KR101753399B1 - Apparatus and method for diversity in coordinated multi-point transmission of multi-beam satellite communication - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중빔 위성 통신 시스템에서의 위성 장치에 의한 협력 전송 다이버시티 송신 방법으로, 상이한 하나 이상의 순환 지연 오프셋을 결정하는 단계와, 상기 결정된 상이한 순환 지연 오프셋으로 지연된 하나 이상의 빔을 생성하여 하나의 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a cooperative transmit diversity transmission method by a satellite apparatus in a multi-beam satellite communication system, comprising: determining a different one or more cyclic delay offsets; generating one or more beams delayed with the determined different cyclic delay offsets, To the user terminal.
Description
본 발명은 위성 통신 시스템에 관한 것으로, 다중 빔 기반의 위성 통신 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a satellite communication system, and more particularly, to a multi-beam based satellite communication system and method.
현재까지 운용 및 개발 중인 대부분의 위성 통신 시스템은 총 시스템 용량(capacity)을 증가시키고, 위성에서 유효 등방성 복사 전력(Effective Isotropically Radiared Power : EIRP)을 증가시키기 위해 다중 빔 기반의 서비스를 제공한다. 일반적으로 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 포함하는 다중 반송파(Multi-Carrier) 기반의 다중빔 위성 통신 시스템이 이에 포함된다. 이러한 다중 빔 기반의 서비스 제공 시, 인접 빔 간의 간섭을 피하기 위해 1 보다 큰 주파수 재사용 지수를 고려하는데, 보통 3 내지 7의 주파수 재사용 지수가 고려되고 있는 실정이다. Most satellite communications systems currently in operation and under development provide multi-beam based services to increase the total system capacity and increase the Effective Isotropically Radiated Power (EIRP) in the satellite. In general, a multi-carrier based multi-beam satellite communication system including an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) or an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) do. In providing such a multi-beam based service, a frequency reuse index greater than 1 is considered in order to avoid interference between adjacent beams, and a frequency reuse factor of 3 to 7 is usually considered.
한편, 현재 고화질의 멀티미디어 서비스 제공 요구 사항의 증가로 인해 위성 통신 시스템 또한 광대역의 서비스를 제공하여야 한다. 그러나, 현재 위성 통신 서비스를 위해 할당된 대역폭은 매우 한정되어 있다. 예를 들어 ITU-R에서 할당된 위성 IMT-2000 대역은 상향링크 1980-2010 MHz, 하향링크2170-2200 MHz의 각각 30 MHz 대역이 할당되어 있다. 따라서, 광대역 서비스 제공을 위해서는 최소한 10 MHz 이상의 대역폭을 가지는 무선인터페이스가 고려되고 있는 실정에서 지금까지 고려되었던 3 이나 7의 주파수 재사용 지수를 구현하기에 할당 주파수가 매우 제한적임을 알 수 있다.On the other hand, due to an increase in requirements for providing high-quality multimedia services, satellite communication systems must also provide broadband services. However, the bandwidth currently allocated for satellite communication services is very limited. For example, in the satellite IMT-2000 band allocated by the ITU-R, the uplink 1980-2010 MHz band and the downlink 2170-2200 MHz band of 30 MHz are allocated. Therefore, in order to provide a broadband service, a wireless interface having a bandwidth of at least 10 MHz is considered, and it can be seen that the allocated frequency is very limited in implementing the frequency reuse index of 3 or 7 that has been considered so far.
즉, 주파수 재사용 7은 구현할 수 없으며, 주파수 재사용 지수 3의 경우 또한 한 운용자에게 주파수를 모두 할당해주어야 구현 가능하다는 문제점이 있다. 따라서, 광대역 서비스 제공을 위해서는 주파수 재사용 지수 1을 가지는 위성 통신 시스템의 구현이 필수적이다.That is, the
한편, CDMA 기반의 위성 통신 시스템의 경우, 다수의 빔들에 각기 상이한 확산 부호를 사용하여, 인접 빔들 간의 간섭을 줄인다. 이는 결과적으로 주파수 재 사용율 1을 구현한 것도 같은 효과를 발생시킨다. 그러나, TDMA, FDMA 및 현재 IMT-Advanced 무선 접속 기술로 고려되고 있는 OFDMA 기반의 위성 통신 시스템의 경우 주파수 재 사용율 1을 구현하기가 용이하지 않다.Meanwhile, in the CDMA-based satellite communication system, different spreading codes are used for a plurality of beams to reduce interference between adjacent beams. As a result, implementing the frequency reuse factor of 1 also produces the same effect. However, TDMA, FDMA, and OFDMA-based satellite communication systems, which are currently considered as IMT-Advanced wireless access technologies, are not easy to implement.
이를 위해 부분 주파수 재사용을 통해 주파수 재 사용율 1을 만족하도록 하기 위해 OFDMA 기반의 위성 통신 시스템 및 그 통신 방법이 제안되었다. 제안된 방법에서는 빔 중앙에 위치한 사용자 단말(User Equipment : UE)와 빔 경계에 위치한 UE에 자원을 할당하는 시간 구간을 구분한다. 즉, 빔 중앙에 위치한 UE를 위한 시간 구간에는 고려되는 대역의 모든 부반송파가 사용될 수 있다. 반면, 빔 경계에 위치한 UE를 위한 시간 구간에는 인접 빔 간의 간섭을 고려하여 여러 개의 부반송파 그룹 중 일부만이 사용되는 방법이다. 이러한 방법은 주파수 재 사용율 1을 만족하면서 빔 경계 지역 UE들 간의 간섭을 줄일 수 있다.To achieve this, an OFDMA-based satellite communication system and its communication method have been proposed in order to satisfy
그러나, 이러한 방법에서 빔 경계에 위치한 UE는 빔 중앙에 위치한 UE보다 더 작은 전력으로 신호를 수신하게 된다. 뿐만 아니라, 빔 경계에 위치한 UE는 모든 부반송파를 통해 수신하지 못하고, 부반송파 중 일부 만을 통해 수신하기 때문에 빔 중앙에 위치한 UE에 비해 최대 주파수 효율이 저하될 수 밖에 없다.However, in this method, the UE located at the beam boundary receives the signal at a lower power than the UE located at the beam center. In addition, since the UE located at the beam boundary can not receive through all the sub-carriers and receives only a part of the sub-carriers, the maximum frequency efficiency is inferior to that of the UE located at the center of the beam.
따라서, 주파수 재 사용율 1을 사용하는 위성 통신 시스템에서 빔 경계에 위치하는 UE의 주파수 효율을 높이고, 인접 빔 간의 간섭을 최소화하여 빔 중앙과 빔 경계간의 디지털 디바이드를 해소할 수 있는 방법이 요구된다. 이를 위해 OFDMA 기반 다중 빔 위성통신 시스템에서 간섭 경감 기법이 제안되었으나, 이 방법 또한 빔 경계 지역에 있는 UE들 신호의 SNR을 높일 수 있으나 다이버시티 이득은 얻을 수 없다.
Therefore, there is a need for a method that can improve the frequency efficiency of a UE located at a beam boundary and minimize the interference between adjacent beams in a satellite communication system using a frequency reuse ratio of 1, thereby resolving the digital divide between the beam center and the beam boundary. For this purpose, an interference mitigation technique has been proposed in an OFDMA based multi-beam satellite communication system, but this method can also increase the SNR of the signals of the UEs in the beam boundary region, but the diversity gain can not be obtained.
본 발명은 빔 경계에서의 간섭을 최소화할 수 있는 다중빔 위성 통신 시스템에서의 협력 전송 다이버시티 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a cooperative transmit diversity apparatus and method in a multi-beam satellite communication system that can minimize interference at beam boundaries.
본 발명은 빔 경계에 위치한 사용자 단말에서의 주파수 사용 효율을 높일 수 있는 다중빔 위성 통신 시스템에서의 협력 전송 다이버시티 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a cooperative transmit diversity apparatus and method in a multi-beam satellite communication system capable of enhancing frequency utilization efficiency in a user terminal located at a beam boundary.
본 발명은 빔 경계에서 협력 전송을 통한 다이버시티 이득을 얻도록 하는 다중빔 위성 통신 시스템에서의 협력 전송 다이버시티 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a cooperative transmit diversity apparatus and method in a multi-beam satellite communication system that enables diversity gain through cooperative transmission at beam boundaries.
본 발명은 다중빔 위성 통신 시스템에서의 하나 이상의 사용자 단말과의 통신을 수행하는 위성 장치로, 하나의 사용자 단말을 위한 신호를 각각 상이한 순환 오프셋에 의해 지연된 다수의 빔으로 생성하여 동시에 전송하는 송신부와, 다수의 빔 각각에 적용될 순환 지연 오프셋을 결정하여 상기 송신부에 출력하는 순환 지연 오프셋 결정부를 포함한다.The present invention relates to a satellite apparatus for performing communication with one or more user terminals in a multi-beam satellite communication system, the apparatus comprising: a transmitter for generating signals for one user terminal by a plurality of beams delayed by different circular offsets, And a cyclic delay offset determiner for determining a cyclic delay offset to be applied to each of the plurality of beams and outputting the cyclic delay offset to the transmitter.
본 발명은 다중빔 위성 통신 시스템에서의 위성 장치에 의한 협력 전송 다이버시티 송신 방법으로, 상이한 하나 이상의 순환 지연 오프셋을 결정하는 단계와, 상기 결정된 상이한 순환 지연 오프셋으로 지연된 하나 이상의 빔을 생성하여 하나의 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
The present invention relates to a cooperative transmit diversity transmission method by a satellite apparatus in a multi-beam satellite communication system, comprising: determining a different one or more cyclic delay offsets; generating one or more beams delayed with the determined different cyclic delay offsets, To the user terminal.
본 발명은 빔 중앙의 용량을 감소시키지 않으면서도 빔 중앙과 경계간의 디지털 디바이드를 해소하기 위해 빔 경계 지역의 용량을 증가시킬 수 있다는 이점이 있다.
The present invention has the advantage that the capacity of the beam boundary region can be increased in order to eliminate the digital divide between the beam center and the boundary without reducing the capacity of the center of the beam.
도 1은 일반적인 다중빔 위성 통신 시스템에서의 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 다중빔 위성 통신 시스템에서의 협력 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다중빔 위성 통신 시스템에서의 빔 경계 지역의 사용자를 위해 주파수 및 자원을 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다중빔 위성 통신 시스템의 개략적인 구성도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 시간 도메인에서 순환 지연 오프셋을 적용하는 송신부의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 주파수 도메인에서 순환 지연 오프셋을 적용하는 송신부의 구조를 도시한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 위성 장치의 송신부 구조의 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 8을 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 위성 장치에서의 다중 협력 다이버시티 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a diagram for explaining a communication method in a general multi-beam satellite communication system.
2 is a diagram for explaining a cooperative transmission method in a multi-beam satellite communication system.
3 is a diagram for explaining a method for managing frequency and resources for a user in a beam boundary region in a multi-beam satellite communication system.
4 is a schematic block diagram of a multi-beam satellite communication system according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a configuration of a transmitter for applying a cyclic delay offset in the time domain according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates a structure of a transmitter for applying a cyclic delay offset in the frequency domain according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing another embodiment of the structure of a transmitter of a satellite apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining a multi-cooperation diversity transmission method in a satellite apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명은 OFDM 또는 OFDMA 기반의 다중 빔 위성 시스템에서 다중 빔을 통해 협력 전송되는 빔들의 경계에 위치한 사용자 단말(User Equipment : UE)에 전송되는 신호들 간의 상이한 순환 지연 오프셋 값을 적용하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 장치 및 방법을 제안한다. The present invention applies a different cyclic delay offset value between signals transmitted to a user equipment (UE) located at the boundary of beams co-transmitted through multiple beams in an OFDM or OFDMA based multi-beam satellite system, And an apparatus and method for obtaining the same.
본 발명은 기존의 OFDM 기반의 지상 무선 인터페이스와 공통성을 유지하면서, 빔 경계에 위치한 UE가 다이버시티 이득을 얻어 시스템 용량을 극대화할 수 있는 장점이 있다. 본 발명은 OFDM 또는 OFDMA을 포함하는 다중 반송파 기반의 다중 빔 위성통신 시스템에서 적용 가능하다. 또한, L이나 S 대역과 같은 저 주파수 대역 또는 Ka, Ku 대역과 같은 고주파수 대역에서의 위성 통신 시스템에 적용 가능하다. 또한, 이동 또는 고정, 방송 위성 통신 시스템에서 적용 가능하다.
The present invention is advantageous in that a UE located at a beam boundary can gain a diversity gain and maximize a system capacity while maintaining commonality with a conventional OFDM-based terrestrial air interface. The present invention is applicable to a multi-carrier-based multi-beam satellite communication system including OFDM or OFDMA. It is also applicable to satellite communication systems in low frequency bands such as L and S bands or high frequency bands such as Ka and Ku bands. It is also applicable in mobile or fixed, broadcast satellite communication systems.
도 1은 일반적인 다중빔 위성 통신 시스템에서의 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a communication method in a general multi-beam satellite communication system.
도 1을 참조하면, 모든 UE는 위성 장치(100)로부터 방사되는 타겟 스팟 빔을 통해 통신을 하게 된다. UE1의 경우 인접 빔으로부터의 간섭이 없기 때문에 타겟 스팟 빔의 자원 사용이 용이하다. 그러나, UE2의 경우 빔 1과 빔 3의 경계에 위치하므로, 빔 1과 빔 3 사이의 간섭을 고려한 주파수 및 자원 계획이 요구된다. 위성 장치(100)가 주파수 재 사용률 1을 사용할 경우, 빔 1과 빔 3가 동일한 자원을 통해 서비스하게 된다. 따라서, UE2에는 빔 3로부터의 심각한 간섭으로 인해 성능 열화가 발생될 것이다. Referring to FIG. 1, all UEs communicate through a target spot beam emitted from a
UE3의 경우에는 빔 2 및 빔 3로부터 수신되는 신호의 강도가 빔 1으로부터 수신되는 신호의 강도와 비슷하므로, 간섭으로 인한 문제가 더욱 증가된다. 이를 극복하기 위한 방안으로 전술한 바와 같이 위성 장치(100)가 빔 경계 지역에서 부분적으로 자원을 사용하는 방안이 있다. 이는 인접 빔들 간에 동일한 자원을 사용되지 않도록 함으로써 간섭을 줄인다. 그러나, 이러한 방안은 빔 경계 지역에서 사용될 수 있는 자원의 양이 감소하는 단점이 있다.In case of UE3, since the strength of the signal received from
이러한 단점을 극복하기 위해 협력 전송 방법이 제안된다. 협력 전송 방법은 빔 경계 지역에서 통신 서비스를 제공하기 위해 인접 빔들 상호간에 경쟁 관계가 아니라 협력 관계가 형성되도록 하여, UE로의 통신 서비스 성능을 향상시키는 방법이다.A cooperative transmission method is proposed to overcome this disadvantage. The cooperative transmission method is a method for improving the communication service performance to the UE by forming a cooperative relationship with each other, rather than competing with each other, in order to provide communication service in the beam boundary region.
도 2는 다중빔 위성 통신 시스템에서의 협력 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a cooperative transmission method in a multi-beam satellite communication system.
도 2를 참조하면, 위성 장치(100)는 빔 중앙에 위치한 단말을 위한 전송 구간에서 이용할 수 있는 부반송파 모두를 통해 빔 중앙에 위치한 UE 1에 신호를 전송할 수 있다. 이때, 위성 장치(100)는 빔 중앙에 위치한 UE에게 간섭을 줄 수 있기 때문에 빔 중앙에 위치하지 않는 UE 2 및 UE 3에는 신호를 전송하지 않는다. 대신 위성 장치(100)는 빔 경계에 위치한 UE를 위한 전송 구간에 UE 2 및 UE 3에 신호를 전송한다. Referring to FIG. 2, the
도 1에 도시된 방법에서는 인접 빔들 상호간에 상이한 자원을 사용하므로, 빔 경계에 위치한 UE들이 상기 인접 빔들 중 하나의 빔으로부터 통신 서비스를 제공 받았다. 그러나, 도 2에 도시된 협력 전송 방법에서 빔 경계에 위치한 UE는 인접 빔들 모두를 통해 통신 서비스를 제공받는다. 예컨대, 위성 장치(100)는 빔 1 및 빔 3를 통해 UE2에게 동시에 동일한 자원을 통해 신호를 전송한다. 따라서, 도 1에 도시된 방법과는 달리, 빔 3로부터의 신호가 더 이상 간섭이 아니라 UE2의 신호를 강화시켜 주게 된다. 따라서, UE2에서의 수신 성능이 향상될 수 있다. 또한, 위성 장치(100)는 빔 1, 빔 2 및 빔 3를 통해 동시에 동일한 자원을 통해 동일한 신호를 UE3에 전송함으로써 UE3의 수신 성능을 향상시킬 수 있다. In the method shown in FIG. 1, since the adjacent beams use different resources, the UEs located at the beam boundary receive communication service from one of the adjacent beams. However, in the cooperative transmission method shown in FIG. 2, a UE located at a beam boundary is provided with communication services through all adjacent beams. For example, the
또한, 도 1에 도시된 방법에서 빔 경계에 위치한 UE는 빔 중앙에 위치한 UE보다 낮은 EIRP를 가지며, 인접 빔으로부터 간섭이 존재하기 때문에 수신 성능이 많이 저하된다. 뿐만 아니라 빔 경계에 위치한 UE는 전체 부반송파 중 일부의 그룹만을 통해 신호를 수신할 수 있기 때문에 최대 주파수 효율이 떨어진다. 반면, 도 2에 도시된 협력 전송 방법의 경우, UE가 빔 경계 지역에 위치해 있어도 다중 빔으로부터 자신의 신호를 수신하게 된다. 따라서, 빔 경계 지역의 UE에서 신호대 잡음비가 증가될 수 있으며, 인접빔에서도 자신의 신호를 송신하기 때문에 간섭을 피할 수 있다. 또한, 빔 경계 지역의 UE의 수가 적다면, UE에게 할당 가능한 부반송파가 많아지므로 최대 주파수 효율을 높일 수 있다. Also, in the method shown in FIG. 1, the UE located at the beam boundary has a lower EIRP than the UE located at the center of the beam, and interference is present from the adjacent beam, so reception performance is greatly reduced. In addition, the maximum frequency efficiency is degraded because the UE located at the beam boundary can receive signals only through some of the subcarriers. On the other hand, in the case of the cooperative transmission method shown in FIG. 2, even if the UE is located in a beam boundary region, it receives its signal from multiple beams. Therefore, the signal-to-noise ratio can be increased in the UE in the beam boundary region, and interference can be avoided because the adjacent beam also transmits its own signal. In addition, if the number of UEs in the beam boundary region is small, the maximum frequency efficiency can be increased since the number of sub-carriers allocable to the UE increases.
그러나, 이러한 협력 전송 방법의 경우에도 인접 빔들 간의 서로 협력하여 하나의 UE와 통신이 이루어지기 때문에, 통신을 지원할 수 있는 UE 수가 줄어들 수 있다는 단점에 있다. 예컨대, 빔 3가 UE2와의 통신 서비스에 사용되지 않는다면, 빔 3의 경계지역에 있는 다른 UE와 통신을 위해 사용될 수 있다. However, even in the case of such a cooperative transmission method, the number of UEs capable of supporting communication can be reduced because the neighboring beams are cooperated with each other and communication is performed with one UE. For example, if
그러나, 이러한 단점은 다중 빔들간의 자원 및 주파수의 관리, 그리고 빔 경계 지역의 용량을 증가시킴으로써 극복 가능하다.However, this disadvantage can be overcome by managing the resource and frequency between multiple beams, and by increasing the capacity of the beam boundary region.
도 3은 다중빔 위성 통신 시스템에서의 빔 경계 지역의 사용자를 위해 주파수 및 자원을 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a method for managing frequency and resources for a user in a beam boundary region in a multi-beam satellite communication system.
도 3을 참조하면, 7개의 빔이 형성되어 있는데, 빔은 빔 중앙(SCall)과 빔 경계(SC)로 구분될 수 있다. 빔 경계(SC)는 다시 2개의 빔이 중첩되는 영역(SC1, SC2, SC3, SC4, SC5, SC6)와 3 개의 빔이 중첩되는 영역(SC1', SC2', SC3', SC4', SC5', SC6')로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 3, seven beams are formed, and the beam can be divided into a beam center SCall and a beam boundary SC. The beam boundary SC further includes areas SC1 ', SC2', SC3 ', SC4', and SC5 'in which the two beams overlap each other and the three beams overlap each other (SC1, SC2, SC3, SC4, , SC6 ').
위성 장치는 UE가 도 3에 도시된 바와 같이 구분되는 영역 중 어디에 위치하는지 확인한다. 즉, UE의 위치가 빔 중앙인지 또는 빔 경계인지를 확인한다. 위성 장치는 빔 중앙에 위치한 UE와 빔 경계에 위치한 UE를 각각 분리한다. 그리고, 위성 장치는 빔 중앙에 위치한 UE 전송 구간 동안, 모든 부반송파를 이용하여 빔 중앙에 위치한 UE에 서비스를 제공한다. 이 전송 구간은 주파수 재 사용률 1로 서비스가 제공되는 구간이다. The satellite device verifies where the UE is located in the region delineated as shown in FIG. That is, it is checked whether the position of the UE is the beam center or the beam boundary. The satellite device separates the UE located at the beam center and the UE located at the beam center, respectively. And, the satellite device provides the service to the UE located at the center of the beam using all the subcarriers during the UE transmission period located at the center of the beam. This transmission interval is a period in which the service is provided with a frequency reuse ratio of 1.
다음으로 위성 장치는 빔 경계에 위치한 UE를 위한 전송 구간 동안 빔 경계에 위치한 UE에 서비스를 제공하게 된다. 그런데, 이를 위해 빔 경계에 위치한 UE는 자신의 위치에서 협력 다중 포인트 전송이 가능한 빔의 수를 모니터링하고, 그 모니터링 결과를 위성 장치로 알려야 한다. 위성 장치는 빔 경계에 위치한 UE로부터 전송되는 모니터링 결과를 이용하여, 인접 빔 2개를 이용하여 협력 다중 포인트 전송이 가능한 UE와 인접 빔 3개를 이용하여 협력 다중 포인트 전송이 가능한 UE를 분리한다. 그리고, 위성 장치는 인접 빔 2개를 이용하여 협력 다중 포인트 전송이 가능한 UE들이 요구하는 트래픽 정보를 확인한다. 즉, 위성 장치는 빔 1과 빔 2를 이용하여 협력 다중 포인트 전송을 요구하는 UE들의 총 요구 트래픽 양을 계산하고, 빔 1과 빔 3, 빔 4, 빔 5, 빔 6, 빔 7을 각각 이용하여 협력 다중 포인트 전송을 요구하는 UE들의 총 요구 트래픽 양들을 계산한다. 위성 장치는 계산된 협력 빔들 간의 요구되는 트래픽 양에 따라 위성빔 1의 경계에 위치한 UE들을 위해 각 부반송파 그룹의 크기를 적절히 할당한다. 예컨대, 빔 1과 빔 2를 이용하여 협력 다중 포인트 전송이 이루어지는 경우의 트래픽 양이 매우 많을 경우, 위성 장치를 SC1을 위한 부반송파를 가장 많이 할당하게 된다. 이와 같이 방식으로 부반송파 그룹에 자원이 할당되면, 다른 빔들에서 트래픽이 요구되지 않을 경우 위성 장치는 그 부반송파 그룹에 최대로 부반송파를 할당할 수 있다. 따라서, 빔 경계에 위치한 UE의 최대 주파수 효율이 향상될 뿐만 아니라, 빔 경계에 위치한 UE들의 트래픽 요구사항에 따라 유연하게 자원이 할당될 수 있게 된다. The satellite device then services the UE located at the beam boundary during the transmission interval for the UE located at the beam boundary. For this purpose, the UE located at the beam boundary must monitor the number of beams capable of cooperative multi-point transmission at its own location and report the monitoring result to the satellite device. The satellite apparatus separates UEs capable of cooperative multipoint transmission using UEs capable of cooperative multipoint transmission using two neighboring beams and three adjacent beams using monitoring results transmitted from UEs located at a beam boundary. The satellite apparatus verifies the traffic information requested by the UEs capable of cooperative multi-point transmission using two adjacent beams. That is, the satellite apparatus calculates the total demand traffic amount of the UEs requesting the cooperative multi-point transmission using the
위성 장치는 트래픽 요구사항에 따라 적절히 할당한 부반송파 그룹들을 협력 다중 포인트 전송을 하는 인접 빔에서 동일한 부반송파를 사용하여 그 빔들의 경계에 위치한 UE들에게 동일한 신호를 전송한다. 신호의 전송은 빔 경계 지역을 위한 전송 구간 중에 2개의 빔을 사용하여 협력 다중 포인트 전송을 하기 위한 전송 구간에 이루어진다. 이러한 방법은 빔 경계에 위치한 UE들의 신호 대 잡음 비를 높일 수 있으며 인접 빔 또한 자신의 신호를 전송하기 때문에 간섭을 대폭 감소시킬 수 있다. The satellite apparatus transmits the same signal to the UEs located at the boundaries of the beams using the same subcarriers in the adjacent beams that perform cooperative multipoint transmission on the subcarrier groups appropriately allocated according to the traffic requirements. The transmission of the signal takes place during the transmission interval for cooperative multipoint transmission using two beams during the transmission interval for the beam boundary area. This method can increase the signal-to-noise ratio of the UEs located at the beam boundary, and the neighboring beam also transmits its own signal, so interference can be greatly reduced.
마지막으로 위성 장치는 인접 빔 3개를 이용하여 협력 다중 포인트 전송이 가능한 UE들이 요구하는 트래픽 정보를 확인한다. 예컨대, 도 3을 참조하면 위성 장치는 빔 1, 빔 2 및 빔3을 이용하여 협력 다중 포인트 전송을 요구하는 UE들의 총 요구 트래픽 양을 계산하고, 빔 1과 다른 두 개의 빔들을 이용하여 협력 다중 포인트 전송을 요구하는 UE들의 총 요구 트래픽 양들을 각각 계산한다. 위성 장치는 계산된 협력 빔들 간의 요구되는 트래픽 양에 따라 빔 1의 경계에 위치한 UE들을 위해 각 부반송파 그룹의 크기를 적절히 할당한다. 예를 들어, 빔 1, 빔 2 및 빔 3를 이용하여 협력 다중 포인트 전송이 이루어지는 경우의 트래픽 양이 매우 많을 경우, SC2’을 위한 부반송파가 가장 많이 할당된다. 이와 같이 부반송파 그룹에 자원이 할당되면, 다른 빔들에서 트래픽이 요구되지 않을 경우 그 부반송파 그룹에 최대로 부반송파가 할당될 수 있다. 따라서, 빔 경계에 위치한 UE의 최대 주파수 효율이 향상될 뿐만 아니라, 빔 경계에 위치한 UE들의 트래픽 요구사항에 따라 유연하게 자원이 할당될 수 있다. Finally, the satellite device confirms the traffic information requested by the UEs capable of cooperative multi-point transmission using three adjacent beams. For example, referring to FIG. 3, a satellite apparatus calculates the total amount of demand traffic of UEs requesting cooperative multi-point
위성 장치는 트래픽 요구사항에 따라 적절히 할당한 부반송파 그룹들을 협력 다중 포인트 전송을 하는 인접 빔에서 같은 부반송파를 사용하여 그 빔들의 경계에 위치한 UE들에게 동일한 신호를 전송한다. 신호의 전송은 빔 경계 지역을 위한 전송 구간 중에 3개의 빔을 사용하여 협력 다중 포인트 전송을 하기 위한 전송 구간에서 이루어진다. 이러한 방법을 통해 빔 경계에 위치한 UE들의 신호 대 잡음 비가 향상될 뿐만 아니라, 인접 빔에서도 빔 경계에 위치한 UE들의 신호를 전송하기 때문에 간섭을 대폭 감소된다.The satellite apparatus transmits the same signal to the UEs located at the boundaries of the beams using the same subcarriers in the adjacent beams in the cooperative multi-point transmission with the subcarrier groups appropriately allocated according to the traffic requirements. The transmission of the signal takes place in the transmission interval for cooperative multi-point transmission using three beams during the transmission interval for the beam boundary zone. In this way, not only the signal-to-noise ratio of the UEs located at the beam boundary is improved, but also the signals of the UEs located at the beam boundary are transmitted even in the adjacent beam.
전술한 바와 같은 협력 전송 방법은 빔 경계에 위치한 UE들에서 발생되는 간섭을 줄이면서 수신 SNR을 높일 수 있다. 따라서, 전체 시스템 용량이 증대되는 장점이 있다. 그러나, 이러한 협력 전송 방법에서는 다수의 빔을 통해 전송되는 UE 신호들 사이에 다이버시티 이득을 얻을 수 없다.The cooperative transmission method as described above can increase the reception SNR while reducing the interference generated at the UEs located at the beam boundary. Therefore, there is an advantage that the total system capacity is increased. However, in this cooperative transmission method, diversity gain can not be obtained between UE signals transmitted through a plurality of beams.
따라서, 본 발명은 전술한 협력 전송 방법의 장점을 모두 가지면서 다수의 빔을 통해 전송되는 UE 신호들 사이에 다이버시티 이득을 얻기 위해, 위성 송신부에 순환 지연 오프셋 지연기를 적용한 장치 및 방법을 제안한다. 이러한 본원 발명의 실시 예를 통해 기존 위성 통신 시스템과 호환성을 유지하고, UE의 구조 및 제어 신호를 변경하지 않으면서 다이버시티 이득을 얻을 수 있다Accordingly, the present invention proposes an apparatus and method for applying a cyclic delay offset delay to a satellite transmitter to obtain a diversity gain between UE signals transmitted through a plurality of beams while having all the advantages of the cooperative transmission method described above . Through the embodiments of the present invention, compatibility with the existing satellite communication system can be maintained and diversity gain can be obtained without changing the structure and control signal of the UE
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다중빔 위성 통신 시스템의 개략적인 구성도를 도시한 도면이다. 4 is a schematic block diagram of a multi-beam satellite communication system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 위성 장치(410)는 순방향 링크 채널을 통해 사용자 단말(User Equipment : UE)(420)로 정보를 전송할 수 있다. 또한, 위성 장치(410)는 사용자 단말(420)로부터 역방향 링크 채널을 통해 정보를 수신할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
본 발명의 실시 예에 따라, 위성 장치(410)는 상세하게는 협력 전송 제어부(411), 순환 지연 오프셋 결정부(412) 및 송신부(413)를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the
송신부(413)는 OFDMA 기반의 무선 인터페이스 방식을 바탕으로 신호를 송신할 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 순환 오프셋 지연 동작을 수행한다. 순환 오프셋 지연이 주파수 도메인과 시간 도메인 중 어디에서 수행되는지에 따라 송신부(413)는 두 가지 실시 예가 가능하다. 여기서, 빔 경계에 위치하는 UE는 2개 또는 3개의 빔으로부터 자신의 신호를 수신할 수 있기 때문에 본 발명의 실시 예에서는 2개 또는 3개의 빔으로부터의 협력 전송에 순환 지연 오프셋을 적용하는 실시 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 이는 본 발명의 실시 예일 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 3개 이상의 빔으로부터의 협력 전송에서도 적용될 수 있음은 물론이다.The
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 시간 도메인에서 순환 지연 오프셋을 적용하는 송신부의 구성을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of a transmitter for applying a cyclic delay offset in the time domain according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 송신부(413)는 하나의 사용자 단말을 위한 신호를 다수의 빔으로 생성하여 다수의 안테나 피드 그룹을 통해 동시에 전송하는 구조를 갖는다. 그런데, 다수의 빔을 통해 협력 전송되는 빔 경계 사용자 단말을 위한 다중 빔 신호들 간에는 대부분 LOS(Line of Sight)를 통한 통신이 이루어지기 때문에 각 빔과 빔 경계 사용자 단말 간의 채널 특성은 주파수 평면(Frequency flat) 특성을 갖게 된다. 따라서, 다중 빔으로부터의 수신 신호가 주파수 선택적 특징을 갖지 않기 때문에, OFDMA 기반의 지상 시스템에서 얻을 수 있는 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 없게 된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 송신부(413)는 빔 신호들 간의 주파수 선택적 페이딩을 생성하기 위해 다중 빔 신호들 각각에 상이한 순환 지연 오프셋을 적용한다. Referring to FIG. 5, the
도 5를 참조하면, 역고속 푸리에 변환기(inverse fast fourier tramsform : IFFT)(511, 512, 513)는 입력되는 다중 빔의 물리 계층 데이터에 대해 각각 IFFT를 수행한 후, 병렬/직렬 변환기(Paralellto Serial Converter : P/S)(521, 522, 523)로 출력한다. 병렬/직렬 변환기(Paralell to Serial Converter : P/S)(521, 522, 523)는 IFFT(511, 512, 513)으로부터 출력된 다중 빔 신호를 각각 직렬 변환한 후 출력한다. 순환 오프셋 지연기(Cyclic Offset Delay : D)(531, 532, 533)는 각 다중빔 신호와 UE 간의 채널 특성을 인위적으로 주파수 선택적으로 만들기 위해 각 다중빔을 위한 안테나 피드 신호들에 상이한 순환 지연 오프셋을 적용한다. 빔 1을 생성하는 순환 오프셋 지연기(531)들에는 인 순환 지연 오프셋이 적용되고, 빔 2를 생성하는 순환 오프셋 지연기(532)들에는 인 순환 지연 오프셋이 적용되고, 빔 3를 생성하는 순환 오프셋 지연기(533)에는 인 순환 지연 오프셋이 적용된다. Referring to FIG. 5, inverse fast Fourier transforms (IFFT) 511, 512 and 513 perform IFFT on the physical layer data of the input multi-beam, (P / S) 521, 522, and 523, respectively. The parallel-to-serial (P / S)
보호 구간 삽입기(Guard Interval Inserter : G)(540)는 순환 오프셋 지연기(D)(531, 532, 533) 각각에서 출력된 신호에 보호 구간을 삽입한 후, 디지털 아날로그 변환기(Digital Analog Converter : DAC)(550)에 출력한다. 여기서, 보호 구간은 OFDMA 통신 시스템에서 OFDM 심벌을 송신할 때 이전 OFDM 심벌 시간에 송신한 OFDM 심벌로 현재 OFDM 심벌간에 송신할 현재 OFDM 심벌간에 간섭(interference)를 제거하기 위해 삽입되는데, 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix) 또는 사이클릭 포스트픽스(Cyclic Postfix) 형태가 될 수 있다. 디지털 아날로그 변환기(Digital Analog Converter : DAC)(550)는 보호 구간 삽입기(540)에서 출력된 신호를 아날로그 변환하여 출력한다. 그러면, 빔 형성기(Beamforming : B/F)(560)는 아날로그 변환기(DAC)(550)로부터 출력된 신호들을 빔으로 형성하여 안테나 피드 1부터 N들로 구성된 안테나 그룹으로 출력한다. 이때, 빔 형성기 1(561)을 통해 빔 1을, 빔 형성기 2(562)를 통해 빔 2, 빔 형성기 3(563)을 통해 빔 3가 형성되어 전송된다. 또한, 도 5는 하나의 안테나 피드 그룹을 통해 전송되는 빔 1, 2, 3을 형성하였으나 다른 안테나 피드 그룹을 통해 전송되는 빔 1, 2, 3를 형성하는 경우에도 동일하게 적용 가능하다.A guard interval inserter (G) 540 inserts a guard interval into a signal output from each of the circulation offset delays (D) 531, 532 and 533, DAC < / RTI > Herein, the guard interval is inserted in the OFDMA communication system in order to remove the interference between the current OFDM symbols to be transmitted between the current OFDM symbols in the OFDM symbol transmitted in the previous OFDM symbol time when transmitting the OFDM symbol in the OFDMA communication system. A cyclic prefix or a cyclic postfix. A digital analog converter (DAC) 550 analog-converts the signal output from the
도 6은 주파수 도메인에서 순환 지연 오프셋을 적용하는 송신부의 구조를 도시한다. 6 shows a structure of a transmitter for applying a cyclic delay offset in the frequency domain.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 순환 오프셋 지연부(611, 612, 613) 및 빔 형성부(621, 622, 623)가 IFFT(630) 이전에 위치한다. 따라서, 시간 도메인에서 순환 지연 오프셋을 적용하는 실시 예와 달리 송신부의 구조가 단순해진다. 하기에서는 순환 오프셋 지연부(611, 612, 613) 및 빔 형성부(621, 622, 623)를 제외한 송신부의 다른 구성 요소의 동작은 도 5와 동일하므로 생략하기로 한다.Referring to FIG. 6, the cyclic offset
하나의 사용자 단말을 위해 다중빔을 형성할 k번째 부반송파 데이터 벡터가 송신부(413)에서 입력된다. 순환 오프셋 지연부(611, 612, 613)는 각 빔에서 k번째 부반송파에서 전송되는 데이터 신호에 대각 행렬을 가지는 순환 지연 오프셋 행렬 Ri(i=1, 2, 3)를 적용한다. 예컨대, 순환 지연 오프셋 행렬 R1은 하기의 <수학식 1>과 같은 대각 행렬일 수 있다.A k th subcarrier data vector for forming a multi-beam for one user terminal is input from the
빔 형성부(621, 622, 623)는 타겟 빔을 형성하기 위해, 순환 오프셋 지연부(611, 612, 613)으로부터 출력된 데이터에 빔 형성 행렬 B1을 곱한다. 상기 빔 형성부(621, 622, 623)로부터 출력된 빔 1, 2, 3의 k번째 부반송파 신호는 IFFT(630)에서 k번째 부반송파 위치에 매핑된 후 각 안테나에서 독립적으로 송신된다. 따라서, 순환 지연 오프셋을 적용하고 디지털 빔 형성 알고리즘을 적용한 각 안테나 피드 그룹을 위한 신호 x(k)는 빔 형성을 위한 안테나 그룹을 구성하는 안테나 피드 요소들의 IFFT를 위한 k번째 부반송파 신호로 매핑되어 IFFT 후 RF 처리 후에 송신되게 된다. 여기서, 선택되는 순환 지연 오프셋 값 , , 은 빔 1, 2, 3의 협력 전송을 통해 신호를 수신하는 빔 경계 지역 UE의 다이버시티 이득을 극대화할 수 있도록 선택한다. 예를 들어, 0, 2pi/3, 4pi/3이 선택될 수 있다.The
다시 도 4를 참조하면, 협력 전송 제어부(411)는 순환 지연 오프셋 결정부(412) 및 송신부(413)의 동작을 제어하기 위한 신호를 출력한다. 협력 전송 제어부(411)는 협력 다중 포인트 전송 여부를 판단하여, 협력 다중 포인트 전송일 경우에 순환 지연 오프셋 결정부(412)에 순환 지연 오프셋을 생성하여 출력하도록 제어 신호를 입력함과 동시에 송신부(413)에서 순환 오프셋 지연기가 동작되도록 제어한다. 그런데, 협력 전송 제어부(411)는 협력 다중 포인트 전송시 다음의 두 가지 실시 예에 따라 상이한 제어 신호를 출력한다. Referring again to FIG. 4, the cooperative
첫 번째로, 전체 프레임에서 협력 다중 포인트 전송이 적용되는 시간 구간이 구분되지 않고, 순환 지연 오프셋 지연이 적용되는 경우이다.First, there is no distinction of the time period over which the cooperative multi-point transmission is applied in the entire frame, and the case where the cyclic delay offset delay is applied.
두 번째로, 전체 프레임에서 협력 다중 포인트 전송이 적용되는 시간 구간이 구분되는 경우이다. Secondly, the time frame to which the cooperative multi-point transmission is applied in the entire frame is divided.
첫 번째 실시 예에서는 모든 프레임에 순환 지연 오프셋 지연이 적용되므로 송신부의 동작이 단순해지는 이점이 있다. 두 번째 실시 예에서는 빔 2개로부터 협력 전송되는 빔 경계 사용자 단말과 빔 3개로부터 협력 전송되는 빔 경계 사용자 단말들마다 독립적으로 최적의 순환 지연 오프셋 값을 선택할 수 있어 최적의 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 장점이 있다.In the first embodiment, since the cyclic delay offset delay is applied to all the frames, the operation of the transmitter is simplified. In the second embodiment, an optimum cyclic delay offset value can be independently selected for each of beam-border user terminals cooperatively transmitted from two beams and beam-boundary user terminals cooperatively transmitted from three beams, thereby obtaining an optimal diversity gain There is an advantage.
한편, 순환 지연 오프셋 결정부(413)는 빔 경계에 위치한 사용자 단말이 최대의 다이버시티 이득을 획득하도록 미리 결정된 순환 지연 오프셋 리스트를 저장한다. 그리고, 순환 지연 오프셋 결정부(413)는 순환 지연 제어부(411)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 순환 지연 오프셋 리스트에서 순환 지연 오프셋을 결정하여 송신부(413)에 출력한다. Meanwhile, the cyclic delay offset
첫 번째의 실시 예에 따라 빔 경계에 위치한 사용자 단말이 최대 3개의 빔으로부터 신호를 수신할 수 있으므로, 순환 지연 오프셋 결정부(412)는 최대의 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 순환 지연 오프셋 값 3개를 결정하여 송신부(413)에 출력한다. 예컨대, 도 5를 참조하면, 빔 1을 생성하는 순환 오프셋 지연기(531)들에는 을 순환 지연 오프셋으로 출력하고, 빔 2를 생성하는 순환 오프셋 지연기(532)들에는 을 순환 지연 오프셋으로 출력하고, 빔 3를 생성하는 순환 오프셋 지연기(533)에는 을 순환 지연 오프셋으로 출력한다. 또한, 다중 빔 위성 장치는 3개의 순환 지연 오프셋 지연기를 인접한 빔들 간에 다른 순환 지연 오프셋 지연기를 선택하는 방식으로 재사용할 수 있다. Since the user terminal located at the beam boundary can receive signals from up to three beams according to the first embodiment, the cyclic delay offset
두 번째의 실시 예에 따라 협력 전송 제어부(411)는 2 개의 빔 협력 전송 구간인지 또는 3 개의 빔 협력 전송 구간인지의 지시 정보를 순환 지연 오프셋 결정부(412) 또는 송신부(413)에 출력한다. According to the second embodiment, the cooperative
그러면, 순환 지연 오프셋 결정부(412)는 2 개의 빔 협력 전송 구간 또는 3 개의 빔 협력 전송 구간에서 각각 상이한 최적의 순환 지연 오프셋 값을 선택하여 송신부(413)에 출력해 줄 수 있다. 또한, 송신부(413)는 2 개의 빔 협력 전송 구간 또는 3 개의 빔 협력 전송 구간에서 상이하게 동작될 수 있다. 3 개의 빔 협력 전송 구간에서는 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 3개의 빔이 협력 전송 가능하도록 송신부(413)가 구동되어 빔 3개를 송신하게 된다. Then, the cyclic delay offset
반면, 빔 2개로부터 협력 전송이 이루어지는 구간의 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 2개의 빔이 협력 전송 가능하도록 송신부(413)가 구동되어 빔 2개를 송신하게 된다. 또한, 도 5에 경우에는 협력 전송 제어부(411)로부터 2 개의 빔 전송 구간이라는 제어 신호가 입력될 경우, 빔 3를 위한 송신 장치는 구동되지 않을 수도 있다. On the other hand, in the section where cooperative transmission is performed from two beams, the transmitting
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 위성 장치의 송신부 구조의 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다.7 is a diagram showing another embodiment of the structure of a transmitter of a satellite apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 순환 오프셋 지연부(711, 712) 및 빔 형성부(721, 722)가 IFFT(730) 이전에 위치한다. 하기에서는 순환 오프셋 지연부(711, 712) 및 빔 형성부(721, 722)를 제외한 송신부의 다른 구성 요소의 동작은 도 5와 동일하므로 생략하기로 한다.Referring to FIG. 7, cyclic offset
하나의 사용자 단말을 위해 다중빔을 형성할 k'번째 부반송파 데이터 벡터가 송신부(413)에서 입력된다. 순환 오프셋 지연부(711, 712, 713)는 각 빔에서 k번째 부반송파에서 전송되는 데이터 신호에 대각 행렬을 가지는 순환 지연 오프셋 행렬 Ri'(i=1, 2)를 적용한다. 예컨대, 순환 지연 오프셋 행렬 R1'는 하기의 <수학식 2>과 같은 대각 행렬일 수 있다.A k'th subcarrier data vector for forming a multiple beam for one user terminal is input to the
빔 형성부(721, 722)는 타겟 빔을 형성하기 위해, 순환 오프셋 지연부(711, 712)로부터 출력된 데이터에 빔 형성 행렬 B1을 곱한다. 빔 형성부(721, 722)로부터 출력된 빔 1, 2의 k'번째 부반송파 신호는 IFFT(730)에서 k'번째 부반송파 위치에 매핑된 후 각 안테나에서 독립적으로 송신된다. 따라서, 순환 지연 오프셋을 적용하고 디지털 빔 형성 알고리즘을 적용한 각 안테나 피드 그룹을 위한 신호 x(k)는 빔 형성을 위한 안테나 그룹을 구성하는 안테나 피드 요소들의 IFFT를 위한 k'번째 부반송파 신호로 매핑되어 IFFT 후 RF 처리 후에 송신되게 된다. 여기서, 선택되는 순환 지연 오프셋 값 τ1, τ2은 빔 1, 2의 협력 전송을 통해 신호를 수신하는 빔 경계 지역에 위치한 사용자 단말의 다이버시티 이득을 극대화할 수 있도록 선택한다. 예를 들어 0, pi을 선택할 수 있다.The
그러면, 전술한 바와 같은 위성 통신 시스템에서의 다이버시티 송신 방법을 설명하기로 한다.The diversity transmission method in the above-described satellite communication system will now be described.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위성 통신 시스템에서의 다이버시티 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart for explaining a diversity transmission method in a satellite communication system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 위성 장치는 810 단계에서 협력 다중 포인트 전송이 필요한지 판단한다. 상기 810 단계의 판단 결과 협력 다중 포인트 전송이 필요하지 않은 경우, 위성 장치는 820 단계에서 순환 지연 오프셋 적용을 하지 않고 종료한다.Referring to FIG. 8, in
그러나, 상기 판단 결과 협력 다중 포인트 전송이 필요할 경우, 위성 장치는 다중 빔에 적용될 각각 상이한 순환 오프셋 값을 결정해야 한다. 그런데, 본 발명에 따라 모든 프레임에 동일한 순환 지연 오프셋을 수행할지, 2개의 빔 협력 전송 구간 또는 3 개의 빔 협력 전송 구간을 구분하여 순환 지연 오프셋을 수행할지에 따라 두 가지 실시 예가 가능하다.However, if it is determined that the cooperative multipoint transmission is required, the satellite apparatus must determine a different circular offset value to be applied to the multiple beams. However, according to the present invention, two embodiments are possible depending on whether the same cyclic delay offset is performed in all frames or whether two beam cooperative transmission intervals or three beam cooperative transmission intervals are divided to perform a cyclic delay offset.
따라서, 위성 장치는 830 단계에서 모든 프레임을 통해 동일한 순환 지연 오프셋을 적용하는지의 여부를 판단한다. Thus, the satellite device determines whether to apply the same cyclic delay offset over all of the frames in
상기 820 단계의 판단 결과 모든 프레임에 순환 지연 오프셋을 적용하는 것으로 판단될 경우, 위성 장치는 840 단계에서 전술한 바와 같은 첫 번째 실시 예에서와 같이 모든 프레임에 동일하게 적용될 빔별로 상이한 순환 지연 오프셋을 결정하고, 결정된 순환 지연 오프셋으로 각각 지연된 다중빔을 생성한다. If it is determined in
그러나, 상기 830 단계의 판단 결과 모든 프레임에 순환 지연 오프셋을 적용하는 것이 아닐 경우, 즉, 모든 프레임에서 순환 지연 오프셋을 적용하는 것이 아니라, 2개의 빔 전송 구간 또는 3개의 빔 전송 구간이 존재할 경우, 위성 장치는 850 단계에서 현재 전송 구간이 2 개의 빔 전송 시간 구간 또는 3 개의 빔 전송 구간인지를 판단한다. 상기 850 단계의 판단 결과, 2 개의 빔 전송 시간 구간일 경우에는 위성 장치는 860 단계에서 2개의 빔을 위한 최적의 순환 지연 오프셋을 선택하여 적용한다. 그러나, 850 단계의 판단 결과, 3개의 빔 전송 시간 구간일 경우에는 위성 장치는 870 단계에서 3개의 빔을 위한 최적의 순환 지연 오프셋을 선택하여 적용한다.However, if it is determined in
그리고, 위성 장치는 전술한 바와 같이 순환 지연 오프셋이 적용된 하나 이상의 빔을 하나의 사용자 단말로 전송한다.Then, the satellite apparatus transmits one or more beams to which the cyclic delay offset is applied to one user terminal as described above.
Claims (18)
하나의 사용자 단말을 위한 신호를 각각 상이한 순환 오프셋에 의해 지연된 다수의 빔으로 생성하여 동시에 전송하는 송신부와,
다수의 빔 각각에 적용될 순환 지연 오프셋을 결정하여 상기 송신부에 출력하는 순환 지연 오프셋 결정부와,
상기 하나의 사용자 단말의 위치에 따라 다중 협력 포인트 전송 여부를 결정하여 상기 순환 지연 오프셋에 대한 적용 여부를 제어하기 위한 제어 신호를 상기 순환 지연 오프셋 결정부로 출력하는 협력 전송 제어부를 포함함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
A satellite apparatus for performing communication with one or more user terminals in a multi-beam satellite communication system,
A transmitter for generating a plurality of beams delayed by different circulation offsets and simultaneously transmitting signals for one user terminal,
A cyclic delay offset determining unit for determining a cyclic delay offset to be applied to each of the plurality of beams and outputting the determined cyclic delay offset to the transmitter,
And a cooperative transmission controller for determining whether or not to transmit the multi-cooperative point according to the position of the one user terminal and outputting a control signal for controlling the application of the cooperative delay offset to the cooperative delay offset determiner A multi-cooperative transmit diversity transmitter.
하나 이상의 다중 안테나 피드 그룹을 통해 다수의 빔을 전송함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the transmitter
Wherein the plurality of beams are transmitted through at least one multi-antenna feed group.
직교 주파수 분할 다중 접속 기반의 무선 인터페이스 기반으로 신호를 송신함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the transmitter
Wherein the signal is transmitted based on a radio interface based on an orthogonal frequency division multiple access scheme.
시간 도메인에서 순환 지연 오프셋 동작을 수행함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the transmitter
And performs a cyclic delay offset operation in the time domain.
주파수 도메인에서 순환 지연 오프셋 동작을 수행함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the transmitter
And performs a cyclic delay offset operation in the frequency domain.
다수의 빔으로 생성될 다수의 물리 계층 데이터 비트들을 입력받아 역 고속 푸리에 변환하여 출력하는 다수의 역 고속 푸리에 변환기와,
상기 다수의 역 고속 푸리에 변환기로부터 출력되는 병렬 신호를 직렬 신호로 변환하여 출력하는 다수의 병렬/직렬 변환기와,
상기 다수의 병렬/직렬 변환기로부터 출력되는 다수의 신호를 상이한 순환 지연 오프셋으로 지연시켜 출력하는 다수의 순환 오프셋 지연기와,
상기 다수의 순환 오프셋 지연기로부터 출력된 다수의 신호에 각각 보호 구간을 삽입하는 다수의 보호 구간 삽입기와,
상기 다수의 보호 구간 삽입기로부터 출력된 신호들 각각을 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 다수의 디지털 아날로그 변환기와,
상기 다수의 디지털 아날로그 변환기로부터 출력되는 신호들을 각각 빔으로 형성하여 안테나를 통해 전송하는 다수의 빔형성기를 포함함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the transmitter
A plurality of inverse fast Fourier transformers for receiving a plurality of physical layer data bits to be generated by a plurality of beams,
A plurality of parallel-to-serial converters for converting a parallel signal output from the plurality of inverse fast Fourier transformers into a serial signal,
A plurality of cyclic offset delays for delaying and outputting a plurality of signals output from the plurality of parallel-to-serial converters with different cyclic delay offsets,
A plurality of guard interval inserters for inserting guard intervals into the plurality of signals output from the plurality of cyclic offset delays,
A plurality of digital-to-analog converters for converting the signals output from the plurality of guard interval inserters into analog signals and outputting the analog signals,
And a plurality of beamformers for forming signals output from the plurality of digital-to-analog converters into beams and transmitting the beams through an antenna.
빔을 송신하는 다중 안테나의 안테나 구성 요소 각각에 대응되는 순환 오프셋 지연 구성 요소를 포함함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
7. The apparatus of claim 6, wherein each of the plurality of cyclic offset retarders
And a cyclic offset delay component corresponding to each of the antenna components of the multiple antennas transmitting the beam.
다수의 빔으로 생성될 부반송파 데이터 벡터가 입력됨에 따라, 상이한 데이터 벡터에 빔별로 각각 상이한 순환 지연 오프셋 행렬을 곱하여 출력하는 다수의 순환 오프셋 지연기와,
상기 순환 오프셋 지연기로부터 출력되는 신호에 빔 형성 행렬을 곱하여 출력하는 다수의 빔 형성기와,
상기 빔 형성기에 의해 산출된 빔 신호를 부반송파 위치에 매핑한 후 출력하는 역고속 푸리에 변환기와,
상기 역고속 푸리에 변환기로부터 출력되는 신호에 보호 구간을 삽입하는 보호 구간 삽입기와,
상기 보호 구간 삽입기로부터 출력된 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털 아날로그 변환기와,
상기 디지털 아날로그 변환기로부터 출력되는 신호를 무선 처리하여 다중 안테나를 통해 출력하는 무선 처리부를 포함함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the transmitter
A plurality of cyclic offset delays for multiplying different data vectors by a different cyclic delay offset matrix for each beam as a result of inputting a subcarrier data vector to be generated by a plurality of beams,
A plurality of beamformers for multiplying a signal output from the circulation offset delay unit by a beamforming matrix,
An inverse fast Fourier transformer for mapping the beam signal calculated by the beam former to a subcarrier position and outputting the result;
A guard interval inserter for inserting a guard interval into a signal output from the inverse fast Fourier transformer,
A digital-to-analog converter for converting a signal output from the guard interval inserter into an analog signal and outputting the analog signal,
And a radio processing unit for wirelessly processing signals output from the digital-to-analog converter and outputting the signals through multiple antennas.
생성될 빔의 갯수를 행과 열의 갯수로 하는 대각 행렬임을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
The method of claim 8, wherein the cyclic delay offset matrix is
And the number of beams to be generated is a diagonal matrix having the number of rows and columns.
최대의 다이버시티 이득이 가능한 순환 지연 오프셋의 리스트를 저장하고, 상기 리스트로부터 순환 지연 오프셋을 선택하여 상기 송신부에 출력함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the cyclic delay offset determination unit
Stores a list of cyclic delay offsets capable of maximum diversity gain, selects a cyclic delay offset from the list, and outputs the cyclic delay offset to the transmitter.
상기 다중 협력 포인트 전송인 경우,
순환 지연 오프셋 결정부는 상기 협력 전송 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 따라 순환 지연 오프셋을 선택하여 상기 송신부에 출력하고,
상기 송신부는 상기 협력 전송 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 따라 순환 지연 오프셋 결정부로부터 출력되는 순환 지연 오프셋을 적용함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
The method according to claim 1,
In the case of the multi-cooperative point transmission,
The cyclic delay offset determination unit selects the cyclic delay offset according to the control signal output from the cooperative transmission control unit and outputs the cyclic delay offset to the transmission unit,
Wherein the transmission unit applies a cyclic delay offset output from the cyclic delay offset determination unit according to a control signal output from the cooperative transmission control unit.
상기 다중 협력 포인트 전송인 경우, 상기 협력 전송 제어부는 모든 프레임에서 동일한 순환 지연 오프셋을 적용할지의 여부를 결정하여, 그 결정 결과를 제어 신호로 출력하고,
순환 지연 오프셋 결정부는 상기 협력 전송 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 따라 순환 지연 오프셋을 선택하여 상기 송신부에 출력하고,
상기 송신부는 상기 협력 전송 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 따라 순환 지연 오프셋 결정부로부터 출력되는 순환 지연 오프셋을 적용함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
The method according to claim 1,
In the case of the multiple cooperative point transmission, the cooperative transmission control unit determines whether or not to apply the same cyclic delay offset in all frames, outputs the determination result as a control signal,
The cyclic delay offset determination unit selects the cyclic delay offset according to the control signal output from the cooperative transmission control unit and outputs the cyclic delay offset to the transmission unit,
Wherein the transmission unit applies a cyclic delay offset output from the cyclic delay offset determination unit according to a control signal output from the cooperative transmission control unit.
두 개의 빔 협력 전송 시간 구간 또는 세 개의 빔 협력 전송 시간 구간임에 따라 상이한 순환 지연 오프셋을 결정하여 상기 송신부에 출력함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the cyclic delay offset determination unit
And determines a different cyclic delay offset according to the two beam cooperative transmission time intervals or the three beam cooperative transmission time intervals, and outputs the determined cyclic delay offset to the transmission unit.
상이한 하나 이상의 순환 지연 오프셋을 결정하는 단계와,
상기 결정된 상이한 순환 지연 오프셋으로 지연된 하나 이상의 빔을 생성하여 하나의 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 결정하는 단계는,
상기 하나의 사용자 단말의 위치에 따라 다중 협력 포인트 전송 여부를 결정하여 상기 순환 지연 오프셋에 대한 적용 여부를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 방법.
A cooperative transmit diversity transmission method by a satellite apparatus in a multi-beam satellite communication system,
Determining one or more different cyclic delay offsets;
Generating one or more beams delayed with the determined cyclic delay offset and transmitting the beams to one user terminal,
Wherein the determining comprises:
Determining whether to transmit multiple cooperation points according to a location of the one user terminal, and outputting a control signal for controlling whether or not to apply the cyclic delay offset.
모든 프레임을 통해 동일한 순환 지연 오프셋을 적용하는지의 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
상기 판단 결과, 모든 프레임을 통해 동일한 순환 지연 오프셋을 적용할 경우 모든 프레임에 동일하게 적용될 최적의 순환 지연 오프셋을 결정함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 방법.
15. The method of claim 14, wherein determining
Further comprising determining whether to apply the same cyclic delay offset across all frames,
Wherein the optimal cyclic delay offset to be applied to all frames is determined when the same cyclic delay offset is applied to all frames.
모든 프레임을 통해 동일한 순환 지연 오프셋을 적용하는지의 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
상기 판단 결과, 순환 지연 오프셋을 적용하는 시간 구간이 존재할 경우, 생성 빔의 개수에 상응하도록 최적의 순환 지연 오프셋을 결정함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 방법.
15. The method of claim 14, wherein determining
Further comprising determining whether to apply the same cyclic delay offset across all frames,
Wherein the optimum cyclic delay offset is determined to correspond to the number of generated beams when a time interval for applying the cyclic delay offset is present as a result of the determination.
하나의 사용자 단말을 위한 다수의 빔으로 생성될 부반송파 데이터에 빔별로 각각 상이한 순환 지연 오프셋 행렬을 적용하는 단계와,
상기 순환 지연 오프셋 행렬이 적용된 부반송파 데이터에 빔형성 행렬을 적용하는 단계와,
상기 빔형성 행렬이 적용된 신호에 역 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계와,
상기 역 고속 푸리에 변환된 신호를 무선 처리하여 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 다중 협력 전송 다이버시티 송신 방법.15. The method of claim 14, wherein the transmitting comprises:
Applying a different cyclic delay offset matrix for each beam to subcarrier data to be generated with a plurality of beams for one user terminal;
Applying a beamforming matrix to subcarrier data to which the cyclic delay offset matrix is applied;
Performing inverse fast Fourier transform on the signal to which the beamforming matrix is applied,
And performing wireless processing on the inverse fast Fourier transformed signal to transmit the inverse fast Fourier transformed signal.
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