KR100768511B1 - Ｍｃ－ｃｄｍａ 시스템의 기지국 송신기, 그 시스템의 송신다이버시티 방법, 분산 ｍｃ－ｃｄｍａ 시스템의 기지국송신기 및 그 시스템의 송신 다이버시티 방법 - Google Patents

Ｍｃ－ｃｄｍａ 시스템의 기지국 송신기, 그 시스템의 송신다이버시티 방법, 분산 ｍｃ－ｃｄｍａ 시스템의 기지국송신기 및 그 시스템의 송신 다이버시티 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MC-CDMA(Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 송신 다이버시티 방법, MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기, 분산 MC-CDMA(Scattered Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 송신 다이버시티 방법 및 분산 MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, a) 입력 심벌을 해당 직교 코드로 주파수 영역에서 확산하여 복수의 부 반송파를 통해 출력하고, 소정 안테나 수에 따라 상기 a) 단계의 출력 신호를 그룹핑하여, 그룹별로 각기 다른 안테나를 통해 상기 신호를 전송한다.
따라서, 안테나 수에 대한 제약 없이 송신 다이버시티 기법을 적용할 수 있으며, 특히 OFDM 심벌 구간 및 부 반송파가 서로 인접해 있지 않은 분산 MC-CDMA 방식에도 적용할 수 있다.
Multi Carrier-CDMA, Diversity, STBC (Space Time Block Coding)

Description

ＭＣ－ＣＤＭＡ 시스템의 기지국 송신기, 그 시스템의 송신 다이버시티 방법, 분산 ＭＣ－ＣＤＭＡ 시스템의 기지국 송신기 및 그 시스템의 송신 다이버시티 방법{BASE STATION TRANSMITTER OF SYSTEM FOR MC-CDMA, TRANSMIT DIVERSITY METHOD FOR THAT SYSTEM, BASE STATION TRANSMITTER OF SYSTEM FOR SCATTERED MC-CDMA, TRANSMIT DIVERSITY METHOD FOR THAR SYSTEM}
도 1은 STBC(Space Time Block Coding) 방식에 따른 기존 송신 다이버시티 방법을 나타내는 개념도이다.
도 2는 MC-CDMA 시스템에 있어서 종래 STBC 송신 다이버시티 방법을 나타내는 송신기 구조도이다
도 3은 MC-CDMA 전송 방식의 개념도이다.
도 4는 송신 안테나가 2개인 경우 본 발명의 실시예에 따른 MC-CDMA 송신 다이버시티 방법의 개념도이다.
도 5는 송신 안테나가 2개인 경우 본 발명의 실시예에 따른 MC-CDMA 송신 다이버시티 방법을 사용하는 기지국 송신기 개념도이다.
도 6은 송신 안테나가 4개인 경우 본 발명의 실시예에 따른 MC-CDMA 송신 다이버시티 방법의 개념도이다.
도 7은 송신 안테나가 4개인 경우 본 발명의 실시예에 따른 MC-CDMA 송신 다 이버시티 방법을 사용하는 기지국 송신기 개념도이다.
도 8은 송신 안테나가 2개인 경우 분산 MC-CDMA 전송 방식에 본 발명의 실시예에 따른 송신 다이버시티 방식이 도입되었을 때의 개념도이다.
도 9는 송신 안테나가 2개인 경우 본 발명의 실시예에 따른 송신 다이버시티 방법을 사용하는 기지국 송신기 개념도이다.
도 10은 송신 안테나가 4개일 때 분산 MC-CDMA 전송방식에 본 발명의 실시예에 따른 송신 다이버시티 방식이 도입되었을 때의 개념도이다.
도 11은 송신 안테나가 4개인 경우 본 발명의 실시예에 따른 송신 다이버시티 방법을 사용하는 기지국 송신기 개념도이다.
본 발명은 MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기, 그 시스템의 송신 다이버시티 방법, 분산 MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기 및 그 시스템의 송신 다이버시티 방법에 관한 것이다.
송신 다이버시티란 페이딩에 의해 전송 품질이 저하되는 것을 보완하기 위해 활용하는 기법으로, 동일한 신호를 2회 이상의 반복으로 전송하고 수신단에서 이를 상호 결합하도록 하여 페이딩을 완화시키는 기술이다. CDMA 시스템에서는 시간 다이버시티, 주파수 다이버시티, 셀 다이버시티, 공간 다이버시티, 경로 다이버시티 기법을 사용할 수 있다.
이 때 시간 다이버시티란 하나의 신호를 전송함에 있어 시간의 간격을 두고 여러 번 전송하여 수신단에서 이를 결합하는 방식을 의미하고, 주파수 다이버시티란, 하나의 신호를 전송할 때 여러 개의 주파수를 이용하여 전송하는 방법을 가리킨다. 셀 다이버시티는 현재의 셀과 이동하려는 다른 셀의 2개 이상의 기지국을 동시에 연결하여 다중 경로를 형성하는 것이고, 경로 다이버시티는 다중 경로의 신호를 각각 수신하여 수신기에서 각각 따로 복조를 수행한 후 복조된 신호를 결합하는 기술이다. 그리고, 공간 다이버시티란 2개 이상의 수신 안테나를 사용하여 각각의 안테나로 들어오는 신호를 결합하는 방식이다. 이 때, 이동국에서 2개 이상의 수신 안테나를 사용하는 것은 어려우므로, 일반적으로 기지국에서 2개 이상의 수신 안테나를 사용하는 다이버시티 기술을 가리킨다.
종래 제안된 송신 다이버시티 방식에는 Siavash M.Alamouti가 98년도에 IEEE Journal on select areas in communication에 제안한 Space Time Block Coding(이하 STBC라고 한다)방식을 MC-CDMA에 적용한 방법이 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 송신 데이타를 공간(안테나) 및 시간 영역에서의 다이버시티 인코딩을 수행하여 전송하는 방식이다. 즉, 송신 안테나가 1개인 기본 모드에서 임의의 시간 슬롯 t에서 전송되는 변조 심볼을
Figure 112006033268989-pat00001
라고 하고, 바로 인접한 시간 슬롯 t+T에서 전송되는 변조 심볼은
Figure 112006033268989-pat00002
이라 할 때, Alamouti의 STBC 인코딩 방법을 사용하는 송신 다이버시티 기법에 따르면, 첫번째 심볼
Figure 112006033268989-pat00003
는 시간 슬롯 t에서는 첫번째 안테나로 전송되고 인접한 시간 슬롯 t+T에서는 공액 복소값(
Figure 112006033268989-pat00004
)으로 두 번째 안테나를 통 해 전송된다. 두번째 심볼
Figure 112006033268989-pat00005
은 시간 슬롯 t에서는 두번째 안테나로 전송되고 인접한 시간 슬롯 t+T에서는 음의 공액 복소값(-
Figure 112006033268989-pat00006
)으로 두번째 안테나를 통해 전송된다. 즉, Alamouti STBC 인코딩 방법에 따르면 각각의 변조 심볼을 인접한 두 시간 구간에서 서로 다른 안테나를 통해 전송하여 다이버시티 이득을 얻는 방법이다.
도 2는 Alamouti의 STBC 인코딩 방식을 MC-CDMA에 적용했을 때, 임의의 k번째 사용자에게 1개의 채널라이제이션(channelization)코드가 할당되었을 경우 기지국 송신기의 개념도이다.
k번째 채널의 인코딩된 데이타(101)는 변조기(102)에서 QPSK 혹은 M진 QAM변조되어 STBC 인코더(103)의 입력으로 들어온다.
STBC 인코더(103)는 2 OFDM 심벌 구간마다 2개의 심볼을 받아 STBC 인코딩을 수행하고 두 개의 다이버시티 안테나 각각에 대한 심벌을 출력한다. 즉, 첫번째 심벌 구간 동안에는
Figure 112006033268989-pat00007
,
Figure 112006033268989-pat00008
을 각각 첫 번째 안테나를 위한 경로와 두 번째 안테나를 위한 경로로 출력하고 두번째 심벌 구간 동안에는
Figure 112006033268989-pat00009
와
Figure 112006033268989-pat00010
를 각각 첫번째 안테나와 두번째 안테나를 위한 경로로 출력한다. 이 때. *는 공액 복소수(Conjugate)를 나타낸다.
STBC 인코더의 2개의 출력은 매 심벌 구간마다 듀플리케이터(Duplicator, 104)에서 각각 N개 만큼 복사되고, 직교코드 곱셈기(105)에서 현 채널에 할당된 길이 N인 직교코드(Orthogonal code)가 곱해진다. 이 때 두 안테나 경로에 곱해지는 직교코드는
Figure 112006033268989-pat00011
로서, 두 안테나 경로의 듀플리케이터(104)의 출력에 대해 동일한 직교코드가 곱해진다. 이 때, k는 k번째 사용자(user)를 의미하고, T는 Transpose를 나타낸다.
상기 직교 코드가 곱해진 안테나 경로별 N개의 심벌은 각각 채널 결합기(106)에서 다른 채널들과 결합된다. 그리고 상기 채널 결합기의 출력은 스크램블러(107)에서 스크램블링 코드가 곱해진 후 역퓨리에변환기(IFFT, 108)를 거쳐 병직렬 변환기(109)에서 시간영역 신호로 변환된 후, CP삽입기(110)에서 주기적 전치 부호(Cyclic Prefix, CP)가 삽입된다. 그리고, 상기 신호는 IF/RF 블록(111)에서 증폭되고 RF신호로 변환되어 안테나를 통해 송신된다.
상기 기존의 STBC 다이버시티 방법은 임의의 한 심벌이 두 개로 나뉘어져서 서로 다른 시간 구간 및 서로 다른 안테나에 의한 전송을 통해 다이버시티 이득을 얻는 방법이다. 도시된 바와 같이, 변조 심벌
Figure 112006033268989-pat00012
는 시간
Figure 112006033268989-pat00013
(OFDM심벌 구간 0)에서는 첫번째 안테나를 통해 전송되고 시간
Figure 112006033268989-pat00014
(OFDM 심벌구간 1)에서는 두번째 안테나를 통해 공액 복소 값(
Figure 112006033268989-pat00015
)형태로 전송된다. 그리고 변조 심벌
Figure 112006033268989-pat00016
는
Figure 112006033268989-pat00017
(OFDM심벌 구간 0)에서는 두 번째 안테나를 통해 전송되고, 시간
Figure 112006033268989-pat00018
(OFDM 심벌구간 1)에서는 첫번째 안테나를 통해 음의 공액 복소값(
Figure 112006033268989-pat00019
)형태로 전송된다.
그러나, 상기 기존의 STBC방식의 다이버시티 기법은 OFDM 심벌 구간 및 서브 캐리어가 인접한 경우에 대해 적용되는 기법으로, 임의의 한 채널이 사용하는 OFDM 심벌 구간 및 서브 캐리어가 분산되어 있는 분산 MC-CDMA방식 통신 시스템에는 적용이 불가능했으며, 또한 기존의 STBC방식의 다이버시티 기법은, 한 심벌과 그 공액 복소값, 인접 심벌과 그 음의 공액 복소값을 이용한 기법으로, 2개 이상의 안테나에는 직접 사용될 수 없다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 MC-CDMA 시스템에 적용할 수 있는 송신 다이버시티 기술을 제공하는데 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 MC-CDMA(Scatt ered Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 송신 다이버시티 방법은, a) 입력 심벌을 해당 직교 코드로 주파수 영역에서 확산하여 복수의 부 반송파를 통해 출력하는 단계; b) 소정 안테나 수에 따라 상기 a) 단계의 출력 신호를 그룹핑하여, 그룹별로 각기 다른 안테나를 통해 상기 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
그리고, 상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 MC-CDMA(Scattered Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 기지국 송신기는, RF신호를 전송하는 안테나; 상기 안테나에 연결되어, 주파수 영역 신호를 시간 영역의 RF 신호로 변환하여 상기 안테나로 전달하는 변환부; 및 입력 심벌을 해당 직교 코드로 주파수 영역에서 확산하여 복수의 부 반송파를 통해 출력하 고, 소정 안테나 수에 따라 그룹핑된 출력 신호를 각 그룹별 해당 안테나에 연결된 상기 변환부에 전달하는 MC-CDMA 신호 발생기를 포함한다.
또한, 상술한 본 발명의 특징에 따르는 분산 MC-CDMA(Scattered Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 송신 다이버시티 방법은, a) 입력 심벌을 해당 직교 코드로 주파수 영역에서 확산하여 시간 및 주파수 영역에서 분산된 복수의 부 반송파를 통해 출력하는 단계; b) 소정 안테나 수에 따라 상기 a) 단계의 출력 신호를 그룹핑하여, 그룹별로 각기 다른 안테나를 통해 상기 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
그리고, 상술한 본 발명의 특징을 따르는 분산 MC-CDMA(Scattered Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 기지국 송신기는, RF 신호를 전송하는 안테나; 상기 안테나에 연결되어 주파수 영역 신호를 시간 영역의 RF 신호로 변환하여 상기 안테나로 전달하는 변환부; 및 입력 심벌을 해당 직교 코드로 주파수 영역에서 확산하여 시간 영역 및 주파수 영역에서 분산되어 있는 복수의 부 반송파를 통해 출력하고, 소정 안테나 수에 따라 그룹핑된 출력 신호를 각 그룹별 해당 안테나에 연결된 상기 변환부에 전달하는 분산 MC-CDMA 신호 발생기를 포함한다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 특징을 상세히 설명한다.
MC-CDMA 는 종전의 타임 스프레딩(TIME SPREADING) 방식, 즉 시간 영역에서 여러 사용자의 신호를 사용자 별 직교코드로 직접 시퀀스 대역 확산하여 전송하는 직접 시퀀스대역확산(DS-CDMA) 방식과 달리, 주파수 도메인에서 각 사용자의 신호 를 확산하여 전송하는 주파수 스프레딩(FREQUENCY SPREADING) 방식의 통신 방법이다.
도 3은 부반송파(subcarrier)의 개수가 8개일 때의 MC-CDMA의 기본을 나타내는 개념도이다.
이 때, 임의의 OFDM 심벌 구간에 있어서, i번째 부반송파에 해당하는 MC-CDMA 기저대역 신호는 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112006033268989-pat00020
이 때, 상기 수학식 1에서
Figure 112006033268989-pat00021
는 사용자 수이고
Figure 112006033268989-pat00022
는 k번째 사용자의 변조 심볼 그리고
Figure 112006033268989-pat00023
는 k번째 사용자에게 할당된 직교 코드
Figure 112006033268989-pat00024
의 i번째 요소(element)이다(
Figure 112006033268989-pat00025
)
상기 주파수 기저대역 신호는 앞서 IFFT블록을 통해 역퓨리에변환 과정을 통해 시간 영역 신호로 변환되고, 주기적 전치 부호(Cyclic Prefix, CP)가 삽입된 후 송신안테나를 통해 무선 채널 상으로 전송된다.
이 때, 본 발명에 따르는 송신 다이버시티 방법은, IFFT 블록을 통해 역퓨리에변환(IFFT)을 취하기 전의 기저 대역 MC-CDMA 신호의 각 부반송파 성분을 복수의 송신안테나로 나누어 전송하는 방법이다.
예를 들어, 송신 안테나가 2개인 경우 본 발명에 따르는 송신 다이버시티 방 법은 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
도 4는 부 반송파(subcarrier)의 개수가 8개인 경우로 임의의 심벌 구간 i번째 부 반송파에 대응되는 MC-CDMA 기저대역 신호는 상술한 수학식 1과 같다.
이 때, 기저대역 MC-CDMA 8개의 신호 성분을 2개의 송신 안테나로 나누어 전송하기 위해, 각각의 부 반송파를 제1 안테나 혹은 제2 안테나를 통해 전송한다.
예를 들어, MC-CDMA 신호 성분 중 홀수 번째 부 반송파는 제1 안테나를 통해 전송되고, 짝수 번째 부 반송파는 제2 안테나를 통해 전송되도록 구성되거나, 역으로 짝수 번째 부 반송파는 제1 안테나를 통해 전송되거나, 홀수 번째 부 반송파는 제2 안테나를 통해 전송되도록 구성될 수도 있다.
또는 제1 내지 제4 부 반송파는 제1 안테나를 통해 전송되고, 제5 내지 제8 부 반송파는 제2 안테나를 통해 전송되도록 구성되거나, 그 역 또한 가능함은 물론이며, 8개의 부 반송파를 2개의 송신안테나에 배정하는 방법에 대해서는 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.
도 5는 본 발명에 따른 송신 다이버시티 방법을 실행하는 MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기의 실시예로서, MC-CDMA 기저 대역 신호의 부 반송파의 수가 8개로 기지국의 안테나 수가 2개인 경우에 대한 실시예이다.
본 발명의 실시예에 따르는 기지국의 송신기는, MC-CDMA 신호 발생기(202), 제1 변환부(204), 제2 변환부(205), 제1 안테나(210-1) 및 제2 안테나(210-2)를 포함하며, 제1 변환부(204)는 제1안테나(210-1)에 제2 변환부(205)는 제2 안테나(210-2)에 각각 연결된다. 그리고, 제1 변환부(204) 및 제2 변환부(205)는 MC- CDMA 신호 발생기로부터 전달받은 입력신호를 시간영역신호로 변환한 후 RF 신호로 변환한다.
이 때 제1 변환부(204) 및 제2 변환부(205)는 각각 제1 역퓨리에변환기(206-1), 제2 역퓨리에변환기(206-2), 제1 병직렬변환기(207-1), 제2 병직렬변환기(207-2), 제1 CP삽입기(208-1), 제2 CP 삽입기(208-2), 제1 IF/RF블록(209-1) 및 제2 IF/RF 블록(209-2)을 포함할 수 있다.
MC-CDMA 신호 발생기(202)는 8명의 사용자의 변조 심벌 (
Figure 112006033268989-pat00026
k=1,2,3,4,5,6,7,8, 201)이 입력되면, 각 변조 심벌을 사용자별 직교코드로 주파수 영역에서 확산하고, 확산된 신호를 8개의 각 부반송파 별로 더하여 출력한다.
이 때, MC-CDMA 신호 발생기(202)는 출력중 일부는 제1 역퓨리에 변환기(206-1)의 입력이 되고, 나머지 일부는 제2 역퓨리에 변환기(206-2)의 입력이 되도록 한다.
제1 역퓨리에 변환기(206-1)에 입력된 신호는 제1 병직렬변환기(207-1)에서 시간 영역 신호로 변환되고, 제1 CP삽입기(208-1)에서 주기적 전치 부호(CP)가 삽입된 후, 제1 IF/RF 블록(209-1)에서 증폭되고 RF 신호로 변환되어 제1 안테나(210-1)를 통해 송신되는 경로를 갖는다. 마찬가지로, 제2 역퓨리에 변환기(206-2)에 입력된 신호는 제2 병직렬변환기(207-2)에서 시간 영역 신호로 변환되고, 제2 CP삽입기(208-2)에서 주기적 전치 부호(CP)가 삽입된 후, 제2 IF/RF 블록(209-2)에서 증폭되고 RF 신호로 변환되어 제2 안테나(210-2)를 통해 송신되는 경로를 갖는다. 이 때, 제1 안테나 경로로 전송되는 MC-CDMA 신호는 제2 안테나 경로로 전송되 는 MC-CDMA 신호와 동일한 부 반송파를 점유하지 않는다.
도 6은 기지국의 송신 안테나가 4개인 경우 본 발명의 실시예에 따른 송신 다이버시티 방법의 개념도이다.
기지국의 송신 안테나가 2개인 경우와 마찬가지로, 주파수 영역의 MC-CDMA 기저대역 신호는 4개의 그룹으로 나뉘어져 4개의 안테나로 각각 전송된다.
보다 구체적으로, 도 6 또한 부 반송파(subcarrier)의 개수가 8개인 경우로 임의의 심벌 구간 i번째 부 반송파에 대응되는 MC-CDMA 기저대역 신호는 상술한 수학식 1과 같다.
이 때, 기저대역 MC-CDMA 8개의 신호 성분을 4개의 송신 안테나로 나누어 전송하기 위해, 4개의 그룹으로 나뉘어진 각각의 부 반송파를 제1 안테나 내지 제4 안테나를 통해 전송한다.
예를 들어, MC-CDMA 신호 성분 중 제1 부반송파 및 제5 부반송파는 제1 안테나를 통해 전송되고, 제2 부반송파 및 제6 부반송파는 제2 안테나를 통해 전송되고, 제3 부반송파 및 제7 부반송파는 제3 안테나를 통해, 제4 부반송파 및 제8 부 반송파는 제4 안테나를 통해 전송되도록 구성할 수 있다.
또는 제1 부반송파 및 제5 부반송파는 제4 안테나를 통해 전송되고, 제2 부반송파 및 제6 부반송파는 제3 안테나를 통해 전송되고, 제3 부반송파 및 제7 부반송파는 제2 안테나를 통해, 제4 부반송파 및 제8 부반송파는 제1 안테나를 통해 전송되도록 구성할 수도 있으며 제1, 2 부반송파는 제1 안테나, 제3, 4 부반송파는 제2 안테나, 제5, 6 부반송파는 제3 안테나, 제7, 8 부반송파는 제4 안테나를 통 해 각각 전송되도록 구성할 수도 있다.
8개의 부반송파를 4개의 송신안테나에 배정하는 방법에 대해서도 다양한 변형 실시가 가능함은 당연하다.
도 7은 본 발명에 따른 송신 다이버시티 방법을 실행하는 MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기의 실시예로서, MC-CDMA 기저 대역 신호의 부반송파의 수가 8개이고, 기지국의 안테나 수가 4개인 경우에 대한 예이다.
본 발명의 실시예에 따르는 기지국의 송신기는, MC-CDMA 신호 발생기(302), 제1 변환부(304), 제2 변환부(305), 제3 변환부(306), 제4변환부(307), 제1 안테나(312-1), 제2 안테나(312-2), 제3 안테나(312-3) 및 제4 안테나(312-4)를 포함하며, 제1 변환부(304)는 제1안테나(312-1), 제2 변환부(305)는 제2 안테나(312-2), 제3변환부(306)는 제3 안테나(312-3), 제4변환부(307)는 제4 안테나(312-4)에 각각 연결된다. 그리고, 제1 변환부 내지 제4 변환부(304~307)는 MC-CDMA 신호 발생기(302)로부터 전달받은 입력신호를 시간 영역신호로 변환하여 RF신호로 변환한다.
이 때, 제1 변환부 내지 제4 변환부(304~307)는, 각각 제1 역퓨리에변환기 내지 제4 역퓨리에변환기(308-1~308-4), 제1 병직렬변환기 내지 제4 병직렬변환기(309-1~309-4), 제1 CP삽입기 내지 제4 CP 삽입기(310-1~310-4), 제1 IF/RF블록 내지 제4 IF/RF 블록(311-1~311-4)을 포함할 수 있다.
MC-CDMA 신호 발생기(302)는 8명의 사용자의 변조 심벌 (
Figure 112006033268989-pat00027
k=1,2,3,4,5,6,7,8, 301)이 입력되면, 각 변조 심벌을 사용자별 직교코드로 주파수 영역에서 확산하고, 확산된 신호를 8개의 각 부반송파 별로 더하여 출력한다.
이 때, MC-CDMA 신호 발생기(302)의 출력은 네그룹으로 나뉘어 각 그룹별로 각각 제1 역퓨리에 변환기 내지 제4 역퓨리에 변환기(308-1~308-4)의 입력이 된다.
제1 역퓨리에 변환기(308-1)에 입력된 신호는 제1 병직렬변환기(309-1)에서 시간 영역 신호로 변환되고, 제1 CP삽입기(310-1)에서 주기적 전치 부호(CP)가 삽입된 후, 제1 IF/RF 블록(311-1)에서 증폭되고 RF 신호로 변환되어 제1 안테나(312-1)를 통해 송신되는 경로를 갖는다. 그리고, 제2 역퓨리에 변환기 내지 제4 역퓨리에 변환기(308-2~308-4)에 입력된 신호 역시, 제2 병직렬변환기 내지 제4 병직렬변환기(309-2~309-4), 제2 CP삽입기 내지 제4 CP삽입기(310-2~310-4), 제2 IF/RF 블록 내지 제4 IF/RF블록(311-2~311-4)을 통해 동일한 신호 처리과정을 거치므로 상세한 설명은 이하 생략한다.
이 때, 제1 안테나 경로, 제2 안테나 경로, 제3 안테나 경로 및 제4 안테나 경로로 각각 전송되는 MC-CDMA 신호는 상호 동일한 부 반송파를 점유하지 않는다.
한편, 도 8은 분산(Scattered) MC-CDMA 방식에서 송신 안테나가 2개인 경우 본 발명의 실시예에 따른 송신 다이버시티 방법을 나타낸 개념도이다.
분산 MC-CDMA 방식은 MC-CDMA 신호가 시간 및 주파수의 2차원 영역에서 분산된 경우로서, 셀룰러 시스템에서 분산 MC-CDMA신호는 상향 링크 트래픽 채널에 대한 하향 링크 채널로 주로 이용된다. 예를 들어, 상향 링크 패킷 데이타 채널에 대한 ACK 채널로 이용될 수 있다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따르면 분산 MC-CDMA 방식에서 주파수 및 시간 영역에서 분산되어 있는 신호 성분이 8개인 경우, 일부는 제1 안테나로 나머지 일 부는 제2 안테나로 전송될 수 있다. 그리고 8개의 신호 성분을 두 그룹으로 나뉘어 한 그룹을 제1 안테나로, 나머지 그룹은 제2 안테나로 전송하는 방법에는 다양한 경우의 수가 존재할 수 있음은 앞서 살펴본 바와 같다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 송신 다이버시티 방법을 실행하는 분산 MC-CDMA 시스템 기지국 송신기의 실시예로서, 부반송파가 8개, 기지국의 안테나가 2개인 경우에 대한 실시예이다.
본 발명의 실시예에 따르는 기지국의 송신기는, 분산 MC-CDMA 신호 발생기(402), 제1 변환부(404), 제2 변환부(405), 제1 안테나(410-1) 및 제2 안테나(410-2)를 포함하며, 제1 변환부(404)는 제1안테나(410-1)에 제2 변환부(405)는 제2 안테나(410-2)에 각각 연결된다. 그리고, 제1 변환부(404) 및 제2 변환부(405)는 분산 MC-CDMA 신호 발생기(402)로부터 전달받은 입력신호를 시간영역신호로 변환한 후 RF 신호로 변환한다.
이 때, 분산 MC-CDMA신호 발생기(402)로부터 출력되는 8개의 신호 성분(403)은 주파수 및 시간 영역에 각각 분산되어 있다. 또한, 제1 변환부(404) 및 제2 변환부(405)는 각각 제1 역퓨리에변환기(406-1), 제2 역퓨리에변환기(406-2), 제1 병직렬변환기(407-1), 제2 병직렬변환기(407-2), 제1 CP삽입기(408-1), 제2 CP 삽입기(408-2), 제1 IF/RF블록(409-1) 및 제2 IF/RF 블록(409-2)을 포함할 수 있다.
분산 MC-CDMA 신호 발생기(402)는 8명의 사용자의 변조 심벌 (
Figure 112006033268989-pat00028
k=1,2,3,4,5,6,7,8, 401)이 입력되면, 각 변조 심벌을 사용자별 직교코드로 주파수 영역에서 확산하고, 확산된 신호를 8개의 각 부반송파 별로 더하여 출력한다.
이 때, MC-CDMA 신호 발생기(402)는 출력중 일부는 제1 역퓨리에 변환기(406-1)의 입력이 되고, 나머지 일부는 제2 역퓨리에 변환기(406-2)의 입력이 되도록 한다.
제1 역퓨리에 변환기(406-1)에 입력된 신호는 제1 병직렬변환기(407-1)에서 시간 영역 신호로 변환되고, 제1 CP삽입기(408-1)에서 주기적 전치 부호(CP)가 삽입된 후, 제1 IF/RF 블록(409-1)에서 증폭되고 RF 신호로 변환되어 제1 안테나(410-1)를 통해 송신되는 경로를 갖는다. 마찬가지로, 제2 역퓨리에 변환기(406-2)에 입력된 신호 또한 제2 병직렬변환기(407-2), 제2 CP삽입기(408-2) 및 제2 IF/RF 블록(409-2)을 통해 동일한 신호 처리 과정을 거치고 제2 안테나(410-2)를 통해 송신된다.
도 10은 분산 MC-CDMA 방식에서 송신 안테나가 4개인 경우 본 발명의 실시예에 따른 송신 다이버시티 방법의 개념도를 나타낸다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따르면 분산 MC-CDMA 방식에서 주파수 및 시간 영역에서 분산되어 있는 신호 성분이 8개인 경우, 8개의 신호 성분을 4개의 그룹으로 나누어, 각 그룹을 제1 안테나 내지 제4 안테나를 통해 전송할 수 있다. 이 때 8개의 신호 성분을 4개의 그룹으로 나누고 또한 각 그룹을 4개의 안테나에 배정하는 방법에는 다양한 경우의 수가 존재할 수 있음을 앞서 언급한 바와 같다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 송신 다이버시티 방법을 실행하는 분산 MC-CDMA시스템에서 기지국 송신기의 실시예로서, MC-CDMA신호가 시간과 주파수 영역에서 분산되어 있는 8개의 신호 성분으로 구성되고 4개의 안테나를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르는 기지국의 송신기는, 분산 MC-CDMA 신호 발생기(502), 제1 변환부(504), 제2 변환부(505), 제3 변환부(506), 제4변환부(507), 제1 안테나(512-1), 제2 안테나(512-2), 제3 안테나(512-3) 및 제4 안테나(512-4)를 포함하며, 제1 변환부(504)는 제1안테나(512-1), 제2 변환부(505)는 제2 안테나(512-2), 제3변환부(506)는 제3 안테나(512-3), 제4변환부(507)는 제4 안테나(512-4)에 각각 연결된다. 그리고, 제1 변환부 내지 제4 변환부(504~507)는 분산 MC-CDMA 신호 발생기(502)로부터 전달받은 입력신호를 시간 영역신호로 변환하여 RF신호로 변환한다.
이 때, 분산 MC-CDMA 신호발생기(502)로부터 출력되는 8개의 신호 성분(503)은 시간 및 주파수 영역에서 분산되어 있다. 그리고, 제1 변환부 내지 제4 변환부(504~507)는, 각각 제1 역퓨리에변환기 내지 제4 역퓨리에변환기(508-1~508-4), 제1 병직렬변환기 내지 제4 병직렬변환기(509-1~509-4), 제1 CP삽입기 내지 제4 CP 삽입기(510-1~510-4), 제1 IF/RF블록 내지 제4 IF/RF 블록(511-1~511-4)을 포함할 수 있다.
분산 MC-CDMA 신호 발생기(502)는 8명의 사용자의 변조 심벌 (
Figure 112006033268989-pat00029
k=1,2,3,4,5,6,7,8, 301)이 입력되면, 각 변조 심벌을 사용자별 직교코드로 주파수 영역에서 확산하고, 확산된 신호를 8개의 각 부반송파 별로 더하여 출력한다.
이 때, MC-CDMA 신호 발생기(502)의 출력은 네 개의 그룹으로 나뉘어 각 그룹별로 각각 제1 역퓨리에 변환기 내지 제4 역퓨리에 변환기(508-1~508-4)의 입력이 된다.
제1 역퓨리에 변환기(508-1)에 입력된 신호는 제1 병직렬변환기(509-1)에서 시간 영역 신호로 변환되고, 제1 CP삽입기(510-1)에서 주기적 전치 부호(CP)가 삽입된 후, 제1 IF/RF 블록(511-1)에서 증폭되고 RF 신호로 변환되어 제1 안테나(512-1)를 통해 송신되는 경로를 갖는다. 그리고, 제2 역퓨리에 변환기 내지 제4 역퓨리에 변환기(508-2~508-4)에 입력된 신호 역시, 제2 병직렬변환기 내지 제4 병직렬변환기(509-2~509-4), 제2 CP삽입기 내지 제4 CP삽입기(510-2~510-4), 제2 IF/RF 블록 내지 제4 IF/RF블록(511-2~511-4)을 통해 이미 설명한 바와 같은 신호 처리과정을 거치므로 상세한 설명은 생략한다.
이상 설명한 바는 본 발명의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명의 권리범위가 상세한 설명의 실시예로 기재된 바에 의해 한정적으로 해석되어서는 안되며, 당업자에게 자명한 사항에 대하여 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 본 발명의 권리범위는 후술할 특허청구범위 기재 사항 및 그 균등범위로 인정되는 모든 기술적 구성 요소를 포함할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 안테나 수에 대한 제약 없이 송신 다이버시티 기법을 적용할 수 있으며, 특히 OFDM 심벌 구간 및 부 반송파가 서로 인접해 있지 않은 분산 MC-CDMA 방식에도 적용할 수 있다.

Claims (18)

  1. MC-CDMA(Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 송신 다이버시티 방법에 있어서,
    a) 입력 심벌을 해당 직교 코드로 주파수 영역에서 확산하여 복수의 부 반송파를 통해 출력하는 단계;
    b) 소정 안테나 수에 따라 상기 a) 단계의 출력 신호를 그룹핑하여, 그룹별로 각기 다른 안테나를 통해 상기 신호를 전송하는 단계를 포함하는
    MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    b-1) 상기 a)단계의 출력 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 단계; 및
    b-2) 시간 영역의 신호를 RF 신호로 변환하여 그룹별로 설정된 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하는
    MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 b-1)단계 이후,
    시간 영역의 신호에 주기적 전치 부호(Cyclic Prefix, CP)를 삽입하는 단계 를 더 포함하는
    MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나의 수가 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하여 2개인 경우
    상기 b)단계는,
    홀수번째 부 반송파 성분은 제1 안테나를 통해 전송되고, 짝수번째 부 반송파 성분은 제2 안테나를 통해 전송되는
    MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부 반송파의 수가 제1 부반송파 내지 제8 부반송파를 포함하여 8개, 상기 안테나의 수가 제1 안테나 내지 제4 안테나를 포함하여 4개인 경우,
    상기 b)단계는, 제1 부반송파 및 제5 부반송파 성분은 제1 안테나를 통해 전송되고, 제2 부반송파 및 제 6부반송파 성분은 제2 안테나를 통해 전송되며, 제3 부반송파 및 제7 부반송파 성분은 제3 안테나를 통해 전송되고, 제4 부반송파 및 제8 부반송파 성분은 제4 안테나를 통해 전송되는
    MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  6. MC-CDMA(Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 기지국 송 신기에 있어서,
    RF신호를 전송하는 안테나;
    상기 안테나에 연결되어, 주파수 영역 신호를 시간 영역의 RF 신호로 변환하여 상기 안테나로 전달하는 변환부; 및
    입력 심벌을 해당 직교 코드로 주파수 영역에서 확산하여 복수의 부 반송파를 통해 출력하고, 소정 안테나 수에 따라 그룹핑된 출력 신호를 각 그룹별 해당 안테나에 연결된 상기 변환부에 전달하는 MC-CDMA 신호 발생기를 포함하는
    MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 변환부는
    주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 역퓨리에 변환기;
    상기 역퓨리에 변환기의 출력을 병직렬 변환하는 병직렬 변환기;
    시간 영역의 신호에 주기적 전치 부호(Cyclic Prefix, CP)를 삽입하는 CP삽입기; 및
    입력 신호를 증폭하여 RF 변환하는 IF/RF 블록을 포함하는
    MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 안테나는 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하고,
    상기 변환부는 제1 변환부 및 제2 변환부를 포함하여 각각 제1 안테나 및 제2 안테나에 연결된 경우,
    상기 MC-CDMA 신호 발생기는 홀수번 째 부 반송파 성분은 제1 변환부에 전달하여 제1 안테나를 통해 전송되도록 하고, 짝수번 째 부 반송파 성분은 제2 변환부에 전달하여 제2 안테나를 통해 전송되도록 하는
    MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 부 반송파는 제1 부 반송파 내지 제8 부 반송파를 포함하고
    상기 안테나는 제1 안테나 내지 제4 안테나를 포함하며,
    상기 변환부는 제1 변환부 내지 제4 변환부를 포함하여, 각각 제1 안테나 내지 제4 안테나에 연결된 경우,
    상기 MC-CDMA 신호 발생기는, 제1 부 반송파 및 제5 부 반송파 성분은 제1 변환부에 전달하여 제1 안테나를 통해 전송되도록 하고, 제2 부 반송파 성분 및 제6 부 반송파 성분은 제2 변환부에 전달하여 제2 안테나를 통해 전송되도록 하고, 제3 부 반송파 성분 및 제7 부 반송파 성분은 제3 변환부에 전달하여 제3 안테나를 통해 전송되도록 하며, 제4 부 반송파 성분 및 제8 부 반송파 성분은 제4 변환부에 전달하여 제4 안테나를 통해 전송되도록 하는
    MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기.
  10. 분산 MC-CDMA(Scattered Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 송신 다이버시티 방법에 있어서,
    a) 입력 심벌을 해당 직교 코드로 주파수 영역에서 확산하여 시간 및 주파수 영역에서 분산된 복수의 부 반송파를 통해 출력하는 단계;
    b) 소정 안테나 수에 따라 상기 a) 단계의 출력 신호를 그룹핑하여, 그룹별로 각기 다른 안테나를 통해 상기 신호를 전송하는 단계를 포함하는
    분산 MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    b-1) 상기 a) 단계의 출력 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 단계; 및
    b-2) 시간 영역의 신호를 RF 신호로 변환하여 그룹별로 설정된 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하는
    분산 MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 b-1) 단계 이후,
    시간 영역의 신호에 주기적 전치 부호(Cyclic Prefix, CP)를 삽입하는 단계를 더 포함하는
    분산 MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나의 수가 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하여 2개인 경우,
    상기 b) 단계는,
    홀수번째 부 반송파 성분은 제1 안테나를 통해 전송되고, 짝수번재 부 반송파 성분은 제2 안테나를 통해 전송되는
    분산 MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  14. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부 반송파의 수가 제1 부 반송파 내지 제8 부 반송파를 포함하여 8개, 상기 안테나의 수가 제1 안테나 내지 제4 안테나를 포함하여 4개인 경우,
    상기 b)단계는, 제1 부 반송파 및 제5 부 반송파 성분은 제1 안테나를 통해 전송되고, 제2 부 반송파 및 제6 부 반송파는 제2 안테나를 통해 전송되며, 제3 부 반송파 및 제7 부 반송파는 제3 안테나를 통해 전송되고, 제4 부 반송파 및 제8 부 반송파는 제4 안테나를 통해 전송되는
    분산 MC-CDMA 시스템의 송신 다이버시티 방법.
  15. 분산 MC-CDMA(Scattered Multi Carrier-Code Division Multiple Access) 시스템의 기지국 송신기에 있어서,
    RF 신호를 전송하는 안테나;
    상기 안테나에 연결되어 주파수 영역 신호를 시간 영역의 RF 신호로 변환하여 상기 안테나로 전달하는 변환부; 및
    입력 심벌을 해당 직교 코드로 주파수 영역에서 확산하여 시간 영역 및 주파수 영역에서 분산되어 있는 복수의 부 반송파를 통해 출력하고, 소정 안테나 수에 따라 그룹핑된 출력 신호를 각 그룹별 해당 안테나에 연결된 상기 변환부에 전달하는 분산 MC-CDMA 신호 발생기를 포함하는
    분산 MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 변환부는
    주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하는 역퓨리에 변환기;
    상기 역퓨리에 변환기의 출력을 병직렬 변환하는 병직렬 변환기;
    시간 영역의 신호에 주기적 전치 부호(Cyclic Prefix,CP)를 삽입하는 CP 삽입기; 및
    입력 신호를 증폭하여 RF 변환하는 IF/RF 블록을 포함하는
    분산 MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 안테나는 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하고,
    상기 변환부는 제1 변환부 및 제2 변환부를 포함하여 각각 제1 안테나 및 제2 안테나에 연결된 경우,
    상기 분산 MC-CDMA 신호 발생기는 홀수번재 부 반송파 성분은 제1 변환부에 전달하여 제1 안테나를 통해 전송되도록 하고, 짝수번재 부 반송파는 제2 변환부에 전달하여 제2 안테나를 통해 전송되도록 하는
    분산 MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 부 반송파는 제1 부 반송파 내지 제8 부 반송파를 포함하고,
    상기 안테나는 제1 안테나 내지 제4 안테나를 포함하며,
    상기 변환부는 제1 변환부 내지 제4 변환부를 포함하여, 각각 제1 안테나 내지 제4 안테나에 연결된 경우,
    상기 분산 MC-CDMA 신호 발생기는, 제1 부 반송파 및 제5 부 반송파 성분은 제1 변환부에 전달하여 제1 안테나를 통해 전송되도록 하고, 제2 부 반송파 성분 및 제6 부 반송파 성분은 제2 변환부에 전달하여 제2 안테나를 통해 전송되도록 하며, 제3 부 반송파 성분 및 제7 부 반송파 성분은 제3 변환부에 전달하여 제3 안테나를 통해 전송되도록 하고, 제4 부 반송파 및 제8 부 반송파 성분은 제4 변환부에 전달하여 제4 안테나를 통해 전송되도록 하는
    분산 MC-CDMA 시스템의 기지국 송신기.
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