KR100602619B1 - 무선 통신 방법, 기지국 및 이동국 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은, 기지국이 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신하는 경우에, 채널 추정의 정밀도를 향상시키고 다운링크 용량을 증가시키는 것이다. 본 발명에 따른 기지국(10)은 파일럿 심볼이 삽입된 개별 채널을 송신하도록 구성된 개별 채널 송신부(15), 및 상기 개별 채널의 포맷을 생성하도록 구성된 개별 채널용 포맷 생성부(14)를 포함한다. 상기 개별 채널용 포맷 생성부(14)는 지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷과 무지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷을 서로 변경한다.
기지국, 이동국, 파일럿 심볼, 개별 채널, 개별 채널 송신부, 포맷, 개별 채널용 포맷 생성부, 지향성 빔, 무지향성 빔.

Description

무선 통신 방법, 기지국 및 이동국{RADIO COMMUNICATION METHOD, BASE STATION AND MOBILE STATION}
도 1은 종래 기술에 따른 CAAAD 수신 시스템이 적용되는 기지국의 기능을 설명하는 블럭도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 무선 통신 시스템에 이용되는 개별 채널 및 공통 파일럿 채널의 포맷의 일예를 도시하는 도면이다.
도 3a는 종래 기술에 따른 무선 통신 시스템에 이용되는 저속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시하는 도면이다.
도 3b는 종래 기술에 따른 무선 통신 시스템에 이용되는 고속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시하는 도면이다.
도 4는 종래 기술에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국이 다운링크에서 지향성 빔을 송신하는 상황을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 전체 구성도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 전체 구성도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 스템의 제1 기지국의 기능 블럭도이다.
도 8a는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 이용되는 저속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시하는 도면이다.
도 8b는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 이용되는 고속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 제1 이동국의 기능 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동국이 수신 기능을 기지국에 통지하는 상황을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국이 다운링크 송신 방법을 이동국에 통지하는 상황을 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국이 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 이동국으로 송신하는 상황을 도시하는 도면이다.
도 14a는 본 발명의 제1 변경예에 따른 무선 통신 시스템에 사용되는 저속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시하는 도면이다.
도 14b는 본 발명의 제2 변경예에 따른 무선 통신 시스템에 사용되는 고속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 변경예에 따른 무선 통신 시스템에 사용되는 개별 채널의 포맷의 일예를 도시하는 도면이다.
본 발명은 무선 통신 방법, 그러한 무선 통신 방법에 이용될 수 있는 기지국 및 이동국에 관한 것이다.
본 출원은 2002년 8월 23일자로 출원된 일본국 특허출원 제2002-244314호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 여기에 인용함으로써 본 명세서의 일부를 이룬다
특히, 본 발명은 스펙트럼 확산 기법을 이용하는 부호 분할 다중 접속(CDMA; Code Division Multiple Access) 방식 및 셀룰러 구성을 이용하는 무선 통신 방법, 그러한 무선 통신 방법에 이용될 수 있는 기지국 및 이동국에 관한 것이다.
종래, 복수의 이동국이 동일 주파수 대역을 이용하여 무선 통신을 행하는 DS-CDMA(Direct Sequence CDMA; 직접 시퀀스 확산 CDMA) 방식이 알려져 있다. DS-CDMA 시스템에서, 각각의 이동국은 확산 부호에 의해 식별되고, 골드 부호(Gold code)등 직교 부호가 확산 부호로서 사용된다.
DS-CDMA 시스템에서, 특정 이동국으로부터의 신호가 수신기(기지국)에서 역확산되는 동안에, 다른 이동국으로부터의 간섭 신호 전력은 평균적으로 "다른 이동국의 송신 신호 전력 ÷ PG(Processing Gain; 처리 이득)"으로 된다. 특히, 업링크 방향의 비동기 환경하에서, 기지국에 있어서 각 이동국으로부터의 신호는 각각의 독립적인 페이딩(fading)에 의해 야기되는 순시(瞬時) 변동(instantaneous variation), 단기간 변동(short-term variation), 및 거리 변동(distance variation)에 의해 영향을 받는다.
따라서, 기지국에서 각 이동국으로부터의 신호가 소요 수신 품질을 만족시키기 위해서는, 기지국에서 SIR(신호 대 간섭 전력비)를 일정하게 제어하는 송신 전력 제어를 하여야 한다.
그러나, 종래의 DS-CDMA 시스템에서, 상술한 송신 전력 제어가 완전하게 수행되고 기지국에서 상기 SIR이 일정하게 되는 것이 보장된다고 해도, 다중 경로 환경에서는, 상기 확산 부호가 완전히 직교하지 않고, 특정 이동국으로부터의 신호가 다른 이동국으로부터의 간섭 신호 전력에 의해 영향(상호 상관)을 받는다.
즉, 종래의 DS-CDMA 시스템에서는, 다중 경로 환경에서, 동일 주파수 대역에서 무선 통신을 행하는 이동국의 수가 증가함에 따라 간섭 신호 전력이 증가하고 1 셀당 통신 용량이 감소하는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 다른 이동국으로부터의 간섭 신호 전력의 영향을 감소시킬 수 있는 간섭 제거 기술이 알려져 있다.
간섭 제거 기법으로서 적응 안테나 어레이 다이버시티 기술이 알려져 있다. 적응 안테나 어레이 다이버시티 기술은 복수의 안테나 각각에서 수신된 신호에 적절한 가중치를 할당함으로써 지향성 빔(directional beam)의 송수신을 실현하고, 다른 이동국으로부터의 간섭 신호를 감소시킨다.
예로서, 적응 안테나 어레이 다이버시티 기술의 한 형태로서, 기술 문헌 "IEICE Trans. Fundamentals, vol. E-80-A, pp. 2445-2454, 1997년 12월"에 기고된 "DS-CDMA 이동 무선 역방향 링크를 위한 파일럿 심볼-지원 판정-지향 코우히어런트 적응 안테나 어레이 다이버시티(S. Tanaka, M. Sawahashi 및 F. Adachi에 의해 기고됨)"에서 코우히어런트 적응 안테나 어레이 다이버시티(CAAAD) 수신 시스템이 제안되었다.
도 1을 참조하여, CAAAD 시스템이 간략하게 설명된다.
첫째, CAAAD 수신 시스템을 채택하는 기지국은 이동국들로부터 송신된 신호를 M개의 안테나(1011 내지 101M)에서 수신한다.
둘째, 기지국은 안테나(101m), RF 무선부(102) 및 정합 필터(103)를 거쳐 역확산된 신호들(Yk,m,l)(m = 1 내지 M)을 가중 계수 제어부(104)에 의해 제공된 가중 계수(안테나 가중치)(w)(w = w1 내지 wM)로 곱한다. 기지국은 상기 곱해진 신호를 가산부(105)에서 합성한다. 신호들(Yk,m,l)은 안테나(101m)(m = 1 내지 M)에 의해 이동국 #k로부터 경로 #1 상에서 수신된 신호를 역확산함으로써 얻어진다. 합성된 신호(zk,l)는 다음 식에 의해 표시된다.
Figure 112003031082966-pat00001
셋째, 기지국은 이동국으로부터 송신된 신호에 주기적으로 삽입된 알려진 파일럿 심볼을 사용하여 위상 변동 추정부(106)에서 위상 변동 추정을 수행하여, 위상 변동 추정치를 얻는다.
기지국은, 합성된 신호(zk,l)에 대하여, 위상 변동 추정부(106)에 의해 얻어진 위상 변동 추정치
Figure 112003031082966-pat00002
를 사용하여 위상 변동 보상부(107)에서 위상 변동 보상을 행하고, 레이크 합성(Rake combining)을 행한다. 레이크 합성된 신호(zk)는 다음 식에 의해 표시된다.
Figure 112003031082966-pat00003
넷째, 기지국은 식별판정부(108)에서 신호(zk)에 대해 위상 식별 판정을 행하고, 송신된 데이터를 재생하여 출력한다.
다음에는, 기지국은 추정 위상 변동 곱셈부(109)에서 상기 위상 변동 추정치와 오차 신호를 사용하여 오차 벡터를 계산한다. 오차 신호는 위상 변동 보상이 행해진 신호와 식별 판정이 행해진 신호 사이의 차이이다.
가중 계수 제어부(MMSE)(104)는, 상기 오차 신호를 최소화하기 위해서, 상기 오차 벡터와 정합 필터(1031 내지 103M)로부터의 출력 신호를 사용하여, 이동국으로부터의 신호를 형성하는 심볼마다 가중 계수(w)를 갱신한다. LMS(Least Mean square; 최소 평균 자승) 알고리즘 또는 RLS(Recursive Least square; 귀납적 최소 자승) 알고리즘이 가중 계수(w)를 갱신하기 위한 알고리즘으로서 사용된다.
기지국은 SIR 측정부(110)에서 기준 SIR과 상기 합성된 신호(z)에 기초하여 계산된 수신 SIR을 비교하여, 이동국으로 송신될 송신 전력 제어 신호를 생성한다.
그 결과, CAAAD 수신 시스템을 채택하는 기지국은 이동국마다 개별적으로 지향성 빔을 형성하여 수신함으로써 다른 이동국으로부터의 간섭 신호 전력을 감소시킬 수 있다.
기술 문헌 "IEEE Wireless Communications, pp. 2-10, 2002년 4월"에 기고된 "WCDMA 및 광대역 패킷 무선 접속용 FDD 순방향 링크에서의 적응 안테나 어레이 송신 다이버시티(H. Taoka, S. Tanaka, T. Ihara, 및 M. Sawahashi에 의해 기고됨)"에서 적응 안테나 어레이 송신 방법이 제안되었다. 적응 안테나 어레이 송신 방법은, 다운링크에서, 업링크에서 형성된 빔 패턴에 대해, 무선 전송 경로에서 발생하는 진폭 변동 및 위상 변동의 보상을 행한 후, 지향성 빔을 송신한다.
도 2는 상기 방법을 사용하는 DS-CDMA 시스템에서의 다운링크 채널의 구성예를 도시한다.
도 2에 도시되듯이, DS-CDMA 시스템에서의 다운링크 채널은 공통 파일럿 채널과 개별 채널을 포함한다. 공통 파일럿 채널에서는, 1 슬롯 전체에서 파일럿 심볼이 시분할 다중화된다. 개별 채널에서는, 1 슬롯에서 ND 개의 데이터 심볼과 NP 개의 파일럿 심볼이 시분할 다중화된다.
도 3a는 DS-CDMA 시스템에서의 저속용 개별 채널의 포맷을 도시하고, 도 3b는 DS-CDMA 시스템에서의 고속용 개별 채널의 포맷을 도시한다.
도 3a에 도시되듯이, NL_D 개의 데이터 심볼과 NL_P 개의 파일럿 심볼이 주기 적으로 저속용 개별 채널 내의 한 슬롯에 삽입된다.
도 3b에 도시되듯이, NH_D 개(NH_D > NL_D)의 데이터 심볼과 N H_P 개(NH_P > NL_P)의 파일럿 심볼이 주기적으로 저속용 개별 채널 내의 한 슬롯에 삽입된다.
일반적으로, 무선 통신 시스템에서 기지국이 지향성 빔 송신을 적용하지 않는 경우에는, 이동국은 무선 전송 경로 상에서 발생하는 페이딩에 기인하는 채널 변동(위상 변동 또는 진폭 변동 등)의 영향을 보상하기 위해서 무지향성(non-directional) 빔 패턴으로 송신되는 공통 파일럿 패널 내의 파일럿 심볼을 이용하여 채널 추정을 행한다.
한편, 무선 통신 시스템에서 기지국이 지향성 빔 송신을 적용하는 경우에는, 기지국은 희망 신호 방향으로 지향성 빔을 형성함으로써, 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신한다.
더욱 구체적으로는, 도 4에 도시되듯이, 기지국(10)은 이동국(30)#1용 송신 빔 패턴(실선)을 사용하여 안테나(101)를 거쳐 개별 채널을 이동국(30)#1으로 송신하고, 이동국(30)#2용 송신 빔 패턴(점선)을 사용하여 안테나(101)를 거쳐 개별 채널을 이동국(30)#2으로 송신한다.
이 경우에, 무지향성 빔 송신되는 공통 파일럿 채널과 지향성 빔 송신되는 개별 채널의 사이에서 기지국으로부터 이동국으로의 무선 전송 경로에서의 전력 지연 프로파일이 다르고, 공통 파일럿 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 채널 추정에 이용할 수 없기 때문에, 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 이용하여 채널 추정을 행 할 필요가 있다.
그러나, 종래의 간섭 제거 기술에서는, 상기와 같이, 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 이용한 채널 추정을 행하는 경우, 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼은 공통 파일럿 채널에 삽입된 파일럿 심볼과 비교하여 전력이 작기 때문에 채널 추정의 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
또한, 저속용 개별 채널의 수는 한 슬롯 당 고속용 개별 채널의 수보다 적고, 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼에 할당된 전력이 낮아서, 잡음 및 간섭 전력의 평균화 효과가 작기 때문에, 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용한 채널 추정의 정밀도가 저하되고, 다운링크 용량이 저하된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기 문제점을 감안하여, 기지국이 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신하는 경우에, 상기 개별 채널의 포맷을 변경함으로써 이동국에서의 채널 추정의 정밀도를 향상시키고 다운링크 용량을 증가시키는 무선 통신 방법, 이 방법에 이용되기에 적합한 기지국 및 이동국을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 특징은 지향성 빔을 송수신할 수 있는 제1 기지국, 지향성 빔을 송수신할 수 없는 제2 기지국, 지향성 빔을 수신할 수 있는 제1 이동국, 및 지향성 빔을 수신할 수 없는 제2 이동국을 포함하는 무선 통신 시스템으로 요약된다. 제1 기지국은 파일럿 심볼이 삽입된 개별 채널을 송신하는 개별 채널 송신부, 개별 채널의 포맷을 생성하는 개별 채널용 포맷 생성부를 포함한다. 개별 채널용 포맷 생성부는 지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷과 무지향성 빔을 사용하 여 송신될 개별 채널의 포맷 사이에서 변경한다.
상기 제1 특징에서, 제1 기지국은 지향성 빔 또는 무지향성 빔이 다운링크에서 송신될 것이라는 것을 나타내는 다운링크 송신 방법을 제1 이동국으로 통지하는 다운링크 송신 방법 통지부를 포함한다.
상기 제1 특징에서, 제1 이동국과 제2 이동국은 지향성 빔을 수신할 수 있다는 것을 나타내는 수신 기능을 제1 기지국으로 통지하는 수신 기능 통지부를 포함할 수 있다.
상기 제1 특징에서, 개별 채널용 포맷 생성부는 개별 채널의 송신 레이트에 따라서 개별 채널의 포맷을 변경할 수 있다.
상기 제1 특징에서, 개별 채널용 포맷 생성부는, 개별 채널이 지향성 빔을 사용하여 송신될 때, 파일럿 심볼의 수를 증가시킬 수 있다.
상기 제1 특징에서, 개별 채널용 포맷 생성부는, 개별 채널이 지향성 빔을 사용하여 송신될 때, 개별 채널에 삽입될 파일럿 심볼의 전력을 증가시킬 수 있다.
상기 제1 특징에서, 개별 채널용 포맷 생성부는, 제1 이동국이 복수의 기지국과 핸드오버 통신을 수행하는 경우와 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 제1 이동국으로 송신하는 제1 기지국의 수가 소정 수보다 큰 경우에, 개별 채널에 삽입될 파일럿 심볼의 전력을 증가시킬 수 있다.
상기 제1 특징에서, 제1 이동국은 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 행하는 채널 추정부와, 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하는 채널 추정과 공통 파일럿 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하는 채널 추정 사이에서 다운링크 송신 방법에 따라 스위칭하는 채널 스위칭부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 특징은 지향성 빔을 수신할 수 있는 제1 이동국에서 지향성 빔을 수신할 수 있는 제1 기지국으로 지향성 빔의 수신이 가능하다는 것을 나타내는 수신 기능을 통지하는 단계(A), 상기 제1 기지국이 지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷을 변경하는 단계(B), 지향성 빔이 다운링크에서 송신될 것이라는 것을 나타내는 다운링크 송신 방법을 상기 제1 기지국에서 상기 제1 이동국으로 통지하는 단계(C), 상기 제1 기지국에서 상기 제1 이동국으로 지향성 빔을 사용하여 상기 개별 채널을 송신하는 단계(D), 및 상기 다운링크 송신 방법에 따라서, 상기 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하는 채널 추정을 수행하는 단계(E)를 포함하는 무선 통신 방법으로 요약될 수 있다.
상기 제2 특징에서, 단계(A)에서 지향성 빔을 수신할 수 없는 제2 이동국은 지향성 빔을 수신할 수 없다는 것을 나타내는 수신 기능을 제1 기지국에 통지할 수 있고, 단계(C)에서 제1 기지국은 무지향서 빔이 다운링크에서 송신될 것이라는 것을 나타내는 다운링크 송신 방법을 통지할 수 있고, 단계(D)에서 제1 기지국은 무지향성 빔을 사용하여 공통 파일럿 채널을 제2 이동국으로 송신할 수 있고, 단계(E)에서 제2 이동국은 공통 파일럿 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 수행할 수 있다.
상기 제2 특징에서, 단계(B)에서 제1 기지국은 개별 채널의 송신 레이트에 따라 개별 채널의 포맷을 변경할 수 있다.
상기 제2 특징에서, 단계(B)에서 제1 기지국은, 개별 채널이 지향성 빔을 사 용하여 송신될 때, 개별 채널의 1 슬롯에 삽입될 파일럿 심볼의 수를 증가시킬 수 있다.
상기 제2 특징에서, 단계(B)에서 제1 기지국은, 개별 채널이 지향성 빔을 사용하여 송신될 때, 개별 채널의 전력을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 제3 특징은 파일럿 심볼이 삽입된 개별 채널을 송신하도록 구성된 개별 채널 송신부, 및 상기 개별 채널의 포맷을 생성하도록 구성된 개별 채널용 포맷 생성부를 포함하는 기지국으로 요약된다. 상기 개별 채널용 포맷 생성부는 지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷과 무지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷을 서로 변경한다.
상기 제3 특징에서, 기지국은 지향성 빔 또는 무지향성 빔이 다운링크에서 송신될 것이라는 것을 나타내는 다운링크 송신 방법을 통지하도록 구성된 다운링크 송신 방법 통지부를 포함할 수 있다.
상기 제3 특징에서, 상기 개별 채널용 포맷 생성부는 상기 개별 채널의 송신 레이트에 따라 상기 개별 채널의 상기 포맷을 변경할 수 있다.
상기 제3 특징에서, 상기 개별 채널용 포맷 생성부는, 상기 개별 채널이 지향성 빔을 사용하여 송신될 때, 상기 개별 채널의 하나의 슬롯에 삽입될 파일럿 심볼의 수를 증가시킬 수 있다.
상기 제3 특징에서, 상기 개별 채널용 포맷 생성부는, 상기 개별 채널이 지향성 빔을 사용하여 송신될 때, 상기 개별 채널에 삽입될 상기 파일럿 심볼의 전력을 증가시킬 수 있다.
상기 제3 특징에서, 상기 개별 채널용 포맷 생성부는, 이동국이 복수의 기지국과 핸드오버 통신을 수행하는 경우와 지향성 빔을 사용하여 상기 개별 채널을 상기 이동국으로 송신하는 기지국의 수가 소정 수보다 큰 경우에, 상기 개별 채널에 삽입될 상기 파일럿 심볼의 전력을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 제4 특징은 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 수행하는 채널 추정부, 지향성 빔 또는 무지향성 빔이 다운링크에서 송신된다는 것을 나타내는 다운링크 송신 방법을 수신하도록 구성된 다운링크 송신 방법 수신부, 및 상기 다운링크 송신 방법에 따라서, 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하는 채널 추정과 공통 파일럿 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하는 채널 추정 사이에서 스위칭하도록 구성된 채널 스위칭부를 포함하는 이동국으로 요약된다.
상기 제4 특징에서, 이동국은 지향성 빔의 수신 가능 여부를 나타내는 수신 기능을 통지하도록 구성된 수신 기능 통지부를 포함할 수 있다.
(본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성)
도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 제1 기지국(10a), 제2 기지국(10b), 제1 이동국(30a), 및 제2 이동국(30b)을 포함한다. 제1 기지국(10a)은 지향성 빔을 송수신할 수 있고, 제2 기지국(10b)은 지향성 빔을 송수신할 수 없다. 제1 이동국(30a)은 지향성 빔을 수신할 수 있고, 제2 이동국(30b) 은 지향성 빔을 수신할 수 없다.
도 5는 제1 기지국(10a)과 제2 기지국(10b)이 혼재되어 있는 상황을 도시한다. 제1 기지국(10a)은 섹터(1a 내지 3a)로 구성되는 셀 내의 무선 통신을 관리하고, 제2 기지국(10b)은 섹터(1b 내지 3b)로 구성되는 셀 내의 무선 통신을 관리한다.
도 5에서, 제1 이동국(30a)은 제1 기지국(10a)과 제2 기지국(10b)사이에서 핸드오버(hand-over)를 수행한다. 제1 기지국(10a)은 다운링크에서 지향성 빔(5a)을 사용하여 무선 신호(개별 채널)를 제1 이동국(30a)으로 송신하고, 제2 기지국(10b)은 다운링크에서 무지향성 빔(6b)을 사용하여 무선 신호(개별 채널)를 제1 이동국(30a)으로 송신한다.
도 6은 제1 이동국(30a)과 제2 이동국(30b)이 혼재하는 상황을 도시한다.
도 6에서, 제1 기지국(10a)은 다운링크에서 지향성 빔(5a)을 사용하여 무선 신호(개별 채널)를 제1 이동국(30a)으로 송신하고, 또한 다운링크에서 무지향성 빔(5b)을 사용하여 무선 신호(개별 채널)를 제2 이동국(30b)으로 송신한다. 제2 기지국(10ba)은 다운링크에서 무지향성 빔(6b)을 사용하여 무선 신호(개별 채널)를 제2 이동국(30b)으로 송신한다.
도 7은 제1 기지국(10a)의 기능 블럭을 도시한다. 도 7에 도시하듯이, 제1 기지국(10a)은 본 발명에 관련하는 기능으로서 수신 기능 통지 수신부(11), 파일럿 채널 제어부(12), 다운링크 송신 방법 통지부(13), 개별 채널용 포맷 생성부(14), 개별 채널 송신부(15), 공통 파일럿 채널 송신부(16)를 포함한다.
수신 기능 통지 수신부(11)는, 파일럿 채널 제어부(12)에 접속되어, 제1 이동국(30a) 또는 제2 이동국(30b)으로부터 송신된 수신 기능 통지를 수신하고, 그 수신 기능 통지를 파일럿 채널 제어부(12)로 송신한다. 수신 기능은 지향성 빔을 수신할 수 있는가 하는 것을 나타낸다.
파일럿 채널 제어부(12)는 수신 기능 통지 수신부(11), 다운링크 송신 방법 통지부(13), 개별 채널용 포맷 생성부(14), 공통 파일럿 채널 송신부(16)에 접속된다. 파일럿 채널 제어부(12)는 다운링크 송신 방법 통지부(13), 개별 채널용 포맷 생성부(14), 공통 파일럿 채널 송신부(16)를 제어한다.
더욱 구체적으로는, 파일럿 채널 제어부(12)는 수신 기능 통지 수신부(11)로부터 수신된 수신 기능에 따라서 지향성 빔 또는 무지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신할 것인지를 결정하고, 그 결정 결과를 다운링크 송신 방법 통지부(13) 및 개별 채널용 포맷 생성부(14)로 통지한다.
파일럿 채널 제어부(12)는 파일럿 심볼을 삽입하는 방법(삽입 사이클, 삽입 위치 등)을 개별 채널용 포맷 생성부(14) 및 공통 파일럿 채널 송신부(16)에 지시한다.
다운링크 송신 방법 통지부(13)는, 파일럿 채널 제어부(12)에 접속되어, 파일럿 채널 제어부(12)로부터 송신된 결정 결과에 따라 "다운링크 송신 방법"을 이동국(30)에 통지한다. 다운링크 송신 방법은 다운링크에서 지향성 빔 또는 무지향성 빔이 송신될 것인지를 보여준다.
개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 파일럿 채널 제어부(12)와 개별 채널 송신 부(15)에 접속되어, 개별 채널의 포맷을 생성한다.
개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 파일럿 채널 제어부(12)로부터 송신된 결정 결과가 지향성 빔을 사용하여 개별 채널이 송신된다는 것을 나타낼 때, 개별 채널의 포맷을 변경한다.
개별 채널용 포맷 생성부(14)는 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신하는 경우에 개별 채널의 전송 레이트에 따라 개별 채널의 포맷을 변경할 수도 있다.
더욱 구체적으로는, 개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신하는 경우와 개별 채널의 전송 레이트가 "저속"으로 정의된 경우에, 저속용 개별 채널의 한 슬롯 내에 삽입될 파일럿 심볼의 수를 증가시킴으로써 저속용 개별 채널의 포맷을 변경한다.
도 8a는 저속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시하고, 도 8b는 고속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시한다.
도 8a에 도시하듯이, 예로서, 개별 채널용 포맷 생성부(14)는 저속용 개별 채널의 한 슬롯 내에 삽입될 파일럿 심볼의 수를 "NL_P"로부터 "NL_P + NP_add"으로 증가시킨다.
개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 지향성 빔을 이용하여 개별 채널을 송신하는 경우와 개별 채널의 전송 레이트가 "고속"으로 정의된 경우에, 고속용 개별 채널의 한 슬롯 내에 삽입될 파일럿 심볼의 수를 증가시킴으로써 고속용 개별 채널의 포맷을 변경할 수도 있다.
이 경우에, 고속용 개별 채널에서 증가된 파일럿 심볼의 수는 저속용 개별 채널에서 증가된 파일럿 심볼의 수보다 적게 설정된다.
고속용 개별 채널 내의 파일럿 심볼의 전체 전력은 저속용 개별 채널 내의 파일럿 심볼의 전체 전력보다 커서, 개별 채널용 포맷 생성부(14)는 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신하는 경우와 개별 채널의 전송 레이트가 "고속"으로 정의된 경우에 고속용 개별 채널의 포맷을 변경하지 않을 수도 있다.
개별 채널 송신부(15)는, 개별 채널용 포맷 생성부(14)에 접속되어, 파일럿 심볼이 삽입된 개별 채널을 이동국(30)으로 송신한다.
개별 채널 송신부(15)는 파일럿 채널 제어부(12)에 의한 결정의 결과에 따라 지향성 빔 또는 무지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신한다.
공통 파일럿 채널 송신부(16)는, 파일럿 채널 제어부(12)에 접속되어, 파일럿 채널 제어부(12)로부터의 지시에 따라 공통 파일럿 채널 내에 파일럿 심볼을 삽입하여, 그 공통 파일럿 채널을 이동국(30)으로 송신한다.
도 9에 도시하듯이, 이동국(30)은 수신 기능 통지부(31), 다운링크 송신 방법 수신부(32), 개별 채널 수신부(33), 공통 파일럿 채널 수신부(34), 채널 스위칭부(35), 채널 추정부(36), 및 재생부(37)로 구성된다.
수신 기능 통지부(31)는 수신 기능을 기지국(10)에 통지한다. 수신 기능은 지향성 빔을 수신할 수 있는지를 나타낸다.
지향성 빔을 수신하는 기능을 가진 이동국(30)이 현재에는 어떤 이유로 해서 지향성 빔을 수신할 수 없는 경우 또는 이동국(30)이 지향성 빔을 수신하는 기능을 갖지 않은 경우에, 수신 기능 통지부(31)는 지향성 빔을 수신할 수 없다는 것을 나타내는 수신 기능을 송신할 수 있다.
다운링크 송신 방법 수신부(32)는, 채널 스위칭부(35)에 접속되어, 기지국(10)으로부터 다운링크 송신 방법을 수신하고, 다운링크 송신 방법을 채널 스위칭부(35)로 송신한다.
개별 채널 수신부(33)는, 채널 스위칭부(35)에 접속되어, 기지국(10)으로부터 개별 채널을 수신하고, 개별 채널을 채널 스위칭부(35)로 송신한다. 개별 채널 수신부(33)는 지향성 빔 및 무지향성 빔을 사용하여 기지국(10)으로부터 송신된 개별 채널을 수신할 수 있다.
공통 파일럿 채널 수신부(34)는, 채널 스위칭부(35)에 접속되어, 기지국(10)으로부터 공통 파일럿 채널을 수신하고, 그 공통 파일럿 채널을 채널 스위칭부(35)로 송신한다.
채널 스위칭부(35)는 다운링크 송신 방법 수신부(32), 개별 채널 수신부(33) 및 공통 파일럿 채널 수신부(34)에 접속된다. 채널 스위칭부(35)는, 다운링크 송신 방법 수신부(32)로부터 송신된 다운링크 송신 방법에 따라서, 개별 채널 수신부(33)로부터 송신된 개별 채널 내에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하는 채널 추정과 공통 파일럿 채널 수신부(34)로부터 송신된 공통 파일럿 채널 내에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하는 채널 추정 사이에서 스위칭한다.
더욱 구체적으로는, 채널 스위칭부(35)는, 지향성 빔을 사용하여 개별 채널이 송신된다는 것을 나타내는 다운링크 송신 방법을 수신한 경우에, 개별 채널 내 에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 수행하기로 결정하고, 그 결정의 결과를 채널 추정부(36)로 송신한다.
한편, 채널 스위칭부(35)는, 무지향성 빔을 사용하여 개별 채널이 송신된다는 것을 나타내는 다운링크 송신 방법을 수신한 경우에, 공통 파일럿 채널 내에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 수행하기로 결정하고, 그 결정의 결과를 채널 추정부(36)로 송신한다.
채널 추정부(36)는, 채널 스위칭부(35)와 재생부(37)에 접속되어, 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 행한다.
더욱 구체적으로는, 채널 추정부(36)는, 채널 스위칭부(35)로부터의 결정 결과에 따라, 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 행하거나 또는 공통 파일럿 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 행한다.
재생부(37)는, 개별 채널 수신부(33) 및 채널 추정부(36)에 접속되어, 채널 추정부(36)로부터 송신된 채널 추정치를 이용하여, 개별 채널 수신부(33)에 의해 수신된 개별 채널에 포함된 데이터 심볼로부터 송신 데이터를 복조하여 재생한다.
(본 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작)
도 10을 참조하여, 본 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명한다.
도 10에 도시하듯이, 단계(601)에서, 이동국(30)의 수신 기능 통지부(31)는 이동국(30)이 지향성 빔을 수신할 수 있는지를 나타내는 수신 기능을 기지국(10)에 통지한다. 도 11은 단계(601)이 수행되는 상황을 도시한다.
단계(602)에서, 기지국(10)의 파일럿 채널 제어부(12)는 수신 기능 통지 수 신부(11)를 거쳐 수신된 수신 기능이 지향성 빔을 수신할 수 있는지를 나타내는가 하는 것을 판단한다.
수신 기능이 지향성 빔을 수신할 수 있다는 것을 나타내는 경우, 단계(603)에서, 기지국(10)의 개별 채널용 포맷 생성부(14)는 개별 채널의 포맷을 변경하고, 단계(604)에서, 다운링크 송신 방법 통지부(13)는 지향성 빔을 사용하여 개별 채널이 송신된다는 것을 나타내는 다운링크 송신 방법을 이동국(30)에 통지한다. 도 12는 단계(604)가 수행되는 상황을 도시한다.
예로서, 개별 채널용 포맷 생성부(14)는 개별 채널 내에 삽입될 파일럿 심볼의 수를 증가시킴으로써 개별 채널의 포맷을 변경한다.
단계(605)에서, 개별 채널 송신부(15)는 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 이동국(30)으로 송신한다. 도 13은 단계(605)가 수행되는 상황을 도시한다.
단계(606)에서, 이동국(30)의 채널 스위칭부(35)는, 다운링크 송신 방법 수신부(32)에 의해 수신된 다운링크 송신 방법에 따라, 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 행하는 것을 결정하고, 채널 추정부(36)는, 상기 결정 결과에 따라, 개별 채널 수신부(33)에 의해 수신된 개별 채널 내에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 행한다.
한편, 수신 기능이 지향성 빔을 수신할 수 없다는 것을 나타내는 경우, 단계(607)에서, 기지국(10)의 다운링크 송신 방법 통지부(13)는 무지향성 빔을 사용하여 개별 채널이 송신된다는 것을 나타내는 다운링크 송신 방법을 이동국(30)에 통지한다.
단계(608)에서, 기지국(10)의 개별 채널 송신부(15)는 무지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 이동국(30)으로 송신하고, 기지국(10)의 공통 파일럿 채널 송신부(16)는 무지향성 빔을 사용하여 공통 파일럿 채널을 이동국(30)으로 송신한다.
단계(609)에서, 이동국(30)의 채널 스위칭부(35)는, 다운링크 송신 방법 수신부(32)에 의해 수신된 다운링크 송신 방법에 따라, 공통 파일럿 채널 내에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 행하는 것을 결정하고, 채널 추정부(36)는, 상기 결정 결과에 따라, 공통 파일럿 채널 수신부(34)에 의해 수신된 공통 파일럿 채널 내에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정을 행한다.
단계(610)에서, 재생부(37)는, 채널 추정부(36)로부터 전송된 채널 추정치를 사용하여, 개별 채널 내에 포함된 데이터 심볼로부터 송신된 데이터를 재생한다.
(본 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 작용 효과)
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 의하면, 개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 지향성 빔으로 송신되는 경우의 개별 채널의 포맷과 무지향성 빔으로 송신되는 경우의 개별 채널의 포맷을 변경할 수 있기 때문에, 기지국(10)이 지향성 빔을 사용하여 송신한 개별 채널을 사용하여 채널 추정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 의하면, 다운링크 송신 방법 통지부(13)는 다운링크 송신 방법을 통지하므로, 지향성 빔을 수신할 수 있는 이동국(30)은 다운링크에서 지향성 빔이 송신될 것인지 아닌지를 미리 파악할 수 있다.
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 의하면, 수신 기능 통지부(31)는 각 이동국(30)의 수신 기능을 기지국(10)에 통지하기 때문에, 기지국(10)은 각 이동국(30)으로 지향성 빔을 송신하여야 할 것인지 무지향성 빔을 송신하여야 할 것인지를 판단할 수 있다.
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 의하면, 개별 채널용 포맷 생성부(14)는 개별 채널의 송신 레이트에 따라 개별 채널의 포맷을 변경하기 때문에, 저속용 개별 채널 내에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하는 채널 추정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 의하면, 개별 채널용 포맷 생성분(14)는 지향성 빔을 사용하여 송신된 개별 채널의 1 슬롯 내에 삽입될 파일럿 심볼의 수를 증가시키기 때문에, 공통 파일럿 채널에 삽입된 파일럿 심볼의 전력보다 작은 전력을 가진 개별 채널 내에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하는 채널 추정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(제1 변경예)
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신하는 경우에, 개별 채널용 포맷 생성부(14)에 의해 변경되는 개별 채널의 포맷을 도 14a 및 도 14b에 도시된 포맷으로 구성하여도 된다.
즉, 본 변경예에 따른 기지국(10)의 개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 지향성 빔을 사용하여 개별 채널이 송신되는 경우와 개별 채널의 송신 레이트가 "저속"으로 정의되는 경우에, 저속용 개별 채널 내에 삽입될 파일럿 심볼의 전력을 증가시킴으로써 저속용 개별 채널의 포맷을 변경한다.
도 14a는 저속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시하고, 도 14b는 고속용 개별 채널의 포맷의 일예를 도시한다.
도 14a에 도시되듯이, 예로서, 개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 파일럿 심볼의 전력이 데이터 심볼의 전력의 M 배로 증가되도록, 저속용 개별 채널 내에 삽입될 파일럿 심볼의 전력에 파워 옵셋을 가산한다.
개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 개별 채널이 지향성 빔을 사용하여 송신된 경우와 개별 채널의 송신 레이트가 "고속"으로 정의된 경우에, 고속용 개별 채널에 삽입될 파일럿 심볼의 전력을 증가시킴으로써 고속용 개별 채널의 포맷을 변경시킬 수 있다.
이 경우에, 고속용 개별 채널에서 증가된 파일럿 심볼의 전력은 저속용 개별 채널에서 증가된 파일럿 심볼의 전력보다 작게 설정된다.
고속용 개별 채널 내의 파일럿 심봉의 전체 전력은 저속용 개별 채널 내의 파일럿 심볼의 전체 전력보다 크기 때문에, 개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 개별 채널이 지향성 빔을 사용하여 송신되는 경우와 개별 채널의 송신 레이트가 "고속"으로 정의된 경우에, 고속용 개별 채널의 포맷을 변경하지 않을 수도 있다.
본 제1 변경예에 따른 무선 통신 시스템에 의하면, 개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 지향성 빔을 사용하여 송신된 개별 채널의 1 슬롯 내에 삽입될 파일럿 심볼의 전력을 증가시키기 때문에, 공통 파일럿 채널에 삽입된 파일럿 심볼의 전력보다 작은 전력을 가진 개별 채널에 삽입된 파일럿 심볼을 사용하여 채널 추정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(제2 변경예)
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 개별 채널용 포맷 생성부(14)의 동작을 다음과 같이 변경할 수도 있다.
제2 변경예에 따른 개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 이동국(30)이 복수의 기지국(10)과의 사이에서 핸드오버 통신을 행하는 경우와 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 이동국(30)으로 송신하는 기지국(10)의 수가 소정 수보다 많은 경우에, 개별 채널에 삽입될 파일럿 심볼의 전력을 증가시킨다.
본 변경예는 이동국(30)이 3 개의 기지국(10#1 내지 10#3)과의 사이에서 핸드오버 통신을 수행하고, 기지국(10#2 및 10#3)은 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 이동국(30)으로 송신한다고 가정한다.
이 경우에, 상기 소정 수가 "1" 또는 "2"로 설정된 경우에, 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 이동국(30)으로 송신하는 기지국(10)의 수는 상기 소정 수보다 크기 때문에, 기지국(10#2 및 10#3)의 개별 채널용 포맷 생성부(14)는 개별 채널의 포맷을 변경한다.
도 15에 도시되듯이, 예로서, 기지국(10#2 및 10#3)의 개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 파일럿 심볼의 전력이 데이터 심볼의 전력의 M 배로 증가되도록, 개별 채널에 삽입될 파일럿 심볼의 전력에 파워 옵셋을 더한다.
기지국(10#2 및 10#3)의 개별 채널용 포맷 생성부(14)는 개별 채널의 1 슬롯에 삽입될 파일럿 심볼의 수를 증가시킬 수도 있다.
개별 채널용 포맷 생성부(14)는, 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 이동국(30)으로 송신하는 기지국(10)의 수가 상기 소정 수보다 크게 되기 직전에, 또는 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 이동국(30)으로 송신하는 기지국(10)의 수가 상기 소정 수보다 크게 된 직후에, 개별 채널의 포맷을 변경할 수도 있다.
본 발명은 기지국이 지향성 빔을 사용하여 개별 채널을 송신하는 경우에 개별 채널의 포맷을 변경함으로써 이동국에서의 채널 추정의 정밀도의 향상과 다운링크 용량의 증가를 가능하게 하는 무선 통신 방법과, 이 방법에 사용되기에 적합한 기지국 및 이동국을 제공할 수 있다.
추가적 이점 및 수정이 본 기술분야에 익숙한 자에게는 용이하게 생각될 수 있다. 따라서, 본 발명은 넓은 범위에서 보아야 하고, 도시되고 설명된 특정한 상세사항 및 대표적인 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부된 청구범위 및 그들의 동등물에 의해 정의된 일반적인 발명의 개념의 정신 및 범위를 이탈함이 없이 여러가지 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 기지국에 있어서,
    파일럿 심볼이 삽입된 개별 채널을 송신하도록 구성된 개별 채널 송신부, 및
    상기 개별 채널의 포맷을 생성하도록 구성된 개별 채널용 포맷 생성부
    를 포함하여,
    상기 개별 채널용 포맷 생성부는, 지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷과 무지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷 간을 변경하며,
    상기 개별 채널용 포맷 생성부는 상기 개별 채널의 송신 레이트에 따라 상기 개별 채널의 상기 포맷을 변경하는 기지국.
  3. 기지국에 있어서,
    파일럿 심볼이 삽입된 개별 채널을 송신하도록 구성된 개별 채널 송신부, 및
    상기 개별 채널의 포맷을 생성하도록 구성된 개별 채널용 포맷 생성부
    를 포함하여,
    상기 개별 채널용 포맷 생성부는, 지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷과 무지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷 간을 변경하며,
    상기 개별 채널용 포맷 생성부는, 상기 개별 채널이 지향성 빔을 사용하여 송신될 때, 상기 개별 채널의 하나의 슬롯에 삽입될 파일럿 심볼의 수를 증가시키는 기지국.
  4. 기지국에 있어서,
    파일럿 심볼이 삽입된 개별 채널을 송신하도록 구성된 개별 채널 송신부, 및
    상기 개별 채널의 포맷을 생성하도록 구성된 개별 채널용 포맷 생성부
    를 포함하여,
    상기 개별 채널용 포맷 생성부는, 지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷과 무지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷 간을 변경하며,
    상기 개별 채널용 포맷 생성부는, 상기 개별 채널이 지향성 빔을 사용하여 송신될 때, 상기 개별 채널에 삽입될 상기 파일럿 심볼의 전력을 증가시키는 기지국.
  5. 기지국에 있어서,
    파일럿 심볼이 삽입된 개별 채널을 송신하도록 구성된 개별 채널 송신부, 및
    상기 개별 채널의 포맷을 생성하도록 구성된 개별 채널용 포맷 생성부
    를 포함하여,
    상기 개별 채널용 포맷 생성부는 지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷과 무지향성 빔을 사용하여 송신될 개별 채널의 포맷 간을 변경하며,
    상기 개별 채널용 포맷 생성부는, 이동국이 복수의 기지국과 핸드오버 통신을 수행하는 경우 및 지향성 빔을 사용하여 상기 개별 채널을 상기 이동국으로 송신하는 기지국의 수가 소정 수보다 큰 경우에, 상기 개별 채널에 삽입될 상기 파일럿 심볼의 전력을 증가시키는 기지국.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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