는 제1 서브채널 상에 놓고, 패킷 데이터 호는 제2 서브채널 상에 놓는다. 음성 호는 현재 방식으로 구축되고 동시에 제2 서브채널은 패킷 데이터를 위해 이용된다.
MUROS 시나리오는 동일한 사용자에게 2개의 상이한 자원을 할당함으로써 단일 사용자에게 적용될 수 있다. 하나의 CS 접속은 음성 호를 위해 이용되고, 또 다른 CS 접속은 데이터 호(예컨대, 모뎀 투 모뎀 접속)를 위해 이용되도록, 동일한 사용자를 위해 2개의 병렬 CS 접속을 할당하는 것이 가능하다. 어떠한 PS 접속도 허용되지 않더라도 2개의 병렬 CS 접속을 이용하는 것이 가능하다.
WTRU는 변경 없이 송신할 수 있다. 기지국이 거의 동시에 2개의 버스트를 수신하기 때문에, 기지국은 2개의 버스트들을 구별하기 위한 방법이 필요하다. 기지국은 어떤 버스트가 어떤 WTRU로부터 왔는지를 결정하기 위해서 간섭 소거를 이용할 수 있다. 기지국은 2개의 상이한 소스로부터 거의 동시에 2개의 버스트를 수신하고, 2개의 상이한 채널들로 이들을 분리할 수 있다. 네트워크가 국한적으로 처리하는 방식은 업링크 시나리오가 구현예에 따라 특유하다.
UL 및 DL에서의 변조는 상이하다. UL에서, WTRU는 이전과 같은, GMSK를 이용한다. MUROS를 이용하여, 2개의 WTRU는 동시에 기지국으로 송신한다. 동일한 버스트에서 상이한 WTRU 전송을 식별하기 위한 한 방법은 상이한 트레이닝 시퀀스(미드앰블)를 이용하는 것이다. 이 트레이팅 시퀀스는 채널을 통해 각각의 WTRU에 시그널링되고, 동시 전송에 의해 발생되는 간섭을 최소화하기 위해서, 서로 직교한다.
DL 상에서, 기지국은 QPSK 변조를 이용하여 하나의 버스트를 보내고, 이 QPSK 변조에서는, 하나의 심볼은 2개의 정보 비트를 표시한다. 비트들이 속하는 각각의 WTRU를 식별하기 위한 방법이 필요하다. 한 구현에서, 최상위 비트는 제1 WTRU에 속하고, 최하위 비트는 제2 WTRU에 속한다. 오직 하나의 버스트만이 보내지기 때문에, 트레이닝 시퀀스가 DL 상의 WTRU들 모두에 대해 동일하다.
음성 및 데이터 통신
제1 실시예에서, 개별 서브채널들(OSC-0 및 OSC-1)은 음성 및 데이터 통신을 위해 별도로 이용된다. 음성 서비스는 CS 접속 또는 PS 접속을 통해 제공될 수 있다. 유사하게, 데이터 서비스는 CS 또는 PS 접속 중 어느 하나를 통해 제공될 수 있다. 서브채널을 통해 제공되는 음성 및 데이터는 상이한 사용자들에게 또는 동일한 사용자에게 속할 수 있다. 음성과 데이터 사이에서 서비스를 분할하고 분배하는 것은 물리 계층 다중화의 다양한 실시예와 함께 이용된다.
예를 들어, 제1 사용자에게는 CS 음성 트래픽 채널을 이용하는 서브채널 OSC-0이 분배되고, 다중화된 OSC-1 서브채널 상의 제2 사용자는 PS 데이터 트래픽 채널을 이용한다. 한 명의 사용자 또는 양자 모두의 사용자는, 풀 레이트 구성 또는 하프 레이트 구성을 이용할 수 있다. 제2 예에서, 제1 사용자에게는 CS 음성 트래픽 채널을 이용하는 서브채널 OSC-0이 분배되고, 제2 서브채널 OSC-1(또는 그것의 특유한 발생)은 DTM 동작의 경우와 같이 PS 데이터를 운반한다. 제3 예에서, 제1 사용자에게는 음성 및 데이터 트래픽 채널 모두를 운반하기 위해 하나의 서브채널이 분배된다. 제2 사용자에게는 제2 서브채널이 분배된다. 제4 예에서, 서브채널은 음성 및 데이터 트래픽 모두(SMS는 데이터 트래픽의 특별한 경우를 구성함) 또는 이들 2개의 조합을 운반한다. 이러한 예들로부터 명백하게 이해되는 바와 같이, 이러한 개념의 많은 구성들이 적용될 수 있다.
제2 실시예에서, 물리 계층 다중화 개념의 확장이 제안된다. 도 1은, OSC가 QPSK 변조 성상도의 서브채널로서 실현되는 한 예를 도시한다. OSC-0 및 OSC-1은 예로서 성상도의 x 축 및 y 축 상에 도시된 것임을 주의해야 한다. 심볼은 성상도의 임의의 점에서 존재할 수 있다는 것을 당업자라면 이해할 것이다. 그러나, OSC-0 및 OSC-1 사이에서 직교성을 유지하기 위해서, 성상도 점은 정방형으로 나타날 것이다.
제3 실시예에서, 서브채널은 성상도 점의 선택된 서브그룹에 관해서 정의된다. 도 2는 16-QAM 변조의 예를 도시하고, 여기에서는 4개의 OSC가 정의된다. 이 경우는 각각의 서브 성상도에 에너지의 양을 다르게 하여 분배하기 위해 보다 융통성을 제공한다. 예를 들어, 도 2에서, 개별 채널들은 동일한 평균 심볼 에너지를 갖는다.
상이한 심볼 에너지를 갖는 직교 서브채널
OSC의 제2 정의에서, 서브채널들은 서로 간에 비교해 볼 때 상이한 평균 심볼 에너지 양을 갖는다. 도 3에서(또한 16-QAM 변조), 성상도의 각각의 위치에서 도시된 바와 같이, OSC-0은 가장 높은 평균 심볼 에너지를 갖고, OSC-1 및 OSC-2는 다음으로 가장 높은 평균 심볼 에너지를 가지며, OSC-3은 가장 낮은 양의 평균 심볼 에너지를 갖는다.
이 경우에, 사용자에게 서브채널의 적응형 분배가 유리하다. 예를 들어, 가장 높은 평균 심볼 에너지를 갖는 서브채널은 다른 사용자들의 채널에 비해, 채널이 가장 약화된 사용자에게 할당된다. 가장 낮은 평균 심볼 에너지를 갖는 서브채널은 채널이 최소로 약화된 사용자에게 할당된다. 사용자가 이동함에 따라, 동적 채널 재할당이 무선 자원 활용을 더욱 최적화하기 위해서 행해진다. 일 실시예에서, 채널 할당은 할당 명령 또는 핸드오버 명령을 이용한다.
불균등한 에너지 서브채널의 또 다른 응용은 가변 서비스 품질(QoS) 요건을 갖는 데이터 스트림의 동시 공급이다. 보다 엄격한 QoS 요건을 갖는 데이터 스트림은 보다 높은 심볼 에너지를 갖는 서브채널 상으로 매핍되고, 그 반대로도 가능하다.
단일 사용자의 경우에 대해, 또 다른 응용은 풀 레이트 기준으로, 동일한 물리적 채널 상에 동일한 사용자를 위한 CS 음성 및 CS 데이터를 적용한다. 이것은 사용자가 하프 레이트 기준으로 동시에 CS 접속 및 PS 접속하는, DTM과는 상이한 방식이다. 할당된 데이터 채널은, 예를 들어, GSM CS 데이터를 위해 정의된 14.4, 9.6, 또는 4.8 kbps 채널들 중 하나일 수 있다. 유일한 요건은, WTRU가 QPSK 변조 및 복조 가능하거나, 또는 타임슬롯마다 2개 이상의 서브채널들을 제공할 수 있는 임의의 등가의 MUROS 변조 방식이 가능해야 한다는 것이다.
단일 사용자 경우에 대한 또 다른 가능성은 2개의 CS 애플리케이션을 다중화하는 것이다. 가장 중요한 CS 애플리케이션은 음성이라고 가정하면, 레거시 절차에 따라 CS 음성을 위한 채널이 사용자에게 할당되는 시나리오가 가능하다. 이 지점에서, 호 설정 시그널링 단계 동안에 WTRU 능력이 시그널링되기 때문에 네트워크는 WTRU 능력을 안다. WTRU 및 네트워크가 또 다른 애플리케이션에 관해서 전달할 필요가 있으면, 그것은 CS 자원을 이용하여 설정될 수 있고 네트워크는 이 WTRU에 OSC 채널 구성을 할당할 수 있다. 음성 서비스와 병행하여 실행하기 위한, 또 다른 CS 서비스의 예는, 이동 발신 SMS는 물론 이동 착신 SMS, 비정형 부가 서비스 데이터(Unstructured Supplementary Service Data; USSD) 등이 있을 수 있다.
예를 들어, 트래픽 채널을 통해 음성을 송수신하는 사용자에게는, GSM 멀티 프레임에서 적절한 전송 기회를 위해 대기하거나 음성 자원을 "도용"하는 것 없이 부가 시그널링 메시지, SMS, USSD, 등을 운반하기 위해 제2 서브채널이 할당될 수 있다. 이것은 제1 트래픽 채널에 대한 링크 강건성을 개선시키는 한편, 전송 레이턴시를 줄이고 이러한 데이터 유형에 대한 용량을 제한한다. 현재 GSM 시스템 설계는 SMS 및 USSD 데이터의 전송을 지원한다는 것에 주목해야 한다. 그러나, 현재 해결책이 갖는 문제점은, WTRU와 네트워크 모두가 음성 정보 이외의 정보를 전달할 필요가 있다는 것이다. 이것은 일부 경우에 FACCH를 이용함으로써 음성 자원을 도용하고, "측정 보고 및 시스템 정보"를 보내는 것 이외의 이유로 SACCH를 이용하는 것을 초래한다. 음성 자원을 도용하는 것은 음성 품질을 저하시키지만, 다른 목적을 위해 SACCH를 이용하는 것은 SMS 메시지들이 결합될 때 링크 성능에 영향을 미친다.
병렬 애플리케이션을 갖는 단일 사용자
단일 사용자 방식에 집중하여, UL 방향에서, 2개의 병렬 애플리케이션(예컨대, 음성 및 CS 데이터)을 전송하기 위한 몇 개의 해결책들을 제안한다.
1. QPSK를 지시함. 가장 간단한 해결책은 단일 사용자 채널 할당의 경우 WTRU를 위해 DL에서 QPSK 변조를 BS에서 QPSK 복조를 지시하는 것이다.
다음 해결책은 WTRU가 UL에서 QPSK 변조를 지원하지 않거나, BS가 QPSK를 복조할 수 없을 때 이용될 수 있다.
2. 불연속 전송의 이용. 사용자, 및 그러므로 WTRU는, 음성 대화의 절반 동안에, 평균적으로 침묵 상태이기 때문에, WTRU 및 네트워크는 이 침묵 기간을 이용하고 불연속 전송(Discontinuous Transmission; DTX)을 적용한다. GSM에서, DTX가 활성일 때, WTRU는 미리 정의된 프레임 갯수로 침묵 설명자(Silent Descriptors; SID)를 보낸다. 일반적으로, WTRU는 하나의 SACCH 프레임(즉, 104 TMDA 프레임) 동안에 8개의 SID 프레임을 보낸다. 이것은 WTRU가 DTX가 활성일 때 104개의 이용 가능한 프레임들에서부터 12개의 프레임을 이용한다는 것을 의미한다. 또한 104개의 프레임에 4개의 유휴 프레임이 있기 때문에, 104 - 16 = 88개의 프레임이 이용 가능하다. 그러므로, 88개의 프레임들 전부 또는 이들의 서브세트가 UL에서 CS 데이터 전송을 위해 WTRU에 의해 이용될 수 있다.
3. 2개의 트레이닝 시퀀스를 이용함. 또 다른 해결책은 1개의 트래이닝 시퀀스 대신에 2개의 트레이닝 시퀀스를 이용하는 것이다. BS는 단일 사용자로서의 WTRU에 OSC 구성의 채널을 할당한다. UL의 경우, WTRU에는 별개의 트레이닝 시퀀스 코드(Training Sequence Codes; TSC)를 갖는 2개의 상이한 트레이닝 시퀀스가 할당된다. 예로서, WTRU가 음성 정보를 보낼 때, WTRU는 자신의 송신된 버스트 상에서 제1 트레이닝 시퀀스를 이용한다. WTRU가 CS 데이터를 보내는 것으로 스위칭 할 때, WTRU는 버스트 상에 제2 트레이닝 시퀀스를 적용한다. 이 해결책은 BS에서의 검출 메커니즘을 간소화한다.
4. 능력 표시. WTRU가 네트워크에 자신의 OSC 능력을 표시할 때, 단일 사용자 채널 할당이 DL에서만 (및 UL에서는 아님) 지원될 수 있음을 또한 표시한다. 이것은, WTRU가 음성과 병행하여 DL에서 CS 데이터를 수신할 수 있지만, UL에서 음성과 CS 데이터를 병렬로 보낼 수 없음을 의미한다. 더 나아가, 동일한 시그널링 능력이 DL, UL, 또는 DL 및 UL에서 동시 CS/CS 또는 CS/PS 음성/데이터 지원을 구별하기 위해서 적용될 수 있다. 한 실현에서, 이 능력은 음성 서비스, (E)GPRS, 또는 DTM을 위한 WTRU에 의해 표시되는 멀티슬롯 클래스 능력에 대하여 연장 또는 델타를 통해 시그널링 된다.
예시적인 WTRU BS
도 4는 OSC를 구현하기 위해 구성된 WTRU(402) 및 BS(404)의 블록도이다. 전형적인 WTRU에서 발견될 수 있는 구성 요소들 이외에, WTRU(402)는 프로세서(410), 수신기(412), 송신기(414), 및 안테나(416)를 포함한다. 프로세서(410)는 UL 상으로 다수의 OSC를 송신하고 DL 상으로 다수의 OSC를 수신하도록 구성된다. 수신기(412) 및 송신기(414)는 프로세서(410)와 통신한다. 안테나(416)는 무선 데이터의 송신 및 수신을 용이하게 하도록 수신기(412)와 송신기(414) 양자 모두와 통신한다.
전형적인 BS에서 발견될 수 있는 구성 요소들 이외에, BS(404)은 프로세서(420), 수신기(422), 송신기(424), 안테나(426), 및 간섭 소거기(428)를 포함한다. 프로세서(420)는 UL 상으로 다수의 OSC를 송신하고 DL 상으로 다수의 OSC를 수신하도록 구성된다. 수신기(422) 및 송신기(424)는 프로세서(420)와 통신한다. 안테나(426)는 무선 데이터의 송신 및 수신을 용이하게 하도록 수신기(422)와 송신기(424) 양자 모두와 통신한다. 간섭 소거기(428)는 BS(404)가 WTRU로부터 2개의 UL 신호를 동시에 수신하도록 허용하기 위해서 이용된다.
실시예들
실시예 1. 주어진 무선 송수신 유닛(WTRU)을 위해 직교 서브채널들(OSC)을 이용하기 위한 방법으로서, WTRU로부터 능력 보고 - 상기 능력 보고는 WTRU가 OSC를 지원하는지의 여부에 대한 표시를 포함함 - 를 수신하고; WTRU를 위해 OSC를 이용할지의 여부를 결정하고; WTRU에 상기 결정의 결과를 시그널링하는 것을 포함한다.
실시예 2. 실시예 1의 방법으로서, OSC가 WTRU에서 이용되면, 상기 시그널링은 WTRU에 대한 OSC 할당을 포함한다.
실시예 3. 실시예 2의 방법으로서, 하나의 WTRU에 2개의 상이한 자원을 할당하는 것을 더 포함한다.
실시예 4. 실시예 3의 방법으로서, 각각의 자원은 상이한 OSC에 할당된다.
실시예 5. 실시예 3 또는 실시예 4의 방법으로서, 상기 2개의 자원은 4 위상 편이 변조 방식을 이용하여 하나의 버스트에 보내진다.
실시예 6. 실시예 5의 방법으로서, 버스트의 최상위 비트는 하나의 자원에 속하고, 버스트의 최하위 비트는 또 다른 자원에 속한다.
실시예 7. 실시예 3 내지 실시예 6 중 어느 하나의 방법으로서, 상기 2개의 자원은 2개의 회선 교환 접속을 포함한다.
실시예 8. 실시예 3 내지 실시예 6 중 어느 하나의 방법으로서, 상기 2개의 자원은 하나의 회선 교환 접속 및 하나의 패킷 교환 접속을 포함한다.
실시예 9. 실시예 3 내지 실시예 8 중 어느 하나의 방법으로서, 하나의 자원은 음성 호이고, 또 다른 자원은 데이터 전송이다.
실시예 10. 실시예 9의 방법으로서, 음성 호를 위해 WTRU에서 불연속 전송을 적용하는 것을 더 포함하고, 상기 데이터는 음성 호의 침묵 기간 동안에 송신된다.
실시예 11. 실시예 3 내지 실시예 10 중 어느 하나의 방법으로서, 하나의 자원에 제1 트레이닝 시퀀스를 할당하고; 또 다른 자원에 제2 트레이닝 시퀀스를 할당하는 것을 더 포함하고, 제1 송신 시퀀스는 제2 송신 시퀀스와는 상이하다.
실시예 12. 실시예 1 내지 실시에 11 중 어느 하나의 방법을 수행하도록 구성된 무선 송수신 유닛.
실시예 13. 직교 서브채널들(OSC)을 이용하도록 구성된 무선 송수신 유닛으로서, 안테나; 상기 안테나와 통신하는 수신기; 상기 안테나와 통신하는 송신기; 상기 수신기 및 상기 송신기와 통신하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 OSC를 통하여 수신된 신호를 디코딩하고 송신을 위한 신호를 OSC를 통하여 인코딩하도록 구성된다.
실시예 14. 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 하나의 방법을 수행하도록 구성된 기지국.
실시예 15. 직교 서브채널들(OSC)을 이용하도록 구성된 기지국으로서, 안테나; 상기 안테나와 통신하는 수신기; 상기 안테나와 통신하는 송신기; 상기 수신기 및 상기 송신기와 통신하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 OSC를 통하여 수신된 신호를 디코딩하고 송신을 위한 신호를 OSC를 통하여 인코딩하도록 구성된다.
실시예 16. 실시예 15의 기지국으로서, 상기 수신기 및 상기 프로세서와 통신하는 간섭 소거기를 더 포함하고, 상기 간섭 소거기는 수신된 OSC로부터 간섭을 소거하도록 구성되고, 여기서 상기 기지국은 2개의 OSC를 동시에 수신할 수 있다.
본 발명의 특징부 및 구성요소들이 바람직한 실시예에서 특정한 조합형태로 기술되었지만, 각 특징부 또는 구성요소들은 바람직한 실시예의 다른 특징부 및 구성요소들 없이 단독으로 사용될 수 있거나, 바람직한 실시예의 다른 특징부 및 구성요소들과 함께 또는 일부를 배제하고 다양한 조합의 형태로 사용될 수 있다. 본 발명에 제공된 방법 또는 흐름도는 범용 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독가능 저장매체 내에 내장된 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장매체의 예로는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 장치, 내부 하드 디스크와 탈착 가능 디스크와 같은 자기 매체, 자기 광학 매체, CD-ROM 디스크와 같은 광학 매체, 및 디지털 다기능 디스크(DVD)가 포함된다.
적절한 프로세서에는, 예를 들어, 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 통상의 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 복수개의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연관된 하나 이상의 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 응용 특정 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 회로, 기타 임의의 유형의 집적 회로(IC), 및/또는 상태 머신이 포함된다.
소프트웨어와 연계되는 프로세서는 무선 송수신 유닛(WTRU), 사용자 장비(UE), 단말기, 기지국, 무선 네트워크 제어기(RNC), 또는 임의의 호스트 컴퓨터에서 사용하기 위한 무선 주파수 트랜스시버를 구현하는데에 사용될 수 있다. WTRU는 카메라, 비디오 카메라 모듈, 비디오폰, 스피커폰, 진동 장치, 스피커, 마이크로폰, 텔레비젼 트랜스시버, 핸드프리 헤드셋, 키보드, 블루투스® 모듈, 주파수 변조(FM) 무선 유닛, 액정 디스플레이(LCD) 디스플레이 유닛, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 유닛, 디지털 뮤직 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저, 및/또는 임의의 무선 근거리 네트워크(WLAN) 모듈과 같이 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현된 모듈들과 함께 사용될 수 있다.
402: WTRU 404: 기지국
410, 420: 프로세서 412, 422: 수신기
414, 424: 송신기 416, 426: 안테나
428: 간섭 소거기

Claims (14)

  1. 주어진 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit; WTRU)을 위해 직교 서브채널들(orthogonal sub-channel; OSC)을 이용하기 위한 방법으로서,
    WTRU로부터 능력 보고 - 상기 능력 보고는 상기 WTRU가 OSC를 지원하는지의 여부에 대한 표시를 포함함 - 를 수신하고;
    상기 WTRU를 위해 OSC를 이용할지의 여부를 결정하고;
    상기 WTRU에 상기 결정의 결과를 시그널링하는 것
    을 포함하는 WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, OSC가 상기 WTRU에서 이용되면, 상기 시그널링은 상기 WTRU에 대한 OSC 할당을 포함하는 것인, WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 하나의 WTRU에 2개의 상이한 자원을 할당하는 것을 더 포함하는 WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서, 각각의 자원은 상이한 OSC에 할당되는 것인, WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 2개의 자원은 4 위상 편이 변조 방식을 이용하여 하나의 버스트에 보내지는 것인, WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 버스트의 최상위 비트는 하나의 자원에 속하고, 상기 버스트의 최하위 비트는 또 다른 자원에 속하는 것인, WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 2개의 자원은 2개의 회선 교환 접속을 포함하는 것인, WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 2개의 자원은 하나의 회선 교환 접속 및 하나의 패킷 교환 접속을 포함하는 것인, WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  9. 제3항에 있어서, 하나의 자원은 음성 호이고, 또 다른 자원은 데이터 전송인 것인, WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 음성 호를 위해 상기 WTRU에서 불연속 전송을 적용하는 것을 더 포함하고, 상기 데이터는 상기 음성 호의 침묵 기간 동안에 송신되는 것인, WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  11. 제3항에 있어서,
    하나의 자원에 제1 트레이닝 시퀀스를 할당하고;
    또 다른 자원에 제2 트레이닝 시퀀스를 할당하는 것을 더 포함하고, 제1 송신 시퀀스는 제2 송신 시퀀스와는 상이한 것인, WTRU를 위해 OSC를 이용하기 위한 방법.
  12. 직교 서브채널들(OSC)을 이용하도록 구성된 무선 송수신 유닛으로서,
    안테나;
    상기 안테나와 통신하는 수신기;
    상기 안테나와 통신하는 송신기;
    상기 수신기 및 상기 송신기와 통신하는 프로세서
    를 포함하고, 상기 프로세서는,
    OSC를 통하여 수신된 신호를 디코딩하고
    송신을 위한 신호를 OSC를 통하여 인코딩하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  13. 직교 서브채널들(OSC)을 이용하도록 구성된 기지국으로서,
    안테나;
    상기 안테나와 통신하는 수신기;
    상기 안테나와 통신하는 송신기;
    상기 수신기 및 상기 송신기와 통신하는 프로세서
    를 포함하고, 상기 프로세서는,
    OSC를 통하여 수신된 신호를 디코딩하고
    송신을 위한 신호를 OSC를 통하여 인코딩하도록 구성되는 것인, 기지국.
  14. 제13항의 기지국으로서, 상기 수신기 및 상기 프로세서와 통신하는 간섭 소거기를 더 포함하고, 상기 간섭 소거기는 수신된 OSC로부터 간섭을 소거하도록 구성되고, 여기서 상기 기지국은 2개의 OSC를 동시에 수신할 수 있는 것인, 기지국.
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