ＯＦＤＭＡ 다중셀 네트워크에서의 지능형 복조 시스템들 및 방법들 document_id A220623053665

현재 대부분의 다중-셀 무선 통신 시스템들은 시분할다중접속(Time Division Multiple Access; TDMA) 또는 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access; CDMA) 기반이다. 이러한 무선 통신 시스템들에서, 특히 CDMA 기반시스템들은 단말기들이 디퍼링 코드(differing code)들을 사용하고 있으며, 단말기들은 인접하는 셀들로부터의 다른 간섭들뿐만 아니라, 종종 셀-내부(intracell) 간섭을 경험하고 듣게 된다. 본 명세서에서는, 다른 셀들로부터 수신되는 간섭을 셀간 간섭 또는 누설 신호라 부르도록 한다. 셀-내부 간섭은 단말기 자체, 또는 셀 내의 다른 단말기들의 송수신에 의해 생성될 수 있다. OFDMA는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 기술에 기반한 매우 유연한 다중-액세스 기법이다. OFDMA는 B3G(beyond 3 G) 세대 광대역 무선 시스템들을 위한 선택으로 우세한 다중-액세스 기법이다. OFDMA의 주된 이익들은 단순성, 높은 확장성, 정교한 세분성(fine granularity), 및 능력-달성 수행성(capacity-achieving performance)을 포함한다. OFDAM에서, 다중-액세스는 시간 도메인뿐만 아니라, 주파수 도메인에서도 수용된다. OFDMA는 상이한 단말기들이 상이한 서브채널들을 사용한다는 점에서 종래 주파수-분할 다중화(Frequency-Division Multiplexing; FDM)와 유사하다. 상이점은 스펙트럼이 할당되는 방식 및 신호들이 변조 및 복조되는 방식에 있다. OFDMA에서 우선권은 데이터 스트림을 포함하는 심볼들 및 채널들 중에서, 간섭 또는 혼선을 최소화하는데 주어진다. 일반적으로, 개별 채널들을 완성하는데는 중요성이 덜 하다. OFDMA는 예컨대, 5 MHz와 같은 초협대역폭을 사용한다. 셀 내의 각 단말기는 예컨대, 10 kHz와 같은 대역폭의 일정 부분을 사용할 것이다. OFDMA 대역은 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform; FFT) 기법들을 이용하여, 서브-캐리어들로 불리는 수많은 협대역들을 사용한다. 일반적인 OFDMA 시스템들은 많은 서브-캐리어들을 서브채널로 그룹핑한다. 예를 들어, 64 서브-캐리어들이 서브채널로 그룹핑될 수 있다. 셀 내에서, 모든 단말기는 셀 내의 다른 단말기들에 대해 겹치지 않는 방식으로 직교 서브채널들 중 서로 다른 세트를 사용할 것이다. 결과적으로, OFDMA에는 셀-내부 간섭이 거의 또는 전혀 없다. 이것이 OFDMA의 가장 큰 장점이다. 단말기들은 클린 채널을 가지며, 적응적 변조들을 이용하여, 단말기의 서브채널의 수신신호강도(Received Signal Strength Indication; RSSI) 등에 기초하여 가능한 신속하게, 전송할 수 있다. 그러나, OFDMA를 사용하는 다중-셀 시스템들에서 셀-내부 간섭은 없지만, 단말기는 단말기와 동일한 서브채널을 이용하는 다른 셀들로부터 간섭을 들을 수 있다. 전술한 바와 같이, 그러한 간섭은 셀-간(intercell) 간섭 또는 누설 신호라고 부르도록 한다. 일반적으로, 기존의 시스템들은 이러한 문제를 해결하기 위해 두 가지 범주의 해결책들 중 하나를 사용해왔다. 하나는 GSM(Global System for Mobile Communications) 시스템과 같이, 섹터화를 사용하는 것이며, OFDMA 기반 시스템들은 두 셀들로부터 섹터들을 서로 포인팅하기 위해, 상이한 안테나 패턴들을 세움으로써, 및/또는 상이한 주파수들을 이용함으로써 셀-간 간섭을 감소 또는 적어도 억제시키려 할 수도 있다. 그러나, 이러한 간섭 경감 기술은 임의의 특정 시간에 셀의 특정 영역에서 사용될 수 있는 서브채널들이 일반적으로 감소된다는 점에서, 전체 시스템 능력을 감소시킨다. 일반적 OFDMA 시스템들에서 셀-간 간섭을 경감시키기 위한 두번째 접근은 시간을 "호핑(hop)"하는 서버채널 패턴들을 사용하는 것이다. 이 서브채널은 시스템의 별개의 셀들에서 호핑 패턴들이 상이하게, OFDMA 대역의 5 Mhz 대역폭의 서브-캐리어들을 호핑할 수 있다. 이 방법에서 어느 정도의 소위 간섭 균분화가 달성된다. 실제로, 종종 동일한 서브-캐리어를 이용하는 상이한 셀들로부터의 단말기들에 대한 "다이렉트 히트(direct hit)"가 발생할 수도 있다. 그러나, 그 다음 시간 슬롯에서, 상이한 셀들은 상이한 호핑 패턴을 이용하기 때문에, 다이렉트 히트가 방지된다. 무작위화 된 "스무스(smoothed)" 간섭 패턴 결과는 다른 백그라운드 간섭과 같이 취급될 수도 있다. 그러나, 히트들이 전혀 없는 최상의 상황은 일반적으로 발생하지 않을 것이다. 따라서, 다이렉트 히트들이 연속되는 최악의 시나리오를 제거함으로써 히트들이 없는 최상의 시나리오가 이용 가능하지 않다는 점에서, 다중-셀 OFDMA 시스템들에 대한 후자의 종래 셀-간 간섭 경감 기술에 문제가 있다. 셀-간 간섭을 다루는 간섭 균분화 접근을 이용하는 몇몇 OFDMA 시스템들은 때때로 간섭을 함께 혼합하고, 때때로 간섭을 분리함으로써 간섭을 관리한다. 일반적으로, 간섭 균분화는 낮은 네트워크 용량의 비용으로 시스템의 최악의 성능을 향상시킨다.