KR100597835B1 - Cellular orthogonal frequency division multiple access system to distinguish signals of each cell by using midamble - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다운링크 프레임(Downlink Frame)의 미드앰블(Midamble)을 이용하여 각 셀에 위치한 이동 단말기에 의한 채널 추정(Channel Estimation)을 용이하게 하고, 자신이 위치한 셀의 신호를 구별하기 위한 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템(Cellular Orthogonal Frequency Division Multiple Access System)에 관한 것이다.The present invention facilitates channel estimation by a mobile terminal located in each cell using a midamble of a downlink frame, and cellular orthogonality for distinguishing a signal of a cell in which the cell is located. The present invention relates to a frequency orthogonal frequency division multiple access system.
본 발명의 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 복수의 셀(Cell)들에 각각 위치한 이동 단말기(Mobile Station)들은 자신이 위치한 해당 셀의 기지국(Base Station)으로부터 해당 셀의 정보를 가지는 미드앰블이 포함된 다운링크 프레임을 수신하되, 다운링크 프레임은 각 셀별로 서로 다른 형태의 미드앰블 패턴(Pattern)을 가지며, 기지국은 해당 셀의 이동 단말기에 자신의 다운링크 프레임의 미드앰블 패턴 정보를 전송한다. In the cellular orthogonal frequency division multiple access system of the present invention, mobile stations located in a plurality of cells each include a midamble having information of the cell from a base station of the cell in which the cell is located. The received downlink frame, the downlink frame has a different form of the midamble pattern (Pattern) for each cell, the base station transmits the midamble pattern information of its downlink frame to the mobile terminal of the cell.
채널 추정, Midamble, Symbol, Subcarrier, Cellular, OFDMChannel Estimation, Midamble, Symbol, Subcarrier, Cellular, OFDM
Description
도 1은 종래 시분할 다중 접속 또는 주파수 분할 다중 접속 방식의 셀룰러 시스템에서 주파수를 재사용하는 경우의 셀 배치를 보여주는 도면이다.1 is a diagram illustrating a cell arrangement in case of frequency reuse in a conventional time division multiple access or frequency division multiple access cellular system.
도 2는 IEEE 802.16에 개시된 미드앰블 심벌을 이용하여 인접 셀들을 구분하는 종래의 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 프레임 구성도이다.2 is a frame diagram of a conventional cellular orthogonal frequency division multiple access system for distinguishing adjacent cells using a midamble symbol disclosed in IEEE 802.16.
도 3은 본 발명의 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 시간 영역에 대해 각 셀 또는 섹터별로 서로 다른 위치의 미드앰블 심벌을 갖는 프레임의 구성을 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a frame having midamble symbols at different positions for each cell or sector in the time domain in the cellular orthogonal frequency division multiple access system according to the present invention.
도 4는 도 3과 같이 다운링크 프레임의 미드앰블 심벌 간격이 4인 경우, 각 미드앰블 심벌 인덱스에 대한 셀 배치 계획의 실시예를 보여주는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment of a cell arrangement plan for each midamble symbol index when the midamble symbol interval of a downlink frame is 4 as shown in FIG. 3.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서 특정 위치의 미드앰블 심벌에 대해 서로 다른 주파수의 부반송파를 이용하여 각 셀을 구분하는 경우 각 셀에 해당하는 각각의 다운링크 프레임을 보여주는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating another downlink frame corresponding to each cell when differentiating each cell using subcarriers of different frequencies with respect to the midamble symbol at a specific position according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 5와 같이 다운링크 프레임에서 미드앰블 부반송파간의 간격이 3인 경우, 각 미드앰블 부반송파 인덱스에 대한 셀 배치 계획의 실시예를 보여주는 도 면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of a cell allocation plan for each midamble subcarrier index when the interval between midamble subcarriers is 3 in a downlink frame as shown in FIG. 5.
본 발명은 셀룰러(Cellular) 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에 관한 것으로 특히, 미드앰블(Midamble)을 이용하여 각 셀에 위치한 이동 단말기들이 자신의 셀(Cell) 신호를 구별하는 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cellular orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system. In particular, mobile terminals located in each cell can transmit their own cell signals using a midamble. A cellular orthogonal frequency division multiple access system is provided.
이동 통신환경에서 셀이란, 하나의 기지국에 의해 발생되는 전파를 이용하여 통화가 가능한 영역을 말한다. 그리고 이러한 셀 단위로 영역을 구분하여 구현된 시스템을 셀룰러 시스템이라 한다. 셀룰러 시스템에서는 셀 단위로 사용자들이 하나의 기지국으로부터 신호를 수신하므로 셀의 가장자리(Cell Edge)에서는 인접 셀의 기지국에 의한 신호 간섭으로 시스템의 성능 열화 현상이 나타난다. 만약, 각 셀마다 서로 다른 주파수의 신호를 사용하여 통신을 한다면, 위와 같은 인접 셀간의 신호 간섭에 의한 시스템의 성능 열화를 개선할 수 있을 것이다. 그러나 사용할 수 있는 주파수 대역이 한정되어 있기 때문에 모든 셀들에 대해 각각 다른 주파수를 사용한다는 것을 현실적으로 불가능하다. 따라서, 한정된 주파수 대역을 이용하여 셀간 주파수를 효율적으로 배치하는 주파수 재사용(Frequency Reuse)이 필수적이다. In a mobile communication environment, a cell refers to an area where a call can be made using radio waves generated by one base station. In addition, a system implemented by dividing the area into cell units is called a cellular system. In a cellular system, since users receive signals from one base station on a cell basis, performance degradation of the system may occur due to signal interference by base stations of adjacent cells at a cell edge. If each cell uses a different frequency signal to communicate with each other, the performance degradation of the system due to signal interference between adjacent cells may be improved. However, due to the limited frequency band available, it is practically impossible to use different frequencies for all cells. Therefore, frequency reuse for efficiently placing inter-cell frequencies using a limited frequency band is essential.
도 1은 종래 시분할 다중 접속 또는 주파수 분할 다중 접속 방식의 셀룰러 시스템에서 주파수를 재사용하는 경우의 셀 배치를 보여주는 도면이다. 단, 도 1은 7 개 셀 단위(즉, 주파수 재사용 계수 = 7)로 주파수를 재사용하는 경우의 셀 배치이다. 도 1에 보인 것처럼, 주파수를 재사용하는 종래의 시분할 다중 접속(TDMA: Time Division Multiple Access) 또는 주파수 분할 다중 접속 방식(FDMA: Frequency Division Multiple Access)의 셀룰러 시스템에서는 인접 셀간에는 각기 다른 주파수를 사용하지만, 간섭이 상쇄되는 그 다음 셀에서는 다시 같은 주파수를 재사용함으로써 한정된 주파수 자원 하에서 인접 셀간의 신호를 구분한다. 즉, 서로 다른 주파수를 사용하는 7 개 셀을 단위로 셀들이 반복적으로 배치된다. 그러나 각 셀들의 가장자리에서 나타나는 인접 셀의 신호 간섭은 여전히 존재하며, 주파수 재사용 계수가 낮을수록(주파수 재사용 계수 = "1") 신호 간섭에 의한 셀룰러 시스템의 성능 열화 현상이 심화된다.1 is a diagram illustrating a cell arrangement in case of frequency reuse in a conventional time division multiple access or frequency division multiple access cellular system. 1 is a cell arrangement in the case of reusing the frequency in seven cell units (that is, frequency reuse coefficient = 7). As shown in FIG. 1, in a conventional time division multiple access (TDMA) or frequency division multiple access (FDMA) cellular system that reuses frequencies, different frequencies are used between adjacent cells. In the next cell where interference is canceled, the same frequency is reused again to distinguish signals between adjacent cells under a limited frequency resource. That is, cells are repeatedly arranged in units of seven cells using different frequencies. However, the signal interference of adjacent cells appearing at the edges of each cell still exists, and the lower the frequency reuse coefficient (frequency reuse coefficient = "1"), the worse the performance degradation of the cellular system due to signal interference.
한편, 코드 분할 다중 접속 방식(CDMA: Code Division Multiple Access)의 셀룰러 시스템에서는 하나의 넓은 대역폭을 가진 주파수를 모든 셀들이 공동으로 사용한다. 즉, 코드 분할 다중 접속 방식에서 주파수 재사용 계수는 "1"이다. 대신, 코드 분할 다중 접속 방식의 셀룰러 시스템은 대역 확산(Spread Spectrum)방식을 사용함으로 대역을 확산시킨 후 다시 역확산하는 과정에서 얻어지는 처리 이득(Processing Gain)을 통해 인접 셀간의 신호 간섭에 의한 시스템의 성능 열화를 개선한다. 반면에, 직교 주파수 분할 다중 접속 방식의 셀룰러 시스템에서는 신호 채널에 대한 부호화/복호화 과정에서 얻어지는 코딩 이득(Coding Gain)과 인접 셀간 신호 간섭의 평균치 효과를 이용하여 인접 셀 간의 신호 간섭에 의한 시스템 의 성능 열화를 개선한다. 하지만, 이 방법은 코드 분할 다중 접속 방식에 비해 효용성이 높지 않아 최근에는 각 셀 또는 섹터별로 고유의 값을 가지는 미드앰블 심벌을 이용하여 인접 셀간의 신호를 구분해 주는 방법이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에 의해 개시되었다.On the other hand, in a cellular system of code division multiple access (CDMA), all cells share a frequency with one wide bandwidth. That is, in the code division multiple access scheme, the frequency reuse factor is "1". Instead, the cellular system of the code division multiple access method uses a spread spectrum method, and the processing gain of the system due to signal interference between adjacent cells through the processing gain obtained in the process of spreading the band and then despreading again. Improve performance deterioration On the other hand, in the orthogonal frequency division multiple access cellular system, the performance of the system by the signal interference between adjacent cells using the coding gain and the average effect of the signal interference between adjacent cells obtained during the encoding / decoding process for the signal channel Improve deterioration However, this method is not as effective as the code division multiple access method. Recently, the method of distinguishing signals between adjacent cells using a midamble symbol having a unique value for each cell or sector has been used. Electronics Engineers).
도 2는 IEEE 802.16d에 개시된 미드앰블 심벌을 이용하여 인접 셀간의 신호를 구분하는 종래의 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 프레임 구성도이다.2 is a frame diagram of a conventional cellular orthogonal frequency division multiple access system for separating signals between adjacent cells using a midamble symbol disclosed in IEEE 802.16d.
도 2에 보인 것처럼, IEEE 802.16에서 제안하는 프레임은 다운링크 프레임을 시간영역에 대해 프리앰블(20, Preamble)과 데이터 심벌들(22) 및 미드앰블 심벌들(24)로 구분한다. 프리앰블(20)은 해당 기지국의 제어정보를 포함하며, 다운링크 프레임의 맨 앞에 위치한다. 데이터 심벌들(22)은 기지국에서 각 이동 단말기들로 전송되는 실제 데이터들을 포함한다. 미드앰블 심벌들(24)은 각 셀 또는 섹터별로 해당 셀 또는 섹터의 고유 정보와 기지국 정보가 포함되며, 미드앰블 심벌들은 일반적인 데이터 심벌들보다 증폭된 신호를 사용한다. 그리고 IEEE 802.16에서 미드앰블 심벌들(24)은 모든 셀 또는 섹터에 대해 각 다운링크 프레임 상의 동일한 위치에 동일한 간격으로 고정되어 배치된다. 특정 셀 또는 섹터에 위치한 이동 단말기들은 수신되는 다운링크 프레임의 미드앰블 심벌(24)에 포함된 정보를 참조하여 자신이 위치해 있는 해당 기지국으로부터의 신호를 판별한다. 즉, 각각의 이동 단말기들은 미드앰블 심벌(24)에 포함된 고유 정보를 이용하여 수신된 다운링크 프레임들 중 자신이 위치한 해당 기지국의 다운링크 프레임을 판별한다. 하지만, 이러한 방법도 동일한 미드앰블 패턴을 이용함으로 각 셀 또는 섹터의 가장자리에서는 각 셀 또는 섹터에 위치한 이동 단말기들이 자신이 위치한 해당 셀의 신호를 완전히 구분하지는 못한다.As shown in FIG. 2, the frame proposed by IEEE 802.16 divides a downlink frame into a
본 발명의 목적은 각 셀 또는 섹터에 위치한 이동 단말기들이 각 셀 또는 섹터별로 시간 영역에 대해 서로 다른 위치의 미드앰블 심벌을 사용하여 자신이 위치한 해당 셀의 신호를 구분하는 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is a cellular orthogonal frequency division multiple access system in which mobile terminals located in each cell or sector distinguish signals of corresponding cells in which they are located by using midamble symbols of different positions in the time domain for each cell or sector. To provide.
본 발명의 또 다른 목적은 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 방식의 시스템에서 특정 위치의 미드앰블 심벌에 대해 각 셀 또는 섹터별로 서로 다른 주파수의 부반송파를 이용하여 인접 셀간의 신호를 구분하는 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a cellular orthogonal frequency division multiple access system using cellular orthogonal frequency division multiplexing that separates signals between adjacent cells using subcarriers of different frequencies for each cell or sector for a midamble symbol at a specific location. To provide a connection system.
본 발명의 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 복수의 셀들에 각각 위치한 이동 단말기들은 자신이 위치한 해당 셀의 기지국으로부터 해당 셀의 정보를 가지는 미드앰블이 포함된 다운링크 프레임을 수신한다. 이 때, 수신되는 다운링크 프레임들은 각 셀별로 서로 다른 형태의 미드앰블 패턴을 가지며, 기지국은 해당 셀의 이동 단말기들로 자신이 속한 셀에 할당된 다운링크 프레임의 미드앰블 패턴 정보를 전송한다. In the cellular orthogonal frequency division multiple access system of the present invention, mobile terminals located in a plurality of cells receive a downlink frame including a midamble having information of the corresponding cell from a base station of the corresponding cell in which the cell is located. In this case, the received downlink frames have different types of midamble patterns for each cell, and the base station transmits midamble pattern information of the downlink frame allocated to the cell to which the mobile station belongs.
(실시예)(Example)
도 3은 본 발명의 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 시간 영역에 대해 각 셀 또는 섹터별로 서로 다른 위치의 미드앰블 심벌을 갖는 프레임의 구성을 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 기지국과 이동 단말기 사이에 전송되는 프레임은 크게 기지국에서 이동 단말기들로 전송되는 다운링크 프레임과 이동 단말기에서 기지국으로 전송되는 업링크 프레임으로 구분된다. 그리고 다운링크 프레임과 업링크 프레임 사이에는 신호의 혼선을 방지하기 위한 일정 간격의 보호 대역(TTG: Transmit/receive Transition Gap)이 존재한다. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a frame having midamble symbols at different positions for each cell or sector in the time domain in the cellular orthogonal frequency division multiple access system according to the present invention. Referring to FIG. 3, a frame transmitted between a base station and a mobile terminal is classified into a downlink frame transmitted from a base station to mobile terminals and an uplink frame transmitted from a mobile terminal to a base station. A guard band (TTG: Transmit / receive Transition Gap) is provided between the downlink frame and the uplink frame to prevent crosstalk of the signal.
다운링크 프레임에는 해당 기지국의 제어 정보가 포함된 프리앰블(300a, 300b, 300c, 300d)과 실제 기지국으로부터 각 이동 단말기들로 전송되는 데이터 심벌들(301a) 및 데이터 심벌들(301a) 사이에 일정 간격으로 배치된 미드앰블 심벌들(302, 304, 306, 308)이 포함된다. 미드앰블 심벌들(302, 304, 306, 308)에는 해당 셀 또는 섹터의 고유 정보와 기지국 정보가 포함되어 있다.The downlink frame includes a predetermined interval between the
도 3에 보인 본 발명에서 미드앰블 심벌들(302, 304, 306, 308)은 각 셀 또는 섹터별로 다운링크 프레임의 서로 다른 위치에 구성된다. 도 3과 같이, 하나의 셀 또는 섹터 내부에 사용되는 다운링크 프레임에서 미드앰블 심벌과 다음 미드앰블 심벌 사이의 간격이 4인 경우(k=4)에는 최대 네 가지의 서로 구분될 수 있는 다운링크 프레임 구성이 가능하다. 즉, 서로 다른 다운링크 프레임을 갖는 최대 네 개의 셀 또는 섹터 단위의 구분이 가능하다. In the present invention shown in FIG. 3, the midamble symbols 302, 304, 306, and 308 are configured at different positions of the downlink frame for each cell or sector. As shown in FIG. 3, when the interval between the midamble symbol and the next midamble symbol is 4 (k = 4) in a downlink frame used in one cell or sector, up to four distinct downlinks may be distinguished. Frame configuration is possible. That is, up to four cell or sector units having different downlink frames can be distinguished.
도 4는 도 3과 같이 다운링크 프레임의 미드앰블 심벌 간격(k)이 4인 경우, 각 미드앰블 심벌 인덱스(y)에 대한 셀 배치 계획의 실시예를 보여주는 도면이다. 미드앰블 심벌 인덱스(y)는 도 3에서 각 다운링크 프레임에서 최초 미드앰블 심벌(302a, 302b, 302c, 302d)의 위치에 해당하는 인덱스이다. 즉, 미드앰블 심벌 인덱스(y)의 값에 따라 각 다운링크 프레임에서 미드앰블 심벌의 위치가 달라진다. 도 4의 셀 배치 계획(Cell Planning)의 실시예에서 보인 것처럼, 바로 인접하는 셀들에 대해서는 각기 다른 미드앰블 심벌 인덱스(y)를 부여한다. 다시 말해, 인접하는 셀들에서는 미드앰블 심벌의 위치가 서로 다른 다운링크 프레임을 사용한다. FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment of a cell arrangement plan for each midamble symbol index y when the midamble symbol interval k of the downlink frame is 4 as shown in FIG. 3. The midamble symbol index y is an index corresponding to the positions of the
도 3과 도 4를 참조하면, 도 3의 (a)는 도 4에서 미드앰블 심벌 인덱스(y)가 4인 경우에 해당하는 셀들에서 사용되는 다운링크 프레임이고, 도 3의 (b)는 미드앰블 심벌 인덱스(y)가 3인 경우에 해당하는 셀들에서 사용되는 다운링크 프레임이다. 또한, 도 3의 (c)는 미드앰블 심벌 인덱스(y)가 2인 경우에 해당하는 셀들에서 사용되는 다운링크 프레임이며, 도 3의 (d)는 미드앰블 심벌 인덱스(y)가 1인 셀들에서 사용되는 다운링크 프레임이다. 3 and 4, (a) of FIG. 3 is a downlink frame used in cells corresponding to the case where the midamble symbol index y is 4 in FIG. 4, and FIG. A downlink frame used in cells corresponding to the case where the amble symbol index y is three. In addition, (c) of FIG. 3 is a downlink frame used in cells corresponding to the case where the midamble symbol index y is 2, and (d) of FIG. 3 is cells having the midamble symbol index y of 1. Downlink frame used in.
이상과 같이, 도 3과 도 4에 보인 본 발명의 실시예에서는 바로 인접하는 셀들에 대해 동일한 형태의 다운링크 프레임 즉, 미드앰블 심벌의 위치가 동일한 다운링크 프레임이 사용되지 않도록 함으로써, 인접 셀간에 최대한의 신호 구분 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the embodiments of the present invention shown in FIGS. 3 and 4, downlink frames having the same type, that is, downlink frames having the same position of the midamble symbol, are not used for adjacent cells. Maximum signal separation effect can be obtained.
한편, 도 3과 도 4의 실시예에서 각 셀의 해당 기지국은 자신의 셀에 위치한 이동 단말기들에게 해당 셀의 다운링크 프레임에서 사용되는 미드앰블 심벌의 위치정보(midamble_symboly)를 제어 채널(Control Channel)을 통해 전송한다. 그리고, 각 이동 단말기들은 기지국으로부터 수신된 자신이 위치한 셀의 미드앰블 심벌 위치정보(midamble_symboly)를 이용하여 해당 위치의 미드앰블 심벌을 통해 채널 추정(Channel Estimation)을 수행한다.Meanwhile, in the embodiments of FIG. 3 and FIG. 4, the corresponding base station of each cell controls the mobile station located in its cell to control the location information midamble_symbol y of the midamble symbol used in the downlink frame of the corresponding cell. Channel). Each mobile station performs channel estimation using the midamble symbol position information (midamble_symbol y ) of the cell in which it is received from the base station through the midamble symbol of the corresponding position.
미드앰블 심벌 인덱스(y)에 따른 각 다운링크 프레임에서의 미드앰블 심벌 위치정보(midamble_symboly)는 아래 [수학식 1]에 의해 얻어질 수 있다.The midamble symbol position information midamble_symbol y in each downlink frame according to the midamble symbol index y may be obtained by
(단, k는 미드앰블 간격, n은 심벌 계수, y는 미드앰블 심벌 인덱스이다. 그리고, 심벌 계수 n = {0, 1,..., m} 이며, m은 (전체 심벌수(T))/미드앰블 간격(k))-1 보다 작은 최대 정수)Where k is the midamble interval, n is the symbol coefficient, y is the midamble symbol index, and the symbol coefficient n = {0, 1, ..., m}, and m is the total number of symbols (T). ) / Maximum integer less than -1 midamble spacing (k))
위 [수학식 1]을 이용하여 도 3의 (a)에서 즉, 미드앰블 심벌 인덱스(y)가 4인 경우 미드앰블 심벌의 위치정보(midamble_symbol4)는 다음 [수학식 2]와 같이 계산되어진다.(도 3에서 미드앰블 간격(k)이 4이고, 전체 심벌수(T)는 16이므로. 위 [수학식 1]에서 k=4이고, m=3이다.)In (a) of FIG. 3, that is, when the midamble symbol index y is 4, the position information midamble_symbol 4 of the midamble symbol is calculated as shown in
위 [수학식 2]의 n에 0, 1, 2, 3을 차례로 대입하면, 도 3의 (a)에 해당하는 각 미드앰블 심벌들(302a, 304a, 306a, 308a)의 위치정보(midamble_symbol4)는 4, 8, 12, 16으로 계산되어진다.Substituting 0, 1, 2, 3 into n in the
마찬가지로, 미드앰블 심벌 인덱스(y)가 3인 도 3의 (b)와 미드앰블 심벌 인덱스(y)가 2인 도 3의(c) 및 미드앰블 심벌 인덱스(y)가 1인 도 3의 (d)에 대해서도 각각의 미드앰블 심벌의 위치정보(midamble_symbol3, midamble_symbol2, midamble_symbol1)는 위 [수학식 1]을 이용하여 각각 계산될 수 있다.Similarly, (b) of FIG. 3 having a midamble symbol index y of 3, (c) of FIG. 3 having a midamble symbol index y of 2, and of FIG. 3 of FIG. Also for d), the position information (midamble_symbol 3 , midamble_symbol 2 , midamble_symbol 1 ) of each midamble symbol may be calculated using
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서 일정 간격으로 배치된 특정 위치의 미드앰블 심벌에 대해 서로 다른 주파수의 부반송파를 이용하여 각 셀을 구분하는 경우 각 셀에 해당하는 각각의 다운링크 프레임을 보여주는 도면이다. 도 5의 실시예에서는 각 셀에 할당된 미드앰블 심벌 인덱스(y)에 따라 미드앰블 심벌들의 위치를 달리하는 도 3의 실시예와는 달리 모든 셀과 섹터에 대해 다운링크 프레임의 동일한 위치에 있는 심벌을 미드앰블 심벌들(502, 504, 506, 508)로 사용한다. 그리고, 각 셀의 구분은 미드앰블 심벌들(502, 504, 506, 508)에 포함되는 부반송파들의 조합을 이용한다. 이하, 미드앰블로 사용되는 부반송파들을 미드앰블 부반송파(Midamble Subcarrier)라 칭한다. 도 5에 보인 것처럼, 미드앰블 부반송파들은 각 셀에 대해 서로 겹치지 않는 범위내에서 자유롭게 할당하여 사용할 수 있다. 도 5는 구체적으로 각 심벌들이 10개의 부반송파들로 이루어져 있고, 각각의 셀에서 사용되는 미드앰블 심벌간의 간격이 4이며, 각 미드앰블 심벌에서 실제 미드앰블로 사용되는 미드앰블 부반송파간의 간격(Ψ)이 3으로 일정하게 할당된 경우 각 셀별로 사용되는 다운링크 프레임이다. 도 5와 같이 미드앰블 부반송파간의 간 격(Ψ)이 3인 경우에는 (a), (b), (c)와 같이 최대 3개의 서로 다른 다운링크 프레임의 구성이 가능하다.FIG. 5 shows another downlink frame corresponding to each cell when different cells are identified using subcarriers of different frequencies with respect to midamble symbols at specific positions arranged at regular intervals. Drawing. In the embodiment of FIG. 5, unlike the embodiment of FIG. 3 in which the positions of the midamble symbols are changed according to the midamble symbol index y assigned to each cell, they are located at the same position of the downlink frame for all cells and sectors. The symbol is used as the midamble symbols 502, 504, 506, and 508. In addition, the division of each cell uses a combination of subcarriers included in the midamble symbols 502, 504, 506, and 508. Hereinafter, subcarriers used as midambles are referred to as midamble subcarriers. As shown in FIG. 5, the midamble subcarriers may be freely allocated and used within a range not overlapping each other for each cell. FIG. 5 specifically shows that each symbol consists of 10 subcarriers, the interval between midamble symbols used in each cell is 4, and the interval between midamble subcarriers used as actual midambles in each midamble symbol (Ψ). If it is constantly allocated to 3, it is a downlink frame used for each cell. When the interval Ψ between the midamble subcarriers is 3 as shown in FIG. 5, up to three different downlink frames may be configured as shown in (a), (b), and (c).
도 6은 도 5와 같이 다운링크 프레임에서 미드앰블 부반송파간의 간격(Ψ)이 3인 경우, 각 미드앰블 부반송파 인덱스(y´)에 대한 셀 배치 계획의 실시예를 보여주는 도면이다. 도 6의 실시예에서도 도 4와 마찬가지로, 인접하는 셀들에 대해서는 각기 서로 다른 미드앰블 부반송파 인덱스(y´)를 부여함으로써, 인접 셀에서는 서로 다른 위치의 미드앰블 부반송파를 이용하여 채널의 추정을 수행한다. FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of a cell arrangement plan for each midamble subcarrier index y ′ when the interval Ψ between midamble subcarriers is 3 in a downlink frame as shown in FIG. 5. In the embodiment of FIG. 6, similarly to FIG. 4, by providing different midamble subcarrier indexes y ′ to adjacent cells, channel estimation is performed on the adjacent cells by using midamble subcarriers of different positions. .
도 5와 도 6을 참조하면, 도 5의 (a)는 미드앰블 부반송파 인덱스(y´)가 1인 경우의 다운링크 프레임이고, 도 5의 (b)와 (c)는 미드앰블 부반송파 인덱스(y´)가 각각 2 와 3인 경우의 다운링크 프레임이다.5 and 6, FIG. 5A illustrates a downlink frame when the midamble subcarrier index y ′ is 1, and FIGS. 5B and 5C illustrate midamble subcarrier indexes y ') is a downlink frame when 2 and 3, respectively.
한편, 도 5와 도 6의 실시예에서 각 셀의 해당 기지국은 자신의 셀에 위치한 이동 단말기들에게 해당 셀의 다운링크 프레임에서 사용되는 미드앰블 부반송파의 위치정보(midamble_subcarriery´)를 제어 채널(Control Channel)을 통해 전송한다. 그리고, 각 이동 단말기들은 기지국으로부터 수신된 자신이 위치한 셀의 미드앰블 부반송파 위치정보(midamble_subcarriery´)를 이용하여 해당 위치의 미드앰블 부반송파를 통해 채널 추정을 수행한다.Meanwhile, in the embodiments of FIG. 5 and FIG. 6, the corresponding base station of each cell transmits the position information (midamble_subcarrier y ′ ) of the midamble subcarrier used in the downlink frame of the cell to mobile terminals located in the cell. Transmission through Control Channel Each mobile terminal performs channel estimation using the midamble subcarrier position information (midamble_subcarrier y ′ ) of the cell in which the mobile station is received from the base station through the midamble subcarrier of the corresponding position.
미드앰블 부반송파 인덱스(y´)에 따른 각 다운링크 프레임에서의 미드앰블 부반송파 위치정보(midamble_subcarriery´)는 아래 [수학식 3]에 의해 얻어질 수 있다.The midamble subcarrier position information midamble_subcarrier y ' in each downlink frame according to the midamble subcarrier index y' may be obtained by
(단, ψ는 미드앰블 부반송파 간격, △f는 부반송파 계수, y´는 미드앰블 부반송파 인덱스이다. 그리고, 부반송파 계수 △f = {0, 1,..., m´} 이며, m´는 (전체 부반송파 수(N))/미드앰블 부반송파 간격(ψ)) 보다 작은 최대 정수)(Where ψ is midamble subcarrier spacing, Δf is subcarrier coefficient, y´ is midamble subcarrier index, and subcarrier coefficient Δf = {0, 1, ..., m´}, and m´ is ( Total subcarriers (N) / maximum integer less than midamble subcarrier spacing (ψ))
위 [수학식 3]을 이용하여 도 5의 (a)에서 즉, 미드앰블 부반송파 인덱스(y´)가 1인 경우 미드앰블 부반송파의 위치정보(midamble_subcarrier1)는 다음 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.(도 5에서 미드앰블 부반송파 간격(ψ)이 3이고, 전체 부반송파 수(N)는 10이므로. 위 [수학식 3]에서 ψ=3이고, m´=3이다.) 그리고, 미드앰블 부반송파 위치정보(midamble_subcarriery´)의 값은 전체 부반송파 수(N)을 넘지 않는다.In the above [Equation 3] (a) of Figure 5 using i.e., midamble sub-carrier index (y') the position information (midamble_subcarrier 1) of the midamble sub-carriers when the first is expressed as the following
위 [수학식 4]의 △f에 0, 1, 2, 3을 차례로 대입하면, 도 5의 (a)에 해당하는 미드앰블 부반송파의 위치정보(midamble_subcarrier1)는 1, 4, 7, 10으로 계산되어진다.Substituting 0, 1, 2, and 3 into Δf in
마찬가지로, 미드앰블 부반송파 인덱스(y´)가 2인 도 5의 (b)와 미드앰블 부반송파 인덱스(y´)가 3인 도 5의(c)에 대해서도 각각의 미드앰블 부반송파의 위 치정보(midamble_subcarrier2, midamble_subcarrier3)는 위 [수학식 3]을 이용하여 각각 계산되어질 수 있다.Similarly, the position information (midamble_subcarrier) of each midamble subcarrier also applies to (b) of FIG. 5 having a midamble subcarrier index y 'and to (c) of FIG. 5 having a midamble subcarrier index y' 3. 2 , midamble_subcarrier 3 ) may be calculated using
이상에서, 본 발명에 따른 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템의 미드앰블 구성을 상기한 도면들을 통해 상술하였지만, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 응용 및 변경이 가능하다. 즉, 상술한 본 발명의 두 가지 실시예의 결합을 이용한 미드앰블의 구성도 가능하며, 셀 단위의 구분 뿐만 아니라, 섹터 단위의 구분도 가능하다. In the above, the midamble configuration of the cellular orthogonal frequency division multiple access system according to the present invention has been described above with reference to the above drawings, but this is merely exemplary and various applications and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Do. That is, the configuration of the midamble using the combination of the two embodiments of the present invention described above is possible, and not only the cell unit but also the sector unit.
상술한 바와 같이, 본 발명의 셀룰러 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템은 인접 셀 또는 섹터들 각각에 대해 서로 다른 고유의 미드앰블 패턴을 사용함으로써, 셀 또는 섹터의 내부와 가장자리 모두에서 인접 셀간의 신호를 구분할 수 있다. 또한, 이를 통해 각 이동 단말기들은 자신의 채널을 용이하게 추정할 수 있다.As described above, the cellular orthogonal frequency division multiple access system of the present invention uses different unique midamble patterns for each of adjacent cells or sectors, thereby distinguishing signals between adjacent cells at both the inside and the edge of the cell or sector. Can be. In addition, through this, each mobile terminal can easily estimate its own channel.
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