KR20060044328A - 다중 안테나를 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 안테나를 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 구조를 변경하여 송신 다이버시티를 향상시키기 위한 프리앰블 생성 방법에 대한 것으로서, 이는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기반의 다중 안테나를 사용하는 무선 통신 시스템에서 프리앰블을 생성하는 방법에 있어서, 서로 다른 안테나에 대응되는 제1 파일롯 톤들을 선택하고 상기 제1 파일롯 톤들 각각에 대해 서로 다른 제1 왈쉬 코드를 곱하는 과정과, 동일한 안테나에서 주파수 축을 따라 제2 파일롯 톤들을 순차로 선택하고 상기 제2 파일롯 톤들 각각에 대해 제2 왈쉬 코드를 곱하는 과정과, 상기 제1 및 제2 왈쉬 코드가 곱해진 출력 신호를 둘 이상의 심볼 구간에 할당하여 프리앰블을 형성하는 과정을 포함하며, 상기 둘 이상의 심볼 구간 동안 각 구간의 연속된 파일롯 톤들에는 각 구간마다 하나의 파일롯 톤만큼의 간격을 두면서 상기 제1 및 제2 왈쉬 코드의 코드열을 교번하여 곱함을 특징으로 한다. 상기한 구성을 통해 생성되는 본 발명의 프리앰블 구조는 주파수, 시간 그리고 코드 등 세 개의 영역을 이용하여 안테나 간 직교성을 가진 구조이다.

Preamble 구조, 송신 안테나 다이버시티 (Transmit antenna diversity), 코드 직교성(Orthogonality), 다중 안테나

Description

다중 안테나를 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법 및 장치{Method and apparatus for generating preamble in broadband wireless communication system using multiple antennas}

도 1a는 본 발명에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법이 적용되는 송신기 구조를 나타낸 블록 구성도

도 1b는 도 1a의 프리앰블 생성기의 구성을 나타낸 블록 구성도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법을 설명하기 위한 프리앰블 구조도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법을 설명하기 위한 순서도

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법을 설명하기 위한 프리앰블 구조도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법을 설명하기 위한 순서도

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템의 송신 다이버시티를 향상시키기 위한 방법 및 장치에 대한 것으로서, 특히 시공간 부호화(Space-time coding : STC) 기술과 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output: 이하, "MIMO") 기술 기반의 다중 안테나를 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블(Preamble) 구조를 변경하여 송신 다이버시티(transmit diversity)를 향상시키기 위한 프리앰블 생성 방법 및 장치에 대한 것이다.

일반적으로 다중 반송파 전송 방식을 적용하는 무선 통신 시스템은 1950년대 후반 군용 라디오에 처음 적용되었으며, 다수의 직교하는 부반송파를 중첩시키는 대표적인 다중 반송파 전송 방식인 직교 주파수 분할 다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing)(이하, "OFDM"이라 칭함) 방식이 1970년대부터 발전하기 시작하였다. 상기 OFDM 방식은 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬 신호로 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파를 통해 변조하여 전송하는 방식으로 다중 반송파간의 직교 변조의 구현에 어려움이 있어 실제 시스템 적용에 한계가 있었다.

그러나 1971년 Weinstein 등이 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 상기 OFDM 방식의 변복조가 효율적으로 처리 가능함을 발표하였다. 또한 보호구간(Guard Interval)의 사용과 삽입 방식이 알려지면서 다중 경로 및 지연 확산에 대한 OFDM 시스템의 부정적 영향이 더욱 감소되었으며, 하드웨어적인 복잡도 (Complexity)를 해결하는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)과 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함으로써 OFDM 시스템의 실현 가능성이 높아졌다.

상기한 OFDM 방식은 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting : DAB)과 디지털 텔레비젼, 무선랜(Wireless Local Area Network: WLAN) 및 무선 ATM(Wireless Asynchronous Transfer Mode) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용될 수 있다. 또한 상기 OFDM 방식은 주파수 사용 효율이 좋고 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference) 영향을 줄일 수 있으며, 다중 경로 페이딩(Multi-path fading)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송 시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있다는 특징을 가진다.

한편 상기 OFDM 방식에 기반한 다중 접속 방식은 크게 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식과 FH(Frequency Hopping)-OFDM방식으로 구분되며, 상기 OFDMA 방식을 광대역 무선 통신 시스템에 적용한 예가 잘 알려진 IEEE 802.16d 또는 IEEE 802.16e 시스템이다. 즉, 국제표준화 기국 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 IEEE )의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서는 OFDMA 시스템 등의 광대역 무선 통신 시스템을 통해 고정 또는 이동 단말에 대하여 무선 광대역 인터넷 서비스를 제공하기 위한 표준으로 IEEE 802.16d/e 표준 제정을 추진 중이다.

상기 OFDMA 시스템에서는 서로 다른 부반송파들로 구성된 다수의 부채널들을 각기 다른 사용자에게 할당할 수 있다. 또한 상기 OFDMA 시스템에 시스템 용량을 높이기 위한 방안인 적응 안테나 시스템(Adaptive Antenna System : AAS)을 이용하면, 다중 사용자 다이어서티(multi-user diversity) 이득을 얻을 수 있다. 따라서 상기 적응 안테나 시스템의 대표적인 예인 MIMO 시스템을 이용하면, 정보를 공간 다중화(Spatial Multiplexing)하여 전송하므로 통신 시스템의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

OFDMA 혹은 OFDM 시스템은 망 동기를 유지하고 단말의 셀 검출(cell acquisition)과 동기화를 위해 일반적으로 프레임의 첫 번째 심볼에 프리엠블을 필요로한다. 기존 IEEE 802.16 표준은 단일 안테나로부터 전송된 프리엠블을 포함하고, 그 프리엠블은 셀 ID를 확인하기 위해 사용될 수 있다.

그리고 상기 OFDMA 혹은 OFDM 방식을 가진 셀룰라 기지국에서 다중 안테나를 통해 얻는 송신 다이버시티는 비교적 간단한 송수신기 구조와 높은 다이버시티 이득을 갖는다. 일반적인 송신 다이버시티 또는 시공간 부호화 기술은 이미 IEEE 802.16에 선택사항으로 들어가 있다. 그러나 기존 IEEE 802.16 표준은 단일 안테나 전송의 프림엠블 구조를 가지므로 각 부반송파는 프리엠블로부터 다중 안테나 채널 추정을 수행할 수 없으며, 이는 전체 시스템 성능을 제한시키게 된다. 부반송파들에 다중 안테나 채널 추정을 가능하게 하는 손쉬운 방법들 중 하나는 서로 다른 부반송파 셋들을 주파수 축상을 따라 서로 다른 안테나에 할당하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 기지국들에 사용되는 안테나의 개수가 증가될수록 비효율적이 된다.

따라서 더욱 큰 시공간 부호화 이득을 위해선 4개 이상의 안테나를 가진 기지국의 도입이 절실하며, 이 경우 단지 주파수 축만을 분할하여 안테나간의 직교성 을 유지하는 방법으로는 한계가 있다.

본 발명의 목적은 다중 안테나를 가진 광대역 무선 통신 시스템에서 송신 안테나 다이버시티를 얻기 위한 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프리앰블 생성 방법은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기반의 다중 안테나를 사용하는 무선 통신 시스템에서 프리앰블을 생성하는 방법에 있어서, 서로 다른 안테나에 대응되는 제1 파일롯 톤들을 선택하고 상기 제1 파일롯 톤들 각각에 대해 서로 다른 제1 왈쉬 코드를 곱하는 과정과, 동일한 안테나에서 주파수 축을 따라 제2 파일롯 톤들을 순차로 선택하고 상기 제2 파일롯 톤들 각각에 대해 제2 왈쉬 코드를 곱하는 과정과, 상기 제1 및 제2 왈쉬 코드가 곱해진 출력 신호를 둘 이상의 심볼 구간에 할당하여 프리앰블을 형성하는 과정을 포함하며, 상기 둘 이상의 심볼 구간 동안 각 구간의 연속된 파일롯 톤들에는 각 구간마다 하나의 파일롯 톤만큼의 간격을 두면서 상기 제1 및 제2 왈쉬 코드의 코드열을 교번하여 곱함을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프리앰블 생성 장치는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기반의 다중 안테나를 사용하는 무선 통신 시스템에서 프리앰블을 생성하는 장치에 있어서, 서로 다른 안테나에 대응되는 제1 파일롯 톤들을 선택하고 동일한 안테나에서 주파수 축을 따라 제2 파일롯 톤들을 순차로 선택 하는 파일롯 톤 선택부와, 상기 제1 파일롯 톤들 각각에 대해 서로 다른 제1 왈쉬 코드를 곱하며, 상기 제2 파일롯 톤들 각각에 대해 제2 왈쉬 코드를 곱하는 왈쉬 승산부와, 상기 제1 및 제2 왈쉬 코드가 곱해진 출력 신호를 둘 이상의 심볼 구간에 할당하여 프리앰블을 형성하는 프리앰블 생성부와, 상기 프리앰블이 포함된 심볼을 정해진 심볼 구간에 삽입하는 심볼 삽입부를 포함하여 구성되며, 상기 왈시 승산부는 상기 둘 이상의 심볼 구간 동안 각 구간의 연속된 파일롯 톤들에는 각 구간마다 하나의 파일롯 톤만큼의 간격을 두면서 상기 제1 및 제2 왈쉬 코드의 코드열을 교번하여 곱함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1a는 본 발명이 적용되는 OFDMA 통신 시스템의 기지국 송신기 구조를 간략히 나타낸 블록 구성도로서, 도 1의 송신기는 프레임들의 앞부분에 위치되어 이동 단말이 시스템 동기를 맞추거나 채널을 추정하는 경우 사용되는 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성기(110)와, 병렬로 입력되는 변조 신호를 역고속 푸리에 변환하는 다수의 IFFT (121~124 : 120)와, 병렬 변조 신호를 직렬 신호로 변환하는 병렬/직렬 변환기(131~134 : 130), 직렬 신호인 심볼열에 보호구간을 삽입하는 보호 구간(Guard Interval) 삽입기(141~144 : 140), 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기(151~154 : 150)와, RF(Radio Frequency) 처리기(161~ 164 : 160) 및 안테나(ANT0~ANT3)를 포함하여 구성된다.

도 1a의 송신기 구성에서 상기 IFFT(120) 전단에는 도시되지는 않았으나 순차로 연결되는 인코더, 심볼 매핑기(symbol maper), 부채널 할당기, 직렬/병렬 변환기 등이 포함될 수 있으며, 이들 구성은 공지된 구성이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1a의 구성은 특히 다수의 안테나(ANT0~ANT3)를 통해 송신 다이버시티를 향상시킬 수 있도록 다중 프리앰블(Preamble)을 생성하는 소정 프리앰블 생성기(110)를 구비하여 구성된 것이다. 본 실시예에서는 설명의 편의상 4 개의 안테나에 적용되는 2 개의 프리앰블 구조를 설명하기로 한다. 도 1a에서 상기 프리앰블 생성기(110)는 기지국을 구별하는 랜덤 시퀀스(Random Sequence)를 입력받아 각 안테나(ANT0~ANT3)별로 서로 다른 4 개의 왈쉬 코드(Walsh Code)를 곱한 후, 출력한다. 상기 랜덤 시퀀스는 잘 알려진 PN 코드(Pseudo random Noise Code)를 사용한다.

상기 랜덤 시퀀스에 곱해지는 4 개의 왈쉬 코드의 조합에 대해서는 후술하기로 한다.

한편 본 실시예에서는 기지국을 구별하는 랜덤 시퀀스와 각 안테나별 왈쉬 코드를 곱하여 프리앰블을 할당하도록 하였으나, 방송 서비스와 같이 기지국 구별이 필요치 않는 경우에는 랜덤 시퀀스를 이용하지 않고, 왈쉬 코드만을 이용하여 안테나를 구별하는 것도 가능할 것이다.

다수의 IFFT(120)는 프리앰블 생성기(110)의 출력 신호를 입력받아 N-포인트(N-point) IFFT를 수행한 후, 각각 병렬/직렬 변환기(130)로 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환기(130)는 IFFT(120)의 출력 신호를 입력받아 직렬 신호로 변환한 후, 보호 구간 삽입기(140)로 출력한다. 상기 보호 구간 삽입기(140)는 병렬/직렬 변환기(130)의 출력 신호를 입력받아 소정 보호 구간 신호를 삽입한 후, D/A 변환기(150)로 출력한다. 상기 보호 구간 신호는 OFDMA 통신 시스템에서 OFDM 심벌을 송신할 때 이전 OFDM 심벌 시간에 송신된 이전 OFDM 심벌과 현재 OFDM 심벌 시간에 송신되는 현재 OFDM 심벌간의 간섭을 제거하기 위해서 삽입된다.

상기 D/A 변환기(150)는 보호 구간 삽입기(140)의 출력 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환한 후, RF 처리기(160)로 출력한다. 상기 RF 처리기(160)는 도시되지 않은 필터(filter)와 전처리기(front end unit) 등을 포함하며, D/A 변환기(150)의 출력 신호를 에어(air) 상에서 전송 가능하도록 RF 처리한 후, 안테나(Tx antenna)(ANT0~ANT3)를 통해 송출한다. 상기한 구성에서 프리앰블 생성기(110)는 각 안테나(ANT0~ANT3)별로 4 개의 조합으로 이루어진 서로 다른 왈쉬 코드열을 곱하여 안테나 간 직교성을 유지시키고, 2 개의 심볼 전송을 위한 2 개의 프리앰블 구조를 형성하게 된다.

이하에서는 본 발명에 따라 제안된 프리앰블 구조를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 먼저 본 발명에서 제안하는 프리앰블 구조는 주파수, 시간 그리고 왈시 코드의 3개 영역을 이용하여 안테나간 직교성을 가진 구조임을 특징으로 한다.

도 1b는 도 1a의 프리앰블 생성기(110)의 구성을 나타낸 블록 구성도로서, 도 1b의 구성을 살펴보면, 후술할 방법에 따라 왈쉬 코드가 곱해지는 안테나별 파일롯 톤들을 선택하는 파일롯 톤 선택부(111)와, 다수의 왈쉬 코드를 생성하여 안테나별로 선택된 파일롯 톤들마다 정해진 왈쉬 코드를 곱하는 왈쉬 승산부(113)와, 상기 왈시 코드가 곱해진 파일롯 톤들을 둘 이상의 심볼 구간에 할당하여 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성부(115)와, 상기 생성된 프프리앰블이 포함된 심볼을 정해진 심볼 구간에 삽입하는 심볼 삽입부(117)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 도 1b의 구성에서 랜덤 시퀀스를 이용하여 기지국들을 구별하는 경우 상기 왈쉬 승산부(113)는 입력된 램던 시퀀스와 정해진 왈쉬 코드를 곱하여 출력한다.

먼저 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법을 설명하기 위한 프리앰블 구조도로서, 하기 설명되는 본 발명의 프리앰블 생성 방법은 도 1a의 프리앰블 생성기(110)를 통해 수행된다.

도 2는 4 개의 안테나(ANT0~ANT3)를 구분하기 위해서 2 개의 프리앰블을 구성하는 파일롯 톤(P1)들(빗금친 부분)의 배치를 보여주고 있다. 도 2에서 보는 바와 같이 각각의 파일롯 톤(P1)들은 시간축 상에서 2 개의 OFDM 심볼 구간 동안 할당이 되었으며, 4 개의 안테나(ANT0~ANT3) 모두 같은 위치에 파일롯 톤(P1)들을 가지고 있다. 또한 하나의 안테나에 할당된 왈쉬 코드가 주파수 축상에서 돌아가며, 곱해짐으로써 프레임의 동기 성능에도 이득을 얻게 된다.

도 2에서 각 안테나(ANT0~ANT3)의 직교성은 각각의 파일롯 톤(P1)에 곱해진 왈쉬 코드의 직교성에 의해 유지되게 설계된다. 즉 (f,t)가 f 번째의 주파수와 t 번째의 심볼에 할당된 파일롯 톤이라 가정하면, 먼저 안테나(ANT0)은 처음 4 개의 파일롯 톤인 (1,1), (2,2), (3,1), (4,2)들에 왈쉬0(W0)이 곱해지고, 그 다음 4 개의 파일롯 톤에는 왈쉬1(W1)이 곱해지고, 그 밑의 파일롯 톤들(도시되지 않음)에는 순차로 왈쉬2(W2), 왈쉬3(W3)이 곱해지고, 다시 왈쉬0 부터 3의 순서로 해당 심볼에 곱해지는 왈쉬열이 결정된다.

마찬가지 방식으로 안테나(ANT1)에서는 처음 4 개의 파일롯 톤부터 내림 차순으로 왈쉬1, 2, 3, 0, 1, 2,...의 왈쉬열이 순차로 곱해지고, 다른 안테나(ANT2, ANT3)에서도 동일한 방식으로 왈쉬열이 곱해져 각 안테나(ANT0~ANT3)를 구분하게 된다. 상기한 방식으로 안테나(ANT0~ANT3)별로 왈쉬를 순환되게 곱하는 경우 안테나를 구분할 수 있음은 물론 프레임 동기 이득을 얻을 수 있게 된다.

또한 바람직하게 도 2와 같이 두 개의 OFDM 심볼 구간 동안 각 구간의 연속된 파일롯 톤들에는 각 구간마다 하나의 파일롯 톤만큼의 간격을 두면서 해당 안테나에 할당된 왈쉬 코드열을 교번하여 곱함으로써 프레임 동기 이득을 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고 4 개의 파일롯 톤들(P1) 간에 채널의 변화가 없다고 가정하면, 수신기의 수신 신호에 하기 <수학식 1>과 같은 잘 알려진 하다마드(Hadamard) 행렬의 전치 행렬(transpose)을 곱함으로써 쉽게 채널 추정이 이루어짐을 알 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법을 설명하기 위한 순서도로서, 이는 도 2의 프리앰블 구조에 적용된다.

먼저 301 단계에서 프리앰블이 할당되는 심볼 구간의 범위내에서 서로 다른 안테나들(ANT0~ANT3)에 대응되는 제1 파일롯 톤들을 선택한다. 상기 제1 파일롯 톤들의 개수는 안테나의 개수에 대응되게 증가되며, 바람직하게는 각 구간의 연속된 파일롯 톤들에는 각 구간마다 하나의 파일롯 톤만큼의 간격을 두면서 선택한다.

이후 303 단계에서는 안테나별로 동일한 주파수 대역에 있는 제1 파일롯 톤들 각각에 대해 서로 다른 제1 왈쉬 코드를 곱한다. 예를 들어 ANT0의 제1 파일롯 톤들 (1,1), (2,2), (3,1), (4,2)에는 왈쉬0(W0)이 곱해진다. 그리고 ANT1~ANT3의 제1 파일롯 톤들에는 각각 왈쉬1~3(W1~W3)이 순차로 곱해진다.

또한 305 단계에서 프리앰블이 할당되는 심볼 구간의 범위내에서 동일한 안테나에 대응되며, 제1 파일롯 톤들에 이어지는 제2 파일롯 톤들을 주파수 축을 따라 선택한다. 이때 제2 파일롯 톤들의 배치 형태는 도 2에 도시된 것처럼 제1 파일롯 톤들과 동일한 형태를 갖는다.

이후 307 단계에서는 선택된 제2 파일롯 톤들 각각에 대해 순환되는 제2 왈쉬 코드를 곱한다. 예를 들어 ANT0의 제1 파일롯 톤들 (1,1), (2,2), (3,1), (4,2)에는 왈쉬0(W0)이 곱해진다. 또한 이어지는 제2 파일롯 톤들에는 왈쉬1~3(W1~W3)이 순차로 곱해진다.

따라서 안테나(ANT0)로 전달되는 파일롯 톤들은 주파수 축을 따라 왈쉬0부터 왈쉬3(W0,W1,W2,W3)의 순서로 순환되는 왈쉬 코드가 곱해지고, 안테나(ANT1)로 전 달되는 파일롯 톤들은 주파수 축을 따라 왈쉬1부터 왈쉬0의 순서로 순환되는 왈쉬 코드가 곱해지며, 안테나(ANT2)로 전달되는 파일롯 톤들은 주파수 축을 따라 왈쉬2부터 왈쉬1의 순서로 순환되는 왈쉬 코드가 곱해지고, 안테나(ANT3)로 전달되는 파일롯 톤들은 주파수 축을 따라 왈쉬3부터 왈쉬0의 순서로 순환되는 왈쉬 코드가 곱해진다.

이후 309 단계에서 송신기는 제1 및 제2 왈쉬 코드가 곱해진 출력 신호를 둘 이상의 프리 앰블에 할당하여 무선망으로 송출한다.

한편 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법을 통해 프리앰블 구조를 나타낸 도면으로서, 도 3은 도 2의 방식과 달리 각 안테나(ANT0~ANT3)별 파일롯 톤들에 대해서는 서로 다른 왈쉬를 곱하면서 동일한 안테나에 대해 주파수 축을 따라 전송되는 파일롯 톤들에 대해서는 동일한 왈쉬를 곱하여 안테나(ANT0~ANT3)를 구분하도록 된 것이다. 한편 상기 도 2 및 도 4의 실시예의 경우 설명의 편의상 4 개의 안테나와 2 개의 프리앰블을 사용하는 예를 보였으나, 예컨대, 본 발명의 방법을 8 개, 16 개 등 4 개 이상의 안테나 시스템에 사용하는 것도 가능하다.

이 경우 각 파일롯 톤에 할당되는 왈쉬값은 달라질 수 있으나, 그 할당 방식은 도 2 및 도 4와 동일한 방식을 적용할 수 있다. 또한 8 개 이상의 안테나를 사용하는 경우 프리앰블의 개수도 확장될 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광대역 무선 통신 시스템의 프리앰블 생성 방법을 설명하기 위한 순서도로서, 이는 도 4의 프리앰블 구조에 적용된다.

도 5의 507 단계를 제외한 나머지 단계들의 동작은 도 3의 대응되는 단계들의 동작과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 5의 방법은 507 단계와 같이 동일한 안테나에서 제2 파일롯 톤들에 곱해지는 왈쉬를 해당 안테나의 제1 파일롯 톤들에 곱해진 제1 왈쉬 코드를 이용한다.

따라서 이 경우 안테나(ANT0)로 전달되는 파일롯 톤들은 주파수 축을 따라 왈쉬0(W0)이 곱해지고, 안테나(ANT1)로 전달되는 파일롯 톤들은 주파수 축을 따라 왈쉬1(W1)이 곱해지며, 안테나(ANT2)로 전달되는 파일롯 톤들은 주파수 축을 따라 왈쉬1(W2)이 곱해지고, 안테나(ANT3)로 전달되는 파일롯 톤들은 주파수 축을 따라 왈쉬3(W3)이 곱해진다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, OFDM 혹은 OFDMA 방식을 사용하는 다중 안테나 기지국에서 시간, 주파수 그리고 코드 축 상에서 직교성을 가진 프리앰블을 통해 프레임의 동기를 효율적으로 얻을 수 있으며, 안테나 별로 채널 추정을 통해 송신 다이버시티 이득과 나아가서 주파수 효율을 극대화 할 수 있는 공간 다중(spatial multiplexing) 기법을 사용할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기반의 다중 안테나를 사용하는 무선 통신 시스템에서 프리앰블을 생성하는 방법에 있어서,

   서로 다른 안테나에 대응되는 제1 파일롯 톤들을 선택하고 상기 제1 파일롯 톤들 각각에 대해 서로 다른 제1 왈쉬 코드를 곱하는 과정과,

   동일한 안테나에서 주파수 축을 따라 제2 파일롯 톤들을 순차로 선택하고 상기 제2 파일롯 톤들 각각에 대해 제2 왈쉬 코드를 곱하는 과정과,

   상기 제1 및 제2 왈쉬 코드가 곱해진 출력 신호를 둘 이상의 심볼 구간에 할당하여 프리앰블을 형성하는 과정을 포함하며,

   상기 둘 이상의 심볼 구간 동안 각 구간의 연속된 파일롯 톤들에는 각 구간마다 하나의 파일롯 톤만큼의 간격을 두면서 상기 제1 및 제2 왈쉬 코드의 코드열을 교번하여 곱함을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 왈쉬 코드를 곱하는 과정에서 상기 주파수 축을 따라 순환되는 서로 다른 다수의 왈쉬 코드를 상기 제2 왈쉬 코드로 설정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 왈쉬 코드를 곱하는 과정에서 해당 안테나를 구분하는 상기 제1 왈쉬 코드를 상기 제2 왈쉬 코드로 설정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 왈쉬 코드에 기지국을 구별하는 랜덤 시퀀스를 곱하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 파일롯 톤들의 개수는 각각 4의 배수로 설정됨을 특징으로 하는 상기 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 파일롯 톤들의 개수는 상기 다중 안테나의 개수에 비례하여 증가됨을 특징으로 하는 상기 방법.
7. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기반의 다중 안테나를 사용하는 무선 통신 시스템에서 프리앰블을 생성하는 장치에 있어서,

   서로 다른 안테나에 대응되는 제1 파일롯 톤들을 선택하고 동일한 안테나에서 주파수 축을 따라 제2 파일롯 톤들을 순차로 선택하는 파일롯 톤 선택부와,

   상기 제1 파일롯 톤들 각각에 대해 서로 다른 제1 왈쉬 코드를 곱하며, 상기 제2 파일롯 톤들 각각에 대해 제2 왈쉬 코드를 곱하는 왈쉬 승산부와,

   상기 제1 및 제2 왈쉬 코드가 곱해진 출력 신호를 둘 이상의 심볼 구간에 할당하여 프리앰블을 형성하는 프리앰블 생성부와,

   상기 프리앰블이 포함된 심볼을 정해진 심볼 구간에 삽입하는 심볼 삽입부를 포함하여 구성되며,

   상기 왈시 승산부는 상기 둘 이상의 심볼 구간 동안 각 구간의 연속된 파일롯 톤들에는 각 구간마다 하나의 파일롯 톤만큼의 간격을 두면서 상기 제1 및 제2 왈쉬 코드의 코드열을 교번하여 곱함을 특징으로 하는 상기 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 왈쉬 승산부는 상기 주파수 축을 따라 순환되는 서로 다른 다수의 왈쉬 코드를 상기 제2 왈시 코드로 설정하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 상기 왈쉬 승산부는 해당 안테나를 구분하는 상기 제1 왈시 코드를 상기 제2 왈시 코드로 설정하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.

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