KR101387536B1 - Ｏｆｄｍ 시스템에서 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법 - Google Patents

Abstract

OFDM 시스템에서 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법은 기본 유닛이 주파수 축으로 4개의 부반송파 단위 및 시간 축으로 6개 이상의 OFDM 심볼 단위로 구성되는 경우, 상기 기본 유닛에서 주파수 축의 서로 다른 위치에 4개의 파일럿 부반송파를 배치하고, 상기 기본 유닛의 나머지 위치에 데이터 부반송파들을 배치하며, 상기 기본 유닛을 수신단으로 송신하는 과정을 포함한다. 본 발명의 실시 예들에 의하면, 상향링크의 기본 유닛이 시간 축으로 확장되는 경우에도 OFDM 시스템의 파일럿 오버헤드를 줄이고, 시간 간격 및 주파수 간격을 일정 간격으로 유지하거나 채널 추정이 용이하도록 분산시킴으로써 채널 추정의 성능을 보장하고, 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

OFDM, pilot sub-carrier, pilot overhead, pilot structure, pilot allocation

Description

ＯＦＤＭ 시스템에서 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법{Method for transmitting consecutive pilot sub-carrier on OFDM system}

본 발명은 OFDM 시스템을 사용하는 상향링크에서의 파일럿 오버헤드를 낮추고 채널 추정에 대한 우수한 성능을 보장할 수 있는 구조에 대한 기본 유닛 및 파일럿 구조를 제시한다.

현재의 IEEE 802.16e 시스템에는 상향링크 PUSC (Partial Usage of SubChannel) 구조로서 도 1과 같은 타일 및 파일럿 구조가 포함된다. 도 1은 한 개의 송신 안테나를 고려하는 경우이다. 이러한 상향링크 PUSC 기본 유닛(Basic Unit) 구조는 33.33%의 파일럿 오버헤드를 갖는다.

현재의 IEEE 802.16e 시스템에서 사용되는 상향링크 타일 구조는 하나의 송신 안테나만을 고려하여 하나의 송신안테나의 경우에 33.33%의 파일럿 오버헤드를 가진다. 따라서, 통상적인 OFDM 시스템에서 사용하는 데이터 대비 파일럿의 오버헤드는 상당히 크다. 이러한 파일럿 오버헤드는 링크 성능(link throughput)을 감소시켜서 시스템의 성능 저하를 초래한다. 특히, IEEE 802.16m과 같이 기본 유닛이 확장되는 경우에는 파일럿의 오버헤드를 줄이는 것이 이슈가 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상향링크의 기본 유닛이 시간 축으로 확장되는 경우에도 파일럿 오버헤드를 줄이고, 채널 추정 성능을 보장할 수 있는 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법은 기본 유닛이 주파수 축으로 4개의 부반송파 단위 및 시간 축으로 6개 이상의 OFDM 심볼 단위로 구성되는 경우, 상기 기본 유닛에서 주파수 축의 서로 다른 위치에 4개의 파일럿 부반송파를 배치하고, 상기 기본 유닛의 나머지 위치에 데이터 부반송파들을 배치하며, 상기 기본 유닛을 수신단으로 송신하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 파일럿 부반송파를 배치하는 과정에서, 상기 4개의 파일럿 부반송파를 한 쌍씩 시간 축의 동일한 위치에 배치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 파일럿 부반송파를 배치하는 과정에서, 상기 4개의 파일럿 부반송파 중 2 이상의 파일럿 부반송파를 상기 기본 유닛의 가장 자리의 위치에 배치할 수 있다.

또는, 상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법은 기본 유닛이 주파수 축으로 4개의 부반송파 단위 및 시간 축으로 6개 이상의 OFDM 심볼 단위로 구성되는 경우, 상기 기본 유닛 에서 4개의 파일럿 부반송파를 한 쌍씩 주파수 축의 동일한 위치에 배치하고, 상기 기본 유닛의 나머지 위치에 데이터 부반송파들을 배치하며, 상기 기본 유닛을 수신단으로 송신하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 파일럿 부반송파를 배치하는 과정에서, 상기 4개의 파일럿 부반송파를 시간 축의 서로 다른 위치에 배치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 파일럿 부반송파를 배치하는 과정에서, 상기 4개의 파일럿 부반송파를 한 쌍씩 시간 축의 동일한 위치에 배치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 파일럿 부반송파를 배치하는 과정에서, 상기 4개의 파일럿 부반송파 중 2 이상의 파일럿 부반송파를 상기 기본 유닛의 가장 자리의 위치에 배치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 파일럿 부반송파를 배치하는 과정에서, 상기 4개의 파일럿 부반송파를 상기 기본 유닛의 가장 자리를 제외한 위치에 배치할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법은 기본 유닛이 주파수 축으로 4개의 부반송파 단위 및 시간 축으로 6개 이상의 OFDM 심볼 단위로 구성되는 경우, 상기 기본 유닛에서 시간 축의 서로 다른 위치에 3개의 파일럿 부반송파를 배치하고, 상기 기본 유닛의 나머지 위치에 데이터 부반송파들을 배치하며, 상기 기본 유닛을 수신단으로 송신하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 파일럿 부반송파를 배치하는 과정에서, 상기 3개의 파일럿 부반송파 중 한 쌍의 파일럿 부반송파를 주파수 축의 동일한 위치에 배치하고, 나머지 파일럿 부반송파를 상기 한 쌍의 파일럿 부반송파와 주파수 축으로 다른 위치에 배치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 파일럿 부반송파를 배치하는 과정에서, 상기 한 쌍의 파일럿 부반송파 및 상기 나머지 파일럿 부반송파를 주파수 축에서 최대로 이격되는 위치에 배치할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법은 기본 유닛이 주파수 축으로 4개의 부반송파 단위 및 시간 축으로 9개 이상의 OFDM 심볼 단위로 구성되는 경우, 상기 기본 유닛의 주파수 축에서 모든 위치를 점유하도록 6개의 파일럿 부반송파를 배치하고, 상기 기본 유닛의 나머지 위치에 데이터 부반송파들을 배치하며, 상기 기본 유닛을 수신단으로 송신하는 과정을 포함한다.

또는, 상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법은 기본 유닛이 주파수 축으로 4개의 부반송파 단위 및 시간 축으로 9개 이상의 OFDM 심볼 단위로 구성되는 경우, 상기 기본 유닛에서 주파수 축으로 양 끝단에 6개의 파일럿 부반송파를 배치하고, 상기 기본 유닛의 나머지 위치에 데이터 부반송파들을 배치하며, 상기 기본 유닛을 수신단으로 송신하는 과정을 포함한다.

한편, 상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법은 기본 유닛이주파수 축으로 4개의 부반송파 단위 및 시간 축으로 6개의 OFDM 심볼 단위로 구성되는 경우, 상기 기본 유닛 에서 2개의 파일럿 부반송파를 주파수 축 및 시간 축에서 서로 다른 위치에 배치하고, 상기 기본 유닛의 나머지 위치에 데이터 부반송파들을 배치하며, 상기 기본 유닛을 수신단으로 송신하는 과정을 포함한다.

한편, 상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연속적인 파일럿 부반송파 송신 방법은 기본 유닛이 주파수 축으로 4개의 부반송파 단위 및 시간 축으로 12개의 OFDM 심볼 단위로 구성되는 경우, 상기 기본 유닛에서 4개의 파일럿 부반송파를 주파수 축 및 시간 축에서 서로 다른 위치에 배치하고, 상기 기본 유닛의 나머지 위치에 데이터 부반송파들을 배치하며. 상기 기본 유닛을 수신단으로 송신하는 과정을 포함한다.

본 발명의 실시 예들에 의하면, 상향링크의 기본 유닛이 시간 축으로 확장되는 경우에도 OFDM 시스템의 파일럿 오버헤드를 줄이고, 시간 간격 및 주파수 간격을 일정 간격으로 유지하거나 채널 추정이 용이하도록 분산시킴으로써 채널 추정의 성능을 보장하고, 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예들은 OFDM 시스템의 상향링크에서 파일럿 오버헤드를 낮추고 채널 추정에 대한 우수한 성능을 보장할 수 있는 구조에 대한 기본 유닛 및 파 일럿 구조를 제공한다. 본 발명의 실시 예들에서 기본 유닛 내에서 시간 도메인으로 저속 및 고속 케이스에 대해서 강인한 채널 추정이 가능하도록, 코히어런트 시간(coherent time)을 고려하여 시간 축으로 파일럿 부반송파를 할당한다. 또한, 주파수 도메인으로는 다양한 지연 확산(delay spread)에 의한 강인 채널 추정이 가능하도록, 코히어런트 대역(coherent bandwidth)을 고려하여 주파수 축으로 파일럿 부반송파를 할당한다. 또한 시간/주파수 축으로 연속된 기본 유닛이 할당되는 경우, 연속되는 기본 유닛들의 파일럿을 이용하여 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있는 기본 유닛 및 파일럿 구조를 제공한다.

도 2 내지 도 6은 기본 유닛에 2개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 2 내지 도 6은 주파수 축으로 4 부반송파 배수 단위 및 시간 축으로 3의 배수 단위로 연속적인 기본 유닛이 할당되는 경우로서, 파일럿 오버헤드가 16.67%이다.

도 2에서와 같이 기본 유닛당 2개의 파일럿 부반송파를 사용하면, 기존 IEEE 802.16e 상향링크 PUSC 구조에 비해 파일럿 오버헤드는 1/2로 줄일 수 있다. 또한 기본 유닛당 2개의 파일럿 부반송파를 이용하여 기본 유닛의 데이터 부반송파를 저속 사용자 케이스(low speed user case)와 고속 사용자 케이스(high speed user case)에 대해 강인하게 채널 추정한다는 입장에 있어서는 도 2 및 도 4와 같이, 기본 유닛에서 시간 축의 양쪽 끝, 즉 첫 번째 심볼과 세 번째 심볼에 파일럿을 분산하여 배치하는 것이 적절하다.

또한, 주파수 축으로의 채널 추정에 있어서 주파수 선택성(frequency selectivity)을 고려하여 강인한 채널 추정 성능을 보장하기 위해서는 도 2, 도 3 및 도 5와 같이, 주파수 도메인에 있어서 첫 번째와 네 번째 위치에 파일럿을 할당하는 것이 바람직하다.

도 3a 및 도 3b는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

3K - 2*floor(K/2)

K 는 한 OFDM 심볼에서의 파일럿의 개수에 관한 인덱스 (K={0,1,2, ...)이다.

도 3a 및 도 3b는 s=1 일 때 즉, 홀수인 OFDM 심볼 인덱스에서만 파일럿을 할당하는 경우이다.

도 2, 4, 5, 6, 7, 8b는 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.

4K + subcarrier_offset

K 는 한 OFDM 심볼에서의 파일럿의 개수에 관한 인덱스 (K={0,1,2, ...)이고 subcarrier_offset은 기본 유닛단위에서 처음 부반송파부터 할당된 파일럿 위치까지의 부반송파 간격을 의미한다.

도 2의 왼쪽 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 Subcarrier_offset=3 이며, 도 2의 오른쪽 그림은 s=0, subcarrier_offset=3이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 3이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 4에서 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier offset=2 인 경우이다. 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0 인 경우이다. 왼쪽에서 세 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3 인 경우이다. 가장 오른쪽 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=1 인 경우이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 3이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...} 이다.

도 5의 왼쪽 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3 인 경우이다. 도 5의 오른쪽 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=1 일 때 subcarrier_offset=3 인 경우이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 3이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 6의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=1 일 때 subcarrier offset=3 인 경우이다. 도 6의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3 인 경우이다. 도 6의 왼쪽에서 세 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=1 일 때 subcarrier_offset=2 인 경우이다. 도 6의 가장 오른쪽의 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=2 인 경우이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 3이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...} 이다.

한편, 주파수 축과 시간 축으로의 연속적인 자원, 즉 주파수 도메인으로 기본 유닛이 연속적으로 할당되거나 일정 OFDM 심볼 동안 기본 유닛이 연속적으로 할 당되는 경우를 고려할 때, 즉, 연속적인 기본 유닛에 사용되는 파일럿을 모두 사용하여 채널 추정을 수행하는 경우에, 도 6과 같이 다른 주파수 위치 및 다른 OFDM 심볼 위치에 할당하는 방법도 충분히 고려될 수 있다.

도 7 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시 예에 따라 기본 유닛에 4개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 7 내지 도 10b는 주파수 축으로 4 부반송파 및 시간 축으로 6 OFDM의 배수 단위로 연속적인 기본 유닛이 할당되는 경우를 나타낸다.

도 7, 도 8a, 도 8b 및 도 10a는 기본 유닛에서 주파수 축의 서로 다른 위치에 4개의 파일럿 부반송파를 배치하는 구조를 나타낸다. 특히, 도 7, 도 8a, 도 8b 및 도 10a는 도 2 내지 도 6에서 도시한 파일럿 구조의 반복으로는 생성할 수 없는 구조이다. 도 9a, 도 9b 및 도 10b는 기본 유닛에서 4개의 파일럿 부반송파를 한 쌍씩 주파수 축의 동일한 위치에 배치하는 구조를 나타낸다.

도 7의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=1 일 때 subcarrier offset=2, s=4 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=5 일 때 subcarrier offset=3인 경우이다. 도 7의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=1 일 때 subcarrier offset=1, s=4 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=5 일 때 subcarrier offset=0인 경우이다. 도 7의 왼쪽에서 세 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=5 일 때 subcarrier_offset=2인 경우이다. 도 7의 왼쪽에서 네 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=3 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=5 일 때 subcarrier_offset=1 인 경우이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 8a는 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.

GK + subcarrier_offset

K 는 한 OFDM 심볼에서의 파일럿의 개수에 관한 인덱스 (K={0,1,2, ...)이고, 여기서 G는 한 OFDM 심볼 내에서 두 파일럿 간의 subcarrier간격을 의미한다. 여기서 수학식 2는 수학식 3의 부분집합이다.

도 8a에서 G값은 2이며, 도 8a의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=0이고, s=4일 때 subcarrier_offset=1 이다. 도 8a의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=1이고, s=4일 때 subcarrier_offset=0 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 8b의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=3 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=4 일 때 subcarrier_offset=2인 경우이다. 도 8b의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=3 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=4 일 때 subcarrier_offset=1 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 9a는 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.

도 9a에서 s=0, 5일 때만 파일럿 부반송파를 할당하는 경우이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 9b, 10a, 10b는 수학식 2로 표현할 수 있다. 수학식 2는 수학식 3에서 G값이 4인 경우에 대한 특별한 경우이다.

도 9b의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=1 일 때 subcarrier_offset=3, s=4 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=5 일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 9b의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=1 일 때 subcarrier_offset=0, s=4 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=5 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 10a의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=2, s=3 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=5 일 때 subcarrier_offset=3이다. 도10b의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=3이고, s=2일 때 subcarrier_offset=1, s=3 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=5 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 10b의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=2, s=3 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=5 일 때 subcarrier_offset=2이다. 도 10b의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=2이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=1, s=3 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=5 일 때 subcarrier_offset=1 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

한편, 도 8a 및 도 9a는 저속 사용자 케이스에 적합한 구조이고, 도 10b는 저속인 경우보다 고속인 경우에 적합하며, 지연 확산(delay spread)가 작은 경우보다는 지연확산이 큰 경우에 보다 적합한 구조이다.

도 7 내지 도 10b의 파일럿 구조를 따르면, 파일럿 오버헤드는 16.67%가 된다.

도 11 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 6개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 11 내지 도 15는 주파수 축으로 4 부반송파 및 시간 축으로 9 OFDM 심볼의 배수 단위로의 연속적인 기본 유닛이 할당되는 경우로서, 파일럿 오버헤드가 16.67%이 된다.

도 11은 기본 유닛에서 주파수 축으로 양 끝단의 주파수 위치에 동일한 시간간격을 유지하도록 6개의 파일럿 부반송파를 배치하는 구조이다. 도 13은 파일럿 부반송파를 시간축으로 2 OFDM 심볼 간격으로 배치함으로서 저속보다는 고속인 경우에 보다 강인하도록 설계된 것이다. 도 12, 14, 15는 기본 유닛의 주파수 축에서 모든 위치를 점유하도록 6개의 파일럿 부반송파를 배치하는 구조이다.

도 11은 수학식 1과 같이 표현된다.

도 11은 s=0, 4, 8 일 때 즉, s가 4의 배수일때에서만 파일럿을 할당하는 경우이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 9이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 12, 13, 14, 15에서 파일럿 부반송파의 위치 인덱스는 수학식 4와 같이 표현된다. 수학식 3은 수학식 4의 특별한 경우에 대한 것이다.

3K - 2*floor(K/2)+subcarrier_offset

K 는 한 OFDM 심볼에서의 파일럿의 개수에 관한 인덱스 (K={0,1,2, ...)이고 subcarrier_offset은 기본 유닛단위에서 처음 부반송파부터 할당된 파일럿 위치까지의 부반송파 간격을 의미한다.

도 12의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=1, s=5 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=7 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 도 12의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=2, s=5 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=7 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 9이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 13의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=7 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 도 13의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=7 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 9이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 14의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=1, s=6 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=8 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 도 14의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=2, s=6 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=8 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 9이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 15의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=1, s=5 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=8 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 도 15의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=2, s=5 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=8 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 9이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 8개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 16은 수학식 1과 같이 표현된다.

도 16의 왼쪽 상단의 그림은 s=0, 4, 7, 11 일 때에만 파일럿을 할당하는 경우이고, 도 16의 오른쪽 그림은 s=0, 3, 8, 11 일 때에만 파일럿을 할당하는 경우이며, 도 16의 왼쪽 하단의 그림은 s=2, 4, 7, 9 일 때에만 파일럿을 할당하는 경 우이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 12이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 16은 기본 유닛이 4 부반송파 및 12 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우로서, 파일럿 오버헤드가 12.5%가 된다. 도 16의 예시적인 구조는 저속인 경우에 대해 적절하다.

도 17 내지 도 19는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 3개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 17 내지 19는 수학식 2로 표현할 수 있다.

도 17의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=4 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 도 17의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=4 일 때 subcarrier_offset=3 이다. 도 17의 왼쪽에서 세 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 도 17의 왼쪽에서 네 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 18의 왼쪽 상단에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=2, s=4 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 도 18의 왼쪽 상단에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=4 일 때 subcarrier_offset=1 이다. 도 18의 왼쪽 상단에서 세 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=2, s=5 일 때 subcarrier_offset=0 이다. 도 18의 왼쪽 상단에서 네 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=1 이다.

도 18의 왼쪽 하단에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=1, s=4 일 때 subcarrier_offset=3 이다. 도 18의 왼쪽 하단에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=4 일 때 subcarrier_offset=2 이다. 도 18의 왼쪽 하단에서 세 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=1, s=5 일 때 subcarrier_offset=3 이다. 도 18의 왼쪽 하단에서 네 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=2 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 19의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=2, s=4 일 때 subcarrier_offset=1 이다. 도 19의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=1, s=4 일 때 subcarrier_offset=2 이다. 도 19의 왼쪽에서 세 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=2, s=5 일 때 subcarrier_offset=1 이다. 도 19의 왼쪽에서 네 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=1, s=5 일 때 subcarrier_offset=2 이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 6이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 17 내지 도 19는 기본 유닛이 4 부반송파 및 6 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우로서, 기본 유닛에서 시간 축의 서로 다른 위치에 3개의 파일럿 부반송파를 배치하는 구조에 해당하고, 파일럿 오버헤드는 12.5%가 된다.

도 17 내지 도 19에서와 같이, 기본 유닛당 3개의 파일럿 부반송파를 사용하면, 기존 IEEE 802.16e 상향링크 PUSC 구조에 비해 파일럿 오버헤드를 3/8로 줄일 수 있다. 또한 기본 유닛당 3개의 파일럿 부반송파를 가지고 기본 유닛의 데이터 부반송파를 저속 사용자 케이스와 고속 사용자 케이스에 대해 강인하게 채널 추정한다는 입장에 있어서는 기본 유닛에서 시간 축으로 2 OFDM 심볼 간격으로 분산하여 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 심볼 1, 3, 5 또는 심볼 2, 4, 6 위치에 파일럿을 분산하여 배치하는 것이 적절하다.

또한, 주파수 선택성을 고려하여 강인한 채널 추정 성능을 보장하기 위해서는 도 17과 같이, 주파수 도메인에 있어서 첫 번째와 네 번째 위치에 파일럿을 할당하는 것이 바람직하다.

한편, 주파수 축과 시간 축으로의 연속적인 자원, 즉 주파수 도메인으로 기본 유닛이 연속적으로 할당되거나 일정 OFDM 심볼 동안 연속적으로 기본 유닛이 할당되는 경우를 고려하는 경우, 즉, 연속적으로 할당되어있는 기본 유닛의 파일럿들을 모두 사용하여 채널 추정을 수행하는 경우에는 도 17 내지 도 19의 어떠한 구조 도 고려될 수 있다.

도 20 내지 도 25는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 6개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 20 내지 25는 수학식 2로 표현할 수 있다.

도 20의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=4 일 때 subcarrier_offset=0, s=6 일 때 subcarrier_offset=3, s=8 일 때 subcarrier_offset=0, s=10 일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 20의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=4 일 때 subcarrier_offset=3, s=6 일 때 subcarrier_offset=0, s=8 일 때 subcarrier_offset=3, s=10 일 때 subcarrier_offset=0이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 12이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 21의 왼쪽 상단에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0, s=6 일 때 subcarrier_offset=3, s=9 일 때 subcarrier_offset=0, s=11 일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 21의 왼쪽 상단에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3, s=6 일 때 subcarrier_offset=0, s=9 일 때 subcarrier_offset=3, s=11 일 때 subcarrier_offset=0이다.

도 21의 왼쪽 하단에서 첫 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0, s=7 일 때 subcarrier_offset=3, s=9 일 때 subcarrier_offset=0, s=11 일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 21의 왼쪽 하단에서 두 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3, s=7 일 때 subcarrier_offset=0, s=9 일 때 subcarrier_offset=3, s=11 일 때 subcarrier_offset=0이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 12이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 22의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0, s=6 일 때 subcarrier_offset=3, s=9 일 때 subcarrier_offset=0, s=10 일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 22의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3, s=6 일 때 subcarrier_offset=0, s=9 일 때 subcarrier_offset=3, s=10 일 때 subcarrier_offset=0이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 12이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 23의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=4 일 때 subcarrier_offset=1, s=7 일 때 subcarrier_offset=2, s=9 일 때 subcarrier_offset=0, s=11 일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 23의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=4 일 때 subcarrier_offset=2, s=7 일 때 subcarrier_offset=1, s=9 일 때 subcarrier_offset=3, s=11 일 때 subcarrier_offset=0이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 12이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 24의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=4 일 때 subcarrier_offset=2, s=7 일 때 subcarrier_offset=1, s=9 일 때 subcarrier_offset=0, s=11 일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 24의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=4 일 때 subcarrier_offset=1, s=7 일 때 subcarrier_offset=2, s=9 일 때 subcarrier_offset=3, s=11 일 때 subcarrier_offset=0이다. 여기서 s = [OFDM 심볼 인덱스] mod 12이고, OFDM 심볼 인덱스는 {0,1,2, ...}이다.

도 25의 왼쪽 상단에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=4 일 때 subcarrier_offset=0, s=7 일 때 subcarrier_offset=3, s=9 일 때 subcarrier_offset=0, s=11 일 때 subcarrier_offset=2이다. 도 25의 왼쪽 상단에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=4 일 때 subcarrier_offset=3, s=7 일 때 subcarrier_offset=0, s=9 일 때 subcarrier_offset=3, s=11 일 때 subcarrier_offset=1이다.

도 25의 왼쪽 하단에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=4 일 때 subcarrier_offset=0, s=7 일 때 subcarrier_offset=3, s=8 일 때 subcarrier_offset=0, s=11 일 때 subcarrier_offset=2이다. 도 25의 왼쪽 하단에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=4 일 때 subcarrier_offset=3, s=7 일 때 subcarrier_offset=0, s=8 일 때 subcarrier_offset=3, s=11 일 때 subcarrier_offset=1이다.

도 20 내지 도 25는 기본 유닛이 4 부반송파 및 12 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우로서, 파일럿 오버헤드는 12.5%가 된다.

도 20 내지 도 22는 기본 유닛에서 주파수 축으로 양 끝단의 주파수위치들에 6개의 파일럿 부반송파를 배치하는 구조를 나타낸다. 도 23 내지 도 25는 기본 유닛의 주파수 축에서 모든 위치를 점유하도록 6개의 파일럿 부반송파를 배치하는 구조를 나타낸다.

도 26a 내지 도 30은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 4개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 26a 내지 28c는 수학식 2로 표현할 수 있다.

도 26a의 상단 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0, s=7 일 때 subcarrier_offset=3 이다. 도 26a의 하단 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3, s=7 일 때 subcarrier_offset=0 이다.

도 26b의 상단 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0, s=7 일 때 subcarrier_offset=2 이다. 도 26b의 하단 그림은 s=1 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3, s=7 일 때 subcarrier_offset=1 이다.

도 27a의 상단 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0, s=8 일 때 subcarrier_offset=3 이다. 도 27a의 하단 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3, s=8 일 때 subcarrier_offset=0 이다.

도 27b의 왼쪽 상단에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0, s=8 일 때 subcarrier_offset=2 이다. 도 27b의 왼쪽 상단에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=3, s=5 일 때 subcarrier_offset=0, s=8 일 때 subcarrier_offset=1 이다.

도 27b의 왼쪽 하단에서 첫 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=2이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3, s=8 일 때 subcarrier_offset=1 이다. 도 27b의 왼쪽 하단에서 두 번째 그림은 s=0 일 때 subcarrier_offset=1이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3, s=8 일 때 subcarrier_offset=2 이다.

도 28a의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=2이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=1, s=5 일 때 subcarrier_offset=2, s=7 일 때 subcarrier_offset=1 이다. 도 28a의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=1이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=2, s=5 일 때 subcarrier_offset=1, s=7 일 때 subcarrier_offset=2 이다.

도 28b는 s=2일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3 일 때 subcarrier_offset=0, s=5 일 때 subcarrier_offset=3, s=6 일 때 subcarrier_offset=0 이다.

도 28c의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=2이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=0, s=6 일 때 subcarrier_offset=3, s=7 일 때 subcarrier_offset=1 이다. 도 28c의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=1이고, s=2 일 때 subcarrier_offset=3, s=6 일 때 subcarrier_offset=0, s=7 일 때 subcarrier_offset=2 이다.

도 29는 수학식 1로 표현할 수 있다.

도 29의 위에서 첫 번째 그림은 s=2, 6일 때에만 파일럿을 할당하는 경우이고, 도 29의 위에서 두 번째 그림은 s=1, 7일 때에만 파일럿을 할당하는 경우이고, 도 29의 위에서 세 번째 그림은 s=0, 8일 때에만 파일럿을 할당하는 경우이다.

도 30은 수학식 3으로 표현할 수 있다. 도 30에서 G값은 모두 2이다.

도 30의 상단에서 왼쪽 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=0이고, s=6일 때 subcarrier_offset=1 이다. 도 30의 상단에서 오른쪽 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=1이고, s=6일 때 subcarrier_offset=0 이다.

도 30의 중단에서 왼쪽 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=0이고, s=7일 때 subcarrier_offset=1 이다. 도 30의 중단에서 오른쪽 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=1이고, s=7일 때 subcarrier_offset=0 이다.

도 30의 하단에서 왼쪽 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=1이고, s=8일 때 subcarrier_offset=0 이다. 도 30의 하단에서 오른쪽 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=0이고, s=8일 때 subcarrier_offset=1 이다.

도 26a 내지 도 30은 기본 유닛이 4 부반송파 및 9 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우로서, 파일럿 오버헤드는 11.11%가 된다.

도 26a, 도 27a, 도 28b 및 도 29는 기본 유닛에서 4개의 파일럿 부반송파를 한 쌍씩 주파수 축의 동일한 위치에 배치하는 구조를 나타낸다. 도 26b, 도 27b, 도 28c 및 도 30은 기본 유닛에서 주파수 축의 서로 다른 위치에 4개의 파일럿 부반송파를 배치하는 구조를 나타낸다. 도 27a, 도 27b는 고속 사용자 케이스에 적합한 구조이고, 도 27b, 도 28c, 도 30은 지연 확산(delay spread)이 큰 경우에 적합한 구조이다.

보다 상세하게는, 도 26a 내지 도 30에서와 같이 기본 유닛당 4개의 파일럿 부반송파를 사용하면, 기존 IEEE 802.16e 상향링크 PUSC 구조에 비해 파일럿 오버헤드는 1/3로 줄일 수 있다. 또한 기본 유닛당 4개의 파일럿 부반송파를 이용하여 기본 유닛의 데이터 부반송파를 저속 사용자 케이스와 고속 사용자 케이스에 대해서 강인하게 채널 추정한다는 입장에 있어서는 기본 유닛에서 시간 축의 가운데 부분을 중심으로 2 OFDM 심볼 간격으로 해서 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 26a 내지 도 28a와 같이, 두 번째 심볼, 네 번째 심볼, 여섯 번째 심볼, 여덟 번째 심볼 위치에 분산하여 파일럿을 배치하는 것이 적절하다.

주파수 선택성을 고려하여 강인한 채널 추정 성능을 보장하기 위해서는 도 26b, 도 27b, 도 28c 및 도 30과 같이, 주파수 도메인의 전 대역에 파일럿을 할당할 수 있도록 첫 번째 부반송파 위치부터 네 번째 부반송파 위치까지 각각 하나의 파일럿을 분배하여 할당하는 것이 바람직하다.

한편, 주파수 축과 시간 축으로의 연속적인 자원, 즉 주파수 도메인으로 기본 유닛이 연속적으로 할당되거나 일정 OFDM 심볼 동안 연속적으로 기본 유닛이 할당되는 것을 고려하는 경우, 즉, 연속적으로 할당되어있는 기본 유닛에 사용되는 파일럿을 모두 사용하여 채널 추정을 수행하는 경우에 있어서는 상술한 구조 또는 상술하지 않은 다른 구조 역시 적용될 수 있다.

도 31 및 도 32는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 2개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 31 및 도 32는 기본 유닛이 4 부반송파 및 6 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우로서, 파일럿 오버헤드는 8.33%가 된다.

도 31 내지 32는 수학식 2로 표현될 수 있다.

도 31의 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=0이고, s=4일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 31의 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=3이고, s=4일 때 subcarrier_offset=0이다. 도 31의 왼쪽에서 세 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=0이고, s=4일 때 subcarrier_offset=2 이다. 도 31의 왼쪽에서 네 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=2이고, s=4일 때 subcarrier_offset=0이다. 도 31의 왼쪽에서 다섯 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=1이고, s=4일 때 subcarrier_offset=3이고, 도 31의 왼쪽에서 여섯 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=3이고, s=4일 때 subcarrier_offset=1, 이다.

도 32의 상단 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 32의 상단 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3일 때 subcarrier_offset=0이다. 도 32의 상단 왼쪽에서 세 번째 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3일 때 subcarrier_offset=2이다. 도 32의 상단 왼쪽에서 네 번째 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=2이고, s=3일 때 subcarrier_offset=0이다. 도 32의 상단 왼쪽에서 다섯 번째 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=1이고, s=3일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 32의 상단 왼쪽에서 여섯 번째 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3일 때 subcarrier_offset=1이다.

도 32의 중단 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=0이고, s=5일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 32의 중단 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=3이고, s=5일 때 subcarrier_offset=0이다. 도 32의 중단 왼쪽에서 세 번째 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=0이고, s=5일 때 subcarrier_offset=2이다. 도 32의 중단 왼쪽에서 네 번째 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=2이고, s=5일 때 subcarrier_offset=0이다. 도 32의 중단 왼쪽 에서 다섯 번째 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=1이고, s=5일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 32의 중단 왼쪽에서 여섯 번째 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=3이고, s=5일 때 subcarrier_offset=1이다.

도 32의 하단 왼쪽에서 첫 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=1이고, s=4일 때 subcarrier_offset=2이다. 도 32의 하단 왼쪽에서 두 번째 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=2이고, s=4일 때 subcarrier_offset=1이다.

도 31 및 도 32에서와 같이 기본 유닛당 2개의 파일럿 부반송파를 사용하면, 기존 IEEE 802.16e 상향링크 PUSC 구조에 비해 파일럿 오버헤드는 1/4로 줄일 수 있다. 또한 기본 유닛당 하나의 파일럿 부반송파를 가지고 기본 유닛의 데이터 부반송파를 저속 사용자 케이스와 고속 사용자 케이스에 대해서 강인하게 채널 추정한다는 입장에 있어서는 도 31과 같이, 기본 유닛에서 시간 축으로 가운데에 위치해 있는 두 번째 심볼과 다섯 번째 심볼의 위치에 파일럿을 배치하는 것이 적절하다.

또한, 주파수 선택성을 고려하여 강인한 채널 추정 성능을 보장하기 위해서는 주파수 도메인에서 첫 번째와 네 번째 위치에 파일럿을 할당하는 것이 바람직하다. 또는 동일한 목적으로 주파수 도메인에서 첫 번째와 세 번째, 두 번째와 네 번째 위치에 파일럿을 할당할 수 있다.

한편, 주파수 축과 시간 축으로의 연속적인 자원, 즉 주파수 도메인으로 기본 유닛이 연속적으로 할당되거나 일정 OFDM 심볼 동안 연속적으로 기본 유닛이 할당되는 것을 고려하는 경우, 즉, 연속적으로 할당되어있는 기본 유닛의 파일럿들을 모두 사용하여 채널 추정을 수행하는 경우에 상술한 구조 또는 상술한지 않은 다른 주파수 위치 및 다른 OFDM 심볼 위치에 파일럿을 할당하는 구조를 적용할 수 있다.

도 33 및 도 34는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 4개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 33 및 도 34는 기본 유닛이 4 부반송파 및 12 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우로서, 파일럿 오버헤드는 8.33%가 된다.

도 33 및 도 34는 수학식 2로 표현될 수 있다.

도 33의 상단 왼쪽 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=0이고, s=4일 때 subcarrier_offset=2, s=7일 때 subcarrier_offset=1이고, s=10일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 33의 상단 오른쪽 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=3이고, s=4일 때 subcarrier_offset=1, s=7일 때 subcarrier_offset=2이고, s=10일 때 subcarrier_offset=0이다.

도 33의 중단 왼쪽 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3일 때 subcarrier_offset=2, s=6일 때 subcarrier_offset=1이고, s=9일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 33의 중단 오른쪽 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3일 때 subcarrier_offset=1, s=6일 때 subcarrier_offset=2이고, s=9일 때 subcarrier_offset=0이다.

도 33의 하단 왼쪽 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=0이고, s=5일 때 subcarrier_offset=2, s=8일 때 subcarrier_offset=1이고, s=11일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 33의 하단 오른쪽 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=3이고, s=5일 때 subcarrier_offset=1, s=8일 때 subcarrier_offset=2이고, s=11일 때 subcarrier_offset=0 이다.

도 34의 상단 왼쪽 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=0이고, s=3일 때 subcarrier_offset=1, s=6일 때 subcarrier_offset=2이고, s=9일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 34의 상단 오른쪽 그림은 s=0일 때 subcarrier_offset=3이고, s=3일 때 subcarrier_offset=2, s=6일 때 subcarrier_offset=1이고, s=9일 때 subcarrier_offset=0 이다.

도 34의 중단 왼쪽 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=0이고, s=4일 때 subcarrier_offset=1, s=7일 때 subcarrier_offset=2이고, s=10일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 34의 중단 오른쪽 그림은 s=1일 때 subcarrier_offset=3이고, s=4일 때 subcarrier_offset=2, s=7일 때 subcarrier_offset=1이고, s=10일 때 subcarrier_offset=0 이다.

도 34의 하단 왼쪽 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=0이고, s=5일 때 subcarrier_offset=1, s=8일 때 subcarrier_offset=2이고, s=11일 때 subcarrier_offset=3이다. 도 34의 하단 오른쪽 그림은 s=2일 때 subcarrier_offset=3이고, s=5일 때 subcarrier_offset=2, s=8일 때 subcarrier_offset=1이고, s=11일 때 subcarrier_offset=0 이다.

도 33 및 도 34는 기본 유닛에서 4개의 파일럿 부반송파를 주파수 축 및 시간 축에서 서로 다른 위치에 배치하는 구조를 나타낸다. 도 33 및 도 34의 구조는 시간 축으로 연속하여 기본 유닛이 할당되는 경우에도 파일럿의 시간 간격을 유지 할 수 있는 구조이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

본 발명은 상향링크에서의 파일럿 오버헤드를 낮추고 우수한 채널 추정을 보장할 수 있는 기본 유닛 및 파일럿 구조에 관한 것으로, OFDM 시스템의 파일럿 오버헤드를 줄임으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있고, 시간/주파수 간격을 일정 간격으로 유지하여 채널 추정의 성능을 보장할 수 있으며, IEEE 802.16m 및 이와 호환성을 갖는 기지국, 단말 등의 장치에 적용될 수 있다.

도 1은 종래의 IEEE 802.16e의 타일 및 파일럿 구조를 도시한 것이다.

도 2 내지 도 6은 기본 유닛에 2개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 7 내지 도 10b는 기본 유닛이 4 부반송파 및 6 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따라 기본 유닛에 4개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 11 내지 도 15는 기본 유닛이 4 부반송파 및 9 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 6개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 16은 기본 유닛이 4 부반송파 및 12 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 8개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 17 내지 도 19는 기본 유닛이 4 부반송파 및 6 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 3개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 20 내지 도 25는 기본 유닛이 4 부반송파 및 12 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 6개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 26a 내지 도 30은 기본 유닛이 4 부반송파 및 9 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 4개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 31 및 도 32는 기본 유닛이 4 부반송파 및 6 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 2개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

도 33 및 도 34는 기본 유닛이 4 부반송파 및 12 OFDM 심볼 단위로 할당되는 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 기본 유닛에 4개의 파일럿을 배치한 예를 도시한 것이다.

Claims (15)

1. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템에서 단말이 기본 유닛을 상향링크 전송하는 방법에 있어서,

   4개의 부반송파(subcarrier) × 6개의 OFDMA 심볼 사이즈를 가지는 기본 유닛(Unit)을 형성하고, 상기 기본 유닛은 복수의 파일럿과 데이터를 포함하는 단계; 및 상기 기본유닛을 상향링크 전송하는 단계를 포함하며,

   상기 파일럿과 상기 데이터는 하기 표 1과 같이 상기 기본 유닛 내에 설정되고, 하기 표 1에서 ‘P’는 싱글 스트림에 대한 파일럿을 가리키는 방법.

   [표 1]

   6개의 OFDM 심볼 4개의
   부 반송파
   
   P P P P
2. 제1항에 있어서,

   상기 기본 유닛은 하기 표 2와 같이 부반송파 인덱스는 위에서부터 아래로 증가하고, OFDMA 심볼 인덱스는 왼쪽부터 오른쪽으로 증가하되,

   하기 표 2에서 ‘P’는 싱글 스트림에 대한 파일럿을 가리키는 방법.

   [표 2]

   6개의 OFDMA 심볼
   4개의 부반송파 index 0 1 2 3 4 5 0 P P 1 2 3 P P
3. 제1항에 있어서,

   상기 기본 유닛은 상향링크 타일 구조인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 기본 유닛은 상향링크 PUSC(Partial Usage of SubChannel) 타일 구조인 것을 특징으로 하는 방법.
5. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 에서 기본 유닛을 상향링크 전송하는 단말에 있어서,

   4개의 부반송파(subcarrier) × 6개의 OFDMA 심볼 사이즈를 가지는 기본 유닛(Unit)을 형성하여 상기 기본 유닛을 상향링크 전송하는 전송부를 포함하되,

   상기 기본 유닛은 복수의 파일럿과 데이터를 포함하고, 상기 파일럿과 상기 데이터는 하기 표 1과 같이 상기 기본 유닛 내에 설정되고, 하기 표 1에서 ‘P’는 싱글 스트림에 대한 파일럿을 가리키는 단말.

   [표 1]

   6개의 OFDMA 심볼 4개의 부반송파 P P P P
6. 제5항에 있어서,

   상기 기본 유닛은 하기 표 2와 같이 부반송파 인덱스는 위에서부터 아래로 증가하고, OFDMA 심볼 인덱스는 왼쪽부터 오른쪽으로 증가하되,

   하기 표 2에서 ‘P’는 싱글 스트림에 대한 파일럿을 가리키는 단말.

   [표 2]

   6개의 OFDMA 심볼
   4개의 부반송파 index 0 1 2 3 4 5 0 P P 1 2 3 P P
7. 제5항에 있어서,

   상기 기본 유닛은 상향링크 타일 구조인 것을 특징으로 하는 단말.
8. 제5항에 있어서,

   상기 기본 유닛은 상향링크 PUSC(Partial Usage of SubChannel) 타일 구조인 것을 특징으로 하는 단말.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제

Images