KR20090084769A

KR20090084769A - 통신 시스템에서 기준 신호 송/수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090084769A
Application number: KR1020090008012A
Authority: KR
Inventors: 김태영; 유현규; 최호규; 조재원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2009-08-05
Also published as: WO2009096755A2; US20090196367A1; KR101545350B1; US8358712B2; WO2009096755A3

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 기준 신호를 송/수신하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 시간 및 주파수 자원들로 구성된 서브 프레임 내의 데이터 영역에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 동일한 시간 자원 및 동일한 주파수 자원 중 어느 하나의 자원 상에 위치하는 제1 및 제2파일럿 톤들의 제1 및 제2송신 전력값들을 서로 다르게 결정하며, 상기 제1 및 제2 파일럿 톤들을 상기 결정된 제1 및 제2 송신 전력값들로 전송하고, 상기 제1송신 전력값은 기준 송신 전력값이며, 상기 제2송신 전력은 상기 기준 송신 전력값에 가중치를 곱하여 결정된 송신 전력값임을 특징으로 한다.

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), 맵 메시지(MAP message), 파일럿 톤(pilot tone), 전력 비균일화(Power Unbalance)

Description

통신 시스템에서 기준 신호 송/수신 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING/RECEIVING REFERENCE SIGNAL IN COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템에서 기준 신호를 송/수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 통신시스템에서 하향 링크 프레임(down link frame)은 맵 메시지(MAP message) 영역과 데이터 영역을 포함한다. 상기 데이터 영역은 데이터 버스트들과 파일럿 톤들을 포함한다. 상기 데이터 버스트는 복수의 데이터 톤들의 집합이다. 그리고 상기 맵 메시지 영역은 맵 메시지들을 포함하며, 상기 맵 메시지는 상기 데이터 버스트들이 할당된 데이터 영역의 위치를 나타내는 데이터 버스트 할당 정보를 포함한다.

따라서 수신기는 하향 링크 프레임(down link frame)으로부터 데이터 버스트들을 복호하기 위해서는 반드시 맵 메시지의 복호가 선행되어야 한다. 이러한 이유로 인해 상기 맵 메시지는 높은 신뢰도에 의해 전송되는 것이 요망된다.

상기 맵 메시지의 신뢰도를 향상시키기 위한 방안으로써, 낮은 부호화율로 맵 메시지를 생성하여 전송하는 방안이 존재한다. 이때 상기 맵 메시지는 복수의 사용자들 각각에 대응한 데이터 버스트 할당 정보를 포함할 수 있다. 하지만 이러한 방안은 하향 링크 프레임 내에서 넓은 맵 메시지 영역을 요구함에 따라, 데이터 영역을 좁게하는 원인이 된다.

따라서 전술한 방안의 문제를 개선하기 위해, 맵 메시지 영역을 복수의 맵 메시지 영역들로 분할하고, 상기 분할된 맵 메시지 영역들에 대응한 데이터 버스트 할당 정보들을 맵 메시지 영역별로 서로 다른 송신 전력으로 송신하는 방안이 제안되었다. 이때 상기 분할된 맵 메시지 영역은 적어도 한 명의 사용자에 대응한 데이터 버스트 할당 정보를 포함하며, 상기 송신 전력은 각 사용자에 대응한 채널 환경 및 위치를 고려하여 결정할 수 있다.

그리고 상기 복수의 분할된 맵 메시지 영역들 각각에 대해 서로 다른 송신 전력을 할당하는 경우, 상기 복수의 분할된 맵 메시지 영역들 각각에 대응하는 데이터 영역들에 대해서도 서로 다른 송신 전력을 적용할 수 있다. 이때 상기 분할된 맵 메시지 영역과 상기 분할된 맵 메시지 영역에 대응한 데이터 영역에 대해서는 서로 다른 송신 전력이 적용된다.

이에 따라 복수의 데이터 영역들 간에 송신 전력이 서로 다른 '전력 비균일화(Power Unbalance) 현상'이 발생한다.

상기 복수의 데이터 영역들 간의 전력 비균일화 현상에 의하여, 상기 복수의 데이터 영역들에 포함된 파일럿 톤들도 서로 다른 송신 전력에 의해 전송될 것이다. 일반적으로 하향 링크 프레임에 존재하는 파일럿 톤들의 송신 전력이 동일한 경우, 수신기는 상기 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하는 것이 가능하다. 그 러나 전력 비균일화 현상으로 인해 파일럿 톤들의 송신 전력이 다른 경우, 수신기는 상기 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하는 것이 어려웠다.

이와 같은 데이터 영역들의 데이터 버스트들 간 또는 서브 프레임들의 데이터 버스트들 간에 전력 비균일화 현상이 발생하더라도 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 정확하게 추정할 수 있는 구체적인 방안의 필요성이 절실히 요구되었다.

본 발명은 전력 비균일화 현상이 발생하더라도 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 정확하게 추정하는 송/수신 장치 및 방법을 제안한다.

그리고 본 발명은 하향 링크 프레임 내의 데이터 영역들 각각에 포함된 파일럿 톤들 중에서 일부 파일럿 톤들의 송신 전력을 미리 지정된 기준 송신 전력으로 송신하는 장치 및 방법을 제안한다.

또한 본 발명은 하향 링크 프레임 내의 데이터 영역들 각각에 포함된 파일럿 톤들 간의 송신 전력 차이를 이용하여 채널을 추정하는 송/수신 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명에서 제안하는 방법은; 통신 시스템에서 송신기가 기준 신호를 송신하는 방법에 있어서, 시간 및 주파수 자원들로 구성된 서브 프레임 내의 데이터 영역에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 동일한 시간 자원 및 동일한 주파수 자원 중 어느 하나의 자원 상에 위치하는 제1 및 제2파일럿 톤들의 제1 및 제2송신 전력값들을 서로 다르게 결정하며, 상기 제1 및 제2 파일럿 톤들을 상기 결정된 제1 및 제2 송신 전력값들로 전송하고, 상기 제1송신 전력값은 기준 송신 전력값이며, 상기 제 2송신 전력은 상기 기준 송신 전력값에 가중치를 곱하여 결정된 송신 전력값임을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안하는 다른 방법은; 통신 시스템에서 수신기가 기준 신호를 수신하는 방법에 있어서, 시간 및 주파수 자원들로 구성된 서브 프레임 내의 데이터 영역에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 동일한 시간 자원 및 동일한 주파수 자원 중 어느 하나의 자원 상에 위치하는 제1 및 제2파일럿 톤들을 수신하며, 상기 제1파일럿 톤의 제1송신 전력값과 상기 제2파일럿 톤의 제2송신 전력값 간의 비율인 가중치를 추정하고, 상기 가중치를 이용하여 상기 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경하며, 상기 송신 전력값들이 동일하게 변경된 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하고, 상기 제1송신 전력값은 기준 송신 전력값이며, 상기 제2송신 전력은 상기 기준 송신 전력값에 상기 가중치를 곱하여 결정된 송신 전력값임을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안하는 장치는; 통신 시스템에서 송신기가 기준 신호를 송신하는 장치에 있어서, 시간 및 주파수 자원들로 구성된 서브 프레임 내의 데이터 영역에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 동일한 시간 자원 및 동일한 주파수 자원 중 어느 하나의 자원 상에 위치하는 제1 및 제2파일럿 톤들의 제1 및 제2송신 전력값들을 서로 다르게 결정하는 전력 결정부와, 상기 제1 및 제2 파일럿 톤들을 상기 결정된 제1 및 제2 송신 전력값들로 전송하는 무선부를 포함하며, 상기 제1송신 전력값은 기준 송신 전력값이며, 상기 제2송신 전력은 상기 기준 송신 전력값에 가중치를 곱하여 결정된 송신 전력값임을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안하는 다른 장치는; 통신 시스템에서 수신기가 기준 신호를 수신하는 장치에 있어서, 시간 및 주파수 자원들로 구성된 서브 프레임 내의 데이터 영역에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 동일한 시간 자원 및 동일한 주파수 자원 중 어느 하나의 자원 상에 위치하는 제1 및 제2파일럿 톤들을 수신하는 무선부와, 상기 제1파일럿 톤의 제1송신 전력값과 상기 제2파일럿 톤의 제2송신 전력값 간의 비율인 가중치를 추정하는 전력 가중치 계산부와, 상기 가중치를 이용하여 상기 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경하고, 상기 송신 전력값들이 동일하게 변경된 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 포함하며, 상기 제1송신 전력값은 기준 송신 전력값이며, 상기 제2송신 전력은 상기 기준 송신 전력값에 상기 가중치를 곱하여 결정된 송신 전력값임을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 데이터 영역들의 데이터 버스트들 또는 서브 프레임들의 데이터 버스트들 간에 전력 비균일화 현상이 발생하더라도 서로 다른 송신 전력값들로 전송된 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 정확하게 추정할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에서 데이터 영역들 간의 전력 비균일화 현상으로 인하여 상기 데이 터 영역들 내에 존재하는 파일럿 톤들의 송신 전력값이 데이터 영역별로 서로 다른 현상이 발생한다. 상기 발생된 현상으로 인하여 수신기가 상기 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하지 못하는 문제점을 해결하기 위해, 송신기는 데이터 영역들 각각에 존재하는 파일럿 톤들 중에서 일부 파일럿 톤들의 송신 전력값을 기준 송신 전력값으로 결정하며, 나머지 파일럿 톤들의 송신 전력값을 상기 기준 송신 전력값에 임의의 가중치를 곱한 값으로 결정한다. 여기서 가중치는 파일럿 톤들이 존재하는 데이터 버스트의 송신 전력값과 맵 메시지의 송신 전력값을 고려하여 결정되며, 0보다 큰 값이다. 그리고 송신기는 상기 결정된 송신 전력값들로 상기 파일럿 톤들을 송신한다.

그리고 수신기는 하향 링크 프레임을 수신하고, 상기 수신된 하향 링크 프레임 내의 데이터 영역들 각각에 포함된 파일럿 톤들 간의 송신 전력값 차이를 계산하여 데이터 영역들 각각에 대응되는 가중치들을 추정한다. 그리고 수신기는 상기 추정된 가중치들을 이용하여 하향 링크 프레임 내에 존재하는 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값을 동일하게 변경하고, 상기 송신 전력값이 변경된 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 이제부터 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 프레임의 구조를 설명하고자 한다.

도 1에서, 본 발명의 실시 예에 따른 프레임의 구조는 수퍼 프레임-프레임-서브 프레임 순서로 계층적인 구조를 가진다. 예를 들면, 수퍼 프레임(149)은 4개의 프레임들(141, 143, 145, 147)로 구성되며, 하나의 프레임(145)은 8개의 서브 프레임들(125, 127, 129, 131, 133, 135, 137, 139)로 구성되고, 하나의 서브 프레임(129)은 6개의 OFDMA 심볼들(101, 103, 105,…,107)로 구성될 수 있다. 그리고 수퍼 프레임의 길이는 20ms, 프레임의 길이는 5ms를 가질 수 있다.

여기서 OFDMA 심볼은 통신 시스템에 할당된 주파수 대역과 기본 시간 단위에 의해 구성되는 주파수-시간 영역을 말한다.

특정 프레임은 수퍼 프레임 헤더를 포함하며, 수퍼 프레임 헤더는 프리엠블과 방송 정보 채널(BCH: Broadcast CHannel) 정보 등을 포함한다. 여기서 프리앰블은 시스템 동기화를 위한 신호이며, 적어도 하나의 OFDMA 심볼로 구성된다. 도 1에서는, 수퍼 프레임 헤더가 제1프레임(141)을 구성하는 서브 프레임들(109, 111, 113, 115, 117, 119, 121, 123) 중에서 제1서브 프레임(109)에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 수퍼 프레임 헤더는 제2프레임(143) 내지 제4 프레임(147) 중에서 임의의 프레임에 위치할 수 있다. 그리고 송신기는 모든 수퍼 프레임에 프리엠블을 포함한 후 송신하며, 수신기는 프리앰블을 통해 시스템 동기화 및 현재 접속한 기지국을 식별할 수 있다.

그리고 방송 정보 채널 정보는 DCD(Downlink Channel Descriptor)/UCD(Uplink Channel Descriptor) 정보 중에서 주기적으로 변경되는 제어 정보들을 포함하며, 방송 정보 채널 정보의 주기는 상기 방송 정보 채널 내에 포함되는 제어 정보들에 따라 수퍼 프레임 길이의 배수로 결정될 수 있다.

그리고 본 발명을 간단히 설명하기 위해, 통신 시스템은 시간 분할 이중화(TDD: Time Division Duplexing) 방식이 적용되어, 임의의 프레임에 포함된 다수 의 서브 프레임들 중에서 일부 서브 프레임들은 하향 링크 서브 프레임이 되며, 나머지 서브 프레임들은 상향 링크 서브 프레임이 된다. 예를 들면, 임의의 프레임이 8개의 서브 프레임으로 구성되는 경우, 첫 번째 서브 프레임부터 다섯 번째 서브프레임은 하향 링크 서브 프레임이 되며, 여섯 번째 서브 프레임부터 여덟 번째 서브 프레임은 상향 링크 서브 프레임이 될 수 있다.

상기 하향 링크 서브 프레임은 맵 영역과 데이터 영역을 포함하며, 맵 영역은 데이터 버스트 할당 정보를 포함하는 맵 메시지를 포함하며, 데이터 영역은 데이터 버스트를 포함한다.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 하향 링크 서브 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 이제부터, 도 2를 참조하여 하향 링크 서브 프레임의 구조를 설명하고자 한다.

먼저, 도 2를 설명하기에 앞서, 맵 메시지의 송신 방식을 간단히 설명하고자 한다. 맵 메시지의 송신 방식은 데이터 버스트와 맵 메시지의 다중화 방식과 사용자별 맵 메시지의 부호화 방식에 따라서 구분된다.

여기서 데이터 버스트와 맵 메시지의 다중화 방식은 데이터 버스트와 맵 메시지의 다중화를 시간을 기준으로 수행하는 시간 분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 방식과 데이터 버스트와 맵 메시지의 다중화를 주파수를 기준으로 수행하는 주파수 분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing) 방식으로 구분될 수 있다.

그리고 사용자별 맵 메시지의 부호화 방식은 전체 맵 메시지를 사용자별로 구분한 후, 부호화를 적용하는지 적용하지 않는지 여부에 따라 분할(Separate) 부호화 방식 또는 공동(Joint) 부호화 방식으로 구분할 수 있다. 즉, 분할 부호화 방식은 전체 맵 메시지를 사용자별로 분류하여 다수의 맵 메시지들을 생성하며, 상기 생성된 맵 메시지들 각각을 부호화하는 방식을 말하고, 공동 부호화 방식은 전체 맵 메시지를 한번에 부호화하는 방식을 말한다. 그리고 통신 시스템이 분할 부호화 방식을 적용할 때, 사용자들 각각의 위치 및 채널 환경를 고려하여 맵 메시지들 각각에 대응되는 송신 전력값들을 결정하고, 상기 맵 메시지들을 상기 결정된 송신 전력값들로 전송한다. 이때, 통신 시스템은 맵 메시지들에 대응되는 사용자들의 위치 및 채널 환경들이 거의 동일한 경우, 맵 메시지들을 동일한 송신 전력값으로 결정할 수 있다.

발명의 설명을 위해, 본 발명에서는 주파수 분할 다중화 방식/분할 부호화 방식을 적용한 맵 메시지 송신 방식을 이용하여 맵 메시지를 송신하는 것으로 가정한다.

도 2를 참조하면, 하향 링크 서브 프레임(247)은 맵 영역들(239, 241, 243, 245) 내에 4명의 사용자들 각각에 대응되는 4개의 맵 메시지들과 데이터 영역들(233, 235, 237) 내에 4명의 사용자들에 관한 데이터 버스트들을 포함한다. 231영역은 데이터 영역들(233, 235, 237)의 일부 영역을 나타내며, 231영역은 209영역과 219영역과 229영역을 포함한다. 그리고 209영역은 다수의 파일럿 톤들(201, 203)과 다수의 데이터 톤들(205, 207)을 포함하며, 219영역은 다수의 파일럿 톤들(211, 213)과 다수의 데이터 톤들(215, 217)을 포함하며, 229영역은 다수의 파일 럿 톤들(221, 223)과 다수의 데이터 톤들(225, 227)을 포함한다.

　본 발명에서 상기 4개의 맵 메시지들 중에서 제1맵 메시지와 제4맵 메시지는 동일한 송신 전력값으로 송신되며, 제1맵 메시지 내지 제3맵 메시지는 서로 다른 송신 전력값으로 송신된다. 이때, 맵 메시지들에 대응되는 송신 전력값들은 사용자들 각각의 채널 환경 및 위치에 의해 결정된다.

좀 더 자세히 설명하면, 제1맵 메시지와 제4맵 메시지에 대응되는 사용자들 각각의 채널 환경 및 위치가 거의 동일한 경우, 제1맵 메시지와 제4맵 메시지는 동일한 송신 전력값이 결정된다. 그리고 제1맵 메시지 내지 제3맵 메시지에 대응되는 사용자들 각각의 채널 환경 및 위치가 서로 다른 경우, 제1맵 메시지 내지 제3맵 메시지는 서로 다른 송신 전력값들이 결정된다. 그리고 맵 메시지들 각각이 상기 결정된 송신 전력값들로 송신되기 때문에, 맵 메시지의 수신 신뢰도가 높아진다.

즉, 4개의 맵 메시지들 각각이 제1맵 영역부터 제4맵 영역(239, 241, 243, 245)에 포함되는 경우, 제1맵 영역(239)에 포함된 제1맵 메시지와 제4맵 영역(245)에 포함된 제4맵 메시지는 동일한 송신 전력값으로 송신되며, 상기 제1,4맵 메시지와 상기 제1맵 메시지와 제2맵 영역(241)에 포함된 제2맵 메시지와 제3맵 영역(243)에 포함된 제3맵 메시지는 서로 다른 송신 전력값들로 송신된다.

이와 같이, 사용자들 각각의 채널 환경 및 위치를 고려하여 송신 전력값들을 결정하고, 상기 결정된 송신 전력값들로 맵 메시지들을 송신하면, 데이터 영역도 기본 시간 단위마다 서로 다른 송신 전력값들로 송신해야 하며, 이에 따라 데이터 영역들 간의 전력 비균일화 현상이 발생한다. 즉, 전체 데이터 영역은 전체 맵 메 시지의 사용자별 분류에 따라 제1데이터 영역(233)과 제2데이터영역(235)과 제3데이터 영역(237)으로 구분되며, 제1데이터 영역(233)에 포함된 데이터 버스트들과 제2데이터 영역(235)에 포함된 데이터 버스트들과 제3데이터 영역(237)에 포함된 데이터 버스트들은 서로 다른 송신 전력값들로 송신된다.

이와 같이, 데이터 영역들 간의 전력 비균일화 현상이 발생하면, 수신기가 인접하는 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정할 수 없었다. 따라서 본 발명에서는 데이터 영역들 간의 전력 비균일화 현상이 발생하더라도, 수신기가 인접하는 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.

데이터 영역들 간의 전력 비균일화 현상이 발생하더라도 수신기가 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하기 위해, 데이터 영역들(233, 235, 237)에 할당되는 송신 전력값들을 고려하여 데이터 영역들에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 서로 인접하는 파일럿 톤들 간에 서로 다른 송신 전력값들을 할당한 후, 송신하는 방식을 제안한다..

즉, 본 발명은 데이터 영역들 각각에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들 중에서 하나의 파일럿 톤을 기준 송신 전력값으로 송신하고, 나머지 파일럿 톤을 상기 기준 송신 전력값에 가중치를 곱한 송신 전력값으로 송신한다. 여기서 가중치는 상기 인접 파일럿 톤들이 포함되는 데이터 영역에 할당되는 송신 전력값에 따라 결정되며, 0 보다 큰 임의의 값이다.

예를 들면, 제1데이터 영역(233)에 포함된 전체 데이터 톤들(205,207)을 송신 전력값인 αP로 송신하며, 제2데이터 영역(235)에 포함된 전체 데이터 톤 들(215,217)을 송신 전력값인 βP로 송신하고, 제3데이터 영역(237)에 포함된 전체 데이터 톤들(225,227)을 송신 전력값인 γP로 송신하는 경우, 송신기는 제1데이터 영역(233)에 포함되며 시간 자원 상에서 인접하는 파일럿 톤들(201,203) 중에서 하나의 파일럿 톤(201)을 제1데이터 영역(233)의 데이터 톤의 송신 전력값인 αP로 송신하며, 나머지 파일럿 톤(203)을 기준 송신 전력값인 P로 송신한다. 그리고 송신기는 제2데이터 영역(235)에 포함되며 시간 자원 상에서 인접하는 파일럿 톤들(211,223) 중에서 하나의 파일럿 톤(211)을 제2데이터 영역(235)의 데이터 톤의 송신 전력값인 βP로 송신하며, 나머지 파일럿 톤(213)을 기준 송신 전력값인 P로 송신한다. 그리고 송신기는 제3데이터 영역(237)에 포함되며 시간 자원 상에서 인접하는 파일럿 톤들(221,223) 중에서 하나의 파일럿 톤(221)을 제3데이터 영역(237)의 데이터 톤의 송신 전력값인 γP로 송신하며, 나머지 파일럿 톤(223)을 기준 송신 전력값인 P로 송신할 수 있다. 여기서 α, β, γ는 가중치로, 0 보다 큰 값을 가지며, α, β, γ는 서로 인접하는 파일럿 톤 간의 송신 전력 비율 이다. 이러한 α, β, γ는 서로 동일한 값을 가지거나 서로 다른 값을 가질 수 있으며, 셋 중에서 어느 하나의 값만 다를 수 있다.

그리고 수신기는 데이터 영역별로 서로 인접하는 파일럿 톤들 간의 송신 전력값들의 비율(이하 "송신 전력 비율"이라 한다)을 추정하고, 데이터 영역들에 대응되는 상기 추정된 송신 전력 비율들을 이용하여 데이터 영역들에 포함된 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경한 후, 채널을 추정한다. 그리고 수신기는 추정된 채널 정보에 데이터 영역들의 송신 전력 비율들을 적용하여 데이터 영 역들에 대응되는 채널 정보들을 생성하고, 상기 생성된 데이터 영역별 채널 정보들을 이용하여 데이터를 복호할 수 있다.

예를 들면, 제1데이터 영역(233)에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들(201,203)에 적용된 송신 전력값들이 αP, P 이며, 제2데이터 영역(235)에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들(211,213)에 적용된 송신 전력값들이 βP, P 이고, 제3데이터 영역(237)에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들(221,223)에 적용된 송신 전력값들이 γP, P인 경우, 수신기는 제1데이터 영역(233)에 포함된 인접하는 파일럿 톤들(201,203) 간의 송신 전력값들의 비율을 계산함으로써 제1데이터 영역(233)에 대한 송신 전력 비율인 가중치 α를 추정하고, 동일한 과정을 반복하여 가중치 β와 가중치 γ를 추정할 수 있다. 그리고 수신기는 추정된 가중치 α, β, γ를 이용하여 제1데이터 영역(233)과 제2데이터 영역(235)과 제3데이터 영역(237)에 포함된 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 P로 변경한다. 이때, 수신기는 송신 전력값이 αP인 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 α로 나누어서 αP인 파일럿 톤들의 송신 전력값들이 P가 되도록 하며, βP인 파일럿 톤들의 송신 전력값들과 γP인 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 β와 γ로 각각 나누어서 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 P로 변경한다. 그리고 수신기는 송신 전력값이 P로 변경된 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널 정보에 α, β, γ를 각각 적용하여 제1데이터 영역(233)의 채널 정보와, 제2데이터 영역(235)의 채널 정보와, 제3데이터 영역(237)의 채널 정보를 추정한다.

그리고 수신기는 추정된 데이터 영역들(233, 235, 237) 각각에 대응되는 채 널 정보들을 이용하여 데이터 영역들(233, 235, 237) 각각에 포함된 데이터 버스트들을 복호한다.

도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 하향 링크 서브 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 도 3에서, 331영역은 데이터 영역들의 일부 영역을 나타내며, 331영역은 309영역과 319영역과 329영역을 포함한다. 그리고 309영역은 다수의 파일럿 톤들(301, 307)과 다수의 데이터 톤들(303, 305)을 포함하며, 319영역은 다수의 파일럿 톤들(311, 317)과 다수의 데이터 톤들(313, 315)을 포함하며, 329영역은 다수의 파일럿 톤들(321, 327)과 다수의 데이터 톤들(323, 325)을 포함한다.

도 3과 도 2에서, 송신기가, 데이터 영역들 각각에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들 중에서 하나의 파일럿 톤을 기준 송신 전력값으로 송신하고, 나머지 파일럿 톤을 기준 송신 전력값에 임의의 가중치를 곱한 송신 전력값으로 송신하는 것을 동일하다. 그러나 도 2에서 인접하는 파일럿 톤들은 시간 자원 상에서 인접하지만, 도 3에서 인접하는 파일럿 톤들은 주파수 자원 상에서 인접한다. 즉, 도 2 내지 도 3과 같이, 서로 인접하는 파일럿 톤들이 동일한 시간 자원 혹은 동일한 주파수 자원 상에서 채널 환경이 거의 비슷한 영역에 위치하는 경우, 본 발명과 같은 방식으로 인접하는 파일럿 톤들 간에 서로 다른 송신 전력값들을 적용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 블록 구성도 이다. 도 4를 참조하면, 송신기는 제1인코더(401)와 제2인코더(403)와 제1변조부(405)와 제2변조부(407)와 파일럿 톤 생성부(409)와 전력 결정부(411)와 맵퍼부(413)와 IFFT부(415)와 병렬/직렬 변경부(417)와 무선부(미도시)를 포함한다.

각각의 구성 요소들을 살펴보면, 제1인코더부(401)는 맵 메시지를 수신하고, 수신된 맵 메시지를 사용자별로 분류하여 사용자별 맵 메시지들을 생성하고, 미리 지정되는 부호화 방식에 따라 상기 사용자별 맵 메시지들을 부호화하여 제1변조부(405)로 송신하며, 제2인코더부(403)는 데이터 버스트를 수신하고, 미리 지정되는 부호화 방식에 따라 상기 수신된 데이터 버스트를 부호화하여 제2변조부(407)로 송신한다. 그리고 제1변조부(405)는 상기 부호화된 사용자별 맵 메시지들을 미리 지정되는 변조 방식으로 변조하고, 상기 변조된 사용자별 맵 메시지들을 맵퍼부(413)로 송신하고, 제2변조부(407)는 상기 부호화된 데이터 버스트를 미리 지정되는 변조 방식으로 변조하여 데이터 톤들을 생성하고, 상기 생성된 데이터 톤들을 맵퍼부(413)로 송신한다. 그리고 파일럿 톤 생성부(409)는 하향 링크 서브 프레임에 포함되는 파일럿 톤들을 생성하고, 상기 생성된 파일럿 톤들을 맵퍼부(413)로 송신한다.

그리고 전력 결정부(411)는 전체 주파수 대역에 대한 채널 상태 정보(CQI)를 고려하여 사용자별 맵 메시지들 각각에 대응되는 송신 전력값들을 결정하고, 상기 결정된 사용자별 맵 메시지들의 송신 전력값들을 고려하여 데이터 영역들에 대응되는 송신 전력값들을 결정한다. 이때, 전력 결정부(411)는 다음과 같은 수학식 1을 이용하여 데이터 영역들에 대응되는 송신 전력값들을 결정하며, 각 데이터 영역의 송신 전력값은 특정 맵 영역에 적용되는 송신 전력값과 상기 특정 맵 영역과 상기 데이터 영역에 적용되는 전체 송신 전력값, 즉 서브 프레임의 전체 송신 전력값 간의 관계에 의해 결정된다.

여기서

는 특정 데이터 영역 내에 포함된 데이터 톤에 적용되는 송신 전력값을 나타내며, 은 전체 부반송파 개수를 나타내고,

는 기준 송신 전력값을 나타낸다. 그리고

는 미리 지정된 시간에서 기준 송신전력으로 전송되는 파일럿 톤들의 부반송파 개수를 나타내며,

는 i번째 사용자의 맵 메시지에 할당된 부반송파 개수를 나타낸다. 그리고

는 i번째 사용자의 맵 메시지에 적용된 송신 전력 가중치를 나타내며,

는 특정 데이터 영역에 할당된 맵 메시지들에 대한 사용자들의 개수를 나타낸다.

그리고 전력 결정부(411)는 상기 결정된 송신 전력값들을 이용하여, 데이터 영역들 각각에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들 각각에 대응되는 송신 전력값들을 결정한다. 좀 더 자세히 설명하면, 전력 결정부(411)는 서로 인접하는 파일럿 톤들 중에서 임의의 파일럿 톤의 송신 전력값을 해당 데이터 영역의 송신 전력값으로 결정하고, 나머지 파일럿 톤의 송신 전력값을 기준 송신 전력값으로 결정할 수 있다.

예를 들면, 전력 결정부(411)가 제1데이터 영역(233)에 포함된 전체 데이터 톤들의 송신 전력값을 αP로 결정한 경우, 제1데이터 영역(233)에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들 중에서 특정 파일럿 톤의 송신 전력값을 αP로 결정하며, 나 머지 파일럿 톤을 기준 송신 전력값인 P로 결정할 수 있다.

그리고 전력 결정부(411)는 상기 사용자별 맵 메시지들에 대응되는 송신 전력값들과, 상기 데이터 영역들의 데이터 톤들에 대응되는 송신 전력값들과, 상기 데이터 영역별로 서로 인접하는 파일럿 톤들에 대응되는 송신 전력값들을 맵퍼부(413)로 송신한다.

그리고 맵퍼부(413)는 전력 결정부(411)로부터 수신한 상기 사용자별 맵 메시지들에 대응되는 송신 전력값 값들과, 상기 데이터 영역들의 데이터 톤들에 대응되는 송신 전력값들과, 상기 데이터 영역별로 인접하는 파일럿 톤들에 대응되는 송신 전력값들에 따라 데이터 톤들과 파일럿 톤들과 사용자별 맵 메시지들의 송신 전력값들을 할당한다. 그리고 맵퍼부(413)는 송신 전력값들이 할당된 데이터 톤들과 파일럿 톤들과 사용자별 맵 메시지들을 맵핑(mapping)한 후, IFFT부(415)로 송신한다.

그리고 IFFT부(415)는 상기 맵핑된 신호를 수신하여 역고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 병렬/직렬 변경부(417)로 송신하고, 병렬/직렬 변경부(417)는 병렬 신호인 역고속 푸리에 변환된 신호들을 직렬 신호로 변경한다. 그리고 무선부(미도시)는 상기 변경된 직렬 신호를 안테나를 통해 출력한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 블록 구성도 이다.

도 5를 참조하면, 수신기는 직렬/병렬 변경부(501)와 FFT부(503)와 디맵퍼부(505)와 전력 가중치 계산부(507)와 복조부(509)와 채널 추정부(511)와 디코더 부(513)와 무선부(미도시)를 포함한다.

각각의 구성 요소들을 설명하면, 무선부(미도시)는 안테나를 통해 신호를 수신하며, 직렬/병렬 변경부(501)는 무선부(미도시)로부터 수신되는 신호를 병렬 신호로 변경한 후, FFT부(503)로 송신한다. 그리고 FFT부(503)는 병렬 신호를 고속 푸리에 변환하고, 상기 고속 푸리에 변환된 신호를 디맵퍼(de-mapper)부(505)와 전력 가중치 계산부(507)로 송신한다. 그리고 디맵퍼부(505)는 고속 푸리에 변환된 신호를 디맵핑(de-mapping)하고, 상기 디맵핑된 신호를 복조부(511)로 송신한다.

그리고 전력 가중치 계산부(507)는 데이터 영역별로 해당 데이터 영역에 포함된 서로 인접하는 파일럿 톤들 간의 송신 전력값들을 비교하여 데이터 영역들에 대응되는 가중치들을 추정하고, 추정된 가중치들을 채널 추정부(509)로 송신한다. 여기서 가중치는 인접하는 파일럿 톤들에 할당된 송신 전력값들의 비율이다. 예를 들면, 제1데이터 영역(233)에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들에 적용된 송신 전력값들이 αP, P인 경우, 전력 가중치 계산부(507)는 상기 파일럿 톤들에 대응되는 송신 전력값들의 비율을 계산하여 α를 추정하고, 동일한 방식을 이용하여 β와 γ를 추정할 수 있다.

그리고 채널 추정부(509)는 상기 가중치들을 이용하여 전체 데이터 영역에 존재하는 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경한다. 예를 들면, 채널 추정부(509)는 제1데이터 영역(233)에 포함된 파일럿 톤들 중에서 송신 전력값이 αP인 파일럿 톤들을 검출하고, 상기 검출된 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 α로 나누어서 αP인 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 P로 변경한다.

그리고 채널 추정부(509)는 송신 전력값이 동일하게 변경된 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하며, 상기 추정된 채널 정보에 데이터 영역들 각각에 대응되는 가중치들을 적용하여 데이터 영역들 각각에 대응되는 채널 정보들을 추정하고, 상기 추정된 데이터 영역들 각각에 대응되는 채널 정보들을 복조부(511)로 송신한다. 예를 들면, 채널 추정부(509)는 상기 추정된 채널 정보에 제1데이터 영역(231)의 가중치인 α를 곱하여 제1데이터 영역(233)의 채널 정보를 추정한다.

그리고 복조부(511)는 상기 디맵핑된 신호와 상기 추정된 데이터 영역들 각각에 대응되는 채널 정보들과 미리 지정된 복조 방식을 이용하여 데이터 영역들 에 포함된 데이터 톤들을 복조하고, 상기 복조된 데이터 톤들을 디코더(decoder)부(513)로 송신한다. 그리고 디코더부(513)는 상기 복조된 데이터 톤들에 미리 지정된 복호화(decoding) 방식을 적용하여 데이터를 생성한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기가 신호를 송신하는 흐름도이다.

601단계에서 송신기는 서브 프레임 단위로 사용자별 맵 메시지들과 데이터 톤들과 파일럿 톤들을 생성한 후, 603단계로 진행한다. 그리고 603단계에서 송신기는 채널 상태 정보(CQI)를 이용하여 전송될 맵 메시지들의 송신 전력값들과 전송될 데이터 톤들의 송신 전력값들을 결정한 후, 605단계로 진행한다. 좀 더 자세히 설명하면, 송신기는 수신기로부터 채널 환경 정보를 피드백(feedback) 받고, 피드백된 채널 상태 정보를 이용하여 맵 메시지들의 송신 전력값들을 결정한 후, 앞에서 언급한 <수학식 1>을 이용하여 데이터 영역들에 대응되는 송신 전력값들을 결정한다.

그리고 605단계에서 송신기는 상기 결정된 데이터 영역들에 대응되는 송신 전력값들을 고려하여 데이터 영역들에 대응되게 가중치들(α, β, γ)을 결정한다. 여기서 가중치는 해당 데이터 영역에 포함되며 인접하는 파일럿 톤들 간의 송신 전력 비율을 말한다. 그리고 송신기는 데이터 영역별로 서로 인접하는 파일럿 톤들 중에서 하나의 파일럿 톤에 대한 송신 전력값을 기준 송신 전력값으로 결정하고, 상기 기준 송신 전력값에 상기 가중치들 중에서 해당 데이터 영역의 가중치를 곱한 값으로 나머지 파일럿 톤의 송신 전력값을 결정한다.

예를 들면, 제1데이터 영역(233)에 포함된 전체 데이터 톤들의 송신 전력값이 αP로 결정된 경우, 송신기는 제1데이터 영역(233)에 포함된 서로 인접하는 파일럿 톤들 중에서 특정 파일럿 톤들의 송신 전력값을 제1데이터 영역(233)의 송신 전력값인 αP로 결정하며, 나머지 파일럿 톤들의 송신 전력값을 기준 송신 전력값인 P로 결정한다. 그리고 송신기는 이와 같은 방식을 반복하여 데이터 영역별로 서로 인접하는 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 서로 다르게 결정한다.

그리고 607단계에서 송신기는603 단계 및 605 단계에서 결정된 맵 메시지들의 송신 전력값들과 데이터 톤들의 송신 전력값들과 파일럿 톤들의 송신 전력값들에 따라 맵 메시지들과 데이터 영역들의 데이터 톤들과 파일럿 톤들의 송신 전력들을 할당한다.

그리고 609단계에서 송신기는 맵 메시지들과 데이터 톤들과 파일럿 톤들을 맵핑함으로써 신호를 생성하고, 611단계에서 생성된 신호를 역고속 푸리에 변환한 후, 안테나를 통해 수신기로 송신한다.

상기한 과정을 통해, 송신기는 데이터 영역별로 결정된 송신 전력값들을 고려하여 데이터 영역들 각각에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 서로 다르게 결정하고, 상기 결정된 파일럿 톤들의 송신 전력값들에 따라 파일럿 톤들을 송신할 수 있다. 이때, 송신기는 상기 인접하는 파일럿 톤들 중에서 하나의 파일럿 톤의 송신 전력값은 기준 송신 전력값으로 결정하고, 나머지 파일럿 톤의 송신 전력값은 기준 송신 전력값에 임의의 가중치를 곱한 값으로 결정한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기가 신호를 수신하는 흐름도 이다.

701단계에서 수신기는 송신기로부터 신호를 수신하고, 703단계에서 데이터 영역들에 대응되게 서로 인접하는 파일럿 톤들 간의 송신 전력 비율들을 계산함으로써 가중치들을 추정한 후, 705단계로 진행한다. 예를 들면, 제1데이터 영역(233)에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들에 적용된 송신 전력값들이 αP, P인 경우, 수신기는 상기 αP를 상기 P로 나누어서 가중치 α를 추정한다. 그리고 수신기는 이와 같은 방식을 반복하여 데이터 영역들에 대응되는 가중치들(α, β, γ)를 추정한다.

그리고 705단계에서 수신기는 상기 추정된 가중치들(α, β, γ)을 이용하여 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경한 후, 707단계로 진행한다. 예를 들면, 수신기는 제1데이터 영역(233)에 포함된 파일럿 톤들 중에서 송신 전력값이 αP인 파일럿 톤들을 검출하고, 상기 검출된 파일럿 톤들의 송신 전력값을 상기 α로 나누어서 상기 검출된 파일럿 톤들의 송신 전력값을 P로 변경한다. 그리고 수신기는 이와 같은 방식을 반복하여 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 P로 변경 한다.

그리고 707단계에서 수신기는 송신 전력값들이 동일하게 변경된 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하고, 709단계에서 상기 추정된 가중치들을 이용하여 데이터 영역별 채널 정보들을 추정한 후, 711단계로 진행한다. 예를 들면, 수신기는 상기 추정된 채널 정보에 α를 곱하여 제1데이터 영역(233)의 채널 정보를 추정한다. 그리고 송신기는 이와 같은 방식을 반복하여 데이터 영역별 채널 정보들을 추정한다.

그리고 711단계에서 수신기는 상기 추정된 데이터 영역별 채널 정보들을 이용하여 데이터 영역들 각각에 포함된 데이터 톤들을 복조하고, 713단계에서 복조된 데이터 톤들을 복호화하여 데이터를 생성한다.

상기한 과정을 통해, 수신기는 데이터 영역들 간에 송신 전력값이 서로 다른 전력 비균일화 현상이 발생하더라도, 데이터 영역들 각각에 포함되며 서로 인접하는 파일럿 톤들간의 송신 전력 비율을 이용하여 데이터 영역들 각각에 대응되는 채널 정보들을 추정할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 하향 링크 서브 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 이제부터, 도 8을 참조하여 하향 링크 서브 프레임의 구조를 설명하고자 한다.

도 8을 참조하면, 다수의 하향 링크 서브 프레임들(801,803)이 주파수 자원 상에서 인접하며, 하나의 하향 링크 서브 프레임(801)은 시간 자원 상에서 6개의 심벌들과 주파수 자원 상에서 8개의 연속되는 서브 캐리어들로 구성된다. 그리고 하향 링크 서브 프레임(801)은 도 2에 도시된 하향 링크 서브 프레임(247)과 같이 맵 영역과 데이터 영역으로 분할되지 않으며, 6개의 심벌들과 18개의 서브 캐리어들로 구성되는 하나의 데이터 영역(813) 내에 맵 메시지들과 데이터 버스트들과 파일럿 신호들을 함께 포함한다. 여기서 맵 메시지들 각각(811)은 사용자 별로 서로 다른 송신 전력값들(

)이 적용되며, 데이터 버스트들(809)은 동일한 기준 송신 전력값(βP)이 적용된다. 상기

는 맵 메시지에 대한 사용자별 송신 전력 가중치를 나타내며, β는 전체 OFDMA 심볼들의 송신 전력값들을 일정하게 맞추기 위한 변수를 나타낸다.

상기 β는 서브 프레임마다 변경될 수 있기 때문에, 현재 서브 프레임에 포함되는 데이터 버스트의 송신 전력값과 다음 서브 프레임에 포함되는 데이터 버스트 간에 송신 전력이 서로 다를 수 있다. 이와 같이, 서브 프레임마다 데이터 버스트들 간의 전력 비균일화 현상이 발생한다. 이러한 전력 비균일화 현상으로 인하여, 파일럿 톤의 송신 전력값이 정확하게 추정될 수 없기 때문에, 채널 추정할 때 오류가 발생할 수 있다.

그러므로 서브 프레임들에 포함되는 데이터 버스트들 간의 전력 비균일화 현상이 발생하더라도 채널을 정확하게 추정하기 위해, 본 발명은 수신기가 데이터 영역(813)에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 시간 자원 상에서 서로 이웃하는 파일럿 톤들간에 서로 다른 송신 전력값들을 할당한 후, 송신하는 방식을 제안한다. 즉, 본 발명은 시간 자원 상에서 서로 이웃하는 파일럿 톤들 중에서 하나의 파일럿 톤 을 기준 송신 전력값으로 송신하고, 나머지 파일럿 톤을 상기 기준 송신 전력값에 가중치를 곱한 값으로 송신한다. 여기서 가중치는 상기 맵 메시지에 할당되는 송신 전력값과 데이터 버스트에 할당되는 송신 전력값과 전체 송신 전력값을 고려하여 결정되며, 0보다 큰 임의의 값이다.

예를 들면, 전체 데이터 톤들을 기준 송신 전력값인 βP 또는 상기 기준 송신 전력값에 사용자별 송신 전력 가중치를 곱한 값인

로 송신하는 경우, 송신기는 시간 자원 상에서 이웃하는 파일럿 톤들 중에서 특정 파일럿 톤들을 기준 송신 전력값에 가중치를 곱한 αβP로 송신하고, 나머지 파일럿 톤들을 기준 송신 전력값인 βP로 송신한다.

즉, 송신기는 시간 자원 상에서 이웃하는 파일럿 톤들(805,807) 중에서 하나의 파일럿 톤(805)을 기준 송신 전력값에 가중치를 곱한 송신 전력값으로 송신하고 나머지 파일럿 톤(807)을 기준 송신 전력값으로 송신할 수 있다.

그리고 수신기는 시간 자원 상에서 서로 이웃하는 파일럿 톤들(805,807)간의 송신 전력 비율을 추정하며, 상기 추정된 송신 전력 비율을 이용하여 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경한다. 그리고 수신기는 송신 전력값이 동일하게 변경된 모든 파일럿 톤들을 이용하여 채널 정보를 추정하고, 상기 추정된 채널 정보를 이용하여 데이터를 검출한다.

예를 들면, 시간 자원 상에서 서로 이웃하는 파일럿 톤들(805,807)에 적용된 송신 전력값들이 αβP, βP인 경우, 수신기는 상기 파일럿 톤들(805,807) 간의 송 신 전력값들의 비율을 계산함으로써 송신 전력 비율인 가중치 α를 추정한다. 그리고 수신기는 추정된 가중치 α을 이용하여 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값들이 βP가 될 수 있도록 변경한다. 이때, 수신기는 αβP인 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 α로 나누어서 αβP인 파일럿 톤들의 송신 전력값들이 βP가 되도록 할 수 있다. 그리고 수신기는 송신 전력값이 βP인 모든 파일럿 톤들을 이용하여 채널 정보를 추정하고, 추정된 채널 정보들을 이용하여 데이터 버스트들을 복호한다.

본 발명의 제3실시 예에 따른 송신기의 블록 구성도는 도 4와 동일하므로, 도 4를 이용하여 본 발명의 제3실시 예에 따른 송신기의 동작을 설명하고자 한다.

도 4를 참조하면, 송신기는 제1인코더(401)와 제2인코더(403)와 제1변조부(405)와 제2변조부(407)와 파일럿 톤 생성부(409)와 전력 결정부(411)와 맵퍼부(413)와 IFFT부(415)와 병렬/직렬 변경부(417)와 무선부(미도시)를 포함한다. 상기 제1인코더(401)와 상기 제2인코더(403)와 상기 제1변조부(405)와 상기 제2변조부(407)와 상기 파일럿 톤 생성부(409)와 IFFT부(415)와 상기 병렬/직렬 변경부(417)와 상기 무선부(미도시)는 앞에서 언급한 동작과 유사한 동작을 수행하므로 다시 설명하지 않으며, 상기 전력 결정부(411)와 맵퍼부(413)는 앞에서 언급한 동작과 다른 동작을 수행하므로 설명하고자 한다.

상기 전력 결정부(411)는 전체 주파수 대역에 대한 채널 상태 정보(CQI)를 고려하여 사용자별 맵 메시지들에 대응되는 송신 전력값들을 결정하고, 상기 결정된 송신 전력값들을 고려하여 시간 자원 상에서 이웃하는 파일럿 톤들 중에서 하나의 파일럿 톤에 적용할 송신 전력값을 결정한다. 이때, 전력 결정부(411)는 다음과 같은 수학식 2를 이용하여 상기 송신 전력값을 결정하고, 상기 송신 전력값은 맵 메시지에 적용되는 송신 전력값과 서브 프레임의 전체 송신 전력값 간의 관계에 의해 결정된다.

여기서

이며,

는 가중치를 나타내며,

는 기준 송신 전력값을 나타내며,

은 전체 부반송파 개수를 나타낸다.

는 전체 OFDMA 심볼들의 송신 전력값들을 일정하게 맞추기 위한 변수이며,

는 미리 지정된 시간에서 전송되는 파일럿 톤들의 부반송파 개수를 나타내며,

는 i번째 사용자의 맵 메시지에 할당된 OFDMA 심볼당 부반송파 개수를 나타내고,

는 미리 지정된 시간에서 전송되는 데이터 버스트들을 포함하는 데이터 톤들의 부반송파 개수를 나타낸다. 그리고

는 맵 메시지들에 대한 사용자들의 개수를 나타낸다.

그리고 전력 결정부(411)는 상기 결정된 송신 전력값을 이용하여 시간 자원 상에서 서로 이웃하는 파일럿 톤들에 대한 송신 전력값들을 결정한다. 좀 더 자세히 설명하면, 전력 결정부(411)는 시간 자원 상에서 이웃하는 파일럿 톤들(805,807) 중에서 하나의 파일럿 톤(805)의 송신 전력값을 기준 송신 전력값에 가중치가 곱해진 송신 전력값으로 결정하고, 나머지 파일럿 톤(807)의 송신 전력값을 기준 송신 전력값으로 결정한다.

그리고 전력 결정부(411)는 상기 사용자별 맵 메시지들에 대응되는 송신 전력값들과, 상기 데이터 버스트들에 대응되는 기준 송신 전력값과, 상기 파일럿 톤들에 대응되는 송신 전력값들을 맵퍼부(413)로 송신한다.

그리고 맵퍼부(413)는 전력 결정부(411)로부터 수신한 상기 사용자별 맵 메시지들에 대응되는 송신 전력값들과, 상기 데이터 버스트들에 대응되는 기준 송신 전력값과, 상기 파일럿 톤들에 대응되는 송신 전력값들을 이용하여 데이터 버스트와 맵 메시지 중 어느 하나를 포함하는 데이터 톤들과 상기 파일럿 톤들에 송신 전력을 할당한다. 그리고 맵퍼부(413)는 상기 데이터 톤들과 상기 파일럿 톤들을 맵핑(mapping)한 후, IFFT부(415)로 송신한다.

본 발명의 제3실시 예에 따른 수신기의 블록 구성도는 도 5와 동일하므로, 도 5를 이용하여 본 발명의 제3실시 예에 따른 수신기의 동작을 설명하고자 한다.

도 5를 참조하면, 수신기는 직렬/병렬 변경부(501)와 FFT부(503)와 디맵퍼부(505)와 전력 가중치 계산부(507)와 채널 추정부(509)와 복조부(511)와 디코더부(513)와 무선부(미도시)를 포함한다. 상기 직렬/병렬 변경부(501)와 상기 FFT부(503)와 상기 디맵퍼부(505)와 상기 복조부(511)와 상기 디코더부(513)와 상기 무선부(미도시)는 앞에서 언급한 동작과 유사한 동작을 수행하므로 다시 설명하지 않으며, 상기 전력 가중치 계산부(507)와 상기 채널 추정부(509)는 앞에서 언급한 동작과 다른 동작을 수행하므로 설명하고자 한다.

상기 전력 가중치 계산부(507)는 시간 자원 상에서 이웃하는 파일럿 톤들 간의 송신 전력값 값들을 비교하여 송신 전력 비율인 가중치를 추정하고, 추정된 가중치를 채널 추정부(509)로 송신한다. 예를 들면, 상기 파일럿 톤들에 적용된 송신 전력값들이 αβP, βP인 경우, 전력 가중치 계산부(507)는 상기 송신 전력값들의 비율을 계산함으로써 가중치 α를 추정한다.

그리고 채널 추정부(509)는 상기 가중치를 이용하여 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경한다. 예를 들면, 채널 추정부(509)는 파일럿 톤들 중에서 송신 전력값이 αβP인 파일럿 톤들을 검출하고, 상기 검출된 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 α로 나누어서 αβP인 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 βP로 변경한다. 그리고 채널 추정부(509)는 송신 전력값들이 동일하게 변경된 모든 파일럿 톤들을 이용하여 채널 정보를 추정하고, 추정된 채널 정보를 복조부(511)로 송신한다.

도 9는 봉 발명의 제3실시 예에 따른 송신기가 신호를 송신하는 흐름도 이다.

901단계에서 송신기는 서브 프레임 단위로 사용자별 맵 메시지들과 데이터 버스트들과 파일럿 신호들을 생성한다. 그리고 903단계에서 송신기는 채널 상태 정보(CQI)를 이용하여 전송될 맵 메시지들의 송신 전력값들과 전송될 데이터 버스트들의 기준 송신 전력값을 결정한 후, 905단계로 진행한다.

그리고 905단계에서 송신기는 상기 결정된 데이터 영역들의 기준 송신 전력값을 고려하여 동일한 주파수 자원 상에 위치하며 시간 자원 상에서 이웃하는 파일 럿 톤들 간의 송신 전력 비율인 가중치(α)를 결정한다. 이때, 송신기는 앞에서 언급한 <수학식 2>에 상기 결정된 맵 메시지들의 송신 전력값들과 상기 결정된 데이터 버스트들의 기준 송신 전력값을 이용하여 가중치를 결정한다. 그리고 송신기는 시간 자원 상에서 이웃하는 파일럿 톤들 중에서 하나의 파일럿 톤의 송신 전력값을 기준 송신 전력값으로 결정하고, 나머지 파일럿 톤의 송신 전력값을 상기 기준 송신 전력값에 가중치를 곱한 값으로 결정한다.

그리고 907단계에서 송신기는 903 단계 및 905 단계에서 결정된 맵 메시지들의 송신 전력값들과 데이터 버스트들의 기준 송신 전력값과 파일럿 톤들의 송신 전력값들에 따라 맵 메시지들과 데이터 버스트들을 포함하는 데이터 톤들과 파일럿 톤들에 송신 전력값들을 할당한다.

그리고 909단계에서 송신기는 데이터 톤들과 파일럿 톤들을 맵핑하고, 911단계에서 맵핑된 신호를 역고속 푸리에 변경한 후, 안테나를 통해 송신한다.

상기한 과정을 통해, 송신기는 데이터 버스트들의 송신 전력값과 맵 메시지들의 송신 전력값들을 고려하여 동일한 주파수 자원 상에서 위치하며 시간 자원 상에서 서로 이웃하는 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 서로 다르게 결정한다. 이때, 송신기는 상기 이웃하는 파일럿 톤들 중에서 하나의 파일럿 톤의 송신 전력값은 기준 송신 전력값으로 결정하고, 나머지 파일럿 톤의 송신 전력값은 기준 송신 전력값에 가중치를 곱한 값으로 송신 전력값을 결정한다. 여기서 가중치는 데이터 버스트들의 송신 전력값과 맵 메시지들의 송신 전력값들을 고려하여 결정되는 값이다.

도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수신기가 신호를 수신하는 흐름도 이 다.

1001단계에서 수신기는 송신기로부터 신호를 수신하고, 1003단계에 시간 자원 상에서 서로 이웃하는 파일럿 톤들 간의 송신 전력 비율을 계산함으로써 가중치를 추정한 후, 1005단계로 진행한다. 예를 들면, 서로 이웃하는 파일럿 톤들에 적용된 송신 전력값들이 αβP, βP인 경우, 수신기는 상기 αβP를 상기 βP로 나누어서 가중치 α를 추정한다.

그리고 1005단계에서 수신기는 상기 추정된 가중치를 이용하여 모든 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경한 후, 1007단계로 진행한다. 예를 들면, 수신기는 모든 파일럿 톤들 중에서 송신 전력값이 αβP인 파일럿 톤들을 검출하고, 상기 검출된 파일럿 톤들의 송신 전력값을 상기 가중치 α로 나누어서 상기 검출된 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 βP로 변경한다.

그리고 1007단계에서 수신기는 송신 전력값들이 동일하게 변경된 파일럿 톤들을 이용하여 채널 정보를 추정하며, 1009단계에서 상기 추정된 채널 정보를 이용하여 데이터 톤들을 복조하고, 1011단계에서 복조된 데이터 톤들을 복호화하여 데이터를 생성한다.

상기한 과정을 통해, 수신기는 서로 다른 서브 프레임들의 데이터 버스트들 간에 송신 전력값이 서로 다른 전력 비균일화 현상이 발생하더라도, 동일한 주파수 자원 상에 위치하며 시간 자원 상에서 서로 이웃하는 파일럿 톤들간의 송신 전력 비율을 이용하여 정확한 채널 정보를 추정할 수 있다.

본 발명에서 인접한다는 것은 파일럿 톤과 파일럿 톤이 연속되게 위치하는 것을 의미하며, 이웃한다는 것은 파일럿 톤들 간에 데이터 톤이 위치하며 다른 파일럿 톤이 위치하지 않는 것을 의미한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

예를 들면, 본 발명에서는 송신기가 주파수 분할 다중화 방식/분할 부호화 방식을 적용한 맵 메시지 송신 방식을 이용하여 맵 메시지를 송신하는 것으로 가정하였으나, 시간 분할 다중화 방식/분할 부호화 방식을 적용한 맵 메시지 송신 방식을 이용하여 맵 메시지를 송신하더라도 본 발명을 적용할 수 있다. 그리고 하향 링크 서브 프레임을 예시하여 본 발명을 설명하였으나, 하향 링크 서브 프레임이 아닌 다른 하향 링크 프레임에도 적용할 수 있다. 그리고 본 발명의 상세한 설명에서 파일럿 톤을 예로 들어 본 발명을 설명하였으나, 상기 파일럿 톤이 아닌 기준 신호에도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프레임의 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 하향 링크 서브 프레임의 구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 하향 링크 서브 프레임의 구조를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 송신기의 블록 구성도,

도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수신기의 블록 구성도,

도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 송신기가 신호를 송신하는 흐름도,

도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수신기가 신호를 수신하는 흐름도,

도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 하향 링크 서브 프레임의 구조를 도시한 도면,

도 9는 본 발명의 제3실시 예에 따른 송신기가 신호를 송신하는 흐름도,

도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 수신기가 신호를 수신하는 흐름도.

Claims

통신 시스템에서 송신기가 기준 신호를 송신하는 방법에 있어서,

시간 및 주파수 자원들로 구성된 서브 프레임 내의 데이터 영역에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 동일한 시간 자원 및 동일한 주파수 자원 중 어느 하나의 자원 상에 위치하는 제1 및 제2파일럿 톤들의 제1 및 제2송신 전력값들을 서로 다르게 결정하는 과정과,

상기 제1 및 제2 파일럿 톤들을 상기 결정된 제1 및 제2 송신 전력값들로 전송하는 과정을 포함하며,

상기 제1송신 전력값은 기준 송신 전력값이며, 상기 제2송신 전력은 상기 기준 송신 전력값에 가중치를 곱하여 결정된 송신 전력값임을 특징으로 하는 기준 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 가중치는 0보다 큰 값이며, 맵 메시지들의 송신 전력 값과 데이터 버스트들의 송신 전력 값과 상기 서브 프레임의 전체 송신 전력 값을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2파일럿 톤들이 상기 동일한 주파수 자원 상에 위치하며 상기 데이터 영역 내에 맵 메시지가 포함되는 제1데이터 톤과 데이터 버스트가 포함되는 제2데이터 톤을 포함하는 경우, 상기 제2송신 전력은 상기 제1데이터 톤의 송신 전력값과 상기 제2데이터 톤의 송신 전력값과 전체 송신 전력값을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 송신 방법.
제3항에 있어서,

상기 제2송신 전력은 다음과 같은 수학식을 이용하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 송신 방법.

상기
는 상기 가중치를 나타내며, 상기
는 상기 기준 송신 전력값을 나타내고, 상기
은 전체 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 전체 OFDMA 심볼들의 송신 전력값들을 일정하게 맞추기 위한 변수이고, 상기
는 미리 지정된 시간에서 전송되는 파일럿 톤들의 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 i번째 사용자의 맵 메시지에 할당된 OFDMA 심볼당 부반송파 개수를 나타내고, 상기
는 미리 지정된 시간에서 전송되는 데이터 버스트들을 포함하는 데이터 톤들의 부반송파 개수를 나 타내며, 상기
는 i번째 사용자의 맵 메시지에 적용된 송신 전력 가중치를 나타내고, 상기
는 맵 메시지들에 대한 사용자들의 개수를 나타냄.
제3항에 있어서,

상기 제1 및 제2파일럿 톤들의 제1 및 제2송신 전력값들을 서로 다르게 결정하는 과정은, 채널 상태 정보를 이용하여 상기 제1데이터 톤의 송신 전력값과 상기 제2데이터 톤의 기준 송신 전력값을 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 기준 신호 송신 방법.
통신 시스템에서 수신기가 기준 신호를 수신하는 방법에 있어서,

시간 및 주파수 자원들로 구성된 서브 프레임 내의 데이터 영역에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 동일한 시간 자원 및 동일한 주파수 자원 중 어느 하나의 자원 상에 위치하는 제1 및 제2파일럿 톤들을 수신하는 과정과,

상기 제1파일럿 톤의 제1송신 전력값과 상기 제2파일럿 톤의 제2송신 전력값 간의 비율인 가중치를 추정하는 과정과,

상기 가중치를 이용하여 상기 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경하는 과정과,

상기 송신 전력값들이 동일하게 변경된 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하는 과정을 포함하며,

상기 제1송신 전력값은 기준 송신 전력값이며, 상기 제2송신 전력은 상기 기준 송신 전력값에 상기 가중치를 곱하여 결정된 송신 전력값임을 특징으로 하는 기준 신호 수신 방법.
제6항에 있어서,

상기 제1 및 제2파일럿 톤들이 상기 동일한 주파수 자원 상에 위치하며 상기 데이터 영역 내에 맵 메시지가 포함되는 제1데이터 톤과 데이터 버스트가 포함되는 제2데이터 톤을 포함하는 경우, 상기 제2송신 전력은 상기 제1데이터 톤의 송신 전력값과 상기 제2데이터 톤의 송신 전력값과 전체 송신 전력값을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 수신 방법.
제7항에 있어서,

상기 제2송신 전력은 다음과 같은 수학식을 이용하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 수신 방법.

상기
는 상기 가중치를 나타내며, 상기
는 상기 기준 송신 전력값을 나타내고, 상기
은 전체 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 전체 OFDMA 심볼들의 송신 전력값들을 일정하게 맞추기 위한 변수이고, 상기
는 미리 지정된 시간에서 전송되는 파일럿 톤들의 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 i번째 사용자의 맵 메시지에 할당된 OFDMA 심볼당 부반송파 개수를 나타내고, 상기
는 미리 지정된 시간에서 전송되는 데이터 버스트들을 포함하는 데이터 톤들의 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 i번째 사용자의 맵 메시지에 적용된 송신 전력 가중치를 나타내고, 상기
는 맵 메시지들에 대한 사용자들의 개수를 나타냄.
제6항에 있어서,

상기 추정된 채널을 이용하여 상기 서브 프레임에 포함되는 데이터 톤들을 복조하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 기준 신호 수신 방법.
통신 시스템에서 송신기가 기준 신호를 송신하는 장치에 있어서,

시간 및 주파수 자원들로 구성된 서브 프레임 내의 데이터 영역에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 동일한 시간 자원 및 동일한 주파수 자원 축 중 어느 하나의 자원 상에 위치하는 제1 및 제2파일럿 톤들의 제1 및 제2송신 전력값들을 서로 다르게 결정하는 전력 결정부와,

상기 제1 및 제2 파일럿 톤들을 상기 결정된 제1 및 제2 송신 전력값들로 전송하는 무선부를 포함하며,

상기 제1송신 전력값은 기준 송신 전력값이며, 상기 제2송신 전력은 상기 기준 송신 전력값에 가중치를 곱하여 결정된 송신 전력값임을 특징으로 하는 기준 신호 송신 장치.
제10항에 있어서,

상기 가중치는 0보다 큰 값이며, 맵 메시지들의 송신 전력 값과 데이터 버스트들의 송신 전력 값과 상기 서브 프레임의 전체 송신 전력 값을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 송신 장치.
제10항에 있어서,

상기 제1 및 제2파일럿 톤들이 상기 동일한 주파수 자원 상에 위치하며 상기 데이터 영역 내에 맵 메시지가 포함되는 제1데이터 톤과 데이터 버스트가 포함되는 제2데이터 톤을 포함하는 경우, 상기 제2송신 전력은 상기 제1데이터 톤의 송신 전력값과 상기 제2데이터 톤의 송신 전력값과 전체 송신 전력값을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 송신 장치.
제12항에 있어서,

상기 제2송신 전력은 다음과 같은 수학식을 이용하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 송신 장치.

상기
는 상기 가중치를 나타내며, 상기
는 상기 기준 송신 전력값을 나타내고, 상기
은 전체 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 전체 OFDMA 심볼들의 송신 전력값들을 일정하게 맞추기 위한 변수이고, 상기
는 미리 지정된 시간에서 전송되는 파일럿 톤들의 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 i번째 사용자의 맵 메시지에 할당된 OFDMA 심볼당 부반송파 개수를 나타내고, 상기
는 미리 지정된 시간에서 전송되는 데이터 버스트들을 포함하는 데이터 톤들의 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 i번째 사용자의 맵 메시지에 적용된 송신 전력 가중치를 나타내고, 상기
는 맵 메시지들에 대한 사용자들의 개수를 나타냄.
제12항에 있어서,

상기 전력 결정부는 채널 상태 정보를 이용하여 상기 제1데이터 톤의 송신 전력값과 상기 제2데이터 톤의 기준 송신 전력값을 결정함을 특징으로 하는 기준 신호 송신 장치.
통신 시스템에서 수신기가 기준 신호를 수신하는 장치에 있어서,

시간 및 주파수 자원들로 구성된 서브 프레임 내의 데이터 영역에 포함되는 파일럿 톤들 중에서 동일한 시간 자원 및 동일한 주파수 자원 중 어느 하나의 자원 상에 위치하는 제1 및 제2파일럿 톤들을 수신하는 무선부와,

상기 제1파일럿 톤의 제1송신 전력값과 상기 제2파일럿 톤의 제2송신 전력값 간의 비율인 가중치를 추정하는 전력 가중치 계산부와,

상기 가중치를 이용하여 상기 파일럿 톤들의 송신 전력값들을 동일하게 변경하고, 상기 송신 전력값들이 동일하게 변경된 파일럿 톤들을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 포함하며,

상기 제1송신 전력값은 기준 송신 전력값이며, 상기 제2송신 전력은 상기 기준 송신 전력값에 상기 가중치를 곱하여 결정된 송신 전력값임을 특징으로 하는 기준 신호 수신 장치.
제15항에 있어서,

상기 제1 및 제2파일럿 톤들이 상기 동일한 주파수 자원 축 상에 위치하며 상기 데이터 영역 내에 맵 메시지가 포함되는 제1데이터 톤과 데이터 버스트가 포함되는 제2데이터 톤을 포함하는 경우, 상기 제2송신 전력은 상기 제1데이터 톤의 송신 전력값과 상기 제2데이터 톤의 송신 전력값과 전체 송신 전력값을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 수신 장치.
제16항에 있어서,

상기 제2송신 전력은 다음과 같은 수학식을 이용하여 결정됨을 특징으로 하는 기준 신호 수신 장치.

상기
는 상기 가중치를 나타내며, 상기
는 상기 기준 송신 전력값을 나타내고, 상기
은 전체 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 전체 OFDMA 심볼들의 송신 전력값들을 일정하게 맞추기 위한 변수이고, 상기
는 미리 지정된 시간에서 전송되는 파일럿 톤들의 부반송파 개수를 나타내며, 상기
는 i번째 사용자의 맵 메시지에 할당된 OFDMA 심볼당 부반송파 개수를 나타내고, 상기
는 미리 지정된 시간에서 전송되는 데이터 버스트들을 포함하는 데이터 톤들의 부반송파 개수를 나 타내며, 상기
는 i번째 사용자의 맵 메시지에 적용된 송신 전력 가중치를 나타내고, 상기
는 맵 메시지들에 대한 사용자들의 개수를 나타냄.
제15항에 있어서,

상기 추정된 채널을 이용하여 상기 서브 프레임에 포함되는 데이터 톤들을 복조하는 복조부를 더 포함함을 특징으로 하는 기준 신호 수신 장치.