KR20210096231A

KR20210096231A - 이산 스펙트럼을 사용한 전송

Info

Publication number: KR20210096231A
Application number: KR1020217020506A
Authority: KR
Inventors: 유 신; 통 바오
Original assignee: 지티이 코포레이션
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2021-08-04
Also published as: CN113169947B; EP3891945A1; US20210328848A1; EP3891945A4; WO2020034493A1; CN113169947A; US11757584B2

Abstract

인접한 주파수 대역들 사이에 간섭을 도입하는 일 없이 분산된 좁은 스펙트럼을 효율적으로 활용하기 위한 방법, 장치, 및 시스템이 설명된다. 일 예시적인 양태에서, 무선 통신 방법은 복수의 서브캐리어 그룹 상에 변조된 데이터에 역푸리에 변환을 적용하여 시간 도메인 심볼 세트를 결정하는 단계를 포함한다. 각각의 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 서브캐리어를 포함하며, 인접한 서브캐리어 그룹들은 하나 이상의 미사용 서브캐리어에 의해 분리되고, 각각의 심볼은 T0의 심볼 길이를 갖는다. 방법은 파형 함수를 사용하여 시간 도메인 심볼 세트를 변조함으로써 각각 N × T1의 길이를 갖는 변조된 시간 도메인 심볼의 세트를 결정하는 단계를 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 실수이다. 방법은 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

이산 스펙트럼을 사용한 전송

본 특허문헌은 개괄적으로 무선 통신에 관한 것이다.

모바일 통신 기술은 점점 더 연결되고 네트워크화된 사회로 세상을 움직이고 있다. 모바일 통신의 급속한 성장 및 기술적 발전은 용량 및 접속성에 대한 수요를 증가시키고 있다. 에너지 소비, 디바이스 비용, 스펙트럼 효율성, 및 레이턴시와 같은 다른 측면들도 다양한 통신 시나리오의 요건을 충족하는 데 있어서 중요하다. 보다 고품질의 서비스, 보다 긴 배터리 수명, 및 성능 개선을 제공할 수 있는 새로운 방식을 포함한 다양한 기술들이 논의되고 있다.

본 특허문헌은, 무엇보다도, 인접한 주파수 대역들 사이에 간섭을 도입하지 않고서 분산된 협대역 스펙트럼을 효율적으로 사용함으로써 무선 통신 시스템에 대한 리소스 활용도를 높이기 위한 기술을 설명한다.

일 예시적인 양태에 있어서, 무선 통신 방법이 개시된다. 본 방법은 복수의 서브캐리어 그룹 상에 변조된 데이터에 역푸리에 변환을 적용하여 시간 도메인 심볼 세트를 결정하는 단계를 포함한다. 각각의 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 서브캐리어를 포함하며, 인접한 서브캐리어 그룹들은 하나 이상의 미사용 서브캐리어에 의해 분리되고, 각각의 심볼은 T0의 심볼 길이를 갖는다. 본 방법은 파형 함수를 사용하여 시간 도메인 심볼 세트를 변조함으로써 각각 N × T1의 길이를 갖는 변조된 시간 도메인 심볼의 세트를 결정하는 단계를 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 실수이다. 본 방법은 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 전송하는 단계를 포함한다.

다른 예시적인 양태에 있어서, 무선 통신 방법이 개시된다. 본 방법은 각각 N × T1의 길이를 갖는 변조된 시간 도메인 심볼의 세트를 수신하는 단계를 포함한다. 변조된 시간 도메인 심볼 세트는, 각각 T0의 심볼 길이를 갖는 시간 도메인 심볼의 세트에 파형 함수를 적용한 출력에 대응하고, N은 1보다 큰 실수이다. 방법은 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 복조하여 시간 도메인 심볼 세트를 취득하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 시간 도메인 심볼 세트에 푸리에 변환을 적용하여 복수의 서브캐리어 그룹 상에 변조된 데이터를 취득하는 단계를 포함한다. 각각의 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 서브캐리어를 포함하고, 인접한 서브캐리어 그룹들은 하나 이상의 미사용 서브캐리어에 의해 분리된다.

다른 예시적인 양태에 있어서, 통신 장치가 개시된다. 본 장치는 전술한 방법을 구현하도록 구성되는 프로세서를 포함한다.

또 다른 예시적인 양태에 있어서, 컴퓨터 프로그램 저장 매체가 개시된다. 컴퓨터 프로그램 저장 매체는 저장된 코드를 포함한다. 코드는 프로세서에 의해 실행될 때에, 프로세서로 하여금 전술한 방법을 구현하게 한다.

전술한 양태들과 기타의 것들이 본 문헌에서 설명된다.

도 1은 주파수 도메인에서 서브캐리어들 사이에 중첩 스펙트럼을 생성하는 사이드 로브의 개략도를 보여준다.
도 2는 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 무선 통신 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 다른 무선 통신 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 데이터 변조의 일례를 보여준다.
도 5는 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 데이터 변조의 다른 예를 보여준다.
도 6은 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 심볼 중첩의 일례를 보여준다.
도 7은 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 기술들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례를 보여준다.
도 8은 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 기술들이 적용될 수 있는 무선국의 일부의 블록도이다.

부문의 표제는 가독성을 높이기 위해서만 본 문헌에서 사용되며, 각 부문 내의 개시하는 실시형태 및 기술의 범주를 해당 부문에만 제한하지 않는다. 5G 무선 프로토콜의 예를 사용하여 특정 특징들을 설명한다. 그렇지만, 개시하는 기술의 이용 가능성이 5G 무선 시스템에만 제한되지 않는다.

전기통신분야(telecommunication)에서, 롱텀 에볼루션(LTE, Long-Term Evolution)은 고속 무선 통신의 4세대(4G) 표준이다. LTE 시스템은 무선 통신에서 광범위하게 사용되는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술을 채택한다. 예를 들어, CP(Cyclic Prefix) OFDM(CP-OFDM) 시스템은 다경로 지연 문제를 해결하고 주파수 선택 채널을 병렬의 평탄 채널(parallel flat channel)의 세트로 분할함으로써 채널 추정을 단순화하고 더 높은 채널 추정 정확도를 제공할 수 있다. 그러나, CP-OFDM 시스템의 성능은 서브캐리어의 사이드 로브로 인해 OFDM 기술이 상대적으로 높은 수준의 대역외(OOB, out-of-band) 방출을 도입한다는 사실 때문에 인접한 부대역들 간의 주파수 오프셋 및 시간 오프셋에 민감하다. OOB 방출은 이웃하는 주파수 대역들에 강한 간섭을 초래할 수 있다. 도 1은 주파수 도메인에서 서브캐리어들 사이에 중첩 스펙트럼을 생성하는 사이드 로브(101)의 개략도를 보여준다. OOB 방출의 영향을 줄이기 위해, 전송 대역의 에지는 인접한 대역들에 미치는 대역외 누설을 줄이기 위해 소정의 주파수를 보호 간격으로서 전용할 수 있다. 그러나 보호 간격은 주파수 대역을 낭비하는 것이며 스펙트럼 효율을 줄인다.

5세대 뉴 라디오(NR)의 3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 표준도 마찬가지로 통신에 CP-OFDM 기반 파형을 제공한다. 인접한 부대역들 사이의 서브캐리어 간격이 동일하지 않을 경우, 인접한 부대역들 사이에 간섭이 있을 수 있다. 소프트 CP나 필터링 방법과 같은 기술에 의해 부대역들 간의 스펙트럼 누설 및 간섭을 약간 줄일 수 있겠지만, 상이한 서브캐리어 간격들의 부대역들 간에는 스펙트럼 효율성을 감소시키는 보호 간격이 여전히 필요하다.

현재, 무선 스펙트럼 리소스에는 매우 좁은 대역폭을 가진 유휴 스펙트럼들이 다수 분산되어 있다. 이들 스펙트럼은 주파수 대역이 서로 간섭하는 것을 보호하기 위해 보호 대역으로서 대개 사용된다. 이들 분산된 유휴 스펙트럼을 사용하는 전송이 리소스 활용도를 높일 수 있지만, 현재 기존의 통신 시스템과 간섭하지 않고서 인접한 주파수 대역들에서 그것을 달성할 수 있는 실용적인 방법은 없다. 예를 들어, 간섭 억제를 위해 분산된 유휴 스펙트럼 각각에 필터를 적용하는 것은 부대역들 사이의 간섭은 억제할 수 있겠지만, 통신 시스템 설계에 엄청난 복잡성을 부과한다. 또한 분산된 유휴 스펙트럼 각각이 매우 좁기 때문에 필터가 심볼간 간섭을 일으킬 수도 있다.

본 특허문헌은 기존의 통신 시스템과의 부대역 간섭을 일으키는 일 없이 분산된 유휴 스펙트럼을 사용하여 스펙트럼 활용도를 높이기 위해 다양한 실시형태들로 구현될 수 있는 기술들을 개시한다. 개시하는 기술들은 또한 동일한 프로세싱 프로시저를 사용하여 다수의 이산 스펙트럼을 처리할 수 있다.

도 2는 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 무선 통신 방법(200)의 흐름도이다. 방법(200)은 복수의 서브캐리어 그룹 상에 변조된 데이터에 역푸리에 변환을 적용하여 시간 도메인 심볼 세트를 결정하는 단계 201을 포함한다. 각각의 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 서브캐리어를 포함하며, 인접한 서브캐리어 그룹들은 하나 이상의 미사용 서브캐리어에 의해 분리되고, 각각의 심볼은 T0의 심볼 길이를 갖는다. 방법(200)은 파형 함수를 사용하여 시간 도메인 심볼 세트를 변조함으로써 각각 N × T1의 길이를 갖는 변조된 시간 도메인 심볼의 세트를 결정하는 단계 202를 포함한다. 여기서 N은 1보다 큰 실수이다. 방법(200)은 또한 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 전송하는 단계 203을 포함한다.

예를 들면, 데이터는 유휴 스펙트럼에서 M 개의 이산 서브캐리어 그룹 상에 변조되며, 여기서 M ≥ 2이다. 각각의 서브캐리어 그룹은 P(m) 개의 서브캐리어를 포함하고, 여기서 P(m) ≥ 1이다. 서브캐리어 그룹은 K(m) ≥ 1 개의 미사용 서브캐리어(예컨대, 제로를 담은 서브캐리어)에 의해 분리된다. 미사용 서브캐리어는 데이터 전송에 사용되는 기존의 통신 시스템의 스펙트럼에 대응한다.

여기서, m = 0, 1, …, M-1이다. 일부 실시형태에서, 개별 서브캐리어 그룹은 상이한 개수의 서브캐리어들을 포함하는데, 즉 P(i) ≠ P(i+k)이다. 일부 실시형태에서, 각각의 서브캐리어 그룹은 동일한 개수의 서브캐리어들을 포함한다. 즉, P(0) = P(1) = … = P(M-1)이다. 예를 들어, P(m)는 모든 서브캐리어 그룹에서 1일 수 있다. 분산된 스펙트럼이 좁을 수 있기 때문에, 일부 실시형태에서는 K(m) ≥ P(m)인데, 이것은 미사용 서브캐리어(예컨대, 제로를 담은 서브캐리어)가 분산 스펙트럼보다 넓음을 나타낸다. 일부 실시형태에서, 분산 스펙트럼은 K(m) ≥ (P(m) + P(m+1))일 정도로 특히 좁다.

일부 실시형태에서, T0는 시간 도메인 심볼 세트의 서브캐리어 간격(space)의 역(inverse)과 같다. P(m) = 1이면, T1은 T0보다 클 수도, 같을 수도, 작을 수도 있는데, 단 하나의 서브캐리어만 있는 경우에 그룹 내의 인접한 서브캐리어들 사이에는 간섭이 없기 때문이다. P(m) ≥ 2이면, 인접한 서브캐리어들 사이에 간섭이 존재할 수 있고, 그래서 T1 > T0인 것이 바람직하다. 예를 들어, T1 = A × T0이다. A의 값은 1보다 클 수 있다(예컨대, 기존의 LTE 시스템에서 CP 길이에 기초함). 시뮬레이션 결과는 최적의 전송 품질을 위해 A가 [15/14, 2] 또는 [8/7, 2]인 것을 보여준다. 일부 실시형태에서, P(m) = 1인 경우 A ≥ 0.5이다.

일부 실시형태에서, 파형 함수는 루트 상승(root-raised cosine) 코사인 함수, 상승 코사인 함수, 피스와이즈(piecewise) 함수, 또는 직사각형 함수를 포함한다. 상승 코사인 함수는 주파수 도메인에서의 상승 코사인 함수의 시간 도메인으로의 푸리에 변환일 수 있다. 상승 코사인 함수는 시간 도메인에서 직접 상승 코사인 함수일 수도 있다. 마찬가지로, 루트 상승 코사인 함수는 주파수 도메인에서의 루트 상승 코사인 함수의 시간 도메인으로의 푸리에 변환일 수 있다. 루트 상승 코사인 함수는 시간 도메인에서 직접 루트 상승 코사인 함수일 수도 있다. 피스와이즈 함수는 다수의 넌제로 플랫폼 값을 가진 스텝 함수와 같은 상이한 독립 변수 간격들을 지닌 복수의 수학식을 조합으로써 넌제로 함수 값들이 표현되는 함수일 수 있다. 일부 실시형태에서, 파형 함수의 넌제로 함수 값들에 대응하는 독립 변수들 간의 최대 거리(span)는 T1보다 크다. 예를 들어, 최대 거리는 2 × T1, 3 × T1, 또는 5 × T1일 수 있다.

일부 실시형태에서, 시간 도메인 심볼 세트를 변조하는 것은 시간 도메인 심볼 세트에서 개별 심볼을 반복하여 각각 S × T0 (S > 1)의 길이를 갖는 데이터 시퀀스를 취득하는 것을 포함한다. 시간 도메인에서 심볼들을 반복하는 것은, 심볼들이 수신단에서 더 좁은 주파수 도메인 데이터로 변환되게 할 수 있고, 그럼으로써 인접한 주파수 대역들 사이의 간섭을 줄일 수 있다. 또한 변조는 주파수 도메인에서 변조된 데이터 시퀀스의 대역폭을 더욱 감소시키는, 파형 함수의 함수 값과 데이터 시퀀스를 각각 도트곱(dot-multiplying)하여 변조된 데이터 시퀀스를 결정하는 것과, 변조된 데이터 시퀀스를 중첩시켜 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 취득하는 것을 포함한다. 변조된 시간 도메인 심볼 세트에서 직교성을 달성하기 위해 T1의 시간 도메인 갭이 상이한 변조된 데이터 시퀀스들 사이에 추가된다. 일부 실시형태에서, 또한 변조는 파형 변조와 유사한 효과를 발휘하는 다상 필터 설계(polyphase filter design)로서 구현될 수 있다.

일부 실시형태에서, 파형 함수는 연속 함수이고, 파형 함수의 이산 함수 값은 연속 함수의 값을 샘플링함으로써 취득된다. 예를 들어, 샘플링의 간격은 각 심볼의 시간 도메인 데이터 시퀀스에서 인접한 이산 데이터들 사이의 간격과 동일하다. 일부 실시형태에서, 파형 함수는 이산 함수이고, 파형 함수의 이산 함수 값의 수는 각 심볼이 N×T1의 길이를 갖는 시간 도메인 데이터 시퀀스 내의 이산 데이터의 수와 동일하다.

일부 실시형태에서, 시간 도메인 심볼 세트는 다중 캐리어 시스템에서의 1 서브프레임 또는 1 리소스 블록 내의 L 개의 연속 심볼을 포함한다. 예를 들어, 서브프레임은 총 R 개의 심볼을 포함하고, 여기서 R ≥ L이다. L 개의 심볼의 변조는 R 개의 심볼에 대한 변조 프로세스의 일부일 수 있다. 즉, 변조된 R 개의 심볼은 다른 R-L 개의 시간 도메인 심볼과 중첩되는 변조된 L 개의 심볼과 등등하다. 일부 실시형태에서, 서브프레임의 길이가 N × T1로 유지되게 하기 위해 리소스 블록 또는 서브프레임의 에지에 있는 심볼에 시간 도메인의 루프 중첩이 채택될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 수신단에서 각 심볼을 각기 독립적으로 처리할 수 있도록 길이 N × T1 + CP를 만들기 위해 예상 다경로 분산보다 더 길 CP가 추가될 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 역푸리에 변환 후에 오버샘플링된 시간 도메인 데이터를 취득하기 위해, 미사용 서브캐리어가 주파수 도메인 데이터의 양 측부 상에 추가된다. 예를 들어, Q1 및 Q2 개의 제로가 M 개의 서브캐리어의 양 측부에 추가된다. Q1 및 Q2는 제로 또는 양수이다.

도 3은 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 무선 통신 방법(300)의 흐름도이다. 방법(300)은 각각 N × T1의 길이를 갖는 변조된 시간 도메인 심볼의 세트를 수신하는 단계 301을 포함한다. 변조된 시간 도메인 심볼 세트는, 각각 T0의 심볼 길이를 갖는 시간 도메인 심볼의 세트에 파형 함수를 적용한 출력에 대응한다. 여기서 N은 1보다 큰 실수이다. 방법(300)은 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 복조하여 시간 도메인 심볼 세트를 취득하는 단계 302를 포함한다. 방법(300)은 또한 시간 도메인 심볼 세트에 푸리에 변환을 적용하여 복수의 서브캐리어 그룹 상에 변조된 데이터를 취득하는 단계 303을 포함한다. 각각의 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 서브캐리어를 포함하고, 인접한 서브캐리어 그룹들은 데이터를 담지 않은 하나 이상의 미사용 서브캐리어에 의해 분리된다.

전술한 방법을 사용하면, M 개의 개별 서브캐리어 그룹의 형태의 이산 스펙트럼이 단일 세트의 기저대역 프로세싱 프로시저에 의해 처리되어 통신 시스템 설계의 복잡성을 저감할 수 있다. 서브캐리어 그룹이 미사용 서브캐리어(예컨대, 제로를 담은 서브캐리어)에 의해 분리되기 때문에, 이산 분산 스펙트럼을 통해 전송되는 데이터는 기존의 통신 시스템의 데이터와 시간 도메인에서 중첩될 수 있다.

개시하는 기술의 일부 예들을 이하의 예시적인 실시형태에서 설명한다.

실시형태 1

도 4는 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 데이터 변조의 일례를 보여준다. 데이터는 주파수 도메인에서 3개의 서브캐리어 그룹 상에 변조된다. 각각의 서브캐리어 그룹은 상이한 수의 서브캐리어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서, 제1 서브캐리어 그룹(401)은 3개의 서브캐리어를 포함한다. 제2 서브캐리어 그룹(402)은 2개의 서브캐리어를 포함한다. 제3 서브캐리어 그룹(403)은 1개의 서브캐리어를 포함한다. 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 미사용 서브캐리어(즉, 데이터를 담지 않은 서브캐리어)에 의해 분리된다. 예를 들어, 제1 서브캐리어 그룹(401)과 제2 서브캐리어 그룹(402)은 6개의 미사용 서브캐리어(예컨대, 제로를 담은 6개의 서브캐리어)에 의해 분리된다. 제2 서브캐리어 그룹(402)과 제3 서브캐리어 그룹(403)은 5개의 미사용 서브캐리어(예컨대, 제로를 담은 5개의 서브캐리어)에 의해 분리된다.

일부 실시형태에서, 역푸리에 변환 후의 오버샘플링된 시간 도메인 데이터를 취득하기 위해, 미사용 서브캐리어가 주파수 도메인 데이터의 양 측부 상에 추가된다. 예를 들어, 도 4에 도시하는 바와 같이, Q1 = 3 개의 미사용 서브캐리어가 제1 서브캐리어 그룹(401)의 한쪽 측부에 추가되고, Q2 = 2 개의 서브캐리어가 제3 서브캐리어 그룹(403)의 다른쪽 측부에 추가된다. 일부 실시형태에서, 주파수 도메인 데이터 자체가 양 측부 상에 제로를 포함할 수 있고, 그래서 추가 제로를 추가할 필요는 없다.

시간 도메인 데이터를 취득하기 위해 각 심볼의 주파수 도메인 데이터가 역푸리에 변환(404)에 의해 처리된다. 그런 다음 시간 도메인 데이터는 각 심볼에 대해 N × T1의 길이의 시간 도메인 데이터를 취득하기 위해 파형 함수(405)를 사용하여 변조된다. 그럼 다음 심볼은 수신단에서 데이터를 성공적으로 디코딩할 수 있도록 직교성을 달성하기 위하여 T1의 시간 갭과 중첩된다(406).

실시형태 2

도 5는 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 데이터 변조의 다른 예를 보여준다. 데이터는 주파수 도메인에서 4개의 서브캐리어 그룹 상에 변조된다. 각각의 서브캐리어 그룹은 동일한 수의 서브캐리어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5에서, 4개의 서브캐리어 그룹(501, 502, 503, 504) 각각은 1개의 서브캐리어를 포함한다. 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 미사용 서브캐리어(즉, 데이터를 담지 않은 서브캐리어)에 의해 분리된다. 예를 들어, 제1 서브캐리어 그룹(501)과 제2 서브캐리어 그룹(502)은 4개의 미사용 서브캐리어에 의해 분리된다. 제1 서브캐리어 그룹(502)과 제2 서브캐리어 그룹(503)은 3개의 미사용 서브캐리어에 의해 분리된다. 제3 서브캐리어 그룹(503)과 제4 서브캐리어 그룹(504)은 2개의 미사용 서브캐리어에 의해 분리된다.

실시형태 1과 마찬가지로, 역푸리에 변환 후의 오버샘플링된 시간 도메인 데이터를 취득하기 위해, 미사용 서브캐리어가 주파수 도메인 데이터의 양 측부 상에 추가된다. 예를 들어, 도 5에 도시하는 바와 같이, Q1 = 4 개의 미사용 서브캐리어가 제1 서브캐리어 그룹(501)의 한쪽 측부에 추가되고, Q2 = 2 개의 서브캐리어가 제3 서브캐리어 그룹(504)의 다른쪽 측부에 추가된다. 일부 실시형태에서, 주파수 도메인 데이터 자체가 양 측부 상에 제로를 포함할 수 있고, 그래서 추가 제로를 추가할 필요는 없다.

시간 도메인 데이터를 취득하기 위해 각 심볼의 주파수 도메인 데이터가 역푸리에 변환(504)에 의해 처리된다. 그런 다음 시간 도메인 데이터는 각 심볼에 대해 N × T1의 길이의 시간 도메인 데이터를 취득하기 위해 파형 함수(505)를 사용하여 변조된다. 그럼 다음 심볼은 수신단에서 데이터를 성공적으로 디코딩할 수 있도록 직교성을 달성하기 위하여 T1의 시간 갭과 중첩된다(506).

실시형태 3

도 6은 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 심볼 중첩의 일례를 보여준다. 도 6에서, L=3 개의 심볼 -- 심볼 1, 심볼 2, 및 심볼 3 -- 이 1 서브프레임 내의 연속 심볼이다. 3개의 심볼의 서브캐리어 간격은

이다. 각 심볼은 분산된 데이터가 S × T₀의 길이를 갖도록 시간 도메인에서 다수회 분산된다. 이 특정 예에서, S = 3이다.

그런 다음 분산된 데이터는 하나 이상의 파형 함수를 사용하여 변조된다. 예를 들어, 루트 상승 코사인 함수의 이산 함수 값은 각각 3×T0의 길이를 갖는 각각의 심볼(301, 602, 603)과 각기 도트곱된다. 각각의 분산 데이터는 동일하거나 상이한 파형 함수를 사용하여 변조될 수 있다. 그런 다음 도트곱의 결과들이 함께 중첩될 때에 시간 도메인에서의 TI 시프트가 적용되어 길이 (3T0 + 2T1)의 데이터 시퀀스를 취득한다. T1은 심볼 사이의 시간 도메인 간격으로서, 상이한 심볼들을 함께 중첩할 때에 직교성이 달성될 수 있는 것이 선택될 수 있다. 여기서, T1 > T0이다. 이 특정 실시형태에서, 변조 후의 각각의 심볼의 길이는 3 × T0 = (3T0 / T1) × T1이다. 즉, N = (3T0 / T1)이다.

도 7은 본 기술의 하나 이상의 실시형태에 따른 기술들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템(700)의 일례를 보여준다. 무선 통신 시스템(700)은 하나 이상의 기지국(BS)(705a, 705b), 하나 이상의 무선 디바이스(710a, 710b, 710c, 710d), 및 코어 네트워크(525)를 포함할 수 있다. 기지국(705a, 705b)은 하나 이상의 무선 섹터 내의 무선 디바이스(710a, 710b, 710c 및 710d)에 서비스를 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 기지국(705a, 705b)은 상이한 섹터들에서 무선 커버리지를 제공하기 위해 2개 이상의 지향성 빔을 생성하는 지향성 안테나를 포함한다.

코어 네트워크(725)는 하나 이상의 기지국(705a, 705b)과 통신할 수 있다. 코어 네트워크(725)는 다른 무선 통신 시스템 및 유선 통신 시스템과의 접속성을 제공한다. 코어 네트워크는 가입된 무선 디바이스(710a, 710b, 710c, 및 710d)에 관한 정보를 저장하기 위해 하나 이상의 서비스 가입 데이터베이스를 포함할 수 있다. 제1 기지국(705a)은 제1 무선 액세스 기술에 기반한 무선 서비스를 제공할 수 있는 반면, 제2 기지국(705b)은 제2 무선 액세스 기술에 기반한 무선 서비스를 제공할 수 있다. 기지국(705a 및 705b)은 배치 시나리오(deployment scenario)에 따라 현장 내에 공존할 수도 따로 설치될 수도 있다. 무선 디바이스(710a, 710b, 710c, 및 710d)는 다수의 상이한 무선 액세스 기술을 지원할 수 있다.

도 8은 무선국의 일부의 블록도이다. 기지국이나 무선 디바이스(또는 UE)와 같은 무선국(805)은 본 문헌에서 제시하는 무선 기술 중 하나 이상을 구현하는 마이크로프로세서와 같은 프로세서 전자장치(810)를 포함할 수 있다. 무선국(805)은 안테나(820)와 같은 하나 이상의 통신 인터페이스를 통해 무선 신호를 송수신하는 트랜시버 전자장치(815)를 포함할 수 있다. 무선국(805)은 데이터를 송수신하기 위한 다른 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 무선국(805)은 데이터 및/또는 명령어와 같은 정보를 저장하도록 구성된 하나 이상의 메모리(명시적으로 도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 프로세서 전자장치(810)는 트랜시버 전자장치(815)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 개시하는 기술, 모듈 또는 기능의 적어도 일부는 무선국(805)을 사용하여 구현된다.

본 문헌은 인접한 주파수 부대역들 사이에 간섭을 도입하는 일 없이 분산된 좁은 스펙트럼을 사용하여 데이터를 전송함으로써 스펙트럼 활용도를 높이기 위해 무선 통신 시스템에 임베딩될 수 있는 기술을 개시하는 것을 이해해야 할 것이다.

일 예시적인 양태에서, 무선 통신 방법은 복수의 서브캐리어 그룹 상에 변조된 데이터에 역푸리에 변환을 적용하여 시간 도메인 심볼 세트를 결정하는 단계를 포함한다. 각각의 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 서브캐리어를 포함하며, 인접한 서브캐리어 그룹들은 하나 이상의 미사용 서브캐리어에 의해 분리되고, 각각의 심볼은 T0의 심볼 길이를 갖는다. 방법은 파형 함수를 사용하여 시간 도메인 심볼 세트를 변조함으로써 각각 N × T1의 길이를 갖는 변조된 시간 도메인 심볼의 세트를 결정하는 단계를 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 실수이다. 방법은 또한 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 전송하는 단계를 포함한다.

일부 실시형태에서, T0는 시간 도메인 심볼 세트의 서브캐리어 간격(space)의 역(inverse)과 같다. 일부 실시형태에서, T1은 변조된 시간 도메인 심볼 세트 내의 심볼들 사이의 시간 도메인 간격이다.

일부 실시형태에서, 각각의 서브캐리어 그룹은 2 개 이상의 서브캐리어를 포함하고, T1 > T0이다. 일부 실시형태에서, 각각의 서브캐리어 그룹은 동일한 개수의 서브캐리어를 포함한다. 일부 실시형태에서, 개별 서브캐리어 그룹은 상이한 개수의 서브캐리어들을 포함한다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 미사용 서브캐리어의 수는 인접한 서브캐리어 그룹들 중 임의의 서브캐리어 그룹의 서브캐리어의 수보다 크거나 동일하다.

일부 실시형태에서, 파형 함수는 루트 상승(root-raised cosine) 코사인 함수, 상승 코사인 함수, 피스와이즈(piecewise) 함수, 또는 직사각형 함수를 포함한다. 일부 실시형태에서, 파형 함수의 넌제로 함수 값들에 대응하는 독립 변수들 간의 최대 거리(span)는 T1보다 크다.

일부 실시형태에서, 시간 도메인 심볼 세트를 변조하는 것은 시간 도메인 심볼 세트에서 개별 심볼을 반복하여 각각 S × T0의 시간 도메인 길이를 갖는 데이터 시퀀스를 취득하는 것을 포함하고, 여기서 S > 1이다. 변조는 또한 파형 함수의 함수 값과 데이터 시퀀스를 각각 도트곱(dot-multiplying)하여 변조된 데이터 시퀀스를 결정하는 것을 포함한다. 변조는 변조된 데이터 시퀀스를 중첩하여 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 취득하는 것을 더 포함한다. 여기서, T1의 시간 도메인 갭이 상이한 변조된 데이터 시퀀스들 사이에 추가된다.

일부 실시형태에서, 시간 도메인 심볼 세트는 다중 캐리어 통신 시스템에서 사용되는 서브프레임 또는 리소스 블록 내의 심볼의 서브세트이다.

다른 예시적인 양태에서, 무선 통신 방법은 각각 N × T1의 길이를 갖는 변조된 시간 도메인 심볼의 세트를 수신하는 단계를 포함한다. 변조된 시간 도메인 심볼 세트는, 각각 T0의 심볼 길이를 갖는 시간 도메인 심볼의 세트에 파형 함수를 적용한 출력에 대응하고, 여기서 N은 1보다 큰 실수이다. 방법은 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 복조하여 시간 도메인 심볼 세트를 취득하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 시간 도메인 심볼 세트에 푸리에 변환을 적용하여 복수의 서브캐리어 그룹 상에 변조된 데이터를 취득하는 단계를 포함한다. 각각의 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 서브캐리어를 포함하고, 인접한 서브캐리어 그룹들은 하나 이상의 미사용 서브캐리어에 의해 분리된다.

일부 실시형태에서, T0는 시간 도메인 심볼 세트의 서브캐리어 간격(space)의 역(inverse)과 같다. 일부 실시형태에서, T1은 변조된 시간 도메인 심볼 세트 내의 심볼들 사이의 시간 도메인 간격이다. 일부 실시형태에서, 각각의 서브캐리어 그룹은 2 개 이상의 서브캐리어를 포함하고, T1 > T0이다. 일부 실시형태에서, 각각의 서브캐리어 그룹은 동일한 개수의 서브캐리어를 포함한다. 일부 실시형태에서, 개별 서브캐리어 그룹은 상이한 개수의 서브캐리어들을 포함한다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 미사용 서브캐리어의 수는 인접한 서브캐리어 그룹들 중 임의의 서브캐리어 그룹의 서브캐리어의 수보다 크거나 동일하다.

일부 실시형태에서, 변조된 시간 도메인 심볼 세트는, 각각 S × T0 (여기서, S > 1)의 길이를 갖는 데이터 시퀀스를 취득하기 위해, 시간 도메인 심볼 세트에서 개별 심볼을 반복하는 것과, 파형 함수의 함수 값과 데이터 시퀀스를 각각 도트곱(dot-multiplying)하여 변조된 데이터 시퀀스를 결정하는 것과, 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 취득하기 위해 변조된 데이터 시퀀스를 중첩시키는 것에 의해 결정된다. 여기서, T1의 시간 도메인 갭이 상이한 변조된 데이터 시퀀스들 사이에 추가된다.

다른 예시적인 양태에 있어서, 통신 장치가 개시된다. 통신 장치는 전술한 방법을 구현하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

또 다른 예시적인 양태에 있어서, 코드가 저장된 컴퓨터 프로그램 제품이 개시된다. 코드는 프로세서에 의해 실행될 때에, 프로세서로 하여금 전술한 방법을 구현하게 한다.

본 문헌에서 설명한 개시하는 실시형태, 모듈, 및 기능적 동작 및 기타는 본 문헌에 개시한 구조 및 그 구조적 등가물, 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함해, 디지털 전자 회로부로, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 개시한 실시형태 및 기타 실시형태는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 실행을 위해 데이터 프로세싱 장치에 의해 또는 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령어의 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 머신 판독 가능 저장 디바이스, 머신 판독 가능 저장 기판, 메모리 디바이스, 머신 판독 가능 전파 신호를 달성하는 복합 수단, 또는 하나 이상의 이들의 조합일 수 있다. "데이터 프로세싱 장치"란 용어는 예시적으로 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터, 또는 멀티플 프로세서 또는 컴퓨터를 포함해, 데이터를 프로세싱하기 위한 모든 장치, 디바이스, 및 머신을 망라한다. 장치는 하드웨어 외에도, 해당 컴퓨터 프로그램을 위한 실행 환경을 작성하는 코드, 예컨대 프로세서 펌웨어를 구성하는 코드, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영체제, 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있다. 전파 신호는 적절한 수신기 장치에 전송할 정보를 인코딩하도록 생성되는, 인공으로 생성되는 신호, 예컨대 머신 생성된 전기, 광학, 또는 전자기 신호이다.

컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트, 또는 코드라고도 알려짐)은 컴파일링 또는 인터프리팅된 언어를 포함해, 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 스탠트얼론 프로그램으로서 또는 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에 사용하기에 적절한 기타 유닛으로서 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템 내의 파일에 대응할 필요는 없다. 프로그램은 다른 프로그램 또는 데이터(예컨대, 마크업 언어로 저장된 하나 이상의 스크립트)를 유지하는 파일의 일부로, 해당 프로그램 전용의 단일 파일로, 또는 다수의 조정된 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램, 또는 코드의 부분을 저장한 파일)로, 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 컴퓨터 상에서 또는 한 지점에 위치하거나 다수의 지점에 걸쳐 분산되고 통신 네트워크에 의해 상호 접속되는 다수의 컴퓨터 상에서 실행되도록 배치될 수 있다.

본 문헌에서 설명한 프로세스 및 로직 플로우는 입력 데이터에 대해 작동하고 출력을 생성하는 함수를 수행하는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래머블 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 프로세스 및 로직 플로우는 또한 특수 용도 로직 회로부, 예컨대 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)로서 구현될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는 예컨대 일반 용도 및 특수 용도 양쪽의 마이크로프로세서, 및 임의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 리드 온리 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리, 또는 이들 양쪽으로부터 명령어 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 필수 엘리먼트는 명령어를 수행하기 위한 프로세서와 명령어 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 디바이스이다. 일반적으로, 컴퓨터는 또한 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 디바이스, 예컨대 자기, 광자기 디스크, 또는 광학 디스크를 포함하거나 이들에 대해 데이터를 송수신하기 위해 동작 가능하게 결합될 것이다. 그러나, 컴퓨터가 그러한 디바이스를 구비할 필요는 없다. 컴퓨터 프로그램 명령어 및 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터 판독 가능 매체는, 예를 들면 반도체 메모리 디바이스, 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스; 자기 디스크, 예컨대 내부 하드 디스크 또는 착탈형 디스크; 광자기 디스크; 그리고 CD ROM 및 DVD-ROM 디스크를 포함해, 모든 형태의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 디바이스를 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 용도 로직 회로부에 의해 보완될 수도 또는 이들에 합체될 수도 있다.

본 특허문헌이 다수의 상세를 포함하고 있지만, 이들은 청구 대상 또는 임의의 발명의 범주에 대한 제한으로서 해석되는 것이 아니라 특정 발명의 특정 실시형태에 고유할 수 있는 특징들의 설명으로서 해석되어야 한다. 본 특허문헌에서 개별 실시형태의 맥락에서 설명되는 특정 특징들은 단일 실시형태에서 조합으로도 구현될 수 있다. 반면, 단일 실시형태의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들도 다수의 실시형태에서 별도로 또는 임의의 적절한 하위조합으로 구현될 수 있다. 그러나, 특징들이 특정 조합으로 설명되고 심지어 처음에 그렇게 주장될 수도 있지만, 청구되는 조합 중의 하나 이상의 특징이 어떤 경우에는 조합으로부터 삭제될 수도 있고, 청구되는 조합이 하위조합 또는 하위조합의 변형에 관한 것일 수도 있다.

마찬가지로, 동작들이 도면에 특정 순서로 도시되지만, 이는 바람직한 결과를 달성하기 위해, 그러한 동작이 도시된 특정 순서로 또는 순차적 순서로 수행되는 것을, 또는 모든 예시 동작들이 수행되는 것을 요구하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 더욱이, 본 특허문헌에 설명한 실시형태에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 실시형태들에서 그러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

소수의 구현예 및 예시만이 설명되었지만, 본 특허문헌에서 설명하고 예시한 것에 기초하여 다른 구현예, 개선예 및 변형예가 이루어질 수 있다.

Claims

무선 통신 방법에 있어서,
복수의 서브캐리어 그룹 상에 변조된 데이터에 역푸리에 변환을 적용하여 시간 도메인 심볼 세트를 결정하는 단계 ― 각각의 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 서브캐리어를 포함하며, 인접한 서브캐리어 그룹들은 하나 이상의 미사용 서브캐리어에 의해 분리되고, 각각의 심볼은 T0의 심볼 길이를 가짐 ―;
파형 함수를 사용하여 상기 시간 도메인 심볼 세트를 변조함으로써 각각 N × T1의 길이를 갖는 변조된 시간 도메인 심볼의 세트를 결정하는 단계 ― 여기서 N은 1보다 큰 실수임 ―; 및
상기 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 전송하는 단계
를 포함하는, 무선 통신 방법.
제1항에 있어서, T0는 상기 시간 도메인 심볼 세트의 서브캐리어 간격(space)의 역(inverse)과 같은, 무선 통신 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, T1은 상기 변조된 시간 도메인 심볼 세트 내의 심볼들 사이의 시간 도메인 간격인, 무선 통신 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 서브캐리어 그룹은 2개 이상의 서브캐리어를 포함하고, T1 > T0인, 무선 통신 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 서브캐리어 그룹은 동일한 수의 서브캐리어를 포함하는, 무선 통신 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 개별 서브캐리어 그룹은 상이한 수의 서브캐리어를 포함하는, 무선 통신 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미사용 서브캐리어의 수는 상기 인접한 서브캐리어 그룹들 중 임의의 서브캐리어 그룹의 서브캐리어의 수와 같거나 더 큰, 무선 통신 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파형 함수는 루트 상승(root-raised cosine) 코사인 함수, 상승 코사인 함수, 피스와이즈(piecewise) 함수, 또는 직사각형 함수를 포함하는, 무선 통신 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파형 함수의 넌제로 함수 값들에 대응하는 독립 변수들 간의 최대 거리(span)가 T1보다 큰, 무선 통신 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시간 도메인 심볼 세트를 변조하는 것은:
상기 시간 도메인 심볼 세트에서 개별 심볼을 반복하여 각각 S × T0의 시간 도메인 길이를 갖는 데이터 시퀀스를 취득하는 것 ― 여기서, S > 1임 ―;
상기 파형 함수의 함수 값과 상기 데이터 시퀀스를 각각 도트곱(dot-multiplying)하여 변조된 데이터 시퀀스를 결정하는 것; 및
상기 변조된 데이터 시퀀스를 중첩시켜 상기 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 취득하는 것을 포함하고, 상이한 변조된 데이터 시퀀스들 사이에 T1의 시간 도메인 갭이 추가되는, 무선 통신 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시간 도메인 심볼 세트는 다중 캐리어 통신 시스템에서 사용되는 서브프레임 또는 리소스 블록 내의 심볼의 서브세트인, 무선 통신 방법.
무선 통신 방법에 있어서,
각각 N × T1의 길이를 갖는 변조된 시간 도메인 심볼의 세트를 수신하는 단계 ― 상기 변조된 시간 도메인 심볼 세트는, 각각 T0의 심볼 길이를 갖는 시간 도메인 심볼의 세트에 파형 함수를 적용한 출력에 대응하고, 여기서 N은 1보다 큰 실수임 ―;
상기 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 복조하여 상기 시간 도메인 심볼 세트를 취득하는 단계;
상기 시간 도메인 심볼 세트에 푸리에 변환을 적용하여 복수의 서브캐리어 그룹 상에 변조된 데이터를 취득하는 단계를 포함하고, 각각의 서브캐리어 그룹은 하나 이상의 서브캐리어를 포함하며, 인접한 서브캐리어 그룹들은 하나 이상의 미사용 서브캐리어에 의해 분리되는, 무선 통신 방법.
제12항에 있어서, T0는 상기 시간 도메인 심볼 세트의 서브캐리어 간격(space)의 역(inverse)과 같은, 무선 통신 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, T1은 상기 변조된 시간 도메인 심볼 세트 내의 심볼들 사이의 시간 도메인 간격인, 무선 통신 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 서브캐리어 그룹은 2개 이상의 서브캐리어를 포함하고, T1 > T0인, 무선 통신 방법.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 서브캐리어 그룹은 동일한 수의 서브캐리어를 포함하는, 무선 통신 방법.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 개별 서브캐리어 그룹은 상이한 수의 서브캐리어를 포함하는, 무선 통신 방법.
제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 미사용 서브캐리어의 수는 상기 인접한 서브캐리어 그룹들 중 임의의 서브캐리어 그룹의 서브캐리어의 수와 같거나 더 큰, 무선 통신 방법.
제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파형 함수는 루트 상승(root-raised cosine) 코사인 함수, 상승 코사인 함수, 피스와이즈(piecewise) 함수, 또는 직사각형 함수를 포함하는, 무선 통신 방법.
제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파형 함수의 넌제로 함수 값들에 대응하는 독립 변수들 간의 최대 거리(span)가 T1보다 큰, 무선 통신 방법.
제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변조된 시간 도메인 심볼 세트는:
상기 시간 도메인 심볼 세트에서 개별 심볼을 반복하여 각각 S × T0의 시간 도메인 길이를 갖는 데이터 시퀀스를 취득하는 것 ― 여기서, S > 1임 ―;
상기 파형 함수의 함수 값과 상기 데이터 시퀀스를 각각 도트곱(dot-multiplying)하여 변조된 데이터 시퀀스를 결정하는 것; 및
상기 변조된 데이터 시퀀스를 중첩시켜 상기 변조된 시간 도메인 심볼 세트를 취득하는 것에 의해 결정되고, 상이한 변조된 데이터 시퀀스들 사이에 T1의 시간 도메인 갭이 추가되는, 무선 통신 방법.
제11항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시간 도메인 심볼 세트는 다중 캐리어 통신 시스템에서 사용되는 서브프레임 또는 리소스 블록 내의 심볼의 서브세트인, 무선 통신 방법.
제1항 내지 제22항 중 어느 하나 이상의 항에 기재된 방법을 구현하도록 구성된 프로세서를 포함하는 통신 장치.
프로세서에 의해 실행될 때에, 상기 프로세서로 하여금 제1항 내지 제22항 중 어느 하나 이상의 항에 기재된 방법을 구현하게 하는 코드가 저장된 컴퓨터 프로그램 제품.