KR100808462B1 - 멀티 캐리어, 멀티 셀 무선 통신 네트워크를 위한 방법 및장치 - Google Patents

멀티 캐리어, 멀티 셀 무선 통신 네트워크를 위한 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

멀티 캐리어 셀룰러 무선 네트워크(400)는 두 상이한 파일럿 서브 캐리어 그룹을 전송하는 기지국들(404)을 이용한다 - 두 상이한 파일럿 서브 캐리어 그룹은 (1) 각 개별 셀(402)에 고유한 정보를 추출하기 위하여 수신기에 의해 이용되는 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들, 및 (2) 시스템의 기지국들(404)에 공통된 특성값 집합을 저장하도록 설계된 공통 파일럿 서브 캐리어들임 -. 상기 셀-특정 및 공통 파일럿 서브 캐리어들의 설계 기준 및 전송 포맷은 수신기가 상이한 시스템 기능을 수행할 수 있도록 명시된다. 상기 방법 및 프로세스는, 개별 셀 내에 복수의 안테나를 보유한 시스템, 및 일부 서브 캐리어들이 공통의 네트워크/시스템 정보를 운반하는 타 시스템들에도 적용된다.
Figure R1020067015956
멀티 캐리어, 멀티 셀, 무선 통신, 파일럿 서브 캐리어, 기지국, 이동국.

Description

멀티 캐리어, 멀티 셀 무선 통신 네트워크를 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR MULTI-CARRIER, MULTI-CELL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS}
본 출원은 2004년 1월 29일자로 출원된 미국 가 특허출원 제60/540,032호의 우선권을 주장한다.
멀티 캐리어 무선 통신에서, 도 1에 도시된 주파수 동기화 및 채널 추정과 같은 여러 중요한 기능들은 전체 서브 캐리어의 일부, 예컨대 파일럿 서브 캐리어에 의해 제공되는 네트워크 정보를 이용함으로써 용이하게 수행된다. 수신된 서브 캐리어들의 충실도 레벨(fidelity level)은 이러한 기능들이 얼마나 잘 수행될 수 있는지를 지시하고, 이는 다시 전체 네트워크의 효율 및 용량에 영향을 미치게 된다.
무선 네트워크에는 다수의 기지국이 있고, 각 기지국은 셀이라고 불리는 일정 영역에 대한 커버리지(coverage)를 제공한다. 하나의 셀이 섹터들로 구분되는 경우, 시스템 공학의 측면에서 각각의 섹터는 셀로서 고려될 수 있다. 이러한 맥락에서, "셀" 및 "섹터"라는 용어는 호환 가능하다. 네트워크 정보는, 특정 셀에 고유한 셀-특정 정보, 및 전체 네트워크 또는 셀 그룹과 같이 전체 네트워크의 일부에 공통된 공통 정보의 두 종류로 구분될 수 있다.
예를 들어, 멀티 셀 환경에서 각 셀의 기지국 송신기는 데이터 캐리어에 더해 자신의 파일럿 서브 캐리어들을 전송하여 상기 셀 내의 수신기들이 이용할 수 있도록 한다. 이와 같은 환경에서, 파일럿-의존적인 기능들을 수행하는 것은 어려운 작업이 된다. 왜냐하면, 다중경로 전파 채널로 인한 감쇠에 더해 상이한 셀의 기지국들로부터 전송된 신호들 상호간의 간섭이 있기 때문이다.
상기 간섭 문제에 대처하는 한 가지 접근 방법은, 각 셀이 특정 형태의 셀-의존적인 확률 프로세스에 기초한 특정한 파일럿 서브 캐리어 패턴을 전송하도록 하는 것이었다. 이 접근 방법은, 인접한 셀로부터 전송되는 파일럿 서브 캐리어들간의 상호 간섭에 의한 효과를 어느 정도까지는 완화해 왔지만, 파일럿 서브 캐리어들의 고유한 요건을 면밀하고 체계적으로 고려하는 방법은 아니었다.
이하의 설명에서 본 발명은 다양한 실시예들 중 일부와 관련하여 설명되며, 온전한 이해 및 실시를 위한 구체적인 세부사항을 제공한다. 그러나 해당 기술분야에 종사하는 자는 본 발명이 그러한 세부사항 없이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 잘 알려진 구조와 기능은 실시예들과 관련된 서술을 모호하게 하는 것을 막기 위하여 상세하게 도시 또는 설명되지 않았다.
문맥에 의하여 분명하게 달리 요구되지 않는 한, 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 등장하는 "포함하다(comprise)," "포함하는(comprising)"과 같은 단어들은 배타적인 또는 속속들이 규명하는 의미로 사용되는 대신 포괄적인 의미로, 즉 "포함하는, 그러나 그에 한정되지 않는(including, but not limited to)"을 의미하는 것으로 해석될 것이다. 단수 또는 복수로 사용된 단어들 또한 각각 복수 또는 단수를 포함한다. 더 나아가, "여기서," "위에서," "아래에서" 및 이와 유사한 취지의 단어들은, 본 출원에서 사용되는 경우에 본 출원의 어느 특정 일부분이 아니라 전체를 지시한다. 청구항들에 의해 둘 또는 그 이상의 항목을 포함하는 목록과 관련하여 사용되는 "또는(or)"이라는 단어는, 상기 목록에 포함된 항목 중 어느 하나, 상기 목록에 포함된 전체 항목들, 및 상기 목록에 포함된 항목들의 모든 가능한 조합을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 송신기(102) 및 수신기(104)로 구성된 기본적인 멀티 캐리어 무선 통신 시스템을 도시한다. 송신기에 포함된 "파일럿-생성-및-삽입"이라는 기능 블록(106)은 파일럿 서브 캐리어들을 생성하여 소정의 주파수 위치에 삽입한다. 이러한 파일럿 서브 캐리어들은 수신기에 의해 특정한 기능을 수행하기 위하여 이용된다. 본 발명의 측면들에 따르면, 파일럿 서브 캐리어들은 그 기능 및 개별적인 요구조건에 따라서 두 가지 상이한 그룹으로 구분된다. 각 그룹의 파일럿 서브 캐리어들의 전송 포맷은 주파수 동기화 또는 채널 추정과 같은 시스템 기능의 수행이 최적화되도록 설계될 수 있다.
첫번째 그룹은 "셀-특정 파일럿 서브 캐리어(cell-specific pilot subcarriers)"라고 지칭되며, 수신기(104)가 각 개별 셀에 고유한 정보를 추출하는 데에 사용된다. 예를 들어 이와 같은 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들은, 특정 수신기가 사용하기 위해 상기 파일럿 서브 캐리어들을 다른 셀들의 파일럿 서브 캐리어들과 구별하는 것이 가능해야 하는 채널 추정(channel estimation)에 이용될 수 있다.
두 번째 그룹은 "공통 파일럿 서브 캐리어(common pilot subcarriers)"라고 명명되며, 시스템의 모든 기지국들에 공통되는 특성값 집합을 가지도록 설계된다. 따라서, 시스템 내의 모든 수신기(104)는 간섭 문제 없이 필수적인 기능을 수행하기 위해 이러한 공통 파일럿 서브 캐리어들을 활용할 수 있다. 예를 들어 이러한 공통 파일럿 서브 캐리어들은, 상이한 셀의 파일럿 서브 캐리어들을 구별할 필요는 없으나, 상대적으로 정확한 주파수 추정을 위해 수신기가 동일한 캐리어 인덱스를 갖고 상이한 셀로부터 전송된 공통 파일럿 서브 캐리어의 에너지를 코히어런트하게(coherently) 결합하는 것이 바람직한 주파수 동기화(frequency synchronization) 프로세스에 이용될 수 있다.
본 발명의 측면들은 수신기가 상이한 시스템 기능을 수행할 수 있도록 하는 셀-특정 및 공통 파일럿 서브 캐리어들의 전송 포맷들을 정의하는 방법을 제공한다. 특히, 파일럿 서브 캐리어들을 위한 일단의 설계 기준이 제공된다. 더 나아가, 본 발명의 다른 특징들은 상기 설계 프로세스 및 방법을 구현하는 장치 또는 수단을 제공한다. 특히, 상기 파일럿 서브 캐리어들의 위상을 조정하고 전력 제어를 이용함으로써 신호 수신 기능을 향상시킬 수 있다.
상기 방법 및 프로세스는, 개별 섹터 내에서 복수의 안테나가 이용되고 일부 서브 캐리어들이 공통의 네트워크/시스템 정보를 운반하는 다른 경우에까지 확장될 수 있다. 기지국들은 공통 주파수 발진기 또는 위성 항법 시스템(Global Positioning System, GPS)에 의해 제공되는 신호들로부터 생성되는 것과 같은 공통 주파수 기준 신호를 공유함으로써 주파수 및 시간 영역에서 동기화될 수 있다.
도 1은 송신기와 수신기로 구성된 기본적인 멀티 캐리어 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 서브 캐리어들로 이루어진, 주파수 영역의 멀티 캐리어 신호의 기본 구조를 보여준다.
도 3은 주파수 영역 및 시간 영역에서 서브 채널과 시간 슬롯이라는 소단위로 나누어진 무선 자원을 보여준다.
도 4는 기지국에 의해 커버리지가 제공되는 복수의 셀들로 구성되는 셀룰러 무선 네트워크를 도시한다.
도 5는 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들 및 공통 서브 캐리어들의 두 그룹으로 나뉜 파일럿 서브 캐리어들을 보여준다.
도 6은 파일럿 서브 캐리어들을 생성하여 메모리에 저장된 주파수 시퀀스에 삽입하기 위하여 마이크로프로세서를 이용하는, 도 1에 도시된 파일럿-생성-및-삽입 기능 블록의 실시예이다.
도 7은 위상 다이버시티를 실현하기 위하여 공통 파일럿 서브 캐리어들이 도 6의 마이크로프로세서에 의해 생성되는 과정을 보여준다.
도 8은 기저대역 또는 무선 주파수 대역에서 무작위 지연 시간 구간을 시간 영역 신호에 더함으로써 효과적으로 위상 다이버시티를 생성하는 지연 다이버시티의 실시예이다.
도 9는 다중 안테나 애플리케이션으로의 두 가지 확장예를 보여준다.
도 10은 나란히 배치되어 공통 주파수 발진기를 공유하는 두 기지국의 주파수 및 시간 영역 동기화의 실시예이다.
도 11은 상이한 지역에 위치하고 GPS 신호로부터 생성된 공통 주파수 기준 신호를 공유하는 기지국들의 주파수 및 시간 영역 동기화의 실시예이다.
도 12는 세 개의 셀(또는 섹터) 그룹 및 각 그룹 내에서 자신들의 공통 파일럿 서브 캐리어 집합을 공유하는 기지국들로 구성되는 무선 네트워크를 도시하는 실시예이다.
도 13은 네트워크 내의 모든 기지국들이 공통 파일럿 서브 캐리어와 함께 네트워크 내의 모든 셀들에 공통되는 데이터 정보를 포함하는 데이터 서브 캐리어를 전송하는 과정을 보여준다.
멀티 캐리어 통신 시스템
멀티 캐리어 부호 분할 다중 접속(multi-carrier code division multiple access, MC-CDMA) 및 직교 주파수 분할 다중 접속(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)과 같은 멀티 캐리어 통신 시스템에서, 정보 데이터는 주파수 영역에서 상호 직교성을 갖는 서브 캐리어들 상에 다중화(multiplex)된다. 실질적으로, 하나의 주파수 선택적 채널은, 간단한 단일-탭 등화기(single-tap equalizer)를 이용하여 용이하게 다루는 것이 가능한 평활 페이딩 채널들(flat fading channels)로 취급될 수 있는, 평행하지만 작은 다수의 세그먼트 들(segments)로 쪼개어진다. 변조/복조는 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT)을 이용하여 수행될 수 있다.
멀티 캐리어 통신 시스템에서 물리적 매체 자원(예를 들어, 무선 또는 케이블)은 주파수 영역에서 및 시간 영역에서 분할될 수 있다. 이러한 정규 분할(canonical division)은 자원 공유를 위한 높은 유연성 및 세밀한 단위(granularity)를 제공한다. 주파수 영역의 멀티 캐리어 신호의 기본 구조는 서브 캐리어들로 이루어지고, 특정 스펙트럼 대역 또는 채널 내에는 고정된 수의 서브 캐리어들이 존재한다. 다음과 같이 세 가지 종류의 서브 캐리어들이 있다.
1. 정보 데이터를 운반하는 데이터 서브 캐리어들;
2. 시스템 패러미터의 추정과 같은 시스템 기능을 지원하기 위하여 이용되는, 위상 및 진폭이 미리 정해져 있고 모든 수신기들에 알려져 있는 파일럿 서브 캐리어들; 및
3. 에너지가 없고 보호 대역(guard band) 및 DC 캐리어들에 이용되는 널 서브 캐리어들(silent subcarriers).
데이터 서브 캐리어들은 다중 접속과 확장성을 지원하기 위해 서브 채널(subchannel)이라고 불리는 그룹으로 배열될 수 있다. 하나의 서브 채널을 형성하는 서브 캐리어들은 반드시 서로 인접해야 하는 것은 아니다. 주파수 영역에서 서브 캐리어들로 이루어진 멀티 캐리어 신호(200)의 기본 구조를 보여주는 도 2에 이와 같은 개념이 도시되어 있다. 데이터 서브 캐리어들은 특정한 방식으로 서브 채널로 그룹화될 수 있다. 파일럿 서브 캐리어들 역시 전체 채널에 걸쳐 특정한 방식으로 분포되어 있다.
시간 영역의 멀티 캐리어 신호의 기본 구조는 다중 접속을 지원하기 위한 시간 슬롯(time slot)들로 이루어진다. 주파수 영역 및 시간 영역 모두에서의 자원의 분할이 도 3에 도시되어 있다. 도 3은 주파수 영역 및 시간 영역 모두에서 서브 채널 및 시간 슬롯이라는 소단위로 분할된 무선 자원(300)을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 멀티 캐리어 통신 시스템에서, 일반적인 송신기는 다음과 같은 기능 블록들로 구성될 수 있다.
1. 부호화 및 변조(108)
2. 파일럿 생성 및 삽입(106)
3. 역 고속 푸리에 변환(IFFT)(110)
4. 전송(112)
또한, 일반적인 수신기는 다음과 같은 기능 블록들로 구성될 수 있다.
1. 수신(114)
2. 프레임 동기화(116)
3. 주파수 및 시간 보상(118)
4. 고속 푸리에 변환(FFT)(120)
5. 주파수, 타이밍 및 채널 추정(122)
6. 채널 보상(124)
7. 복호화(126)
셀룰러 무선 네트워크
셀룰러 무선 네트워크에서, 상기 네트워크에 의해 서비스되는 지리적 지역은 셀이라고 불리는 더 작은 지역으로 일반적으로 분할된다. 기지국은 각각의 셀에 커버리지(coverage)를 제공한다. 따라서, 이러한 종류의 구조는 일반적으로 도 4에 도시된 셀룰러 구조라고 지칭된다. 도 4는 기지국(404)에 의해 커버리지가 제공되는 복수의 셀(402)을 포함하는 셀룰러 무선 네트워크(400)를 도시한다. 이동국(mobile station)들은 각각의 커버리지 지역 내에 분포되어 있다.
기지국(404)은 전용 링크를 통해 네트워크의 백본(backbone)에 연결되어 있고, 해당 커버리지 내의 이동국들에 무선 링크를 제공한다. 또한, 기지국(404)은 무선 신호에 의하여 상기 이동국들에 정보를 배포하고 상기 이동국들로부터 정보를 수집하는 중심점으로서 기능한다. 각 커버리지 지역 내의 이동국들은 사용자와 네트워크 간의 인터페이스로서 이용된다.
단방향 또는 양방향 통신의, 그리고 시분할 또는 주파수 분할 이중화의 M-셀 무선 네트워크 구성에서, 모든 셀들에 위치한 송신기들은 특정 수단을 통해 동기화되어 동시에 송신을 수행한다. 상기 네트워크 구성의 특정 셀(402)인 p 번째 셀에서 수신기는, 시간 tk에서 특정 서브 캐리어인 i 번째 서브 캐리어에서의 신호를 수신한다. 상기 신호는 다음과 같이 표현된다.
[수학식 1]
Figure 112006056509386-pct00001
Figure 112006056509386-pct00002
및
Figure 112006056509386-pct00003
는 각각 m 번째 셀의 기지국으로부터 전송된 i 번째 서브 캐리어 와 연관된 상기 신호의 진폭 및 위상을 의미한다.
셀-특정 파일럿 서브 캐리어
p 번째 셀에서 셀-특정한 목적으로 i 번째 서브 캐리어가 파일럿 서브 캐리어로 이용되는 경우에,
Figure 112006056509386-pct00004
및
Figure 112006056509386-pct00005
에 의해 운반되는 셀-특정 정보는 p 번째 셀의 수신기의 관심 대상이고, 수학식 1의 우변의 두번째 항에 의해 표현되는 다른 신호들, 즉 타 셀들로부터 전송된 신호들의 인코히어런트 합(incoherent sum)은 간섭 신호이다. 이 경우,
Figure 112006056509386-pct00006
및
Figure 112006056509386-pct00007
의 추정치를 바람직한 정도로 정확하게 얻기 위해 충분한 수준의 캐리어대 간섭비(carrier-to-interference ratio, CIR)가 요구된다.
캐리어대 간섭비는 다양한 방법으로 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 파일럿 서브 캐리어의 진폭을 데이터 서브 캐리어의 진폭보다 더 크게 설정할 수 있다. 파일럿 서브 캐리어에 전력 제어를 적용할 수 있다. 또한, p 번째 셀에 인접한 셀들은 i 번째 서브 캐리어를 파일럿 서브 캐리어로 사용하는 것을 피할 수 있다. 이러한 모든 방법들은 후술하는 특정 프로세스에 기초한 셀들 간의 상호 조정을 통하여 수행될 수 있다.
공통 파일럿 서브 캐리어
일반적으로 상이한 셀들을 위한 공통 파일럿 서브 캐리어들은, 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들 및 공통 파일럿 서브 캐리어들의 두 그룹으로 구분된 파일럿 서브 캐리어들을 보여주는 도 5에 도시된 것처럼, 전송시에 주파수 인덱스에 따라 정렬(align)된다. 상이한 셀을 위한 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들은 반드시 주파수에 따라 정렬되어야 하는 것은 아니다. 수신기는 상기 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들을 셀-특정 정보를 추출하기 위해 이용할 수 있다. 상이한 셀을 위한 공통 파일럿 서브 캐리어들은 주파수에 따라 정렬될 수 있고, 네트워크 내의 모든 기지국들에 공통되는 속성값(attribute) 집합을 저장할 수 있다. 따라서, 시스템의 모든 수신기는 이러한 공통 파일럿 서브 캐리어들을 간섭 문제 없이 활용할 수 있다. 파일럿 서브 캐리어의 전력은 구체적인 전력 제어 방안 및 애플리케이션에 따라 달라질 수 있다.
i 번째 서브 캐리어가 p 번째 셀에서 공통의 목적을 위하여 파일럿 서브 캐리어로 이용되는 경우에, 수학식 1의 우변의 두번째 항은 고려하지 않아도 된다. 대신, 모든 셀의 기지국들이 주파수 및 시간 영역에서 동기화되어 있는 경우에, 공통 파일럿 캐리어들이 본 발명의 측면들에 따른 기준을 만족하도록 설계함으로써, 상기 두번째 항은 원하는 신호의 코히어런트 성분으로 전환될 수 있다. 이 경우, 수신기가 위치한 셀은 무의미해지게 되고, 따라서 수신 신호는 다음 수학식과 같이 다시 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112006056509386-pct00008
공통 파일럿 서브 캐리어들은 주파수 오프셋 추정 및 타이밍 추정과 같은 여러 가지 기능을 위해 이용될 수 있다.
주파수를 추정하기 위해 서로 다른 시간에서의 신호들을 이용할 수 있다. 예컨대, 동일 주파수 인덱스를 갖는 두 공통 파일럿 서브 캐리어의 경우, 시간 tk +1 에서의 수신 신호는 시간 tk 에서의 수신 신호와 관련하여 다음 수학식과 같이 주어진다.
[수학식 3]
Figure 112006056509386-pct00009
Figure 112006056509386-pct00010
이다. 만약 Δt 가 채널의 코히어런스 주기(coherence period)보다 훨씬 작고,
[수학식 4]
Figure 112006056509386-pct00011
및
[수학식 5]
Figure 112006056509386-pct00012
라면, 주파수는 다음 수학식에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112006056509386-pct00013
Figure 112006056509386-pct00014
및
Figure 112006056509386-pct00015
는 모든 m 값에 대한 소정의 상수이다. 또한, 모든 주파수 추정치
Figure 112006056509386-pct00016
로부터, 일정한 기준에 기초하여 주파수 오프셋이 도출될 수 있다.
타이밍 추정에 대해서는, 일반적으로 복수의 공통 파일럿 캐리어들이 요구된다. 두 공통 파일럿 서브 캐리어의 경우를 예로 들면, fn 에서의 수신 신호는 다음 수학식과 같이 주어진다.
[수학식 7]
Figure 112006056509386-pct00017
Figure 112006056509386-pct00018
이고, Ts 는 샘플링 주기를 의미한다. 만약 Δf 가 코히어런스(coherence)대역폭보다 훨씬 작고,
[수학식 8]
Figure 112006056509386-pct00019
및
[수학식 9]
Figure 112006056509386-pct00020
라면, Δf 는 다음 수학식과 같이 결정될 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112006056509386-pct00021
Figure 112006056509386-pct00022
및
Figure 112006056509386-pct00023
는 모든 m 값에 대한 소정의 상수이다.
도 6은 도 1에 도시된 파일럿-생성-및-삽입 기능 블록(106)의 일실시예이다. 도 6의 실시예는 파일럿 서브 캐리어를 생성하여 메모리(604)에 저장된 주파수 시퀀스에 삽입하기 위해 마이크로프로세서(602)를 사용한다. 도 6에 도시된 본 발명의 일실시예에서, 파일럿-생성-및-삽입 기능 블록(106)에 내장된 마이크로프로세서(602)는 예컨대 요구조건에 명시된 주파수 인덱스 및 복소값과 같은 파일럿 서브 캐리어들의 속성값(attributes)들을 계산하여, IFFT 애플리케이션에 대비한 램(RAM)과 같은 메모리(604)에 저장된 주파수 시퀀스에 삽입한다.
공통 파일럿 서브 캐리어들의 다이버시티
다수의 복소 신호들의 합인 수학식 2를 고려하면, 이들 신호들은 서로간에 소멸적으로(destructively) 중첩될 수 있고, 따라서 특정 서브 캐리어의 수신기 신호의 진폭이 매우 작아져 신호 자체의 신뢰성이 떨어질 수 있다. 위상 다이버시티(phase diversity)는 이와 같은 불리한 효과에 있어서 도움이 된다. 주파수 추정을 예로 들면, 무작위의 위상(random phase)
Figure 112006056509386-pct00024
은 다른 파일럿 서브 캐리어, 예컨대 l 번째 서브 캐리어에 더해져 다음 수학식들과 같은 결과를 낳는다.
[수학식 11]
Figure 112006056509386-pct00025
[수학식 12]
Figure 112006056509386-pct00026
Figure 112006056509386-pct00027
는 다음 조건이 만족되는 경우에 각각의 셀에 대해 다르게 설정되어야 한다.
[수학식 13]
Figure 112006056509386-pct00028
, 모든 m 값에 대해.
위상 다이버시티에 의하면,
Figure 112006056509386-pct00029
및
Figure 112006056509386-pct00030
가 동시에 소멸할 확률이 상대적으로 작아질 것으로 기대된다. 위상 다이버시티의 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 도 7에 따르면, 공통 파일럿 서브 캐리어들이 위상 다이버시티를 실현하기 위해 도 6의 마이크로프로세서에 의해 생성된다. 시간 지연이 그에 상응하는 다이버시티 효과를 성취함을 주목할 필요가 있다.
또 다른 실시예가 도 8에 도시되어 있다. 도 8에 따르면, 기저대역 또는 무선 주파수 대역에서 무작위 지연 시간 구간(random delay time duration)을 시간 영역 신호에 더함으로써 효과적으로 위상 다이버시티를 생성한다.
파일럿 서브 캐리어의 전력 제어
본 발명의 일실시예에서는 파일럿 서브 캐리어들에 전력 제어를 적용할 수 있다. 파일럿 서브 캐리어들의 전력은 다음과 같은 목적을 위해 개별적으로 또는 서브그룹 단위로 조정될 수 있다.
1. 파일럿 서브 캐리어들의 기능들에 따른 요구를 만족하기 위해;
2. 동작 환경(예를 들어, 전파 채널)에 적응하기 위해; 및
3. 셀 또는 셀 그룹 간의 간섭을 줄이기 위해.
전력 제어의 또 다른 실시예는 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들과 공통 파일럿 서브 캐리어들에 대해 상이하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 셀-특정 서브 캐리어들보다 공통 파일럿 서브 캐리어들에 더 큰 전력이 적용될 수 있다.
복수의 안테나에의 응용
본 발명에 따른 방법 및 프로세스는 개별 섹터 내에서 복수의 안테나가 사용되는 애플리케이션들에서도 역시 구현될 수 있다. 단, 주파수 추정을 위해 수학식 4 및 수학식 5에 의해 규정되는 기준을, 또는 타이밍 추정을 위해 수학식 8 및 수학식 9에 의해 규정되는 기준을 만족해야 한다.
도 9는 다중 안테나 애플리케이션으로의 두 가지 확장예를 도시한다. 변환기(예를 들어, 빔-형성 매트릭스)(904)를 통해 안테나 어레이(902)에 연결된 하나의 전송 브랜치(transmission branch)만이 존재하는 (a)의 경우에는 단일 안테나의 경우와 그 구현이 정확히 일치한다. 복수의 전송 브랜치들이 상이한 안테나들(906)에 연결된 (b)의 경우(예를 들어, 전송 브랜치 방안 또는 다중-입력 다중-출력 방안)에는, 각 전송 브랜치를 위한 공통 파일럿 서브 캐리어들이 주파수 추정 을 위해 수학식 4 및 수학식 5의 요구조건을, 타이밍 추정을 위해 수학식 8 및 수학식 9의 요구조건을 만족하도록 생성되는 데 반해, 전송 브랜치들을 위한 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들은 흔히 다중-안테나 방안에 의해 정의된다.
셀-특정 및 공통 파일럿 서브 캐리어들의 결합적 이용
일실시예에 따르면, 셀-특정 및 공통 파일럿 서브 캐리어들은, 신호대 잡음비 최적화와 같은 일정한 정보 이론적 기준(information theoretical criteria)에 기초한 동일한 프로세스 내에서 결합적으로(jointly) 이용될 수 있다. 예를 들어, 시스템 패러미터(예를 들어, 주파수) 추정에 있어서, 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들 일부 또는 전부는, 캐리어대 간섭비 임계치를 초과하는 등의 일정한 기준을 만족하는 경우에, 추정의 정확도를 향상시키기 위하여 공통 파일럿 서브 캐리어들과 함께 이용되도록 선택될 수 있다. 더욱이, 일부 시나리오에서는 공통 파일럿 서브 캐리어들이 셀-특정 정보를 결정하기 위하여 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들과 함께 사용될 수 있다. 네트워크의 경계에서의 동작이 그 일례이다.
기지국 송신기 동기화
모든 셀의 기지국들은 주파수 및 시간 영역에서 동기화될 것이 요구된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 나란히 배치된 기지국 송신기들은, 셀이 섹터들로 분할되고 이들 섹터들의 기지국들이 물리적으로 동일한 위치에 자리하는 경우와 마찬가지로, 단일한 주파수 발진기에 고정되어(locked) 있다.
도 10은 나란히 배치되어 공통 주파수 발진기(1002)를 공유하는 두 기지국의 주파수 및 시간 영역 동기화의 실시예이다. 이들 두 기지국에 의해 커버되는 이동국(1004)은 공통 파일럿 서브 캐리어를 수신할 때 간섭을 경험하지 않는다. 상이한 지역에 위치하는 기지국 송신기들은 GPS 신호와 같은 공통 기준 주파수원(common reference frequency source)에 의해 고정되어 있다. 도 11은 서로 다른 지역에 위치하면서 GPS(1106) 신호로부터 생성된 공통 주파수 기준 신호를 공유하는 기지국들(1102 및 1104)의 주파수 및 시간 영역 동기화의 실시예를 도시한다. 이들 두 기지국들(1102 및 1104)에 의해 커버되는 이동국들(1108)은 공통 파일럿 서브 캐리어를 수신할 때 간섭을 경험하지 않는다.
일부 애플리케이션에서, 전체 무선 네트워크는 복수의 셀(또는 섹터) 그룹으로 구성되고, 각 그룹은 자신의 공통 파일럿 서브 캐리어 집합을 가질 수 있다. 이러한 시나리오에서는, 해당 그룹 내의 기지국들만이 공통 기준(common reference)에 동기화될 것이 요구된다. 각 그룹 내의 공통 파일럿 서브 캐리어들이 기지국들에서의 사용을 위해 수학식 4 및 수학식 5, 또는 수학식 8 및 수학식 9에 의해 정의되는 기준에 부합하도록 설계되는 반면에, 특정한 반-간섭 프로세스(counter-interference process)(예를 들면, 주파수 무작위화 또는 전력 제어)가 공통 파일럿 서브 캐리어들의 상이한 집합에 적용될 것이다.
이와 같이 구현한 실시예가 도 12에 예시되어 있다. 도 12의 무선 네트워크는 세 개의 셀(또는 섹터) 그룹들(A, B, 및 C)로 구성된다. 각 그룹 내의 기지국들은 동일한 공통 파일럿 서브 캐리어 집합을 공유한다. 본 시나리오에서는, 이들 그룹 내에 위치하는 기지국들만이 공통 기준에 동기화될 것이 요구된다. 각 그룹 내의 공통 파일럿 서브 캐리어들이 본 발명에 정의된 기준에 부합하도록 설계되는 반면에, 특정한 반-간섭 프로세스(예를 들면, 주파수 무작위화)가 공통 파일럿 서브 캐리어들의 상이한 집합에 적용될 것이다. 예를 들어, A 그룹의 A1, A2, 및 A3 셀의 기지국들은 그들 자신의 공통 기준원(common reference source)에 동기화되어 동일한 공통 파일럿 서브 캐리어 집합을 전송한다. 또한, B 그룹의 B1, B2, 및 B3의 기지국들은 그들 자신의 기준원에 동기화되어, 주파수 영역에서 상이한 곳에 위치하는 다른 공통 파일럿 서브 캐리어 집합을 전송한다.
데이터 정보 전송에의 확장
본 발명의 실시예들에서 설명된 모든 설계 프로세스, 기준, 및 방법들은 네트워크 내의 모든 수신기들로 공통의 네트워크 정보를 배포할 필요가 있는 애플리케이션들로 확장 가능하다. 일례로서, 네트워크 내의 모든 기지국들은 모든 네트워크 내의 모든 셀들에 공통되는 정보를 내포하는 동일한 데이터 서브 캐리어 집합을 일부 공통 파일럿 서브 캐리어들과 함께 전송할 수 있다.
도 13은 네트워크 내의 모든 기지국들이 공통 파일럿 서브 캐리어와 함께 네트워크 내의 모든 셀들에 공통되는 데이터 정보를 포함하는 데이터 서브 캐리어를 전송하는 것을 보여준다. 네트워크 내의 수신기는 공통 파일럿 서브 캐리어들에 기초하여 합성 채널 계수(composite channel coefficient)를 결정하고, 채널 효과를 보상하고 데이터 정보를 복원(recover)하기 위하여 데이터 서브 캐리어들에 이 를 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 대한 상기 상세한 설명은 본 발명을 모두 속속들이 규명하거나 앞서 개시된 뚜렷한 형태로 본 발명을 제한하려는 의도를 갖지 않는다. 본 발명의 특정한 실시예들, 예들은 예시를 목적으로 상위에 설명되었지만, 발명의 범위 내에서 다양한 동등한 변경이 가능하고, 이는 이와 관련된 분야에 종사하는 자들에게 있어서 자명하다. 예를 들어, 단계들이 주어진 순서대로 수행될 수 있지만, 또 다른 실시예서는 다른 순서에 따라 상기 단계들을 포함하는 루틴들을 수행할 수도 있다. 여기에서 제시된 발명의 내용은 여기에 설명된 시스템뿐 아니라 다른 시스템들에도 적용될 수 있다. 이러한, 그리고 다른 변형은 상세한 설명에 비추어 행해질 수 있다.
앞서 설명된 다양한 실시예들의 구성요소 및 동작을 조합하여 또 다른 실시예를 제공할 수 있다. 상기의 미국 특허들과 출원들 및 다른 참조문헌들 모두는 레퍼런스로서 명세서에 병합된다. 본 발명의 측면들은 필요한 경우 본 발명의 또 다른 실시예들을 제공하기 위하여 앞서 설명된 다양한 참조문헌들에 따른 시스템, 기능, 및 개념을 활용하기 위하여 변형될 수 있다.
상위의 상세한 설명에 비추어 본 발명을 변경을 가할 수 있다. 일반적으로, 청구항들에서 사용되는 용어들은, 상세한 설명에 의해 명확히 정의되지 않는 한, 명세서에 개시된 특정한 실시예들로 본 발명을 한정하는 것으로 해석될 수 없다. 따라서, 본 발명의 실질적 범위는 개시된 실시예들에 더해 청구항들에 의한 발명을 실행하고 구현하는 모든 동등한 방법까지 포괄한다.
본 발명의 특정한 측면들은 다음과 같이 특정한 청구항의 형태로 제시되어 있지만, 발명자들은 여러 청구항 형태들 내에서 발명의 다양한 측면을 고려한다. 예를 들어, 발명의 한 측면만이 컴퓨터-독출가능 매체(computer-readable medium)에 내장되는 것으로 기술되어 있는 경우에도 다른 측면들 또한 마찬가지로 컴퓨터-독출가능 매체에 내장될 수 있다. 따라서, 발명자들은 본 발명의 다른 측면들을 추가적인 청구항의 형태로 권리화하기 위하여 본 출원 후에 청구항들을 추가할 권리를 보유한다.
본 발명의 측면들은 수신기가 상이한 시스템 기능을 수행할 수 있도록 하는 셀-특정 및 공통 파일럿 서브 캐리어들의 전송 포맷들을 정의하는 방법을 제공한다. 특히, 파일럿 서브 캐리어들을 위한 일단의 설계 기준이 제공된다. 더 나아가, 본 발명의 다른 특징들은 상기 설계 프로세스 및 방법을 구현하는 장치 또는 수단을 제공한다. 특히, 상기 파일럿 서브 캐리어들의 위상을 조정하고 전력 제어를 이용함으로써 신호 수신 기능을 향상시킬 수 있다.
상기 방법 및 프로세스는, 개별 섹터 내에서 복수의 안테나가 이용되고 일부 서브 캐리어들이 공통의 네트워크/시스템 정보를 운반하는 다른 경우에까지 확장될 수 있다. 기지국들은 공통 주파수 발진기 또는 위성 항법 시스템(Global Positioning System, GPS)에 의해 제공되는 신호들로부터 생성되는 것과 같은 공통 주파수 기준 신호를 공유함으로써 주파수 및 시간 영역에서 동기화될 수 있다.

Claims (35)

  1. 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크에 있어서,
    다수의 기지국들 중 하나의 기지국; 및
    이동국
    을 포함하고,
    상기 기지국은
    셀에 통신 커버리지를 제공하고, 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들과 공통 파일럿 서브 캐리어들을 전송하도록 구성되고,
    상기 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들은 특정 셀 및 특정 기지국 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함하고,
    상기 공통 파일럿 서브 캐리어들은 복수의 셀들 및 기지국들 중 적어도 하나에 공통되는 정보를 포함하며,
    상기 이동국은
    상기 기지국에 의해 전송되는 상기 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들과 상기 공통 파일럿 서브 캐리어들을 수신하고,
    상기 파일럿 서브 캐리어들은 네트워크 동작에 사용되는 것
    을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
  2. 제1항에 있어서,
    상이한 기지국들에 의해 전송된 상기 공통 파일럿 서브 캐리어들은 전송시에 주파수 인덱스에 따라 정렬되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크는 수신기를 포함하고,
    상기 수신기는 상이한 시간 tk 및 tk +1에서 동일한 주파수 인덱스를 갖는 공통 파일럿 서브 캐리어들을 이용하여,
    Figure 112006056509386-pct00031
    로 수신 신호의 주파수를 추정하는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
    단,
    Figure 112006056509386-pct00032
    는 수신 신호를 의미하고,
    Figure 112006056509386-pct00033
    및
    Figure 112006056509386-pct00034
    는 전체 m 셀들에 대한 소정의 상수이고,
    Figure 112006056509386-pct00035
    이라고 할 때,
    Δt << 통신 채널의 코히어런스(coherence) 주기;
    Figure 112006056509386-pct00036
    그리고
    Figure 112006056509386-pct00037
    si 는 시간 tk 에서의 p 번째 셀의 수신 신호;
    Figure 112006056509386-pct00038
    및
    Figure 112006056509386-pct00039
    는 m 번째 기지국의 i 번째 서브 캐리어와 연관된 신호의 진폭 및 위상을 의미한다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크는 수신기를 포함하고,
    상기 수신기는 동일한 시간 tk 에 전송되고 상이한 주파수 인덱스 i 및 n 를 갖는, 수신 신호의 두 공통 파일럿 서브 캐리어들 간의 주파수 차이 Δf 를
    Figure 112006056509386-pct00040
    로 계산하는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
    단,
    Figure 112006056509386-pct00041
    는 상기 수신 신호를 의미하고,
    Figure 112006056509386-pct00042
    및
    Figure 112006056509386-pct00043
    는 전체 m 셀들에 대한 소정의 상수이고,
    Figure 112006056509386-pct00044
    이며, Ts 는 샘플링 주기를 의미한다고 할 때,
    Δf << 통신 채널의 코히어런스(coherence) 대역폭;
    Figure 112006056509386-pct00045
    ; 그리고
    Figure 112006056509386-pct00046
    ,
    si 는 시간 tk 에서의 p 번째 셀의 수신 신호; 그리고
    Figure 112006056509386-pct00047
    및
    Figure 112006056509386-pct00048
    는 m 번째 셀의 i 번째 서브 캐리어와 연관된 신호의 진폭 및 위상을 의미한다.
  5. 제1항에 있어서,
    위상 다이버시티는 i 번째 서브 캐리어에 무작위의 위상 (random phase)
    Figure 112006056509386-pct00049
    를
    Figure 112006056509386-pct00050
    및
    Figure 112006056509386-pct00051
    와 같이 더함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
    단,
    Figure 112006056509386-pct00052
    는 각 셀마다 상이하고,
    모든 m 값에 대하여
    Figure 112006056509386-pct00053
    이고,
    Figure 112006056509386-pct00054
    는 전체 m 셀들에 대한 소정의 상수이고;
    Figure 112006056509386-pct00055
    는 m 번째 셀의 기지국으로부터의 i 번째 서브 캐리어와 연관된, 시간 tk 에서의 위상을 의미한다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 파일럿 서브 캐리어들의 전력을 개별적으로 또는 복수의 파일럿 서브 캐리어들을 포함하는 서브그룹별로 조정함으로써, 상기 파일럿 서브 캐리어들에 대한 전력 제어를 적용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기지국 각각은 각 섹터 내에 복수의 안테나를 포함하고, 상이한 안테나들에 연결된 복수의 전송 브랜치를 이용하며, 주파수 추정을 위하여 각 전송 브랜치의 상기 공통 파일럿 서브 캐리어들을
    Figure 112006056509386-pct00056
    및
    Figure 112006056509386-pct00057
    와 같이 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
    단,
    Figure 112006056509386-pct00058
    및
    Figure 112006056509386-pct00059
    는 전체 m 셀들에 대한 소정의 상수이고,
    Figure 112006056509386-pct00060
    및
    Figure 112006056509386-pct00061
    는 m 번째 셀의 기지국으로부터의 i 번째 서브 캐리어와 연관된, 시간 tk 에서의 신호의 진폭 및 위상을 의미한다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기지국 각각은 각 섹터 내에 복수의 안테나를 포함하고, 상이한 안테나들에 연결된 복수의 전송 브랜치를 이용하며, 타이밍 추정을 위하여 각 전송 브랜치의 상기 공통 파일럿 서브 캐리어들을
    Figure 112006056509386-pct00062
    및
    Figure 112006056509386-pct00063
    와 같이 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
    단,
    Figure 112006056509386-pct00064
    및
    Figure 112006056509386-pct00065
    는 전체 m 셀들에 대한 소정의 상수이고,
    Figure 112006056509386-pct00066
    및
    Figure 112006056509386-pct00067
    는 m 번째 셀의 기지국으로부터의 i 번째 서브 캐리어와 연관된, 시간 tk 에서의 신호의 진폭 및 위상을 의미한다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들 및 상기 공통 파일럿 서브 캐리어들은 정보 이론적 기준에 기초한 프로세스에서 결합적으로 이용되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 동작들은 주파수 동기화 및 채널 추정인 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
  11. 제1항에 있어서,
    마이크로프로세서는 상기 파일럿 서브 캐리어들의 요건에 의해 명시되는 속성값들을 계산하고, 상기 속성값들을 메모리에 저장된 주파수 시퀀스에 삽입하는 것을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 내의 기지국 세트는
    셀-특정 파일럿 서브 캐리어들과 공통 파일럿 서브 캐리어들과 함께, 특정 셀에 관한 데이터 정보가 내포된 셀-특정 데이터 서브 캐리어들과 상기 네트워크내의 셀 세트에 공통되는 데이터 정보가 내포된 공통 데이터 서브 캐리어들을 전송하고,
    상기 네트워크 내의 수신기는
    셀-특정 파일럿 서브 캐리어들에 기초하여 채널 계수들을 결정하고,
    채널 효과를 보상하고 셀 특정 데이터 정보를 복원하기 위하여 상기 채널 계수들을 셀-특정 데이터 서브 캐리어들에 적용하고,
    공통 파일럿 서브 캐리어들에 기초하여 합성 채널 계수들을 결정하고, 채널 효과를 보상하고 공통 데이터 정보를 복원하기 위하여 상기 합성 채널 계수들을 공통 데이터 서브 캐리어들에 적용하는 것
    을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
  13. 셀들, 기지국들, 및 이동국들을 포함하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크에서 파일럿 신호의 감쇠를 완화하는 방법에 있어서,
    네트워크 동작을 수행하기 위하여 특정 셀 및 특정 기지국 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함하는 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들을 상기 기지국에서 생성하는 단계;
    기지국 신호의 소정 주파수 위치에 상기 생성된 셀-특정 파일럿 서브 캐리어를 삽입하는 단계;
    네트워크 동작을 수행하기 위하여 복수의 셀들 및 기지국들 중 적어도 하나에 공통되는 정보를 포함하는 공통 파일럿 서브 캐리어들을 상기 기지국에서 생성하는 단계;
    상기 기지국 신호의 소정 주파수 위치에 상기 생성된 공통 파일럿 서브 캐리어들을 삽입하는 단계; 및
    상기 기지국 신호를 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상이한 기지국들에 의해 전송된 상기 공통 파일럿 서브 캐리어들은 전송시에 주파수 인덱스에 따라 정렬되는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 기지국이 전송한 신호들은 이동국에 의해 수신되고;
    상기 수신된 기지국 신호의 주파수는 제1 시간 및 제2 시간에 생성된 동일 주파수 인덱스의 공통 파일럿 서브 캐리어들을 이용하여 추정되며;
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간 사이의 시간차는 통신 채널의 코히어런스 (coherence) 주기에 비해 현저히 짧고,
    하나의 셀로부터의 주파수 인덱스와 연관되고 상기 제1 시간에 생성된 신호의 진폭은 상기 셀로부터의 주파수 인덱스와 연관된 상기 신호의 진폭의 소정의 배수이고,
    하나의 셀로부터의 동일한 주파수 인덱스의 서브 캐리어와 연관되고 상기 제1 시간에 생성된 위상은 상기 셀로부터의 상기 동일한 주파수 인덱스의 서브 캐리어와 연관되고 상기 제2 시간에 생성된 위상의 ±180° 내인 것
    을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 네트워크 동작들은 주파수 동기화 및 채널 추정인 것을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    위상 다이버시티는 신호 감쇠를 방지하기 위하여 서브 캐리어에 각 셀마다 상이한 무작위의 위상을 더하거나, 또는 기저대역 또는 무선 주파수 대역에서 시간 영역 신호에 무작위의 지연 시간 구간을 더함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 파일럿 서브 캐리어들의 신호 전력은 개별적으로 또는 복수의 파일럿 서브 캐리어들을 포함하는 서브그룹별로 전력을 조정함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    복수의 안테나가 개별 섹터 내에서 이용되고, 다중 전송 브랜치들은 상이한 안테나들에 연결되며, 각 전송 브랜치에 대한 주파수 추정을 위하여 공통 파일럿 서브 캐리어들이, 특정 시간에서의 특정 주파수 인덱스에서 상기 파일럿 서브 캐리어들의 신호 진폭 및 위상 간에 소정의 관계가 성립하도록 생성되는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    복수의 안테나가 개별 섹터 내에서 이용되고, 다중 전송 브랜치들은 상이한 안테나들에 연결되며, 각 전송 브랜치에 대하여 타이밍 추정을 위하여 공통 파일럿 서브 캐리어들이, 상기 파일럿 서브 캐리어들의 진폭이 나머지 기지국들에 의해 생성되는 진폭의 소정의 배수이고, 상기 파일럿 서브 캐리어들의 위상이 나머지 기지국들에 의해 생성되는 위상과 소정의 차이를 갖도록 생성되는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들 및 상기 공통 파일럿 서브 캐리어들은 정보 이론적 기준에 기초한 프로세스에서 결합적으로 이용되는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  22. 제13항에 있어서, 상기 기지국이 전송한 신호는 이동국에 의해 수신되는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호의 감쇠 완화 방법.
  23. 신호의 감쇠를 감소시킴으로써 셀들, 기지국들, 및 이동국들을 포함하는 무선 멀티 캐리어 통신 네트워크의 성능을 향상시키는 시스템에 있어서,
    특정 셀 및 특정 기지국 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함하는 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들과 복수의 셀들 및 기지국들 중 적어도 하나에 공통되는 정보를 포함하는 공통 파일럿 서브 캐리어들을 생성하는 수단;
    상기 생성된 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들 및 공통 파일럿 서브 캐리어들을 기지국 신호들의 소정 주파수 위치에 삽입하는 수단; 및
    상기 기지국 신호들을 전송하는 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 성능 향상 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    이동국에 의해 상기 기지국이 전송한 신호를 수신하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 성능 향상 시스템.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 수신된 공통 파일럿 서브 캐리어들을 주파수 동기화를 위해 이용하고 상기 수신된 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들을 채널 추정을 위해 이용하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 성능 향상 시스템.
  26. 셀들, 기지국들, 및 이동국들을 포함하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크에서 파일럿 신호의 감쇠를 완화하는 방법에 있어서,
    기지국이 전송한 신호들을 수신하는 단계
    를 포함하고,
    특정 셀 및 특정 기지국 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함하는 상기 수신 신호의 셀-특정 파일럿 서브 캐리어 신호들과 복수의 셀들 및 기지국들 중 적어도 하나에 공통되는 정보를 포함하는 상기 수신 신호의 공통 파일럿 서브 캐리어 신호들 중 적어도 하나를 네트워크 동작을 수행하기 위하여 이용하는 것
    을 특징으로 하는 파일럿 신호 감쇠 완화 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 수신된 기지국 신호의 주파수는 제1 시간 및 제2 시간에 생성된 동일 주파수 인덱스의 공통 파일럿 서브 캐리어들을 이용하여 추정되고,
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간 사이의 시간차는 통신 채널의 코히어런 스(coherence) 주기에 비해 현저히 짧고,
    상기 제1시간에 생성되고 셀로부터의 주파수 인덱스와 연관된 신호의 진폭은 상기 제2시간에 생성되고 상기 셀로부터의 상기 주파수 인덱스와 연관된 상기 신호의 진폭의 소정의 배수이고,
    상기 제1시간에 생성되고 셀로부터의 동일한 주파수 인덱스 서브 캐리어와 연관된 위상은 상기 제2시간에 생성되고 상기 셀로부터의 상기 동일한 주파수 인덱스의 서브 캐리어와 연관된 위상의 ±180° 내인
    것을 특징으로 하는 파일럿 신호 감쇠 완화 방법
  28. 제26항에 있어서,
    이동국이 상기 기지국이 전송한 신호들을 수신하는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 감쇠 완화 방법.
  29. 제26항에 있어서,
    네트워크 동작들을 수행하는 단계를 더 포함하고
    상기 네트워크 동작들은 주파수 동기화 및 채널 추정인
    는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 감쇠 완화 방법.
  30. 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크에 있어서,
    다수의 기지국들 중 하나의 기지국을 포함하고,
    상기 기지국은
    셀에 통신 커버리지를 제공하고,
    특정 셀 및 특정 기지국 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함하는 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들과, 복수의 셀들 및 기지국들 중 적어도 하나에 공통되는 정보를 포함하는 공통 파일럿 서브 캐리어들과, 특정 셀에 관한 데이터 정보가 내포된 셀 특정 데이터 서브 캐리어들과, 상기 네트워크 내의 복수의 셀에 공통되는 데이터 정보가 내포된 공통 데이터 서브 캐리어들을 전송하도록 구성되고,
    상기 파일럿 서브 캐리어들은 네트워크 동작들에 이용되고,
    상기 네트워크 내의 수신기는 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들에 기초하여 채널 계수들을 결정하고, 채널 효과를 보상하고 셀 특정 데이터 정보를 복원하기 위하여 상기 채널 계수들을 셀 특정 데이터 서브 캐리어에 적용하고, 공통 파일럿 서브 캐리어들에 기초하여 합성 채널 계수들을 결정하고, 채널 효과를 보상하고 공통 데이터 정보를 복원하기 위하여 상기 합성 채널 계수들을 상기 공통 데이터 서브 캐리어들 세트에 적용하는 것
    을 특징으로 하는 멀티 캐리어 무선 통신 네트워크.
  31. 제23항에 있어서,
    상기 수신된 공통 파일럿 서브 캐리어들과 상기 수신된 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들을 네트워크 동작을 수행하기 위하여 이용하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 성능 향상 시스템.
  32. 제26항에 있어서,
    상기 공통 파일럿 서브 캐리어의 전력이 상기 셀-특정 파일럿 서브 캐리어의 전력보다 큰 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 감쇠 완화 방법.
  33. 제26항에 있어서,
    상기 공통 파일럿 서브 캐리어의 전력과 상기 셀-특정 파일럿 서브 캐리어의 전력 중 적어도 하나는 데이터 서브 캐리어의 전력보다 큰 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 감쇠 완화 방법.
  34. 제26항에 있어서,
    상기 기지국 전송 신호의 공통 파일럿 서브 캐리어들은 상기 기지국들간 공유하는 공통 주파수 발진기의 신호 또는 GPS 신호로부터 생성된 공통 주파수 기준신호에 의해 주파수 및 시간영역에서 동기화되는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 감쇠 완화 방법.
  35. 제26항에 있어서,
    상기 공통 파일럿 서브 캐리어들과 상기 셀-특정 파일럿 서브 캐리어들 중 적어도 하나의 파일럿 서브 캐리어들의 전력은 개별적으로 또는 복수의 파일럿 캐리어들을 포함하는 서브 그룹별로 조정된 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 감쇠 완화 방법.
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