KR102112291B1 - 단일 캐리어 블록 전송에서의 톤-별 확산을 이용한 채널 완화를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

단일 캐리어 블록 전송에서 톤-별 확산을 사용하여 다중 액세스 및 채널 완화를 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 수신기에서 역-확산 및 전송기에서 톤-별 확산의 방법에 있어서, 전송된 신호는 좋은 첨두 전력 대 평균 전력 비를 가지고 전송기는 서브-샘플된 레이트로 수신기에서 DFT 동작 둘 모두를 수행함으로써 매우 간단하게 행해진다. 또한, 톤-별 확산 방법은 단일 캐리어 블록 전송을 채용하여 많은 사용자 사이에서 다중 액세스를 제공하고, 모든 사용자는 동일한 대역폭을 공유한다. 다중 액세스 메커니즘의 경우에서, 개시된 방법은 전송기를 간단하게 만들수 있는 것과 같이 업링크에 대해 유용하고, 수신기에서 추가적인 복잡성은 베이스 스테이션 또는 액세스 포인트에 의해 일반적으로 수용될 수 있다.

Description

단일 캐리어 블록 전송에서의 톤-별 확산을 이용한 채널 완화를 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CHANNEL MITIGATION USING PER-TONE SPREADING IN SINGLE CARRIER BLOCK TRANSMISSIONS}
단일 캐리어 블록 전송에 관한 것이고 더 특별하게는 톤-별(per-tone) 확산을 이용하여 단일 캐리어 블록 전송에서의 다중 액세스(multiple access) 및 채널 완화(channel mitigation)에 관한 것이다.
단일 캐리어 블록 전송(SCBT: Single carrier block transmission)은 무선 통신에 대해 매우 매력적인 기술이다. SCBT는, SC-FDE(single carrier frequency domain equalization)의 형식으로 IEEE 802.11ad와 같은 새로운 표준으로 채택 및 또한 SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access)의 형식으로 LTE 릴리스 8 업링크(long term evolution release 8 uplink)에서 이것의 채택으로 명백하게 더욱더 중요해지고 있다. SCBT의 이점은, 비-선형 이퀄라이제이션 기술(non-linear equalization technique)을 사용하는 수신기에서 성능 향상 기능(performance enhancement capability), 전송 신호 특징 및 단순화된 송신기이다.
서브-밴딩(sub-banding)의 개념은 최근에 광 대역 시스템을 위해 개발되었다. 이 개념으로, 전력 절감이 초 광 대역(UWB: ultra wide band) 시스템에서 달성되었다. PANs(personal area networks)에 기반한 여러 기술들은, 높은 데이터 통신 레이트(high data communication rates)로 매체를 달성할 수 있는 어플리케이션(application)을 구축(build)하기 위해 이 대역을 활용한다. 서브-밴딩 방법에서, 500MHz(또는 이상)의 주어진 대역폭은 'N' 서브-밴드로 동등하게 분할된다. 다른 데이터 스트림 전송에 대해 다른 서브-밴드를 사용함으로써 데이터 통신 레이트를 증가시키고, 같은 데이터 스트림 전송에 대해 다른 서브-밴드를 사용함으로써 통신 성능을 향상시키기 위해, 이러한 'N' 서브-밴드는 채널 대역폭에 다중 사용자 액세스 제공하도록 이용될 수 있다.
또한, 서브-밴드 각각에서 전송된 데이터는 전송에 앞서 고유한 직교 코드(unique orthogonal code)와 결합된다. 데이터 스트림이 다중 사용자에게 전송되는 경우, 각 사용자에게 고유한 직교 코드가 이용된다. 다른 데이터 스트림이 동일한 사용자에게 전송되는 경우, 다른 데이터 스트림 각각에 고유한 직교 코드가 이용된다. 직교 코드가 모든 서브-밴드에서 전송되는 동일한 데이터 스트림에 적용되는 경우, 코드는 간섭 거부(interference rejection)를 위해 확산 시퀀스로 역할 한다. 직교 코드가 서브-밴드 각각에서 전송된 다른 데이터 스트림에 적용되는 경우, 그들은 다른 데이터 스트림을 운반하는 서브-밴드를 거부하기 위해 이용될 수 있다. 데이터 스트림과 더불어 직교 코드를 전송하는 방법은 하나 이상의 사용자 노드에서 수신기 복잡성의 감소를 또한 돕는다.
서브-밴드 초 광 대역(S-UWB)에서, 전송 장치는, 결정된 파라미터에 기초한 복수의 서브-밴드 신호를 생성하기 위한 복수의 서브-밴드 신호 생성기를 포함하고, 상기 복수의 서브-밴드 신호 각각은 확산 코드를 이용하는 변조된 비트-스트림 확산을 포함한다. 또한, 수신기 측에서, 서브-밴드 초 광 대역(S-UWB) 통신 시스템의 수신 장치는, UWB 채널을 통해 전송 장치로부터 복수의 서브-밴드 신호를 포함하는 S-UWB 신호 수신을 위한 아날로그 프론트 엔드(analogue front end)를 포함하고, 상기 복수의 서브-밴드 신호 각각은 확산 코드를 이용하는 변조된 비트 스트림 확산을 포함한다. 수신 장치는 서브-밴드 대역폭의 레이트로 S-UWB 신호를 샘플링하기 위한 샘플러를 또한 포함한다. 게다가, 수신 장치는, 비트 스트림 변조된 신호 레이트와 동일한 컷-오프 대역폭(cut-off bandwidth)으로 샘플된 S-UWB 신호를 필터링함으로써 샘플된 S-UWB 신호를 역-확산하기 위한 역-확산기(de-spreader)를 포함한다.
UWB 및 60GHz와 같은 광 대역 시스템에서 주요 전력 소비 블록은 수신기에서의 아날로그 디지털 컨버터(ADC: analog to digital convertor)이다. 또한, 광 대역 시스템에서, 열등한 첨두 전력 대 평균 전력 비(PAPR: peak to average power ratio) 특성의 문제였다. 이것은 광 대역 시스템에서 특히 심각하여 시스템의 통신범위 또는 성능을 제한한다.
위의 설명에 비추어, 모바일 폰과 같은 에너지가 제한되는 장치에서 특히 향상된 PAPR 특성을 가지는 광 대역 시스템에서의 채널 효과를 완화하기 위해, 수신기에서 주파수 도메인 역-확산 및 전송기에서 톤-별 확산을 채용하는 메커니즘을 가지는 것은 가치가 있다. 서브-밴드 기반 SC-FDE 시스템에 대해 확산 스펙트럼을 사용하는 다중 엑세스를 위한 방법을 가지는 것 또한 가치가 있다.
개시된 실시예들은 단일 캐리어 블록 전송에서 톤-별 확산을 사용하여 채널 완화를 위한 방법 및 시스템을 제공한다.
개시된 다른 실시예들은 SC-FDE 시스템에 대해 확산 스펙트럼을 이용하여 다중 액세스를 위한 방법을 제공한다.
개시된 또 다른 실시예들은 수신기에서 주파수 도메인 역-확산 및 전송기에서 톤-별 확산을 사용하여 서브-밴드 기반 단일 캐리어 블록 전송을 위한 방법 및 시스템을 제공한다.
일측에 따르면 톤-별 확산 기반 단일 캐리어 블록 전송을 위한 방법을 제공하고, 상기 방법은 전송기에서 변조된 심볼의 적어도 하나의 블록을 생성하는 단계, 변조된 심볼의 적어도 하나의 블록에 대한 상기 톤-별 확산 동작을 수행하는 단계 및 상기 전송기로부터 적어도 하나의 수신된 블록으로 수신기에 의해 주파수 도메인 역-확산을 수행하는 단계를 포함한다.
다른 일측에 따르면 톤-별 확산 기반 단일 캐리어 블록 전송을 위한 전송기를 제공하고, 상기 전송기는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하는 집적 회로(integrated circuit)를 덧붙인 변조기(modulator), 상기 회로 내에 컴퓨터 프로그램 코드를 가지는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서로 컴퓨터 프로그램 코드 및 상기 적어도 하나의 메모리는 상기 전송기가 변조된 심볼의 적어도 하나의 블록을 생성하고 변조된 심볼의 적어도 하나의 블록을 위한 상기 톤-별 확산 동작을 수행하게 한다.
또 다른 일측에 따르면 톤-별 역-확산 기반 단일 캐리어 블록 전송을 위한 수신기를 제공하고, 상기 수신기는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하는 집적 회로를 덧붙인 피드 포워드 이퀄라이저(feed forward equalizer), 상기 회로 내에 컴퓨터 프로그램 코드를 가지는 적어도 하나의 메모리, 상기 적어도 하나의 프로세서로 상기 컴퓨터 프로그램 코드 및 상기 적어도 하나의 메모리는 수신기가 전송기로부터 수신된 적어도 하나의 블록에 대해 주파수 도메인 역-확산 동작을 수행하게 한다.
개시되는 실시예들의 이러한 및 다른 면들은 동반되는 도면 및 다음의 설명과 함께 고려될 때 더 잘 이해되고 인식될 것이다. 그러나, 다음의 설명은 바람직한 실시예 및 그것의 많은 구체적 세부사항을 지시하긴 하지만, 설명의 방법으로 주어진 것이고 제한의 방법으로 주어진 것이 아님을 이해해야 한다. 많은 변경 및 수정은 그것의 본질에서 벗어나지 않고 개시되는 실시예의 범위 내에서 행해질 수 있고, 개시되는 실시예들은 모든 그러한 수정을 포함한다.
실시예들은 동반되는 도면에 도시되어 있고, 참조 문자는 다양한 도면에서 대응하는 부분을 지시한다. 개시되는 실시예들은 도면을 참조하여 다음의 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 일실시예에 따른, 서브-밴드 기반 SC-FDE 전송기의 블록도를 도시한다.
도 2는 일실시예에 따른, 전송기에서 톤-별 확산의 방법을 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른, 톤-별 확산을 위한 구조를 도시한다.
도 4는 일실시예에 따른, 서브-밴드 기반 SC-FDE 수신기의 블록도를 도시한다.
도 5는 일실시예에 따른, 다운링크(downlink)에서 톤-별 확산 기반 다중 액세스를 가진 SC-FDE 시스템의 전송기를 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른, 업링크(uplink)에서 톤-별 확산 기반 다중 액세스를 가진 SC-FDE 시스템의 전송기를 도시한다.
도 7은 일실시예에 따른, 톤-별 확산 기반 다중 액세스를 가진 SC-FDE 시스템의 수신기를 도시한다.
개시된 실시예들 및 그 세부 사항의 다양한 특징 및 이점은, 다음의 설명에 기재되고 동반되는 도면에 도시되는 제한되지 않는 실시예들에 대하여 더 자세히 설명된다. 잘 알려진 구성 요소 및 프로세싱 기술의 설명은 명세서의 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 생략된다. 명세서에서 이용된 예들은 단지 해당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 명세서의 실시예를 더 실시 가능하도록 하고 명세서의 실시예들이 실시될 수 있는 방법의 이해를 용이하도록 의도된다. 따라서, 예들은 명세서의 실시예의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
개시된 실시예들은 서브-샘플된 레이트로 광 대역 시스템에서 채널 효과를 완화하는 시스템 및 방법을 달성한다. 또한, 방법은 SC-FDE(single carrier frequency domain equalization) 시스템에 대해 확산 스펙트럼을 이용하여 다중 액세스(multiple access)를 제공한다. 개시된 방법 및 시스템은, 톤-별 확산과 주파수 도메인 역-확산, 다시 말해 서브-밴드 기반 SC-FDE 시스템 및 톤-별 확산을 사용하여 단일 캐리어 블록 전송에서 다중 액세스를 위한 시스템을 채용한다.
도면을 참조하면, 더 특별하게 도 1부터 도 7을 통해, 비슷한 참조 문자는 바람직한 실시예가 도시된 도면에 걸쳐 일관적으로 대응하는 특징을 표시한다.
도 1은 일실시예에 따른, 서브-밴드 기반 SC-FDE 전송기의 블록도를 도시한다. 명세서에 개시된 서브-밴드 SC-FDE 전송기에서, 전체 대역폭(B)은 복수의 서브-밴드로, 다시 말해 도면에 표시된 것처럼 서브-밴드 1, 서브-밴드 2 및 서브-밴드 N까지 분할된다. 다시 말해서, 전체 대역폭은 N 서브-밴드로 분할된다. 'B'는 이용 가능한 전체 대역 폭이고, 'N'은 상기 대역폭이 분할된 서브-밴드의 수인 경우, 그 때에 서브-밴드의 대역 폭은 B/N이다.
전송기에서, M-PSK(M-ary phase shift keying) 또는 M-QAM(M-ary quadrature amplitude modulation) 등과 같은 변조된 심볼은 각 서브-밴드에 대한 이진수로부터 생성된다. 그러한 심볼의 블록은 수신기에서 이용되는 FFT(fast Fourier transform)의 크기에 따라 형성된다.
이러한 블록들은 톤-별 확산 동작 대상이다. 다른 서브-밴드가 다른 데이터를 전송하거나 다른 서브-밴드가 다른 사용자를 전송하는 경우, 이용되는 시퀀스는 서브-밴드에 대해 고유하다. 또한, 주파수 다이버시티(frequency diversity)가 성능을 향상시키도록 이용되는 경우, 확산을 위해 이용되는 시퀀스(sequence)는 동일하다. 톤-별 확산의 개념은 도2 및 도 3에서 설명된다.
톤-별 확산 후에, 보호 구간 삽입(guard interval insertion)이 수행된다. 이러한 보호 구간은 별개의 전송이 서로 간섭하지 않는 것을 보장하기 위해 삽입된다. 이러한 전송은 다른 사용자 (TDMA에서 처럼)에게 속하거나 같은 사용자 (OFDM에서 처럼)에게 속할 수 있다. 보호 구간 삽입의 목적은 디지털 데이터가 통상적으로 매우 민감한 반사, 에코(echo) 및 전달 지연(propagation delays)에 대한 면역을 도입(introduce)하기 위함이다.
또한, 변조된 심볼의 이러한 블록들은 적절한 서브-밴드를 차지(occupy)하도록 변조된다. 일 실시예에서, 변조된 심볼의 이러한 블록들은 적절한 서브-밴드를 차지하도록 특정한 각 주파수(angular frequency)에 의해 멀티플라잉(multiply)된다. 또한, 서브밴드, 다시 말해 서브-밴드 1, 서브-밴드 2 등에서 서브-밴드 N까지의 이러한 결합은 가산기(adder)를 이용하여 결합되고, 그 후에 광 대역 채널을 통해 신호로서 전송된다.
일 실시예에서 개시된 전송기는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)과 비교하여 향상된 PAPR 특성을 제공한다. 또한, 전송기는 톤-별 확산을 사용함으로써 연관되는 DFT 동작이 없으므로 매우 간단하게 수행된다.
도 2는 일실시예에 따른, 전송기에서 톤-별 확산의 방법을 도시한다. 도면에서, Nb는 블록에서의 변조된 심볼의 수를 나타낸다. Ng는 보호 심볼의 수이다. 'D'는 변조된 데이터 심볼을 나타내고, 이에 반하여 G는 보호 심볼을 나타낸다.
톤-별 확산 방법은 변조된 심볼의 각 블록과 확산 시퀀스(spreading sequence)의 각 칩을 멀티플라잉하는 것(multiplying each block of modulated symbols with each chip of the spreading sequence)을 수반한다. 수신되는(incoming) 이진 데이터는 블록으로 분할되고, 각 블록은 데이터의 그룹을 홀딩(hold)한다. 도면에 도시된 것처럼, 'D'는 변조된 데이터 심볼을 나타낸다. 확산 코드의 길이를 'L'로 가정하면, 제1 칩과 모든 블록을 멀티플라잉 한다. 칩은 확산 코드의 단일 펄스를 나타낸다. 각 확산 코드는 복수의 펄스, 다시 말해 +1 또는 -1을 가지고, 그에 반하여 칩 레이트는 펄스가 전송되고 있는 레이트를 나타낸다. 예를 들어, 8 개의 칩, 다시 말해 c1, c2, c3등부터 c8까지 존재하는 경우, 그 때에 제1 블록과 c1을, 제2 블록과 c2를 등 및 그 다음에 제 8블록과 c8을 멀티플라잉한다. 또한, 제9 블록이 존재하는 경우(지속적으로 흐를(flow) 수 있는 수신 데이터가 있을 수 있다), 그 때에 제9 블록과 C1(제1 칩)을 멀티플라잉하고 동일한 절차를 반복한다.
다시 말해서, 톤-별 확산 동작은 수신 데이터를 다른 블록으로 분할하고, 블록과 다른 칩을 멀티플라잉하는 것을 수반한다. 각 블록은 칩으로 멀티플라잉된 모든 데이터 및 데이터 셋을 포함한다. 칩이 각 블록에서 다른 데이터로 멀티플라잉된 경우, 그 때에 이것은 톤-별 확산 동작을 나타낼 수 없다. 톤-별 확산의 방법을 달성하기 위해 데이터 셋을 가지는 각 블록과 칩을 멀티플라잉하는 것이 중요하다.
그런 이유로, 심볼의 각 블록은 확산 시퀀스의 칩으로 멀티플라잉되고, 그 후에 보호 구간이 삽입된다. 일 실시예에서, 삽입된 보호 구간은 주기적 전치부호(cyclic prefix), 제로의 패딩(padding of zeros) 또는 의사 잡음 시퀀스(pseudo noise sequence)일 수 있다. 이 방법에서, 변조된 심볼의 블록은 톤-별 확산 시퀀스의 모든 칩에 의해서 멀티플라잉된다. 변조된 심볼 블록의 그러한 멀티플리케이션 횟수는 확산 시퀀스의 확산 요인(spreading factor)(P)에 따라 수행된다. 그러한 동작은 프레임에서의 데이터 심볼의 하나 이상의 블록에서 수행된다. 도면에서 도시된 것처럼 톤-별 확산 칩은 +1 또는 -1일 수 있다. 톤-별 확산 동작을 수행하기 위해, (i)에서의 톤-별 확산 칩은 (ii)에서 변조된 심볼 블록으로 멀티플라잉되고, 도면에서 도시된 것과 같이 (iii)에서 도시된 원하는 출력을 얻는다.
도 3은 일실시예에 따른, 톤-별 확산에 대한 구조를 도시한다. 도 2에서 설명된 톤-별 확산 동작은 DFT(discrete Fourier transform) 및 IDFT(inverse discrete Fourier transform) 동작의 쌍 및 확산 동작을 이용하여 다른 방법으로 수행될 수 있다. 도면에서, 'D'는 변조된 데이터 심볼을 나타내고, 'G'는 보호 심볼을 나타내고 'F'는 DFT 출력 샘플을 나타낸다. 처음에, Nb 포인트 DFT 동작은 변조된 데이터 심볼의 블록에서 수행된다. DFT 출력의 각 심볼은 확산 시퀀스를 이용하여 확산된다. DFT 출력의 각 샘플에 대해 이용되는 확산 시퀀스는 동일하다. 각 톤에 따른 방법에서, 샘플의 수는 확산 요인에 따라 증가된다. Nb포인트 IDFT 동작은 모든 톤을 거친 제1 칩의 전체(ensemble)에서 수행되고 보호 구간이 도입된다. 도면에서 'm'의 값은 확산 시퀀스에 따라 모두 +1 또는 -1로 나타날 수 있다. 이전의 동작은 확산 요인에 따라 모든 톤을 거친 제2 칩의 전체, 모든 톤을 거친 제3 칩 등에서 수행된다. 이 동작 모두는, 도 2에서 설명된 것처럼 계산적으로 더 간단한 톤-별 확산으로 동등하게 수행될 수 있다. 실제로, 동등함은, Nb 포인트 DFT 출력의 각 샘플이 같은 확산 시퀀스로 확산되는 경우가 유일하다(true only).
톤-별 확산 및 보호 구간 삽입 후에, 심볼은 적절한 서브-밴드를 차지하도록 변조된다. 서브-밴드의 결합은 광-대역 채널을 통해 그 다음에 전송된다. 전송기에서 톤-별 확산 및 수신기에서 주파수 도메인 역-확산의 개시된 방법은 OFDM과 비교하여 향상된 PAPR 특성을 제공한다. 또한 전송기는 복잡한 DFT 동작이 수반되지 않으므로 매우 간단하다.
도 4는 일실시예에 따른, 서브-밴드 기반 SC-FDE 수신기의 블록도를 도시한다. 수신기에서, 아날로그 프론트 엔드 프로세싱 후에, ADC는 서브-밴드 대역폭(B/N)의 레이트에서 수신된 신호를 샘플링한다. 이 수신된 신호 밴드는 B/N으로 제한되고 제로로 중심이 되고, 앨리어싱된(aliased) 서브-밴드를 포함한다. 샘플링은 서브-밴드 레이트(B/N)로 ADC에 의해 행해진다. 그런 이유로, 샘플링 레이트는 감소되고, 모바일 폰과 같은 에너지가 제한된 장치에서의 전력 소비를 감소한다. 그런 이유로, 단일 캐리어 블록 전송에서의 수신기에서 ADC에 의한 서브-밴드 레이트로 샘플링하는 이 기술은 배터리로 구동되는 모바일 장치에서 전력 소비를 감소할 수 있다.
또한, 완벽한 동기화를 가정하면, 보호 구간 프로세싱은 주기적 전치부호의 이벤트(event)에 수신기에서 수행되거나 제로 패딩(zero padding)이 수반된다. 이 경우에서, 상기 구간은 폐기(discard)되고, DFT 동작은 수신된 심볼 블록에서 수행된다. 의사-잡음(PN: pseudo-noise) 시퀀스가 이용되는 경우에서, Nb+Ng 포인트의 DFT는 수행되고(take) 마지막 Ng 샘플은 DFT 수행 후에 폐기된다.
DFT 동작은 확산 요인과 동일한 수신된 심볼 블록의 수로 수행된다. 역-확산 동작은 DFT 출력의 각 톤을 따라 수행된다. 이것은 확산 시퀀스와 DFT 출력의 각 톤에 따른 샘플의 멀티플라잉을 수반한다. 그 후에, 심볼은 역-확산 동작을 완료하기 위해 더해진다. 확산 코드의 코릴레이션(correlation) 속성은 원하지 않은 서브-밴드가 제거되고 단지 관심 있는 서브-밴드만이 복구되는 것을 보장한다. 그러한 역-확산 동작은 모든 수신되는 심볼 블록에 대해 수행된다. 주파수 도메인 역-확산은, 각 톤에서의 채널 페이딩(fading)이 증가하는(multiplicative) 것과 같은 장점(advantageous)이 있고, 그런 이유로 역-확산 동작은 채널의 시간 분산 특성(time dispersive nature)에 의해 영향 받지 않는다.
역-확산 동작이 완료된 때, 하나의 탭 주파수 도메인 이퀄라이제이션(one tap frequency domain equalization)은 채널 계수의 추정을 이용하여 수행된다. 이퀄라이즈된 심볼은 그 이후에 심볼 검출 채널 디코딩(symbol detection channel decoding) 등과 같은 더 일반적인 수신기 프로세싱을 위해 보내진다. 또한, 복잡성의 비용에서 성능의 향상은 복조된 심볼의 이용 및 IDFT 동작 후에 시스템에 통합된 피드백 필터(feedback filter)를 사용함으로써 달성될 수 있다.
두 번의 DFT 동작이 수신기에서 요구됨에도 불구하고, 서브-샘플된 OFDM 기반 서브-밴드 시스템이 고려되는 경우 전체적인 복잡성은 눈에 띄게 감소된다. 서브-밴드 기반 SC-FDE 시스템의 경우에서, 서브-샘플된 레이트에서 두 번의 DFT 동작은 감소된 포인트의 수가 요구된다. 서브-샘플된 OFDM 시스템의 경우 풀 밴드 FFT가 요구되고 FFT 포인트의 전체적인 수는 또한 높다.
도 5는 일실시예에 따른, 다운링크에서 톤-별 확산 기반 다중 액세스를 가진 SC-FDE 시스템의 전송기를 도시한다. 일 실시예에서, 톤-별 확산의 방법은 단일 캐리어 블록 전송을 채용한 많은 사용자 사이에서 다중 액세스를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 단일 캐리어 블록 전송을 채용하는 모든 사용자는 같은 대역폭을 공유한다.
도면에 도시된 것처럼, 사용자, 다시 말해 사용자 1, 사용자 2등부터 사용자 N까지는 데이터 전송을 위해 같은 대역폭을 이용할 수 있다. 전송기에서, M-PSK 또는 M-QAM 등과 같은 변조된 심볼은 각 서브-밴드에 대한 이진수로부터 생성된다. 그러한 심볼의 블록은 수신기에서 사용된 FFT의 크기에 따라 형성된다. 이러한 블록은 톤-별 확산 동작의 대상이 된다. 다른 서브-밴드가 다른 데이터를 전송하거나 다른 서브-밴드가 다른 사용자를 전송하는 경우, 이용되는 시퀀스는 서브-밴드에 대해 고유하다. 톤-별 확산 후에, 보호 구간 삽입이 수행된다.
또한, 사용자 데이터는 광 대역 채널에서 전송되고 가산기를 이용하여 결합된다. 사용자는 직교 코드를 이용하여 서로 분리될 수 있다. 또한, 특정 사용자는 사용자의 코드를 이용하여 기지국(base station)으로부터 사용자의 데이터를 복구할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른, 업링크에서 톤-별 확산 기반 다중 액세스를 가진 SC-FDE 시스템의 전송기를 도시한다. 업링크의 경우, 단일 캐리어 블록 전송의 각 사용자는 독립적으로 기지국에 그의 데이터를 전송한다.
전송기에서, M-PSK 또는 M-QAM 등과 같은 변조된 심볼은 각 서브-밴드에 대한 이진수로부터 생성된다. 이러한 블록은 톤-별 확산 동작의 대상이다. 톤-별 확산 후에, 보호 구간 삽입이 수행된다. 또한, 수신기 측에서 각 사용자는 대응하는 기지국으로 도면에 도시된 것처럼 독립적으로 사용자의 데이터를 전송한다. 베이스 스테이션은 수신기 측에서 모든 사용자를 결합한다. 이 방법에서, 톤-별 확산의 방법은 단일 캐리어 블록 전송을 채용한 많은 사용자 사이에서 다중 액세스를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 업링크에서의 톤-별 확산 기반 다중 액세스의 방법은 SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템의 대안으로 이용될 수 있다. 모든 사용자는 같은 대역폭을 공유한다. 이 방법은 전송기를 간단하게 만들 수 있는 점에서 장점이 있고, PAPR은 단일 캐리어 변조 스킴(scheme)에서와 같이 낮게 만들어 진다. 또한, 성능은 동등한 OFDM 시스템과 비교하여 향상된다. 또한, 비 선형 이퀄라이제이션 방법은 성능 향상을 위해 악용될(exploit) 수 있다. 명세서에서 개시된 톤-별 확산 방법의 장점은 고 데이터 레이트에서의 업링크에 대해 해당한다. 이것은 모바일 장치일 수 있는 사용자의 장비가 일반적으로 배터리로 구동되고 그런 이유로 에너지가 제한되기 때문이다. 또한 액세스 포인트 또는 기지국은 요구에 따라 성능을 향상시키기 위해 증가되는 복잡성을 제공(afford)할 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른, 톤-별 확산 기반 다중 액세스를 가진 SC-FDE 시스템의 수신기를 도시한다. RF 프로세싱 후에, ADC는 적어도 나이퀴스트 레이트(Nyquist rate)로 밴드가 제한된 신호를 샘플링한다. 적절한 보호 구간 프로세싱 후에, DFT 동작은 확산 요인과 동일한 수신된 심볼 블록의 수로 수행된다. 역-확산 동작은 DFT 출력의 각 톤에 따라 수행된다.
톤-별 역-확산 동작은 같은 대역폭 내에서 원하지 않은 사용자로부터 원하는 사용자 신호를 분리하기 위해 채용된다. 역-확산 동작 후에, 하나의 탭 프리퀀시 도메인 이퀄라이제이션은 채널 계수의 추정을 이용하여 수행된다. 이퀄라이즈된 심볼은 그 이후에 심볼 검출 채널 디코딩 등과 같은 더 일반적인 수신기 프로세싱을 위해 보내진다. 이 경우에서, 2개의 DFT 동작이 수신기에서 수행됨에도 불구하고, 서브-샘플된 OFDM 기반 서브-밴드 시스템이 고려되는 경우, 전체적인 복잡성은 눈에 띄게 감소된다.
개시된 실시예들은 적어도 하나의 하드웨어 장치에서 실행되고, 요소들을 제어하기 위한 네트워크 관리 함수를 수행하는 적어도 하나의 소프트웨어를 통해 구현될 수 있다. 도 1부터 도 7을 통해 도시된 요소들은 하드웨어 장치 또는 하드웨어 장치 및 소프트웨어 모듈의 조합 중 적어도 하나일 수 있는 블록을 포함한다.
구체적 실시예들의 앞서 언급한 설명은 실시예들의 일반적 특성이 매우 충분히 드러날 것이고, 그래서 현재 지식을 적용함으로써 일반적인 개념으로부터 벗어나지 않고 다른 사람들이 다양한 어플리케이션에 대해 손쉽게 조정 및/또는 수정 할 수 있으므로 그러한 조정 및 수정은 실시예의 동등한 범위 및 의미 내에서 이해할 수 있을 것이다. 채용된 용어 또는 어법은 설명의 목적을 위한 것이고 제한의 목적을 위한 것이 아님이 이해될 것이다. 그러므로, 실시예들이 바람직한 실시예들의 면에서 설명되었지만, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 실시예들은 기술된 실시예들의 범위 및 본질 내에서 수정함으로써 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

Claims (20)

  1. 톤-별(per-tone) 확산 기반 단일 캐리어 블록 전송을 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
    전송기에서 변조된 심볼의 적어도 하나의 블록을 생성하는 단계;
    변조된 심볼의 적어도 하나의 블록에 대해 상기 톤-별 확산의 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 전송기로부터 수신된 적어도 하나의 블록에 대해 수신기에 의해서 주파수 도메인 역-확산 동작을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 역-확산 동작이 수행된 후에 상기 역-확산 동작이 수행된 적어도 하나의 블록에 대해 주파수 도메인 이퀄라이제이션이 수행되고,
    상기 톤-별 확산의 동작이 수행된 적어도 하나의 블록 간에는 보호 구간이 삽입되는, 단일 캐리어 블록 전송 방법.

  2. 제1항에 있어서,
    상기 방법은,
    서브-밴드 기반 단일 캐리어 블록 전송 및 상기 단일 캐리어 블록 전송에서의 다중 액세스 중 적어도 하나에서 상기 톤-별 확산을 수행하는,
    단일 캐리어 블록 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 톤-별 확산 동작은,
    상기 변조된 심볼의 적어도 하나의 블록과 확산 시퀀스 셋으로부터의 하나의 시퀀스의 각 칩을 멀티플라잉하는 단계를 포함하고,
    상기 시퀀스 셋은 서로 직교인
    단일 캐리어 블록 전송 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변조된 심볼과 상기 칩의 상기 멀티플리케이션 수는 상기 칩의 수와 동일한
    단일 캐리어 블록 전송 방법.
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 다중 액세스는,
    상기 수신기에서 상기 주파수 도메인 역 확산 및 상기 전송기에서 상기 톤-별 확산을 이용하여 다중 사용자를 지원하는
    단일 캐리어 블록 전송 방법
  7. 톤-별 확산 기반 단일 캐리어 블록 전송을 위한 시스템에 있어서,
    상기 시스템은,
    적어도 하나의 전송기 및
    적어도 하나 이상의 수신기
    를 포함하고,
    상기 시스템은,
    제1항 내지 제4항 및 제6항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성되는
    단일 캐리어 블록 전송 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 톤-별 역-확산 기반 단일 캐리어 블록 전송을 위한 수신기에 있어서,
    상기 수신기는,
    적어도 하나의 프로세서를 더 포함하는 집적 회로를 덧붙인 피드 포워드 이퀄라이저; 및
    상기 회로 내에 컴퓨터 프로그램 코드를 가지는 적어도 하나의 메모리
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 적어도 하나의 메모리가 가지는 상기 컴퓨터 프로그램 코드를 통해 상기 수신기가,
    전송기로부터 수신된 적어도 하나의 블록에 대해 주파수 도메인 상기 역-확산 동작을 수행하게 하고,
    상기 피드 포워드 이퀄라이저는, 상기 역-확산 동작이 수행된 후에 상기 역-확산 동작이 수행된 적어도 하나의 블록에 대해 주파수 도메인 이퀄라이제이션을 수행하고,
    상기 적어도 하나의 블록은,
    상기 전송기에서 톤-별 확산 동작이 수행된 후에 상기 적어도 하나의 블록 간에 보호 구간이 삽입되는
    단일 캐리어 블록 전송 수신기.

  13. 제12항에 있어서,
    상기 수신기는,
    서브-밴드 기반 상기 단일 캐리어 블록 전송 및 다중 액세스 기반 단일 캐리어 블록 전송 중 적어도 하나에서 상기 톤-별 역-확산을 수행하도록 구성되는
    단일 캐리어 블록 전송 수신기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상기 다중 액세스 기반 단일 캐리어 블록 전송에서 상기 전송기에 의해 삽입된 보호 구간 제거 후에, 상기 톤-별 역-확산을 수행하도록 구성되는
    단일 캐리어 블록 전송 수신기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 수신기는,
    확산 요인과 동일한 수신된 심볼 블록의 수로 상기 적어도 하나의 블록 상에서 DFT를 수행하도록 구성되는
    단일 캐리어 블록 전송 수신기.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상기 서브-밴드 기반 단일 캐리어 블록 전송에서 상기 톤-별 역-확산 동작 수행 전에, 적어도 하나의 서브-샘플된 서브-밴드를 형성하도록 상기 서브-밴드 대역폭에서 상기 전송기로부터 수신된 적어도 하나의 상기 서브-밴드를 샘플링하도록 구성되는
    단일 캐리어 블록 전송 수신기.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 수신기는,
    DFT 동작 후에 확산 시퀀스와 각 톤에 따라 변조된 샘플을 멀티플라잉하도록 구성되는,
    단일 캐리어 블록 전송 수신기.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 수신기는,
    모든 톤을 거쳐 모든 수신된 샘플에 대해 상기 역-확산 동작을 수행하도록 구성되는
    단일 캐리어 블록 전송 수신기.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 수신기는,
    이퀄라이징된 샘플을 획득하기 위해 상기 피드 포워드 이퀄라이저를 사용하여 상기 주파수 도메인에서 선형 이퀄라이제이션을 수행하도록 구성되는
    단일 캐리어 블록 전송 수신기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 수신기는,
    변조된 심볼을 디코딩하고 검출하기 위해 IDFT(inverse discrete Fourier transform)를 수행하도록 구성되는
    단일 캐리어 블록 전송 수신기.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9270324B2 (en) * 2012-11-16 2016-02-23 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Efficient generation of spreading sequence correlations using lookup tables
KR102399531B1 (ko) * 2015-06-03 2022-05-19 삼성전자주식회사 샘플링 클럭-오프셋 보상 방법 및 장치
US10985862B2 (en) * 2016-08-30 2021-04-20 Mediatek Inc. Wireless communicating method and associated electronic device
US10728853B2 (en) 2016-10-06 2020-07-28 Huawei Technologies Co., Ltd. Wake up radio frame with spectrum spreading based single carrier
US10523498B2 (en) 2016-12-23 2019-12-31 Sierra Nevada Corporation Multi-broker messaging and telemedicine database replication
US10263661B2 (en) * 2016-12-23 2019-04-16 Sierra Nevada Corporation Extended range communications for ultra-wideband network nodes
US10700907B2 (en) * 2017-07-12 2020-06-30 Qualcomm Incorporated Waveform for millimeter wave new radio

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040120274A1 (en) 2002-04-25 2004-06-24 Frederik Petre CDMA transceiver techniques for wireless communications

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU636190B2 (en) * 1991-01-21 1993-04-22 Nec Corporation Spread packet communication system
US6473418B1 (en) * 1999-03-11 2002-10-29 Flarion Technologies, Inc. Orthogonal frequency division multiplexing based spread spectrum multiple access
US6937665B1 (en) * 1999-04-19 2005-08-30 Interuniversitaire Micron Elektronica Centrum Method and apparatus for multi-user transmission
US7110349B2 (en) * 2001-03-06 2006-09-19 Brn Phoenix, Inc. Adaptive communications methods for multiple user packet radio wireless networks
US20030081538A1 (en) * 2001-10-18 2003-05-01 Walton Jay R. Multiple-access hybrid OFDM-CDMA system
JP3697714B2 (ja) * 2003-01-15 2005-09-21 ソニー株式会社 通信装置及び通信方法
US7561613B2 (en) * 2003-09-30 2009-07-14 Regents Of The University Of Minnesota Digital carrier multi-band user codes for ultra-wideband multiple access
EP1545083B1 (en) * 2003-12-19 2018-04-04 Proton World International N.V. Apparatus and method with reduced complexity for per tone equalization in a multicarrier system
EP1736011A4 (en) * 2004-04-15 2011-02-09 Qualcomm Inc MULTI-CARRIER COMMUNICATION PROCESS AND DEVICES
US8582548B2 (en) * 2005-11-18 2013-11-12 Qualcomm Incorporated Frequency division multiple access schemes for wireless communication
KR100987266B1 (ko) * 2007-02-14 2010-10-12 삼성전자주식회사 단일 반송파 주파수 분할 다중접속 시스템에서 제어정보 송수신 방법 및 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040120274A1 (en) 2002-04-25 2004-06-24 Frederik Petre CDMA transceiver techniques for wireless communications

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F. Adachi, "Frequency-Domain Equalization for Broadband Single-Carrier Multiple Access," IEICE TRANS. COMMUN., Vol.E92-B, No.5, May 2009(2009.05.)*

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