KR20080021075A

KR20080021075A - Ｏｆｄｍ 신호의 송신 방법, ｏｆｄｍ 송신기 및 ｏｆｄｍ수신기

Info

Publication number: KR20080021075A
Application number: KR1020077030636A
Authority: KR
Inventors: 고지 아키타; 노리타카 데구치
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2008-03-06
Also published as: EP2020092A1; CN101326740B; US20070253321A1; WO2007125715A1; JP2007300217A; US7808885B2; CN101326740A; WO2007125715B1

Abstract

본 발명에 따른 OFDM 송신기는 채널 부호화에 의해 얻어지는 비트열을 복조하여 데이터 신호를 생성하는 데이터 신호 생성기; 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 신호 생성기; 파일럿 신호와 데이터 신호를 파일럿 서브캐리어와 데이터 서브캐리어에 할당하는 할당 유닛; 파일럿 서브캐리어 중 특정의 파일럿 서브캐리어와 데이터 서브캐리어 중 특정의 데이터 서브캐리어로 형성된 서브캐리어 그룹에 대하여 제1 파일럿 신호 및 제1 데이터 신호에 복소수값을 곱하는 승산부; OFDM 신호를 생성하도록 제2 파일럿 신호 및 제2 데이터 신호에 대하여 OFDM 변조를 실시하는 변조기, OFDM 신호를 송신하는 송신 유닛을 포함한다.

Description

ＯＦＤＭ 신호의 송신 방법, ＯＦＤＭ 송신기 및 ＯＦＤＭ 수신기{METHOD OF TRANSMITTING OFDM SIGNAL AND TRANSMITTER AND RECEIVER THEREOF}

본 발명은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 신호를 송신하는 방법과, 그 송신기 및 수신기에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서의 수신을 위한 기술 중 하나로서 매크로 다이버시티 수신 기술(macro diversity reception technique)이 알려져 있다. 매크로 다이버시티에 있어서는, 동일한 파일럿 신호 및 데이터 신호를 복수의 송신기로부터 동일한 캐리어 주파수로 송신한다. 각 송신기로부터 송신한 그러한 신호를 수신기에서 합성하고 수신하여 소정의 이득(gain)을 얻는다. R1-051300["MBMS Transmission in E-UTRA", LG Electronics, 3GPP TSG RAN WG1# 43, November, 7-11, 2005]은, 매크로 다이버시티 수신을 적용하는 신호와 적용하지 않는 신호가 혼재하는 OFDM 무선 통신 시스템에 있어서, 매크로 다이버시티를 실시하기 위한 프레임 구성을 개시하고 있다.

이러한 프레임 구성에서는, 각 송신기에 대하여 정해진 스크램블링 패턴을 사용하여 파일럿 신호의 스크램블을 행한다. 데이터 신호에 대해서는, 스크램블을 행하지 않는다. 스크램블링 패턴은 서로에 대하여 직교 또는 의사 직교 관계를 확 립하도록 설정된다. 이러한 프레임 구성에 따르면, 특정의 송신기로부터 송신된 파일럿 신호는 다른 송신기로부터 송신되는 신호와 직교 또는 의사 직교 관계로 있기 때문에, 수신기측은 특정의 송신기로부터 송신한 신호를 다른 송신기로부터 송신한 신호와 분리시킬 수 있다. 따라서, 매크로 다이버시티 수신을 적용하지 않는 신호에 대한 채널 추정을 위하여 파일럿 신호를 사용할 수 있다.

프레임 구성으로 송신된 신호에 대하여 매크로 다이버시티 수신을 행하기 위해서는, 수신기측에서 2단계의 처리가 필요하다. 제1 단계에서는, 직교 또는 의사 직교 관계를 이용하여 각 송신기로부터 수신기로의 각 채널 응답을 개별적으로 추정한다. 제2 단계에서는, 개별적으로 추정한 각 채널 응답의 합을 사용하여, 등화, 즉 채널 등화에 의하여 수신한 데이터 신호가 받고 있는 채널 왜곡을 보상한다. 이러한 방식으로, 각 송신기로부터 각 채널을 경유하여 수신기에 도달하는 데이터 신호에 대하여 채널 등화를 행할 수 있다.

프레임 구성의 신호에 대하여 수신기측에서 매크로 다이버시티 수신을 행하기 위해서는, 각 송신기로부터 수신기로의 각 채널의 응답을 개별적으로 추정할 필요가 있다. 원래, 매크로 다이버시티 수신에 있어서의 채널 등화를 위해서는 각 채널 응답의 합만이 필요하다. 그러나, 프레임 구성에 있어서는, 채널 등화를 위해서, 각 채널 응답을 개별적으로 구할 필요가 있으며, 이 때문에 계산량이 증가한다.

한편, 각 채널 응답을 개별적으로 추정하는 처리에 있어서는, 직교 또는 의사 직교 관계를 이용하여 다른 채널을 상쇄시킴으로써 소정의 채널 응답만을 추출 한다. 그러나, 경우에 따라서는, 채널 왜곡으로 인하여 직교성 또는 의사 직교성이 약화될 수 있으며, 다른 채널 응답을 상쇄하는 효과가 감소할 수 있다. 그 경우, 다른 채널 응답은 소망의 채널 응답에 간섭으로서 중첩되기 때문에, 원하는 채널 응답의 추정 정밀도를 열화시킨다.

또한, 각 채널 응답을 개별적으로 추정하는 처리에 있어서는, 수신 신호에 포함되는 모든 스크램블링 패턴을 수신기가 인식하고 있을 필요가 있다. 수신기가 스크램블링 패턴의 일부를 인식하지 않은 경우에, 수신기가 송신기로부터 수신기로의 채널 응답을 추정할 수 없으므로, 수신 성능이 열화한다. 또한, 수신기가 수신 신호에 포함되어 있지 않은 스크램블링 패턴을 오류로 인식한 경우에는, 그러한 스크램블링 패턴에 의해 생성되는 채널 응답의 추정값은 간섭만을 포함한다. 따라서 이 경우에도 수신 성능이 열화한다. 수신기측에서 스크램블링 패턴을 인식하기 위해서는, 수신기측에서 어떠한 스크램블링 패턴에 대응하는 신호가 수신되고 있는 가에 대한 정보를 제어할 필요가 있다. 따라서 수신기측의 제어가 복잡하게 된다. 또한 종래에는, 채널 부호화를 적용한 경우의 비트 오류율을 감소시키는 것이 요망되었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 수신기측에서 매크로 다이버시티 수신을 행하는 경우에 계산량이 적고, 간섭으로 인한 채널 추정 정밀도의 열화가 작으며, 제어가 간단한 OFDM 신호의 송신 방법, 그 송신기 및 수신기를 제공하는 것이다.

본 발명의 양태에 따르면, 채널 부호화에 의해 얻어지는 비트열을 변조하여 제1 데이터 신호를 생성하는 데이터 신호 생성기; 제1 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 신호 생성기; 제1 파일럿 신호와 제1 데이터 신호를 파일럿 서브캐리어와 데이터 서브캐리어에 할당하도록 구성된 할당 유닛; 파일럿 서브캐리어의 특정의 파일럿 서브캐리어 중 적어도 하나와 데이터 서브캐리어의 특정의 데이터 서브캐리어 중 적어도 하나로 형성된 서브캐리어 그룹에 대하여, 제1 파일럿 신호 및 제1 데이터 신호에 복소수값을 곱하여 제2 파일럿 신호 및 제2 데이터 신호를 생성하는 승산부; 제2 파일럿 신호와 제2 데이터 신호에 대하여 OFDM 변조를 실시하여 OFDM 신호를 생성하는 변조기; OFDM 신호를 송신하도록 구성된 송신 유닛을 구비하는 OFDM 신호 송신기가 제공된다.

도 1은 실시예에 따른 OFDM 무선 시스템의 개략도이고,

도 2는 도 1에 있어서의 OFDM 송신기의 예를 도시하는 블록도이고,

도 3은 OFDM 송신기에 있어서의 서브캐리어 할당과 서브캐리어 그룹의 설정을 예시하는 도면이고,

도 4는 도 1에 있어서의 OFDM 수신기의 예를 도시하는 블록도이고,

도 5는 도 1에 있어서의 OFDM 송신기의 다른 예를 도시하는 블록도이고,

도 6은 도 1에 있어서의 OFDM 수신기의 다른 예를 도시하는 블록도이고,

도 7은 제1의 서브캐리어 그룹 설정 방법을 설명하는 도면이고,

도 8은 제1의 서브캐리어 그룹 설정 방법을 설명하는 도면이고,

도 9는 제1의 서브캐리어 그룹 설정 방법을 설명하는 도면이고,

도 10은 제1의 서브캐리어 그룹 설정 방법을 설명하는 도면이고,

도 11은 제2의 서브캐리어 그룹 설정 방법을 설명하는 도면이고,

도 12는 제2의 서브캐리어 그룹 설정 방법을 설명하는 도면이고,

도 13은 제2의 서브캐리어 그룹 설정 방법을 설명하는 도면이고,

도 14는 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어의 할당 방법을 설명하는 도면이고,

도 15는 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어의 할당 방법을 설명하는 도면이고,

도 16은 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어의 할당 방법을 설명하는 도면이고,

도 17a는 각 서브캐리어 그룹에 대하여 정해지는 복소수값 계열(sequence)에 대하여 설명하는 도면이고,

도 17b는 각 서브캐리어 그룹에 대하여 정해지는 복소수값 계열에 대하여 설명하는 도면이고,

도 18은 도 1에 있어서의 OFDM 수신기의 또 다른 예를 도시하는 블록도이고,

도 19는 가드 인터벌 길이의 설정 방법에 대하여 설명하는 도면이고,

도 20은 가드 인터벌 길이의 설정 방법에 대하여 설명하는 도면이고,

도 21은 OFDM 심벌을 선별 제거한 경우의 가드 인터벌 길이의 설정예에 대하여 설명하는 도면이고,

도 22는 도 2에 있어서의 데이터 신호 생성기의 구체예를 도시하는 블록도이 고,

도 23은 도 4에 있어서의 복조기의 구체예를 도시하는 블록도이고,

도 24는 복소수값의 계열을 OFDM 송신기에 공통으로 설정한 경우와 OFDM 송신기 사이에서 다르게 설정한 경우의 시뮬레이션에 기초한 성능 평가의 예를 도시하는 도면이고,

도 25는 서브캐리어 그룹의 설정예를 도시하는 도면이고,

도 26은 서브캐리어 그룹의 설정예를 도시하는 도면이고,

도 27은 서브캐리어 그룹의 설정예를 도시하는 도면이고,

도 28은 서브캐리어 그룹의 설정예를 도시하는 도면이고,

도 29는 복수의 서브캐리어 그룹에 데이터 신호를 할당하는 예를 도시하는 도면이고,

도 30은 복수의 서브캐리어 그룹에 데이터 신호를 할당하는 예를 도시하는 도면이고,

도 31은 복수의 서브캐리어 그룹에 데이터 신호를 할당하는 예를 도시하는 도면이고,

도 32는 복수의 서브캐리어 그룹에 데이터 신호를 할당하는 예를 도시하는 도면이고,

도 33은 복수의 서브캐리어 그룹에 데이터 신호를 할당하는 예를 도시하는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 복수(N)의 OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)와, 각 OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)로부터 상이한 채널(전파로)을 경유하여 송신되어 오는 OFDM 신호를 수신하는 OFDM 수신기(20)를 포함한다. 각각의 OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)는 OFDM 신호를 송신한다. OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)는, 반드시 서로 상이한 위치에 배치될 필요는 없다. 따라서 송신기 중 일부가 동일한 위치에 배치될 수도 있다. 예컨대, 2개의 OFDM 송신기가 하나의 무선 통신 장치 안에 포함될 수도 있다. 이러한 경우, OFDM 송신기의 구성 요소의 일부인 서브캐리어 할당 유닛이나 서브캐리어 그룹 설정 유닛과 같은, 송신기 사이의 공통 요소를, 복수의 OFDM 송신기에서 공용할 수도 있다. 서브캐리어 할당 유닛과 서브캐리어 그룹 설정 유닛에 대해서는 후술한다.

도 2는 하나의 OFDM 송신기의 구성을 도시하고 있다. 도 3은 서브캐리어를 할당하는 서브캐리어 할당 유닛(103)과, 서브캐리어 그룹을 설정하는 서브캐리어 그룹 설정 유닛(104)의 양태를 도시하고 있다. 도 3에 있어서는, 가로의 시간축을 따라서 OFDM 심벌이 배치되고, 세로의 주파수축을 따라서 각 OFDM 심벌을 형성하는 복수의 서브캐리어가 배치된다. 주파수축을 따라서 특정된 1, 2, …, M은 서브캐리어 번호를 나타낸다. 시간축을 따라서 특정된 1, 2, …은 OFDM 심벌 번호를 나타낸다.

도 2에 있어서, 파일럿 신호 생성기(101)는 파일럿 신호의 소스가 되는 비트열에 대하여, 직교 위상 편이 변조(QPSK; Quadrature Phase Shift Keying)와 같은 디지털 변조를 실시하여, 파일럿 신호를 생성한다. 마찬가지로, 데이터 신호 생성 기(102)는 데이터 신호의 소스가 되는 비트열에 QPSK와 같은 디지털 변조를 실시하여, 데이터 신호를 생성한다. 파일럿 신호 및 데이터 신호는 모두 복소수값으로 표시된다. 또한, 파일럿 신호는 예컨대 채널 추정(채널 응답의 추정)에 사용된다. 파일럿 신호는 타이밍 동기나 주파수 동기에 사용될 수도 있다. 이하의 실시예는, 파일럿 신호를 채널 추정에 사용한 경우에 대하여 설명을 하고 있다.

생성된 파일럿 신호 및 데이터 신호는, 서브캐리어 할당 유닛(103)에 의해 각각의 대응하는 서브캐리어, 즉 파일럿 서브캐리어 및 데이터 서브캐리어에 할당된다. "신호를 서브캐리어에 할당한다"라고 하는 것은, 복소수값으로 나타나는 신호에 서브캐리어 인덱스를 부가하는 것을 의미한다. 서브캐리어 인덱스는 대응하는 서브캐리어의 시간축상 및 주파수축상의 위치를 나타낸다. 예컨대, 도 3에 있어서의 데이터 신호 300에는 서브캐리어 인덱스 (3, L-2)가 부가된다.

서브캐리어 할당 유닛(103)에 의해 파일럿 서브캐리어 및 데이터 서브캐리어에 각각 할당된 파일럿 신호 및 데이터 신호는, 서브캐리어 그룹 설정 유닛(104)에 입력된다. 서브캐리어 그룹 설정 유닛(104)은, 파일럿 신호가 할당되는 적어도 하나 이상의 파일럿 서브캐리어와, 데이터 신호가 할당되는 하나 이상의 데이터 서브캐리어를 포함하는, 적어도 하나의 서브캐리어 그룹을 설정한다. 도 3의 예에서는, 복수(M)의 서브캐리어 그룹(301, 302, …, 30M)이 설정된다. "서브캐리어 그룹을 설정한다"라고 하는 것은, 서브캐리어 인덱스가 부가된 파일럿 신호 및 데이터 신호에 인덱스(그룹 인덱스로서 지칭함)를 부가하는 것을 의미하고 있다. 어떠한 서브캐리어 그룹에도 속하지 않는 신호에는, 그룹 인덱스가 부가되지 않는다.

여기서, 서브캐리어 그룹 설정 유닛(1O4)은, 도 1에 있어서의 OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)에 대하여, 송신기 사이에서 공통의 적어도 하나의 서브캐리어 그룹을 설정한다. 즉, OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)의 각각의 서브캐리어 설정 유닛(104)에 의해 설정된 적어도 하나의 서브캐리어 그룹은 공통이다. 공통되는 서브캐리어 그룹에서는, 각 OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)에 공통되는 파일럿 신호 및 데이터 신호가 파일럿 서브캐리어 및 데이터 서브캐리어에 각각 할당된다.

서브캐리어 그룹 설정 유닛(104)에 의해 서브캐리어 그룹이 설정된 신호(121), 즉 그룹 인덱스가 부가된 파일럿 신호 및 데이터 신호가, 복소수값 승산부(105)를 경유하여 OFDM 변조기인 역고속 푸리에 변환(IFFT) 유닛(106)에 입력된다. 서브캐리어 그룹이 설정되지 않은 신호(122), 즉 그룹 인덱스가 부가되지 않은 파일럿 신호 및 데이터 신호는 IFFT 유닛(106)에 직접 입력된다.

복소수값 승산부(105)는, 그룹 인덱스가 부가된 파일럿 신호 및 데이터 신호에 대하여, 그룹 인덱스가 동일한 파일럿 신호 및 데이터 신호에 대하여 정해진 복소수값 또는 복소수값의 계열을 곱한다. 도 3의 예에서는, 각각의 서브캐리어 그룹(301, 302, …, 30M)에 대하여, 하나의 복소수값(R[1], R[2], …, R[M])이 각각 곱해진다. 서브캐리어 그룹마다 정해진 복소수값은 모두 동일한 절대값을 가질 수도 있다. 이와 같이 함으로써, 서브캐리어 그룹 사이에서 전력차가 발생하는 것을 회피할 수 있다. 여기서, 복소수값은 실수값을 포함하며, 예컨대 ±1일 수 있다. 복소수값이 곱해진 파일럿 신호 및 데이터 신호가 IFFT 유닛(106)에 입력된다.

IFFT 유닛(106)은 서브캐리어 그룹 설정 유닛(104) 및 복소수값 승산부(105) 로부터 입력된 신호에 대하여 OFDM 변조를 실시함으로써, 복수의 OFDM 심벌의 계열인 OFDM 신호를 생성한다. 즉, IFFT 유닛(106)은 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환함으로써 OFDM 신호를 생성한다. 생성된 OFDM 신호는 GI 부가 유닛(107)에 의해 가드 인터벌(GI)이 부가된 후, 예컨대 디지털-아날로그 변환기, 업-컨버터(up-converter) 및 전력 증폭기를 포함하는 무선 송신 유닛(108)에 의해 무선(RF) 신호로 변환되어, 안테나(109)로부터 송신된다. GI 부가 유닛(107)에 의해 부가되는 가드 인터벌의 길이는, 후술하는 바와 같이 서브캐리어 그룹 설정 유닛(205)으로부터의 지시에 따라서 설정된다.

다음으로, 도 4를 사용해서 도 1에 있어서의 OFDM 수신기(20)에 대하여 설명한다. 도 4는 OFDM 수신기(20)의 매크로 다이버시티 수신에 관계되는 구성을 도시하고 있다. 안테나(201)에 의해 수신된 RF 신호는, 예컨대 저잡음 증폭기(LNA), 다운-컨버터(down-converter) 및 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 무선 수신 유닛(202)에 의해 베이스 밴드 디지털 신호로 변환된다. GI 제거 유닛(203)에 의해 베이스 밴드 디지털 신호로부터 가드 인터벌이 제거된 후, 베이스 밴드 디지털 신호는 고속 푸리에 변환(FFT) 유닛(204)에 의해 시간 영역의 신호로부터 주파수 영역의 신호로, 즉 각 서브캐리어의 신호로 분할된다. FFT 유닛(204)으로부터의 출력 신호가 신호 분리기(205)에 입력된다.

신호 분리기(205)는 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 각각 할당되어 있는 파일럿 신호(221) 및 데이터 신호(222)를 분리한다. 분리된 파일럿 신호(221)와 데이터 신호(222)는 채널 추정 유닛(206) 및 채널 등화기(207)에 각각 입력된다. 채널 추정 유닛(206)은 서브캐리어 그룹마다 파일럿 신호(221)의 평균화 또는 보간을 행함으로써 채널 추정을 행하고, 채널 응답을 나타내는 채널 추정값을 출력한다. 채널 등화기(207)는 채널 추정 유닛(206)으로부터 출력되는 채널 추정값을 사용해서 데이터 신호(222)에 대하여 채널 등화를 행한다. 채널 등화 후에 얻어진 데이터 신호는 복조기(208)에 의해 복조되고, 데이터 신호의 소스가 되는 비트열이 재생된다.

다음으로, 채널 추정 유닛(206)의 동작을 상세히 설명한다. 간단하게 하기 위하여, 서브캐리어 그룹의 시간 방향 및 주파수 방향의 폭은, 채널의 시간 방향 및 주파수 방향의 변동 주기에 비하여 각각 충분히 작다고 가정한다. 이 경우, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 신호에 대한 채널 응답은 거의 일정한 것으로 간주될 수 있다. 도 2에서 설명한 바와 같이, 서브캐리어 그룹 설정 유닛(104)에 의해 설정된 서브캐리어 그룹 내의 각 서브캐리어에 할당된 모든 파일럿 신호 및 데이터 신호에는, 각 서브캐리어 그룹에 대하여 정해진 계수값이 곱해진다. 계수값을 R로 나타내고, 채널 응답을 H로 나타내면, 동일한 서브캐리어 그룹 내의 각 서브캐리어에 할당된 파일럿 신호 및 데이터 신호는, H*R로 표시되는 왜곡을 공통으로 받는다. 그에 따라, 이것은, OFDM 송신기로부터 송신되는 OFDM 신호가 H*R로 표시되는 채널 응답을 받는 것과 등가인 것으로 간주할 수 있다.

즉, 각 OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)가 동일 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 신호에, 각각 상이한 복소수값을 곱한 후에 송신하는 경우일지라도, OFDM 수신기(20)는 신호에 복소수값이 곱해지지 않고서 송신되는 경우와 동일하게 이들 신호를 취급할 수 있다. 따라서, OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)에 있어서 곱해진 복소수값에 관계없이, 채널 추정 유닛(206)은 수신한 파일럿 신호를 원래의 파일럿 신호로 나눔으로써 채널 추정값을 구할 수 있다. 원래의 파일럿 신호는 OFDM 수신기에 있어서 기지의 신호이다.

서브캐리어 그룹 내에 복수의 파일럿 서브캐리어가 존재하는 경우에는, 각각의 파일럿 서브캐리어에 할당되어 있는 파일럿 신호를 원래의 파일럿 신호로 나눔으로써 얻어지는 값을 평균화함으로써, 고정밀도의 채널 추정값을 구할 수 있다. 또한, 서브캐리어 그룹 내에 복수의 파일럿 서브캐리어가 떨어져서 배치되어 있는 경우에는, 각각의 파일럿 서브캐리어에 할당되어 있는 파일럿 신호를 원래의 파일럿 신호로 나눔으로써 얻어지는 값을 사용하여 보간을 행함으로써, 고정밀도의 채널 추정값을 얻을 수 있다.

서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어에 대한 채널 추정 및 채널 등화의 프로세스에 대하여, 다음의 식을 사용해서 설명한다. 이하의 설명에서는, 특정의 데이터 신호를 D로서 표시하고, 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어에 할당되는 파일럿 신호를 P로서 표시하고, n 번째의 OFDM 송신기(1n)에 있어서 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 파일럿 신호 및 데이터 신호에 곱해져 있는 복소수값을 Rn으로 표시한다.

또한, 설명을 간단하게 하기 위하여, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당되어 있는 파일럿 신호 및 데이터 신호가 받는 채널 왜곡은 일정한 것으로 간주할 수 있고, OFDM 송신기(1n)와 OFDM 수신기(20) 사이의 채널의 채널 왜곡을 Hn으 로 표시한다.

이 경우, OFDM 송신기(1n)로부터 송신되는 파일럿 신호 및 데이터 신호는, 각각 P·Rn 및 D·Rn으로 부여된다. P·Rn 및 D·Rn은 채널 왜곡을 받은 후에 OFDM 수신기의 안테나(201)에 의해 합성된다. 수신되는 파일럿 신호(Prx)는 다음식으로 표시된다.

[식 1]

단, N은 OFDM 송신기의 수를 나타낸다.

한편, 수신되는 데이터 신호(Drx)는 다음식으로 표시된다.

[식 2]

이 경우, 다음의 식으로 나타내는 바와 같이, 수신한 파일럿 신호(Prx)의 역수 및 기지인 원래의 파일럿 신호(P)를 데이터 신호(Drx)에 곱함으로써, 데이터 신호(D)를 복원할 수 있다.

[식 3]

한편, R1-051300["MBMS Transmission in E-UTRA", LG Electronics, 3GPP TSG RAN WG1# 43, November, 7-11, 2005]에 기술된 방법에 따르면, 송신기에 있어서 데이터 신호에 대해서는 복소수값이 곱해지지 않는다. 그 때문에, 수신되는 파일럿 신호(Prx)는

[식 4]

로 되고, 수신되는 데이터 신호(Drx)는

[식 5]

로 된다.

이 경우에, 다음의 식으로 나타나는 바와 같이, 수신한 파일럿 신호의 역수와 P를 데이터 신호에 곱하더라도, 원래의 데이터 신호(D)가 복원되지 않는 것은 명백하다.

[식 6]

원래의 데이터 신호(D)를 복원하기 위해서는, Hn을 각각 개별적으로 추정한 후에

[식 7]

을 산출하는 프로세스가 필요해진다. 전술한 바와 같이, 경우에 따라서는, Hn을 각각 개별적으로 추정하는 처리에 있어서는 간섭이 중첩될 수 있다. 그 경우에는, 채널 추정값의 정밀도가 저하되어 버린다.

이상에서는 수신한 파일럿 신호의 역수와 P를 수신한 데이터 신호에 곱함으로써, 원래의 데이터 신호를 복원하는 방법에 대하여 설명하였다. 그러나 이 이외에도 다음과 같은 방법이 있다.

[식 8]

으로 하면, Hcomb의 복소공역과 Hcomb의 절대값의 역수를 수신한 데이터 신호에 곱함으로써, 다음의 식과 같이 데이터 신호를 복원할 수 있다.

[식 9]

그러나 이 경우에는, 진폭이 │Hcomb│ 만큼 어긋나기 때문에, 복조할 때에 비교를 행하는 변조점도 │Hcomb│ 만큼 어긋나게 할 필요가 있다.

이상 서술한 바와 같이 본 실시형태에 따르면, OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)로부터 송신되는 신호에 대하여 OFDM 수신기(20)에 의하여 매크로 다이버시티 수신을 행하는 경우, 각 OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)로부터 OFDM 수신기(20)까지의 각 채널 응답을 개별적으로 추정할 필요가 없기 때문에 계산량을 감소시킬 수 있다. 즉, 식 3에서 설명한 바와 같이, 수신한 데이터 신호(Drx)에 대하여 수신한 파일럿 신호(Prx)의 역수 및 원래의 파일럿 신호(P)를 곱하는 것만으로 원래의 데이터 신호(D)를 복원할 수 있다. 또한, 각 채널 응답을 개별적으로 추정할 때에 발생하는 간섭의 문제도 회피할 수 있다. 또한, 각 채널 응답을 개별적으로 추정하기 위한 스크램블링 패턴의 관리를 제어할 필요가 없어진다.

다음으로, OFDM 송신기 및 OFDM 수신기의 다른 예에 대하여 설명한다. 도 5에 도시되는 OFDM 송신기에서는, 도 2에 도시한 OFDM 송신기에 스크램블부(110)가 추가되어 있다. 스크램블부(110)는 서브캐리어 그룹 설정 유닛(104)에 의해 설정되는 서브캐리어 그룹에 포함되지 않는 서브캐리어에 할당되는 신호(122), 즉 그룹 인덱스가 부가되지 않은 파일럿 신호 및 데이터 신호에 대하여 스크램블을 실시한다. 각 OFDM 송신기마다 상이한 스크램블링 패턴에 의해 스크램블이 실시된다. 스크램블이 실시된 신호는 IFFT 유닛(106)에 입력된다.

도 6은 도 5에 대응하는 OFDM 수신기이다. 도 6은, 도 4에 있어서의 OFDM 수신기에, 디스크램블부(210), 제2 채널 추정 유닛(211) 및 제2 채널 등화기(212)이 추가되어 있는 것을 도시한다. 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 신호는, 도 4에 도시한 OFDM 수신기와 동일한 방식으로 처리된다. 즉, 신호 분리기(205)로부터 출력되고 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 파일럿 신호(221) 및 데이터 신호(222)는, 각각 채널 추정 유닛(206) 및 채널 등화기(207)에 입력된다. 채널 등화기(207)는, 채널 추정 유닛(206)으로부터 출력되는 채널 추정값을 사용해서, 데이터 신호(222)에 대한 채널 등화를 실시한다. 채널 등화기(207)에 의한 채널 등화 후의 데이터 신호는 복조기(213)에 의해 복조되며, 이로써 데이터 신호의 소스가 되는 비트열이 재생된다.

한편, 신호 분리기(205)로부터 출력되고, 서브캐리어 그룹에 포함되지 않은 서브캐리어에 할당된 파일럿 신호 및 데이터 신호가, 디스크램블부(210)에 의해 디스크램블된다. 디스크램블부(210)는 OFDM 수신기가 수신하고자 하는 신호를 송신하는 OFDM 송신기에 의해 사용되는 스크램블 패턴과 반대의 디스크램블링 패턴에 의해 디스크램블을 행한다. 디스크램블부(210)에 의해 디스크램블된 파일럿 신 호(223)는 채널 추정 유닛(211)에 입력되고, 디스크램블된 데이터 신호(224)는 채널 등화기(212)에 입력된다.

채널 추정 유닛(211)은 근접하는 파일럿 신호의 평균화 및 보간에 의해 채널 추정을 행하고, 채널 응답을 나타내는 채널 추정값을 산출한다. 채널 등화기(212)는 채널 추정 유닛(211)으로부터 출력되는 채널 추정값을 사용해서, 디스크램블된 데이터 신호에 대하여 채널 등화를 행한다. 채널 등화기(212)에 의한 채널 등화 후의 데이터 신호는 복조기(213)에 입력되어, 데이터 신호의 소스가 되는 비트열이 재생된다.

채널 추정 유닛(211)에 의해 행해지는 평균화의 처리에 의하여, 스크램블링 패턴이 상이한 OFDM 송신기로부터 송신된 파일럿 신호의 전력을 작게 할 수 있으며, 원하는 채널 추정값의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이러한 방식으로, 각각의 OFDM 송신기는, 서브캐리어 그룹에 포함되지 않은 서브캐리어에 할당되는 신호, 즉 OFDM 수신기(20)에 의한 매크로 다이버시티 수신을 행하지 않은 신호에 대하여, 상이한 스크램블링 패턴을 사용하여 스크램블을 행한다. 이와 같이 함으로써, 매크로 다이버시티 수신이 아닌 보통 수신을 행할 때의 채널 추정값의 정밀도를 높게 할 수 있다. 또한, 스크램블링 패턴은 송수신기 사이에서 미리 결정될 수도 있다. 대안으로, OFDM 수신기(20)가 [OFDM 송신기(11)와 같은] OFDM 송신기와 통신을 개시할 때에, OFDM 송신기(11)로부터 스크램블링 패턴을 통지받을 수도 있다. 매크로 다이버시티 수신을 행하지 않는 신호에 대하여 스크램블을 행하고 있기 때문에, OFDM 수신기(20)가 모든 OFDM 송신기의 스크램 블링 패턴을 알 필요는 없다.

이상의 설명으로부터 알 수 있듯이, 서브캐리어 그룹에 포함되지 않은 서브캐리어에 할당되어 있는 신호 중에서, 데이터 신호에 대해서는 반드시 스크램블할 필요는 없다. 따라서, 도 5에 있어서의 스크램블부(110)는 파일럿 신호만을 스크램블할 수도 있다. 이 경우, 도 6에 있어서의 디스크램블부(210)는 파일럿 신호만을 디스크램블한다.

다음으로, 도 7 내지 도 16와, 도 17a 및 도 17b를 사용해서 서브캐리어 그룹의 보다 구체적인 설정 방법에 대하여 설명한다.

전술한 바와 같이, 서브캐리어 그룹은 적어도 하나의 파일럿 서브캐리어와 적어도 하나의 데이터 서브캐리어를 포함하도록 설정된다. 이하의 설명에서는, 주파수축상에서 4개의 서브캐리어당 하나의 파일럿 서브캐리어가 삽입되고, 시간축상에서 7개의 서브캐리어당 하나의 파일럿 서브캐리어가 삽입되어 있는 사이클의 경우를 예로 하여, 서브캐리어 그룹 설정 방법의 구체예를 예시한다. 이하의 설명에 있어서, OFDM 심벌은, 1회의 IFFT를 실시함으로써 생성되는 OFDM 신호의 단위를 나타내고 있다. 하나의 OFDM 심벌에는, 복수의 서브캐리어가 포함된다. 도 7 내지 도 16과 도 17a 및 도 17b에 있어서, 주파수축은 하나의 OFDM 심벌 내의 서브캐리어의 번호를 나타내고 있으며, 시간축은 OFDM 심벌의 번호를 나타내고 있다.

(제1의 서브캐리어 그룹 설정 방법)

제1의 서브캐리어 그룹 설정 방법에 따르면, 시간축 및 주파수축에 의해 사각형으로 구분된 특정 영역(시간-주파수 영역) 내의 서브캐리어에 의해 하나의 서 브캐리어 그룹을 설정한다. 달리 말하면, 연속하는 복수의 OFDM 심벌에 포함되는 서브캐리어(파일럿 서브캐리어 및 데이터 서브캐리어)에 의해 하나의 서브캐리어 그룹을 설정한다. 예컨대, 도 7의 예는 이하의 식으로 표시될 수 있다. 도 7에 있어서, 주파수축상의 위치를 i로 하고, 시간축상의 위치를 j로 한다. 따라서 서브캐리어(401)의 위치를 (i, j)=(1, 1)로 하며, 위치 (i, j)의 서브캐리어에 할당되는 신호를 S_i _,j로 한다. 서브캐리어 그룹(301) 내의 서브캐리어에 할당되는 신호에 곱하는 복소수값을 R[1]으로 하고, 서브캐리어 그룹(302)에 곱하는 복소수값을 R[2]로 한다. 이하의 식은, 서브캐리어 그룹마다 하나의 복소수값을 곱하는 처리를 나타낸다.

[식 10]

제1의 서브캐리어 그룹 설정 방법에 따르면, 주파수축 및 시간축상에서 일정한 서브캐리어 간격으로 경계가 정해진 경우에는, 서브캐리어 그룹이 그 경계를 넘지 않도록 서브캐리어를 배치하기 쉽다는 이점이 있다. 예컨대, 7 OFDM 심벌로 1프레임을 형성할 경우에는, 도 7, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 주파수 방향으로 4개의 서브캐리어, 시간 방향으로 7개의 서브캐리어 크기의 사각형의 서브캐리어 그룹(301 및 302), 또는 서브캐리어 그룹(301, 302 및 303)을 설정한다. 이것에 의해, 프레임 경계를 넘지 않도록 서브캐리어 그룹을 생성할 수 있으며, 매 서 브캐리어 그룹마다 하나의 파일럿 서브캐리어를 포함한다.

도 7 및 도 8은, 각 프레임의 경계가 파일럿 서브캐리어의 어떤 OFDM 심벌로부터 카운트하여 7번째 및 6번째에 위치하고 있는 경우의 예를 도시하고 있다. 도 9는, 어떠한 시간 구간에 있어서는 서브캐리어 그룹(301, 302 및 303)을 주파수 방향으로 빈틈없이 깔아서, 즉 OFDM 심벌의 전체 길이에 걸쳐 연속하여 배치한 예를 도시하고 있다. 도 9의 예에 따르면, 그러한 시간 구간에 있어서는 모든 서브캐리어가 서브캐리어 그룹(301, 302 및 303) 중 어느 하나에 속한다. 따라서, OFDM 수신기는, 그러한 시간 구간 동안은 어떠한 서브캐리어에 대해서도 매크로 다이버시티 수신을 행할 수 있다. 도 10은 서브캐리어 그룹에 속하지 않는 파일럿 서브캐리어의 밀도에 비교하여 서브캐리어 그룹(301 및 302) 내의 파일럿 서브캐리어의 밀도를 높게 한 예를 도시하고 있다. 도 10의 예에 따르면, 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.

(제2의 서브캐리어 그룹 설정 방법)

제2의 서브캐리어 그룹 설정 방법에서는, 사각형의 시간-주파수 영역 내의 서브 캐리어(파일럿 서브캐리어 및 데이터 서브캐리어)와, 그러한 사각형 영역 내의 적어도 하나의 파일럿 서브캐리어 또는 데이터 서브캐리어와 동일 주파수축에 있지만, 상이한 시간축상에 위치하도록 사각형 영역의 외측에 배치된 적어도 하나의 파일럿 서브캐리어를 조합하여 하나의 서브캐리어 그룹을 설정한다. 달리 말하면, 연속하는 복수의 OFDM 심벌에 포함되는 서브캐리어(파일럿 서브캐리어 및 데이터 서브캐리어)와, 연속하는 복수의 OFDM 심벌에 포함되는 적어도 하나의 파일럿 서브캐리어 또는 데이터 서브캐리어와 동일 주파수를 가지며, 또한 연속하는 복수의 OFDM 심벌에 근접하는 적어도 하나의 OFDM 심벌에 포함되는 파일럿 서브캐리어에 의해 서브캐리어 그룹을 설정한다.

예컨대, 도 11은 도 7에 도시한 서브캐리어 그룹(사각형 영역) 내의 파일럿 서브캐리어와 동일한 주파수축에 위치하고, 또한 사각형 영역의 우측에 근접하는 하나의 파일럿 서브캐리어를 각각 구비하는 서브캐리어 그룹(301 및 302)을 도시하고 있다. 마찬가지로, 도 12는 도 8에 도시한 서브캐리어 그룹(사각형 영역) 내의 파일럿 서브캐리어와 동일한 주파수축에 위치하고, 또한 사각형 영역의 우측에 근접하는 하나의 파일럿 서브캐리어를 각각 구비하는 서브캐리어 그룹(301 및 302)을 도시하고 있다. 또한, 도 13은 도 11의 서브캐리어 그룹의 전후에 2개의 파일럿 서브캐리어를 각각 구비하는 서브캐리어 그룹(301 및 302)을 도시하고 있다.

제2의 서브캐리어 그룹 설정 방법에 따르면, 서브캐리어 그룹마다 행해지는 채널 추정에 있어서 채널 응답의 시간 영역에 따른 변동을 용이하게 추정할 수 있다. 따라서, 그 변동이 큰 경우의 채널 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

제2의 서브캐리어 그룹 설정 방법을 도 5에 도시한 OFDM 송신기에 적용하는 경우에는, 서브캐리어 그룹의 범위를 다르게 해석할 수도 있다. 도 5에 도시한 OFDM 송신기에 있어서는, 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어에 할당된 신호에 스크램블링이 실시된다. 도 7의 서브캐리어 그룹(301) 내의 서브캐리어에 할당되는 신호에 곱하는 복소수값을 파일럿 서브캐리어(402)에 할당되는 파일럿 신호를 스크 램블하는 데 사용하는 복소수값과 동일하게 한 경우, 도 7 및 도 11의 서브캐리어 그룹은 동일한 것으로 간주될 수 있다.

마찬가지로, 도 8의 서브캐리어 그룹(301) 내의 서브캐리어에 할당되는 신호에 곱하는 복소수값을 파일럿 서브캐리어(403)에 할당되는 파일럿 신호를 스크램블하는 데 사용하는 복소수값과 동일하게 한 경우, 도 8의 서브캐리어 그룹은 도 12의 서브캐리어 그룹과 등가의 것으로 간주될 수 있다.

이러한 방식으로, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당되는 신호에 곱해지는 복소수값을 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어에 할당되는 파일럿 신호를 스크램블하는 데 사용하는 복소수값과 동일하게 함으로써, 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어에 할당되는 파일럿 신호를 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당되어 있는 파일럿 신호와 등가로 취급할 수 있다. 따라서, 서브캐리어 그룹에 대응하는 채널의 채널 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

서브캐리어 그룹의 형상이 반드시 완전한 사각형일 필요는 없다. 예컨대, 서브캐리어 그룹 내의 전체 서브캐리어 중 절반보다도 적은 일부를 제외한 서브캐리어가 사각형을 형성할 수도 있다. 이렇게 함으로써, 보다 자유도가 높은 서브캐리어 그룹을 설계할 수 있다. 서브캐리어 그룹의 자유도를 더욱 높일 필요가 있을 때에는, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어가 반드시 사각형에 가까운 형상으로 형성될 필요는 없다. 그 경우, 예컨대 적어도 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어는, 주파수 방향 또는 시간 방향으로 연속해서 배치될 수도 있다. 이로 인하여, 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어 사이에서 채널 왜곡의 상관 관계가 높아지기 때문에, 채널 등화를 용이하게 할 수 있다.

다음으로, 도 14, 도 15 및 도 16을 사용해서 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어의 배치 방법의 구체예를 도시한다. 도 14에 도시하는 예에서는, 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어가 시간 방향 및 주파수 방향으로 균일하게 분산되어 배치되어 있다. 이러한 방식으로 파일럿 서브캐리어를 서브캐리어 그룹 내에 분산 배치함으로써, 채널 응답의 시간 방향과 주파수 방향의 양쪽의 변동에 추종하여 채널 추정을 행할 수 있다.

도 15의 예에서는, 서브캐리어 그룹 내의 주파수 방향의 양단에 우선적으로 파일럿 서브캐리어를 배치한다. 채널 응답의 주파수 방향의 변동이 큰 경우, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당되는 파일럿 신호를 사용하여 채널 응답의 변동을 추정하게 된다. 파일럿 신호를 사용하여 채널 추정을 행하는 경우에는, 파일럿 신호가 할당되어 있지 않은 서브캐리어 위치(주파수)에 있어서도 채널 응답을 결정하는 것이 정확한 채널 추정을 위하여 바람직하다. 이러한 이유로, 파일럿 신호가 할당되어 있지 않은 서브캐리어 위치의 파일럿 신호를 내삽(內揷) 또는 외삽(外揷)에 의해 구할 필요가 있다. 여기서, 파일럿 신호의 내삽을 행하는 것보다도 외삽을 행하는 때에, 채널 추정 정밀도가 낮은 것이 알려져 있다. 따라서 도 15에 도시된 바와 같이 서브캐리어 그룹 내의 주파수 방향의 양단에 파일럿 서브캐리어를 우선하여 배치함으로써, 파일럿 신호의 외삽을 행할 필요성이 감소하므로, 채널 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 16에 도시하는 예에서는, 서브캐리어 그룹 내의 시간 방향의 양단에 우선 적으로 파일럿 서브캐리어를 배치한다. 채널 응답의 시간 방향의 변동이 큰 경우에는, 도 15의 예와 동일한 이유로 파일럿 신호의 외삽을 행할 필요성이 감소하여, 채널 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 17a 및 도 17b를 사용해서 서브캐리어 그룹마다 다른 복소수값의 계열을 사용하는 예에 대하여 설명한다. 경우에 따라서는, 복소수값의 계열로서, OFDM 송신기 사이에서 상이한 계열이 선택될 수도 있고, 동일한 계열이 선택될 수도 있다. 여기에서는, OFDM 송신기 사이에서 상이한 복소수값의 계열이 선택되는 경우에 대하여 구체적인 예를 나타낸다.

도 17a 및 도 17b는 각각의 OFDM 송신기(11 및 12)로부터 송신되는 OFDM 신호의 서브캐리어 배치와 복소수값의 계열을 각각 도시하고 있다. 도 17a에 있어서의 복소수값의 계열은 R₁[1], R₁[2], …, R_l[N]이고, 도 17b에 있어서의 복소수값의 계열은 R₂[1], R₂[2], …, R₂[N]이다. 도 5에 도시한 OFDM 송신기에서는, 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어에 할당되는 신호에 스크램블링을 실시함으로써, 그러한 신호에 대해서는 간섭을 저감할 수 있다. 그 이유는, 서브캐리어 그룹에 속해 있는 서브캐리어에 할당되는 신호와는 달리, 다른 OFDM 송신기로부터의 신호는 간섭이 되어 버리기 때문이다.

따라서 이 예에서는, R₁[1], R_l[2], …, R_l[N]과 R₂[1], R₂[2], …, R₂[N]의 복소수값의 계열은 서로 직교 관계 또는 의사 직교 관계로 배치된다. 이로 인하여, 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어에 할당되는 파일럿 신호에 대해서도 또한 간섭을 저감할 수 있으며, 매크로 다이버시티가 아닌 수신의 채널 추정에 사용할 수도 있다. 여기서, 전술한 바와 같이 "서로 직교"라고 하는 것은 상관값이 0이 되는 것을 의미하며, "서로 의사 직교"라고 하는 것은 상관값의 절대값이 자기 상관값보다 작은 값이 되는 것을 말한다. 어떤 계열 x[k](k=1, …, K)의 자기 상관값, 및 2개의 계열 x[k], y[k](k=1, …, K)의 상관값은 각각 다음의 식으로 표시된다.

[식 11]

[식 12]

계열 길이가 4인 경우, 서로 직교 관계로 있는 복소수값의 계열의 예로서, 이하의 4개의 계열 R_l, R₂, R₃ 및 R₄를 들 수 있다.

[식 13]

식 (13)의 4개의 복소수값의 계열 R_l, R₂, R₃ 및 R₄는, 6개의 상관값이 모두 0이며, 서로 직교하고 있다. 일반적으로 계열 길이를 2^K로 하면, 서로 직교 관계에 있는 복소수값의 계열을 최대로 2^K개 생성할 수 있다.

[식 14]

와 같은 4개의 복소수값의 계열 R_l, R₂, R₃ 및 R₄과 같은 다른 예는, 6개의 상관값이 모두 0이며, 서로 직교하고 있다.

한편, 의사 직교 관계로 있는 복소수값의 계열의 예로서는, 이하의 6개의 계열 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ 및 R₆을 들 수 있다.

[식 15]

식 (15)의 계열 길이가 4인 6개의 복소수값의 계열 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ 및 R₆에 대하여, 상관값은 0 또는 2 중 어느 하나인데 비하여, 각각의 자기 상관값은 모두 4이다. 예컨대, R₁, R₂, R₃ 및 R₄ 중의 6개의 상관값과 R₅ 및 R₆ 사이의 상관값은 모두 0이다. 그러나, R₁, R₂, R₃ 및 R₄와, R₅ 및 R₆ 사이의 4개의 상관값은 모두 2이다. 따라서, 복소수값의 계열로서 서로 의사 직교 관계에 있는 계열, 즉 상관값을 0으로 한정하지 않은 계열을 포함시킴으로써, 서로 직교 관계에 있는 계열, 즉 상관값을 0으로 한정한 계열보다도 많은 계열을 생성할 수 있다.

도 18은, 복소수값의 계열이 송신기 사이에서 직교화 또는 의사 직교화되어 있는 경우에 적합한 OFDM 수신기를 도시하고 있다. 도 6의 OFDM 수신기와의 차이는, 신호 분리기(205)로부터 출력되고 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어에 할당된 파일럿 신호(221)가 복소수값 승산부(214)에 입력되는 것과, 복소수값 승산부(214)에 의해 복소수값이 곱해진 파일럿 신호(225)가 채널 추정 유닛(211)에 입력되는 것과, 채널 추정 유닛(211)이 파일럿 신호(223)와 파일럿 신호(225)의 채널 추정을 행하는 점이다.

서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 신호는, 기본적으로 도 6에 도시한 OFDM 수신기에서의 처리와 동일하게 처리된다. 즉, 신호 분리기(205)로부터 출력되고, 각 서브캐리어 그룹의 파일럿 신호(221) 및 데이터 신호(222)는, 각각 채널 추정 유닛(206) 및 채널 등화기(207)에 입력된다. 채널 등화기(207)는, 채널 추정 유닛(206)으로부터 출력되는 채널 추정값을 사용해서 데이터 신호(222)에 대하여 채널 등화를 행한다. 채널 등화기(207)에 의한 채널 등화 후에 얻어진 데이터 신호는 복조기(213)에 의해 복조되며, 데이터 신호의 소스가 되는 비트열이 재생된다.

한편, 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어에 할당된 신호도, 도 6에 도시한 OFDM 수신기에서의 처리와 동일하게 처리된다. 즉, 신호 분리기(205)로부터 출력되고, 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어에 할당된 파일럿 신호 및 데이터 신호를 디스크램블부(210)에 의해 디스크램블한다. 디스크램블부(210)는, OFDM 수신기에 의해 수신되는 신호를 송신하는 OFDM 송신기에서 사용되는 스크램블 패턴과 반대의 디스크램블링 패턴에 의해 디스크램블을 행한다. 디스크램블부(210)에 의해 디스크램블된 파일럿 신호(223) 및 데이터 신호(224)는 채널 추정 유닛(211)과 채널 등화기(212)에 각각 입력된다.

한편, 신호 분리기(205)로부터 출력되고, 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어에 할당된 파일럿 신호(221)는, 또한 복소수값 승산부(214)에 의해 복소수값이 곱해진다. 복소수값 승산부(214)는 OFDM 수신기가 수신하는 신호를 송신하는 OFDM 송신기 내의 [도 5에 도시한] 복소수값 승산부(105)에 의해 사용된 복소수값의 복소공역에 상당하는 복소수값을 파일럿 신호(221)에 곱한다. 복소수값 승산부(214)에 의해 복소수값이 곱해진 파일럿 신호(225)는 채널 추정 유닛(211)에 입력된다.

채널 추정 유닛(211)은 근접한 파일럿 신호의 평균화 및 보간에 의해 채널 추정을 행하여, 채널 응답을 나타내는 채널 추정값을 산출한다. 채널 등화기(212)는 채널 추정 유닛(211)으로부터 출력되는 채널 추정값을 사용해서, 디스크램블된 데이터 신호에 대한 채널 등화를 행한다. 채널 등화기(212)에 의한 채널 등화 후에 얻어진 데이터 신호는 복조기(213)에 입력되고, 이로써 데이터 신호의 소스가 되는 비트열이 재생된다.

채널 추정 유닛(211)에 의해 행해지는 평균화 처리에 의해, 스크램블링 패턴이 상이한 OFDM 송신기로부터 송신된 파일럿 신호에 대한 전력을 작게 할 수 있으며, 이로써 원하는 채널 추정값의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 채널 추정 유닛(211)은, 디스크램블부(210)에 의해 디스크램블된, 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어에 할당된 파일럿 신호(223)에 더하여, 복소수값 승산부(214)에 의해 복소수값이 곱해진, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 파일럿 신호(225)를 사용해서 채널 추정을 행한다. 따라서, 채널 추정 유닛(211)은 도 6의 OFDM 수신기와 비교하여 채널 추정에 보다 많은 파일럿 신호를 사용할 수 있다. 따라서, 채널 추정의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

(가드 인터벌 길이의 설정 방법)

다음으로, 도 2 또는 도 5 중에 도시한 GI 부가 유닛(107)에 의해 부가되는 가드 인터벌의 길이를 설정하는 방법에 대하여 설명한다. 가드 인터벌은 매 OFDM 심벌에 시간 파형의 일부를 카피함으로써 부가된다. OFDM 심벌에 가드 인터벌을 부가함으로써, 지연파에 의해 초래되는 심벌간의 간섭을 저감할 수 있다. 일반적으로, 가드 인터벌 길이가 길수록, 지연 확산(지연 프로파일)이 큰 멀티패스 환경에 견딜 수 있다.

전술한 바와 같이, OFDM 수신기(20)는 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당되는 신호에 대해서 매크로 다이버시티 수신을 행할 수 있다. 이 경우, OFDM 수신기(20)는 복수의 OFDM 송신기(11, 12, …, 1N)로부터의 신호를 동시에 수신하 기 때문에, 하나의 송신기로부터의 신호를 수신할 때와 비교해서 지연 확산이 상대적으로 커질 수도 있다.

이에 따라, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어를 포함하는 OFDM 심벌에 대한 수신 성능은, 다른 OFDM 심벌보다도 길게 가드 인터벌을 설정함으로써 개선된다. 구체적으로는, 도 2 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 서브캐리어 그룹 설정 유닛(104)은 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어의 위치를 나타내는 서브캐리어 위치 정보를 GI 부가 유닛(107)에 제공한다. 서브캐리어 위치 정보에 기초하여, 서브캐리어 그룹 내의 적어도 하나의 서브캐리어를 포함하는 OFDM 심벌이 IFFT 유닛(106)으로부터 입력될 때, GI 부가 유닛(107)은 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어를 포함하는 OFDM 심벌이 입력되는 경우에 비하여 긴 가드 인터벌을 OFDM 신호에 부가한다.

이러한 방식으로 가드 인터벌 길이를 설정함으로써, OFDM 수신기(20)는 매크로 다이버시티 수신을 행할 때에 발생하는 큰 지연 확산에도 대처할 수 있으며, 이로써 수신 성능이 개선된다.

다음으로, 가드 인터벌 길이를 설정하는 구체적인 예에 대하여 서술한다. 예컨대, 도 7에 도시한 서브캐리어 그룹 설정의 예에서는, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어를 포함하는 7개의 OFDM 심벌에 대한 가드 인터벌 길이를, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어를 포함하지 않는 OFDM 심벌에 대한 가드 인터벌 길이보다 길게 설정한다. 한편, 도 11에 도시한 서브캐리어 그룹 설정의 예에서는, 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어를 포함하는 7개의 OFDM 심벌에 대한 가드 인터벌 길이를 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어를 포함하지 않는 OFDM 심벌에 대한 가드 인터벌 길이보다 길게 설정한다. 또한, 도 11에 도시한 서브캐리어 그룹 설정의 예에서는, 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어 및 파일럿 서브캐리어를 포함하는 8개의 OFDM 심벌에 대한 가드 인터벌 길이를, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어를 포함하지 않는 OFDM 심벌에 대한 가드 인터벌 길이보다 길게 설정할 수도 있다.

도 19에 도시한 서브캐리어 그룹 설정의 예에서는, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어를 포함하는 OFDM 심벌의 가드 인터벌 길이를, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어를 포함하지 않는 OFDM 심벌보다도 길게 설정한다. 또한, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어를 포함하는 OFDM 심벌을 선별 제거할 수도 있다.

도 20에 도시한 서브캐리어 그룹 설정의 예에서는, 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어 및 파일럿 서브캐리어를 포함하는 OFDM 심벌의 가드 인터벌 길이를 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어를 포함하지 않는 OFDM 심벌보다 길게 한다. 또한, 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어 및 파일럿 서브캐리어를 포함하는 OFDM 심벌을 선별 제거할 수도 있다.

다음으로, 도 2l을 사용해서 전술한 바와 같이 OFDM 심벌을 선별 제거한 경우의 가드 인터벌 길이를 설정하는 예에 대하여 설명한다. 통상의 가드 인터벌 길이에서는, 하나의 프레임은 도 21의 프레임 구성(501)에 나타나는 바와 같이 7개의 OFDM 심벌로 구성된다. 예컨대, 도 19에서와 같이 다른 OFDM 심벌보다도 가드 인터벌 길이가 긴 OFDM 심벌이 하나의 프레임 내에 들어가 있을 경우는, 프레임 구 성(502)에 의해 나타나는 바와 같이 OFDM 심벌을 하나 이상 선별 제거하고, 그 대신에 가드 인터벌 길이를 크게 하면 된다.

도 20의 예에서 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어 및 파일럿 서브캐리어를 포함하는 OFDM 심벌의 가드 인터벌 길이를 다른 OFDM 심벌보다도 길게 한 경우와 마찬가지로, 가드 인터벌 길이가 다른 것보다도 긴 OFDM 심벌이 하나의 프레임 내에 들어가 있지 않을 경우에는, 프레임 구성(503)에 의해 나타나는 바와 같이, 프레임의 일부를 후속 프레임의 맨 처음에 위치하는 OFDM 심벌의 가드 인터벌에 할당한다. 이것에 의해, 후속 프레임의 OFDM 심벌을 선별 제거할 필요가 없으며, 최초의 OFDM 심벌에 대한 가드 인터벌 길이만을 길게 설정할 수 있다.

(데이터 신호의 내용에 대하여)

다음으로, 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어에 할당되는 데이터 신호의 내용의 예에 대하여 설명한다. 도 2 또는 도 5에 도시되는 OFDM 송신기는 셀룰러 시스템(휴대 전화 시스템)에 있어서의 기지국이다. 도 4, 도 6 또는 도 18에 도시되는 OFDM 수신기가 단말인 경우를 예로 들어서 설명한다. 기지국은 복수의 섹터를 형성할 수도 있다. 그 경우, 기지국은 섹터수와 동일한 수의 OFDM 송신기를 포함한다. 데이터 신호는, 예컨대 이하와 같이 브로드캐스트 통신, 멀티캐스트 통신, 또는 소프트 핸드오버(soft handover)에 사용된다.

우선, 브로드캐스트 통신 및 멀티캐스트 통신을 실시하는 예에 대하여 서술한다. 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어에 동일한 데이터 신호가 할당되고 복수의 기지국으로부터 송신된다. 이 경우, 기지국에 접속하고 있는 모든 단말은 동일한 데이터 신호를 동시에 수신하는 것이 가능하다. 따라서, 셀룰러 시스템은 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어를 이용함으로써 브로드캐스트 통신이나 멀티캐스트 통신을 행할 수 있다. 브로드캐스트 통신은, 사용자를 특정하지 않고 데이터 신호를 송신하는 서비스를 말한다. 멀티캐스트 통신은, 2 이상의 특정 단말에 동일한 데이터 신호를 송신하는 서비스를 말한다. 경우에 따라서는, 브로드캐스트 통신 및 멀티캐스트 통신은, MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service) 통신으로 총칭된다. 한편, 하나의 특정 단말에 데이터를 송신하는 서비스는 유니캐스트로 불린다.

따라서, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 대해서 브로드캐스트 통신 및 멀티캐스트 통신을 사용하고, 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어에 대해서는 유니캐스트 통신을 사용하는 것을 고려할 수 있다. 브로드캐스트 통신 또는 멀티캐스트 통신에 의해 데이터 신호를 송신하는 예로서는, 예컨대 동화상 데이터나 음악 데이터의 스트리밍(streaming), 및 e-메일의 일괄 송신 등을 들 수 있다.

다음으로, 소프트 핸드오버를 실시하는 예에 대하여 설명한다. 서브캐리어 그룹 내의 데이터 서브캐리어에 동일한 데이터 신호를 할당하여 복수의 기지국으로부터 송신한다. 이 경우, 셀 경계에 있는 단말은, 경계에 접하는 복수의 기지국으로부터 신호를 동시에 수신하는 것이 가능하다. 따라서, 셀룰러 시스템은 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 데이터 신호를 이용하여, 이하와 같이 소프트 핸드오버를 실현할 수 있다.

도 2, 도 4 및 도 22 내지 도 31을 사용해서, 본 발명의 다른 실시예를 설명 한다. 본 실시예에서는, 도 2에 도시한 OFDM 송신기 중의 데이터 신호 생성기(102)가 도 22에 도시하는 바와 같이 비트열 생성기(1021), 부호화기(1022), 인터리버(1023) 및 디지털 변조 유닛(1024)으로 구성된다. 도 22의 데이터 신호 생성기(102)는 이하와 같이 데이터 신호를 생성한다. 비트열 생성기(1021)에 의해 생성된 비트열은 부호화기(1022)에 입력된다. 부호화기(1022)에서는, 입력된 비트열에 대하여 예컨대 비터비 부호화(Viterbi coding), 터보 부호화(Turbo coding), 리드 솔로몬 부호화(Reed-Solomon coding) 또는 저밀도 패리티 체크 부호(1ow-density parity-check codes: LDPC) 부호화와 같은 채널 부호화를 실시하고, 부호화율에 상당하게 길어진 길이의 비트열을 출력한다.

부호화기(1022)에 의해 부호화된 비트열은, 인터리버(1023)에 의해 인터리브(interleave)가 실시된다. 인터리브가 실시된 비트열에, 디지털 변조 유닛(1024)에 의한 QPSK와 같은 디지털 변조를 실시하여 데이터 신호를 생성한다.

이렇게 해서 생성된 데이터 신호는, 도 2에 있어서의 서브캐리어 할당 유닛(103)을 경유하여 서브캐리어 그룹 설정 유닛(104)에 의해 복수의 서브캐리어 그룹에 할당된다.

복수의 서브캐리어 그룹은 복수의 OFDM 송신기에서 각각 동일하다. 달리 말하면, 복수의 서브캐리어 그룹은 복수의 OFDM 송신기에서 각각 공통이다. "서브캐리어 그룹이 동일하다"라고 하는 표현은, 예컨대 도 17a의 서브캐리어 그룹(301)과 도 17b의 서브캐리어 그룹(301) 사이의 관계에서와 같이, 서브캐리어 그룹에 포함되는 서브캐리어의 서브캐리어 인덱스가 동일하다는 것을 의미하고 있다. OFDM 송 신기에 공통인 서브캐리어 그룹에 포함되는 서브캐리어에는, OFDM 송신기에 공통인 데이터 신호 및 파일럿 신호가 할당된다.

OFDM 송신기에 공통인 데이터 신호는, 예컨대 복수의 OFDM 송신기와 통신 가능한 외부 장치로부터 각 OFDM 송신기에 있어서 동일한 비트열을 취득한 후에, 채널 부호화, 인터리브 및 디지털 변조를 거침으로써 생성될 수도 있다. 다른 예에서는, 복수의 OFDM 송신기와 통신 가능한 외부 장치에 있어서, 비트열로부터 채널 부호화, 인터리브, 디지털 변조를 거쳐 데이터 신호를 생성한 후에, 이것을 복수의 OFDM 송신기에 전달함으로써 달성될 수도 있다. 즉, 데이터 신호 생성기(102)의 구성 요소는 부분적으로 또는 전체적으로 OFDM 송신기의 외부에 설치될 수도 있다.

각 서브캐리어 그룹에 곱해지는 복소수값의 계열은, 상기 실시예에서와 마찬가지로 OFDM 송신기 사이에서 상이한 계열을 갖도록 설정된다.

한편, 본 실시예에 따르는 OFDM 수신기에 있어서는, 도 4에 있어서의 복조기(208)가 도 23에 도시하는 바와 같이 디지털 복조 유닛(2081), 디인터리버(2082) 및 복호화기(2083)로 구성된다. 즉, 도 4에 있어서의 채널 등화기(207)로부터 출력된 신호는 디지털 복조 유닛(2081)에 의해 복조되어 연판정값이 얻어진다. 연판정값의 열은 디인터리버(2082)에 의해 디인터리브된다. 복호화기(2083)는, 디인터리브 후의 연판정값의 열을 OFDM 송신기에 있어서의 부호화 방법[도 22에 있어서의 부호화기(1022)의 부호화 방법]에 대응하는 복호 방법에 의해 복호화하고, 이로써 원래의 비트열을 재생한다.

일반적으로 채널 부호화를 실시하는 경우에, 복호 전의 신호에 버스트 오 류(burst error)가 발생하면, 복호 후의 비트 오류율의 특성이 열화하는 것으로 알려져 있다. 본 실시예에 따르면, 각 OFDM 송신기에 공통인 복소수값의 계열을 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 신호에 곱하는 경우와 비교해서, 복호 전의 신호에 버스트 오류가 발생할 확률이 낮아진다. 그 결과로서, 복호 후의 비트 오류율 특성을 개선할 수 있다는 유리한 효과가 있다. 이하, 본 효과에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 버스트 오류가 발생할 확률이 낮아지는 이유는 다음과 같이 설명할 수 있다. 수식 (2)에 나타나는 바와 같이, 수신한 신호의 진폭은 수식 (2)의 일부인 식 (16)의 값에 따라 변화한다. 보다 구체적으로, 식 (16)의 값은, 신호에 곱한 복소수값과 채널 왜곡과의 곱의 위상이 각 인덱스 n에 가까운 값을 갖는 경우에는 커지고, 그 위상이 각 인덱스 n에 상관없는 값을 갖는 경우에는 작아진다. 그 이유는, 복소수값과 채널 왜곡의 곱이 서로 상쇄되기 때문이다.

[식 16]

서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 신호에, OFDM 송신기에 공통인 복소수값이 곱해진 경우, 또는 복소수값이 곱해지지 않은 경우에, 식 (16)의 값은 채널 왜곡의 항에 의해서만 증감된다. 즉, 주파수 방향이나 시간 방향 혹은 그 양방향에 있어서 채널 왜곡의 상관이 강한 환경하에서는, 넓은 서브캐리어 범위에 걸쳐 동일하도록 전력의 증감이 일어나게 된다. 넓은 범위에 걸쳐 전력의 저하가 일 어나면, 버스트적인 오류(burst-like error)를 발생시키는 경우가 있다.

한편, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 신호에, OFDM 송신기 사이에서 상이한 복소수값이 곱해진 경우에, 식 (16)의 값은 복소수값과 채널 왜곡에 의해 증감한다. 즉, 주파수 방향이나 시간 방향 혹은 그 양방향에 있어서 채널 왜곡의 상관이 강한 환경하에서도, 각 서브캐리어 그룹에는 OFDM 송신기에서 상이한 복소수값의 계열이 곱해지기 때문에, 서브캐리어 그룹의 범위를 넘은 넓은 범위에 걸쳐서 마찬가지로 전력의 증감이 일어날 가능성이 낮아진다. 달리 말하면, 어떤 서브캐리어 그룹의 전력이 작아진 경우라도, 다른 서브캐리어 그룹의 전력이 마찬가지로 작아져 버릴 가능성은 작아진다. 이로 인하여, 버스트 오류가 발생할 가능성을 작게 할 수 있다. 버스트 오류의 발생 확률을 저감할 수 있기 때문에, 예컨대 이하와 같은 이점이 있을 수 있다. 예컨대 송신 데이터가 음성인 경우에는, 음성 통신의 장기간 중단을 방지할 수 있다. 예컨대, OFDM 송신기에 의해 송신하는 데이터 신호가 동화상인 경우에, 동화상의 장기 결손을 방지할 수 있다.

다음으로, 채널 부호화에 의한 복호 후의 비트 오류율 특성을 개선할 수 있는 양태에 대하여 상세히 설명한다. 비트열에 대하여 전술한 비터비 부호화, 터보 부호화, 리드 솔로몬 부호화 또는 LDPC 부호화와 같은 채널 부호화를 실시하면, 채널에 있어서 신호의 일부에 오류가 발생한 경우라도, 수신기가 그 오류를 정정하여 신호를 원래의 상태로 복원하는 것이 가능하다.

그러나, 이러한 채널 부호화의 오류 정정 능력은 버스트 오류에 대해서는 열화하는 것으로 알려져 있다. 여기서, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 신호에 OFDM 송신기 사이에서 상이한 복소수값의 계열을 곱한 경우에, 서브캐리어 그룹의 범위를 넘은 넓은 범위에서 버스트 오류가 발생할 가능성이 낮아진다. 이러한 이유로, 채널 부호화에 의해 얻어지는 비트열을 변조함으로써 도 22에 도시한 데이터 생성기(102)에 의해 생성되는 데이터 신호를 복수의 서브캐리어 그룹에 걸쳐 할당함으로써, 버스트 오류가 발생할 확률을 저감할 수 있다. 결과적으로, 복호 후의 비트 오류율을 개선할 수 있다는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 신호가 할당되는 서브캐리어 그룹의 수가 증감할수록, 버스트 오류가 발생할 확률을 저감할 수 있다. 따라서, 복호 후의 비트 오류율 특성의 개선 인자도 또한 커지는 경향이 있다.

도 24는, 서브캐리어 그룹 내의 서브캐리어에 할당된 신호에 곱해지는 복소수값의 계열을 OFDM 송신기 사이에서 동일하게 설정한 경우와 상이하게 설정한 경우에 대하여, 시뮬레이션에 의한 성능 평가를 행한 예를 도시하고 있다. 도 24에 있어서, 가로축은 SNR, 세로축은 블록 에러율(block error rate: BLER)을 각각 나타내고 있다. BLER은, 부호화된 비트열 중 적어도 1 비트라도 잘못된 경우를 오류로 하고, 모든 비트가 올바른 경우에 올바르다고 한 경우의 오류율이다. 도 24에 도시되는 바와 같이, OFDM 송신기 사이에서 상이한 복소수값의 계열을 설정함으로써, 특성을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이러한 방식으로, 각 OFDM 송신기에서 상이한 복소수값의 계열이 선택되는 경우에는, 버스트 오류를 저감하는 효과를 얻을 수 있다. 본 효과는 모든 서브캐리어가 서브캐리어 그룹에 할당되어 있는 경우에 발휘될 수 있다. 달리 말하면, 도 2의 OFDM 송신기에 있어서 서브캐리어 그룹 외측의 서브캐리어에 할당되는 신호(122) 없이도 상기 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 서브캐리어 그룹의 설정은 도 25 내지 도 28에 도시된 바와 같이, 모든 서브캐리어가 어느 하나의 서브캐리어 그룹에 속하도록 할당된다.

다음으로, OFDM 송신기 사이에서 상이한 복소수값의 계열이 각 서브캐리어 그룹에 곱해지는 경우에 대하여 보다 상세히 설명한다.

N번째의 OFDM 송신기의 M번째의 서브캐리어 그룹에 곱해지는 복소수값을 R_N[M]으로 표시한다. 이 경우에, N번째의 OFDM 송신기에 있어서의 복소수값 계열 S_N은, S_N={R_N[1], R_N[2], …, R_N[M]}으로 표시할 수 있다. 복소수값 계열 S_A와 S_B가 동일한 경우, 이것은 어떤 복소수값 상수 Z하에서 다음의 식이 성립할 수 있다는 것을 의미한다.

R_A[m]=Z*R_B[m](m=1, …, M)

"OFDM 송신기 사이에서 상이한 복소수값"은, 복소수값의 계열 S_N이 모든 OFDM 송신기 사이에서 동일하지 않다는 것을 나타내고 있다. 달리 말하면, 어떤 OFDM 송신기에서 사용되고 있는 복소수값의 계열은, 다른 OFDM 송신기에서 사용되고 있는 복소수값의 계열 중 적어도 하나의 계열과는 다르다는 것을 의미하고 있다. 이에 따라, 적어도 2개의 OFDM 송신기 사이에서 복소수값의 계열에 있어서 부분적으로 상이한 값이 있으면, 버스트 오류를 저감할 수 있는 효과가 얻어지므로, 복호 후의 비트 오류율의 특성을 개선할 수 있다.

버스트 오류를 보다 효과적으로 저감하기 위해서는, 각 OFDM 송신기에서 사용되고 있는 계열 S_N이 보다 많이 다른 것이 바람직하다. 예컨대 도 17을 사용해서 설명한 바와 같이, 서로에 대하여 의사 직교 관계 또는 직교 관계에 있는 복소수값의 계열을 사용함으로써, 각각 다른 복소수값의 계열을 선택할 수 있다. 또한, 예컨대 난수(亂數)나 의사 난수를 사용해서 각 OFDM 송신기에 대하여 독립적으로 복소수값의 계열을 생성하는 것도 좋다. 이렇게 함으로써, 복소수값의 계열이 OFDM 송신기에 동일하게 될 확률을 줄일 수 있다.

다음으로, 도 29 내지 도 33을 사용해서 데이터 신호를 복수의 서브캐리어 그룹에 할당하는 것에 대하여 상세히 설명한다.

도 29 내지 도 33에서는, 채널 부호화에 의해 얻어지는 첫 번째 비트열을 변조하여 생성되는 데이터 신호열을 D1으로 표시하고, 두 번째 비트열로부터 동일하게 생성되는 데이터 신호열을 D2로 표시하고 있다. 도 29 내지 도 33에 도시된 바와 같이, 데이터 신호를 복수의 서브캐리어 그룹에 걸쳐 할당한다.

도 29 및 도 30은 연속하는 6개의 서브캐리어 그룹에 걸쳐 각각 D1 및 D2를 할당하는 예를 도시하고 있다. 도 31은 연속하지 않는 6개의 서브캐리어 그룹에 걸쳐 각각 D1 및 D2를 할당하는 예를 도시하고 있다. 도 32는, D1과 D2를 서브캐리어 그룹 내에 혼재시켜서, 각각 12개의 서브캐리어 그룹에 걸쳐 할당한 경우의 예를 도시하고 있다. 도 32의 예에서는, 도 29 및 도 30의 예와 비교하여 하나의 데이터열이 배치되는 서브캐리어 그룹의 수가 많기 때문에, 버스트 오류가 발생할 확률이 보다 작아져서, 복호 후의 오류율 특성을 더욱 개선할 수 있다.

도 29 내지 도 31의 예에서와 같이 서브캐리어 그룹 내에 데이터 신호열 D1과 D2가 혼재하지 않도록 할당된 경우에도, 예컨대 도 33에서와 같이 서브캐리어 그룹의 사이즈를 작게 함으로써, 하나의 데이터열이 할당되는 서브캐리어 그룹의 수를 많게 할 수 있다. 그러나 서브캐리어 그룹의 사이즈를 작게 하면, 서브캐리어 그룹마다 적어도 하나의 파일럿 신호가 필요하다. 이로 인하여, 파일럿 서브캐리어의 오버헤드의 사이즈가 커져 버리는 경우가 있다. 오버헤드를 크게 하는 것이 바람직하지 않을 경우에는, 서브캐리어 그룹의 사이즈를 그대로 유지하면서 데이터 신호열의 길이를 길게 함으로써, 하나의 데이터열이 배치되는 서브캐리어 그룹의 수를 증가시킬 수도 있다. 반대로 말하면, 하나의 데이터열의 길이가 긴 경우에는, 서브캐리어 그룹의 사이즈를 크게 함으로써 파일럿 서브캐리어의 오버헤드를 작게 할 수도 있다.

다음으로, 버스트 오류를 효율적으로 저감하기 위한 복소수값의 계열의 설정 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.

특정 데이터 신호의 버스트 오류율을 저감하기 위해서는, 데이터 신호에 곱해지는 복소수값의 계열이 OFDM 송신기 사이에서 상이할 필요가 있다. 예컨대, 도 29에 있어서는, N번째의 OFDM 송신기에서 서브캐리어 그룹(301 내지 312) 내의 서브캐리어에 할당된 데이터 신호에 대하여, 복소수값 R_N[M]을 곱하는 것으로 한다.

데이터 신호열(D1)이 서브캐리어 그룹(301, 302, 303, 307, 308 및 309)에 할당되어 있기 때문에, 복소수값의 계열{R_N[1], R_N[2], R_N[3], R_N[7], R_N[8], R_N[9]}을 OFDM 송신기 사이에서 상이한 계열로서 설정함으로써, D1의 버스트 오류를 저감할 수 있다. 마찬가지로, 데이터 신호열(D2)이 서브캐리어 그룹(304, 305, 306, 310, 311 및 312)에 할당되어 있기 때문에, 복소수값의 계열{R_N[4], R_N[5], R_N[6], R_N[10], R_N[11], R_N[12]}을 OFDM 송신기 사이에서 상이한 계열로 설정함으로써, D2의 버스트 오류를 저감할 수 있다. 따라서, 데이터 신호열(D1 및 D2)의 복호 후의 오류율 특성을 개선할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 서브캐리어 그룹의 설정 방법 및 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어의 배치 방법은 이전의 실시예와 동일할 수도 있다. 예컨대, 서브캐리어 그룹은 도 7 내지 도 10에서와 같이 설정되며, 서브캐리어 그룹 내의 파일럿 서브캐리어는 도 14 내지 도 16에서와 같이 배치된다.

당업자는 전술한 실시예의 추가의 이점 및 변형을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 광의의 양태는 본 명세서에서 설명하고 예시한 대표적인 실시예 및 특정의 상세한 설명으로 한정되지 않는다. 따라서 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 한정된 바와 같은 본 발명의 일반적 원리의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 변형이 있을 수 있다.

본 발명은 무선 통신 시스템용의 매크로 다이버시티 수신 서비스를 제공한다.

Claims

복수의 송신기로부터 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 신호를 송신하는 방법에 있어서,

채널 부호화에 의해 얻어지는 비트열을 변조하여 제1 데이터 신호를 생성하는 단계;

제1 파일럿 신호를 생성하는 단계;

상기 제1 파일럿 신호와 상기 제1 데이터 신호를, 상기 송신기에 공통인 파일럿 서브캐리어와 데이터 서브캐리어에 할당하는 단계;

상기 파일럿 서브캐리어의 특정의 파일럿 서브캐리어 중 하나 이상과 상기 데이터 서브캐리어의 특정의 데이터 서브캐리어 중 하나 이상으로 형성된 서브캐리어 그룹에 대하여, 상기 파일럿 신호 및 상기 데이터 신호에 복소수값을 곱하여, 제2 파일럿 신호 및 제2 데이터 신호를 생성하는 단계;

OFDM 신호를 생성하기 위해서 상기 제2 파일럿 신호와 상기 제2 데이터 신호에 대하여 OFDM 변조를 실시하는 변조 단계;

OFDM 신호를 송신하는 단계

를 구비하는 것을 특징으로 하는 OFDM 신호의 송신 방법.
제1항에 있어서, 상기 복소수값의 계열(sequence)은, 복수의 송신기 사이에서 상이한 것을 특징으로 하는 OFDM 신호의 송신 방법.
제1항에 있어서, 하나의 송신기에서 생성된 복소수값의 계열은, 하나 이상의 다른 송신기에서 생성된 복소수값의 계열과는 상이한 것을 특징으로 하는 OFDM 신호의 송신 방법.
제1항에 있어서, 상기 복소수값의 계열은, 복수의 송신기에 의해 독립적으로 생성되는 것을 특징으로 하는 OFDM 신호의 송신 방법.
채널 부호화에 의해 얻어진 비트열을 변조하여 제1 데이터 신호를 생성하는 데이터 신호 생성기;

제1 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 신호 생성기;

상기 제1 파일럿 신호와 제1 데이터 신호를 파일럿 서브캐리어와 데이터 서브캐리어에 할당하도록 구성된 할당 유닛;

파일럿 서브캐리어의 특정의 파일럿 서브캐리어 중 적어도 하나와 데이터 서브캐리어의 특정의 데이터 서브캐리어 중 적어도 하나로 형성된 서브캐리어 그룹에 대하여, 제1 파일럿 신호 및 제1 데이터 신호에 복소수값을 곱하여 제2 파일럿 신호 및 제2 데이터 신호를 생성하는 승산부;

OFDM 신호를 생성하기 위해서 제2 파일럿 신호와 제2 데이터 신호에 대하여 OFDM 변조를 실시하는 변조기;

OFDM 신호를 송신하도록 구성된 송신 유닛

을 구비하는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 있어서, 상기 서브캐리어 그룹은, 시간축 및 주파수축에 의해 규정되는 특정의 시간-주파수 영역 내에 배치되는 제1의 특정 파일럿 서브캐리어 및 제1의 특정 데이터 서브캐리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 있어서, 상기 특정의 파일럿 서브캐리어 및 특정의 데이터 서브캐리어는 연속하는 복수의 OFDM 심벌에 포함되는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 있어서, 상기 서브캐리어 그룹은, 시간축 및 주파수축에 의해 규정되는 특정의 시간-주파수 영역 내에 배치되는 제1의 특정 파일럿 서브캐리어 및 제1의 특정 데이터 서브캐리어와, 상기 영역 내의 제1의 특정 파일럿 서브캐리어 또는 제1의 특정 데이터 서브캐리어와 주파수축상의 위치는 동일하고 시간축상의 위치는 상이하도록 상기 영역의 외측에 배치되는 제2의 특정 파일럿 서브캐리어를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 있어서, 상기 서브캐리어 그룹은, 연속하는 복수의 OFDM 심벌에 포함되는 제1의 특정 파일럿 서브캐리어 및 제1의 특정 데이터 서브캐리어와, 상기 연속하는 복수의 OFDM 심벌 내의 제1의 특정 파일럿 서브캐리어 또는 제1의 특정 데이터 서브캐리어와 동일 주파수를 갖고, 상기 연속하는 복수의 OFDM 심벌에 근접 하는 적어도 하나의 OFDM 심벌에 포함되는 제2의 특정 파일럿 서브캐리어를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 있어서, 상기 서브캐리어 그룹은, 특정 파일럿 서브캐리어가 서브캐리어 그룹 내에 분산 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 있어서, 상기 서브캐리어 그룹은, 서브캐리어 그룹 내의 주파수축 방향의 단부에 우선적으로 특정 파일럿 서브캐리어가 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 있어서, 상기 서브캐리어 그룹은, 서브캐리어 그룹 내의 시간축 방향의 단부에 우선적으로 특정 파일럿 서브캐리어가 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 있어서, 상기 승산부는, 상기 서브캐리어 그룹에 대하여 설정되고, 다른 OFDM 송신기의 사이에서 직교 또는 의사 직교 관계를 확립하도록 설정되는 복소수값의 계열을 사용하는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제13항에 있어서, 상기 복소수값의 계열은, 다른 OFDM 송신기에서 사용되는 복소수값의 다른 계열과의 상관값이 자기 상관값(auto-correlation value)보다 작 아지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 있어서, 상기 OFDM 송신기는 셀룰러 시스템에서 기지국으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.
제5항에 기재된 송신기로부터 송신된 OFDM 신호를 수신하도록 구성된 수신 유닛;

OFDM 신호를 각 서브캐리어의 신호로 분할하기 위해서 상기 OFDM 신호에 대하여 OFDM 복조를 실시하는 OFDM 복조기;

각 서브캐리어의 신호로부터 제2 파일럿 신호와 제2 데이터 신호를 분리하는 분리기;

제2 파일럿 신호를 사용하여 채널 응답을 추정하는 추정기;

상기 추정기에 의해 추정된 채널 응답에 따라서, 제2 데이터 신호를 등화하여, 등화 후의 데이터 신호를 생성하는 등화기;

채널 복조화를 사용해서 등화된 데이터 신호를 복조하는 데이터 복조기

를 구비하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신기.
제5항에 있어서, 상기 OFDM 송신기는, 셀룰러 시스템에서 단말로서 사용되는 것을 특징으로 하는 OFDM 송신기.