KR20100088711A - 다수의 스크램블링 코드들의 사용에 의해 증가한 용량을 갖는 ｗｃｄｍａ에 대한 ｓｄｍａ - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코드 제한된 WCDMA(예를 들어, TDD, FDD …) 무선 통신 환경에서 증가하는 시스템 용량을 지원하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일 특징에 따라, 섹터 내의 다수의 코드 클러스터를 도입함으로써 더 큰 코드 공간이 정의될 수 있으며, 각각의 클러스터는 고유 스크램블링 코드를 갖는다. 무선 네트워크를 통한 통신을 용이하게 하도록 클러스터 내의 코드가 사용자 디바이스에 할당될 수 있으며, 다른 클러스터에서는 코드들과 중첩할 수 있는 직교 왈시 시퀀스를 가질 수 있다. 각각의 클러스터에 할당된 고유 스크램블링 코드는 동일한 섹터의 다른 클러스터의 중복 왈시 시퀀스들이 의사 잡음 코드로서 나타나는 것을 보장할 수 있다.

Description

다수의 스크램블링 코드들의 사용에 의해 증가한 용량을 갖는 ＷＣＤＭＡ에 대한 ＳＤＭＡ{SDMA FOR WCDMA WITH INCREASED CAPACITY BY USE OF MULTIPLE SCRAMBLING CODES}
본 출원은 2005년 7월 22일 출원된 "SDMA for WCDMA"라는 명칭의 가출원 60/702,018 및 2005년 8월 9일 출원된 "SDMA for WCDMA"라는 명칭의 가출원 번호 60/708,230을 우선권으로 청구하며, 상기 출원들 본 건의 양수인에게 양도되었으며, 본 명세서에 참조된다.
이하의 설명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 특히 WCDMA 무선 통신 환경에서 시스템 용량에 관한 것이다.
무선 네트워킹 시스템은 전세계 대다수의 사람이 통신하게 한 널리 보급된 수단이 되었다. 무선 통신 디바이스들은 소비자의 요구를 충족시키고 휴대성 및 편리함을 증진시키기 위해 더욱 작아지고 더욱 강력해져 왔다. 셀룰러 전화기들과 같은 모바일 디바이스에서 처리 전력의 증가는 무선 네트워크 전송 시스템에 대한 요구사항을 증가시켰다. 이러한 시스템들 통상적으로 이를 통해 통신하는 셀룰러 디바이스처럼 용이하게 업데이트되지 않는다. 모바일 디바이스 용량이 확장됨에 따라, 새롭고 향상된 무선 디바이스 성능의 완전한 활용을 용이하게 하는 방식으로 예전의 무선 네트워크 시스템을 유지하는 것은 어려울 수 있다.
특히, 주파수 분할 기반 기술은 통상적으로 스펙트럼을 대역폭의 균등한 청크로 분할함으로써 스펙트럼을 개별 채널로 분리시키는데, 예를 들어, 무선 셀룰러 전화 통신을 위해 할당된 주파수 대역의 분할은 30개의 채널로 분리될 수 있으며, 이들 채널 각각은 음성 대화를 운반하거나, 디지털 서비스와 함께 디지털 데이터를 운반할 수 있다. 각각의 채널은 한 번에 한 명의 사용자에게만 할당될 수 있다. 일반적으로 사용되는 변형예의 하나는 전체 시스템 대역폭을 다수의 직교 서브대역으로 효율적으로 분할하는 직교 주파수 분할 기술이다. 이러한 서브대역은 톤, 캐리어, 서브캐리어, 빈, 및/또는 주파수 채널로 불린다. 각각의 서브대역은 데이터에 의해 변조될 수 있는 서브캐리어와 관련된다. 시분할 기반 기술의 경우, 대역은 연속한 시간 슬라이스 또는 시간 슬롯으로 시분할된다. 채널의 각 사용자에게는 라운드 로빈 방식으로 정보를 송신 및 수신하기 위한 시간 슬라이스가 제공된다. 예를 들어, 임의의 소정 시간(t)에, 사용자에게는 짧은 버스트 동안 채널에 대한 액세스가 제공된다. 이어, 액세스는 정보를 송신 및 수신하기 위한 짧은 버스트의 시간이 제공되는 다른 사용자로 스위칭된다. "교대" 사이클이 계속되며, 결과적으로 각각의 사용자에게는 다수의 송신 및 수신 버스트들이 제공된다.
코드 분할 기술은 통상적으로 범위에서 언제든 이용 가능한 다수의 주파수를 통해 데이터를 송신한다. 일반적으로, 데이터는 디지털화되고 이용 가능한 대역폭을 통해 확산되는데, 여기서 다수의 사용자는 채널 상에서 오버레이될 수 있으며, 각각의 사용자에게는 고유 시퀀스 코드가 할당될 수 있다. 사용자들은 스펙트럼의 동일한 광대역 청크에서 송신할 수 있는데, 여기서 각각의 사용자의 신호는 각각의 고유 확산 코드에 의해 전체 대역폭에 걸쳐 확산된다. 이러한 기술은 공유를 제공할 수 있는데, 여기서 하나 이상의 사용자들은 동시에 송신 및 수신할 수 있다. 이러한 공유는 확산 스펙트럼 디지털 변조를 통해 달성될 수 있는데, 사용자의 비트들의 스트림은 인코딩되고 의사 랜덤 방식으로 매우 넓은 채널에 걸쳐 확산된다. 수신기는 관련된 고유 시퀀스 코드를 인식하고 랜덤화를 해제하여, 코히어런트 방식으로 특정 사용자에 대한 비트들을 수집하도록 설계된다.
(예를 들어, 주파수, 시간 및 코드 분할 기술을 이용하는) 통상의 무선 통신 네트워크는 커버리지 영역을 제공하는 하나 이상의 기지국 및 커버리지 영역 내에서 데이터를 송신 및 수신할 수 있는 하나 이상의 모바일(예를 들어, 무선) 단말을 포함한다. 통상의 기지국은 브로드캐스트, 멀티캐스트, 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다수의 데이터 스트림을 동시에 송신할 수 있는데, 여기서 데이터 스트림은 모바일 단말에 대한 독립적 수신 대상(interest)일 수 있는 데이터의 스트림이다. 상기 기지국의 커버리지 영역 내의 모바일 단말은 합성 스트림에 의해 전달된 하나, 둘 이상 또는 모든 데이터 스트림들을 수신하는데 관심이 있을 수도 있다. 마찬가지로, 모바일 단말은 데이터를 기지국 또는 다른 모바일 단말로 전송할 수 있다. 기지국과 모바일 단말 사이 또는 모바일 단말들 사이의 이러한 통신은 채널 변동 및/또는 간섭 전력 변동으로 인해 열화될 수 있다. 예를 들어, 전술한 변동들은 기지국 스케줄링, 하나 이상의 모바일 단말에 대한 전력 제어 및/또는 레이트 예측에 영향을 줄 수 있다.
통상의 네트워크 송신 프로토콜들은 스케줄링 제한 및 송신 용량 제한들에 민감하며, 이는 감소한 네트워크 스루풋(throughput)을 초래한다. 따라서 무선 네트워크 시스템에서 스루풋을 향상시키는 시스템 및/또는 방법이 필요하다.
다음은 하나 이상의 실시예의 기본적인 이해를 제공하기 위해 이러한 실시예들의 간단한 요약을 제공한다. 이 요약은 예기되는 모든 실시예의 광범위한 개요가 아니며, 모든 실시예의 주요 또는 핵심 엘리먼트들을 식별하거나 임의의 또는 모든 실시예의 범위를 기술하기 위한 것은 아니다. 유일한 목적은 하나 이상의 실시예의 일부 개념들을 뒤에 제공되는 보다 상세한 설명에 대한 서론으로서 간단한 형태로 제공하는 것이다.
하나 이상의 실시예 및 대응하는 설명에 따라, 다양한 특징이 코드 제한된 WCDMA(예를 들어, TDD, FDD,…) 무선 통신 환경에서 증가하는 시스템 용량과 관련하여 설명된다. 왈시 코드, 편이된(shifted) 왈시 코드, 또는 소정의 다른 직교 또는 반직교 코드 타입을 포함하는 소정의 직교 또는 의사 직교 코드가 설명된 다양한 특징과 관련하여 사용될 수 있지만, 이에 한정되지는 않음을 이해해야 한다. 간략화를 위해, 그리고 이러한 특징의 이해를 용이하게 하기 위해, 이러한 문서에 설명된 시스템 및 방법은 직교 왈시 코드들과 관련하여 이러한 관점으로부터 설명된다. 일 특징에 따라, 섹터 내에 다수의 코드 클러스터를 도입함으로써 더 큰 코드 공간이 정의될 수 있는데, 여기서 각각의 클러스터는 고유 스크램블링 코드를 갖는다. 예를 들어, 통상적으로 16개의 코드(예를 들어, 16명까지의 사용자들이 스케줄링될 수 있음)로 한정되는 직교 왈시 코드들이 사용되는 시스템에서, 이용 가능한 코드들의 수를 증가시키기 위해 N개의 다수의 코드 클러스터들이 정의될 수 있으며, 결국 스케줄링될 수 있는 사용자들은 N*16이다. 클러스터 내의 코드들은 직교 왈시 시퀀스들을 가질 수 있으며, 다른 클러스터의 코드들과 중첩할 수 있다. 각각의 클러스터에 할당된 고유 스크램블링 코드는 동일한 섹터의 다른 클러스터에서 중복 왈시 시퀀스들이 의사 잡음 코드로서 나타나는 것을 보장할 수 있다.
관련된 특징에 따라, 무선 통신 환경에서 시스템 용량을 증가시키는 방법은 한 세트의 직교 왈시 코드 시퀀스들을 갖는 왈시 코드 클러스터에 고유 스크램블링 코드를 할당하고, 왈시 코드 시퀀스를 사용자 디바이스에 할당하는 것을 포함한다. 추가로, 상기 방법은 섹터의 사용자 디바이스에 대한 공간 서명(spatial signature)을 평가하고, 제1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명이 제2 사용자 디바이스에 대한 공간 서명의 미리 결정된 임계 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 더욱이, 상기 방법은 제1 및 제2 사용자 디바이스에 대한 공간 서명이 미리 결정된 임계 범위를 벗어난다고 결정되면, 제1 및 제2 사용자 디바이스에 서로 다른 왈시 코드 클러스터를 할당하고, 제1 및 제2 사용자 디바이스에 대한 공간 서명이 미리 결정된 임계 범위 내에 있다고 결정되면, 제1 및 제2 사용자 디바이스에 동일한 왈시 코드 클러스터를 할당하는 것을 포함한다.
다른 특징에 따라, 무선 통신 장치는 한 세트의 직교 왈시 코드 시퀀스들를 포함하는 적어도 하나의 왈시 코드 클러스터와 관련된 정보를 저장하는 메모리, 및 고유 스크램블링 코드에 적어도 하나의 왈시 코드 클러스터를 할당하고, 왈시 코드 시퀀스를 사용자 디바이스에 할당하는 프로세서를 포함한다. 메모리는 왈시 코드 클러스터, 각각의 클러스터의 왈시 코드 시퀀스, 왈시 코드 시퀀스들에 대한 사용자 디바이스 할당, 및 각각의 클러스터에 할당된 고유 스크램블링 코드와 관련된 정보를 포함하는 룩업 테이블을 저장할 수 있으며, 상기 프로세서는 섹터의 사용자 디바이스들과 관련된 공간 서명을 평가하고, 사용자 디바이스들을 사용자 디바이스의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 서브세트로 그룹화할 수 있다. 이어 상기 프로세서는 섹터의 사용자 디바이스들의 서브세트들을 코드 클러스터에 할당할 수 있으며, 동일한 클러스터의 사용자 디바이스들 사이의 간섭을 완화하기 위해 서브세트의 각각의 사용자 디바이스를 클러스터의 서로 다른 직교 왈시 코드 시퀀스에 할당할 수 있다.
또 다른 특징에 따라, 무선 통신 환경의 섹터에서 시스템 용량을 증가시키기 위한 장치는, 직교 왈시 시퀀스들의 완전한 세트를 갖는 다수의 왈시 코드 클러스터들을 생성하기 위한 수단, 고유 스크램블링 코드를 각각의 왈시 코드 클러스터에 할당하기 위한 수단, 및 사용자 디바이스 서브세트들을 왈시 코드 클러스터들에 할당하기 위한 수단을 포함하는데, 여기서 각각의 사용자 디바이스에는 왈시 코드 클러스터의 적어도 하나의 직교 왈시 시퀀스가 할당된다. 부가적으로, 상기 장치는 섹터의 사용자 디바이스들의 공간 서명들을 평가하기 위한 수단, 및 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 서브세트로 상기 장치들을 그룹화하기 위한 수단을 포함한다.
또 다른 특징은, 직교 왈시 시퀀스들의 완전한 세트를 갖는 다수의 왈시 코드 클러스터들을 생성하고, 각각의 클러스터를 고유하게 식별하기 위해 고유 스크램블링 코드를 각각의 왈시 코드 클러스터에 할당하고, 사용자 디바이스 서브세트들을 왈시 코드 클러스터들에 할당하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 명령들을 저장한 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이며, 여기서 각각의 사용자 디바이스에는 왈시 코드 클러스터의 적어도 하나의 직교 왈시 시퀀스가 할당된다. 더욱이, 매체는 섹터의 한 세트의 사용자 디바이스들에 대한 공간 서명들을 평가하고, 공간 서명들의 유사성에 적어도 부분적으로 기초하여 사용자 디바이스들을 서브세트로 그룹화하기 위한 명령들을 포함할 수 있다.
또 다른 특징은 광대역 코드 분할 다중 액세스 무선 통신 환경에서 시스템 용량을 증가시키기 위한 명령들을 실행하는 프로세서에 관한 것으로, 상기 명령들은 각각이 직교 왈시 시퀀스들의 완전한 세트를 갖는 다수의 왈시 코드 클러스터들을 생성하고, 사용자 디바이스 서브세트들에 왈시 코드 클러스터들을 할당하고, 왈시 코드 클러스터들 사이에서 구별하기 위해 고유 스크램블링 코드를 각각의 왈시 코드 클러스터에 할당하기 위한 코드들을 포함하는데, 여기서 각각의 사용자 디바이스에는 왈시 코드 클러스터의 적어도 하나의 직교 왈시 시퀀스가 할당되며, 서브세트들은 사용자 디바이스들의 공간 서명들에 적어도 부분적으로 기초하여 생성된다.
또 다른 특징은 무선 네트워크를 통한 통신을 용이하게 하는 모바일 디바이스를 설명하는데, 모바일 디바이스는 왈시 코드 클러스터의 왈시 코드 시퀀스의 할당을 수신하는 컴포넌트, 수신 신호에서 왈시 코드 시퀀스가 모바일 디바이스에 할당되는지 여부를 인식하는 컴포넌트, 및 왈시 코드 클러스터와 관련된 예상된 스크램블링 코드가 수신 신호에 존재하는지를 인식하는 컴포넌트를 포함하며, 상기 모바일 디바이스는 할당된 왈시 코드 시퀀스 및 예상된 스크램블링 코드 모두에 나타나지 않는 수신 신호를 의사 잡음으로 무시한다.
또 다른 특징은 무선 통신 환경에서 시스템 용량을 증가시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 유사한 공간 서명들을 갖는 사용자 디바이스들을 동일한 왈시 코드 클러스터에 할당하고, 사용자 디바이스들에 충분히 서로 다른 공간 서명들을 갖는 사용자 디바이스들을 서로 다른 왈시 코드 클러스터에 할당하는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 왈시 코드 클러스터들을 구별하기 위해 고유 스크램블링 코드를 각각의 왈시 코드 클러스터에 할당하는 것을 포함한다.
상기 및 관련 목적들의 이행을 위해, 하나 이상의 실시예는 뒤에 충분히 설명되며 청구범위에서 특별히 지적되는 특징들을 포함한다. 다음 설명 및 첨부 도면들은 하나 이상의 실시예의 특정한 예시적인 형태들을 상세히 설명한다. 그러나 이들 형태는 다양한 실시예의 원리들이 이용될 수 있는 다양한 방법 중 몇 가지를 나타낼 뿐이며, 설명하는 실시예들은 이러한 모든 형태 및 그 등가물들을 포함하는 것이다.
도 1은 설명된 다양한 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른 다중 액세스 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 3은 설명된 하나 이상의 특징에 따른, 무선 통신 환경에서 스루풋을 개선하기 위한 방법을 도시한다.
도 4는 설명된 다양한 실시예에 따라, 시스템 용량을 평가하기 위한 피드백 루프를 이용하여 무선 통신 환경에서 통신 스루풋을 향상시키기 위한 방법을 도시한다.
도 5는 다양한 특징에 따라, 사용자 디바이스 및 기지국 중 하나 또는 모두에서 생성되고, 동적으로 업데이트되고 그리고/또는 저장될 수 있는 룩업 테이블을 도시하는데, 이는 왈시 코드 시퀀스 클러스터, 사용자 디바이스 할당 등과 관련된 정보를 포함한다.
도 6은 하나 이상의 특징에 따라, 서로 다른 공간 서명들을 갖는 다수의 사용자를 포함하는 무선 통신 섹터를 나타내는데, 상기 서명은 모든 사용자들의 세트를 공간적으로 구별된 서브세트로 분할하기 위해 사용될 수 있으며, 이들 각각에는 왈시 코드 시퀀스들의 고유 세트가 할당되어 무선 통신 환경에서 시스템 용량의 선형 스케일링을 용이하게 한다.
도 7은 설명된 하나 이상의 실시예에 따라 시스템 용량 한계를 완화하기 위해 무선 통신 환경에서 확대된 코드 공간의 정의를 용이하게 하는 시스템을 도시한다.
도 8은 다양한 특징에 따라 WCDMA 통신 환경에서 코드 공간의 증가를 용이하게 하는 시스템을 도시한다.
도 9는 설명된 다양한 시스템 및 방법과 관련하여 사용될 수 있는 무선 통신 환경을 도시한다.
도면을 참조하여 각종 실시예가 설명되며, 도면에서 처음부터 끝까지 동일 엘리먼트를 언급하는 데 동일 참조부호가 사용된다. 다음 설명에서는, 하나 이상의 실시예의 전반적인 이해를 제공하기 위해 설명을 목적으로 다수의 특정 항목이 언급된다. 그러나 이러한 실시예(들)는 이들 특정 항목 없이 실시될 수도 있음이 명백하다. 다른 경우에, 하나 이상의 실시예의 설명을 돕기 위해 잘 알려진 구조들 및 디바이스들은 블록도 형태로 도시된다.
본 출원에서 사용되는 바와 같이, "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등의 용어는 컴퓨터 관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행중인 소프트웨어를 언급하기 위한 것이다. 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니지만, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행하는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능한 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수도 있다. 예시로, 연산 디바이스 상에서 구동하는 애플리케이션과 연산 디바이스 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있으며, 컴포넌트가 하나의 컴퓨터에 집중될 수도 있고 그리고/또는 2개 이상의 컴퓨터 사이에 분산될 수도 있다. 또한, 이들 컴포넌트는 각종 데이터 구조를 저장한 각종 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 실행될 수 있다. 컴포넌트들은 하나 이상의 데이터 패킷(예를 들어, 로컬 시스템, 분산 시스템의 다른 컴포넌트와 그리고/또는 신호에 의해 다른 시스템들과 인터넷과 같은 네트워크를 거쳐 상호 작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터)을 갖는 신호에 따르는 등 로컬 및/또는 원격 프로세스에 의해 통신할 수 있다.
가입자국과 관련하여 추가 다양한 실시예가 설명된다. 가입자국은 시스템, 가입자 유닛, 이동국, 모바일, 원격국, 액세스 포인트, 기지국, 원격 단말, 액세스 단말, 사용자 단말, 사용자 에이전트 또는 사용자 장비로 지칭될 수도 있다. 가입자국은 셀룰러폰, 코드리스 전화, 세션 시작 프로토콜(SIP) 전화, 무선 로컬 루프(WLL) 스테이션, 개인 디지털 보조 기기(PDA), 무선 접속 능력을 가진 핸드헬드 디바이스, 연산 디바이스, 또는 무선 모뎀에 접속된 다른 처리 디바이스일 수 있다.
더욱이, 여기서 설명하는 다양한 형태는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술들을 이용하는 방법, 장치 또는 제품으로서 구현될 수 있다. 여기서 사용되는 "제품"이라는 용어는 임의의 컴퓨터 판독 가능 디바이스, 캐리어 또는 매체로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램을 포괄하는 것이다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 매체는 이에 한정되는 것은 아니지만 자기 저장 디바이스(예를 들어, 하드디스크, 플로피디스크, 자기 스트립 …), 광 디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다목적 디스크(DVD) …), 스마트 카드 및 플래시 메모리 디바이스(예를 들어, EPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브 …)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본원에서 제공되는 각종 실시예에 따른 무선 통신 시스템(100)이 설명된다. 시스템(100)은 무선 통신 신호들을 각각의 다른 및/또는 하나 이상의 모바일 디바이스(104) 사이에서 수신, 송신, 중계 등을 하는, 하나 이상의 섹터에서 하나 이상의 기지국(102)을 포함할 수 있다. 각각의 기지국(102)은 송신기 체인 및 수신기 체인을 포함할 수 있으며, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 송신기 체인 및 수신기 체인은 각각 신호 송신 및 중계와 관련된 다수의 컴포넌트(예를 들어, 프로세서, 변조기, 다중화기, 복조기, 역다중화기, 안테나 등)를 포함할 수 있다. 모바일 디바이스(104)는 예를 들어, 셀룰러폰, 스마트폰, 랩탑, 휴대용 통신 디바이스, 휴대용 연산 디바이스, 위성 라디오, 위성 위치확인 시스템, PDA, 및/또는 무선 시스템(100)을 통해 통신하는 임의의 다른 적절한 디바이스일 수도 있다.
WCDMA는 순방향 링크(FL) 및 역방향 링크(RL)에서 통신 채널을 인코딩하기 위해 왈시 코드들을 사용한다. 설명된 다양한 특징은 왈시 코드들과 관련하여 설명되지만, 소정의 적절한 직교 또는 반직교 코드 타입(예를 들어, 편이 왈시 코드 등)이 이와 관련하여 사용될 수도 있으며, 이는 기술 분야의 당업자에게 명백할 것임을 이해해야 한다. 왈시 코드는 당업자들에 의해 이해되는 바와 같이, 개별 통신 채널들의 고유한 식별을 용이하게 하는 직교 코드이다. 왈시 코드들의 사용은 시스템 디멘션(dimension)을 한정할 수 있으며, 송신/수신 동작을 위해 기지국에서 다수의 안테나가 사용될 때 송신 성능을 제한할 수 있다. 통상의 시스템과 관련한 이러한 제한을 극복하기 위해, WCDMA 통신 환경에서 순방향 링크(FL) 및 역방향 링크(RL) 상에 공간 분할 다중 액세스(SDMA)가 사용될 수 있다. 이러한 기술은 시분할 듀플렉스(TDD) 및 주파수 분할 듀플렉스(FDD) WCDMA 환경에서 FL 및 RL에 적용 가능하다.
통상의 WCDMA 시스템들에서 FL 및 RL은 왈시 코드 멀티플렉싱을 사용하며, 여기서 다수의 사용자에게는 서로 다른 코드가 할당되고 동시에 스케줄링된다. FL의 경우, 기지국은 하나 이상의 왈시 코드를 각각의 사용자 디바이스에 할당하고 스케줄링된 사용자 디바이스들에 동시에 송신한다. RL의 경우, 섹터 내의 사용자들에게는 서로 다른 왈시 코드가 할당되며 기지국에서 (예를 들어, MAC 채널을 이용하여) 동시에 수신된다. 사용자 디바이스들은 CDMA를 위한 표준 역확산 디코딩 기술을 이용하여 기지국에서 분리될 수 있다. 동시에 할당될 수 있는 코드들의 수는 왈시 코드의 길이에 의해 제한된다. 예를 들어, 왈시 코드가 N개의 칩 길이라면, 소정의 시점에 다수의 사용자 디바이스에 코드가 N개까지 할당될 수 있다. 이는 동시에 할당될 수 있는 코드 수에 대해 구속(예를 들어, 디멘션 제한)을 부과한다. 통상의 WCDMA-TDD 환경에서 FL 및 RL은 16개까지의 칩들의 길이의 왈시 코드들을 허용한다. 따라서 16개까지의 사용자 디바이스가 소정의 주어진 슬롯에서 동시에 지원될 수 있다. 이러한 디멘션 제한은 기지국이 다수의 수신 안테나를 가질 때 유해할 수 있다.
CDMA 시스템은 일반적으로 선형 영역에서 동작하도록 설계되어, 용량 전처리 SINR 관계는 선형이다(여기서, 처리는 역확산, 안테나 결합들을 포함함). 예를 들어, 시스템이 선형 영역에서 동작하고, 전처리 SINR이 3dB만큼 증가한다면, 시스템의 용량(스루풋) 또한 두 배가 된다. 수신 안테나의 수를 증가시키는 것은 전처리 SINR을 증가시킨다. 따라서 시스템이 선형 영역에서 동작할 경우, 시스템의 용량은 수신 안테나들의 수에 따라 선형으로 스케일링될 수 있다. 그러나 다수의 수신 안테나들이 사용될 경우, 전처리 SINR의 증가는 시스템을 선형 영역에서 벗어나게 하는 경향이 있다. 시스템이 선형 영역에 남아있게 강제하는 일 방식은 간섭을 증가시키는 것이며, 이는 동시에 지원되는 코드들의 수를 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 수신 안테나들의 수가 두 배가 된다면, 의사 랜덤 코드들을 사용하는 CDMA 시스템은 코드들의 수를 간단하게 두 배로 할 수 있다(이 경우, 섹터당 간섭 제어를 위해 코드당 송신 전력을 반으로 감소시킴). 송신 전력의 감소는 다수의 수신 안테나와 관련된 SINR 이득에 의해 보상될 수 있다. 이러한 방식에서, CDMA 시스템에서 수신 안테나들의 수와 관련한 스케일링이 달성될 수 있다. 그러나 한정된 수(예를 들어, 16개)의 코드를 갖는 WCDMA-TDD 시스템에서, 수신 안테나들의 수를 증가시키는 것은 결론적으로 그리고 바람직하지 않게 시스템이 선형 영역을 벗어나게 하며, 그로 인해 시스템 용량 향상에 유해하게 작용한다.
도 2를 참조하면, 하나 이상의 실시예에 따른 다수의 액세스 무선 통신 시스템(200)이 도시된다. 3-섹터 기지국(202)은 다수의 안테나 그룹들을 포함하는데, 하나는 안테나(204 및 206)를 포함하고, 다른 하나는 안테나(208 및 210)를 포함하며, 나머지 하나는 안테나(212 및 214)를 포함한다. 도면에 따르면, 각각의 안테나 그룹에 대해 단 두 개의 안테나만 도시되지만, 더 많거나 더 적은 안테나들이 각각의 안테나 그룹에 사용될 수도 있다. 모바일 디바이스(216)는 안테나들(212 및 214)과 통신하는데, 여기서 안테나들(212 및 214)은 순방향 링크(220)를 통해 모바일 디바이스(216)로 정보를 송신하고 역방향 링크(218)를 통해 모바일 디바이스(216)로부터 정보를 수신한다. 모바일 디바이스(222)는 안테나(206 및 208)와 통신하며, 여기서 안테나들(206 및 208)은 순방향 링크(126)를 통해 모바일 디바이스(222)로 정보를 송신하고 역방향 링크(224)를 통해 모바일 디바이스(222)로부터 정보를 수신한다.
도 3-도 4를 참조하면, 보조 시스템 리소스 할당의 생성과 관련한 방법이 설명된다. 예를 들어, 방법은 FDMA 환경, OFDMA 환경, CDMA 환경, WCDMA 환경, TDMA 환경, SDMA 환경, 또는 임의의 다른 적절한 무선 환경에서 다수의 코드 클러스터를 제공하는 것과 관련될 수 있다. 특히, 설명된 방법은, 다른 타입의 통신 환경이 설명된 특징과 관련하여 사용될 수도 있지만, 광역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 무선 통신 환경과 관련하여 설명된다. 설명의 간략화를 위해, 연속한 동작으로 방법이 도시 및 설명되었지만, 방법은 동작의 순서에 한정되지 않으며, 하나 이상의 실시예에 따른 임의의 동작이 설명되고 도시된 다른 동작과 동시에 그리고/또는 다른 순서로 발생할 수 있다. 예를 들어, 기술 분야의 당업자는 방법이 대안으로 상태도와 같이, 일련의 서로 관련된 상태 또는 이벤트로서 표현될 수 있음을 이해할 것이다. 더욱이, 설명된 모든 동작만이 하나 이상의 실시예에 따른 방법을 구현하기 위해 사용되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 설명된 하나 이상의 특징에 따라, 무선 통신 환경에서 스루풋을 향상시키기 위한 방법(300)이 설명된다. 전술한 바와 같이, WCDMA-TDD 시스템의 사용에 따른 결점은 사용자들에게 할당될 수 있는 한정된 개수의 코드들로 인한 디멘션 제한이다. 이는 시스템을 스케일링하기 위해 수신 안테나들의 수를 증가시킬 경우, 시스템 용량에서 잠재적인 상한을 제한한다. 이러한 제한에 대처하기 위해, SDMA 기술은 시스템 용량에서 상한을 적절하게 활용하도록 사용될 수 있다.
일 특징에 따라, 단계(302)에서 섹터 내에 다수의 코드 클러스터들을 도입함으로써 더 큰 코드 공간이 정의될 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 16개로 이루어진 세트들에서) 사용자들에게 왈시 코드들이 할당되는 상황에서, 하나보다는 두 개의 클러스터가 정의된다면, 16×2 = 32개의 코드(사용자들)가 동시에 스케줄링될 수 있다. 단계(304)에서, 각각의 클러스터에는 자신 고유의 고유 스크램블링 코드가 할당될 수 있다. 스크램블링 코드는 (동일한 섹터의) 다른 클러스터 내의 코드들(사용자들)이 의사 잡음(PN) 코드로 나타나는 것을 보장한다. 단계(306)에서, 하나의 클러스터 내의 코드들에는 직교 왈시 시퀀스들이 할당될 수 있다. 이러한 코드들에는 단계(308)에서 사용자 디바이스들이 할당될 수 있다. 제1 클러스터에서 사용자 디바이스들에 할당된 한 세트의 직교 왈시 코드들은 다른 클러스터의 코드들과 중첩할 수 있는데, 이는 클러스터들이 자신에게 할당된 스크램블링 코드에 의해 고유하게 식별될 수 있기 때문이며, 이는 간섭 평균의 제공을 용이하게 한다.
부가적으로, 잘 분리된 사용자들이 클러스터에 걸쳐 할당될 수도 있는 반면, 유사한 공간 서명들을 갖는 사용자들은 동일한 클러스터 내에 할당될 수도 있다. 예를 들어, 유사한 공간 서명들을 가진 사용자들은 직교 왈시 코드들의 제1 클러스터에 할당되어 사용자들에게 이들 사이의 간섭을 완화하기 위한 충분히 서로 다른 코드를 할당하는 것을 보장할 수 있는 한편, 서로 다른 공간 서명들을 가진 사용자들에게는 상이한 스크램블링 코드들을 갖는 동일한 왈시 코드들이 상이한 클러스터에 할당될 수 있는데, 이는 사용자들의 공간 서명들이 상기 사용자들에 의한 통신이 서로 유사하게 간섭하지 않을 것을 제안하기에 충분히 고유하기 때문이다. 전술한 기술은 시스템을 선형 영역에 있게 하고 수신 안테나들의 수에 따라 시스템 용량의 선형 스케일링을 유지하는 것을 용이하게 하도록 간섭을 생성하는 방법으로서 이해될 것이다.
전술한 사항은 WCDMA-TDD 환경에서의 RL 통신을 설명하였지만, 상기 기술은 WCDMA-FDD 환경에서의 RL 통신에 동등하게 잘 적용된다. 부가적으로, FL 통신 동안, 송신 빔-형성은 송신 안테나의 수에 따라 시스템 용량의 스케일링을 위한 기회를 제공한다. 따라서 적절한 스케줄링/코드 공간 강화를 통해 더 많은 수의 사용자들을 지원하는 개념은 FL 통신에서도 적용 가능하다.
도 4는 설명된 다양한 실시예에 따라 시스템 용량을 평가하기 위해 피드백 루프를 이용하는 무선 통신 환경에서 통신 스루풋을 개선하는 방법(400)을 도시한다. 단계(402)에서 시스템 용량이 평가될 수 있다. 예를 들어, 시스템이 자신의 섹터에서 사용자 디바이스들에게 할당하기 위해 한정된 수의 왈시 코드들을 사용하는지 여부가 단계(402)에서 결정될 수 있다. 단계(404)에서, 시스템 용량이 초과하였는지에 대한 결정이 행해질 수 있다. 예를 들어, 전술한 예에서, 시스템이 통상적으로 왈시 코드들의 16-칩 세트를 사용한다면, 시스템 용량은 거의 16명의 사용자인데, 여기서 각각의 사용자에게는 통신을 위해 단일 왈시 코드가 할당된다. 단계(404)에서 섹터의 모든 사용자에 대해 충분한 코드들이 존재한다고 결정된다면, 시스템 용량은 초과하지 않으며, 상기 방법은 추가의 평가 반복을 위해 단계(402)로 복귀할 수 있다.
멀티-칩 왈시 코드에 의해 조절될 수 있는 더 많은 사용자가 존재한다면, 시스템 용량은 초과할 것이며, 상기 방법은 단계(406)로 진행할 수 있는데, 여기서 중복 코드 클러스터(들)가 생성될 수 있다. 예를 들어, 일례에 따라, 섹터에는 24명의 사용자가 존재할 수 있는데, 이들 각각은 통신 가능한 코드 할당을 수신한다. 부가적으로, 섹터에 대한 왈시 코드는 16 칩의 최대 길이를 가질 수 있는데, 이는 모든 사용자들이 통신하도록 허용될 경우 8개의 코드가 부족하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 단계(406)에서 중복 코드 클러스터(예를 들어, 16-칩 왈시 코드의 중복)가 생성된다. 단계(408)에서 중복 클러스터 및 원래의 클러스터에는 각각 고유 스크램블링 시퀀스가 할당될 수 있으며, 이는 원래의 클러스터가 중복 클러스터와 구별되게 한다. 단계(410)에서, 중복 코드 클러스터로부터의 코드들은 코드 할당을 필요로 하는 8명의 사용자에게 할당될 수 있으며, 따라서 단계(404)에서 결정된 부족분을 극복한다. 이러한 방식으로, 다수의 중복 칩 세트가 생성될 수 있으며, 고유하게 식별되어 스케일링을 가능하게 하고 통상의 CDMA 시스템들과 관련된 시스템 용량 한계들을 극복한다. 부가적으로, 전술한 예는 단일 중복 코드 클러스터가 생성되는 경우에 한정되지 않으며, 오히려 임의의 수의 중복 코드 클러스터가 생성될 수 있고 (예를 들어, 스크램블링 코드들을 이용하여) 고유하게 식별되어 시스템 요건의 충족을 용이하게 하고 시스템을 코드 할당이 제공되는 사용자들의 수에 스케일링하게 하는 것으로 이해해야 한다.
여기서 설명되는 하나 이상의 실시예에 따르면, 시스템 스케일링, 코드 시퀀스 할당 등과 관련하여 추론이 이루어질 수 있는 것으로 인식될 것이다. 여기서 사용되는 바와 같이, "추론하다" 또는 "추론"이라는 용어는 일반적으로 이벤트 및/또는 데이터에 의해 포착되는 한 세트의 관측으로부터 시스템, 환경 및/또는 사용자의 상태에 관해 판단하거나 추론하는 프로세스를 말한다. 추론은 특정 상황이나 동작을 식별하는데 이용될 수 있고, 또는 예를 들어 상태들에 대한 확률 분포를 생성할 수 있다. 추론은 확률적일 수 있는데, 데이터 및 이벤트들의 고찰에 기초한 해당 상태들에 대한 확률 분포의 계산일 수 있다. 추론은 또한 한 세트의 이벤트들 및/또는 데이터로부터 상위 레벨 이벤트들을 구성하는데 이용되는 기술들을 말할 수도 있다. 이러한 추론은 한 세트의 관측된 이벤트들 및/또는 저장된 이벤트 데이터로부터의 새로운 이벤트들 또는 동작들, 이벤트들이 시간상 밀접하게 상관되는지 여부, 그리고 이벤트들과 데이터가 하나 또는 여러 이벤트 및 데이터 소스들로부터 나오는지를 추정하게 한다.
도 5는 사용자 디바이스 및 기지국 중 하나 또는 둘 모두에서 생성되고, 동적으로 업데이트되고 그리고/또는 저장될 수 있는 룩업 테이블(600)을 도시하는데, 상기 룩업 테이블은 왈시 코드 시퀀스 클러스터, 사용자 디바이스 할당 등과 관련한 정보를 포함한다. 도면에 따르면, 다수의 코드 클러스터(C1-CN)가 제공되며, 이들 각각은 0-15로 라벨링된 16개의 코드 시퀀스를 포함하며, 이는 사용자 디바이스에 할당될 수 있고, 이를 통해 상기 사용자 디바이스들은 기지국의 수신 안테나와 통신할 수 있는데, 여기서 각각의 수신 안테나가 단일 클러스터에 특정하게 할당된다. 사용자 디바이스(U1-U16)와 관련한 공간 서명에 기초하여, 상기 장치들에는 클러스터(C1)의 직교 왈시 시퀀스가 할당된다. 각각의 사용자 디바이스가 명백하고, 사용자 디바이스들이 유사한 공간 서명에 기초한 각각의 클러스터의 시퀀스에 할당되는 것을 설명하기 위해, 도 5의 사용자 디바이스의 번호가 제공되는 것을 주의해야 한다. 즉, 유사한 공간 서명(예를 들어, 지리적 위치)을 갖는 사용자 디바이스들은 동일한 클러스터에 할당되어, 할당된 왈시 코드 시퀀스들이, 밀접하게 위치된 사용자 디바이스들이 서로 간섭하지 않도록 직교하는 것을 보장한다.
클러스터(C2)에서 U18에는 한 쌍의 왈시 시퀀스들(시퀀스 1 및 2)이 할당되는 것을 주의해야 할 것이다. 이러한 할당은 사용자 디바이스가 클러스터에 대한 수신 안테나에 전달하는 단일 왈시 시퀀스보다 더 많이 사용하는 곳에서, 그리고 클러스터(C1)에서 U2 및 U3의 공간 서명이 물론 클러스터(CN)에서 UM +1 및 UM +2의 공간 서명과 충분히 상이하기 때문에 U18에 대한 공간 서명이 행해질 수 있다. 즉, 통신 영역에서 사용자 디바이스들 사이의 상대적인 지리적 불균형으로 인해, 이러한 사용자 디바이스들에는 고유 스크램블링 시퀀스들 등에 의해 구별되는 중복 코드 클러스터들과 같은 서로 다른 코드 클러스터들에서 동일한 왈시 시퀀스가 할당될 수 있다.
도 6은 서로 다른 공간 서명을 갖는 다수의 사용자를 포함하는 무선 통신 섹터(700)를 도시하는데, 상기 공간 서명들은 모든 사용자들의 세트를 공간적으로 구별되는 서브세트로 분할하는데 사용될 수 있으며, 이들 각각은 왈시 코드의 고유 세트에 할당되어 무선 통신 환경에서 시스템 용량의 스케일링을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 영역(700)은 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 다수의 수신/송신 안테나 쌍을 갖는 기지국(미도시)에 의해 서비스될 수 있다. 영역(700) 내에서 통신하는 다수의 사용자는 (예를 들어, 사용자들의 공간 서명들 등에 부분적으로 기초하여) SDMA 기술을 사용하는 그룹으로 분할될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 그룹(702)은 영역(700)의 모든 사용자들의 서브세트를 포함하는데, 이들 모두는 유사한 공간 서명들을 갖는다. 그룹(702)에는 기지국에서 제1 수신 안테나에 의해 통신 신호들이 수신되는 것을 용이하게 하기 위해 한 세트의 직교 왈시 코드들을 포함하는 제1 코드 클러스터가 할당되는데, 여기서 코드들의 직교성은 그룹(702) 내의 사용자들이 그룹간 간섭을 겪지 않는 것을 보장한다. 부가적으로, 시스템 용량의 스케일링은 WCDMA-TDD 통신 환경에서 또는 WCDMA-FDD 통신 환경에서 역방향 링크 상에서 실행될 수 있다. 더욱이, 순방향 링크 상에서, 빔-형성 기술은 송신 안테나들의 수를 이용하여 시스템 용량의 스케일링을 용이하게 하도록 사용될 수 있다.
다수의 왈시 시퀀스를 포함하는 제2 코드 클러스터는 사용자들의 제2 그룹(704)에 할당될 수 있다. 제2 코드 클러스터는, 제1 그룹(702) 및 제2 그룹(704)이 공간적으로 구별되기 때문에, 제1 사용자 그룹(702)에 할당된 왈시 시퀀스들의 중복 세트를 포함할 수 있다. 기지국에 수렴하는, 제1 그룹(702)으로부터 제2 그룹(704)으로 송신된 신호들 사이의 간섭을 완화하기 위해, 수신 안테나가 할당되는 특정 코드 클러스터를 수신 안테나가 식별 및 분리하게 하도록 각각의 코드 클러스터에 고유 스크램블링 코드가 할당될 수 있다. 마찬가지로, 이러한 기술은 제3 사용자 그룹(706)에 적용될 수 있다. 더 많거나 더 적은 사용자 그룹들이 정의되어 코드 클러스터를 생성을 위해 중복할 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 방식으로, 무선 통신 환경에서 섹터 용량은 서비스받는 다수의 사용자에 따라 스케일링될 수 있으며, 이는 다수의 코드 클러스터 생성이 사용자가 통신에 이용하는 집합 코드 공간을 확대하게 하도록 할당될 수 있는 다수의 수신 안테나에게 지시할 수 있다.
도 7은 설명된 하나 이상의 실시예에 따라, 시스템 용량 한계를 완화하기 위해 무선 통신 환경에서 확대된 코드 공간의 정의를 용이하게 하는 시스템(800)을 도시한다. 시스템(800)은 기지국 및/또는 사용자 디바이스에 상주할 수 있다. 시스템(800)은 예를 들어 수신 안테나로부터 신호를 수신하는 수신기(802)를 포함하며, 이는 수신된 신호에 대해 통상의 작용(예를 들어, 필터링, 증폭, 하향변환 등)을 실행하며, 샘플들을 얻기 위해 조정된 신호를 디지털화한다. 복조기(804)는 각각의 심볼 기간 동안 수신된 심볼들을 획득할 수 있을 뿐만 아니라 수신된 파일럿 심볼들을 채널 추정을 위해 프로세서(806)로 제공한다.
프로세서(806)는 수신기 컴포넌트(802)에 의해 수신된 정보를 분석하고 그리고/또는 송신기(816)에 의한 송신을 위해 정보를 생성하는 것에 전용되는 프로세서, 사용자 디바이스(800)의 하나 이상의 컴포넌트를 제어하는 프로세서, 및/또는 수신기(802)에 의해 수신된 정보를 분석하고, 송신기(816)에 의한 송신을 위해 정보를 생성하고 사용자 디바이스(800)의 하나 이상의 컴포넌트를 제어하는 프로세서일 수 있다.
사용자 디바이스(800)는 프로세서(806)에 동작 가능하게 연결되어, 코드 클러스터 할당과 관련된 정보, 왈시 코드 시퀀스, 이에 관련된 정보를 포함하는 룩업 테이블, 및 여기서 설명된 바와 같이 사용되는 다수의 수신 안테나에 관한 시스템 용량의 선형적 스케일링과 관련된 임의의 다른 적당한 정보를 저장하는 메모리(808)를 부가적으로 포함할 수 있다. 메모리(808)는 룩업 테이블들의 생성, 왈시 코드들을 이용한 심볼들의 변조, 코드들의 스크램블링 등과 관련된 프로토콜들을 부가적으로 저장할 수 있어서, 사용자 디바이스(800)가 저장된 프로토콜들 및/또는 알고리즘들을 이용하여 여기서 설명된 바와 같이 섹터 내에서의 코드 공간 확대를 달성할 수 있다. 여기서 설명한 데이터 저장(예를 들어, 메모리들) 컴포넌트는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있고, 또는 휘발성 및 비휘발성 메모리를 모두 포함할 수 있는 것으로 인식될 것이다. 한정이 아닌 예시로, 비휘발성 메모리는 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램 가능 ROM(PROM), 전기적으로 프로그램 가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 소거 가능한 PROM(EEPROM) 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있으며, 이는 외부 캐시 메모리로서 동작한다. 한정이 아닌 예시로, RAM은 동기 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM), 동기 DRAM(SDRAM), 이중 데이터 레이트 SDRAM(DDR SDRAM), 확장 SDRAM(ESDRAM), 동기링크 DRAM(SLDRAM) 및 다이렉트 램버스 RAM(DRRAM)과 같이 많은 형태로 이용 가능하다. 해당 시스템들 및 방법들의 메모리(808)는 이에 한정되는 것은 아니지만 이들 및 임의의 다른 적당한 타입의 메모리를 포함하는 것이다.
프로세서(808)는 왈시 코드 시퀀스(들)를 생성하고 이들은 사용자 디바이스(800)가 할당되는 특정 코드 클러스터에 할당된 수신 안테나에 의해 수신될 수 있는 통신 신호에 첨부할 수 있는 왈시 코드 컴포넌트(810)에 추가로 연결된다. 왈시 코드 클러스터들이 섹터 내의 코드 공간을 증가시키기 위해 중복될 수 있기 때문에, 스크램블링 코드 컴포넌트(812)는 왈시 코드 컴포넌트(810)와 동작 가능하게 관련되며, 왈시 코드 컴포넌트는 사용자 디바이스(800)가 할당되는 왈시 코드 클러스터에 고유 스크램블링 코드를 첨부할 수 있다. 스크램블링 코드는 안테나가 관련된 왈시 코드 클러스터에 속하는 사용자 디바이스(800)를 식별하기 위해 기지국 수신 안테나 및 관련된 하드웨어/소프트웨어에 의해 사용될 수 있으며, 사용자 디바이스(800)에 의해 송신된 신호에 첨부된 왈시 코드 시퀀스는, 특정 왈시 코드 클러스터와 관련된 장치들의 그룹에서 특정 장치로서 기지국에 대해 사용자 디바이스(800)를 식별할 수 있다. 사용자 디바이스(800)는 왈시 코드 및 스크램블링 코드 식별자를 이용하여 변조된 신호를 송신하는 송신기 및 심볼 변조기(814)를 추가로 포함한다.
도 8은 다양한 특징에 따라 WCDMA 통신 환경에서의 코드 공간 증가를 용이하게 하는 시스템(900)을 도시한다. 시스템(900)은 제1 통신 모듈(904), 제2 통신 모듈(906) 내지 제N 통신 모듈(908)을 갖는 기지국(902)을 포함한다. 따라서 기지국(902)은 임의의 수의 통신 모듈을 포함하고 있음을 이해해야 할 것이며, 여기서 각각의 통신 모듈은 도 2에 설명된 바와 같이 개별 안테나와 관련된다. 설명된 바와 같이, 제1 통신 모듈(904)은 수신 안테나(912)를 통해 하나 이상의 사용자 디바이스들(910)로부터 신호(들)를 수신하고 송신 안테나(918)를 통해 하나 이상의 사용자 디바이스(910)로 송신한다. 마찬가지로, 통신 모듈(906)은 수신 안테나(914) 및 송신 안테나(920)와 관련되며, 통신 모듈(908)은 마찬가지로 수신 안테나(916) 및 송신 안테나(922)와 관련되는데, 여기서 안테나들(914, 916, 920 및 922)은 하나 이상의 사용자 디바이스들(미도시)과의 통신을 용이하게 한다.
통신 모듈(904)은 수신 안테나(912)로부터 정보를 수신하는 수신기(924)를 포함하며, 수신 정보를 변조하는 변조기(926)와 동작 가능하게 관련된다. 복조된 심볼들은 도 7과 관련하여 설명된 프로세서와 유사한 프로세서(928)에 의해 분석되고 코드 클러스터와 관련된 정보, 사용자 디바이스 할당, 이와 관련된 룩업 테이블, 고유 스크램블링 시퀀스들 등을 저장하는 메모리(930)에 연결된다. 프로세서(928)는 예정된 사용자 디바이스를 고유하게 식별하기 위해 신호에 첨부될 수 있는 코드 시퀀스들을 생성하는 왈시 코드 생성기(932)에 추가로 연결된다. 통신 모듈(904)은 신호가 발신되는 통신 모듈을 고유하게 식별하기 위해 의사 잡음 코드 시퀀스를 신호에 첨부할 수 있는 스크램블링 코드 생성기(934)를 추가로 포함한다. 변조기(936)는 송신 안테나(918)를 통해 송신기(938)에 의해 사용자 디바이스(910)로 송신하기 위해 신호를 멀티플렉싱할 수 있다.
기지국(902)은 할당 컴포넌트(940)를 추가로 포함하는데, 이는 기지국(902)에 의해 서비스되는 섹터 내의 모든 사용자 디바이스의 풀을 평가할 수 있으며, (예를 들어, SDMA 기술 등을 이용하여) 개별 사용자 디바이스의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 사용자 디바이스들을 (예를 들어, 사용자 디바이스들(910)의 서브세트와 같은) 서브세트로 그룹화할 수 있다. 예를 들어, WCDMA-TDD 또는 WCDMA-FDD 통신 환경에서, 왈시 코드들은 하나의 사용자 디바이스를 다른 사용자 디바이스와 고유하게 구별하도록 사용될 수 있는데, 여기서 사용자 디바이스는 사용자 디바이스의 왈시 코드 시퀀스를 나타내는 통신 신호들만을 인식하고 자기 자신을 식별하기 위해 동일한 왈시 코드 시퀀스를 기지국으로 전송한다. 그러나 통상의 WCDMA 시스템들은 사용될 수 있는 왈시 코드들의 수(예를 들어, 통상적으로 섹터당 16)가 한정되며, 이러한 시스템은 시스템 용량과 관련하여 원치 않는 상한을 나타낸다.
이러한 WCDMA 시스템에 대해 스케일링을 제공하기 위해, 할당 컴포넌트(940)는 한 세트의 왈시 코드들에 의해 지원될 수 있는 다수의 사용자에 따라 사용자 디바이스들을 서브세트들로 그룹화할 수 있다. 할당 컴포넌트(940)는 프로세서(928)와 유사하거나 동일한 프로세서로서, 섹터 내의 한 세트의 사용자 디바이스들을 평가하고, 사용자 디바이스들의 공간 서명들에 적어도 부분적으로 기초하여 섹터 내의 사용자 디바이스들의 서브세트들을 생성하고, 상기 서브세트를 왈시 코드 클러스터들 및/또는 클러스터들을 통해 송신하는 통신 모듈들로 할당하고, 고유 스크램블링 코드들을 개별 클러스터들에 할당하는 등의 동작을 하는 것으로 이해해야 할 것이다. 예를 들어, 섹터 내의 모든 사용자는 서로에 대한 지리적 근접성에 적어도 부분적으로 기초하여 16개 이하로 이루어진 서브세트들로 분할될 수 있으며, 각각의 서브세트는 통신 모듈에 할당될 수 있다. 각각의 통신 모듈의 왈시 코드 생성기(932)는 통신 모듈의 할당된 서브세트에서 각각의 사용자 디바이스에 대한 고유 왈시 코드 시퀀스를 생성할 수 있다. 서로 다른 클러스터들의 동일한 왈시 코드 시퀀스 할당을 갖는 사용자 디바이스들 사이의 바람직하지 않은 간섭을 완화하기 위해, 각각의 통신 모듈의 스크램블링 코드 생성기는 통신 모듈의 안테나로부터 송신된 모든 신호에 고유 스크램블링 코드를 부가할 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자 디바이스(910)는 할당 컴포넌트(940)에 의해 할당된 바와 같이, 자신의 할당된 통신 모듈(904)과 일치하는 특정 스크램블링 코드를 인식할 수 있으며, 결국 신호가 송신되는데 사용되는 왈시 시퀀스가 사용자 디바이스의 할당된 왈시 시퀀스에 부합하는지를 결정할 수 있다. 부합한다면, 사용자 디바이스는 신호의 디코딩 및 처리를 개시할 수 있다. 그렇지 않다면, 신호는 사용자 디바이스에 대해 의사 잡음으로 나타날 것이다.
다수의 수신 안테나들이 TDD 및/또는 FDD WCDMA 통신 환경에서 증가하는 것처럼, 전술한 사항은 역방향 링크 시스템 용량을 선형적으로 스케일링하는 것과 관련하여 설명되었지만, 이러한 기술은 또한 빔-형성 및 송신 안테나의 수를 증가시킴으로써 순방향 링크 송신에 적용될 있으며, 이는 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다.
도 9는 예시적인 무선 통신 시스템(1000)을 나타낸다. 간결성을 위해 무선 통신 시스템(1000)은 하나의 기지국 및 하나의 단말을 나타낸다. 그러나 시스템은 2개 이상의 기지국 및/또는 2개 이상의 단말을 포함할 수 있으며, 추가 기지국들 및/또는 단말들은 후술하는 예시적인 기지국 및 단말과 실질적으로 유사할 수도 있고 다를 수도 있는 것으로 인식해야 한다. 추가로, 기지국 및 단말은 여기서 설명한 시스템들(도 7 - 도 8) 및/또는 방법들(도 3 - 도 4)을 이용하여 이들 간의 무선 통신을 용이하게 할 수 있는 것으로 인식해야 한다.
도 9를 참조하면, 다운링크 상에서는, 액세스 포인트(1005)에서, 송신(TX) 데이터 프로세서(1010)가 트래픽 데이터를 수신, 포맷화, 코딩, 인터리빙 및 변조(또는 심볼 맵핑)하여 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(1015)는 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여 심볼들의 스트림을 제공한다. 심볼 변조기(1020)는 적절한 서브대역을 통해 데이터 및 파일럿 심볼들을 멀티플렉싱하고, 각각의 사용되지 않은 서브대역에 대해 제로의 신호 값을 제공하며, 심볼 기간마다 N개의 서브 대역에 대한 N개의 송신 심볼들로 이루어진 세트를 획득한다. 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 주파수 분할 다중화(FDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM)일 수 있다. OFDM 시스템의 경우, 심볼 변조기(1020)는 N개의 시간 도메인 칩들을 포함한 "변환된" 심볼을 획득하기 위해 N개의 송신 심볼들로 이루어진 각각의 세트를 N 포인트 IFFT를 이용하여 시간 도메인으로 변환할 수 있다. 심볼 변조기(1020)는 통상적으로 대응하는 심볼을 획득하기 위해 각각의 변환된 심볼의 일부를 통상적으로 반복한다. 반복된 부분은 주기적 프리픽스로 알려져 있으며, 무선 채널에서 지연 확산에 대처하는데 사용된다.
송신기 유닛(TMTR)(1020)은 심볼들의 스트림을 수신하여 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환시키고 아날로그 신호들을 추가로 조정(예를 들어, 증폭, 필터링, 임의의 주파수 상향변환)하여 무선 채널을 통한 송신에 적합한 다운링크 신호를 생성한다. 이어 다운링크 신호는 안테나(1025)를 통해 단말들로 송신된다. 단말(1030)에서 안테나(1035)는 다운링크 신호를 수신하고 수신된 신호를 수신기 유닛(RCVR)(1040)으로 제공한다. 수신기 유닛(1040)은 수신된 신호를 조정(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 하향변환)하고, 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(1045)는 각각의 심볼에 첨부된 주기적 프리픽스를 제거하고, 각각의 수신된 변환 심볼을 N 포인트 FFT를 이용하여 주파수 도메인으로 변환하며, 심볼 기간마다 N개의 서브대역들에 대한 N개의 수신된 심볼들을 획득하고, 수신된 파일럿 심볼들을 채널 추정을 위해 프로세서(1050)로 제공한다. 심볼 복조기(1045)는 프로세서(1050)로부터 다운링크에 대한 주파수 응답 추정치를 추가로 수신하고, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치들을 획득하기 위해 수신된 데이터 심볼들에 대한 데이터 복조를 실행하며, RX 데이터 프로세서(1055)로 데이터 심볼 추정치들을 제공하는데, 상기 프로세서는 송신된 트래픽 데이터를 복구하기 위해 데이터 심볼 추정치를 복조(즉, 심볼 디맵핑), 디인터리빙, 및 디코딩한다. 심볼 복조기(1045) 및 TX 데이터 프로세서(1010) 각각에 의한 처리는 액세스 포인트(1000)에서 심볼 변조기(1015) 및 TX 데이터 프로세서(1010) 각각에 의한 처리와 상보적이다.
업링크 상에서, TX 데이터 프로세서(1060)는 트래픽 데이터를 처리하여 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(1065)는 데이터 심볼들을 수신하고 파일럿 심볼들로 데이터 심볼들을 멀티플렉싱하며, 변조를 수행하여 심볼들의 스트림을 제공한다. 파일럿 심볼들은 파일럿 송신을 위해 단말(1030)에 할당된 서브대역 상에서 송신될 수도 있는데, 여기서 업링크를 위한 파일럿 서브대역들의 수는 다운링크를 위한 파일럿 서브대역의 수와 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 송신기 유닛(1070)은 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 안테나(1035)에 의해 액세스 포인트(1010)로 송신되는 업링크 신호를 생성한다.
액세스 포인트(1010)에서, 단말(1030)로부터의 업링크 신호가 안테나(1025)에 의해 수신되고 수신기 유닛(1075)에 의해 처리되어 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(1080)는 샘플들을 처리하여 업링크에 대한 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치들을 제공한다. RX 데이터 프로세서(1085)는 단말(1035)에 의해 송신된 트래픽 데이터를 복구하기 위해 데이터 심볼 추정치들을 처리한다. 프로세서(1090)는 업링크 상에서 각각의 활성 단말 송신을 위해 채널 추정을 실행한다. 다수의 단말은 파일럿 서브대역들의 각각의 할당된 세트에 대해 업링크 상에서 동시에 파일럿을 송신할 수도 있는데, 여기서 파일럿 서브대역 세트는 인터레이스될 수도 있다.
프로세서들(1090 및 1050)은 액세스 포인트(1010) 및 단말(1035)에서의 동작을 각각 조정(예를 들어, 제어, 조절, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(1090 및 1050)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(미도시)과 관련될 수 있다. 프로세서(1090 및 1050)는 업링크 및 다운링크 각각에 대해 주파수 및 임펄스 응답 추정치들을 유도하기 위한 계산을 실행할 수 있다.
다중 액세스 시스템(예를 들어, FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA 등)의 경우, 다수의 단말은 업링크 상에서 동시에 송신할 수 있다. 이러한 시스템의 경우, 파일럿 서브대역은 서로 다른 단말들 사이에서 공유될 수도 있다. 각각의 단말에 대한 파일럿 서브대역이 (가능하게는 대역 에지들을 제외한) 전체 동작 대역을 확장하는 경우 채널 추정 기술들이 사용될 수도 있다. 이러한 파일럿 서브대역 구조는 각각의 단말에 대한 주파수 다이버시티를 획득하기 위해 바람직할 것이다. 설명된 기술은 다양한 수단에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기술들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현의 경우, 채널 추정을 위해 사용된 처리 유닛들은 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 처리 디바이스(DSPD), 프로그램 가능한 로직 디바이스(PLD), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 마이크로프로세서, 설명된 기능을 실행하도록 설계된 다른 전자 유닛, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어의 경우, 구현은 설명된 기능을 구현하는 모듈들(예를 들어, 절차, 기능 등)을 통해 실행된다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛에 저장될 수도 있으며, 프로세서(1090 및 1050)에 의해 실행될 수도 있다.
소프트웨어 구현의 경우, 설명된 기술들은 설명된 기능들을 실행하는 모듈들(예를 들어, 절차, 기능 등)로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛에 저장되고 프로세서들에 의해 실행될 수도 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내에 또는 프로세서 외부에 구현될 수도 있으며, 프로세서 외부에 구현되는 경우, 기술분야에 알려진 다양한 수단에 의해 프로세서에 통신 가능하게 연결될 수 있다.
전술한 사항은 하나 이상의 실시예를 포함한다. 물론, 전술한 실시예를 설명하기 위해 컴포넌트들 및 방법들의 모든 고려할 수 있는 조합을 설명하는 것은 불가능하지만, 기술분야의 당업자는 다양한 실시예의 조합 및 추가 치환을 인식할 수도 있다. 결론적으로, 설명된 실시예는 첨부된 청구항의 사상 내에 있는 모든 이러한 변경, 변화를 포함한다.

Claims (21)

  1. 무선 통신 시스템의 스루풋(throughput)을 증가시키기 위한 방법으로서,
    공간(spatial) 정보에 기초하여, 스크램블링 코드들의 수를 제한하는 길이를 갖는 한 세트의 직교 왈시 코드 시퀀스들을 갖는 왈시 코드 클러스터에 고유 스크램블링 코드를 할당하는 단계; 및
    왈시 코드 시퀀스를 사용자 디바이스에 할당하는 단계를 포함하는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    스루풋이 초과하였는지 여부를 평가하는 단계를 더 포함하는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    스루풋이 초과하였을 때, 시스템 요건들을 충족시키도록 다수의 왈시 코드 클러스터들을 정의하는 단계를 더 포함하는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명(spatial signature)이 제2 사용자 디바이스에 대한 공간 서명의 미리 결정된 임계 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 미리 결정된 임계 범위는, 동일한 왈시 코드들이 할당될 때 상기 제1 사용자 디바이스 및 상기 제2 사용자 디바이스가 서로 간섭하게 되는 거리에 적어도 부분적으로 기초하는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    제1 사용자 디바이스 및 제2 사용자 디바이스에 대한 공간 서명들이 미리 결정된 임계 범위 밖에 있다고 결정될 때, 상기 제1 사용자 디바이스 및 상기 제2 사용자 디바이스를 서로 다른 왈시 코드 클러스터에 할당하는 단계를 더 포함하는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    제1 사용자 디바이스 및 제2 사용자 디바이스에 대한 공간 서명들이 미리 결정된 임계 범위 내에 있다고 결정될 때, 상기 제1 사용자 디바이스 및 상기 제2 사용자 디바이스를 동일한 왈시 코드 클러스터에 할당하는 단계를 더 포함하는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 동일한 왈시 코드 클러스터 내의 사용자 디바이스들에 직교 왈시 코드 시퀀스들이 할당되는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    다수의 왈시 코드 클러스터들은 직교 왈시 코드들의 중복 세트들을 갖는 것으로 정의되는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 광대역 코드 분할 다중 액세스 프로토콜을 사용하는, 스루풋을 증가시키기 위한 방법.
  11. 무선 통신 장치로서,
    스크램블링 코드들의 수를 제한하는 길이를 갖는 한 세트의 직교 왈시 코드 시퀀스들을 포함하는 적어도 하나의 왈시 코드 클러스터와 관련된 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 연결되며, 고유 스크램블링 코드를 상기 적어도 하나의 왈시 코드 클러스터에 할당하고, 상기 스크램블링 코드들의 수를 제한하는 길이를 갖는 왈시 코드 시퀀스를 사용자 디바이스에 할당하는 프로세서를 포함하는, 무선 통신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 메모리는 왈시 코드 클러스터들과 관련된 정보, 각각의 클러스터의 왈시 코드 시퀀스들, 왈시 코드 시퀀스들의 사용자 디바이스 할당들, 및 각각의 클러스터에 할당된 스크램블링 코드들을 포함하는 룩업 테이블을 저장하는, 무선 통신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 섹터 내의 사용자 디바이스들과 관련된 공간 서명들을 평가하고, 상기 사용자 디바이스들의 공간 서명들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 사용자 디바이스들을 서브세트들로 그룹화하는, 무선 통신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 섹터 내의 사용자 디바이스들의 서브세트들을 코드 클러스터에 할당하는, 무선 통신 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는 동일한 클러스터 내의 사용자 디바이스들 사이의 간섭을 완화하기 위해, 한 서브세트 내의 사용자 디바이스들 각각을 상기 클러스터 내의 서로 다른 직교 왈시 코드 시퀀스에 할당하는, 무선 통신 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 클러스터들을 구별하기 위해 각각의 클러스터에 고유 스크램블링 코드를 할당하는, 무선 통신 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스크램블링 코드는 의사 잡음 코드인, 무선 통신 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치는 광대역 코드 분할 다중 액세스 프로토콜에 따라 통신하는, 무선 통신 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 무선 통신 장치는 시분할 듀플렉스 통신 및 주파수 분할 듀플렉스 통신 중 적어도 하나에 따라 통신하는, 무선 통신 장치.
  20. 광대역 코드 분할 다중 액세스 무선 통신 시스템에서 스루풋을 증가시키기 위한 명령들을 실행하는 프로세서로서, 상기 명령들은,
    스크램블링 코드들의 수를 제한하는 길이를 갖는 완전한 한 세트의 직교 왈시 코드 시퀀스들을 각각 갖는 다수의 왈시 코드 클러스터들을 생성하기 위한 명령들;
    사용자 디바이스 서브세트들을 왈시 코드 클러스터들에 할당하기 위한 명령들 ― 각각의 사용자 디바이스에는 왈시 코드 클러스터 내의 적어도 하나의 직교 왈시 시퀀스가 할당되고, 상기 각각의 사용자 디바이스의 공간 서명들에 적어도 부분적으로 기초하여 서브세트들이 생성됨 ―; 및
    왈시 코드 클러스터들을 구별하기 위해 고유 스크램블링 코드를 각각의 왈시 코드 클러스터에 할당하기 위한 명령들을 포함하는, 프로세서.
  21. 무선 통신을 제공하는 모바일 디바이스로서,
    왈시 코드 클러스터 내에서의 스크램블링 코드들의 수를 제한하는 길이를 갖는 왈시 코드 시퀀스의 할당을 수신하는 컴포넌트;
    착신(incoming) 신호에서 상기 스크램블링 코드들의 수를 제한하는 길이를 갖는 왈시 코드 시퀀스가 상기 모바일 디바이스에 할당되는지 여부를 인식하는 컴포넌트; 및
    상기 왈시 코드 클러스터와 관련된 예정된 스크램블링 코드가 상기 착신 신호에 존재하는지 여부를 인식하는 컴포넌트를 포함하며,
    상기 모바일 디바이스는 상기 스크램블링 코드들의 수를 제한하는 길이를 갖는 상기 할당된 왈시 코드 시퀀스와 상기 예정된 스크램블링 코드를 모두 나타내지 않는 착신 신호를 의사 잡음으로서 무시하는, 모바일 디바이스.
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