KR20070066871A - 송신 다이버시티가 적용된 ｏｆｄｍ 시스템에서 동기채널을 이용하여 브로드캐스팅 채널을 복조하는 방법 및이를 위한 송수신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송신 다이버시티가 적용된 OFDM 시스템에서 동기 채널을 이용하여 브로드캐스팅 채널을 복조하는 방법 및 이를 위한 송수신 장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 방송 채널 심벌 및 동기 채널 심벌을 생성하여 OFDM 신호에 매핑하고 시간 영역의 신호로 변환한 후, 다수의 안테나 중 선택된 안테나를 통해 OFDM 신호를 송출하는 기지국 송신기의 송신 다이버시티 송출 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 기지국으로부터 송출된 OFDM 신호를 수신하여 동기 채널과 방송 채널을 필터링한 뒤 주파수 영역으로 변환하고, 변환된 동기 채널과 방송 채널을 이용하여 채널 추정 값을 산출하여 방송 채널을 코히런트 복조하는 이동국의 동기 채널을 이용한 방송 채널의 복조 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 동기 채널을 이용하여 BCH를 코히런트 복조함에 따른 BCH 프레임의 에러 발생 확률 감소, 페이딩 현상에 따른 채널 추정 에러의 최소화, 기지국 안테나 개수 확인 시간 및 BCH 복조 시간 감소, 전력 소모 감소 효과를 기대할 수 있다.

OFDM, 송신 다이버시티, 동기 채널, BCH, 코히런트 복조, 채널 추정

Description

송신 다이버시티가 적용된 ＯＦＤＭ 시스템에서 동기 채널을 이용하여 브로드캐스팅 채널을 복조하는 방법 및 이를 위한 송수신 장치{Method for Demodulating Broadcast Channel by Using Synchronization Channel at OFDM system with Transmit Diversity and Transmitting/Receiving Device therefor}

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 동기 채널 및 BCH에 동일한 송신 다이버시티가 적용된 OFDM 시스템의 순방향 링크 프레임 구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동기 채널 및 BCH를 포함하는 서브 프레임 구조를 상세하게 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신기의 내부를 간략하게 나타낸 블록 구성도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 하나의 안테나를 이용하여 기지국으로부터 전송되는 동기 채널 및 BCH가 포함된 OFDM 변조 신호를 수신하는 이동국 수신기의 내부를 간략하게 나타낸 블록 구성도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 두 개의 안테나를 이용하여 기지국으로부터 전송되는 동기 채널 및 BCH가 포함된 OFDM 변조 신호를 수신하는 이동국 수신기의 내부를 간략하게 나타낸 블록 구성도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동기 채널 할당 대역에서의 동기 채널 심벌 과 BCH 심벌의 구조를 예시한 도면,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동기 채널 할당 대역에서의 동기 채널 심벌과 BCH 심벌을 엇갈리도록 설정한 OFDM 변조 신호의 구조도,

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 동일한 송신 다이버시티를 이용하여 동기 채널 및 BCH를 송신하는 방법을 설명하기 위한 순서도,

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 수신된 동기 채널을 이용하여 BCH를 복조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명은 송신 다이버시티가 적용된 OFDM 시스템에서 동기 채널을 이용하여 브로드캐스팅 채널을 복조하는 방법 및 이를 위한 송수신 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 다수의 송신 안테나를 포함하는 OFDM 시스템의 기지국 송신기에서 동기 채널과 방송 채널(BCH: Broadcasting CHannel, 이하 'BCH'라 칭함)에 동일한 송신 다이버시티를 적용하여 전송하면, 이동국 수신기에서 동기 채널을 이용하여 BCH를 복조하는 방법 및 이를 위한 송수신 장치에 관한 것이다.

무선 랜(WLAN)이나 무선 방송, DMB 등의 대용량의 데이터 전송을 필요로 하는 4세대의 이동통신 시스템에서는 광대역의 고속 데이터를 전송하기 위하여 OFDM 방식을 사용하고 있다.

기존의 OFDM 방식에서 이동국은 기지국으로부터 전송되는 순방향 링크의 1차 동기 채널, 2차 동기 채널 및 파일럿 채널로부터, 현재 이동국이 속한 기지국의 프레임 타이밍 및 긴 PN(Pseudo Noise) 스크램블링 코드 정보를 획득한다. 이와 같은 과정을 이동국의 셀 탐색 과정이라고 한다. 그리고, 셀 탐색이 완료되면 이동국은 시스템 정보를 획득하기 위해 기지국으로부터 전송되는 방송 채널(BCH)을 복조해야 한다.

여기서, BCH는 모든 섹터 기지국에서 순방향 링크로 전송되는 공통 방송 채널로서, 시스템 프레임 수(SFN: System Frame Number)와 같은 시스템 타이밍 정보, 기지국 시스템이 제공하는 대역폭 정보 등의 시스템 정보를 이동국으로 전송하는 채널이다. 즉, 동기 채널을 이용하여 셀 탐색을 끝낸 이동국은 기본적인 시스템 정보를 획득하기 위하여 BCH를 복조하게 된다.

한편, OFDM 시스템의 기지국과 이동국 사이의 고데이터율 전송을 위한 주요 방법은 링크 작업 처리량(throughput)과 네트워크 용량을 개선하는 방법이다. 기지국 및 이동국이 각각 다중 안테나를 포함하고, 다중 안테나를 이용하여 데이터를 전송 및 수신하면 작업 처리량의 현저한 증가가 구현될 수 있다. 이와 같이 기지국 및 이동국이 다중 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 기법을 다이버시티(Diversity)라고 하며, 기지국이 동기 채널 및 BCH 등이 포함된 OFDM 신호를 이동국으로 전송함에 있어서 다이버시티를 적용시킬 수 있다.

즉, 기지국이 하나의 송신 안테나를 이용하여 BCH를 전송한 경우에는, 송신 다이버시티를 적용하지 않은 것이며, 기지국이 2개 이상의 안테나를 이용하여 BCH를 전송한 경우에는 공간 시간 블록 코딩(STBC: Space Time Block Coding, 이하, 'STBC'라 칭함) 기법을 이용하여 BCH에 송신 다이버시티를 적용한 것이다.

이와 같이 다이버시티가 적용되는 OFDM 시스템에서의 이동국은 시스템 정보 획득을 위한 BCH의 복조를 위하여, 기지국이 BCH 전송에 송신 다이버시티를 적용했는지 여부를 확인해야만 한다.

이동국에 초기 전원이 공급되면, 이동국은 기지국로부터 1차 동기 채널을 수신하게 된다. 그러나, 1차 동기 채널 신호에는 기지국의 송신 다이버시티 적용 여부에 대한 정보가 저장되어 있지 않으므로, 이동국은 1차 동기 채널을 통하여 접속된 기지국이 BCH 전송에 송신 다이버시티를 적용했는지 여부를 확인할 수 없다. 기지국은 BCH 전송에 송신 다이버시티를 적용했는지 여부는 2차 동기 채널에 싣고, 이를 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조한 후 이동국으로 전송한다.

이동국은 2차 동기 채널에 실린 다이버시티 정보를 검출하여 현재 BCH에 송신 다이버시티가 적용되었는지 여부를 판단한다. 이 때, 송신 다이버시티가 적용되지 않았다고 판단되면, 기존의 복조 방법을 그대로 사용하여 BCH를 복조하고, 송신 다이버시티가 적용되었다고 판단되는 경우에는, STBC 복조 방법을 사용하여 전송된 BCH를 복조한다.

송신 다이버시티가 적용된 기지국에서 각 안테나를 통해 전송되는 파일럿은 각각 상이하다. 이에 따라, 이동국이 기지국의 특정 안테나로부터 파일럿을 수신하기 위해서, 해당 안테나가 송신하는 BCH와 이동국의 BCH를 일치시켜야 한다.

즉, 종래의 방법에서 이동국은 기지국의 송신 전력, 위상, 오프셋, 전송률 등의 기지국 정보를 확인하기 위한 1차 동기 채널을 수신하고, BCH 복조시의 채널 추정 정보, 순방향 링크 데이터 채널 추정 정보 및 송신 다이버시티의 적용 여부의 정보가 포함된 2차 동기 채널을 수신한다. 2차 동기 채널을 통하여 송신 다이버시티 적용 여부가 확인되면, 기지국으로부터 BCH를 수신하여 일치시키는 작업을 수행하고, 이동국의 BCH와 기지국의 BCH가 일치하면 해당 안테나를 통하여 기지국으로부터 전송되는 파일럿을 수신한다. 이와 같은 종래의 송신 다이버시티가 적용된 기지국으로부터의 파일럿 수신을 위하여, 기지국은 2 개의 동기 채널을 생성하여 전송하고, 이동국은 2 개의 동기 채널을 수신하여 각각 분석해야하는 복잡함이 있다.

또한, 통상적으로 기지국은 송신 다이버시티를 적용하여 동기 채널, BCH 및 파일럿을 송신하기 위하여 1 개의 안테나, 2 개의 안테나 또는 4 개의 안테나를 이용하고 있다.

이와 같이 기지국에서 사용하는 안테나의 개수는 다양하나, 이동국에서 1차 동기 채널과 2차 동기 채널을 이용하여 기지국 안테나 개수를 확인하는 것이 불가능하다. 이에 따라 이동국은 먼저 안테나가 1 개인 경우, 2 개인 경우, 4 개인 경우를 모두 가정하여 송신 다이버시티 적용 여부를 확인한 뒤, 이를 통해 기지국의 안테나 개수를 확인해야 한다.

이와 같이 이동국이 2 개의 동기 신호를 이용하여 기지국의 송신 다이버시티 적용 여부를 판단하고, 이를 이용하여 BCH를 복조함에 따라, 이동국에서의 기지국 안테나 개수 확인 시간, BCH 복조 시간 및 파일럿 수신까지의 시간이 길어지며, 기지국 안테나 개수 확인을 위한 알고리즘의 구성이 복잡해지며, 많은 전력이 소모되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점에 따른 다이버시티가 적용된 OFDM 시스템에서의 빠른 파일럿 수신 및 전력 절감을 위하여, 본 발명은 다수의 안테나를 포함하는 기지국 송신기의 동기 채널과 BCH를 인접하게 배치시키고, 동일한 송신 다이버시티 즉, 시간 스위칭 송신 다이버시티(TSTD: Time Switched Transmit Diversity), 주파수 스위칭 송신 다이버시티(FSTD: Frequency Switched Transmit Diversity), 빔 스위칭 등을 적용하여 동일 안테나로 전송하면, 이동국 수신기가 동기 채널을 이용하여 BCH를 코히런트(Coherent) 복조하는 방법 및 이를 위한 송수신 장치를 제공한다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 동기 채널 및 방송 채널의 송출 방법은 기지국 송신기에서 동기 채널과 방송 채널을 송출하는 방법으로서, a) 송출할 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심벌을 생성하는 단계; b) 방송 채널 심볼과 동기 채널이 하나의 서브 프레임 내에 인접하여 위치하도록 OFDM 신호에 매핑하는 단계; 및 c) 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심볼에 동일한 송신 다이버시티를 적용시켜, 동일한 안테나를 통해 송출하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신기는 동기 채널 및 방송 채널을 송출하는 이동통신 시스템의 기지국 송신기로서, 송출할 방송 채널의 전송을 위한 방송 채널 심벌을 생성하는 수단; 동기 채널의 전송을 위한 동기 채널 심벌을 생성하는 수단; 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심볼을 하나의 서브 프레임 내에 인접하여 위치하도록 OFDM 신호에 매핑하는 수단; 및 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심볼 에 동일한 송신 다이버시티를 적용시켜 동일한 안테나를 통하여 송출하는 수단을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 방송 채널 복조 방법은 이동통신 시스템의 이동국에서 방송 채널을 복조하는 방법으로서, 기지국으로부터 수신된 OFDM 신호에서 동기 채널과 방송 채널을 필터링하여 분리하는 채널 분리 단계; 동기 채널에 포함된 동기 채널 심벌을 이용하여 채널 추정 값을 산출하는 채널 추정 값 산출 단계; 및 산출된 채널 추정 값을 이용하여 방송 채널을 코히런트 복조하는 복조 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 실시예에 따라 기지국에서 이동국으로 전송되는 동기 채널 및 BCH는 OFDM 변조 신호이며, 다른 채널들과 주파수 분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing) 또는 시간 분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 된다.

또한, 동기 채널은 종전의 기본적인 기능, 즉 이동국으로 하여금 초기 전력 인가(Power On)시의 OFDM 심벌 및 프레임 타이밍 검출 기능, 초기 주파수 오프셋 추정 기능을 수행하며, 본 발명에 따라 BCH 복조시의 채널 추정용으로 사용된다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 동기 채널은 기지국이 파일럿 채널 및 데이터 채널의 스크램블링에 사용하는 스크램블링 코드 ID나 스크램블링 코드 그룹 ID, 또는 한 프레임 구간을 표시하는 프레임 경계 정보를 추가로 포함할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 동기 채널 및 BCH에 동일한 송신 다이버시티가 적용된 OFDM 시스템의 순방향 링크 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 순방향 링크 프레임에서 한 개의 프레임은 다수의 서브 프레임을 포함한다. 도 1에서는 한 프레임 구간이 10 msec이고, 20 개의 서브 프레임을 포함하는 순방향 링크 프레임의 구조가 예시되어 있다. 여기서, 가로축은 시간축이고, 세로축은 OFDM 부반송파인 주파수(Subcarrier)축이다.

도 1에 따른 순방향 링크 프레임에서는 한 개의 프레임을 통해 4 개의 동기 채널을 전송하고 있으며, 하나의 동기 채널이 전송된 후 다음 동기 채널이 전송될 때까지를 싱크(Sync) 블록(100)이라 한다. 이에 따라, 한 프레임 구간에는 4 개의 싱크 블록이 포함되며, 하나의 싱크 블록은 5 개의 서브 프레임(110)을 포함한다.

그리고, 하나의 서브 프레임(110)은 다수의 OFDM 심벌 구간(120)으로 구성된다. 도 1에 따른 서브 프레임(110)은 길이가 0.5 msec이고, 7 개의 OFDM 심벌 구 간(120)을 포함한다. 그리고, 1개의 서브 프레임(110)은 하나의 동기 채널 심벌 구간(130), 하나의 파일럿 심벌 구간(140) 및 다수의 데이터 심벌 구간(150)으로 구성된다. 이 때, 동기 채널 심벌 구간(130)은 포함되지 않을 수도 있다.

여기서, 동기 채널 심벌을 포함하는 서브 프레임 내의 파일럿 심벌 구간(140)은 파일럿 심벌과 BCH 심벌을 포함하고 있으며, 동기 채널 심벌 구간(130)이 포함되어 있지 않은 서브 프레임 내의 파일럿 심벌 구간(140)은 BCH 심벌은 존재하지 않고, 파일럿 심벌과 BCH 심벌을 제외한 순방향 링크의 데이터 심벌이 존재한다.

먼저, 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌에 시간 스위칭 송신 다이버시티(TSTD: Time Switched Transmit Diversity, 이하, 'TSTD'라 칭함)를 동일하게 적용시켜, 이동국 수신기가 동기 채널 심벌을 이용하여 BCH 심벌을 코히런트 복조하도록 하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 예로써, 도 1에서와 같이 10 msec 프레임 내 20 개의 서브 프레임 중에서, 동기 채널 심벌 구간(130) 및 파일럿 심벌 구간(140)을 포함하는 서브 프레임이 4개, 즉 한 프레임 구간 동안 4 개의 동기 채널 심벌이 전송되고, 기지국의 송신 안테나 수가 2 개인 경우, 동기 채널을 포함하는 첫 번째 서브 프레임(0번 서브 프레임)과 세 번째 서브 프레임(10번 서브 프레임)에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 제1 안테나를 통하여 전송된다. 그리고, 동기 채널을 포함하는 두 번째 서브 프레임(5번 서브 프레임) 및 네 번째 서브 프레임(15번 서브 프레임)은 제2 안테나를 통하여 전송된다.

그리고, 송신 안테나가 4 개인 경우, 0번 서브 프레임에서 전송되는 동기 채 널 심벌 및 BCH 심벌은 제1 안테나를 통하여, 5번 서브 프레임에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 제2 안테나를 통하여, 10번 서브 프레임에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 제3 안테나를 통하여, 15번 서브 프레임에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 제4 안테나를 통하여 각각 전송된다.

한편, 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌에 주파수 스위칭 송신 다이버시티(FSTD: Frequency Switched Transmit Diversity, 이하 'FSTD'라 칭함)를 동일하게 적용시켜 전송하는 경우를 설명하면 다음과 같다.

기지국의 송신 안테나의 수가 2개라고 가정하고, 동기 채널 혹은 BCH가 점유하고 있는 서브 캐리어의 개수가 N개라고 가정하였을 때, 짝수 번째의 서브 캐리어에 해당되는 성분은 첫 번째 안테나를 통하여 전송되고, 홀수 번째의 서브 캐리어에 해당되는 성분은 두 번째 안테나를 통하여 전송되는 방법이다.

또한, 빔 스위칭 방식의 경우, 도 1과 같이 10 msec 프레임 내에 20개의 서브 프레임 중에서 동기 채널 및 BCH를 포함하는 서브 프레임이 4개일 때, 그리고 하향링크 빔의 개수가 2개일 때, 동기 채널을 포함하는 첫 번째 서브 프레임(도 2에서의 0번 서브 프레임)과 세 번째 서브 프레임(10번 서브 프레임)에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 첫 번째 빔으로 전송하고, 두 번째 서브 프레임(5번 서브 프레임) 및 네 번째 서브 프레임(15번 서브 프레임)에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 두 번째 빔으로 전송하는 방법이다.

여기서, '빔'은 복수 개의 안테나에 특정한 가중치 벡터(Weight Vector)를 부가하여 생성되는 신호를 의미한다.

여기서, 빔이 4 개인 경우, 첫 번째 서브 프레임에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 첫 번째 빔을 이용하여 전송되고, 두 번째 서브 프레임에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 두 번째 빔을 이용하여 전송되고, 세 번째 서브 프레임에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 세 번째 빔을 이용하여 전송되며, 네 번째 서브 프레임에서 전송되는 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌은 네 번째 빔을 이용하여 전송된다.

이 때, 동기 채널 심벌과 BCH 심벌에 동일한 송신 다이버시티를 적용함에 있어서, 동일한 서브 프레임 내에 존재하는 동기 채널 심벌과 BCH 심벌은 항상 동일한 안테나를 통하여 전송되어야 한다. 여기서, 인접한 동기 채널 심벌 및 BCH 심벌이 동일 안테나를 통하여 전송될 수 있다면, 어떠한 송신 다이버시티 방법을 적용하여도 무방하다.

또한, 본 실시예에서는 동기채널 심벌 구간 및 BCH 심볼 구간이 시간 축상에서 바로 인접하여 배치되어 있으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없고, 향후 이동국이 동기채널을 이용하여 BCH 심벌을 코히런트 복조할 수 있도록 인접 배치되면 족하다. 본 실시예의 경우, 1개의 서브프레임 내에 동기채널 심볼 및 BCH 심볼이 함께 배치되면 족하다.

이와 같은 방법을 통하여 기지국에서 동기 채널 심벌과 BCH 심벌에 동일한 송신 다이버시티를 적용하고, 동일한 안테나를 통하여 전송하면, 이동국은 동기 채널 심벌을 이용하여 BCH 심벌을 코히런트 복조할 수 있다.

BCH 심벌은 메시지 패킷 형태로 채널 코딩되어 전송되는 순방향 링크의 공통 방송 채널(Common Broadcasting Channel)로서, 하나의 메시지 패킷은 매 10 msec마다 하나씩 전송된다. 즉, 기지국 송신단에서는 매 10 msec마다 하나의 BCH 메시지 패킷을 생성하고, 생성된 BCH 메시지 패킷을 코딩한 후, 도 1에서와 같이 10 msec 프레임 내 OFDM 심벌에 매핑되어 순방향 링크로 전송된다.

이 때 순방향 링크로 전송되는 OFDM 심벌은 역 푸리에 변환된 후, 사이클릭 프리픽스(CP: Cyclic Prefix)가 삽입되어 전송된다.

이 때, 동기 채널 심벌 구간(130)을 제외한 나머지 구간에서는 각각의 셀을 구분하기 위하여, 역 푸리에 변환 이전에 셀 고유의 긴 PN 스크램블링 코드가 곱해진다.

이동국에 초기 전원이 인가되면, 이동국은 속해 있는 셀의 기지국으로부터 도 1과 같은 순방향 링크 프레임을 수신하여, 시스템 타이밍 획득 및 긴 PN 스크램블링 코드 확인을 통해 셀 탐색을 수행한다.

본 발명에 따라 OFDM 변조되는 동기 채널은 이동국의 셀 탐색뿐 아니라, BCH 복조시 코히런트 복조를 위한 채널 추정용으로 사용된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동기 채널 및 BCH를 포함하는 서브 프레임 구조를 상세하게 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 서브 프레임 구조 중 동기 채널 심벌 구간(130)은 동기 채널 심벌(220)을 포함하는 부반송파, 데이터 심벌(250)을 포함하는 부반송파 및 어떠한 심벌도 포함하고 있지 않은 부반송파가 존재할 수 있다.

동기 채널 심벌(220)은 동기 채널 심벌 구간(130)에서 일부 구간에만 위치할 수 있으며, 이 구간을 동기 채널 할당 대역(210)이라고 한다. 또한, 동기 채널 심벌(220)은 동기 채널 할당 대역(210) 내의 모든 부반송파를 모두 사용할 수도 있으며, 일부 부반송파 만을 사용할 수도 있다.

도 2는 동기 채널 심벌(220)이 동기 채널 할당 대역(210) 내에서 매 두 개의 부반송파 중 하나의 부반송파 만을 점유하고, 인접한 하나의 부반송파는 사용하지 않는 경우의 서브 프레임 구조가 도시되어 있다. 이와 같이 매 두 개의 부반송파 중 하나만 점유하는 경우에는, 셀 탐색 과정에서 OFDM 심벌 동기의 획득을 위하여 차등 상관기를 사용할 수 있다.

동기 채널 심벌(220)은 주파수 영역에서 동기 채널 스크램블링 코드에 의해 스크램블링되는데, 각각의 동기 채널 심벌이 점유하는 부반송파의 개수를 N 개라고 하면, 동기 채널 심벌에 전송되는 주파수 영역 신호는 수학식 1과 같은 벡터 형태로 표시된다.

(여기서,

)

수학식 1에서, S _i 는 동기 채널 심벌(220)이 사용하는 N 개의 부반송파 중 i번째 부반송파로 전송되는 동기 채널 심벌의 주파수 영역 신호 성분으로서, 동기 채널 심벌 μ와 동기 채널 스크램블링 코드의 i번째 구성요소인 c _i 를 곱한 값이다. 여기서, 동기 채널 스크램블링 코드는 길이가 N인 복소 코드로서, 수학식 2와 같이 표현된다.

동기 채널 스크램블링 코드는 프레임 내의 다수의 동기 채널 심벌 위치에서 동일한 코드값이 사용될 수도 있고, 각각 상이한 코드값이 사용될 수도 있다. 또한, 인접한 셀이 사용하는 동기 채널 코드가 동일할 수도 있고, 각각 상이할 수도 있다.

여기서, 동기 채널 심벌 μ는 N 개의 동기 채널 부반송파에 동일하게 곱해지는 값이며, 사전에 설정된 임의의 심벌 값(예로써, 1 또는

)을 가진다. 본 발명이 적용되는 OFDM 시스템에서 이동국은 사전에 μ값을 알고 있어야 하다.

파일럿 심벌 구간(140)은 파일럿 심벌(230)이나 BCH 심벌(240)을 포함하는 부반송파가 존재하며, 데이터 심벌(250)을 포함하는 부반송파도 존재할 수 있다. 여기서, 파일럿 심벌(230)은 동기 채널 할당 대역(210)에 위치한 부반송파에 포함된다.

그리고, BCH 심벌(240)에는 서브 프레임(110)의 번호 및 시스템에서 사용되는 대역폭 등의 시스템 정보가 포함된다. 그리고, BCH 심벌(240)은 시간축을 기준으로 동기 채널 심벌(220)의 바로 옆에 위치하게 된다. 이에 따라 이동국은 동기 채널의 채널 추정 값을 이용한 BCH의 코히런트 복조시, 이동국의 이동 속도에 따라 발생할 수 있는 무선 채널의 페이딩(Fading) 현상에 따른 채널 추정 에러를 최소화 할 수 있다.

동기 채널 및 BCH에 TSTD, FSTD 및 빔 스위칭 등의 동일한 송신 다이버시티를 적용하여 동일 안테나로 전송하는 경우, 이동국의 셀 탐색 성능은 매우 향상된다. 또한, 이동국이 BCH를 복조 및 디코딩할 때, BCH 프레임의 에러 발생 확률을 낮게 유지할 수 있다. 그리고, 동일 서브 프레임에 존재하는 동기 채널 및 BCH를 항상 동일한 안테나로 전송하게 함으로써, 이동국으로 하여금 동기 채널의 채널 추정 값을 이용하여 BCH를 코히런트 복조하도록 하여 BCH의 복조 성능을 최대화할 수 있다.

종래의 경우, BCH가 적용된 송신 다이버시티 방법은 STBC 방법으로써, 기지국에 송신 안테나가 1 개인 경우와 송신 안테나가 2 개인 경우의 BCH 복조 방법이 상이하였다. 그러나, 본 발명에 따르면 이동국에서는 기지국 송신 안테나 수에 상관없이 동일한 BCH 복조 방법을 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신기의 내부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 기지국 송신기는 채널 코딩 및 인터리빙 블록(300), 변조기(310), 동기 채널 심벌 발생기(320), 스위칭 블록(330), OFDM 심벌 매퍼(340, 342), 스크램블링 블록(350, 352), 역 푸리에 변환기(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)(360, 362), CP 삽입기(370, 372), 무선 주파수 변환기(380, 382) 및 안테나(390, 392)를 포함한다.

기지국 송신기에서 BCH 데이터 비트는 매 10 msec마다 상위 계층에서 발생된 다. 채널 코딩 및 인터리빙 블록(300)은 발생된 BCH 데이터 비트를 입력받아, 채널 코딩을 수행한 뒤, 시간/주파수 도메인으로의 인터리빙(Interleaving)을 수행한다. 채널 코딩 및 인터리빙 블록(300)의 출력은 변조기(310)를 통하여 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 또는 BPSK의 형태로 데이터 변조되고, 스위칭 블록(330)으로 입력된다.

여기서, 변조기(310)에서 출력되는 주파수 도메인 심벌 벡터는 BCH가 존재하는 서브 프레임의 숫자만큼 분할되어 출력된다. 즉, 도 1의 실시예와 같이 OFDM 시스템의 순방향 링크 프레임이 총 10 msec의 프레임 구간을 가지며, 4 개의 BCH를 포함하는 서브 프레임을 갖는 경우, 그리고 각 서브 프레임에 BCH 심벌(240)이 N 개 존재하는 경우, 10 msec에 전송되는 총 BCH 심벌 수는 4N 개가 되며, 변조기(310)는 4N 개의 심벌을 4등분 하여 매 BCH가 존재하는 서브 프레임(0번 서브 프레임, 5번 서브 프레임, 10번 서브 프레임 및 15번 서브 프레임)마다 N 개씩 출력한다.

동기 채널 심벌 발생기(320)는 매 동기 채널이 존재하는 서브 프레임마다 수학식 1에 따라 정의되는 N 개의 동기 채널 심벌을 출력한다. 앞서 언급되었듯이, 동기 채널을 포함하는 서브 프레임 각각에서 전송되는 동기 채널 심벌(220)은 동일한 동기 채널 스크램블링 코드가 사용될 수도 있으며, 서로 상이한 동기 채널 스크램블링 코드가 사용될 수도 있다.

스위칭 블록(330)은 동기 채널 심벌(220) 및 BCH 심벌(240)이 존재하는 서브 프레임(0번 서브 프레임, 5번 서브 프레임, 10번 서브 프레임 및 15번 서브 프레 임)의 마지막 OFDM 심벌 구간을 전송한 후 스위칭을 수행한다. 즉, 동기 채널 심벌(220) 및 BCH 심벌(240)은 동기 채널 및 BCH가 존재하는 서브 프레임마다 한 번씩 서로 다른 안테나로 스위칭되어 전송된다.

이와 같은 스위칭 블록(330)의 동작에 따라, 도 3의 실시예와 같이 2 개의 송신 안테나를 포함하는 기지국 송신기는, 0번 서브 프레임을 제1 안테나(390)를 통해 송신한 경우, 5번 서브 프레임을 제2 안테나(392)를 통해 송신하고, 10번 서브 프레임은 다시 제1 안테나(390)를 통해 송신하며, 15번 서브 프레임은 다시 제2 안테나(392)를 통해 송신하게 된다.

스위칭 블록(330)의 동작에 따라 서브 프레임은 제1 OFDM 심벌 매퍼(340)나 제2 OFDM 심벌 매퍼(342)로 전달되어, 제1 안테나(390) 또는 제2 안테나(392)를 통해 이동국으로 송출된다. 이하의 설명에 있어서는 서브 프레임이 스위칭 블록(330)에 의해 제1 OFDM 심벌 매퍼(340)를 통해 제1 안테나(390)로 송출되는 것을 기준으로 설명하기로 한다.

스위칭 블록(330)의 출력은 OFDM 심벌 매퍼(340)에서 도 2와 같이 시간/주파수 영역의 OFDM 심벌에 매핑되어, 다른 채널들과 주파수 분할 다중화(FDM) 또는 시간 분할 다중화(TDM)된다.

OFDM 심벌 매퍼(340)의 출력은 셀 고유의 스크램블링 코드에 의해 스크램블링된다. 스크램블링 블록(350)은 동기 채널 심벌(220)을 제외한 나머지 채널들에 대해서 데이터 스크램블링을 수행한다. 데이터 스크램블링은 인접한 셀간 간섭을 랜덤(Random)하게 하여, 이동국의 데이터 복조 성능을 최대로 하기 위하여 수행된 다. 이 때, 동기 채널에 스크램블링을 수행하게 되면 초기 셀 탐색이 어려워지므로, 동기 채널은 스크램블링하지 않는다.

스크램블링 블록(350)의 출력은 역 푸리에 변환기(360)를 통해 시간 영역의 신호로 변환된다. 그리고 CP 삽입기(370)에서는 시간 영역으로 변환된 OFDM 변조 신호의 앞 단에 사이클릭 프리픽스를 추가한다.

사이클릭 프리픽스가 추가된 OFDM 변조 신호는 무선 주파수 변환기(380)를 통해 무선 주파수(RF) 신호로 변환되고 필터링된다. 이를 위하여 무선 주파수 변환기(380)는 업(Up) 컨버터, 증폭기 및 필터 등을 포함한다. 무선 주파수 변환기(380)를 통해 무선 주파수(RF) 신호로 변환된 OFDM 변조 신호는 안테나(390)를 통하여 이동국으로 송출된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 하나의 안테나를 이용하여 기지국으로부터 전송되는 동기 채널 및 BCH가 포함된 OFDM 변조 신호를 수신하는 이동국 수신기의 내부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따라 하나의 안테나를 이용하여 동기 채널 및 BCH를 수신하는 이동국 수신기는 수신 안테나(400), 다운 컨버터(410), 동기 채널 대역 필터(420), 기타 채널 복조기(430), CP 제거기(440), 셀 탐색기(450), 푸리에 변환기(460), 채널 추정기(480), BCH 코히런트 복조기(470) 및 BCH 채널 디코더(490)를 포함한다.

수신 안테나(400)는 기지국으로부터 송신되는 OFDM 변조 신호를 수신하여, 다운 컨버터(410)로 전달하고, 다운 컨버터(410)는 무선 주파수(RF) 신호로 변환된 OFDM 변조 신호를 기저대역 신호로 바꾸어주는 역할을 수행하다.

기저대역 신호로 변환된 OFDM 변조 신호는 동기 채널 대역 필터(420)와 기타 채널 복조기(430)로 전달되며, 동기 채널 대역 필터(420)는 OFDM 변조 신호에서 동기 채널 할당 대역(210)에 포함되어 있는 동기 채널 및 BCH 만을 필터링한다. OFDM 변조 신호에서 동기 채널 및 BCH를 제외한 다른 채널은 기타 채널 복조기(430)로 전송되어 복조된다.

동기 채널 대역 필터(420)를 통해 필터링된 동기 채널은 셀 탐색기(450)로 전달된다. 셀 탐색기(450)는 전달된 동기 채널을 이용하여 초기 동기 및 주파수 오프셋 교정, 셀 스크램블링 코드 확인 등의 셀 탐색을 수행한다.

그리고, 동기 채널 대역 필터(420)를 통해 필터링된 동기 채널 및 BCH는 CP 제거기(440)로 전달되어, 앞 단에 추가된 사이클릭 프리픽스가 제거된다. 사이클릭 프리픽스가 제거된 동기 채널과 BCH는 푸리에 변환기(FFT: Fast Fourier Transform)(460)에 의해 시간 영역의 신호에서 주파수 영역의 신호로 변환된다.

이 때, 푸리에 변환기(460)의 출력 신호 중 동기 채널 및 BCH가 포함된 서브 프레임의 동기 채널 위치에서, i번째 동기 채널의 부반송파 위치에서 수신된 신호는 수학식 3과 같이 표현된다.

여기서, n _i 는 가산성 가우시안 잡음(Additive Gaussian Noise)이고, α _i 는 무선 채널의 채널 왜곡을 나타낸다.

한편, 푸리에 변환기(460)의 출력 신호 중 동기 채널 및 BCH가 포함된 서브 프레임의 BCH 심벌 위치에서, i번째 BCH의 부반송파 위치에서 수신된 신호는 수학식 4와 같이 표현된다.

여기서, n _i '도 가산성 가우시안 잡음이고, d _i 는 BCH 데이터 심벌이며, p _i 는 셀 스크램블링 코드의 i번째 구성 요소이다.

채널 추정기(480)는 수학식 3과 수학식 4의 형태로 출력되는 푸리에 변환기(460)의 출력 신호로부터 채널을 추정한다.

여기서, 동일 부반송파를 점유하며 시간축에서 인접한 동기 채널 심벌과 BCH 심벌의 채널 왜곡은 거의 동일하다. 이 특성을 이용하여 이동국은 수학식 3에 따른 동기 채널 수신 심벌을 이용하여 채널 왜곡 값 α _i 를 추정하고, 수학식 4로 표현되는 BCH 심벌의 수신 값에 대해 코히런트 복조를 수행함으로써 d _i 를 추정할 수 있다.

채널 추정기(480)에서 푸리에 변환기(460)에서 출력되는 동기 신호로부터 채널을 추정하는 식은 수학식 5와 같다.

여기서, *는 공액 복소값(Complex Conjugate)이다. 이 때, 이동국은 μ값과 c _i 값을 사전에 알고 있어야 한다.

BCH 코히런트 복조기(470)는 채널 추정기(480)로부터 산출된 채널 추정 값을 이용하여 BCH를 코히런트 복조하는 부분이다. BCH 코히런트 복조기(470)는 수학식 5로부터 산출된 채널 추정 값을 이용하여 BCH를 코히런트 복조한다. 여기서, BCH를 코히런트 복조하는 방법은 제로 포싱 방정식(Zero Forcing Equation)으로써, 수학식 6과 같다.

여기서, 이동국은 수학식 6에 따라 BCH를 코히런트 복조하기 위하여 p _i 값을 사전에 알고 있어야 한다.

이와 같이, 수학식 6을 통하여 코히런트 복조된 BCH는 BCH 채널 디코더(490)를 통하여 복호화된 후 출력된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 두 개의 안테나를 이용하여 기지국으로부터 전송되는 동기 채널 및 BCH가 포함된 OFDM 변조 신호를 수신하는 이동국 수신기의 내부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 두 개의 안테나를 이용하여 동기 채널 및 BCH를 수 신하는 이동국 수신기는 두 개의 수신 안테나(500, 502), 두 개의 다운 컨버터(510, 512), 두 개의 동기 채널 대역 필터(520, 522), 기타 채널 복조기(530), 두 개의 CP 제거기(540, 542), 셀 탐색기(550), 두 개의 푸리에 변환기(560, 562), 채널 추정기(572), BCH 코히런트 복조 및 컴바이너(580) 및 BCH 채널 디코더(590)를 포함한다.

기타 채널 복조기(530)는 제1 다운 컨버터(510)를 통해 기저대역 신호로 바뀐 제1 안테나(500)를 통해 수신된 OFDM 변조 신호와, 제2 다운 컨버터(512)를 통해 기저대역 신호로 바뀐 제2 안테나(512)를 통해 수신된 OFDM 변조 신호로부터, 동기 채널 및 BCH를 제외한 다른 채널을 수신하여 복조한다.

셀 탐색기(550)는 제1 동기 채널 대역 필터(520) 또는 제2 동기 채널 대역 필터(522)로부터 전달되는 동기 채널을 이용하여, 각 OFDM 변조 신호를 송출한 기지국의 초기 동기 및 주파수 오프셋 교정, 셀 스크램블링 코드 확인 등을 통해 셀 탐색을 수행한다.

채널 추정기(572)는 제1 푸리에 변환기(560)로부터 출력되는 동기 채널 심벌을 이용하여 제1 수신 안테나(500)에 대한 채널을 추정하고, 제2 푸리에 변환기(562)로부터 출력되는 동기 채널 심벌을 이용하여 제2 수신 안테나(502)에 대한 채널을 추정한다. 이 때, 수학식 5에 따라 각각의 채널이 추정되며, 추정된 채널은 BCH 코히런트 복조 및 컴바이너(580)로 전달된다.

BCH 코히런트 복조 및 컴바이너(580)는 각각의 수신 안테나 경로에 대한 BCH를 코히런트 복조한 후, 컴바이닝을 수행한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동기 채널 할당 대역에서의 동기 채널 심벌과 BCH 심벌의 구조를 예시한 도면이다.

앞에서 언급하였듯이, BCH의 코히런트 복조시 이동국의 이동 속도에 따라 발생할 수 있는 무선 채널의 페이딩 현상에 따른 채널 추정 에러를 최소화하기 위하여, 본 발명에 따라 기지국에서 이동국으로 전송되는 OFDM 변조 신호의 BCH 심벌(240)은 시간축을 기준으로 동기 채널 심벌(220)의 바로 옆에 위치하게 된다.

이에 따라, 이동국은 바로 옆에 위치한 동기 채널 심벌(220)의 채널 추정 값을 이용하여, BCH 심벌(240)의 코히런트 복조를 수행할 수 있다.

그러나, 본 발명을 구현함에 있어서, 기지국에서 전송하는 OFDM 변조 신호 내의 동기 채널 심벌(220)과 BCH 심벌(240)을 엇갈리도록 설계하는 것도 가능하다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동기 채널 할당 대역에서의 동기 채널 심벌과 BCH 심벌을 엇갈리도록 설정한 OFDM 변조 신호의 구조도이다.

만일, 동기 채널 심벌(220)과 BCH 심벌(240)이 도 7과 같이 하나의 서브 캐리어만큼 엇갈리도록 설정되어 있는 경우, 이동국은 주파수 영역의 인접한 두 개의 동기 채널 심벌(220)에 대해 채널 추정한 값을 보간법(Interpolation)을 이용하여 계산함으로써 BCH의 복조를 위한 채널 추정 값을 산출하고, 이를 이용하여 BCH 심벌(240)의 코히런트 복조를 수행할 수 있다.

즉, 도 7과 같은 OFDM 변조 신호의 구조에서

로 표현되는 BCH 심벌(240)을 코히런트 복조하기 위하여, 이동국은 먼저

로 표현되는 동기 채널 심벌에 대 한 채널 추정 값과

로 표현되는 동기 채널 심벌에 대한 채널 추정 값을 추정한다. 그리고, 보간법을 이용하여 추정된 두 개의 채널 추정 값으로부터,

로 표현되는 BCH 심벌의 복조를 위한 채널 추정 값을 산출하고, 이를 이용하여 BCH 심벌을 코히런트 복조한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 동일한 송신 다이버시티를 이용하여 동기 채널 및 BCH를 송신하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

기지국 송신기는 상위 계층을 통해서 BCH 데이터 비트를 생성한다(S810).

그리고, 채널 코딩 및 인터리빙 블록(300)을 통해 생성된 BCH 데이터 비트를 채널 코딩한 뒤, 시간/주파수 도메인으로 인터리빙을 수행한다(S820).

인터리빙된 BCH 데이터 비트는 변조기를 통해 QPSK 또는 BPSK 형태로 변조된 후(S830), BCH 심벌을 포함하는 서브 프레임의 숫자만큼 분할된다. 분할된 BCH 데이터 비트는 각 서브 프레임에 포함된다(S840).

그리고, 동기 채널 심벌 발생기(320)를 통하여 기지국의 초기 동기 정보, 주파수 오프셋 교정 정보 및 셀 스크램블링 코드 정보 등을 포함하는 동기 채널을 발생시킨다(S850).

다수의 안테나를 포함하는 기지국은 송신 다이버시티를 이용하여 BCH와 동기 채널을 전송하기 위해서, 스위칭 블록(330)을 통하여 송신 안테나를 선택한다. 여기서, 스위칭 블록(330)이 송신 안테나를 선택함에 있어서 다수의 안테나를 차례적으로 선택하는 것이 바람직하나, 임의로 선택하도록 설정하는 것도 가능하 다(S860).

안테나가 선택되면, BCH 심벌 및 동기 채널 심벌은 OFDM 심벌 매퍼(340, 342)를 통해 시간/주파수 영역의 OFDM 심벌에 매핑된다. 이 때, 주파수 분할 다중화 또는 시간 분할 다중화될 수 있다(S870).

OFDM 심벌은 스크램블링 블록(350, 352)에 의해 스크램블링 된 후, 역 푸리에 변환기(360, 362)에 의해 시간 영역의 신호로 변환된다. 그리고, 앞단에 사이클릭 프리픽스가 추가되면, 주파수 변환기(380, 382)에 의해서 무선 주파수 신호로 변조된 후 이동국으로 송출된다(S880)

이와 같은 방법에 따라, 기지국 송신기는 송신 다이버시티를 이용하여 동기 채널 및 BCH를 이동국으로 송신하게 된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 수신된 동기 채널을 이용하여 BCH를 복조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

기지국 송신기로부터 동기 채널 및 BCH가 포함된 OFDM 신호가 전송되면, 이동국은 안테나를 통하여 송신되는 OFDM 신호를 수신한다. 이 때, 이동국이 다수의 안테나를 포함하고 있는 경우, 다수의 안테나 중 특정한 안테나만을 이용하여 전송되는 OFDM 신호를 수신할 수도 있으며, 다수의 안테나를 순차적으로 이용하여 OFDM 신호를 수신하는 방법 등을 이용하여 모든 안테나를 이용하여 수신할 수도 있다(S910).

그리고, 이동국은 수신된 OFDM 신호를 기저대역 신호로 변환한 뒤, 변환된 OFDM 변조 신호에서 동기 채널과 BCH를 필터링하여 다른 채널로부터 분리한 다(S920).

동기 채널과 BCH 채널이 분리되면(S930), 이동국은 동기 채널에 포함된 기지국의 초기 동기 정보, 주파수 오프셋 교정 정보 및 셀 스크램블링 코드 정보 등을 확인함으로써 셀 탐색을 수행한다(S940).

그리고, OFDM 신호로부터 분리한 동기 채널 및 BCH의 앞 단에 추가된 사이클릭 프리픽스를 제거하고, 푸리에 변환기를 이용하여 시간 영역의 신호에서 주파수 영역의 신호로 변환한다(S950).

그리고, 주파수 영역의 신호로 변환된 동기 채널 및 BCH의 채널을 추정한다. 이 때, 수학식 3과 수학식 4를 이용하여 동기 채널 및 BCH의 채널 추정 값을 산출할 수 있다(S960).

채널 추정 값이 산출되면 제로 포싱 방정식 등을 이용하여 BCH를 코히런트 복조한다. 이 때, 이동국이 다수의 안테나를 이용하여 OFDM 신호를 수신한 경우, 각 안테나별로 수신된 동기 채널 및 BCH의 채널 추정 값을 각각 산출하고, 이를 컴바이닝하는 작업을 추가로 수행할 수도 있다(S970).

그리고, 코히런트 복조된 BCH는 BCH 채널 디코더(590)를 통해 복호화된 후 BCH 데이터 비트로 출력된다(S980).

여기서 S920 단계에서, OFDM 신호로부터 분리된, 동기 채널과 BCH를 제외한 다른 채널들은 기타 채널 복조기(430, 530)로 전달되어 복조된다(S990).

이와 같은 단계를 통하여, 이동국은 기지국으로부터 전송되는 OFDM 신호에서 포함된 하나의 동기 채널을 이용하여 BCH를 복조할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 동기 채널과 BCH를 인접하여 배치하고, TSTD, FSTD 및 빔 스위칭 등의 동일한 송신 다이버시티를 적용시켜 동일한 안테나를 통하여 전송함으로써, 이동국의 기지국 안테나 개수 확인 시간, BCH 복조 시간을 줄임으로써 셀 탐색 성능을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 전력 소모를 줄일 수 있다. 그리고, 이동국은 기지국의 안테나 수에 상관없이 동일한 BCH 복조 방법을 사용할 수 있다.

또한, 동기 채널을 이용하여 BCH를 코히런트 복조함으로써, BCH 복조 성능을 최대화시켜 BCH 프레임의 에러 발생 확률을 줄일 수 있으며, 이동국의 이동 속도에 따라 발생할 수 있는 무선 채널의 페이딩 현상에 따른 채널 추정 에러를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

1. 기지국 송신기에서 동기 채널과 방송 채널을 송출하는 방법에 있어서,

   a) 송출할 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심벌을 생성하는 단계;

   b) 상기 방송 채널 심볼과 상기 동기 채널이 하나의 서브 프레임 내에 위치하도록 OFDM 신호에 매핑하는 단계; 및

   c) 상기 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심볼에 동일한 송신 다이버시티를 적용시켜 동일한 안테나를 통해 송출하는 단계

   를 포함하는 동기 채널 및 방송 채널의 송출 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 송신 다이버시티는,

   시간 스위칭 송신 다이버시티(TSTD: Time Switched Transmit Diversity), 주파수 스위칭 송신 다이버시티(FSTD: Frequency Switched Transmit Diversity) 및 빔 스위칭 중 하나의 송신 다이버시티를 적용하는 것을 특징으로 하는 동기 채널 및 방송 채널의 송출 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 단계 (b)는,

   상기 각 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심벌들은 FDM 방식으로 매핑되고, 상 기 방송 채널 심볼들 및 동개 채널 심볼들 간은 TDM 방식으로 매핑되는 것을 특징으로 하는 동기 채널 및 방송 채널의 송출 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 단계 (b)에서,

   상기 방송 채널 심볼은 시간 축 상에서 상기 동기 채널 심벌 직전 또는 직후에 배치되도록 매핑하는 것을 특징으로 하는 동기 채널 및 방송 채널의 송출 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 단계 (b)에서,

   상기 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심볼들을 주파수 축 상에서 동일한 주파수 대역에 위치하거나, 하나의 서브 캐리어만큼 엇갈리도록 매핑하는 것을 특징으로 하는 동기 채널 및 방송 채널의 송출 방법.
6. 동기 채널 및 방송 채널을 송출하는 이동통신 시스템의 기지국 송신기에 있어서,

   상기 방송 채널의 전송을 위한 방송 채널 심벌을 생성하는 수단;

   상기 동기 채널의 전송을 위한 동기 채널 심벌을 생성하는 수단;

   상기 방송 채널 심볼 및 상기 동기 채널 심볼을 하나의 서브 프레임 내에 위치하도록 OFDM 신호에 매핑하는 수단; 및

   상기 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심볼에 동일한 송신 다이버시티를 적용시켜 동일한 안테나를 통하여 송출하는 수단

   를 포함하는 기지국 송신기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 동일한 송신 다이버시티는,

   시간 스위칭 송신 다이버시티(TSTD: Time Switched Transmit Diversity), 주파수 스위칭 송신 다이버시티(FSTD: Frequency Switched Transmit Diversity) 및 빔 스위칭 중 하나인 것을 특징으로 하는 기지국 송신기.
8. 제6항에 있어서,

   상기 매핑 수단은,

   상기 각 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심볼을 FDM 방식으로 매핑하고, 상기 방송 채널 심볼 및 동기 채널 심볼간에는 TDM 방식으로 매핑하는 것을 특징으로 하는 기지국 송신기.
9. 이동통신 시스템의 이동국에서 방송 채널을 복조하는 방법에 있어서,

   상기 기지국으로부터 수신된 OFDM 신호에서 동기 채널과 방송 채널을 필터링하여 분리하는 채널 분리 단계;

   상기 동기 채널에 포함된 동기 채널 심벌을 이용하여 채널 추정 값을 산출하 는 채널 추정 값 산출 단계; 및

   상기 산출된 채널 추정 값을 이용하여 상기 방송 채널을 코히런트 복조하는 복조 단계

   를 포함하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 채널 분리 단계에서 분리된 상기 동기 채널(

    

    )은,

    

    (여기서, α _i 는 채널 왜곡, n _i 는 잡음, S _i 는 i번째 부반송파로 전송되는 상기 동기 채널의 주파수 영역 신호 성분, μ는 상기 동기 채널 심벌, c _i 는 동기 채널 스크램블링 코드의 i번째 구성 요소)

    로 표현되는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
11. 제9항에 있어서,

    상기 채널 분리 단계에서 분리된 상기 방송 채널(

    

    )은,

    

    (여기서, d _i 는 상기 방송 채널의 심벌, p _i 는 셀 스크램블링 코드의 i번째 구 성 요소, n _i '는 가산성 가우시안 잡음)

    로 표현되는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 채널 추정 값 산출 단계의 상기 채널 추정 값(

    

    )은,

    

    (여기서, *는 공액 복소값)

    를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 복조 단계에서, 상기 방송 채널의 코히런트 복조(

    

    )는,

    

    의 제로 포싱 방정식(Zero Forcing Equation)을 이용하는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
14. 제9항에 있어서,

    상기 OFDM 신호에서 상기 방송 채널 심벌은,

    시간 축 상에서 상기 동기 채널 심벌 직전 또는 직후에 배치하며, 주파수 축 상에서는 상기 동기 채널 심벌과 동일한 주파수 대역에 위치하거나, 하나의 서브 캐리어만큼 엇갈리도록 위치하는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 복조 단계에서 상기 방송 채널의 심벌이 상기 동기 채널 심벌과 주파수 축 상에서 하나의 서브 캐리어만큼 엇갈리도록 위치하면,

    보간법을 이용하여 상기 방송 채널의 심벌과 주파수 축 상에서 인접한 두 개의 동기 채널 심벌에 대한 채널 추정 값을 계산하여, 상기 방송 채널의 코히런트 복조를 위한 채널 추정 값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
16. 제9항에 있어서,

    상기 채널 추정 값 산출 단계는,

    각 안테나를 통하여 수신된 동기 채널 심벌을 이용하여, 각 안테나별 채널 추정 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
17. 제16항에 있어서,

    상기 복조 단계는,

    상기 각 안테나별 채널 추정 값을 이용하여 각각 수신된 OFDM 신호의 방송 채널을 코히런트 복조한 후, 컴바이닝하는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
18. 제9항에 있어서,

    상기 채널 분리 단계와 상기 채널 추정 값 산출 단계 사이에,

    상기 필터링된 동기 채널을 이용하여 셀 탐색을 수행하는 단계

    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.
19. 제9항에 있어서,

    상기 채널 분리 단계 이후에,

    상기 OFDM 신호에서 분리된 상기 동기 채널과 상기 방송 채널을 제외한 나머지 채널들을 복조하는 단계

    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 채널을 이용한 방송 채널 복조 방법.

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