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KR20070108316A - Ｏｆｄｍ 셀룰라 시스템에서 동기채널 및 ｂｃｈ 를 위한송신 다이버시티 방법 - Google Patents

Ｏｆｄｍ 셀룰라 시스템에서 동기채널 및 ｂｃｈ 를 위한송신 다이버시티 방법 Download PDF

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KR20070108316A
KR20070108316A KR1020060084867A KR20060084867A KR20070108316A KR 20070108316 A KR20070108316 A KR 20070108316A KR 1020060084867 A KR1020060084867 A KR 1020060084867A KR 20060084867 A KR20060084867 A KR 20060084867A KR 20070108316 A KR20070108316 A KR 20070108316A
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KR
South Korea
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bch
channel
symbol
synchronization channel
mobile station
Prior art date
Application number
KR1020060084867A
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English (en)
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김일규
박형근
김남일
장갑석
이문식
김영훈
방승찬
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
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Priority to US12/158,868 priority patent/US20090252109A1/en
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Abstract

본 발명은 OFDM 방식의 셀룰라 시스템에서 동기채널 및 방송채널(Broad Casting Channel, 이하 BCH라 함)의 송신 다이버시티 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 2개 혹은 그 이상의 송신 안테나를 구비하는 OFDM 방식의 셀룰라 기지국 시스템에서 SCH 심볼과 BCH 심볼을 인접하여 배치하고, 이들은 동일한 송신다이버시티, 예컨대 TSTD, FSTD, 빔 스위칭 기법 등을 통해 동일 안테나로 전송함으로써, 이동국으로 하여금 기지국 송신 안테나 수에 상관없이 동기채널을 이용하여 BCH를 코히런트 복조할 수 있도록 하는 방법이다.
본 발명의 방법에서 상기 동기채널은 기본적으로 이동국으로 하여금 초기 전력 인가(Power on)시 OFDM 심볼 및 프레임 타이밍 검출 그리고 초기 주파수 옵셋 추정에 사용되며 부가적으로 이동국의 BCH 복조시 코히런트 복조를 위한 채널 추정용으로 사용될 수 있다.

Description

ＯＦＤＭ 셀룰라 시스템에서 동기채널 및 ＢＣＨ 를 위한 송신 다이버시티 방법 {TRANSMIT DIVERSITY METHOD FOR SYNCHRONIZATION CHANNEL AND BROADCASTING CHANNEL FOR OFDM CELLULAR SYSTEM}
도 1은 동기채널 및 BCH에 동일한 TSTD 방식을 도입하는 본 발명의 OFDM 기반의 순방향 링크 프레임 구조이다.
도 2는 동기채널 및 BCH를 포함하는 서브프레임 구조의 일 예이다.
도 3은 본 발명의 방법의 기지국 송신기의 구현 일 예이다.
도 4는 본 발명의 방법의 이동국 수신기의 구현 일 예이다.
도 5는 이동국 FFT 출력 신호의 일 예이다.
도 6은 이동국 FFT 출력 신호의 또 다른 예이다.
현재 3GPP에서는 3G Long Term Evolution의 일환으로 OFDM기반의 무선전송기술규격작업이 한창이다. 기존의 WCDMA 방식에서는 순방향 링크에 1 차 동기채널과 2차 동기채널을 두어 이동국으로 하여금 셀 탐색을 하도록 하는 방법을 사용한다. 이동국은 상기 2개의 동기채널과 파일롯 채널을 이용하여 현재 이동국이 속한 기지 국의 프레임 타이밍 및 긴 코드 정보를 획득한다. 이러한 과정을 이동국의 셀 탐색 과정이라 한다. 셀 탐색 완료 후 이동국은 시스템 정보를 획득하기 위해 반드시 BCH를 복조해야 하는데 복조하기 전에 현재 기지국이 BCH에 송신 다이버시티를 적용했는지 안 했는지를 알아야만 한다. 즉, 현재 기지국은 송신 안테나 수가 1개 일 때는 BCH에 송신다이버시티를 적용하지 않으며 안테나 수가 2개 일 때는 Space Time Block Coding(이하 STBC라 함)기법을 사용하여 BCH에 송신 다이버시티를 적용한다. 하지만 이동국은 초기 Power ON 시 현재 기지국이 BCH에 송신 다이버시티를 적용을 했는지 안했는지 알 수가 없기 때문에 BCH의 송신 다이버시티 적용 유무에 대한 정보를 2차 동기채널에 실어서 BPSK 변조를 이용하여 전송한다. 셀 탐색이 끝난 이동국은 2차 동기채널에 실린 다이버시티 정보를 검출하여 현재 BCH에 다이버시티가 적용되었는지 안 되었는지 판단하여 다이버시티가 적용되었을 경우 STBC 복조 방법을 사용하여 BCH를 복조하고 다이버시티가 적용되지 않았을 경우에는 기존의 송신 다이버시티가 적용되지 않았을 때의 복조 방법을 사용하여 BCH 복조를 수행한다.
본 발명은 OFDM 방식의 셀룰라 시스템에서 동기채널 및 BCH의 송신 다이버시티 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 2개 혹은 그 이상의 송신 안테나를 구비하는 OFDM 방식의 셀룰라 기지국 시스템에서 SCH 심볼과 BCH 심볼을 인접하여 배치시키고 동일한 송신다이버시티, 예컨대 TSTD(Time Switching Transmit Diversity), FSTD(Fime Switching Transmit Diversity), 빔스위칭 등을 적용하여 동일 안테나로 전송하면, 이동국으로 하여금 동기채널을 이용하여 BCH를 코히런트 복조할 수 있도록 하는 방법이다. 본 발명의 방법을 사용하였을 때 이동국은 BCH에 다이버시티가 적용되었는지의 여부를 알 필요가 없다.
본 발명은 OFDM 방식의 셀룰라 시스템에서 동기채널 및 BCH의 송신 다이버시티 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 2개 혹은 그 이상의 송신 안테나를 구비하는 OFDM 방식의 셀룰라 기지국 시스템에서 SCH 심볼과 BCH 심볼을 인접하여 배치하고, 동일한 송신 다이버시티, 예컨대, TSTD, FSTD, 빔 스위칭 등을 적용하여 동일 안테나를 통하여 전송함으로써, 이동국으로 하여금 BCH 및 동기채널에 송신 다이버시티의 적용 여부와 상관없이 동기채널을 이용하여 BCH를 코히런트 복조할 수 있도록 하는 방법이다. 본 발명의 방법을 사용하였을 때 이동국은 BCH에 다이버시티가 적용되었는지의 여부를 알 필요가 없다. 본 발명의 동기채널 및 BCH는 OFDM 변조되는 신호이며 다른 채널들과 Frequency Division Multiplexing (FDM) 또는 Time Division Multiplexing된다.
본 발명의 방법에서 상기 동기채널은 기본적으로 이동국으로 하여금 초기 전력 인가(Power on)시 OFDM 심볼 및 프레임 타이밍 검출 그리고 초기 주파수 옵셋 추정에 사용되며 이에 더하여 BCH 복조시 채널 추정용으로 사용된다. 기타 다른 순방향 링크 데이터 채널들의 채널 추정으로는 파일롯 채널을 이용한다. 그리고 부가적으로 상기 동기채널은 기지국이 파일롯 채널 및 테이터 채널의 스크램블링에 사용하는 스크램블링 코드 ID 혹은 스크램블링 코드 그룹 ID 정보를 더 포함할 수 있 고 10 msec 프레임 경계에 대한 정보도 더 포함할 수 있다.
상기의 BCH는 모든 섹터 기지국에서 순방향링크로 전송되는 공통 방송채널로서 System Frame Number (SFN)과 같은 시스템 타이밍 정보, 현 기지국 시스템이 제공하는 대역폭 정보 등 이동국에 시스템 정보를 실어 나르는 채널이다. 즉 동기채널을 이용하여 셀 탐색을 끝낸 이동국은 BCH를 복조하여 기본적인 시스템 정보를 획득한다.
도 1은 본 발명의 발명을 설명하기 위한 예시도로서 순방향 링크의 주파수 영역 프레임 구조를 나타낸다. 1개의 프레임은 10 msec이고 20개의 서브프레임(110)으로 이루어져 있다. 그림에서 가로축은 시간축이고 세로축은 주파수(OFDM 부 반송파, subcarrier)축이다. 1개의 서브프레임은 길이가 0.5 msec이고 7개의 OFDM 심볼 구간(120)을 포함한다. 1개의 서브프레임은 1개의 공통 파일롯 심볼 구간(130, 170)을 포함한다. 또한 1개의 서브프레임은 1개의 동기채널 심볼 구간(100)을 포함하거나 포함하지 않는다. 도 1의 예에서는 5개의 서브프레임마다 1개의 동기채널 OFDM 심볼 구간(100)이 존재하여 한 프레임(10msec)내에 총 4개의 동기채널 심볼구간(100)이 존재하는 예이다. 이 경우 동기채널 반복 주기(140)는 서브프레임 5개를 합한 길이와 같게 된다. 따라서 한 프레임 내 총 동기채널 반복주기는 4개가 된다. 편의상 동기 채널 반복 주기를 Sync 블록이라 부르기로 한다. 도 1은 한 프레임(10 msec)내 Sync 블록의 개수가 4인 예이다. 상기 동기채널 심볼을 포함하는 서브프레임내에 있는 파일롯 심볼구간(170)에는 파일롯 심볼 과 BCH 심볼을 포함하며 동기채널 심볼을 포함하지 않는 서브 프레임내에 있는 파일롯 심 볼구간(130)에는 BCH가 존재하지 않고 파일롯 심볼과 BCH를 제외한 기타 순방향 링크의 데이터 심볼이 존재한다.
본 발명의 방법은 상기 동기채널 심볼 및 BCH 채널 심볼을 인접하여 배치하고 동일한 송신다이버시티, 예컨대 TSTD, FSTD, 빔 스위칭 등을 통하여 동일 안테나를 통하여 전송하는 방법에 관한 것이다.
TSTD를 예로 들어 설명하면, 도 1에서처럼 10 msec 프레임 내 20개의 서브프레임 중에서 동기채널 및 BCH를 포함하는 서브프레임이 4개일 때 그리고 기지국의 송신 안테나 수가 2개일 때 동기채널을 포함하는 첫번째 서브프레임(도 1의 0번 서브프레임) 및 세번째 서브프레임(도 1의 10 번 서브프레임)에서 전송되는 동기채널 및 BCH는 첫번째 안테나로 전송하고 두번째 서브프레임(도 1의 5번 서브프레임) 및 네번째 서브프레임(도 1의 15번 서브프레임)에서 전송되는 동기채널 및 BCH는 두 번째 안테나로 전송하는 방법이다.
만일 송신 안테나가 4개일 경우에는 첫 번째 서브프레임에서 전송되는 동기채널 및 BCH는 첫번째 안테나로 두번째 서브프레임에서는 두번째 안테나로 3번째 서브프레임에서는 세번째 안테나로 네번째 서브프레임에서는 네번째 안테나로 전송되는 방법이다.
한편, FSTD를 예로 들어 설명하면, 기지국안테나의 수가 2개라고 가정하고 동기채널 혹은 BCH가 점유하고 있는 서브캐리어의 개수가 N개라고 가정했을 때 짝수 번째의 서브캐리어 해당되는 성분은 첫 번째 안테나로 전송하고 홀수 번째의 서브캐리어에 해당되는 성분은 두 번째 안테나로 전송하는 방법이다.
또한, 빔 스위칭 방식의 경우, 도 1에서처럼 10 msec 프레임 내 20개의 서브프레임 중에서 동기채널 및 BCH를 포함하는 서브프레임이 4개일 때 그리고 하향링크 빔의 개수가 2개일 때 동기채널을 포함하는 첫번째 서브프레임(도 1의 0번 서브프레임) 및 세번째 서브프레임(도 1의 10 번 서브프레임)에서 전송되는 동기채널 및 BCH는 첫번째 빔으로 전송하고 두번째 서브프레임(도 1의 5번 서브프레임) 및 네번째 서브프레임(도 1의 15번 서브프레임)에서 전송되는 동기채널 및 BCH는 두 번째 빔으로로 전송하는 방법이다.
만일 빔이 4개일 경우에는 첫 번째 서브프레임에서 전송되는 동기채널 및 BCH는 첫번째 빔으로 두번째 서브프레임에서는 두번째 빔으로 3번째 서브프레임에서는 세번째 빔으로 네번째 서브프레임에서는 네번째 빔으로 전송되는 방법이다.
상기에서 빔 이라하면 복수개의 안테나에 특정한 가중치 벡터(weight vector)를 주어 생성되는 신호를 의미한다.
또한, 송신다이버시티의 종류가 본 발명의 권리범위를 제한 또는 한정하지 않음 밝힌다. 즉, 인접 위치한 SCH 심볼 및 BCH 심볼이 동일 안테나를 통하여 전송될 수 있다면, 어느 전송다이버시티를 적용하여도 무방하다.
상기의 본 발명의 방법에 있어서 SCH 심볼과 BCH 심볼을 인접하여 배치하고 동일한 송신 다이버시티 방법을 적용하되 동일 서브프레임에 존재하는 동기채널과 BCH는 항상 동일한 안테나로 전송됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 함으로써 BCH 복조시 이동국은 동기채널을 이용한 채널 추정값을 사용하여 코히런트 복조를 수행할 수 있다. 즉 각각의 기지국 송신 안테나로 전 송되는 동기채널 과 BCH가 동일한 채널을 겪기 때문에 동기채널을 이용한 BCH의 코히런트 복조가 가능하게 되는 방법이다.
상기 BCH는 메시지 패킷 형태로 채널 코딩(터보 코딩 혹은 컨벌루션 코딩) 되어 전송되는 순방향 링크의 공통 방송 채널(Common Broad Casting Channel)로서 하나의 메시지 패킷은 매 10 msec 마다 하나씩 전송된다. 즉 기지국 송신단에서는 매 10 msec 마다 하나의 BCH 메시지 패킷이 만들어지고 그것은 채널 코딩된 후 도 1에서 처럼 10 msec 프레임내 OFDM 심볼 매핑이 되어 순방향 링크로 전송된다.
상기 주파수 영역 OFDM 심볼은 최종적으로 IFFT 변환된 후 시간 영역에서 CP가 삽입되어 전송된다.
도 1에서 동기채널(100) 부분을 제외한 나머지 부분에는 각각의 셀을 구분하기 위해 셀 고유의 긴 PN 스크램블링 코드가 IFFT를 취하기전에 주파수 도메인에서 곱해진다.
이동국에 초기 전원이 인가되었을 때 맨 먼저 해야 할 일은 현재 이동국이 속한 셀의 시스템 타임을 획득하고 또한 현재 셀이 사용하는 상기의 긴 PN 스크램블링 코드가 무엇인지를 알아내는 것이다. 이것을 이동국의 셀 탐색 과정이라고 한다. 이동국은 상기 프레임 구조를 갖는 신호를 수신하여 셀 탐색을 수행한다.
상기 본 발명의 OFDM 변조되는 동기채널은 이동국으로 하여금 상기 셀 탐색 뿐만 아니라 BCH 복조시 코히런트 복조를 위한 채널 추정용으로 사용하게끔 한다.
본 발명의 동기채널은 동기채널 심볼 구간(100)동안 시스템에서 사용되는 OFDM 부반송파중 일부인 N개의 OFDM 부 반송파를 점유한다. 도 2에 본 발명의 동기 채널을 포함하는 한 서브 프레임(110) 구조의 한 예를 나타내었다. 도 2에서 알 수 있듯이 동기채널은 시스템에서 사용되는 전 대역 중 일부 대역만을 사용할 수 있으며 동기채널용으로 할당된 대역(180)내의 모든 부 반송파를 다 사용할 수도 있고 도 2에서처럼 매 2개의 OFDM 부 반송파 중 1개만을 점유하고 인접한 부 반송파는 사용하지 않을 수도 있다. 도 2에서처럼 매 2개의 OFDM 부 반송파 중 1개만 점유하는 경우에는 셀 탐색 1단계에서 OFDM 심볼 동기를 획득할 때 차등 상관기를 사용할 수 있는 장점이 있다.
상기 동기채널 심볼은 주파수 영역에서 동기채널 스크램블링 코드에 의해 스크램블링되는데 각각의 동기채널 심볼이 점유하는 부 반송파의 개수를 N개라 했을 때 본 발명의 동기채널 심볼에 전송되는 주파수 영역 신호는 다음과 같은 벡터로 표현된다.
Figure 112006063919312-PAT00001
상기 식에서
Figure 112006063919312-PAT00002
는 동기채널 심볼이 사용하는 N개의 부 반송파 중 i번 째 부 반송파로 전송되는 동기채널 심볼의 주파수 영역 신호 성분으로서 동기채널 심볼 μ와 동기채널 스크램블링 코드의 i 번째 엘리먼트인
Figure 112006063919312-PAT00003
와 곱해 진 값이다. 상기 동기채널 스크램블링 코드는 길이가 N인 복소(complex) 코드로서 다음과 같이 주어진다.
Figure 112006063919312-PAT00004
상기 동기채널 스크램블링 코드는 프레임내 4개의 동기채널 심볼위치에서 동일한 코드가 사용될 수도 있고 서로 다른 코드가 사용될 수 있다. 즉 k가 동기채널 심볼 위치에 따라 같을 수도 있고 다를 수 도 있다. 또한 인접한 셀이 사용하는 동기채널 코드도 같을 수도 있고 다를 수 있다.
상기 동기채널 심볼 μ는 N개의 동기채널 부 반송파에 동일한 값이 곱해짐을 특징으로 하며 임의의 심볼 값(예를 들어 1 혹은
Figure 112006063919312-PAT00005
)을 가질 수 있다. μ값은 표준 규격에 제시되어 있어야 하고 이동국은 μ값을 미리 알고 있어야 한다.
상기 BCH는 10 msec 프레임 번호 및 현 시스템이 사용하는 대역폭 등 기본적인 시스템 정보를 포함한다.
상기 BCH는 도 2에서 처럼 파일롯 심볼과 FDM으로 Multiplexing된다.
상기 BCH는 시간축으로는 동기채널 심볼의 바로 옆 심볼에 위치함으로써 이동국이 동기채널의 채널 추정 값을 이용하여 BCH를 코히런트 복조할 때 이동국 속도에 따른 무선채널의 페이딩에 의한 채널 추정 에러를 최소화 할 수 있다.
SCH 심볼 및 BCH 심볼에 동일한 송신 다이버시티, TSTD, FSTD, 빔 스위칭 등을 적용하여 동일안테나를 통하여 전송할 때 이동국의 셀 탐색 성능은 매우 향상된다. 또한 BCH에 TSTD 송신 다이버시티를 적용하므로써 이동국이 BCH를 복조 및 디코딩했을 때 BCH 프레임 에러확률을 작게 유지할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 동일 서브프레임에 존재하는 동기채널 및 BCH를 항상 동일한 안테나로 전송하게 하여 이동국으로 하여금 BCH를 복조할 때 동기채널의 채널 추정 값을 이용하여 BCH를 코히런트 복조할 수 있게 함으로써 BCH의 복조성능을 최대화할 수 있다.
또한 본 발명의 방법을 사용할 경우 기지국 송신 안테나 수에 상관없이 BCH 복조 방법을 동일 한 복조 방법을 사용할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어 WCDMA의 경우 BCH에 적용된 송신 다이버시티 방법은 STBC 방법으로써 기지국에 송신 안테나가 1개일 경우와 송신 안테나가 2개일 경우 이동국의 BCH 복조 방법이 달라진다. 반면 본 발명의 방법에서는 이동국의 BCH 복조 방법이 기지국 송신 안테나 수와 무관하게 동일한 복조 방법을 사용할 수 있다는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 방법을 사용하는 송신안테나가 2개인 경우의 기지국 송신기의 일 예를 나타낸다. BCH 데이터 비트 (200)는 매 10 msec마다 상위 계층에서 발생되는데 채널 코딩 및 인터리빙 블록(201)에서 채널 코딩이 되고 시간/주파수 도메인 인터리빙이 수행된다. 상기 채널 코딩 및 인터리빙 블록 출력(202)는 변조기 블록(203)에서 QPSK 혹은 BPSK의 형태로 데이터 변조되어 스위칭 블록(205)의 입력으로 들어간다. 상기 변조기 출력(204)은 주파수 도메인 심볼 벡터로써 상기 변조기(203)는 BCH가 존재하는 서브 프레임당 심볼 개수만큼 출력한다. 즉 변조기 블록은 총 10 msec프레임에 전송되는 BCH 변조 심볼을 쪼개어 출력한다. 도 1의 예에서 처럼 BCH를 포함하는 서브프레임의 개수가 4개일 때 그리고 서브프레임당 BCH의 심볼이 N개라고 했을 때 10 msec에 전송되는 총 BCH 심볼 수는 4N이 되며 상기 BCH 변조기 블록(203)은 4N개의 심볼을 4등분 하여 매 BCH가 존재하는 서브프레임 (0, 5, 10, 15)마다 N개씩 출력한다.
동기채널 심볼 발생기(206)은 매 동기채널이 존재하는 서브프레임마다 수학식 1로 정의되는N개의 동기채널 심볼을 출력한다. 앞에서 언급했듯이 동기채널을 포함하는 서브프레임 각각에서 전송되는 동기채널 심볼은 동일한 동기채널 스크램블링 코드가 사용될 수 있고 서로다른 동기채널 스크램블링 코드가 사용될 수 있다.
상기 스위칭 블록(205)은 동기채널 및 BCH가 존재하는 서브프레임의 끝에서 한번씩 스위칭을 수행한다. 결국 동기채널 심볼 및 BCH 심볼은 동기채널 및 BCH가 존재하는 서브프레임마다 한번씩 서로 다른 안테나로 스위칭 되어 전송된다.
상기 스위칭 블록의 출력은 OFDM 심볼 mapping 블록(208)에서 도 2에서 처럼 시간/주파수 영역 OFDM 심볼 매핑이 되어 다른 채널(208)들과 Frequency division multiplexing 및 Time division multiplexing 된다.
상기 OFDM 심볼 매핑 블록(208)출력은 셀 고유의 스크램블링 코드에 의해 스크램블링(214) 된다. 상기 스크램블링 블록(214)은 동기채널 심볼(192)을 제외한 나머지 채널들에 대해서 데이터 스크램블링을 수행한다. 데이터 스크램블링을 수행하는 기본적인 이유는 인접한 셀간 간섭(Interference)를 랜덤하게 하여 이동국으로 하여금 데이터 복조시 성능이 최대화 하도록 하는 이유에서이다. 다만 동기채널에는 스크램블링을 수행하지 않는 이유는 동기채널에 스크램블링을 하게 되면 초기 셀 탐색이 어려워지기 때문이다.
상기 스크램블러 출력은 IFFT(210)을 거쳐 시간영역 신호로 바뀐 후 Cyclic Prefix가 삽입되어 IF/RF 블록(212)에서 up conversion 및 증폭되어 안테나를 통해 이동국으로 전송된다.
도 4는 동기채널을 이용하여 채널 추정을 하여 BCH를 코히런트 복조하는 방법을 이용하는 이동국 수신기의 개념도이다. 그림에서 (a)는 이동국의 수신안테나가 1개일 때 (b)는 이동국의 수신안테나가 2개일 때의 예이다.
이동국 수신기는 OFDM 변조된 신호를 수신하는 수신 안테나(300), RF 신호를 기저대역신호로 바꾸어주는 Downconver (301), 동기채널 및 BCH의 대역(180)만 필터링하는 동기채널 대역필터(180), CP 제거기(303), 시간영역 신호를 주파수 영역 신호로 바꾸어주는 FFT 블록(304), FFT 출력신호에서 동기채널 심볼위치에서 주파수영역 동기채널 심볼(192)을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정기(306) 채널 추정기에서 추정한 채널 추정값을 이용하여 BCH를 코히런트 복조하는 BCH 코히런트복조기(305) 그리고 BCH 채널 디코더로 이루어져 있다. 그림 4는 BCH를 복조하기 위한 블록위주을 주로 설명하기 위한 예시도로서 이 외에도 이동국은 기타 순방향 트래픽 채널의 복조를 담당하는 기타채널 복조기(309), 동기채널을 이용하여 초기 동기 및 주파수 옵셋교정, 셀 스크램블링코드 Identification등을 수행하는 셀 탐색기를 더 포함한다.
상기 FFT(304) 출력 신호 중 동기채널 및 BCH를 포함하는 서브프레임내 동기채널 위치(400)에서 i 번째 동기채널 부 반송파의 위치에서 수신된 신호는 다음과 같이 모델링 될 수 있다.
Figure 112006063919312-PAT00006
상기 수학식 3에서 μ와
Figure 112006063919312-PAT00007
는 수학식 1 및 2에 정의 되었다. 상기 수학식 3에서
Figure 112006063919312-PAT00008
는 Additive Gaussian 잡음이고
Figure 112006063919312-PAT00009
는 무선 채널의 채널 왜곡을 나타낸다.
한편 상기 FFT(304) 출력 신호 중 동기채널 및 BCH를 포함하는 서브프레임내 BCH 심볼 위치(401)에서 i번째 BCH 채널 부 반송파의 위치에서 수신된 신호는 다음과 같이 모델링될 수 있다.
Figure 112006063919312-PAT00010
상기 수학식 4에서
Figure 112006063919312-PAT00011
는 Additive Gaussian 잡음이고
Figure 112006063919312-PAT00012
는 무선 채널의 채널 왜곡을 나타낸다. 또한
Figure 112006063919312-PAT00013
는 BCH 데이터 심볼이고
Figure 112006063919312-PAT00014
는 셀 스크램블링 코드의 i번째 엘리먼트이다.
동일 부 반송파를 점유하며 시간축에서 바로 인접한 동기채널 심볼과 BCH 심볼의 채널 왜곡은 거의 동일하다. 이 특성을 이용하여 이동국은 상기 수학식 3으로 정의 되는 동기채널 수신심볼을 이용하여 채널 왜곡 값
Figure 112006063919312-PAT00015
를 추정하여 상기 수학식 4로 표현되는 BCH 심볼의 수신 값에 대해 코히런트 복조를 함으로써
Figure 112006063919312-PAT00016
를 추정할 수 있는 것이다.
즉 채널 추정기에서는 하기의 수학식 5와 같이 채널을 추정한다.
Figure 112006063919312-PAT00017
상기의 수학식 5에서 *는 complex conjugate를 의미한다. 이동국은 μ와
Figure 112006063919312-PAT00018
를 미리 알고 있다.
BCH 코히런트 복조기에서는 상기 수학식 5로 표현되는 채널 추정값을 이용하여 하기의 수학식 6과 같이 코히런트 복조를 수행한다. 하기의 수학식 6은 Zero Forcing Equalization을 수행하는 방식이다.
Figure 112006063919312-PAT00019
상기의 수학식에서 이동국은
Figure 112006063919312-PAT00020
를 미리 알고 있다.
수신안테나가 2개일 경우의 채널 추정기(321)는 각각의 수신안테나에 대한 채널을 동기채널 심볼을 이용하여 추정한 후 BCH 복조기(320)로 전달하며 BCH 복조기(320)는 각각의 수신 안테나 경로에 대해 BCH를 코히런트 복조한 후 컴바이닝을 수행한다.
만일 동기채널 심볼과 BCH 심볼이 도 6에서 처럼 1 서브캐리어 만큼 엇갈리도록 디자인했을 경우 이동국은 주파수 영역의 인접한 두 개의 동기채널 심볼에 대해 채널 추정한 값을 Interpolation하여 채널 추정할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 2개 혹은 그 이상의 송신 안테나를 구비하는 OFDM 방식의 셀룰라 기지국 시스템에서 SCH 심볼과 BCH 심볼을 인접하여 배치하고, 동일한 송신다이버시티, 예컨대 TSTD, FSTD, 빔 스위칭 등을 적용하여 동일 안테나를 통하여 전송함으로써, 이동국으로 하여금 SCH를 이용하여 BCH를 코히런트 복조할 수 있다.

Claims (10)

  1. 순방향 링크에 동기채널 및 BCH를 정의하는 OFDM 기반의 셀룰라 시스템에서,
    기지국 송신 안테나가 2개 혹은 그 이상일 때 SCH 심볼과 BCH 심볼을 인접하여 배치하는 단계와,
    상기 인접한 SCH 심볼 및 BCH 심볼에 동일한 송신 다이버시티를 적용하여 동일 안테나로 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    한 무선 프레임은 다수의 서브프레임으로 나뉘고,
    상기 다수의 서브프레임 중 일부는 동기채널 및 BCH를 동시에 포함하고,
    나머지 서브프레임은 상기 동기채널 및 BCH를 포함하지 않으며,
    동기채널과 BCH에 동일한 송신 다이버시티 방법을 적용하되 바로 인접한 심볼에 존재하는 동기채널과 BCH는 항상 동일한 안테나로 전송됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 및 2항에 있어서,
    상기 동기채널을 이용하여 BCH를 코히런트 복조하는 이동국.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 BCH는 적어도 시스템 타이밍(10 msec 프레임 번호) 정보 와 현 기지국에서 사용되고 있는 대역폭에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하며,
    상기 BCH는 셀룰라 시스템의 모든 섹터 기지국에서 전송되는 방법.
  5. 제 1 항 및 2항에 있어서,
    상기 동기채널은 이동국으로 하여금 초기 전력 인가(Power on)시 OFDM 심볼 타이밍 및 10 msec 프레임 타이밍 검출 그리고 초기 주파수 옵셋 추정에 사용되며 이에 더하여 이동국의 BCH 복조시 코히런트 복조를 위한 채널 추정용으로 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 및 2항에 있어서,
    상기 동기채널은 기지국이 파일롯 채널 및 테이터 채널의 스크램블링에 사용하는 기지국 별 스크램블링 코드 ID 혹은 스크램블링 코드 그룹 ID 정보를 더 포함할 수 있고 10 msec 프레임 경계에 대한 정보도 더 포함할 수 있음을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 및 2항에 있어서,
    상기 동기채널은 주파수 영역에서 동기채널 스크램블링 코드에 의해 스크램블링됨을 특징으로 하며,
    상기 동기채널 스크램블링 코드는 프레임내 서로 다른 동기채널 심볼위치에서 서로 다른 코드로 스크램블링 됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 및 2항에 있어서,
    상기 동기채널 및 BCH는 상기 동기채널 및 BCH를 포함하는 서브 프레임내에서 도 2에서 처럼 각각 1개의 OFDM 심볼 구간을 점유하며,
    상기 동기채널과 BCH는 바로 인접한 OFDM 심볼구간에 존재하며,
    상기 동기채널과 BCH는 기지국에 할당된 총 대역의 일부만을 점유하며,
    동기채널의 경우 할당된 대역내에서 도 2에서 처럼 부반송파의 반만 점유하며,
    BCH의 경우 파일롯 심볼과 도 2에서 처럼 FDM으로 Multiplexing 됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 및 2항에 있어서,
    이동국의 BCH 복조방법이 기지국 송신 안테나 수에 상관없이 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    송신다이버시티는 TSTD, FSTD 및 빔 스위칭 기법 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 방법.
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