KR101485184B1 - 무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지 획득방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지 획득방법 Download PDF

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Abstract

무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지(multi-cell specific message)를 획득하는 방법은 하향링크 프리앰블을 수신하는 단계, 상기 하향링크 프리앰블로 가중된 다중셀 특정 메시지를 수신하는 단계 및 상기 수신된 하향링크 프리앰블의 수신값을 이용하여 상기 가중된 다중셀 특정 메시지를 복호하는 단계를 포함한다. 프리앰블을 이용하여 다중셀 특정 메시지가 전송됨으로써, 다중셀 특정 메시지의 채널을 추정하기 위한 별도의 신호 전송이 필요 없으며, 단말은 수신된 다중셀 특정 메시지를 간단하게 복호할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지 획득방법{Method for acquiring multi-cell specific message in wireless communication system}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 다중셀 특정 메시지를 획득하는 방법에 관한 것이다.
무선통신 시스템은 다양한 종류의 통신을 제공하기 위해 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 음성 및/또는 데이터가 무선통신 시스템에 의해 제공되고 있다. 일반적인 무선통신 시스템은 다중 사용자에게 하나 또는 그 이상의 공유 자원을 제공한다. 예를 들어 무선통신 시스템은 CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access) 및 FDMA(Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)와 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기는 데이터에 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기는 수신신호에 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 IFFT에 대응하는 FFT를 사용한다. OFDM에 의하면 광대역 채널의 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 환경에서 수신기의 복잡도를 낮출 수 있고, 부반송파간의 상이한 채널 특성을 활용하여 주파수 영역에서의 선택적 스케줄링을 통해 주파수 효율(spectral efficiency)을 높일 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM을 기반으로 한 다중 접속 방식이다. OFDMA에 의하면 다중 사용자에게 상이한 부반송파를 할당함으로써 무선자원의 효율성을 높일 수 있다.
일반적으로 무선통신 시스템에서 기지국은 적어도 하나의 셀을 포함한다. 하나의 셀에는 다수의 단말이 위치할 수 있다. 기지국은 셀 내에 위치하는 단말에게 데이터 서비스를 제공한다. 기지국이 단말로 전송하는 데이터에는 유니캐스트 데이터, 멀티캐스트 데이터 및 브로드캐스트 데이터가 있다. 유니캐스트 데이터는 특정 단말에게 전송되는 메시지이다. 멀티캐스트 데이터는 특정 단말 그룹에게 전송되는 메시지이다. 브로드캐스트 데이터는 모든 단말들에게 전송되는 메시지이다. 브로드캐스트 데이터에는 하나의 셀에 한정되는 셀 특정(cell specific) 메시지 및 다수의 셀에서 공통되는 다중셀 특정(multi-cell specific) 메시지가 있다. 다중셀 특정 메시지를 SFN(single frequency network) 메시지라 할 수 있다.
단말이 새로운 셀로 처음 접근하는 경우, 단말은 하향링크 동기를 맞추고 접속하려는 망(network)의 시스템 정보를 수신한다. 기지국은 단말이 하향링크 동기 를 맞출 수 있도록 정해진 주기에 따라 프리앰블(preamble)을 전송한다. 프리앰블은 기지국마다 주어지는 특정 시퀀스로서 셀 ID(identifier) 등의 정보가 포함될 수 있다. 다수의 안테나를 사용하는 다중안테나 시스템에서 프리앰블은 기지국의 송신안테나마다 다른 시퀀스로 전송될 수도 있다. 프리앰블을 통하여 단말은 하향링크 동기를 맞추고 채널을 추정할 수 있다. 시스템 정보는 단말이 기지국과 통신하기 위해서 알아야 하는 필수 정보로서, 셀 특정 메시지 또는 다중셀 특정 메시지를 통하여 전송될 수 있다.
다중셀 특정 메시지는 다수의 기지국으로부터 공통적으로 전송되는 메시지로서, 단말은 각 기지국의 다중셀 특정 메시지를 결합하여 디코딩한다. 각 기지국의 다중셀 특정 메시지를 결합하기 위해서 단말은 각 다중셀 특정 메시지의 채널을 추정하고 채널값을 보상하여야 한다. 각 기지국의 다중셀 특정 메시지의 채널을 추정하고 채널값을 보상하는 것은 다중셀 특정 메시지의 디코딩 과정에서 큰 오버헤드이다.
따라서 복수의 다중셀 특정 메시지의 전송 및/또는 획득을 효율적으로 수행할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중셀 특정 메시지를 효율적으로 전송 및/또는 획득할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지(multi-cell specific message)를 획득하는 방법은 하향링크 프리앰블을 수신하는 단계, 상기 하향링크 프리앰블로 가중된 다중셀 특정 메시지를 수신하는 단계 및 상기 수신된 하향링크 프리앰블을 이용하여 상기 가중된 다중셀 특정 메시지를 복호하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지 전송방법은 셀마다 특정적으로 주어지는 제1 신호를 다중셀에서 공통적으로 주어지는 제2 신호에 다중화하여 상기 제2 신호의 가중된 신호를 생성하는 단계 및 상기 제2 신호의 가중된 신호를 주파수 영역의 복수의 부반송파를 통하여 전송하는 단계를 포함한다.
프리앰블을 이용하여 다중셀 특정 메시지가 전송됨으로써, 다중셀 특정 메시지의 채널을 추정하기 위한 별도의 신호 전송이 필요 없으며, 단말은 다중셀 특정 메시지를 간단하게 복호하여 획득할 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템의 일 예를 나타낸다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 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. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서, 송신기는 기지국(20)의 일부일 수 있고 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 단말(10)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.
무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기는 데이터에 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기는 수신신호에 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다.
무선통신 시스템은 다중안테나(multiple antenna) 시스템일 수 있다. 다중안테나 시스템은 다중입출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템일 수 있다. 또는 다중안테나 시스템은 다중 입력 싱글 출력(multiple-input single-output; MISO) 시스템 또는 싱글 입력 싱글 출력(single-input single-output; SISO) 시스템 또는 싱글 입력 다중 출력(single-input multiple-output; SIMO) 시스템일 수도 있다. MIMO 시스템은 다수의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 송신 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다.
다중 안테나 시스템에서 다중 안테나를 이용한 송신기법으로는 랭크 1에서 SFBC(Space Frequency Block Code), STBC(Space Time Block Code)와 같은 STC(Space-Time Coding), CDD(Cyclic Delay Diversity), FSTD(frequency switched transmit diversity), TSTD(time switched transmit diversity) 등이 사용될 수 있다. 랭크 2 이상에서는 공간 다중화(Spatial Multiplexing; SM), GCDD(Generalized Cyclic Delay Diversity), S-VAP(Selective Virtual Antenna Permutation) 등이 사용될 수 있다. SFBC는 공간 영역과 주파수 영역에서의 선택성을 효율적으로 적용하 여 해당 차원에서의 다이버시티 이득과 다중 사용자 스케줄링 이득까지 모두 확보할 수 있는 기법이다. STBC는 공간 영역과 시간 영역에서 선택성을 적용하는 기법이다. FSTD는 다중 안테나로 전송되는 신호를 주파수로 구분하는 기법이고, TSTD는 다중 안테나로 전송되는 신호를 시간으로 구분하는 기법이다. 공간 다중화는 안테나별로 서로 다른 데이터를 전송하여 전송률을 높이는 기법이다. GCDD는 시간 영역과 주파수 영역에서의 선택성을 적용하는 기법이다. S-VAP는 단일 프리코딩 행렬을 사용하는 기법으로, 공간 다이버시티 또는 공간 다중화에서 다중 코드워드를 안테나 간에 섞어주는 MCW(Multi Codeword) S-VAP와 단일 코드워드를 사용하는 SCW(Single Codeword) S-VAP가 있다.
도 2는 송신기 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 송신기(100)는 인코더(110-1,...,110-K), 변조기(120-1,..., 120-K), 계층 맵퍼(130), 프리코더(140), 부반송파 맵퍼(150-1,...,150-K) 및 OFDM 신호 발생기(160-1,...,160-K)를 포함한다. 송신기(100)는 Nt(Nt≥1)개의 송신 안테나(170-1,..,170-Nt)를 포함한다.
인코더(110-1,...,110-K)는 입력되는 데이터를 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 변조기(120-1,...,120-K)는 부호화된 데이터를 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심볼로 배치한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation)일 수 있다. 예를 들어, m-PSK는 BPSK, QPSK 또는 8-PSK 일 수 있다. m-QAM은 16-QAM, 64-QAM 또는 256-QAM 일 수 있다.
계층 맵퍼(130)는 프리코더(140)가 안테나 특정 심볼을 각 안테나의 경로로 분배할 수 있도록 입력 심볼의 계층을 정의한다. 계층(layer)은 프리코더(140)로 입력되는 정보 경로(information path)로 정의된다. 프리코더(140) 이전의 정보 경로를 가상 안테나(virtual antenna) 또는 계층(layer)이라 할 수 있다.
프리코더(140)는 입력 심볼을 다중 송신 안테나(170-1,..,170-Nt)에 따른 MIMO 방식으로 처리하여 안테나 특정 심볼을 출력한다. 프리코더(140)는 코드북(codebook) 기반의 프리코딩을 이용할 수 있다. 프리코더(140)는 안테나 특정 심볼을 해당 안테나 경로의 부반송파 맵퍼(150-1,...,150-K)로 분배한다. 프리코더(140)에 의해 분배되어 하나의 부반송파 맵퍼를 통해 하나의 안테나로 보내어지는 각 정보 경로를 스트림(stream)이라 한다. 이를 물리적 안테나(physical antenna)라 할 수 있다.
부반송파 맵퍼(150-1,...,150-K)는 안테나 특정 심볼을 적절한 부반송파에 할당하고, 사용자에 따라 다중화한다. OFDM 신호 발생기(160-1,...,160-K)는 안테나 특정 심볼을 OFDM 방식으로 변조하여 OFDM 심볼을 출력한다. OFDM 신호 발생기(160-1,...,160-K)는 안테나 특정 심볼에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 수행할 수 있으며, IFFT가 수행된 시간 영역 심볼에는 CP(cyclic prefix)가 삽입될 수 있다. OFDM 심볼은 각 송신 안테나(170-1,..,170-Nt)를 통해 송신된다.
MIMO 시스템에서 송신기(100)는 두 가지 모드로 동작할 수 있다. 하나는 SCW 모드이고, 다른 하나는 MCW 모드이다. SCW 모드에서는 MIMO 채널을 통해 송신되는 송신 신호가 동일한 송신률(data rate)을 갖는다. MCW 모드에서는 MIMO 채널을 통해 송신되는 데이터가 독립적으로 인코딩되어, 송신 신호가 서로 다른 송신률을 가질 수 있다. MCW 모드는 랭크가 1보다 큰 경우에 동작한다.
이제, 다중셀 특정 메시지(multi-cell specific message)의 전송에 대하여 설명한다. 다중셀 특정 메시지는 동일한 망(network)에 속하는 다수의 기지국으로부터 공통적으로 전송되는 메시지이다. 다중셀 특정 메시지는 다수의 셀에서 공통되는 정보를 포함한다. 다중셀 특정 메시지를 SFN(single frequency network) 메시지라 할 수 있다.
도 3은 다중 셀(multi-cell)에서 브로드캐스트 데이터 전송의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 각 셀에서 프리앰블(preamble), SFN 메시지 및 셀 특정 메시지가 전송된다.
프리앰블은 각 셀마다 특정적으로 주어지는 시퀀스 또는 신호를 의미한다. 프리앰블은 하향링크 동기를 맞추기 위한 동기 신호로 동기채널(synchronization channel)을 통하여 전송될 수 있다. 또는 상기와 같은 각 셀마다 특정적으로 주어지는 시퀀스 또는 신호는, 미드앰블(midamble) 또는 셀 특정의 전용 참조신호(dedicated reference signal)일 수 있다. 프리앰블에는 셀을 구분하는 셀 ID(identifier) 정보가 포함될 수 있다.
SFN 메시지는 다중셀에서 공통적으로 주어지는 다중셀 특정 메시지로서 브로 드캐스트 채널(broadcast channel)을 통하여 전송될 수 있다. SFN 메시지는 다수의 셀에서 공통되는 정보를 포함한다. SFN 메시지는 다수의 셀에서 공통되는 시스템 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, SFN 메시지에는 FFT 크기, 중심 주파수, 상향링크/하향링크 비율 등의 정보가 포함될 수 있다. 또는 SFN 메시지는 MBMS(multimedia broadcast multicast service) 시스템에서의 MBMS 메시지일 수도 있다.
셀 특정 메시지는 하나의 셀에 한정되는 브로드캐스트 정보를 포함하고 브로드캐스트 채널을 통하여 전송된다. 셀 특정 메시지는 해당 셀에 한정되는 시스템 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀 특정 메시지에는 시스템 정보의 전송주기, 무선자원할당 정보 등이 포함될 수 있다.
예를 들어, 3개의 셀에서 프리앰블은 서로 다른 시퀀스 P, Q, R이 사용된다. SFN 메시지는 모든 셀에서 동일한 신호 S가 사용된다. 즉, 각 기지국은 서로 다른 시퀀스의 프리앰블 및 동일한 신호의 SFN 메시지를 전송한다.
단말은 프리앰블을 수신하여 하향링크 동기를 맞춘다. 단말은 각 기지국의 프리앰블을 통하여 각 기지국의 채널을 추정할 수 있다.
이하, 각 프리앰블에 따른 채널 추정을 수행하지 않고 복수의 SFN 메시지의 디코딩을 효율적으로 수행할 수 있는 방법에 대하여 설명한다. 기지국이 복수의 송신안테나를 사용하는 다중안테나 시스템인 것으로 가정한다. 이하에서 셀은 섹터(sector)로 대체될 수 있다. 즉, 프리앰블은 섹터별도 특정되는 신호, 다중셀 특정 메시지는 셀 내의 다수의 섹터에서 공통되는 다중섹터 특정 메시지, 셀 특정 메 시지는 하나의 섹터에서 한정되는 섹터 특정 메시지가 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SFN 메시지의 전송방법을 나타낸다.
도 4를 참조하면, SFN 메시지 S(k)는 프리앰블 P(k)가 곱해져 전송된다. SFN 메시지 S(k)는 프리앰블 P(k)와 다중화되어 전송된다. 프리앰블을 제1 신호라 하고 SFN 메시지를 제2 신호라 할 때, 제2 신호는 제1 신호에 곱해져서 전송된다. 제1 신호는 셀마다 특정적으로 주어지는 신호이고, 제2 신호는 다중셀(multi-cell)에서 공통적으로 주어지는 신호이다. 여기서 기지국이 실제 전송하고자 하는 신호는 제2 신호이므로, 제1 신호는 제2 신호의 가중치라 할 수 있다. 제1 신호가 곱해진 제2 신호 S(k)P(k)를 SFN 메시지의 가중된 신호(weighted signal)라 할 수 있다. 또는 S(k)P(k)를 프리앰블로 가중된 SFN 메시지라 할 수 있다.
SFN 메시지의 가중된 신호는 주파수 영역의 복수의 부반송파를 통하여 전송될 수 있다. SFN 메시지의 가중된 신호는 복수의 송신안테나를 통하여 전송될 수 있다. SFN 메시지의 가중된 신호가 복수의 송신안테나를 통하여 전송될 때, 다중안테나를 이용한 송신기법이 적용될 수 있다.
<SFN 메시지를 CDD 방식으로 전송하는 경우>
이하, 복수의 기지국이 2개의 물리적 안테나를 통하여 SFN 메시지를 전송하는 것으로 가정한다. Pmn(k)는 m 번째 기지국의 n 번째 안테나에서 전송되는 프리앰블의 k 번째 시퀀스 또는 k 번째 부반송파에 실리는 시퀀스를 의미한다. S(k)는 k 번째 부반송파에 실리는 SFN 메시지를 의미한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중안테나에서 SFN 메시지의 전송을 나타낸다.
도 5를 참조하면, SFN 메시지에 프리앰블 시퀀스가 순차적으로 곱해져 프리앰블로 가중된 SFN 메시지가 생성된다. 프리앰블은 SFN 메시지가 실리는 부반송파의 수에 해당하는 시퀀스 길이를 가지고 SFN 메시지에 순차적으로 곱해질 수 있다.
표 1은 2개의 기지국으로부터 전송되는 SFN 메시지 및 프리앰블의 일 예를 나타낸다.
subcarrier BS 1 BS 2
antenna 1 antenna 2 antenna 1 antenna 2
weighted SFN message 1 s(1)p11(1) s(1)p12(1) s(1)p21(1) s(1)p22(1)
2 s(2)p11(2) s(2)p12(2) s(2)p21(2) s(2)p22(2)
3 s(3)p11(3) s(3)p12(3) s(3)p21(3) s(3)p22(3)
4 s(4)p11(4) s(4)p12(4) s(4)p21(4) s(4)p22(4)
... ... ... ... ...
preamble 1 p11(1) p12(1) p21(1) p22(1)
2 p11(2) p12(2) p21(2) p22(2)
3 p11(3) p12(3) p21(3) p22(3)
4 p11(4) p12(4) p21(4) p22(4)
... ... ... ... ...
제1 기지국(BS 1)에서 프리앰블로 가중된 SFN 메시지는 제1 안테나에서 {s(1)p11(1), s(2)p11(2), s(3)p11(3), s(4)p11(4),...}로 전송되고, 제2 안테나에서 {s(1)p12(1), s(2)p12(2), s(3)p12(3), s(4)p12(4), ...}로 전송된다. 제2 기지국(BS 2)에서도 동일한 방식으로 프리앰블로 가중된 SFN 메시지를 전송한다.
수학식 1은 표 1에 따라 프리앰블로 가중된 SFN 메시지의 수신신호 r(k)을 나타낸다.
Figure 112008050259025-pat00001
Figure 112008050259025-pat00002
Figure 112008050259025-pat00003
Figure 112008050259025-pat00004
수신신호 r(k)은 k 번째 부반송파를 통하여 전송된 신호이고, hmn(k)는 m 번째 기지국의 n 번째 안테나로부터 전송되는 신호의 채널이며, v(k)는 k 번째 부반송파에서의 잡음을 나타낸다.
수학식 2는 수학식 1에서 수신신호 r(k)의 등가채널(equivalent channel) heq(k)를 나타낸다.
Figure 112008050259025-pat00005
Figure 112008050259025-pat00006
Figure 112008050259025-pat00007
Figure 112008050259025-pat00008
heq(k)는 k 번째 부반송파를 통해 전송된 수신신호 r(k)의 등가채널이고, w(k)는 k 번째 부반송파에서의 잡음을 나타낸다.
단말이 수신신호 r(k)의 등가채널을 알고 있으면 수신신호에 등가채널을 적 용하여 곧바로 SFN 메시지 S(k)를 디코딩할 수 있다. 즉, 단말은 각 기지국의 안테나별 채널을 일일이 추정하거나, 각 기지국이 사용하는 프리앰블을 모두 알고 있을 필요가 없다.
수신신호 r(k)의 등가채널 heq(k)는 프리앰블의 수신값이다. 단말은 프리앰블의 수신값을 알고 있으므로, 프리앰블 수신값을 수신신호 r(k)에 적용하여 SFN 메시지 S(k)를 간단히 디코딩할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중안테나에서 SFN 메시지의 전송을 나타낸다.
도 6을 참조하면, SFN 메시지에 프리앰블이 반복되어 곱해져 프리앰블로 가중된 SFN 메시지가 생성된다. 프리앰블은 시퀀스 형태가 아니라 부반송파에 일정 간격으로 반복되어 맵핑되는 반복신호의 구조를 가질 수 있다.
표 2는 2개의 기지국으로부터 전송되는 SFN 메시지 및 프리앰블의 다른 예를 나타낸다.
subcarrier BS 1 BS 2
antenna 1 antenna 2 antenna 1 antenna 2
weighted SFN message 1 s(1)p11(1) s(1)p12(1) s(1)p21(1) s(1)p22(1)
2 s(2)p11(1) s(2)p12(1) s(2)p21(1) s(2)p22(1)
3 s(3)p11(2) s(3)p12(2) s(3)p21(2) s(3)p22(2)
4 s(4)p11(2) s(4)p12(2) s(4)p21(2) s(4)p22(2)
... ... ... ... ...
preamble 1 p11(1) p12(1) p21(1) p22(1)
2 0 0 0 0
3 p11(2) p12(2) p21(2) p22(2)
4 0 0 0 0
... ... ... ... ...
프리앰블이 전송되지 않는 부반송파에서는 인접 부반송파의 프리앰블이 SFN 메시지에 곱해져 프리앰블로 가중된 SFN 메시지가 생성된다. 제1 기지국(BS 1)에서 프리앰블로 가중된 SFN 메시지는 제1 안테나에서 {s(1)p11(1), s(2)p11(1), s(3)p11(2), s(4)p11(2),...}로 전송되고, 제2 안테나에서 {s(1)p12(1), s(2)p12(1), s(3)p12(2), s(4)p12(2), ...}로 전송된다. 제2 기지국(BS 2)에서도 동일한 방식으로 프리앰블로 가중된 SFN 메시지를 전송한다.
수학식 3은 표 2에 따라 프리앰블로 가중된 SFN 메시지의 수신신호 r(k)을 나타낸다.
Figure 112008050259025-pat00009
Figure 112008050259025-pat00010
Figure 112008050259025-pat00011
Figure 112008050259025-pat00012
수학식 4는 수학식 3에서 수신신호 r(k)의 등가채널 heq(k)를 나타낸다.
Figure 112008050259025-pat00013
Figure 112008050259025-pat00014
수신신호 r(k)의 등가채널 heq(k)는 프리앰블의 수신값이므로, 단말은 프리앰블 수신값을 수신신호 r(k)에 적용하여 SFN 메시지 S(k)를 간단히 디코딩할 수 있다.
프리앰블이 안테나별로 서로 다른 부반송파에 반복되는 구조를 가질 수 있다. 프리앰블은 하나의 안테나에서 홀수 번째의 부반송파에 반복되고 다른 하나의 안테나에서 짝수 번째의 부반송파에 반복될 수 있다. 프리앰블이 전송되지 않는 부반송파에서는 인접 부반송파의 프리앰블이 SFN 메시지에 곱해져 프리앰블로 가중된 SFN 메시지가 생성된다.
표 3은 2개의 기지국으로부터 전송되는 SFN 메시지 및 프리앰블의 또 다른 예를 나타낸다.
subcarrier BS 1 BS 2
antenna 1 antenna 2 antenna 1 antenna 2
weighted SFN message 1 s(1)p11(1) s(1)p12(1) s(1)p21(1) s(1)p22(1)
2 s(2)p11(1) s(2)p12(1) s(2)p21(1) s(2)p22(1)
3 s(3)p11(2) s(3)p12(2) s(3)p21(2) s(3)p22(2)
4 s(4)p11(2) s(4)p12(2) s(4)p21(2) s(4)p22(2)
... ... ... ... ...
preamble 1 p11(1) 0 p21(1) 0
2 0 p12(1) 0 p22(1)
3 p11(2) 0 p21(2) 0
4 0 p12(2) 0 p22(2)
... ... ... ... ...
단말이 2개의 기지국으로부터 수신한 프리앰블로 가중된 SFN 메시지의 수신신호 r(k)은 수학식 3과 같고, 이때 등가채널은 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008050259025-pat00015
Figure 112008050259025-pat00016
Figure 112008050259025-pat00017
Figure 112008050259025-pat00018
단말은 프리앰블 수신값을 수신신호 r(k)에 적용하여 SFN 메시지 S(k)를 디코딩할 수 있다.
<SFN 메시지를 SFBC 방식으로 전송하는 경우>
다중안테나를 이용한 송신기법 중에서 SFBC 방식이 적용될 수 있다. 기지국이 복수의 물리적 안테나 또는 복수의 가상 안테나를 이용하여 SFN 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, SFN 메시지를 2개의 송신안테나를 통하여 전송하기 위해, 2개의 물리적 안테나를 이용하거나, 4개의 물리적 안테나에 2개씩 CDD를 적용하여 2개의 가상 안테나를 만들 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중안테나에서 SFN 메시지의 전송을 나타낸다.
도 7을 참조하면, SFN 메시지 시퀀스는 SFBC 방식에 따라 구성되고, SFBC 방식에 따라 구성된 SFN 메시지에 프리앰블이 곱해져 가중된 SFN 메시지가 생성된다. 프리앰블은 안테나별로 서로 다른 부반송파에 실리는 반복구조를 가질 수 있다.
표 4는 2개의 기지국으로부터 전송되는 SFN 메시지 및 프리앰블의 또 다른 예를 나타낸다.
subcarrier BS 1 BS 2
antenna 1 antenna 2 antenna 1 antenna 2
weighted SFN message 1 s(1)p11(1) -s*(2)p12(1) s(1)p21(1) -s*(2)p22(1)
2 s(2)p11(1) s(1)p12(1) s(2)p21(1) s(1)p22(1)
3 s(3)p11(2) -s*(4)p12(2) s(3)p21(2) -s*(4)p22(2)
4 s(4)p11(2) s(3)p12(2) s(4)p21(2) s(3)p22(2)
... ... ... ... ...
preamble 1 p11(1) 0 p21(1) 0
2 0 p12(1) 0 p22(1)
3 p11(2) 0 p21(2) 0
4 0 p12(2) 0 p22(2)
... ... ... ... ...
프리앰블은 하나의 안테나에서 홀수 번째의 부반송파에 반복되고 다른 하나의 안테나에서 짝수 번째의 부반송파에 반복된다. 각 부반송파별로 하나의 안테나의 프리앰블이 전송된다. 프리앰블이 전송되지 않는 부반송파에서는 인접 부반송파의 프리앰블이 SFN 메시지 시퀀스에 곱해져 프리앰블로 가중된 SFN 메시지가 생성된다. s*(1), s*(2), s*(3), s*(4)는 각각 s(1), s(2), s(3), s(4)의 켤레 복소수(complex conjugate)이다.
수학식 6은 표 4에 따라 프리앰블로 가중된 SFN 메시지의 수신신호 r(k)을 나타낸다.
Figure 112008050259025-pat00019
Figure 112008050259025-pat00020
Figure 112008050259025-pat00021
Figure 112008050259025-pat00022
수학식 7은 수학식 6에서 수신신호 r(k)의 등가채널 heq(k)를 나타낸다.
Figure 112008050259025-pat00023
Figure 112008050259025-pat00024
Figure 112008050259025-pat00025
Figure 112008050259025-pat00026
등가채널 heq(k)는 프리앰블의 수신값이므로, 단말은 등가채널 heq(k)를 수신신호 r(k)에 적용하여 일반적인 SFBC 방식에 따라 SFN 메시지 S(k)를 디코딩할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중안테나에서 SFN 메시지의 전송을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 표 5는 2개의 기지국으로부터 전송되는 SFN 메시지 및 프리앰블의 또 다른 예를 나타낸다. 표 4와 비교하여 프리앰블의 반복 간격을 달리한 경우이다.
subcarrier BS 1 BS 2
antenna 1 antenna 2 antenna 1 antenna 2
weighted SFN message 1 s(1)p11(1) -s*(2)p12(1) s(1)p21(1) -s*(2)p22(1)
2 s(2)p11(1) s(1)p12(1) s(2)p21(1) s(1)p22(1)
3 s(3)p11(1) -s*(4)p12(1) s(3)p21(1) -s*(4)p22(1)
4 s(4)p11(1) s(3)p12(1) s(4)p21(1) s(3)p22(1)
5 s(5)p11(2) -s*(6)p12(2) s(5)p21(2) -s*(6)p22(2)
6 s(6)p11(2) s(5)p12(2) s(6)p21(2) s(5)p22(2)
7 s(7)p11(2) -s*(8)p12(2) s(7)p21(2) -s*(8)p22(2)
8 s(8)p11(2) s(7)p12(2) s(8)p21(2) s(7)p22(2)
... ... ... ... ...
preamble 1 p11(1) 0 p21(1) 0
2 0 0 0 0
3 0 p12(1) 0 p22(1)
4 0 0 0 0
5 p11(2) 0 p21(2) 0
6 0 0 0 0
7 0 p12(2) 0 p22(2)
8 0 0 0 0
... ... ... ... ...
수학식 8은 표 5에 따라 프리앰블로 가중된 SFN 메시지의 수신신호 r(k)을 나타낸다.
Figure 112008050259025-pat00027
Figure 112008050259025-pat00028
Figure 112008050259025-pat00029
Figure 112008050259025-pat00030
수학식 9는 수학식 8에서 수신신호 r(k)의 등가채널 heq(k)를 나타낸다.
Figure 112008050259025-pat00031
Figure 112008050259025-pat00032
단말은 등가채널 heq(k)를 수신신호 r(k)에 적용하여 일반적인 SFBC 방식에 따라 SFN 메시지 S(k)를 디코딩할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 SFN 메시지의 획득방법을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 단말은 하향링크 프리앰블을 수신한다(S110). 하향링크 프리앰블은 주파수 영역에서 연속하는 부반송파를 통하여 전송되거나, 일정 간격의 부반송파를 통하여 전송될 수 있다. 단말은 복수의 기지국으로부터 전송된 프리앰블의 수신값을 알 수 있다.
단말은 SFN 메시지를 디코딩한다(S120). SFN 메시지는 복수의 기지국에서 브로드캐스트 채널을 통하여 전송된다. SFN 메시지는 프리앰블이 곱해져서 프리앰블로 가중된 메시지이다. 프리앰블로 가중된 SFN 메시지는 주파수 영역의 부반송파를 통하여 전송된다. 프리앰블로 가중된 SFN 메시지의 등가채널이 프리앰블의 수신값이므로, 단말은 프리앰블의 수신값을 프리앰블로 가중된 SFN 메시지에 적용하여 SFN 메시지를 디코딩할 수 있다. 기지국은 다중안테나를 이용한 송신기법을 적용하여 프리앰블 및 SFN 메시지를 전송할 수 있으며, 단말은 사용된 송신기법을 적용하여 프리앰블로 가중된 SFN 메시지를 디코딩할 수 있다.
이상, 설명의 편의를 위해 2개의 기지국이 2개의 물리적 안테나 또는 가상 안테나를 통하여 프리앰블 및 SFN 메시지를 전송하는 것으로 가정하였으나 이는 제한이 아니다. 기지국의 수, 기지국이 사용하는 안테나의 수, 프리앰블이 반복되는 간격 등은 다양하게 적용될 수 있으며, 이는 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는다.
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 무선통신 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 2는 송신기 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 다중 셀(multi-cell)에서 브로드캐스트 데이터 전송의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SFN 메시지의 전송방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중안테나에서 SFN 메시지의 전송을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중안테나에서 SFN 메시지의 전송을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중안테나에서 SFN 메시지의 전송을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중안테나에서 SFN 메시지의 전송을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 SFN 메시지의 획득방법을 나타낸다.

Claims (10)

  1. 무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지(multi-cell specific message)를 획득하는 방법에 있어서,
    하향링크 프리앰블을 수신하는 단계;
    상기 하향링크 프리앰블로 가중된 다중셀 특정 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 하향링크 프리앰블을 이용하여 상기 가중된 다중셀 특정 메시지를 복호하는 단계를 포함하는 다중셀 특정 메시지를 획득하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 수신된 하향링크 프리앰블은 상기 가중된 다중셀 특정 메시지의 등가채널(equivalent channel)인 것을 특징으로 하는 다중셀 특정 메시지를 획득하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 하향링크 프리앰블은 주파수 영역의 모든 부반송파를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 다중셀 특정 메시지를 획득하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 하향링크 프리앰블은 주파수 영역에서 일정 간격의 부반송파를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 다중셀 특정 메시지를 획득하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 가중된 다중셀 특정 메시지는 다중 안테나를 이용한 SFBC(space-frequency block code) 방식이 적용되어 전송되는 것을 특징으로 하는 다중셀 특정 메시지를 획득하는 방법.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 가중된 다중셀 특정 메시지는 다중 안테나를 이용한 CDD(cyclic delay diversity) 방식이 적용되어 전송되는 것을 특징으로 하는 다중셀 특정 메시지를 획득하는 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 다중셀 특정 신호 전송 방법에 있어서,
    셀마다 특정적으로 주어지는 제1 신호를 다중셀에서 공통적으로 주어지는 제2 신호에 다중화하여 상기 제2 신호의 가중된 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 신호의 가중된 신호를 주파수 영역의 복수의 부반송파를 통하여 전송하는 단계를 포함하는 무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지 전송방법.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 신호는 프리앰블이고, 상기 제2 신호는 다중셀 특정 메시지인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지 전송 방법.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 제2 신호의 가중된 신호는 복수의 송신안테나를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지 전송 방법.
  10. 제7 항에 있어서, 상기 제1 신호는 반복되어 상기 제2 신호에 곱해지는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 다중셀 특정 메시지 전송 방법.
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