KR20120005940A - 송신 방법 - Google Patents

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KR20120005940A
KR20120005940A KR1020110044230A KR20110044230A KR20120005940A KR 20120005940 A KR20120005940 A KR 20120005940A KR 1020110044230 A KR1020110044230 A KR 1020110044230A KR 20110044230 A KR20110044230 A KR 20110044230A KR 20120005940 A KR20120005940 A KR 20120005940A
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KR1020110044230A
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홍언영
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박윤옥
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한국전자통신연구원
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    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0023—Interference mitigation or co-ordination
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602—Signal structure
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Abstract

이동 방송 시스템에서 기지국은 단일 주파수 네트워크에서 두 기지국 사이의 거리 중 최대 거리를 길이로 하는 CP를 할당한다.

Description

송신 방법{METHOD FOR TRANSMMING}
본 발명은 송신 방법에 관한 것으로, 특히 단일 주파수 네트워크(Single Frequency Network)를 통해 방송 서비스를 제공하는 이동 방송 시스템에서 CP(Cycle Prefix)를 할당하는 방법에 관한 것이다.
이동 방송 서비스의 도입이 점차 본격화되고 있는 추세에 따라서, 이에 대한 연구ㅇ개발의 필요성이 대두되고 있다.
이동 방송 시스템은 단일 주파수 네트워크(Single Frequency Network, SFN)을 통해 방송 서비스를 제공한다.
일반적으로, SFN에서 프레임의 앞 부분에 할당되는 CP(Cycle Prefix)는 고정된 길이를 가진다. 그런데, 서로 다른 SFN에서는 단말에서의 최대 지연 또한 서로 다르므로, CP가 어느 하나의 SFN에서의 최대 지연보다 작게 설정되면 채널 부호화를 악화시킬 수 있고, CP가 어느 하나의 SFN에서의 최대 지연보다 너무 크게 설정되면 스펙트럼을 낭비하는 결과를 초래한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이동 방송 시스템에서 스펙트럼을 낭비하지 않고 수신 환경을 최적화할 수 있는 송신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 단일 주파수 네트워크에서 기지국의 송신 방법을 제공한다. 송신 방법은 상기 단일 주파수 네트워크에 속하는 두 기지국간 거리 중 최대 거리를 길이로 하는 순환 전치(Cycle Prefix)를 심볼의 앞 부분에 할당하는 단계, 그리고 상기 심볼을 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 주어진 단일 주파수 네트워크에서 각 기지국은 자신과 단일 주파수 네트워크에 속하는 다른 기지국과의 거리 중 최대 거리에 기반하여 CP를 할당함으로써, 스펙트럼을 낭비하지 않고 수신 환경을 최적화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 단일 주파수 네트워크를 사용하는 이동 방송 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 서로 다른 SFN의 최대 지연 특성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 CP 할당 방법을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단말(terminal)은 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(base station, BS)은, 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB, eNodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 송신 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 단일 주파수 네트워크를 사용하는 이동 방송 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 이동 방송 시스템은 방송국(100), 복수의 기지국 예를 들면, 기지국(2001~2004) 및 이동 단말(300)을 포함한다.
방송국(100)은 영상, 음성 및 부가 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 방송 신호를 기지국(2001~2004)으로 전송하고, 기지국(2001~2004)은 각 셀(201~204)을 관리하며 방송국으로부터 수신한 방송 신호를 동일한 주파수 즉, 주파수 A로 각각 해당 셀(201~20N)에 방송한다. 이동 단말(300)은 진입한 셀(201)에서 해당 기지국(2001)으로부터 방송된 방송 신호를 수신한다. 이때, 기지국(2001~2004)은 셀 내에 진입한 이동 단말과 동일한 주파수로 프레임을 송수신하여 방송 신호를 송수신할 수 있다.
이와 같이, 이동 방송 시스템은 주파수 A를 사용하는 단일 주파수 네트워크 (Single Frequency Network, SFN)를 이용하여 방송 서비스를 제공함으로써, 이동 단말(300)은 다른 셀로 이동 시 채널을 변경하지 않아도 되는 장점이 있다.
방송국(100)으로부터 방송 신호를 수신하는 기지국(2001~2004)은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식을 사용하여 방송 신호를 이동 단말(300)로 방송할 수 있다.
OFDM 방식은 단일 반송파 전송 방식에 비해 주파수 선택적 다중 경로 페이딩 채널에 강한 특성을 보인다. 특히, OFDM 방식에서는 각각의 OFDM 심볼 앞에 OFDM 심볼의 후반부를 복사하여 전송하는 순환 전치(Cycle Prefix, CP)를 덧붙여 전송함으로써 심볼간의 간섭(Inter-Symbol Interference, ISI)을 제거할 수 있다.
이러한 OFDM 방식의 이동 방송 시스템에서 SFN을 사용한다는 것은 기지국(2001~2004)이 동일한 주파수를 이용하여 동일한 신호를 전송하는 것을 의미한다. 이때, SFN에서는 다른 기지국에서 동일 시간에 동일 주파수로 전송된 신호가 다른 시간에 이동 단말(300)에 도착할 수 있다. 이는 이동 단말(300)에서 ISI를 발생시키는 다중 경로 전송 환경을 형성한다.
OFDM을 사용하는 시스템의 경우 이동 단말(300)은 SFN에서 여러 기지국으로부터 동일한 신호를 수신하게 된다. 그러나 각 기지국(2001~2004)과의 거리가 다르고 다중경로 등의 영향으로 전송된 신호 사이에는 전파의 도달에 대한 시간 차이가 발생한다. 즉 각 기지국(2001~2004)에서 이동 단말(300)에 도달하는 신호의 지연이 발생하게 된다. 기지국(2001)과 기지국(2002)로부터 이동 단말(300)에게 도달하는 거리를 각각 d1과 d2라 하면 거리 차이는 d1-d2가 된다. 따라서 지연시간은 (d1-d2)/C(여기서, C는 광속으로 3*
Figure pat00001
m/sec의 속도임)가 된다. 즉, 2개의 다중경로가 발생하지만 만약 이 시간이 OFDM 심볼의 보호 구간의 시간보다 작다면 심볼 간 간섭인 ISI나 캐리어간 간섭인 ISI는 발생하지 않게 된다. 이런 시간차를 갖는 두 신호를 합하면 이동 단말(300)은 다이버시티라는 이점을 갖게 된다. 다시 말하면 각 신호의 전력이 낮은 전력을 가질 수가 있지만 이와 같이 두 신호를 합하게 되면, 음영(Shadowing) 지역이나 주기성(flat) 페이딩 에 의해 허용되는 낮은 전력을 가질 가능성이 훨씬 감소하게 된다
OFDM을 사용하는 또 다른 중요한 이유는 바로 단일 주파수를 사용하여 전국적인 방송망을 구축할 수 있다는 점이다. 이는 주파수의 효율을 높일 뿐만 아니라 시청자의 입장에서도 사용하기에 매우 편리하고 각 지역마다 채널의 숫자가 달라서 그 지역에 가서는 매번 채널을 확인하는 번거로움을 줄일 수가 있다. 이러한 전국적인 단일 주파수 방송망의 구축은 주파수 스펙트럼의 효율을 크게 향상시키게 된다.
이동 단말(300)에서 ISI없이 신호를 복조할 수 있는 방법에 대해서 도 2 및 도 3을 참고로 하여 자세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 3은 서로 다른 SFN의 최대 지연 특성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 프레임은 프리앰블(Preamble) 및 복수의 OFDM 심볼을 포함한다.
프리앰블은 프레임의 맨 앞에 위치하며, 반복적 특성을 가지는 짧은 훈련 시퀀스와 긴 훈련 시퀀스로 이루어질 수 있다.
각 OFDM 심볼은 CP와 데이터 영역을 포함한다.
방송 신호를 송신하는 기지국(1001~100N)은 방송 신호의 송신 시에 OFDM 심볼의 앞 부분의 일정 구간에 CP(Cycle Prefix)를 할당한다. 이러한 CP는 연속되는 두 OFDM 심볼간의 ISI에 대한 보호 구간(Guard Interval)으로 작용한다. 즉, 인접하는 OFDM 심볼들은 보호 구간에 의해 중첩될 수 있다. 따라서, 다중 경로 신호의 지연 확산이 CP 길이보다 작은 경우에는 다중 경로와 심볼간 간섭으로 인한 문제를 해소할 수 있다.
ISI가 없는 경우에 방송 신호를 수신하는 이동 단말(300)에서 방송 신호를 복조하기 위해서 채널 임펄스 응답(Channel Impulse Response, CIR) 길이보다 크거나 동일한 길이의 CP가 필요하다. 이때, 더 긴 CP로 인한 출력 손실을 줄이기 위해, 만족할만한 수준의 SINR을 유지하는 ISI가 허용될 수 있다. 따라서, 방송 신호를 송신하는 기지국(1001~100N)은 해당 SFN에서 임의의 두 기지국간 최대 거리를 CP의 길이로 설정한다.
도 3을 참고하면, SFN(SFN1, SFN2)에서 이동 단말에서의 최대 지연은 임의의 두 기지국간 최대 거리(Dmax1, Dmax2)에 비례한다. 이때, SFN(SFN1, SFN2)은 기지국의 셀 반경, 셀 수 등이 서로 다르기 때문에 서로 다른 최대 지연을 가질 수 있다. 이때, SFN(SFN2)에 맞추어 CP의 길이를 사용하면, SFN(SFN1)에서는 스펙트럼을 낭비하는 결과를 초래한다. 반면, SFN(SFN1)에 맞추어 CP의 길이를 사용하면, 이동 단말(300)이 SFN(SFN2)으로 이동하는 경우에 이동 단말(300)은 정확한 채널 부호화를 수행할 수 없게 되어 방송 신호를 제대로 복조할 수가 없게 된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 각 SFN(SFN1, SFN2)의 기지국은 해당 SFN(SFN1, SFN2)에서 사용할 CP의 길이를 해당 SFN(SFN1, SFN2)에서 두 기지국간 최대 길이(Dmax1, Dmax2)로 설정한다.
즉, SFN(SFN1)에 속하는 기지국은 사용할 CP의 길이를 SFN(SFN1)에서 두 기지국간 최대 길이(Dmax1)로 설정하고, SFN(SFN2)에 속하는 기지국은 사용할 CP의 길이를 SFN(SFN2)에서 두 기지국간 최대 길이(Dmax2)로 설정한다. 이렇게 하면, 각 SFN(SFN1, SFN2)의 최대 지연에 따라서 서로 다른 CP가 되므로, 서로 다른 SFN(SFN1, SFN2)을 가지는 전체 네트워크에서 고정된 CP를 사용할 때보다 스펙트럼을 낭비하지 않고 수신 환경을 최적화할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 CP 할당 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 방송 신호를 송신하는 기지국(2001~200N)은 해당 SFN의 최대 지연에 따라 CP의 길이를 설정하고, 결정한 CP의 길이를 해당 SFN에서 고정적으로 사용한다.
구체적으로, 기지국(2001~200N)은 해당 SFN에서 임의의 두 기지국 사이의 거리 중 최대 거리를 계산한다(S410).
기지국(2001~200N)은 계산한 두 기지국 사이의 최대 거리를 해당 SFN에서 사용할 CP의 길이로 결정한다(S420).
기지국(2001~200N)은 해당 SFN에서 설정한 CP의 길이로 OFDM 심볼을 전송한다(S430).
이렇게 하면, 각 SFN의 최대 지연에 따라서 서로 다른 CP가 사용되므로, 스펙트럼을 낭비하지 않고 수신 환경을 최적화할 수 있게 된다.
한편, 이동 방송 시스템에서 양방향 방송 통신이 가능해짐에 따라서, 방송 신호를 송신하는 이동 단말(300) 또한 앞서 설명한 방법을 토대로 해당 SFN에서 설정된 CP의 길이로 방송 신호를 송신할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 OFDM 방식의 이동 방송 시스템을 실시 예로 설명하였지만, 이에 한정되지 아니하며, 다른 방식의 이동 방송 시스템의 경우에도 본 발명의 실시 예에서 설명한 바와 같이 각 SFN의 최대 지연에 따라서 서로 다른 CP가 사용된다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

  1. 단일 주파수 네트워크를 사용하는 이동 방송 시스템에서 송신 장치의 송신 방법에 있어서,
    상기 단일 주파수 네트워크에 속하는 두 기지국간 거리 중 최대 거리를 길이로 하는 순환 전치(Cycle Prefix)를 심볼의 앞 부분에 할당하는 단계, 그리고
    상기 심볼을 송신하는 단계
    를 포함하는 송신 방법.
KR1020110044230A 2010-07-09 2011-05-11 송신 방법 KR20120005940A (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9812104B2 (en) 2015-08-12 2017-11-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Sound providing method and electronic device for performing the same

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US9812104B2 (en) 2015-08-12 2017-11-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Sound providing method and electronic device for performing the same

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