KR20070105558A - 직교 주파수 분할 다중 접속 기반 셀룰러무선통신시스템에서 공통제어채널의 수신 성능 향상을 위한방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 OFDM 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 시스템 정보 전송 채널과 같은 하향링크 공통제어채널들의 수신 성능을 향상시키기 위한 송수신 방법 및 장치를 제시한다. 단말기에서 공통제어채널의 복조 시, 인접한 OFDM 심벌에 전송되는 하향링크 동기채널을 채널 추정을 위한 파일럿 채널로 이용할 수 있으면 상기 공통제어채널의 복조 성능을 크게 개선할 수 있다. 유니캐스트와 멀티캐스트의 두 가지 종류의 데이터 서비스를 모두 제공하는 시스템에서 멀티캐스트 데이터를 전송하는 OFDM 심벌은 SFN(Single Frequency Network)을 고려하여 CP(cyclic prefix) 길이가 유니캐스트 데이터를 위한 OFDM 심벌보다 일반적으로 길다. 그에 따라 서브프레임 별로 멀티캐스트 데이터의 전송 유무에 따라 상기 서브프레임에 속한 OFDM 심벌들의 CP의 길이가 달라질 수 있다. 본 발명에서는 공통제어채널 및 동기채널이 전송되는 서브프레임에 적용된 CP의 길이를 단말기가 모르더라도 하향링크 동기채널을 공통제어채널 복조를 위한 채널 추정 파일럿으로 이용할 수 있도록 하는 기술을 제안한다.

OFDM, cell search, synchronization, BCH, cyclic prefix

Description

직교 주파수 분할 다중 접속 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 공통제어채널의 수신 성능 향상을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ENHANCING THE DETECTION OF COMMON CONTROL CHANNEL IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MUTIPLEXING ACCESS BASED CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 OFDM 신호의 주파수 및 시간 영역에서의 구조를 도시한 도면.

도 2는 OFDM 신호의 시간 영역에서의 구조를 도시한 도면.

도 3은 유니캐스트 및 멀티캐스트 데이터를 시간 영역에서 다중화하여 전송하는 프레임 포맷의 예를 도시한 도면.

도 4는 전송 트래픽의 종류에 따라서 서브프레임 내 OFDM 심벌의 개수 및 포맷이 다른 예를 도시한 도면.

도 5는 하향링크 동기채널과 공통제어채널이 동일한 대역에서 인접한 OFDM 심벌에 전송되는 예를 도시한 도면.

도 6은 하향링크 동기채널과 공통제어채널이 인접한 OFDM 심벌에 전송되는 다양한 예를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 하향링크 동기채널과 공통제어채널의 매핑 구조를 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기지국의 송신 절차를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기지국의 송신기 장치 구조를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 단말기의 수신 절차를 도시한 도면.

도 11은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 단말기의 수신기 장치 구조를 도시한 도면.

도 12는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 하향링크 동기채널과 공통제어채널의 프레임 내 매핑 구조를 도시한 도면.

본 발명은 셀룰러(cellular) 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 시스템 정보 전송 채널과 같은 하향링크 공통제어채널의 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 방송 및 이동통신 시스템의 기술로 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다.) 기술이 널리 적용되고 있다. OFDM 기술은 무선통신 채널에서 존재하는 다중경로 신호 성분들 간의 간섭을 제거하고 다중 접속 사용자들간의 직교성을 보장해 주는 장점이 있으며 주파수 자 원의 효율적 사용을 가능하게 한다. 그로 인하여 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)나 cdma2000 등의 직접수열 코드분할 다중접속(DS-CDMA: Direct Sequence CDMA) 기술에 비하여 고속데이터 전송 및 광대역 시스템에 유용한 기술이다.

도 1은 OFDM 신호의 시간 및 주파수 영역에서의 구조를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 한 OFDM 심벌(100)이 주파수 영역에서 볼 때 N 개의 부반송파(subcarrier)(102)로 구성되어 있다. 상기의 각 부반송파(102)에 전송 정보의 개개의 변조 심벌(modulation symbol)(104)이 실려서 병렬로 동시에 전송된다. 상기와 같이 OFDM 기술은 다중반송파(multi-carrier) 전송 기술로서 송신할 데이터 및 제어채널 정보들을 여러 부반송파(subcarrier)에 나누어 실어서 병렬 전송할 수 있다. 도 1에서 106과 108은 각각 i 번째 및 (i+1) 번째 OFDM 심벌의 시작 시점을 나타낸다. OFDM 기반 통신 시스템에서 개개의 물리채널(physical channel)들은 하나 이상의 상기의 부반송파 심벌(104)들이 모여서 이루어진다.

도 2는 OFDM 신호의 시간 영역에서의 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 1에 도시된 N 개의 부반송파 심벌(102)들에 크기 N 의 역 고속 퓨리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 IFFT라 한다)을 적용하면 도 2에 도시한 바와 같이 s₀, s₁, …, s_{N -1}의 N 개의 샘플(208) 값을 얻을 수 있다. OFDM 심벌(204)은 상기 N 개의 샘플 중에서 뒷부분의 M 개의 샘플(s_{N -M}, …, s_{N -2}, s_{N -1})(206)을 OFDM 심벌 구간의 앞부분에 복사하여 붙임으로써(210) 구성된다. 상기와 같이 앞부분에 복사하여 붙인 M 개의 샘플 부분을 CP(Cyclic prefix)(200)라고 하며, 원래의 N 개의 샘플 부분을 유효심벌(useful symbol)(202)이라고 한다.

최근 OFDM 기반 셀룰러 무선통신 시스템의 중요한 특징 중 하나는 유니캐스트(unicast) 및 멀티캐스트(multicast) 서비스를 함께 제공하는 것이다.

도 3은 하나의 프레임(300) 내에서 유니캐스트 데이터(302)와 멀티캐스트 데이터(304)가 서브프레임(subframe) 단위로 시간 영역에서 다중화 된 예를 도시한 도면이다. 상기 프레임(300)은 20 개의 서브프레임(306)으로 구성되어 있다고 가정한다. 예 1(308)과 예 2(310)에 도시한 프레임 구조 간에 유니캐스트와 멀티캐스트 데이터(302, 304)가 전송되는 서브프레임이 서로 다른데 이처럼 일반적으로 프레임 별로 바뀔 수 있다.

상기 멀티캐스트 데이터의 경우 여러 기지국에서 동일한 데이터를 동시에 전송함으로써 단말기의 수신 성능을 향상시키고자 하는 SFN(Single Frequency Network)으로 시스템을 구성하는 경우가 많다. 이때 단말기로부터 먼 거리에 있는 기지국으로부터의 수신 신호의 시간 지연을 고려하여 멀티캐스트 데이터를 전송하는 OFDM 심벌은 유니캐스트 데이터의 경우에 비하여 긴 길이의 CP를 가지게 된다. 전송되는 트래픽의 종류에 따라 서브프레임 구조가 달라지는 예를 도 4에 도시하였다.

도 4에서 짧은 길이의 CP(406)가 적용되는 서브프레임의 경우(402) 7 개의 OFDM 심벌이 전송되며 긴 길이의 CP(408)가 적용되는 경우(404) 6 개의 OFDM 심벌이 전송된다. 하지만 상기 두 경우에서 유효심벌(410)의 길이는 동일하다. 그리하 여, 멀티캐스트 데이터를 전송하거나 셀의 반경이 매우 큰 경우에는 주로 404의 서브프레임 구조가 적용될 것이며 그 외의 경우에는 짧은 CP를 사용하는 402의 서브프레임 구조가 적용될 것이다.

어떤 서브프레임에서 어떤 트래픽 종류가 전송되는지에 관한 정보는 일반적으로 단말기가 시스템 정보 전송 공통제어채널(Broadcasting Channel, 이하 BCH라 한다.)을 수신함으로써 얻을 수 있다. 상기 BCH는 단말기가 접속하는 셀의 시스템 정보를 전송하는 채널로서 상기 단말기가 셀 탐색을 끝내면 가장 먼저 복조하게 되는 채널이다. 단말기는 상기 공통제어채널을 수신함으로써 각 셀 별로 셀 ID, 시스템 대역폭, 채널 설정 등 데이터 채널 및 기타 제어 채널들을 수신하는 데 필요한 정보들을 얻을 수 있다.

그러나, 셀의 경계에 위치한 단말기의 경우 경로 손실과 다른 셀들로부터의 간섭으로 인하여 상기 BCH를 수신하는 것이 곤란해 질 수 있다.

상기와 같이 종래기술에 의한 시스템에 있어서는, 상기 BCH의 수신 성능을 향상시키기 위한 방법으로써 SCH를 BCH 복조 시에 채널 추정을 위한 파일럿으로 사용할 수 있다. 상기 하향링크 동기 채널(Synchronization Channel, 이하 SCH라 한다.)은 초기에 단말기가 시스템에 접속할 때 셀 탐색을 통하여 하향링크 동기 및 셀 구분 코드를 획득하는데 사용되는 채널로서, 상기 단말기는 성공적으로 셀 탐색을 완료하면 상기 SCH에 사용된 시퀀스를 알 수 있게 되므로 상기 SCH를 BCH 복조를 위한 파일럿으로 사용할 수 있게 된다.

그러나, 다른 길이의 CP를 가지는 OFDM 심벌들이 혼재되어 사용될 수 있는 시스템에서는 단말기가 셀 탐색에 성공하더라도 가변적인 SCH, BCH의 CP 길이로 인하여 BCH의 정확한 타이밍을 알 수가 없으므로 SCH를 BCH 복조를 위한 파일럿 채널로 이용하는 것은 어려운 문제점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, OFDM 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 다른 길이의 CP를 가지는 OFDM 심벌이 혼재되어 사용될 수 있는 시스템에서 단말기의 BCH 수신 성능을 향상시킬 수 있는 송수신 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 다른 길이의 CP를 가지는 OFDM 심벌이 혼재되어 사용될 수 있는 OFDM 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 SCH를 BCH 복조를 위한 채널 추정 파일럿 채널로 사용하여 BCH 수신 성능을 개선할 수 있는 송수신 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 OFDM 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 공통제어채널 및 동기채널이 전송되는 서브프레임에 적용된 CP의 길이를 단말기가 모르더라도 하향링크 동기채널을 공통제어채널 복조를 위한 채널 추정 파일럿으로 이용할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예는, 유니캐스트 또는 멀티캐스트 데이터서비스를 제공하는 직교 주파수 분할 다중 접속 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 공통제어채널의 송신 방법에 있어서, BCH를 전송할 OFDM 심벌 구간이 되면, 상기 OFDM 심벌 타이밍에 전송되는 다른 물리채널들과 상기 BCH의 심벌들을 해당 OFDM 부반송파들에 매핑하여 OFDM 심벌을 형성한 후 미리 설정된 길이의 CP를 적용하는 과정과, 상기 OFDM 심벌 구간을 뒤 잇는 OFDM 심벌 구간에는 SCH가 포함된 OFDM 심벌을 형성한 후 짧은 길이의 CP를 적용하는 과정과, 각 BCH와 SCH OFDM 심벌들을 더하여 단말에게 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 다른 실시예는, 유니캐스트 또는 멀티캐스트 데이터서비스를 제공하는 직교 주파수 분할 다중 접속 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 공통제어채널의 수신 방법에 있어서, 송신기로부터 수신되는 적어도 하나의 BCH 정보와, SCH정보와, 데이터들이 포함된 서브 프레임에 대해 셀 탐색을 수행하는 과정과, 상기 셀 탐색 과정에서 수신된 상기 SCH 정보로부터 서브프레임의 시작 타이밍을 인지하는 과정과, 상기 서브프레임상에 상기 BCH 정보가 포함된 OFDM 심벌 구간의 BCH 부반송파 심벌들을 수신하여 저장하는 과정과, 상기 BCH 정보가 포함된 OFDM 심벌 구간을 뒤 잇는 OFDM 심벌 구간에서 미리 설정된 짧은 CP길이뒤에 위치하는 SCH로부터 상기 BCH 수신 신호에 대한 채널을 추정하는 과정과, 상기 채널 추정 정보를 통하여, 상기 저장된 BCH 부반송파 심벌들에 대한 복조 및 복호를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 OFDM 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 공통제어채널 및 동기채널이 전송되는 서브프레임에 적용된 CP의 길이를 단말기가 모르더라도 하향링크 동기채널을 공통제어채널 복조를 위한 채널 추정 파일럿으로 이용할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공한다. 본 명세서에서는 직교 주파수 분할 다중 (OFDM) 전송 기술 기반 시스템을 주된 대상으로 할 것이나, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

이하 SCH를 BCH 복조를 위한 파일럿 채널로 사용하여 상기 BCH 수신 성능을 향상시키는 방식으로서, SCH를 BCH와 인접한 OFDM 심벌에 전송하는 방식에 대해 설명하기로 한다.

도 5는 하향링크 동기채널과 공통제어채널이 동일한 대역에서 인접한 OFDM 심벌에 전송되는 예를 도시한 도면이다.

상기 도 5에서는 SCH와 BCH가 각각 OFDM 심벌 구간 500과 502에서 k 번째부터 (k+K-1) 번째까지의 K 개의 부반송파를 사용하여 전송되고 있다고 가정하고 있다. 상기 인덱스와 다른 부반송파에는 데이터나 기타 제어 채널들이 상기 SCH나 BCH와 함께 전송될 수 있다. 단말기는 상기 SCH로부터 초기 셀 탐색을 성공적으로 완료하면 상기 SCH의 부반송파 심벌들(504)로부터 채널을 추정하여 BCH의 부반송파 심벌들(506)의 복조에 이용한다. 상기 부반송파 심벌들(504)은 다른 파일럿 채널에 비하여 많은 양이 전송되고 BCH의 부반송파 심벌들(506)과 인접하여 전송되므로 우수한 채널 추정 성능을 얻을 수 있어서 BCH의 수신 성능을 크게 개선할 수 있다.

하지만, 매 OFDM 심벌마다 다른 길이의 CP가 적용될 수 있는 경우에는 상기 도 5에 도시한 바와 같이 SCH와 BCH를 연속된 OFDM 심벌에 전송하고 SCH를 파일럿 채널로 활용하는 것이 용이하지 않을 수 있다.

그것은 도 6에 도시한 바와 같이 SCH와 BCH 전송에 사용된 OFDM 심벌의 CP (600, 602)길이가 변하기 때문이다. 예를 들어, 상기 CP(600, 602)길이는 상기 채널들이 전송되는 OFDM 심벌 구간에서 유니캐스트 혹은 멀티캐스트 중 어떤 종류의 데이터가 함께 전송되느냐에 따라 결정될 수 있다. 도 6의 예 1(604)의 경우에는 SCH와 BCH가 모두 짧은 길이의 CP(600)을 사용하고 있지만, 예 2(606)에서는 SCH와 BCH가 모두 긴 길이의 CP(602)를 사용하고 있어 SCH OFDM 심벌과 BCH OFDM 심벌 간에 시간 간격이 다르다. 예 1(604)과 예 2(606)의 경우는 각각 유니캐스트와 멀티캐스트 데이터가 상기 OFDM 심벌들에서 전송되는 경우에 발생할 수 있다. 또한, 예 3(608)과 예 4(610)은 SCH와 BCH가 전송되는 OFDM 심벌 간에 서로 다른 길이의 CP가 적용된 예이다.

상기와 같이 각 OFDM 심벌 구간마다 전송되는 트래픽의 종류가 시스템 설정에 따라 가변 하는 경우에는 단말기는 상기 BCH 및 관련 제어채널을 성공적으로 수신하기 전까지는 해당 OFDM 심벌들에 어떤 길이의 CP가 적용되며 SCH와 BCH OFDM 심벌 간에 시간 간격이 얼마인지를 알 수가 없다. 따라서, 도 6의 상황들에서 단말 기가 셀 탐색에 성공하더라도 가변적인 BCH의 CP 길이로 인하여 BCH의 정확한 타이밍을 알 수가 없으므로 SCH를 BCH 복조를 위한 파일럿 채널로 이용하는 것이 쉽지 않게 된다.

이러한 경우 BCH의 복조는 BCH와 동일한 OFDM 심벌 내에 전송되는 파일롯 채널을 통하여 이루어질 수 있다. 가령, 단말 수신기는 SCH로부터 셀 탐색에 성공하여 동기를 획득한 후, BCH가 전송된 OFDM 심벌 구간(612)에 속한 파일럿 채널로부터 채널을 추정하고 추정된 채널 정보로부터 BCH가 전송되는 부반송파들에 대하여 복조를 수행한다. 이때 예 2(606) 및 예 3(608)과 같이 상기 OFDM 심벌 구간에 긴 CP가 적용되어 BCH의 실제 유효심벌은 OFDM 심벌 구간(612)보다 뒤에 위치하고 있더라도, CP(614)에 상기 BCH의 유효심벌이 복사되어 있고 파일럿 채널도 상기 BCH와 동일한 FFT 타이밍 오차를 겪으므로 BCH의 정상적인 복조를 위한 채널 추정 및 FFT 타이밍 오차 추정에 문제가 발생하지 않는다.

하지만, 도 6에 도시한 바와 같이 SCH를 BCH의 복조에 이용하면 활용할 수 있는 파일럿 부반송파의 개수가 크게 증가하게 되어서 채널 추정 성능을 크게 개선할 수 있다. 그리하여, 수신기가 BCH와 동일 OFDM 심벌 내에 전송되는 상기 파일럿 채널로부터 얻은 채널 추정 값과 상기 BCH의 바로 앞 OFDM 심벌에 전송되는 SCH로부터 얻은 채널 추정 값을 비교해 보면 상기 BCH가 전송되는 OFDM 심벌에 적용된 CP의 길이를 추정하는 것도 가능해지며, 상기 SCH를 BCH 복조를 위한 채널 추정에 이용할 수도 있게 된다. 그러나 상기 동작은 복잡도가 클 것으로 예상되어 실제 구현 및 이용하기가 어려운 측면이 있다.

하기의 실시예에서는 SCH 및 BCH OFDM 심벌의 CP 길이가 가변하더라도 SCH를 이용한 셀 탐색과 BCH 복조 파일럿으로의 사용이 용이하도록 하는 기술을 제안한다.

<<제1 실시예>>

제 1실시예에서는 도 7에서 도시한 바와 같이 상기 BCH 심벌(722)과 SCH 심벌(724) 간에는 상기 SCH 심벌(724)이 속한 서브프레임에서 적용되는 CP 길이에 상관없이 항상 짧은 길이의 CP(712)를 적용하는 것을 제안한다. 더하여 BCH를 전송하는 심벌(722)을 한 서브프레임(700)의 끝에 위치 시키고 SCH를 전송하는 심벌(724)은 바로 다음 서브프레임(702)의 시작 부분에 위치시키기를 추가적으로 제안한다.

추가적으로 제안한 바와 같이 BCH를 한 서브프레임(700)의 마지막 OFDM 심볼에 위치하도록 하면, CP 길이에 관계없이 모든 단말이 서브프레임 내에서의 BCH 위치를 정확히 알 수 있도록 하는 부가적인 이점을 얻을 수 있다. 물론 BCH 및 SCH를 포함한 각 OFDM 심벌은 서브프레임 내에서의 위치와 무관하게 서로 인접하여 있으면 본 발명이 실시 가능함은 자명하다.도 7을 통하여 상기 BCH 심벌(722)과 SCH 심벌(724) 간에는 상기 SCH 심벌(724)이 속한 서브프레임에서 적용되는 CP 길이에 상관없이 항상 짧은 길이의 CP(712)를 적용하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.

가령 예 1(704)은 n 번째 서브프레임(700)과 (n+1) 번째 서브프레임 모두에서 짧은 CP를 적용한 경우를 도시하고 있는데, 상기 경우 BCH(722)와 SCH(724) 간에 짧은 CP는 자연스럽게 적용된다. 그런데, 예 2(706) 및 예 3(708)과 같이 (n+1) 번째 서브프레임(702)에 긴 CP가 적용되어서 첫 번째 OFDM 심벌의 유효심벌 구간이 728과 730에 존재하는 경우에도 724 구간에 SCH 유효심벌을 전송한다. 다시 말하면, 예 2(706)와 예 3(708)에서는 상기 (n+1) 번째 서브프레임(702)의 첫 번째 OFDM 심벌 구간에서 SCH의 유효심벌 구간(724)과 다른 채널의 유효심벌 구간(728, 730)을 달리 적용하는 것이며, SCH의 포스트픽스(postfix) 구간 716은 SCH 유효심벌(724)의 앞 부분에 위치한 OFDM 샘플들과 동일한 값을 가진다. 예 4(710)는 n 번째 서브프레임(700)에는 긴 CP(714)가 적용되고 (n+1) 번째 서브프레임(702)에는 짧은 CP가 적용되는 구조로 예 1(704)과 마찬가지로 BCH(722)와 SCH(724) 간에 짧은 CP가 자연스럽게 적용된다.

결국, 도 7의 예들을 보면 모두 BCH 유효심벌(722)과 SCH 유효심벌(724) 사이에 위치하고 있는 CP의 길이가 서브프레임(700, 702)에서 적용되고 있는 CP 길이에 상관없이 짧은 CP(712) 길이로 동일하다. 반면에, SCH와 동일한 OFDM 심벌 내에 전송되는 다른 채널들의 경우에는 상기 (n+1) 번째 서브프레임(702)에서 적용되는 CP를 그대로 사용한다. 이와 같이, SCH 유효심벌(724) 앞단에 항상 짧은 길이의 CP를 사용하므로 단말기는 초기 셀 탐색 시 수신 신호에서 상기 SCH의 타이밍을 획득하여 서브프레임의 타이밍 및 BCH의 타이밍도 알 수 있게 된다.

한편, 예 2(706)와 예 3(708)에서 상기 SCH가 전송되는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심벌 구간에서는 SCH 뿐만 아니라 다른 채널들도 짧은 CP를 적용하고 724를 유효심벌 구간으로 하여 유효심벌 구간의 앞 부분을 postfix 구간(714)에 복사할 수도 있다. 이 경우도 마찬가지로 BCH 유효심벌과 SCH 유효심벌 간의 시간간격 이 각 서브프레임에 전송되는 트래픽 종류에 상관없이 동일하므로 SCH를 BCH 복조를 위한 파일롯으로 이용할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기지국의 송신 절차를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 기지국 송신기는 802단계에서 BCH를 전송할 OFDM 심벌 구간이 되면, 804단계에서 상기 OFDM 심벌 타이밍에 전송되는 다른 물리채널들과 BCH의 심벌들을 해당 OFDM 부반송파들에 매핑하여 OFDM 심벌을 형성한 후 전송한다. 그리고, 812단계에서 뒤 이은 OFDM 심벌 구간에는 SCH가 포함된 OFDM 심벌을 형성한다.

이때 812단계에서 상기 OFDM 심벌에 짧은 길이의 CP가 적용되는 경우에는 808단계로 진행하여 상기 OFDM 심벌에 전송되는 SCH와 다른 물리채널들에 동일 CP 길이 적용하여 상기 OFDM 심벌을 형성하고, 긴 길이의 CP가 적용되는 경우에는 SCH에는 810단계로 진행하여 짧은 CP와 postfix를 붙이고 그 외 채널들에는 긴 CP를 적용하여 OFDM 심벌을 형성하여 전송한다.

도 9는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기지국의 송신기 장치 구조를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, BCH의 부반송파 심벌 생성기(920) 및 그 외 다른 채널의 부반송파 심벌 생성기(918)에서 생성된 심벌들은 상기 채널들이 전송될 OFDM 심벌 타이밍에 부반송파 심벌 매핑 블록(906)으로 입력된다(900, 902). 상기의 과정들은 부반송파 매핑 및 타이밍 제어기(916)에 의하여 제어되며, 상기 부반송파 심벌 매 핑 블록(906)은 상기 부반송파 심벌들을 IFFT 블록(908)으로 전달하며, 상기 부반송파 심벌들을 IFFT 블록(908)에서 IFFT 후 출력된 신호는 CP추가부(910)에서 CP가 붙여져서 송신 OFDM 심벌이 형성된다.

SCH의 경우 SCH 타임 도메인 시퀀스 생성기 블록(922)에서 SCH의 부반송파 심벌들이 IFFT 된 시간영역 시퀀스가 출력되고, SCH가 전송되는 OFDM 심벌 구간에 적용되는 CP 길이에 따라 SCH CP 및 포스트픽스 블록(914)에서 CP만 붙이거나 혹은 CP에 추가적으로 postfix를 붙인다. 그리고, 덧셈기(912)에서 상기 SCH와 동일 OFDM 심벌 구간에서 전송되는 다른 채널의 OFDM 신호와 함께 더해져서 전송된다. 상기 과정에서 SCH의 경우 이미 정해진 패턴의 부반송파 심벌들로 이루어진 것이므로 상기 SCH 타임 도메인 시퀀스 생성기 블록(922)은 미리 저장되어 있는 SCH 시퀀스의 시간 영역 패턴을 선택하여 이용하면 된다. 하지만, BCH와 같이 전송되는 정보에 따라 부반송파 심벌이 항상 가변하는 경우에는, 상기 SCH의 경우처럼 동일 OFDM 심벌 구간 내의 다른 채널들과는 다른 길이의 CP를 붙이고 추가적으로 postfix를 붙이는 동작을 수행하는 것이 복잡해진다.

도 10은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 단말기의 수신 절차를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 1000단계에서 상기 단말기는 먼저 초기 셀 탐색 과정에서 SCH가 전송되는 서브프레임의 시작 타이밍을 알게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이 SCH가 전송되는 서브프레임에서 적용되는 CP 길이에 상관없이 SCH 유효심벌은 상기 서브프레임 시작 시점에서 짧은 CP 길이만큼 떨어져서 전송되므로, 단말기는 상기 SCH의 동기를 획득함으로써 BCH의 정확한 타이밍을 알게 된다. 따라서, 1002 단계에서 단말기는 상기 BCH가 전송되는 OFDM 심벌 구간의 수신 OFDM 부반송파 심벌들을 수신하여 저장한다. 이어서 단말기는 1004단계에서 바로 다음 OFDM 심벌 구간에서 수신되는 SCH로부터 상기 BCH 수신 신호에 대한 채널을 추정하고, 1006단계에서 상기 채널 추정 정보를 통하여, 상기 저장된 BCH 부반송파 심벌들에 대한 복조 및 복호를 수행한다.

도 11은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 단말기의 수신 장치 구조를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 수신된 신호(1100)는 FFT 블록(1102)에서 퓨리에 변환 (Fourier transform) 됨으로써 해당 OFDM 심벌에 속한 부반송파 심벌들을 얻게 된다. 부반송파 디맴퍼(1104)에서 출력된 상기 채널보상 되지 않은 부반송파 수신 심벌 중 BCH 부반송파 심벌은 BCH 버퍼(1112)에 저장된다. 한편, SCH의 부반송파 심벌들은 셀 탐색블럭(1106) 및 SCH를 이용한 채널 추정 블록(1108)으로 보내져서 셀 탐색 및 채널 추정에 사용되며, 파일럿 채널을 이용한 채널 추정 블록(1110)은 파일럿 채널 부반송파 심벌들로부터 채널 추정을 수행한다.

상기 BCH 버퍼(1112)에 저장된 BCH 부반송파 심벌은 BCH 복조 및 복호부(1114)로 전달되어 상기 BCH 복조 및 복호부(1114)에서는 상기 SCH를 이용한 채널 추정 블록(1108)으로부터 전달된 SCH로부터 추정된 채널 값을 바탕으로 BCH의 복조 및 복호를 수행된다. 한편 BCH 복조 제어기(1116)는 BCH 수신 과정들을 제어하는 것으로서, 상기 BCH 버퍼(1112)와 BCH 복조 및 복호부(1114)를 제어한다.

도 12는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 하향링크 동기채널과 공통제어채널의 프레임 내 매핑 구조를 도시한 도면이다.

도 12에서는 BCH와 SCH를 연속된 OFDM 심벌에 전송하는 구조를 프레임 내에 적용한 예를 나타내는 것으로, 한 프레임은 20 개의 서브프레임으로 이루어진 것으로 가정하고 있다. 상기 도 12에서 1206은 BCH를 포함하고 있는 서브프레임을 나타내는데, 도 7에서 도시한 바와 같이 BCH는 가장 마지막 OFDM 심벌에서 전송(1212)된다. 그리고, 1208은 SCH를 포함하고 있는 서브프레임을 나타내는데, 도 7에서 도시한 바와 같이 SCH는 가장 첫 번째 OFDM 심벌에서 전송(1214)되며 1210은 SCH나 BCH를 포함하지 않는 서브프레임을 나타낸다.

예 1(1200)에서는 BCH와 SCH가 한 프레임 내에 각각 다섯 서브프레임 구간으로 나뉘어 전송되는 경우를 나타낸다. 상기 경우에 각 SCH는 그와 인접한 BCH의 복조에 파일럿으로 사용될 수 있다. 동일한 BCH 정보를 여러 서브프레임으로 반복하여 전송하거나 혹은 하나의 BCH 채널코딩 블록을 여러 개의 OFDM 심벌에 나누어 전송하는 두 경우 모두 예 1(1200)과 같이 BCH가 여러 개의 서브프레임에 나뉘어 매핑 될 수 있다. 그리고, SCH의 경우에는 cell ID 및 프레임 타이밍 등을 나타내는 정보가 다섯 개의 OFDM 심벌에 전송되는 SCH로 분산되어 구성되어 상기 OFDM 심벌 구간마다 다른 값의 SCH가 전송될 수도 있고, 상기 다섯 개의 OFDM 심벌 모두 동일한 SCH를 전송할 수도 있다.

예 2(1202)에서 BCH는 한 개의 서브프레임에서만 전송되고 SCH는 네 개의 서브프레임에 전송되는 경우를 나타낸다. 상기와 같이 BCH를 위하여 한 개의 OFDM 심 벌 구간만 사용되는 경우는 BCH로 전송해야 할 정보의 양이 크지 않을 때 발생할 수 있다. 상기 예 2(1202)의 경우 BCH와 바로 인접한 SCH(1216)가 BCH의 복조를 위한 채널추정에 사용될 수 있으며 나머지 SCH들은 주로 셀 탐색 용도로 사용될 것이다.

예 3(1204)에서는 BCH와 SCH가 프레임 내에서 각각 두 개와 네 개의 서브프레임으로 나뉘어서 전송되는 경우를 나타내고 있다. 상기 예에서 프레임 내 마지막 서브프레임(1218)에서 전송되는 BCH의 경우 다음 프레임의 첫 번째 서브프레임(1220)에서 전송되는 SCH로부터 채널 추정하여 복조를 수행할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 BCH와 같은 하향링크 공통제어채널들의 복조 시 SCH를 연속된 OFDM 심벌에서 전송하여 채널 추정에 사용할 수 있도록 함으로써, 단말기의 초기 시스템 접속 시 및 다른 셀로의 핸드오버 시 신속한 시스템 정보 획득을 가능하게 한다. 또한 기존의 기술과 달리 상기 BCH와 SCH가 전송되는 OFDM 심벌에 적용되는 CP가 가변적인 경우에도 원활히 달성될 수 있으며 SCH를 이용한 셀 탐색도 원활히 수행될 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 물리 채널의 속성에 따라 짧은 길이의 CP 또는 긴 길이의 CP를 포함하는 두 종류의 OFDM 심벌을 갖는 직교 주파수 분할 다중 접속 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 공통제어채널(BCH)의 송신 방법에 있어서,

   첫번째 OFDM 심벌 구간동안, BCH와 상기 첫번째 구간동안 전송되어야 할 다른 물리채널에 해당 길이의 CP(Cyclic Prefix)를 적용하여 BCH를 포함한 OFDM 심벌을 생성 전송하는 과정과;

   상기 첫번째 OFDM 심벌 구간과 연접한 두번째 OFDM 심볼 구간동안, 상기 두번째 구간동안 전송되어야 할 다른 물리채널에 해당 길이의 CP를 적용하고 SCH에 짧은 길이의 CP를 적용하여 SCH를 포함한 OFDM 심벌을 생성 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공통제어채널의 송신 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 CP의 길이는 해당 물리채널의 속성이 유니캐스트의 경우 짧게, 멀티캐스트인 경우 길게 설정됨을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 SCH를 포함한 OFDM 심벌을 생성하는 과정은

   상기 두번째 OFDM 심벌에 전송되어야 할 물리채널에 긴 길이의 CP를 적용하 는 과정과,

   상기 SCH에 짧은 길이의 CP와 포스트픽스를 적용하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 BCH를 포함한 OFDM 심벌은 첫번째 서브프레임의 마지막에 위치하고, 상기 SCH를 포함한 OFDM 심벌은 상기 첫번째 서브프레임과 연접한 두번째 서브프레임의 시작 부분에 위치함을 특징으로 하는 상기 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 연접한 두개의 서브프레임은 한 프레임내에 일정한 간격으로 적어도 하나 이상 위치함을 특징으로 하는 상기 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 BCH를 포함한 서브프레임은 상기 프레임의 시작에 위치함을 특징으로 하는 상기 방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 두개의 서브 프레임이 상기 한 프레임내에 하나만 존재하는 경우, SCH를 포함한 OFDM 심볼을 일정한 간격으로 적어도 하나 이상 더하여 위치함을 특징으로 하는 상기 방법.
8. 물리 채널의 속성에 따라 짧은 길이의 CP 또는 긴 길이의 CP를 포함하는 두 종류의 OFDM 심벌을 갖는 직교 주파수 분할 다중 접속 기반 셀룰러 무선통신시스템에서 공통제어채널(BCH)의 수신 방법에 있어서,

   첫번째 OFDM 심벌 구간동안, BCH와 상기 첫번째 구간동안 전송되어야 할 다른 물리채널에 해당 길이의 CP(Cyclic Prifix)를 적용하여 생성된 BCH를 포함한 OFDM 심벌을 수신하는 과정과;

   상기 첫번째 OFDM 심벌 구간과 연접한 두번째 OFDM 심볼 구간동안, 상기 두번째 구간동안 전송되어야 할 다른 물리채널에는 해당 길이의 CP를 적용하고 SCH에는 짧은 길이의 CP를 적용하여 생성된 SCH를 포함한 OFDM 심벌을 수신 과정과;

   상기 수신한 SCH를 이용하여 상기 BCH OFDM 심볼 구간에 대한 채널을 추정하는 과정과;

   상기 추정 결과를 사용하여 상기 BCH를 복조하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 공통제어채널의 수신 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 CP의 길이는 해당 물리채널의 속성이 유니캐스트의 경우 짧게, 멀티캐스트인 경우 길게 설정됨을 특징으로 하는 상기 방법.
10. 제 8항에 있어서, 상기 SCH를 포함한 OFDM 은

    상기 두번째 OFDM 심벌에 전송되어야 할 물리채널에는 긴 길이의 CP가 적용되어 있고, 상기 SCH에는 짧은 길이의 CP와 포스트픽스가 적용되어 있음을 특징으로 하는 상기 방법.
11. 제 8항에 있어서, 상기 BCH를 포함한 OFDM 심벌은 첫번째 서브프레임의 마지막에 위치하고, 상기 SCH를 포함한 OFDM 심벌은 상기 첫번째 서브프레임과 연접한 두번째 서브프레임의 시작 부분에 위치함을 특징으로 하는 상기 방법.
12. 제 11항에 있어서, 상기 연접한 두개의 서브프레임은 한 프레임내에 일정한 간격으로 적어도 하나 이상 위치함을 특징으로 하는 상기 방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기 BCH를 포함한 서브프레임은 상기 프레임의 시작에 위치함을 특징으로 하는 상기 방법.
14. 제 12항에 있어서, 상기 두개의 서브 프레임이 상기 한 프레임내에 하나만 존재하는 경우, SCH를 포함한 OFDM 심볼을 일정한 간격으로 적어도 하나 이상 더하여 위치함을 특징으로 하는 상기 방법.

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