JP3683218B2

JP3683218B2 - ２個以上のアンテナを使用する伝送ダイバシティ方法及び装置

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Publication number: JP3683218B2
Application number: JP2001586798A
Authority: JP
Inventors: スン−ジン・キム; ビュン−チェ・クァク; ヨン−スク・イ; ソン−イル・パク; ホ−キュ・チョイ; ミン−クー・キム; ベオン−ジョ・キム; ヒュン−ウー・イ; ジェ−ヨル・キム; サン−フワン・パク
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2021-05-25
Also published as: ES2248330T3; KR100377391B1; CA2409893C; AU2001260750B2; JP2003534705A; KR20010107770A; EP1290809A4; CA2409893A1; DE60115233T2; AU6075001A; EP1290809B1; WO2001091318A1; CN1440593A; EP1290809A1; ATE311045T1; CN1256815C; DE60115233D1; US20020118727A1; US6690712B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝送ダイバシティシステムに関するもので、特に基地局で相異なる個数のアンテナ伝送ダイバシティ用端末機に対して、相互互換可能な伝送ダイバシティを適用するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システム(Mobile Telecommunication System)が急速に発展しており、また前記移動通信システムでサービスするデータ量が急速に増加することによって、より高速のデータを伝送するための３世代移動通信システムが開発された。このような３世代移動通信システムは、ヨーロッパは基地局間非同期方式であるＷ−ＣＤＭＡ(広帯域符号分割多重接続)方式を、北米は基地局間同期方式であるＣＤＭＡ−２０００(多重搬送波符号分割多重接続)方式を無線接続規格に標準化している。前記移動通信システムは通常的に一つの基地局を通じて多数個の端末機(ＭＳ:Mobile Station)が交信する形態に構成される。しかし、前記移動通信システムで高速データ伝送時、無線チャネル上で発生するフェージング(Fading)現象により受信信号の位相が歪曲される。前記フェージングは受信信号の振幅を数ｄＢから数十ｄＢまで減少させるので、このようにフェージング現象により歪曲された受信信号の位相はデータ復調時、補償を遂行しない場合、送信側で伝送した送信データの情報誤り原因になり、移動通信サービスの品質を低下させる原因になる。そのため、移動通信システムで高速データをサービス品質低下なし伝送するためにはフェージングを克服すべきであり、このようなフェージングを克服するために、各種のダイバシティ(Diversity)技法が使用される。
【０００３】
一般的にＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)方式では、チャネルの遅延拡散(delay spread)を利用してダイバシティ受信するレーキ(Rake)受信器を採択している。前記レーキ受信器は多重経路（multi-path)信号を受信するための受信ダイバシティが適用されているが、上述した遅延拡散を利用するダイバシティ技法を適用したレーキ受信器は、遅延拡散が設定値より小さい場合に動作しない問題点がある。また。インターリビング(Interleaving)とコーディング(Coding)を利用するタイムダイバシティ(Time diversity)技法はドップラー拡散(Doppler spread)チャネルで使用される。しかし、前記タイムダイバシティ方式は低速ドップラー拡散チャネルでは利用することが難しいとの問題点があった。
【０００４】
そのため、室内チャネルのように遅延拡散が小さいチャネルと、歩行者チャネルのように低速ドップラー拡散チャネルでは、フェージングを克服するために空間ダイバシティ(Space Diversity)技法が使用される。前記空間ダイバシティは２個以上の送受信アンテナを利用するダイバシティ技法である。即ち、一つのアンテナを通じて伝送された信号がフェージングによりその信号大きさが減少する場合、その他のアンテナを通じて伝送された信号を受信する技法である。前記空間ダイバシティは受信アンテナを利用する受信ダイバシティ技法と送信アンテナを利用する伝送ダイバシティ技法に分類することができる。しかし、前記受信アンテナダイバシティ技法の場合、端末機に適用するので、端末機の大きさと費用側面で多数個のアンテナを設置することが難しく、基地局に多数個のアンテナを設置する伝送ダイバシティ技法を使用することが勧められる。
【０００５】
前記伝送ダイバシティ技法はタウンリンク(down-link)信号を受信してダイバシティ利得を得るようにするアルゴリズムを意味し、開ループモード(Open Loop Mode)と閉ループモード(Closed Loop Mode)に大別される。前記開ループモードは基地局でデータ信号をエンコーディング(Encoding)してダイバシティアンテナを通じて伝送すると、移動局が前記基地局で伝送した信号を受信してデコーディング(Decoding)することにより、ダイバシティ利得を得る方式である。前記閉ループモードは端末機が基地局の各送信アンテナを通じて伝送された信号が経験するチャネル環境を予測して計算し、前記端末機が前記計算された予測値に基づいて受信信号の電力を最大に生成することができる基地局アンテナの加重値(Weight)を計算して、上向リンクチャネル(Uplink、移動局から基地局方向)を通じて基地局に伝送すると、前記基地局は前記端末機で伝送した加重値信号を受信してそれぞれのアンテナの加重値を調節する方式である。ここで、前記端末機のチャネル推定のため、基地局は各伝送アンテナを通じてパイロット信号を端末機に伝送し、端末機はパイロット信号を通じてチャネルを推定し、このチャネル情報に基づいて最適の加重値を検出する。
【０００６】
そして、米国特許番号５、６３４、１９９(Method of Subspace Beamforming Using Adaptive Transmitting Antennas with feed-back)と、５、４７１、６４７(Method for Minimizing Cross-talk in Adaptive Transmission Antennas)は、伝送ダイバシティをフィードバックモードに使用することに対する特許である。前記米国特許５、６３４、１９９は摂動アルゴリズム(Perturbation algorithm)と利得マトリックスを利用したチャネル推定及びフィードバック方式を提案しているが、この方法はブラインド方式のチャネル推定のための収束速度が遅く、かつ正確な加重値を検出することが難しいので、パイロットがあるシステムで使用しない。
【０００７】
一方、ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunication System)、即ちＷ−ＣＤＭＡ(３ＧＰＰ:３rd Generation Partnership Project)標準(Release 99)で２個アンテナ別加重値を量子化してフィードバックする方式を提案した。この方法は端末機が２個アンテナ伝送ダイバシティのみを支援する場合に対して言及している。基地局送信アンテナが４個である場合の信号送信方法と、２個アンテナ伝送ダイバシティのための端末機と２４アンテナ伝送ダイバシティのための端末機が共存する場合を考慮した信号送受信方法が言及されていない。また、既存の一つのアンテナに信号を伝送する方法で、２個のアンテナに信号を伝送する拡張方法を利用して送信アンテナを４個に拡張すると、２個アンテナ伝送ダイバシティのための端末機が正常的に動作しない。これを解決するために、２個のアンテナに信号を伝送する方法と、４個のアンテナに信号を伝送する方法を同時に使用すると、アンテナ間パワー不均衡が発生するとの問題点があった。
【０００８】
前記多数個のアンテナを通じて相異なるパイロット信号を伝送する方法には時分割(time division multiplexing)方式、周波数分割(frequency division multiplexing)方式、符号分割(code division multiplexing)方式などがある。前記広帯域符号分割多重接続(Ｗ−ＣＤＭＡ)規格の場合、複数のアンテナを通じて相異なるパイロット信号を伝送するために、多重スクランブリング符号(scrambling code)を使用するか、多重チャネル符号(channelization code)を使用するか、多重直交パイロットシンボルパターン(Multiple Orthogonal Pilot Symbol Pattern)を使用する符号分割方法を考慮することができる。
【０００９】
一般的に２個の伝送アンテナを使用すると、単一伝送アンテナを使用する既存システムに比べて、高いダイバシティ利得と最大３ｄＢの信号対雑音比(ＳＮＲ)利得を獲得する。また２個以上のアンテナに構成された伝送アンテナダイバシティを使用すると、２個のアンテナ伝送装置で獲得されたダイバシティ利得に追加されたダイバシティ利得を得るだけではなく、アンテナ個数に比例して増加する信号対雑音比利得も得るようになる。ここで追加ダイバシティ利得は２個アンテナダイバシティから獲得された利得に比べて相対的に少ないが、ダイバシティ次数が増加されるので、使用信号対雑音比(Eb/No)が高くなると、ダイバシティ利得が相当に高い。
【００１０】
前記広帯域符号分割多重接続方式の標準(release 99)を使用するＵＭＴＳシステムは、現在２個アンテナを使用する伝送ダイバシティに関して説明しているが、２個以上のアンテナを使用する伝送ダイバシティ技術の必要性を検討している。この時、２個の伝送アンテナから信号を受信する既存の端末機と、２個以上の伝送アンテナから信号を受信する端末機が同時に存在する移動通信システムを考慮すべきである。このような場合、前記２個アンテナ伝送ダイバシティを利用する端末機と、２個以上のアンテナ伝送ダイバシティを利用する端末機とが基地局から信号を受信するのに問題がないようにする送受信構造が要求される。即ち、２個アンテナ伝送ダイバシティ技法を適用する基地局システムに適合するように設計された端末機が、２個以上のアンテナ伝送ダイバシティ技法を適用する基地局システムのサービス領域に位置する場合にも正常的に動作するような送受信方法及び装置が考慮されるべきであり、２個以上のアンテナ伝送ダイバシティ技法を適用する基地局システムに適合するように設計された端末機が、２個のアンテナ伝送ダイバシティ技法を利用する基地局システムのサービス領域に位置する場合にも、端末機が正常的に動作するような送受信装置及び方法を考慮すべきである。また、前記２個アンテナ伝送ダイバシティ技法を適用する基地局システムに適合するように設計された端末機の構造を変更せずに動作するような互換性を有することも必要である。
【００１１】
このような互換性は、共通パイロット(common pilot)チャネルと共通データ(common data)チャネルとで必要性がさらに要求される。これは、専用チャネルは端末機の特性及びバージョンに応じて与えられたアンテナ数に適合な方法に信号を伝送するが、共通パイロットチャネル(ＣＰＩＣＨ:Common Pilot Channel)と共通データチャネル(common data channel)は、既存の２個アンテナ伝送ダイバシティ技法を使用する基地局システムの規格で動作する下位バージョンの端末機や、２個以上のアンテナ伝送ダイバシティ技法を使用する基地局システムの規格で動作する上位バージョンの端末機すべて動作するような構成とすべきだからである。即ち、共通チャネルは専用チャネルに比べてシステムで信頼度が高い信号を提供しなければならないので、信号を前記専用チャネルに比べて高いパワーで送信する。従って、共通チャネルからアンテナ伝送ダイバシティ利得を得ると、低い伝送パワーで通信することができるので、システム全体容量を高めることができる。言い換えれば、加入者数を増加させることができる。
【００１２】
前記伝送アンテナシステムは多数個のアンテナを通じて信号を伝送するシステムである。一例として低雑音増幅器(ＬＮＡ:Low Noise Amplifier)などを含む送信ＲＦシステムは、多数個のアンテナを通じて伝送される信号のパワーが均等に分散される限り、費用面と効率性面で有利である。これは特定アンテナに送信信号のパワーが不均衡に分配されると、アンテナ設計が相対的に難しく、多くの費用がかかるためである。また、アンテナ間送信信号の伝送パワー均衡のため、パワーを分散する場合、効率的に送受信システムを設計しないと、異なる伝送アンテナダイバシティとの互換が難しいためである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は４個のアンテナに伝送ダイバシティ技法を使用する基地局の信号伝送方法及び装置を提供することにある。
本発明の他の目的は４個のアンテナ伝送ダイバシティ技法を使用する基地局の信号を受信する端末機の受信方法及び装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は相異なる個数のアンテナ伝送ダイバシティ技法を使用するシステムの信号伝送方法及び装置を提供することにある。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は相異なる個数のアンテナ伝送ダイバシティ技法を使用するシステムのパイロット信号伝送方法及び装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は相異なる個数のアンテナ伝送ダイバシティ技法を使用するシステムのパイロット信号受信方法及び装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は限定的な直交符号資源を効率的に使用する、相異なる個数のアンテナ伝送ダイバシティ技法を使用するシステムのパイロット信号受信方法及び装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するための本発明の第１見地(aspect)による基地局送信装置は、第１アンテナと接続され、第１シンボルパターンを第１直交符号に拡散した第１拡散信号と前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号を加算する第１加算器と、第２アンテナと接続され、前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを第２直交符号に拡散した第３拡散信号を加算する第２加算器と、第３アンテナと接続され、前記第１シンボルパターンと直交する第２シンボルパターンを前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号を加算する第３加算器と、第４アンテナと接続され、前記第４拡散信号と前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号を加算する第４加算器と、を含む。
【００１６】
本発明の第２見地による基地局送信装置は、第１アンテナと接続され、第１シンボルパターンを利得定数とかけた後、第１直交符号に拡散した第１拡散信号と前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号を加算する第１加算器と、第２アンテナと接続され、前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号を加算する第２加算器と、第３アンテナと接続され、第２シンボルパターンを前記利得定数とかけた後、前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号を加算する第３加算器と、第４アンテナと接続され、前記第４拡散信号と前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号を加算する第４加算器と、を含む。
【００１７】
本発明の第３見地による基地局信号送信方法は、第１シンボルパターンを第１直交符号に拡散した第１拡散信号と前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号を加算して第１アンテナを通じて送信する過程と、前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号を加算して第２アンテナを通じて送信する過程と、前記第１シンボルパターンと直交する第２シンボルパターンを前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号を加算して第３アンテナを通じて送信する過程と、前記第４拡散信号と前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号を加算して第４アンテナを通じて送信する過程と、からなる。
【００１８】
本発明の第４見地による基地局信号送信方法は、第１シンボルパターンを利得定数とかけた後、第１直交符号に拡散した第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号を加算して第１アンテナを通じて送信する過程と、前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号を加算して第２アンテナを通じて送信する過程と、第２シンボルパターンを前記利得定数とかけた後、前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号を加算して第３アンテナを通じて送信する過程と、前記第４拡散信号と前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号を加算して第４アンテナを通じて送信する過程と、からなる。
【００１９】
上述した目的を達成するための本発明の第５見地による基地局送信装置は、第１アンテナと接続され、第１シンボルパターンを０の値を有する複数個のチップで構成された第１直交符号に拡散した第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンを最先チップから１／２が０値を有し、残りの１／２が１値を有する複数個のチップで構成された、前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号を加算する第１加算器と、第２アンテナと接続され、前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号を加算する第２加算器と、第３アンテナと接続され、前記第１シンボルパターンと直交する第２シンボルパターンを前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号を加算する第３加算器と、第４アンテナと接続され、前記第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号を加算する第４加算器と、を含む。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の発明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
図１は通常的な４個アンテナ伝送ダイバシティシステムに対する構成を示す図である。
前記図１を参照すると、基地局(ＵＴＲＡＮ:ＵＭＴＳ Terrestrial Radio Access Network)１０１は４個のアンテナを備え、使用者信号を前記４個のアンテナ伝送に適切に変換してそれぞれのアンテナを通じて伝送する。第１アンテナを通じて伝送される信号はチャネルｈ₁を通じて、第２アンテナを通じて伝送される信号はチャネルｈ₂を通じて、第３アンテナを通じて伝送される信号はチャネルｈ₃を通じて、そして第４アンテナを通じて伝送される信号はチャネルｈ₄を通じて端末機(ＭＳ:Mobile Station)１０３により受信される。前記端末機１０３は前記基地局１０４の４個のアンテナそれぞれから受信した信号を復調するための信号処理を通じて元の伝送データにデコーディングする。
【００２１】
図２は本発明の一実施形態による４個アンテナ伝送ダイバシティシステムの概略的な構成を示す図であり、特に４個アンテナ伝送ダイバシティシステムで基地局から伝送される４個のパイロット(Pilot)信号を、２個アンテナ伝送ダイバシティ技法を支援する端末機が受信する構成を概念的に示している図である。即ち、２個アンテナ伝送ダイバシティ技法を支援する端末機２０３は、基地局２０１の４個のアンテナからパイロット信号を受信し、２個のアンテナからパイロット信号を受信するのと同一の効果を有するようにしたものである。即ち、前記端末機２０３は前記基地局２０１の第１アンテナと第２アンテナを通じて伝送される信号はチャネルｈ_Aを通じて、第３アンテナと第４アンテナを通じて伝送される信号はチャネルｈ_Bを通じて受信するようになる。
【００２２】
図３を参照して、４個アンテナ伝送ダイバシティを使用する基地局２０１の領域内で２個アンテナ伝送ダイバシティ技法を適用する端末機が存在する場合、前記基地局２０１の送信器構造を説明する。
前記図３は本発明の一実施形態によるパイロット信号の送信方法を示すための伝送ダイバシティ送信器の構造を示した図であり、第１アンテナ乃至第４アンテナ(３４７〜３５３)それぞれのパイロット出力を数式に表現すると、下記数式１乃至数式４で表現することができる。
【００２３】
【数１】

【００２４】
【数２】

【００２５】
【数３】

【００２６】
【数４】

【００２７】
ここで、ｐ₁(ｔ)は第１シンボルパターンである［Ａ、Ａ］形態のパイロットシンボルパターン(Pilot Symbol Pattern)３０１であり、ｐ₂(ｔ)は第２シンボルパターン、即ち前記パイロットシンボルパターン［Ａ、Ａ］と直交する［Ａ、−Ａ］形態、または［−Ａ、Ａ］形態のパイロットシンボルパターン３０３であり、前記パイロットシンボルパターン３０１とパイロットシンボルパターン３０３間には直交性が維持される。前記パイロットシンボルパターンを拡散するウォルシュ符号、または直交可変拡散率(Orthogonal Variable Spreading Factor)符号になることができる直交符号ｃ_OVSF1(ｔ)はＯＶＳＦ１３０５、ｃ_OVSF2(ｔ)はＯＶＳＦ２３１５である。
【００２８】
前記図３に示されているように、本発明の実施形態による基地局送信器ではＯＶＳＦ１３０５、ＯＶＳＦ２３１５の２個の相異なる直交符号を使用してパイロットシンボルパターンを伝送することにより、受信器(端末機)が前記送信器アンテナそれぞれのパイロット信号を区分することができるようにする。そのため、送信器アンテナそれぞれを区分するための直交符号をさらに付加すべきであるので、前記直交符号を割り当てるための直交符号資源をさらに使用することになる。これによって限定的な直交符号資源を効率的に使用すべきである。そこで、このような直交符号資源の効率的使用のため前記第１直交符号ＯＶＳＦ１３０１は、その符号を構成するチップ(chip)をすべて“０”に生成して使用し、前記第２直交符号ＯＶＳＦ２３０３はその符号を構成するチップ中の１／２は“０”に、残りの１／２は“１”に生成して使用することが望ましい。即ち、前記第１直交符号は０値を有する複数個のチップで構成され、前記第２直交符号は最先チップから１／２が０値を有し、残りの１／２が１値を有する複数のチップで構成される。例えば、前記第１直交符号ＯＶＳＦ１３０５は“００００…００００”に、前記第２直交符号ＯＶＳＦ２３１５は“００００…０００１１１…１１１１”のように生成される。
【００２９】
一方、符号ｃ_SC(ｔ)は前記直交符号とチップレートが同一のスクランブリング符号(scrambling code)３３７である。定数ｇは既存の２個アンテナ伝送ダイバシティ技法端末機の性能を保障するために使用する利得定数３５５である。
先ず、基地局２０１でアンテナを通じて伝送しようとするパイロット信号Ａは、ＢＰＳＫ送信構造に適用する場合、１または−１の値を有することができ、ＱＰＳＫ時には１＋ｊになることができる。そして第１パイロットシンボルパターン３０１は利得定数ｇ３５５が乗算器３５７でかけられた後、直交符号ＯＶＳＦ１３０５と乗算器３０７でかけられて加算器３２９に入力される。ここで、前記直交符号ＯＶＳＦ１は一例として２５６チップの長さを有する。前記第１パイロットシンボルパターン３０１は直交符号ＯＶＳＦ２信号と乗算器３１７でかけられて前記加算器３２９に入力される。加算器３２９は前記乗算器３０７と３１７の出力を加算する。前記加算値はスクランブリング符号３３７と乗算器３３９でかけられて第１アンテナ３４７を通じて伝送される。
【００３０】
前記第１パイロットシンボルパターン３０１は第２直交符号ＯＶＳＦ２３１５信号と乗算器３２５でかけられた後、前記乗算器３２５で−１信号とかけられて信号が反転され前記加算器３３１に入力される。前記加算器３３１は前記乗算器３０７の出力と前記乗算器３２５の出力を加算し、その加算値は第２アンテナ３４９を通じて伝送される。勿論、前記説明では前記乗算器３２５で−１信号をかけて入力された信号を位相反転させたが、前記入力信号の位相反転は前記基地局送信器の所定入力端、または出力端で遂行することもできる。
【００３１】
前記第２パイロットシンボルパターン３０３は乗算器３５９で利得３５５とかけられた後、直交符号ＯＶＳＦ１３０５と乗算器３１１でかけられる。さらに前記第２パイロットシンボルパターン３０３も直交符号ＯＶＳＦ２３１５と乗算器３２１でかけられる。加算器３３３は前記乗算器３１１及び３２１の出力を加算する。その加算値はさらにスクランブリング符号３３７と乗算器３４３でかけられて第３アンテナ３５１を通じて伝送される。
【００３２】
前記第２パイロットシンボルパターン３０３は直交符号ＯＶＳＦ２３１５と乗算器３２７でかけられた後、乗算器３２７で−１信号とかけられて信号が反転され前記加算器３３５に入力される。勿論、前記説明では前記乗算器３２７で−１信号をかけて入力される信号を位相反転させたが、前記乗算器３２５で説明したように、前記入力信号の位相反転は前記基地局送信器の所定入力端、または出力端で遂行されても関係ない。また、前記乗算器３１１及び３２７の出力信号は加算器３３５で加算される。その加算値はスクランブリング符号３３７と乗算器３４５でかけられて第４アンテナ３５３を通じて伝送される。
【００３３】
前記送信器構造で加算器３２９、３３１、３３３、３３５は各入力信号を加えるもので一つの加算器に構成することができる。また、前記乗算器３３９、３４１、３４３、３４５はそれぞれの入力信号をスクランブリング符号３３７にかける同一の機能をするので、一つに構成されることができ、複素拡散をすることができる。そして前記乗算器３２５、３２７は第２アンテナ３４９と第４アンテナ３５３に出力される信号を反転するためのもので、その位置を変えても同一の効果を有する均等なものである。一例として乗算器３２５は乗算器３１９の前に位置して入力パイロットシンボルパターン、または直交符号ＯＶＳＦ２３１５を反転することもできる。また、前記乗算器３２５を除去し、前記加算器３３１を前記乗算器３０７の出力信号から前記乗算器３１７の出力信号を引くものとしても同一の効果を有する。同一の概念で、乗算器３２７は乗算器３２１の前に位置して入力パイロットシンボルパターン、または直交符号ＯＶＳＦ２３１５を反転することができる。または、前記乗算器３２７を除去し、前記加算器３３５を前記乗算器３１１の出力信号から前記乗算器３２１の出力信号を引くものとしても同一の効果を有する。利得定数ｇ３５５が１である場合、前記利得ブロックはハードウェア構成に含まれない。また前記利得定数ｇ３５５は一定の値を有する定数で構成されるか、一定単位(シンボル、スロット、フレーム)ごとにチャネル環境や使用者状況によって適応的に(Adaptive)に調節される変数で構成される。
【００３４】
図４は前記図３で示した伝送ダイバシティ送信器構造に対応する本発明の一実施形態によるパイロット信号推定のための伝送ダイバシティ受信器の構造を示した図である。
前記図４は受信器の４個の出力、即ち第１乃至第４アンテナ３４７乃至３５３のチャネル推定値を数式に表現すると、下記数式５乃至数式８に表現できる。
【００３５】
【数５】

【００３６】
【数６】

【００３７】
【数７】

【００３８】
【数８】

【００３９】
ここでｒ(ｔ)は端末機２０３がアンテナ４０１を通じて受信した信号である。ｐ₁(ｔ)はパイロットシンボルパターン４１３であり、ｐ₂(ｔ)は前記パイロットシンボルパターン４１３と直交するパイロットシンボルパターン４２３である。符号ｃ_OVSF1(ｔ)は第１直交符号ＯＶＳＦ１４０７であり、符号ｃ_OVSF2(ｔ)は第２直交符号ＯＶＳＦ２４１１であり、符号ｃ_sc(ｔ)はスクランブリング符号(scramble code)４０３である。前記パイロットシンボルパターンとスクランブリング符号は前記基地局で使用したものと同一のものであり、端末機が予め認識しているものである。
【００４０】
前記端末機２０３のアンテナ４０１を通じて受信された信号ｒ(ｔ)は基底帯域(Base Band)信号に変換された後に、逆拡散器４０５に入力され、前記スクランブリング符号(Scramble code)４０３に逆拡散(despreading)される。前記逆拡散器４０５で逆拡散された信号はそれぞれ直交逆拡散器４０８と４０９に入力される。前記直交逆拡散器４０８は前記入力信号を前記第１直交符号ＯＶＳＦ１４０７を使用して逆拡散し、また前記直交逆拡散器４０９は前記入力信号を第２直交符号ＯＶＳＦ２４１１を使用して逆拡散する。累積器４４０は前記直交逆拡散器４０８の出力をシンボル単位に累積し、乗算器４１５は前記累積された信号を前記第１パイロットシンボルパターン４１３とかけ、累積器４２５は前記乗算器４１５の出力を累積し、前記累積された信号は第１利得の逆数に増幅され出力される。
【００４１】
乗算器４１７は前記累積器４４０の出力を前記第２パイロットシンボルパターン４２３とかけ、累積器４２７は前記乗算器４１７の出力を累積し、前記累積された信号は第２利得の逆数に増幅され出力される。
前記直交逆拡散器４０９の出力は累積器４４１でシンボル単位に累積され、前記累積された信号は前記第１パイロットシンボルパターン４１３と乗算器４１９でかけられ、その信号は累積器４２９で累積され出力される。前記累積器４４１の出力は、前記第２パイロットシンボルパターン４２３と乗算器４２１でかけられ、その信号は累積器４３１で累積され出力される。
【００４２】
前記累積器４２５及び４２９の出力信号は加算器４３３で加算され第１アンテナ３４７から伝送されたパイロットシンボルパターン信号として出力される。前記累積器４２７及び４３１の出力信号は加算器４３５で加算され第２アンテナ３４９から伝送されたパイロットシンボルパターン信号として出力される。加算器４３７は前記累積器４２５の出力信号から前記累積器４２９の出力信号を減算して第３アンテナ３５１から伝送されたパイロットシンボルパターン信号として出力される。加算器４３９は前記累積器４２７の出力信号から前記累積器４３１の信号を減算して第４アンテナ３５３から伝送されたパイロットシンボルパターン信号として出力される。
【００４３】
前記図３及び図４では本発明の一実施形態によるパイロットシンボルパターンを送受信するための伝送ダイバシティシステムの構造を説明した。これから図５乃至図６を参照して本発明の一実施形態による共通データシンボルパターンを送受信するための伝送ダイバシティシステムの構造を説明する。
先ず、図５は本発明の一実施形態による共通データ送信のための伝送ダイバシティ送信器構造を示した図であり、前記図５に示されている４個の第１乃至第４アンテナ(５４７乃至５５３)それぞれのデータ出力を数式に表現すると、下記数式９乃至数式１２に表現することができる。
【００４４】
【数９】

【００４５】
【数１０】

【００４６】
【数１１】

【００４７】
【数１２】

【００４８】
ここで、[ｓ(２ｔ)ｓ(２ｔ＋１)]は基準アンテナＳＴＴＤ符号ブロック(code block)５０１であり、[−ｓ＊(２ｔ＋１)ｓ＊(２ｔ)]は前記基準アンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０１と複素直交するダイバシティアンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０３である。ウォルシュ符号、または直交可変拡散率符号(Orthogonal Variable Spreading Factor)になり得る直交符号ｃ_OVSF1(ｔ)は第１直交符号であるＯＶＳＦ１５０５、直交符号ｃ_OVSF2(ｔ)は第２直交符号であるＯＶＳＦ２５１５である。一方、符号ｃ_SC(ｔ)はスクランブリング符号(scrambling code)５３７であり、定数ｇは２個アンテナ伝送ダイバシティ技法用端末機の性能を保障するために使用する利得定数５５５である。
【００４９】
前記４個アンテナ伝送ダイバシティシステムで伝送しようとするデータ信号ＡをＢＰＳＫ送信構造に適用する場合、１または−１値を有することができ、ＱＰＳＫ時には{１＋ｊ、−１＋ｊ、１−ｊ、−１−ｊ}になることができ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのような高効率送信構造(high efficiency modulation)と類似な方法に適用される。ここで、前記データ信号Ａが前記アンテナ伝送ダイバシティ技法中、開ループモード(Open Loop Mode)方式中の一つである時空間ブロックコーディング伝送ダイバシティ(ＳＴＴＤ:Space Time block coding based Transmit Diversity、以下“ＳＴＴＤ”)方式を適用すると仮定する。前記ＳＴＴＤが専用物理チャネル(ＤＰＣＨ：Dedicate Physical Channel)、第１共通制御物理チャネル(Ｐ_ＣＣＰＣＨ：Primary Common Control Physical Channel)、第２共通制御物理チャネル(Ｓ_ＣＣＰＣＨ：Secondry_Common Control Physical Channel)、同期チャネル(ＳＣＨ：Synchronous Channel)、ＰＩＣＨ(Page Indication Channel)、ＡＩＣＨ(Acquisition Indication Channel)、ＰＤＳＣＨ(Physical Downlink Shared Channel)を考慮し、共通パイロットチャネル(ＣＰＩＣＨ：Common Pilot Channel)を使用してＳＴＴＤデコーディングのためのチャネル予測値をアンテナ別に適用する。
【００５０】
そして、前記データ信号Ａが伝送ダイバシティ符号化区間Ｔ₁にシンボルＳ₁、伝送ダイバシティ符号化区間Ｔ₂にシンボルＳ₂で順次的に入力される形態である場合、前記ＳＴＴＤコーディングを遂行するようになると、前記連続されたＳ₁Ｓ₂シンボルは第１アンテナ５４７を通じてＳ₁Ｓ₂に、第２アンテナ５４９を通じて−Ｓ₂＊Ｓ₁＊で出力される。また、前記シンボルＳＴＴＤコーディングをチャネルビット単位でさらに説明すると、前記シンボルＳ₁、Ｓ₂はそれぞれｂ₀ｂ₁、ｂ₂ｂ₃のチャネルビットに生成されると仮定する。ＳＴＴＤコーディング後、前記シンボルＳ₁Ｓ₂、即ち、ｂ₀ｂ₁ｂ₂ｂ₃の入力に対して、第１アンテナはチャネルビットｂ₀ｂ₁ｂ₂ｂ₃(Ｓ₁Ｓ₂)を、前記第２アンテナはチャネルビット−ｂ₂ｂ₃ｂ₀−ｂ₁(−Ｓ₂＊Ｓ₁＊)を出力する。ここで、前記第１アンテナ５４７は基準アンテナであり、前記第２アンテナ５４９はダイバシティアンテナである。
【００５１】
このようにＳＴＴＤコーディングを通じて生成されたそれぞれのデータシンボルパターン中、前記基準アンテナである第１アンテナを通じて伝送されるＳ₁Ｓ₂を基準アンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０１に、前記ダイバシティアンテナである第２アンテナを通じて伝送される−Ｓ₂＊Ｓ₁＊をダイバシティアンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０３とする。前記基準アンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０１は利得定数ｇ５５５と乗算器５５７でかけられた後、第１直交符号ＯＶＳＦ１５０５と乗算器５０７でかけられる。ここで、前記第１直交符号ＯＶＳＦ１５０５は一例に２５６チップレートを有する。前記基準アンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０１は第２直交符号ＯＶＳＦ２５１５と乗算器５１７でかけられる。前記乗算器５０７及び５１７の出力は加算器５２９で加算され、スクランブリング符号５３７と乗算器５３９でかけられて第１アンテナ５４７を通じて伝送される。
【００５２】
前記基準アンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０１は第２直交符号ＯＶＳＦ２５１５信号と乗算器５２５でかけられた後、乗算器５２５で−１信号とかけられて信号が反転される。前記乗算器５０７及び５２５の出力は加算器５３１で加算され、スクランブリング符号５３７と乗算器５４１でかけられて第２アンテナ５４９を通じて伝送される。
【００５３】
前記ダイバシティアンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０３は利得定数ｇと乗算器５５９でかけられ、前記乗算器５５９の出力は前記第１直交符号ＯＶＳＦ１５０５と乗算器５１１でかけられる。前記ダイバシティアンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０３は前記第２直交符号ＯＶＳＦ２５１５と乗算器５２１でかけられる。前記乗算器５１１及び５２１の出力信号は加算器５３３で加算され、さらにスクランブリング符号５３７と乗算器５４３でかけられて第３アンテナ５５１を通じて伝送される。
【００５４】
前記ダイバシティアンテナＳＴＴＤ符号ブロック５０３は第２直交符号ＯＶＳＦ２５１５と乗算器５２７でかけられた後、乗算器５２７で−１信号とかけられて信号が反転される。また、前記乗算器５１１及び５２７の出力信号は加算器５３５で加算され、さらにスクランブリング符号５３７と乗算器５４５でかけられて第４アンテナ５５３を通じて伝送される。
【００５５】
前記送信器構造で加算器５２９、５３１、５３３、５３５は各入力信号を加えるもので一つに構成することができる。また、前記乗算器５３９、５４１、５４３、５４５はそれぞれの入力信号をスクランブリング符号５３７にかける同一の機能をするので、一つの構成とすることができ、複素拡散をすることができる。前記乗算器５２５、５２７は前記第２アンテナ５４９と第４アンテナ５５３に出力される信号を反転するためのもので、その位置が変わっても同一の効果を有し、均等である。一例として乗算器５２５は乗算器５１７の前に位置して入力データシンボルパターン、またはＯＶＳＦ２５１５を反転することができる。また、前記乗算器５２５を除去し、前記加算器５３１を前記乗算器５０７の出力信号から前記乗算器５１７の出力信号を引くものとしても同一の効果を有する。同一の概念に乗算器５２７は乗算器５２１の前に位置して入力データシンボルパターン、または直交符号ＯＶＳＦ２５１５を反転することができる。または、前記乗算器５２７を除去し、前記加算器５３５を前記乗算器５１１の出力信号から前記乗算器５２１の出力信号を引くものとしても同一の効果を有する。利得定数ｇ５５５が１である場合、前記利得ブロックはハードウェア構成に含まれない。前記利得定数ｇ５５５は一定の値を有する定数で構成されるか、シンボルごとにチャネル環境や使用者状況によって適応的に調節されるような変数で構成される。
【００５６】
図６を参照して、前記図５に示した伝送ダイバシティ送信器構造に対応する本発明の一実施形態による共通データ推定のための伝送ダイバシティ受信器の構造を説明する。
前記図６に示されている受信器の二つの出力、即ち、第１及び第２データシンボル推定値を数式に示すと、下記数式１３及び１４に表現することができる。
【００５７】
【数１３】

【００５８】
【数１４】

【００５９】
ここで、
【数１５】

は第１ＳＴＴＤソフトデコーダ(Soft Decoder)６１７の出力信号であり、
【数１６】

は第２ＳＴＴＤソフトデコーダ６１９の出力信号である。
前記端末機２０３のアンテナ６０１から受信された信号は基底帯域信号に変換された後に、逆拡散器６０５に入力されスクランブリング符号(Scramble code)６０３に逆拡散される。前記逆拡散器６０５で逆拡散された信号は直交逆拡散器６０９及び６１１に入力される。前記入力信号は前記第１直交符号ＯＶＳＦ１６０７と直交逆拡散器６０９で直交逆拡散され、前記第２直交符号ＯＶＳＦ２６１３と直交逆拡散器６１１で直交逆拡散される。前記チャネル推定器６１５を通じて出力された先チャネル推定値中、上位二つのシンボルを利用して前記乗算器６０９の出力をＳＴＴＤソフトデコーダ６１７でソフト検出し、その２個の結果をそれぞれ加算器６２１と加算器６２３に出力する。前記チャネル推定器６１５を通じて出力された先チャネル推定値中、下位二つのシンボルを利用してＳＴＴＤソフトデコーダ６１９で前記乗算器６１１の出力をソフト検出し、その２個の結果をそれぞれ加算器６２１と加算器６２３に出力する。前記加算器６２１の加算された値は第１データ推定値に出力され、前記加算器６２３の加算された値は第２データ推定値に出力される。
【００６０】
パイロットチャネルの利得定数ｇ３５５と共通データチャネルの利得定数ｇ５５５の値が異なる場合、ＳＴＴＤソフトデコーダ６１７の出力値はＳＴＴＤソフトデコーダ６１９出力値と加算器６２１で加算される前に、一定の比率値である利得定数ｇ５５５／利得定数ｇ３５５だけかけられる。この場合、ＳＴＴＤソフトデコーダ６１９の出力値はＳＴＴＤソフトデコーダ６１７の出力値を加算器６２３で加算する前に、一定の比率値である利得定数ｇ５５５／利得定数ｇ３５５だけかけられる。
【００６１】
以下、本発明の一実施形態による伝送ダイバシティシステムの動作を上述した図２乃至図６を参照して詳細に説明する。
一般的に伝送アンテナダイバシティシステムとは多数個のアンテナを通じて情報を伝送し、前記多数個のアンテナ中、特定アンテナから受信された情報が損失されても前記情報が損失されたアンテナ以外の他アンテナを通じて受信された情報に基づいて信号を効果的に伝達するシステムを意味する。そこで、このような伝送アンテナダイバシティシステムで端末機は多重アンテナチャネルを推定して最大比率結合(Maximal Ratio Combination)になるように加重値(Weight)を生成する。上述したように、閉ループモードでは生成した加重値を基地局にフィードバック(feed-back)して基地局が加重値を付与するようにし、開ループモードでは生成した加重値を端末機で受信した各アンテナ信号を結合するのに利用する。このような伝送アンテナダイバシティシステムはダイバシティのため適用するアンテナ数によって特性が差別化され、２個、またはそれ以上のアンテナを備えて伝送ダイバシティを適用することができる。
【００６２】
２個アンテナ伝送ダイバシティ規格で動作する端末機が第１乃至第４アンテナを有する４個アンテナ伝送ダイバシティ技法を適用する基地局システムのサービス領域に入った場合、前記基地局システムは信号処理を通じて第１アンテナと第２アンテナをまとめ、第３アンテナと第４アンテナをまとめて、まるで、２個のアンテナを通じてサービスするように動作する。そして前記基地局システムに４個アンテナ伝送ダイバシティのための端末機が入った場合は、各アンテナを通じて信号を伝送して４個アンテナ伝送ダイバシティを遂行する。
【００６３】
Ｗ−ＣＤＭＡ標準に従う２個アンテナダイバシティ基地局は、２個の直交するパイロットシンボルパターンを各アンテナに割り当てて、端末機は２個の相異なるアンテナチャネルを推定する。端末機は２個の直交シンボルパターン中、第１直交シンボルパターンを利用して第１アンテナチャネルを推定し、第２直交シンボルパターンを利用して第２アンテナチャネルを推定する。そこで、４個アンテナダイバシティ基地局は４個のアンテナチャネルを区分するようにパイロット信号を伝送する。２個アンテナダイバシティのための端末機が修正なし動作し、４個のアンテナを通じて２個アンテナダイバシティの遂行のための信号パワーを均等に分散するために、第１アンテナと第２アンテナをまとめてＡイフェクティブアンテナ（有効アンテナ）に形成し、第３アンテナと第４アンテナをまとめてＢイフェクティブアンテナに形成する。２個のアンテナを信号処理観点でまとめる各種方法があるが、ここでは２個のアンテナを通じて同一の信号を伝送する方法を使用する。前記２個アンテナダイバシティのための端末機はＡイフェクティブアンテナとＢイフェクティブアンテナに信号を受信する。
【００６４】
前記第１アンテナのチャネルをｈ₁、第２アンテナのチャネルをｈ₂、第３アンテナのチャネルをｈ₃、そして第４アンテナのチャネルをｈ₄とすると、Ａイフェクティブアンテナのチャネルｈ_A＝ｈ₁＋ｈ₂であり、Ｂイフェクティブアンテナのチャネルｈ_B＝ｈ₃＋ｈ₄である。ダイバシティチャネルの特性上、チャネルｈ_A及びｈ_Bは、２個アンテナに構成したダイバシティチャネルと同一の特性を有すると仮定する。４個アンテナダイバシティシステムのための端末機ではｈ₁、ｈ₂、ｈ₃、ｈ₄の４個チャネルを通じてダイバシティが遂行され、２個アンテナダイバシティシステムのための端末機ではｈ_Aとｈ_Bの２個チャネルを通じてダイバシティが遂行される。
【００６５】
このように、２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機が４個アンテナ伝送ダイバシティ基地局でＡイフェクティブアンテナとＢイフェクティブアンテナにダイバシティを遂行することができる各種方法が存在する。その中の一つの方法は、Ａイフェクティブアンテナに伝送するデータは、第１及び第２アンテナに同一の信号を伝送し、Ｂイフェクティブアンテナに伝送するデータは、第３及び第４アンテナに同一の信号を伝送するものである。
【００６６】
開ループ(Open loop)伝送ダイバシティの一つの方法であるＳＴＴＤ(Space time transmit diversity)の場合、２個アンテナ伝送ダイバシティ端末機のための元のデータ(original data)はＡイフェクティブアンテナを通じて、ダイバシティデータはＢイフェクティブアンテナを通じて伝送される。一方、閉ループ(Close loop)伝送ダイバシティの一つの方法であるＴｘＡＡ(Transmit Antenna Array)の場合は、データに第１加重値をかけた信号はＡイフェクティブアンテナを通じて、データに第２加重値をかけた信号はＢイフェクティブアンテナを通じて伝送される。
【００６７】
４個アンテナ伝送ダイバシティ基地局は、２個アンテナ伝送ダイバシティ端末機がチャネルｈ_A(ｈ₁＋ｈ₂)とチャネルｈ_B(ｈ₁＋ｈ₂)を推定すべきであるので、２個のチャネルをまとめたチャネルを通じてパイロットシンボルパターンを伝送する。下記表１は４個アンテナ伝送ダイバシティシステムで２個アンテナダイバシティのためのパイロット伝送規約である。下記表１のように基地局がパイロットシンボルパターンを送信すると、端末機は２個チャネルをまとめたチャネルを得る。前記パイロットシンボルパターンはアンテナ間の区別のため使用される直交パイロットシンボルパターンである。前記直交シンボルパターンはウォルシュ符号などに生成する。Ｗ−ＣＤＭＡでパイロット信号は共通パイロットチャネル(ＣＰＩＣＨ:Common Pilot Channel)に伝送され、前記共通パイロットチャネルは固有のチャネル符号(channelization code)を有する。前記端末機は前記共通パイロットチャネルを通じて受信した信号を第１パターンに自己相関して(correlation)チャネルｈ_A(ｈ₁＋ｈ₂)を推定し、第２パターンに自己相関して(correlation)チャネルｈ_B(ｈ₃＋ｈ₄)を推定する。
【００６８】
【表１】

【００６９】
２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機と互換される４個アンテナ伝送ダイバシティ基地局は、４個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機のチャネル推定のため、付加的な共通パイロットチャネルを使用する。既存の共通パイロットチャネルを第１共通パイロットチャネルとし、前記付加的な共通パイロットチャネルを第２共通パイロットチャネルとする。前記４個アンテナ伝送ダイバシティ端末機は４個のアンテナチャネルｈ₁、ｈ₂、ｈ₃、ｈ₄をすべて推定すべきである。前記表１の４個アンテナ伝送ダイバシティシステムで２個アンテナのためのパイロット伝送規約を含めて下記表２のような規約に従ってパイロット信号を伝送すると、第１共通パイロットチャネル推定結果と第２共通パイロットチャネル推定結果の線形組合に４個アンテナチャネルが求められる。前記４個アンテナ伝送端末機は、第１共通パイロットチャネルを受信すると、チャネルｈ_A(ｈ₁＋ｈ₂)とチャネルｈ_B(ｈ₃＋ｈ₄)を推定し、第２共通パイロットチャネルを受信すると、チャネルｈ_C(ｈ₁−ｈ₂)とチャネルｈ_D(ｈ₃−ｈ₄)を推定する。下記表２は４個アンテナ伝送ダイバシティシステムで２個アンテナダイバシティ端末機のための他のパイロット伝送規約を示している。
【００７０】
【表２】

【００７１】
前記４個アンテナ伝送ダイバシティ基地局が２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機と互換するために、２個のアンテナグループ、即ち２個ずつのアンテナを含む２個のイフェクティブアンテナに信号を伝送する。前記４個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機は４個アンテナチャネルを通じてダイバシティを遂行する。前記２個伝送アンテナダイバシティ用端末機が既存方法のように２個の伝送チャネルから信号を受信したように動作させるために、基地局システムは前記表２のような伝送規約によって前記第１共通パイロットチャネルと第２共通パイロットチャネルを利用してパイロットシンボルパターンを送信する。そこで、４個伝送アンテナダイバシティ用端末機はこのパイロットの線形組合を通じて４個アンテナチャネルを推定する。
【００７２】
また、Ｗ−ＣＤＭＡで共通データは共通データチャネル(ＣＤＣＨ:Common Data Channel)に伝送され、前記共通データチャネルは固有のチャネル符号(channelization code)を有する。前記２個アンテナ伝送ダイバシティ端末機は、前記共通データチャネルに受信した信号をチャネルｈ_A(ｈ₁＋ｈ₂)を推定した値とチャネルｈ_B(ｈ₃＋ｈ₄)を推定した値を利用してＳＴＴＤデコーディングすることにより、推定データシンボルを検出する。下記表３は４個アンテナ伝送ダイバシティシステムで２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機のための共通データ伝送規約を示している。
【００７３】
【表３】

【００７４】
２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機と互換される４個アンテナ伝送ダイバシティ基地局は、４個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機のチャネル推定のため、付加的な共通データチャネルを使用する。既存の共通データチャネルを第１共通データチャネルとし、前記付加的な共通データチャネルを第２共通データチャネルとする。前記４個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機は４個のアンテナチャネルｈ₁、ｈ₂、ｈ₃、ｈ₄をすべて推定すべきである。前記表３の伝送規約を含めて構成した下記表４のような規約にパイロット信号を伝送すると、第１共通データチャネル推定結果と第２共通データチャネル推定結果の線形組合に送信シンボル推定値が求められる。第１共通データチャネルは、チャネルｈ_A(ｈ₁＋ｈ₂)とチャネルｈ_B(ｈ₃＋ｈ₄)の推定値を利用して送信シンボルに復旧され、第２共通データチャネルは、チャネルｈ_C(ｈ₁−ｈ₂)とチャネルｈ_D(ｈ₃−ｈ₄)の推定値を利用して送信シンボルに復旧される。下記表４は４個アンテナ伝送ダイバシティシステムで２個アンテナ伝送ダイバシティのための他の共通データ伝送規約を示している。
【００７５】
【表４】

【００７６】
前記表４で第１共通データシンボルは基準アンテナコーディングブロックであり、第２共通データシンボルはダイバシティアンテナコーディングブロックである。
前記４個アンテナ伝送ダイバシティ基地局が２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機と互換するために、２個のアンテナグループ、即ち２個ずつのアンテナを含む２個のイフェクティブアンテナに信号を伝送する。また、４個アンテナ伝送ダイバシティ端末機の基地局は４個アンテナチャネルにダイバシティを遂行する。２個伝送アンテナダイバシティ用端末機が既存方法と同一に２個チャネルのように動作させるために、基地局は２個の共通データチャネルを利用して前記表４の伝送規約によって共通データを送信する。前記４個伝送アンテナダイバシティ用端末機は４個アンテナダイバシティに前記共通データを通じて受信された信号から元の信号を検出する。
【００７７】
【発明の効果】
上述したように本発明は、基地局で支援するアンテナ伝送ダイバシティ技法と相異なる個数のアンテナ伝送ダイバシティ技法を使用する端末機が前記基地局のサービス領域に入った場合、前記相異なるアンテナ伝送ダイバシティ技法間の相互互換性を維持させ、アンテナ間の電力均衡を設定できるとの利点を有する。
また、基地局当たり１００人が最大使用者とすると、４個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機のみ存在する場合、アンテナ当たり１００／４に該当するパワーを処理し、２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機のために、２個アンテナのみ使用してサービスする場合、使用されるアンテナは最大１００／２に該当するパワーを処理すべきであるので、本発明の場合、２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機があっても、最大１００／４のパワーのみ処理してもよいので、複雑であり、高価なパワー増幅器などのＲＦ素子を使用しなくてもよいとの利点を有する。
【００７８】
また、４個アンテナ伝送ダイバシティ技法が適用されたシステムで２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機と４個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機が共存する場合にも、４個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機は４個のチャネルを推定し、２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機は２個チャネルのみ推定すると十分であるように、パイロットシンボルパターン伝送を支援するので、チャネル推定のため付加的に必要な装置を２個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機は無くすようにし、４個アンテナ伝送ダイバシティ用端末機は最小になるようにする利点を有する。
また、共通データのためには、４個アンテナダイバシティ効果を有し、かつ２個アンテナダイバシティ用端末システムと互換させる利点を有する。
【００７９】
そして、前記伝送ダイバシティシステムの送信器でそれぞれのアンテナ別に信号を区分するための直交符号を第１直交符号はその符号がすべて“０”に生成し、第２直交符号は１／２が“０”に、残りの１／２が“１”に生成して使用することにより、限定的な直交符号資源を効率的に使用できるようにする利点を有する。
以上、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明したが、本発明はこの特定の実施形態に限るものでなく、各種の変形及び修正が本発明の範囲を逸脱しない限り、該当分野における通常の知識を持つ者により可能なのは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】通常的な４個アンテナ伝送ダイバシティシステムの概略的な構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による４個アンテナ伝送ダイバシティシステムの概略的な構成を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるパイロット信号送信のための伝送ダイバシティ送信器の構造を示した図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態によるパイロット信号推定のための伝送ダイバシティ受信器の構造を示した図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態による共通データ送信のための伝送ダイバシティ送信器の構造を示した図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態による共通データのための伝送ダイバシティ受信器の構造を示した図である。
【符号の説明】
１０１、２０１基地局
１０３、２０３端末機
３０１第１パイロットシンボルパターン
３０３第２パイロットシンボルパターン
３４７第１アンテナ
３４９第２アンテナ
３５１第３アンテナ
３５３第４アンテナ
３５５利得

Claims

少なくとも４個のアンテナを有する移動通信システムの基地局送信装置において、
第１アンテナと接続され、第１シンボルパターンを第１直交符号に拡散した第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号とを加算する第１加算器と、
第２アンテナと接続され、前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを第２直交符号に拡散した第３拡散信号とを加算する第２加算器と、
第３アンテナと接続され、前記第１シンボルパターンと直交する第２シンボルパターンを前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号とを加算する第３加算器と、
第４アンテナと接続され、前記第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号とを加算する第４加算器と、を含むことを特徴とする前記基地局送信装置。
前記シンボルパターンは、パイロットシンボルパターン、またはデータシンボルパターンであることを特徴とする請求項１に記載の基地局送信装置。
少なくとも４個のアンテナを有する移動通信システムの基地局送信装置において、
第１アンテナと接続され、第１シンボルパターンを利得定数とかけた後、第１直交符号に拡散した第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号とを加算する第１加算器と、
第２アンテナと接続され、前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号とを加算する第２加算器と、
第３アンテナと接続され、第２シンボルパターンを前記利得定数とかけた後、前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号とを加算する第３加算器と、
第４アンテナと接続され、前記第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号とを加算する第４加算器と、を含むことを特徴とする前記基地局送信装置。
前記シンボルパターンは、パイロットシンボルパターン、またはデータシンボルパターンであることを特徴とする請求項３に記載の基地局送信装置。
前記利得定数は、４個未満のアンテナを有する基地局送信装置に適用される端末機の受信性能を補完するために設定されることを特徴とする請求項３に記載の基地局送信装置。
前記利得定数は、２個のアンテナを有する基地局送信装置に適用される端末機の受信性能を補完するために設定されることを特徴とする請求項３に記載の基地局送信装置。
少なくとも４個のアンテナを有する移動通信システムの基地局信号送信方法において、
第１シンボルパターンを第１直交符号に拡散した第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号とを加算して第１アンテナを通じて送信する過程と、
前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号とを加算して第２アンテナを通じて送信する過程と、
前記第１シンボルパターンと直交する第２シンボルパターンを前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号とを加算して第３アンテナを通じて送信する過程と、
前記第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号とを加算して第４アンテナを通じて送信する過程と、からなることを特徴とする基地局信号送信方法。
前記シンボルパターンは、パイロットシンボルパターン、またはデータシンボルパターンであることを特徴とする請求項７に記載の基地局送信方法。
少なくとも４個のアンテナを有する移動通信システムの基地局信号送信方法において、
第１シンボルパターンを利得定数とかけた後、第１直交符号に拡散した第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号とを加算して第１アンテナを通じて送信する過程と、
前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号とを加算して第２アンテナを通じて送信する過程と、
第２シンボルパターンを前記利得定数とかけた後、前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号とを加算して第３アンテナを通じて送信する過程と、
前記第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号とを加算して第４アンテナを通じて送信する過程と、からなることを特徴とする基地局信号送信方法。
前記利得定数は、４個未満のアンテナを有する基地局送信装置に適用される端末機の受信性能を補完するために設定されることを特徴とする請求項９に記載の基地局信号送信方法。
前記利得定数は、２個のアンテナを有する基地局送信装置に適用される端末機の受信性能を補完するために設定されることを特徴とする請求項９に記載の基地局信号送信方法。
前記シンボルパターンは、パイロットシンボルパターン、またはデータシンボルパターンであり、前記データシンボルパターンは時空間ブロックダイバシティを適用して生成された符号ブロックであることを特徴とする請求項９に記載の基地局信号送信方法。
少なくとも４個のアンテナを有する移動通信システムの基地局送信装置において、
第１アンテナと接続され、第１シンボルパターンを０の値を有する複数のチップで構成された第１直交符号に拡散した第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンを最先チップから１／２が０値を有し、残りの１／２が１値を有する複数個のチップで構成された、前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号とを加算する第１加算器と、
第２アンテナと接続され、前記第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号とを加算する第２加算器と、
第３アンテナと接続され、前記第１シンボルパターンと直交する第２シンボルパターンを前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号とを加算する第３加算器と、
第４アンテナと接続され、前記第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号とを加算する第４加算器と、を含むことを特徴とする前記基地局送信装置。
前記シンボルパターンは、パイロットシンボルパターン、またはデータシンボルパターンであることを特徴とする請求項１３に記載の基地局送信装置。
少なくとも４個のアンテナを有する移動通信システムの基地局信号送信方法において、
第１シンボルパターンを０の値を有する複数個のチップで構成された第１直交符号に拡散した第１拡散信号と、前記第１シンボルパターンを最先チップから１／２が０値を有し、残りの１／２が１値を有するチップで構成された、第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号とを加算して第１アンテナを通じて送信する過程と、
前記第１拡散信号と、第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号とを加算して第２アンテナを通じて送信する過程と、
前記第１シンボルパターンと直交する第２シンボルパターンを前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号とを加算して第３アンテナを通じて送信する過程と、
前記第４拡散信号と、前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号とを加算して第４アンテナを通じて送信する過程と、からなることを特徴とする基地局信号送信方法。
前記シンボルパターンは、パイロットシンボルパターン、またはデータシンボルパターンであることを特徴とする請求項１５に記載の基地局信号送信方法。
第１シンボルパターンを第１直交符号に拡散した第１拡散信号と前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号とを加算した第１送信信号と、前記第１拡散信号と前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号とを加算した第２送信信号と、前記第１シンボルパターンと直交する第２シンボルパターンを前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号とを加算した第３送信信号と、前記第４拡散信号と前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号とを加算した第４送信信号と、を少なくとも４個のアンテナ送信チャネルを通じて受信する移動通信システムの端末機において、
前記第１直交符号と前記第１シンボルパターンを使用することにより第１逆拡散信号を発生し、前記第１直交符号と前記第２シンボルパターンを使用することにより第２逆拡散信号を発生し、前記第２直交符号と前記第１シンボルパターンを使用することにより第３逆拡散信号を発生し、前記第２直交符号と前記第２シンボルパターンを使用することにより第４逆拡散信号を発生する複数の逆拡散器と、
前記第１逆拡散信号と前記第３逆拡散信号を加算して第１チャネル推定信号を発生し、前記第２逆拡散信号と前記第４逆拡散信号を加算して第２チャネル推定信号を発生し、前記第１逆拡散信号から前記第３逆拡散信号を減算して第３チャネル推定信号を発生し、前記第２逆拡散信号から前記第４逆拡散信号を減算して第４チャネル推定信号を発生する複数の加算器と、を含むことを特徴とする前記移動通信システムの端末機。
前記シンボルパターンは、パイロットシンボルパターン、またはデータシンボルパターンであることを特徴とする請求項１７に記載の移動通信システムの端末機。
第１シンボルパターンを第１直交符号に拡散した第１拡散信号と前記第１シンボルパターンを前記第１直交符号と直交する第２直交符号に拡散した第２拡散信号とを加算した第１送信信号と、前記第１拡散信号と前記第１シンボルパターンと位相反転された第１反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第３拡散信号とを加算した第２送信信号と、前記第１シンボルパターンと直交する第２シンボルパターンを前記第１直交符号に拡散した第４拡散信号と前記第２シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第５拡散信号とを加算した第３送信信号と、前記第４拡散信号と前記第２シンボルパターンと位相反転された第２反転シンボルパターンを前記第２直交符号に拡散した第６拡散信号とを加算した第４送信信号とを、少なくとも４個のアンテナ伝送チャネルを通じて受信する移動通信システムの端末機の信号受信方法において、
前記送信信号を前記第１直交符号と前記第１シンボルパターンを使用して第１逆拡散信号に逆拡散し、前記送信信号を前記第１直交符号と前記第２シンボルパターンを使用して第２逆拡散信号に逆拡散し、前記送信信号を前記第２直交符号と前記第１シンボルパターンを使用して第３逆拡散信号に逆拡散し、前記送信信号を前記第２直交符号と前記第２シンボルパターンを使用して第４逆拡散信号に逆拡散する逆拡散過程と、
前記第１逆拡散信号と前記第３逆拡散信号を加算して第１チャネル信号を推定し、前記第２逆拡散信号と前記第４逆拡散信号を加算して第２チャネル信号を推定し、前記第１逆拡散信号から前記第３逆拡散信号を減算して第３チャネル信号を推定し、前記第２逆拡散信号から前記第４逆拡散信号を減算して第４チャネル信号を推定するチャネル推定過程と、からなることを特徴とする信号受信方法。
前記シンボルパターンは、パイロットシンボルパターン、またはデータシンボルパターンであることを特徴とする請求項１９に記載の信号受信方法。