KR20080110934A - 파일럿 신호 전송 방법 및 무선 통신 장치 - Google Patents

파일럿 신호 전송 방법 및 무선 통신 장치 Download PDF

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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

무선 통신 시스템에 있어서, 파일럿 신호 계열로서 CAZAC 계열을 송신하고, 유저 다중법의 적어도 하나에 부호분할 다중을 이용하는 경우, 시스템에서 사용 가능한 주파수 대역인 시스템 대역을 대역폭(W1, W2)의 주파수 블록(B1, B2)으로 분할하고, 주파수 블록(B1, B2)에 각각 대응한 계열 길이(L1, L2)를 갖는 파일럿 신호 계열을 이용하여, 주파수 블록(B1, B2)의 각각의 파일럿 신호를 싱글 캐리어로 생성하고, 생성된 파일럿 신호를 각 유저에 대응하는 파일럿 신호로서 복수의 주파수 블록중 임의의 수의 주파수 블록을 이용하여 멀티 캐리어 전송한다.
파일럿 신호, 무선 통신

Description

파일럿 신호 전송 방법 및 무선 통신 장치{PILOT SIGNAL TRANSMITTING METHOD AND WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS}
본 발명은, 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 상행 링크에 있어서, 파일럿 신호를 전송하는 파일럿 신호 전송 방법 및 무선 통신 장치에 관한 것이다.
근래, 제 3 세대 이동체 통신(3G), 무선 LAN이나, 제 4 세대 이동체 통신(4G)을 포함한 복수의 무선 통신 시스템이 심레스하면서 안전하게 접속할 수 있는 차세대의 무선 네트워크로서 Beyond 3G가 개발되어 있다. 그 Beyond 3G의 상행 링크의 전송 방식으로서는, 싱글 캐리어 전송 방식이 고려되고 있다(예를 들면, 문헌 「3GPP, "TR25.814 v1.2.2," March 2006.」(이하, 문헌 1이라 칭한다) 참조.).
도 1은, 문헌 1에 나타나 있는 싱글 캐리어 전송 방식의 송신기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시한 송신기는, 데이터 송신부(1101)와, 파일럿 송신부(1102)와, 그들의 출력을 다중하는 MUX부(1103)로 구성되어 있다.
또한 데이터 송신부(1101)는, DFT(이산 푸리에 변환 : Discrete Fourier Transformation)부(1111)와, 서브캐리어 매핑부(1112)와, IFFT(역고속 푸리에 변환 : Inverse Fast Fourier Transformation)부(1113)와, 사이클릭 프레픽스 부가 부(1114)로 구성되어 있다.
도 1에 도시하는 데이터 송신부(1101)는, 이하와 같이 동작한다.
우선,
[수식 1]
NTx_d
심볼로 이루어지는 데이터 신호에
[수식 2]
NTx_d
포인트의 DFT를 DFT부(1111)에서 적용하고, 데이터 신호를 주파수 영역 신호로 변환한다. 그 후, 서브캐리어 매핑부(1112)에서, 주파수 영역 신호를 서브캐리어에 매핑한다(사용하지 않는 서브캐리어에는 「0」를 삽입하고, 합계
[수식 3]
NFFT_d
서브캐리어분의 데이터를 생성한다).
또한, 서브캐리어 매핑 후의 주파수 영역 신호에
[수식 4]
NFFT_d
포인트 IFFT를 IFFT부(1113)에서 적용하고, 시간 영역 신호로 변환한다. 최후로, 사이클릭 프레픽스 부가부(1114)에서, 사이클릭 프레픽스를 부가하여 송신한 다.
도 2는, 도 1에 도시한 사이클릭 프레픽스 부가부(1114)에서의 사이클릭 프레픽스 부가의 양상을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시한 사이클릭 프레픽스 부가부(1114)에서의 사이클릭 프레픽스 부가는 도 2에 도시하는 바와 같이, 블록의 후부(後部)를 블록의 선두에 카피하는 것이다.
또한, 사이클릭 프레픽스는, 수신측에서의 주파수 영역 등화(等化)를 효과적으로 실행하기 위해 삽입한다. 또한, 사이클릭 프레픽스 길이는, 전반로의 지연 패스의 최대 지연 시간을 넘지 않도록 설정하는 것이 바람직하다.
다음에, 도 1에 도시한 송신기에 대응하는 일반적인 수신기의 구성에 관해 설명한다.
도 3은, 도 1에 도시한 송신기에 대응하는 일반적인 수신기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3에 도시한 수신기는, 도 1에 도시한 송신기로부터 송신된 신호를, 데이터 신호와 파일럿 신호로 분리하는 DeMUX부(1301)와, 데이터 수신부(1302)와, 파일럿 수신부(1303)로 구성되어 있다.
또한 데이터 수신부(1302)는, 사이클릭 프레픽스 제거부(1311)와, FFT(고속 푸리에 변환 : Fast Fourier Transformation)부(1312)와, 서브캐리어 매핑부(1313)와, 주파수 등화부(1314)와, IDFT(역이산 푸리에 변환 : Inverse Discrete Fourier Transformation)부(1315)와, 데이터 복조부(1316)로 구성되어 있다.
도 3에 도시하는 데이터 수신부(1302)는, 이하와 같이 동작한다.
우선, 사이클릭 프레픽스 제거부(1311)에서, 수신된 신호로부터 사이클릭 프레픽스를 제거한다. 그리고,
[수식 5]
NFFT_d
포인트 FFT를 FFT부(1312)에서 적용함에 의해 주파수 신호로 변환한다. 그 후, 서브캐리어 매핑부(1313)에 의해 각 유저가 사용하는 서브캐리어에 디매핑을 행한다. 디매핑이 행하여지면, 주파수 등화부(1314)에서 파일럿 신호 수신부(1303)의 전송로 추정부(1324)(후술)에 의해 얻어진 전반로 추정치를 이용하여, 주파수 영역 등화를 행한다. 그 후,
[수식 6]
NTx_d
포인트 IDFT를 IDFT부(1315)에서 적용하고, 시간 영역 신호로 변환하고, 데이터 복조부(1316)에서 수신 데이터의 복조를 행한다.
다음에, 상행 링크의 파일럿 신호와 유저 다중법에 관해 설명한다.
근래, 파일럿 신호 계열로서 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 계열이 주목되고 있다. 예를 들면, CAZAC 계열의 하나로서, 식 1로 표시되는 Zadoff-Chu 계열이 고려되고 있다(예를 들면, 문헌 「B.M.Popvic, "Generalized Chirp-Like Polyhase Sequences with Optimum Correlation Properties," IEEE Transactions on Information Theory, Vol.38, No.4, pp1406-1409, July 1992.」 참조.).
[수식 7]
Figure 112008080748559-PCT00001
CAZAC 계열이란, 시간 및 주파수 양영역에서 일정 진폭이며 또한 위상차 「0」 이외의 자기상관치(自己相關値)가 「0」이 되는 계열인 것이다. 시간 영역에서 일정 진폭이기 때문에 피크 대(對) 평균 잡음 전력비(PAPR : Peak to Average Power Ratio)를 작게 억제되고, 또한 주파수 영역에서도 일정 진폭이기 때문에 주파수 영역에서의 전반로 추정에 적합한 계열이다. 또한, 완전한 자기상관 특성이 있기 때문에 수신 신호의 타이밍 검출에 적합하다는 이점을 갖기 때문에, Beyond 3G의 상행 링크의 액세스 방식인 싱글 캐리어 전송에 적합한 파일럿 계열로서 주목되고 있다.
또한, 상행 링크의 파일럿 신호 계열로서 CAZAC 계열을 이용하는 경우의 유저 다중법으로서, 부호분할 다중(CDM : Code Division Multiplexing)이 제안되어 있다(예를 들면, 문헌 「3GPP, R1-051062, Texas Instruments" On Uplink Pilot in EUTRA SC-OFDMA," Oct.2005」 참조.).
파일럿 신호의 CDM에서는 각 유저는 동일한 계열 길이의 CAZAC 계열을 사용하는데, 유저마다 고유한 사이클릭 시프트를 부가한다. 사이클릭 시프트 시간을 상정되는 최대 지연 시간 이상으로 취하면, 멀티 패스 환경에서도 전(全) 유저의 파일럿 신호를 직교시킬 수 있다. 이것은, CAZAC 계열의 자기상관치가 위상차 「0」 이외에서 항상 「0」이 되는 성질을 이용하고 있다.
파일럿 신호를 CDM한 때의 파일럿 신호의 송신부 및 수신부에 관해, 도 1 및 도 3을 이용하여 설명한다. 파일럿 송신부(1102)는, 기본적인 구성이나 처리는 데이터 송신부(1101)와 동일하기 때문에, 데이터 송신부(1101)와 다른 부분에 관해 설명한다.
우선, DFT부(1121) 및 IFFT부(1123)의 포인트 수가 각각
[수식 8]
NTx_p, NFFT_p
로 되어 있다(문헌 1에서는
[수식 9]
NTx_p=NTx_d/2, NFFT_p=NFFT-d/2
로 되어 있다).
또한, 파일럿 신호의 유저 다중을 CDM으로 행하는 경우, 수신부에서 각 유저를 분리하기 위해 사이클릭 시프트부(1124)에서 유저 고유의 사이클릭 시프트를 시킨다. 사이클릭 시프트란, 도 2에 도시한 바와 같이, 파일럿 신호 계열이 링형상과 같이 취급되는 시프트이고, 파일럿 신호 계열은 최후부(最後部)로부터 선두에 재입(再入)된다. 각 유저의 사이클릭 시프트량은 지연 패스의 최대 지연 시간 이상, 즉 사이클릭 프레픽스 길이 이상으로 하는 것이 바람직하다. 최후로, 사이클릭 프레픽스 부가부(1125)에서 사이클릭 프레픽스를 부가하여, 생성된 데이터 신호와 파일럿 신호를 MUX부(1103)에서 시간 다중하여 송신한다.
다음에, 파일럿 수신부(1303)에 관해 설명한다.
파일럿 수신부(1303)에서는, 데이터 신호와 파일럿 신호를 DeMUX부(1301)에서 분리한 후, 사이클릭 프레픽스 제거부(1321)에서 사이클릭 프레픽스를 제거한다. 그리고, 파일럿 신호에
[수식 10]
NFFT_p
포인트 FFT를 FFT부(1322)에서 행하고, 주파수 영역의 파일럿 신호로 변환한다. 그리고, 서브캐리어 매핑부(1323)에서 서브캐리어 매핑을 행한 후, 전반로 추정부(1324)에서 전반로 추정을 행한다. 각 유저의 전반로 추정치는 데이터 수신부(1302)의 주파수 등화부(1314)에 출력된다.
또한, CAZAC 계열을 셀룰러 시스템에서 이용하는 경우, 상호상관 특성도 중요하게 되고, 타 셀 간섭 억압의 관점에서 상호상관치가 작은 계열의 조(組)를 인접 셀 사이의 파일럿 신호 계열로서 할당하는 것이 바람직하다. 또한, Zadoff-Chu 계열의 상호상관 특성은 그 계열에 크게 의존한다. 예를 들면, Zadoff-Chu 계열의 계열 길이(L)가 소수(素數)나 큰 소수를 포함하는 경우, 상호상관 특성은 매우 좋다(상호상관치가 작다). 한편, 작은 소수만으로 구성되는 합성수인 경우, 상호상관 특성은 크게 열화된다(상호상관치에 큰 값이 포함된다). 구체적으로는, Zadoff-Chu 계열의 계열 길이(L)가 소수인 경우, 임의의 Zadoff-Chu 계열 사이의 상호상관치는 항상
[수식 11]
(1/L)1/2
로 유지되는 것이 고려되어 있다(예를 들면, 비특허 문헌 3 참조.).
Beyond 3G에서는, 데이터 신호 및 제어 신호의 전송 대역이 유저마다 다른 경우가 상정된다. 따라서 데이터 신호 및 제어 신호의 복조에 이용하는 파일럿 신호도 유저마다 대역이 다르기 때문에, 전송 대역이 다른 유저의 파일럿 신호를 다중할 필요가 있다.
도 4는, 종래의 이동 무선 시스템의 한 구성예를 도시하는 도면이다.
도 4에 도시한 이동 무선 시스템에는, 기지국인 BS(1001)와, BS(1001)가 형성하는 서비스 에어리어인 CL(1000)에서, 그 BS(1001)와의 사이에서 각각 통신을 행하는 복수의 이동국인 MS(1002 내지 1005)가 마련되어 있다.
도 5는, 도 4에 도시한 이동 무선 시스템에 있어서 유저가 사용하는 주파수 블록 및 각 유저가 이용하는 파일럿 신호 계열의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 데이터 신호 또는 제어 신호를 주파수가 연속한 주파수 블록을 사용하여 싱글 캐리어 전송하는 경우, 파일럿 신호도 마찬가지로 데이터 신호 또는 제어 신호와 같은 주파수 블록을 사용하여 싱글 캐리어 전송한다.
파일럿 신호의 다중 방법을 CDM으로 한 경우, 예를 들면 도 5에서는, MS(1002 내지 1005)가 송신하는 신호의 대역폭을 각각 3W, W, W, 2W(W는 소정의 대역폭)로 하면, 파일럿 신호 계열로서 각각의 대역폭에 대응한 3L, L, L, 2L의 계열 길이를 갖는 CAZAC 계열을 각각 사용하게 된다.
이와 같은 경우, 주파수가 연속한 다른 주파수 블록을 이용하여 파일럿 신호를 하는 유저 사이의 파일럿 신호는, 직교하지 않게 되어 버린다는 문제점이 있다. 그 이유는, 사용하는 주파수 블록이 다른 유저 사이의 파일럿 신호의 계열 길이가 동일하지 않기 때문이다.
또한, 도 6은, 종래의 이동 무선 시스템의 다른 구성예를 도시하는 도면이다.
도 6에 도시한 이동 무선 시스템은, 기지국인 BS(1001, 1301)와, BS(1001 및 BS1301)가 각각 형성하는 서비스 에어리어인 CL(1000) 및 CL(1300) 내에 있어서, BS(1001 및 BS1301)와의 사이에서 각각 통신을 행하는 복수의 이동국인 MS(1002 내지 1005) 및 MS(1302 내지 1305)가 마련되어 있다.
도 7은, 도 6에 도시한 이동 무선 시스템의 CL(1300) 내에 있어서 유저가 사용하는 주파수 블록 및 각 유저가 이용하는 파일럿 신호 계열의 한 예를 도시하는 도면이다. 여기서, CL(1000)에서 유저가 사용하는 주파수 블록 및 각 유저가 이용하는 파일럿 신호 계열은 도 5에 도시한 것과 동일하다고 한다.
인접 셀 사이의 사용하는 주파수 블록을 보면, 예를 들면, MS(1003) 및 MS(1004)와 MS(1303) 사이는 동일 대역폭이 되기 때문에, 다른 CAZAC 계열을 이용함에 의해 셀 사이 간섭을 작게 하는 것이 가능하다. 한편, 예를 들면, MS(1002)와 MS(1302)의 사이, 또는 MS(1002)와 MS(1304)의 사이는 사용하고 있는 주파수 블록의 대역폭이 다르기 때문에, 셀 사이 간섭을 작게 할 수 없다. 즉, 파일럿 신호로서 사용하고 있는 CAZAC 계열의 계열 길이가 다른 경우, 셀 사이의 간섭을 작게 할 수 없다는 문제점이 있다. 그 이유는, 계열 길이가 다른 CAZAC 계열 사이의 상호상관 특성이 열화되어 버리기 때문이다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 이동 무선 시스템에 있어서, 파일럿 신호로서 CAZAC 계열을 송신하고, 유저 다중법으로서 CDM을 이용하는 경우에 있어서, 대역이 다른 유저의 파일럿 신호를 셀 내에서 직교 및 파일럿 신호에 있어서의 타 셀로부터의 셀 사이 간섭을 저감할 수 있는 파일럿 신호 전송 방법 및 무선 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
무선 통신 시스템에 있어서, 위상차가 0인 자기상관의 피크에 대해 위상차가 0 이외의 자기상관치가 소정의 임계치 이하가 되는 제 1의 성질과, 계열 길이가 다른 계열 사이의 상호상관치보다도 계열 길이가 동등한 계열 사이의 상호상관치의 쪽이 작은 값이 되는 제 2의 성질의 적어도 어느 한쪽의 성질을 갖는 파일럿 신호 계열을 송신하고, 유저 다중법의 적어도 하나에 부호분할 다중을 이용하는 파일럿 신호 전송 방법으로서,
시스템에서 사용 가능한 주파수 대역인 시스템 대역을 복수 종류의 대역폭의 복수의 주파수 블록으로 분할하는 처리와,
상기 복수의 주파수 블록에 각각 대응한 계열 길이를 갖는 상기 파일럿 신호 계열을 이용하여, 상기 복수의 주파수 블록의 각각의 파일럿 신호를 싱글 캐리어로 생성하는 처리와,
생성된 상기 파일럿 신호를 각 유저에 대응하는 파일럿 신호로서 상기 복수의 주파수 블록중 임의의 수의 주파수 블록을 이용하여 멀티 캐리어 전송하는 처리를 갖는다.
또한, 모든 인접 셀의 동일 대역을 복수 종류의 대역폭의 복수의 주파수 블록으로 분할하는 처리와,
상기 주파수 블록으로 파일럿 신호를 송신하는 다른 셀 사이에서, 상기 복수의 주파수 블록의 대역폭에 각각 대응한 상기 계열 길이를 갖는 상기 파일럿 신호 계열중에서 다른 계열을 이용하는 처리를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시스템 대역을 동일한 대역폭의 복수의 주파수 블록으로 분할하는 처리를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파일럿 신호 계열로서 CAZAC 계열을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 데이터 신호 또는 제어 신호를, 주파수가 연속한 상기 주파수 블록을 이용하여 싱글 캐리어 전송하는 처리를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 무선 통신 시스템에 있어서, 위상차가 0인 자기상관의 피크에 대해 위상차가 0 이외의 자기상관치가 소정의 임계치 이하가 되는 제 1의 성질과, 계열 길이가 다른 계열 사이의 상호상관치보다도 계열 길이가 동등한 계열 사이의 상호상관치의 쪽이 작은 값이 되는 제 2의 성질의 적어도 어느 한쪽의 성질을 갖는 파일럿 신호 계열을 송신하고, 유저 다중법의 적어도 하나에 부호분할 다중을 이용하여 신호를 전송하는 무선 전송 장치로서,
시스템에서 사용 가능한 주파수 대역인 시스템 대역을 복수 종류의 대역폭으로 분할된 복수의 주파수 블록에 각각 대응한 계열 길이를 갖는 상기 파일럿 신호 계열을 생성하고, 생성된 상기 파일럿 신호 계열을 이용하여 파일럿 신호를 싱글 캐리어로 생성하고, 생성된 상기 파일럿 신호를 각 유저에 대응하는 파일럿 신호를 상기 복수의 주파수 블록중 임의의 수의 주파수 블록을 이용하여 멀티 캐리어 전송한다.
또한, 상기 계열 길이가 동일한 상기 파일럿 신호 계열을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파일럿 신호 계열로서 CAZAC 계열을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 데이터 신호 또는 제어 신호를 주파수가 연속한 상기 주파수 블록을 이용하여 싱글 캐리어 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에서는, 위상차가 0인 자기상관의 피크에 대해 위상차가 0 이외의 자기상관치가 소정의 임계치 이하가 되는 제 1의 성질과, 계열 길이가 다른 계열 사이의 상호상관치보다도 계열 길이가 동등한 계열 사이의 상호상관치의 쪽이 작은 값이 되는 제 2의 성질의 적어도 어느 한쪽의 성질을 갖는 파일럿 신호 계열을 송신하고, 유저 다중법의 적어도 하나에 부호분할 다중을 이용하는 경우, 시스템에서 사용 가능한 주파수 대역인 시스템 대역이 복수 종류의 대역폭의 복수의 주파수 블록으로 분할되고, 복수의 주파수 블록에 각각 대응한 계열 길이를 갖는 파일럿 신호 계열을 이용하여, 복수의 주파수 블록의 각각의 파일럿 신호가 싱글 캐리어로 생성되고, 생성된 파일럿 신호가 각 유저에 대응하는 파일럿 신호로서 복수의 주파수 블록중 임의의 수의 주파수 블록을 이용하여 멀티 캐리어 전송된다.
이 때문에, 파일럿 신호 계열에 이용하는 계열 길이를 전부 동일하게 할 수 있고, 상호상관 특성이 양호한 계열을 선택하여 사용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는, 위상차가 0인 자기상관의 피크에 대해 위상차가 0 이외의 자기상관치가 소정의 임계치 이하가 되는 제 1의 성질과, 계열 길이가 다른 계열 사이의 상호상관치보다도 계열 길이가 같은 계열 사이의 상호상관치의 쪽이 작은 값이 되는 제 2의 성질의 적어도 어느 한쪽의 성질을 갖는 파일럿 신호 계열을 송신하고, 유저 다중법의 적어도 하나에 부호분할 다중을 이용하는 경우, 시스템에서 사용 가능한 주파수 대역인 시스템 대역을 복수 종류의 대역폭의 복수의 주파수 블록으로 분할하고, 복수의 주파수 블록에 각각 대응한 계열 길이를 갖는 파일럿 신호 계열을 이용하여, 복수의 주파수 블록의 각각의 파일럿 신호를 싱글 캐리어로 생성하고, 생성된 파일럿 신호를 각 유저에 대응하는 파일럿 신호로서 복수의 주파수 블록중 임의의 수의 주파수 블록을 이용하여 멀티 캐리어 전송하는 구성으로 하였기 때문에, 대역이 다른 유저의 파일럿 신호를 셀 내에서 직교 및 파일럿 신호에 있어서의 타 셀로부터의 셀 사이 간섭을 저감할 수 있다.
도 1은 문헌 1에 나타나 있는 싱글 캐리어 전송 방식의 송신기의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시한 사이클릭 프레픽스 부가부에 있어서의 사이클릭 프레픽스 부가의 양상을 도시하는 도면.
도 3은 도 1에 도시한 송신기에 대응하는 일반적인 수신기의 구성을 도시하는 도면.
도 4는 종래의 이동 무선 시스템의 한 구성예를 도시하는 도면.
도 5는 도 4에 도시한 이동 무선 시스템에 있어서 유저가 사용하는 주파수 블록 및 각 유저가 이용하는 파일럿 신호 계열의 한 예를 도시하는 도면.
도 6은 종래의 이동 무선 시스템의 다른 구성예를 도시하는 도면.
도 7은 도 6에 도시한 이동 무선 시스템의 CL 내에 있어서 유저가 사용하는 주파수 블록 및 각 유저가 이용하는 파일럿 신호 계열의 한 예를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 무선 통신 장치가 이용되는 이동 무선 시스템의 제 1의 실시의 형태를 도시하는 도면.
도 9는 도 8에 도시한 이동 무선 시스템에 있어서 각 유저가 파일럿 신호를 송신하는 대역과 그 때 이용하는 CAZAC 계열을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 무선 통신 장치의 제 1의 실시의 형태에 관한 파일럿 신호 송신부의 한 구성예를 도시하는 도면.
도 11은 도 10에 도시한 파일럿 신호 송신부에 대응하는 파일럿 신호 수신부의 한 구성예를 도시하는 도면.
도 12는 도 11에 도시한 전반로 추정부의 한 구성예를 도시하는 도면.
도 13은 도 12에 도시한 IDFT부에서 얻어지는 시간 영역의 신호의 예를 도시하는 도면.
도 14는 본 발명의 무선 통신 장치가 이용되는 이동 무선 시스템의 제 2의 실시의 형태를 도시하는 도면.
도 15는 도 14에 도시한 이동 무선 시스템에 있어서 각 유저가 파일럿 신호를 송신하는 대역과 그 때 이용하는 CAZAC 계열을 도시하는 도면.
이하에, 본 발명의 실시의 형태에 관해 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1의 실시의 형태)
도 8은, 본 발명의 무선 통신 장치가 이용되는 이동 무선 시스템의 제 1의 실시의 형태를 도시하는 도면이다.
도 8에 도시하는 바와 같이 본 형태에는, 기지국인 BS(101)와, BS(101)가 형성하는 서비스 에어리어인 CL(100)에서, BS(101)와의 사이에서 각각 통신을 행하는 복수의 이동국인 MS(102 내지 105)가 마련되어 있다. 여기서, BS(101) 및 MS(102 내지 105)는 본 발명의 무선 통신 장치이다.
도 9는, 도 8에 도시한 이동 무선 시스템에 있어서 각 유저가 파일럿 신호를 송신하는 대역과 그 때 이용하는 CAZAC 계열을 도시하는 도면이다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 시스템에서 사용 가능한 주파수 대역인 시스템 대역이, 주파수 블록(B1, B2)으로 분할되어 있다. 또한, 데이터 신호 또는 제어 신호를 유저마다 다른 대역을 사용하여 싱글 캐리어 전송하는 것으로 한다. 이 때, 각각의 유저는 주파수 블록 대역폭(W1=W, W2=2)에 대응하는 계열 길이(L1, L2)를 갖는 동일 CAZAC 계열을 이용한다.
따라서 MS(102)는 CAZAC 계열 길이(L1=L 및 L1=2L)에 대응하는 2개의 주파수 블록(B1, B2)을 이용하여 동시 전송하는 멀티 캐리어 전송하게 된다. 또한, MS(103) 및 MS(104)은 CAZAC 계열 길이(L1)=L에 대응하는 대역폭(W1)을 사용한 싱글 캐리어 전송하게 된다. 또한, MS(105)는 CAZAC 계열 길이(L2)=2L에 대응하는 대역폭(W2)을 사용한 싱글 캐리어 전송하게 된다. 여기서, 동일 대역으로 전송하는 각 유저는 동일 CAZAC 계열을 유저 고유의 사이클릭 시프트한 계열을 이용한다.
이와 같이, 파일럿 신호의 주파수 블록의 대역폭을 통일, 즉 사용하는 CAZAC 계열 길이를 통일함에 의해, 파일럿 신호의 송신 대역이 다른 유저 사이를 직교시킬 수 있다.
도 10은, 본 발명의 무선 통신 장치의 제 1의 실시의 형태에 관한 파일럿 신호 송신부의 한 구성예를 도시하는 도면이다.
본 구성은 도 10에 도시하는 바와 같이, 복수의 DFT부(601-1 내지 601-n)와, 복수의 서브캐리어 매핑부(602-1 내지 602-n)와, IFFT부(603)와, 사이클릭 프레픽 스 부가부(604)와, 사이클릭 시프트부(605)로 구성되어 있다.
도 10에 도시한 파일럿 신호 송신부는, 이하와 같이 동작한다.
우선, 주파수 블록의 대역폭에 대응한 계열 길이의 CAZAC 계열이 각각 DFT부(601-1 내지 601-n)에 삽입되고, 주파수 영역의 파일럿 신호로 변환된다. 여기서, DFT부(601-1 내지 601-n)의 포인트 수
[수식 12]
NTx_p_1 ~ NTx_p_n
은, 각각의 캐리어의 대역폭에 대응한 계열 길이에 대응한다. 여기서, n(n=1 내지 N)은 동시 송신하는 캐리어 수이다.
그리고, 주파수 변환된 파일럿 신호가 각각 서브캐리어 매핑부(602-1 내지 602-n)에 삽입되고, 서브캐리어 매핑이 행하여진다. 서브캐리어 매핑이 행하여지면, 서브캐리어 매핑된 주파수 영역의 파일럿 신호에
[수식 13]
NFFT_p
포인트 FFT를 IFFT부(603)에서 적용하고, 시간 영역의 파일럿 신호로 변환된다.
그 후, 사이클릭 시프트부(605)에서, 유저 고유의 사이클릭 시프트가 행하여지고, 사이클릭 프레픽스 부가부(604)에서, 사이클릭 프레픽스가 부가된다.
이상과 같이 생성된 파일럿 신호는, 종래예와 동일한 처리에 의해 생성된 데이터 신호에 시간 다중된다.
이상, 설명한 처리는 본 발명의 파일럿 신호 전송 방법에 있어서의 송신측의 처리이다.
도 11은, 도 10에 도시한 파일럿 신호 송신부에 대응하는 파일럿 신호 수신부의 한 구성예를 도시하는 도면이다. 여기서 데이터의 수신부는, 종래의 것과 동일한 구성이기 때문에, 데이터 신호와 파일럿 신호를 멀티플렉서에서 분리한 파일럿 신호의 수신부에 관해서만을 도 11에 도시한다.
도 11에 도시한 파일럿 신호 수신부는, 사이클릭 프레픽스 제거부(701)와, FFT부(702)와, 복수의 서브캐리어 매핑부(703-1 내지 703-n)와, 복수의 전반로 추정부(704-1 내지 704-n)로 구성되어 있다.
도 11에 도시한 파일럿 신호 수신부는, 이하와 같이 동작한다.
우선, 사이클릭 프레픽스 제거부(701)에서, 수신된 신호로부터 사이클릭 프레픽스가 제거된다. 그리고,
[수식 14]
NFFT_p
포인트 FFT를 FFT부(702)에서 적용함에 의해 주파수 영역의 수신 신호로 변환된다. 그 후, 서브캐리어 매핑부(703-1 내지 703-n)에 의해 각 유저가 사용하는 서브캐리어에 디매핑된다. 서브캐리어 디매핑된 후, 서브캐리어 디매핑된 주파수 신호가 전반로 추정부(704-1 내지 704-n)에 삽입된다.
도 12는, 도 11에 도시한 전반로 추정부(704-1 내지 704-n)의 한 구성예를 도시하는 도면이다.
도 11에 도시한 전반로 추정부(704-1 내지 704-n)는 도 12에 도시하는 바와 같이, 파일럿 승산부(801)와, 파일럿 신호 생성부(802)와, IDFT부(803)와, 전반로 필터(804)와, DFT부(805)로 구성되어 있다.
파일럿 승산부(801)에서는, 서브캐리어 디매핑된 주파수 영역의 수신 신호와 파일럿 신호 생성부(802)에 의해 생성된 주파수 영역 표현의 파일럿 신호의 복소공역을 승산한다. 파일럿 신호 생성부(802)는, 파일럿 신호의 주파수 표현을 기억하고 있는 메모리나 생성식(生成式)을 이용하여 계산하는 회로라 하여도 좋다.
그 후, 승산된 신호에 주파수 블록의 대역폭에 대응한
[수식 15]
NTx-p_n
포인트 IDFT가 IDFT부(803)에서 행하여지고, 시간 영역의 신호로 변환된다.
도 13은, 도 12에 도시한 IDFT부(803)에서 얻어지는 시간 영역의 신호의 예를 도시하는 도면이다.
도 10에 도시한 사이클릭 시프트부(605)에서, 유저 고유의 사이클릭 시프트함에 의해, 도 13에 도시하는 바와 같이 각 유저의 전반로의 임펄스 응답이 시간 시프트한 신호가 얻어진다.
그리고, 얻어진 전반로의 임펄스 응답을 각 유저에 대응한 전반로 필터(804)에 통과함에 의해, 각 유저에 대응하는 전반로의 임펄스 응답이 얻어진다. 얻어진 각 유저의 임펄스 응답에
[수식 16]
NTx_p_n
포인트 DFT를 DFT부(805)에서 적용함에 의해, 주파수 영역의 전반로 추정치로 변환되고, 주파수 등화에 이용하는 전반로의 주파수 응답을 얻을 수 있다.
이상, 설명한 처리는 본 발명의 파일럿 신호 전송 방법에서의 수신측의 처리이다.
본 발명의 제 1의 실시의 형태에서는, 파일럿 신호 계열로서 CAZAC 계열을 송신하고, 유저 다중법으로서 부호분할 다중을 이용하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 이 경우, 시스템 대역이 주파수 블록으로 분할되고, 각각의 주파수 블록의 대역폭에 대응한 계열 길이를 갖는 동일한 파일럿 신호 계열의 유저 고유의 사이클릭 시프트한 계열을 이용하여 싱글 캐리어로 파일럿 신호가 생성되고, 각 유저에 대응하는 파일럿 신호는 주파수 블록중 임의의 n주파수 블록을 이용하는 n멀티 캐리어 전송하도록 구성되어 있다. 따라서 각 유저의 동일 대역에 있어서, 동일한 계열 길이의 CAZAC 계열을 이용할 수 있기 때문에, 유저의 파일럿 신호를 직교시킬 수 있다.
(제 2의 실시의 형태)
도 14는, 본 발명의 무선 통신 장치가 이용되는 이동 무선 시스템의 제 2의 실시의 형태를 도시하는 도면이다.
도 14에 도시하는 바와 같이 본 형태에는, 기지국인 BS(101, 301)와, BS(101) 및 BS(301)가 각각 형성하는 서비스 에어리어인 CL(100) 및 CL(300) 내에서, BS(101) 및 BS(301)와의 사이에서 각각 통신을 행하는 복수의 이동국인 MS(102 내지 105) 및 MS(302 내지 305)가 마련되어 있다. 여기서, BS(101, 301) 및 MS(102 내지 105, 302 내지 305)는 본 발명의 무선 통신 장치이다.
도 15는, 도 14에 도시한 이동 무선 시스템에 있어서 각 유저가 파일럿 신호를 송신하는 대역과 그 때 이용하는 CAZAC 계열을 도시하는 도면이다. 여기서, 종래와 마찬가지로, 데이터 신호 또는 제어 신호는, 주파수가 연속한 주파수 블록을 이용하는 싱글 캐리어 전송하는 것으로 한다.
제 1의 실시의 형태에서는, 각각의 유저가 파일럿 신호를 싱글 캐리어로 송신하는 대역을 동일한 것으로 하였지만, 제 2의 실시의 형태에서는, 타 셀의 유저도 포함하여, 파일럿 신호를 싱글 캐리어로 송신하는 대역을 동일한 것으로 한다.
따라서 도 15를 참조하면, CL(100)의 MS(102)는 CAZAC 계열 길이(L1)=L2=L3=L에 대응하는 3개의 캐리어(대역폭(W1=W2=W3=W)를 동시 전송하는 멀티 캐리어 전송하게 된다. 또한, MS(103) 및 MS(104)는 CAZAC 계열 길이(L1)=L에 대응하는 대역폭(W1)을 사용한 싱글 캐리어 전송하게 된다. 또한, MS(105)는 CAZAC 계열 길이(L2)=L3=L에 대응하는 2개의 캐리어(대역폭(W2)=W3=W)를 동시 전송하는 멀티 캐리어 전송하게 된다.
한편, CL(300)의 MS(302)은 CAZAC 계열 길이(L1)=L2=L에 대응하는 2개의 캐리어(대역폭(W1=W2=W)를 동시 전송하는 멀티 캐리어 전송하게 된다. 또한, MS(303) 는 CAZAC 계열 길이(L1)=L에 대응하는 대역폭(W1)을 사용한 싱글 캐리어 전송하게 된다. 또한, MS(304) 및 MS(305)는 CAZAC 계열 길이(L3)=L에 대응하는 대역폭(W3)을 사용한 싱글 캐리어 전송하게 된다.
또한, 파일럿 신호에 사용하는 계열은, 셀 내의 동일 대역에서는 동일한 CAZAC 계열의 유저 고유의 사이클릭 시프트한 계열을, 또한, 다른 셀의 동일 대역에서는 다른 CAZAC 계열을 이용한다. CAZAC 계열은 동일 계열 길이에서만 상호상관 함수가 작은 계열이 존재한다는 성질을 갖기 때문에, 모든 셀의 동일 대역에서 파일럿 신호의 주파수 블록의 대역폭을 통일할 수 있다. 즉, CAZAC 계열의 계열 길이를 동일하게 함으로써, 셀 사이 간섭을 저감할 수 있다.
제 2의 실시의 형태의 파일럿 신호 송신부 및 수신부는 제 1의 실시의 형태에서 설명한 도 10 내지 12와 동일한 구성이기 때문에 설명은 생략한다.
본 발명의 제 2의 실시의 형태에서는, 인접하는 서비스 에어리어인 인접 셀의 동일 대역에 있어서의 주파수 블록의 분할이 동일하다. 분할된 주파수 블록으로 파일럿 신호를 송신하는 다른 셀 사이의 유저에 의해, 해당 주파수 블록의 대역폭에 대응한 계열 길이를 갖는다 CAZAC 계열중에서 다른 CAZAC 계열을 이용하여 파일럿 신호가 싱글 캐리어로 생성된다. 그리고, 각 유저에 대응하는 파일럿 신호는 주파수 블록중 임의의 n주파수 블록을 이용하는 n멀티 캐리어 전송된다. 따라서 셀 내 및 타 셀에 있어서 각 유저의 동일 대역에 있어서, 동일한 계열 길이의 CAZAC 계열을 이용할 수 있다. 그 때문에, 셀 내의 유저의 파일럿 신호를 직교이면서 셀 사이 간섭을 저감시킬 수 있다.
또한, 제 2의 실시의 형태에서는, 셀 내의 다른 대역에서는 셀 내에서 동일한 CAZAC 계열을 이용하는 경우에 관해 설명하였지만, 다른 CAZAC 계열을 사용하여도 같은 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2의 실시의 형태에서는, 서비스 에어리어인 서비스 셀이 2셀인 경우에 관해 설명하였지만, 서비스 셀이 3셀 이상인 경우에도 동일한 효과를 기대할 수 있음은 말할 필요도 없다.
또한, 본 발명의 제 2의 실시의 형태에서는, 인접하는 서비스 셀의 시스템 대역이 동일한 경우에 관해 설명하였지만, 인접하는 서비스 셀의 시스템 대역이 다른 경우에도, 동일 대역에서 주파수 블록의 분할이 동일한 경우라면 같은 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에서는, 주파수 블록의 대역폭이 다른 경우(W1≠W2)에 관해 설명하였지만, 주파수 블록의 대역폭이 동일한 경우(W1=W2)에도 같은 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에서는, 시스템 대역을 3개의 주파수 블록으로 분할한 경우에 관해 설명하였지만, 주파수 블록이 2개 이상인 경우에도 같은 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에서는, 파일럿 신호를 송신하는 주파수 블록이 대역폭(W)과 그 정수배의 대역폭으로 구성되는 경우에 관해 설명하였지만, 대역폭(W)의 정수배가 아닌 주파수 블록을 포함하는 경우라도 같은 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에서는, 각 유저의 파일럿 신호를 주파수가 연속한 주파수 블록을 이용하는 멀티 캐리어 전송하는 경우에 있어서 설명하였지만, 주파수가 불연속인 주파수 블록을 이용하여 멀티 캐리어 전송한 경우에 있어서도 같은 효과를 기대할 수 있다.
또한, 상기의 설명에 있어서, BS(101, 301) 및 MS(102 내지 105, 302 내지 305)는, 상술한 파일럿 신호 송신부 및 파일럿 신호 수신부를 가지며, 신호를 전송하는 무선 통신 장치로서 설명하였다.
또한, 제 1 및 제 2의 실시의 형태에서는, 파일럿 신호 계열로서 CAZAC 계열을 사용한 경우를 예로 들어 설명하였다. 위상차가 0인 자기상관의 피크에 대해 위상차가 0 이외의 자기상관치가 소정의 임계치 이하가 되는 제 1의 성질과, 계열 길이가 다른 계열 사이의 상호상관치보다도 계열 길이가 동등한 계열 사이의 상호상관치의 쪽이 작은 값이 되는 제 2의 성질의 적어도 어느 한쪽의 성질을 갖는 파일럿 신호 계열을 사용하는 것이라도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 복조하는 데이터 신호가 QPSK와 같은 동작점이 낮은(Eb/N0=0 내지 5dB) 경우, 위상차가 0의 자기상관의 피크에 대해 위상차가 0 이외의 자기상관치의 임계치를 -20dB(10%)로 하면, 특성 열화는 하지 않는다. 단, 복조하는 데이터 신호가 16QAM이나 64QAM과 같이 동작점이 높은 경우, 자기상관 함수치의 임계치를 더욱 낮게 설정할 필요가 있다.
본 발명은 무선 통신 시스템의 상행 링크에 있어서, 파일럿 신호를 전송하는 파일럿 신호 전송 방법 및 무선 통신 장치를 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 무선 통신 시스템에 있어서, 위상차가 0인 자기상관의 피크에 대해 위상차가 0 이외의 자기상관치가 소정의 임계치 이하가 되는 제 1의 성질과, 계열 길이가 다른 계열 사이의 상호상관치보다도 계열 길이가 동등한 계열 사이의 상호상관치의 쪽이 작은 값이 되는 제 2의 성질의 적어도 어느 한쪽의 성질을 갖는 파일럿 신호 계열을 송신하고, 유저 다중법의 적어도 하나에 부호분할 다중을 이용하는 파일럿 신호 전송 방법으로서,
    시스템에서 사용 가능한 주파수 대역인 시스템 대역을 복수 종류의 대역폭의 복수의 주파수 블록으로 분할하는 처리와,
    상기 복수의 주파수 블록에 각각 대응한 계열 길이를 갖는 상기 파일럿 신호 계열을 이용하여, 상기 복수의 주파수 블록의 각각의 파일럿 신호를 싱글 캐리어로 생성하는 처리와,
    생성된 상기 파일럿 신호를 각 유저에 대응하는 파일럿 신호로서 상기 복수의 주파수 블록중 임의의 수의 주파수 블록을 이용하여 멀티 캐리어 전송하는 처리를 갖는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    모든 인접 셀의 동일 대역을 복수 종류의 대역폭의 복수의 주파수 블록으로 분할하는 처리와,
    상기 주파수 블록으로 파일럿 신호를 송신하는 다른 셀 사이에서, 상기 복수의 주파수 블록의 대역폭에 각각 대응한 상기 계열 길이를 갖는 상기 파일럿 신호 계열중에서 다른 계열을 이용하는 처리를 갖는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 전송 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 시스템 대역을 동일한 대역폭의 복수의 주파수 블록으로 분할하는 처리를 갖는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 전송 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일럿 신호 계열로서 CAZAC 계열을 사용하는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 전송 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    데이터 신호 또는 제어 신호를, 주파수가 연속한 상기 주파수 블록을 이용하여 싱글 캐리어 전송하는 처리를 갖는 것을 특징으로 하는 파일럿 신호 전송 방법.
  6. 무선 통신 시스템에 있어서, 위상차가 0인 자기상관의 피크에 대해 위상차가 0 이외의 자기상관치가 소정의 임계치 이하가 되는 제 1의 성질과, 계열 길이가 다른 계열 사이의 상호상관치보다도 계열 길이가 동등한 계열 사이의 상호상관치의 쪽이 작은 값이 되는 제 2의 성질의 적어도 어느 한쪽의 성질을 갖는 파일럿 신호 계열을 송신하고, 유저 다중법의 적어도 하나에 부호분할 다중을 이용하여 신호를 전송하는 무선 전송 장치로서,
    시스템에서 사용 가능한 주파수 대역인 시스템 대역을 복수 종류의 대역폭으로 분할된 복수의 주파수 블록에 각각 대응한 계열 길이를 갖는 상기 파일럿 신호 계열을 생성하고, 생성된 상기 파일럿 신호 계열을 이용하여 파일럿 신호를 싱글 캐리어로 생성하고, 생성된 상기 파일럿 신호를 각 유저에 대응하는 파일럿 신호를 상기 복수의 주파수 블록중 임의의 수의 주파수 블록을 이용하여 멀티 캐리어 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 전송 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 계열 길이가 동일한 상기 파일럿 신호 계열을 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 파일럿 신호 계열로서 CAZAC 계열을 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    데이터 신호 또는 제어 신호를 주파수가 연속한 상기 주파수 블록을 이용하 여 싱글 캐리어 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
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