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KR101355313B1 - Ｍｉｍｏ 시스템에서의 참조신호 배치 방법 - Google Patents

Ｍｉｍｏ 시스템에서의 참조신호 배치 방법 Download PDF

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KR101355313B1
KR101355313B1 KR1020070086406A KR20070086406A KR101355313B1 KR 101355313 B1 KR101355313 B1 KR 101355313B1 KR 1020070086406 A KR1020070086406 A KR 1020070086406A KR 20070086406 A KR20070086406 A KR 20070086406A KR 101355313 B1 KR101355313 B1 KR 101355313B1
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Abstract

다수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌과 다수의 부반송파에 걸쳐서 참조신호를 배치하는 MIMO 시스템에서의 참조신호 배치 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 OFDM 심벌에 제1 참조신호, 제2 참조신호 및 제3 참조신호를 서로 중복되지 않도록 배치하는 단계 및 상기 제1 OFDM 심벌과 이격된 제2 OFDM 심벌에 제1 참조신호, 제2 참조신호 및 제4 참조신호를 서로 중복되지 않도록 배치하는 단계를 포함한다. MIMO 시스템에서 각 안테나 간 전송 파워를 맞출 수 있고, 효율적인 동기 및 채널추정의 수행이 가능하다.

Description

ＭＩＭＯ 시스템에서의 참조신호 배치 방법{Method of allocating reference signals in MIMO system}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 송수신 안테나 시스템(Multiple Input Multiple Output Antennas; MIMO) 시스템에서 참조신호를 배치하는 방법에 관한 것이다.
MIMO 시스템은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율을 향상시키는 시스템을 말한다. MIMO 시스템을 구현하기 위한 MIMO 기법에는 공간 다중화(Spatial multiplexing) 기법과 공간 다이버시티(Spatial diversity) 기법이 있다. 공간 다중화 기법에 의하면 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로써 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고 고속의 데이터를 전송한다. 공간 다이버시티 기법에 의하면 다중 송신 안테나에서 동일한 데이터를 전송하여 다이버시티를 얻는다.
수신기는 송신기로부터 전송된 데이터를 복원하기 위하여 채널을 추정할 필요가 있다. 채널 추정은 페이딩(fading)으로 인한 급격한 환경변화에 의하여 생기는 신호의 왜곡을 보상하여 전송 신호를 복원하는 과정을 말한다. 일반적으로 채널 추정을 위하여는 송신기와 수신기가 모두 알고 있는 참조신호(reference signal)가 필요하다.
참조신호를 할당하는 방식에는 참조신호를 전 대역에 걸쳐서 할당하는 방식과 일부 대역에 걸쳐서 할당하는 방식이 있다. 전자의 경우 후자에 비해 참조신호의 밀도가 높기 때문에 높은 채널추정 성능을 얻을 수 있다. 이에 반해 후자는 전자에 비해 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있으나, 참조신호의 밀도가 낮아져 채널추정 성능의 열화가 발생할 수 있다.
MIMO 시스템에서는 각 안테나에 대응하는 채널을 겪는다. 따라서 참조신호를 다중 안테나를 고려하여 배치하는 것이 필요하다. 안테나의 수가 증가함에 따라 참조신호의 수도 증가할 경우 안테나의 수를 증가시켜 데이터 전송률을 증가시키려는 의도에 부합되지 않는다.
또한, 다중 안테나를 사용할 경우 안테나별로 송신 파워를 고려할 필요가 있다. 참조신호는 일반적으로 데이터보다 더 높은 파워를 할당하므로, 참조신호를 송신파워를 고려하지 않고 할당한다면, 송신 다이버시티나 프리코딩(precoding)을 적용하는 데 있어 각 안테나별로 동일한 파워를 할당하는데 어려움이 있다.
MIMO 시스템에서 송신 파워를 고려하여 참조신호를 효율적으로 배치할 수 있는 기법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 MIMO 시스템에서 송신 파워를 고려한 참조신호 배치 방법을 제공하는 데 있다.
일 양태에 있어서, 다수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌과 다수의 부반송파에 걸쳐서 참조신호를 배치하는 MIMO 시스템에서의 참조신호 배치 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 OFDM 심벌에 제1 참조신호, 제2 참조신호 및 제3 참조신호를 서로 중복되지 않도록 배치하는 단계 및 상기 제1 OFDM 심벌과 이격된 제2 OFDM 심벌에 제1 참조신호, 제2 참조신호 및 제4 참조신호를 서로 중복되지 않도록 배치하는 단계를 포함한다. 상기 제1 참조신호와 제2 참조신호는 하나의 OFDM 심벌 상에서 균일한 간격으로 배치된다.
다른 양태에 있어서, 4개의 안테나에 대한 참조신호인 제1 참조신호, 제2 참조신호, 제3 참조신호 및 제4 참조신호를 배치하는 MIMO 시스템에서의 참조신호 배치 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 제1 참조신호와 상기 제2 참조신호를 서로 이격된 2개의 OFDM 심벌에 배치하는 단계 및 상기 2개의 OFDM 심벌에 상기 제3 참조신호 또는 상기 제4 참조신호를 각각 하나씩 배치하는 단계를 포함한다.
MIMO 시스템에서 효율적인 동기 및 채널추정의 수행이 가능하고, 전송 다이버시티 기법이나 프리코딩을 이용한 데이터 전송에도 적합하다.
이하의 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있다. 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(base station; BS)에서 단말(user equipment; UE)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
통신 시스템은 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템 또는 다중 입력 싱글 출력(multiple-input single-output; MISO) 시스템일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다.
다중 접속 변조 방식에 대하여는 제한이 없으며, 잘 알려진 TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access) 또는 SC-FDMA(Sinigle Carrier-Frequency Division Multiple Access)와 같은 싱글 반송파 변조 방식이나 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)와 같은 다중 반송파 변조 방식을 채택할 수 있 다.
수신기에서 효율적으로 채널 추정을 수행하기 위한 참조신호의 배치는 다음과 같은 요건이 필요하다.
첫째로, 수신기가 각 송신 안테나에서 전송되는 참조신호를 구분할 수 있도록 참조신호를 배치해야 한다. 수신기는 각 송신 안테나로부터 전송되는 참조신호를 이용하여 채널을 추정하기 때문이다. 참조신호는 각 송신 안테나별로 시간 및/또는 주파수 영역에서 중복되지 않도록 배치하여, 수신기에서 참조신호를 구분하도록 할 수 있다. 또는 시간 및/또는 주파수 영역에서 참조신호가 중복되더라도 코드 영역에서 직교성(orthogonality)을 줄 수 있다. 이를 위해 참조신호는 자기 상관이나 상호 상관 특성이 우수한 직교 코드를 사용할 수 있다. 예를 들어, 직교 코드로는 카작(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation, CAZAC) 시퀀스, 왈쉬(Walsh) 코드 등을 사용할 수 있다.
둘째로, 참조신호들이 위치하는 영역에서 채널 상태의 변화가 무시할 정도로 작아야 한다. 참조신호 주변의 데이터에 대해서는 참조신호가 위치하는 영역에서의 채널을 이용하여 디코딩하게 된다. 참조신호가 배치된 영역에서 채널의 변화가 커지면 채널 추정의 오차가 커질 수 있다.
또한, 송신기에서 전송에 사용되는 안테나에 할당되는 전력은 동일한 것이 전력 소모 측면에서 유리하다.
이하의 참조신호 배치에 있어서 시간상으로 또는 부반송파 상으로 일정한 간격만큼 참조신호를 이동시킬 수 있으며, 그 절대적인 위치를 나타내는 것은 아니 다. 참조신호들의 간격은 유지되면서 전체적으로 일정한 시간 간격 또는/및 부반송파 간격만큼 쉬프트(shifting)될 수 있다.
참조신호는 전용(dedicated) 참조신호와 다중 사용자 신호에 대한 참조신호일 수 있다. 여기서, 다중 사용자 신호란 브로드캐스트(broadcast) 신호 및/또는 멀티캐스트(multicast) 신호이다. 브로드캐스트 신호는 특정 영역(예를 들어, 셀 및/또는 섹터) 내의 모든 사용자로 보내지는 것을 말하고, 멀티캐스트 신호는 사용자의 특정 그룹으로 보내지는 것을 말하고, 유니캐스트 신호는 특정 사용자에게 보내지는 것을 말한다. 다중 사용자 신호의 일례로 MBMS(Mobile Broadcast/Multicast Service) 신호가 있다. MBMS 신호는 모든 셀(또는 기지국)에서 동일한 신호를 전송한다. 따라서, 모든 기지국에서 동일한 참조신호를 사용한다.
이하에서는 4개의 송신 안테나를 갖는 MIMO 시스템에서 참조신호를 배치하는 다양한 실시예들에 대해 기술한다. 이하의 참조 신호 배치에는 다음과 같은 대략적인 원칙들이 있다. 첫째, 제1 및 제2 안테나에 대한 참조신호의 수는 제3 및 제4 안테나에 대한 참조신호의 수보다 많다. 둘째, 전체 참조신호가 차지하는 비율이 일정 이하이다. 셋째, 각 송신 안테나에 대한 참조신호는 서로 중복되지 않는다.
서브 프레임은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 14개의 OFDM 심벌을 포함할 수 있다. 서브 프레임은 각 송신 안테나별로 정의되는 하나의 자원 그리드(resource grid)이다. 전송 시간 간격(Transmission Time Interval; TTI)은 하나의 서브 프레임이 전송되는 시간을 의미한다. 무선 프레임(radio frame)은 복수의 서브 프레임을 포함할 수 있다.
하나의 서브 프레임은 14개의 OFDM 심벌로 이루어진다. 이는 예시에 불과하고, 서브 프레임을 구성하는 OFDM 심벌의 수는 달라질 수 있다. 편의상 하나의 서브 프레임으로 나타내고 있으나, 안테나에 대한 참조신호는 해당하는 안테나에 대한 서브 프레임별로 각각 배치된다. 즉, 제1 안테나에 대한 참조 신호는 제1 안테나에 대한 서브 프레임에 배치되고, 제2 안테나에 대한 참조 신호는 제2 안테나에 대한 서브 프레임에 배치되고, 제3 안테나에 대한 참조 신호는 제3 안테나에 대한 서브 프레임에 배치되고, 제4 안테나에 대한 참조 신호는 제4 안테나에 대한 서브 프레임에 배치된다. 설명을 명확히 하기 위해, 이하에서는 14개의 OFDM 심벌을 시간축에서 TTI의 초기순으로 각각 제1 OFDM 심벌, 제2 OFDM 심벌, …, 제14 OFDM 심벌이라 한다.
서브 프레임을 구성하는 자원 그리드의 각 요소를 자원 요소(resource element)라 한다. 예를 들어, 자원 요소 q(k,l)은 k번째 OFDM 심벌과 l번째 부반송파에 위치한 자원 요소가 된다.
서브 프레임은 제어채널과 데이터채널의 2부분으로 나눌 수 있다. 제어채널은 제어 데이터가 실리는 부분이고, 데이터채널은 데이터가 실리는 부분이다. 예를 들어, 서브 프레임의 시작부분인 제1 OFDM 심벌부터 제3 OFDM 심벌까지를 제어채널로 하고, 나머지 OFDM 심벌들을 데이터채널로 할 수 있다. 제어채널은 데이터채널보다 작은 부분을 차지하지만 에러율은 최소로 해야한다. 따라서, 다중 안테나라도 일부분만을 제어채널에 할당할 수 있다. 제1 안테나와 제2 안테나만을 제어채널에 할당한다고 할 때, 제어채널이 실리는 부분 즉 제1 OFDM 심벌부터 제3 OFDM 심벌 사이에는 제1 안테나와 제2 안테나에 대한 참조신호만을 할당해도 된다. 제어채널 영역에도 제3 안테나와 제4 안테나에 대한 자원을 할당한다면 참조신호가 불필요하게 파워를 할당받는 결과가 된다. 이 경우 데이터채널이 시작되는 부분에 제3 안테나와 제4 안테나에 대한 참조신호를 할당할 수 있다. 즉, 제4 OFDM 심벌에 제3 안테나와 제4 안테나에 대한 참조신호를 할당한다.
도 1은 다중 안테나를 가지는 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 송신기는 채널 인코더(120), 맵퍼(130), MIMO 처리기(140), 부반송파 할당기(150) 및 OFDM 변조기(160)를 포함한다. 채널 인코더(120)는 입력되는 스트림을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded word)를 형성한다. 맵퍼(130)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심벌로 맵핑한다. 맵퍼(130)에서의 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. MIMO 처리기(140)는 입력 심벌을 송신 안테나(190-1,…,190-Nt)에 따른 MIMO 방식으로 처리한다. 예를 들어, MIMO 처리기(140)는 코드북(codebook) 기반의 프리코딩을 처리할 수 있다.
부반송파 할당기(150)는 입력 심벌과 참조신호를 부반송파에 할당한다. 참조신호는각 송신 안테나(190-1,…,190-Nt) 별로 배치된다. 참조신호는 채널 추정 또는 데이터 복조를 위해 사용되는 송신기(100)와 수신기(도 2의 200) 양자가 모두 아는 신호로, 파일럿(pilot)이라고도 한다. OFDM 변조기(160)는 입력 심벌을 OFDM 변조하여 OFDM 심벌을 출력한다. OFDM 변조기(160)는 입력 심벌에 대해 IFFT(Inverse fast Fourier transform)을 수행할 수 있으며, IFFT를 수행한 후 CP(Cyclic prefix)를 더 삽입할 수 있다. OFDM 심벌은 각 송신 안테나(190-1,…,190-Nt)를 통해 송신된다.
도 2는 다중 안테나를 가지는 수신기를 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 수신기(200)는 OFDM 복조기(210), 채널 추정기(220), MIMO후처리기(230), 디맵퍼(240) 및 채널 디코더(250)를 포함한다. 수신 안테나(290-1,…,290-Nr)로부터 수신된 신호는 OFDM 복조기(210)에 의해 FFT(fast Fourier transform)가 수행된다. 채널 추정기(220)는 참조신호를 이용하여 채널을 추정한다. MIMO 후처리기(230)는 MIMO 처리기(140)에 대응하는 후처리를 수행한다. 디맵퍼(240)는 입력 심벌을 부호화된 데이터로 디맵핑하고, 채널 디코더(250)는 부호화된 데이터를 디코딩하여 원래 데이터를 복원한다.
이하에서 송신 안테나 별로 서브 프레임(sub-frame) 단위로 데이터를 전송할 수 있다. 하나의 서브 프레임은 14개의 OFDM 심벌로 이루어지나, 이는 예시에 불과하다. 설명을 명확히 하기 위해, 14개의 OFDM 심벌을 시간축에서 TTI의 초기순으로 각각 제1 OFDM 심벌, 제2 OFDM 심벌, …, 제14 OFDM 심벌이라 한다.
도 3은 2개의 송신 안테나에서의 참조신호를 나타내는 예시도이다.
도 3을 참조하면, 제1 안테나에 대한 서브 프레임과 제2 안테나에 대한 서브 프레임에 각각 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)를 배치한다. 제1 참조신 호(R1)는 제1 안테나에 대한 참조신호이고, 제2 참조신호(R2)는 제2 안테나에 대한 참조신호이다. 참조신호 외의 부반송파에는 데이터 심벌 혹은 널(Null) 심벌이 실릴 수 있다. 널 심벌은 해당하는 부반송파를 천공하여, 송신 파워가 제로이다. 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)는 동일할 수 있고, 또는 서로 다를 수 있다.
제1 OFDM 심벌과 제8 OFDM 심벌에서는 2개의 부반송파를 사이에 두고 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)가 배치된다. 제1 참조신호(R1)로부터 3개 부반송파만큼 쉬프트되어 제2 참조신호(R2)가 배치된다. 여기서는 하나의 서브프레임이 12 부반송파를 포함한다고 할 때, 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)를 각각 2개씩 총 4개의 참조신호를 12 부반송파에 걸쳐서 할당한다. 이는 예시에 불과하고, 하나의 OFDM 심벌 상에서 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)는 할당되는 부반송파 범위내에서 균일하게 배치된다.
제5 OFDM 심벌과 제12 OFDM 심벌에서는 제1 OFDM 심벌에서의 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)를 서로 바꾸어 배치한다.
2개의 송신 안테나를 사용하는 경우 천공을 통해, 참조신호를 데이터보다 3dB 만큼의 파워를 부스팅(boosting)시켜 전송한다. 이 경우 수신기에서의 채널 추정 효율을 높일 수 있다.
도 4는 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호 배치의 일 예를 나타내는 예시도이다.
도 4를 참조하면, 제1 참조신호(R1)는 제1 안테나에 대한 참조신호이고, 제2 참조신호(R2)는 제2 안테나에 대한 참조신호이고, 제3 참조신호(R3)는 제3 안테나 에 대한 참조신호이고, 제4 참조신호(R4)는 제4 안테나에 대한 참조신호이다.
제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)는 2개의 송신 안테나에 관한 도 3의 배치와 동일하다.
제3 참조신호(R3)와 제4 참조신호(R4)는 제2 OFDM 심벌과 제9 OFDM 심벌에 배치된다. 제2 OFDM 심벌에서는 2개의 부반송파를 사이에 두고 제3 참조신호(R3)와 제4 참조신호(R4)가 배치된다. 제3 참조신호(R3)로부터 3개 부반송파만큼 쉬프트되어 제4 참조신호(R4)가 배치된다. 제9 OFDM 심벌에서는 제2 OFDM 심벌에서의 제3 참조신호(R3)와 제4 참조신호(R4)를 서로 바꾸어 배치한다.
4개의 송신 안테나를 사용하는 전송하는 경우 참조신호가 차지하는 오버헤드를 줄이기 위해, 제3 안테나와 제4 안테나에 대한 참조신호를 제1 안테나와 제2 안테나보다 적게 사용한다.
위와 같은 형태로 참조신호를 배치하여 4개의 안테나로 전송하는 경우에 전송 다이버시티 기법을 이용하거나 프리코딩을 적용하게 되면 각 안테나에 대해서 동일한 파워를 할당하여 전송하는 데 어려움이 있을 수 있다. 천공(puncturing)을 통해서 참조신호의 파워 부스팅 레벨(power boosting level)을 낮출 수도 있으나, 채널 추정시 성능 저하가 발생할 수 있다.
도 5는 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호의 일 예를 나타내는 예시도이다.
도 5를 참조하면, 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)는 2개의 송신 안테나에 관한 도 3의 배치와 동일하다. 제3 참조신호(R3)는 제1 OFDM 심벌과 제8 OFDM심벌에 배치되고, 제4 참조신호(R4)는 제5 OFDM 심벌과 제12 OFDM 심벌에 배치된 다. 제3 참조신호(R3)와 제4 참조신호(R4)는 제1 참조신호(R1)에 인접한다(contiguous).
제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제3 참조신호(R3)는 하나의 OFDM 심벌에 배치되고, 제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제4 참조신호(R4)는 다른 하나의 OFDM 심벌에 배치된다.
4개의 송신 안테나를 사용하는 전송하는 경우 참조신호가 차지하는 오버헤드를 줄이기 위해, 제3 안테나와 제4 안테나에 대한 참조신호를 제1 안테나와 제2 안테나보다 적게 사용한다.
참조신호가 배치되는 OFDM 심벌에서 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)는 반드시 포함하고, 제3 참조신호(R3) 또는 제4 참조신호(R4)가 부가적으로 배치된다. 제3 참조신호(R3) 또는 제4 참조신호(R4)의 배치는 주파수 선택적 이득을 최대로 얻을 수 있도록 배치하는 것이 좋다.
참조신호가 배치되는 OFDM 심벌상에서 참조신호가 실리지 않는 부반송파는 널 심벌이 할당된다. 즉, 참조신호가 실리지 않는 부반송파는 어떠한 데이터도 송신하지 않는다. 참조신호가 실리지 않는 부반송파에 송신 파워를 할당하지 않고, 참조신호가 실리는 부반송파에 여분의 송신 파워를 더 할당한다. 예를 들어, 제1 OFDM 심벌에 모두 12 부반송파가 있고, 제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제3 참조신호(R3)에 부반송파를 각각 2개씩 할당한다. 참조신호가 할당되지 않은 나머지 6 부반송파에는 널 심벌을 할당한다. 참조신호가 할당되는 부반송파와 참조신호가 할당되지 않는 부반송파의 비율이 동일하므로, 송신에 사용되는 송신 안테나 의 송신 파워 비율을 균일하게 할 수 있다.
제안된 참조신호 구조에 의하면, 참조신호가 배치되는 OFDM 심벌에서 천공(puncturing)을 통해서 참조신호 파워 레벨을 약 3dB 정보 부스팅해주고 데이터는 전송하지 않는다. 즉, 참조신호를 포함하는 OFDM 심벌에서는 각 참조신호를 가진 안테나만 전송에 사용한다. 예를 들어, 제1 OFDM 심벌은 제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제3 참조신호(R3)를 포함하므로, 제1 안테나, 제2 안테나 및 제3 안테나만 사용하고, 제4 안테나는 사용하지 않는다. 마찬가지로, 제4 OFDM 심벌은 제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제4 참조신호(R4)를 포함하므로, 제1 안테나, 제2 안테나 및 제4 안테나만 사용하고, 제3 안테나는 사용하지 않는다. 이러한 구조를 사용하게 되면 파워 부스팅 레벨 감소로 인한 채널 추정 성능 저하는 발생하지 않고, 참조신호의 오버헤드도 최소화할 수 있다.
예를 들어, 각 참조신호들을 포함하는 하나의 OFDM 심벌이 갖는 파워의 합이 1이고, 3개의 안테나로 천공을 이용해서 참조신호를 3dB 높여 전송한다고 하자. 제1 OFDM 심벌에서, 제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제3 참조신호(R3)가 이용하는 파워는 각각 4/12가 된다. 제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제3 참조신호(R3)는 각각 2개씩이고, 또한 천공을 통해 주변의 부반송파에 할당되는 파워를 참조신호에 할당한다. 따라서, 12 부반송파 중 제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제3 참조신호(R3)가 배치되는 6개의 부반송파에 파워가 2배씩 할당된다. 제1 안테나, 제2 안테나 및 제3 안테나가 사용하는 파워의 비는 1:1:1이 되어 파워 불균형이 발생하지 않는다.
상술한 참조신호의 배치는 일 예에 불과하고, 참조신호 배치에 있어서 시간상으로 또는 부반송파 상으로 일정한 간격만큼 참조신호를 이동시킬 수 있다. 즉 각 송신 안테나에 대한 서브 프레임에 있어서, 참조신호들의 간격은 유지되면서 전체적으로 일정한 시간 간격 또는/및 부반송파 간격만큼 이동(shifting)될 수 있다. 참조신호를 재배치 아니하고도 참조신호를 전체적으로 시간 또는 부반송파 간격으로 이동시킴으로 다중 셀(Cell), 다중 섹터(Sector) 및 다중 사용자 등에 대하여 채널 추정을 할 수 있다.
이와 함께, 서브 프레임의 배수로 시간이 변화함에 따라 채널 상황의 변화를 고려하여 특정 안테나의 참조신호의 일부 내지 전체를 사용하거나 사용하지 않을 수 있다.
MIMO 시스템에서 효율적인 동기 및 채널추정의 수행이 가능하고, 전송 다이버시티 기법이나 프리코딩을 이용한 데이터 전송에도 적합하다. 또한, 참조신호를 SISO 시스템에서와 동일한 부반송파 간격으로 각 안테나별로 참조신호를 전송할 수 있다. 수신기는 수신된 참조신호를 이용하여 각각의 안테나에서 독립적인 채널 변화의 추정이 가능하다.
도 6은 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호의 다른 예를 나타내는 예시도이다.
도 6을 참조하면, 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)는 2개의 송신 안테나에 관한 도 3의 배치와 동일하다. 제3 참조신호(R3)는 제1 OFDM 심벌과 제8 OFDM심벌에 배치되고, 제4 참조신호(R4)는 제5 OFDM 심벌과 제12 OFDM 심벌에 배치된 다. 도 5의 실시예와 달리, 제3 참조신호(R3)와 제4 참조신호(R4)는 제2 참조신호(R2)에 인접한다.
도 7은 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호의 또 다른 예를 나타내는 예시도이다.
도 7을 참조하면, 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)는 2개의 송신 안테나에 관한 도 3의 배치와 동일하다. 제4 참조신호(R4)는 제1 OFDM 심벌과 제8 OFDM심벌에 배치되고, 제3 참조신호(R3)는 제5 OFDM 심벌과 제12 OFDM 심벌에 배치된다. 제3 참조신호(R3)와 제4 참조신호(R4)는 제1 참조신호(R1)에 인접한다.
제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제4 참조신호(R4)는 하나의 OFDM 심벌에 배치되고, 제1 참조신호(R1), 제2 참조신호(R2) 및 제3 참조신호(R3)는 다른 하나의 OFDM 심벌에 배치된다.
도 8은 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호의 다른 예를 나타내는 예시도이다.
도 8을 참조하면, 제1 참조신호(R1)와 제2 참조신호(R2)는 2개의 송신 안테나에 관한 도 3의 배치와 동일하다. 제4 참조신호(R4)는 제1 OFDM 심벌과 제8 OFDM심벌에 배치되고, 제3 참조신호(R3)는 제5 OFDM 심벌과 제12 OFDM 심벌에 배치된다. 도 7의 실시예와 달리, 제3 참조신호(R3)와 제4 참조신호(R4)는 제2 참조신호(R2)에 인접한다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 다중 안테나를 가지는 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 2는 다중 안테나를 가지는 수신기를 나타내는 블록도이다.
도 3은 2개의 송신 안테나에서의 참조신호를 나타내는 예시도이다.
도 4는 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호 배치의 일 예를 나타내는 예시도이다.
도 5는 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호의 일 예를 나타내는 예시도이다.
도 6은 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호의 다른 예를 나타내는 예시도이다.
도 7은 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호의 또 다른 예를 나타내는 예시도이다.
도 8은 4개의 송신 안테나에 대한 참조신호의 다른 예를 나타내는 예시도이다.

Claims (10)

  1. MIMO 시스템에서, 시간 영역에서 연속하는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼들과 주파수 영역에서 연속하는 부반송파들로 구성되는 무선자원 상에서 참조신호를 배치하는 방법에 있어서,
    제1 OFDM 심벌에 제1 참조신호, 제2 참조신호 및 제3 참조신호를 서로 중복되지 않도록 배치하는 단계; 및
    제2 OFDM 심벌에 상기 제1 참조신호, 상기 제2 참조신호 및 제4 참조신호를 배치하되, 상기 제1 참조신호와 상기 제2 참조신호는 하나의 OFDM 심벌 상에서 균일한 간격으로 배치하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 내지 제4 참조신호는 제1 내지 제4 송신 안테나에 대응하고,
    상기 제1 OFDM 심벌에 바로 연속하여 참조신호가 포함되지 않는 OFDM 심벌이 배치되고, 상기 제2 OFDM 심벌에 바로 연속하여 참조신호가 포함되지 않는 OFDM 심벌이 배치되고,
    상기 제1 OFDM 심벌 및 제2 OFDM 심벌의 패턴은, 상기 무선자원 상에서 상기 제1 참조신호의 총 개수가 상기 제3 참조신호의 총 개수에 비해 크고 상기 무선자원 상에서 상기 제2 참조신호의 총 개수가 상기 제4 참조신호의 총 개수에 비해 크도록, 상기 무선자원 상에서 반복하여 배치되는
    참조신호 배치 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 OFDM 심벌에서 상기 제1 참조신호, 상기 제2 참조신호 및 상기 제3 참조신호가 배치되지 않는 부반송파에는 널 심벌을 할당하는 참조신호 배치 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 OFDM 심벌에서 상기 제1 참조신호, 상기 제2 참조신호 및 상기 제4 참조신호가 배치되지 않는 부반송파에는 널 심벌을 할당하는 참조신호 배치 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무선자원 상에서 상기 제1 참조신호의 총 개수는 상기 무선자원 상에서 상기 제3 참조신호의 총 개수에 비해 2배 많고,
    상기 무선자원 상에서 상기 제2 참조신호의 총 개수는 상기 무선자원 상에서 상기 제4 참조신호의 총 개수에 비해 2배 많은
    참조신호 배치 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 OFDM 심벌의 상기 제1 참조신호에 할당된 주파수 대역은 상기 제2 OFDM 심벌의 상기 제2 참조신호에 할당되고,
    상기 제1 OFDM 심벌의 상기 제2 참조신호에 할당된 주파수 대역은 상기 제2 OFDM 심벌의 상기 제1 참조신호에 할당되는
    참조신호 배치 방법.
  10. MIMO 시스템에서, 시간 영역에서 연속하는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼들과 주파수 영역에서 연속하는 부반송파들로 구성되는 무선자원 상에서 참조신호를 배치하는 송신 장치에 있어서,
    제1 OFDM 심벌에 제1 참조신호, 제2 참조신호 및 제3 참조신호를 서로 중복되지 않도록 배치하고; 및
    제2 OFDM 심벌에 상기 제1 참조신호, 상기 제2 참조신호 및 제4 참조신호를 배치하되, 상기 제1 참조신호와 상기 제2 참조신호는 하나의 OFDM 심벌 상에서 균일한 간격으로 배치하도록 설정되는 제어부를 포함하되,
    상기 제1 내지 제4 참조신호는 제1 내지 제4 송신 안테나에 대응하고,
    상기 제1 OFDM 심벌에 바로 연속하여 참조신호가 포함되지 않는 OFDM 심벌이 배치되고, 상기 제2 OFDM 심벌에 바로 연속하여 참조신호가 포함되지 않는 OFDM 심벌이 배치되고,
    상기 제1 OFDM 심벌 및 제2 OFDM 심벌의 패턴은, 상기 무선자원 상에서 상기 제1 참조신호의 총 개수가 상기 제3 참조신호의 총 개수에 비해 크고 상기 무선자원 상에서 상기 제2 참조신호의 총 개수가 상기 제4 참조신호의 총 개수에 비해 크도록, 상기 무선자원 상에서 반복하여 배치되는
    송신 장치.
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