KR20120040086A

KR20120040086A - Method and apparatus of transmitting downlink control signal in wireless communication system

Info

Publication number: KR20120040086A
Application number: KR1020110023674A
Authority: KR
Inventors: 김준우; 최정필; 박형숙; 홍언영; 박윤옥
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-04-26

Abstract

PURPOSE: A method and an apparatus of transmitting a downlink control signal in a wireless communication system are provided to calculate exactly a channel gain by cooperatively transmitting a preamble and a midamble. CONSTITUTION: A transmitter generates a preamble symbol based on pilot patterns of some transmission antennas from the pilot patterns of a plurality of transmission antennas(S100). The transmitter generates a midamble symbol based on the pilot pattern, which is not generated into the preamble symbol, from the pilot patterns of the plurality of antennas(S101). The transmitter constitutes a frame including a generated preamble symbol and a midamble symbol(S110). The transmitter performs IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) for the preamble symbol and the midamble symbol included in the frame by each transmission antenna.

Description

Method and apparatus for transmitting downlink control signal in wireless communication system {METHOD AND APPARATUS OF TRANSMITTING DOWNLINK CONTROL SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 신호 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting downlink control signals in a wireless communication system.

광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.In the case of broadband wireless communication systems, effective transmission and reception techniques and utilization methods have been proposed to maximize the efficiency of limited radio resources. One of the systems considered in the next generation wireless communication system is an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system that can attenuate inter-symbol interference (ISI) effects with low complexity. OFDM converts serially input data symbols into N parallel data symbols and carries them on N subcarriers, respectively. The subcarriers maintain orthogonality in the frequency dimension. Each orthogonal channel experiences mutually independent frequency selective fading, thereby reducing complexity at the receiving end and lengthening the interval of transmitted symbols, thereby minimizing inter-symbol interference.

신뢰할 수 있는 고속의 데이터 서비스를 지원하기 위한 기술로 MIMO(Multiple Input Multiple Output)가 고려될 수 있다. MIMO 기술은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시킨다. MIMO 기술에는 공간 다중화(spatial multiplexing), 전송 다이버시티(transmit diversity), 빔포밍(beamforming) 등이 있다. 수신 안테나 수와 송신 안테나 수에 따른 MIMO 채널 행렬은 다수의 독립 채널로 분해될 수 있다. 각각의 독립 채널은 레이어(layer) 또는 스트림(stream)이라 한다. 레이어의 개수는 랭크(rank)라 한다.Multiple input multiple output (MIMO) may be considered as a technology for supporting reliable high speed data service. MIMO technology uses multiple transmit antennas and multiple receive antennas to improve data transmission and reception efficiency. MIMO techniques include spatial multiplexing, transmit diversity, beamforming, and the like. The MIMO channel matrix according to the number of receive antennas and the number of transmit antennas may be decomposed into a plurality of independent channels. Each independent channel is called a layer or stream. The number of layers is called rank.

OFDM 시스템에서는 일반적으로 초기 시각 동기(timing synchronization), 주파수 동기 및 셀 탐색(cell search)을 위해 프리앰블(preamble)이 전송된다. 또한, MIMO OFDM 시스템에서는 전송 안테나와 수신 안테나 간의 채널 이득(channel gain)을 측정하기 위하여 미드앰블(midamble)이 전송된다. 미드앰블은 복수의 전송 안테나가 하나 이상의 OFDM 심벌 내에서 서로 다른 부반송파를 통해 파일럿(pilot) 부반송파를 전송하는 것으로, 수신 안테나를 파일럿 부반송파를 통해 채널 이득을 쉽게 측정할 수 있다. 일반적으로 프리앰블은 오직 시각 동기 획득, 주파수 동기 획득 또는 셀 탐색 등을 위하여 전송되며, 미드앰블은 채널 이득의 계산을 위하여 전송될 수 있다. 그러나, 프리앰블과 미드앰블의 특성에 따라 프리앰블과 미드앰블을 협력된(cooperated) 형태로 전송할 수 있으며, 이에 따라 전송 효율을 높일 수 있다.In an OFDM system, a preamble is generally transmitted for initial timing synchronization, frequency synchronization, and cell search. In addition, in a MIMO OFDM system, a midamble is transmitted to measure a channel gain between a transmitting antenna and a receiving antenna. In the midamble, a plurality of transmit antennas transmit pilot subcarriers on different subcarriers in one or more OFDM symbols, and the reception antennas can easily measure channel gains through pilot subcarriers. In general, the preamble is transmitted only for time synchronization acquisition, frequency synchronization acquisition, cell searching, etc., and the midamble may be transmitted for calculation of channel gain. However, according to the characteristics of the preamble and the midamble, the preamble and the midamble can be transmitted in a cooperating form, thereby increasing transmission efficiency.

따라서, 프리앰블 및 미드앰블을 효율적으로 전송하기 위한 방법이 요구된다.Accordingly, a method for efficiently transmitting the preamble and the midamble is required.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 하향링크 제어 신호 전송 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for transmitting downlink control signals in a wireless communication system.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 전송기가 제공된다. 상기 전송기는 복수의 전송 안테나 각각에 대한 파일럿 패턴 중 제1 파일럿 패턴을 기반으로 프리앰블(preamble) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 생성하는 프리앰블 심벌 생성부, 상기 복수의 전송 안테나 각각에 대한 파일럿 패턴에서 상기 제1 파일럿 패턴을 제외한 제2 파일럿 패턴을 기반으로 미드앰블(midamble) OFDM 심벌을 생성하는 미드앰블 심벌 생성부, 상기 프리앰블 OFDM 심벌 및 미드앰블 OFDM 심벌에 대하여 상기 각 전송 안테나 별로 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하는 IFFT부, 및 상기 프리앰블 OFDM 심벌 및 미드앰블 OFDM 심벌을 전송하는 상기 복수의 전송 안테나를 포함한다.In one aspect, a transmitter is provided in a wireless communication system. The transmitter may include a preamble symbol generator configured to generate a preamble orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol based on a first pilot pattern among pilot patterns for each of a plurality of transmit antennas, and a pilot pattern for each of the plurality of transmit antennas. A midamble symbol generator for generating a midamble OFDM symbol based on a second pilot pattern excluding the first pilot pattern, an IFFT (Inverse) for each of the transmission antennas for the preamble OFDM symbol and the midamble OFDM symbol An IFFT unit performing Fast Fourier Transform, and the plurality of transmit antennas transmitting the preamble OFDM symbol and the midamble OFDM symbol.

상기 복수의 전송 안테나의 개수는 4개일 수 있다.The number of the plurality of transmit antennas may be four.

상기 제1 파일럿 패턴은 상기 복수의 전송 안테나 중 하나의 전송 안테나에 대한 파일럿 패턴일 수 있다.The first pilot pattern may be a pilot pattern for one transmit antenna of the plurality of transmit antennas.

상기 하나의 전송 안테나에 대한 파일럿 부반송파는 3 부반송파(subcarrier) 간격으로 할당될 수 있다.Pilot subcarriers for the one transmit antenna may be allocated at intervals of three subcarriers.

상기 제2 파일럿 패턴에서 각 전송 안테나에 대한 파일럿 부반송파는 3 부반송파(subcarrier) 간격으로 할당될 수 있다.Pilot subcarriers for each transmit antenna in the second pilot pattern may be allocated at intervals of three subcarriers.

상기 제1 파일럿 패턴은 상기 복수의 전송 안테나 중 2개의 전송 안테나에 대한 파일럿 패턴일 수 있다.The first pilot pattern may be a pilot pattern for two transmit antennas of the plurality of transmit antennas.

상기 제1 파일럿 패턴 및 상기 제2 파일럿 패턴에서 각 전송 안테나에 대한 파일럿 부반송파는 4 부반송파 간격으로 할당될 수 있다.Pilot subcarriers for each transmit antenna in the first pilot pattern and the second pilot pattern may be allocated at intervals of four subcarriers.

상기 제1 파일럿 패턴은 시간 영역에서 반복될 수 있다.The first pilot pattern may be repeated in the time domain.

상기 제1 파일럿 패턴은 셀(cell) 별로 서로 다른 시퀀스를 기반으로 구성될 수 있다.The first pilot pattern may be configured based on different sequences for each cell.

상기 프리앰블 OFDM 심벌과 상기 미드앰블 OFDM 심벌은 인접할 수 있다.The preamble OFDM symbol and the midamble OFDM symbol may be adjacent to each other.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 수신기가 제공된다. 상기 수신기는 프리앰블 OFDM 심벌 및 미드앰블 OFDM 심벌을 수신하는 복수의 수신 안테나, 상기 프리앰블 OFDM 심벌 및 미드앰블 OFDM 심벌에 대하여 FFT을 수행하는 FFT부, 상기 프리앰블 OFDM 심벌을 기반으로 프리앰블 시퀀스를 획득하는 프리앰블 획득부, 상기 미드앰블 OFDM 심벌을 기반으로 미드앰블 시퀀스를 획득하는 미드앰블 획득부. 및 상기 프리앰블 시퀀스 및 미드앰블 시퀀스를 기반으로 채널 이득(channel gain)을 구하는 채널 이득 계산부를 포함한다.In another aspect, a receiver is provided in a wireless communication system. The receiver includes a plurality of reception antennas for receiving a preamble OFDM symbol and a midamble OFDM symbol, an FFT unit for performing FFT on the preamble OFDM symbol and the midamble OFDM symbol, and a preamble sequence for obtaining a preamble sequence based on the preamble OFDM symbol. Acquisition unit, a midamble obtainer for obtaining a midamble sequence based on the midamble OFDM symbol. And a channel gain calculator configured to obtain a channel gain based on the preamble sequence and the midamble sequence.

상기 프리앰블 OFDM 심벌은 적어도 하나의 수신 안테나에 대한 파일럿 부반송파를 포함할 수 있다.The preamble OFDM symbol may include a pilot subcarrier for at least one receive antenna.

상기 적어도 하나의 수신 안테나에 대한 파일럿 부반송파는 일정한 간격으로 할당될 수 있다.Pilot subcarriers for the at least one receive antenna may be allocated at regular intervals.

상기 복수의 수신 안테나의 개수는 4개일 수 있다.The number of the plurality of receive antennas may be four.

프리앰블과 미드앰블을 협력적으로 전송함으로써, 보다 정확하게 채널 이득을 계산할 수 있다. 또는, 초기 동기 획득 성능을 향상시킬 수 있다.By cooperatively transmitting the preamble and the midamble, the channel gain can be calculated more accurately. Alternatively, the initial synchronization acquisition performance can be improved.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 IEEE 802.16e 시스템에서 프리앰블 구성의 일 예를 나타낸다.
도 3은 IEEE 802.16e 시스템에서 미드앰블 구성의 일 예를 나타낸다.
도 4는 제안된 하향링크 제어 신호 전송 방법에 따른 프리앰블-미드앰블의 협력 전송을 일 예이다.
도 5는 제안된 하향링크 제어 신호 전송 방법에 따른 프리앰블-미드앰블의 협력 전송의 또 다른 예이다.
도 6은 제안된 하향링크 제어 신호 전송 방법의 일 실시예이다.
도 7은 제안된 하향링크 제어 신호 수신 방법의 일 실시예이다.1 shows a wireless communication system.
2 shows an example of a preamble configuration in an IEEE 802.16e system.
3 shows an example of a midamble configuration in an IEEE 802.16e system.
4 is an example of cooperative transmission of a preamble-midamble according to the proposed downlink control signal transmission method.
5 is another example of cooperative transmission of a preamble-midamble according to the proposed downlink control signal transmission method.
6 is an embodiment of a proposed downlink control signal transmission method.
7 is an embodiment of a proposed method for receiving a downlink control signal.

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 여기에서 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. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification. In addition, even if the detailed description is omitted, descriptions of parts easily understood by those skilled in the art are omitted.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification and claims, when a portion is said to "include" a component, it means that it can further include other components, except to the contrary, unless otherwise stated.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. The following techniques include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA), and the like. It can be used in various wireless communication systems. CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000. TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE). OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA), or the like. IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e. UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) is part of Evolved UMTS (E-UMTS) using Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted. LTE-A (Advanced) is the evolution of 3GPP LTE.

설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.16e을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.For clarity, the following description focuses on IEEE 802.16e, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.1 illustrates a wireless communication system.

무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.The wireless communication system 10 includes at least one base station (BS) 11. Each base station 11 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 15a, 15b, 15c. The cell may again be divided into multiple regions (referred to as sectors). The UE 12 may be fixed or mobile, and may include a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, and a PDA. (Personal Digital Assistant), a wireless modem (wireless modem), a handheld device (handheld device) may be called other terms. The base station 11 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 12, and may be referred to as other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like. have.

단말은 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다. The UE belongs to one cell, and the cell to which the UE belongs is called a serving cell. A base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS. Since the wireless communication system is a cellular system, there are other cells adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell. A base station that provides communication service for a neighbor cell is called a neighbor BS. The serving cell and the neighbor cell are relatively determined based on the terminal.

이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.This technique can be used for downlink or uplink. In general, downlink means communication from the base station 11 to the terminal 12, and uplink means communication from the terminal 12 to the base station 11. In downlink, the transmitter may be part of the base station 11 and the receiver may be part of the terminal 12. In uplink, the transmitter may be part of the terminal 12 and the receiver may be part of the base station 11.

도 2는 IEEE 802.16e 시스템에서 프리앰블 구성의 일 예를 나타낸다. 시간 영역에서 프리앰블은 5ms 마다 하나의 OFDM 심벌을 통하여 전송될 수 있다. 이때 하향링크 전송의 첫 번째 OFDM 심벌이 프리앰블을 위하여 사용될 수 있다. 주파수 영역에서 프리앰블은 3개의 부반송파(subcarrier)마다 1개의 유효한 부반송파를 통하여 전송될 수 있다. 도 2를 참조하면, 부반송파 간격이 각각 3인, 부반송파 인덱스가 1, 4, …인 부반송파가 유효한 부반송파로 프리앰블을 전송한다. 이와 같이 OFDM 심벌의 주파수 영역에서 유효한 부반송파가 일정한 간격으로 배치되어 프리앰블을 전송하는 경우, 이를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 이용해 시간 영역으로 변환하면 동일하거나 비슷한 패턴이 반복되어 나타나게 된다. 이러한 특성을 이용하여 프리앰블을 시각 동기 또는 주파수 동기 획득에 사용할 수 있다. 한편, IEEE 802.16e의 후속 규격인 IEEE 802.16m에서는 프리앰블을 PA(Primary Advanced)-프리앰블과 SA(Secondary Advanced)-프리앰블로 세분화하여 전송한다.2 shows an example of a preamble configuration in an IEEE 802.16e system. In the time domain, the preamble may be transmitted through one OFDM symbol every 5 ms. In this case, the first OFDM symbol of the downlink transmission may be used for the preamble. In the frequency domain, the preamble may be transmitted through one valid subcarrier for every three subcarriers. 2, subcarrier indexes of 3, subcarrier indexes of 1, 4,... The subcarrier transmits a preamble on a valid subcarrier. As described above, when the effective subcarriers are arranged at regular intervals in the frequency domain of the OFDM symbol and transmit the preamble, the same or similar pattern is repeatedly displayed when the subcarriers are transformed into the time domain using an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT). By using this characteristic, the preamble can be used for time synchronization or frequency synchronization acquisition. Meanwhile, in IEEE 802.16m, which is a subsequent standard of IEEE 802.16e, the preamble is divided into primary advanced (PA) preambles and secondary advanced (SA) preambles and transmitted.

도 3은 IEEE 802.16e 시스템에서 미드앰블 구성의 일 예를 나타낸다. 도 3은 전송 안테나가 4개인 경우의 미드앰블 구성이다. 전송 안테나 0은 부반송파 인덱스 0, 4, …에서, 전송 안테나 1은 부반송파 인덱스 1, 5, …에서, 전송 안테나 2는 부반송파 인덱스 2, 6, …에서, 전송 안테나 3은 부반송파 인덱스 3, 7, …에서 각각 미드앰블을 전송한다. 즉, 각 전송 안테나가 미드앰블을 전송하는 부반송파는 서로 겹치지 않는다. 수신 안테나는 각 전송 안테나가 전송한 미드앰블을 읽어 각 전송 안테나와 수신 안테나 간의 채널 이득을 측정할 수 있다. 예를 들어 부반송파 인덱스 0, 4, …를 읽은 값은 전송 안테나 0과 수신 안테나 간의 채널 이득인 h₁₁이 되고, 부반송파 인덱스 1, 5, …를 읽은 값은 전송 안테나 1과 수신 안테나 간의 채널 이득인 h₂₂이 된다.3 shows an example of a midamble configuration in an IEEE 802.16e system. 3 is a midamble configuration when four transmit antennas are used. Transmit antenna 0 has subcarrier indexes 0, 4,... In this case, transmit antenna 1 has subcarrier indexes 1, 5,... Where, transmit antenna 2 has subcarrier indexes 2, 6,... In the transmission antenna 3, subcarrier indexes 3, 7,... Each transmits a midamble. That is, the subcarriers through which the transmit antennas transmit the midamble do not overlap each other. The receiving antenna can measure the channel gain between each transmitting antenna and the receiving antenna by reading the midamble transmitted by each transmitting antenna. For example, subcarrier indexes 0, 4,... The read value is the channel gain h ₁₁ between transmit antenna 0 and receive antenna, and subcarrier indexes 1, 5,... The value of read becomes H _{22, which} is the channel gain between transmit antenna 1 and receive antenna.

일반적으로 프리앰블은 오직 시각 동기 획득, 주파수 동기 획득 또는 셀 탐색 등을 위하여 전송되며, 미드앰블은 채널 이득의 계산을 위하여 전송될 수 있다. 그런데, 프리앰블이 전송되는 OFDM 심벌에서 주파수 영역 내의 부반송파는 셀 탐색을 위하여 셀 ID(Identifier)를 기반으로 결정되는 PN(Pseudo-Noise) 코드로 구성된다. 이에 따라, 프리앰블이 전송되는 OFDM 심벌에서 주파수 영역 내의 부반송파는 각 안테나 별로 채널 이득의 계산을 위하여 사용될 수 있다. 즉, 미드앰블로 전송되는 정보의 일부를 프리앰블을 통해서 전송할 수 있다. In general, the preamble is transmitted only for time synchronization acquisition, frequency synchronization acquisition, cell searching, etc., and the midamble may be transmitted for calculation of channel gain. However, in the OFDM symbol in which the preamble is transmitted, the subcarriers in the frequency domain are composed of Pseudo-Noise (PN) codes determined based on a cell ID (ID) for cell searching. Accordingly, the subcarriers in the frequency domain in the OFDM symbol in which the preamble is transmitted may be used for calculating the channel gain for each antenna. That is, part of the information transmitted to the midamble can be transmitted through the preamble.

이하, 실시예를 통해 제안된 하향링크 제어 신호 전송 방법을 설명하도록 한다. 본 발명은 프리앰블과 미드앰블을 협력한 형태로 전송하는 방법을 제안한다. 본 발명에 의해서 미드앰블의 정보 중 일부가 프리앰블을 통해 전송되므로, 미드앰블 전송 효율을 높일 수 있다.Hereinafter, the proposed downlink control signal transmission method will be described through embodiments. The present invention proposes a method for transmitting a preamble and a midamble in a cooperative form. According to the present invention, since some of the information of the midamble is transmitted through the preamble, the midamble transmission efficiency can be improved.

도 4는 제안된 하향링크 제어 신호 전송 방법에 따른 프리앰블-미드앰블의 협력 전송의 일 예이다.4 is an example of cooperative transmission of a preamble-midamble according to the proposed downlink control signal transmission method.

도 4를 참조하면, 전송 안테나의 개수가 4개인 MIMO 시스템에서 하나의 전송 안테나에 대한 파일럿 부반송파가 미드앰블 OFDM 심벌이 아닌 프리앰블 OFDM 심벌을 통해 전송된다. 도 4에서는 전송 안테나 0에 대한 파일럿 부반송파가 프리앰블 OFDM 심벌을 통해 전송되는 것을 예시로 하고 있으나, 이에 제한되지 않으며 전송 안테나 1 내지 3 중 어느 하나의 전송 안테나에 대한 파일럿 부반송파가 프리앰블 OFDM 심벌을 통해 전송될 수 있다. 미드앰블 OFDM 심벌에서는 나머지 전송 안테나의 파일럿 부반송파가 일정한 간격으로 배치되어 전송된다.Referring to FIG. 4, in a MIMO system having four transmit antennas, a pilot subcarrier for one transmit antenna is transmitted through a preamble OFDM symbol instead of a midamble OFDM symbol. In FIG. 4, a pilot subcarrier for a transmit antenna 0 is transmitted through a preamble OFDM symbol. However, the present invention is not limited thereto, and a pilot subcarrier for any one of transmit antennas 1 to 3 is transmitted through a preamble OFDM symbol. Can be. In the midamble OFDM symbol, pilot subcarriers of the remaining transmit antennas are arranged and transmitted at regular intervals.

도 4의 프리앰블-미드앰블 협력 전송 방식을 도 3의 기존의 미드앰블 전송 방식과 비교하면, 도 3에서는 미드앰블 OFDM 심벌에서 하나의 전송 안테나가 전송하는 정보는 유효 부반송파의 1/4을 차지한다. 반면, 도 4에서는 미드앰블 OFDM 심벌에서 하나의 전송 안테나가 전송하는 정보는 유효 부반송파의 1/3을 차지한다. 이를 일반화하면 전송 안테나의 개수가 N_T개인 경우, 기존의 미드앰블 전송 방식에서 각 전송 안테나는 유효 부반송파의 1/N_T만큼을 사용할 수 있으며, 제안된 프리앰블-미드앰블 협력 전송 방식에서 각 전송 안테나는 유효 부반송파의 1/(N_T-1)만큼을 사용할 수 있다. 즉, 각 전송 안테나에 대한 채널 이득을 보다 정확하게 계산할 수 있다.Comparing the preamble-midamble cooperative transmission scheme of FIG. 4 with the conventional midamble transmission scheme of FIG. 3, in FIG. 3, information transmitted by one transmitting antenna in a midamble OFDM symbol occupies one quarter of an effective subcarrier. . On the other hand, in FIG. 4, information transmitted by one transmit antenna in the midamble OFDM symbol occupies one third of the effective subcarriers. In general, when the number of transmit antennas is N _T , each transmit antenna may use 1 / N _T of the effective subcarriers in the conventional midamble transmission scheme, and each transmit antenna in the proposed preamble-midamble cooperative transmission scheme. May use as much as 1 / (N _T -1) of the effective subcarriers. That is, the channel gain for each transmit antenna can be calculated more accurately.

본 발명에 의하여 복수의 전송 안테나 중 일부의 전송 안테나에 대한 정보를 프리앰블 OFDM 심벌을 통해 전송하는 경우, 프리앰블 OFDM 심벌을 통해 전송되는 정보는 하나의 전송 안테나로 전송될 정보 전체일 수도 있고, 여러 전송 안테나로 전송될 정보가 조합되어 구성될 수도 있다. 다만, 프리앰블의 특성에 맞추어 전송하기 위하여 프리앰블 OFDM 심벌을 통해 전송되는 정보는 시간 영역에서 반복되는 특성을 가져야 하며, 셀 탐색을 위해 셀 ID 별로 다른 시퀀스를 이용해 구성될 필요가 있다.According to the present invention, when information on some of the transmit antennas of the plurality of transmit antennas is transmitted through the preamble OFDM symbol, the information transmitted through the preamble OFDM symbol may be all of information to be transmitted to one transmit antenna, Information to be transmitted to the antenna may be combined. However, in order to transmit according to the characteristics of the preamble, the information transmitted through the preamble OFDM symbol should have a repeated characteristic in the time domain, and need to be configured using a different sequence for each cell ID for cell search.

도 5는 제안된 하향링크 제어 신호 전송 방법에 따른 프리앰블-미드앰블의 협력 전송의 또 다른 예이다.5 is another example of cooperative transmission of a preamble-midamble according to the proposed downlink control signal transmission method.

도 5를 참조하면, 전송 안테나의 개수가 4개인 MIMO 시스템에서 2의 전송 안테나에 대한 파일럿 부반송파가 프리앰블 OFDM 심벌을 통해 전송된다. 도 5에서는 전송 안테나 0 및 1에 대한 파일럿 부반송파가 프리앰블 OFDM 심벌을 통해 전송되는 것을 예시로 하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 미드앰블 OFDM 심벌에서는 나머지 전송 안테나인 전송 안테나 2 및 3에 대한 파일럿 부반송파가 일정한 간격으로 배치되어 전송된다.Referring to FIG. 5, in a MIMO system having four transmit antennas, pilot subcarriers for two transmit antennas are transmitted through a preamble OFDM symbol. 5 illustrates an example in which pilot subcarriers for transmission antennas 0 and 1 are transmitted through a preamble OFDM symbol, but is not limited thereto. In the midamble OFDM symbol, pilot subcarriers for transmission antennas 2 and 3, which are the remaining transmission antennas, are arranged and transmitted at regular intervals.

도 5의 프리앰블-미드앰블 협력 전송 방식의 경우, 각 전송 안테나가 사용하는 유효 부반송파의 개수가 기존의 미드앰블 전송 방식에서 각 전송 안테나가 사용하는 유효 부반송파의 개수와 동일하여 채널 이득 계산이 향상되는 장점은 없다. 그러나, 프리앰블과 미드앰블이 시간 영역에서 정확히 두 번씩 반복되는 형태가 되므로, 미드앰블을 프리앰블의 용도로 활용할 수 있다. 즉, 미드앰블을 이용하여 시각 동기 및 주파수 동기를 맞출 수 있다. 이와 같은 프리앰블-미드앰블 협력 전송 방식은 기존의 미드앰블만으로 채널 이득을 충분히 정확하게 계산할 수 있는 환경에서, 미드앰블을 프리앰블처럼 활용하여 초기 동기 획득 성능을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.In the preamble-midamble cooperative transmission scheme of FIG. 5, the channel gain calculation is improved because the number of effective subcarriers used by each transmission antenna is the same as the number of effective subcarriers used by each transmission antenna in the conventional midamble transmission scheme. There is no advantage. However, since the preamble and the midamble are repeated exactly two times in the time domain, the midamble can be used for the purpose of the preamble. That is, the midamble can be used to synchronize time synchronization and frequency synchronization. Such a preamble-midamble cooperative transmission scheme may be used to improve initial synchronization acquisition performance by using the midamble as a preamble in an environment in which channel gain can be accurately calculated with only the existing midamble.

한편, 제안된 프리앰블-미드앰블 협력 전송의 경우 프리앰블 OFDM 심벌과 미드앰블 OFDM 심벌이 최대한 근접하게 위치하여야 한다.In the case of the proposed preamble-midamble cooperative transmission, the preamble OFDM symbol and the midamble OFDM symbol should be located as close as possible.

도 6은 제안된 하향링크 제어 신호 전송 방법의 일 실시예이다.6 is an embodiment of a proposed downlink control signal transmission method.

도 6을 참조하면, 단계 S100에서 전송기는 복수의 전송 안테나 각각에 대한 파일럿 패턴 중 일부 전송 안테나에 대한 파일럿 패턴을 기반으로 프리앰블 심벌을 생성한다. 단계 S101에서 전송기는 복수의 안테나 각각에 대한 파일럿 패턴 중 프리앰블 심벌로 생성되지 않은 파일럿 패턴을 기반으로 미드앰블 심벌을 생성한다. 단계 S110에서 전송기는 생성된 프리앰블 심벌과 미드앰블 심벌을 포함하는 프레임을 구성한다. 단계 S120에서 전송기는 프레임에 포함되는 프리앰블 심벌과 미드앰블 심벌에 대하여 상기 각 전송 안테나 별로 IFFT를 수행하고 이를 전송한다.Referring to FIG. 6, in step S100, the transmitter generates a preamble symbol based on pilot patterns of some of the pilot antennas of each of the plurality of transmit antennas. In step S101, the transmitter generates a midamble symbol based on a pilot pattern not generated as a preamble symbol among pilot patterns for each of the plurality of antennas. In step S110, the transmitter configures a frame including the generated preamble symbol and the midamble symbol. In step S120, the transmitter performs an IFFT on each of the transmit antennas and transmits the preamble symbols and the midamble symbols included in the frame.

도 7은 제안된 하향링크 제어 신호 수신 방법의 일 실시예이다.7 is an embodiment of a proposed method for receiving a downlink control signal.

도 7을 참조하면, 단계 S200에서 수신기는 복수의 수신 안테나를 통해 수신되는 프리앰블 및 미드앰블에 대하여 FFT를 수행한다. 단계 S210에서 수신기는 프리앰블 시퀀스를 획득하며, 단계 S211에서 수신기는 미드앰블 시퀀스를 획득한다. 단게 S220에서 수신기는 획득한 프리앰블 시퀀스와 미드앰블 시퀀스를 조합하여 채널 이득 행렬을 계산한다.Referring to FIG. 7, in step S200, the receiver performs FFT on preambles and midambles received through a plurality of receive antennas. In step S210, the receiver acquires a preamble sequence, and in step S211, the receiver acquires a midamble sequence. In operation S220, the receiver calculates a channel gain matrix by combining the obtained preamble sequence and the midamble sequence.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.The present invention may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. (DSP), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), a processor, a controller, a microprocessor, and the like, which are designed to perform the above- , Other electronic units, or a combination thereof. In the software implementation, the module may be implemented as a module that performs the above-described function. The software may be stored in a memory unit and executed by a processor. The memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. In the exemplary system described above, the methods are described based on a flowchart as a series of steps or blocks, but the invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or concurrently with other steps than those described above. Can be. In addition, those skilled in the art will appreciate that the steps shown in the flowcharts are not exclusive and that other steps may be included or one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.The above-described embodiments include examples of various aspects. While it is not possible to describe every possible combination for expressing various aspects, one of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, it is intended that the invention include all alternatives, modifications and variations that fall within the scope of the following claims.

Claims

In a wireless communication system,
A preamble symbol generator configured to generate a preamble orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol based on a first pilot pattern among pilot patterns for each of the plurality of transmit antennas;
A midamble symbol generator configured to generate a midamble OFDM symbol based on a second pilot pattern excluding the first pilot pattern in a pilot pattern for each of the plurality of transmit antennas;
An IFFT unit performing an inverse fast fourier transform (IFFT) on each of the transmit antennas with respect to the preamble OFDM symbol and the midamble OFDM symbol; And
And a plurality of transmit antennas for transmitting the preamble OFDM symbol and the midamble OFDM symbol.

The method of claim 1,
And the number of the plurality of transmit antennas is four.

The method of claim 1,
And the first pilot pattern is a pilot pattern for one transmit antenna of the plurality of transmit antennas.

The method of claim 3, wherein
And a pilot subcarrier for the one transmit antenna is allocated at intervals of three subcarriers.

The method of claim 3, wherein
And a pilot subcarrier for each transmit antenna in the second pilot pattern is allocated at intervals of three subcarriers.

The method of claim 1,
And the first pilot pattern is a pilot pattern for two transmit antennas of the plurality of transmit antennas.

The method according to claim 6,
And a pilot subcarrier for each transmit antenna in the first pilot pattern and the second pilot pattern is allocated at intervals of four subcarriers.

The method of claim 1,
And the first pilot pattern is repeated in the time domain.

The method of claim 1,
And the first pilot pattern is configured based on different sequences for each cell.

The method of claim 1,
Wherein the preamble OFDM symbol and the midamble OFDM symbol are contiguous.

In a wireless communication system,
A plurality of receive antennas for receiving preamble Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols and midamble OFDM symbols;
An FFT unit performing a fast fourier transform (FFT) on the preamble OFDM symbols and the midamble OFDM symbols;
A preamble obtaining unit for obtaining a preamble sequence based on the preamble OFDM symbol;
A midamble obtaining unit obtaining a midamble sequence based on the midamble OFDM symbol; And
A receiver including a channel gain calculator for obtaining a channel gain based on the preamble sequence and the midamble sequence

The method of claim 11,
The preamble OFDM symbol comprises a pilot subcarrier for at least one receive antenna.

The method of claim 12,
And pilot subcarriers for the at least one receive antenna are allocated at regular intervals.

The method of claim 11,
And the number of the plurality of receive antennas is four.

12. The method of claim 11,
And the preamble OFDM symbol and the midamble OFDM symbol are contiguous.