KR20070085651A

KR20070085651A - 무선 통신 시스템

Info

Publication number: KR20070085651A
Application number: KR1020077012445A
Authority: KR
Inventors: 히데또 후루까와
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2007-08-27
Also published as: CN101091342A; EP1838022A1; EP1838022A4; US20070254693A1; KR100983411B1; JPWO2006072980A1; JP4805169B2; WO2006072980A1; US20130136206A1; US8447253B2

Abstract

멀티 밴드 또는 서로 다른 복수의 무선 주파수를 사용하는 무선 통신 시스템에서, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 서로 다른 무선 전송 방식을 이용한다. 예를 들면, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 서로 다른 무선 포맷으로 데이터를 송신함으로써, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 상기 무선 전송 방식을 서로 다르게 할 수 있다. 무선 포맷을 서로 다르게 하기 위해서는, (1) 무선 주파수마다 파일럿 길이를 서로 다르게 하거나, (2) 무선 주파수마다 파일럿 간격을 서로 다르게 하거나, (3) 각 밴드 또는 무선 주파수마다 가드 인터벌 길이를 서로 다르게 하거나, (4) 각 밴드에서 멀티 캐리어 변조에 의해 무선 통신하는 경우, 각 밴드에서의 멀티 캐리어의 서브 캐리어 간격을 서로 다르게 한다.

멀티 캐리어 변조, 무선 주파수, 멀티 밴드, 가드 인터벌, 서브 캐리어

Description

무선 통신 시스템{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 멀티 밴드 또는 서로 다른 복수의 무선 주파수를 사용하는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 서로 다른 무선 전송 방식(무선 전송 파라미터)을 이용하는 무선 통신 시스템 및 송신 장치, 수신 장치에 관한 것이다.

제2세대 휴대 전화 시스템에서는 800㎒대, 1.5㎓대 등 복수의 주파수대를 사용하고 있다. 또한, 제3세대 휴대 전화 시스템 IMT-2000에서는 현재 2㎓대가 사용되고 있지만 가까운 장래 800㎒대의 사용도 검토되고 있다. 이와 같이 1개의 휴대 전화 시스템에서 복수의 주파수대를 사용하는 것은 주지의 사실로 되어 있다.

멀티 밴드의 무선 통신 시스템, 즉, 복수의 대역폭(밴드)을 이용한 무선 통신 시스템, 혹은, 복수의 서로 다른 무선 주파수를 사용하는 멀티 캐리어 무선 통신 시스템에서, 종래는 모두 동일한 무선 파라미터(무선 포맷)를 이용하고 있었다. 즉, 무선 포맷으로서, (1) 채널 추정에 필요한 내삽 파일럿의 길이, (2) 심볼간 간섭을 방지하기 위한 가드 인터벌 GI의 길이, (3) 멀티 캐리어에서의 서브 캐리어수 혹은 서브 캐리어 간격 등이 있지만, 종래는 이들 무선 파라미터(포맷)는 무선 주파수나 밴드에 관계없이 동일하였다. 그러나, 사용하는 주파수대가 서로 다르면, 전반 특성이 변하고, 수신 성능도 그에 따라 서로 다르다. 도 15는 멀티 밴드의 설명도로서, 설명을 간소화하기 위해 주파수대를 1㎓대와 2㎓대로 하고 있지만, 이 주파수대에 한정하는 것은 아니며, 또한, 2개의 밴드에 한정하는 것은 아니다.

(1) 파일럿을 내삽하는 무선 전송 시스템

주파수대가 1㎓와 2㎓를 이용한 무선 전송 시스템에서는 이동 속도가 동일하여도, 사용하는 주파수대에 의해 페이딩 속도가 배 서로 다르다. 이 때문에, 채널 추정을 위해 동일한 길이의 내삽 파일럿을 이용하면 채널 추정 정밀도가 1㎓와 2㎓에서 서로 다르고, 2㎓대에서는 1㎓대에 비해 수신 성능이 열화한다. 그러나, 종래는 도 16에 도시한 바와 같이, 주파수대에 관계없이 데이터 DT1, DT2에 내삽하는 파일럿 PL1, PL2의 길이를 동일 길이로 하고 있고, 채널 추정 정밀도가 2㎓대에서 열화하는 문제가 있었다.

도 17은 이러한 종래의 파일럿 길이를 주파수대에 관계없이 일정하게 한 경우의 송신 장치의 구성도, 도 18은 수신 장치의 구성도이다.

송신 장치에서, 변조부(1a)는, 송신 데이터에 예를 들면 QPSK 변조를 실시하고, 파일럿 삽입부(1b)는 QPSK의 동상 성분, 직교 성분에 파일럿 신호 PL을 삽입하고, 1㎓용 송신기(1c)는 그 파일럿 PL이 삽입된 신호의 주파수를 1㎓로 업 컨버트하여 송신하고, 2㎓용 송신기(1d)는 그 파일럿 PL이 삽입된 신호의 주파수를 2㎓로 업 컨버트하여 송신한다. 또한, 파일럿의 삽입은 QPSK 변조 전이어도 된다.

수신 장치에서, 1㎓용 수신기(2a)는 1㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다운 컨버트하여 선택부(2c)에 입력하고, 2㎓용 수신기(2b)는 마찬가지로 2 ㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다운 컨버트하여 선택부(2c)에 입력한다. 선택부(2c)는 도시하지 않은 제어부로부터 출력된 1㎓/2㎓ 선택 신호 SEL이 지시하는 수신기로부터 출력하는 베이스 밴드 신호를 선택하고, 파일럿 추출부(2d)와 복조부(2e)에 입력한다. 파일럿 추출부(2d)는 입력 신호로부터 파일럿을 추출하고, 채널 추정부(2f)는 추출한 파일럿 신호와 기지의 파일럿 신호를 이용하여 채널(패스의 전반 특성)을 추정한다. 복조부(2e)는 그 채널 추정값에 기초하여 데이터 신호에 채널 보상을 실시하고, 그런 후에, 송신 데이터를 복조한다.

이상과 같이, 송신 장치는 1㎓/2㎓ 모두 동일한 길이의 파일럿 신호를 삽입하고, 동일한 무선 포맷으로 무선 신호로서 송신한다. 이 때문에, 2㎓로 송신된 데이터를 복조할 때, 채널 추정 정밀도가 열화하기 때문에 고정밀도의 데이터 복조를 할 수 없다.

(2) 가드 인터벌을 삽입하는 무선 전송 시스템

심볼간 간섭을 방지하기 위해 가드 인터벌 GI를 삽입하는 무선 전송 시스템에서는, 기지국과 이동국의 위치 관계에 의해 필요한 가드 인터벌 길이가 서로 다르다. 예를 들면 1㎓와 2㎓에서는 전파 손실이 서로 다르고, 1㎓쪽이 먼곳에 도달하는 것이 알려져 있고, 1㎓대의 지연 스프레드 쪽이 길어진다. 가드 인터벌 길이는 최대 지연 스프레드의 길이에 맞추어서 결정하는 것이 일반적이다. 즉, 밴드마다 동일한 가드 인터벌 길이(동일한 무선 포맷)인 경우, 지연 스프레드가 최장으로 되는 기지국과 이동국의 위치 관계를 상정하여 가드 인터벌 길이를 정할 필요가 있다. 도 19는 종래의 무선 포맷의 예로서, 1㎓의 지연 스프레드에 기초하여 1㎓/2 ㎓의 가드 인터벌 GI의 길이를 정하고 있다. 이상으로부터, 2㎓대에서는 가드 인터벌이 지나치게 길어져, 즉, 불필요한 가드 인터벌 길이를 준비하게 되어 전송 효율이 나빠지는 문제가 있다.

도 20은 가드 인터벌 GI를 동일하게 한 경우의 무선 전송 시스템에서의 송신 장치, 도 21은 수신 장치의 구성도로서, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 방식에 의해 멀티 캐리어 전송하는 예로, 1㎓/2㎓ 모두 동일한 길이의 가드 인터벌이 삽입된 데이터를 송신기로부터 송신한다.

송신 장치에서, 멀티 캐리어 변조부(3a)의 시리얼/패러렐 변환부(3a₁)는 송신 데이터를 N개의 병렬 데이터로 변환하고, IFFT부(3a₂)는 각 병렬 데이터를 N개의 서브 캐리어 성분으로서 IFFT 연산 처리하고, 패러렐/시리얼 변환부(3a₃)는 N 심볼의 IFFT 연산 처리 결과를 직렬로 변환하여 출력한다. 가드 인터벌 부가부(3b)는 미리 설정되어 있는 일정 길이의 가드 인터벌을 N 심볼의 선두에 부가하고, 1㎓용 송신기(3c)는 그 가드 인터벌이 삽입된 신호의 주파수를 1㎓로 업 컨버트하여 송신하고, 2㎓용 송신기(3d)는 그 가드 인터벌이 삽입된 신호의 주파수를 2㎓로 업 컨버트하여 송신한다.

수신기에서, 1㎓용 수신기(4a)는 1㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다운 컨버트하여 선택부(4c)에 입력하고, 2㎓용 수신기(4b)는 마찬가지로 2㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다운 컨버트하여 선택부(4c)에 입력한 다. 선택부(4c)는 도시하지 않은 제어부로부터 출력된 1㎓/2㎓ 선택 신호 SEL이 지시하는 수신기로부터 출력하는 베이스 밴드 신호를 선택하고, 가드 인터벌 제거부(4d)에 입력한다. 가드 인터벌 제거부(4d)는 입력 신호로부터 가드 인터벌을 제거하여 FFT부(4e)에 입력한다. FFT부(4e)는 입력 신호를 N심볼로 패러렐 변환하고, 이어서, N포인트 FFT 연산 처리를 행하고, FFT 연산 결과를 시리얼로 변환하여 복조부(4f)에 입력한다. 복조부(4f)는, 입력 신호로부터 송신 데이터를 복조한다.

이상과 같이, 송신기는 1㎓/2㎓ 모두 동일한 길이의 가드 인터벌을 삽입하여 동일한 무선 포맷으로 무선 신호로서 송신한다. 이 때문에, 2㎓에서는 가드 인터벌이 지나치게 길어져 전송 효율이 나빠진다.

(3) 멀티 밴드에서의 멀티 캐리어 전송 시스템

도 22에 도시한 바와 같이 멀티 밴드(1㎓대 및 2㎓대)의 각각에서 OFDM 방식에 의해 멀티 캐리어 전송하는 무선 통신 시스템에서는, 페이딩에 의해 주파수 변동이 발생하면, 인접하는 서브 캐리어 간의 직교성이 무너진다. 이 직교성의 무너짐 정도는, 사용하는 주파수대에 의해 서로 다르다. 즉, 이동 속도가 동일하여도 2㎓대에서는 1㎓대에 비하여 주파수 변동량이 2배로 되기 때문에, 1㎓대에 비하여 열화량도 커진다.

OFDM에서는 송신 신호를 시리얼/패러렐 변환(N개의 병렬 신호로 변환)하여 신호 속도를 낮게 하고, 각 서브 캐리어에 N개의 각 송신 신호를 할당하여 전송하는 방식이다. 시리얼/패러렐 변환 후의 신호 속도(=1/T ㎐)에 의해 서브 캐리어 간격 또는 대역폭이 정해진다. 서브 캐리어 간격은 주파수축 상에서 직교하도록 1/2T 간격으로 배열된다. 이 OFDM 전송 방식에서는 전술한 바와 같이 멀티패스 페이딩에 의해 주파수가 흔들려, 각 서브 캐리 간의 직교성이 무너지면 성능이 열화한다. 그 때문에, 미리 주파수 간격은 그 흔들림을 예상하여 밴드마다 열화가 발생하지 않는 간격으로 할 필요가 있다. 그러나, 종래의 멀티 밴드의 무선 전송 시스템에서 각 밴드에서의 서브 캐리어 간격은 1㎓와 2㎓에서 동일하다. 또한, 멀티 밴드(1㎓ 및 2㎓대)의 각각에서 OFDM 방식에 의해 멀티 캐리어 전송하는 무선 통신 시스템은 도 20, 도 21과 동일한 구성으로 된다.

주파수에 의해 신호 열화의 정도가 서로 다른 경우, 수신 상태가 좋은 주파수 채널의 신호를 선택 수신하는 기술이 있다(특허 문헌 1). 이 종래 기술에서는, 복수의 송신국이 서로 다른 주파수로 동일한 내용의 송신을 행하는 다주파수 네트워크에서, 수신국이, 주파수가 서로 다른 2개의 채널에서 보내져 오는 신호의 수신 레벨을 검출하고, 수신 레벨이 큰 채널의 신호를 이용하여 복원한다.

또한, 동일 주파수대를 사용하는 다양한 방식의 무선 통신 장치가 존재하는 경우, 무선 통신의 간섭이 발생한다고 예상되는 주파수, 시간 또는 방향을 구하고, 이를 피하여 무선 통신하는 기술이 있다(특허 문헌 2).

그러나, 이들 종래 기술은 멀티 밴드의 무선 통신 시스템 및 멀티 캐리어 무선 통신 시스템에서, 각 밴드 혹은 각 주파수에서의 수신 성능을 각각 향상하는 것은 아니다.

이상으로부터 본 발명의 목적은, 멀티 밴드의 무선 통신 시스템 및 멀티 캐리어 무선 통신 시스템에서, 각 밴드 혹은 각 주파수에서의 수신 성능을 각각 향상 하고, 또한, 전송 효율을 향상하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 각 주파수에서 내삽하는 파일럿의 길이를 바꿈으로써, 각 주파수에서의 채널 추정 정밀도를 향상하여 수신 성능을 향상하여, 전송 효율을 개선하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 각 밴드 혹은 각 주파수에서 삽입하는 가드 인터벌의 길이를 바꿈으로써, 각 밴드 혹은 각 주파수에서의 심볼간 간섭을 저감하여 수신 성능을 향상하여, 전송 효율을 개선하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 각 밴드에서의 멀티 캐리어의 서브 캐리어수, 또는 서브 캐리어 간격을 서로 다르게 함으로써, 각 밴드에서 주파수 변동에 의한 영향을 저감하여 수신 성능을 향상하여, 전송 효율을 개선하는 것이다.

[특허 문헌1] 일본 특개 2002-64458호 공보

[특허 문헌2] 일본 특개 2002-300172호 공보

<발명의 개시>

본 발명은, 멀티 밴드 또는 복수의 서로 다른 무선 주파수(예를 들면, 비연속 2개의 밴드, 이격된 2개의 밴드, 서로 다른 주파수대에 속하는 2개의 무선 주파 수 등)를 사용하는 무선 통신 시스템이며, 이 무선 통신 시스템에서는 각 밴드 또는 무선 주파수마다 서로 다른 무선 전송 파라미터(전송 방식)를 이용한다. 즉, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 서로 다른 무선 파라미터(포맷)로 데이터를 송신 함으로써, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 상기 무선 전송 파라미터(전송 방식)를 서로 다르게 한다.

또한, 여기에서, 3이상의 밴드를 사용하는 경우에, 그 중의 2개의 밴드에 대하여 각 밴드마다 서로 다른 무선 파라미터(포맷)로 데이터를 송신하는 경우에도, 2개의 밴드(멀티 밴드)를 사용하는 것에는 변함이 없으며, 사용하는 2개의 밴드의 각 밴드마다 서로 다른 무선 전송 파라미터를 이용하고 있는 것으로 해석할 수 있다.

물론, 사용하는 밴드의 모두에 대하여 서로 다른 무선 전송 파라미터를 이용할 수도 있다.

또한, 파라미터(포맷)를 서로 다르게 할 때에, 각 밴드를 이용하는 무선 통신 장치(무선 송신 장치 또는 무선 수신 장치)에 공통적으로 서로 다르게 하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 제1 밴드를 이용하여 통신하는 무선 통신 장치는 일률적으로, 제1 파라미터가 적용된 제1 밴드를 사용하고, 제2 밴드를 이용하여 통신하는 무선 통신 장치는 일률적으로, 제2 파라미터가 적용된 제2 밴드를 사용하는 것이다.

또한, 그 파라미터의 설정은, 무선 통신 장치가 제1 밴드 및 제2 밴드를 사용하는 것을 외부 입력 등에 의해 지시받은 경우에, 각 밴드에 대하여 각각 대응하는 파라미터를 기억부로부터 판독하고, 제어부는, 판독한 파라미터에 따라서, 각 부의 제어를 행하도록 하는 것으로 행하는 것이 바람직하다.

물론, 1개의 무선 통신 장치가 1개의 밴드만 대응하고 있는 경우에는, 다른 무선 통신 장치가 상이한 다른 1개의 밴드를 사용하고, 각각 제1 밴드에 적합한 파라미터, 제2 밴드에 적합한 파라미터를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이 때, 역시 무선 통신 장치의 각각은, 어느 쪽의 밴드에도 대응 가능하도록, 기억부에, 각 밴드에 따른 무선 파라미터를 기억해 두고 ,지정된 밴드에 따른 무선 파라미터를 제어부가, 읽어내어서 제어에 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 서로 다른 3개의 밴드인, 제1, 제2, 제3 밴드(제1 밴드와 제2 밴드의 주파수 간격보다 제2 밴드와 제3 밴드의 주파수 간격쪽이 넓은 것으로 함)를 사용하는 경우에, 제1과 제2에서는 동일한 무선 파라미터를 이용하고, 제2과 제3 밴드 사이에서는 서로 다른 무선 파라미터를 사용할 수도 있다.

이에 의해, 주파수가 상이한 것에 기인하는 문제가 현저하게 생기는 부분을 겨냥하여 대응할 수 있기 때문이다.

또한, 제1 밴드, 제2 밴드를 사용하는 무선 통신 장치는, 1개의 무선 통신 장치(무선 기지국)인 것이 바람직하지만, 서로 다른 무선 통신 장치이어도 된다.

서로 다른 무선 통신 장치인 경우에, 바람직하게는, 동일한 통신 사업자에게 속할지, 또는, 후술하는 파라미터 이외에는 동일한 무선 통신 방식(예를 들면 OFDM)을 채용하거나, 또는, 동일한 무선 통신 시스템(예를 들면 제4세대 이동 통신 시스템)에 속할지, 또는, 코어 네트워크를 공통으로 하는 것이 바람직하다.

물론, 후술하는 바와 같은 무선 파라미터를 서로 다르게 하는 것이라면, 제1 밴드는 제1 통신 사업자, 제2 밴드는 제2 통신 사업자에게 속하도록 해도 지장이 없다.

또한, 제1 밴드, 제2 밴드를 사용하는 무선 통신 장치는, 1개의 무선 통신 장치일 것이지만, 서로 다른 무선 통신 장치일 것이지만, 부호화 방식, 복호화 방식, 변복조 방식은 동일한 방식을 채용하지만, 무선 구간에서 송수신되는 무선 포맷(예를 들면, 후술하는 각 포맷)이 서로 다르도록 되어 있는 것이 바람직하다. 무선 파라미터(포맷)를 서로 다르게 하는 제1 구체 방법은, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 파일럿 길이를 서로 다르게 하는 것이다. 이에 의해, 각 주파수에서의 채널 추정 정밀도가 향상하여 수신 성능 및 전송 효율을 개선할 수 있다.

무선 파라미터(포맷)를 서로 다르게 하는 제2 구체 방법은, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 파일럿 간격을 서로 다르게 하는 것이다. 이에 의해, 각 주파수에서의 채널 추정 정밀도가 향상하여 수신 성능 및 전송 효율을 개선할 수 있다.

무선 파라미터(포맷)를 서로 다르게 하는 제3 구체 방법은, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 가드 인터벌 길이를 서로 다르게 하는 것이다. 이에 의해, 각 밴드 혹은 각 주파수에서의 심볼간 간섭을 저감하여 수신 성능 및 전송 효율을 개선할 수 있다.

무선 파라미터(포맷)를 서로 다르게 하는 제4 구체 방법은, 각 밴드에서 멀티 캐리어 변조로 무선 통신하는 경우, 각 밴드에서의 멀티 캐리어의 서브 캐리어수를 서로 다르게 하거나, 또는 서브 캐리어 간격을 서로 다르게 하는 것이다. 이에 의해, 각 밴드에서의 주파수 변동에 의한 영향을 저감하여 수신 성능 및 전송 효율을 개선할 수 있다.

도 1은 복수의 서로 다른 무선 주파수를 사용하는 무선 통신 시스템에서, 무 선 주파수마다 파일럿 길이를 서로 다르게 하는 제1 실시예의 제1 원리 설명도.

도 2는 복수의 서로 다른 무선 주파수를 사용하는 무선 통신 시스템에서, 무선 주파수마다 파일럿 길이를 서로 다르게 하는 제1 실시예의 제2 원리 설명.

도 3은 각 밴드 또는 무선 주파수마다 가드 인터벌 길이를 서로 다르게 하는 제2 실시예의 원리 설명도.

도 4는 각 밴드에서 멀티 캐리어 변조로 무선 통신하는 경우, 각 밴드에서의 멀티 캐리어의 서브 캐리어수를 서로 다르게 하거나, 또는 서브 캐리어 간격을 서로 다르게 하는 제4 실시예의 원리 설명도.

도 5는 서브 캐리어 간격을 크게 함으로써 주파수 변동에 의한 영향을 저감할 수 있는 것을 설명하는 도면.

도 6은 복수의 서로 다른 무선 주파수를 사용하는 무선 통신 시스템에서, 무선 주파수마다 파일럿 길이를 서로 다르게 하는 제1 실시예의 송신 장치의 구성도.

도 7은 제1 실시예의 수신 장치의 구성도.

도 8은 제1 실시예의 수신 장치의 다른 구성도.

도 9는 멀티 밴드의 밴드마다 OFDM 송신하는 무선 통신 시스템에서, 밴드마다 가드 인터벌 길이를 서로 다르게 하는 제2 실시예의 송신 장치의 구성도.

도 10은 제2 실시예의 수신 장치의 구성도.

도 11은 제2 실시예의 송신 장치의 다른 구성도.

도 12는 제2 실시예의 송신 장치의 또 다른 구성도.

도 13은 멀티 밴드의 밴드마다 OFDM 송신하는 무선 통신 시스템에서, 밴드마 다 서브 캐리어수를 서로 다르게 하여 서브 캐리어 간격을 서로 다르게 하는 제3 실시예의 송신 장치의 구성도.

도 14는 제3 실시예의 수신 장치의 구성도.

도 15는 멀티 밴드의 설명도.

도 16은 주파수대에 관계없이 데이터에 내삽하는 파일럿 PL1, PL2의 길이를 동일 길이로 하는 종래예 설명도.

도 17은 종래의 주파수대에 관계없이 파일럿 길이를 일정하게 한 경우의 송신 장치의 구성도.

도 18은 종래의 주파수대에 관계없이 파일럿 길이를 일정하게 한 경우의 수신 장치의 구성도.

도 19는 가드 인터벌 길이를 주파수대에 관계없이 일정하게 한 경우의 종래예 설명도.

도 20은 가드 인터벌 길이를 주파수대에 관계없이 일정하게 한 경우의 송신 장치의 구성도.

도 21은 가드 인터벌 길이를 주파수대에 관계없이 일정하게 한 경우의 수신 장치의 구성도.

도 22는 직교성의 붕괴 정도가 주파수에 의해 상이한 것을 설명하는 도면.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

(A) 본 발명의 개략

본 발명의 원리는, 멀티 밴드의 각 밴드, 혹은 멀티 캐리어의 각 주파수의 무선 파라미터(포맷)를 그 주파수대에 맞춘 것으로 하는 것이다.

물론, 앞에서 설명한 바와 같이, 사용하는 모든 밴드에 대하여 이와 같은 파라미터(포맷)의 적합화를 도모하는 것은 아니고, 적어도 2개의 밴드에 대하여 파라미터의 적합화가 도모되면 된다.

단, 바람직하게는 사용하는 모든 밴드의 각각에 대하여 무선 파라미터를 적합화시키는 것이 바람직하다.

무선 포맷을 일치시키는 제1 방법은, 멀티 밴드(예를 들면, 2개의 이격된 밴드, 비연속의 밴드 등) 또는 복수의 서로 다른 무선 주파수(예를 들면, 서로 다른 밴드에 속하는 2개의 무선 주파수 등)를 사용하는 무선 통신 시스템에서, 밴드마다, 혹은 무선 주파수마다 파일럿 길이를 서로 다르게 하는 것이다. 이에 의해, 각 밴드 혹은 각 주파수에서의 채널 추정 정밀도가 향상하여 수신 성능을 향상할 수 있다. 파일럿 길이를 서로 다르게 하기 위해서는, 도 1에 도시한 바와 같이 1㎓대의 내삽 파일럿 PL1의 삽입 간격 y에 대하여 2㎓대의 내삽 파일럿 PL2의 삽입 간격을 y/2로 한다. 전파로 추정을 행하는 경우, 내삽 파일럿을 이용하지만, 삽입 간격이 밀해짐으로써 추정 정밀도를 높일 수 있다.

파일럿 길이를 서로 다르게 하는 다른 방법은, 도 2에 도시한 바와 같이 2㎓대의 내삽 파일럿의 길이를 1㎓대의 내삽 파일럿 길이 x의 2배로 하는 것이다. 이에 의해, 도 1의 경우와 마찬가지로 추정 정밀도를 높일 수 있다.

무선 포맷을 일치시키는 제2 방법은, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 가드 인 터벌 길이를 서로 다르게 하는 것이다. 이에 의해, 각 밴드 혹은 각 주파수에서의 심볼간 간섭이 저감하여 수신 성능을 향상할 수 있다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이 밴드마다 혹은 주파수마다 서로 다른 가드 인터벌 길이를 준비하고, 가장 주파수가 높은 밴드(2㎓)에는 가장 짧은 가드 인터벌 길이를, 가장 주파수가 낮은 밴드(1㎓)에는 가장 긴 가드 인터벌 길이를 할당한다. 이것은, 주파수가 높을수록 전파 거리가 짧아지고, 지연 스프레드도 짧아지기 때문이다. 지연 스프레드가 짧은 위치에 있는 이동국은 가드 인터벌 길이가 짧은 무선 포맷(밴드)을 이용함으로써 전송 효율을 높일 수 있다.

무선 포맷을 일치시키는 제3 방법은, 각 밴드에서 멀티 캐리어 변조로 무선 통신하는 경우, 각 밴드에서의 멀티 캐리어의 서브 캐리어수를 서로 다르게 하거나, 또는 서브 캐리어 간격을 서로 다르게 하는 것이다. 이에 의해, 각 밴드에서의 주파수 변동에 의한 영향을 저감하여 수신 성능을 향상하여, 전송 효율을 개선할 수 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이 2㎓대의 서브 캐리어수 M을 1㎓대의 서브 캐리어수 서브 캐리어수 N보다 적게 함으로써(M<N), 서브 캐리어 간격을 2㎓대에서는 1㎓대보다 크게 한다. 이에 의해, 각 밴드에서의 주파수 변동에 의한 영향을 저감하여 수신 성능을 향상하여, 전송 효율을 개선할 수 있다.

도 5은 서브 캐리어 간격을 크게 함으로써 주파수 변동에 의한 영향을 저감할 수 있는 것을 설명하는 도면이다.

1㎓대의 심볼수 N의 서브 캐리어 간격 1/2Ta는

1/2Ta=1/N

2㎓대의 심볼수 M의 서브 캐리어 간격 1/2Tb는

1/2Tb=1/M

이다. N>M이기 때문에, 도시한 바와 같이 2㎓대의 서브 캐리어 간격 1/2Tb 쪽이 1㎓대의 서브 캐리어 간격 1/2Ta보다 크다. 여기서 주파수 Δf의 주파수 변동이 발생한 경우를 고찰하면, 2㎓대에서의 인접 주파수에 대한 누설 CT₂는 서브 캐리어 간격을 넓게 함으로써 1㎓대에서의 인접 주파수에 대한 누설 CT₁보다 작게 되어 있으므로, 주파수 변동에 의한 영향을 저감할 수 있다.

(B) 제1 실시예

도 6은 복수의 서로 다른 무선 주파수를 사용하는 무선 통신 시스템에서, 무선 주파수마다 파일럿 길이를 서로 다르게 하는 제1 실시예의 송신 장치의 구성도, 도 7은 수신 장치의 구성도이다.

송신 장치에서, 변조부(11)는, 송신 데이터에 예를 들면 QPSK 변조를 실시하고, 제1 파일럿 삽입부(12)는 파일럿 발생부(13)로부터 발생하는 1㎓용의 파일럿 신호 PL1(도 1, 도 2 참조)을 QPSK의 동상 성분, 직교 성분에 삽입하고, 1㎓용 송신기(14)는 그 파일럿 PL1이 삽입된 신호의 주파수를 1㎓로 업 컨버트하여 송신하여 안테나(15)로부터 송신한다. 또한, 제2 파일럿 삽입부(16)는 파일럿 발생부(13)로부터 발생하는 2㎓용의 파일럿 신호 PL2(도 1, 도 2 참조)를 QPSK의 동상 성분, 직교 성분에 삽입하고, 2㎓용 송신기(17)는 그 파일럿 PL2가 삽입된 신호의 주파수를 2㎓로 업 컨버트하여 송신하여 안테나(18)로부터 송신한다.

수신 장치에서, 1㎓용 수신기(21)은 안테나(20)에 의해 수신된 1㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다운 컨버트하여 선택부(22)에 입력하고, 2㎓용 수신기(24)는 안테나(23)에 의해 수신된 2㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다운 컨버트하여 선택부(22)에 입력한다. 선택부(22)는 도시하지 않은 제어부로부터 출력된 1㎓/2㎓ 선택 신호 SEL이 지시하는 수신기로부터 출력하는 베이스 밴드 신호를 선택하고, 파일럿 추출부(25)과 복조부(27)에 입력한다. 파일럿 추출부(25)는 1㎓/2㎓ 선택 신호 SEL에 기초하여 입력 신호로부터 파일럿(복소 신호)을 추출하고, 그 평균 결과를 채널 추정부(26)에 입력한다. 채널 추정부(26)는 입력된 파일럿 신호와 기지의 파일럿 신호를 이용하여 채널(패스의 전반 특성)을 추정한다. 복조부(27)는 상기 채널 추정값에 기초하여 데이터 신호에 채널 보상을 실시하고, 그런 후에, 송신 데이터를 복조한다.

도 6에서는 동일한 송신 데이터에 1㎓/2㎓용의 파일럿 PL1, PL2를 삽입하여 1㎓용 송신기(14), 2㎓용 송신기(17)에 의해 각각 송신한 경우이지만, 도 8에 도시한 바와 같이 별개의 송신 데이터(1, 2)를 변조기(11, 11')에서 개개로 변조하고, 각각의 변조 결과에 1㎓/2㎓용의 파일럿 PL1, PL2를 삽입하여 1㎓용 송신기(14), 2㎓용 송신기(17)에 의해 각각 송신하도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 파일럿의 삽입을 변조 전에 행할 수 있다. 또한, 이상에서는 무선 주파수마다 파일럿 길이를 바꾼 경우이지만, 밴드마다 파일럿 길이를 변경하도록 구성할 수도 있다.

이상, 제1 실시예에 따르면, 밴드마다 혹은 무선 주파수마다 파일럿 길이 혹은 파일럿 간격을 서로 다르게 하도록 했기 때문에, 각 밴드 혹은 각 주파수에서의 채널 추정 정밀도를 향상하여 수신 성능을 향상할 수 있고, 또 전송 효율을 개선 할 수 있다.

(C) 제2 실시예

도 9는 멀티 밴드의 밴드마다 OFDM 송신하는 무선 통신 시스템에서, 밴드마다 가드 인터벌 길이를 서로 다르게 하는 제2 실시예의 송신 장치의 구성도, 도 10은 수신 장치의 구성도이다.

송신 장치에서, 멀티 캐리어 변조부(31)의 시리얼/패러렐 변환부(31a)는 송신 데이터를 N개의 병렬 데이터로 변환하고, IFFT부(31b)는 각 병렬 데이터를 N개의 서브 캐리어 성분으로서 IFFT 연산 처리하고, 패러렐/시리얼 변환부(31c)는 N 심볼의 IFFT 연산 처리 결과(OFDM 심볼)를 직렬로 변환하여 출력한다. 제1 가드 인터벌 부가부(32)는, GI 길이 지시부(33)로부터 지시되어 있는 1㎓용의 길이의 가드 인터벌(도 3 참조)을 N 심볼(OFDM 심볼)의 선두에 부가하고, 1㎓용 송신기(34)는 그 가드 인터벌이 삽입된 신호의 주파수를 1㎓로 업 컨버트하여 안테나(35)로부터 송신한다. 또한, 제2 가드 인터벌 부가부(36)는, GI 길이 지시부(33)로부터 지시되어 있는 2㎓용의 길이의 가드 인터벌(도 3 참조)을 N 심볼(OFDM 심볼)의 선두에 부가하고, 2㎓용 송신기(34)는 그 가드 인터벌이 삽입된 신호의 주파수를 2㎓로 업 컨버트하여 안테나(38)로부터 송신한다.

수신기에서, 1㎓용 수신기(41)는 안테나(40)에서 수신한 1㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다운 컨버트하여 선택부(44)에 입력하고, 2㎓용 수신기(43)는 안테나(42)에서 수신한 2㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다 운 컨버트하여 선택부(44)에 입력한다. 선택부(44)는 도시하지 않은 제어부로부터 출력된 1㎓/2㎓ 선택 신호 SEL이 지시하는 수신기로부터 출력하는 베이스 밴드 신호를 선택하고, 가드 인터벌 제거부(45)에 입력한다. 가드 인터벌 제거부(45)는 1㎓/2㎓ 선택 신호SEL의 지시에 따라서, 입력 신호로부터 1㎓ 혹은 2㎓의 가드 인터벌을 제거하여 FET부(46)에 입력한다. FET부(46)는 입력 신호를 N심볼로 패러렐 변환하고, 이어서, N포인트 FFT 연산 처리를 행하고, FET 연산 결과를 시리얼로 변환하여 복조부(47)에 입력한다. 복조부(47)는, 입력 신호로부터 송신 데이터를 복조한다.

도 9에서는 동일한 OFDM 심볼에 1㎓/2㎓용 가드 인터벌 G1, G2를 삽입하여 1㎓용 송신기(14), 2㎓용 송신기(17)에 의해 송신한 경우이지만, 도 11에 도시한 바와 같이, 별개의 송신 데이터(1, 2)에 멀티 캐리어 변조기(31, 31')에서 각각 멀티 캐리어 변조하고, 각각의 변조 결과인 OFDM 심볼에 1㎓/2㎓용의 가드 인터벌을 삽입하여 1㎓용 송신기(35), 2㎓용 송신기(38)에 의해 송신하도록 구성할 수도 있다.

또한, 이상에서는 멀티 밴드의 밴드마다 가드 인터벌 길이를 변경한 경우이지만, 멀티 캐리어의 캐리어 주파수마다 가드 인터벌 길이를 변경하도록 할 수 있다. 도 12는 이러한 멀티 캐리어 전송 시스템에서, 주파수마다 가드 인터벌 길이를 변경하는 송신 장치의 구성도이다. 멀티 캐리어 변조부(51)를 구성하는 각 심볼 캐리어 변조부(51a∼51n)는 송신 데이터 DATA1∼DATAn에 대하여 소정의 변조(예를 들면 QPSK 변조)를 실시하고, 제1∼제n가드 인터벌 부가부(52a∼52n)는, GI 길이 지시부(53)로부터 지시되어 있는 가드 인터벌 길이에 기초하여 N개의 데이터의 선두에 소정의 길이의 가드 인터벌 G1-Gn을 각각 변조 데이터에 삽입하고, 제1∼제n 송신기(53a∼53n)는 그 가드 인터벌이 삽입된 데이터를 안테나(54a∼54n)를 통하여 송신한다.

이상, 제2 실시예에 따르면, 각 밴드 혹은 각 주파수에서 삽입하는 가드 인터벌의 길이를 바꿈으로써, 각 밴드 혹은 각 주파수에서의 심볼간 간섭을 저감하여 수신 성능을 향상하여, 전송 효율을 개선할 수 있다.

(D) 제3 실시예

도 13은 멀티 밴드의 밴드마다 OFDM 송신하는 무선 통신 시스템에서, 밴드마다 서브 캐리어수를 서로 다르게 하여 서브 캐리어 간격을 서로 다르게 하는 제3 실시예의 송신 장치의 구성도, 도 14는 수신 장치의 구성도이다.

변조부(61)는 예를 들면 송신 데이터에 QPSK 변조를 실시하여 복소 데이터로 하여 출력한다. 제1 멀티 캐리어 변조부(62)에서, 시리얼/패러렐 변환부(62a)는 송신 데이터를 N개의 병렬 데이터로 변환하고, IFFT부(62b)는 각 병렬 데이터를 N개의 서브 캐리어 성분으로서 IFFT 연산 처리하고, 도시하지 않은 패러렐/시리얼 변환부는 N심볼의 IFFT 연산 처리 결과(OFDM 심볼)를 직렬로 변환하여 출력한다. 제1 가드 인터벌 부가부(63)는 소정 길이의 가드 인터벌을 N 심볼(OFDM 심볼)의 선두에 부가하고, 1㎓용 송신기(64)는 그 가드 인터벌이 삽입된 신호의 주파수를 1㎓로 업 컨버트하여 안테나(65)로부터 송신한다. 또한, 가드 인터벌 부가부(63)는 1㎓용의 길이의 가드 인터벌을 삽입할 수도 있다.

또한, 제2 멀티 캐리어 변조부(66)에서, 시리얼/패러렐 변환부(66a)는 송신 데이터를 M개(M<N)의 병렬 데이터로 변환하고, IFFT부(66b)는 각 병렬 데이터를 M개의 서브 캐리어 성분으로서 IFFT 연산 처리하고, 도시하지 않은 패러렐/시리얼 변환부는 M 심볼의 IFFT 연산 처리 결과(OFDM 심볼)를 직렬로 변환하여 출력한다. 제2 가드 인터벌 부가부(67)는 소정 길이의 가드 인터벌을 M 심볼(OFDM 심볼)의 선두에 부가하고, 2㎓용 송신기(68)는 그 가드 인터벌이 삽입된 신호의 주파수를 2㎓로 업 컨버트하여 안테나(69)로부터 송신한다. 또한, 가드 인터벌 부가부(67)는 2㎓용의 길이의 가드 인터벌을 삽입할 수도 있다.

수신기에서, 1㎓용 수신기(71)는 안테나(70)에서 수신한 1㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다운 컨버트하여 선택부(74)에 입력하고, 2㎓용 수신기(73)는 안테나(72)에서 수신한 2㎓의 고주파 수신 신호를 베이스 밴드 신호로 다운 컨버트하여 선택부(74)에 입력한다. 선택부(74)는 도시하지 않은 제어부로부터 출력된 1㎓/2㎓ 선택 신호 SEL이 지시하는 수신기로부터 출력하는 베이스 밴드 신호를 선택하고, 가드 인터벌 제거부(75)에 입력한다. 가드 인터벌 제거부(75)는 소정 길이의 가드 인터벌을 입력 신호로부터 삭제하여 FFT부(76)에 입력한다. FFT부(76)는 1㎓/2㎓ 선택 신호 SEL이 1㎓를 지시하고 있는 경우에는, N포인트의 FFT처리를 행하고, 2㎓를 지시하고 있는 경우에는, M 포인트의 FET 처리를 행하고, FFT 연산 결과를 시리얼로 변환하여 복조부(77)에 입력한다. 복조부(77)는, 입력 신호로부터 송신 데이터를 복조한다.

이상, 제3 실시예에 따르면, 각 밴드에서의 멀티 캐리어의 서브 캐리어수(N, M), 또는 서브 캐리어 간격을 서로 다르게 함으로써, 주파수 대역이 높은 밴드에서 의 주파수 변동에 의한 영향을 저감하여 수신 성능을 향상하여, 전송 효율을 개선 할 수 있다.

이상의 실시예에서는, 파일럿 길이, 가드 인터벌 길이, 서브 캐리어 간격 중의 하나를 밴드마다, 혹은 주파수마다 바꾼 경우이지만, 동시에 2이상 변경하도록 구성할 수도 있다. 즉, 이들 3개의 파라미터 중의 2개의 변경을 행하는 모든 조합, 또한, 3개 변경을 행하는 모든 조합에 대해서도 채용할 수 있다.

Claims

멀티 밴드 또는 서로 다른 복수의 무선 주파수를 사용하는 무선 통신 시스템에 있어서,

각 밴드 또는 무선 주파수마다 서로 다른 무선 파라미터를 이용하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제1항에 있어서,

각 밴드 또는 무선 주파수마다 서로 다른 무선 파라미터로 데이터를 송신함으로써, 각 밴드 또는 무선 주파수마다 상기 무선 전송 방식을 서로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제2항에 있어서,

각 밴드 또는 무선 주파수마다 파일럿 길이를 서로 다르게 함으로써 상기 무선 포맷을 서로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제2항에 있어서,

각 밴드 또는 무선 주파수마다 파일럿 간격을 서로 다르게 함으로써 상기 무선 포맷을 서로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제2항에 있어서,

각 밴드 또는 무선 주파수마다 가드 인터벌 길이를 서로 다르게 함으로써 상기 무선 포맷을 서로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제1항에 있어서,

각 밴드에서 멀티 캐리어 변조로 무선 통신하는 경우, 각 밴드에서의 멀티 캐리어의 서브 캐리어수를 서로 다르게 하거나, 또는 서브 캐리어 간격을 서로 다르게 함으로써 상기 무선 전송 방식을 서로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
서로 다른 복수의 무선 주파수를 사용하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에 있어서,

송신 신호의 무선 포맷을 각 송신 주파수마다 개별로 설정하는 무선 포맷 설정부와,

상기 각 송신 주파수로 신호를 송신하는 송신기

를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 송신 장치.
제7항에 있어서,

상기 무선 포맷 설정부는, 송신 신호의 파일럿 길이를 각 송신 주파수마다 개별로 설정하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
제7항에 있어서,

상기 무선 포맷 설정부는, 송신 신호의 파일럿 삽입 간격을 각 송신 주파수마다 개별로 설정하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
제7항에 있어서,

상기 무선 포맷 설정부는, 가드 인터벌 길이를 각 송신 주파수마다 개별로 설정하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
멀티 밴드를 사용하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에 있어서,

각 밴드에서 멀티 캐리어 변조하는 변조부와,

각 밴드의 멀티 캐리어를 구성하는 서브 캐리어의 수, 또는 서브 캐리어 간격을 밴드마다 개별로 설정하는 무선 포맷 설정부와,

각 밴드에서 상기 멀티 캐리어 변조된 신호를 밴드마다의 송신 주파수로 송신하는 송신기

를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 송신 장치.
멀티 밴드를 사용하는 무선 통신 시스템의 송신 장치에 있어서,

각 밴드에서 멀티 캐리어 변조하는 변조부와,

각 밴드의 가드 인터벌 길이를 밴드마다 개별로 설정하는 무선 포맷 설정부 와,

멀티 캐리어 변조된 신호에 상기 밴드에 따른 길이의 가드 인터벌 길이를 삽입하는 가드 인터벌 삽입부와,

각 밴드에 따른 길이의 가드 인터벌이 삽입된 신호를 밴드마다의 송신 주파수로 송신하는 송신기

를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 송신 장치.
멀티 밴드 또는 서로 다른 복수의 무선 주파수를 사용하는 무선 통신 시스템의 수신 장치에 있어서,

멀티 밴드 또는 무선 주파수마다 설치된 수신기와,

소정의 밴드 또는 무선 주파수에 따른 수신기로부터 출력하는 신호를 선택하는 선택부와,

상기 선택 신호의 무선 포맷에 기초하여 상기 선택 신호로부터 송신 데이터를 복조하는 복조부

를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 수신 장치.