KR20110025857A

KR20110025857A - 무선 통신 시스템에서의 중첩 코딩

Info

Publication number: KR20110025857A
Application number: KR1020117002182A
Authority: KR
Inventors: 키란 키란; 나가 부샨; 라시드 아메드 아카바 에타르
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2011-03-11
Also published as: JP5425868B2; JP2009534996A; CN102447528B; EP2365655B1; CN102394727B; CN102629892B; CN102629892A; TW200814596A; EP2014002B1; US20100316024A1; EP2461514A2; WO2007127751A2; US8670794B2; CN102447528A; KR101115215B1; EP2461514A3; EP2014002A2; KR20080110932A; KR101087929B1; CN102394727A

Abstract

본 발명은 중첩 코딩을 위한 사용자 후보들을 컴파일하고, 평가 함수 결과치에 따라 사용자 후보들을 랭킹하고, 사용자 후보들로부터 합당한 사용자 후보를 선택하고, 합당한 사용자 데이터 패킷의 일 패킷에 다른 사용자 데이터 패킷들을 추가함으로써 중첩 코딩된 패킷을 컴파일함에 의해서 중첩 코딩된 패킷을 컴파일하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 여기서 사용자 후보들에 대한 데이터 패킷들은 다수의 상이한 포맷들 및 무선 통신 표준들에 부합한다.

Description

무선 통신 시스템에서의 중첩 코딩{SUPERPOSITION CODING IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 정보 패킷들을 스케줄링하고, 이른 무선으로 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히 무선 통신 시스템에서 순방향 링크(FL) 데이터 스루풋(throughput) 성능을 개선하기 위한 중첩 코딩의 사용에 관한 것이다.

셀룰러 통신 시스템에서 통신을 제어하는 다양한 무선 통신 표준들이 존재한다. cdma2000 1xEV-DO 표준("cdma2000 고속 레이트 패킷 데이터 에어 인터페이스 규격," TIA/EIA/IS-856)은 무선 이동 환경에서 일반적인 데이터 통신 서비스들을 제공하기 위해 본 출원인에 의해 개발된 패킷 데이터 통신용 시스템이다. 1xEV-DO 시스템은 순방향 및 역방향 링크들에 대응하는 내재적(intrinsic) 자원 할당 방법들을 채택한다.

1xEV-DO 표준하에서, 기지국은 일 시점 동안 하나의 셀룰러 전화로 하나의 데이터 패킷을 전송한다. 동작시에, 기지국은 일정한 전력으로 파일럿 신호들을 연속하여 전송한다. 파일럿 신호 수신시에, 셀룰러 전화는 수신된 파일럿 신호 강도를 결정하여 그 결과치를 요청된 데이터 레이트 제어(DRC)의 형태로 기지국으로 전송한다.

페이딩은 무선 전송에서 수신된 강도에서의 개연적인 변동이다. 기지국으로부터 전화기의 거리는 수신된 파일럿 신호 강도에 영향을 미친다. 또한, 셀룰러 전화와 기지국 사이에 트럭이 지나가거나, 파일럿 신호가 빌딩에 반사되어 주 파일럿 신호와 결합되거나 주 파일럿 신호를 소멸시키는 것과 같은 동적인 이벤트들 역시 수신된 파일럿 신호 강도에 영향을 미친다. 정리하면, 거리 및 간섭 환경들이 순방향 링크 신호 대 간섭 및 잡음비(FL SINR)에 있어서 변동을 초래하고, 이는 각 전화기의 요청된 DRC에 영향을 미치게 된다.

기지국에서, 스케줄러 방법은 각 셀룰러 전화를 자신의 파일럿 신호 강도(즉, 요청된 DRC)에 의해 랭크(rank)시키고, 이러한 랭킹을 이용하여 어떤 셀룰러 전화가 다음 데이터 패킷을 수신할지를 결정한다. 전형적인 내재적 자원 할당 방법에서, 기지국은 가장 합당한(deserving) 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR)을 갖는 셀룰러 전화에 대응하는 데이터 패킷을 전송한다. 어떤 셀룰러 전화가 가장 합당한지는 평가 함수의 결과치에 기반하여 각 셀룰러 전화를 랭크하는 스케줄링 방법에 의해 결정될 수 있다. 이러한 순간 동안, 가장 합당한 사용자의 요구들이 충족되고, 잔존 사용자들의 요구들(상술한 예에서 29 사용자들의 요구들)은 대기 되어야 한다.

기존의 내재적 자원 할당 방법들은 모든 셀룰러 전화들에 공정한 서비스들을 제공하고자 한다. 이는 가장 약한 사용자들 세트가 전체 시스템 데이터 스루풋 성능을 제한하게 되는 문제점을 야기한다. 또한, 낮은 FL SINR을 갖는 사용자들은 그들의 특정 전화에 대한 보다 높은 지연들 및 보다 낮은 잠재적인 스루풋으로 인해 피해를 받는다. 따라서, 순방향 링크 데이터 스루풋 성능을 개선하고, 가장 강한 사용자들 세트의 FL SINR 보다 낮은 FL SINR을 갖는 사용자들의 지연들을 감소시키면서, 대부분을 합당한 (가능하게는 약한) 사용자들의 요구를 만족시키는 시스템이 요구된다.

여기 제시된 방법은 다수의 후보들(상기 다수의 후보들 중 하나는 가장 합당한 사용자임)에 대한 중첩(superposition) 코딩을 사용하고, 무선 통신 시스템을 순방향 링크 데이터 스루풋 성능을 최대화하는 2-사용자, 3-사용자, 또는 N-사용자 조합을 선택하고, 각 시간 슬롯 인터페이스의 시작부에서 전력 전송을 동적으로 재할당함으로써 상술한 요구들을 만족시킨다.

기지국으로부터 다수의 원격국들로의 중첩 코딩된 패킷을 통신하는 시스템이 제시된다. 기지국에서, 중첩 코딩을 위한 사용자 후보 리스트가 컴파일되고, 사용자 후보들 중 가장 합당한 사용자가 결정된다. 일 실시예는 중첩 코딩을 최대 4개의 사용자 후보들로 제한하지만, 다른 실시예들은 상이한 수의 사용자들에 대해 이러한 코딩을 사용할 수 있다. 가장 합당한 사용자의 요청된 데이터 레이트보다 낮은 요청된 데이터 레이트를 갖는 사용자 후보들은 제거될 수 있다. 중첩 코딩된 패킷은 잔존 사용자 후보들로부터 컴파일될 수 있다. 중첩 코딩된 패킷의 다양한 사용자들은 상이한 변조 기술 및/또는 변조 포맷을 사용할 수 있다. 예를 들어, 가장 낮은 계층은 1xEV-DO 리비젼 A 시스템의 패킷 포맷들을 사용할 수 있다.

다른 사용자들은 직교 주파수 영역 변조(OFDM)를 사용하는 패킷 포맷을 사용할 수 있다. 다른 사용자들은 또한 (서브 캐리어들에 대해 상이한 전력 할당으로) OFDMA를 사용할 수 있다.

중첩 코딩된 패킷을 수신하는 원격 이동국이 가장 낮은 계층이면, 원격국은 가장 낮은 계층에 할당된 모든 전력뿐만 아니라, 가장 낮은 계층에 할당된 선험적(apriori)으로 알려진 전력의 일부를 대안적으로 가정함으로써 중첩 코딩된 패킷을 처리한다. 또한, 하나 이상의 사용자들이 데이터 패킷의 공칭(nominal) 길이 전에 디코딩에 성공하면, 그들의 전력이 다른 사용자에게 재할당될 수 있다.

실시예들은 다양한 애플리케이션들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 음성 인터넷 프로토콜(VoIP)에 적용되는 경우, 본 발명의 중첩 코딩은 보다 낮은 대기시간(감소된 전송 지연), 섹터당 보다 많은 사용자들(즉, 높은 용량), 또는 이들의 조합을 허용한다. 광고와 같은 방송 서비스들에 적용되는 경우, 방송 서비스들은 개별 사용자로 향하는 유니캐스트 트래픽과 중첩 코딩될 수 있고, 따라서 방송 및 유니캐스트 트래픽 모두가 같이 전송될 수 있다. 이러한 방송 서비스는 모든 사용자들로 향하는 공통 정보(예를 들면, 1xEV-DO에서 제어 채널) 또는 특정 영역으로 향하는 정보("cdma2000®고속 레이트 방송-멀티캐스트 패킷 데이터 에어 인터페이스 규격", TIA-1006-A로 알려진, 플래티넘 방송을 사용하여 전송되는 정보)일 수 있다. 따라서, 기존의 무선 통신 시스템과는 달리, 본 발명은 유니캐스트 트래픽을 위해 방송 트래픽의 전송을 차단하는 필요성을 최소화 또는 제거한다. 즉, 본 방법 및 장치를 사용하는 시스템들에서 유니캐스트 트래픽 전송 주기 동안 방송 트래픽이 훼손될 필요가 없다.

도1은 종래 기술에 따른 OFDM 서브-캐리어들의 주파수 영역 위치들을 보여주는 OFDM 채널 대역폭 내의 전형적인 OFDM 신호를 보여주는 도이다.
도2는 하나의 심벌 주기동안 3개의 톤들을 보여주며, 여기서 각 톤은 이러한 심벌 동안 정수 사이클들을 갖는다.
도3은 GSM 셀룰러 시스템의 기본 동작들에 대한 블록 다이아그램이다.
도4는 GSM 버스트 구조를 보여주는 도이다.
도5는 무선 통신 시스템의 개관도이다.
도6은 도5의 셀에 대한 상세도이다.
도7은 어드레스 헤더를 갖는 중첩 코딩된 패킷으로 고정된 길이의 정보 패킷들을 컴파일하는데 사용되는 방법(300) 단계들을 보여주는 흐름도이다.
도8a는 각 사용자, 각 사용자에 대한 예시적인 DRC, 및 각 사용자에 대한 예시적인 결과 평가 함수 F(n)을 리스트하는 테이블이다.
도8b는 각 사용자에 대한 DRC에 의해 소팅되는, 도6A의 컨텐츠의 테이블 리스팅이다.
도8c는 각 사용자에 대한 결과적인 평가 함수 F(n)에 의해 소팅되는, 도6A의 컨텐츠의 테이블 리스팅이다.
도9a는 중첩 코딩된 패킷을 컴파일, 전송, 및 처리하는데 사용되는 장치에 대한 논리 블록 다이아그램이다.
도9b는 중첩 코딩된 패킷을 컴파일, 및 전송하는데 사용되는 장치에 대한 논리 블록 다이아그램을 일 예이며, 여기서 다양한 사용자들은 상이한 변조 방법들을 사용함으로써 스펙트럼 효율성을 개선한다.
도9c는 다양한 패킷들이 시간 영역에서 피트(fit)되는 방법을 보여주며, 여기서 각 사용자는 전력 중 일부를 수신한다.
도9d는 본 발명의 방법 및 장치의 일 실시예에서 사용되는 1xEV-DO 순방향 링크 슬롯 포맷을 보여준다.
도9e는 상이한 패킷 포맷들을 사용하는 혼합된 데이터 슬롯을 보여준다.
도9f는 본 실시예에서 사용되는 1xEV-DO 순방향 링크 슬롯 포맷을 보여주며, 레이터 OFDMA 타입 패킷 포맷을 사용한다.
도9g는 일 계층이 GSM 패킷 포맷을 사용하는 혼합된 데이터 슬롯을 보여준다.
도10은 하나 이상의 데이터 패킷들을 컴파일, 전송, 및 처리하는 방법(600)의 단계들을 포함하는 흐름도이다.
도11은 2 슬롯에 해당하는 공칭 스팬(span)을 갖는 2계층 OFDMA 중첩 코딩 패킷의 일 예이다.
도12는 본 발명의 방법 및 장치가 구현되는 컴퓨터 시스템(700)을 보여주는 도이다.
도13은 어드레스 헤더를 갖는 중첩 코딩된 패킷으로 고정된 길이의 정보 패킷들을 컴파일하는데 사용되는 수단(means plus function)을 포함하는 블록 다이아그램이다.
도14는 하나 이상의 데이터 패킷들을 컴파일, 전송, 및 처리하는데 사용되는 수단을 포함하는 블록 다이아그램이다.

미국 및 전 세계의 수백만 사람들이 셀룰러 전화를 이용하고 있다. 셀룰러 전화에서 가장 흥미로운 점들 중 하나는 이것이 실제로 정밀한 라디오라는 점이다. 통신을 제공하기 위해서, 이러한 정밀한 라디오들이 셀룰러 전화 시스템과 같은 무선 라디오 전화 시스템에서 통합될 수 있다.

셀룰러 시스템에서, 도시와 같은 지리적 영역은 다수의 셀들로 분할된다. 각 셀은 무선 장비를 포함하는 소형 빌딩 및 타워를 포함하는 기지국을 포함한다. 셀 내의 기지국은 그 셀 내에 위치하는 셀룰러 전화들의 통신 링크 요구들을 서비스한다.

이러한 셀룰러 전화의 통신 링크 요구들을 2개의 영역들로 분할될 수 있다:역방향 링크(셀룰러 전화로부터 기지국으로의 링크) 및 순방향 링크(기지국으로부터 셀룰러 전화로의 링크). 순방향 링크 동작 동안, 기지국은 그 셀 내에 위치하는 셀룰러 전화들로 데이터 패킷들을 전송한다. 예를 들어, 임의의 시점에서 (예를 들면, 1.67ms 동안), 기지국은 데이터를 요청하는 3개의 상이한 셀룰러 전화 사용자들을 가질 수 있다.

셀룰러 전화 시스템에서 통신을 제어하는 다양한 무선 통신 표준들이 존재한다. cdma2000 1xEV-DO("cdma2000 고속 레이트 패킷 데이터 에어 인터페이스 규격", TIA/EIA/IS-856)은 무선 이동 환경에서 일반적인 데이터 통신 서비스들을 제공하기 위해서 1990년대 후반 본 출원인에 의해 개발된 패킷 데이터 통신용 시스템이다. 1xEV-DO 시스템은 순방향 및 역방향 링크들 특성에 대응하는 내재적 자원 할당 방법을 채택한다.

무선 통신 표준은 스펙트럼 효율을 개선하기 위해서 상이한 변조 기술들(예를 들면, CDMA,OFDM,OFDMA 등)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 특징들은 다양한 형태의 변조 기술들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 비록 이로 제한되지는 않지만, CDMA 2000 1xEV-DO Rev C에 제시된 OFDM에서 사용될 수 있다.

OFDM은 멀티캐리어 전송 기술로서, 가용한 스펙트럼을 다수의 동일하게 이격된 캐리어들 또는 톤으로 분할하고, 각 톤에서 사용자 정보의 일부를 전달한다. OFDM은 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM)의 형태로 간주될 수 있지만, OFDM은 각 톤이 서로 직교한다는 중요하고 특별한 특징을 갖는다. 고속 데이터 신호들이 수십 또는 수백 개의 저속 신호들로 분할된다. OFDM 시스템은 데이터 스트림을 취하고, 이를 N개의 병렬 데이터 스트림들로 분할하며, 각 데이터 스트림은 원 레이트의 1/N 레이트를 갖는다. 이러한 저속 신호들은 서브-캐리어 주파수(서브-캐리어) 또는 톤들로 알려진 무선 주파수(RF) 신호 내의 각 주파수들을 통해 병렬로 전송된다. 서브-캐리어 또는 톤은 저속 데이터 스트림들 중 하나에 의해 변조되고, 이를 통해 데이터 톤을 생성한다. 또한, 서브-캐리어는 파일럿 신호에 의해 변조되어, 파일럿 톤을 생성한다. 따라서, OFDM 신호는 상이한 서브캐리어 주파수들을 갖는 많은 신호들의 합이다.

또한, 모든 캐리어들은 서로 직교한다. 캐리어들이 직교하기 때문에, 각 캐리어는 심벌 주기에 대해 정수 사이클들을 갖는다. 이로 인해, 각 캐리어의 스펙트럼은 도1에 제시된 바와 같이 시스템의 다른 캐리어들 각각의 중앙 주파수에서 널(null)을 갖는다. 따라서, 각 톤의 피크는 다른 톤의 제로 레벨 또는 널에 대응한다. 결과적으로, 캐리어들 사이에 최소 간섭이 존재하고, 이들이 이론적으로 가능한 가장 근접하게 이격되도록 한다. 수신기가 각 톤의 중앙 주파수에서 샘플링할 때, 존재하는 유일한 에너지는 요구되는 신호 플러스(+) 채널에 존재하는 임의의 다른 잡음이다.

도2는 단일 심벌 주기에 대한 3개의 데이터 톤들을 보여주며, 각 톤은 이러한 심벌 동안 정수 사이클들을 갖는다.

OFDM 신호는 비-분산성(non-dispersive) 채널을 통해 전송되는 경우에 자신의 서브-캐리어 직교 특성을 유지할 것이다. 그러나, 대부분의 채널은 분산성 채널이다. 따라서, 상당한 시간 및/또는 주파수 분산이 전송된 신호에 도입된다. 이는 캐리어간 간섭(ICI) 및 심벌간 간섭(ISI)을 야기하고, 이는 서브-캐리어들의 직교성을 파괴할 수 있다.

다중 경로를 포함하는 이러한 시간 분산성으로부터 보호하기 위해서, 채널 임펄스 응답의 길이에 대응하는 가드 인터벌이 연속적인 OFDM 심벌들 사이에서 도입된다. 따라서, 주기적으로 연장된 OFDM 심벌은 가드 인터벌 및 정보가 전송되는 정보 파트로 구성된다. 가드 인터벌은 역 고속 퓨리어 변환(IFFT) 출력의 주기적 연장(즉, 주기적인 변환부의 순환적인 재전송)에 의해 일반적으로 구현된다. 전송 효율을 유지하기 위해서, 시스템 설계자들은 가드 인터벌의 유용한 OFDM 심벌 듀레이션의 1/4 이하로 제한하고자 한다.

OFDM은 또한 다중 액세스 기술로 간주될 수 있는데, 왜냐하면 개별 톤들 또는 톤들의 그룹이 상이한 사용자들에게 할당될 수 있기 때문이다. 각 사용자에게는 이들이 전송할 정보를 가질 때 미리결정된 수의 톤들이 할당되고, 또는 대안적으로 한 사용자에게 이들이 전송하여야 하는 정보량에 기반하여 가변수의 톤들이 할당될 수 있다. 이러한 할당들은 매체 액세스 제어 계층(MAC)에 의해 제어되고, MAC은 사용자 요구에 따라 자원 할당들을 스케줄링한다. OFDMA에서, 전체 대역폭에 대한 평균 전력 제한들을 만족시키면서, 상이한 톤들(사용자들)에게 할당된 전력이 다를 수 있다는 추가적인 특징이 존재한다.

이동 통신용 범용 시스템(GSM)은 초기에 유럽에서 개발되어 빠르게 전 세계적으로 확장한 디지털 셀룰러 통신 표준이다. 이는 원래 종합 정보 통신망(ISDN) 표준에 필적하기 위해 설계되었다. 따라서, GSM에 의해 제공되는 서비스들은 표준 ISDN 서비스들의 서브셋이고, 음성이 가장 기본이다. GSM의 개발에서 보다 광범위한 특징은 스펙트럼 효율성, 국제적인 로밍, 저비용 이동국 및 기지국, 음성 품질 및 새로운 서비스 지원 능력을 포함한다. 시간이 경과하면서, GSM 표준은 확장되어 다양한 채널 및 코딩 포맷들을 포함한다.

도3은 GSM 셀룰러 시스템(9100)의 기본적인 동작에 대한 블록 다이아그램이다. 본 시스템(9100)은 음성 소스(예를 들면, 음성)를 소스로부터 취해서 이를 수신기에서 재생성하도록 음성 소스에 대해 수행되는 일련의 처리들로 관측될 수 있다. 동작들 중 상단에 의해 표현되는 소스 처리(9102)는 이동국(예를 들면, 셀룰러 전화)에 의해 수행될 수 있다. 동작들 중 하단에 의해 표현되는 수신 처리(9104)는 기지국에서 수행될 수 있다. 일반적으로, 수신 처리(9104)는 소스 처리(9102)의 역, 즉 역 순서로 수행된다.

GSM 표준은 일반적으로 2개의 주파수 밴드들을 사용하고, 각 주파수 밴드는 25MHz의 대역폭을 갖는다. GSM-900 시스템은 대략 900MHz 주변의 2개의 밴드들 주파수에서 동작한다. 890-915MHz 범위의 일 밴드가 업링크 전송(이동국으로부터 기지국으로의 전송)을 위해 할당된다. 935MHz-960MHz 범위의 다른 밴드가 다운링크 전송(기지국으로부터 이동국으로의 전송)을 위해 할당된다. GSM-1800 시스템(DCS로 지칭됨)은 1800MHz 주변의 2개의 밴드들에서 동작한다. GSM-1900 시스템(PCS로 지칭됨)은 1900MHz 주변의 2개의 밴드들에서 동작한다.

특정 나라에서의 주파수 할당 방식에 기초하여, 실제 주파수 대역이 지역에 따라 변할 수 있다.

GSM 표준은 상이한 이동국들 및 기지국들 사이에서 동시 통신이 발생하는 방식을 정의하는 다중 액세스 방식을 채용한다. 기지국들의 지리적인 셀 구조는 정의된 주파수 스펙트럼에 대한 공간 다이버시티를 제공한다. 각 셀 내에서, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 및 시분할 다중 액세스(TDMA) 기술들의 조합이 표준에 의해 사용된다. 각각의 25MHz 밴드는 200KHz 간격으로 이격된 124개의 캐리어 주파수들로 분할되어, FDMA를 적용한다. 그리고 나서, 각 캐리어 주파수는 8개의 버스트들로 시분할되며, 각각은 대략 0.577ms 동안 지속되며, 결과적으로 TDMA를 적용한다. 각 캐리어에 대한 8개의 버스트들은 대략 4.615ms 동안 지속되는 단일 "프레임"으로 간주될 수 있다; 단일 사용자는 프레임 내의 버스트들 중 하나를 사용할 것이다. 이러한 방식으로, 개별 "채널들"이 형성되고, 그 각각은 특정 캐리어 주파수 및 버스트 번호에 대응한다. 도3을 다시 참조하여, GSM 표준에 따른 특정 이동국 대 기지국 통신 링크에 대한 통신 처리가 설명된다.

제1 이동국에서의 음성 코딩(9106)은 인입 아날로그 음성을 디지털 신호로 변환한다. 채널 코딩(9108)은 신호 전송 동안 발생되는 임의의 에러들을 검출 및 수정하는 것을 돕기 위해서 원 정보에 여분 비트들을 부가한다.

인터리빙(9110) 동작은 특정 방식을 한 그룹의 비트들을 재배열한다. 인터리빙의 효과는 데이터 스트림에서의 에러들의 확률을 감소시키는 것이다. 일반적으로, 에러들은 버스트 내의 연속적인 비트들에 영향을 미칠 확률이 크기 때문에, 인터리빙은 버스트들에 걸쳐 비트들을 분산시킨다.

인터리빙(9110) 후에, 버스트 어셈블링(9112) 절차는 전송을 위해 이러한 비트들을 버스트들로 그룹화한다. 도4는 정상적인 버스트 구조(9200)를 보여준다. 정상적인 버스트 구조(9200)는 26개의 개별 프레임들(0 내지 25로 넘버링됨)을 포함하는 멀티-프레임을 포함한다. 트래픽 채널들(9202)은 프레임 0-11 및 13-24를 차지한다. 프레임 12는 저속 관련 제어 채널(SACCH)(9204)을 위해 사용된다. 프레임 25는 단일 풀 레이트 트래픽 채널의 경우에는 사용되지 않지만, 2개의 하프 레이트 트래픽 채널들의 경우에는 제2 SACCH(9206)로 사용된다. 또한, 2개의 하프 레이트 채널들의 경우에, 짝수 프레임들(프레임 12는 제외)은 제1 사용자에 대한 트래픽으로 사용되고, 홀수 프레임들(프레임 25는 제외)은 제2 사용자에 대한 트래픽으로 사용된다. 트래픽 채널들(9202)의 각 프레임은 8개의 버스트들(9208)(0 내지 7로 넘버링됨)을 포함하고, 각 버스트(9208)는 다음과 같은 구조를 갖는다. 테일 비트들 그룹들(9210,9222) 각각은 0으로 설정되고 버스트(9208)의 시작부 및 종료부에 배치된 3 비트들을 포함한다. 이들은 이동국 전력의 램프 업 및 다운의 주기들을 커버하는데 사용된다. 코딩된 데이터 그룹들(9212,9220) 각각은 시그널링 또는 사용자 데이터를 포함하는, 57 비트들을 포함한다. 스틸링 플래그(9214,9218)는 버스트(9208)에 의해 전달되는 정보가 트래픽 데이터인지 아니면 시그널링 데이터인지를 수신기에게 표시하기 위해서 사용된다. 트레이닝 시퀀스(9216)는 26 비트 길이를 갖는다. 이는 수신기와 인입 정보를 동기화하는데 사용되어, 다중 경로 전파에 의해 생성된 악영향을 방지하는데 사용된다. 8.25 비트 길이를 갖는 가드 주기(9224)는 램핑(ramping) 시간 동안 2개의 이동국들의 가능한 오버랩을 방지하기 위해서 사용된다.

도3을 다시 참조하면, 암호화(9114)는 시그널링 및 사용자 데이터를 보호하는데 사용된다. 암호화(9114) 후에, 전송된 신호(9118)는 변조(9116)에 의해 생성된다. 일반적으로, GSM 표준은 가우시안 최소 쉬프트 키잉(GMSK) 변조를 사용한다. GMSK 변조는 스펙트럼 효율성, 복잡성 및 저 스퓨리어스 방사(인접 채널 간섭의 가능성을 감소시킴) 사이의 절충안으로서 선택되었다. GMSK 변조는 270kbauds 레이트 및 0.3 BT 프로덕트(product)를 갖는다. 대안적으로, GSM 표준은 또한 GSM 에벌루션 (EDGE) 애플리케이션에 대한 인헨스드 데이터를 위해 8위상 쉬프트 키잉(8-PSK) 변조를 사용할 수 있다.

변조된 신호(9118)는 수신기(예를 들면 기지국)로 전송되고, 수신기에서 수신 동작(9104)이 수행된다. 수신 처리는 차례로 복조(9120), 암호해독(9122), 버스트 디어셈블링(9124), 디인터리빙(9126), 채널 디코딩(9128) 및 음성 디코딩(9130)을 포함한다. 이러한 동작들은 상술한 각 전송 동작의 역 처리과정이다.

도5는 무선 통신 시스템(100)의 개략도이다. 무선 통신 시스템(100)은 통신 네트워크, 전송 시스템, 중계국, 보조국, 및/또는 데이터 단말 장비의 집합일 수 있다. 무선 통신 시스템(100)은 다수의 셀들(106)(여기서, 108,110,112,114,116,118,120,122,124)을 포함하는 그리드(104)로 분할된 지리적 영역(102)을 포함한다. 예를 들어, 도시 또는 시골이 보다 작은 셀들로 분할될 수도 있다. 셀(106)은 지형, 용량 요구 및 다른 인자들에 따라 그 크기가 변할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 각 셀(106)은 6각형 형태를 가지고, 대략 10 제곱 마일(26 제곱 킬로미터)의 크기를 갖는다.

무선 통신 시스템(100)은 또한 다수의 기지국들(126)(예를 들면, 128,130,132,134,136,138,140,142,144)을 포함한다. 각 셀(106)은 기지국(126)을 갖는다. 기지국(126)은 2개의 장치들 사이에서 음성 및 데이터 신호들을 제어 및 중계하기 위해서 하드웨어/소프트웨어, 전송 전력, 및 안테나 처리를 사용하는 무선 트랜시버(전송기/수신기)일 수 있다. 기지국(126)은 고속 데이터 레이트(HDR) 기지국 장치일 수 있고, 모뎀 풀 트랜시버(MPT)로 지칭될 수 있다. 각 기지국(126)으로부터의 전송 전력을 제어함으로써, 각 셀(106)에 할당된 무선 주파수들이 특정 셀(106)의 경계들로 제한될 수 있다. 이러한 방식으로, 동일한 주파수들이 예를 들어 셀(108) 및 셀(118)에 할당될 수 있다.

도6은 도5의 셀(110)에 대한 상세도이다. 액세스 단말(AT)들(예를 들면, 202,204,206....240)이 셀(110) 내에 포함될 수 있다. AT(202-240)는 무선 채널(201,203,205) 또는 유선 채널(예를 들면, 광섬유 또는 전선)을 통해 통신하는 임의의 데이터 장치일 수 있다. 또한, AT(202-240)는 PC 카드, 컴팩트 플래쉬, 외부 모뎀, 내부 모뎀, 무선 전화 또는 유선 전화를 포함하는 임의 타입의 장치일 수 있다.

각 AT(202-240)는 사용자로 지칭될 수 있고, 셀룰러 전화, 이동국, 베이스 이동 트랜시버, 위성, 이동 무선전화 세트, 베이스 이동 트랜시버, 원격국 장치, 또는 고속 데이터 레이트(HDR) 가입자국을 포함한다. 또한, AT(202-240)는 이동국이거나 고정국일 수 있고, 역방향 링크(201)를 통해 하나 이상의 기지국들(126-142)(도5)과 데이터 패킷을 통신하도록 적응될 수 있다. AT(20)은 하나 이상의 기지국(126-142)을 통해 데이터 패킷들을 HDR 기지국 제어기로 송수신하고, HDR 기지국 제어기는 모뎀 풀 제어기(MPC)로 지칭될 수 있다.

모뎀 풀 트랜시버 및 모뎀 풀 제어기들은 액세스 네트워크(AN)로 지칭되는 네트워크의 일부일 수 있다. AT(202-240)는 액세스 노드들을 개별 가입자들로 연결하는 공용 또는 사설 교환망의 일부일 수 있다. 예를 들어, AN는 다수의 AT(202-240)들 사이에서 데이터 패킷들을 전달할 수 있다. AN은 또한 AN 외부의 추가적인 네트워크들(예를 들면, 기업 인트라넷 또는 인터넷)과 연결되고, AT(202-240) 각각 및 이러한 외부 네트워크들 사이에서 데이터 패킷들을 전달할 수 있다. 집합적으로, 또는 이들의 일부로서, 이들은 무선 통신 시스템(100)의 일부일 수 있다.

하나 이상의 기지국들(126)과 활성 트래픽 채널 연결을 설정한 AT(202-240)는 활성 AT(202-240)로 지칭된다. 활성 AT(202-240)는 트래픽 상태에 있는 것으로 지칭된다. 하나 이상의 기지국들(126-144)과의 활성 트래픽 채널 연결을 설정하는 과정에 있는 AT(202-240)는 연결 셋업 상태에 있는 것으로 지칭된다.

역방향 링크(210)(도6)는 AT(202-240)(예를 들면, 214)를 기지국(130)에 의해 제공되는 AN 서비스에 연결하는 무선 인터페이스일 수 있다. 예를 들어, AT(202)는 역방향 링크(203)를 통해 기지국(130)과 데이터 패킷들을 교환하고, AT(204)는 역방향 링크(205)를 통해 기지국(130)과 데이터 패킷들을 교환하도록 적응될 수 있다.

데이터 패킷은 프리앰블 및 페이로드를 갖는 패킷의 형태로 배열된 데이터 블록으로 간주될 수 있다. 프리앰블은 패킷의 컨텐츠에 대한 오버헤드 정보 및 목적지 주소를 전달하고, 페이로드는 사용자 정보이다. 일반적으로, 기지국(126-142)은 일 시점에서 하나의 사용자(202-240)로(단일 사용자 패킷) 또는 일 시점에서 다수의 사용자들로(멀티-사용자 데이터 패킷) 데이터 패킷을 전송한다. 페이로드의 데이터 부분은 스펙트럼 효율성을 개선하기 위해서 상이한 변조 기술들을 사용하여 형성될 수 있다. 도7에 제시된 예에서, 가장 합당한 사용자(202)가 1xEV-DO Rev B 시스템에 의해 규정된 패킷 포맷을 이용하고, 다른 사용자들(204,218,232)은 OFDM 패킷 포맷을 사용한다. 제안된 중첩 코딩 방법은 각 계층이 상이한 다중 액세스 기술들을 사용하여 구조화된 페이로드를 갖는 시스템에 적용된다.

중첩 코딩은 2개 이상의 데이터 패킷들이 중첩 코딩된 패킷으로서 기지국(126-142)에서 결합되고, 일 시점에서 다수의 사용자들로 스케일링된 전력으로 전송되는 기술이다. T.M. Cover, Broadcast Channels, IEEE Transactions on Information Theory, IT-18 (1): February 14, 1972에 제시된 바와 같이, 상이한 사용자들로의 신호들은 서로에 대해 중첩되고, 동일한 데이터 패킷에서 상이한 전력들로 전송된다. 본 발명의 방법 및 장치의 양상은 무선 통신 시스템(100)에서 기지국(126-142)(예를 들면, 130)으로부터 AT(202-240)로의 데이터 스루풋 용량을 개선하기 위해서 중첩 코딩을 사용한다. 중첩 코딩된 패킷들을 공통 자원(즉, 전력)을 공유하였지만, 다중-사용자 패킷들은 공통 자원(즉, 시간)을 공유한다.

2개의 데이터 패킷들의 결합은 (1) 제1 스케일링 인자로 제 1세트의 심벌 서브스트림들을 스케일링하고, (2) 제2 스케일링 인자로 제2 세트의 심벌 서브스트림들을 스케일링하고, (3) 다중 전송 심벌 스트림들을 획득하기 위해서 상기 제1 세트의 스케일링된 심벌 서브스트림과 상기 제2 세트의 스케일링된 심벌 서브스트림들을 합산함으로써 중첩을 통해 달성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 스케일링 인자들은 베이스 스트림 및 인헨스먼트 스트림 각각에 대해 사용할 전송 전력량을 결정한다.

도7은 어드레스 헤더를 갖는 중첩 코딩된 패킷을 고정된 길이 정보 패킷을 컴파일하는데 사용되는 방법(300)에 대한 흐름도이다. 무선 통신에서, 순방향 링크 트래픽 채널(504)(예를 들면, 순방향 링크)은 일반적으로 고정된 위치(예를 들면, 기지국)로부터 이동 사용자(202)로의 링크이다. 링크(504)가 통신 중계 위성을 포함하면, 순방향 링크(504)는 업링크(기지국에서 위성으로) 및 다운링크(위성에서 이동 사용자로)로 구성될 수 있다.

상기 방법(300)의 순방향 링크 채널(504a-d)은 다수의 시간 슬롯들로 분할되는 단일 데이터 채널일 수 있다. 참고로, 각 시간 슬롯의 길이는 1.67ms일 수 있다. 상술한 바와 같이, 기지국(126)은 일반적으로 단일 시간 슬롯 동안 하나의 데이터 패킷을 전송한다. "i"개의 사용자들을 갖는 순방향 링크 채널(504)의 경우, 상기 방법(300)은 단일 시간 슬롯 "n" 동안 하나 이상의 데이터 패킷들의 전송을 고려한다. 아래에서 제시되는 바와 같이, 단일 시간 슬롯 동안 2 이상의 데이터 패킷을 전송함으로써, 상기 방법(300)은 순방향 링크 채널(504) 상에서 이론적인 피크 데이터 스루풋 레이트에 근접하게 순방향 링크 채널(504)에 대한 데이터 스루풋 레이트를 개선하도록 동작한다. 상이한 사용자들의 패킷 포맷들은 상이한 무선 통신 표준들에 부합함을 유의하여야 한다.

파일럿 신호는 감독, 제어, 등화, 연속성, 동기, 또는 기준을 위해 통신 시스템을 통해 전송되는 신호로 간주될 수 있다. 방법(300)에서, 전송되는 파일럿 신호들은 코히어런트한 검출을 위한 채널 추정을 지원하기 위해서 사용된다. 단계(302)에서, 기지국(130)은 연속하여 일정한 전력으로 파일럿 신호들을 전송한다. 각 AT(202)는 파일럿 신호를 수신한다.

기지국(130)으로부터 AT(202-240)로의 파일럿 신호 이동 과정에서, 파일럿 신호의 강도 또는 세기는 기지국(130)으로부터의 거리, 다른 기지국들(126,128,132-142)로부터의 간섭, 쉐도윙, 단기 페이딩, 및 다중 경로로 인해 가변한다. 따라서, 각 AT(202-240)는 그 수신된 파일럿 신호로부터 달성가능한 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR)를 예측한다. 예측된 SINR으로부터, 각 AT(202-240)는 DRC를 계산한다. 데이터 레이트 제어(종종, 요청된 데이터 레이트로 지칭됨)는 주어진 패킷 에러율(PER)(예를 들면, 1% PER)을 유지하면, 가까운 장래에 AT(202-240)가 지원할 수 있는 정보 전송 레이트를 나타낸다. 즉, 요청된 DRC는 주어진 시간 슬롯동안 기지국(130)에 의해 신뢰성 있게 서빙될 수 있는 AT(202-240)가 예측한 최선의 레이트이다.

단계(308)에서, 기지국(130)은 각 AT(202-240)로부터 요청된 DRC를 수신한다. 각각의 수신된 DRC는 AT(202-240)에 의한 즉각적인 서비스를 위한 요청을 나타낸다. 일반적인 무선 통신에서 존재하는 문제는 즉각적인 서비스를 요청하는 모든 AT(202-240)들이 동시에 서빙되지는 않는다는 것이다. 따라서, 기지국(130)은 자원 할당 결정을 통해 주어진 시간 슬롯 동안 그 요구가 서빙될 AT(202-240)들을 선택한다.

자원 할당 결정은 최상의 시스템 성능을 달성하기 위해서 제한된 자원을 할당하는 문제와 관련된다. 단계(310)에서, 기지국(130)은 스케줄러(714)를 사용하여 랭킹 메트릭(예를 들면, 스케줄러 방법)을 적용하여 각각의 AT(202-240)의 요청된 DRC를 이용하는 평가 함수 결과치에 기반하여 각 AT(202-240)를 랭킹한다. 이러한 랭킹은 공정성을 유지하면서 개별 데이터 스루풋 및 시스템 데이터 스루풋을 최대화하기 위해서, 단일 시간 슬롯 "n" 동안 어떤 데이터 패킷(들)이 전송되어야 하는지를 결정하는데 사용된다.

스케줄링 알고리즘의 예들은 라운드 로빈(RR) 방식, 가중 라운드 로빈(WRR) 방식, 요구 대역폭(BOD) 방식, 동일 서비스 등급(E-GoS) 방식, 비례 공정성(PFair) 방식 및 지연 파라미터들을 이용하는 방식을 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법(300)은 자원들을 효율적으로 할당하면서, 모든 경쟁 AT(202-240)들을 공정하게(동일하게) 처리하고자 하는 스케줄링 알고리즘을 사용한다. 예를 들어, 상기 방법(300)은 단계(310)에서 비례적으로 공정한(P-fair) 공정성 메트릭 또는 동일한 서비스 등급(E-GoS) 공정성 메트릭을 사용한다.

P-fair 메트릭에서, 스케줄러(714)는 AT(202-240)가 강한 신호 레벨들을 관측하는 주기동안 AT(202-240)로의 전송을 스케줄링함으로써 순방향 링크 채널(504)의 단기 시변성을 이용한다. 여기서, 스케줄러(714)는 하기 방법을 사용한다:

여기서,

은 시간 슬롯 "n"에서 사용자 "i"에 대한 평가 함수이고, 여기서

은 시간 슬롯 "n"에서 사용자 "i"에 의해 요청된 순시 데이터 레이트이며;

은 적절한 사이즈의 시간 윈도우 상에서 사용자 "i"에 의해 성공적으로 수신된 평균 데이터 레이트이며; 그리고

*

는 사용자 "i"의 결정된 괄호 안의 수치 값들에 대한 최대값을 리턴한다.

등식(1)의 P-fair 메트릭을 사용하는 경우, 그 요청된 레이트가 최근 요청에 비해 피크에 보다 근접한 각 사용자 "i"가 서빙될 수 있다. 비교해 보면, E-GoS 메트릭을 사용하는 스케줄러(714)는 적절한 사이즈의 시간 윈도우 상에서 사용자 "i"가 서빙되기를 요청한 평균 데이터 레이트를 추가적으로 고려한다. 여기서, 시스템 내에서 이동하는 사용자(202-204)에게 불리하지 않도록 하기 위해서 채널 조건에 관계없이 각 사용자 "i"에게는 데이터 패킷을 수신할 거의 동일한 기회가 제공된다. 즉, 모든 AT(202-240)가 적절한 사이즈의 시간 윈도우 상에서 동일한 평균 데이터 레이트를 달성하도록 충분할 시간이 각 사용자 "i"에게 주어질 수 있다. E-GoS 메트릭으로서, 스케줄러(714)는 다음을 사용한다:

여기서,

은 적절한 사이즈의 시간 윈도우 상에서 주어진 시간 슬롯 "n"에서 사용자 "i"에 의해 요청된 평균 데이터 레이트를 나타낸다. 등식(2)으로부터 결정되는 바와 같이, 사용자 "i"에 의해 요청된 평균 데이터 레이트가 감소하면, 사용자 "i"에 대한 평가 함수

은 증가하며, 이로 인해 주어진 시간 슬롯 "n"에서 사용자 "i"가 서빙될 확률이 증가한다.

단계(312)에서, 기지국(130)은 주어진 시간 슬롯 "n"에서 어떤 사용자 "i"가 서빙될 것인지를 결정한다. 이러한 결정은 평가 함수

에 대한 가장 큰 값을 갖는 사용자 "i"를 선택함으로써 달성된다. 평가 함수

에 대한 가장 큰 값을 갖는 사용자(202-240)는 이러한 사용자(202-240)가 가장 합당한(예를 들면, 가장 약하지만, 복구가능한) 사용자(202-240)임을 반영한다. 이쯤에서 수치적인 예를 제공하는 것이 유익할 수 있다.

도8a는 각 사용자(202-240), 각 사용자(202-240)에 대한 예시적인 DRC, 및 각 사용자(202-240)에 대한 예시적인 결과치 평가 함수 F(n)을 리스트하는 테이블이다. 각 DRC는 초당 킬로바이트(kbps)로 수치화된다. 도8b는 각 사용자(202-240)에 대한 DRC에 의해 정렬된 도8a의 컨텐츠를 리스트하는 테이블이다. 도8c는 각 사용자(202-240)에 대한 결과적인 평가 함수 F(n)에 따라 정렬된 도8a의 컨텐츠를 리스트하는 테이블이다. 만약 도8c의 결과적인 기지국(130)에 의해 사용된다면, 사용자(202)가 평가 함수

에 대한 최대 값(즉,

)을 가질 것이다. 따라서, 기지국(130)은 사용자(202)가 가장 합당한 사용자라고 결정하고, 단계(312)에서 사용자(202)가 주어진 시간 슬롯 "n"에서 서빙되도록 결정한다.

단계(312)에서 선택된 주어진 시간 슬롯 "n"에서 서빙될 단일 사용자"i"가 존재하는 경우, 가장 합당한 사용자(202)의 데이터 패킷을 다른 데이터 패킷들과 함께 중첩 코딩된 패킷으로 번들링할지 여부를 결정하기에 앞서 충족되어야 하는 일정한 기준이 존재할 수 있다. 따라서, 상기 방법(300)은 단계(314)에서 임의의 사전-중첩 코딩 기준이 존재하는지를 결정하고, 존재한다면 단계(316)에서 모든 사전-중첩 코딩 기준이 충족되었는지 여부를 결정한다. 사전-중첩 코딩 기준은 무선 통신 시스템에서 사용되는 특정 표준의 함수일 수 있다. 하나의 무선 통신 표준은 cdma2000 1xEV-DO 표준

이다.

cdma2000 1xEV-DO 표준은 무선 이동 환경에서 일반적인 데이터 통신 서비스들을 제공하기 위한 패킷 데이터 통신용 시스템이다. 1xEV-DO 시스템은 순방향 링크(504) 및 역방향 링크(201)에 대응하는 내재적 자원 할당 방법을 채택한다.

순방향 트래픽 채널은 패킷-기반, 가변율 채널이다. 액세스 단말에 대한 사용자 물리 계층 패킷들이 4.8kbps 내지 3.072Mbps 사이에서 가변하는 데이터 레이트로 테이블 1A에 제시된 바와 같이 전송된다. 테이블 1A는

순방향 링크(504)의 제어 채널 및 순방향 트래픽 채널용의 물리 계층 패킷들에 대한 변조 파라미터들을 리스트한다.

테이블 1B는

순방향 링크(504)의 제어 채널 및 순방향 트래픽 채널에 대한 선택적인 사용자 물리 계층 패킷에 대한 변조 파라미터들을 리스트한다. 전송되는 경우, 이들은 153.6kbps 내지 4.915Mbps 사이에서 가변하는 데이터 레이트로 전송될 수 있다:

에서의 DRC 인덱스들은 단일 사용자 패킷 및 다중 사용자 패킷에 대한 한 세트의 관련된 전송 포맷들을 갖는다. DRC 인덱스들과 그들의 관련 전송 포맷들에 대한 상세한 리스트는 테이블 1C에 제시된다.

임의의 활성 슬롯에서, 1xEV-DO 순방향 링크(504)는 테이블 1C에 리스트된 전송 포맷들 중 하나를 사용하여 기지국(126-142)으로부터 AT(202-204)로 전송한다.

본 방법 및 장치가 cdma 2000 1xEV-DO 순방향 링크 표준을 사용하는 무선 통신 시스템에서 구현되면, 상기 방법(300)은 단계(316)에서 2개의 사전-중첩 코딩 결정들을 수행한다. 제1 중첩 코딩 결정을 사용하는 경우, 상기 방법(300)은 단계(312)에서 선택된 사용자(202)(가장 합당한 사용자)가 낮은 임계치 데이터 레이트(예를 들어, 1xEV-DO 순방향 링크 표준에서 307.2kbps)보다 낮은 요청된 DRC를 갖는지를 단계(316)에서 결정한다. 단계(312)에서 선택된 사용자(202)가 예를 들어 307.2kbps 보다 작은 요청된 DRC를 가지면, 중첩 코딩된 패킷이 컴파일되지 않는데, 왜냐하면 중첩 코딩된 패킷에 기반한 스루풋 데이터 레이트에 대한 임의의 이득이 이러한 환경하에서는 (발생된 오버헤드로 인해) 매우 작기 때문이다.

제2 중첩 코딩 결정을 사용하는 경우, 단계(312)에서 선택된 사용자(202)가 주어진 시스템에 대한 최대 데이터 레이트(1xEV-DO 순방향 링크(504) 표준에 대해 3,072.0kbps)에 근접한 요청된 DRC를 가지면, 중첩 코딩된 패킷이 컴파일되지 않는데, 왜냐하면 이러한 환경하에서 중첩 코딩된 패킷에 기반한 스루풋 데이터 레이트에 대한 임의의 이득이 매우 작기 때문이다. 따라서, 임의의 사전-중첩 코딩 기준이 단계(316)에서 충족되지 못하였다면, 상기 방법(300)은 단계(318)로 진행하고, 여기서 중첩 코딩된 패킷이 컴파일되지 않는다. 사용자(202)의 요청된 DRC가 475.7kbps이기 때문에(도8c 참조), 본 예에서 적용되는 상기 방법(300)은 단계(316)에서 사전-중첩 코딩 기준이 만족되었다고 결정한다(예를 들면, 307.2kbps < 가장 합당한 사용자의 요청된 DRC < 3,072.0kbps).

단계(314)에서 어떠한 사전-중첩 코딩 기준이 존재하지 않거나, 모든 사전-중첩 코딩 기준이 단계(316)에서 충족되면, 상기 방법(300)은 단계(320)로 진행한다. 단계(320)에서, 기지국(130)은 중첩 코딩된 패킷으로서 다른 사용자(204-240) 데이터 패킷을 가장 합당한 사용자(202) 데이터 패킷에 추가할지 여부를 결정한다. 이를 위해, 기지국(130)은 단계(322)에서 중첩 코딩을 위한 사용자(202-240) 후보 리스트를 컴파일한다. 선택된 제1 사용자(202-240) 후보는 단계(312)에서 선택된 사용자 일 수 있다. 그 이유는 기존 시스템들은 현재 이러한 가장 합당한 사용자(202)를 서빙하기 때문이다. 단계(312)에서 선택된 사용자를 중첩 코딩을 위한 제1 잠재 사용자 후보로 채택함으로써, 본 발명은 기존 시스템의 예상되는 동작들을 감소시킴이 없이 기존 시스템들에 단절 없이 통합될 수 있다.

잔존 사용자(204-240) 후보들을 선택하는 일 방법은 모든 잔존 사용자들(204-240)을 선택하는 것이다. 이러한 예에서, 이는 도6의 사용자들(204-240)을 선택하는 것을 의미한다. 이러한 방법의 문제점은 보다 낮게 랭킹된 사용자들(여기서, 224,230,226 - 도8c 참조)이 적시에 중첩 코딩된 패킷을 처리할 가능성이 낮다는 것이다. 예를 들어, 사용자(226)는 19번(대부분 1.67ms 시간 슬롯을 초과하는 처리 주기) 중첩 패킷을 디코딩 및 재-인코딩할 필요가 있다. 보다 양호한 방법은 스루풋 전송 레이트의 최대화하는 사전-선택된 목표에 기반하여 중첩 코딩을 위한 잔존 사용자(204-240) 후보들을 선택하는 것이다. 이러한 선택은 또한 시그널링에서 요구되는 오버헤드를 최소화한다.

일 실시예에서, 중첩 코딩은 4개의 사용자들(202-240)로 제한된다. 단계(324)에서, 상기 방법(300)은 평가 함수

이 큰 사용자 순으로 최대 4명의 사용자들(202-240)을 중첩 코딩을 위한 사용자(202-240) 후보들로 선택한다. 평가 함수

의 순서는 스케줄러(714)에 의해 랭킹된다. 도8c로부터, 사용자(202)(F₂₀₂(n)=45), 사용자 204(F₂₀₄(n)=23), 사용자 232(F₂₃₂(n)=22), 및 사용자 218(F₂₁₈(n)=20)가 단계(324)에서 중첩 코딩을 위한 사용자(202-240) 후보들로 선택된다.

먼저, 중첩 코딩된 사용자들(202-240)이 많을수록 스루풋 데이터 레이트의 이득은 커지므로, 중첩 코딩된 패킷이 항상 최대수의 사용자(202-240)(여기서, 4개의 사용자 202,204,218,2320)로 구성되는 것처럼 보인다. 그러나, 중첩 코딩을 구현할 때, 각각의 참여하는 AT(202-240)는 중첩 코딩된 패킷에 대한 특정 정보(예를 들면, 초기 전력 할당 및 뒤이은 전력 갱신)를 수신한다. 이러한 정보는 중첩 코딩된 패킷에서 바이트 공간을 차지하고 이로 인해 전송되는 페이로드 데이터 메시지들에 할당될 수 있는 바이트 양을 감소시킨다. 보다 많은 수의 중첩 코딩된 사용자(202-240)는 보다 많은 오버헤드(중첩 코딩된 패킷의 일부로서 전송될 필요가 있는 프리앰블 데이터량)를 초래하고, 따라서 데이터 스루풋 레이트를 감소시킨다. 그러나, 보다 적은 수의 중첩 코딩된 사용자(202-240)는 감소된 데이터 스루풋 레이트를 초래할 수 있다. 따라서, 데이터 스루풋 레이트를 최대화하기 위해서, 상기 방법(300)은 환경에 따라 2-사용자, 3-사용자, 또는 4-사용자 중첩 코딩된 패킷을 포함할 수 있음을 예상한다.

여기서 사용되는 용어 "사용자들"은 1xEV-DO에서 사용되는 패킷-지향(packet-oriented) 포맷들을 지칭함을 유의하여야 한다. 따라서, 1xEV-DO의 멀티-사용자 패킷이 사용되면, 이는 여전히 1 사용자로 취급되고, 파라미터들(DRC 등)은 그 멀티-사용자 패킷 내의 최악/가장 약한 사용자에 의해 결정된다.

단계(326)에서, 상기 방법(300)은 가장 합당한 사용자(202)(예를 들어, 단계(312)에서 선택된 사용자)의 요청된 DRC 보다 작은 요청된 DRC를 갖는 사용자 후보(204,218,232)를 단계(324)의 사용자(204,218,232) 후보들로부터 제거할 수 있다. 도8c에 제시된 바와 같이, 사용자 후보들(204,2232,218)은 모두 사용자(202)의 요청된 DRC 475.7kbps 보다 큰 요청된 DRC를 갖는다. 따라서, 어떠한 사용자 후보들(204,232,218)도 본 예에서는 제거되지 않을 것이다.

단계(328)에서, 상기 방법(300)은 단계(324)의 임의의 사용자 후보들(202,204,218,232)이 동일한 요청된 DRC를 갖는지를 결정한다. 단계(324)의 사용자 후보들(202,204,218,232) 중 어느 사용자도 동일한 요청된 DRC를 가지지 않으면, 상기 방법(300)은 단계(334)로 진행한다. 단계(324)의 임의의 사용자(202,204,218,232) 후보가 동일한 요청된 DRC를 가지면, 상기 방법(300)은 단계(330)에서 가장 높은 평균 DRC(예를 들면, max<DRC>)를 갖는 사용자(202,204,218,218) 후보를 계속 유지한다. 단계(332)에서, 상기 방법은 단계(330)에서 유지된 사용자(204,218,232)와 동일한 요청된 DRC를 가진 사용자(202,204,218,232)를 제거한다. 도8c에 제시된 바와 같이, 사용자 후보(202,204,232,218) 모두는 상이한 요청된 DRC들을 가지기 때문에, 단계(324)의 사용자(202,204,218,232) 후보들은 본 예에서 제거되지 않는다.

이 시점에서, 단계(334-352)에 대한 개관을 제공하는 것이 도움이 될 수 있다. 스루풋 전송 레이트를 최대화하는 2-사용자, 3-사용자, 또는 4-사용자를 선택하기 위해서, 상기 방법(300)은 중첩 코딩을 위한 사용자(202,204,218,232) 후보들 사이에서의 전력 할당들을 계산한다(단계 334 내지 346). 그리고 나서, 상기 방법(300)은 각 사용자(202,204,218,232) 후보 조합에 대한 최대 전송 레이트를 결정한다(단계 348). 이로부터, 상기 방법은 스루풋 전송 레이트를 최대화하는 사용자(202,204,218,232) 조합을 선택한다(단계 350). 스루풋 전송 레이트를 최대화하는 2-사용자, 3-사용자, 또는 4-사용자 조합을 선택한 후에, 상기 방법(300)은 선택된 사용자(202,204,218,232) 조합으로부터 중첩 코딩된 패킷을 컴파일한다(단계 352).

중첩 코딩을 위한 사용자 후보들 사이의 전력 할당(단계 334-346)은 각 사용자(202,204,218,232) 후보 조합에 대한 최대 전송 레이트와 관련된다(단계 348). 각 사용자(202,204,218,232) 조합에 대한 최대 전송 레이트(Ri)를 결정하기 위해서, 상기 방법(300)은 다음 등식을 사용한다:

여기서,

Ri는 각 사용자(202,204,218,232) 조합에 대한 최대 전송 레이트이고;

는 중첩 코딩된 패킷을 전송하는데 사용되는 총 전력이고;

*

는 총 전송된 전력

에 적용되는 스칼라 값이고;

Ni는 기지국(126-144)에 의해 인입 신호에 기여되는 내부 잡음의 잡음 스펙트럼 전력 밀도이다.

등식 3은 다음과 같이 표현될 수 있다:

여기서,

는 비트당 에너지이고;

는 잡음 스펙트럼 전력 밀도에 대한 비트당 에너지이며, 시스템의 처리 이득에 의해 SINR을 통해 데이터 레이트 DRC에 관련된다.

등식(4)의

부분은 중첩 코딩을 위한 사용자(202,204,218,232) 후보들 사이의 전력 할당을 결정하는 역할을 한다. 중첩 코딩을 위한 사용자(202,204,218,232) 후보들 사이의 전력 할당을 결정하기 위해서, 상기 방법(300)은 각각

총 전송 전력 스칼라 값을 획득하기 위해서 다음 등식들을 사용한다.

여기서, 각각의

는 요청된 DRC에 기반하고, 다음과 같다:

상기 방법(300)은 단계(334)에서 중첩 코딩을 위한 사용자(202,204,218,232) 후보들을 사이의 전력 할당을 결정을 시작한다. 중첩 코딩을 위한 사용자(202,204,218,232) 후보들 사이의 전력 할당들은 각각의 잔존 사용자(202,204,218,232) 후보에 대한

스칼라 값을 계산함으로써 결정된다.

기지국(126-144)으로부터 멀리 떨어진 단말들(202-240)은 추가적인 경로 손실을 극복하여야 하기 때문에, 기지국(126-142)에 근접한 단말들(202-240)과 동일한 데이터 레이트를 달성하기 위해서는 보다 높은 전송 전력 레벨을 필요로 한다. 총 전송 전력으로서 20와트가 가용한 2-사용자 중첩 코딩된 패킷에서, 약한 사용자(202-240)는 총 전송 전력 중 19와트를 필요로 하고, 강한 사용자(202-240)는 총 전송 전력 중 1와트를 필요로 한다. 상기 방법(300)은

스칼라 값을 통해 이러한 강한 전송 전력 및 약한 전송 전력을 달성한다.

바람직하게는, 상기 방법(300)은 그들 각각의 요청된 DRC에 기반하여 가장 합당한 사용자(202)로부터 가장 강한 사용자(212)로

스칼라 값을 할당한다. 도8b는 잔존 사용자 후보들에 대해 다음과 같이 랭크되는 요청된 DRC에 기반한 가장 합당한 사용자(202)로부터 가장 강한 사용자(212)를 보여준다: 사용자(202), 사용자(218), 사용자(232), 사용자(204). 따라서, 상기 방법(300)은 가장 합당한 사용자(여기서, 사용자 202)의 전력 할당을 결정함으로써 시작한다.

가장 합당한 사용자(202)에 대한 전력 할당을 결정하기 위해서, 상기 방법(300)은 중첩 코딩된 패킷이 사용되는 경우 가장 합당한 사용자(202)(즉, 단계(312)에서 선택된 사용자)가 서빙되는 데이터 레이트를 단계(336)에서 설정한다. 1xEV-DO 순방향 링크 표준에서, 중첩 코딩된 패킷에서 가장 합당한 사용자(202)에 대한 서빙되는 데이터 레이트는 153.6kbps 와 중첩 코딩된 패킷의 사용자(202,204,218,232)들의 수로 나눠진 가장 합당한 사용자(202)의 DEC 중 큰 값이 될 수 있다. 이는 다음과 같이 표현될 수 있다:

도8c의 예에서, 가장 합당한 사용자(202)의 요청된 DRC는 475.7kbps이다. 등식(10)을 적용하면,

또는

, 또는

이다.

및 가장 합당한 사용자(202)에 대한 요청된 DRC를 인지함으로써, 상기 방법(300)은 사용자 후보에 대한

스칼라 값을 결정하기 위해서 단계(338)에서 등식들을 사용할 수 있다. 본 예에서, 상기 방법은 가장 합당한 사용자(202)에 대한

스칼라 값을 결정하기 위해서 상술한 등식(6)을 사용한다. 사용자(202)에 대해서, 서빙된 데이터 레이트는 등식(10)으로부터 237.9kbps로 계산되었고, 도8c로부터 요청된 DRC는 457.7kbps이다. 따라서, 사용자(202)에 대해서,

스칼라 값은 등식(6)으로부터 다음과 같이 계산된다:

대입하면,

단계(340)에서, 상기 방법(300)은 알파 부족(shortage) 발생하는지 여부를 결정한다. 알파 부족은 모든 알파들의 합이 1 이상인 경우를 말한다. 알파 부족이 발생하면, 상기 방법(300)은 잔존 알파를 단계(342)에서 가장 강한 사용자(202)에게 할당하고, 단계(344)에서 제1 사용자 또는 가장 강한 사용자(202) 바로 위의 사용자들(204,218,232)을 드롭시킨다. 이는 총 스루풋을 최대화한다. 상기 방법(300)은 그리고 나서 단계(348)로 진행한다.

알파 부족이 발생하지 않으면, 상기 방법(300)은 단계(346)에서 알파가 계산되지 않은 임의의 잔존 사용자 후보들(204,218,232)이 존재하는지 여부를 결정한다. 알파가 계산되지 않은 잔존 사용자(204,218,232) 후보들이 존재하면, 상기 방법(300)은 단계(338)로 리턴한다. 다음으로 강한 사용자(218)에 대해서,

값이 등식(7)으로부터 계산되는데, 왜냐하면

(여기서,

)가 등식(6)으로부터 계산되었기 때문이다.

스칼라 값 및

스칼라 값이 각각 등식(8) 및 (9)로부터 유사한 방식으로 결정된다. 알파가 각 사용자(202,204,218,232) 후보에 대해 계산되었다면, 상기 방법(300)은 단계(348)로 진행한다.

상기 방법(300)은 단계(348)에서 각 사용자 2-사용자, 3-사용자, 및 4-사용자에 대한 최대 전송 레이트 결정을 시작한다. 각 사용자(202,204,218,232) 조합에 대한 전송 레이트 Ri를 상기하면, 상기 방법(300)은 다음 등식을 사용한다:

사용자(202,204,218,232) 후보 1,2,3,4에 대해서, 상기 방법(300)은 각 사용자(202,204,218,232) 후보 조합에 대한 최대 전송 레이트를 결정하기 위해서 다음 등식들을 사용한다:

등식(11) 내지 (14)의 변수들 각각은 처리과정상 이 시점에 알려진다. 각 사용자(202,204,218,232) 후보에 대한 알파

전력 전송 스칼라 값은 단계(334-346) 동안 결정되었다. 총 전송 전력

는 일반적으로 무선 통신시스템에 의해 할당된다. 각 사용자(202,204,218,232) 후보에 대한 잡음 스펙트럼 밀도 N은 기지국(126-142)에 의해 각 사용자(202,204,218,232) 후보의 인입 신호로 기여되는 내부 기지국 잡음이고, 따라서 알려진다(가능하게는 요청된 DRC를 통해). 등식(11) 내지 (14)를 사용함으로써, 각 사용자(202,204,218,232) 후보 조합에 대한 전송 레이트는 단계(348)에서 결정된다.

단계(350)에서, 상기 방법(300)은 스루풋 전송 레이트를 최대화하는 사용자(202,204,218,232) 조합을 선택한다. 예를 들어, 2-사용자 중첩 코딩된 패킷에 대해 R2=70kbps이고, 3-사용자 중첩 코딩된 패킷에 대해 R3=80kbps이고, 4-사용자 중첩 코딩된 패킷에 대해 R4=75kbps이면, 상기 방법(300)은 3-사용자 중첩 코딩된 패킷을 선택하는데, 왜냐하면 3-사용자 중첩은 가장 큰 kbps를 가지며, 따라서 스루풋 전송 레이트를 최대화하기 때문이다.

단계(352)에서, 상기 방법(300)은 선택된 사용자(202,204,218,232) 조합으로부터 중첩 코딩된 패킷을 컴파일한다. 이러한 중첩 코딩된 패킷은 페이로드 및 프리앰블을 포함한다. 페이로드는 선택된 사용자(202,204,218,232) 조합에 포함된 사용자(202,204,218,232)들에 대한 각 데이터 패킷을 포함한다. 프리앰블(또는 어드레스 헤더)는 패킷의 중첩 코딩된 파라미터들 및 패킷의 비-중첩 코딩된 파라미터들을 전달한다.

전략 할당 처리가 계층들이 CDMA 또는 OFDMA(특정 계층의 모든 데이터 톤들이 특정 사용자/멀티-사용자 패킷(MUP)에 할당됨)인 예에서 설명되었다. 가장 낮은 계층이 CDMA이고 제2 계층이 OFDMA(톤들 그룹이 상이한 사용자들에 할당됨)인 경우에, 가장 낮은 계층에 대한 전력 할당은 상술한 것과 동일한 방식으로 이뤄진다. 그러나, 제2 계층은 사용자들에 대한 타겟 레이트에 따라 한 세트의 선택된 사용자들에 대한 전력 및 톤 할당들을 결합적으로 결정하는 OFDMA 할당 정책을 따를 수 있다. 최종 패킷 구조는 도9f와 유사하다.

중첩 코딩된 패킷 파라미터들은 (a) 중첩 코딩된 패킷의 사용자(202,204,218,232)들의 수; (b) 중첩 코딩된 패킷의 길이(인터레이스 슬롯의 공칭 #); (c) 각 중첩 코딩된 패킷 사용자 "i"에 대한 부분적인 전력 할당 (

); (d) 각 중첩 코딩된 패킷 사용자(202,204,218,232)에 대한 페이로드 사이즈; (e) 각각의 중첩 코딩된 사용자(202,204,218,232)의 물리적인 어드레스; (f) 패킷이 단일-사용자 데이터 패킷인지, 멀티-사용자 데이터 패킷인지, 또는 멀티-사용자, 중첩 코딩된 패킷인지에 대한 표시자를 포함한다.

2 비트 코드가 중첩 코딩된 패킷의 사용자들의 수를 표시하기 위해 요구될 수 있다(2=01₂, 3=10₂, 4=11₂). 중첩 코딩된 패킷의 길이(인터레이스 슬롯들의 공칭 #)는 2 비트 코드에 의해 표시될 수 있다. 각 중첩 코딩된 패킷 사용자 "i"에 대한 부분적인 전력 할당 (

)은 3 비트에 의해 전달될 수 있고, 각 중첩 코딩된 패킷 사용자에 대한 페이로드 사이즈(패킷 타입)는 2 비트에 의해 전달될 수 있다. 각 중첩 코딩된 사용자의 물리적인 어드레스(예를 들면, 매체 액세스 제어 식별자(MAC ID))를 전달하기 위해서 7비트가 할당될 수 있다.

AT(202-204)는 패킷이 단일-사용자 데이터 패킷(00₂)인지 또는 멀티-사용자 패킷인지(01₂,10₂,11₂)를 결정하기 위해서 사용자(202,204,218,232)들의 수를 이용할 수 있다. 패킷이 멀티-사용자 패킷이면, AT(202-204)는 멀티-사용자 패킷 및 멀티-사용자, 중첩 코딩된 패킷을 구별하기 위해서 전력 할당을 이용할 수 있다. 멀티-사용자 패킷은 항상 풀 전력

으로 전송되고, 멀티-사용자, 중첩 코딩된 패킷은 스케일링된 전력

에 의해 전송된다.

다른 패킷 파라미터들(비-중첩 코딩된 패킷 파라미터들)은 본 발명의 방법 또는 장치가 사용되는 통신 표준에 따라 프리앰블에 의해 전달될 수 있다. 중첩 코딩된 전략을 통합하기 위해서, 이러한 프리앰블은 중첩 코딩된 패킷을 다른 타입의 데이터 패킷들(예를 들면, 단일 사용자 패킷, 멀티-사용자 패킷, 제어 채널 패킷 및 방송 패킷)과 구별한다.

프리앰블 정보를 전달하는 것은 프리앰블 정보에 할당된 패킷 비트 공간이 페이로드에 할당될 수 있는 패킷 비트 공간을 차지한다는 점에서 오버헤드로 간주된다. 아래에서 상술되는 바와 같이, 가장 합당한 사용자(202)는 중첩 코딩된 패킷 파라미터들에 대한 정보 없이 중첩 코딩된 패킷을 처리한다. 따라서, 가장 합당한 사용자(202)가 프리앰블에서 임의의 중첩 코딩된 패킷 파라미터 정보를 수신하지 않지만, 프리앰블에서 비-중첩 코딩된 패킷 파라미터들을 여전히 수신하도록 중첩 코딩된 패킷이 컴파일된다. 아래 테이블 2는 괄호()로 제시된 비트 할당을 갖는 3-사용자 중첩 코딩된 패킷에 대한 예시적인 중첩 코딩된 패킷 구조를 보여준다.

이러한 패킷들 각각은 상이한 무선 통신 표준을 사용하여 구성될 수 있다.

도9a는 중첩 코딩된 패킷을 컴파일, 전송, 처리 및 수신하는데 사용되는 장치에 대한 논리 블록 다이아그램(500)이다. 개별 데이터 패킷들은 각각 인코더들(14a-14d)에서 인코딩되고, 각각 변조기들(17a-17d)에서 변조되며, 각각 승산기(18a-18d)에서, 총 전송된 전력(P_T)에 적용된 α값으로 인코딩된 변조된 데이터 패킷들을 승산함으로써 전송 전력 스케일링된다(즉, α_iP_T). 그리고 나서, 결과적인 패킷들은 합산기(520)에서 합산되어 전송기(502)에서 중첩 코딩된 패킷을 컴파일한다. 그리고 나서, 중첩 코딩된 패킷은 각 순방향 링크 채널(504a-504d)을 통해 전송된다. 각 AT(202,204,218,232)는 수신기 복조기(508a-508d) 및 디코더(510a-510d)에서 중첩 코딩된 패킷을 수신 및 처리한다. 중첩 코딩된 패킷을 처리하기 위해서, 디코더(510a-510d)는 보다 강한 사용자(202,204,218,232)들에 대한 데이터 패킷들을 간섭으로 취급하고, 보다 약한 사용자(202,204,218,232)에 대한 데이터 패킷들을 디코딩 및 감산한다.

도9b는 도9a의 전송기(502) 측에 대한 상세도이며, 여기서 다양한 사용자(202,204,218,232)들은 보다 양호한 스펙트럼 효율성을 달성하기 위해서 상이한 무선 통신 표준들을 사용한다. 일 예에서, 가장 합당한 사용자(202)가 1xEV-DO Rev B 포맷을 사용하고, 다른 사용자들(204,218,232)이 OFDM 패킷 포맷을 사용한다. 도9b에서, 예를 들어 데이터 패킷 1은 1xEV-DO Rev B 포맷으로 인코딩되고, 데이터 패킷 2 내지 4는 OFDM 포맷을 사용하여 인코딩된다. 도9b는 디지털 시간-영역 OFDM 심벌들을 생성하기 위한, 인코더(14b-14d)에 의해 생성된 OFDM 파일럿 톤들 및 주파수 영역 심벌들에 디지털 신호 처리기(DSP)(16a-16d)에 의해 적용되는 역 퓨리어 변환(IFFT)을 보여준다. DSP(16a-16d)는 또한 디지털 시간-영역 OFDM 심벌들에 대한 추가적인 스펙트럼 쉐이핑(shaping)을 수행하고 사이클릭 프리픽스 또는 가드 인터벌을 추가한다. 또한, 데이터 패킷들은 각각 승산기(18a-18d)에서, 총 전송된 전력(P_T)에 적용된 α값으로 데이터 패킷들을 승산함으로써 전송 전력 스케일링된다(즉, α_iP_T). OFDM 파일럿 톤들은 승산기(18e)에서, 총 전송된 전력(P_T)에 적용된 베타(β) 값으로 이들을 승산함으로써 스케일링된다. 도9b는 또한 합산기(522)에서 처리된 OFDM 파일럿 톤들과 결합되는, 1xEV-DO 포맷된 데이터 패킷 1을 보여준다. 도9b에 제시된 바와 같이, 패킷 1은 1xEV-DO 데이터 패킷 또는 1xEV-DO 제어 채널 패킷일 수 있다.

4개의 데이터 패킷들은 합산기(520)에서 결합된다. 합산기(520) 출력은 1xEV-DO 파일럿, MAC 및 프리앰블 신호들과 함께 멀티플렉서(524)로 입력되어 중첩 코딩된 패킷을 생성한다.

도9c 및 9D는 시간 및 주파수 영역들에서의 데이터 컨텐츠의 예를 제공한다. 도9c는 다양한 패킷들이 시간-영역에서 어떻게 피팅되는지를 보여주며, 각 사용자(202-240)는 전력 중 일부를 수신한다. 계층화(layered) 코딩을 사용하는 경우, 베이스 스트림은 제1 모드에 따라 인코딩 및 변조되어 제1 변조 심벌 스트림을 생성하고, 제2 스트림은 제2 모드에 따라 인코딩 및 변조되어 제2 변조 심벌 스트림을 생성한다. 제1 및 제2 모드들은 동일할 수도 있고 다른 수도 있다. 그리고 나서, 다수의 변조 심벌들이 결합되어 하나의 데이터 심벌 스트림을 획득한다. MIMO 파일럿과 같은 추가적인 계층들이 수용될 수 있다.

도9c는 상이한 패킷 포맷들을 사용하는 데이터를 포함하는 혼합 슬롯을 보여준다. 베이스 스트림은 16개의 파일럿 톤들을 포함하는 계층으로 제시된다. 시간 슬롯의 제1 계층은 어떠한 유용한 OFDM 컨텐츠도 포함하지 않고, 제2 및 제3 계층들은 OFDM 포맷을 사용한다. 일 실시예에서, 제1 계층은 1xEV-DO Rev B 포맷으로 인코딩된다. 이는 혼합 슬롯으로 지칭되는데, 왜냐하면 하나 이상의 물리 채널들에 대한 데이터가 상이한 포맷들로 채널화되기 때문이다. 이러한 실시예에서, 제1 계층이 2개의 OFDM 파형들에 더해져서 혼합 슬롯에서 전송되는 합성 파형을 생성한다. 도9c의 예는 다양한 사용자들(202-240)은 그들의 데이터 패킷들을 구축하기 위해서 상이한 무선 표준들을 사용할 수 있음을 보여주기 위해서 사용된다.

도9d는 본 발명의 방법 및 장치의 일 실시예에서 사용되는 1xEV-DO 순방향 링크 슬롯 포맷을 보여준다. 제시된 바와 같이, 이러한 슬롯 포맷은 4개의 채널(파일럿, MAC, 제거, 및 트래픽)을 지원한다. 이들은 도9d에 제시된 바와 같이 각 슬롯(1.66ms) 내에서 시간-멀티플렉싱된다.

파일럿 채널은 어떠한 정보다 전달하지 않지만 수신단에서 신호의 검출, 동기화, 및 복조를 지원하는데 사용된다. MAC 채널은 CDMA를 사용하고(길이 64 월쉬 코드를 사용함), 개별 액세스 단말들(202-240)에 제어 정보(예를 들면, 전력 제어 비트)를 전달한다.

나머지 슬롯들은 제어 또는 트래픽 채널에서 데이터를 전송하는데 사용된다. 제시된 바와 같이, 제어 채널은 이동 전화들로 주기적으로 방송되는 제어 정보를 전달한다. 트래픽 채널은 사용자 데이터 패킷들을 전달한다. 트래픽 및 데이터 채널은 상이한 패킷 포맷들을 사용하는 데이터를 포함하는 혼합 슬롯이다. 베이스 스트림은 스케일링 인자(β)에 의해 스케일링되는 MIMO-파일럿 톤들을 포함하는 계층으로 제시된다. 다음 3개의 계층들은 데이터 또는 트래픽 스트림들이다. 제1 계층은 1xEV-DO ReV B 패킷 포맷을 사용하고, 제2 및 제3 계층들은 OFDM 포맷을 사용한다. 각 사용자에 대한 스케일링 인자(α)는 (α₁,α₂,α₃,α₄)로 제시된다. 각각 400 칩들을 포함하는 4개의 데이터 채널들이 제시된다. 제1 데이터 채널에서, 첫 번째 128 칩들은 프리앰블을 위해 비축되고, 다른 272 칩들은 1xEV-DO 데이터 칩들 및 OFDM 톤들을 위해 사용된다. 다른 3개의 데이터 채널들에서, 400 칩들인 1xEV-DO 데이터 칩들 및 OFDM 톤들을 위해 사용된다. 다중-안테나 시스템에서 채널 추정을 지원하기 위해서 MIMO 파일럿 톤들이 존재할 수 있다(β≠0). 이는 본 발명과 관련되지 않지만, 실제 시스템을 기술하기 위해서 포함된다. MIMO 파일럿이 존재하는 경우, 모든 계층들은 이를 간섭으로 취급할 것이다.

도9e는 상이한 패킷 포맷들을 사용하는 혼합 데이터 슬롯을 보여준다. 베이스 스트림은 MIMO 파일럿 톤들을 포함하는 계층으로 제시된다. 시간 슬롯의 제1 계층은 1xEV-DO 패킷 포맷을 사용하고, 제2 및 제3 계층은 OFDM 포맷을 사용한다. 이러한 실시예에서, 제1 계층은 계층 2 및 3에 더해져서 혼합 슬롯에서 전송되는 합성 파형을 생성한다.

도9g는 상이한 패킷 포맷을 사용하는 또 다른 혼합 데이터 슬롯을 보여준다. 베이스 스트림은 MIMO 파일럿 톤들을 포함하는 계층으로 제시된다. 시간 슬롯의 제1 계층은 GSM 포맷을 사용하고, 제2 계층은 OFDM 포맷을 사용한다. 이러한 실시예에서, 제1 계층은 계층 2에 더해져서 혼합 슬롯에서 전송되는 합성 파형을 생성한다.

도10은 하나 이상의 데이터 패킷들을 컴파일, 전송, 및 처리하는 방법(600)을 보여준다. 기지국(130)은 단일-사용자 패킷을 컴파일할지, 풀 전력에서 전송되는 멀티-사용자 데이터 패킷을 컴파일할지, 아니면 스케일링된 전력(αP_T)에 의해 전송되는 멀티-사용자, 중첩 코딩된 패킷을 컴파일할지를 결정한다. 단계(602)에서, 기지국(130)은 스케일링된 전력(αP_T)으로 전송되는 중첩 코딩된 패킷을 컴파일할지를 결정한다. 기지국(130)은 이러한 결정을 방법(300)에 기반하여 수행한다. 기지국(130)이 단일-사용자 데이터 패킷 또는 풀 전력에서 전송되는 멀티-사용자 데이터 패킷을 컴파일할 것이고 결정하면, 상기 방법(600)은 단계(604)로 진행하고, 여기서 기지국(130)은 요구되는 데이터 패킷을 컴파일한다. 단계(604)로부터, 상기 방법(600)은 단계(608)로 진행한다.

기지국(130)이 단계(602)에서 멀티-사용자, 중첩 코딩된 패킷을 컴파일할 것이고 결정하면, 상기 방법(600)은 단계(606)로 진행한다. 단계(606)에서, 상기 방법(600은 선택된 사용자(202-240) 조합으로부터 중첩 코딩된 패킷을 컴파일한다. 이는 방법(300)을 사용하여 달성될 수 있다. 단계(608)에서, 상기 방법(600)의 선택된 사용자(202-240) 조합 내의 각 사용자(202-240)로 순방향 링크 채널(504)을 통해 중첩 코딩된 패킷을 전송한다. 선택된 사용자(202-240) 조합 내의 각 사용자는 단계(610)에서 중첩 코딩된 패킷을 수신한다.

본 예에서, 모든 4개의 사용자(202,204,232,218)에 대한 데이터 패킷은 중첩 코딩된 패킷 내에 포함된다고 가정한다. 사용자(202,204,232,218)가 자신에게 의도된 데이터 패킷을 획득하기 위해서, 사용자는 중첩 코딩된 패킷을 처리한다. 따라서, 단계(612)에서, 각 사용자(202,204,232,218)는 수신된 중첩 코딩된 패킷을 처리한다.

수신된 중첩 코딩된 패킷을 처리하는 제1 단계로서, 각 사용자(202,204,232,218)는 단계(614)에서 프리앰블을 판독한다. 상술한 바와 같이, 가장 합당한 사용자(202,204,232,218)는 중첩 코딩된 패킷을 처리하기 위해서 프리앰블 내의 임의의 중첩 코딩된 패킷 파라미터 정보를 수신할 필요가 없다.

단계(616)에서, 각 사용자는 사용자(202,204,232,218)가 가장 합당한 사용자(202)인지 여부를 결정한다. 예를 들어, 수신된 프리앰블이 중첩 코딩된 패킷 파라미터(MAC ID)를 포함하면, 그 사용자(202,204,232,218)는 자신이 가장 합당한 사용자(202)가 아님을 인지하고, 상기 방법(600)은 단계(622)로 진행한다. 수신된 프리앰블이 임의의 중첩 코딩된 패킷 파라미터들을 포함하지 않으면, 그 사용자(202,204,232,218)는 자신이 가장 합당한 사용자(202)임을 인지한다. 일 실시예에서, 중첩 코딩된 패킷은 100%보다 작은 전력 할당으로 가장 합당한 사용자로 전송되는 멀티-사용자 패킷을 포함한다. 이러한 멀티-사용자 패킷은 지원되는 사용자(202,204,232,218), 페이로드 사이즈, 및 초기 전력 할당에 대한 정보를 포함한다.

사용자(202,204,232,218)가 자신이 가장 합당한 사용자(202)라고 단계(616)에서 결정하면, 그 사용자(202,204,232,218)는 100% 총 전송 전력이 가장 합당한 사용자(202)에 할당된 것으로 가정하고 수신된 패킷을 처리하려고 시도한다. 최종적으로 성공적이면, 이는 수신된 패킷이 단일-사용자 데이터 패킷이거나(α=100), 또는 풀 전력(α=100)으로 전송되는 멀티-사용자 데이터 패킷이거나, 또는 가장 합당한 사용자(202,204,232,218)의 SINR과 다음으로 합당한 사용자(202,204,232,218)의 SINR 사이의 차이가 너무 커서 거의 모든 전송 전력이 가장 합당한 사용자(202)로 할당된 중첩 코딩된 패킷임을 의미한다. 가장 합당한 사용자(202)는 총 전송 전력의 60%가 가장 합당한 사용자(202)에게 할당되었다고 가정하고 단계(620)에서 수신된 패킷을 처리하려고 시도한다. 단계(618 및 620)로부터, 상기 방법(600)은 단계(622)로 진행한다.

단계(622)에서 중첩 코딩된 패킷을 처리하기 위해서, 사용자는 (i) 보다 강한 사용자(202,204,218,232)에 대한 데이터 패킷들을 간섭으로 처리하고, (ii) 보다 약한 사용자(202,204,218,232)에게 의도된 데이터 패킷들을 디코딩하여 감산한다. 보다 약한 사용자(202,204,218,232) 데이터 패킷을 감산함으로써, 각 사용자는 그 사용자(202,204,218,232)에게 의도된 데이터 패킷을 획득한다.

데이터 패킷들을 간섭을 취급하고 이러한 데이터 패킷들을 소거하는 것은 연속적인 간섭 소거에 의해 달성된다. 연속적인 간섭 소거(SIC)에서, 각 사용자(202,204,218,232) 신호는 그들의 스케일링된 전송 전력(α_iP_T)에 따라 가장 합당한 신호로부터 가장 강한 신호 순서로 복조 및 소거된다. 스케일링된 전송 전력 값은 알려지는데, 왜냐하면 각 스케일링된 전송 전력 값이 중첩 코딩된 패킷에 대한 프리앰블의 일부로서 전송되기 때문이다. 연속적인 간섭 소거는 다음과 같이 이뤄진다:

i) 보다 약한 신호(들) 인지;

ii) 보다 약한 사용자(202,204,218,232)(들) 디코딩;

iii) 중첩 코딩된 파라미터들로부터 디코딩된 사용자(202,204,218,232)의 진폭 결정

iv) 약한 사용자(202,204,218,232)(들)의 신호를 재생성(재건 또는 재인코딩);

v) 보다 약한 사용자(202,204,218,232) 소거; 및

vi) 모든 약한 사용자(202,204,218,232)들이 디코딩될 때까지 반복

따라서, 단계(622)에서 중첩 코딩된 패킷을 처리하기 위해서, 상기 방법(600)은 보다 강한 사용자(202,204,218,232)(들)의 데이터 패킷들을 단계(624)에서 소거하고, 보다 약한 사용자(202,204,218,232)의 데이터 패킷들을 단계(626)에서 감산하여 중첩 코딩된 패킷을 처리한다. 본 예에서, 사용자(202)는 모든 다른 사용자(202,204,218,232)들을 간섭으로 취급하는데, 왜냐하면 사용자(202)가 가장 합당한 사용자(202)이기 때문이다. 테이블 3은 사용자(202,204,218,232)들 각각이 중첩 코딩된 패킷으로부터 요구되는 데이터 패킷을 획득하기 위해서 사용하는 기술을 식별한다:

테이블 3 : 중첩 코딩된 패킷 처리
사용자/패킷	패킷 218	패킷 232	패킷 204	패킷 202
사용자 202	간섭으로 취급
사용자 204	간섭으로 취급		(-)	감산
사용자 232	간섭으로 취급	(-)	감산	감산
사용자 218	(-)	감산	감산	감산

데이터 패킷 처리 과정 동안, AT 디코더(506)는 데이터 패킷을 정확하게 처리할 수 있다. 대안적으로, AT 디코더(506)는 에러를 검출하여 그 데이터를 정확하게 처리할 수 없다. 어떤 경우이든지, AT(202,204,218,232)는 확인 응답(긍정 또는 부정)을 기지국(126-142)으로 전송하여 기지국(126-142)에게 AT(202,204,218,232)가 데이터 패킷 처리에 성공하였는지 여부를 알려준다. 그러나, 이는 중첩 코딩된 정보 패킷에서는 사용되지 않을 수도 있다. 일 실시예에서, 온-오프 키잉 변조(OOK) ACK(MUP에서 사용되는 것과 유사함)가 사용되고, 여기서 1은 ACK(긍정 응답)을 의미하고, 0은 NAK(부정 응답)을 의미한다.

자동 반복 요청(ARQ) 방식은 데이터의 자동 재전송을 제공한다. 하이브리드 ARQ(H-ARQ) 시스템은 데이터가 성공적으로 디코딩되는 경우 이른 재전송 종료를 허용한다. 수신기 AT(202,204,218,232)는 전송기 기지국(126-142)에게 기지국(126-142)이 데이터 패킷을 특정 AT(202,204,218,232)로 재전송할 필요가 있는지 여부에 대해 통지한다. 긍정 응답(ACK)은 데이터가 정확하게 수신된 경우에 리턴되고, 부정 응답(NAK)은 에러가 검출되는 경우에 리턴된다. 부정 응답은 침묵이고(ARQ를 리턴하지 않음), 긍정 응답만 ARQ를 리턴할 수 있다. 보다 복잡한 에러 제어 시스템에서, 정보 블록들은 수신기 AT(202,204,218,232)에서 부분적인 에러 정정을 위해 인코딩될 수 있고, 정정되지 않는 에러들은 기지국(126-142)에 의해 재전송될 수 있다. 상기 방법(600)은 다양한 에러 제어 시스템들을 이용하며, 각 사용자 AT(202,204,218,232)는 단계(628)에서 기지국(126-142)으로 ARQ를 전송한다.

단계(630)에서, 기지국(130)은 중첩 코딩된 패킷 사용자(202,204,218,232)로부터 각 ARQ를 수신한다. 중첩 코딩 패킷에서 총 전송 전력(P_T)이 알파 (α) 스칼라(즉, α_iP_T)에 기반하여 중첩 코딩된 패킷에 포함된 각 데이터 패킷에 할당됨을 상기하라. 사용자(202,204,218,232)가 데이터 패킷으로부터 데이터를 정확하게 수신하면, 기지국(130)은 그 사용자로 특정 데이터 패킷을 다시 전송할 필요가 없다. 따라서, 사용자(202,204,218,232)가 슬롯 인터레이스의 최종 슬롯 전에 데이터 패킷의 재전송 요청을 종료하면, 그 사용자(202,204,218,232)에게 원래 할당된 전송 전력이 나머지 사용자(202,204,218,232)들 사이에서 재분배될 수 있다. 이는 동적인 알파 갱신으로 지칭된다.

각 인터레이스 슬롯 동안, 상기 방법(600)은 NACK-ARQ가 수신된 데이터 패킷들을 재전송한다. 테이블 4는 예시적인 4-슬롯 인터레이스를 보여준다.

테이블 4에 리스트된 사용자(202,204,218,232)는 가장 합당한 사용자(가장 낮은 보고된 SINR)로부터 가장 강한 사용자(218)(가장 높은 보고된 SINR) 순으로 배열된다. 제1 인터레이스 슬롯 완료 후에, 사용자 2(204)는 중첩 코딩된 패킷으로 데이터를 정확하게 수신하였고 잔존 사용자(202,204,218,232)(1,3, 및 4)는 에러를 경험하였다. 사용자 2(204)가 제1 인터레이스 슬롯 후에 중첩 코딩된 패킷으로부터 데이터를 정확하게 수신한 이유는 사용자 2(204)가 예측된 것보다 양호한 순방향 링크 채널을 가졌기 때문일 것이다.

기지국(130)은 사용자 2(204)에 대한 전송 전력을 테이블 4에 화살표로 표시된 바와 같이 사용자 3(232)으로 할당한다. 제2 인터레이스 슬롯 후에, 사용자 4(218)는 정확하게 데이터를 수신하였다. 따라서, 기지국(130)은 빨리 종결한 사용자 4(218)에 대한 전송 전력을 에러들을 경험하였고 다음으로 높은 SINR을 요청한 사용자, 즉 사용자 3(232)에 할당하였다. 제3 인터레이스 슬롯 후에, 사용자 3(232)은 데이터를 정확하게 수신하였고 기지국(130)은 사용자 3(232)에 대한 전송 전력을 사용자 1(202)에 할당하였다.

상기 관점에서, 상기 방법(600)은 단계(632)에서 모든 사용자(202,204,218,232)들이 그들의 데이터 패킷으로부터 데이터를 정확하게 수신하였는지를 결정한다. 모든 사용자(202,204,218,232)들이 그들의 데이터 패킷으로부터 데이터를 정확하게 수신하였다면, 상기 방법(600)은 단계(638)로 진행하여 종료한다. 모든 사용자(202,204,218,232)가 그들의 데이터 패킷으로부터 데이터를 정확하게 수신하지 못하였다면, 상기 방법(600)은 단계(634)에서 그들의 데이터 패킷으로부터 데이터를 정확하게 수신한 사용자(202,204,218,232)들을 식별한다. 단계(634)에서 식별된 성공적인 디코딩 사용자 각각에 대해서, 상기 방법(600)은 단계(636)에서 성공적인 디코딩 사용자(202,204,218,232) 각각의 전송 전력을 다음으로 높은 SINR을 갖는 비-성공적인 디코딩 사용자(202,204,218,232)에 재할당한다. 그리고 나서, 상기 방법(600)은 단계(602)로 리턴하여 다음 시간 슬롯 인터레이스에 대한 데이터 패킷을 컴파일한다.

단계(602)로 리턴하여, 기지국(130)은 단계(630)에서 기지국(130)에 의해 수신된 ARQ에 기반하여 단일-사용자 데이터 패킷을 컴파일할지 아니면 멀티-사용자, 중첩 코딩된 패킷을 컴파일할지를 결정한다. 단지 하나의 사용자(202,204,218,232)만이 데이터 패킷 디코딩에서 에러를 경험하였다면, 기지국(130)은 단지 단일-사용자 데이터 패킷만을 컴파일하면 된다. 또한, 다음 시간 슬롯 인터레이스에 대한 데이터 패킷을 컴파일함에 있어서, 프리앰블 비트들 중 일부가 버려질 수 있는데, 왜냐하면 특정 시간 슬롯 인터레이스 동안 전송될 데이터 패킷이 감소할 수 있기 때문이다. 프리앰블 비트들을 버리는 것은 전송될 데이터량을 감소시키고, 따라서 그 데이터가 전송되는 데이터 레이트를 증가시킨다. 상기 방법(600)은 모든 사용자(202,204,218,232)들이 그들의 데이터 패킷으로부터 데이터를 정확하게 수신할 수 있을 때까지 이러한 방식으로 반복된다.

상술한 바와 같이, ARQ에 기인한 이른 종료는 전력 재할당을 허용한다. 계층 레벨에서, 계층 2에 대한 전송은 모든 계층 2 사용자들이 그들의 패킷의 수신을 확인하는 경우에 일찍 종료될 것이다. 유사하게, 계층 1에 대한 전송은 모든 계층 2 사용자들 및 계층 1 사용자들이 그들의 패킷 수신을 확인하는 경우에 종료된다. 복조된 SINR은 내장된 OFDM 파일럿 톤들을 사용하여 측정된다. 따라서, 예를 들어 계층 2의 패킷들 중 하나가 디코딩되면, 다른 계층들에 대한 전력 할당이 이러한 내장된 OFDM 파일럿 톤들로 인해 검출된다.

AT(202,204,218,232)는 멀티-사용자 패킷이 디코딩된 후에 패킷이 중첩 코딩됨을 결정함에 주목하라.

본 방법 및 장치는 기지국(126-142)이 중첩 코딩된 패킷의 컴파일링, 전송, 및 재전송을 취급하는 컴퓨터 칩 및 각 AT(202-240)이 수신된 중첩 코딩된 패킷(126-142)의 처리를 취급하는 컴퓨터 칩에서 구현될 수 있다. 이는 기존 기지국 컴퓨터 칩의 스케일링 및 합산 특징을 필요로 하고, 기존 AT(202-240) 컴퓨터 칩에서 디코더, 감산기, 및 재인코더를 필요로 한다. 본 방법 및 장치는 기지국(126-142) 컴퓨터 칩이 중첩 코딩된 패킷을 컴파일할 때마다 사용될 수 있고, 이 경우 본 방법 및 장치의 소유자가 기지국(126-142) 컴퓨터 칩이 중첩 코딩된 패킷을 컴파일할 때마다 비용을 부가할 수 있다.

일 실시예에서, 중첩 코딩된 패킷은 2 계층으로 제한되고, 이러한 2 계층의 예는 2 계층 OFDMA 중첩 코딩 또는 2 계층 OFDMA-SPC (도11 참조)일 수 있다. 도11은 2 슬롯에 해당하는 공칭 스팬(span)을 갖는 2 계층 OFDMA 중첩 코딩 패킷의 예이다. 이는 단말 간섭 소거를 간략화는 최대 2-계층을 갖는다. 또한, 전력 재-할당을 간략화하는 보다 높은 계층에서의 OFDMA를 사용한다. 따라서, 가장 낮은 계층을 디코딩할 때, 계층 2는 간섭으로 취급된다. 도9H에서, αi는 가장 낮은 계층에 할당된 전력을 표시하고, α2는 계층 2에 할당된 전력을 표시하며, 여기서 전력 할당은 톤들 사이에서 나눠진다(계층 2에서 최대 4 패킷들).

보다 낮은 계층은 1xEV-DO 멀티-사용자 포맷을 사용하고, 보다 높은 계층은 OFDMA 패킷 포맷을 사용한다. 일 실시예에서, 보다 낮은 계층은 1xEV-DO Rev A/B 멀티-사용자 패킷을 사용한다. 도9H는 대역폭의 50%가 각각 할당된 2개의 사용자들을 갖는 보다 높은 계층을 보여준다. 그러나, 다른 실시예에서, 최대 4개의 사용자가 보다 높은 계층에서 서빙될 수 있다.

가장 낮은 계층은 1xEV-DO 또는 제어 채널 패킷일 수 있다. 프리앰블 전력 할당은 가장 낮은 계층 데이터 전송에 할당된 전력과 동일하다. AT(202,204,232,218)는 멀티-사용자 패킷이 디코딩된 후에 패킷이 중첩 코딩됨을 결정함을 주목하라.

MAC-ID는 패킷이 중첩 코딩된 정보 패킷임을 표시하는데 사용된다. 또한, 이는 2비트를 사용하여 계층 2의 패킷들의 번호(즉, 1,2,3,4)를 표시하고, 2비트를 사용하여 패킷 종착지 타겟을 표시한다.

또한, 계층 2는 2 비트를 사용하여 계층 2의 사용자들의 번호를 표시한다. 또한, 이는 8비트 MAC 인덱스를 사용하며, 이중 4비트는 할당되고 분배된 톤 세트/사용자들을 전달하고, 나머지 4비트는 초기 전력 할당(모든 할당된 톤들에 대해 동일함)을 전달하며, 페이로드 사이즈 역시 4 비트에 의해 전달된다.

도12는 본 발명의 일부 실시예들이 구현되는 컴퓨터 시스템(700)이다. 일부 실시예들에서, 본 발명의 기술들은 그래픽 생성에 전용되는 하드웨어 장치 내에 하드-코딩되거나, 컴퓨터 판독 매체(소프트웨어)에 저장된 컴퓨터 실행가능한 명령들로 구현된다.

컴퓨터 시스템(700)은 버스(705), 프로세서(710), 시스템 메모리(715), 판독-전용 메모리(720), 영구 저장 장치(725), 입력 장치(730), 출력 장치(735), 및 추가적인 프로세서(740)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(700)의 아이템들 중 일부 또는 모두는 컴파일링 유닛 또는 제어 프로세서에 포함된다.

버스(705)는 컴퓨터 시스템(700)의 많은 내부 장치들을 통신적으로 연결하는 모든 시스템, 주변장치, 및 칩셋 버스들을 통칭한다. 예를 들어, 버스(705)는 프로세서(710)를 판독-전용 메모리(720), 시스템 메모리(715), 및 영구 저장 장치(725)와 통신적으로 연결한다.

판독-전용 메모리(ROM)(720)는 프로세서(710) 및 컴퓨터 시스템의 다른 모듈들에 의해 요구되는 명령들 및 정적인 데이터를 저장한다. 영구 저장 장치(725)는 다른 한편으로 판독 및 기록 메모리 장치일 수도 있다. 이러한 장치는 컴퓨터 시스템(700)이 오프상태인 경우에도 명령 및 데이터를 저장하는 비-휘발성 메모리 유닛일 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들은 영구 저장 장치(725)로서 매스(mass)-저장 장치(예를 들면, 자기 또는 광 디스크, 및 대응하는 디스크 드라이브)를 사용한다. 다른 실시예들은 영구 저장 장치로서 탈착가능한 저장 장치(예를 들면, 플로피 디스크 또는 다른 저장 디스크, 및 대응하는 디스크 드라이브)를 이용한다.

영구 저장 장치(725)와 유사하게, 시스템 메모리(715)는 판독 및 기록 메모리 장치일 수 있다. 그러나, 저장 장치(725)와는 다르게, 시스템 메모리는 랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 판독 및 기록 메모리일 수 있다. 시스템 메모리는 프로세서가 런타임에서 필요한 명령들 및 데이터 중 일부를 저장한다.

일부 실시예들에서, 본 발명의 방법들을 실행하기 위해서 필요한 명령들 및/또는 데이터는 시스템 메모리(715), 영구 저장 장치(725), 판독-전용 메모리(720), 또는 이들의 조합 내에 저장된다. 예를 들어, 다양한 메모리 유닛들은 애플리케이션의 명령들 및/또는 애플리케이션에 의해 생성된 그래픽 데이터를 포함한다. 예를 들어, 도7 및 10에 제시된 단계들은 시스템 메모리(715), 영구 저장 장치(725), 판독-전용 메모리(720), 또는 이들의 조합 내에 저장된다. 일부 실시예들에서, 시스템 메모리(715) 및/또는 영구 저장 장치(725)는 캐시 및/또는 버퍼를 포함할 수 있다.

이러한 다양한 메모리 유닛들로부터, 프로세서(710)는 실행 명령 및 처리할 데이터를 검색하여 본 발명의 처리들을 수행한다. 일부 실시예들에서, 프로세서(710)는 온-칩 캐시를 이용하여 프로세서(710)에 의해 생성되거나, 최근에 액세스된 데이터를 유지한다. 일부 실시예들에서, 추가적인 프로세서(740)는 명령들을 실행하고 데이터를 처리하여 본 발명의 처리들을 수행한다. 일 실시예에서, 프로세서는 스케줄러(714)를 포함한다. 스케줄러(714)는 추가적인 프로세서(740)에 위치할 수도 있고, 개별 처리 수단에 존재할 수 있다.

버스(705)는 입력 및 출력 장치들(730 및 735)을 연결한다. 입력 장치(730)는 사용자가 정보를 전달하고 컴퓨터 시스템(700)에 대한 명령들을 선택하도록 하여준다. 입력 장치(730)는 숫자/문자 키보드 및 커서-제어기들을 포함한다. 출력 장치(735)는 컴퓨터 시스템(700)에 의해 생성된 이미지들을 프린트 또는 디스플레이한다. 출력 장치는 프린터 및 디스플레이 장치(예를 들면, CRT 또는 LCD)를 포함한다.

마지막으로, 도12에 제시된 바와 같이, 버스(705)는 또한 예를 들어 네트워크 어댑터(미도시)를 통해 네트워크(765)로 컴퓨터 시스템(700)을 연결한다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 시스템(700)은 컴퓨터 네트워크(예를 들면, LAN, WAN, 또는 인트라넷)의 일부가 되거나, 또는 네트워크들 중 일 네트워크가 될 수 있다(예를 들면, 인터넷). 컴퓨터 시스템(700)의 임의의 컴포넌트 또는 모든 컴포넌트들이 본 발명에서 사용될 수 있다. 그러나, 당업자는 임의의 다른 시스템 구성이 본 발명에서 사용될 수 있음을 잘 이해할 수 있을 것이다.

도7 및 10의 방법 및 장치는 각각 도13 및 도14에서 제시된 대응하는 수단 블록들에 의해 수행된다. 즉, 도7의 단계(302 내지 352)는 도13의 수단 블록(1302 내지 1352)에 대응한다. 유사하게, 도10의 단계(602 내지 638)는 도14의 수단 블록(1602 내지 1638)에 대응한다.

상술한 방법 및 장치는 에벌루션-데이터 전용(시분할 멀티 플렉싱)(EV-DO(TDM)), 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM (TDM OFDM)), 및 1x 코드 분할 멀티플렉싱(1x-CDM)을 포함하는 다양한 시스템에서 스루풋 이득을 제공할 것으로 예상된다. 가장 큰 스루풋 이득들은 시간 (또는 주파수) 직교 시스템들에서 동작하는 강한 사용자들에 대해 기대된다.

상기 방법 및 장치는 다양한 애플리케이션들에 적용될 수 있다. 예를 들어, VoIP에 적용되는 경우, 1xEV-DO 순방향 링크 상에서의 본 발명의 중첩 코딩은 보다 낮은 대기시간(감소된 전송 지연), 섹터 당 보다 많은 수의 사용자들(즉, 보다 높은 용량), 또는 이들의 조합을 제공할 수 있다. 광고와 같은 방송 서비스들에 적용되는 경우, 방송 서비스들은 개별 사용자로 향하는 유니캐스트 트래픽으로 중첩 코딩되어, 방송 및 유니캐스트 트래픽 모두가 함께 전송될 수 있도록 하여준다. 따라서, 기존의 무선 통신 시스템들과는 달리, 본 발명은 유니캐스트 트래픽을 위해 방송 트래픽을 배제할 필요성을 최소화 또는 제거한다. 즉, 방송 트래픽은 본 발명을 이용하는 시스템에서 유니캐스트 트래픽 기간 동안 훼손되지 않는다.

본 발명이 구체적으로 예를 들어 기술되었지만, 본 발명은 상술한 실시예들로 제한되지 않는다. 따라서, 당업자는 본 발명이 여기서 제시된 실시예들로 제한되지 않음을 잘 이해할 것이다. CDMA 및 OFDM 변조 포맷들 역시 예로서 사용되었다. 데이터 패킷들은 임의의 무선 통신 표준에 부합하는 것으로 간주될 수 있다.

당업자는 정보 및 신호들이 다양한 타입의 상이한 기술들을 사용하여 표현될 수 있음을 잘 이해할 것이다. 예를 들어, 본 명세서상에 제시된 데이터, 지령, 명령, 정보, 신호, 비트, 심벌, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 입자, 광 필드 또는 입자, 또는 이들의 임의의 조합으로 표현될 수 있다.

당업자는 상술한 다양한 예시적인 논리블록, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 구현될 수 있음을 잘 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 호환성을 명확히 하기 위해, 다양한 예시적인 소자들, 블록, 모듈, 회로, 및 단계들이 그들의 기능적 관점에서 기술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지, 또는 소프트웨어로 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 대해 부가된 설계 제한들에 의존한다. 당업자는 이러한 기능들을 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식으로 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정이 본 발명의 영역을 벗어나는 것은 아니다. 또한, 상기 방법 단계들은 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 상호교환될 수 있다.

다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들이 범용 프로세서; 디지털 신호 처리기, DSP; 주문형 집적회로, ASIC; 필드 프로그램어블 게이트 어레이, FPGA; 또는 다른 프로그램어블 논리 장치; 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리; 이산 하드웨어 컴포넌트들; 또는 이러한 기능들을 구현하도록 설계된 것들의 조합을 통해 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서 일 수 있지만; 대안적 실시예에서, 이러한 프로세서는 기존 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로 프로세서, 또는 이러한 구성들의 조합과 같이 계산 장치들의 조합으로서 구현될 수 있다.

상술한 방법의 단계들 및 알고리즘은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들의 조합에 의해 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들은 랜덤 액세스 메모리(RAM); 플래쉬 메모리; 판독 전용 메모리(ROM); 전기적 프로그램어블 ROM(EPROM); 전기적 삭제가능한 프로그램어블 ROM(EEPROM); 레지스터; 하드디스크; 휴대용 디스크; 콤팩트 디스크 ROM(CD-ROM); 또는 공지된 저장 매체의 임의의 형태로서 존재한다. 예시적인 저장매체는 프로세서와 결합되어, 프로세서는 저장매체로부터 정보를 판독하여 저장매체에 정보를 기록한다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서의 구성요소일 수 있다. 이러한 프로세서 및 저장매체는 ASIC 에 위치한다. ASIC 는 사용자 단말에 위치할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에서 이산 컴포넌트로서 존재할 수 있다.

상술한 실시예들은 당업자가 본원발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해 기술되었다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들을 당업자는 잘 이해할 수 있을 것이며, 여기서 정의된 원리들은 본 발명의 영역을 벗어남이 없이, 다른 임의의 무선 데이터 통신 애플리케이션에 적용될 수 있다.

다양한 사용자들에 대한 전력 할당(αi)은 다양한 방식으로 표시될 수 있다. 일 수단은 다수의 보다 작은 레벨들로 범위(0,1)를 분할하고, 전력 할당에 가장 근접한 레벨을 표시하는 것이다. 다른 방법은 요청된 데이터 레이트(DRC) 및 데이터를 전달하는데 이용되는 패킷 포맷을 표시하는 것이다. 그리고 나서, 이동국은 할당된 전력 부분을 계산할 것이다.

Claims

중첩(superposition) 코딩된 패킷을 전송하는 방법으로서,
상기 중첩 코딩된 패킷은,
적어도 하나의 중첩 코딩된 패킷 파라미터 및 적어도 하나의 비-중첩 코딩된 파라미터를 포함하는 프리앰블; 및
제 1 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 1 패킷, 및 제 2 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 2 패킷을 포함하는 페이로드를 포함하는,
중첩 코딩된 패킷 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 페이로드는 제 3 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 3 패킷을 더 포함하는, 중첩 코딩된 패킷 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 제 1 패킷은 제1 전력 레벨로 전송되고, 상기 제 2 패킷은 제 2 전력 레벨로 전송되는, 중첩 코딩된 패킷 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 제 1 다중 액세스 기술은 제 1 무선 표준에 기초하며, 상기 제 2 다중 액세스 기술은 제 2 무선 표준에 기초하는, 중첩 코딩된 패킷 전송 방법.
제4항에 있어서,
상기 제 1 무선 표준 및 상기 제 2 무선 표준 중 하나는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 또는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 표준을 포함하는, 중첩 코딩된 패킷 전송 방법.
중첩 코딩된 패킷을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
상기 중첩 코딩된 패킷은,
적어도 하나의 중첩 코딩된 패킷 파라미터 및 적어도 하나의 비-중첩 코딩된 파라미터를 포함하는 프리앰블; 및
제 1 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 1 패킷, 및 제 2 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 2 패킷을 포함하는 페이로드를 포함하는,
컴퓨터 판독 가능 매체.
제6항에 있어서,
상기 페이로드는 제 3 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 3 패킷을 더 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
제6항에 있어서,
상기 적어도 하나의 중첩 코딩된 패킷 파라미터는,
중첩 코딩된 패킷 사용자들의 수;
상기 중첩 코딩된 패킷의 길이
상기 중첩 코딩된 패킷 사용자들과 관련되는 부분적인 전력 할당;
상기 중첩 코딩된 패킷 사용자들과 관련되는 페이로드 사이즈들;
상기 중첩 코딩된 패킷 사용자들과 관련되는 물리적인 어드레스들;
상기 중첩 패킷이 단일-사용자 데이터 패킷인지, 멀티-사용자 데이터 패킷인지, 또는 멀티-사용자, 중첩 코딩된 패킷인지에 대한 표시자; 또는
임의의 이들의 조합을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
제6항에 있어서,
상기 적어도 하나의 비-중첩 코딩된 패킷 파라미터는 상기 제 1 다중 액세스 기술 및 상기 제 2 다중 액세스 기술 중 하나 이상에 의해 결정되는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
제6항에 있어서,
상기 중첩 코딩된 패킷은 적어도 하나의 보다 높은 계층 및 적어도 하나의 보다 낮은 계층을 포함하며, 상기 적어도 하나의 보다 낮은 계층은 방송 서비스를 포함하며, 상기 적어도 하나의 보다 높은 계층은 개별 사용자로 향하는 유니캐스트 트래픽을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
제10항에 있어서,
상기 방송 서비스는 특정 영역으로 향하는 정보의 방송을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
중첩 코딩된 패킷을 수신하고, 그리고
상기 중첩 코딩된 패킷을 메모리에 저장하도록 구성되며,
상기 중첩 코딩된 패킷은,
적어도 하나의 중첩 코딩된 패킷 파라미터 및 적어도 하나의 비-중첩 코딩된 파라미터를 포함하는 프리앰블, 및
제 1 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 1 패킷, 및 제 2 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 2 패킷을 포함하는 페이로드를 포함하는, 장치.
제12항에 있어서,
상기 제 1 다중 액세스 기술에 따른 제 1 패킷을 처리하고, 상기 제 2 다중 액세스 기술에 따른 제 2 패킷을 처리하기 위한 프로세서를 더 포함하는, 장치.
제12항에 있어서,
상기 제 1 패킷은 제 1 전력 레벨과 관련되고, 상기 제 2 패킷은 제 2 전력 레벨과 관련되는, 장치.
중첩 코딩된 패킷을 컴파일하기 위한 수단; 및
상기 중첩 코딩된 패킷을 전송하기 위한 수단을 포함하며,
상기 중첩 코딩된 패킷은,
적어도 하나의 중첩 코딩된 패킷 파라미터 및 적어도 하나의 비-중첩 코딩된 파라미터를 포함하는 프리앰블, 및
제 1 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 1 패킷, 및 제 2 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 2 패킷을 포함하는 페이로드를 포함하는, 장치.
제15항에 있어서,
상기 제 1 다중 액세스 기술은 제 1 무선 표준에 기초하며, 상기 제 2 다중 액세스 기술은 제 2 무선 표준에 기초하는, 장치.
제15항에 있어서,
상기 제 1 무선 표준 및 상기 제 2 무선 표준 중 하나는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 또는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 표준을 포함하는, 장치.
제15항에 있어서,
상기 페이로드는 제 3 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 3 패킷을 더 포함하는, 장치.
제15항에 있어서,
상기 중첩 코딩된 패킷은 적어도 하나의 방송 서비스 계층을 포함하는, 장치.
제15항에 있어서,
상기 중첩 코딩된 패킷은 적어도 하나의 유니캐스트 트래픽 계층을 포함하는, 장치.
모바일 디바이스로서,
중첩 코딩된 패킷을 수신하기 위한 수신기; 및
제 1 다중 액세스 기술에 따라 상기 수신된 중첩 코딩된 패킷의 제 1 패킷을 디코딩하고, 상기 제 1 다중 액세스 기술과 상이한 제 2 다중 액세스 기술에 따라 상기 수신된 중첩 코딩된 패킷의 제 2 패킷을 디코딩하도록 구성되는 적어도 하나의 디코더를 포함하는,
모바일 디바이스.
제21항에 있어서,
상기 중첩 코딩된 패킷은 보다 강한 사용자에 대한 데이터 패킷 및 보다 약한 사용자에 대한 데이터 패킷을 포함하는, 모바일 디바이스.
제22항에 있어서,
상기 적어도 하나의 디코더는, 상기 보다 강한 사용자에 대한 상기 데이터 패킷을 간섭으로 취급하고 상기 간섭으로서 취급된 상기 보다 강한 사용자에 대한 상기 데이터 패킷을 소거하도록 추가로 구성되는, 모바일 디바이스.
제22항에 있어서,
상기 적어도 하나의 디코더는, 상기 보다 약한 사용자에 대한 상기 데이터 패킷을 디코딩하여, 이를 상기 중첩 디코딩된 패킷으로부터 감산하도록 추가로 구성되는, 모바일 디바이스.
제21항에 있어서,
상기 제 1 다중 액세스 기술은 제 1 무선 표준에 기초하며, 상기 제 2 다중 액세스 기술은 제 2 무선 표준에 기초하는, 모바일 디바이스.
제25항에 있어서,
상기 제 1 무선 표준 및 상기 제 2 무선 표준 중 하나는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 또는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 표준을 포함하는, 모바일 디바이스.
제21항에 있어서,
전송기를 더 포함하는, 모바일 디바이스.
제27항에 있어서,
상기 전송기는 무선 채널을 통해 요청된 데이터 레이트(DRC)를 표시하는 데이터를 전송하도록 구성되는, 모바일 디바이스.
제27항에 있어서,
상기 전송기는 온-오프 키잉 변조 기술에 따라 확인응답(ACK)을 전송하도록 구성되는, 모바일 디바이스.
제21항에 있어서,
상기 중첩 패킷은 전송 전력 레벨로 전송되며,
상기 중첩 코딩된 패킷의 프리앰블을 판독하고 상기 모바일 디바이스에 할당되는 상기 전송 전력 레벨의 부분(fraction)을 계산하도록 구성되는 로직을 더 포함하는, 모바일 디바이스.
제30항에 있어서,
상기 적어도 하나의 디코더는 상기 모바일 디바이스에 할당되는 상기 전송 전력의 상기 계산된 부분에 기초하여 상기 중첩 코딩된 패킷을 디코딩하도록 추가로 구성되는, 모바일 디바이스.
전자 디바이스에서 중첩 코딩된 패킷을 수신하는 단계 ―여기서, 상기 중첩 패킷은 전송 전력 레벨로 전송되며, 상기 중첩 패킷은 제 1 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 1 패킷, 및 제 2 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 2 패킷을 포함함―;
상기 중첩 코딩된 패킷의 프리앰블을 판독하는 단계;
상기 전자 디바이스에 할당되는 상기 전송 전력 레벨의 부분(fraction)을 계산하는 단계; 및
상기 전자 디바이스에 할당되는 상기 전송 전력 레벨의 상기 계산된 부분에 기초하여 상기 중첩 코딩된 패킷을 디코딩하는 단계를 포함하는, 방법.
제32항에 있어서,
상기 중첩 코딩된 패킷은 보다 강한 사용자에 대한 제 1 데이터 패킷 및 보다 약한 사용자에 대한 제 2 데이터 패킷을 포함하는, 방법.
제33항에 있어서,
상기 중첩 코딩된 패킷을 디코딩하는 단계는, 상기 보다 강한 사용자에 대한 상기 제 1 데이터 패킷을 간섭으로 취급하고 상기 간섭으로서 취급된 상기 보다 강한 사용자에 대한 상기 제 1 데이터 패킷을 소거하도록 추가로 구성되는, 방법.
제33항에 있어서,
상기 중첩 코딩된 패킷을 디코딩하는 단계는, 상기 보다 약한 사용자에 대한 상기 제 2 데이터 패킷을 디코딩하여, 이를 상기 중첩 디코딩된 패킷으로부터 감산하도록 추가로 구성되는,
방법.
제32항에 있어서,
상기 제 1 다중 액세스 기술은 제 1 무선 표준에 기초하며, 상기 제 2 다중 액세스 기술은 제 2 무선 표준에 기초하는, 방법.
프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
전자 디바이스에서 중첩 코딩된 패킷을 수신하게 하고 ―여기서, 상기 중첩 패킷은 전송 전력 레벨로 전송되며, 상기 중첩 패킷은 제 1 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 1 패킷, 및 제 2 다중 액세스 기술에 따라 포맷된 제 2 패킷을 포함함―;
상기 중첩 코딩된 패킷의 프리앰블을 판독하게 하고,
상기 전자 디바이스에 할당되는 상기 전송 전력 레벨의 부분을 계산하게 하고, 및
상기 전자 디바이스에 할당되는 상기 전송 전력 레벨의 상기 계산된 부분에 기초하여 상기 중첩 코딩된 패킷을 디코딩하게 하는 명령들을 포함하는,
컴퓨터 판독 가능 매체.
제37항에 있어서,
상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 보다 강한 사용자에 대해 의도된 상기 중첩 패킷의 데이터 패킷을 간섭으로 취급하고 상기 간섭으로서 취급된 상기 보다 강한 사용자에 대해 의도된 상기 데이터 패킷을 소거하게 하는 명령을 더 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
모바일 디바이스로서,
중첩 코딩된 패킷을 수신하기 위한 수단; 및
제 1 다중 액세스 기술에 따라 상기 수신된 중첩 코딩된 패킷의 제 1 패킷을 디코딩하기 위한 수단; 및
상기 제 1 다중 액세스 기술과 상이한 제 2 다중 액세스 기술에 따라 상기 수신된 중첩 코딩된 패킷의 제 2 패킷을 디코딩하기 위한 수단을 포함하는, 모바일 디바이스.
제39항에 있어서,
상기 중첩 코딩된 패킷의 프리앰블을 판독하기 위한 수단; 및
상기 프리앰블로부터 판독되는 정보에 기초하여 상기 모바일 디바이스에 할당되는 상기 전송 전력 레벨의 부분을 계산하기 위한 수단을 포함하는, 모바일 디바이스.