KR20120025631A - 무선 통신 시스템들을 위한 포착 파일럿들 - Google Patents

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Abstract

무선 통신들에서 포착 파일럿들을 생성하고 처리하는 것을 용이하게 하는 시스템(들) 및 방법(들)이 제공된다. 타이밍 및 주파수 동기 정보, 무선 시스템 포착 및 시스템 결정 정보를 전달하는 포착 파일럿들이 의사 랜덤 시퀀스들을 통해 변조된다. 시스템 결정 정보를 운반하는 포착 파일럿에 의해 전달된 R 비트들의 정보가 액세스 포인트로부터 전송되는 슈퍼프레임의 시스템 타이밍과 연관된 카운터 인덱스를 전달하는 T 비트들을 통해 증가된다. T 비트들의 추가로 인해 발생하는 처리 오버헤드는 무선 통신에 제공되는 장점들에 의해서 상쇄된다. 현저한 장점들은 (i) 비동기 동작 동안에 특정 섹터에서의 통신을 위한 수신기에서의 처리 이득, (ⅱ) 카운터 필드 값들을 통한 패킷 경계 결정, 및 (ⅲ) 통신을 위해 이용되는 여러 의사 랜덤 레지스터들의 초기화를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템들을 위한 포착 파일럿들{ACQUISITION PILOTS FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}
본 출원은 2006년 10월 24일에 "ACQUISITION PILOTS FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS"라는 명칭으로 미국 가출원된 제 60/862,730호를 우선권으로 청구한다. 그 출원 전체는 여기서 참조문헌으로서 포함된다.
아래의 설명은 일반적으로 무선 통신들에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 추가적인 다중-비트 필드를 포함시킴으로써 개선된 통신 기능을 제공하는 포착 파일럿들의 생성에 관한 것이다.
이동 통신 네트워크(예컨대, 셀룰러 네트워크) 내에서 정보를 전송하기 위해 활용되는 기술들은 주파수, 시간 및 코드 분할에 기초한 기술들을 포함한다. 일반적으로, 주파수 분할에 기초한 기술들을 통해서는, 호들이 주파수 액세스 방법에 기초하여 분할되는데, 그 주파수 액세스 방법에서는 각각의 호들이 개별적인 주파수 상에 위치된다. 시분할에 기초한 기술들을 통해서는, 각각의 호들에는 지정된 주파수 상에서 일정 시간 부분이 할당된다. 코드 분할에 기초한 기술들을 통해서는, 각각의 호들이 고유의 코드들과 연관되며, 이용가능한 주파수들에 걸쳐 확산된다. 각각의 기술들은 하나 이상의 사용자들에 의한 다중 액세스들을 수용할 수 있다.
보다 구체적으로는, 주파수 분할에 기초한 기술들은 통상적으로 스펙트럼을 균일한 대역폭 청크들(chunks of bandwidth)로 분할함으로써 그 스펙트럼을 별개의 채널들로 분리하는데, 예컨대 무선 셀룰러 전화 통신을 위해 할당되는 주파수 대역의 분할은 30개의 채널들로 분할될 수 있고, 그 채널들 각각은 음성 대화를 전달할 수 있거나, 혹은 디지털 서비스를 통해 디지털 데이터를 전달할 수 있다. 각각의 채널은 한번에 단지 하나의 사용자에게만 할당될 수 있다. 하나의 공통적으로 활용되는 변형은 전체 시스템 대역폭을 여러 직교 부대역(subband)들로 효과적으로 분할하는 직교 주파수 분할 기술이다. 이러한 부대역들은 톤들(tones), 반송파들, 부반송파들, 빈들(bins), 및 주파수 채널들로 지칭되기도 한다. 각각의 부대역은 데이터를 통해 변조될 수 있는 부반송파와 연관된다. 시분할에 기초한 기술들을 통해서는, 대역이 순차적인 시간 슬라이스들(slices) 또는 시간 슬롯들로 시간에 따라 분할된다. 채널의 각 사용자에게는 라운드-로빈 방식(round-robin manner)으로 정보를 전송 및 수신하기 위한 시간 슬라이스가 제공된다. 예컨대, 임의의 정해진 시간 t에서는, 사용자에게 짧은 버스트 동안에 채널로의 액세스가 제공된다. 다음으로, 액세스는 정보를 전송 및 수신하기 위한 짧은 시간 버스트가 제공되는 다른 사용자로 스위칭한다. "교대(taking turns)" 사이클이 계속되고, 결국은 각각의 사용자에게 여러 전송 및 수신 버스트들이 제공된다.
코드 분할에 기초한 기술들은 통상적으로 범위 내의 임의의 시간에 이용가능한 다수의 주파수들을 통해서 데이터를 전송한다. 일반적으로, 데이터는 디지털화되고 이용가능한 대역폭에 걸쳐 확산되는데, 여기서 여러 사용자들은 채널 상에 놓일 수 있고, 각각의 사용자들에게는 고유의 시퀀스 코드가 할당될 수 있다. 사용자들은 동일한 광대역 스펙트럼 청크로 전송할 수 있는데, 각 사용자의 신호는 그것의 각 고유 확산 코드에 의해서 전체 대역폭에 걸쳐 확산된다. 이러한 기술은 하나 이상의 사용자들이 동시적으로 전송 및 수신할 수 있는 공유(sharing)를 제공할 수 있다. 이러한 공유는 확산 스펙트럼 디지털 변조를 통해 달성될 수 있는데, 그 확산 스펙트럼 디지털 변조에서는 사용자의 비트 스트림이 인코딩되고 또한 의사-랜덤 형태로 매우 넓은 채널에 걸쳐 확산된다. 수신기는 연관된 고유의 시퀀스 코드를 인지하고 랜덤화를 해제시킴으로써 코히어런트한 방식으로 특정 사용자를 위한 비트들을 수집할 수 있도록 설계된다.
통상적인 무선 통신 네트워크(예컨대, 주파수, 시간 및 코드 분할 기술들을 이용하는 네트워크)는 커버리지 영역을 제공하는 하나 이상의 기지국들, 및 그 커버리지 영역 내에서 데이터를 전송 및 수신할 수 있는 하나 이상의 이동(예컨대, 무선) 단말기들을 포함한다. 통상적인 기지국은 브로드캐스트, 멀티캐스트, 및/또는 유니캐스트 서비스들을 위해 여러 데이터 스트림들을 동시적으로 전송할 수 있는데, 여기서 데이터 스트림은 해당 이동 단말기에 독립적으로 수신될 수 있는 데이터 스트림이다. 그 기지국의 커버리지 영역 내에 있는 이동 단말기는 혼합 스트림에 의해서 전달되는 하나의 데이터 스트림, 하나보다 많은 수의 데이터 스트림들, 또는 모든 데이터 스트림들을 수신하는 것에 관심을 가질 수 있다. 마찬가지로, 이동 단말기는 기지국 또는 다른 이동 단말기에 데이터를 전송할 수 있다. 액세스 포인트들과 이동 단말기들 간의 이러한 통신이나 또는 이동 단말기들 간의 이러한 통신은 단말기가 커버리지 섹터에 서빙하는 기지국을 "포착"한 이후에 이루어질 수 있다. 통상적으로, 포착 처리들에서는, 단말기가 서빙 기지국과 통신하기 위해 필요한 시스템 정보를 액세스한다. 단말기들이 특정한 패턴없이 섹터에 들어가고 나가기 때문에, 포착 정보는 섹터에 의해서 빈번히 전송된다. 이러한 포착 정보의 빈번한 전송은 무선 시스템에서 상당한 오버헤드를 부과한다. 그러므로, 유비쿼터스(ubiquitous) 오버헤드에 상관없이 포착 처리를 더욱 효과적으로 수행하는 포착 메커니즘을 개발해야할 필요성이 해당분야에 존재한다.
아래에서는 설명되는 실시예들의 일부 양상들에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 간략한 요약을 제공한다. 이러한 요약은 광범위한 개요가 아니며, 핵심적이거나 결정적인 엘리먼트들을 나타내는 것도 아니고 또한 이러한 실시예들의 범위를 한정하려는 것도 아니도록 의도된다. 그것의 목적은 설명되는 실시예들의 일부 개념들을 나중에 제공되는 더욱 상세한 설명에 대한 서론으로서 제공하기 위함이다.
일 양상에 있어서, 무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법이 제공되는데, 그 방법은 정보의 N 비트들의 포착 파일럿을 생성하는 단계 ? 정보의 T 비트들이 카운터 인덱스에 상응하고, N 및 T는 양의 정수들임 ? ; 및 상기 포착 파일럿을 전달하는 단계를 포함한다.
다른 양상에 있어서, 주요 발명은 무선 통신 시스템에서 동작하는 장치를 설명하는데, 그 장치는 포착 파일럿 시퀀스를 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서 ? 변조된 정보의 일부가 슈퍼프레임 전송과 연관된 카운터 필드 값을 포함함 ? ; 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 연결되는 메모리를 포함한다.
또 다른 양상에 있어서, 무선 통신 장치가 설명되는데, 그 무선 통신 장치는 시스템 결정 정보의 N 비트들 및 무선 통신 시스템 슈퍼프레임 인덱스의 T 비트들을 전달하는 제 1 포착 파일럿 시퀀스를 생성하기 위한 수단; 제 2 포착 파일럿 시퀀스를 상기 제 1 포착 파일럿 시퀀스로 전달되는 정보를 통해 스크램블링하기 위한 수단; 및 상기 제 1 및 제 2 포착 파일럿 시퀀스들을 전달하기 위한 수단을 포함한다.
추가적인 양상에 있어서, 주요 발명은 컴퓨터-판독가능 매체를 설명하는데, 그 컴퓨터-판독가능 매체는 적어도 하나의 컴퓨터로 하여금 정보의 N 비트들을 포함하는 포착 파일럿을 생성하도록 하기 위한 코드 ? 정보의 T 비트들이 카운터 필드 값에 상응함 ? ; 및 적어도 하나의 컴퓨터로 하여금 상기 포착 파일럿을 전달하도록 하기 위한 코드를 포함한다.
포착 파일럿들과 관련하여 무선 전송을 수신하는 것 및 그것을 처리하는 것에 대해서, 무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 처리하기 위한 방법이 설명되는데, 그 방법은 다수의 파일럿 포착 시퀀스들을 수신하는 단계; 및 시스템 결정 정보를 추출하기 위해서 상기 다수의 파일럿 포착 시퀀스들을 처리하는 단계를 포함한다.
다른 양상에 있어서, 컴퓨터-판독가능 매체가 설명되는데, 그 컴퓨터-판독가능 매체는 적어도 하나의 컴퓨터로 하여금 다수의 파일럿 포착 변조 시퀀스들을 수신하도록 하기 위한 코드; 및 적어도 하나의 컴퓨터로 하여금 시스템 결정 정보를 추출하기 위해서 상기 다수의 파일럿 포착 변조 시퀀스들을 처리하도록 하기 위한 코드를 포함한다.
또 다른 양상에 있어서, 무선 통신 장치가 설명되는데, 그 무선 통신 장치는 시스템 결정 정보 및 무선 통신 시스템 슈퍼프레임 인덱스의 T 비트들을 전달하는 파일럿 포착 시퀀스를 수신하고, 상기 파일럿 포착 시퀀스를 처리하며, 상기 정보를 추출하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 연결되는 메모리를 포함한다.
추가적인 양상에 있어서, 무선 통신 환경에서 동작하는 장치가 설명되는데, 그 장치는 연속적인 파일럿 및 제어 변조 시퀀스들을 수신하기 위한 수단; 처리 이득들을 구체화(materialize)하기 위해서 변조 시퀀스를 처리하기 위한 수단; 및 수신되는 변조 시퀀스의 패킷 경계들을 결정하기 위한 수단을 포함한다.
전술한 목적 및 관련된 목적의 달성을 위해서, 하나 이상의 실시예들은 이후로 충분히 설명되고 특히 청구항들에서 나타내는 특징들을 포함한다. 이후의 설명 및 첨부 도면들은 일부 기술적인 양상들을 더 상세히 설명하며, 실시예들의 원리들이 이용될 수 있는 다양한 방식들의 일부만을 나타낸다. 다른 장점들 및 신규한 특징들이 도면들과 관련하여 고려될 때 이후의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이며, 설명되는 실시예들은 모든 이러한 양상들 및 그들의 유사한 것들을 포함하도록 의도된다.
도 1은 본 명세서에서 설명되는 여러 양상들에 따른 무선 다중-액세스 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 주요 혁신의 여러 양상들에 따른 포착 파일럿들의 생성 및 처리를 용이하게 하는 시스템을 블록도로 나타낸다.
도 3은 TDD 및 FDD 순방향 링크 통신 슈퍼프레임의 예시적인 시간-도메인 구조들 및 연관된 슈퍼프레임 프리엠블 구조를 개략도로 나타낸다.
도 4는 주요 발명의 일양상에 따른 섹터 포착 및 시스템 결정을 수행하는 액세스 단말기에서의 처리 이득을 개략도로 나타낸다.
도 5는 주요 발명의 일양상에 따른 패킷 경계 검출 장점을 나타낸다.
도 6은 본 명세서에서 설명되는 양상에 따른 여러 시프트 레지스터들을 초기화하기 위해서 카운터 인덱스 레지스터의 활용을 디스플레이하는 개략도를 나타낸다.
도 7은 본 명세서에서 설명되는 여러 양상들에 따른 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법을 흐름도로 나타낸다.
도 8은 주요 발명의 양상에 따른 포착 파일럿들을 처리하기 위한 예시적인 방법을 흐름도로 나타낸다.
도 9는 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 따른 셀/섹터 통신을 제공하는 다중-입력다중-출력 동작 전개에서 전송기 시스템 및 수신기 시스템의 실시예를 블록도로 나타낸다.
도 10은 주요 발명에서 설명되는 여러 양상들에 따른 포착 파일럿들을 수신하고 처리하는 시스템을 블록도로 나타낸다.
도 11은 본 명세서에 설명되는 여러 양상들에 따른 무선 통신 환경에서 포착 파일럿들을 생성하고 그 생성된 파일럿들을 전달하는 시스템을 블록도로 나타낸다.
도 12는 주요 발명의 양상들에 따른 무선 통신에서 포착 파일럿의 생성을 가능하게 하는 예시적인 시스템을 블록도로 나타낸다.
도 13은 주요 발명의 양상에 따른 무선 시스템에서 포착 파일럿 변조 시퀀스들 처리를 가능하게 하는 예시적인 시스템을 블록도로 나타낸다.
여러 실시예들이 도면들을 참조하여 이제 설명되는데, 도면들에서는 동일한 참조 번호들이 전반에 걸쳐 동일한 엘리먼트들을 지칭하도록 사용된다. 이후의 설명에서는, 설명을 위해서, 수많은 특정 세부사항들이 하나 이상의 실시예들에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해서 기술된다. 그러나, 이러한 실시예(들)가 이러한 특정 세부사항들이 없이도 실행될 수 있다는 것이 자명할 수 있다. 다른 경우들에 있어서는, 널리 공지된 구조들 및 장치들이 하나 이상의 실시예들에 대한 설명을 용이하게 하기 위해서 블록도 형태로 도시되어 있다.
본 출원에서 사용되는 바와 같이, "소자", "모듈", "시스템" 등의 용어들은 컴퓨터-관련 엔터티, 즉, 하드웨어, 펌웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 결합, 소프트웨어, 또는 실행 소프트웨어 중 어느 하나를 지칭하도록 의도된다. 예를 들어, 소자는 프로세서 상에서 실행되는 처리, 프로세서, 객체, 실행가능한 것, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치 상에서 실행되는 애플리케이션 및 그 컴퓨팅 장치 모두는 소자일 수 있다. 하나 이상의 소자들이 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 존재할 수 있고, 하나의 소자가 하나의 컴퓨터 상으로 국한될 수 있거나 및/또는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분산될 수 있다. 또한, 이러한 소자들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능 매체들로부터 실행할 수 있다. 소자들은 이를테면 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템의 다른 소자와 상호작용하거나 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 상호작용하는 하나의 소자로부터의 데이터)에 따라 국부 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.
또한, "또는"이라는 용어는 배타적인 "또는"보다는 오히려 포괄적인 "또는"을 의미하도록 의도된다. 즉, 달리 명시되지 않거나 문맥으로부터 명확하지 않은 한, "X가 A 또는 B를 이용한다"는 임의의 자연적인 포괄적 치환들을 의미하도록 의도된다. 즉, 만약 X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용한다면, "X가 A 또는 B를 이용한다"는 전술한 경우들 중 어느 하나의 경우에 충족된다. 게다가, 본 출원 및 청구범위에서 사용되는 바와 같은 "하나"는 달리 명시되거나 혹은 단수 형태로 지시되는 것이 문맥으로부터 명확하지 않은 한은 "하나 이상"을 의미하는 것으로서 일반적으로 해석되어야 한다.
여러 실시예들이 무선 단말기와 관련하여 본 명세서에서 설명된다. 무선 단말기는 사용자에게 음성 및/또는 데이터 접속을 제공하는 장치를 지칭한다. 무선 단말기는 랩톱 컴퓨터 또는 데스크톱 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 장치에 접속될 수 있거나, 또는 개인 휴대 단말기(PDA)와 같은 독립형 장치일 수 있다. 무선 단말기는 또한 시스템, 가입자 유닛, 가입자국, 이동국, 모바일, 원격국, 액세스 포인트, 원격 단말기, 액세스 단말기, 사용자 단말기, 사용자 에이전트, 사용자 장치, 고객 댁내 기기(customer premises equipment) 또는 사용자 기기로 지칭될 수 있다. 무선 단말기는 가입자국, 무선 장치, 셀룰러 전화기, PCS 전화기, 코드리스 전화기, 세션 개시 프로토콜(SIP) 전화기, 무선 로컬 루프(WLL) 스테이션, 개인 휴대 단말기(PDA), 무선 접속 성능을 가진 핸드헬드 장치, 또는 무선 모뎀에 접속되는 다른 처리 장치일 수 있다.
기지국(예를 들면, 액세스 포인트)은 하나 이상의 섹터들을 통해 무선 인터페이스 상에서 무선 단말기들과 통신하는 액세스 네트워크의 장치를 지칭한다. 기지국은 수신된 무선 인터페이스 프레임들을 IP 패킷들로 변환함으로써 무선 단말과 액세스 네트워크(IP 네트워크를 포함함)의 다른 단말들 사이에서 라우터로 동작할 수 있다. 기지국은 또한 무선 인터페이스에 대한 속성들에 대한 관리를 조정한다. 또한, 여러 실시예들이 기지국과 관련하여 본 명세서에서 설명된다. 기지국은 이동 장치(들)와 통신하기 위해 활용될 수 있으며, 액세스 포인트, 노드 B, eNodeB(evolved Node B), 또는 어떤 다른 용어로도 지칭될 수 있다.
이후로는, 무선 통신들에서 포착 파일럿들을 생성하고 처리하는 것을 용이하게 하는 시스템(들) 및 방법(들)이 설명된다. 타이밍 및 주파수 동기화 정보, 무선 시스템 포착 및 시스템 결정 정보를 전달하는 포착 파일럿들이 의사 랜덤 시퀀스들을 통해 변조된다. 시스템 포착 정보를 전달하는 포착 파일럿에 의해 운반된 정보 비트들의 수는 액세스 포인트로부터 전송되는 슈퍼프레임들의 시스템 시간과 연관된 카운터 인덱스 값을 전달하는 T 비트들로 인해 증가된다. T 비트들의 추가로 인해 발생하는 처리 오버헤드는 무선 통신에 제공되는 장점들에 의해서 상쇄된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 현저한 장점들은 (i) 비동기 동작 동안에 특정 섹터에서의 통신을 위한 수신기에서의 처리 이득, (ⅱ) 카운터 인덱스 값들을 통한 패킷 경계 결정, 및 (ⅲ) 통신 용으로 이용되는 여러 의사 랜덤 레지스터들의 초기화를 포함한다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1은 주요 발명에서 설명되는 여러 양상들에 따른 무선 다중-액세스 통신 시스템(100)을 나타낸다. 일 예에서, 무선 다중-액세스 통신 시스템(100)은 여러 기지국들(110) 및 여러 단말기들(120)을 포함한다. 게다가, 하나 이상의 기지국들(110)이 하나 이상의 단말기들(120)과 통신할 수 있다. 비제한적인 예로서, 기지국(110)은 액세스 포인트, 노드 B, 및/또는 다른 적절한 네트워크 엔터티일 수 있다. 각각의 기지국(110)은 특정 지리 영역(102a-102c)에 대한 통신 커버리지를 제공한다. 본 명세서에서 사용되고 일반적으로 해당 분야에서 사용되는 바와 같이, "셀"이란 용어는 그 용어가 사용되는 상황에 따라서 기지국(110) 및/또는 그 기지국(110)의 커버리지 영역(102a-102c)을 지칭할 수 있다.
시스템 용량을 향상시키기 위해서, 기지국(110)에 상응하는 커버리지 영역(102a, 102b, 또는 102c)은 여러 작은 영역들(예컨대, 영역들(104a, 104b, 및 104c))로 분할될 수 있다. 그 작은 영역들(104a, 104b, 및 104c) 각각은 각각의 BTS(base transceiver subsystem)(미도시)에 의해서 서빙될 수 있다. 본 명세서에서 사용되고 또한 일반적으로 해당 분야에서 사용되는 바와 같이, "섹터"란 용어는 그 용어가 사용되는 상황에 따라 BTS 및/또는 그 BTS의 커버리지 영역을 지칭할 수 있다. 일예에서, 셀(102a, 102b, 10c) 내의 섹터들(104a, 104b, 104c)은 기지국(120)에 있는 안테나들 그룹(미도시)에 의해 형성될 수 있고, 여기서 각각의 안테나들 그룹은 셀(102a, 102b, 또는 102c)의 일부에 있는 단말기들(120)과의 통신을 책임진다. 예컨대, 셀(102a)에 서빙하는 기지국(110)은 섹터(104a)에 상응하는 제 1 안테나 그룹, 섹터(104b)에 상응하는 제 2 안테나 그룹, 및 섹터(104c)에 상응하는 제 3 안테나 그룹을 가질 수 있다. 그러나, 본 명세서에 설명된 여러 양상들이 섹터화되거나 및/또는 비섹터화된 셀들을 갖는 시스템에서 사용될 수 있다는점을 알아야 한다. 게다가, 임의의 수의 섹터화되거나 및/또는 비섹터화된 셀들을 갖는 모든 적절한 무선 통신 네트워크들은 첨부된 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다는 점을 알아야 한다. 간략성을 위해서, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "기지국"이란 용어는 섹터에 서빙하는 스테이션뿐만 아니라 셀에 서빙하는 스테이션을 모두 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 해제된 링크 시나리오의 다운링크 섹터는 이웃 섹터라는 점을 알아야 한다. 비록 이후의 설명은 간략성을 위해서 일반적으로 각각의 단말기가 하나의 서빙 액세스 포인트와 통신하는 시스템에 관한 것이지만, 단말기들이 임의의 수의 서빙 액세스 포인트들과 통신할 수 있다는 점을 알아야 한다.
일 양상에 따르면, 단말기들(120)은 시스템(100)의 도처에 분산될 수 있다. 각각의 단말기(120)는 고정적이거나 혹은 이동적일 수 있다. 비제한적인 예로서, 단말기(120)는 액세스 단말기(AT), 이동국, 사용자 기기, 가입자국, 및/또는 다른 적절한 네트워크 엔터티일 수 있다. 단말기(120)는 무선 장치, 셀룰러 전화기, PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀, 핸드헬드 장치, 또는 다른 적절한 장치일 수 있다. 게다가, 단말기(120)는 임의의 정해진 순간에 임의의 수의 기지국들(110)과 통신할 수 있거나 혹은 어떠한 기지국들(110)과도 통신하지 않을 수 있다.
다른 예에서, 시스템(100)은 하나 이상의 기지국들(110)에 연결될 수 있는 시스템 제어기(130)를 이용함으로써 중앙집권형 구조를 활용할 수 있으며, 그 기지국들(110)에 대한 조정 및 제어를 제공할 수 있다. 대안적인 양상들에 따르면, 시스템 제어기(130)는 단일 네트워크 엔터티 또는 네트워크 엔터티들의 집합일 수 있다. 게다가, 시스템(100)은 기지국들(110)로 하여금 필요시에 서로 통신할 수 있도록 하기 위해 분산형 구조를 활용할 수 있다. 일예에서, 시스템 제어기(130)는 여러 네트워크들로의 하나 이상의 접속들을 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 네트워크들은 인터넷, 다른 패킷 기반 네트워크들, 및/또는 시스템(100)의 하나 이상의 기지국들(110)과의 통신에 있어 단말기들(120)로 및/또는 단말기들(120)로부터 정보를 제공할 수 있는 회선 스위칭 음성 네트워크들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 시스템 제어기(130)는 단말기들(120)로 및/또는 단말기들(120)로부터의 전송들을 스케줄링할 수 있는 스케줄러(미도시)를 포함하거나 그와 연결될 수 있다. 대안적으로, 스케줄러는 각각의 개별적인 셀(102), 각각의 섹터(104), 또는 이들의 조합 내에 존재할 수 있다.
일예에서, 시스템(100)은 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA(Single-Carrier FDMA), 및/또는 다른 적절한 다중-액세스 방식들과 같은 하나 이상의 다중-액세스 방식들을 활용할 수 있다. TDMA는 시분할 다중화(TDM)를 활용하는데, 여기서는 상이한 단말기들(120)에 대한 전송들이 상이한 시간 간격들로 전송함으로써 직교된다. FDMA는 주파수 분할 다중화(FDM)를 활용하는데, 여기서 상이한 단말기들(120)에 대한 전송들은 상이한 주파수 부반송파들에서 전송함으로써 직교된다. 일예에서, TDMA 및 FDMA 시스템들은 코드 분할 다중화(CDM)를 또한 사용할 수 있는데, 여기서 여러 단말기들에 대한 전송들은 비록 그 전송들이 동일한 시간 간격 또는 주파수 부반송파에서 전송되더라도 상이한 직교 코드들(예컨대, 월시 코드들)을 사용하여 직교화될 수 있다. OFDMA는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 활용하고, SC-FDMA는 단일-반송파 주파수 분할 다중화(SC-FDM)를 활용한다. OFDM 및 SC-FDM은 시스템 대역폭을 여러 직교 부반송파들(예컨대, 톤들, 빈들,...)로 분할할 수 있는데, 그 직교 부반송파들 각각은 데이터를 통해 변조될 수 있다. 통상적으로, 변조 심볼들은 OFDM을 통해 주파수 도메인에서 전송되고, SC-FDM을 통해 시간 도메인에서 전송된다. 추가적으로 및/또는 대안적으로, 시스템 대역폭은 하나 이상의 주파수 반송파들로 분할될 수 있는데, 그 주파수 반송파들 각각은 하나 이상의 부반송파들을 포함할 수 있다. 시스템(100)은 OFDMA 및 CDMA와 같은 다중-액세스 방식들의 조합을 활용할 수 있다. 비록 본 명세서에서 제공되는 전력 제어 기술들이 일반적으로 OFDMA 시스템에 대해 설명되지만, 본 명세서에 설명된 기술들은 어떤 무선 통신 시스템에도 마찬가지로 적용될 수 있다는 점을 알아야 한다.
다른 예에서, 시스템(100)의 기지국들(110) 및 단말기들(120)은 하나 이상의 데이터 채널들을 사용하여 데이터를 통신하고 하나 이상의 제어 채널들을 사용하여 시그널링을 통신할 수 있다. 시스템(100)에 의해 활용되는 데이터 채널들은 각각의 데이터 채널이 임의의 정해진 시간에는 단지 하나의 단말기에 의해서만 사용되도록 하기 위해서 활성 단말기들(120)에 할당될 수 있다. 대안적으로, 데이터 채널들은 데이터 채널에 중첩되거나 혹은 직교적으로 스케줄링될 수 있는 여러 단말기들(120)에 할당될 수 있다. 시스템 자원들을 보존하기 위해서, 시스템(100)에 의해 활용되는 제어 채널들은 예컨대 코드 분할 다중화를 사용하여 여러 단말기들(120) 간에 공유될 수도 있다. 일예에서는, 주파수 및 시간에서 단지 직교적으로 다중화되는 데이터 채널들(예컨대, CDM를 사용하여서는 다중화되지 않는 데이터 채널들)이 상응하는 제어 채널들보다는 채널 상황들 및 수신기 결함들로 인한 직교성 손실에 덜 영향을 받을 수 있다.
일 양상에 따르면, 시스템(100)은 예컨대 시스템 제어기(130) 및/또는 각각의 기지국(110)에서 구현되는 하나 이상의 스케줄러들을 통해 중앙집권형 스케줄링을 이용할 수 있다. 중앙집권형 스케줄링을 활용하는 시스템에서는, 스케줄러(들)가 적합한 스케줄링 결정들을 수행하기 위해서 단말기들(120)로부터의 피드백에 의존할 수 있다. 일예에서, 이러한 피드백은 스케줄러로 하여금 단말기(120)(그 단말기(120)로부터 오프셋이 수신됨)에 대한 지원가능한 역방향 링크 피크 속도를 추정하고 그에 따라 시스템 대역폭을 할당할 수 있도록 하기 위해서 OSI 정보에 추가된 그 오프셋을 포함할 수 있다.
도 2는 단말기 측에서 시스템 결정 및 개선된 기능을 제공하는 포착 파일럿들의 생성 및 처리를 용이하게 하는 시스템(200)을 블록도로 나타낸다. 액세스 포인트(210)는 포착 파일럿 생성기 소자(213)를 통해 포착 파일럿들을 생성한다. 이러한 파일럿들은 통신 시스템 슈퍼프레임의 프리엠블의 일부이며, 포착 처리 소자(244)를 통해 그 파일럿들을 처리하는 액세스 단말기(240)로 순방향 링크(230)를 통해서 전송된다. 파일럿들을 처리하는 것은 시스템 결정, 예컨대 (i) FDMA 시스템의 경우에 FFT 크기에 의해서 특징화되는 시스템 대역폭; (ⅱ) 퍼포레이팅된(perforated) 스펙트럼 할당의 경우의 퍼포레이션 프로파일;(ⅲ) 특정 TDD 분할 및 FDD 하프 듀플렉스의 추가적인 표시(후자는 순방향 링크 및 역방향 링크를 위한 주파수-도메인 보호 간격뿐만 아니라 시간 보호 간격들의 표시를 또한 전달함)와 함께 시분할 듀플렉스(TDD) 또는 주파수 분할 듀플렉스(FDD)의 표시; (ⅳ) 사이클릭 프리픽스 길이(UMB에서, 예컨대, 4개의 값들이 가능함); (ⅴ) 동기 또는 비동기 동작의 표시; (ⅵ) 주파수 재사용; (ⅶ) 섹터/셀 식별; (ⅷ) 액세스 포인트(예컨대, 210)에서의 안테나 구성과 같은 동작 파라미터들의 식별을 초래한다. 정보(i)-(ⅶ)가 포착 파일럿들을 통해 전달되는 방식은 슈퍼프레임 프리엠블 구조에 영향을 준다는 점을 알아야 한다.
포착 파일럿 생성기(213)의 일양상에 따르면, 시퀀스 생성 소자(216)는 시스템 탐색 정보(i)-(ⅷ)의 부분들 또는 전체를 포함할 수 있는 일련의 비트들을 생성한다. 시퀀스들은 의사랜덤 코드들, 또는 의사잡음 시퀀스들, 또는 골드 시퀀스(Gold sequence), 월시-하다마드(Walsh-Hadamard) 시퀀스, 지수 시퀀스(exponential sequence), 골롬 시퀀스(Golomb sequence), 라이스 시퀀스(Rice sequence), M-시퀀스, 또는 GCL(generalized Chirp-like) 시퀀스(예컨대, Zadoff-Chu 시퀀스)일 수 있다. 또한, 카운터 생성 소자(219)는 T-비트 카운터(T는 양의 정수임)를 삽입한다. 그 카운터는 포착 파일럿을 형성하는 시퀀스에 추가된다. 일양상에 있어서, 그 카운터는 파일럿 심볼을 스크램블링하기 위해서 이용되는 시드(seed)의 일부가 될 수 있다. 다른 양상에 있어서, T-비트 카운터는 V-비트 정수를 생성하기 위해서 양들(i)-(ⅶ) 중 하나 이상과 결합될 수 있다. 이러한 V-비트 정수는 2V개의 월시 코드들 중 하나, 2V개의 지수 코드들 중 하나 등을 선택하기 위해서 사용될 수 있다. 비록 카운터를 포착 파일럿에 추가하는 것이 통신 오버헤드를 증가시키지만, 이러한 오버헤드는 T-비트 카운터의 추가를 통해 달성되는 다양한 성능 및 기능 장점들에 의해서 상쇄된다는 점을 알아야 한다. 예시적인 장점들이 아래에서 논의되고 설명된다.
시퀀스 생성 소자(213)는 의사 난수 생성, 월시 하다마드 시퀀스들의 구성에 수반되는 행렬 조작, GCL 시퀀스들의 생성과 같은 시퀀스 생성의 일부뿐만 아니라 레지스터들을 초기화시키고 생성된 시퀀스 및 업데이팅된 카운터 값들을 메모리(225)에 저장하는 것을 수행하기 위해 프로세서(222)에 의지한다. 또한, 프로세서(222)는 시퀀스들 및 카운터 값들뿐만 아니라 제어 및 데이터를 통신하기 위해 필요한 데이터 조작을 수행한다. 일양상에 있어서는, FDMA 시스템에서, 프로세서(222)는 직접/역 푸리에 변환들(D/IFT), 하다마드 변환, 및 사이클릭 프리픽스들을 시퀀스, 제어, 및 데이터 스트림들에 추가뿐만 아니라 직렬-병렬/병렬-직렬 조작들을 수행한다. CDMA에서는, 심볼의 스크램블링이 프로세서(222)에 의해 실행된다. 프로세서(222)는 액세스 단말기(240)와 액세스 포인트(210)의 통신에 관련된 다른 조치들을 수행할 수 있고, 이러한 추가적인 조치들은 당업자들에게 쉽게 자명할 것이라는 점을 알아야 한다. 메모리(225)는 이러한 시퀀스들, 제어 및 데이터를 조작하고 순방향 링크(230)를 통해 전송하는데 필요한 동작들을 위해서뿐만 아니라 시퀀스들 및 카운터 값들을 생성하는데 이용되는 코드 명령들/모듈들을 저장한다. 일예일뿐 비제한적으로, 본 명세서에 설명된 양상들에 따르면, UMB에서의 포착 파일럿 TDM2는 9 비트들의 PilotPN(섹터 식별자) 또는 PilotPhase를 포함할 수 있고, 포착 파일럿 TDM3는 9 비트들의 시스템 결정 정보(예컨대, T 비트들의 시스템 시간 외에 상술된 아이템들(i)-(ⅷ))를 포함할 수 있으며, 9 비트들의 TDM2를 이용하여 추가적으로 스크램블링된다.
액세스 포인트(210)는 시퀀스들이 이를테면 여러 직교 코드들 중 하나를 통해서나 또는 초기 파일럿 시퀀스의 의사 랜덤 스크램블링에 의해서 생성된 방식에 따라 정보 비트들을 전송할 수 있는데, 예컨대 G 비트들이 2G개의 랜덤 스크램블링 시퀀스들 중 하나를 선택함으로써 전송될 수 있다. 또 다른 양상에 있어서, 비트들은 하이브리드 해결방법 내에서 전송될 수 있는데, 그 방법에서는 N 비트들이 월시 코드나 또는 실질적으로 어떤 다른 코드를 선택함으로써 전송될 수 있고, P 비트의 추가 비트들이 2P개의 의사 랜덤 시퀀스들 중 하나에 의해 그 선택된 코드를 스크램블링함으로써 전송될 수 있다.
액세스 단말기(240)와 관련해서, 포착 처리 소자(244)는 포착 파일럿들을 검출하고 디코딩(또는 복조)한다. 일양상에 있어서, 수개의 상이한(disparate) 직교 코드들(예컨대, 월시-하다마드, 지수 등) 중 하나의 선택을 통해서 액세스 포인트에 의해 전송되어진 비트들은 적합한 직교 혹은 비직교 시퀀스들(예컨대, 코드 가설들) 각각과 상관시킴으로써 디코딩된다. 이러한 처리는 월시-하다마드 시퀀스들에 대해서는 하다마드 변환을 이용하고 지수 시퀀스들에 대해서는 고속 푸리에 변환을 이용함으로써 효율적으로 일반적으로 달성될 수 있다. 다른 양상에 있어서, 디코딩은 여러 파일럿 시퀀스들을 디스크램블링하는 것을 수반한다: 초기 파일럿 시퀀스의 의사랜덤 스크램블링을 이용함으로써 전송된 비트들, 예컨대 29=512개의 랜덤 스크램블링 시퀀스들 중 하나를 채택함으로써 전송된 9 비트들이 이러한 512개의 스크램블링 시퀀스들 각각을 통한 디스크램블링을 통해서 디코딩될 수 있다. 대안적으로나 혹은 추가적으로, 스크램블링된 시퀀스를 디코딩하는 것은 파일럿 포착 시퀀스로 전송된 정보를 디스크램블링하기 위해서 미리 결정된 시드(예컨대, 통신 슈퍼프레임 인덱스와 연관된 카운터 인덱스와 같은 T 비트 양의 정수; 아래 참조)를 통해 생성된 스크램블링 시퀀스들을 활용함으로써 달성될 수 있다. UMB에서의 TDM2 및 TDM3의 상술된 예와 관련해서, TDM2의 디코딩은 월시 변환을 이용하여 실행되고, TDM3의 시스템 정보는 TDM3의 시스템 정보를 결정하기 위한 월시 변환 및 TDM2의 정보를 이용함으로써 디스크램블링될 수 있다.
포착의 일부로서, 소자, 즉, 상관기(248)는 타이밍 정보(예컨대, 슈퍼프레임, 프레임 및 심볼 경계 검출), 주파수 동기, 및 다른 시스템 정보를 추출하기 위해 상이한(disparate) 시퀀스들을 (시간적으로) 상관시킨다. 상관기(248)는 시간적 상관성뿐만 아니라 IFFT와 같은 다른 연산들을 수행하기 위해서 프로세서(232)에 의지한다. 상이한 시퀀스들이 아래에서 설명되는 바와 같이 여러 슈퍼프레임들을 통해서나 혹은 단일 슈퍼프레임 프리엠블 내에서 수신될 수 있다. 다운링크(160)를 통해 전송된 반복적인 시퀀스들이 상관기(128)에 의해서 검출되고, 타이밍 메트릭이 프로세서(124)에 의해서 계산된다. Moose 방법, Van De Beenk 방법, 및 Schmidl 방법과 같은 타이밍 및 주파수 동기 방법들은 프레임 및 서브프레임 경계들뿐만 아니라 주파수 오프셋을 추정하기 위해서 전송되는 비트 시리즈들의 반복적인 섹션들을 갖는 특정 코드 시퀀스들을 제안한다. 당업자라면 시간 상관성, 슈퍼프레임, 프레임, 및 심볼 경계 검출; CP 지속시간; 및 주파수 동기를 위해서 다른 방법들이 가능하다는 것을 알 것이다. 타이밍 및 주파수 동기 이후에는, 섹터 신원 및 시스템 정보(예컨대, 대역폭, TDD/FDD 동작, 주파수 재사용)를 전달하는 코드 시퀀스들이 액세스 단말기(240)에 의해 복조될 수 있고(아래 참조), 시스템 결정이 완료될 수 있다.
도 3은 TDD 및 FDD 순방향 링크 통신 슈퍼프레임들의 예시적인 시간-도메인 구조들 및 연관된 슈퍼프레임 프리엠블 구조의 개략도(300)이다. TDD 및 FDD 무선 통신 모두에 있어서, FL 통신은 슈퍼프레임들 또는 무선 프레임들의 단위로 분할된다. 도시된 바와 같이, 슈퍼프레임(예컨대, 310 또는 340)은 일련의 물리 계층(PHY) 프레임들이 후속하는 프리엠블을 포함한다. FDMA 시스템들(예컨대, LTE, UMB)에서는, 프리엠블(예컨대, 320) 및 프레임들(예컨대, 3301-330K 또는 3501-350K)이 통상적으로 무선 채널 임펄스 응답으로부터 발생하는 심볼간 간섭을 감소시키는 하나 이상의 사이클릭 프리픽스들(미도시) 및 다수의 OFDM 변조된 심볼들(미도시)을 전달한다. 다음으로, 슈퍼프레임 구조(310 및 340)가 간략히 설명되고, 프리엠블 구조(320)가 더욱 상세히 설명된다.
일 양상에 있어서, TDD 슈퍼프레임(310)은 프리엠블(320), 및 해당 뮤트(mute) 시간 간격들(335)을 갖는 K개의 프레임들(3301-330K)을 포함한다. 역방향 링크 전송이 이러한 FL 뮤트 간격들 동안에 이루어진다. TDD 슈퍼프레임(310)에서 FL 프레임-대-뮤트 간격(또는 RL 프레임들)의 비율은 1:1이지만, 이러한 비율은 M:N의 값을 취하고, 여기서 M 및 N은 순차적으로 전송되는 FL 및 RL 프레임들의 수를 결정한다는 점을 알아야 한다. TDD 슈퍼프레임(310)은 M 및 N 값들이 그 슈퍼프레임 내에서 혹은 슈퍼프레임들 사이에서 변할 수 있다는 점에서 적응적이라는 것이 주시된다. 이러한 적응은 FL 및 RL 트래픽을 최적화시키기 위해 액세스 단말기(또는 액세스 네트워크)에 의해 이용될 수 있다. 이러한 적응을 활용하라는 표시가 슈퍼프레임 프리엠블(320)에서 전송될 수 있다(아래 참조). 일부 통신 애플리케이션들에서는 트래픽이 RL 또는 FL에서 주로 발생할 수 있다는 점을 알아야 한다. 액세스 포인트(예컨대, 액세스 포인트(210))를 통해서 액세스 네트워크로부터 파일을 다운로딩하는 것은 FL-집약적인 트래픽의 예이고, 반면에 무선 비디오컨퍼런싱은 단말기 사용자들이 전달측에 있는지 혹은 데이터 목적지인 수신측에 있는지 여부에 따라 FL 또는 RL 집약적일 수 있다.
다른 양상에 있어서, FDD FL 슈퍼프레임은 프리엠블(320) 및 K'개의 프레임들(3501-350K')을 포함한다. 어떠한 뮤트 간격들도 존재하지 않고, 이러한 통신 범례에서와 같이, FL 및 RL 전송들이 서로 간섭하지 않는 방식으로 FL 및 RL에서의 전용 통신을 위해 이용가능한 시스템 대역폭이 분할된다. 보호 간격은 불필요한 간섭의 감소를 보장한다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 프리엠블(320)의 구조는 TDD 경우에서와 실질적으로 동일하다. 그럼에도, FDD 및 TDD 프리엠블들의 컨텐츠가 상이할 수 있다는 것이 쉽게 자명해질 것이다.
TDD 및 FDD 슈퍼프레임들 모두에 있어서, 프리엠블(320)은 Q개의 심볼들(3241-324Q) 및 P개의 파일럿들(3281-328P)을 포함한다. 각각의 심볼뿐만 아니라 각각의 파일럿이 프리엠블 대역폭에 따라 하나의 OFDM 심볼 또는 두개의 OFDM 심볼들에 상응할 수 있고; 이러한 심볼(들)의 특정 뉴머놀로지(numerology)가 통신이 이루어지는 무선 통신 시스템에 따라 좌우된다는 점이 주시된다. 일예로서, UMB에서, 심볼은 1.25 MHz이하의 대역폭에 대한 NW=27=128부터 10 MHz보다 크고 20 MHz 미만인 대역폭들에 대한 NW=211=2048 까지의 범위에 있는 다수(NW)의 동일하게 이격된(
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ν=1.96 MHz) 부반송파들에 미친다. 게다가, UMB에서 OFDM 심볼의 지속시간은 사이클릭 프리픽스 지속시간에 따라서 114㎲ 내지 133㎲의 범위에 있다. 이러한 값들은 예시를 위해 제공되고, 프리엠블 구조(320) 또는 그와 연관된 뉴머놀로지로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 함이 주시된다. 심볼들(3241-324Q)은 채널 추정(SNR, SINR 등과 같은 CQI의 결정)을 위해 이용될 수 있는 파일럿 및 제어 채널, 및 액세스 단말기(예컨대, 액세스 단말기(210))가 FL 프레임들(3301-330K 또는 3501-350K')에 포함된 정보를 복조하기 위해 활용할 수 있는 구성 정보를 포함하는 브로드캐스트 채널을 포함한다. 프리엠블(320)에 포함될 수 있는 추가적인 정보는 시스템 대역폭, 동기/비동기 동작, 주파수 재사용, 섹터 전송기에서의 안테나 구성에 대한 표시와 같이 액세스 단말기가 시스템 (부)반송파를 통해 통신할 수 있게 하는 타이밍 및 다른 정보를 포함한다. 게다가, 다른 섹터 간섭 및 전력 레벨 제어 또는 전력 스펙트럼 밀도 제어 또는 간섭 감소를 위한 오프셋들에 대한 표시가 프리엠블(320)을 통해 전달될 수 있다. 게다가, 페이징 정보가 슈퍼프레임 프리엠블을 통해 또한 전달될 수 있다. 위의 정보는 여러 프리엠블들(320)을 통해 전달될 수 있다는 점을 알아야 한다.
일양상에 있어서, 파일럿들(3281-3283)이 시스템 결정 및 포착을 위해 이용될 수 있다. 도 3을 참조하면, 3개의 파일럿들이 포착 파일럿들로서 도시되어 있는데, 파일럿 1(3281), 파일럿 2(3282), 및 파일럿 3(3283)이다. 비록 본 명세서에 설명된 양상들은 3개의 파일럿들을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 추가적인 파일럿들이 슈퍼프레임 프리엠블(320)을 통해 전달되어 시스템 탐색 및 타이밍을 위해 활용될 수 있다는 점을 알아야 한다. 다음으로, 도 3에 도시된 포착 파일럿들 각각이 그들의 기능을 강조하여 설명된다. 파일럿 1은 모든 섹터들에 걸쳐 동일하게 유지되는 고정된 시퀀스를 전달한다. 파일럿 1에 의해 전달되는 특정 시퀀스는 시스템 대역폭 및 사이클릭 프리픽스와 같은 다른 시스템 특징들에 따라 좌우된다. 주요 포착 파일럿은 타이밍 및 주파수 동기 정보를 전달한다. 일양상에 있어서, 시퀀스는 주파수-도메인 GCL 시퀀스에 상응한다. 또한, 가능한 시퀀스들의 수(Nseq)는 프리엠블(320)(예컨대, 프리엠블 대역폭) 및 CP 지속시간 가설의 수(m)를 전달하기 위해 이용될 수 있는 대역폭들의 가능한 수(n)의 곱에 의해서 표현될 수 있다. UMB에서, n=3은 대역폭들{1.25 MHz, 2.5 MHz, 및 5 MHz)에 상응하고, m=4는 4개의 가능한 CP 길이들{6.5㎲, 13.0㎲, 19.5㎲, 26㎲}에 상응한다.
파일럿 2(3282) ? 이 파일럿은 섹터 특정 식별 또는 섹터 식별자의 R2 비트들, 예컨대 UMB에서 PilotN 또는 PilotPhase을 시퀀스 2를 통해 전달한다. 일양상에 있어서, 이러한 시퀀스는 시간-도메인 월시-하다마드 시퀀스일 수 있다.
파일럿 3(3283) ? 이 파일럿은 시스템 결정을 위해 이용될 수 있는데, 그 시스템 결정은 동기/비동기 전개, 사이클릭 프리픽스 표시, 시스템 대역폭, 주파수 재사용, 섹터 내의 액세스 포인트에서의 안테나 정보 등에 대한 표시 이외에도 프리엠블 자체의 컨텐츠(예컨대, 이용가능한 대역폭의 중심 주파수들)를 복조하기 위해 단말기(예컨대, 240)에서 필요한 정보를 포착하는데 있다. 파일럿 3(3283)은 예컨대 T-비트 카운터와 같은 T 비트들의 시스템 시간 외에도 R3 비트들의 이러한 정보를 시퀀스 3을 통해 전달한다. 그 비트 카운터는 액세스 포인트가 슈퍼프레임을 전송할 때 증가된다. 시스템 시간은 슈퍼프레임을 통해 브로드캐스트 신호들을 전송할 때 액세스 네트워크에 의해서 측정되는 시간이라는 점을 알아야 한다. 일양상에 있어서, 그 카운터 값은 시스템 시간 또는 슈퍼프레임 인덱스의 T개의 최하위비트들(LSB들)로서 표현될 수 있다. T-비트들의 추가는 처리 오버헤드를 발생시킬 수 있지만, 그 T-비트들을 추가함으로 인한 이점들이 아래에서 설명되는 바와 같이 이러한 처리 비용을 상쇄시킨다.
일양상에 있어서, 시퀀스 3은 파일럿 2(3282)의 정보를 이용하여 추가적으로 스크램블링되는 월시-하다마드 시퀀스일 수 있다. 파일럿 2(3282)는 식별(예컨대, UMB에서 PilotPN 또는 PilotPhase) 정보를 전달하기 때문에, 스크램블링된 시퀀스 3은 (a) 섹터 식별자가 (스크램블링을 통해서)시퀀스 3에서 인코딩될 때의 섹터 획득, 및 (b) 슈퍼프레임들에 걸친 시퀀스 3의 실현들의 조합을 위해 적절할 수 있다. 아이템 (b)는 시퀀스들이 액세스 단말기에서(예컨대, 포착 처리 소자(244)에서) 시간에 걸쳐 누적될 수 있기 때문에 심지어 열악한 채널 상황에서도 섹터를 포착할 가능성을 제공한다.
요약하면, 파일럿 1(3281)은 초기 타이밍 및 주파수 동기를 위해 이용될 수 있고, 파일럿 2(3282)는 동기 또는 비동기 모드 중 어느 하나에서 섹터 식별을 위해 활용될 수 있고, 파일럿 3(3283)은 시스템 결정을 위해 이용될 수 있으며, 그것은 R3+T 비트들의 정보를 변조하는데 있어 시간에 따른 슈퍼프레임마다의 변화를 복원하기 위해 이용될 수 있는 T-비트 카운터의 삽입을 통해서 개선될 수 있다. T-비트 카운터에서 T의 크기는 단일 사용자 MIMO(multiple-input multiple output) 또는 다중-사용자 MIMO 전개, 채널 상황들(SINR, SNR), 포착되는 섹터에서의 부하 레벨 및 다른-섹터 간섭 레벨 등과 같은 통신 전개뿐만 아니라 통신 기술(예컨대, LTE, UMB)을 포함하는 상호교환 분석법(tradeoff analysis)을 통해 결정될 수 있다는 것을 알아야 한다. 일예일뿐 비제한적으로, UMB 통신 시스템에서, T=4는 R2=9 비트들, R3=5(종래의 포착을 위한 통상적인 값), 및 R3+T=9 비트들을 변조하기 위한 적당한 추가 처리 오버헤드를 유지하면서 동시에 동작의 이점들을 제공한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 그 도면들은 본 명세서에 설명된 바와 같이 포착 파일럿 내에 T-비트 카운터 인덱스를 삽입하는 유리한 양상들을 나타낸다. 도 4는 섹터 포착 및 시스템 결정을 수행하는 액세스 단말기(410)에서 획득될 수 있는 처리 이득을 나타낸 개략도(400)이다. 단말기(410)는 3개의 포착 파일럿들을 포함하는 무선 통신 시스템에서 섹터 탐색 및 시스템 결정을 수행하는데, 여기서 적어도 하나의 파일럿은 T-비트의 개선된 포착 파일럿이다. 위에서 설명된 바와 같이, 무선 시스템 슈퍼프레임들 각각에서는, 파일럿 3(3823)이 R3 비트들의 정보, 및 월시 시퀀스 3을 통해 변조되어진 전송된 슈퍼프레임들을 카운팅하는 T-비트 카운터 인덱스를 전달하고; 시퀀스 3은 섹터 식별, 또는 섹터 식별자, 파일럿 2(3282)와 연관된 정보를 통해 추가적으로 스크램블링된다. 액세스 포인트(미도시)는 전달되는 시퀀스의 SINR(가로좌표 405로 도시되었음)에 대한 변화들이 섹터마다 변하도록 무선 인터페이스를 통해서 상응하는 시퀀스들(시퀀스 3)을 슈퍼프레임들(430L-430L+N)로 전송한다. (파일럿 3)L-(파일럿)L+N으로 도시된 시퀀스들이 단말기(410)에 의해 수신/복조된다. 시퀀스들이 카운터 필드의 변화들로 인해 시간에 걸쳐 변하기 때문에, 단말기(410) 내의 상관기(예컨대, 상관기 소자(248))가 섹터 획득 및 시스템 결정을 위해 필요한 메트릭들을 N번 누적할 수 있다. 이러한 누적은 단말기(410)에서의 네트(net) 처리 이득을 발생시킴으로써 파일럿 시퀀스의 검출에 있어서 향상이 계속된다.
도 5는 포착 파일럿(예컨대, 파일럿 3(3283))에 존재하는 T-비트 카운터 필드 인덱스와 연관된 경계 검출 장점을 나타내는 도면(500)이다. 그 장점은 M개의 슈퍼프레임들(또는 패킷들)을 통해 전송되는 순방향 주 브로드캐스트 제어 채널(예컨대 F-PBCCH)을 통해서 예증되지만, 실질적으로 동일한 장점이 실질적으로 임의의 제어 채널을 통해서 획득된다. 액세스 단말기(510)는 M개의 슈퍼프레임들(예컨대, 530L, 530L+1, 또는 530L+2)을 통해서 F-PBCCH를 어쩌면 상관시킬 수 있다(예컨대, 상관기 소자(248)를 통해). F-PBCCH를 전달하는 이러한 M개의 슈퍼프레임들의 높은 SINR 전송은 시퀀스 상관성을 통해 검출 및 디코딩을 유도할 수 있음으로써, M개보다 적은 슈퍼프레임들에서 패킷/프레임/심볼이 시작/종료하는 시간들의 시간 경계(예컨대, 슈퍼프레임의 TSF 길이를 통해 τB+2M×TSF(555)) 포착 또는 결정이 이루어진다. 도 5에서는 M개의 슈퍼프레임들을 통한 전송의 SINR이 명확성을 위해 시간-독립적으로 고려되었지만, 당업자라면 M개의 슈퍼프레임들의 SINR이 시간 종속적이라는 것을 알 것이라는 점이 주시된다.
제어 정보가 M-슈퍼프레임 간격에서 전송되기 때문에, T 비트들의 시스템 시간을 갖는 카운터 인덱스나 혹은 M=2T를 충족시키는 슈퍼프레임 인덱스를 설정하는 것으로 충분할 수 있다. 후자의 관계는 카운터 필드의 기간 또는 레지스터가 주요 제어 채널의 상관성을 제공할 수 있는 최소 다이버시티로 간주될 수 있는 프레임들의 수와 동일하다는 것을 나타낸다. 이러한 경우에, 액세스 포인트(미도시)는 T-비트 카운터 필드에 대한 널 값(모듈로 M에서)이 결정될 때 상이한 F-PBCCH의 전송들 간에 경계들, 예컨대 τB(540), τB+M×TSF(545), τB+2M×TSF(555), τB+3M×TSF(565)를 설정할 수 있다. 실질적으로 임의의 미리 결정된 값(mod M)이 전송들/패킷들 간의 경계들을 설정하기 위해 이용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 이러한 경우에는, 새로운 F-PBCCH 패킷이 시작된다. 검출에 대해서, 단말기(510)는, T-비트 카운터가 제로 mod M 또는 실질적으로 T-비트 카운터 인덱스의 임의의 미리 결정된 값에 도달할 때, F-PBCCH와 같은 수신된 제어 채널 패킷에 대한 시간 경계들을 결정할 수 있다. UMB에서의 F-PBCCH에 있어서, T=4 비트들의 시스템 시간이 제어 채널을 상관시키기에 충분할 수 있다.
도 6은 무선 통신 시스템에서 이용될 수 있는 여러 시프트 레지스터들을 초기화하기 위해 T-비트 카운터 필드 레지스터의 활용을 디스플레이하는 개략도(600)를 나타낸다. 파일럿 2(3282)(도 2)의 섹터 식별자가 변조 시퀀스 2에 대한 시드를 설정하기 위해 이용될 수 있는 방식과 유사한 방식으로, 다른 레지스터들이 카운터 필드의 T-비트들을 통해 초기화될 수 있다. 일양상에 있어서, 의사 잡음 레지스터(610)가 시드 'aTaT -1...a2a1ao'(615)를 통해 초기화될 수 있다. T의 크기가 레지스터(610)의 기간 또는 메모리 길이를 결정할 수 있다. 스크램블링 코드들 레지스터들이 또한 초기화될 수 있는데, 이를테면 데이터 스크램블링 코드(620) 및 섹터 ID 스크램블링 코드(630)가 시드들 'bTbT -1...b2b1b0'(625) 및 'cTcT -1...c2c1c0'(635)를 각각 소유한다. T의 작은 값들에 대해서 초기화 시드들은 섹터 식별자 시드와 같은 더 큰 시드와 결합되거나 연결될 수 있다는 점을 알아야 한다. 이러한 경우에, 특정 섹터에 대해서 카운터 시드는 시간 상에서의 카운터 필드의 종속성을 통해 상이한 데이터 및 섹터 식별자 스크램블링 코드들을 생성할 수 있다. 부반송파 호핑 레지스터(640)의 경우에, 의사 랜덤 시리즈들의 기간들은 스크램블링 코드들(예컨대, 620 및 630)의 기간들보다 훨씬 더 작을 수 있다. 부반송파 호핑에 있어서, 작은 수의 비트들을 갖는 시드 'dTdT -1...d2d1d0'(645)가 주파수 다이버시티를 획득하는데 있어서 만족스러울 수 있다. 일양상에 있어서는, 4-비트 시드가 기간 16을 갖는 의사 랜덤 시퀀스를 발생시키고, 이 경우에, 호핑 패턴들은 16개의 슈퍼프레임들마다 반복한다. 일양상에 있어서는, UMB에서, 슈퍼프레임은 25개의 프레임들을 포함하고, 따라서 16개의 슈퍼프레임들은 카운터 인덱스의 T 비트들을 슈퍼프레임 내의 프레임들을 라벨링하는 프레임 인덱스들과 연결시킬 때 25×16=400가지의 호핑 실현들을 유도할 수 있다. 게다가, 이러한 연결된 인덱스는 추가적인 호핑/스크램블링 실현들을 달성하기 위해서 OFDM 심볼 인덱스들을 통합하도록 더욱 확장될 수 있다. 이러한 반복 패턴은 심지어 여러 사용자들이 존재하는 경우에도 전체적인 FL 파형을 복조하는 것을 용이하게 할 수 있다. 호핑 패턴들의 경우에, 월시-하다마드와 같은 직교 시퀀스들의 활용은 여러 단말기들이 단일 섹터에서 서빙될 때 간섭 효과들을 감소시킬 수 있다. 프레임마다 그리고 어쩌면 OFDM 심볼마다 변하는 호핑 및 스크램블링은 호핑 및/또는 스크램블링 레지스터들을 초기화하기 위해서 슈퍼프레임 내의 프레임 인덱스나 또는 프레임 내의 OFDM 심볼 인덱스를 활용할 수 있다는 점이 주시된다.
도시되고 위에서 설명된 예를 통해서, 설명된 요지에 따라 구현될 수 있는 방법들이 도 7 및 도 8의 흐름도들을 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 비록 설명의 간략성을 위해서, 그 방법들은 일련의 블록들로 도시되고 설명되지만, 청구된 요지가 블록들의 수나 혹은 순서에 의해 제한되지 않는데, 그 이유는 일부 블록들이 본 명세서에 도시되고 설명된 것과 다른 순서들로 발생하거나 및/또는 다른 블록들과 동시에 발생할 수 있기 때문이라는 점을 이해하고 알 것이다. 게다가, 모든 도시된 블록들이 이후로 설명되는 방법들을 구현하기 위해 필요하지는 않을 수 있다. 그 블록들과 연관된 기능은 소프트웨어, 하드웨어, 이들의 결합 또는 어떤 다른 적절한 수단(예컨대, 장치, 시스템, 처리, 소자,...)에 의해 구현될 수 있다는 점을 알아야 한다. 게다가, 이후로 본 명세서를 통해 설명되는 방법들은 이러한 방법들을 여러 장치들에 전송 및 전달하는 것을 용이하게 하기 위해서 제조 물품 상에 저장될 수 있다는 점을 또한 알아야 한다. 당업자들은 방법이 상태도에서와 같은 일련의 상호관련된 상태들 또는 이벤트들로서 대안적으로 표현될 수 있다는 점을 이해하고 알 것이다.
도 7은 포착 파일럿들을 생성하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 제공한다. 단계(710)에서, 포착 파일럿이 통신 슈퍼프레임 프리엠블의 일부로서 생성된다. 일양상에 있어서, 그 포착 파일럿은 무선 통신 시스템에서 모든 섹터들에 공통적이고, 파일럿은 Zadoff-Chu 시퀀스와 같은 일반화된 Chirp-like 타입의 주파수-도메인 시퀀스일 수 있다. 그 시퀀스는 타이밍 및 주파수 동기를 위한 정보를 전달한다. 단계(720)에서, N 비트들의 섹터 식별자를 이용하는 포착 파일럿이 생성된다. 일양상에 있어서, 파일럿 시퀀스는 시간-도메인 직교 월시-하다마드 시퀀스이다. 다른 양상에 있어서는, UMB에서, N=9는 최대 512개의 섹터 식별 코드들을 전달할 수 있다. 단계(730)에서, 포착 파일럿이 대역폭, 사이클릭 프리픽스, 액세스 포인트에서의 안테나 구성 등과 같은 시스템 정보를 포함해서 Q 비트들의 시스템 결정 정보를 이용하여 생성된다. 파일럿에서 이용되는 Q 비트들 중 T 비트들은 카운터 인덱스를 나타낸다. T-비트 카운터 인덱스는 일단 슈퍼프레임이 생성되면 업데이팅될 수 있다. 일양상에 있어서, 파일럿 시퀀스는 시간-도메인 직교 월시-하다마드 시퀀스일 수 있다. 그러나, 골드, 최소-길이, 및 지수 시퀀스들과 같은 다른 시퀀스들이 변조를 위해 또한 적절할 수 있다는 것을 알아야 한다. 다른 양상에 있어서, Q 비트들의 시스템 정보는 상이한 포착 파일럿의 정보 비트들(예컨대, 단계(720)에서 생성된 파일럿의 N 비트들)을 통해 스크램블링될 수 있다. 단계(740)에서, 획득 시퀀스들은 무선 인터페이스를 통해 전달된다. 비트들이 여러 코드들(예컨대, 월시-하다마드, 골드, 지수 등) 중 하나를 이용함으로써 전송될 수 있거나, 비트들이 현존하는 파일럿의 의사 랜덤 스크램블링에 의해 전송될 수 있다.
도 8은 시스템 결정을 위한 포착 파일럿들을 처리하는 예시적인 방법(800)의 흐름도를 제공한다. 단계(810)에서, 제 1, 제 2, 및 제 3 포착 파일럿 시퀀스가 수신된다. 일양상에 있어서, 그 시퀀스들은 액세스 포인트(예컨대, 210)의 포착 파일럿 생성기(예컨대, 소자(213))에 의해 생성될 수 있다. 다른 양상에 있어서, 그 시퀀스들은 참조번호 240과 같은 액세스 단말기의 포착 처리 소자(예컨대, 소자(244))에서 수신될 수 있다. 단계(820)에서, 그 포착 파일럿 시퀀스들은 처리된다. 제 1 시퀀스가 파일럿을 생성하기 위해 이용된 코드 시퀀스들의 세트 각각과의 (예컨대, 상관기 소자(248)를 통한)상관성을 통해서 디코딩되는 방식으로 운영자에 의해서 처리 프로토콜이 미리 설정될 수 있고, 타이밍 정보 및 주파수 동기가 추출된다. 해당분야에서 통상적인 것처럼, 타이밍 및 동기 포착은 시스템 대역폭의 좁은(예컨대, 1.25 MHz) 중심 대역에서 이루어진다. 일양상에 있어서, 좁은 포착 대역은 포착 시퀀스의 처리 동안에 고려될 부반송파들의 수(OFDM에서)를 결정하는데, 그 수는 통상적으로 계산될 푸리에 변환 항들의 수와 일치한다. DFT 및 IFT가 수신 액세스 단말기에서 프로세서(예컨대, 프로세서(242))를 통해 구현될 수 있다. 일단 제 1 시퀀스가 처리되면, 제 2 포착 파일럿이 디코딩된다. 일양상에 있어서, 섹터 식별자의 N 비트들인 제 2 파일럿의 경우에, 신호가 N 비트들에 의해 제공되는 섹터 가설과 연관된 2N개의 시퀀스들 각각을 파일럿 시퀀스와 상관시킴으로써 디코딩될 수 있다. 다른 양상에 있어서, 제 2 포착 파일럿이 월시-하다마드 시퀀스에 상응할 때는, 하다마드 변환이 파일럿을 디코딩하기 이전에 적용되고, 시퀀스가 지수 코드 시퀀스의 하나일 때는, 푸리에 변환이 디코딩하기 이전에 적용된다. 일단 시퀀스가 디코딩된다(예컨대, 포착 처리 소자(244) 및 프로세서(248)를 통해). 포착 시퀀스들 처리의 후속 부분에서는, 제 2 시퀀스로부터 추출되는 정보가 제 3 파일럿 포착 시퀀스를 디코딩하기 위해 이용된다. 일양상에 있어서, 제 3 파일럿 시퀀스는 제 2 파일럿 시퀀스의 N 비트들의 정보를 통해 스크램블링될 수 있고, 이러한 경우에 있어, 제 2 시퀀스를 처리할 때 디코딩되는 정보는 제 3 파일럿 시퀀스를 디스크램블링하기 위해 이용되며, 그 결과 제 3 시퀀스는 상기 시퀀스를 생성하기 위해 이용되는 코드들에 따라 상관성을 통해 디코딩된다. 단계(830)에서는, 시스템 정보가 디코딩된 파일럿 시퀀스들로부터 추출된다.
도 9는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 양상들에 따른 무선 통신 환경에서 셀/섹터 통신을 제공할 수 있는 다중-입력다중-출력(MIMO) 시스템 내의 전송기 시스템(910)(예컨대, 액세스 포인트(210)) 및 수신기 시스템(950)(예컨대, 액세스 단말기(240))에 대한 실시예를 블록도(900)로 나타낸다. 전송기 시스템(910)에서는, 다수의 데이터 스트림들에 대한 트래픽 데이터가 데이터 소스(912)로부터 전송(TX) 데이터 프로세서(914)로 제공될 수 있다. 실시예에서, 각각의 데이터 스트림은 각각의 전송 안테나를 통해 전송된다. TX 데이터 프로세서(914)는 코딩된 데이터를 제공하기 위해서 각각의 데이터 스트림을 위해 선택된 특정 코딩 방식에 기초하여 그 각각의 데이터 스트림에 대한 트래픽 데이터를 포맷팅, 코딩, 및 인터리빙한다. 각각의 데이터 스트림에 대한 코딩된 데이터는 OFDM 기술들을 사용하여 파일럿 데이터와 멀티플렉싱된다. 그 파일럿 데이터는 통상적으로 공지된 방식으로 처리되는 공지된 데이터 패턴이며, 채널 응답을 추정하기 위해 수신기 시스템에서 사용될 수 있다. 멀티플렉싱된 파일럿 및 각각의 데이터 스트림에 대한 코딩된 데이터는 이어서 변조 심볼들을 제공하기 위해서 그 데이터 스트림을 위해 선택되는 특정 변조 방식(예컨대, BPSK(binary phase-shift keying), QPSK(quadrature phase-shift keying), M-PSK(multiple phase-shift keying), 또는 M-QAM(m-order quadrature amplitude modulation)에 기초하여 변조된다(예컨대, 심볼 매핑). 각각의 데이터 스트림에 대한 데이터 속도, 코딩, 및 변조가 프로세서(930)에 의해서 실행되는 명령들에 의해서 결정될 수 있고, 그 명령들뿐만 아니라 데이터가 메모리(932)에 저장될 수 있다.
이어서, 모든 데이터 스트림들에 대한 변조 심볼들이 TX MIMO 프로세서(920)에 제공되고, 그 TX MIMO 프로세서(920)는 그 변조 심볼들을 추가적으로 처리할 수 있다(예컨대, OFDM). 이어서, TX MIMO 프로세서(920)는 NT개의 트랜시버(TMTR/RCVR)(922A 내지 922T)에 NT개의 변조 심볼 스트림들을 제공한다. 일부 실시예들에 있어서, TX MIMO 프로세서(920)는 빔형성 가중치들(또는 사전코딩)을 데이터 스트림들의 심볼들 및 그 심볼이 전송되고 있는 안테나에 적용한다. 각각의 트랜시버(922)는 하나 이상의 아날로그 신호들을 제공하기 위해 각각의 심볼 스트림을 수신하여 처리하고, MIMO 채널을 통한 전송에 적절한 변조된 신호를 제공하기 위해서 아날로그 신호들을 추가적으로 컨디셔닝한다(예컨대, 증폭, 필터링, 및 상향변환). 이어서, 트랜시버들(922A 내지 922T)로부터의 NT개의 변조된 신호들이 NT개의 안테나들(9241 내지 924T)로부터 각각 전송된다. 수신기 시스템(950)에서는, 전송되는 변조된 신호들이 NR개의 안테나들(9521 내지 952R)에 의해 수신되고, 각각의 안테나(952)로부터의 수신된 신호가 각각의 트랜시버(RCVR/TMTR)(954A 내지 954R)에 제공된다. 각각의 트랜시버(9541 내지 954R)는 각각의 수신된 신호를 컨디셔닝하고(예컨대, 필터링, 증폭, 및 하향변환), 샘플들을 제공하기 위해서 그 컨디셔닝된 신호를 디지털화하며, 또한 상응하는 "수신된" 심볼 스트림을 제공하기 위해서 그 샘플들을 처리한다.
이어서, RX 데이터 프로세서(960)는 NT개의 "검출된" 심볼 스트림들을 제공하기 위해서 특정의 수신기 처리 기술에 기초하여 NR개의 트랜시버들(9541-954R)로부터 NR개의 수신된 심볼 스트림들을 수신하여 처리한다. 이어서, RX 데이터 프로세서(960)는 각각의 검출된 심볼 스트림을 복조, 디인터리빙, 및 디코딩하여 그 데이터 스트림에 대한 트래픽 데이터를 복원한다. RX 데이터 프로세서(960)의 처리과정은 전송기 시스템(910)에서 TX MIMO 프로세서(920) 및 TX 데이터 프로세서(914)에 의해 수행되는 처리과정과 상보적이다. 프로세서(970)는 어떤 사전코딩 행렬을 사용할지를 주기적으로 결정하고, 그 행렬은 메모리(972)에 저장될 수 있다. 프로세서(970)는 행렬 인덱스 부분 및 랭크 값 부분을 포함하는 역방향 링크 메시지를 포뮬레이팅한다. 메모리(972)는 프로세서(970)에 의해 실행될 때 역방향 링크 메시지가 포뮬레이팅되게 하는 명령들을 저장할 수 있다. 그 역방향 링크 메시지는 통신 링크나 수신된 데이터 스트림, 또는 이 둘의 조합에 관한 여러 타입들의 정보를 포함할 수 있다. 일예로서, 이러한 정보는 조정된 통신 자원, 스케줄링된 자원을 조정하기 위한 오프셋, 및 데이터 패킷 포맷을 디코딩하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 이어서, 그 역방향 링크 메시지는 데이터 소스(936)로부터 다수의 데이터 스트림들에 대한 트래픽 데이터를 또한 수신하는 TX 데이터 프로세서(938)에 의해서 처리되고, 변조기(980)에 의해서 변조되고, 트랜시버(954A 내지 954R)에 의해서 컨디셔닝되며, 전송기 시스템(910)에 다시 전송된다.
전송기 시스템(910)에서는, 수신기 시스템(950)으로부터의 변조된 신호들이 안테나들(9241 내지 924T)에 의해서 수신되고, 트랜시버들(922A 내지 922T)에 의해서 컨디셔닝되고, 복조기(940)에 의해서 복조되며, 수신기 시스템(950)에 의해 전송되는 역방향 링크 메시지를 추출하기 위해 RX 데이터 프로세서(942)에 의해서 처리된다. 이어서, 프로세서(930)는 빔형성 가중치들을 결정하기 위해 어떤 사전코딩 행렬을 사용할지를 결정하고, 추출된 메시지를 처리한다.
단일-사용자 MIMO 동작 모드는 단일 수신기 시스템(950)이 도 9에 도시된 바와 같이 그리고 위에서 설명된 동작에 따라 전송기 시스템(910)과 통신하는 경우에 상응한다. 이러한 시스템에서는, NT개의 전송기들(9241 내지 924T)(TX 안테나들로도 공지되었음) 및 NR개의 수신기들(9521 내지 952R)(RX 안테나들로도 공지되었음)이 무선 통신을 위한 행렬 채널(예컨대, Rayleigh 채널, 또는 Gaussian 채널)을 형성한다. SU-MIMO 채널은 랜덤한 복소수들로 이루어진 NR×NT 행렬에 의해서 설명된다. 채널의 랭크는 NR×NT 채널의 대수학적인 랭크와 동일하다. 공간-시간 또는 공간-주파수 코딩에 있어서, 그 랭크는 채널을 통해 전송되는 계층들 또는 데이터 스트림들의 수와 동일하다. 그 랭크는 기껏해야 min{NT,NR}과 동일하다는 것을 알아야 한다. NT개의 전송 안테나들 및 NR개의 수신 안테나들에 의해서 형성되는 MIMO 채널은 NV개의 독립적인 채널들로 분해될 수 있는데, 그 독립적인 채널들은 공간 채널들로 지칭되기도 하며, 여기서 NV≤min{NT,NR}이다. NV개의 독립적인 채널들 각각은 디멘션에 상응한다.
일양상에 있어서, 톤(tone)(ω)에서 OFDM을 통해 전송/수신되는 심볼들은 아래의 수학식에 의해 모델링될 수 있다:
Figure pat00002
수학식 (1)
여기서,
Figure pat00003
는 수신되는 데이터 스트림이고 NR×1 벡터이고,
Figure pat00004
은 톤(ω)에서의 채널 응답 NR×NT 행렬이고(예컨대, 시간-종속 채널 응답 행렬
Figure pat00005
의 푸리에 변환),
Figure pat00006
은 NT×1 출력 심볼 벡터이며,
Figure pat00007
은 NR×1 잡음 벡터(예컨대, 가산성 백색 가우시안 잡음)이다. 사전코딩은 NV×1 계층 벡터를 NT×1 사전코딩 출력 벡터로 변환할 수 있다. NV는 전송기(910)에 의해서 전송되는 데이터 스트림들(계층들)의 실제 수이고, NV는 단말기에 의해 보고되는 랭크 및 채널 상황들에 적어도 부분적으로 기초해서 전송기(예컨대, 액세스 포인트(250))의 재량으로 스케줄링될 수 있다.
Figure pat00008
은 적어도 하나의 멀티플렉싱 방식, 및 전송기에 의해서 적용되는 적어도 하나의 사전코딩(또는 빔형성) 방식의 결과이다. 또한,
Figure pat00009
은 전력 이득 행렬과 컨벌루팅되고(convoluted), 그 전력 이득 행렬은 각각의 데이터 스트림 NV를 전송하기 위해서 할당되는 전력 전송기(910)의 양을 결정한다. 이러한 전력 이득 행렬은 액세스 단말기(240)에 할당되는 자원일 수 있고, 또한 그것은 본 명세서에서 설명되는 오프셋들의 조정을 통해 관리될 수 있다는 점을 알아야 한다. 무선 채널의 FL/RL 상반성(reciprocity)과 관련해서, MIMO 수신기(950)로부터의 전송이 동일한 엘리먼트들을 실질적으로 포함하면서 수학식(1)의 형태로 모델링될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 게다가, 수신기(950)는 역방향 링크로 데이터를 전송하기 이전에 사전코딩 방식들을 적용할 수도 있다.
시스템(900)(도 9)에서는, NT=NR=1일 때, 그 시스템은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 양상들에 따른 무선 통신 환경에서 섹터 통신을 제공할 수 있는 단일-입력단일-출력(SISO) 시스템으로 축소한다.
도 10은 본 명세서에 설명된 여러 양상들에 따른 무선 통신 환경에서 포착 파일럿들을 수신 및 처리하는 예시적인 시스템(1000)의 블록도이다. 일예에서, 시스템(1000)은 액세스 단말기(1002)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 액세스 단말기(1002)는 하나 이상의 액세스 포인트들(1004)로부터 신호(들)를 수신하고, 안테나(1008)를 통해서 하나 이상의 액세스 포인트들(1004)로 전송할 수 있다. 게다가, 액세스 단말기(1002)는 수신기(1010), 또는 안테나(1008)로부터 정보를 수신하는 실질적으로 임의의 다른 전자 기기를 포함할 수 있다. 일예에서, 수신기(1010)는 수신되는 정보를 복조하는 복조기(Demod)(1012)와 동작가능하게 연결될 수 있다. 이어서, 복조된 심볼들은 프로세서(1014)에 의해 분석될 수 있다. 프로세서(1014)는 메모리(1016)에 연결될 수 있고, 그 메모리(1016)는 액세스 단말기(1002)에 관련된 데이터 및/또는 프로그램 코드들을 저장할 수 있다. 게다가, 액세스 단말기(1002)는 방법들(700, 800) 및/또는 다른 적절한 방법들을 수행하기 위해서 프로세서(1014) 또는 실질적으로 임의의 다른 전자 기기를 이용할 수 있다. 액세스 단말기(1002)는 또한 전송기(1020)에 의해서 안테나(1008)를 통해 하나 이상의 액세스 포인트들(1004)로 전송하기 위한 신호를 멀티플렉싱할 수 있는 변조기(1018)를 포함할 수 있다.
도 11은 본 명세서에 설명된 여러 양상들에 따른 무선 통신 시스템에서 역방향 링크 통신 자원들을 조정하고 포착 파일럿들을 생성 및 전달하는 예시적인 시스템(1100)의 블록도이다. 일예에서, 시스템(1100)은 기지국 또는 액세스 포인트(1102)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 액세스 포인트(1102)는 수신(Rx) 안테나(1106)를 통해 하나 이상의 액세스 단말기들(1104)로부터 신호(들)를 수신하고, 전송(Tx) 안테나(1108)를 통해 하나 이상의 액세스 단말기들(1104)로 전송할 수 있다.
게다가, 액세스 포인트(1102)는 수신 안테나(1106)로부터 정보를 수신하는 수신기(1110)를 포함할 수 있다. 일예에서, 수신기(1110)는 수신된 정보를 복조하는 복조기(Demod)(1112) 또는 실질적으로 임의의 다른 전자 기기와 동작가능하게 연결될 수 있다. 이어서, 복조된 심볼들은 프로세서(1114)에 의해 분석될 수 있다. 프로세서(1114)는 메모리(1116)에 연결될 수 있고, 그 메모리(1116)는 코드 클러스터들에 관련된 정보, 액세스 단말기 할당들, 그와 관련된 룩업 테이블들, 고유 스크램블링 시퀀스들, 및/또는 다른 적절한 타입의 정보를 저장할 수 있다. 액세스 포인트(1102)는 또한 전송기(1120)에 의해서 전송 안테나(1108)를 통해 하나 이상의 액세스 단말기들(1104)로 전송하기 위한 신호를 멀티플렉싱할 수 있는 변조기(1118)를 포함할 수 있다.
다음으로, 설명된 요지의 양상들을 가능하게 하는 시스템들이 도 12 및 도 13과 관련하여 설명된다. 이러한 시스템들은 기능 블록들을 포함할 수 있는데, 그 기능 블록들은 프로세서나 전자 기계, 소프트웨어, 또는 이들의 결합(예컨대, 펌웨어)에 의해 구현되는 기능들을 나타내는 기능 블록들일 수 있다.
도 12는 주요 발명의 양상들에 따른 무선 통신에서 포착 파일럿 생성에 관련된 변조 시퀀스들의 생성을 가능하게 하는 예시적인 시스템의 블록도를 나타낸다. 시스템(1200)은 적어도 부분적으로는 무선 기지국(예컨대, 액세스 포인트(210)) 내에 존재할 수 있다. 시스템(1200)은 함께 동작할 수 있는 전자 소자들의 논리적인 그룹(1210)을 포함한다. 일양상에 있어서, 논리적인 그룹(1210)은 시스템 결정 정보의 N 비트들 및 무선 통신 시스템 슈퍼프레임 인덱스의 T 비트들을 전달하는 제 1 포착 파일럿 시퀀스를 생성하기 위한 전자 소자(1215); 제 2 포착 파일럿 시퀀스를 제 1 포착 파일럿 시퀀스로 전달되는 정보를 통해 스크램블링하기 위한 전자 소자(1225); 및 제 1 및 제 2 포착 파일럿 시퀀스들을 전달하기 위한 전자 소자(1235)를 포함한다. 또한, 시스템(1200)은 무선 통신 시스템 시간이 비동기 모드에서 동작할 때 상이한 의사 랜덤 시퀀스들을 전달하기 위한 전자 소자(1255), 및 심볼들 및 코드들의 랜덤한 생성을 위한 다수의 레지스터들을 초기화하기 위해서 T 비트들의 시스템 시간의 값을 활용하기 위한 전자 소자(1245)를 포함할 수 있다.
시스템(1200)은 또한 전자 소자들(1215, 1225, 1235, 1245, 1255)과 연관된 기능들을 실행하기 위한 명령들뿐만 아니라 이러한 기능들을 실행하는 동안에 생성될 수 있는 측정되어 계산된 데이터를 보관하는 메모리(1260)를 포함할 수 있다. 비록 메모리(1260) 외부에 있는 것으로 도시되어 있지만, 전자 소자들 중 하나 이상(1215, 1225, 및 1235, 1245, 및 1255)이 메모리(1260) 내에 존재할 수 있다는 것을 알아야 한다.
도 13은 주요 발명의 일양상에 따른 무선 시스템에서 포착 파일럿 변조 시퀀스들 처리를 가능하게 하는 예시적인 시스템의 블록도를 나타낸다. 시스템(1300)은 적어도 부분적으로는 무선 기지국(예컨대, 액세스 포인트(210)) 내에 존재할 수 있다. 시스템(1300)은 함께 동작하는 전자 소자들의 논리적인 그룹(1310)을 포함한다. 일양상에 있어서, 논리적인 그룹(1310)은 연속적인 파일럿 및 제어 변조 시퀀스들을 수신하기 위한 전자 소자(1315); 수신되는 시퀀스들 중 하나 이상을 디스크램블링하기 위한 전자 소자(1317); 변조 시퀀스들을 다수의 코드 시퀀스 가설들과 서로 관련시키기 위한 전자 소자(1319); 처리 이득들을 구체화(materialize)하기 위해 변조 시퀀스들을 처리하기 위한 전자 소자(1325); 및 수신된 변조 시퀀스의 패킷 경계들을 결정하기 위한 전자 소자(1335)를 포함한다.
시스템(1300)은 또한 전자 소자들(1315, 1325 및 1335)과 연관된 기능들을 실행하기 위한 명령들뿐만 아니라 이러한 기능들을 실행하는 동안에 생성될 수 있는 측정되어 계산된 데이터를 보관하는 메모리(1340)를 포함할 수 있다. 비록 메모리(1340) 외부에 있는 것으로 도시되어 있지만, 전자 소자들 중 하나 이상(1315, 1325, 및 1335)이 메모리(1340) 내에 존재할 수 있다는 것을 알아야 한다.
소프트웨어 구현의 경우에, 본 명세서에 설명된 기술들은 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하는 모듈들(예컨대, 프로시저들, 함수들 등)을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들이 메모리 유닛들에 저장될 수 있으며, 프로세서들에 의해 실행될 수 있다. 그 메모리 유닛은 프로세서 내에 구현될 수 있거나 혹은 프로세서 외부에 구현될 수 있는데, 외부에 구현되는 경우에는 그 메모리 유닛은 해당 분야에 공지된 여러 수단들을 통해서 프로세서에 통신가능하게 연결될 수 있다.
본 명세서에 설명된 여러 양상들 또는 특징들이 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술들을 사용하여 방법, 장치, 또는 제조 물품으로서 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "제조 물품"이란 용어는 임의의 컴퓨터-판독가능 장치, 캐리어 또는 매체들로부터 액세스가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하도록 의도된다. 예컨대, 컴퓨터-판독가능 매체들은 자기 저장 장치들(예컨대, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립들 등), 광학 디스크들(예컨대, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 범용 디스크(DVD) 등), 스마트 카드들, 및 플래시 메모리 장치들(예컨대, EPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브 등)을 포함할 수 있지만 이러한 것들로 제한되지는 않는다. 게다가, 본 명세서에 설명된 여러 저장 매체들은 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치들 및/또는 다른 기계-판독가능 매체들을 나타낼 수 있다. "기계-판독가능 매체"란 용어는 명령(들) 및/또는 데이터를 저장, 보관, 및/또는 운반할 수 있는 무선 채널들 및 다양한 다른 매체들을 포함할 수 있지만 이러한 것들로 제한되지는 않는다.
본 명세서에서 이용될 때, "프로세서"란 용어는 전통적인 구조 또는 양자 컴퓨터를 지칭할 수 있다. 전통적인 구조는 단일-코어 프로세서들; 소프트웨어 멀티스레드 실행 성능을 갖는 단일-프로세서들; 멀티-코어 프로세서들; 소프트웨어 멀티스레드 실행 성능을 갖는 멀티-코어 프로세서들; 하드웨어 멀티스레드 기술을 갖는 멀티-코어 프로세서들; 병렬 플랫폼들; 및 분포된 공유 메모리를 갖는 병렬 플랫폼들을 포함하지만 이러한 것들로 제한되지는 않는다. 게다가, 프로세서는 집적 회로, ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processor), FPGA(field programmable gate array), PLC(programmable logic controller), CPLD(complex programmable logic device), 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 소자들, 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 결합을 지칭할 수 있다. 양자 컴퓨터 구조는 게이팅되거나 혹은 자체-어셈블링된 양자 도트들(quantum dots), 핵 자기 공명 플랫폼들, 초전도성 조셉슨 접합들(superconducting Josephson junctions) 등에 구현되는 큐빗들(qubits)에 기초될 수 있다. 프로세서들은 공간 사용을 최적화시키거나 혹은 사용자 기기의 성능을 개선시키기 위해서 분자 및 양자-도트 기반 트랜지스터들, 스위치들 및 게이트들과 같은(그러나, 이러한 것들로 제한되지는 않음) 나노-스케일 구조들을 활용할 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 장치들의 결합, 예컨대 DSP 및 마이크로프로세서의 결합, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연관된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
게다가, 주요 발명에 있어서, "메모리"란 용어는 데이터 저장부들, 알고리즘 저장부들, 및 다른 정보 저장부들(예컨대 이미지 저장부, 디지털 뮤직 및 비디오 저장부, 차트들 및 데이터베이스들이지만 이러한 것들로 제한되지는 않음)을 지칭할 수 있다. 본 명세서에 설명된 메모리 소자들은 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 중 어느 하나일 수 있거나, 또는 휘발성 및 비휘발성 메모리 양쪽 모두를 포함할 수 있다. 예일뿐 비제한적으로, 비휘발성 메모리는 ROM(read only memory), PROM(programmable ROM), EPROM(electrically programmable ROM), EEPROM(electrically erasable ROM), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 외장 캐시 메모리로서 기능하는 RAM(random access memory)를 포함할 수 있다. 예일뿐 비제한적으로, RAM은 SRAM(synchronous RAM), DRAM(dynamic RAM), SDRAM(synchronous DRAM), DDR SDRAM(double data rate SDRAM), ESDRAM(enhanced SDRAM), SLDRAM(Synchlink DRAM), 및 DRRAM(direct Rambus RAM)과 같은 많은 형태들로 이용가능하다. 게다가, 본 명세서의 시스템들 및/또는 방법들의 설명된 메모리 소자들은 이러한 타임의 메모리 및 임의의 다른 적절한 타입들의 메모리를 포함하도록(그러나, 이들로 제한되지는 않음) 의도된다.
위에서 설명된 것은 하나 이상의 실시예들에 대한 예들을 포함한다. 위에 설명된 실시예들을 설명하기 위해 소자들 또는 방법들의 모든 구상가능한 결합을 설명하는 것은 물론 가능하지 않지만, 당업자는 여러 실시예들의 많은 다른 결합들 및 치환들이 가능하다는 것을 알 수 있다. 따라서, 설명된 실시예들은 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내에 있는 모든 이러한 변경들, 변형들 및 변화들을 포함하도록 의도된다. 게다가, "구비하는"이란 용어가 상세한 설명 또는 청구범위에서 사용되고 있는 한, 그 용어는 "포함하는"이란 용어가 청구범위에서 전환가능 어구로서 이용될 때 그 "포함하는"이란 용어가 해석되는 것과 유사한 방식을 의미하도록 의도된다.

Claims (15)

  1. 일련의 물리 계층 프레임들에 선행하는 프리엠블을 갖는 슈퍼프레임 구조를 이용하는 무선 통신 시스템에서 포착(acquisition) 파일럿들을 생성하기 위한 방법으로서,
    전송되는 슈퍼프레임들의 카운트를 나타내는 카운터 인덱스 값을 포함하는 포착 파일럿 시퀀스를 상기 프리엠블의 일부로서 생성하는 단계; 및
    상기 포착 파일럿 시퀀스를 전달하는 단계를 포함하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템이 비동기 모드에서 동작할 때 제 1 슈퍼프레임으로부터 제 2 슈퍼프레임으로 변하는 변조 시퀀스들을 생성하기 위해 상기 카운터 인덱스 값을 이용하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 인덱스 값을 의사 잡음 레지스터(pseudonoise register)에 대한 초기화 시드(initialization seed)의 일부로서 이용하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 인덱스 값을 데이터 스크램블링 레지스터에 대한 초기화 시드의 일부로서 이용하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 인덱스 값을 섹터 식별자 스크램블링 레지스터에 대한 초기화 시드의 일부로서 이용하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 인덱스 값을 부반송파 호핑 레지스터에 대한 초기화 시드의 일부로서 이용하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 포착 파일럿 시퀀스는 시스템 파라미터 정보를 전달하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상이한 포착 파일럿 시퀀스에서 운반되는(carried) 정보를 이용하여 상기 획득 파일럿 시퀀스를 스크램블링하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상이한 파일럿 시퀀스는 섹터 식별자 정보를 전달하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 인덱스 값을 섹터 호핑 레지스터에 대한 초기화 시드의 일부로서 이용하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 시스템에서 포착 파일럿들을 생성하기 위한 방법.
  11. 일련의 물리 계층 프레임들에 선행하는 프리엠블을 갖는 슈퍼프레임 구조를 이용하는 무선 통신 시스템에서 동작하는 장치로서,
    전송되는 슈퍼프레임들의 카운트를 나타내는 카운터 필드 값을 포함하는 포착 파일럿 시퀀스를 상기 프리엠블의 일부로서 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하는,
    무선 통신 시스템에서 동작하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    의사잡음 레지스터, 데이터 스크램블링 레지스터, 섹터 스크램블링 레지스터, 섹터 호핑 레지스터 및 부반송파 호핑 레지스터 중 적어도 하나를 초기화하기 위해 상기 카운터 필드 값을 이용하도록 추가적으로 구성되는,
    무선 통신 시스템에서 동작하는 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 포착 파일럿 시퀀스는 시스템 파라미터 정보를 전달하는,
    무선 통신 시스템에서 동작하는 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 포착 파일럿 시퀀스는 상이한 포착 파일럿 시퀀스를 통해 스크램블링되는,
    무선 통신 시스템에서 동작하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상이한 포착 파일럿 시퀀스는 섹터 식별자 정보를 전달하는,
    무선 통신 시스템에서 동작하는 장치.
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