KR101085750B1

KR101085750B1 - 이동통신 시스템에서 방송 서비스의 수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101085750B1
Application number: KR1020050053745A
Authority: KR
Inventors: 김윤선; 김유철; 한진규; 권환준; 김동희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2011-11-21
Also published as: KR20060133868A

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 송신되는 서비스 트래픽을 수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 송신되는 방송(Broadcast and Multicast) 서비스 트래픽을 수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 전송 횟수에 따라 다르게 전송되는 방송 서비스 데이터를 효과적으로 수신할 수 있고, 목적은 이동통신 시스템에서 각 영역에 적응적인 방송 송신을 제공하며, 이에 따른 수신 장치 및 방법을 제공한다.

BCMCS, 변조 보상, 신호대 잡음비 보상

Description

이동통신 시스템에서 방송 서비스의 수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECEIVING OF BROADCAST SERVICE IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 현재의 이동통신 시스템을 방송 서비스용으로 적합하게 변경할 경우 발생할 수 있는 상황을 도시한 도면,

도 2는 상기 도 1과 같이 상대적으로 우수한 무선환경을 갖는 셀들과 상대적으로 열악한 무선환경을 갖는 셀들이 인접한 지역에 공존할 경우 상대적으로 열악한 무선환경을 갖는 셀들을 위하여 추가적인 전송을 수행 시 타이밍도,

도 3은 상기 도 2에서 상대적으로 열악한 무선환경을 보유한 영역의 기지국이 BCMCS 정보를 송신하는 신호의 방식을 설명하기 위한 타이밍도,

도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 BCMCS 신호의 두 번째 전송에서 이용되는 변조방식과 OFDM 심볼 구조를 변경한 경우의 신호 송신 시 타이밍도,

도 5a 및 도 5b는 상기 도 1 및 상기 도 2의 상황에서 상기 도 4와 같이 전송을 수행할 경우 첫 번째 전송과 두 번째 전송에서 수신된 신호의 세기를 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 복수개의 전송들이 서로 다른 변조 방식을 이용하며 송신될 시 이를 수신하기 위한 제어 흐름도,

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 BCMCS 정보를 수신하는 이동단말 기의 수신기 구조의 블록 구성도.

통상적으로 이동통신 시스템은 음성 서비스만을 지원하는 형태와 데이터 서비스만을 지원하는 형태 등으로 구분할 수 있다. 이러한 시스템의 전형적인 예로, 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access : 이하 "CDMA"라 함) 방식의 이동통신 시스템이 있다. 현재, CDMA에서는 음성 서비스만을 지원하는 시스템은 IS-95의 규격에 따른 시스템이다. 그러나, 사용자의 요구와 함께 통신 기술이 발전함에 따라 이동통신 시스템은 음성 서비스와 고속의 데이터 서비스를 동시에 지원하는 형태로 발전하고 있는 추세이다. 예를 들어, CDMA 2000은 음성 서비스와 고속의 데이터 서비스를 동시에 지원하기 위해 제안된 이동통신 시스템이다. 또한 데이터 서비스만을 지원하는 상기 이동통신 시스템의 일 예로 고속 패킷 이동통신 시스템(High Rate Packet Data : 이하 "HRPD"라 함)이 있다. 상기 HRPD 시스템은 순방향 링크로 데이터 전송 시 다중 접속 기술로 TDMA 기법을, 다중화 방식으로 TDM/CDM 기법을 사용하고 있다.

상기 CDMA 2000 또는 HRPD 시스템과 같은 CDMA 방식의 이동 통신시스템은 동일한 음성 또는 데이터 정보를 복수 개의 이동 단말이 수신하는 방송(Broadcast or Multicast) 서비스가 아닌 하나의 단말로 하나의 서비스 데이터를 전송하는 유니캐스트 서비스만을 지원하는 형태이다. 그러나, 사용자 요구와 함께 통신 기술이 발전함에 따라 이동 통신시스템은 동일한 음성 또는 데이터 정보를 복수개의 이동 단말이 수신하는 방송 서비스를 지원하는 형태로도 발전하고 있는 추세이다. 이와 같은 전환은 새로운 방송 서비스용 시스템을 만들거나 기존의 이동통신 시스템을 방송 서비스용에 적합하도록 변경함으로서 이루어진다.

도 1은 현재의 이동통신 시스템을 방송 서비스용으로 적합하게 변경할 경우 발생할 수 있는 상황을 도시한 도면이다.

상기 도 1은 서비스 지역이 19개의 셀(101, …, 119)로 분할되고, 각 셀(101, …, 119)마다 기지국이 설치된 셀룰러 이동통신의 개념적인 배치도이다. 상기한 형태로 셀들(101, …, 119)이 배치되어 각 기지국들로부터 BCMCS 정보가 전송될 경우 상기 도 1에 도시된 19개의 셀들(101, …, 119)과 같이 동일한 지역의 복수개의 기지국들이 동일한 신호를 전송하게 된다. 특히 전송되는 신호가 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 전송될 경우 복수개의 기지국들 사이에 단일 주파수 네트워크(Single Frequency Network : 이하 "SFN"이라 함)이 구축되어 성능향상을 꾀할 수 있다.

상기 도 1에서 셀 1(101), 셀 2(102), 셀 3(103)은 무선환경이 열악한 지역이라고 가정하였다. 즉, 해당 셀들(101, …, 119)에서 서비스 받는 이동단말들은 나머지 셀들(101, …, 119)에서 서비스 받는 이동단말들보다 BCMCS 정보에 대한 수신성능이 나쁠 가능성이 크다고 가정하였다. 상기 도 1과 같이 일부에 해당하는 지역만이 무선환경이 상대적으로 열악하여 수신 성능에 문제가 발생할 경우 해당 셀에서만 추가적인 전송을 수행할 수 있도록 이동통신 시스템을 운용할 수 있다.

도 2는 상기 도 1과 같이 상대적으로 우수한 무선환경을 갖는 셀들과 상대적으로 열악한 무선환경을 갖는 셀들이 인접한 지역에 공존할 경우 상대적으로 열악한 무선환경을 갖는 셀들을 위하여 추가적인 전송을 수행 시 타이밍도이다.

상기 도 2는 상대적으로 열악한 무선환경을 보유한 영역의 기지국 즉, 상기 도 1의 3개의 셀들(101, 102, 103)과 상대적으로 우수한 무선환경을 보유한 기지국 즉, 상기 3개의 셀을 제외한 나머지 셀들(104, …, 119)의 신호 전송을 도시한 것이다. 상기 도 2에서 상대적으로 우수한 영역의 기지국과 상대적으로 열악한 기지국은 동일한 신호 210과 250을 동일한 시간에 전송한다. 상기와 같이 동일한 신호 210과 250이 동일한 시간에 전송될 경우 이동단말은 이 두 신호가 합쳐진 신호를 수신하게 된다. 이와 같은 신호 210과 250이 전송될 경우 상대적으로 우수한 무선환경을 보유한 셀에서는 신호 210과 250의 수신만으로 셀의 대부분의 영역에서 충분히 우수한 수신성능을 얻을 수 있다.

반면에 상대적으로 열악한 무선환경을 보유한 셀들(101, 102, 103)에서는 그렇지 못하다고 가정하였다. 이와 같을 경우 상대적으로 열악한 무선환경을 보유한 영역의 기지국에서는 이를 보완하기 위하여 상기 신호 220과 같이 동일한 BCMCS 정보에 대하여 추가적인 전송을 수행해야 한다. 이러한 추가적인 전송은 HRPD 시스템 의 경우 최대 2차례까지 재전송을 수행할 수 있다. 이러한 재전송의 횟수는 각 시스템에서 제공하는 최대 재전송 횟수에 따라 다르게 설정된다.

상기 도 2의 상대적으로 열악한 무선환경을 보유한 영역의 기지국이 전송한 신호 220은 해당 영역에 있는 이동단말에 의하여 수신되어 이전 수신한 신호 210 및 신호 250과 함께 합쳐지어 복원된다. 상기 도 2에 도시한 바와 같이 상대적으로 열악한 무선환경을 보유한 영역의 기지국은 다음 방송 서비스 트래픽의 전송 시점에서 추가적인 전송을 수행하게 된다. 이때, 상대적으로 우수한 무선 환경을 보유한 기지국에서는 동일한 시간에 추가적인 전송을 수행하는 대신 신호 260과 같이 새로운 BCMCS 정보에 대한 전송을 수행하거나 유니캐스트 정보를 전송할 수 있다. 상기 도 2에서는 새로운 BCMCS 정보를 송신하는 예를 도시하였다. 상기 신호 260과 같이 상대적으로 우수한 무선환경을 갖는 영역의 기지국에서 추가적인 전송을 수행하지 않고 새로운 BCMCS 정보 또는 유니캐스트 수행하는 것은 해당 영역에 있는 이동단말들의 경우 한번의 전송만으로도 충분히 우수한 수신성능을 얻을 수 있기 때문이다. 이후에 이루어지는 BCMCS 정보 B에 대하여도 참조부호 230과 270에서는 모든 기지국에서 동일한 정보를 전송한다. 그러나 그 다음 전송 시점에서는 상대적으로 열악한 무선환경의 기지국에서는 두 번째 전송에서 신호 240과 같이 재전송이 이루어지고, 상대적으로 우수한 무선환경을 보유한 기지국에서는 새로운 BCMCS 정보 D에 대한 첫 번째 전송 또는 유니캐스트 정보를 전송할 수 있다.

도 3은 상기 도 2에서 상대적으로 열악한 무선환경을 보유한 영역의 기지국이 BCMCS 정보를 송신하는 신호의 방식을 설명하기 위한 타이밍도이다.

상기 도 3에서 기지국이 OFDM 방식을 이용하여 신호를 전송한다고 가정하였다. 상기 도 3에서 전송은 상대적으로 열악한 무선환경을 보유한 영역의 기지국이 데이터를 전송하는 경우를 도시하고 있으므로, BCMCS 정보 A와 BCMCS 정보 B에 대하여 기지국은 각각 두 번의 전송을 수행한다고 가정하였다. 이와 같이 상기 신호 310은 BCMCS 정보 A에 대한 첫 번째 전송에 해당하며, 신호 320은 BCMCS 정보 A에 대한 두 번째 전송에 해당한다. 그리고 신호 330은 BCMCS 정보 B에 대한 첫 번째 전송에 해당하며, 신호 340은 BCMCS 정보 B에 대한 두 번째 전송에 해당한다.

상기 도 3에서 동일한 BCMCS 정보에 대한 첫 번째 전송과 두 번째 전송은 모두 320 톤(tone)을 갖는 OFDM 심볼(Symbol)을 이용하여 전송되며 길이 80의 순환 전치 심볼(Cyclic Prefix)을 갖는다. 또한 변조방식으로 16QAM을 이용한다고 가정하였다.

상기 도 3과 같이 동일한 BCMCS 정보를 두 번의 전송을 이용하여 송신할 때 동일한 OFDM 심볼 구조 및 변조방식을 이용하는 것은 비효율적인 무선통신 방법에 해당한다. 상기 도 3과 같이 종래의 기술에 따라 BCMCS 정보를 복수의 전송으로 송신할 때 동일한 OFDM Symbol 구조 및 변조방식을 이용하는 것이 비효율적인 이유는 전술한 도 1 및 도 2와 같은 상황에서는 동일한 OFDM 심볼 구조 및 변조방식을 이용하는 것이 첫 번째 전송에서의 무선환경과 두 번째 전송에서의 수신신호가 갖는 품질 및 무선채널환경의 차이를 고려하지 않았기 때문이다. 이를 상술하면 하기와 같다.

먼저 상기 도 2에서 BCMCS 정보에 대한 첫 번째 전송의 경우 이동단말은 신 호 210과 신호 250이 합쳐진 신호를 수신하게 된다. 반면 상기 도 2에서 동일한 BCMCS 정보에 대한 두 번째 전송의 경우 이동단말은 신호 220만을 수신하게 되며, 동일한 구간에서 전송된 신호 260은 유용한 신호가 아닌 간섭으로 작용하게 된다. 상기 신호 260이 간섭으로 작용하는 것은 이 신호가 상기 신호 210 또는 신호 220과 같은 BCMCS에 대한 전송신호가 아닌 별개의 BCMCS 정보에 대한 전송신호 또는 유니캐스트 신호이기 때문이다.

상기와 같이 두 번째 전송을 수신하는 이동단말은 첫 번째와 비교하여 두 번째 전송을 수신할 때 상대적으로 낮아진 신호 대 잡음 간섭비(Signal to Noise Interference Ratio : 이하 "SNIR"이라 함)의 신호를 수신한다. 또한 상기 도 2에서 두 번째 전송이 첫 번째 전송의 경우와 비교할 때 갖는 또 하나의 차이점은 무선채널환경에 있다. 상기 도 1에서 첫 번째 전송은 19개의 셀들(101, …, 119)에서도 동시에 이루어진다. 이와 같이 복수개의 기지국들이 동시에 무선 신호를 전송하는 것은 수신되는 신호에 긴 지연성분(delay spread)을 발생시킨다. 이와 같이 긴 지연 성분에 대처하기 위하여 OFDM 방식을 이용할 경우 긴 순환 전치 심볼을 이용하게 된다. 상기 도 3에서는 이와 같은 지연성분에 대처하기 위하여 길이 80의 순환 전치 심볼을 가정하였다. 문제는 이와 같은 지연성분은 두 번째 전송의 경우 상당히 짧아진다는 것이다. 두 번째 전송의 경우 상기 도 1에서 셀 1(101), 셀 2(102), 셀 3(103)의 기지국들에서만 이루어지기 때문에 발생할 수 있는 지연성분은 19개의 셀의 기지국들이 전송하는 경우와 비교하여 짧아지게 된다. 상기 도 3과 같이 지연성분이 상대적으로 짧아지는 두 번째 전송을 수신하는 경우에도 첫 번째 전송과 동일한 길이 80의 순환 전치 심볼을 이용하는 것은 불필요한 순환 전치 심볼의 오버헤드(cyclic prefix overhead)를 발생시키는 것에 해당한다. 결과적으로 무선 채널의 전송 효율을 저하시키게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 무선 채널의 전송 효율을 증대시킬 수 있는 방송 서비스 데이터의 송수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전송 횟수에 따라 다르게 전송되는 방송 서비스 데이터를 효과적으로 수신할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 각 영역에 적응적인 방송 송신을 제공하며, 이에 따른 수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 셀의 무선환경에 따라 방송 서비스 트래픽의 전송 횟수를 달리하는 이동통신 시스템에서 상기 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 방법에 있어서, 현재 슬롯에서 방송 서비스 트래픽과 방송 서비스 트래픽의 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 방송 서비스 트래픽을 복조한 후 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 제어 정보를 이용하여 상기 수신된 방송 서비스 트래픽이 재전송된 신호인가를 검사하는 과정과, 상기 검사결과 상기 수신된 방송 서비스 트래픽이 재전송된 신호일 시 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식과 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식의 변경 여부에 따라 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에 복조 펙터를 적용하는 과정과, 상기 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비와 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비의 변화가 존재할 시 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에 신호대 잡음비 보상 펙터를 보상하는 과정과, 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽이 마지막 전송일 시 상기 신호대 잡음비 보상 펙터가 보상된 신호와 이전에 수신된 신호들을 이용하여 복호를 수행하는 과정을 포함한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 셀의 무선환경에 따라 방송 서비스 트래픽의 전송 횟수를 달리하는 이동통신 시스템에서 상기 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 장치에 있어서, 현재 슬롯에서 방송 서비스 트래픽과 방송 서비스 트래픽의 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 방송 서비스 트래픽을 복조하는 복조기와, 상기 방송 서비스 트래픽의 제어 정보를 이용하여 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽이 재전송된 신호인 것으로 확인된 경우 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식과 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식의 변경 여부에 따라 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에 복조 펙터를 적용하는 복조 펙터 보상기와, 상기 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비와 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비의 변화가 존재할 시 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에 신호대 잡음비 보상 펙터를 보상하는 신호대 잡음비 보상기와, 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽이 마지막 전송일 시 상기 신호대 잡음비 보상 펙터가 보상된 신호와 이전에 수신된 신호들을 이용하여 복호를 수행하는 복호기를 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

먼저 종래 기술에서 설명한 도 3과 같이 두 번째 전송을 수행하는 경우의 문제점을 해결하는 방법으로는 도 3과 같이 두 번째 전송에서 이용되는 변조방식과 OFDM 심볼 구조를 변경하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 BCMCS 신호의 두 번째 전송에서 이용되는 변조방식과 OFDM 심볼 구조를 변경한 경우의 신호 송신 시 타이밍도이다. 이하 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 시스템에서 BCMCS 신호의 두 번째 전송에서 이용되는 변조방식과 OFDM 심볼 구조를 변경한 경우의 신호 송신 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

상기 도 4의 경우 첫 번째 전송에서는 BCMCS 정보 A(410)에 대하여 320 톤(tone)의 OFDM 심볼을 이용하고, 80의 순환 전치 심볼(cyclic prefix)을 이용하며, 16QAM 방식을 이용하여 전송한다. 이후 두 번째 전송에서 320 톤을 갖는 OFDM 심볼과 길이 80의 순환 전치 심볼을 이용하는 대신 360 톤을 갖는 OFDM 심볼과 길이 40의 순환 전치 심볼을 이용하고 있다. 또한 BCMCS 정보 A에 대한 두 번째 전송 신호(420)에서는 상기 도 4에 도시한 바와 같이 16QAM 대신 QPSK를 이용한다. 이와 같이 변조 방식을 변경하는 것은 두 번째 전송의 수신 SNIR이 첫 번째 전송의 수신 SNIR 보다 낮기 때문 낮은 SNIR에서 보다 수신 성능이 좋은 변조방식을 이용하기 위함이다. 또한 상기 도 4와 같이 두 번째 BCMCS 정보 A(420)에서 길이 80의 순환 전치 심볼 대신 길이 40의 순환 전치 심볼을 이용한 것은 BCMCS 정보 A에 대한 두 번째 전송을 수행하는 기지국의 개수가 상대적으로 적어짐에 따라 지연성분도 짧아지기 때문이다. 따라서 이를 고려하여 순환 전치 심볼의 오버헤드(cyclic prefix overhead)를 줄이고 더 많은 에너지를 트래픽(traffic) 신호를 전송하는데 할당하기 위함이다.

그러면 이하에서 위와 같은 본 발명이 적용될 시 종래 기술에서 전술한 상기 도 1 및 도 2와 같은 상황에서 상기 도 4와 같은 방식으로 BCMCS 정보를 송신하는 경우 이동단말의 수신성능을 최적화하는 방법을 제공한다. 이하에서는 상기 도 4와 같은 방식으로 BCMCS 신호가 송신될 시 이를 수신하기 위한 장치 및 방법에 대하여 살펴보기로 한다.

도 5a 및 도 5b는 상기 도 1 및 상기 도 2의 상황에서 상기 도 4와 같이 전송을 수행할 경우 첫 번째 전송과 두 번째 전송에서 수신된 신호의 세기를 도시한 도면이다. 이하 도 5a 및 도 5b를 참조하여 첫 번째 전송과 두 번째 전송에서 수신된 신호의 세기와 그 간섭 관계에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 도 5a에서 신호 성분 510, 520, 530은 첫 번째 전송을 수신한 경우에 해당하며 도 5b에서 신호 성분 530, 540, 550은 두 번째 전송을 수신한 경우에 해당한다. 상기 도 5a는 첫 번째 전송에 해당하는 수신 신호의 세기를 도시한 도면이다. 상기 도 5a는 열잡음에 해당하는 신호성분(530)과, 종래 기술에서 전술한 도 1에서 셀 1(101), 셀 2(102), 셀 3(103)의 기지국에서 수신된 방송 서비스의 신호에 해당하는 신호성분(510)과, 그리고 셀 1(101), 셀 2(102), 셀 3(103)의 기지국들을 제외한 나머지 기지국들 즉, 무선환경이 우수한 셀들(104, …, 119)에서 수신된 방송 서비스에 대한 신호에 해당하는 신호성분(520)으로 이루어진다.

또한 종래 기술에서 전술한 도 2와 같은 전송 방식을 가정할 경우 상기 도 5a의 무선환경이 열악한 셀들(101, 102, 103)로부터 수신된 신호 성분(510) 및 무선환경이 우수한 셀들(104, …, 119)로부터 수신된 신호 성분(520)은 서로 다른 기지국들에서 전송된 동일한 신호가 된다. 이 경우 이동단말은 신호 성분(510)과 신호 성분(520)을 합쳐서 유용한 신호로 이용할 수 있다. 따라서 이러한 경우에 SNIR은 (A+B-C)/C와 같이 구해진다.

반면 상기 도 5b에서와 같이 두 번째 전송을 수신한 경우에는 셀 1(101), 셀 2(102), 셀 3(103)으로부터 수신한 BCMCS 신호 성분(540)은 첫 번째 전송과 동일한 BCMCS 정보에 대한 신호이다. 그러나 상기 3개의 셀을 제외한 나머지 셀들(104, …, 119)로부터 수신된 두 번째 신호 성분(550)은 첫 번째 전송과 관계없는 신호가 된다. 따라서 상기 3개의 셀을 제외한 나머지 셀들(104, …, 119)로부터 수신된 두 번째 전송의 경우 신호 성분(550)은 유용한 신호가 아닌 간섭이 된다. 즉 상기한 3개의 셀을 제외한 나머지 셀들(104, …, 119)로부터 수신된 신호는 상기 3개의 셀들(101, 102, 103)에 위치한 이동단말의 입장에서는 유용한 신호인 신호성분(540)에 간섭으로 작용하게 된다. 이와 같은 경우 상기 3개의 셀들(101, 102, 103)에 위치한 단말들에서 SNIR은 (A-B-C)/B와 같이 구해진다.

상기 도 5b에서와 같이 두 번째 전송이 수행될 경우 수신되는 유용한 신호의 세기가 A-C에서 A-B-C로 감소하고 간섭 및 잡음의 세기가 C에서 B로 증가하였다. 이는 수신되는 유용한 신호의 세기의 감소와 수신신호의 SNIR를 감소시키게 된다. 따라서 본 발명에서는 두 번째 전송에서 방송 신호를 도 4에서 상술한 바와 같은 방식을 이용하여 SNIR의 효율을 증대시킬 경우 단말에서의 수신 방법에 대하여 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 복수개의 전송들이 서로 다른 변조 방식을 이용하며 송신될 시 이를 수신하기 위한 제어 흐름도이다. 이하 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 복수 개의 전송들이 서로 다른 변조 방식을 이용하는 경우 수신 시 제어 과정에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 또한 이하의 설명에서 BCMCS의 제어 정보 즉, 송신 횟수 및 각 송신에 대한 변조 방식과 부호율 등에 대하여는 미리 기지국에서 특정 방송 채널을 통해 이동단말로 알리는 것으로 설명한다. 여기서는 기지국에서 BCMCS의 제어 정보를 전송하는 것에 대하여는 상세히 설명하지 않기로 한다.

상기 이동단말 수신기는 605단계에서 BCMCS 정보를 실은 복수개의 OFDM 심볼을 수신한다. 그런 후 이동단말은 610단계로 진행하여 상기 605단계에서 수신된 복수개의 OFDM 심볼에 실린 BCMCS 정보에 대하여 채널 추정 및 채널 복원을 수행한다. 이동 단말은 이와 같이 채널 추정 및 채널 복원이 이루어진 신호를 615단계에서 복조한다. 상기 복조 과정은 앞에서 설명한 바와 같이 해당 전송이 어떤 변조방식에 따라 변조되었는지에 따라 적절히 수행된다. 이와 같이 복조가 이루어지면 이동단말은 620단계에서 현재 수신된 BCMCS 신호가 첫 번째 전송인지를 검사한다. 상기 검사결과 수신된 BCMCS 신호가 첫 번째 전송인 경우 이동단말은 650단계로 진행하고, 첫 번째 전송이 아닌 경우 625단계로 진행한다.

먼저 첫 번째 BCMCS 신호가 수신된 경우에 대하여 설명하기로 한다. 상기 620단계의 검사결과 현재 수신된 BCMCS 신호가 수신되어 650단계로 진행하면, 현재 수신한 슬롯이 해당 BCMCS 정보의 마지막 전송 슬롯인가를 검사한다. 즉, 종래 기술의 도 2에서 전술한 바와 같이 상대적으로 무선환경이 우수한 셀들에서는 1회만 BCMCS 신호를 송신한다. 그러나 상대적으로 무선 환경이 열악한 셀들에서는 2회 이상의 신호를 송신하게 된다. 따라서 이동단말은 현재 자신의 속한 셀이 무선 환경이 우수한 셀인지 아니면 현재 자신이 속한 셀의 무선 환경이 열악한 셀인지에 대하여 상술한 BCMCS 제어 정보를 이용하여 확인할 수 있다. 즉, BCMCS 제어 정보에는 미리 현재 셀에서 BCMCS 신호를 1회만 전송할 것인지 아니면 2회 이상 전송할 것인지를 미리 알려주게 되기 때문이다.

상기 이동단말은 650단계의 검사결과 현재 수신한 BCMCS 신호가 마지막 전송인 경우 660단계로 진행하고 그렇지 않은 경우 655단계로 진행한다. 즉, 현재 수신한 BCMCS 신호가 마지막 전송이라면 660단계로 진행하여 이전 슬롯에서 저장한 복조된 신호 또는 현재 슬롯에서 수신되어 복조된 신호만을 이용하여 복호를 수행한다. 반면에 상기 650단계의 검사결과 현재 수신한 BCMCS 신호가 마지막 전송이 아닌 경우 655단계로 진행하여 다음 슬롯의 수신을 대기한다.

한편, 상기 620단계의 검사결과 첫 번째 슬롯에 대한 신호가 이닌 경우 즉, 두 번째 이상의 BCMCS 신호가 수신된 경우 이동단말은 625단계로 진행하여 첫 번째 슬롯 대비 변조 방식이 변경되었는가를 검사한다. 상기 625단계의 검사 또한 상술한 BCMCS 제어 정보를 이용하여 검사할 수 있다. 상기 625단계의 검사결과 BCMCS 신호의 변조 방식이 변경된 경우 630단계로 진행하여 변조 방식 변화에 따른 복조 펙터(Demodulation Factor)를 적용한다. 상기와 같이 첫 번째 BCMCS 신호와 두 번째 이상의 수신에서 동일한 변조 방식을 이용하지 않은 경우 이동단말이 복조된 신호에 복조 펙터를 적용하는 방법은 미리 계산된 복조 펙터를 곱함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 과정에서 복조 펙터를 곱하는 이유는 서로 다른 변조 방식 사이의 성능 차이 때문이다. 즉, 변조 방식의 상이함으로 인하여 발생하는 성능의 차이를 보상하기 위해 미리 계산된 적절한 값을 복조 신호에 곱해줌으로써 복호 성능을 최적화할 수 있다.

일반적으로 동일한 대역폭을 이용하는 변조 방식의 경우 한 개의 변조 심볼에 실리는 비트수가 증가함에 따라 그 성능은 열화된다. 즉, 동일한 SNIR에서 한 개의 변조 심볼에 4 비트가 실리는 16QAM과 2 비트가 실리는 QPSK는 그 성능이 다르게 된다. 그러므로 630단계에서 Demodulation Factor를 곱하는 것은 이와 같은 변조 방식의 차이에 발생되는 성능차이를 고려하여 각 변조 심볼의 복호기(decoder)로 입력되는 값에 이를 반영하기 위함이다. 일 예로 변조 심볼의 에너지가 1이라고 할 경우 16QAM의 경우 한 개의 변조 심볼에 실리는 4 비트는 각각 0.25의 에너지를 갖게 된다. 반면 QPSK의 경우 한 개의 변조 심볼에 실리는 2 비트는 각각 0.5의 에너지를 갖게 된다. 상기와 같은 변조 방식이 변함에 따라 발생되는 비트당 에너지의 차이가 발생할 경우 각 변조 심볼에서 파생되는 복조 결과에 적절한 값을 곱해줌으로써 복호 단계에서 미치는 영향을 적절히 조절할 수 있어야 한다.

또한 상기 620단계에서 곱해지는 복조 펙터는 서로 다른 변조 방식을 갖는 두 개 이상의 전송을 수신한 이동단말에 의하여 각 변조방식이 무엇인지에 따라 결정된다. 한 예로 상기 도 4와 같이 첫 번째 슬롯에서 16QAM이 이용되었고 두 번째 슬롯에서 QPSK가 이용되었을 경우 하기에 예시하는 바와 같은 방법으로 16QAM을 기준으로 QPSK의 복조 펙터를 결정할 수 있다.

(1) 16QAM, QPSK의 변조 심볼당 에너지를 각각 1이라고 가정한 후 각각의 복조심볼 평균 크기 계산(QPSK: 0.707, 16QAM: 0.553)한다. 그리고 상기한 값을 각각 G16QAM, GQPSK라고 한다.

(2) 16QAM, QPSK의 변조 심볼당 에너지를 각각 1이라고 가정한 후 복조심볼당 SNIR 차이를 계산한다. 예를 들어 16QAM은 변조 심볼당 4비트, QPSK는 변조 심볼당 2비트이므로 3dB 차이가 발생한다. 이 값을

EbNo(dB단위)라고 한다.

(3) AWGN 채널 16QAM과 QPSK의 BER 성능차이를 분석한다. 일반적으로 BER 0.1~0.01에서 3.5dB 성능 차이를 가진다. 이 값을

performance(dB단위)라고 한다.

(4) 복조 펙터(Demodulation Factor)를 하기 <수학식 1>과 같이 계산한다.

상기 복조 펙터의 결정 방법은 두 개 이상의 변조 방식을 갖는 경우 한 개의 변조 방식에 대한 복조 펙터를 다른 변조 방식을 기준으로 결정하는 것이다. 이와 같은 경우 N개의 서로 다른 변조 방식이 존재할 경우 N개의 변조 방식 중 한가지를 기준으로 하여 나머지 N-1개의 변조 방식의 복조 펙터를 결정해주면 된다. 상기 도 6의 625단계에서 첫 번째 슬롯 대비 변조 방식이 변경되었는지에 따라 복조 펙터를 적용할지를 결정하는 것은 기준이 되는 변조 방식을 첫 번째 전송에서 적용된 변조방식으로 하기 위함이다. 따라서 상기 복조 펙터의 결정 방법은 16QAM, QPSK 이외의 변조 방식에서도 동일하게 적용될 수 있다.

상기 도 6의 625단계의 검사결과 동일한 변조 방식이 이용되었거나 또는 변조 방식에 따른 복조 펙터를 적용한 이후에 635단계로 진행한다. 상기 이동단말은 635단계로 진행하면, 첫 번째 전송과 현재 수신한 전송에서의 SNIR의 변화를 측정한다. 상기 635단계의 측정한 SNIR 변화 측정이 이루어진 이후 이동단말은 640단계로 진행하여 롱 텀 SNIR의 변화를 검사한다. 상기 640단계의 검사결과 롱 텀에 대한 SNIR 변화가 있는 경우 645단계로 진행하여 SNIR의 보상 펙터(Compensation Factor)를 곱해준다.

상기 645단계에서 SNIR 보상 펙터를 곱하는 것은 상기 도 5a 및 도 b에서와 같이 첫 번째와 두 번째 전송 사이에 발생되는 SNIR 차이를 복호기에 입력되는 신호에 반영하기 위함이다. 일반적으로 이동통신시스템에서 발생되는 SNIR 차이는 무선환경에서 페이딩에 의하여 발생되며 페이딩을 적절히 측정하여 SNIR의 변화를 측정할 수 있다. 반면 본 발명이 적용되는 이동통신시스템을 기반으로하는 방송 서비스의 경우 페이딩에 의한 변화 이외에도 상기 도 5와 같이 첫 번째 전송과 두 번째 전송에서 유용한 신호를 전송하는 기지국의 개수 차이에 의하여 발생되기 때문에 페이딩만을 측정해서는 정확한 SNIR 변화량을 알 수 없다. 따라서 상기 645단계에서 복조 신호에 곱해지는 SNIR 보상 펙터는 하기와 같이 계산하는 방법을 예시할 수 있다.

(1) 첫 번째 전송에서 유용한 신호 성분의 에너지를 측정하고, 이 값을 E_signal1이라 한다.

(2) 열잡음량을 측정하고, 이 값을 N_o라고 한다. 이때, 열잡음은 몇 번째 전송인지와 상관없이 일정하게 유지되는 것이다.

(3) 현재 수신한 전송에서 유용한 신호 성분의 에너지 측정하고, 이 값을 E_signal2이라 한다.

(4) 첫 번째 전송 대비 현재 전송에서 발생된 간섭량을 "(E_signal1 - E_signal2)"으로 계산하고, 이 값을 E_interference이라 한다.

(5) 첫 번째 전송에서의 SNIR을 하기 <수학식 2>와 같이 계산하고 이 값을 SNIR₁이라 한다.

(6) 현재 전송에서의 SNIR을 하기 <수학식 3>과 같이 계산하고, 이 값을 SNIR₂라 한다.

(7) SNIR 보상 펙터를 하기 <수학식 4>와 같이 계산한다.

상기 640단계에서 SNIR의 변화가 없는 경우이거나 혹은 상기 645단계를 통해 SNIR의 변화에 보상 펙터가 적용된 경우 단말은 650단계로 진행하여 현재 수신한 슬롯이 해당 BCMCS 정보의 마지막 슬롯에 해당하는지를 검사한다. 이하의 과정은 앞에서 상술하였으므로 더 이상 설명하지 않기로 한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 BCMCS 정보를 수신하는 이동단말기의 수신기 구조의 블록 구성도이다. 이하 도 7을 참조하여 본 발명에 따라 BCMCS 정보를 수신하는 이동단말기의 수신기 구조의 블록 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

수신된 신호는 CP 제거기(705)에서 시간동기가 맞추어진 후 순환 전치 심볼이 제거된다. 이러한 순환 전치 심볼은 일반적으로 알려진 바와 같이 다중 경로 상으로 전송에 의거하여 오염된 부분이기 때문이다. 이와 같이 CP 제거기(705)에서 순환 전치 심볼이 제거된 신호는 고속 퓨리에 변환기(Fast Fourier Transformer)(710)에서 주파수 영역으로 재해석된다. 상기 고속 퓨리에 변환기(710)에서 출력되는 신호 중 채널추정을 위하여 전송된 파일럿 신호는 채널 추정기(720)로 입력되어 페이딩 채널을 추정하는데 이용된다. 따라서 상기 채널 추정기(720)에서 추정된 채널 정보는 채널 보상기(715)에서 트래픽 신호의 채널을 복원시키는데 이용된다. 상기 채널 보상기(715)에서 채널이 복원된 신호는 복조기(725)에서 16QAM, QPSK와 같은 변조방식에 대하여 복조 된다. 상기 복조기(725)에서 복조된 신호는 복조 펙터 보상기(730)에서 복조 펙터가 곱해진다. 상기 복조 펙터 보상기(730)에서 이용하는 복조 펙터는 제어부(740)에 의해 결정되며, 상기 결정 방법은 앞에서 상술한 방법을 이용할 수 있다. 또한 상기한 방법에 따라 미리 계산된 값을 메모리(도 7에 도시하지 않음)에 저장하고, 해당 펙터 값을 복조 펙터 보상기(730)으로 전달하도록 할 수도 있다.

이와 같이 상기 복조 펙터 보상기(730)에서 복조 펙터가 적용된 신호는 신호대 잡음비 보상기(735)에 입력되어 SNIR 보상 펙터가 곱해진다. 상기 SNIR 보상 펙터의 보상은 상기 제어부(740)의 제어에 의해 이루어진다. 상기 제어부(740)은 신호대 잡음비의 보상 값을 앞에서 전술한 방식으로 계산하여 상기 신호대 잡음비 보상기(735)로 전송할 수도 있고, 미리 계산된 값을 메모리(도 7에 도시하지 않음)에 저장하고, 해당하는 값을 신호대 잡음비 보상기(735)로 출력함으로써 신호대 잡음 비 값을 보상할 수도 있다.

상기 신호대 잡음비 보상기(735)에서 SNIR 보상 펙터가 적용된 복조 신호는 디인터리버(745)에서 채널 디인터리빙(Channel Deinterleaving)된다. 상기 디인터리버(745)에서 채널 디인터리빙된 신호는 복호기(750)에서 채널 복호(channel decoding)된다.

이러한 방법을 통해 서로 다른 방법으로 BCMCS 신호가 전송될 시 수신기에서는 적절하게 수신된 신호를 처리할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 이동통신 시스템에서 BCMCS 신호를 송신할 시 무선환경에 따라 전송하는 방법을 결정하며, 이와 같이 결정된 방법에 따라 적절히 보상하여 수신하도록 함으로써 송신기에서는 채널의 효율을 높일 수 있으며, 수신기에서는 송신된 신호를 보다 효율적으로 수신할 수 있는 이점이 있다.

Claims

셀의 무선환경에 따라 방송 서비스 트래픽의 전송 횟수를 달리하는 이동통신 시스템에서 상기 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 방법에 있어서,

현재 슬롯에서 방송 서비스 트래픽과 방송 서비스 트래픽의 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 방송 서비스 트래픽을 복조한 후 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 제어 정보를 이용하여 상기 수신된 방송 서비스 트래픽이 재전송된 신호인가를 검사하는 과정과,

상기 검사결과 상기 수신된 방송 서비스 트래픽이 재전송된 신호일 시 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식과 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식의 변경 여부에 따라 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에 복조 펙터를 적용하는 과정과,

상기 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비와 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비의 변화가 존재할 시 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에 신호대 잡음비 보상 펙터를 보상하는 과정과,

상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽이 마지막 전송일 시 상기 신호대 잡음비 보상 펙터가 보상된 신호와 이전에 수신된 신호들을 이용하여 복호를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 방법.
셀의 무선환경에 따라 방송 서비스 트래픽의 전송 횟수를 달리하는 이동통신 시스템에서 상기 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 장치에 있어서,

현재 슬롯에서 방송 서비스 트래픽과 방송 서비스 트래픽의 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 방송 서비스 트래픽을 복조하는 복조기와,

상기 방송 서비스 트래픽의 제어 정보를 이용하여 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽이 재전송된 신호인 것으로 확인된 경우 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식과 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식의 변경 여부에 따라 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에 복조 펙터를 적용하는 복조 펙터 보상기와,

상기 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비와 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비의 변화가 존재할 시 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에 신호대 잡음비 보상 펙터를 보상하는 신호대 잡음비 보상기와,

상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽이 마지막 전송일 시 상기 신호대 잡음비 보상 펙터가 보상된 신호와 이전에 수신된 신호들을 이용하여 복호를 수행하는 복호기를 포함함을 특징으로 하는 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 장치.
제1항에 있어서,

상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식의 복조 펙터는 상기 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식을 기준으로 하여 결정됨을 특징으로 하는 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 방법.
제1항에 있어서,

상기 신호대 잡음비 보상 펙터는 하기 <수학식 5>와 같이 계산되고,

여기서, Esignal₁은 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에서 유용한 신호 성분의 에너지 측정값을 나타내고,

Esignal₂은 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에서 유용한 신호 성분의 에너지 측정값을 나타내고,

SNIR₁ 은 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에서의 SNIR(Signal to Noise and Interference Ratio)을 나타내고 하기 <수학식 6>과 같이 계산되고,

SNIR₂ 은 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에서의 SNIR을 나타내고, 하기 <수학식 7>과 같이 계산되고, 여기서, N_o는 측정된 열잡음량을 나타내고, E_interference는 첫 번째 전송 대비 현재 전송에서 발생된 간섭량을 나타냄을 특징으로 하는 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 방법,

<수학식 5>

<수학식 6>

<수학식 7>

.
제1항에 있어서,

상기 신호대 잡음비 보상 펙터는 상기 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비와 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비의 차이를 복호기에 입력되는 신호에 반영함을 특징으로 하는 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 방법.
제2항에 있어서,

상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식의 복조 펙터는 상기 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 변조 방식을 기준으로 하여 결정됨을 특징으로 하는 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 장치.
제2항에 있어서,

상기 신호대 잡음비 보상 펙터는 하기 <수학식 8>와 같이 계산되고,

여기서, Esignal₁은 상기 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에서 유용한 신호 성분의 에너지 측정값을 나타내고, Esignal₂ 은 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에서 유용한 신호 성분의 에너지 측정값을 나타내고, SNIR₁은 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에서의 SNIR(Signal to Noise and Interference Ratio)을 나타내고 하기 <수학식 9>과 같이 계산되고, SNIR ₂ 은 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽에서의 SNIR 을 나타내고, 하기 <수학식 10>과 같이 계산되고, 여기서, N_o는 측정된 열잡음량을 나타내고, E_interference는 첫 번째 전송 대비 현재 전송에서 발생된 간섭량을 나타냄을 특징으로 하는 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 장치,

<수학식 8>

<수학식 9>

<수학식 10>

.
제2항에 있어서,

상기 신호대 잡음비 보상 펙터는 상기 첫 번째 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비와 상기 현재 슬롯에서 수신된 방송 서비스 트래픽의 수신 신호대 잡음비의 차이를 복호기에 입력되는 신호에 반영함을 특징으로 하는 방송 서비스 트래픽을 수신하기 위한 장치.