KR100878448B1

KR100878448B1 - 광대역 무선 통신시스템에서 반송파대 간섭 및 잡음비를추정하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100878448B1
Application number: KR1020060008715A
Authority: KR
Inventors: 배준영; 양하영; 맹승주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2009-01-13
Also published as: KR20070078476A; US20070201568A1; US7760800B2

Abstract

광대역 무선 통신시스템에서 피드백 정보를 이용하여 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 수신된 피드백 신호에서 각각의 부반송파 묶음을 분리하는 과정과, 상기 부반송파 묶음에 포함된 모든 심볼들과 모든 부호워드(Code word)들의 상관 값의 절대값 제곱들을 산출하여 상기 상관 값의 절대값 제곱들 중 최대 값을 갖는 부호워드를 선택하는 과정과, 상기 부호워드에 포함된 모든 심볼들을 이용하여 수신 전력과 잡음 전력을 산출하는 과정과, 상기 수신전력과 잡음 전력을 이용하여 상기 CINR을 추정하는 과정을 포함하여, 정확한 채널 정보 전달과 안정적인 시스템 운용이 가능하게 되고 부반송파 묶음 형태나 상기 CINR 추정 방식에 상관없이 모든 부채널 구조에 적용가능하기 때문에 시스템의 유연한 운용이 가능한 이점이 있다.

CINR, 제어 부채널, 변조 심볼, 파일럿 심볼, 피드백 신호

Description

광대역 무선 통신시스템에서 반송파대 간섭 및 잡음비를 추정하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD ESTIMATION CINR IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}

도 1은 일반적으로 기지국 정보 수신을 위해 할당된 3×3형태의 주파수-시간축 자원을 도시하는 도면,

도 2는 일반적으로 기지국 정보 수신을 위해 할당된 4×3형태의 주파수-시간축 자원을 도시하는 도면,

도 3은 일반적으로 변조에 사용될 직교벡터들을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 피드백 정보를 수신하기 위한 기지국의 블록구성을 도시하는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 피드백 정보를 이용하여 CINR을 추정하기 위한 상세 블록 구성을 도시하는 도면,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 잡음 전력을 추정하기 위한 인접 심볼의 차를 산출하기 위한 구성을 도시하는 도면, 및

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 정보를 이용하여 CINR을 추정하기 위한 절차를 도시하는 도면.

본 발명은 광대역 무선 통신시스템에서 반송파대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio : 이하, CINR이라 칭함)를 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 상기 광대역 무선 통신시스템의 기지국에서 상향링크 패스트 피드백 신호를 이용해서 상향링크 채널의 CINR을 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

상기 광대역 무선 통신시스템에서 기지국은 순방향 채널 품질을 나타내는 상향링크 패스트 피드백 (Fast Feedback)정보를 이용하여 패킷 데이터의 전송 스케줄링 및 전송 파라미터를 결정하여 고속 패킷 데이터 서비스를 제공한다. 즉, 상기 기지국은 복수의 단말들로부터 수신되는 상향링크 패스트 피드백신호를 이용하여 상기 단말들 중 매 슬롯마다 가장 양호한 순방향 채널 품질을 가지는 단말들을 선택한다. 이후, 상기 기지국은 상기 선택된 단말들의 순방향 채널 품질에 따라 전송 파라미터를 결정하여 패킷 데이터를 전송한다. 여기서, 상기 전송 파라미터는 전송속도(Data Rate), 부호화율(Code Rate), 변조방식(Modulation Order)을 포함한다. 또한, 상기 상향링크 패스트 피드백 정보는, 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio : 이하 SNR이라 칭함), 반송파대 간섭비(Carrier to Interference Ratio : 이하 C/I이라 칭함), 대역별 차분 SNR, 패스트 MIMO(Multi Input Multi Output) 피드백, 모드 선택 피드백 등을 포함한다.

삭제

예를 들어, 직교 주파수 분할 다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식의 하는 통신 시스템은 상기 상향링크 패스트 피드백 정보를 전송하기 위한 별도의 물리적 채널들이 존재한다. 즉, 단말은 별도의 물리적 채널을 통해 상기 패스트 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송한다.
상기 단말은 통신을 수행하는 시간 구간 동안 일정 주기마다 상기 별도의 피드백 채널을 통해 상향링크 피드백 정보를 기지국으로 전송한다. 따라서, 상기 기지국은 상기 피드백 채널을 통해 상기 단말에 할당된 역방향 트래픽 신호가 없는 구간 동안에도 상기 상향링크 채널의 상태 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 상기 패스트 피드백 정보가 전송되는 채널은, 하기 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 구성된다.
도 1은 일반적으로 기지국 정보 수신을 위해 할당된 3×3형태의 주파수-시간축 자원을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 패스트 피드백 정보를 전송하는 채널은 주파수 - 시간축 상의 3×3개의 부반송파 묶음(타일(tile)) 6개가 할당된다(100). 여기서, 상기 3×3개의 부반송파 묶음(110)은, 가장자리의 8개 부반송파들은 변조 심볼들을 전송하며, 가운데 1개의 부반송파는 파일럿 심볼을 전송한다.

도 2는 일반적으로 기지국 정보 수신을 위해 할당된 4×3형태의 주파수-시간축 자원을 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 패스트 피드백 정보를 전송하는 채널은 주파수 - 시간축 상의 4×3개의 부반송파 묶음 6개가 할당된다(200). 여기서, 상기 4×3개의 부반송파 묶음(210)은, 모서리에 해당하는 4개의 부반송파에 파일럿 심볼을 전송하고, 나머지 8개의 부반송파에 변조 심볼들을 전송한다.

상기 기지국은 상기 상향링크 패스트 피드백 정보를 이용하여 CINR을 추정함으로써, 상기 상향링크 채널에 대한 전력 제어가 가능하다. 상기 기지국에서 상향링크의 전력 제어가 제대로 이루어지지 않으면 셀간 간섭이 커지게 되어 링크 성능을 저하시키거나 안정적인 통신 상태를 유지하지 못해 QoS(Quality of Service)를 만족시킬 수 없게 된다. 이는 결국 데이터 전송률 감소로 인해 셀 전송률(Throughput) 감소를 가져온다. 따라서, 상기 광대역 무선통신시스템에서는 신뢰성 있는 CINR의 추정 방법이 요구된다.

이하 설명은 상기 광대역 무선통신시스템의 기지국에서 상기 상향링크 패스트 피드백 정보를 수신하여 CINR을 추정하기 위한 방법에 대해 설명한다.
먼저, 상기 기지국은 단말들로부터 수신되는 상향링크 패스트 피드백 정보의 수신 심볼을 넌코히어런트(Non-Coherent) 복조를 수행하여 상기 수신 심볼에 대한 연판정(Soft-decision) 값을 산출한다.
상기 연판정 값을 산출한 후, 상기 기지국은 상기 연판정 값과 부호워드들의 해당 직교 벡터의 상관을 수행하여 상기 상관 값의 절대값 제곱을 산출한다.
상기 연판정 값을 산출한 후, 상기 부호워드와 해당 직교 벡터의 상관을 수행하여 상기 상관 값의 절대값 제곱을 산출한다.
이후, 상기 기지국은 상기 상관 값의 절대 값 제곱이 가장 큰 최대 부호워드를 선택하여, 상기 최대 부호워드에 해당하는 정보 데이터 비트를 검파한다. 여기서, 상기 해당 직교 벡터는, 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)된 수신 신호에 대한 직교 벡터를 의미한다. 예를 들어, 상기 직교벡터는 하기 도 3과 같은 값을 갖는다.
도 3은 일반적으로 변조에 사용될 직교벡터들을 나타내고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기지국은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조방식을 사용하는 경우, P0(

), P1(

), P2(

), P3(

)의 직교 벡터를 갖는다.

이때, 상기 기지국이 상기 최대 부호워드들의 상관 값의 절대 값 제곱을 이용하여 전체 수신 전력과 잡은 전력을 산출하여 CINR을 추정한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 각 부반송파 묶음에 해당하는 최대 부호워드들의 상관값의 절대값 제곱의 평균을 산출한다. 즉, 상기 기지국은 수신 전력을 산출한다.

또한, 상기 기지국은 상기 검파된 최대 부호워드의 정보 데이터의 각 변조 심볼을 상관을 수행하여 상기 상관된 변조 심볼에 대해 인접한 두 변조 심볼간의 차를 산출한다. 이후, 상기 기지국은 상기 부반송파 묶음 6개의 상기 산출된 두 변조 심볼의 차의 절대값 제곱을 산출하고, 상기 산출된 두 변조 심볼의 차의 절대값 제곱의 평균을 구한다. 즉, 상기 기지국은 잡음 전력을 산출한다. 여기서, 상기 두 변조 심볼간의 차를 이용하여 잡음 전력을 추정하는 것을 예를 들어 설명하였지만, 파일럿 심볼의 차를 이용하여 잡음 전력을 추정할 수도 있다.

상기 수신 전력과 잡음 전력을 산출한 후, 상기 기지국은 상기 수신 전력과 잡음 전력을 하기 <수학식 1>에 적용하여 CINR을 추정한다.

여기서, 상기 FF심볼수는 패스트 피드백 변조 심볼 수를 나타내고, 상기 Z_m,k는 상관된 수신신호를 나타내며, 상기 P_N은 잡음 전력을 나타낸다.
상기 <수학식 1>에서 상기 상관된 수신신호는 하기 <수학식 2>와 같이 나타낸다.

여기서, 상기 FF심볼수는 패스트 피드백 변조 심볼 수를 나타내고, 상기 C_m,k는 패스트 피드백 직교 벡터부호 심볼을 나타내며, 상기 H_m,k는 채널 계수를 나타내고, 상기 N_m,k는 잡음 성분을 나타낸다. 또한, 상기 Y_m,k는 m번째 부반송파 묶음의 k번째 부반송파 수신신호 성분으로

과 같이 나타낼 수 있다.
또한, 상기 <수학식 1>에서 상기 잡음 전력은 하기 <수학식 3>과 같이 나타낸다.

여기서, 상기 FF심볼수는 패스트 피드백 변조 심볼 수를 나타내고, 상기 Z_m,k는 상관된 수신신호를 나타낸다. 즉, |Z_m,k-Z_m,k+1|²는 인접 변조 심볼의 차를 나타낸다.

상술한 바와 같이 상기 기지국에서 상향링크 패스트 피드백 정보를 이용하여 CINR을 추정한다. 하지만, 상기 기지국은 해당 부채널의 모든 정보를 이용하지 않고 변조 심볼 또는 파일럿 심볼만을 이용하여 상기 CINR을 추정하여 상기 CINR의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 상기 기지국에서 상기 패스트 피드백 정보의 검파 기술의 효율성을 높이며, 신뢰성 높은 CINR을 추정하기 위한 방법이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 통신시스템에서 상향링크 채널의 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 효율적으로 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 통신시스템에서 상향링크 패스트 피드백(Fast Feedback) 정보 채널을 구성하는 한 개의 제어 부채널 정보를 모두 이용하여 상향링크 채널의 CINR을 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선 통신시스템에서 상향링크 채널의 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 방법은, 수신된 피드백 신호에서 각각의 부반송파 묶음을 분리하는 과정과, 상기 부반송파 묶음에 포함된 모든 심볼들과 모든 부호워드(Code word)들의 상관 값의 절대값 제곱들을 산출하여 상기 상관 값의 절대값 제곱들 중 최대 값을 갖는 부호워드를 선택하는 과정과, 상기 부호워드에 포함된 모든 심볼들을 이용하여 수신 전력과 잡음 전력을 산출하는 과정과, 상기 수신전력과 잡음 전력을 이용하여 상기 CINR을 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선 통신시스템에서 상향링크 채널의 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 장치는, 수신되는 피드백 정보의 부채널에 포함되는 모든 심볼들과 모든 부호워드(Code word)들의 상관 값의 절대값 제곱들을 산출하는 상관값 산출기와, 상기 상관 값의 절대값 제곱들 중 최대값을 갖는 부호워드를 이용하여 상기 피드백 정보의 검파를 수행하는 검파기와, 상기 검파기에서 검파된 부호워드에 포함된 모든 심볼들을 이용하여 산출한 수신 전력 및 잡음 전력을 이용하여 상기 CINR을 추정하는 CINR추정기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 광대역 무선 통신시스템에서 상향링크 패스트 피드백 정보(Fast Feedback Information) 채널을 구성하는 제어 부채널 정보를 모두 이용하여 반송파대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio : 이하, CINR이라 칭함)를 추정하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명은 직교 주파수 분할다중 접속(Orthogonal Frequency Multiplexing Division Access) 방식을 사용하는 광대역 무선 통신시스템을 예를 들어 설명하며, 다른 다중 접속 방식에도 동일하게 적용 가능하다.
상기 광대역 무선 통신시스템은 CINR을 추정하기 위해 잡음 투영 방식(Noise Projection Method), 상관 방식(Correlation Method) 등을 사용한다. 이하 설명에서는 상기 광대역 무선통신시스템에서 상기 CINR을 추정하기 위해 상기 잡음 투영 방식을 예를 들어 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 피드백 정보를 수신하기 위한 기지국의 블록구성을 도시하고 있다.

상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리기(401), 아날로그/디지털 변환기(Analog Digital Converter)(403), FFT(Fast Fourier Transform)연산기(405), 넌코히어런트 복조기(407) 및 채널 복호기(409), CINR 추정기(411)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리기(401)는 안테나를 통해 단말들이 전송하는 피드백 신호를 수신한다. 이때, 상기 RF처리기(401)는 상기 안테나를 통해 수신된 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 신호로 주파수 하향 변환한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(403)는 상기 RF처리기(401)로부터 제공받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
상기 FFT연산기(405)는 상기 아날로그/디지털 변환기(403)로부터 제공받은 시간 영역 샘플데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.

상기 넌코히어런트 복조기(407)는 넌코히어런트 복조를 통해 상기 FFT연산기(405)로부터 제공받은 수신심볼의 연판정(Soft-Decision) 값을 산출하여 출력한다.

상기 채널 복호기(409)는 상기 넌코히어런트 복조기(407)로부터 제공받은 상기 연판정 값을 이용하여 상기 수신된 피드백 정보의 신뢰성을 판단한다. 만일, 상기 피드백 정보를 신뢰할 수 있는 경우, 상기 채널 복호기(409)는 상기 연판정 값을 해당 부호율로 복호를 수행하여 상기 연판정 값에 대한 부호워드를 판단하여 데이터를 검파한다.

상기 CINR 추정기(411)는 상기 채널 복호기(409)로부터 제공받은 부호워드 정보를 이용하여 상기 패스트 피드백 채널의 수신 전력과 잡음 전력을 추정하여 상향링크 채널의 CINR을 추정한다.

상기 도 4와 같은 구성을 갖는 기지국 수신 장치는 하기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 상향링크 채널의 CINR을 추정하기 위한 상세 구성을 갖는다.

도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 피드백 정보를 이용하여 CINR을 추정하기 위한 상세 블록 구성을 도시하고 있다. 이하 설명은, 상기 도 2에 도시된 4×3개의 부반송파 묶음으로 구성된 패스트 피드백 채널을 사용하는 것을 가정하여 설명한다.

상기 도 5에 도시된 바와 같이, 기지국에서 상기 넌코히어런트 복조기(407)는 타일 분리기(Tile De-allocation)(501), 상관값 추출기(503, 504, 505, 506)를 포함하여 구성되고, 상기 채널 복호기(409)는 코드워드 정렬기(Codeword Arrange)(507), 검파 결정기(513) 및 검파기(515)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 CINR 추정기(411)는 수신 전력 산출기(519), 잡음 전력 산출기(521), 채널상관 추출기(523) 및 CINR 산출기(525)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 넌코히어런트 복조기(407)의 상기 타일 분리기(501)는 상기 도 4의 FFT연산기(405)로부터 제공받은 고속 푸리에 변환된 수신 심볼에서 4×3개의 부반송파 묶음, 즉 타일(Tile)을(6개) 분리하여 출력한다.

상기 상관값 추출기(503, 504, 505, 506)는 상기 타일 분리기(501)에서 분리된 타일들에 포함된 각 부반송파(톤)들의 상관 값을 구하여 상기 상관 값의 절대값 제곱을 산출한다. 이때, 상기 상관값 추출기(503, 504, 505, 506)는 상기 각 부반송파들과 각 부호워드들과의 상관을 수행한다. 여기서, 상기 상관값 추출기(503, 504, 505, 506)는 각 타일별로 상기 타일에 포함된 부반송파(톤)의 개수(8개의 변조 심볼 + 4개 파일럿 심볼)만큼 존재한다.

다음으로 채널 복호기(409)의 상기 코드워드 정렬기(507)는 덧셈기들(509, 511)을 포함하여 상기 상관값 추출기(503, 504, 505, 506)로부터 제공받은 각 부반송파들의 상관값의 절대값 제곱의 합하여 상기 부호워드들의 상관값의 절대값 제곱을 산출한다. 또한, 상기 모든 부호워드들에 대한 평균을 구한다.

상기 검파 결정기(513)는 상기 코드워드 정렬기(507)로부터 제공받은 상기 모든 부호워드들의 상관값의 절대값 제곱들 중 최대 값(MAX)과 상기 모든 부호워드에 대한 평균(AVG)의 차를 산출한다. 이후, 상기 최대 값과 평균값의 차와 미리 정해진 기준 값과 비교하여 상기 피드백 정보의 검파를 결정한다.

예를 들어, 상기 최대 값(MAX)과 평균값(AVG)의 차가 상기 기준 값보다 크거나 같으면((MAX-AVG) ≥ Th), 검파기(515)에서 상기 최대값(MAX)을 갖는 부호워드에 해당하는 정보데이터는 신뢰할 수 있는 수준으로 판단하여 상기 피드백 정보의 검파를 수행한다. 이때, 상기 검파기(515)는 코드워드 검출기(517)를 이용하여 상기 검파된 피드백 정보의 부호워드를 검출하여 채널상관 추출기(523)와 수신전력 산출기(519)로 전송한다.

만일, 상기 최대 값(MAX)과 평균값(AVG)의 차가 상기 기준 값보다 작으면((MAX-AVG) < Th), 상기 검파기(515)는 상기 피드백 정보의 수신환경이 좋지 못한것으로 인식하여 상기 피드백 신호의 검파를 수행하지 않는다.

상기 CINR추정기(411)의 상기 수신 전력 산출기(519)는 상기 검파기(515)의 코드워드 검출기(517)로부터 검출된 부호워드를 제공받아, 상기 부호워드에 포함되는 전체 부반송파 묶음(6개)에 대한 변조 심볼과 파일럿 심볼의 상관값의 절대값 제곱의 평균을 산출한다. 즉, 수신 신호의 전력을 산출한다.

상기 채널상관 추출기(523)는 상기 검파기(515)의 코드 워드 검출기(517)에서 검출된 부호워드를 이용해서 부반송파 묶음(6개) 전체에 대해 변조 심볼과 파일럿 심볼의 상관을 수행한다. 즉, 상기 채널상관 추출기(523)는 상기 부반송파 묶음에 포함되는 심볼들 간의 상관을 수행하여 상기 심볼들 간의 차이 값을 산출한다. 예를 들어, 상기 채널상관 추출기(523)는 하기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 변조 심볼들과 파일럿 심볼들의 상관을 수행한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 잡음 전력을 추정하기 위한 인접 심볼의 차를 산출하기 위한 구성을 도시하고 있다.
상기 도 6을 참조하면 상기 채널상관 추출기(523)는 상기 패스트 피드백 채널의 전체 심볼에 대해 인접한 심볼간의 차이를 순차적으로 구한다. 예를 들어, 상기 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 채널 상관 추출기(523)는 4×3 형태의 부반송파 묶음에서 순차적으로 인접한 심볼간의 상관을 수행한다.
또한, 상기 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 채널 상관 추출기(523)는 3×3 형태의 부반송파 묶음에서 순차적으로 인접한 심볼간의 상관을 수행한다.

상기 잡음 전력 산출기(521)는 상기 채널상관 추출기(523)로부터 제공받은 상기 심볼들의 상관 값의 절대값 제곱을 산출하여 부반송파 묶음 전체(6개)의 값의 평균을 산출한다. 즉, 잡음 전력을 산출한다.

삭제

상기 CINR 산출기(525)는 상기 수신 전력 산출기(519)와 잡음 전력 산출기(521)로부터 제공받은 수신 전력과 잡음 전력을 하기 <수학식 4>에 적용하여 CINR을 산출한다.

여기서, 상기 FF심볼수는 패스트 피드백 변조 심볼 수를 나타내고, 상기 Z_m,k는 상관된 수신신호를 나타내며, 상기 P_N은 잡음 전력을 나타낸다.
상기 <수학식 4>에서 상기 상관된 수신신호는 하기 <수학식 5>와 같이 나타낸다.

여기서, 상기 C_m,k는 패스트 피드백 직교 벡터부호 심볼 또는 파일럿 변조 심볼을 나타내고, 상기 H_m,k는 채널 계수를 나타내며, 상기 N_m,k는 잡음 성분을 나타내고, 상기 FF심볼수는 패스트 피드백 변조 심볼 수를 나타낸다. 또한, 상기 Y_m,k는 m번째 부반송파 묶음의 k번째 부반송파 수신신호 성분으로

과 같이 나타낼 수 있다.
또한, 상기 <수학식 4>에서 상기 잡음 전력은 하기 <수학식 6>과 같이 나타낸다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 피드백 정보를 이용하여 CINR을 추정하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 7을 참조하면 먼저 상기 기지국은 701단계에서 서비스 영역에 포함되는 단말들로부터 상향링크 패스트 피드백 신호가 수신되는지 확인한다.

만일, 상기 패스트 피드백 신호가 수신되면, 상기 기지국은 703단계로 진행하여 상기 수신된 피드백 신호를 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)한 후, 상기 푸리에 변환된 피드백 신호를 각 타일로 분리한다. 예를 들어 상기 도 2에 도시된 바와 같이 패스트 피드백 채널 상의 6개의 부반송파 묶음으로 분리한다.

상기 피드백 채널의 타일을 분리한 후, 상기 기지국은 705단계로 진행하여 상기 분리된 타일에 포함된 8개의 부반송파에 실린 변조심볼과 4개의 파일럿 심볼에 대해 상관 값의 절대값 제곱을 산출한다. 여기서, 상기 상관 값은, 수신된 8개의 부반송파에 실린 변조 심볼들과 4개의 파일럿 심볼로 이루어진 4×3반송파 묶음과 각 직교벡터에 해당하는 심볼들과 파일럿 전송심볼로 이루어진 4×3묶음과의 상관을 취하여 구한다.

상기 각 타일의 상관 값의 절대값 제곱을 산출한 후, 상기 기지국은 707단계로 진행하여 각 부호워드들의 상관 값의 절대값 제곱 중 최대값(MAX)을 산출한다.

이후, 상기 기지국은 709단계로 진행하여 수신 전력을 산출하기 위해 각 부반송파 묶음(6개)에 대한 상관 값의 절대값 제곱들 중 최대 값을 갖는 부호워드의 상관 값의 절대값 제곱의 평균을 산출한다. 즉, 전체 수신 전력을 추정한다.

한편, 상기 기지국은 711단계로 진행하여 잡음 전력을 산출하기 위해 상기 피드백 신호의 검파를 수행한다. 여기서, 상기 검파의 수행은, 상기 검파 결정기(513)에서 상기 모든 부호워드들의 상관값의 절대값 제곱들 중 최대값(MAX)과 상기 모든 부호워드에 대한 평균(AVG)의 차를 상기 기준 값과 비교한다. 이후, 상기 최대값(MAX)과 평균값(AVG)의 차가 상기 기준 값보다 크거나 같으면((MAX-AVG) ≥ Th), 상기 최대값(MAX)을 갖는 부호워드에 해당하는 정보데이터는 신뢰할 수 있는 수준으로 판단하여 상기 피드백 정보의 검파를 수행한다.

이후, 상기 기지국은 713단계로 진행하여 상기 도 6에 도시된 바와 같이 부반송파 묶음 전체에 대해 변조 심볼들과 파일럿 심볼의 상관을 수행한 후, 상가 심볼들 간 상관 값의 절대값 제곱을 산출한다. 즉, 상기 기지국은 상기 부반송파 묶음에 포함되는 심볼들 간의 상관을 수행하여 상기 심볼들 간의 차이 값을 산출한다.

상기 상관 값의 절대값의 제곱을 산출한 후, 상기 기지국은 715단계로 진행하여 상기 전체 부반송파 묶음(6개)의 두 개의 인접한 심볼의 차(상관)의 절대값 제곱 값의 평균을 산출한다. 즉, 잡음 전력을 산출한다.

상기 전체 수신 전력과 잡음 전력을 산출한 후, 상기 기지국은 717단계로 진행하여 상기 산출된 전체 수신 전력과 잡음 전력을 이용하여 상향링크 CINR을 추정한다. 이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.

상술한 방법에서 패스트 피드백 채널이 4×3 개의 부반송파 묶음의 형태로 할당되는 경우 상기 기지국에서 8가지 가능한 직교벡터와 4개의 파일럿 심볼을 모두 이용하여 상향링크 CINR을 추정하는 방법을 설명하였다. 다른 예로, 상기 패스트 피드백 채널이 상기 도 1에 도시된 바와 같이 3×3 개의 부반송파 묶음의 형태로 자원이 할당되는 경우 상기 기지국은 8가지 가능한 직교벡터와 한 개의 파일럿 심볼을 이용하여 상향링크의 CINR을 추정한다.

또한, 상기 인접한 두 심볼의 상관 값의 차를 산출하는 경우, 상기 도 6에 도시된 바와 같은 순서로 상관 값의 차를 산출하였지만, 다른 방식으로 인접한 두 심볼의 상관 값의 차를 산출할 수도 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 광대역 무선 통신시스템에서 상향링크 패스트 피드백 채널에 할당된 한개의 제어 부채널 신호인 변조 심볼과 파일럿 심볼을 모두 이용해 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정함으로써, 전체 수신 전력을 산출하는데 있어 처리 이득이 증가하고, 정확한 채 널 정보 전달과 안정적인 시스템 운용이 가능하게 되며, 부반송파 묶음 형태나 상기 CINR 추정 방식에 상관없이 모든 부채널 구조에 적용가능하기 때문에 시스템의 유연한 운용이 가능한 이점이 있다.

Claims

무선 통신시스템에서 상향링크 채널의 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 방법에 있어서,

수신된 피드백 신호에서 각각의 부반송파 묶음을 분리하는 과정과,

상기 부반송파 묶음에 포함된 모든 심볼들과 모든 부호워드(Code word)들의 상관 값의 절대값 제곱들을 산출하는 과정과,

상기 상관 값의 절대값 제곱들을 합하여 부호워드들의 상관 값의 절대값 제곱을 산출하는 과정과,

상기 부호워드들의 상관 값의 절대값 제곱들 중 최대값을 갖는 부호워드를 선택하는 과정과,

상기 최대값을 갖는 부호워드에 포함된 모든 심볼들의 상관 값을 이용하여 수신 전력과 잡음 전력을 산출하는 과정과,

상기 수신전력과 잡음 전력을 이용하여 상기 CINR을 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 부반송파 묶음을 분리하는 과정은,

상기 피드백 신호가 수신되는지 확인하는 과정과,

상기 피드백 신호가 수신되면, 상기 피드백 신호를 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하는 과정과,

상기 푸리에 변환된 신호를 각 부반송파 묶음으로 분리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 모든 심볼은, 변조 심볼과 파일럿 심볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 최대값을 갖는 부호워드를 선택하는 과정은,

상기 부호워드들의 상관 값의 절대값 제곱들을 비교하여 최대값을 확인하는 과정과,

상기 최대값을 갖는 부호워드를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 수신 전력을 산출하는 과정은,

상기 최대값을 갖는 부호워드의 모든 심볼들 상관 값의 절대값 제곱을 확인하는 과정,

상기 상관 값의 절대값 제곱의 평균을 이용하여 상기 수신 전력을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 잡음 전력을 산출하는 과정은,

상기 최대값을 갖는 부호워드의 모든 심볼들의 상관 값들에 대한 차를 산출하는 과정과,

상기 상관 값들에 대한 차의 절대값 제곱을 산출하는 과정과,

상기 상관 값들에 대한 차의 절대값 제곱의 평균을 산출하여 상기 잡음 전력을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서,

상기 최대값을 갖는 부호워드를 이용하여 검파 수행 여부를 확인하는 과정을 더 포함하여,

상기 검파를 수행하는 경우, 상기 최대값을 갖는 부호워드의 모든 심볼들의 상관 값들에 대한 차를 산출하는 과정으로 진행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서,

상기 상관 값들에 대한 차를 산출하는 과정은,

상기 최대값을 갖는 부호워드의 모든 심볼들에서 순차적으로 인접한 심볼들 간의 상관을 수행하여 상관 값들을 산출하는 과정과,

상기 상관 값들에 대한 차를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서,

상기 상관 값들에 대한 차를 산출하는 과정은,

상기 최대값을 갖는 부호워드의 모든 심볼들에서 시간 자원으로 구분되는 제 1 구간에서 순차적으로 인접한 심볼들 간의 상관을 통해 상관 값을 산출하는 과정과,

상기 제 1 구간의 마지막 심볼과 제 2 구간의 첫 번째 심볼의 상관을 통해 상관 값을 산출하는 과정과,

상기 제 2 구간에서 순차적으로 인접한 심볼들 간의 상관을 통해 상관 값을 산출하는 과정과,

상기 상관 값들에 대한 차를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 CINR은, 하기 수학식 7을 이용하여 추정하는 것을 특징으로 하는 방법.

여기서, 상기 FF심볼수는 상기 피드백 신호에 포함된 변조 심볼 수, 상기 Pilot수는 상기 피드백 신호에 포함된 파일럿 심볼 수, 상기 Z_m,k는 상기 최대 값을 갖는 부호워드와 상관을 수행한 수신신호, 상기 P_N은 잡음 전력을 나타냄.
무선 통신시스템에서 상향링크 채널의 반송파대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 장치에 있어서,

수신되는 피드백 정보의 부채널에 포함되는 모든 심볼들과 모든 부호워드(Code word)들의 상관 값의 절대값 제곱들을 산출하는 상관값 산출기와,

상기 상관 값의 절대값 제곱들을 합하여 산출한 부호워드들의 상관 값의 절대값 제곱 중 최대값을 갖는 부호워드를 선택하고, 상기 최대값을 갖는 부호워드를 이용하여 상기 피드백 정보의 검파를 수행하는 검파기와,

상기 최대값을 갖는 부호워드에 포함된 모든 심볼들의 상관 값을 이용하여 산출한 수신 전력 및 잡음 전력을 이용하여 상기 CINR을 추정하는 CINR추정기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11항에 있어서,

상기 모든 심볼은, 변조 심볼과 파일럿 심볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11항에 있어서,

상기 상관값 산출기는,

상기 피드백 신호에서 각각의 부반송파 묶음을 분리하는 분리기와,

상기 분리된 부반송파 묶음들에 포함되는 모든 심볼들과 모든 부호워드들의 상관을 수행하여 상관 값들을 산출하는 상관기와,

상기 상관 값들의 절대값 제곱을 산출하는 제곱기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11항에 있어서,

상기 CINR 추정기는,

상기 최대 값을 갖는 부호워드에 포함된 모든 심볼들의 상관 값을 이용하여 수신 전력을 산출하는 수신 전력 산출기와,

상기 최대 값을 갖는 부호워드에 포함된 모든 심볼들 간의 상관 값들에 대한 차의 절대값 제곱을 산출하고, 상기 산출된 상관 값 차에 대한 절대 값 제곱의 평균을 산출하여 잡음전력을 산출하는 잡음전력 산출기와,

상기 수신전력과 잡음 전력을 이용하여 상기 CINR을 산출하는 CINR 산출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 14항에 있어서,

상기 수신 전력 산출기는,

상기 검파기에서 검파된 부호워드에 포함된 모든 심볼들의 상관 값의 절대값 제곱의 평균을 산출하여 상기 수신 전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 14항에 있어서,

상기 잡음 전력 산출기는,

상기 검파기에서 검파된 피드백 정보의 부호워드를 검출하는 부호워드 검출기와,

상기 부호워드의 모든 심볼들 간의 상관 값을 추출하는 채널상관 추출기를 포함하여,

상기 채널 상관 추출기에서 추출한 모든 심볼들 간의 상관 값들에 대한 차의 절대값 제곱을 산출하고, 상기 산출된 상관 값 차에 대한 절대값 제곱의 평균을 이용하여 잡음 전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 16항에 있어서,

상기 채널상관 추출기는,

상기 부호워드의 모든 심볼들 중 순차적으로 인접한 심볼들 간의 상관을 수행하여 상관 값을 추출하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 14항에 있어서,

상기 CINR산출기는, 하기 수학식 8을 이용하여 상기 CINR을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.

여기서, 상기 FF심볼수는 상기 피드백 신호에 포함된 변조 심볼 수, 상기 Pilot수는 상기 피드백 신호에 포함된 파일럿 심볼 수, 상기 Z_m,k는 상기 최대 값을 갖는 부호워드와 상관을 수행한 수신신호, 상기 P_N은 잡음 전력을 나타냄.
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