KR20090107976A - 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 파일럿 전송 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중안테나를 갖는 무선 통신시스템에서 파일럿 전송 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 제1 안테나의 파일럿 한 개 및 제2 안테나의 파일럿 한 개를 포함하는 제1 OFDMA 심볼을 전송하는 단계 및 상기 제1 OFDMA 심볼의 제1 파일럿 패턴이 주파수 축에서 제1 부반송파 간격만큼 순환 시프트(cyclic shift)되어 형성된 제2 파일럿 패턴을 갖는 제2 OFDMA 심볼을 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 안테나의 파일럿 한 개 및 상기 제2 안테나의 파일럿 한 개는 주파수 축에서 서로 인접하여 있다.

파일럿 전송 방법, 파일럿 할당 구조

Description

다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 파일럿 전송 방법{METHOD OF TRANSMITTING PILOT IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM HAVING MULTIPLE ANTENNAS}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다중안테나를 갖는 무선 통신시스템에서 파일럿 전송 방법에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서 패킷(packet)은 무선 채널을 통해서 전송되는데, 무선 채널(channel) 환경에서는 시간과 주파수 영역 상에서 채널 상태가 불규칙하게 변하는 페이딩(fading) 현상이 발생한다. 따라서 수신기는 올바른 신호를 알아내기 위해서 채널 정보를 이용하여 수신 신호를 보정한다.

무선 통신 시스템은 채널 정보를 알아내기 위해서 송신기와 수신기가 모두 알고 있는 신호를 전송하여 상기 신호가 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 알아내는데, 상기 신호를 파일럿(pilot)이라고 하고, 채널 정보를 알아내는 것을 채널 추정이라고 한다.

파일럿은 실제 데이터(data)를 포함하지 않고, 높은 출력을 갖는다. 그리고, 다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 하므로, 각 송신 안테나 별로 파일럿이 존재한다.

도 1은 단일 송신 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 사용되는 파일럿 할당 구조의 일례를 나타낸 도면이다.

도 1에서 가로축은 주파수를 세로축은 시간을 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 짝수 심볼(even symbol) 및 홀수 심볼(odd symbol) 각각의 두 개의 부반송파(subcarrier)에 파일럿이 할당된다. 그러면 파일럿에 의한 오버헤드(overhead)는 약 14.28 %이다.

도 2는 두 개의 송신 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 사용되는 파일럿 할당 구조의 일례를 나타낸 도면이다.

복수의 송신 안테나를 갖는 무선 통신 시스템은 다이버시티(diversity) 이득을 얻기 위해 시공간 부호화 방법(STC: Space-Time Coding)를 사용한다. 그리고, 복수의 송신 안테나는 동시에 서로 다른 데이터 심볼(symbol)을 전송할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 심볼 각각에 제1 안테나 및 제2 안테나 각각에 대한 파일럿이 하나씩 할당된다. 그러면, 파일럿에 의한 오버헤드는 약 14.28 %이다.

도 3은 네 개의 송신 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 사용되는 파일럿 할당 구조의 일례를 나타낸 도면이다.

송신 안테나의 수가 증가할수록 다이버시티 이득은 커질 수 있다. 그리고, 송신 안테나의 수가 증가하더라도 수신기는 동일한 방법으로 채널을 추정할 수 있 다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 심볼 각각에 복수의 송신 안테나 각각에 대한 파일럿 채널이 할당된다. 즉, 네 개의 송신 안테나 각각은 각 심볼당 하나의 파일럿을 할당한다. 하나의 심볼이 14 개의 부반송파를 포함하는 경우, 파일럿에 의한 오버헤드는 약 28.57 %이다.

따라서, 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서는 송신 안테나의 수가 증가할수록 오버헤드는 크게 증가한다는 것을 알 수 있다.

일반적으로 사용되는 퍼뮤테이션(permutation) 방법에는 PUSC(Partial Usage of Subchannel), FUSC(Full Usage of Subchannel) 및 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 등이 있는데, 종래 기술에 따른 무선 통신 시스템은 퍼뮤테이션 방법(permutation scheme)에 따라 서로 다른 파일럿 할당 구조를 갖는다. 종래 기술에 따른 무선 통신 시스템에서는 퍼뮤테이션 방법이 시간상에서 분리되어 있었기 때문에 퍼뮤테이션 방법에 따라 최적화된 파일럿 할당 구조가 설계될 수 있었다.

종래 기술에 따른 파일럿 할당 방법은 송신 안테나 수가 증가함에 따라 오버헤드가 증가하는 문제점이 있다. 그리고, 종래 기술에 따른 무선 통신 시스템은 퍼뮤테이션 방법에 따라 서로 다른 파일럿 할당 구조를 갖는데, 퍼뮤테이션 방법이 시간상에서 공존할 경우에는 단일화된 파일럿 할당 구조가 필요하다. 또한 종래 기술에서는 파일럿 오버헤드가 심각해서 전송률 저하라는 문제점을 지니고 있었다.

본 발명의 목적은 다양한 퍼뮤테이션 방법에 대해 단일화된 파일럿 할당 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 오버헤드를 줄일 수 있는 파일럿 할당 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템의 전송측에서 다중안테나를 이용하여 파일럿을 전송하는 방법은 제1 안테나의 파일럿 한 개 및 제2 안테나의 파일럿 한 개를 포함하는 제1 OFDMA 심볼을 전송하는 단계; 및 상기 제1 OFDMA 심볼의 제1 파일럿 패턴이 주파수 축에서 제1 부반송파 간격만 큼 순환 시프트(cyclic shift)되어 형성된 제2 파일럿 패턴을 갖는 제2 OFDMA 심볼을 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 안테나의 파일럿 한 개 및 상기 제2 안테나의 파일럿 한 개는 주파수 축에서 서로 인접하여 있다.

바람직하게는, 위의 방법은 제3 안테나의 파일럿 한 개 및 제4 안테나의 파일럿 한 개를 포함하는 제3 OFDMA 심볼을 전송하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 위의 방법은 상기 제3 OFDMA 심볼의 제3 파일럿 패턴이 주파수 축에서 상기 제1 부반송파 간격만큼 순환 시프트되어 형성된 제4 파일럿 패턴을 갖는 제4 OFDMA 심볼을 전송하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 위의 방법에서, 상기 제1 OFDMA 심볼에는 제3 안테나의 파일럿 한 개 및 제4 안테나의 파일럿 한 개가 더 포함되어 있다.

바람직하게는, 위의 방법에서, 상기 제1 안테나의 파일럿 중 하나, 상기 제2 안테나의 파일럿 중 하나, 상기 제3 안테나의 파일럿 중 하나, 및 상기 제4 안테나의 파일럿 중 하나는 주파수 축에서 서로 인접하여 있다.

바람직하게는, 위의 방법에서, 상기 제1 안테나의 파일럿 중 하나 및 상기 제2 안테나의 파일럿 중 하나는 주파수 축에서 서로 인접하여 제1 쌍(pair)을 형성하고, 상기 제3 안테나의 파일럿 중 하나 및 상기 제4 안테나의 파일럿 중 하나는 주파수 축에서 서로 인접하여 제2 쌍을 형성하며, 상기 제1 쌍과 상기 제2 쌍은 주파수 축에서 서로 떨어져 있다

바람직하게는, 위의 방법에서, 상기 제1 OFDMA 심볼에는 제5 안테나의 파일럿 한 개 및 제6 안테나의 파일럿 한 개가 더 포함되어 있고, 상기 제3 OFDMA 심볼 에는 제7 안테나의 파일럿 한 개 및 제8 안테나의 파일럿 한 개가 더 포함되어 있다.

바람직하게는, 위의 방법에서, 상기 제3 OFDMA 심볼은 시간적으로 상기 제1 OFDMA 심볼 뒤에 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 다양한 퍼뮤테이션 방법에 대해 단일화된 파일럿 할당 구조를 사용할 수 있다.

둘째, 파일럿으로 인한 오버헤드를 줄일 수 있다.

셋째, 본 파일럿 할당 구조를 사용하면 동시간에 같은 퍼뮤테이션 모드(permutation mode)를 사용할 수 있는 시스템에서 단일화된 파일럿 할당 구조로써 활용될 수 있다. 또한 파일럿 서브캐리어 오버헤드를 효과적으로 줄여줄 수 있어 데이터 전송률을 증가시켜 줄 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여 기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

먼저, 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 전송 장치에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 전송 장치의 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 전송 장치는 스케줄러(scheduler)(410), 인코더(encoder)(420), 자원 매핑(mapping)부(430), MIMO 인코더 (multiple input multiple output encoder) (440), 프리코더(precoder)(450), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 심볼 생성부(460), 파일럿 추가부(470) 및 역고속 푸리에 변환부(inverse fast Fourier transform, 이하 "IFFT"라 함)(480)를 포함한다.

스케줄러(410)는 사용자 데이터를 자원에 할당하는데 관련된 여러 가지 요소를 결정한다. 즉, 자원 할당 타입(type), MIMO 모드, 랭크(rank), MCS(modulation and coding rate) 레벨, 부스팅 값(power boosting value), SU(single user)-MIMO 인지 MU(multi user)-MIMO인지 여부 등을 결정한다. 자원 할당 타입에는 분산형(distributed) 자원 할당과 집중형(localized) 자원 할당이 있고, MIMO 모드에는 개루프(open-loop, OL) 전송 방식과 폐루프(closed-loop, CL) 전송 방식이 있다.

인코더(420)는 입력된 데이터 스트림(stream)을 채널 코딩하고 변조한다.

채널 코딩은 데이터가 채널을 통해 전송되는 도중에 발생하는 에러(error)를 수신측에서 정정할 수 있도록 시스템 비트들(system bits)에 패리티 비트들(parity bits)을 추가하는 것이다. 채널 코딩 방법으로서 콘볼루션 코딩(convolutional coding), 터보 코딩(turbo coding) 또는 저밀도 패러티 검사(Low Density Parity Check, LDPC) 코딩 방법 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

변조 방식에는 직교 위상 편이 변조(quadrature phase shift keying, QPSK) 또는 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM) 등이 있다.

자원 매핑부(430)는 변조된 심볼을 시간-주파수 영역 자원에 매핑한다.

MIMO 인코더(440)는 매핑된 데이터를 다중 안테나 인코딩한다. 다중 안테나 인코딩은 데이터 심볼들을 다수의 송신 안테나를 통해 전송하는 경우, 시스템의 용량(capacity), 쓰루풋(throughput) 및 커버리지(coverage) 등을 증대시키기 위해 데이터를 미리 약속된 방법으로 처리하는 것이다.

다중 안테나 인코딩 방법으로는 공간 분할 다중화(Spatial Division Multiplexing, SDM) 기법, 시간 및 공간 블록 코딩(Spatial Time Block Coding, STBC) 기법, 공간 및 주파수 블록 코딩(Spatial Frequency Block Coding, SFBC) 기법, 선형 분산 코딩(Linear Dispersion Coding, LDC) 기법 등이 있다.

SDM 기법은 송신측에서 각 안테나에 각각 독립적인 데이터를 보냄으로써 송신율을 극대화시키는 방법이다. STBC 기법은 안테나, 즉 공간 영역과 시간 영역에 걸쳐서 심볼 레벨(level)에서 코딩을 걸어줌으로써 안테나(antenna) 다이버시티 이득과 코딩 이득을 얻어 링크 레벨(link level) 성능을 향상시키는 기술이다. SFBC 기법은 안테나, 즉 공간 영역과 주파수 영역에 걸쳐서 심볼 레벨에서 코딩을 걸어줌으로써 안테나 다이버시티 이득과 코딩 이득을 얻어 링크 레벨 성능을 향상시키는 기술이다. LDC는 SDM 기법과 STBC 기법을 조합하여 일반화한 것이다.

프리코더(450)는 MIMO 인코딩된 데이터에 프리코딩 벡터를 곱하고, OFDMA 심볼 생성부(460)는 데이터를 OFDMA 심볼에 매핑한다.

파일럿 추가부(470)는 OFDMA 심볼에 매핑된 데이터에 파일럿을 추가한다. 파일럿 추가부(470)의 위치는 무선 통신 시스템에 따라 달라질 수 있다. 파일럿 추가부(470)는 기준 코드 시퀀스로부터 소정의 방법에 의해 미리 생성된 복수의 파일럿 시퀀스를 저장하고 있다가 데이터가 입력되면 미리 설정된 위치에 파일럿을 추가한다. 미리 설정된 위치는 프리엠블(preamble) 또는 미드앰블(midamble)에 있을 수 있다. 파일럿의 추가에 대해서는 뒤에서 자세히 설명한다.

IFFT(480)는 주파수 영역의 데이터를 시간영역으로 변환한다.

이하, 파일럿 추가부(470)가 파일럿을 다중 안테나로 송신하기 위해 부반송파에 할당하는 방법에 대해 자세히 설명한다.

먼저, 자원 블록에 파일럿을 할당할 때 고려해야 하는 요소들에 대해서 설명한다. 자원 블록(resource block, RB)은 자원 요소(resource element, RE)들의 집 합이다. 자원 요소는 주파수축으로 1개의 부반송파와 시간축으로 1개의 OFDMA(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼로 구성되는 자원 할당 단위이다. 따라서, 자원 블록은 적어도 하나 이상의 자원 요소를 포함하고, 적어도 하나 이상의 부반송파와 적어도 하나 이상의 OFDMA 심볼로 구성된다.

첫째, 파일럿 간의 간격을 고려한다. 이동 속도에 대한 상관 지속 시간(coherent time)을 고려할 때 시간축에서 파일럿 간의 간격은 2 내지 3 OFDMA 심볼을 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 주파수 선택적 특성을 고려하면 주파수축에서 파일럿 간의 간격은 8 내지 9 부반송파 이내를 유지하는 것이 바람직하다. 다만, 이와 같은 조건들은 파일럿의 채널 추정 성능과 데이터 전송율의 트레이드 오프(Trade-off)에 따라 조절될 수 있다.

둘째, 전력 부스팅(power boosting)을 고려한다. 전력 부스팅이란 채널 추정 성능을 향상시키기 위해 파일럿의 전력을 높이는 것이다.

파일럿의 전력을 부스팅하기 위해 데이터의 전력을 차용(Stealing or Puncturing)하면, 채널 추정 성능은 향상되지만, 채널 상황이 좋지 않은 경우 데이터 영역의 전력 손실로 인해 데이터 처리 능력은 떨어질 수 있다. 파일럿의 전력을 부스팅할 때 데이터의 전력을 차용하면, OFDMA 심볼 간에 전력 차이는 발생하지 않는다.

그러나, 데이터의 전력을 차용하지 않고 파일럿의 전력을 부스팅(boosting)한다면, OFDMA 심볼 간에 전력 차이가 발생할 수 있다. 그러면, 전력 증폭기(power amplifier, PA)의 가용 최대 전력은 부스팅된 파일럿의 전력을 기준으로 설정된다. 따라서, 전력 범위가 넓은 비싼 전력 증폭기를 사용해야 하거나, 전력 증폭기의 전력 효율성(Power Efficiency)이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

OFDMA 심볼간 전력 불균등을 피하기 위해서는 데이터 영역의 전력을 차용하거나 OFDMA 심볼 각각에 동일한 수의 파일럿을 할당하는 것이 바람직하다.

그리고, 복수의 송신 안테나에 대한 파일럿을 할당하는 경우 하나의 OFDMA 심볼 내에서 복수의 송신 안테나 각각에 대한 파일럿들의 전력 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 복수의 송신 안테나 각각에 대한 파일럿들의 전력차이를 줄이기 위해, OFDMA 심볼 각각에 모든 송신 안테나에 대한 파일럿을 할당하는 것이 바람직하다.

셋째, 다중안테나 전송 기법을 고려한다. 예를 들어, 네 개의 송신 안테나를 지원하는 무선 통신 시스템에서 파일럿 할당 방법은 공간 주파수 블록 코딩(spatial frequency block coding, SFBC), 공간 시간 블록 코딩(spatial time block coding, STBC) 및 공간 다중화(spatial multiplexing, SM) 등을 고려한다.

공간 주파수 블록 코딩을 사용하는 경우에는 복수의 송신 안테나에 대한 코딩이 걸리는 두 부반송파 간의 채널이 플랫(Flat)할수록 채널 추정 성능이 향상하고, 공간 시간 블록 코딩을 사용하는 경우에는 복수의 송신 안테나에 대한 코딩이 걸리는 두 심볼 간의 채널이 플랫 할수록 채널 추정 성능이 향상한다.

따라서, 무선 통신 시스템이 공간 주파수 블록 코딩을 지원하는 경우에는 복수의 송신 안테나에 대한 파일럿이 주파수 영역에서 연접하여 위치하도록 할당하는 것이 바람직하고, 무선 통신 시스템이 공간 시간 블록 코딩을 지원하는 경우에는 복수의 송신 안테나에 대한 파일럿이 시간 영역에서 연접하여 위치하도록 할당하는 것이 바람직하다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 대해 도 5 내지 29를 참조하여 설명한다.

본 발명의 실시예에서는 파일럿 할당 구조를 자원 블록 단위로 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 구조는 프레임 내에서 주파수 영역 및 시간 영역으로 반복하여 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 구조는 상향링크(uplink) 및 하향링크(downlink)에 모두 적용될 수 있고, 복수의 송신 안테나 각각의 파일럿 구조는 서로 바꾸어 적용될 수 있다.

파일럿으로 공통 파일럿(common pilot)만 사용할 수도 있고, 전용 파일럿(dedicated pilot)만 사용할 수도 있고, 공통 파일럿과 전용 파일럿을 함께 사용할 수도 있다. 제어 채널이나 프리엠블에는 파일럿이 할당되지 않을 수도 있고, 제어 채널이나 프리엠블에 전용 파일럿이 할당될 수도 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 파일럿 할당 구조는 MBS(Multicast broadcast service) 데이터 전송에도 적용될 수 있다.

도 5 내지 29는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 자원 블록에 복수의 송신 안테나의 파일럿이 할당된 구조를 나타낸다.

도 5 내지 29에서 가로축은 시간을 세로축은 주파수를 나타내고, 가로축에서 한 칸은 하나의 OFDMA 심볼을 나타내고, 세로축에서 한 칸은 하나의 부반송파를 나 타낸다. 그리고 하나의 OFDMA 심볼과 하나의 부반송파로 이루어진 영역은 하나의 자원 요소를 나타낸다.

다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 하므로, 각 송신 안테나 별로 파일럿이 존재한다. n번째 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알기 위한 파일럿을 제n 송신 안테나의 파일럿이라고 정의한다(1≤n≤8). 예를 들어, 1번째 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알기 위한 파일럿을 제1 송신 안테나의 파일럿이라고 정의한다

아래 도면에서 자원요소에 'n'이라고 표시된 것은 제n 송신 안테나의 파일럿이 할당된 것을 나타낸다(1≤n≤8). 예를 들어, 자원요소에 '2'라고 표시된 것은 제2 송신 안테나의 파일럿이 할당된 것을 나타낸다. 아무런 표시가 없는 자원요소에는 데이터가 할당될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 송신 안테나가 2개, 4개, 또는 8개인 경우를 예로 들어 설명하나, 본 발명은 송신 안테나 수가 이와 다른 경우에도 적용될 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에서는 18 개의 부반송파와 6 개의 OFDMA 심볼로 이루어진 자원 블록을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 다른 크기의 자원 블록에도 적용될 수 있다. 18개의 부반송파와 6개의 OFDMA 심볼로 구성된 자원 블록은 총 108(18*6)개의 자원 요소로 이루어지는데, 각 자원 요소는 하나의 부반송파와 하나의 OFDMA 심볼로 이루어지는 조합을 나타낸다. 이하, 본 발명에서 m번째 OFDMA 심볼의 n번째 부반송파에 대응하는 자원 요소는 "E(m,n)"으로 표기하기로 한다. 예 를 들어, 2번째 OFDMA 심볼의 3번째 부반송파에 대응하는 자원 요소는 "E(2,3)"로 표기된다. 이하, 도 5 내지 도 29의 자원 블록에서, m 및 n은 1≤m≤6, 1≤n≤18을 만족하는 값이다.

본 발명에서 '순환 시프트(cyclic shift)'는, k개의 요소가 순차적으로 배열된 집합에서 각 요소의 값을 시프트(shift, 이동)하여 각 요소의 값을 치환(permutation)하는 방법으로서, 첫 번째 요소의 값은 마지막 요소의 값으로 치환되는 방식의 시프트 방법을 일컫는다. 이 방법은, 본 발명의 기술 분야에서도 이미 널리 알려져 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 5는 두 개의 송신 안테나를 사용하는 경우의 파일럿 할당구조로서, 도 5를 보면, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,1), E(1,11), E(3,3), E(3,13), E(5,7), 및 E(5,17)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,2), E(1,12), E(3,4), E(3,14), E(5,8), E(5,18)에 할당된다.

도 5의 실시예의 주 목적은 MIMO 기술인 SFBC 적용을 용이하게 하고, 파일럿 할당구조를 인접 셀 및 섹터 간에 쉽게 시프트(shift)하여 신호의 충돌을 최소화 시키고, 공통 파일럿 및 전용 파일럿을 효과적으로 적용할 수 있게 하고, 안테나 밸런싱(balancing) 문제를 해결하는데 있다. 여기서 안테나 밸런싱은 하나의 OFDMA 심볼에, 하나의 자원 블록을 통해 전송되는 모든 파일럿들이 어떤 비율로 할당되는 가를 나타낸다. 일반적으로 하나의 OFDMA 심볼에, 하나의 자원 블록을 통해 전송 되는 모든 파일럿들이 동등한 비율로 할당되는 것이 바람직하다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 SFBC의 쉬운 적용을 위하여 주파수 측으로 인접하여 할당이 된다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 하나의 OFDMA 심볼 안에서 주파수 측으로 9개의 서브캐리어 간격으로 연속해서 할당이 이루어지고 이렇게 할당된 파일럿들은 다음 심볼에서는 일정 서브캐리어 간격으로 시프트되어 할당이 적용된다. 하나의 서브프레임 안에서 채널 추정 성능을 올리기 위하여 매 OFDMA 심볼 마다 파일럿을 할당하지는 않고, 그리고 하나(혹은 그 이상의) OFDMA 심볼 간격을 두며 할당을 한다.

이러한 파일럿 할당은 정규 서브프레임(regular subframe)/비정규 서브프레임(irregular subframe)에 상관없이 동일한 할당 구조를 가져갈 수 있으며, 일부는 공통 파일럿 일부는 전용 파일럿으로 나뉘어 사용될 수도 있다. 또한 전부 전용 파일럿, 전부 공통 파일럿으로 적용될 수도 있다. 여기서 정규 서브프레임 및 비정규 서브프레임은 OFDMA에 사용되는 순환 전치(cyclic prefix)의 길이에 따라 서브프레임 내에 포함되는 OFDMA 심볼의 개수에 의해 구분되는 프레임 타입을 의미한다.

도 6의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 6의 파일럿 할당 구조는 인접 셀 또는 인접 섹터 간 파일럿 구조를 효과적으로 쉬프트(shift)하여 할당하는 방법으로서, 파일럿 간 충돌을 피하는 구조를 가진다. 만약 인접하는 3개의 셀의 파일럿 구조를 정의할 시는 다음과 같이 도 6 의 (a), (b), (c)의 파일럿 패턴을 가질 수 있다. 여기서, 도 6의 (a)는 셀 A의 파일럿 패턴, 도 6의 (b)는 셀 B의 파일럿 패턴, 도 6의 (c)는 셀 C의 파일럿 패턴으로 사용될 수 있다.

도 6의 (a)에 의한 파일럿 할당구조는 도 5에 의한 파일럿 할당구조와 동일하다. 도 6의 (b)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 6의 (a)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트(cyclic shift)한 구조와 동일하다. 도 6의 (c)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 6의 (b)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 7은 두 개의 송신 안테나를 사용하는 경우의 파일럿 할당구조로서, 도 7의 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿이 할당된 위치는 도 5의 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿이 할당된 위치와 동일하다. 도 7에서, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(2,1), E(2,11), E(4,3), E(4,13), E(6,7), 및 E(6,17)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(2,2), E(2,12), E(4,4), E(4,14), E(6,8), E(6,18)에 할당된다.

도 7의 실시예의 주 목적은 MIMO 기술인 SFBC 적용을 용이하게 하고, 파일럿 할당구조를 인접 셀 및 섹터 간에 쉽게 시프트(shift)하여 신호의 충돌을 최소화 시키고, 공통 파일럿 및 전용 파일럿을 효과적으로 적용할 수 있게 하고, 안테나 밸런싱 문제를 해결하는데 있다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 SFBC 의 쉬운 적용을 위하여 주파수 측으로 인접하여 할당이 된다. 제1 송신 안테나 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 하나의 OFDMA 심볼 안에서 주파수 측으로 9개의 서브캐리어 간격으로 연속해서 할당이 이루어진다. 하나의 서브프레임 안에서 채널 추정 성능을 올리기 위하여 매 OFDMA 심볼 마다 파일럿을 할당하지는 않고 하나(혹은 그 이상의) OFDMA 심볼 간격을 두며 할당을 한다. 마찬가지로 제3 송신 안테나의 파일럿과 제4 송신 안테나의 파일럿은 제1, 및 제2 송신 안테나 파일럿이 할당된 OFDMA 심볼에 인접한 심볼의 같은 주파수 위치에 인접하여 할당한다. 역시 제3, 및 제4 송신 안테나의 파일럿도 9개의 서브캐리어 간격으로 반복하여 할당된다. 이렇게 두 개의 OFDMA 심볼에 인접하여 4개의 송신 안테나의 파일럿을 할당하고 이를 서브프레임 내의 인접한 두 개의 OFDMA 심볼마다 시프트하여 할당한다.

이러한 파일럿 할당은 정규 서브프레임(regular subframe)/비정규 서브프레임(irregular subframe)에 상관없이 동일한 할당 구조를 가져갈 수 있으며, 일부는 공통 파일럿 일부는 전용 파일럿으로 나뉘어 사용될 수도 있다. 또한 전부 전용 파일럿, 전부 공통 파일럿으로 적용될 수도 있다.

도 8의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 8의 파일럿 할당 구조는, 도 6의 파일럿 할당구조와 마찬가지로, 인접 셀 또는 인접 섹터 간 파일럿 구조를 효과적으로 쉬프트(shift)하여 할당하는 방법으로서, 파일럿 간 충돌을 피하는 구조를 가진다. 만약 인접하는 3개의 셀의 파일럿 구조를 정의할 시는 다음과 같이 도 6의 (a), (b), (c)의 파일럿 패턴을 가질 수 있다. 여기서, 도 8의 (a)는 셀 A의 파일럿 패턴, 도 8의 (b)는 셀 B의 파일럿 패턴, 도 8의 (c)는 셀 C의 파일럿 패턴으로 사용될 수 있다.

도 8의 (a)에 의한 파일럿 할당구조는 도 7에 의한 파일럿 할당구조와 동일하다. 도 8의 (b)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 8의 (a)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다. 도 8의 (c)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 8의 (b)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다.

도 8에서, 셀 또는 섹터 간의 파일럿 할당을 위한 시프트 오프셋(shift offset)은 서로 다르게 적용될 수도 있다. 즉 셀 A, B, C간의 파일럿 할당 구조는 셀 별로 서로 바뀌어서 적용될 수 있다. 적용되는 시프트 오프셋 값은 1부터 18(기본 자원 블록의 크기) 사이의 수로 적용 가능하다. 물론 필요한 경우에는, 시프트 오프셋의 값이 기본 자원 블록 크기의 정수의 배수가 될 수도 있다. 시프트는 주파수 축으로 하지만 물론 시간 축으로도 가능하다.

인접하는 셀을 3개 이상으로 확장할 시는 위의 구조를 반복하여 사용하거나 일정 서브캐리어 오프셋만큼 혹은 일정 OFDMA 심볼 오프셋만큼 시프트시켜 적용할 수 있다.

본 발명의 파일럿 할당 구조는 프레임 혹은 서브프레임 내에서 시간 및 주파수 영역으로 반복하여 적용될 수 있다. 각 안테나의 파일럿 구조는 안테나 별로 서로 바꾸어서 적용될 수 있다. 상/하향링크에 상관없이 모두 적용될 수 있으며 공통 파일럿으로만 사용할 수도 있고 전용 파일럿으로만 사용할 수도 있고 두 가지를 같이 사용할 수도 있다. 두 가지를 같이 사용하는 경우는 서브프레임 내에서 같이 사용할 수도 있고, 일부 서브프레임은 전용 파일럿을 사용하고 CQI(channel quality information)나 PMI 피드백(precoding matrix index feedback)을 위한 경우들을 위하여 공통 파일럿으로 활용할 수 있다. 본 발명은 MBS(Multicast broadcast service) 데이터 전송의 파일럿 할당 구조에도 적용될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 9는 두 개의 송신 안테나를 사용하는 경우의 파일럿 할당구조로서, 도 9를 보면, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,1), E(2,11), E(3,3), E(4,13), E(5,7), 및 E(6,17)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,2), E(2,12), E(3,4), E(4,14), E(5,8), E(6,18)에 할당된다.

도 9의 실시예의 주 목적은, MIMO 기술인 파일럿을 제외한 데이터 서브캐리어들이 항상 2개 이상으로 짝지어질(pairing) 수 있게 하여 SFBC 적용을 용이하게 하고, 파일럿 할당구조를 인접 셀 및 섹터 간에 쉽게 시프트(shift)하여 신호의 충돌을 최소화 시키고, 공통 파일럿 및 전용 파일럿을 효과적으로 적용할 수 있게 하고 안테나 밸런싱 문제를 해결하는데 있다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 SFBC 의 쉬운 적용을 위하여 주파수 측으로 인접하여 할당이 된다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 하나의 OFDMA 심볼 안에서 주파수 측으로 18개의 서브캐리어 간격으로 연속해서 할당이 이루어지고 이렇게 할당된 파일럿들은 다음 심볼에서는 일정 서브캐리어 간격으로 시프트되어 할당이 적용된다. 인접한 제1 송신 안테나와 제2 송신 안테나의 파일럿은 매 OFDMA 심볼마다 시프트되어 할당이 된다.

이러한 파일럿 할당은 정규 서브프레임/비정규 서브프레임에 상관없이 동일한 할당 구조를 가져갈 수 있으며, 일부는 공통 파일럿 일부는 전용 파일럿으로 나뉘어 사용될 수도 있다. 또한 전부 전용 파일럿, 전부 공통 파일럿으로 적용될 수도 있다.

도 10의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 10의 파일럿 할당 구조는, 도 6의 파일럿 할당구조와 마찬가지로, 인접 셀 또는 인접 섹터 간 파일럿 구조를 효과적으로 쉬프트(shift)하여 할당하는 방법으로서, 파일럿 간 충돌을 피하는 구조를 가진다. 만약 인접하는 3개의 셀의 파일럿 구조를 정의할 시는 다음과 같이 도 10의 (a), (b), (c)의 파일럿 패턴을 가질 수 있다. 여기서, 도 10의 (a)는 셀 A의 파일럿 패턴, 도 10의 (b)는 셀 B의 파일럿 패턴, 도 10의 (c)는 셀 C의 파일럿 패턴으로 사용될 수 있다.

도 10의 (a)에 의한 파일럿 할당구조는 도 9에 의한 파일럿 할당구조와 동일하다. 도 10의 (b)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 10의 (a)에 의한 파일럿 할당구 조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다. 도 10의 (c)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 10의 (b)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 11은 네 개의 송신 안테나를 사용하는 경우의 파일럿 할당구조로서, 도 11의 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿이 할당된 위치는 도 9의 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿이 할당된 위치와 동일하다. 도 11에서, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,11), E(2,1), E(3,13), E(4,3), E(5,17), 및 E(6,7)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,12), E(2,2), E(3,14), E(4,4), E(5,18), E(6,8)에 할당된다.

도 11의 실시예의 주 목적은 MIMO 기술인 파일럿을 제외한 데이터 서브캐리어들이 항상 2개 이상으로 짝지어질 수 있게 하여 SFBC 적용을 용이하게 하고 파일럿 할당구조를 인접 셀 및 섹터 간에 쉽게 시프트(shift)하여 신호의 충돌을 최소화 시키고, 공통 파일럿 및 전용 파일럿을 효과적으로 적용할 수 있게 하고 안테나 밸런싱 문제를 해결하는데 있다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 SFBC의 쉬운 적용을 위하여 주파수 축으로 인접하여 할당이 된다. 제1 송신 안테나 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 하나의 OFDMA 심볼 안에서 주파수 측으로 18개의 서브캐리어 간격으로 연속해서 할당이 이루어진다. 인접한 제1 송신 안테나와 제2 송신 안테나의 파일럿은 매 OFDMA 심볼마다 시프트되어 할당이 된다.

마찬가지로 제3 송신 안테나의 파일럿과 제4 송신 안테나의 파일럿은 제1, 및 제2 송신 안테나 파일럿이 할당된 OFDMA 심볼에 인접한 옆 심볼에 같은 주파수 위치에 인접하여 할당한다. 역시 제3 및 제4 송신 안테나의 파일럿도 18 서브캐리어 간격으로 반복하여 할당된다. 이렇게 2개의 OFDMA 심볼에 인접하여 4개의 송신 안테나의 파일럿을 할당하고 이를 서브프레임 내의 인접 2 OFDMA 심볼마다 시프트하여 할당한다.

이러한 파일럿 할당은 정규 서브프레임/비정규 서브프레임에 상관없이 동일한 할당 구조를 가져갈 수 있으며, 일부는 공통 파일럿 일부는 전용 파일럿으로 나뉘어 사용될 수도 있다. 또한 전부 전용 파일럿, 전부 공통 파일럿으로 적용될 수도 있다.

도 12의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 12의 파일럿 할당 구조는, 도 6의 파일럿 할당구조와 마찬가지로, 인접 셀 또는 인접 섹터 간 파일럿 구조를 효과적으로 쉬프트(shift)하여 할당하는 방법으로서, 파일럿 간 충돌을 피하는 구조를 가진다. 만약 인접하는 3개의 셀의 파일럿 구조를 정의할 시는 다음과 같이 도 12의 (a), (b), (c)의 파일럿 패턴을 가질 수 있다. 여기서, 도 12의 (a)는 셀 A의 파일럿 패턴, 도 12의 (b)는 셀 B의 파일럿 패턴, 도 12의 (c)는 셀 C의 파일럿 패턴으로 사용될 수 있다.

도 12의 (a)에 의한 파일럿 할당구조는 도 11에 의한 파일럿 할당구조와 동일하다. 도 12의 (b)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 12의 (a)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다. 도 12의 (c)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 12의 (b)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다.

이 때, 셀 또는 섹터 간의 파일럿 할당을 위한 시프트 오프셋은 서로 다르게 적용될 수도 있다. 즉 셀 A, B, C간의 파일럿 할당 구조는 셀 별로 서로 바뀌어서 적용될 수 있다. 적용되는 시프트 오프셋 값은 1부터 18(기본 자원 블록의 크기) 사이의 수로 적용 가능하다. 물론 필요한 경우 시프트 오프셋의 값이 기본 자원 블록 크기의 정수 배가 될 수도 있다. 시프트는 주파수 축으로 하지만 물론 시간 축으로도 가능하다.

인접하는 셀을 3개 이상으로 확장할 시는 위의 구조를 반복하여 사용하거나 일정 서브캐리어 오프셋만큼 혹은 일정 OFDMA 심볼 오프셋만큼 시프트시켜 적용시킬 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 13에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,1), E(2,7), E(3,13), E(4,3), E(5,9), 및 E(6,15)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,2), E(2,8), E(3,14), E(4,4), E(5,10), 및 E(6,16)에 할당되고, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,3), E(2,9), E(3,15), E(4,5), E(5,11), 및 E(6,17)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,4), E(2,10), E(3,16), E(4,6), E(5,12), 및 E(6,18)에 할당된다.

도 13에서는, OFDMA 심볼당 4개 안테나의 파일럿들을 모두 인접하여 할당을 하고 이를 인접 OFDMA 심볼 마다 시프트하여 할당을 한다.

본 발명의 파일럿 할당 구조들은 프레임 혹은 서브프레임 내에서 시간 및 주파수 영역으로 반복하여 적용된다. 각 안테나의 파일럿의 구조는 안테나 별로 서로 바꾸어서 적용될 수 있다. 상/하향링크에 상관없이 모두 적용될 수 있으며 공통 파일럿으로만 사용할 수도 있고 전용 파일럿으로만 사용할 수도 있고 두 가지를 같이 사용할 수도 있다. 두 가지를 같이 사용하는 경우는 서브프레임 내에서 같이 사용할 수도 있고, 일부 서브프레임은 전용 파일럿을 사용하고 CQI나 PMI 피드백을 위한 경우들을 위하여 공통 파일럿으로 활용할 수 있다. 본 실시예는 MBS 데이터 전송의 파일럿 할당 구조에도 적용될 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 14에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,1), E(2,10), E(3,3), E(4,12), E(5,5), 및 E(6,14)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,10), E(2,1), E(3,12), E(4,3), E(5,14), 및 E(6,5)에 할당되고, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,2), E(2,11), E(3,4), E(4,13), E(5,6), 및 E(6,15)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,11), E(2,2), E(3,13), E(4,4), E(5,15), 및 E(6,6)에 할당되 고, 제5 송신 안테나의 파일럿은 E(1,3), E(2,12), E(3,5), E(4,14), E(5,7), 및 E(6,16)에 할당되고, 제6 송신 안테나의 파일럿은 E(1,12), E(2,3), E(3,14), E(4,5), E(5,16), 및 E(6,7)에 할당되고, 제7 송신 안테나의 파일럿은 E(1,4), E(2,13), E(3,6), E(4,15), E(5,8), 및 E(6,17)에 할당되고, 제8 송신 안테나의 파일럿은 E(1,13), E(2,4), E(3,15), E(4,6), E(5,17), 및 E(6,8)에 할당된다.

도 14와 같이 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿, 제3 송신 안테나의 파일럿과 제4 송신 안테나의 파일럿, 제5 송신 안테나의 파일럿과 제6 송신 안테나의 파일럿, 제7 송신 안테나의 파일럿과 여덟 번째 송신 안테나의 파일럿은 각각 2개의 OFDMA 심볼상에서 인접하여 할당한다. 주파수 측으로 각 안테나 별로 하나의 OFDMA 심볼 안에서 전체 주파수 대역으로 18개의 서브캐리어 간격으로 연속해서 할당이 이루어지고 이렇게 할당된 파일럿들은 다음 심볼에서는 일정 서브캐리어 간격으로 시프트되어 할당이 적용된다. 8개의 송신 안테나의 파일럿은 도 14와 같이 모두 인접하여 할당할 수도 있고 안테나 별로 일정 서브캐리어 간격으로 시프트하여 할당할 수도 있다. 이렇게 인접하여(혹은 인접하지 않게) 할당된 8개의 안테나 파일럿들은 인접하는 두 개의 OFDMA 심볼마다 일정 서브캐리어 간격으로 시프트하여 할당된다. 이러한 파일럿 할당은 정규 서브프레임/비정규 서브프레임에 상관없이 동일한 할당 구조를 가져갈 수 있으며, 일부는 공통 파일럿 일부는 전용 파일럿으로 나뉘어 사용될 수도 있다. 또한 전부 전용 파일럿, 전부 공통 파일럿으로 적용될 수도 있다. 본 실시예 핵심은 OFDMA 심볼당 안테나의 파워 밸런싱을 맞추기 위하여 하나의 OFDMA 심볼안에 모든 안테나의 파일럿을 고르게 할당하는 점에 있다.

도 15의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 15의 파일럿 할당 구조는, 도 6의 파일럿 할당구조와 마찬가지로, 인접 셀 또는 인접 섹터 간 파일럿 구조를 효과적으로 쉬프트(shift)하여 할당하는 방법으로서, 파일럿 간 충돌을 피하는 구조를 가진다. 만약 인접하는 3개의 셀의 파일럿 구조를 정의할 시는 다음과 같이 도 15의 (a), (b), (c)의 파일럿 패턴을 가질 수 있다. 여기서, 도 15의 (a)는 셀 A의 파일럿 패턴, 도 15의 (b)는 셀 B의 파일럿 패턴, 도 15의 (c)는 셀 C의 파일럿 패턴으로 사용될 수 있다.

도 15의 (a)에 의한 파일럿 할당구조는 도 14에 의한 파일럿 할당구조와 동일하다. 도 15의 (b)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 15의 (a)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다. 도 15의 (c)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 15의 (b)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다.

이 때, 셀 또는 섹터 간 파일럿 할당을 위한 시프트 오프셋은 서로 다르게 적용될 수도 있다. 즉 셀 A, B, C간의 파일럿 할당 구조는 셀 또는 섹터 별로 서로 바뀌어서 적용될 수 있다. 적용되는 시프트 오프셋 값은 1부터 18(기본 자원 블록의 크기) 사이의 수로 적용 가능하다. 물론 필요한 경우 시프트 오프셋의 값이 기본 자원 블록 크기의 정수배가 될 수도 있다. 시프트는 주파수 축으로 하지만 물 론 시간 축으로도 가능하다. 인접하는 셀을 3개 이상으로 확장할 시는 위의 구조를 반복하여 사용하거나 일정 서브캐리어 오프셋 만큼 혹은 일정 OFDMA 심볼 오프셋만큼 시프트시켜 적용시킨다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 16에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,1), E(2,13), E(5,5), 및 E(6,17)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,2), E(2,14), E(5,6), 및 E(6,18)에 할당되고, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,5), E(2,17), E(5,1), 및 E(6,13)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,6), E(2,18), E(5,2), 및 E(6,14)에 할당된다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 17에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,1), E(2,11), E(5,7), 및 E(6,17)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,2), E(2,12), E(5,8), 및 E(6,18)에 할당되고, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,11), E(2,1), E(5,17), 및 E(6,7)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,12), E(2,2), E(5,18), 및 E(6,8)에 할당된다.

도 16 및 도 17의 실시예의 주 목적은 파일럿을 제외한 데이터 서브캐리어들이 항상 2의 배수로 인접하여 짝을 이룰 수 있게 하여 SFBC 적용을 용이하게 하고, 파일럿 할당 구조가 인접 셀 및 섹터 간에 쉽게 시프트 되도록 하여 신호간 충돌을 최소화 시키고, 공통 파일럿 및 전용 파일럿을 효과적으로 적용할 수 있게 하고, 안테나간 파워 밸런싱 문제를 최소화하는데 있다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 SFBC의 쉬운 적용을 위하여 주파수 측으로 인접하여 할당이 되고 파일럿을 제외한 데이터 서브캐리어들이 0을 포함하여 2의 배수로 인접하여 짝지어 질 수 있게 파일럿을 할당을 한다. 파일럿 오버헤드를 최소화하는 동시에 자원 블록의 경계(edge)쪽의 서브캐리어에 대한 채널 측정 성능을 높이기 위하여 가운데의 두 개의 OFDMA 심볼(세 번째, 네 번째)에는 파일럿을 할당하지 않는다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 하나의 OFDMA 심볼 안에서 주파수 측으로 18개의 서브캐리어 간격으로 연속해서 할당이 이루어 지고 이렇게 할당된 파일럿들은 다음 심볼에서는 일정 서브캐리어 간격으로 시프트되어 할당이 적용된다. 이 간격은 미리 결정될 수도 있고 시그널링(signaling)될 수도 있다. 시프트되는 패턴은 매 인접 OFDMA 심볼마다 SFBC 지원이 용이하게 되는 조건으로 시프트된다. 즉, 매 OFDMA 심볼에서 모든 파일럿 서브캐리어간의 간격은 0을 포함한 2의 배수를 유지할 수 있도록 시프트한다. 이러한 파일럿 할당은 정규 서브프레임/비정규 서브프레임 상관 없이 같은 할당 구조를 가져갈 수 있다. 비정규 서브프레임의 경우, OFDMA 심볼의 수가 5인 경우는 본 발명의 구조를 기준으로 파일럿이 할당되어 있지 않은 세 번째 혹은 네 번째 OFDMA 심볼에 해당하는 열(column)을 제거하여 사용한다. 비정규 서브프레임의 경우, OFDMA 심볼의 수가 7인 경우는 본 발명의 구조를 기준으로 파일럿이 할당되어 있지 않은 가운데 쪽 OFDMA 심볼의 열에 데이터 서브캐리어로만 구성되는 하나의 OFDMA 심볼을 추가하여 적용한다. 본 발명의 파일럿 할당에서 파일럿의 일부는 공통 파일럿, 다른 일부는 전용 파일럿으로 나뉘어 사용될 수도 있다. 또한 전부 전용 파일럿, 전부 공통 파일럿으로 적용될 수도 있다.

도 18의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 18의 파일럿 할당 구조는, 도 6의 파일럿 할당구조와 마찬가지로, 인접 셀 또는 인접 섹터 간 파일럿 구조를 효과적으로 쉬프트(shift)하여 할당하는 방법으로서, 파일럿 간 충돌을 피하는 구조를 가진다. 만약 인접하는 3개의 셀의 파일럿 구조를 정의할 시는 다음과 같이 도 18의 (a), (b), (c)의 파일럿 패턴을 가질 수 있다. 여기서, 도 18의 (a)는 셀 A의 파일럿 패턴, 도 18의 (b)는 셀 B의 파일럿 패턴, 도 18의 (c)는 셀 C의 파일럿 패턴으로 사용될 수 있다.

도 18의 (a)에 의한 파일럿 할당구조는 도 17에 의한 파일럿 할당구조와 동일하다. 도 18의 (b)에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,7), E(2,17), E(5,3), 및 E(6,13)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,8), E(2,18), E(5,4), 및 E(6,14)에 할당되고, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,17), E(2,7), E(5,13), 및 E(6,3)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,18), E(2,8), E(5,14), 및 E(6,4)에 할당된다. 도 18의 (c)에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,3), E(2,13), E(5,1), 및 E(6,11)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,4), E(2,14), E(5,2), 및 E(6,12)에 할당되고, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,13), E(2,3), E(5,11), 및 E(6,1)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,14), E(2,4), E(5,12), 및 E(6,2)에 할당된다.

셀간 파일럿 할당을 위한 시프트 오프셋은 서로 다르게 적용될 수도 있다. 즉 셀 A, B, C간의 파일럿 할당 구조는 셀 별로 서로 바뀌어서 적용될 수 있다. 적용되는 시프트 오프셋 값은 1부터 18(기본 자원 블록의 크기) 사이의 수로 적용 가능하다. 물론 필요 시 시프트 오프셋의 값이 기본 자원 블록의 크기의 정수배가 될 수도 있다. 시프트는 주파수 축으로 하지만 물론 시간 축으로도 가능하다. 모든 시프트 된 패턴은 본 발명의 적용 방법에 준거하여 할당된다. 인접하는 셀을 3개 이상으로 확장할 시는 위의 구조를 반복하여 사용하거나 일정 서브캐리어 오프셋만큼 혹은 일정 OFDMA 심볼 오프셋만큼 시프트 시켜 적용시킨다.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 19에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,12), E(2,4), E(3,18), E(4,7), E(5,1), 및 E(6,15)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,7), E(2,1), E(3,15), E(4,12), E(5,4), 및 E(6,18)에 할당된다.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 20에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,12), E(2,4), E(3,18), E(4,12), E(5,4), 및 E(6,18)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,7), E(2,1), E(3,15), E(4,7), E(5,1), 및 E(6,15)에 할당된다.

도 19 및 도 20의 실시예의 주 목적은 MIMO 기술인 파일럿을 제외한 데이터 서브캐리어들이 항상 2개 이상으로 연속적으로 짝지어 질 수 있게 하여 SFBC 적용을 용이하게 하고 공통 파일럿 및 전용 파일럿을 효과적으로 적용할 수 있게 하고 안테나당 파워 밸런싱 문제를 해결하는데 있다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 SFBC 의 쉬운 적용을 위하여 각 OFDMA 심볼 안에서 주파수 측으로 2의 배수의 간격으로 할당이 된다. 제1 송신 안테나의 파일럿과 제2 송신 안테나의 파일럿은 하나의 OFDMA 심볼 안에서 주파수 측으로 18개의 서브캐리어 간격으로 연속해서 할당이 이루어 지고 이렇게 할당된 파일럿들은 다음 심볼에서는 일정 서브캐리어 간격으로 시프트되어 할당이 적용된다.

이러한 파일럿 할당은 정규 서브프레임/비정규 서브프레임에 상관없이 동일한 할당 구조를 가져갈 수 있으며, 일부는 공통 파일럿 일부는 전용 파일럿으로 나뉘어 사용될 수도 있다. 또한 전부 전용 파일럿, 전부 공통 파일럿으로 적용될 수도 있다.

도 21의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 21의 (a), (b), (c)는 각각 도 6의 (a), (b), (c)과 동일하다.

통신 기기가 4개의 송신 안테나를 구비한 경우에도, 파일럿을 4개의 안테나에 모두 할당하지 않고 도 21과 같이 제1 및 제2 송신 안테나에만 파일럿을 할당하여 오버헤드 문제를 해결할 수도 있다. 이의 한 예로 SFBC-CDD(cyclic delay diversity) 기법에 이러한 파일럿 할당 구조를 적용할 수 있다.

도 22의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 22의 (a), (b), (c)는 각각 도 10의 (a), (b), (c)과 동일하다.

통신 기기가 4개의 송신 안테나를 구비한 경우에도, 파일럿을 4개의 안테나에 모두 할당하지 않고 도 22와 같이 제1 및 제2 송신 안테나에만 파일럿을 할당하여 오버헤드 문제를 해결할 수도 있다. 이의 한 예로 SFBC-CDD 기법에 이러한 파일럿 할당 구조를 적용할 수 있다.

도 23의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 23의 (a)의 첫 번째 및 두 번째 OFDMA 심볼의 파일롯 할당구조는 각각, 도 14의 첫 번째 및 두 번째 OFDMA 심볼의 파일롯 할당구조를 서브캐리어의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 1개의 서브캐리어만큼 주파수 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다. 도 23의 (a)의 세 번째 및 네 번째 OFDMA 심볼의 파일롯 할당구조는 각각, 도 14의 세 번째 및 네 번째 OFDMA 심볼의 파일롯 할당구조를 서브캐리어의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 5개의 서브캐리어만큼 주파수 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다. 그리고, 도 23의 (a)의 다섯 번째 및 여섯 번째 OFDMA 심볼의 파일롯 할당구조는 각각, 도 14의 다섯 번째 및 여섯 번째 OFDMA 심볼의 파일롯 할당구조와 동일하다. 도 23의 (b)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 23의 (a)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다. 도 23의 (c)에 의한 파일럿 할당구조는, 도 23의 (b)에 의한 파일럿 할당구조를 OFDMA 심볼의 인덱 스 값이 증가하는 방향으로 2개의 OFDMA 심볼만큼 시간 영역에서 순환 시프트한 구조와 동일하다.

도 24는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 24의 파일럿 할당 구조는, 도 23의 (a)의 파일럿 할당구조에서, 제5 송신 안테나, 제6 송신 안테나, 제7 송신 안테나, 제8 송신 안테나의 파일럿 할당이 생략된 구조와 동일하다.

통신 기기가 8개의 송신 안테나를 구비한 경우에도, 파일럿 오버헤드의 문제로 파일럿을 8개의 안테나에 모두 할당하지 않고 도 24와 같이 제1, 제2, 제3, 제4 송신 안테나에만 파일럿을 할당하여 오버헤드 문제를 해결할 수도 있다. 이의 한 예로 SFBC-CDD 기법에 이러한 파일럿 할당 구조를 적용할 수 있다.

도 25는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 25는 도 13과 동일하다. 여기서는, OFDMA 심볼당 4개 안테나의 파일럿들을 모두 인접하여 할당을 하고 이를 인접 OFDMA 심볼 마다 시프트하여 할당을 한다. 본 실시예의 파일럿 할당 구조들은 프레임 혹은 서브프레임 내에서 시간 및 주파수 영역으로 반복하여 적용된다. 각 안테나의 파일럿의 구조는 안테나 별로 서로 바꾸어서 적용될 수 있다. 상/하향링크에 상관없이 모두 적용될 수 있으며 공통 파일럿으로만 사용할 수도 있고 전용 파일럿으로만 사용할 수도 있고 두 가지를 같이 사용할 수도 있다. 두 가지를 같이 사용하는 경우는 서브프레임 내에서 같이 사 용할 수도 있고, 일부 서브프레임은 전용 파일럿을 사용하고 CQI나 PMI 피드백을 위한 경우들을 위하여 공통 파일럿으로 활용할 수 있다. 본 실시예는 MBS 데이터 전송의 파일럿 할당 구조에도 적용될 수 있다.

도 26의 (a), (b), (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 26의 (a), (b), (c)는 각각 도 10의 (a), (b), (c)과 동일하다. 통신 기기가 4 송신 안테나를 구비한 경우, 파일럿을 4개의 안테나에 모두 할당하지 않고 도 26과 같이 제1 및 제2 송신 안테나에만 파일럿을 할당하여 오버헤드 문제를 해결할 수도 있다. 이의 한 예로 SFBC-CDD 기법에 이러한 파일럿 할당 구조를 적용할 수 있다.

도 27은 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 27에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,1), E(2,11), E(5,7), 및 E(6,17)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,2), E(2,12), E(5,8), 및 E(6,18)에 할당되고, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,7), E(2,17), E(5,1), 및 E(6,11)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,8), E(2,18), E(5,2), 및 E(6,12)에 할당된다.

도 28은 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 28에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,1), E(2,13), E(5,7), 및 E(6,17)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,2), E(2,14), E(5,8), 및 E(6,18)에 할당되고, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,7), E(2,17), E(5,1), 및 E(6,13)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,8), E(2,18), E(5,2), 및 E(6,14)에 할당된다.

도 29는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 생성된 할당 구조를 나타낸 도면이다.

도 29에서, 제1 송신 안테나의 파일럿은 E(1,1), E(2,11), E(5,5), 및 E(6,17)에 할당되고, 제2 송신 안테나의 파일럿은 E(1,2), E(2,12), E(5,6), 및 E(6,18)에 할당되고, 제3 송신 안테나의 파일럿은 E(1,5), E(2,17), E(5,1), 및 E(6,11)에 할당되고, 제4 송신 안테나의 파일럿은 E(1,6), E(2,18), E(5,2), 및 E(6,12)에 할당된다.

본 발명의 실시예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명은 무선접속 시스템에 사용되는 단말 또는 네트워크 기기에 이용할 수 있다.

도 1은 단일 송신 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 사용되는 파일럿 할당 구조의 일례를 나타낸 도면이다.

도 2는 두 개의 송신 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 사용되는 파일럿 할당 구조의 일례를 나타낸 도면이다.

도 3은 네 개의 송신 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 사용되는 파일럿 할당 구조의 일례를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 전송 장치의 구성도이다.

도 5 내지 29는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 할당 방법에 따라 자원 블록에 복수의 송신 안테나의 파일럿이 할당된 구조를 나타낸다.

Claims (8)

1. 무선 통신 시스템의 전송측에서 다중안테나를 이용하여 파일럿을 전송하는 방법에 있어서,

   제1 안테나의 파일럿 한 개 및 제2 안테나의 파일럿 한 개를 포함하는 제1 OFDMA 심볼을 전송하는 단계; 및

   상기 제1 OFDMA 심볼의 제1 파일럿 패턴이 주파수 축에서 제1 부반송파 간격만큼 순환 시프트(cyclic shift)되어 형성된 제2 파일럿 패턴을 갖는 제2 OFDMA 심볼을 전송하는 단계

   를 포함하며,

   상기 제1 안테나의 파일럿 한 개 및 상기 제2 안테나의 파일럿 한 개는 주파수 축에서 서로 인접하여 있는,

   파일럿 전송 방법.
2. 제1항에 있어서,

   제3 안테나의 파일럿 한 개 및 제4 안테나의 파일럿 한 개를 포함하는 제3 OFDMA 심볼을 전송하는 단계를 더 포함하는, 파일럿 전송 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제3 OFDMA 심볼의 제3 파일럿 패턴이 주파수 축에서 상기 제1 부반송파 간격만큼 순환 시프트되어 형성된 제4 파일럿 패턴을 갖는 제4 OFDMA 심볼을 전송하는 단계를 더 포함하는, 파일럿 전송 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 OFDMA 심볼에는 제3 안테나의 파일럿 한 개 및 제4 안테나의 파일럿 한 개가 더 포함되어 있는, 파일럿 전송 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 안테나의 파일럿 중 하나, 상기 제2 안테나의 파일럿 중 하나, 상기 제3 안테나의 파일럿 중 하나, 및 상기 제4 안테나의 파일럿 중 하나는 주파수 축에서 서로 인접하여 있는, 파일럿 전송 방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 제1 안테나의 파일럿 중 하나 및 상기 제2 안테나의 파일럿 중 하나는 주파수 축에서 서로 인접하여 제1 쌍(pair)을 형성하고, 상기 제3 안테나의 파일럿 중 하나 및 상기 제4 안테나의 파일럿 중 하나는 주파수 축에서 서로 인접하여 제2 쌍을 형성하며, 상기 제1 쌍과 상기 제2 쌍은 주파수 축에서 서로 떨어져 있는, 파일럿 전송 방법.
7. 제3항에 있어서,

   상기 제1 OFDMA 심볼에는 제5 안테나의 파일럿 한 개 및 제6 안테나의 파일럿 한 개가 더 포함되어 있고, 상기 제3 OFDMA 심볼에는 제7 안테나의 파일럿 한 개 및 제8 안테나의 파일럿 한 개가 더 포함되어 있는, 파일럿 전송 방법.
8. 제2항, 제3항, 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제3 OFDMA 심볼은 시간적으로 상기 제1 OFDMA 심볼 뒤에 있는 것을 특징으로 하는, 파일럿 전송 방법.

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