KR100522387B1 - 다중 반송파 전송용 송신기 및 다중 반송파 전송 방법 - Google Patents

다중 반송파 전송용 송신기 및 다중 반송파 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 다른 파일럿 채널과의 간섭을 고려하여 파일럿 채널을 무선 프레임에 할당하는 다중 반송파 전송용 송신기를 제공하는 것이다.
본 발명은 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간을 가진 복수의 부반송파를 전송하도록 구성된 다중 반송파 전송용 송신기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 송신기는 서로 직교하는 복수의 파일럿 심볼 패턴을 적어도 2개의 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간에 할당하도록 구성된 파일럿 심볼 할당부를 포함한다.

Description

다중 반송파 전송용 송신기 및 다중 반송파 전송 방법{TRANSMITTER FOR MULTI-CARRIER TRANSMISSION AND MULTI-CARRIER TRANSMITTING METHOD}
본 발명은 다중 반송파 전송용 송신기 및 다중 반송파 전송 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2002년 5월 16일자로 출원된 일본국 특허출원 제P2002-142114호에 기초하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 병합되었다.
근년에, 다중 반송파 전송을 이용하는 무선 전송 시스템이 광범위하게 연구되었다.
예로서, 무선 LAN의 표준인 "IEEE802.11a"는 다중 반송파 전송의 간단한 형태인 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 사용하여 수행될 무선 전송 시스템을 정의한다.
MC/DS-CDMA(Multi-carrier/Direct sequence-CDMA) 및 MC-CDMA(Multi-carrier-CDMA) 등 무선 접속 시스템이 다중 반송파 전송을 CDMA(Code Division Multiple Access)와 결합하는 무선 전송 시스템으로서 제안되었다.
도 1에 도시되듯이, MC/DS-CDMA에서, 확산 부호를 사용하여 데이터 심볼을 확산하는 확산 부호 승산부(131 내지 13n)는 확산된 데이터 심볼(칩)을 시간 베이스로 배열(맵핑)함으로써 DS-CDMA 신호를 생성하고, 복수의 DS-CDMA 신호를 부반송파 상에서 병렬 전송한다.
도 2에 도시되듯이, MC-CDMA에서는, 확산 부호를 사용하여 데이터 심볼을 확산하는 확산 부호 승산부(131 내지 13n)는 확산된 데이터 심볼(칩)을 복수의 부반송파에 배열(맵핑)하고, 배열된 데이터 심볼(MC-CDMA 신호)를 부반송파 상에서 병렬 전송한다.
이러한 방법으로, 다중 반송파 전송을 사용하는 무선 전송 시스템이 광범위하게 연구된 이유는 다중 반송파 전송이 송신기로부터 수신기로 방사되는 신호에 의해 복수의 전파 경로를 거쳐 야기되는 다중 경로 전파에 대해 내구력(tolerance)을 갖기 때문이다.
다중 경로 전파가 발생할 때, 수신기에 도달하는 지연된 신호가 먼저 수신된 신호와 간섭할 수 있다는 문제가 있다.
그러나, 다중 반송파 전송에서는, 심볼 길이가 길게 되고, 앞선 신호(예로서, 경로 #1 상의 심볼)와 지연된 신호(예로서, 경로 #L 상의 심볼) 사이의 지연이 도 3에 도시되듯이 심볼 길이보다 작게 된다. 따라서, 다중 경로 전파에 의해 야기된 간섭의 영향이 다중 반송파 전송에서 감소된다.
전송될 정보는 송신기로부터 송신된 신호의 진폭 또는 위상에 중첩된다. 따라서, 수신기는 전파 경로에서 발생된 진폭 및/또는 위상의 임의의 변화를 제거하고, 진폭 또는 위상에 중첩된 정보를 복원할 필요가 있다.
진폭과 위상이 송신기와 수신기에서 알려진 심볼 패턴(파일럿 심볼 패턴)을 송신기와 수신기 사이에서 전송하고, 전파 경로에서 발생된 진폭 및/또는 위상의 변화를 추정하는 방법이 알려져 있다.
따라서, 파일럿 심볼 패턴을 다중화하는 파일럿 채널의 구성이 다중 반송파 전송에서 매우 중요하다.
다중 반송파 전송에서의 파일럿 채널의 구성에 대해서, OFDM에서의 파일럿 채널의 구성이 JP2001-203665호에 기술되었고, MC/DS-CDMA에서의 파일럿 채널의 구성이 JP2001-244913호에 기술되었으며, MC/CDMA에서의 파일럿 채널의 구성이 JP2001-197037호에 기술되었다.
상기 문헌들은 파일럿 심볼 패턴을 시간 베이스, 주파수(부반송파) 또는 부호 중 적어도 한 방향으로 다중화하는 구성을 기술한다.
데이터 심볼을 시간 베이스 및 부반송파의 방향으로 2차원으로 확산하는 방법, 즉 데이터 심볼을 복수의 부반송파에서 복수의 심볼 구간에 걸쳐서 확산하는 방법이 시간 및 주파수 영역에서 동시에 확산하는 방법을 사용하는 "OFDM-CDMA(인스티튜트 오브 일렉트로닉스, 인포메이션 앤드 커뮤니케이션 엔지니어즈에 의해 발행된 기술 보고서 RSC-200-3 참조)"에 기술되었다.
그러나, 파일럿 채널의 종래의 구성은 무선 프레임 상에서 다중화되는 파일럿 채널 사이의 간섭의 영향이 고려되지 않았다는 문제점을 갖는다.
데이터 심볼을 시간 베이스 또는 부반송파 중 적어도 한 방향으로 확산하는 종래의 방법은 각각의 방법에서의 신호 전송 특성의 이점이 전파 경로의 상태에 크게 의존한다는 문제점을 갖는다.
상기 문제점을 감안하여, 본 발명의 목적은 다른 파일럿 채널과의 간섭을 고려하여 무선 프레임에 파일럿 채널을 할당하는 다중 반송파 전송용 송신기와 다중 반송파 전송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다중 반송파 전송을 위하여 송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태를 고려하여 확산 방법을 제어하는 다중 반송파 전송용 송신기와 다중 반송파 전송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 특징은 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간(duration)을 가진 복수의 부반송파를 전송하도록 구성된 다중 반송파 전송용 송신기에 있어서, 서로 직교하는 복수의 파일럿 심볼 패턴을 적어도 2개의 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간에 할당하도록 구성된 파일럿 심볼 할당부를 포함하는 다중 반송파 전송용 송신기로서 요약된다.
상기 다중 반송파 전송용 송신기에서, 상기 파일럿 심볼 할당부는 바람직하게는 할당된 파일럿 심볼 패턴의 수에 기초하여 파일럿 심볼 패턴의 길이를 변경한다.
상기 다중 반송파 전송용 송신기에서, 상기 파일럿 심볼 패턴은 바람직하게는 직교 가변 확산 계수(OVSF) 부호에 의해 구성된다.
상기 다중 반송파 전송용 송신기에서, 상기 파일럿 심볼 할당부는 바람직하게는 적어도 2개의 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간 내의 임의의 주어진 부분에 상기 파일럿 심볼 패턴을 할당한다. 상기 부분에 할당된 상기 파일럿 심볼 패턴은 서로 직교한다.
상기 다중 반송파 전송용 송신기에서, 상기 파일럿 심볼 할당부는 바람직하게는 소정수의 연속하는 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간에 상기 파일럿 심볼 패턴을 할당한다.
본 발명의 제2 특징은 복수의 심볼 구간을 가진 복수의 부반송파를 전송하도록 구성되며 확산부와 제어부를 포함하는 다중 반송파 전송용 송신기로서 요약된다. 상기 확산부는 부반송파의 방향에서 할당된 부반송파 확산 계수와 시간 베이스의 방향에서 할당된 시간 베이스 확산 계수를 사용하여, 심볼을 복수의 부반송파에서 상기 심볼 구간에 걸쳐 확산하고 전송하도록 구성된다. 상기 제어부는 다중 반송파 전송용 송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태에 기초하여 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수를 변경하도록 구성된다.
상기 다중 반송파 전송용 송신기에서, 상기 제어부는 바람직하게는 무선 채널이 상기 송신기와 수신기 사이에 설정될 때 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수를 변경한다.
상기 다중 반송파 전송용 송신기에서, 상기 제어부는 바람직하게는 전파 경로의 상태의 변화에 따라 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수를 변경한다.
본 발명의 제3 특징은 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간을 가진 복수의 부반송파를 전송하기 위한 다중 반송파 전송용 다중 반송파 전송 방법에 있어서, 서로 직교하는 복수의 파일럿 심볼 패턴을 적어도 2개의 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간에 할당하는 단계를 포함하는 다중 반송파 전송 방법으로서 요약된다.
상기 다중 반송파 전송 방법에서, 상기 파일럿 심볼 패턴의 길이는 바람직하게는 할당된 파일럿 심볼 패턴의 수에 기초하여 변경된다.
상기 다중 반송파 전송 방법에서, 상기 파일럿 심볼 패턴은 바람직하게는 직교 가변 확산 계수(OVSF) 부호에 의해 구성된다.
상기 다중 반송파 전송 방법에서, 상기 파일럿 심볼 패턴은 바람직하게는 적어도 2개의 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간 내의 임의의 주어진 부분에 할당된다. 상기 부분에 할당된 상기 파일럿 심볼 패턴은 서로 직교한다.
상기 다중 반송파 전송 방법에서, 상기 파일럿 심볼 패턴은 바람직하게는 소정수의 연속하는 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간에 할당된다.
본 발명의 제4 특징은 복수의 심볼 구간을 가진 복수의 부반송파를 전송하는 다중 반송파 전송 방법에 있어서, 부반송파의 방향에서 할당된 부반송파 확산 계수와 시간 베이스의 방향에서 할당된 시간 베이스 확산 계수를 사용하여, 심볼을 복수의 부반송파에서 상기 심볼 구간에 걸쳐 확산하고 전송하는 단계, 및 다중 반송파 전송용 송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태에 기초하여 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수를 변경하는 단계를 포함하는 다중 반송파 전송 방법으로서 요약된다.
상기 다중 반송파 전송 방법에서, 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수는 바람직하게는 무선 채널이 상기 송신기와 수신기 사이에 설정될 때 변경된다.
상기 다중 반송파 전송 방법에서, 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수는 바람직하게는 전파 경로의 상태의 변화에 따라 변경된다.
(본 발명의 제1 실시예)
도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 구성은 파일럿 심볼 할당부(17)가 파일럿 심볼 패턴을 할당한다는 점을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 구성과 동일하다.
도 4에 도시되듯이, 제1 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기는 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간으로 구성되는 무선 프레임을 복수의 부반송파 #1 내지 #8 상에서 송신한다.
본 설명에서, "파일럿 심볼"은 "+1" 또는 "-1"의 값을 취하는 1 비트 정보를 지칭하고, "파일럿 심볼 패턴"은 복수의 파일럿 심볼로 구성되는 정보를 지칭한다. 도 5에 도시되듯이, 예로서, 파일럿 심볼 패턴은 파일럿 심볼 패턴 #1 "+1, +1, +1, +1, +1, +1, +1, +1" 등을 포함한다. 이 파일럿 심볼 패턴은 임의의 길이의 심볼 구간을 가질 수 있다. 예로서, 파일럿 심볼 패턴 #1은 8개의 심볼 구간을 갖는다.
본 설명에서, "직교"라는 용어는 2개의 파일럿 심볼 패턴 사이에서 서로 대응하는 파일럿 심볼끼리 승산하고, 승산된 결과를 합산한 값이 "0"인 것을 뜻한다. 도 5에서, 예로서, 파일럿 심볼 패턴 #1 "+1, +1, +1, +1, +1, +1, +1, +1"은 파일럿 심볼 패턴 #2 "+1, -1, +1, -1, +1, -1, +1, -1"에 직교한다. 본 설명에서, "직교 파일럿 심볼 패턴"은 서로 직교하는 파일럿 심볼 패턴을 지칭한다.
도 4에서, 시간 베이스의 방향에서 파일럿 심볼이 다중화될 수 있는 파일럿 심볼 구간은 4 심볼 구간의 길이를 갖는다.
도 4에서, 파일럿 심볼 할당부(17)는 파일럿 심볼 구간에 파일럿 심볼을 할당하고, 데이터 심볼 구간에 데이터 심볼을 할당할 수 있다.
각각의 무선 프레임에서 4 심볼 구간만의 길이를 가진 심볼 구간이 있으므로, 종래 기술에 따른 파일럿 심볼 할당부(17)는 무선 프레임 상에서 4 심볼 구간의 길이를 가진 파일럿 심볼 패턴만 다중화할 수 있어서, 4가지 형태보다 많은 파일럿 심볼 패턴을 할당할 수 없다.
반면에, 제1 실시예에 따른 파일럿 심볼 할당부(17)는 복수의 부반송파(예로서, 2개의 부반송파)에서 복수의 직교 파일럿 심볼 패턴을 파일럿 심볼 구간에 할당할 수 있어서, 제1 실시예에 따른 파일럿 심볼 할당부(17)는 4 심볼 구간의 길이를 가진 파일럿 심볼 구간이 있을 때 8 심볼 구간의 길이를 가진 직교 파일럿 심볼 패턴을 할당할 수 있어서, 최대 8가지 형태의 직교 파일럿 심볼 패턴을 할당할 수 있다.
특히, 셀룰러 시스템에서 기지국이 복수의 안테나를 사용한 지향성 빔 송신을 각각의 이동국에 적용하는 경우에, 전용 파일럿 채널(파일럿 심볼 패턴)은 매 이동국에 대해 요구된다. 따라서, 제1 실시예에 따르면, 다중화된 직교 파일럿 심볼 패턴의 수가 증가될 수 있고, 기지국과 이동국 사이의 무선 채널의 수가 증가될 수 있다는 이점이 있다.
도 4는 2개의 부반송파에서 파일럿 심볼 구간에 반복적으로 할당된 8 심볼 구간을 가진 직교 파일럿 심볼 패턴의 예를 도시한다.
제1 실시예에 따라, 직교 파일럿 심볼 패턴이 복수의 부반송파 #1 내지 #8에서 파일럿 심볼 구간에 할당되고, 직교 파일럿 심볼 패턴의 길이는 더욱 길어져, 다중화될 수 있는 직교 파일럿 심볼 패턴의 수가 증가되게 한다.
직교 파일럿 심볼 패턴이 복수의 부반송파 #1 내지 #8에 할당되는 경우에, 다중 반송파 전송용 수신기에서 수신된 파일럿 채널 사이의 직교성의 붕괴를 감소시키기 위해서 부반송파 #1 내지 #8 전파 경로의 상태의 변동 사이의 상관(correlation)이 클 필요가 있다. 복수의 부반송파를 사용하는 다중 반송파 전송 시스템에서, 파일럿 채널 사이의 직교성의 붕괴의 영향을 감소시키기 위해서 인접 부반송파에서의 전파 경로의 상태의 변동 사이의 상관이 크다.
따라서, 제1 실시예에 따르면, 직교 파일럿 심볼 패턴을 무선 프레임에 다중화하는 것이 가능하여, 무선 프레임에서의 파일럿 심볼 패턴에 의해 야기되는 간섭의 영향을 감소시킨다.
더욱이, 제1 실시예에 따르면, 파일럿 심볼 할당부(17)는 복수의 부반송파에서 복수의 파일럿 심볼 패턴을 파일럿 심볼 구간에 할당하여, 각각의 부반송파에서의 파일럿 심볼 구간의 수가 제한될 때, 다중화될 수 있는 파일럿 심볼 패턴의 길이를 더욱 길게 하고, 다중화될 수 있는 파일럿 심볼 패턴의 수를 증가시키고, 송신기와 수신기 사이에 설정될 수 있는 무선 채널의 수를 증가시킨다.
도 5는 제1 실시예에 따른 파일럿 심볼 할당부(17)에 의해 할당된 8 심볼 구간(4 심볼 구간 x 2 부반송파)의 길이를 가진 직교 파일럿 심볼 패턴의 예를 도시한다.
도 5는 8가지 형태의 직교 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #8을 도시한다. 제1 실시예에 따른 파일럿 심볼 할당부(17)는 8가지 형태의 직교 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #8을 부반송파 #1 내지 #i+1에서 8 파일럿 심볼 구간에 걸쳐 다중화할 수 있다.
(본 발명의 제2 실시예)
도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기 구성은 제1 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 구성과 동일하다.
제2 실시예에서, 각각의 부반송파 #1 내지 #8에 4심볼 구간의 길이를 가진 파일럿 심볼 구간이 있고, 할당될 직교 파일럿 심볼 패턴은 제1 실시예의 직교 파일럿 심볼 패턴과 동일하다.
제2 실시예에 따른 파일럿 심볼 할당부(17)는 할당된 파일럿 심볼 패턴의 수에 기초하여 파일럿 심볼 패턴의 길이를 변경할 수 있다.
구체적으로 말해서, 파일럿 심볼 할당부(17)는 도 6에 도시되듯이 4 또는 8 심볼 구간의 길이를 가진 직교 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #8을 소정의 순서로 1 또는 2 부반송파 #1 내지 #i+1에 할당할 수 있다.
도 6에 도시되듯이, 파일럿 심볼 할당부(17)는 다중화된 파일럿 채널(파일럿 심볼 패턴)의 수가 4 이하일 때에 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #4를 사용하여 1 부반송파 #i 또는 #i+1에 걸쳐 4 심볼 구간에서 파일럿 심볼 패턴을 직교화할 수 있다.
한편, 파일럿 심볼 할당부(17)는 다중화된 파일럿 채널(파일럿 심볼 패턴)의 수가 8 이하일 때 파일럿 심볼 패턴 #5 내지 #8을 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #4에 합산함으로써 2개의 부반송파 #i 및 #i+1에 걸쳐 8 심볼 구간에서 파일럿 심볼 패턴을 직교화할 수 있다.
도 7은 직교 파일럿 심볼 패턴의 일반적인 예로서 직교 가변 확산 계수(OVSF)를 도시한다. OVSF 부호는 "IEICE 트랜잭션즈 온 커뮤니케이션즈, 볼륨. E81-B, 넘버 4, 페이지 777-784, 1998년 4월에 기고된 고이찌 오카와 및 후미유키 아다치의 코우히어런트 DS-CDMA 모바일 레이쇼우(mobile ratio)를 위한 직교 다중 확산 계수 부호를 사용하는 직교 순방향 링크"에 기술되었다.
제2 실시예에 따른 파일럿 심볼 할당부(17)는 도 7에 도시된 OVSF 부호의 계층에 기초하고 또한 다중화된 파일럿 채널의 수에 기초하여 할당될 직교 파일럿 심볼 패턴을 선택함으로써 몇 개의 부반송파를 사용하여 몇 개의 다중화된 파일럿 채널을 서로에 대해 직교화할 수 있다. 다중화된 파일럿 채널의 수가 크게 되면, 파일럿 심볼 할당부(17)는 다중화된 파일럿 채널을 더욱 많은 부반송파를 사용하여 서로에 대해 직교화할 수 있다.
파일럿 심볼 할당부(17)는 OVSF 부호의 계층에 기초하여 다중화된 파일럿 채널의 수를 8 이상으로 증가시킬 수 있다.
(본 발명의 제3 실시예)
도 8을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예가 설명된다. 제3 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 구성은 제1 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 구성과 동일하다.
도 8에 도시되듯이, 제3 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 파일럿 심볼 할당부(17)는 도 5에 도시된 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #8을 부반송파 #1 내지 #6 중 적어도 2개의 부반송파에서 파일럿 심보 구간내의 임의의 주어진 부분에 할당한다.
도 8에서, 파일럿 심볼 할당부(17)는 도 5에 도시된 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #8을 소정의 수(예로서, 2)의 연속하는 부반송파 내의 파일럿 심볼 구간에 할당하도록 구성된다.
동일한 부분 #A 및 #B에 할당된 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #8은 서로 직교한다.
부분 #A는 부반송파 #1 내의 파일럿 심볼 구간 #1 내지 #4 및 부반송파 #1에 연속하는 부반송파 #2 내의 파일럿 심볼 구간 #1 내지 #4로 구성된다.
부분 #B는 부반송파 #2 내의 파일럿 심볼 구간 #1 내지 #4 및 부반송파 #2에 연속하는 부반송파 #3 내의 파일럿 심볼 구간 #1 내지 #4로 구성된다.
즉, 부분 #A 및 #B는 둘 다 시간 베이스의 방향에서 4 심볼 구간과 부반송파의 방향에서 2 심볼 구간으로 구성된다.
도 8에 도시되듯이, 부분 #A(또는 #B)에 할당된 파일럿 심볼 패턴 #1 "+1, +1, +1, +1, +1, +1, +1, +1"과 부분 #A(또는 #B)에 할당된 파일럿 심볼 패턴 #2 "+1, -1, +1, -1, +1, -1, +1, -1"은 서로 직교한다.
제3 실시예에 따르면, 임의의 2개의 부반송파를 직교화하는 것이 가능하여, 각각의 부반송파 내의 전파 경로의 변화를 추정할 수 있게 한다.
(본 발명의 제4 실시예)
도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예가 설명된다. 제4 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 구성은 제1 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 구성과 동일하다.
도 9에 도시되듯이, 제4 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 파일럿 심볼 할당부(17)는 도 6에 도시된 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #4를 부반송파 #1 내지 #6 중 적어도 2개의 부반송파 내의 파일럿 심볼 구간에서 임의의 주어진 부분(예로서, #D)에 할당한다.
도 9에서, 파일럿 심볼 할당부(17)는 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #4를 파일럿 심볼 구간에서 부분 #C 및 #D에 할당한다.
동일한 부분 #C 및 #D에 할당된 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #4는 서로 직교한다.
부분 #C는 부반송파 #1에서 파일럿 심볼 구간 #1 내지 #4로 구성된다. 즉, 부분 #C는 시간 베이스의 방향에서 4 심볼 구간과 부반송파의 방향에서 1 심볼 구간으로 구성된다.
부분 #D는 부반송파 #1 내의 파일럿 심볼 구간 #1 내지 #2 및 부반송파 #1에 연속하는 부반송파 #2 내의 파일럿 심볼 구간 #1 내지 #2로 구성된다. 즉, 부분 #D는 시간 베이스의 방향에서 2 심볼 구간과 부반송파의 방향에서 2 심볼 구간으로 구성된다.
도 9에 도시되듯이, 예로서, 부분 #C(또는 #D)에 할당된 파일럿 심볼 패턴 #1 "+1, +1, +1, +1"과 부분 #C(또는 #D)에 할당된 파일럿 심볼 패턴 #2 "+1, -1, +1, -1, +1, -1, +1, -1"은 서로 직교한다.
제4 실시예에서, 파일럿 심볼 할당부(17)는 도 9에 도시되듯이 시간 베이스의 방향에서 4 심볼 구간을 사용하여 임의의 2개의 파일럿 심볼 패턴을 직교화하고, 시간 베이스의 방향에서 2 심볼 구간과 부반송파의 방향에서 2 심볼 구간을 사용하여 임의의 파일럿 심볼 패턴을 직교화하도록 파일럿 심볼 패턴 #1 내지 #4를 할당할 수 있다.
제4 실시예에 따라, 도 10에 도시되듯이, 무선 프레임이 2개의 슬롯을 포함하고 2개의 파일럿 채널이 각각의 채널에서 다중화될 때, 무선 프레임에서 시간 베이스의 방향에서 4 심볼 구간을 사용하여 임의의 2개의 파일럿 심볼 패턴을 직교화하고, 시간 베이스의 방향에서 2 심볼 구간과 부반송파의 방향에서 2 심볼 구간을 사용하여 임의의 2개의 파일럿 심볼 패턴을 직교화 하는 것이 가능하다. 따라서, 4 이하의 직교 파일럿 심볼 패턴이 도 10의 예에서 사용될 수 있다.
(본 발명의 제5 실시예)
도 11 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예가 설명된다. 도 11은 제5 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 개략적 구성을 도시한다. 다중 반송파 전송용 송신기는 복수의 심볼 구간을 가진 무선 프레임을 복수의 부반송파를 사용하여 송신한다.
도 11에 도시되듯이, 다중 반송파 전송용 송신기는 데이터 심볼 생성부(11), 직/병렬 변환부(12), 확산 부호 승산부(131 내지 13n), 부반송파 주파수 승산부(14 1 내지 14n), 합산부(15), 복제부(161 내지 16n), 전파 경로 상태 감시부(18) 및 제어부(19)를 포함한다.
제1 실시예 내지 제4 실시예에 따른 송신기와 다른 제5 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 구성이 주로 설명된다.
확산 부호 승산부(131 내지 13n)는 복수의 부반송파에서 심볼 구간에 걸쳐 전송될 심볼(데이터 심볼)을 부반송파의 방향에서 할당된 부반송파 확산 계수와 시간 베이스의 방향에서 할당된 시간 베이스 확산 계수를 사용하여 확산한다.
도 12에 도시되듯이, 확산 부호 승산부(131 내지 13n)는 부반송파 확산 계수(SF시간=2)와 시간 베이스 확산 계수(SF주파수=4)를 사용하여 데이터 심볼을 확산한다.
확산 부호 승산부(131 내지 13n)는 무선 채널이 심볼을 2차원 확산함으로써 구성될 때 각각 다른 심볼 패턴을 가진 복수의 확산 부호를 사용하여 복수의 채널을 다중화할 수 있다.
전파 경로 상태 감시부(18)는 전파 경로의 상태, 즉, 다중 반송파 전송용 송신기와 다중 반송파 전송용 수신기 사이의 무선 채널의 상태를 감시한다.
제어부(19)는 전파 경로의 상태, 즉, 송신기와 수신기 사이의 무선 채널의 상태에 기초하여 부반송파 확산 계수 SF주파수 및/또는 시간 베이스 확산 계수 SF시간을 변경하도록 구성된다.
제어부(19)는 무선 채널이 송신기와 수신기 사이에 설정될 때 부반송파 확산 계수 SF주파수 및/또는 시간 베이스 확산 계수 SF시간을 변경할 수 있다.
제어부(19)는 전파 경로의 상태의 변화에 따라서 부반송파 확산 계수 SF주파수 및/또는 시간 베이스 확산 계수 SF시간을 변경할 수 있다.
확산 부호 승산부(131 내지 13n)에 의해 사용되는 확산 부호의 심볼 패턴이 서로 직교할 때, 다중화된 무선 채널의 직교성은 송신기에서 유지된다. 그러나, 확산된 심볼은 전파 경로에서의 위상 및/또는 진폭의 변화에 의해 영향을 받아서, 다중화된 무선 채널의 직교성은 붕괴되고, 무선 채널 사이의 간섭이 발생하고, 수신기에서의 수신 품질은 저하된다.
시간 베이스의 방향에서의 심볼의 위상 및/또는 진폭은 전파 경로에서의 최대 도플러 주파수에 따라 변경된다. 부반송파의 방향에서의 심볼의 위상 및/또는 진폭은 전파 경로에서의 지연 확산에 따라 변경된다.
따라서, 전파 경로의 상태의 변경에 의해 야기되는 다중화된 무선 채널 사이의 직교성의 붕괴를 감소시키기 위해서, 제어부(19)는 최대 도플러 주파수 및/또는 지연 확산에 기초하여, 무선 채널이 서로 직교하는 범위에서 부반송파 확산 계수 SF주파수 및/또는 시간 베이스 확산 계수 SF시간을 신축성 있게 설정하는 것이 효과적이다.
예로서, 제어부(19)가 최대 도플러 주파수 fD에 따른 시간 베이스의 방향의 심볼의 위상 및/또는 진폭의 변경에 대하여 SF시간으로 다중화된 무선 채널 사이의 직교성을 유지하기 위해서, 상태 "SF시간<1/fD"를 만족시키는 최대 SF 시간을 설정하는 것이 효과적이다.
더욱이, 제어부(19)가 지연 확산 τ에 따른 부반송파의 방향의 심볼의 위상 및/또는 진폭의 변경에 대하여 SF주파수로 다중화된 무선 채널 사이의 직교성을 유지하기 위해서, 상태 "SF주파수<1/τ"를 만족시키는 최대 SF주파수를 설정하는 것이 효과적이다.
SF시간 및 SF주파수는 상기 상태를 만족시키는 최대 확산비로서 정의된다. 그러나, SF시간 및 SF주파수는 확산비에 제한되지 않고, 셀룰러 시스템 내의 다른 셀로부터의 간섭을 감소시키기 위한 다른 방법에 의해 설정될 수도 있다.
제5 실시예에 따라, 시간 베이스 또는 부반송파의 방향의 심볼에 대하여, 전파 경로의 상태의 변경에 의해 영향을 받는 무선 채널 사이의 직교성의 붕괴에 의해 야기되는 간섭의 영향을 감소시킴으로써 고품질로 데이터 심볼을 전송하는 것이 가능하다.
도 13 및 도 14는 제5 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 13은 송신기와 수신기 사이에 무선 채널이 설정될 때 제어부(19)가 부반송파 확산 계수 SF주파수 및/또는 시간 베이스 확산 계수 SF시간을 변경하는 경우의 흐름도를 도시한다.
도 14는 전파 경로의 상태의 변경에 따라 제어부(19)가 부반송파 확산 계수 SF주파수 및/또는 시간 베이스 확산 계수 SF시간을 변경하는 경우의 흐름도를 도시한다.
먼저, 도 13을 참조하여, 다중 반송파 전송용 송신기의 동작이 설명된다.
도 13에 도시되듯이, 단계 1001에서, 다중 반송파 전송용 수신기로 전송될 데이터 심볼이 생성된다.
단계 1002에서, 제어부(19)는 데이터 심볼을 전송하기 전에 송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태에 기초하여 시간 베이스 확산 계수 SF시간과 부반송파 확산 계수 SF주파수를 결정한다.
단계 1003에서, 확산 부호 승산부(131 내지 13n)는 시간 베이스 확산 계수 SF시간과 부반송파 확산 계수 SF주파수를 사용하여 데이터 심볼을 확산하고, 부반송파 주파수 승산부(141 내지 14n)와 합산부(15)는 수신기로 확산된 데이터 심볼을 전송한다. 단계 1004에서, 데이터 심볼의 전송이 완료된다.
송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태가 빈번히 변경되지 않는 환경에서, 제어부(19)는 데이터 심볼이 전송될 때마다 시간 베이스 확산 계수 SF시간과 부반송파 확산 계수 SF주파수를 설정함으로써 전파 경로의 변화를 따를 수 있다. 따라서, 도 13에 도시된 동작은 상기 환경에 적합하다.
둘째, 도 14를 참조하여, 다중 반송파 전송용 송신기의 동작이 설명된다.
도 14에 도시되듯이, 단계 1101에서, 다중 반송파 전송용 수신기로 전송될 데이터 심볼이 생성된다.
단계 1102에서, 제어부(19)는 데이터 심볼을 전송하기 전에 송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태에 기초하여 시간 베이스 확산 계수 SF시간과 부반송파 확산 계수 SF주파수를 결정한다.
단계 1103에서, 확산 부호 승산부(131 내지 13n)는 시간 베이스 확산 계수 SF시간과 부반송파 확산 계수 SF주파수를 사용하여 데이터 심볼을 확산하고, 부반송파 주파수 승산부(141 내지 14n)와 합산부(15)는 수신기로 확산된 데이터 심볼을 전송한다.
단계 1104에서, 제어부(19)는 송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태의 변화에 따라 시간 베이스 확산 계수 SF시간과 부반송파 확산 계수 SF주파수를 변경한다.
다음에는, 확산 부호 승산부(131 내지 13n)는 갱신된 시간 베이스 확산 계수 SF시간과 갱신된 부반송파 확산 계수 SF주파수를 사용하여 데이터 심볼을 확산하고, 부반송파 주파수 승산부(141 내지 14n)와 합산부(15)는 수신기로 확산된 데이터 심볼을 전송한다. 단계 1105에서, 데이터 심볼의 전송이 완료된다.
도 14에 도시된 방법에 따라, 수신기가 빠르게 이동하는 환경 등 송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태가 빈번히 변화되는 환경에서, 데이터 심볼을 고품질로 전송하기 위해서, 전파 경로의 상태의 변화에 따라 적절한 SF시간과 SF주파수 를 설정하는 것이 가능하다.
상기 실시예에서, 부반송파와 심볼 구간의 수치가 구체적으로 기술되었으나, 본 발명은 부반송파와 심볼 구간의 이러한 수치를 사용하는 구성에 제한되지 않는다.
본 발명은 상기 실시예와 유사한 방법으로 다른 파일럿 채널과의 간섭을 고려하여, 할당된 파일럿 심볼 패턴의 길이에 기초하여 결정된 n개의 부반송파에서 m개의 파일럿 심볼 구간을 사용하는 구성에 적용될 수 있다. 여기에서, "m"과 "n"은 1 이상의 양의 정수이다.
본 발명에 따른 다중 반송파 전송용 송신기는 OVSF 부호가 사용될 때 "m"과 "n"이 2의 제곱 또는 그 이상의 멱수(powers)가 되도록 "m"과 "n"을 결정할 수 있고, "n"을 "m"으로 곱한 결과는 파일럿 심볼 패턴의 길이를 갖는다.
본 발명에 따른 다중 반송파 전송용 송신기는 다른 부호가 사용될 때 2의 제곱 또는 그 이상의 멱수인 "m"과 "n"으로 구성될 필요는 없다.
본 발명에 따르면, 다른 파일럿 채널과의 간섭을 고려하여 무선 프레임에 파일럿 심볼 패턴을 할당할 수 있게 하는 다중 반송파 전송용 송신기와 다중 반송파 전송 방법을 제공하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 다중 반송파 전송용 송신기와 다중 반송파 전송용 수신기 사이의 전파 경로의 상태를 고려하여 확산 방법을 제어할 수 있게 하는 다중 반송파 전송용 송신기와 다중 반송파 전송 방법을 제공할 수 있게 한다.
추가적인 이점 및 수정은 본 기술분야에 익숙한 자에게 쉽게 생각될 것이다. 따라서, 더욱 넓은 범위에서의 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 상세사항 및 대표적인 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 및 그 동등물에 의해 정의된 일반적 발명의 개념의 정신 및 범위로부터 이탈함이 없이 여러 가지 수정이 이루어질 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 MC/DS-CDMA 전송용 송신기의 개략 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 MC-CDMA 전송용 송신기의 개략 구성도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 다중 반송파 전송에서 다중 경로 전파에 의해 야기되는 간섭의 영향이 감소되는 이유을 설명하는 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 파일럿 심볼 할당부가 직교 파일럿 채널을 할당하는 방법을 예시적으로 도시하는 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 파일럿 심볼 할당부에 의해 할당된 직교 파일럿 채널을 예시적으로 도시하는 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 파일럿 심볼 할당부에 의해 할당된 직교 파일럿 채널을 예시적으로 도시하는 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 파일럿 심볼 할당부에 의해 할당된 직교 파일럿 채널에 속하는 OVSF 부호를 예시적으로 도시하는 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 파일럿 심볼 할당부가 직교 파일럿 채널을 할당하는 방법을 예시적으로 도시하는 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 파일럿 심볼 할당부가 직교 파일럿 채널을 할당하는 방법을 예시적으로 도시하는 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따라 직교 파일럿 채널을 2개의 슬롯으로 구성되는 무선 프레임에 할당하는 방법을 예시적으로 도시하는 다이어그램이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 개략 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기가 데이터 심볼을 확산하는 방법을 설명하는 다이어그램이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 다중 반송파 전송용 송신기의 동작을 도시하는 흐름도이다.

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간(duration)을 가진 복수의 부반송파를 전송하도록 구성된 다중 반송파 전송용 송신기에 있어서,
    서로 직교하는 복수의 파일럿 심볼 패턴을 상기 복수의 부반송파의 파일럿 심볼 구간에 할당할 때, 하나의 파일럿 심볼 패턴을 적어도 2개의 부반송파의 파일럿 심볼 구간에 걸쳐서 할당하도록 구성된 파일럿 심볼 할당부를 포함하는 다중 반송파 전송용 송신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼 할당부는 할당된 파일럿 심볼 패턴의 수에 기초하여 파일럿 심볼 패턴의 길이를 변경하는 다중 반송파 전송용 송신기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼 패턴은 직교 가변 확산 계수(OVSF) 부호에 의해 구성되는 다중 반송파 전송용 송신기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼 할당부는 적어도 2개의 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간 내의 임의의 주어진 부분에 상기 파일럿 심볼 패턴을 할당하고,
    상기 부분에 할당된 상기 파일럿 심볼 패턴은 서로 직교하는
    다중 반송파 전송용 송신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼 할당부는 소정수의 연속하는 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간에 상기 파일럿 심볼 패턴을 할당하는 다중 반송파 전송용 송신기.
  6. 복수의 심볼 구간을 가진 복수의 부반송파를 전송하도록 구성된 다중 반송파 전송용 송신기에 있어서,
    부반송파의 방향에서 할당된 부반송파 확산 계수와 시간 베이스의 방향에서 할당된 시간 베이스 확산 계수를 사용하여, 심볼을 복수의 부반송파에서 상기 심볼 구간에 걸쳐 확산하고 전송하도록 구성된 확산부, 및
    다중 반송파 전송용 송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태에 기초하여 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수를 변경하도록 구성된 제어부
    를 포함하는 다중 반송파 전송용 송신기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 무선 채널이 상기 송신기와 수신기 사이에 설정될 때 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수를 변경하는 다중 반송파 전송용 송신기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 전파 경로의 상태의 변화에 따라 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수를 변경하는 다중 반송파 전송용 송신기.
  9. 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간을 가진 복수의 부반송파를 전송하기 위한 다중 반송파 전송용 다중 반송파 전송 방법에 있어서,
    서로 직교하는 복수의 파일럿 심볼 패턴을 상기 복수의 부반송파의 파일럿 심볼 구간에 할당할 때, 하나의 파일럿 심볼 패턴을 적어도 2개의 부반송파의 파일럿 심볼 구간에 걸쳐서 할당하는 단계를 포함하는 다중 반송파 전송 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼 패턴의 길이는 할당된 파일럿 심볼 패턴의 수에 기초하여 변경되는 다중 반송파 전송 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼 패턴은 직교 가변 확산 계수(OVSF) 부호에 의해 구성되는 다중 반송파 전송 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼 패턴은 적어도 2개의 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간 내의 임의의 주어진 부분에 할당되고,
    상기 부분에 할당된 상기 파일럿 심볼 패턴은 서로 직교하는
    다중 반송파 전송 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 파일럿 심볼 패턴은 소정수의 연속하는 부반송파에서 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼 구간에 할당되는 다중 반송파 전송 방법.
  14. 복수의 심볼 구간을 가진 복수의 부반송파를 전송하는 다중 반송파 전송 방법에 있어서,
    부반송파의 방향에서 할당된 부반송파 확산 계수와 시간 베이스의 방향에서 할당된 시간 베이스 확산 계수를 사용하여, 심볼을 복수의 부반송파에서 상기 심볼 구간에 걸쳐 확산하고 전송하는 단계, 및
    다중 반송파 전송용 송신기와 수신기 사이의 전파 경로의 상태에 기초하여 상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수를 변경하는 단계
    를 포함하는 다중 반송파 전송 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수는 무선 채널이 상기 송신기와 수신기 사이에 설정될 때 변경되는 다중 반송파 전송 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 부반송파 확산 계수 또는 시간 베이스 확산 계수는 전파 경로의 상태의 변화에 따라 변경되는 다중 반송파 전송 방법.
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