KR100780872B1

KR100780872B1 - 무선 통신 시스템 내에서 선택된 다양성 레벨에서 데이터를통신하기 위한 장치 및 관련 방법

Info

Publication number: KR100780872B1
Application number: KR1020067003528A
Authority: KR
Inventors: 존 앤더슨 퍼거스 로스; 토마스 제이. 케니
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2007-11-30
Also published as: KR20060069466A; US20050048942A1; EP1658683A4; EP1658683A2; WO2005022360A2; CN1839559A; US7209714B2; WO2005022360A3

Abstract

1xEV-DV 통신 서비스와 같은 통신 서비스를 구현하기 위하여, 무선 통신 채널 상에서 통신되는 데이터 상에 원하는 레벨의 다양성을 선택적으로 도입하기 위한 장치, 및 관련 방법이 개시된다. 채널 컨디션에 응답하여, 다양성의 레벨이 선택되고, 다양한 레벨의 인코딩이 이용된다. 정합되는 인코더 및 디코더 장치들이 송신국 및 수신국 쌍을 제공한다. 인코더 장치는 구성 인코더 요소 및 관련된 인코더 요소들에 의하여 통신될 데이터를 인터리빙하기 위한 인코더 요소들을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 안테나 트랜스듀서 요소들이 선택적으로 이용되어 시간적 다양성에 추가하여 공간적 다양성을 제공한다.

Description

무선 통신 시스템 내에서 선택된 다양성 레벨에서 데이터를 통신하기 위한 장치 및 관련 방법{Apparatus, and associated method, for communicating data at selected levels of diversity in a radio communication system}

본 발명은 일반적으로, 고속 데이터 통신을 제공하는 셀룰러 무선 통신 시스템과 같은 통신 시스템에서, 데이터의 성공적인 통신을 용이하게 하기 위한 방법에 관련된다. 특히, 본 발명은 송신국에 의하여 수신국으로 감쇄(fading) 또는 다른 왜곡에 노출될 수 있는 채널을 통하여 통신되어야 할 데이터에 대해서 선택적으로 동작할 수 있는 장치 및 관련 방법에 관련된다. 채널 컨디션이 열악한 경우에 상기 데이터는 처리되어 데이터의 다양성(diversity)을 선택적으로 증가시킨다. 채널 인코더 장치가 송신국에 제공되고, 이에 상응하는 채널 디코더가 수신국에 제공된다. 사용된 다양성의 정도는 동적으로 선택되며, 다양성은 송신국 및 수신국 간에 형성된 통신 경로들의 비상관성을 가정하지 않은 상태에서 제공된다.

소정의 통신 시스템은 이격된 지점에 위치한 통신국들 간에 데이터 통신을 제공하기 위하여 동작한다. 적어도 하나의 통신국은 송신국을 형성하며, 적어도 하나의 다른 통신국은 수신국을 형성한다. 통신 채널은 송신국 및 수신국들을 상호 연결한다. 데이터는 송신국에 의하여 통신 채널을 통하여 수신국으로 통신된 다.

통신 시스템들의 다양한 타입들이 개발 및 채택되어 왔으며, 이들은 통신 서비스들의 상이한 타입들을 제공할 수 있다. 기술이 발전함에 따라서, 통신 시스템들의 신규한 타입들이 개발 및 채택되어 왔다. 기술이 연속적으로 발전하는데 더불어, 통신 시스템들의 추가적인 타입들이 개발 및 채택될 수 있으며, 이들은 구현될 수 있는 개선된 신규 통신 서비스들을 제공한다.

무선 통신 시스템은 통신 시스템의 일 타입이다. 무선 통신 시스템들의 다양한 타입들이 개발 및 채택되어 왔으며, 통신 서비스들의 다양한 타입들을 구현하여 왔다. 무선 통신 시스템들은 송신국 및 수신국 간에 형성된 무선 링크들에 의하여 정의되는 통신 채널들을 이용한다. 무선 통신 시스템을 채택함에 따라서, 송신국 및 수신국 간의 전체 경로를 통한 유선 연결을 설립하여야 할 필요성이 없어진다. 다시 말하면, 무선 링크 상에서 정의된 무선 통신 채널들을 이용하는 경로의 적어도 일부에 대해서, 유선 연결을 해야 할 필요성이 없어진다.

통신을 하기 위한 무선 통신 시스템을 사용하면 다양한 장점들을 획득할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템을 채택하기 위한 초기 비용은 일반적으로 상응하는 유선 통신 시스템을 설치하기 위하여 요구되는 비용에 비하여 적다. 다시 말하면, 무선 통신 시스템에 관련된 기간 구조(infrastructure)비용들은 일반적으로 상응하는 유선 통신 시스템에 기간 구조 비용에 비하여 일반적으로 저렴하다. 또한, 무선 통신 시스템은 이동 통신 시스템의 형태로서 구현되기에 적합한데, 이러한 이동 통신 시스템에서는 통신 시스템 내에서 동작하는 하나 또는 그 이상의 통신국들에게 통신 이동성(communication mobility)이 부여된다.

많은 무선 통신 시스템들 및 다른 무선 통신 시스템들은 디지털 통신 기술을 이용한다. 그리고, 통신 시스템들에 채택된 많은 기술적 진보들은 디지털 통신 기술들에 관련된 것이며 디지털 형태로서 데이터를 통신한다. 디지털 통신 기술들이 이용되면, 통신될 데이터는 우선 디지털 형태로 변환되어야 한다. 전형적으로, 그 이후에 디지털화된 데이터는 선택된 데이터 포맷 기술(data formatting scheme)에 따라서 데이터 패킷 또는 데이터 프레임으로 포맷화된다. 데이터는 송신국 및 수신국 간에 패킷 또는 프레임들을 전송함으로써 송신된다. 데이터를 패킷 또는 프레임들로 포맷화하기 때문에, 패킷들 또는 프레임들은 개별적으로 또는 이산 그룹의 형태로 통신될 수 있다. 또한, 수신국으로 배달되면, 데이터의 정보 콘텐트는 상기 패킷 또는 프레임 내에 포함된 데이터의 값들을 결정함으로써 복원된다.

이상적으로, 데이터는 왜곡이 없는 채널에서 통신됨으로써, 데이터의 값들이 수신국에 수신되면 무선 채널 상에서 송신국에 의하여 통신된 상기 데이터의 값들과 상응하여 동일하다. 그러나, 실제 시스템에서는, 감쇄(fading) 또는 다른 왜곡을 야기하는 컨디션들이 데이터가 채널 상에서 수신국으로 통신되는 동안에 데이터를 왜곡시킨다. 만일 값들이 현저하게 다르다면, 상기 데이터의 정보 콘텐트는 수신국에서 재생성될 수 있다. 감쇄 컨디션(fading conditions)은 다중 경로 컨디션(multipath condition)이라고도 불리는데, 이들은 데이터 자체 또는 그 일부의 값을 변경시킴으로써, 수신국에서 데이터가 검출되었을 때, 상기 데이터의 값들이 상기 송신국에 의하여 전송되었을 때의 상응하는 값들과 상이하게 된다.

감쇄에 의하여 야기된 왜곡을 보상하는 것은 다양한 기술에 의하여 시도된다. 예를 들어, 데이터의 다양성은 증가되어 데이터의 정보 콘텐트가 수신국에서 복원될 수 있는 확률을 향상시키기도 한다.

다양성의 하나의 타입은 시간 다양성(time diversity)이며, 송신국에 의하여 통신되는 데이터 내에 도입된다. 시간 다양성을 이용함으로써, 시간 리던던시(time redundancy)가 데이터에 도입된다. 시간 리던던시를 도입함으로써, 감쇄가 일어날 수 있는 채널 상에서 데이터가 통신되는 동안 상기 데이터의 일부가 손실되었을 경우, 상기 데이터의 정보 콘텐트를 복원할 수 없게 되는 가능성이 감소된다. 시간 다양성 기술은 감쇄와 전형적으로 관련되는 시간 분산(time variance)을 이용한다. 다시 말하면, 감쇄의 정도는 시간에 대한 함수로서 변경되며, 이러한 채널을 통하여 통신될 데이터에 도입된 시간 다양성은 리던던트 데이터의 일부가 수신국으로 배달될 가능성을 높인다.

공간 다양성(space diversity)이 사용되기도 한다. 공간 다양성 기술에서, 송신국은 수신국으로 통신되어야 하는 데이터를 송신할 송신 안테나들을 두개 또는 그 이상 이용한다. 송신 안테나들은 이격 거리(separation distances)에 의하여 이격되어 있으므로, 상기 송신 안테나들의 개벌적인 것들로부터 통신되어야 할 상기 데이터가 서로 상이한 통신 경로를 통하여 수신국으로 통신되도록 한다. 이격 거리를 적당히 선택함으로써, 데이터 간의 상관(correlation)이 잠재적으로 감소된다. 다중 송신 안테나들을 이용하는 시스템들은 다중 출력 시스템(multiple output system)이라고 불리기도 한다. 공간 다양성, 및 어느 경우에는 분극 (polarization) 다양성이 다중 송신 안테나들을 이용하는 시스템 내에 제공된다.

신규하고 제안된 통신 서비스들을 구현하기 위하여 통신되어야 하는 데이터 율 및 상응하는 데이터의 양이 증가한다면, 다중 출력 통신 시스템을 이용하여야 할 필요성은 현저하게 증가하게 되는데, 그 이유는 다중 출력 시스템의 전송률(throughput) 성능이 양호하기 때문이다. 데이터는 감쇄 또는 다른 왜곡을 야기하는 컨디션을 가지는 채널을 통하여 통신되어야 하기 때문에, 상기 데이터를 통신하는데 다양성을 이용하여야 할 필요성은 여전히 존재한다.

통신 컨디션에 따라서 통신되어야 할 데이터에 도입될 다양성의 양을 증가시키거나, 변경시키기 위하여 선택적으로 제공될 수 있는 개선된 방법이 존재한다면, 통신 방법을 개선하는 것 역시 가능하다.

본 발명의 현저한 개선 사항들이 효과를 발하는 것은 이와 같이 감쇄 또는 다른 왜곡을 야기하는 컨디션에서 통신 시스템 내에서 데이터를 통신하는데 관련된 배경 기술과 비교하여 판단하는 경우이다.

따라서, 본 발명은 바람직하게는 고속 데이터 통신을 제공하는 셀룰러 무선 통신 시스템과 같은 통신 시스템에서, 데이터의 성공적인 통신을 용이하게 하기 위한 방법에 관련된다.

본 발명의 일 실시예의 동작을 통하여, 감쇄 또는 다른 왜곡이 일어날 수 있는 채널 상에서 송신국에 의하여 수신국으로 통신되어야 하는 데이터를 선택적으로 처리할 수 있는 방법이 제공된다. 데이터는 통신 시스템이 작동하는 동안에 통신되어야 하는 데이터의 다양성 레벨을 선택적으로 변경할 수 있는 수단들에 의하여 처리되도록 야기된다. 채널 컨디션이 열악한 경우에, 데이터에 도입되는 다양성의 레벨은 증가된다. 또한, 채널 컨디션이 양호하면, 다양성 레벨은 감소된다.

송신국에 채널 인코더 장치가 제공됨으로써, 송신국에 의하여 수신국으로 통신되어야 하는 데이터를 채널 인코딩한다. 채널 인코더는 선택적으로 동작하여 송신국에 의하여 통신되어야 할 데이터 내의 시간 다양성을 생성한다. 채널 컨디션에 대한 지시자(indication)에 응답하여, 다양성 레벨은 선택적으로 증가되거나, 감소되거나, 또는 변경되지 않는다.

상응하는 채널 디코딩 장치가 수신국에 제공된다. 디코딩 장치는 데이터를 수신국으로 전송하는 송신국에 구현된 채널 인코더 장치와 유사하게 동작하지만, 이와 반대로 동작한다. 송신된 데이터 내에 증가된 레벨의 다양성이 추가되면, 수에 구현된 채널 디코더 장치는 이에 상응하도록 동작하여, 증가된 레벨의 다양성을 포함하여 송신된 데이터를 채널 디코딩한다.

본 발명의 일 측면에서, 다중 인코더 요소(multiple encoder elements)들이 사용되며, 이들은 개별적으로 동작하여 송신국에 의하여 통신되어야 하는 데이터의 표현(representation)을 인코딩한다. 인코더들의 개수는 데이터가 통신되어야 하는 채널의 채널 컨디션에 의존하여 사용되도록 선택된다. 채널 컨디션이 열악하면, 증가된 개수의 인코더들이 사용된다. 그리고, 채널 컨디션이 양호하면, 인코더들의 감소된 개수가 사용된다.

본 발명의 다른 측면에서, 개별 인코딩 요소들에 의하여 인코딩 되어야 하는 데이터의 표현들은 인터리빙됨으로써 인코더 요소들 중 적어도 선택된 요소들이 데이터의 인터리빙 표현(interleaved representations)들을 인코딩하도록 한다. 데이터의 표현들의 인터리빙 레벨은, 인터리빙된 데이터가 어느 인코더 요소에 적용되어야 하는지에 의존하여 상이하다. 인코더 요소들의 연속적인 요소들이 연속적으로 증가되는 데이터의 인터리빙 표현들을 수신하도록 적응된다. 본 발명의 일 실시예에서, 인터리버 요소는 인코딩되지 않은 형태의 데이터의 표현들을 수신하도록 적응되는 각 인코더 요소에 관련된다. 각 개별 인터리버는 상이한 방법으로, 자신에게 제공된 데이터의 표현들을 인터리빙하도록 동작한다. 이에 의하여, 개별 인터리버 요소에 의하여 관련된 인 요소들에 제공된 인터리빙된 데이터는 상이하다. 본 발명의 다른 실시예에서, 인터리버 요소들은 캐스캐이드된다(cascaded). 다시 말하면, 인터리버 요소들의 연속적 요소들이 다른 인터리버 요소에 의하여 형성된 인터리빙 값(interleaved value)들을 수신하도록 연결되도록, 개별 인터리버 요소들이 위치되며, 상기 인터리버 요소들의 개별 요소들에 의하여 수행되는 인터리빙 동작은 인터리버의 레벨을 증가시키고, 점진적으로 각 관련 인코더 요소에게 인코딩되어야 하는 개별 인터리빙 값들을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에서, 개별 인코더 요소들에 의하여 형성되는 인코딩 표현들(encoded representations)은 선택적으로 상호 다중화되고 하나 또는 그 이상의 송신 안테나 트랜스듀서에 적용된다. 얼마나 많은 송신 안테나들이 이용되어야 하는지에 대한 선택 및 인코딩 표현들이 어느 안테나 트랜스듀서에 적용되어야 하는지에 선택이 이루어진다. 하나 이상의 송신 안테나 트랜스듀서를 이용하면, 공간 다양성을 추가함으로써 송신되는 데이터의 다양성을 향상시킨다. 얼마나 많은 안테나 트랜스듀서들을 이용할 지에 대한 선택 및 인코딩된 데이터를 어느 안테나 트랜스듀서에 적용하여야 하는지에 대한 선택은 송신 데이터의 다양성을 변경할 수 있는 다른 방법을 제공한다.

그러므로, 다양성의 다양한 레벨들 중 모든 레벨이 송신국에 의하여 통신되어야 하는 데이터 내에 도입된다. 본 발명의 일 실시예에서, 다양성의 레벨의 동적 재선택 과정(dynamic reselection)은 수신국에 만족스럽게 데이터를 통신하는데 요구되는 다양성의 레벨이 변경될 경우에 이루어진다. 다양성의 레벨을 감소시킴으로써, 데이터 전송률(data throughput rate)이 감소된다.

수신국에 구현된 디코더 장치는 일반적으로 송신국에 구현된 인코더 장치에 의하여 수행되는 과정의 역 과정을 수행하도록 구성된다. 시간 다양성의 레벨이 증가되어 송신국에 도입된다면, 이에 상응하여 디코딩 요소도 동작하며, 디인터리빙 동작이 수행된다. 그럼으로써, 데이터의 정보 콘텐트가 복원된다.

그러므로, 이러한 측면들 및 다른 측면들에서, 무선 통신 시스템에 사용되기 위한 장치 및 관련 방법에 제공된다. 데이터는 송신국에 의하여 왜곡될 수 있는 채널을 통하여 수신국으로 전송된다. 정보 콘텐트의 재성성을 용이하게 하는 형식으로 데이터를 수신국으로 성공적으로 통신하게 하는 방법이 제공된다. 제1 구성 인코더(constituent encoder)는 송신국에 의하여 수신국으로 통신되어야 하는 데이터를 나타내는 값들을 수신하도록 적응된다. 제1 인코더는 자신에 수신된 값들을 인코딩하여 데이터의 제1 인코딩 표현을 형성한다. 적어도 제1 인터리버가 송신국에 의하여 통신되어야 하는 데이터를 나타내는 값들을 수신하도록 적응된다. 제1 인터리버는 자신에 수신된 값들을 인터리빙하여 적어도 제1 인터리빙 값들을 생성한다. 적어도 제2 구성 인코더가 상기 적어도 제1 인터리버에 의하여 생성된 제1 인터리빙 값들을 적어도 수신하도록 적응된다. 제2 구성 인코더는 제1 인터리빙 값들을 인코딩함으로써 데이터의 제2 인코딩 표현을 생성한다. 적어도 제1 안테나 트랜스듀서가 선택적으로 데이터의 제1 인코딩 표현 중 적어도 제2 표현의 선택된 하나를 선택적으로 수신하도록 적응된다. 상기 제1 및 적어도 데이터의 제2 표현들 중 어느 것을 선택할지 및 얼마나 많은 것을 적어도 제1 안테나 트랜스듀서가 수신하도록 선택할지에 대한 선택은 왜곡될 수 있는 채널의 통신 컨디션에 응답하여 이루어진다.

본 발명 및 본 발명의 기술적 사상에 대한 더욱 완전한 이해는, 다음과 같은 첨부 도면들, 본 명세서에 제공된 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명, 및 첨부된 청구의 범위를 이해함으로써 완전히 이루어질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예가 동작할 수 있는 통신 시스템의 기능적 블록도를 예시한다.

도 2는 도 1에 도시된 통신 시스템의 일부를 형성하는 인코더 장치의 기능적 블록도를 예시한다.

도 3은 도 1에 도시된 통신 시스템의 일부를 형성하는 디코더 장치의 기능적 블록도를 예시한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예의 동작에 관련된 방법의 단계들을 목록화하는 방법 흐름도를 예시한다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 부재 번호 10으로 표시되는 무선 통신 시스템은 통신 서비스를 구현하기 위하여 통신 세션 내에 포함된 통신국들의 잡합들 간에 확장된 무선 링크 상에 정의된 무선 채널을 통하여 데이터 송신을 제공한다.

예시적인 실시예에서, 통신 시스템은 고속 데이터 율 통신 서비스들을 제공하는 셀룰러 통신 시스템을 형성한다. 특히, 예시적인 실시예에서, 통신 시스템은 1xEV-DV 데이터 서비스를 제공하는 CDMA 2000 시스템의 파라미터들 및 프로토콜을 동작하도록 진술하는 동작 사양에 일반적으로 상응하여 동작가능한 셀룰러 통신 시스템을 형성한다.

후술하는 상세한 설명이 1xEV-DV 통신 서비스들을 제공하기 위한 CDMA 2000에 따르는 셀룰러 통신 시스템으로서 본 발명의 실시예에 대하여 통신 시스템의 예시적인 동작이 서술되는데, 통신 시스템들의 동작에 대한 설명 및 이러한 시스템 내에서 동작할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 대한 설명은 다른 표준에 따라서 동작할 수 있는 셀룰러 통신 시스템 내에 구현되는 실시예에 대해서도 설명될 수 있으며, 다른 무선 통신 시스템을 구성하기 위하여도 유사하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템은 GPRS(General Packet Radio Service) 또는 EDGE(Enhanced Data for GSM Evolution) 데이터 서비스들을 제공하기 위한 GSM(Global System for Mobile Communications) 동작 사양에 따라 동작하는 셀룰러 통신 시스템들은 물론 다른 셀룰러 동작 사양에 따른 셀룰러 통신 시스템들 및 다른 무선 통신 시스템들 을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 동작에 대한 상세한 설명은 이와 같은 다른 통신 시스템 내에서 동작하는 실시예에 대해서도 유사하게 설명될 수 있다.

통신 시스템이 다중-사용자 통신 시스템을 구성하지만, 두 개의 통신국들이 예시적인 목적으로 도 1에 도시된다. 제1 통신국(12)은 무선 기지국, 즉, 송수신 기지국(base transceiver station)을 형성하며, 이것은 통신 시스템의 네트워크 부분의 일부를 구성한다. 그리고, 제2 통신국은 이동국을 구성한다. 송수신 기지국 및 이동국은 송수신 기지국 및 이동국(12, 14) 간에 확장된 무선 공중망 인터페이스 상에 정의된 무선 채널들을 통하여 통신한다. 후술하는 상세한 설명은 본 발명의 일 실시예의 동작을 예시하는 것으로서, 이동국으로부터 발생된 데이터가 송수신 기지국으로 통신되는 과정에 대해서 설명한다. 본 발명의 실시예에 대한 유사한 동작 설명으로서, 송수신 기지국으로부터 발생된 데이터가 이동국으로 통신되는 과정에 대한 설명도 제공될 수 있다.

통신 시스템의 네트워크부분으로서, 상기 송수신 기지국이 그 일부를 형성하는 네트워크부는 기지국 제어부(base station controller, BSC, 18)도 포함한다. 기지국 제어부(BSC, 18)는 송수신 기지국들의 일군에 연결되는데, 본 명세서에서는 단일 기지국, 즉, 송수신 기지국(12)으로서 표시된다. 무엇보다도, 기지국 제어부(BSC, 18)는 기지국 제어부(BSC, 18)가 연결된 송수신 기지국들의 동작을 제어한다. 또한, 기지국 제어부(BSC, 18)는 무선 게이트웨이(GWY, 22)에 연결된다. 게이트웨이는 통신 시스템의 네트워크부의 다른 부분들로의 게이트웨이 또는 다른 부 분들로부터의 게이트웨이를 형성한다. 여기서, 게이트웨이는 인터넷 백본 또는 이와 같은 패킷 데이터 네트워크(PDN, 24)에 연결된다. 상대 엔티티(correspondent entity, CE, 26)는 패킷 데이터 네트워크(PDN, 24)에 연결된다. 상대 엔티티(CE, 26)는 무선 통신 시스템이 동작하는 동안에 통신된 데이터를 발생하거나 종결시키는 데이터 소스 또는 데이터 싱크(data sink)를 나타낸다. 예를 들어, 상대 엔티티(CE, 26)는 이동국 및 전화국(telephonic station) 등으로 통신되어야 하는 데이터를 소싱하는 컴퓨터 서버를 형성한다.

통신 시스템이 동작하는 동안에, 송수신 기지국 및 이동국 간의 데이터의 양방향 통신이 허용된다. 통신 시스템의 네트워크부에서 발생되는 데이터는 이동국으로의 무선 공중파 인터페이스의 순방향 링크 상에 정의되는 순방향 링크 채널들 상에서 통신된다. 그리고, 네트워크부로 통신되기 위하여 이동국에서 발생된 데이터는 상기 무선 공중파 인터페이스의 역방향 링크 상에서 정의된 역방향 링크 채널들 상에서 통신된다.

데이터의 양방향 통신을 구현하기 위하여, 송수신 기지국 및 이동국 각각은 통신 신호들을 포함하는 데이터를 송수신할 수 있는 무선 송수신 회로부(radio transceiver circuitry)를 포함한다. 이에 따라서, 송수신 기지국은 송신부(32) 및 수신부(34)를 포함한다. 이와 유사하게, 이동국은 송신부(36) 및 수신부(38)를 포함한다. 순방향 링크 채널 상에서 통신되는 데이터는 송수신 기지국의 송신부(32)에 의하여 상기 채널 상에서 송신되며, 이동국의 수신부(38)에 의하여 수신 및 처리된다. 이동국에 의하여 발생되고 역방향 링크 채널 상에서 통신된 데이터는 송신부(36)에 의하여 송신되며, 송수신 기지국의 수신부(34)가 역방향 링크 데이터를 검출 및 처리한다.

전술된 바와 같이, 감쇄 컨디션에 기인하는 것과 같은 왜곡은, 통신 시스템이 동작하는 동안에 송수신 기지국 및 이동국 간에 통신되는 데이터에 개입될 수 있다. 이러한 왜곡을 보상하기 위하여, 송신 다양성이 송신된 데이터의 다양성을 증가시키기 위하여 사용된다. 전형적으로, 데이터가 통신되는 통신 채널들의 감쇄 컨디션은 시간에 따라 변화한다. 이와 같은 감쇄 컨디션들의 시변 성질(time-varying nature) 때문에, 송신 데이터의 왜곡은 전형적으로는 일정하지 않으면, 오히려 시간의 함수로서 변화한다. 그러므로, 감쇄 컨디션의 시변 성질을 고려하지 않는 통상적인 다양성 기술 및 메커니즘들은 감쇄를 적절히 보상할 수 없거나 필요한 것보다 더 높은 레벨의 다양성을 도입함에 따라서 데이터를 비효율적으로 통신한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 송수신 기지국 및 이동국 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(44)를 포함한다. 이러한 장치의 구성 요소들은 도면에 기능적으로 도시된다. 다양한 요소들에 의하여 수행되는 기능들은 바람직한 방법에 의하여 구현되며, 예를 들어 처리 회로부에 의하여 수행될 수 있는 알고리즘의 형태로서 구현될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예의 동작은 이동국의 송신부 및 송수신 기지국의 수신부에 구현된 장치(44)에 관련하여 설명될 것이다. 이동국의 수신부 및 송수신 기지국의 송신부에 구현된 장치의 동작도 유사하다.

송수신 기지국의 송신부에 구현된 장치(44)는 인코더를 포함하며, 통신된 데 이터는 도 1에서는 선분 52를 통하여 상기 인코더에 인가된다. 선분 54 역시 인코더(48)로 확장된다. 선분 54는 무선 공중파 인터페이스 상에 정의된 채널들 상에 채널 컨디션의 지시자들을 적용하는 동작을 나타내거나 채널 컨디션의 분석 결과로서 생성되는 명령들을 나타낸다. 인코더에 적용되는 값들에 응답하여, 이동국에 의하여 통신될 데이터에 도입될 다양성의 양(amount of diversity)이 선택된다. 채널 컨디션이 열악하면, 증가된 레벨의 다양성이 제공된다. 그리고, 채널 컨디션이 양호하면, 감소된 레벨의 다양성이 이용된다. 예시적인 실시예에서, 이동국의 송신부에 의하여 송신된 데이터의 전달 외란(propagation disturbances)의 영향을 극복하기 위하여 시간적 및 공간적 다양성 모두가 적어도 선택적으로 제공된다. 통신 컨디션이 변화하면서, 선분 54에 의하여 생성된 값들도 이에 상응하여 변화되며, 송수신 기지국에 의하여 통신되어야 하는 데이터에 도입될 다양성의 레벨도 변화한다.

여기서, 인코더는 구성 인코더 요소(56) 및 하나 또는 그 이상의 인터리버(58)를 포함한다. 구성 인코더 요소(56)들은 상응하는 인터리버(58)의 동작과 함께 선택적으로 동작함으로써 자신에게 적용된 데이터를 인코딩하고 인코딩 표현들(encoded representations)을 생성한다.

상기 장치는 인코딩 표현들이 적용될 다중화기(62)를 포함한다. 그러면, 다중화기(62)는 자신에게 적용된 데이터를 역방향 링크 채널 상에서 송수신 기지국으로 통신하기 위하여 전기자기적 형식으로 트랜스듀싱하는 송신 안테나 트랜스듀서(64)들에 연결된다.

송수신 기지국의 수신부(34)는 인코더(48)의 동작과 유사하지만 이와 역의 관계로서 선택적으로 동작하는 디코더를 포함한다. 인코더(48)에 상응하여, 디코더는 구성 디코더 요소(66) 및 하나 또는 그 이상의 디인터리버(68)를 포함한다. 디코더(64)에 의하여 디코딩된 데이터는 수신부(34)의 다른 부분들에 제공되며, 수신부(34)에서 데이터의 정보 콘텐트를 복원한다. 또한, 디코더(64)에 지시자들이 제공됨으로써, 어떠한 방법으로 인코더(48)가 동작하는지에 대하여 디코더에게 알리고, 그럼으로써, 상응하는 인코더가 자신에게 적용된 데이터를 인코딩한 방법과 일반적으로 역의 관계를 이루는 방법으로 동작하도록 구현될 수 있도록 한다.

도 2는 장치(44)의 일부를 예시하며, 즉, 이동국의 송신부(36)에 구현된 장치의 일부를 예시한다. 인코더(48), 다중화기(62), 및 안테나(64)가 다시 예시된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 인코더는 n 개의 구성 인코더 요소들(56)을 포함하는 것으로 예시되고(도 2에서 n=4이다), n-1 개의 인터리버 요소들이 케스케이딩되며 상응하는 n-1개의 구성 인코더 요소들과 관련된다. 도 2에서, 인터리버 요소(58)의 대안적인 구성이 부재 번호 58'으로 표시되며, 도 2의 점선 내에 도시된다.

구성 인코더 요소들은 스위치 요소(74)를 통하여 다중화기(62)에 연결된다. 스위치(74)의 기능적 스위치들의 포지셔닝은 선분 54 상에 형성된 값들에 의존한다. 더 많은 다양성이 요구된다면, 더 많은 구성 인코더 요소들이 연결됨으로써, 구성 인코더 요소들에 의하여 수행되는 추가적인 인코딩이 이용될 수 있다. 선분 54 상에 생성되는 값들은 다중화기(62)의 동작의 한정사(determinative)이기도 하다.

74의 스위치 요소들의 포지셔닝 및 다중화기의 동작에 의존하여, 듀얼 안테나 또는 다른 안테나가 사용되거나, 단일 송신 안테나가 사용될 수도 있다. 채널 장애(channel impairments)를 극복할 필요가 있을 경우에는, 구성 인코더 요소들에 의하여 수행되는 인코딩 동작에 의하여 송신 다양성이 더욱 증가한다. 개별 안테나들에 의하여 정의되는 송신 경로들의 무상관(uncorrelation)이 가정되지 않는다. 그 대신에, 관련된 구성 인코더 요소들 이전에 상이한 터보 코드 인터리버(turbo code interleavers)들을 사용하면 송신 안테나들에 의하여 제공되는 공간/분극 다양성에 의하여 제공되는 비상관 정도를 넘는 추가적인 비상관(decorrelation)이 제공된다.

원본 정보, 즉, 통신되고 선분 52를 통하여 장치(44)에 적용될 데이터는 레벨 0 정보(level 0 information)이라고 도 2에 표시된다. 인터리버 요소들(J-K), 즉, 0-1, 1-2, 및 2-3 들 각각은 레벨 J로부터 데이터를 획득하고 획득된 데이터를 레벨 K에서 코딩하기 위하여 인터리빙하는 터보 인터리버들을 나타낸다. 예시적인 실시예에서, 단일 출력 송신 기법에서, 즉, 단일 송신 안테나만을 이용한 송신에서, 최상층(도시된 바에 따르면) 인터리버 요소인 In(0-1)(58)만이 사용된다. 예시적인 구성에서, 인터리버 요소들은 이전 레벨로부터의 데이터를 인터리빙한다. 점선으로 표시된 예시적인 실시예에서, 인터리버 요소들은 오리지널 레벨 0 정보를 인터리빙한다. 인터리빙되면, 인터리빙된 데이터는 관련된 인코더 요소로서, 예시적인 실시예에서는 CDMA 2000, 스프레드 스펙트럼 시스템, 릴리스 C의 물리적 계층 표준에 기술된 바와 같은 단순 재귀적 코드들(simple recursive codes)에 따라서 동작한다.

다중화기(62)는 어느 데이터가 송신 안테나에 제공되어야 하는지 선택하도록 동작한다. 본 발명의의 일 실시예에서, 다중화기는 또한 코드 비트(code bits)들을 펑쳐링한다. 그리고, 예시적인 실시예에서, 최상부(도시된 바에 따르면) 송신 안테나는 상위 2개의(도시된 바에 따르면) 구성 인코더 요소들에 의하여 형성된 코드 비트들을 수신하고, 제2 안테나 트랜스듀서는 하위 2개의(도시된 바에 따르면) 인코더 요소들에 의하여 생성된 코드 비트들을 수신한다.

도 3은 송수신 기지국의 수신부와 같은, 수신국에 구현된 장치(44)의 일부를 예시한다. 디코더가 다시 표시되는데, 도 3에서 디코더는 구성 디코더 요소들(66) 및 디인터리버 요소들(68)을 포함하는 것으로 도시된다. 또한, 코드 벡터 스위치(82)가 코딩된 데이터를 전달하는 것으로 표시되는데, 도 3에서는 선분 84를 통하여 개별 구성 디코더 요소들로 전달하는 것으로 도시된다. 코드 벡터 및 인터리버 제어 요 요소)도 도 3에 도시된다.

구성 디코더 요소들은 자신에게 적용된 성분 코드(component code)를 코드 벡터 스위치를 통하여 디코딩함으로써 일관적으로 데이터를 디코딩한다. 신호 송신 시그널링 기법이 이용될 경우, 단일 디인터리버 요소인 디인터리버 요소(1-0)가 이용된다. 다른 실시예에서, 다양성 송신에 기반한 코드가 디코딩되며, 예를 들어, 인터리버 시퀀스인 In(0-1), In(1-2), In(2-3), In(3-0), In(0-1)... 에 의하여 디코딩된다.

구성 디코더 요소는 자신에게 제공된 성분 코드 값들을 디코딩하여 비트 확 률 예측치(bit probability estimates)를 형성한다. 이전 디코더가 사용가능할 경우 이전 디코더로부터 전달된 비본질적 정보(extrinsic information)도 구성 디코더 요소들에 의하여 사용될 수 있다. 전형적으로, 디코더 요소는 성분 인코더에 의하여 인코딩된 정보의 확률 예측치를 연산하도록 설계된다. 본 발명의 일 실시예에서, 코드 벡터 스위치는 또한 송신국에서 코드 비트들로 펑쳐링된 바 있는 코드 비트들에 상응하는 코드 벡터들을 디펑쳐링(depuncture)한다.

도 4는 일반적으로 92라는 부재 번호로 표시된 방법을 예시하는데, 이 방법은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 동작하기 위한 것이다. 본 방법은 정보 콘텐트의 재생성을 용이하게 하는 형식으로 데이터를 수신국으로 성공적으로 통신하도록 하는 과정을 용이하게 한다.

우선, 블록 94로 표시된 바와 같이, 송신국에 의하여 통신될 데이터를 나타내는 값들이 제1 구성 인코더에서 인코딩되어 데이터의 제1 인코딩 표현들을 생성한다. 그러면, 블록 96으로 표시된 바와 같이, 송신국에 의하여 통신되어야 할 데이터를 나타내는 값들이 제1 인터리버에 의하여 인터리빙되어 적어도 제1 인터리빙 값들을 생성한다.

그러면, 블록 98로 표시된 바와 같이, 적어도 제1 인터리빙 값들이 인코딩되어 데이터의 제2 인코딩 표현들을 생성한다. 그리고, 블록 102로 표시된 바와 같이, 제1 인코딩 표현들이 적어도 제1 안테나 트랜스듀서로 적용되어 트랜스듀싱된다.

그러면, 블록 104로 표시된 바와 같이, 데이터는 무선 채널 상에서 수신국으 로 통신되어 그곳에서 처리된다.

통신 컨디션이 변화함에 따라서, 복수 개의 인코딩 동작 및 이에 상응하는 인터리버 동작들은 필요에 따라 변경될 수 있다. 통신 컨디션이 열화되면, 다양성의 감소된 개수의 레벨들이 사용되어 열악한 채널 컨디션의 효과에 대항한다. 그리고, 통신 컨디션이 개선되면, 데이터에 도입되는 다양성의 양이 감소되며, 따라서 송신률(throughput)을 개선한다.

전술된 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 제공된 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 예시적 설명에 의하여 한정되어서는 안된다. 본 발명의 기술적 사상은 다음과 같은 청구의 범위에 의하여 정의된다.

본 발명은 일반적으로, 고속 데이터 통신을 제공하는 셀룰러 무선 통신 시스템과 같은 통신 시스템에서, 데이터의 성공적인 통신을 용이하게 하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 본 발명은 송신국에 의하여 수신국으로 감쇄(fading) 또는 다른 왜곡에 노출될 수 있는 채널을 통하여 통신되어야 할 데이터에 대해서 선택적으로 동작할 수 있으며, 채널 컨디션이 열악한 경우에 상기 데이터는 처리되어 데이터의 다양성(diversity)을 선택적으로 증가시킨다. 사용된 다양성의 정도는 동적으로 선택되며, 다양성은 송신국 및 수신국 간에 형성된 통신 경로들의 비상관성을 가정하지 않은 상태에서 제공된다.

Claims

왜곡될 수 있는(susceptible to distortion) 채널 상에서 송신국에 의하여 수신국으로 데이터가 통신되는 무선 통신 시스템에서, 상기 데이터를 상기 데이터의 정보 콘텐트(informational content)의 재생성(recreation)을 용이하게 하는 형식(form)으로 상기 수신국으로 성공적으로 용이하게 통신하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는,

상기 송신국에 의하여 통신될 상기 데이터를 나타내는 값들을 수신하도록 적응되는 제1 구성 인코더(constituent encoder)로서, 수신된 값들을 인코딩하여 상기 데이터의 제1 인코딩 표현들(encoded representations)을 생성하기 위한 상기 제1 구성 인코더;

상기 송신국에 의하여 통신될 상기 데이터를 나타내는 상기 값들을 수신하도록 적응되는 적어도 하나의 제1 인터리버(interleaver)로서, 수신된 값들을 인터리빙하여 적어도 제1 인터리빙 값들(interleaved values)을 생성하기 위한 상기 제1 인터리버;

상기 적어도 하나의 제1 인터리버에 의하여 생성된 상기 제1 인터리빙 값들을 적어도 수신하도록 적응되는 적어도 하나의 제2 구성 인코더로서, 상기 제2 구성 인코더는 적어도 상기 제1 인터리빙 값들을 인코딩하여 상기 데이터의 제2 인코딩 표현들을 생성하기 위한 것이며, 상기 제2 인코딩 표현들은 상기 제1 인터리버에 의해 수행된 인터리빙에 응답하여 상기 제1 인코딩 표현들로부터 비상관인, 제2 구성 인코더; 및

상기 데이터의 제1 인코딩 표현, 상기 데이터의 제2 인코딩 표현 중 적어도 하나, 및 왜곡될 수 있는 상기 채널의 통신 컨디션(communication conditions)에 응답하여 각각 선택적으로 멀티플렉싱되는 상기 제1 인코딩 표현 및 상기 적어도 하나의 제2 인코딩 표현들을 포함하는 상기 데이터의 인코딩 표현 중 적어도 선택된 하나를 선택적으로 수신하도록 적응되는 적어도 하나의 제1 안테나 트랜스듀서(antenna transducer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 구성 인코더는 제1 재귀적 인코더(recursive encoder)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서,

상기 제2 구성 인코더는 제2 재귀적 인코더를 포함하며,

상기 제2 재귀적 인코더 및 상기 제1 재귀적 인코더는 상응하는 재귀 코드(recursive codes)에 따라서 동작되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 제2 구성 인코더는 재귀적 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 인터리버는 수신된 값들을 제1 인터리빙 레벨(interleaving level)로 인터리빙하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 제2 구성 인코더는 상기 제2 구성 인코더 및 적어도 하나의 제3 구성 인코더를 포함하며,

상기 제3 구성 인코더는 상기 데이터의 제3 인코딩 표현들을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제6항에 있어서,

상기 적어도 하나의 제1 인터리버는 상기 제1 인터리버 및 적어도 하나의 제2 인터리버를 포함하며,

상기 제2 인터리버는 상기 제1 인터리버에 의하여 생성된 상기 제1 인터리빙 값들을 수신하도록 적응되고,

상기 제2 인터리버는 수신된 값들을 인터리빙하여 제2 인터리빙 값들을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서,

상기 제3 구성 인코더는 상기 제2 인터리빙 값들을 수신하도록 적응되고,

상기 제3 인코딩 표현들은 상기 제2 인터리빙 값들에 응답하여 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제6항에 있어서,

상기 적어도 하나의 제1 인터리버는 상기 제1 인터리버 및 적어도 하나의 제2 인터리버를 포함하고,

상기 제2 인터리버는 상기 송신국에 의하여 통신될 상기 데이터를 나타내는 값들을 수신하도록 적응되며,

상기 제2 인터리버는 수신된 값들을 인터리빙하여 제2 인터리빙 값들을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 제1 안테나 트랜스듀서는 상기 제1 안테나 트랜스듀서 및 적어도 하나의 제2 안테나 트랜스듀서를 포함하며,

상기 제1 및 적어도 하나의 제2 안테나 트랜스듀서는 선택된 이격 거리(separation distance)에 의하여 분리되고,

상기 제2 안테나 트랜스듀서는 상기 데이터의 제1 인코딩 표현, 상기 데이터의 제2 인코딩 표현 중 적어도 하나, 및 각각 선택적으로 멀티플렉싱되는 상기 데이터의 제1 인코딩 표현 및 상기 제2 인코딩 표현들 중 상기 적어도 하나를 포함하는 상기 데이터의 인코딩 표현 중 선택된 하나를 수신하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서,

상기 제1 인코딩 표현들 및 적어도 하나의 제2 인코딩 표현들이 생성된 상기 제1 및 적어도 하나의 제2 구성 인코더들을, 선택적으로 각각 상기 제1 및 적어도 하나의 제2 안테나 트랜스듀서들 중 상기 제1 및 제2 선택된 안테나 트랜스듀서에 연결하기 위한 커넥터(connector)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 커넥터는,

상기 제1 및 적어도 제2 안테나 트랜스듀서들에 선택적으로 적용되는 상기 제1 인코딩 표현 및 적어도 제2 인코딩 표현들을 선택적으로 펑쳐링(puncturing)하기 위한 데이터 펑쳐러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
왜곡될 수 있는 채널 상에서 송신국에 의하여 수신국으로 데이터가 통신되는 무선 통신 시스템에서, 상기 채널 상의 통신에 후속하여 상기 수신국에서 수신된 상기 데이터를 처리하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는,

상기 수신국에서 수신된 상기 데이터의 표현들(representations)을 수신하도록 적응되는 제1 구성 디코더로서, 수신된 상기 데이터의 상기 표현들을 디코딩하여 제1 디코딩 데이터 값들을 생성하기 위한 상기 제1 구성 디코더;

상기 제1 구성 디코더에 의하여 생성된 상기 제1 디코딩 값들을 수신하기 위 하여 적응되는 적어도 하나의 제1 디인터리버(deinterleaver)로서, 상기 제1 디코딩 값들을 디인터리빙하여 제1 디인터리빙 값(deinterleaved value)들을 생성하기 위한 상기 제1 디인터리버; 및

상기 수신국에서 수신된 상기 데이터의 표현들 및 상기 제1 디인터리버에 의하여 생성된 제1 디인터리빙 값들을 수신하도록 선택적으로 적응되는 적어도 하나의 제2 구성 디코더로서, 수신된 표현들 및 제1 디인터리빙 값들로부터 제2 디코딩 데이터 값들을 생성하기 위한 상기 제2 구성 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서,

상기 제1 구성 디코더는 상기 제2 디코딩 값들을 수신하도록 더욱 적응되며,

상기 제1 디코딩 값들은 상기 제2 디코딩 값들에 더욱 응답하여 재귀적으로 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서,

상기 제1 디코딩 데이터 값들 및 상기 적어도 제2 디코딩 데이터 값들은 확률 예측치들(probability estimates)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
왜곡될 수 있는 채널 상에서 송신국에 의하여 수신국으로 데이터가 통신되는 무선 통신 시스템에서, 상기 데이터를 상기 데이터의 정보 콘텐트의 재생성을 용이하게 하는 형식으로 상기 수신국으로 성공적으로 용이하게 통신하기 위한 방법에 있어서,

상기 송신국에 의하여 통신될 상기 데이터를 나타내는 값들을 제1 구성 인코더에서 인코딩하여 상기 데이터의 제1 인코딩 표현들(encoded representations)을 생성하기 위한 단계;

상기 송신국에 의하여 통신될 상기 데이터를 나타내는 값들을 제1 인터리버에서 인터리빙하여 적어도 제1 인터리빙 값들을 생성하기 위한 단계;

적어도 상기 제1 인터리빙 값들을 인코딩하여 상기 데이터의 제2 인코딩 표현들을 생성하는 단계로서, 상기 제2 인코딩 표현들은 상기 인터리빙 동작 동안 수행된 인터리빙에 응답하여 상기 제1 인코딩 표현들로부터 비상관인, 제2 인코딩 표현 생성 단계; 및

상기 데이터의 제1 인코딩 표현, 상기 데이터의 제2 인코딩 표현 중 적어도 하나, 및 각각 선택적으로 멀티플렉싱되는 상기 제1 인코딩 표현 및 상기 제2 인코딩 표현들을 포함하는 상기 데이터의 인코딩 표현 중 선택된 하나를 적어도 하나의 제1 안테나 트랜스듀서에 적용하여 트랜스듀싱되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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제16항에 있어서,

상기 적용 단계가 수행되는 동안에 상기 표현들이 적용될 상기 적어도 하나의 제1 안테나 트랜스듀서는,

상기 제1 안테나 트랜스듀서 및 적어도 하나의 제2 안테나 트랜스듀서를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서,

상기 데이터를 상기 수신국에 송신하는 단계; 및

수신된 상기 데이터를 디코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.