KR20010005884A - 송신방법, 수신방법, 송신장치 및 수신장치 - Google Patents

Abstract

시분할 다중화에 의해 형성된 타임슬롯이 적어도 주파수 방향에서 복수의 블록으로 나누어지고, 또한 복수의 서브캐리어가 각 블록 내에 형성된다. 소정 수의 블록이 1통신채널을 형성하며, 타임슬롯 내에 복수의 통신채널이 형성된다. 이것으로써, 1타임슬롯이 주파수로 분리된 다중 캐리어의 통신에 의해 다중화될 수 있다. 이러한 방식에 의해, 간단한 구조로써 다중경로가 존재하는 환경 하에서도 만족스럽게 통신이 수행될 수 있다.

Description

송신방법, 수신방법, 송신장치 및 수신장치{Transmitting method, receiving method, transmitter, and receiver}

최근, 휴대전화시스템으로 대표되는 휴대용 무선통신시스템이 이동통신분야에서 실용화되어 사용되고 있다. 이 휴대용 무선통신시스템은 통신서비스를 제공하는 지역을 원하는 크기의 셀로 구분하여 각 셀 내에 고정국으로서 기지국을 설치한다. 이동국으로서의 통신단말장치는 통신상태가 가장 만족스럽다고 생각되는 기지국과 무선으로 통신한다.

기지국과 통신단말장치 사이의 통신방법으로서는, 다양한 방식이 제안되고 있다. 대표적인 것의 하나로서 시분할다중접속방식(TDMA방식)과 코드분할다중접속방식(CDMA방식)을 결합한 시간-코드분할 다중접속방식이 제안되고 있다.

이 시간-코드분할 다중접속방식은 도 1에서 도시된 바와 같이 1.2㎒의 대역을 시간축에서 4.615ms의 시간사이클(이하, 이 시간사이클을 프레임으로 부른다)로 분할한다. 각 프레임은 다시 577㎲의 시간간격으로 분할되어 각 프레임은 타임슬롯(TS0∼TS7)으로 분할된다. 분할된 상기 타임슬롯(TS0∼TS7)은 시간 축 방향에서의 통신채널로서 사용되어 시분할 다중접속이 수행된다.

또한 이 시간-코드분할 다중접속방식은, 도 2에서 도시된 바와 같이 각 타임슬롯에서 송신대상인 송신심벌(transmission symbol)이 확산코드에 승산되어 송신된다. 이 때에 1타임슬롯 당 8종류의 확산코드가 준비되어 코드분할에 의해 1 타임슬롯 당 8개의 통신채널이 확보된다.

따라서 상기 시간-코드분할 다중접속방식에서는 코드분할에 의해 1타임슬롯 당 8개의 통신채널이 확보되고 또한 시간축 방향에서 4.615ms의 1프레임 당 8개의 타임슬롯이 형성되어, 1.2㎒×4.615ms에서 64개의 통신채널이 확보된다.

이제, 상기 방식에 의해 통신이 실제 수행되는 경우, 8배의 속도를 갖는 확산코드를 사용하여 135ksymbol/s의 심벌속도를 갖는 송신심벌이 8배의 스펙트럼으로 확산되어 칩속도가 1080kchip/s가 된다. 확산된 송신신호는 지역국에 할당된 타임슬롯의 타이밍에서 송신된다. 이것에 의해 상기 시간-코드분할 다중접속방식에 기초한 통신이 실현된다.

각 타임슬롯에서는 도 3에 도시된 바와 같이 28개의 송신심벌(확산 후에는 224개의 칩)이 전체로서 577㎲의 인터벌의 첫 번째 절반 부분에서 송신되고, 소정 데이터의 198개의 칩이 송신선의 특징판단을 위한 트레이닝 시퀀스(training sequence)로서 송신되고, 다시 28개의 송신심볼이 송신된다. 또한, 마지막으로 송신된 송신심벌 뒤에, 가드 인터벌(guard interval)이라고 불리는 송신정지인터벌이 제공된다. 상기 가드인터벌에 의해 신호도착시간에서의 이동에 의한 신호충돌을 방지할 수 있다.

이제, 상기와 같은 시간-코드분할 다중접속방식을 사용하여 통신을 행하는 휴대용 무선통신시스템에 대해서는, 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4에서 부호(1)는 기지국에 제공되는 송신장치를 나타내고, (2)는 통신단말장치에 제공되는 수신장치를 나타낸다. 기지국의 송신장치(1)에서는 예를 들어 8개의 통신채널의 무선통신이 제공된다고 가정하면, 8개 채널의 송신심벌(S1∼S8)이 각각 CDMA변조부(1A)에 입력될 것이다. CDMA변조부(1A)는 서로 직교관계에 있는 8종류의 확산부호를 갖고 있으며, 송신심벌(S1)에 8종류의 확산 부호 중 제 1확산부호를 숭산하여 송신심벌(S1)에 대한 스펙트럼확산변조를 행한다. 마찬가지로 CDMA변조부(1A)는 제 2 내지 제 8확산코드를 송신심벌(S2∼S8)에 각각 승산하여 송신심벌(S2∼S8)에 대한 스펙트럼확산변조를 행한다. 따라서 CDMA변조부(1A)에서는 스펙트럼 확산에 의해 변조된 채널의 송신심벌이 함께 결합되어 입력송신신호(S9)로서 시분할 송신부(1B)로 출력된다.

시분할송신부(1B)는 입력송신신호(S9)의 주파수를 상기 통신시스템에 할당된 주파수대역으로 변환하고, 송신신호(S10)는 예를 들면 상술한 타임슬롯 중에서 타임슬롯(TS0)을 사용하여 버스트(burst)방식으로 안테나(1C)를 통해 송신된다.

한편, 수신장치(2)에서는 안테나(2A)에 의해 수신된 수신신호(S11)가 시분할수신부(2B)에 입력된다. 시분할수신부(2B)는 상기 수신신호(S11)로부터 타임슬롯(TS0)의 신호성분을 페치(fetch)하고 신호성분에 대한 주파수변환처리를 행하여 송신장치(1)의 입력송신신호(S9)에 해당하는 베이스대역의 수신신호(S12)를 얻어 이를 매치필터(matched filter)(2C)로 출력한다.

매치필터(2C)는 시프트레지스터, 승산기 및 가산기로 구성된다. 예를 들면, 상기 수신장치(2)에 의해 수신된 심벌이 송신심벌(S1)로 취해지면, 송신심벌(S1)이 확산될 때 사용된 제 1확산코드와 동일한 코드스트링(code string)이 승산기의 계수로서 사용된다. 승산기에서 수신신호(S12)가 입력되는 시프트레지스터의 탭으로부터의 출력인 칩이 각각의 코드시퀀스(code sequence)에 승산된다. 매치필터(2C)는 가산기에 의해 승산결과를 가산하여 송신심벌(S1)을 복원한다.

따라서 송신장치(1)와 수신장치(2)가 각각 기지국와 통신단말장치에 갖추어졌을 때, 시간-코드분할 다중접속방식이 실현될 수 있다.

또한 시간-코드분할 다중접속방식에 의해 다중화(multiplexed)된 송신신호(S10)가 수신되어 수신된 신호로부터 1채널의 송신심벌이 복원될 때, 다중경로 등이 전파경로에 존재하면, 채널에서 사용되는 확산부호의 직교관계가 완전히 유지될 수 없다. 그러므로 도 4에 도시된 간단한 매치필터(2C)에서 다른 7개의 채널의 신호성분이 간섭하여 채널의 송신심벌이 정확하게 복원될 수 없는 문제점이 있다.

이를 피하기 위한 방법으로서는 다중사용자검출(multi-user detection)이라고 불리는 복호화경로(decoding path)를 사용하는 방법이 제안되고 있다. 도 5에 도시된 상기 방법은, 상호간섭량을 고려하여 다중사용자검출(2D)에 의해 수신신호(S12)로부터 8개의 채널의 송신심벌(S1∼S8)을 모두 복원한다. 송신심벌이 각 채널에 가해지는 간섭량을 가정하여 복원되기 때문에 상기 방법은 매치필터를 사용하는 방법과 비교하여 간섭파의 영향을 감소시킬 수 있고 또한 송신심벌을 보다 정확하게 복원할 수 있다.

그러나, 다중사용자검출을 사용하는 방법에서는, 원래 복호화되어야 하는 채널 뿐 아니라 다중화된 모든 채널을 복호화해야 하기 때문에 복호화와 관련된 처리가 복잡하게 되고 또한 처리량이 상당히 증가하게 된다. 특히 처리량은 매치필터를 사용하는 방법에 비하여 약 8²정도 증가한다.

본 발명은 송신방법, 수신방법, 송신장치 및 수신장치에 관한 것으로, 예를 들면 휴대용 무선통신시스템에 적용하기에 적합한 것이다.

도 1은 종래의 시간-코드분할 다중접속방식의 타임 슬롯의 설명에서 사용되는 개략도이다.

도 2는 종래의 시간-코드분할 다중접속방식의 타임 슬롯 내에서의 다중화의 설명에 사용되는 개략도이다.

도 3은 타임 슬롯 내의 송신타이밍을 나타내는 타이밍차트이다.

도 4는 종래의 시간-코드분할 다중접속방식에 의한 송신장치와 수신장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 5는 다중사용자검출을 사용한 수신장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 6은 본 발명에 의한 통신방법의 원리를 설명하는데 사용되는 타임슬롯의 구조를 나타내는 개략도이다.

도 7은 1타임슬롯의 다중화의 방법의 설명에 사용되는 개략도이다.

도 8은 1타임슬롯에서 서브캐리어의 변조시간을 나타내는 타이밍차트이다.

도 9는 각 통신채널에 대한 블록의 할당을 설명하는 데 사용되는 개략도이다.

도 10은 다른 기지국 사이의 채널 간섭의 설명에 사용되는 개략도이다.

도 11a 및 도 11b는 다른 기지국으로부터 수신된 간섭파의 설명에 사용되는 개략도이다.

도 12는 본 발명에 의한 통신방법이 적용된 송신장치와 수신장치를 나타내는 블록도이다.

도 13은 송신장치의 멀티플렉서의 설명에 사용되는 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1,10. 송신장치 1A. CDMA변조부

1B,14. 시분할 송신부 1C,2A,15,16. 안테나

2,11. 수신장치 2B,17. 시분할 수신부

2C. 매치필터 2D. 다중사용자 검출

12. 멀티플렉서 13. 역푸리에변환회로

18. 고속푸리에변환회로 19. 디멀티플렉서

본 발명은 상술한 점에 비추어 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 다중경로가 존재하는 환경 하에서도 만족스러운 통신을 수행하고 구성에 있어서 간단한 송신방법, 수신방법, 송신장치, 수신장치를 제공하는 것이다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 시분할다중화에 의해 형성된 타임슬롯이 적어도 주파수 방향에서 다수의 블록으로 분할된다. 또한, 다수의 서브캐리어(subcarrier)는 이 블록 내에 형성된다. 하나의 통신채널이 소정의 수로 이루어진 상기 블록으로 형성됨으로써 타임슬롯 내에 다수의 통신채널이 형성된다. 통신 중에는 송신대상에 대한 정보가 다수의 통신채널 중 원하는 통신 채널을 사용하여 복수의 서브캐리어와 함께 송신된다.

이 방법에서는, 시분할 다중화에 의해 형성되는 타임슬롯은 적어도 하나의 주파수 방향에서 다수의 블록으로 분할되고 또한 각각의 블록 내에 다수의 서브캐리어가 형성된다. 하나의 통신채널이 소정의 수로 이루어진 다른 블록으로 형성되어 다수의 통신채널이 타임슬롯 내에 형성된다. 이에 의하여 하나의 타임슬롯이 주파수에 있어서 분리된 멀티캐리어의 통신에 의해 다중화될 수 있다. 그러므로 다중경로가 존재하는 환경 하에서도 간단한 구성에 의해 통신이 만족스럽게 행해질 수 있다.

본 발명의 일실시의 형태를 이하에서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명에 의한 통신방법의 원리를 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 통신방법에서도 1.2㎒ 대역이 시간축 방향에서 4.615㎳폭의 프레임으로 분할된다. 각 프레임은 또한 577㎲의 간격으로 분할되어 각 프레임은 8개의 타임슬롯(TS0∼TS7)의 프레임으로 각각 분할된다. 분할된 타임슬롯(TS0∼TS7)은 시간방향에서 통신채널로 사용되어 시간분할다중접속이 수행된다.

또한 본 발명에 의한 통신방법에서는 이하에서 설명하게 될 주파수 방향에서 분리된 멀티캐리어 통신이 타임슬롯(TS0∼TS7)에 의해 수행되어 1타임슬롯 당 8개의 통신채널이 확보된다. 이에 의해 본 발명에 의한 통신방법에서는 1.2㎒×4.615㎳에서 64개의 통신채널이 확보된다.

본 발명에 의한 통신방법에서는, 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 타임슬롯은 시간방향에서 288.5㎲의 구간으로 분할되어 하나의 타임슬롯은 2개의 블록으로 분할된다. 또한, 1.2㎒의 대역은 주파수방향에서 50㎑의 간격으로 분할되어 대역을 24개의 블록으로 분할한다. 따라서 하나의 타임슬롯은 시간방향에서 2개의 블록으로, 주파수 방향에서 24개의 블록으로 분할되기 때문에 하나의 타임슬롯은 모두 48개의 블록으로 분할된다.

또한 각 블록 내에서 12개의 서브캐리어가 4.17㎑의 간격에서 형성된다. 따라서 1.2㎒의 대역 내에서 모두 288개의 서브캐리어가 형성된다. 본 발명에 의한 통신방법에서는 직교주파수분할다중(OFDM) 방식에 의한 멀티캐리어 통신이 1.2㎒의 대역에서 형성된 288개의 서브캐리어를 사용하여 수행된다.

OFDM방법에서 시간축에 배열된 송신심벌은 주파수축에서 직교관계로 배열된 다수의 서브캐리어에 일대일로 중첩되어 송신된다. 이 때에 송신심벌과 중첩된 서브캐리어가 서브캐리어 간격의 역수으로 얻어진 시간까지 송신되면, 서브캐리어 사이의 직교관계가 유지될 것이다. 이 경우 서브캐리어의 주파수간격은 4.17㎑이므로 실제 필요한 변조시간(t)은 240㎲(=1/4.17㎑)이다.

그러므로 도 8에 도시된 바와 같이 하나의 타임슬롯이 2개의 부분으로 분리되는 288.5㎲에서 서브캐리어의 송신과 실제 관련된 변조시간(t)은 240㎲로 된다. 이 경우, 288.5㎲의 잔여시간은 완전히 사용되지 않지만 실제 버스트방식으로 송신되는 서브캐리어의 상승 및 하강 시간을 보상하기 위한 실제 램프(ramp)시간 10㎲은 1변조시간(t)의 전후에 각각 제공된다. 또한 다중경로로 인한 파형 변형을 방지하기 위한 프리가드시간(pre-guard time)과 포스트가드시간(post-guard time)이 1변조시간(t)의 전후에 각각 소정의 시간 동안 제공된다. 그러므로 본 발명에 의한 통신방법에 의하면 램프시간과 가드시간이 1변조시간(t)에 부가되어 288.5㎲의 전체영역이 사용되고 서브캐리어가 송신된다. 램프시간에서 펄스 쉐이핑(shaping)이 수행되어 소정 기능에 의거하여 서브캐리어가 점차 상승하거나 점차 하강하게 된다. 이에 의해 대역 바깥에서의 불필요한 복사(radiation)를 억제할 수 있다.

또한 상술한 바와 같이 하나의 타임슬롯은 시간축 방향에서 2개의 블록으로 분할되고, 주파수 방향에서 24개의 블록으로 분할되어 1타임슬롯은 전체로서 48개의 블록으로 분할된다. 48개의 블록 중 하나가 통신채널로서 이용될 경우, 1슬롯당 최대 48개의 통신채널이 확보될 수 있다. 그러나 하나의 블록이 하나의 통신채널로서 사용될 경우, 단위시간당 송신속도는 종래의 시간-코드분할 다중접속방식과 비교할 때 감소된다. 따라서 본 발명에 의한 통신방법에서는 하나의 통신채널은 1타임슬롯의 첫번째 절반부분(즉, 첫번째 절반 부분의 구간인 288.5㎲)의 세 개의 블록과 1타임슬롯의 두번째 절반부분(즉, 두번째 절반 부분의 구간인 288.5㎲)의 세 개의 블록으로 구성되는 6개의 블록으로 이루어져 1타임슬롯당 8개의 통신채널을 형성한다. 이와 같은 방식으로, 1통신채널당 6개의 블록이 사용될 경우 종래의 시간-코드분할 다중접속방식과 거의 같은 송신속도가 확보될 수 있다.

각 블록에 대한 통신채널의 할당예가 도 9에 도시되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 타임슬롯(TS0) 내에서 확보된 8개의 통신채널이 A∼H라고 하면, 통신채널 A에 대해 첫번째와 7번째와 13번째 블록이 제 1타임슬롯(TS0)의 첫번째 절반부분에 할당되고, 5번째, 12번째, 17번째 블록이 제 1타임슬롯(TS0)의 두번째 절반부분에 할당된다. 마찬가지로 통신채널 B에 대해 두번째, 15번째, 18번째 블록이 제 1타임슬롯(TS0)의 첫번째 절반부분에 할당되고, 첫번째, 18번째, 19번째 블록이 제 1타임슬롯(TS0)의 두번째 절반부분에 할당된다. 마찬가지로 통신채널 C∼H에 대해 세 개의 다른 블록이 할당되어 각기 제 1타임슬롯(TS0)의 첫번째 절반부분과 두번째 절반부분이 서로 중복되지 않는다.

또한 제 9도에서 알 수 있는 바와 같이 통신채널 A∼H에 대해 블록이 타임슬롯의 첫번째 절반부분과 두번째 절반부분에서 서로 다르게 할당되고 또한 같은 타임슬롯(TS0)에서도 블록이 각 시간마다 다르게 할당된다. 이러한 방법으로, 본 발명에 의한 통신방법에서, 블록이 무작위로(randomly) 통신채널(A∼H)에 할당되어 1통신채널이 계속해서 같은 블록을 사용할 가능성이 없으므로 모든 시간에 있어 블록을 통한 동일한 간섭파의 수신을 방지할 수 있다.

예를 들어, 통신채널(A)이 항상 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 블록을 사용하는 경우에, 만약 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 블록에 큰 간섭파가 존재한다면, 모든 시간에 있어 큰 간섭파를 받을 것이며 최악의 경우에 통신이 수행될 수 없을 것이다. 그러나, 본 발명에 의한 통신방법에서는 블록이 무작위로(randomly) 통신채널에 할당되어 사용되는 블록이 항상 변하게 된다. 따라서, 모든 시간에서 큰 간섭파의 수신을 방지할 수 있다.

송신심볼이 이러한 블록할당으로 형성된 통신채널을 사용하여 실제로 송신되는 경우를 설명한다. 이 실시예에서, 통신이 상기 설명한 바와 같이 타임슬롯(TS0)에 형성된 채널(A)를 사용하여 수행된다고 가정한다. 우선, 송신측에서 역푸리에변환(inverse Fourier transform)이 송신의 대상인 송신심볼에 대하여 수행되어 송신심볼이 통신채널(A)에 할당된 블록 내의 캐리어에 차례로 중첩되어 송신신호를 생성한다. 이 송신신호는 통신채널(A)의 타임슬롯(TS0)을 사용하여 버스트 방식으로 송신된다.

반면, 이러한 방법으로 송신된 송신신호를 수신한 경우에, 우선 타임슬롯(TS0)의 신호성분이 수신신호로부터 추출된다. 그 다음, 윈도잉(windowing) 처리가 타임슬롯(TS0)의 신호성분에 대하여 수행되어, 신호성분을 타임슬롯(TS0)의 첫 번째 절반부분과 두 번째 절반부분으로 나눈다. 푸리에변환이 첫 번째 절반부분과 두 번째 절반부분의 각 신호성분에 대하여 수행되어 각 서브캐리어에 할당된 심볼이 페치된다. 통신채널(A)의 이전 블록할당에 의거하여, 페치된 심볼 중에서 통신채널(A)에 할당된 블록에서 페치된 심볼이 추출된다. 이것으로, 통신선의 다른 끝에서부터 송신된 송신심볼이 페치될 수 있다.

다음, 본 발명의 통신방법이 휴대용 무선통신시스템에 응용되고 있다는 가정하에서 본 발명에 의한 통신방법에서의 채널간섭을 설명한다. 우선, 상기 설명한 바와 같이, 기지국에서 시간 방향이 4.6ms의 프레임으로 나누어지고 또한 각 프레임은 8개의 타임슬롯(TS0∼TS7)으로 나누어져져 TDMA의 슬롯을 형성한다. 또한, 타임슬롯(TS0∼TS7)에 대하여 시간 방향이 다시 두 부분으로 나뉘며 주파수 방향도 24부분으로 나누어진다. 또한, 12개의 서브캐리어가 각 블록에 배열된다. 이렇게 분리된 블록 중에서, 1타임슬롯의 첫 번째 절반부분의 세 블록과 두번째 절반부분의 세 블록이 사용되어, 1통신채널을 형성하고 1타임슬롯 당 8개의 통신채널이 형성되게 된다. 따라서, 기지국은 타임슬롯에 형성된 8개의 통신채널에서 희망하는 통신채널을 통해서 통신단말장치와 통신을 한다.

이 경우에, 동일한 타임슬롯 내에 있는 각 통신채널이 다른 블록을 사용하고 있으므로, 채널이 주파수에서 서로 간에 떨어져 있다. 따라서, 같은 기지국에서 송신한 다른 통신채널의 송신신호가 간섭파로서 상호 영향을 줄 가능성이 없다. 예를 들어, 소정의 기지국이 상기 통신채널(A)을 사용하여 임의의 통신단말장치(a)와 통신을 하고 그 기지국이 통신채널(B)을 사용하여 다른 통신단말장치(b)와 통신을 수행한다고 가정하자. 이 경우에, 통신채널(A)과 통신채널(B)에서 사용된 블록이 서로 다르므로 통신채널(A)과 통신채널(B)이 주파수에서 떨어져 있다. 따라서, 통신채널(A)과 통신채널(B)로 송신된 송신신호가 서로 간섭파로서 영향을 줄 가능성이 없다.

부수적으로, 종래의 기술로서 시간-코드분할 다중접속방식의 경우에 채널분리가 확산코드에 의해 수행되기 때문에 동일한 타임슬롯 내에 있는 모든 채널의 신호성분이 동작대역에서 중첩된다. 따라서, 동일한 기지국 내에서의 통신에서도 상호 통신채널의 송신신호가 간섭파로서 영향을 줄 가능성이 있다. 특히, 다중경로가 존재하는 환경 하에서는, 확산코드 사이의 직교관계가 유지될 수 없어서, 상호 통신채널의 송신신호가 간섭파로서 서로 영향을 준다. 그러나, 본 발명에 의한 통신방법에서는 통신채널(A∼H)에 의해 사용되는 블록이 동일한 타임슬롯 내에서 주파수가 다르기 때문에 적어도 같은 기지국 내에서는 채널간섭이 일어날 가능성이 없다.

또한, 다중경로가 존재하는 환경 하에서는 일반적으로 주파수의 선택적 페이딩(fading)이 일어날 우려가 있다. 그러나, 본 발명에 의한 통신방법에서는, 송신심볼이 복수의 서브캐리어로 분산되어, 주파수의 선택적 페이딩이 일어나도 주파수의 선택적 페이딩이 일어나는 대역의 서브캐리어만이 디그레이딩(degrading)되어 상기 통신방법이 전체적으로 주파수의 선택적 페이딩을 받을 가능성이 없다. 또한, 송신심볼이 복수의 서브캐리어로 분산되기 때문에 1심볼 당 송신시간이 더 길어서 다중경로에 기인하는 지연신호가 발생한다고 해도 기본적으로 영향이 작게 된다.

다음, 다른 기지국 사이의 채널간섭은 도 10과 11를 참조하여 설명한다. 우선, 도 10에서 기지국(BS-A)과 기지국(BS-B)이 같은 주파수대역을 사용하여 통신단말장치(MS1∼MS8, MS11∼M18)와 통신을 하고 있다. 또한, 통신채널로서 기지국(BS-A)과 기지국(BS-B)이 각각 상기 통신방법으로 형성된 통신채널(A∼H)을 사용한다고 가정하자. 기지국(BS-A)과 기지국(BS-B)에서, 다른 블록이 통신채널(A∼H)에 무작위적으로 각각 할당된다고 가정한다. 또한, 일반적인 휴대용 무선통신 시스템에서 수행되는 통신전력제어를 고려하여, 휴대용 무선통신 시스템에서 각 통신의 송신전력이 소정의 품질을 만족시키는 범위에서 필요한 최소의 값이 되도록 제어된다고 가정한다.

그러한 송신전력제어의 결과로서, 기지국(BS-A)의 통신채널(A∼H)의 송신전력이 어떤 타이밍에서 도 11a와 같이 얻어지고, 같은 타이밍에서 기지국(BS-B)의 통신채널(A∼H)의 송신전력이 도 11b와 같이 얻어진다고 가정한다.

도 10에서 도시된 바와 같이, 기지국(BS-B)에 의해 송신되는 통신채널(A∼H) 각각의 송신신호는 일반적으로 간섭파(SI)로서 기지국(BS-A)의 통신채널(A∼H)에 영향을 준다. 그러나, 기지국(BS-B)이 기지국(BS-A)과 떨어져 있기 때문에 간섭파(SI)로서 작용하는 기지국(BS-B)의 송신신호의 전력이 일반적으로 기지국(BS-A)의 통신채널(A∼H)의 송신신호와 비교하여 기지국(BS-A)의 셀 내에서 감소하게 된다.

그러한 환경에서, 어떤 특정의 통신채널에 대한 채널간섭을 고려해 본다. 예컨대, 기지국(BS-A)이 통신단말장치(MS8)와 통신채널(E)을 통하여 통신을 한다고 가정하면, 동일한 블록을 사용하여 송신을 수행하는 기지국(BS-B)의 통신채널(D, E, B)의 송신신호가 도 11a와 11b 사이의 관계로부터 기지국(BS-A)의 통신채널(E)에 대하여 간섭파로서 영향을 주게 된다. 이 경우, 기지국(BS-A, BS-B)에서, 블록이 통신채널(A∼H)에 무작위로 할당되기 때문에 기지국(BS-A)의 통신채널(E)과 간섭하는 기지국(BS-B)의 통신채널이 언제나 동일한 것은 아니며 도 11b에서와 같이 무작위적이다. 기지국(BS-B)의 통신채널(D, E, B)의 송신전력이 통신단말장치와의 거리 등과 같은 통신환경에 영향을 받기 때문에, 통신채널(D, E, B)의 송신전력이 각각 다르다. 이러한 이유로, 기지국(BS-A)의 통신채널(E)에 의해 수신되는 간섭파의 전력이 각 블록마다 변한다. 또한, 기지국(BS-A)의 통신채널(E)에 대하여 간섭의 영향을 주는 기지국(BS-B)의 통신채널이 시간에 따라 무작위로 변하여, 통신채널(E)에 대하여 영향을 주는 간섭파의 전력이 시간에 따라 무작위로 변한다.

따라서, 이러한 연구에 의거하여, 통신채널(E)을 통한 통신 전반이 고려되면 기지국(BS-B)으로부터 수신된 간섭파의 전력이 보통값이 되어 결과적으로 본 발명에 의한 통신방법이 다른 셀로부터의 간섭파에 대하여 간섭 다양성 효과(interference diversity effect)를 획득할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 통신방법에서, 통신채널로의 블록 할당이 무작위적으로 실행되므로, 언제나 다른 셀로부터 강한 전력을 갖는 간섭파를 수신하는 것을 방지할 수 있다.

이제, 본 발명에 의한 통신방법을 실제로 이용하고 있는 송신장치와 수신장치의 구조가 도 12에 도시되어 있다. 도 12에서 도면부호 10은 일반적으로 기지국에 제공된 송신장치를 나타내고, 11은 통신단말장치에 제공된 수신장치를 나타낸다. 송신장치(10)에서, 예를 들어 8개의 채널을 갖는 무선통신이 존재한다고 가정하면 8채널의 송신심볼(S1∼S8)은 각각 멀티플렉서(12)에 입력된다. 이 실시예에 있어서, 송신대상의 8개 채널은 설명의 편의를 위해 도 9에 도시된 1타임슬롯 내에 형성된 8개의 통신채널(A∼H)로 한다.

멀티플렉서(12)에 통신채널(A∼H)에 무작위로 할당되는 블록의 패턴 정보(S10)가 입력된다. 이 패턴 정보(S10)에 의거하여, 멀티플렉서(12)는 송신심볼(S1∼S8)을 재배열하여 송신심볼이 통신채널(A∼H)의 블록할당에 대응함으로써 싱글 심볼 스트림(single symbol stream)(S20)을 생성한다. 예를 들어 송신심볼(S1∼S8)이 각각 통신채널(A∼H)로 송신되는 심볼이고 통신채널(A∼H)에의 블록할당이 도 13과 같다고 가정하면, 멀티플렉서(12)는 우선 각각의 입력 송신심볼(S1∼S8)을 12개의 심볼 그룹으로 나눈 다음 나누어진 심볼 그룹을 블록 할당에 따라 재배열한다. 예를 들어, 송신심볼(S1)이 통신채널(A)를 사용하여 송신되므로 심볼그룹은 1번째, 7번째 및 13번째 블록이 되도록 배열된다. 이러한 식으로, 멀티플렉서(12)는 통신채널(A∼H)에의 블록할당에 따라 송신심볼(S1∼S8)을 재배열하여 싱글 심볼 스트림(single symbol stream)(S20)을 생성한다.

역고속푸리에변환회로(13)는 OFDM을 위한 변조회로이고 입력 심볼 스트림(S20)에 대하여 역푸리에변환처리를 수행하여 송신신호(S21)를 생성하며 따라서 심볼 스트림(S20)에 있는 심볼이 서브캐리어 간격으로 주파수축에서 재배열된다. 송신신호(S21)는 시분할송신부(14)로 보내진다. 시분할송신부(14)는 송신신호(S21)를 서브캐리어의 실제 주파수대역으로 주파수변환하여 송신신호(S22)를 생성하며 따라서 심볼 각각이 상기 서브캐리어에 중첩된다. 송신신호(S22)는 두 개로 분리된 타임슬롯의 타이밍에서 버스트 방식으로 안테나(15)를 통해 송신된다.

반면, 수신장치(2)에서, 안테나(16)에 의해 수신된 수신신호(S23)는 시분할수신부(17)의 입력이 된다. 시분할수신부(17)는 일시적 윈도윙 처리를 하여 수신신호(S23)로부터 송신신호(S22)와 동일한 신호성분을 추출한다. 신호성분은 주파수변환을 받아 송신신호(S21)에 대응하는 베이스대역의 수신신호(S24)를 얻는다. 수신신호(S24)는 고속푸리에변환회로(18)의 출력이 된다.

고속푸리에변환회로(18)는 OFDM을 위한 복조회로이고 수신신호(S24)에 대하여 고속푸리에변환처리를 수행하여 주파수축에 배열된 심볼이 시간축에서 배열되어 페치된다. 심볼은 수신심볼(S25)로서 디멀티플렉서(19)의 출력이다. 고속푸리에변환회로(18)가 24블록의 모든 대역에서 고속푸리에변환처리를 하기 때문에 통신채널(A∼H)의 모든 심볼이 페치된다.

디멀티플렉서(19)는 블록할당의 패턴정보에 의거하여 모든 통신채널(A∼H)의 심볼로부터 지역 통신채널의 심볼을 페치하는 회로이다. 예를 들어, 수신장치(11)가 통신채널(A)을 수신하는 것이라면 디멀티플렉서(19)는 통신채널(A)와 관계있는블록할당의 패턴정보에 의거하여 수신신호(S25)로부터 통신채널(A)와 관계있는 심볼을 페치하여 이를 수신신호(S26)으로 출력한다. 이와 같은 과정으로, 수신장치(11)는 지력 통신채널(A)을 통해 송신된 심볼정보를 복원한다.

앞서 언급한 구조에 있어서, 본 발명에 의한 통신방법은 1.2MHz 대역을 시간축 방향으로 4.615ms의 프레임으로 나누고, 또한 각 프레임을 577μm간격으로 나누어 TDMA을 위한 타임슬롯(TS0∼TS7)을 형성한다. 각 타임슬롯에서, 타임슬롯은 시간 방향의 두 부분으로 나누어지고, 주파수 방향의 24 부분으로 나누어져 48개의 블록을 형성한다. 각 블록 내에는 12개의 서브캐리어가 있다, 그리고 각 블록 중에는 첫 번째 절반부분에서 세 개의 블록과 두 번째 절반부분에서 세 개의 블록선택되어 6개의 블록으로써 하나의 통신채널이 형성되며 따라서 1타임슬롯 당 8개의 통신채널이 형성된다.

이러한 방식으로 형성된 통신채널을 이용하여 실제로 통신을 하는 경우에, 송신 신호가 각각 통신채널의 블록에 있는 서브캐리어에 할당되어 전송되는데, 이로써 OFDM방식으로 심볼이 전송되는 것이다. 이와 같이, 본 발명에 의한 통신방법은 1타임슬롯에서의 다중화가 종래의 코드분할에 의해 수행되는 것이 아니라 주파수로 분리된 블록을 사용하여 OFDM으로 수행되기 때문에 다중경로의 영향을 받기 어려운 통신을 실현한다.

또한, 본 발명에 의한 통신방법은 송신측에서 송신심볼에 대해 역푸리에변환을 하고, 수신측에서 수신신호에 대해 푸리에변환을 하는 구성으로만 통신을 수행한다. 따라서, 종래의 시분할다중접속방식에서처럼 모든 채널의 간섭량을 고려하여 디코딩을 하는 다중사용자검출을 사용하는 경우와 비교할 때, 장치의 처리량이 감소되며 또한 장치의 구조가 간소화된다.

또한, 본 발명에 의한 통신방법은 블록이 통신채널에 무작위적으로 할당되기 때문에 언제나 큰 간섭파의 수신을 방지할 수 있고 채널간섭에 대한 간섭 다양성 효과를 획득할 수 있다.

상기의 구조에 의하면, 시분할 다중화에 의해 형성된 타임슬롯이 복수의 블록으로 나누어지고 각 블록 안에 복수의 서브캐리어가 형성된다. 통신채널은 소정 수의 블록으로 형성되어 1타임슬롯 내의 통신채널이 다중화된다. 이로써, 다중화가 주파수로 분리된 멀티캐리어에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 간단한 구조로써, 다중경로가 존재하는 환경하에서도 만족스럽게 통신이 수행될 수 있다.

상기 실시예에서, 1프레임이 4.615ms이고 577μm의 간격으로 분리되어 시분할 다중화를 위한 타임슬롯이 형성되어 있는 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 시분할 다중화 타임슬롯을 형성하는 값이 다른 값이 될 수 있다.

또한, 상기 실시예에서, 1타임슬롯이 48개의 블록으로 나누어져 있는 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 분리된 블록의 수가 다를 수 있다.

또한, 상기 실시예에서, 대역폭이 1.2MHz이고 서브캐리어의 간격이 4.17KHz인 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 주파수가 다를 수 있다.

부수적으로, 상기 실시예에서, 1타임슬롯이 시간 및 주파수 방향으로 나누어진 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 1타임슬롯이 주파수방향으로만 나뉠 수도 있다.

즉, 시분할 다중화를 위한 타임슬롯이 적어도 주파수 방향에서 복수의 블록으로 나누어지고, 또한 블록이 복수의 서브캐리어로 형성되고 통신채널이 소정 수의 블록으로 형성되어 다중화가 1타임슬롯 내에서 수행되고, 다음 송신대상의 정보가 통신채널을 통해 멀티캐리어와 함께 송신된다면, 상기 기술한 경우와 같은 효과를 얻을 수 있다.

휴대용무선통신시스템에서, 본 발명은 기지국과 통신단말장치 간에 통신을 하는데 이용된다.

Claims (10)

1. 시분할 다중화에 의해 형성된 타임슬롯을 적어도 주파수 방향에서 복수의 블록으로 나누는 단계와,

   상기 블록 내에 복수의 서브캐리어를 형성하는 단계와,

   소정 수의 상기 블록을 갖는 하나의 통신채널을 형성하고, 이로써 상기 타임슬롯 내에 복수의 통신채널을 형성하는 단계와,

   통신 중에 상기 복수의 통신채널에서 희망하는 통신채널을 사용하여 복수의 서브캐리어를 갖는 송신대상의 정보를 송신하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송신방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 블록이 통신채널에 할당될 때, 상기 블록은 상기 통신채널에 무작위로 할당되는 것을 특징으로 하는 송신방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 송신대상의 정보에 대하여 푸리에변환을 함으로써, 사용되는 상기 통신채널의 상기 서브캐리어에 상기 송신대상의 정보가 중첩되는 것을 특징으로 하는 송신방법.
4. 시분할 다중화에 의해 형성된 타임슬롯이 적어도 주파수 방향에서 복수의 블록으로 나누어지고, 복수의 서브캐리어가 블록 내에 형성되고, 통신채널이 소정 수의 상기 블록으로 형성되어 이로써 상기 타임슬롯 내에 복수의 통신채널을 형성하고, 마지막으로 상기 복수의 통신채널에서 희망하는 통신채널을 사용하여 상기 복수의 서브캐리어로써 송신된 송신대상의 정보가 수신될 때,

   상기 정보가 송신되면서 사용된 상기 통신채널을 포함하는 상기 타임슬롯을 수신하여 수신신호를 획득하는 단계와,

   상기 수신신호에 대해 푸리에변환을 하여 상기 타임슬롯의 모든 정보를 페치하는 단계와,

   지역국과의 통신에 사용된 상기 통신채널의 상기 정보를 상기 모든 정보로부터 페치하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 송신방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 통신채널은 상기 블록을 무작위로 할당하여 형성된 채널인 것을 특징으로 하는 송신방법.
6. 시분할 다중화에 의해 형성된 타임슬롯을 적어도 주파수 방향에서 복수의 블록으로 나누고, 또한 블록 내에 복수의 서브캐리어를 형성하고, 소정 수의 상기 블록을 갖는 통신채널을 형성하고, 이로써 상기 타임슬롯 내에 복수의 통신채널을 형성하여, 통신 중에 상기 복수의 통신채널에서 희망하는 통신채널을 사용하여 복수의 서브캐리어를 갖는 송신대상의 정보를 송신하는 송신수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송신장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 블록이 상기 송신방법에 의해 통신채널에 할당될 때, 상기 블록은 상기 통신채널에 무작위로 할당되는 것을 특징으로 하는 송신장치.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 송신대상의 정보에 대하여 푸리에변환을 함으로써, 상기 송신방법에 의해, 사용되는 상기 통신채널의 상기 서브캐리어에 상기 송신대상의 정보가 중첩되는 것을 특징으로 하는 송신장치.
9. 시분할 다중화에 의해 형성된 타임슬롯이 적어도 주파수 방향에서 복수의 블록으로 나누어지고, 복수의 서브캐리어가 블록 내에 형성되고, 통신채널이 소정 수의 상기 블록으로 형성되어 이로써 상기 타임슬롯 내에 복수의 통신채널을 형성하고, 상기 복수의 통신채널에서 희망하는 통신채널을 사용하여 상기 복수의 서브캐리어와 함께 송신된 송신대상의 정보가 수신될 때,

   상기 정보가 송신될 때 사용된 상기 통신채널을 포함하는 상기 타임슬롯을 수신하여 수신신호를 획득하고, 상기 수신신호에 대해 푸리에변환을 하여 상기 타임슬롯의 모든 정보를 페치하고, 지역국과의 통신에 사용된 상기 통신채널의 상기 정보를 상기 모든 정보로부터 페치하는 수신수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수신장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 통신채널은 상기 블록을 무작위로 할당함으로써 형성된 채널인 것을 특징으로 하는 수신장치.