KR100933599B1 - 파일럿 신호 송신을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

파일럿 송신 기법이 제공되고, 제1 OFDM 심볼 기간동안 제1 파일럿 시퀀스는 제1 그룹의 안테나상에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 제2 OFDM 심볼 기간동안, 제2 파일럿 시퀀스는 제2 그룹의 안테나상에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 제1 그룹의 안테나는 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때는 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다. 또한, 제2 그룹의 안테나는 제1 그룹의 안테나가 파일럿 신호를 송신할 때는 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다.
파일럿 시퀀스, OFDM 시스템, 기지국, 이동 유닛, CDMA

Description

파일럿 신호 송신을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PILOT SIGNAL TRANSMISSION}
본 발명은 일반적으로 파일럿 신호(pilot signal) 송신에 관한 것이며, 특히, 통신 시스템에서 파일럿 신호 송신을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
파일럿 신호, 프리앰블, 또는 기준 신호는 통상적으로 수신기가 다수의 중요한 기능을 수행하도록 하는 통신 시스템에서 이용되는데, 이 기능은, 타이밍의 획득 및 추적과 주파수 동기화, 후속 복조를 위한 원하는 채널의 추정 및 추적과 정보 데이터의 디코딩, 핸드오프를 위한 다른 채널 특성의 추정 및 모니터링, 간섭 억제등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 파일럿 기법은 통신 시스템에 의해 이용될 수 있으며, 전형적으로 공지의 시간 간격에서 공지된 시퀀스의 송신을 포함한다. 시퀀스만 또는 시퀀스와 시간 간격을 미리 아는 경우, 수신기는 이들 정보를 전술한 기능을 수행하는데 이용한다.
종래의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexed) 시스템에서 이용된 전형적인 파일럿 포맷은, 예상 최대 도플러 주파수 및 최대 지연 확산에 각각 기초하여 시간 및 주파수 모두에서 분포된 파일럿을 갖는 "분산 파일럿(scattered pilot)" 포맷이다. 분산 파일럿은 가장 일반적인 파일럿 포맷으로 보여질 수 있지 만, 이들은 특정하기 상당히 곤란하다. 예컨대, 여러가지 다수의 송신 안테나를 지원하는 방법, 낮은 사용자 속도를 최적화하고 고속을 위한 부가적인 파일럿의 삽입을 허용하는 방법, 및 분산 파일럿 에지 효과를 회피하는 방법이 명확하지 않다. 프레임 및 서브-프레임 경계에서 다양한 파일럿 위치로 인해, 채널 추정도 또한 일반적으로 더 어렵다. 예컨대, 몇몇 더 간단한 채널 추정 기술은 이용가능하지 않을 수 있고, 더 많은 보간 필터(interpolation filter)의 세트가 필요할 수 있다. 더 복잡한 것 외에, 분산 파일럿은 또한 TDM(Time Division Multiplexed) 파일럿 전력 절감 메커니즘(예컨대, 제어 채널 근처에서 TDM 파일럿을 이용하여 제어 채널을 디코딩하고, 수신기를 위한 데이터가 없으면 다음 제어 채널 송신까지 수신기를 셧오프(shutting off)함)을 수행하는 능력을 제한한다. 따라서, 전술한 문제점을 경감시키는 통신 시스템에서 파일럿 신호 송신을 위한 방법 및 장치가 필요하게 된다.
도 1은 통신 시스템의 블록도.
도 2는 광대역 채널을 다수의 좁은 주파수 대역(서브-캐리어)으로 분할한 것을 도시한 도면.
도 3은 도 1의 통신 시스템을 위한 파일럿 신호 송신을 도시하는 도면.
도 4는 파일럿 포맷 설계의 상세도.
도 5는 파일럿 송신 기법의 더 간략화된 도면.
도 6은 파일럿 송신 기법의 2개의 안테나 버전을 도시하는 도면.
도 7은 파일럿 송신 기법의 대안적인 실시예를 도시하는 도면.
도 8은 모든 파일럿 시퀀스가 하나의 OFDM 심볼에 포함된 4개의 안테나 파일럿 송신 기법을 도시하는 도면.
도 9는 기지국의 간단한 블록도.
도 10은 기지국의 동작을 도시하는 순서도.
도 11은 DC 서브-캐리어 주변의 채널 추정을 개선하는 파일럿 송신 기법을 도시하는 도면.
도 12는 서브-캐리어의 에지에서 채널 추정을 개선하는 파일럿 송신 기법을 도시하는 도면.
전술한 필요성을 해결하기 위해, 여기서는 파일럿 신호 송신을 위한 방법 및 장치가 개시된다. 특히, 기지 유닛(base unit)은 다운링크 송신의 일부로서 공지의 시간 간격에서 공지의 시퀀스를 송신한다. 시퀀스 및 시간 간격을 아는 경우, 원격 유닛은 송신을 복조/디코딩하는데 이 정보를 이용한다. 제1 OFDM 심볼 기간동안 제1 파일럿 시퀀스가 제1 그룹의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신되는 경우 파일럿 기법이 이용된다. 제2 OFDM 심볼 기간동안, 제2 파일럿 시퀀스가 제2 그룹의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 제1 그룹의 안테나는 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때는 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다. 또한, 제2 그룹의 안테나는 제1 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다.
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전술한 파일럿 기법은 저속에서 최적화되고, 간단한 시간-영역(time-domain) 보간을 통해 현재의 서브-프레임의 어느 한 측면상에서 서브-프레임내의 파일럿을 이용하여 고속을 처리할 수 있다. 매우 고속 또는 인접한 서브-프레임내의 통상적인 파일럿을 이용할 수 없는 서브-프레임에 있어서, 부가적인 오버헤드(예컨대, 프레임의 말단으로 향하는 파일럿을 갖는 부가적인 OFDM 심볼)가 채널 추정에 적응적으로 포함될 수 있다.
본 발명은 복수의 안테나를 갖는 송신기를 위한 파일럿 송신 방법을 포함한다. 이 방법은 제1 심볼 기간동안 제1 그룹의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 제1 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계, 제2 심볼 기간동안 제2 그룹의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 제2 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계를 포함한다. 제1 그룹의 안테나는 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때는 파일럿 시퀀스를 송신하지 않고, 제2 그룹의 안테나는 제1 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때는 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다. 제1 및 제2 그룹의 안테나는 M 심볼기간마다 하나의 파일럿 시퀀스를 송신할 뿐이다.
본 발명은 또한, 제1 심볼 기간동안 복수의 서브-캐리어를 통해 제1 파일럿 시퀀스를 송신하는 제1 그룹의 안테나를 포함하는 송신기를 포함한다. 송신기는 부가적으로, 제2 심볼 기간동안 복수의 서브-캐리어를 통해 제2 파일럿 시퀀스를 송신하는 제2 그룹의 안테나를 포함한다. 제1 그룹의 안테나는 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때는 파일럿 시퀀스를 송신하지 않고, 제2 그룹의 안테나는 제1 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때는 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다.
본 발명은 파일럿 송신을 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 OFDM 심볼 기간동안 하나 이상의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계를 포함하고, 여기서 파일럿 시퀀스는 OFDM 심볼동안 실질적으로 매 KD 서브-캐리어상에서 송신된다. 파일럿 시퀀스는 OFDM 심볼 기간동안 DC 서브-캐리어에 인접하여 위치한 서브-캐리어상에서 송신되고, 여기서, 인접한 서브-캐리어상에서 송신되는 파일럿 시퀀스는 DC 서브-캐리어상에 존재할 수 있는 파일럿 시퀀스를 반복한다.
본 발명은 또한 파일럿 송신을 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 OFDM 심볼 기간동안 하나 이상의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계를 포함하고, 여기서 파일럿 시퀀스는 OFDM 심볼동안 실질적으로 매 KD 서브-캐리어상에서 송신된다. 파일럿 시퀀스는 OFDM 심볼 기간동안 대역 에지(band edge)에 인접한 서브-캐리어상에서 송신되고, 여기서, 대역 에지에 인접한 서브-캐리어상에서 송신되는 파일럿 시퀀스는 대역 에지 바로 외부의 서브-캐리어상에 존재할 수 있는 파일럿 시퀀스를 반복한다.
이제 도면을 참조하면, 동일한 참조부호는 동일한 구성을 나타내며, 도 1은 파일럿 송신을 이용하는 통신 시스템(100)의 블록도이다. 통신 시스템(100)은 차세대 OFDM 또는 멀티캐리어 기반 구조를 이용한다. 이 구조는 또한 MC-CDMA(Multi-Carrier Code Division Multiple Access), MC-DS-CDMA(Multi-Carrier Direct Sequence CDMA), 1 또는 2차원 확산을 갖는 OFCDM(Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing)과 같은 확산 기술의 이용을 포함할 수 있고, 또는 더 간단한 시간 및/또는 주파수 분할 멀티플렉싱/멀티플 액세스 기술에 기초할 수 있고, 또는 이들 다양한 기술의 조합에 기초할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 통신 시스템(100)은 TDMA(Time Division Multiple Access) 또는 직접 시퀀스 CDMA와 같은 다른 광대역 셀룰러 통신 시스템 프로토콜을 이용할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
당업자가 알 수 있는 바와 같이, OFDM 시스템의 동작 동안, 복수의 서브-캐리어(예컨대, 601 서브-캐리어, 768, 서브-캐리어등)가 광대역 데이터 송신을 위해 이용된다. 이것은 도 2에 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광대역 채널은 복수의 좁은 주파수 대역(서브-캐리어)(201)로 분할되고, 여기서 데이터는 서브-캐리어(201)상에서 병렬로 송신된다.
도 1로 돌아가면, 통신 시스템(100)은 기지 유닛(101) 및 원격 유닛(103)을 포함한다. 원격 유닛(103)은 또한 통신 유닛, 사용자 장비(UE)로 명칭될 수 있고, 또는 간단히 모바일로 명칭될 수 있으며, 기지 유닛(101)은 또한 통신 유닛 또는 간단히 노드-B로 명칭될 수 있다. 기지 유닛(101)은 섹터내에서 복수의 원격 유닛으로 작용하는 송신기 및 수신기를 포함한다. 본 기술분야에 알려진 바와 같이, 통신 네트워크에 의해 서브(serve)되는 전체 물리적 영역은 셀로 분할될 수 있고, 각각의 셀은 하나 이상의 섹터를 포함할 수 있다. 기지 유닛(101)은 다양한 진보된 통신 모드(예컨대, 적응적 빔 형성, 다이버시티 송신, SDMA(Spatial Division Multiple Access) 송신, 복수 스트림 송신등)를 제공하기 위해 각 섹터내에서 작용하는 복수의 안테나(109)를 이용할 수 있다. 기지 유닛(101)은 적어도 동일한 리소스(시간, 주파수, 또는 이들 모두)의 일부에서 서빙 원격 유닛으로 다운링크 통신 신호(104)를 송신한다. 원격 유닛(103)은 업링크 통신 신호(106)를 통해 기지 유닛(101)과 통신한다.
단지 하나의 기지 유닛 및 하나의 원격 유닛이 도 1에 도시되었지만, 당업자는 전형적인 통신 시스템은 복수의 원격 유닛과 동시 통신하는 복수의 기지 유닛을 포함할 수 있다는 것을 알아야한다. 또한, 본 발명은 간략화를 위해 하나의 기지 유닛으로부터 복수의 원격 유닛으로 다운링크 송신하는 경우를 주로 기술하였지만, 본 발명은 또한 복수의 원격 유닛으로부터 복수의 기지 유닛으로 업링크 송신하는 경우에도 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 파일럿 지원 변조는 통상적으로 송신된 신호의 후속적인 복조를 위한 채널 추정과 같은 여러가지 기능을 돕는데 이용된다. 이와 같은 점을 고려하고, 기지 유닛(101)은 다운링크 송신의 일부로서 공지의 시간 간격에서 공지의 시퀀스를 송신한다. 원격 유닛(103)은, 시퀀스 및 시간 간격을 아는 경우, 송신을 복조/디코딩하는데 이 정보를 이용한다. 이러한 파일럿 송신 기법이 도 3에 도시된다. 도시된 바와 같이, 특정 서브-캐리어상에서 기지 유닛(101)으로부터 다운링크 송신(300)은 전형적으로 뒤에 잔여 송신(302)이 뒤따르는 파일럿 시퀀스(301)를 포함한다. 동일하거나 상이한 시퀀스는 잔여 송신(302) 동안 한번 또는 복수회 나타날 수 있다. 따라서, 기지 유닛(101)은 데이터를 송신하는 데이터 채 널 회로(108)와 함께 하나 이상의 파일럿 시퀀스를 송신하는 파일럿 채널 회로(107)를 포함한다. 파일럿 시퀀스(301)는 데이터 심볼과 혼합되거나 혼합되지 않을 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 파일럿 시퀀스(301) 및 잔여 송신(302)은 그 구조가 다른 시간 간격에서 반복되는 서브-프레임을 포함할 수 있다는 것을 알아야한다. 예컨대, 서브-프레임은 M OFDM 심볼로 구성될 수 있고, 여기서, M OFDM 심볼은 파일럿 및 데이터 시퀀스 모두를 포함하고, M OFDM 심볼의 전체 구조는 다양한 시간 간격에서 반복된다.
도 3은 송신의 시작에 존재하는 파일럿 시퀀스(301)를 도시하였지만, 본 발명의 다양한 실시예에서, 파일럿 채널 회로는 다운링크 송신(300)내 어느 곳에서의 파일럿 시퀀스(301)를 포함할 수 있고, 또한 별개의 채널상에서 송신될 수 있다는 것을 알아야 한다. 잔여 송신(302)은 전형적으로, 수신기가 복조/디코딩을 수행하기 이전에 알 필요가 있는 정보(소위 제어 정보) 및 사용자를 목표로 하는 실제 정보(사용자 데이터)와 같은 송신을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 종래의 OFDM 시스템에서 이용되는 전형적인 파일럿 포맷은, 예상 최대 도플러 주파수 및 최대 지연 확산 각각에 기초하여 시간 및 주파수 모두에서 분포된 파일럿을 갖는 "분산 파일럿(scattered pilot)" 포맷이다. 분산 파일럿은 가장 일반적인 파일럿 포맷으로 보여지지만, 이들은 특정하기 상당히 곤란하다.
이러한 이슈를 다루기 위해, 본 발명의 제1 실시예에서, 제1 심볼 기간(예컨대, OFDM 심볼 기간 No. 2) 동안 제1 파일럿 시퀀스가 제1 그룹의 안테나(예컨대, 안테나 1 및 2)에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신되는 파일럿 기법이 이용된다. 제2 OFDM 심볼 기간(예컨대, OFDM 심볼 기간 No.7) 동안, 제2 파일럿 시퀀스는 제2 그룹의 안테나(예컨대, 안테나 3 및 4)에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 일반적으로 안테나 그룹이 단지 하나의 안테나만을 포함하는 것도 가능하다. 제1 그룹의 안테나는 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다. 또한, 제2 그룹의 안테나는 제1 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다. 제1 및 제2 그룹의 안테나는 매 M 심볼 기간 마다 하나의 OFDM 심볼 기간(즉, 서브-프레임당 하나의 파일럿 시퀀스) 동안 하나의 파일럿 시퀀스만을 송신한다. 제1 파일럿 시퀀스는 제1 그룹의 안테나로부터 별개로 송신되는 2개의 다른 시퀀스를 포함할 수 있음을 유의한다. 이와 유사하게, 제2 파일럿 시퀀스는 제2 그룹의 안테나로부터 별개로 송신되는 2개의 다른 시퀀스를 포함할 수 있다.
도 4는 파일럿 송신 기법의 더 상세한 도면이다. 포맷은 TDM 포맷이고, 이는 파일럿 심볼 모두를 포함하는 서브-프레임내의 OFDM 심볼중 하나를 갖는다. 특히, 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 서브-캐리어의 특정 서브-채널에 있어서, OFDM 프레임은 복수의 서브-프레임을 포함하고, 각각의 서브-프레임은 M OFDM 심볼로 구성된다. 리소스 블록은 하나 또는 N 심볼에 대한 서브-캐리어로 구성된다. 따라서, 도 4에서, Nc 서브-캐리어는 데이터를 원격 유닛으로 송신하는데 이용된다. Nc 서브-캐리어는 서브-프레임당 M 심볼(예컨대, M = 7 심볼/서프-프레임)을 이용한다. 도 4는 또한 전형적으로 다운링크 송신을 위한 데이터를 포함하 지 않는 중간(middle) 또는 제로 또는 DC(Direct Current) 서브-캐리어를 나타낸다. 부가적으로, 제1 및 제2 그룹의 안테나로부터 파일럿 송신을 포함하는 제1 및 제2 심볼 기간은 매 서브-프레임마다 송신되고, 여기서 서브-프레임은 M OFDM 심볼을 포함한다.
전술한 파일럿 기법은, (a) 파일럿을 4개의 세트로 분할하고 안테나들간에 교대하거나, (b) 모든 파일럿 서브-캐리어상에서 모든 안테나가 송신하도록 함으로써, OFDM 심볼 기간내에서 적어도 4개의 송신 안테나까지 용이하게 수용할 수 있고, 여기서 각각의 송신 안테나는 동일한 하부 파일럿 시퀀스를 송신하지만, 상이한 위상 시프트 시퀀스는 채널 추정이 수신기에서 분리될 수 있도록 한다. k번째 서브-캐리어상의 송신 안테나 m에 있어서, 파일럿 값은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112008018768316-pct00001
여기서, x(k)는 모든 송신 안테나에 공통적인 섹터-특정 파일럿 시퀀스(예컨대, 양호한 특성을 갖는 상수 최대 시퀀스)이고, P는 사이클릭(cyclic) 시프트 인덱스이다. 모든 다른 서브-캐리어상에서 파일럿 심볼을 갖는 도 4의 파일럿 포맷에 있어서, P=8 이 4개의 송신 안테나에서 이용되고, P=4가 2개의 송신 안테나에서 이용된다. sm(k)는 파일럿 심볼을 갖는 서브-캐리어상에서만 정의됨을 유의한다. 방법(b)의 이점은 모바일(mobile)에서 채널 추정을 수행할 때 선형 위상 시프트가 복수의 송신 안테나로의 채널이 시간 영역에서 직교(orthogonal)하도록 하는 것이 다(즉, 주파수 영역내의 선형 위상 시프트는 시간 영역에서 순환 시간 시프트이다).
전술한 파일럿 기법은 저속에서 최적화되고, 간단한 시간-영역 보간을 통해 현재의 서브-프레임의 어느 한 측면상에서 서프-프레임내의 파일럿을 이용하여 고속을 처리할 수 있다. 매우 고속 또는 인접한 서브-프레임내의 공통 파일럿을 이용할 수 없는 서브-프레임에 있어서, 부가적인 오버헤드(예컨대, 프레임의 말단으로 향하는 파일럿을 갖는 부가적인 OFDM 심볼)가 채널 추정에 대해 적응적으로 포함될 수 있다. 이들 부가적인 파일럿은 전형적으로 리소스 블록 또는 부가적인 파일럿을 요구하는 서브-프레임에 대해 제한되고, 여분의 파일럿이 명백하게(전용 또는 방송 제어 메시지) 또는 암시적으로 존재하는 것으로(예컨대, 무선 프레임의 마지막 서브-프레임 동안, 또는 시그널드(signalled) UE 속도 측정) 알려지지 않는다면 다른 서브-프레임에 의해 이용될 수 없다.
TDM 파일럿 포맷은 상당이 간략화된 채널 추정 알고리즘을 허용하고, 다양한 개선된 추정 알고리즘(예컨대, 개선된 LLR(Log-Likelihood Ratio) 생성을 위한 다른-셀 간섭의 주파수 선택도 추적, 탭 스레시홀딩(tap thresholding) 기술에 의해 낮은 SINR(Signal to Noise plus Interference Ratio)에서 "디노이징(denoising)"을 수행)을 가능하게 하도록 주파수 차원에서 충분히 높은 파일럿 밀도를 제공한다는 것을 주목한다. 또한, 제어 정보는 파일럿과 동일(또는 인접)한 OFDM 심볼내에 위치하여, 어느 하나의 이동 유닛이 매우 신속하게 채널을 추정하고(FIR(Finite Impulse Response) 또는 FFT(Fast Fourier Transform) 처리 중 하나에 기초한 간략 화된 1차원 채널 추정기), 제어 정보를 즉시 디코딩하여, 지연을 감소시키게 된다. 감소된 지연은 다양한 무선 통신 시스템에서 중요한 요구사항이다. TDM 제어는 또한 잔여 프레임에 대한 처리를 턴오프하도록 하고, 이것은 긴 프레임에 대해서는 상당히 중요하다.
도 5는 파일럿 송신 기법의 더 간략화된 도면이고, 여기서 Nc 서브-캐리어의 단 하나의 서브셋이 간략화를 위해 도시된다. 본 발명의 제1 실시예에서, 4개의 안테나(109)가 다음의 데이터/파일럿 기법을 이동 유닛(103)으로 송신하는데 이용된다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 심볼 기간 동안 송신되는 모든 파일럿 심볼은 파일럿 시퀀스를 포함하고, 이 파일럿 시퀀스는 심볼 기간의 모든 서브-캐리어 보다 적게 송신된다. 파일럿 시퀀스는 GCL(Generalized Chirp-like) 시퀀스를 포함할 수 있고, 또는 단순히 순환하여 시프트된 시퀀스 또는 어느 하나의 PN(Pseudo-Random) 또는 PN 상수 진폭 시퀀스가 될 수 있다. 또한, 특정 심볼 기간 동안 파일럿 심볼은 단지 특정 안테나상에서 브로드캐스트(broadcast)될 수 있다. 예컨대, 4개의 안테나를 이용하는 기지국에서, 파일럿 심볼 P1, P2,및 P3는 안테나 1 및 2만을 이용하여 브로드캐스트된다. 안테나 3 및 4는 이 심볼 기간동안에는 아무것도 브로드캐스트하지 않는다. 유사하게, 심볼 P4, P5,및 P6은 안테나 3 및 4만을 이용하여 브로드캐스트된다. 안테나 1 및 2는 이 심볼 기간동안에는 아무것도 브로드캐스트하지 않는다.
더 일반적으로 말하면, 제1 심볼 기간동안 제1 파일럿 시퀀스는 제1 그룹의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 제2 심볼 기간동안, 제2 파일럿 시퀀스는 제2 그룹의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 제1 그룹의 안테나는 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다. 또한, 제2 그룹의 안테나는 제1 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다. 제1 및 제2 그룹의 안테나는 단지 매 M 심볼 기간마다(매 서브-프레임마다 한번) 하나의 파일럿 시퀀스를 송신한다. 전술한 예는 제1 및 제2 그룹의 안테나에서 동일한 수의 안테나에 대해 적용되었지만, 본 발명의 대안적인 실시예에서, 안테나의 하나의 그룹은 다른 그룹의 안테나보다 적을 수 있다(즉, 보다 적은 안테나를 포함). 또한, 양호하게는 안테나 그룹의 모두는 복수의 안테나를 포함하지만, 안테나 그룹 중 하나 또는 모두는 간단하게 하나의 안테나를 포함할 수 있다.
인접한 서브-프레임이 요구되지만 존재하지 않는 드문 경우에, 서브-프레임내에서 고속 사용자를 갖지 않도록 배치(스케줄링을 통해)함으로써 고성능이 유지될 수 있다. 대안적으로, 변조는 QPSK에 대해 제한될 수 있고, 또는 더 많은 파일럿이 부가적인 특별한 오버헤드를 위해(예컨대, 2개의 파일럿 심볼 다음의 OFDM 심볼내에) 부가될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서, 4개의 기지 송신 안테나(109)가 디폴트 전개(default deployment)에서 이용된다. 그러나, 기지가 단지 1-2개의 안테나만을 가질 능력이 된다면, 도 6에 도시된 바와 같이, 파일럿 포맷내의 파일럿 절반을 제거함으로써 파일럿 오버헤드는 선택적으로 감소될 수 있다. 기지 능력(base capability)은 슈퍼 프레임(슈퍼 프레임은 복수의 서브-프레임의 집합)당 기껏해야 한번 통신될 수 있고, 이에 따라 기지 능력의 시그널링(구성 메시지)은 매우 드물게 된다. 매우 고속에서(또는 인접 서브-프레임이 존재하지 않을 때) 기능적이기 위해, 안테나 1 및 2에 대한 제2 파일럿 시퀀스가 제2 OFDM 심볼 기간 파일럿 심볼내에 부가될 수 있다. 이 실시예는 또한 도 5에 도시되고 여기서 이제 안테나 1 및 2는 OFDM 심볼 기간 2 및 OFDM 심볼 기간 7 모두에서 파일럿 시퀀스를 송신한다. 즉, 안테나 1 및 2는 파일럿 심볼 P1, P2, P3, P4, P5, 및 P6상에서 송신한다.
제안된 포맷은 TDM(안테나마다)이다. 진보된 복수의 안테나 기술(예컨대, 순환 시프트 다이버시티)이 제어를 위해 이용되면, 제2 파일럿 심볼은 도 7에 도시된 바와 같이, 원하는 경우, 제1 심볼 근방 및 TDM 제어로 이동할 수 있다. 이 기법은 데이터 심볼이 파일럿 심볼간에(제때에) 존재하지 않는 것만 제외하면, 전술한 도 5의 것과 유사하다.
게다가, 안테나 1 및 2와 동일한 OFDM 심볼 기간에 대해, 단 상이한 서브-캐리어의 세트상에서, 송신 안테나 3 및 4에 대한 파일럿을 이동시키는 것과 같은, 다른 파일럿 배치가 가능하다. 이 파일럿 배치는 도 8에 도시되고, 여기서 P12는 안테나 1 및 2에 대한 파일럿을 나타내고, P34는 안테나 3 및 4에 대한 파일럿을 나타낸다. 이러한 파일럿 송신 기법에 있어서, OFDM 심볼 기간동안, 제1 파일럿 시퀀스는 제1 그룹의 안테나에서 제1 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 또한, OFDM 심볼 기간동안, 제2 파일럿 시퀀스는 제2 그룹의 안테나에서 제2 복수의 서브 -캐리어를 통해 송신된다. 제1 그룹의 안테나는, 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 제2 복수의 서브-캐리어상에서 아무것도 송신하지 않는다. 제2 그룹의 안테나는, 제1 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 제1 복수의 서브-캐리어상에서 아무것도 송신하지 않는다. 제1 및 제2 그룹의 안테나는 매 M 심볼 기간마다(즉, 매 서브-프레임마다 한번) 하나의 파일럿 시퀀스만을 송신한다.
도 9는 기지국(101)의 간단한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 기지국(101)은 서브-채널 회로(903), 스위치(905), 및 안테나(109)를 포함한다(단지 하나의 서브-채널 회로 및 안테나가 명칭된다). 서브-채널은 하나 이상의 서브-캐리어를 포함할 수 있다. 서브-채널이 하나 이상의 서브-캐리어를 포함하면, 서브-채널을 포함하는 서브-캐리어들은 인접하거나 인접하지 않을 수 있다. 로직 회로(901)는 서브-채널 회로(903)으로의 출력을 제어하고, 스위치(905)를 제어하도록 제공된다. 기지국(101)의 동작은 도 10에 도시된 바와 같이 수행된다.
도 10은 기지국(101)의 동작을 도시하는 순서도이다. 논리 흐름은 단계(1001)에서 시작하고, 여기서 데이터 및 파일럿 정보는 로직 회로(901)에 의해 수신된다. 로직 회로(901)는 심볼 기간을 결정하고, 데이터 및 파일럿 모두를 심볼 기간에 기초하여 적절한 서브-채널로 보낸다(단계 1003). 예컨대, 특정 서브-채널이 특정 심볼 기간동안 파일럿 정보를 송신하게 되면, 다음에 파일럿 정보는 그 심볼 기간동안 그 서브-채널로 보내진다. 단계(1005)에서, 로직 회로(901)는 스위치(905)에게 서브-채널 회로(903)으로부터 파일럿 또는 데이터 정보를 적절한 안테나(109)로 전달하도록 명령한다. 예컨대, 파일럿 정보가 단지 안테나의 서브 그룹상에서 브로드캐스트된다면, 스위치(905)는 파일럿 정보를 서브그룹으로 전달하게 된다.
전술한 바와 같이, 제1 실시예에서, 제1 OFDM 심볼 기간동안, 제1 파일럿 시퀀스는 제1 그룹의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 제2 OFDM 심볼 기간동안, 제2 파일럿 시퀀스는 제2 그룹의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 제1 그룹의 안테나는 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다. 또한, 제2 그룹의 안테나는 제1 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다.
본 발명의 제2 실시예에서, OFDM 심볼 기간동안, 제1 파일럿 시퀀스는 제1 그룹의 안테나에서 제1 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 또한, OFDM 심볼 기간동안, 제2 파일럿 시퀀스는 제2 그룹의 안테나에서 제2 복수의 서브-캐리어를 통해 송신된다. 제1 그룹의 안테나는 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 제2 복수의 서브-캐리어에서 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다. 또한, 제2 그룹의 안테나는 제1 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 제1 복수의 서브-캐리어에서 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다.
전형적인 수신기는, 제1 그룹의 안테나에서 송신된 복수의 서브-캐리어를 통해 제1 심볼 기간동안 제1 파일럿 시퀀스를 수신하는 단일 안테나를 포함할 수 있다. 수신기는 제2 그룹의 안테나에서 송신된 복수의 서브-캐리어를 통해 제2 심볼 기간동안 제2 파일럿 시퀀스를 수신할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 그룹의 안테나는 제2 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 파일럿 시퀀스를 송신하지 않고, 제2 그룹의 안테나는 제1 그룹의 안테나가 파일럿 시퀀스를 송신할 때 파일럿 시퀀스를 송신하지 않는다.
도 5에서 파일럿 포맷을 갖는 모든 제3 서브-캐리어상에 파일럿이 존재하는 것으로 가정하면, 파일럿 심볼은 DC(제로) 서브-캐리어상에 랜딩(land)할 수 있다. 전형적인 무선 통신 시스템은 어느 하나의 파일럿 또는 데이터 정보를 DC 서브-캐리어상에서 송신하지 않기 때문에 이것은 바람직하지 않다. 이것이 발생할 때 채널 추정 성능을 개선시키기 위해서, 파일럿 심볼은 수학식 1에서 주어진 바와 같이 DC 서브-캐리어에 대해 인코딩되고(즉, kdc로 표시되는, DC 서브-캐리어의 k값을 이용함), 다음에 이 파일럿 심볼은 데이터 심볼 대신에 서브-캐리어 kdc-1 및 또한 kdc+1에서 반복된다.
DC 서브-캐리어에 인접한 서브-캐리어상에 파일럿 심볼이 할당되는 방법의 일례가 도 5에 도시된 파일럿 포맷에 대해서, 도 11에 도시된다. 파일럿 송신은 전술한 파일럿 송신과 유사하지만, 파일럿 심볼은 모든 제3 서브-캐리어상에 할당되고, 이 할당 전략은 DC 서브-캐리어상의 파일럿과 함께 종료한다. 전형적인 OFDM 시스템에서, DC 서브-캐리어상에 데이터 또는 파일럿은 송신되지 않고, 간단한 채널 추정기로 양호한 성능을 얻을 수 있기 위해 DC 위치에 가상 파일럿을 갖는 것이 여전히 바람직하다. 이와 같이 하기 위해, Pdc로 명칭되고, DC에서 존재하는/존재해야하는 파일럿은 DC 서브-캐리어에 인접한 서브-캐리어에서 반복된다. 다음에 수신기는 DC에서 가상 수신 파일럿 심볼을 생성하기 위해 DC에 대해 인접한 서 브-캐리어에서 수신 데이터를 평균(average)한다. Pdc의 일례는 수학식 1에서 k=kdc가 된다.
따라서, DC에서 더 양호한 채널 추정이 가능하도록 하기 위해, OFDM 심볼 기간동안, 파일럿 시퀀스는 하나 이상의 안테나에서 복수의 서브-캐리어를 통해 송신되고, 여기서, 파일럿 시퀀스는 OFDM 심볼동안(예컨대, KD=3) 실질적으로 매 KD 서브-캐리어상에서 송신된다. 파일럿 시퀀스는 DC 서브-캐리어에 인접하여 위치하는 서브-캐리어상에서 송신되는 파일럿 심볼을 포함한다. DC에 인접한 서브-캐리어상에서 송신되는 파일럿 시퀀스는, DC 서브-캐리어에서 존재하는, 또는 DC상에 나타난 파일럿 시퀀스를 반복한다. 파일럿 시퀀스는 전술한 Pdc 값이 된다.
DC 서브-캐리어 주위에서 채널 추정을 개선하는 방금 설명한 방법과 유사하게, 도 12는 대역 에지(band edge)에서 채널 추정을 개선하는 파일럿 포맷을 나타낸다. 여기서는 단순화를 위해, 신호 대역폭의 에지에서의 서브-캐리어는 서브-캐리어 0으로 명칭된다(도 12에서 분류되는 서브-캐리어는 도 4의 것과는 상이하다는 것을 유의한다). 안테나 1 및 2에 대한 파일럿 시퀀스는 신호 대역 바로 외부의 서브-캐리어 또는 대역의 말단을 지나는 대역 에지(또한 서브-캐리어 -1로 명칭됨)로부터 시작하는 모든 제3 서브-캐리어상에 있게 된다. 그러나, 서브-캐리어 -1에서는 아무것도 송신되지 않는데, 그 이유는 대역 할당의 외부이기 때문이다. 안테나 1 및 2에 대한 서브-캐리어 -1에서 가상 파일럿을 생성하기 위해, 서브-캐리어 -1을 위해 설계된 파일럿 심볼(예컨대, 수학식 1에서 k=-1을 이용)은, 서브-캐리어 1상에서 제1 OFDM 심볼 및 서브-캐리어 0상의 제2 OFDM 심볼상에서 반복된다. 다음에 서브-캐리어 -1에서 가상 수신 파일럿 심볼은 이들 2개의 파일럿 위치에서 수신된 신호를 결합(예컨대, 선형 보간을 이용)하여 생성된다. 유사한 프로시져가 안테나 3 및 4에 대한 파일럿 시퀀스에 대해 대역의 다른 말단에서 이용될 수 있다. 예컨대, 마지막 서브-캐리어가 서브-캐리어 K-1이라고 하면, 다음에 파일럿 시퀀스는 신호 대역 또는 대역 에지 바로 외부의 서브-캐리어 K에서 안테나 3 및 4에 대해 요구될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 서브-캐리어 K에 대한 파일럿 심볼(예컨대, 수학식 1에서 k=K를 이용)은, 서브-캐리어 K-2상의 OFDM 심볼 1 및 서브-캐리어 K-1상의 OFDM 심볼 2상에서 반복될 수 있다. 다음에, 서브-캐리어 K상의 가상 수신 파일럿 심볼은 이러한 2개의 파일럿 위치에서 수신 신호를 결합하여 생성된다.
본 발명은 특정 실시예에 따라 특별히 도시되고 설명되었지만, 당업자는 그 형식 및 상세에서 다양한 변경이 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 행해질 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 변경은 다음의 특허청구범위의 범주내에 포함되도록 의도된다.

Claims (15)

  1. OFDM(orthogonal frequency division multiplexed) 시스템에서, 복수의 송신 안테나를 갖는 기지국을 위한 파일럿 송신 방법으로서,
    제1 그룹의 안테나들 상에서 복수의 제1 서브-캐리어를 통해 제1 심볼 기간 동안의 제1 시각에 제1 파일럿 시퀀스를 통신 시스템 내의 송신기를 통해 송신하는 단계와,
    제2 그룹의 안테나들 상에서 복수의 제2 서브-캐리어를 통해 제2 심볼 기간 동안의 제2 시각에 제2 파일럿 시퀀스를 상기 송신기를 통해 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 그룹의 안테나들은, M개의 OFDM 심볼 기간의 서브 프레임마다 오직 하나의 파일럿 시퀀스만을 송신하며,
    상기 제2 그룹의 안테나들이 파일럿 시퀀스를 송신하는 상기 제2 심볼 기간 동안에는, 상기 제1 그룹의 안테나들은 상기 복수의 제2 서브-캐리어를 통해 송신하지 않고,
    상기 제1 그룹의 안테나들이 파일럿 시퀀스를 송신하는 상기 제1 심볼 기간 동안에는, 상기 제2 그룹의 안테나들은 상기 복수의 제1 서브-캐리어를 통해 송신하지 않으며,
    상기 제1 심볼 기간은 상기 제2 심볼 기간과 상이하고, 상기 제1 파일럿 시퀀스는 상기 제2 파일럿 시퀀스와 상이한,
    파일럿 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 심볼 기간은 서브-프레임의 첫 번째 또는 두 번째 OFDM 심볼 기간이고, 상기 제2 심볼 기간은 상기 서브-프레임의 끝 쪽에 있는,
    파일럿 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 심볼 기간은 서브-프레임의 첫 번째 OFDM 심볼 기간이고, 상기 제2 심볼 기간은 상기 서브-프레임의 두 번째 OFDM 심볼 기간인,
    파일럿 송신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계는, 상기 제1 심볼 기간동안 매 KD 서브-캐리어상에서 상기 제1 그룹의 안테나들에 속하는 각각의 안테나로부터 상기 제1 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 KD 는 1보다 큰 정수인,
    파일럿 송신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 서브-캐리어를 통해 상기 제1 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계 및 상기 복수의 제2 서브-캐리어를 통해 상기 제2 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계는 상기 심볼 기간 내의 모든 서브-캐리어보다 적은 수의 서브-캐리어를 통해 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계를 포함하는,
    파일럿 송신 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계는 상기 제1 심볼 기간 동안에 상기 제1 그룹의 안테나들에 속하는 각각의 안테나로부터 동일한 파일럿 시퀀스를 송신하는 단계를 포함하는,
    파일럿 송신 방법.
  12. OFDM 시스템에서의 기지국으로서,
    복수의 제1 서브-캐리어를 통해 제1 심볼 기간 동안에 제1 파일럿 시퀀스를 송신하는 제1 그룹의 안테나들, 및
    복수의 제2 서브-캐리어를 통해 제2 심볼 기간 동안에 제2 파일럿 시퀀스를 송신하는 제2 그룹의 안테나들를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 그룹의 안테나들은, M개의 OFDM 심볼 기간의 서브 프레임마다 오직 하나의 파일럿 시퀀스만을 송신하며,
    상기 제2 그룹의 안테나들이 파일럿 시퀀스를 송신하는 상기 제2 심볼 기간 동안에는, 상기 제1 그룹의 안테나들은 상기 복수의 제2 서브-캐리어를 통해 송신하지 않고,
    상기 제1 그룹의 안테나들이 파일럿 시퀀스를 송신하는 상기 제1 심볼 기간 동안에는, 상기 제2 그룹의 안테나들은 상기 복수의 제1 서브-캐리어를 통해 송신하지 않으며,
    상기 제1 심볼 기간은 상기 제2 심볼 기간과 상이하고, 상기 제1 파일럿 시퀀스는 상기 제2 파일럿 시퀀스와 상이한,
    OFDM 시스템에서의 기지국.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 파일럿 시퀀스를 송신함에 있어서, 상기 제1 파일럿 시퀀스를 포함하는 하나 이상의 상이한 시퀀스들을 송신하는 것을 포함하며,
    상기 하나 이상의 상이한 시퀀스들 중 적어도 하나는 상기 심볼 기간동안 매 KD 서브-캐리어상에서 송신되고,
    상기 KD 는 1보다 큰 정수인,
    OFDM 시스템에서의 기지국.
  14. 제12항에 있어서,
    파일럿 시퀀스는 상기 심볼 기간 내의 모든 서브-캐리어보다 적은 수의 서브-캐리어를 통해 송신되는,
    OFDM 시스템에서의 기지국.
  15. OFDM 시스템에서, 원격 유닛에서 파일럿 수신을 위한 방법으로서,
    제1 그룹의 안테나들 상에서 송신된 제1 파일럿 시퀀스를, 복수의 제1 서브-캐리어를 통해 제1 심볼 기간 동안의 제1 시각에 상기 제1 파일럿 시퀀스를 수신기에 의해 수신하는 단계와,
    제2 그룹의 안테나들 상에서 송신된 제2 파일럿 시퀀스를, 복수의 제2 서브-캐리어를 통해 제2 심볼 기간 동안의 제2 시각에 상기 제2 파일럿 시퀀스를 상기 수신기에 의해 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 그룹의 안테나들은, M개의 OFDM 심볼 기간의 서브 프레임마다 오직 하나의 파일럿 시퀀스만을 송신하며,
    상기 제2 그룹의 안테나들이 파일럿 시퀀스를 송신하는 상기 제2 심볼 기간 동안에는, 상기 제1 그룹의 안테나들은 상기 복수의 제2 서브-캐리어를 통해 송신하지 않고,
    상기 제1 그룹의 안테나들이 파일럿 시퀀스를 송신하는 상기 제1 심볼 기간 동안에는, 상기 제2 그룹의 안테나들은 상기 복수의 제1 서브-캐리어를 통해 송신하지 않으며,
    상기 제1 심볼 기간은 상기 제2 심볼 기간과 상이하고, 상기 제1 파일럿 시퀀스는 상기 제2 파일럿 시퀀스와 상이한,
    파일럿 수신 방법.
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