KR100949454B1 - 무선통신시스템에서 신호대 간섭 및 잡음비 추정 장치 및방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 신호대 간섭 및 잡음비 추정 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 상향링크 채널의 신호대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 수신신호에서 부반송파 묶음을 분리하는 부반송파 분리기와, 적어도 하나의 부호워드들과 상기 분리된 소정개수의 부반송파 묶음들에 대한 신호열의 상관 값의 제곱을 산출하는 비동기 검파기와, 상기 비동기 검파기에서 산출된 상관값 제곱들의 평균값과 최대 상관값 제곱을 이용하여 CINR을 추정하는 CINR추정기를 포함하여, 정확한 신호대 간섭 및 잡음비를 추정하여 채널 정보 전달과 안정적인 시스템을 운영할 수 있고, 상기 CINR 추정방식을 모든 부채널 구조에 적용가능하기 때문에 유연한 시스템 운영이 가능하게 되는 이점이 있다.
신호대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio), 직교(Orthogonal) 신호열, 준 직교(Quasi-Orthogonal) 신호열, 비동기 검파

Description

무선통신시스템에서 신호대 간섭 및 잡음비 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CINR ESTIMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자원할당 구조를 도시하는 도면, 및
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자원할당 구조를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 피드백 정보를 전송하기 위한 단말의 블록구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 피드백 정보를 수신하기 위한 기지국의 블록구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 CINR을 추정하기 위한 상세 블록구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 CINR을 추정하기 위한 절차를 도시하는 도면, 및
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국에서 CINR을 추정하기 위한 절차를 도시하는 도면.
본 발명은 무선통신시스템에서 신호대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio : 이하, CINR이라 칭함)을 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 직교(Orthogonal) 또는 준직교(Quasi-Orthogonal) 신호열을 전송하는 무선통신시스템에서 CINR을 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 무선통신 시스템의 기지국은 서비스 영역에 위치하는 단말들이 전송하는 상향링크(Uplink) 패스트 피드백(Fast Feedback) 정보를 이용하여 상기 단말들로 데이터를 전송하기 위한 스케줄링 및 전송 파라미터를 결정한다. 즉, 기지국은 단말들로부터 제공받은 상향링크 패스트 피드백신호를 이용하여 상기 단말들의 채널 상태를 확인한다. 이후, 상기 기지국은 상기 단말에 대한 채널 상태 정보를 통해 매 슬롯마다 채널 상태가 가장 좋은 단말을 선택하여 데이터를 전송한다. 또한, 상기 기지국은 상기 데이터를 전송하기 위해 선택한 단말의 채널 상태 정보에 따라 전송 파라미터를 결정한다. 여기서, 상기 전송 파라미터는 전송속도(Data Rate), 부호화율(Code Rate), 변조방식(Modulation Order)을 포함한다.
예를 들어, 상기 무선통신시스템에서 직교 주파수 분할 다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식을 사용하는 경우, 단말들은 상향링크 패스트 피드백 정보를 전송하기 위한 물리적 채널을 통해 서빙 기지국으로 패스트 피드백 정보를 전송한다. 여기서, 상기 물리적 채널을 패스트 피드백 채널이라 칭한다.
즉, 단말들은 서빙 기지국과 통신을 수행하는 시간 구간 동안 상기 패스트 피드백 채널을 이용하여 패스트 피드백 정보를 서빙 기지국으로 주기적으로 보고(Report)한다.
삭제
이때, 기지국은 셀간 간섭을 줄이기 위해 단말들이 전송한 패스트 피드백 채널에 대한 CINR을 추정하여 상향링크 채널의 전력 제어를 수행한다. 즉, 상기 기지국은 상기 패스트 피드백 채널에 대한 CINR을 상향링크 채널에 대한 CINR로 사용하여 상기 상향링크 채널의 전력 제어를 수행한다. 예를 들어, 기지국은 패스트 피드백 채널을 통해 서비스 영역에 위치하는 단말들로부터 제공받은 심볼의 부호워드(Codeword)와 파일럿 등의 부수적인 정보를 이용하여 CINR을 추정한다.
따라서, 상기 기지국에서 추정된 CINR이 부정확한 경우, 상향링크 채널에 대한 전력 제어가 정확하게 수행되지 않아 셀간 간섭이 커져 링크 성능이 저하되고, QoS(Quality of Service)를 만족시킬 수 없는 문제가 발생한다.
삭제
따라서, 상기 무선통신시스템의 기지국에서 패스트 피드백 채널에 대한 신뢰성있는 CINR 추정하기 위한 방법이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 신호 왜곡이 심한 환경에서 신호대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio)를 효율적으로 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 상향링크 패스트 피드백 채널을 통해 신호대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio)를 효율적으로 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 직교 또는 준직교 신호열을 전송하는 무선통신시스템에서 비동기 검파기 출력 결과의 최대값과 평균값의 관계를 이용하여 CINR을 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 상향링크 채널의 신호대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 장치는, 수신신호에서 부반송파 묶음들을 분리하는 부반송파 분리기와, 적어도 하나의 부호워드들과 상기 분리된 부반송파 묶음들에 대한 신호열의 상관을 통해 상관 값들의 제곱을 산출하는 비동기 검파기와, 상기 비동기 검파기에서 산출한 상관 값 제곱들 중 최대 값과 상기 상관값 제곱들의 평균값을 이용하여 CINR을 추정하는 CINR추정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 상향링크 채널의 신호대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 방법은, 수신신호에서 각각의 부반송파 묶음들을 분리하는 과정과, 적어도 하나의 부호워드들과 상기 분리된 부반송파 묶음들에 대한 신호열의 상관을 통해 산출된 상관 값들의 제곱을 산출하는 과정과, 상기 상관값 제곱들 중 최대값과 상기 상관값 제곱들의 평균을 산출하는 과정과, 상기 최대값과 평균값을 이용하여 CINR을 추정하는 과정을 포함하는 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 직교(Orthogonal) 또는 준직교(Quasi-Orthogonal) 신호열을 전송하는 무선통신시스템에서 신호대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio : 이하, CINR이라 칭함)을 추정하기 위한 기술에 대해 설명한다.
이하 설명은 직교 주파수 분할 다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식의 무선 통신시스템을 예를 들어 설명하지만, 다른 통신 방식의 무선통신시스템에도 동일하게 적용할 수 있다.
상기 무선통신시스템은 패스트 피드백 채널을 하기 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 구성할 수 있다. 여기서, 하기 도 1은 OPUSC(Option Partial Usage of Sub-Channel) 채널을 나타내고, 하기 도 2는 PUSC 채널을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자원할당 구조를 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 주파수 - 시간 축 상의 3×3개의 부반송파 묶음(타일(tile)) 6개를 상기 패스트 피드백 채널로 할당한다. 이때, 상기 3×3개의 부반송파 묶음은, 가장자리의 8개 부반송파들은 변조 심볼들을 전송하며, 가운데 1개의 부반송파는 파일럿 심볼을 전송한다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 자원할당 구조를 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 주파수 - 시간축 상의 4×3개의 부반송파 묶음 6개를 상기 패스트 피드백 채널로 할당한다. 이때, 상기 4×3개의 부반송파 묶음은, 모서리에 해당하는 4개의 부반송파에 파일럿 심볼을 전송하고, 나머지 8개의 부반송파에 변조 심볼들을 전송한다.
상기 무선통신시스템의 단말들은 상술한 바와 같이 구성되는 패스트 피드백 채널을 통해 피드백 정보를 서빙 기지국으로 전송한다. 이때, 상기 단말은 하기 도 3과 같이 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 피드백 정보를 전송하기 위한 단말의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 단말은 채널 부호기(301), 넌코히어런트 변조기(Noncoherent Modulator)(303), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산기(305), 디지털/아날로그 변환기(Digital/Analog Converter)(307) 및 RF처리기(309)를 포함하여 구성된다.
상기 채널 부호기(301)는 상위 단으로부터 제공받은 상향링크 패스트 피드백 정보 데이터에 해당하는 부호워드를 결정하여 출력한다.
상기 넌코히어런트 변조기(303)는 상기 채널 부호기(301)로부터 제공받은 부호워드에 대한 넌코히어런트 변조를 수행하여 전송 심볼을 생성한다. 이때, 상기 넌코히어런트 변조기(303)는 직교 변조(Orthogonal Modulation) 방식을 채택한다.
상기 IFFT연산기(305)는 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)을 통해 상기 넌코히어런트 변조기(303)로부터 제공받은 주파수 영역의 전송심볼을 시간 영역의 샘플데이터(OFDM심볼)로 변환하여 출력한다.
상기 디지털/아날로그 변환기(307)는 상기 IFFT연산기(305)로부터 제공받은 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
상기 RF처리기(309)는 상기 디지털/아날로그 변환기(307)로부터 제공받은 기저대역 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 주파수 상향 변조하여 안테나를 통해 전송한다.
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.
먼저, 상기 RF처리기(401)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 신호로 주파수 하향 변조한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(403)는 상기 RF처리기(401)로부터 제공받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
상기 FFT연산기(405)는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 수행하여 상기 아날로그/디지털 변환기(403)로부터 제공받은 시간 영역 샘플데이터를 주파수 영역의 데이터로 변환하여 출력한다.
상기 넌코히어런트 복조기(407)는 상기 FFT연산기(405)로부터 제공받은 수신심볼을 넌코히어런트 복조하여 연판정(Soft-Decision) 값을 산출한다. 여기서, 상기 넌코히어런트 복조기(407)는 비동기 검파를 수행하여 연판정 값을 산출한다.
이때, 상기 넌코히어런트 복조기(407)는 미 도시되었지만 타일 분리기를 포함하여 상기 FFT연산기(405)로부터 제공받은 신호에서 타일 묶음을 분리하여 넌코히어런트 복조를 수행한다. 예를 들어, 상기 타일 분리기는 상기 FFT연산기(405)로부터 제공받은 신호에서 상기 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 6개의 타일들을 분리한다. 여기서, 상기 타일 분리기는 상기 넌코히어런트 복조기(407)와 분리되어 구성될 수 있다.
상기 채널 복호기(409)는 상기 넌코히어런트 복조기(407)로부터 제공받은 상기 연판정 값을 해당 부호율로 복호(Decoding)하여 상기 연판정 값에 대한 부호워드를 판단하여 데이터를 복조한다. 즉, 상기 채널 복호기(409)는 상기 넌코히어런트 복조기(407)에서 최대 연판정 값에 대한 부호워드를 판단하여 데이터를 복조한다.
상기 CINR 추정기(411)는 상기 넌코히어런트 복조기(407)로부터 제공받은 상관값 제곱들의 평균 값과 최대 상관값 제곱을 이용하여 상기 패스트 피드백 채널의 CINR을 추정한다.
상술한 바와 같이 상기 기지국에서 상기 넌코히어런트 복조기(407)과 CINR 추정기(411)를 이용하여 패스트 피드백 채널에 대한 CINR을 추정한다. 이때, 상기 넌코히어런트 복조기(407)과 CINR 추정기(411)는 비동기 검파를 위해 하기 도 5에 도시된 바와 같이 구성된다.
도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 CINR을 추정하기 위한 상세 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 넌코히어런트 복조기(407)는 상관값 추출기들(501, 502), 제곱기들(503, 504) 및 최대값 추출기(505)를 포함하여 구성된다.
상기 상관값 추출기들(501, 502)은 타일분리기로부터 제공받은 6개 타일에 대한 신호 열과 각각의 상관값 추출기들(501, 502)에 정해진 부호워드와의 상관을 수행한다. 여기서, 상기 상관값 추출기들(501, 502)은 상기 무선통신시스템에서 사용하는 부호워드의 개수와 동일한 개수가 존재한다.
상기 제곱기들(503, 504)은 각각의 상관값 추출기들(501, 502)로부터 제공받은 상관 값을 제곱하여 위상 성분을 제거한다. 예를 들어, 상기 제곱기들(503, 504)은 하기 <수학식 1>과 같은 각각의 상관값 추출기들(501, 502)로부터 제공받은 상관 값에 대한 제곱을 수행한다.
Figure 112007002022614-pat00001
여기서, 상기 r[i]는 상기 무선통신시스템이 사용하는 Mi개의 부호워드들 중 i번째 부호워드와 상기 수신 신호열의 상관 값의 제곱을 나타낸다. 즉, 상기 r[i]는 상기 i번째 부호워드에 대한 비동기 검파 출력을 나타내고, 상기 Yk는 상기 수신 신호열의 k번째 신호 성분을 나타낸다. 또한, 상기 Ck[i]는 상기 i번째 부호워드의 k번째 신호 성분을 나타낸다. 이때, 상기 i번째 부호워드는 L의 길이를 갖는다. 예를 들어, 상기 도 1과 같이 구성되는 타일을 이용하는 경우, 상기 부호워드는 54의 길이를 갖는다. 또한, 상기 도 2와 같이 구성되는 타일을 이용하는 경우, 상기 부호워드는 72의 길이를 갖는다.
상기 <수학식 1>과 같이 상기 제곱기들(503, 504)은 각각의 상관값 추출기들(501, 502)에서 해당 부호워드의 모든 신호 성분(Ck[i])과 수신 신호열 성분(Yk)들의 상관에 대한 제곱을 수행한다. 이때, 상기 <수학식 1>에서 상기 수신 신호열은 일정 개수의 톤들이 포함된 타일의 묶음으로 구성되므로 상기 <수학식 1>을 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007002022614-pat00002
여기서, 상기 r[i]는 상기 무선통신시스템이 사용하는 Mi개의 부호워드들 중 i번째 부호워드와 상기 수신 신호열에 대한 상관 값의 제곱을 나타내고, 상기 Ym ,k는 상기 수신 신호열의 m번째 타일의 k번째 톤을 나타낸다. 또한, 상기 Cm ,k[i]는 상기 i번째 부호워드의 m번째 타일의 k번째 신호 성분을 나타낸다.
상기 최대값 추출기(505)는 상기 제곱기들(503, 504)로부터 제공받은 상관 값의 제곱들 중 최대 상관값의 제곱을 추출한다.
다음으로 상기 CINR 추정기(411)는 덧셈기(507) 및 CINR 산출기(509)를 포함하여 구성된다.
상기 덧셈기(507)는 상기 제곱기들(503, 504)로부터 제공받은 상관값의 제곱을 합하여 상기 CINR산출기(509)로 출력한다.
상기 CINR 산출기(509)는 상기 최대값 추출기(505)로부터 제공받은 최대 상관값의 제곱과 상기 덧셈기(507)로부터 제공받은 상관값의 제곱들의 평균값을 이용하여 CINR을 추정한다.
이때, 상기 각 부호워드들의 신호열이 직교하는 경우, 서로 다른 신호열 사이에는 상관 값이 존재하지 않으므로 상기 CINR 산출기(509)는 하기 <수학식 3>을 이용하여 CINR을 추정한다.
Figure 112007002022614-pat00003
여기서, 상기 M은 상기 무선통신시스템에서 사용하는 부호워드의 개수를 나타내고, 상기 max(r[i])는 상기 최대값 추출기(505)에서 추출된 최대값을 나타낸다. 또한, 상기
Figure 112007002022614-pat00004
는 상기 덧셈기(507)로부터 제공받은 상기 상관 값 제곱의 합을 나타낸다.
상기 <수학식 3>과 같이 상기 CINR 산출기(509)는 상기 최대 값과 상관값 제곱의 평균의 차로 산출한 평균 수신 전력(
Figure 112008019820237-pat00005
)과 상기 상관값 제곱의 평균과 상기 최대값의 차로 산출한 평균 수신잡음 전력(
Figure 112008019820237-pat00006
)을 이용하여 상기 CINR을 산출한다.
한편, 상기 각 부호워드들의 신호열이 준직교하는 경우, 상기 CINR 산출기(509)는 하기 <수학식 4>를 이용하여 CINR을 추정한다. 여기서, 상기 무선통신시스템에서 사용하는 부호워드의 개수가 상기 수신 신호열의 길이보다 크거나, 상기 수신 신호열 중간에 파일롯을 포함하는 경우, 상기 부호워드의 신호열은 준직교한다.
Figure 112007002022614-pat00007
여기서, 상기 M은 상기 무선통신시스템에서 사용하는 부호워드의 개수를 나타내고, 상기
Figure 112007002022614-pat00008
는 하기 <수학식 5>와 같이 각 부호워드들 간의 상관 값의 합을 나타낸다. 또한, 상기 max(r[i])는 상기 최대값 추출기(505)에서 추출된 최대 값을 나타내고, 상기
Figure 112007002022614-pat00009
는 상기 덧셈기(507)로부터 제공받은 상기 상관 값 제곱들의 합을 나타낸다.
상기 <수학식 4>와 같이 상기 CINR 산출기(509)는 상기 최대 값과 상관값 제곱의 평균의 차로 산출한 평균 수신 전력(
Figure 112008019820237-pat00010
)과 상기 상관값 제곱들의 평균과 상기 최대값의 차 및 각 부호워드들 간의 상관 값의 합을 고려하여 산출한 평균 수신잡음 전력(
Figure 112008019820237-pat00011
)을 이용하여 CINR을 산출한다.
이때, 상기 CINR 산출기(509)는 미 도시되었지만 하기 <수학식 5>와 같이 상기 부호워드들 간 상관 값을 산출하는 상관기를 포함한다.
Figure 112007002022614-pat00012
여기서, 상기 Ck[i]는 상기 i번째 부호워드의 k번째 신호 성분을 나타낸다.
상기 <수학식 5>와 같이 상기
Figure 112007002022614-pat00013
는 서로 다른 부호워드들 간의 상관 특성을 나타낸다. 이때, 상기
Figure 112007002022614-pat00014
는 상기 신호열 인덱스는 l에 상관없이 일정한 값을 갖기 때문에, 상기
Figure 112007002022614-pat00015
로 표시할 수 있다.
이하 설명은 상술한 바와 같이 구성되는 기지국을 이용하여 패스트 피드백 채널에 대한 CINR을 추정하기 위한 절차에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 CINR을 추정하기 위한 절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 부호워드들의 신호열들이 직교하는 것을 예를 들어 설명한다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 상기 기지국은 601단계에서 상향링크 패스트 피드백 신호가 수신되는지 확인한다.
만일, 상기 피드백 신호가 수신되면, 상기 기지국은 603단계로 진행하여 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 통해 상기 수신된 시간 영역의 피드백 신호를 주파수 영역 신호로 변환한다. 이후, 상기 기지국은 상기 푸리에 변환된 신호를 상기 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 6개의 타일들로 분리한다.
상기 타일을 분리한 후, 상기 기지국은 605단계로 진행하여 상기 분리된 타일 묶음(예 : 6개의 타일)에 대한 수신 신호열과 부호워드들 각각에 대한 상관 값의 제곱을 산출한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>과 같이 상기 수신 신호열과 각각의 부호워드에 대한 상관값의 제곱을 산출한다.
상기 수신 신호열과 각각의 부호워드들에 대한 상관값 제곱들을 산출한 후, 상기 기지국은 607단계로 진행하여 상기 산출된 상관값 제곱들 중 최대값(max(R))을 추출한다. 또한, 상기 기지국은 상기 상관값 제곱들에 대한 평균값(sum(R)/M)을 산출한다.
이후, 상기 기지국은 609단계로 진행하여 상기 상관값 제곱들 중 최대값과 상기 상관값 제곱의 평균값을 이용하여 평균 수신 전력과 평균 수신 잡음전력을 산출한다.
상기 평균 수신전력과 평균 수신 잡음 전력을 산출한 후, 상기 기지국은 611단계로 진행하여 상기 평균 수신전력과 평균 수신 잡음 전력을 이용하여 CINR을 산출한다. 예를 들어, 상기 각 부호워드들의 신호열이 직교하는 경우, 상기 기지국은 상기 <수학식 3>을 이용하여 상기 패스트 피드백 채널에 대한 CINR을 산출한다.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국에서 CINR을 추정하기 위한 절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 부호워드들의 신호열들이 준직교하는 것을 예를 들어 설명한다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 상기 기지국은 701단계에서 상향링크 패스트 피드백 신호가 수신되는지 확인한다.
만일, 상기 피드백 신호가 수신되면, 상기 기지국은 703단계로 진행하여 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 통해 상기 수신된 시간 영역의 피드백 신호를 주파수 영역 신호로 변환한다. 이후, 상기 기지국은 상기 푸리에 변환된 신호를 상기 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 6개의 타일들로 분리한다.
상기 타일을 분리한 후, 상기 기지국은 705단계로 진행하여 상기 분리된 타일 묶음(예 : 6개의 타일)에 대한 신호열과 부호워드들 각각에 대한 상관 값의 제곱을 산출한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>과 같이 상기 수신 신호열과 각각의 부호워드에 대한 상관 값의 제곱을 산출한다.
상기 수신 신호열과 각각의 부호워드들의 상관값 제곱들을 산출한 후, 상기 기지국은 707단계로 진행하여 상기 산출된 상관값 제곱들 중 최대값(max(R))을 추출하고, 상기 상관값 제곱들에 대한 평균값(sum(R)/M)을 산출한다.
이후, 상기 수신기는 709단계로 진행하여 상기 부호워드들의 상관 특성을 확인한다. 즉, 부호워드들의 신호열들이 준직교하는 경우, 상기 기지국은 상기 <수학식 4>와 같이 상기 패스트 피드백 채널에 대한 평균 수신잡음 전력을 산출하는데 적용하기 위해 상기 <수학식 5>를 이용하여 상기 부호워드들의 상관 특성을 산출한다.
상기 부호워드들의 상관특성을 확인한 후, 상기 기지국은 711단계로 진행하여 상기 상관값 제곱들 중 최대값과 상기 상관값 제곱들의 평균값을 이용하여 평균 수신 전력과 평균 수신 잡음전력을 산출한다.
상기 평균 수신전력과 평균 수신 잡음 전력을 산출한 후, 상기 기지국은 713단계로 진행하여 상기 평균 수신전력과 평균 수신 잡음 전력을 이용하여 CINR을 산출한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <수학식 4>을 이용하여 상기 패스트 피드백 채널에 대한 CINR을 산출한다.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 상기 기지국은 하나의 타일 묶음에 대한 신호열을 이용하여 패스트 피드백 채널의 CINR을 추정한다. 이 경우, 상기 기지국은 상기 추정한 CINR을 이용하여 상향링크 신호의 전력을 제어할 수 있다.
또한, 상기 기지국은 하나의 타일 묶음에 포함된 각 타일별로 신호열에 대한 CINR을 추정할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 상기 추정된 CINR을 이용하여 다중 안테나의 결합 계수(Combining Coefficient)를 산출할 수 있다.
예를 들어, 상기 무선통신시스템이 상기 도 2에 도시된 바와 같이 주파수 - 시간축 상의 4×3개의 부반송파 묶음(=타일) 6개가 할당하여 패스트 피드백 채널을 구성하는 경우, 상기 기지국은 72개(12×6)의 신호열 길이에 대해 CINR을 추정한다. 또한, 상기 기지국은 각 타일별로 12개(4×3)의 신호열 길이에 대해 CINR을 추정할 수도 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 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, 직교 또는 준직교 신호열을 전송하는 무선통신시스템에서 상기 직교 신호열과 준직교 신호열에 대한 비동기 검파 과정에서 산출된 상관 값의 제곱의 최대값과 상기 상관값 제곱들의 평균값을 이용하여 신호대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정함으로써, 정확한 신호대 간섭 및 잡음비를 추정하여 채널 정보 전달과 안정적인 시스템을 운영할 수 있고, 상기 CINR 추정방식을 모든 부반송파 구조에 적용가능하기 때문에 유연한 시스템 운영이 가능하게 되는 이점이 있다.

Claims (20)

  1. 무선통신시스템에서 상향링크 채널의 신호대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 장치에 있어서,
    패스트 피드백 채널(Fast Feedback Channel)을 통해 수신되는 신호에서 부반송파 묶음들을 분리하는 부반송파 분리기와,
    적어도 하나의 부호워드들과 상기 분리된 부반송파 묶음들에 대한 신호열의 상관을 통해 상관 값의 제곱을 산출하는 검파기와,
    상기 검파기에서 산출한 상관 값 제곱들 중 최대 값과 상기 상관값 제곱들의 평균값을 이용하여 CINR을 추정하는 CINR추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    신호를 수신받는 안테나와,
    상기 안테나를 통해 수신된 고주파(Radio Frequency) 신호를 기저대역 신호로 변환하는 RF처리기와,
    상기 RF처리기로부터 제공받은 기저대역의 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 푸리에 변환(Fourier Transform)하여 상기 부반송파 분리기로 출력하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 검파기는,
    상기 부호워드들과 상기 분리된 부반송파 묶음들에 대한 신호열의 상관 값을 산출하는 적어도 하나의 상관기들과,
    상기 상관 값들을 제곱하는 적어도 하나의 제곱기들과,
    상기 제곱기들에서 산출된 상관값 제곱들 중 최대 상관값 제곱을 추출하는 최대값 추출기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 검파기는, 상기 시스템에서 사용가능한 부호워드들의 개수와 동일한 개수의 상관기들과 제곱기들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 CINR 추정기는,
    상기 검파기로부터 제공받은 상관값 제곱들의 합을 산출하는 덧셈기와,
    상기 상관값 제곱들의 합으로 평균 값을 산출하고 상기 상관값 제곱들 중 최대값과 상기 평균값을 이용하여 CINR을 산출하는 CINR 산출기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 CINR 산출기는, 하기 수학식 6을 이용하여 CINR을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008019820237-pat00016
    여기서, 상기 M은 상기 무선통신시스템에서 사용하는 부호워드의 개수, 상기 r[i]는 상기 부호워드들 중 i번째 부호워드와 수신 신호열의 상관 값의 제곱, 상기 max(r[i])는 상기 최대 상관값 제곱, 상기
    Figure 112008019820237-pat00017
    는 상기 상관 값 제곱들의 합을 나타냄.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 CINR 추정기는,
    상기 검파기로부터 제공받은 상관값 제곱들의 합을 산출하는 덧셈기와,
    상기 부호워드들의 신호열이 준직교(Quasi-Orthogonal)하는 경우, 상기 시스템에서 사용가능한 부호워드들 사이의 상관 값의 합을 산출하는 상관기와,
    상기 상관값 제곱들의 합으로 평균 값을 산출하고 상기 상관값 제곱들 중 최대값과 상기 평균값 및 상기 부호워드들 간 상관 값의 합을 이용하여 CINR을 산출하는 CINR 산출기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 CINR 산출기는, 하기 수학식 7을 이용하여 CINR을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008019820237-pat00018
    여기서, 상기 M은 상기 무선통신시스템에서 사용하는 부호워드의 개수, 상기
    Figure 112008019820237-pat00019
    는 각 부호워드들 간의 상관 값들의 합, 상기 r[i]는 상기 부호워드들 중 i번째 부호워드와 수신 신호열의 상관 값의 제곱, 상기 max(r[i])는 상기 최대 상관값 제곱, 상기
    Figure 112008019820237-pat00020
    는 상기 상관 값 제곱들의 합을 나타냄.
  10. 무선통신시스템에서 상향링크 채널의 신호대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio)를 추정하기 위한 방법에 있어서,
    패스트 피드백 채널(Fast Feedback Channel)을 통해 수신되는 신호에서 각각의 부반송파 묶음들을 분리하는 과정과,
    적어도 하나의 부호워드들과 상기 분리된 부반송파 묶음들에 대한 신호열의 상관을 통해 산출한 상관 값들의 제곱을 산출하는 과정과,
    상기 상관값 제곱들 중 최대값과 상기 상관값 제곱들의 평균을 산출하는 과정과,
    상기 최대값과 평균값을 이용하여 CINR을 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 부반송파 묶음을 분리하는 과정은,
    안테나를 통해 수신된 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 과정과,
    상기 기저대역의 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 푸리에 변환(Fourier Transform)하는 과정과,
    상기 주파수 영역 신호에서 각각의 부반송파 묶음들을 분리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 삭제
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 CINR 추정하는 과정은,
    상기 최대값과 평균값을 이용하여 평균 수신 전력과 평균 수신 잡음 전력을 산출하는 과정과,
    상기 평균 수신 전력과 평균 수신 잡음 전력을 이용하여 CINR을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 CINR은, 하기 수학식 8을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008019820237-pat00021
    여기서, 상기 M은 상기 무선통신시스템에서 사용하는 부호워드의 개수, 상기 r[i]는 상기 부호워드들 중 i번째 부호워드와 수신 신호열의 상관 값의 제곱, 상기 max(r[i])는 상기 최대 상관값 제곱, 상기
    Figure 112008019820237-pat00022
    는 상기 상관 값 제곱들의 합을 나타냄.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 CINR 추정하는 과정은,
    상기 부호워드들의 신호열이 준직교(Quasi-Orthogonal)하는 경우,
    상기 부호워드들 간의 상관을 통해 상관 값의 합을 산출하는 과정과,
    상기 부호워드들 간의 상관 값의 합과 상기 최대값과 평균값을 이용하여 평균 수신 전력과 평균 수신 잡음 전력을 산출하는 과정과,
    상기 평균 수신 전력과 평균 수신 잡음 전력을 이용하여 CINR을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 CINR은, 하기 수학식 9를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008019820237-pat00023
    여기서, 상기 M은 상기 무선통신시스템에서 사용하는 부호워드의 개수, 상기
    Figure 112008019820237-pat00024
    는 각 부호워드들 간의 상관 값의 합, 상기 r[i]는 상기 부호워드들 중 i번째 부호워드와 수신 신호열의 상관 값의 제곱, 상기 max(r[i])는 상기 최대 상관값 제곱, 상기
    Figure 112008019820237-pat00025
    는 상기 상관 값 제곱들의 합을 나타냄.
  17. 무선통신시스템에서 신호대 간섭 및 잡음비(CINR : Carrier to Interference and Noise Ratio) 추정 장치에 있어서,
    패스트 피드백 채널(Fast Feedback Channel)을 통해 수신되는 신호에서 부반송파 묶음들을 분리하는 분리기와,
    부호워드와 상기 분리된 부반송파 묶음들에 대한 신호열의 상관을 통해 상관 값의 제곱을 검출하는 검파기와,
    상기 검파기에서 검출한 상관 값 제곱을 이용하여 CINR을 추정하는 CINR추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    신호를 수신받는 안테나와,
    상기 안테나를 통해 수신된 고주파(Radio Frequency) 신호를 기저대역 신호로 변환하는 RF처리기와,
    상기 RF처리기로부터 제공받은 기저대역의 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 푸리에 변환(Fourier Transform)하여 상기 부반송파 분리기로 출력하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 삭제
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 검파기는,
    상기 부호워드와 상기 분리된 부반송파 묶음들에 대한 신호열의 상관 값을 산출하는 상관기와,
    상기 상관 값들을 제곱하는 제곱기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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