KR100962114B1

KR100962114B1 - 광대역 무선통신시스템에서 채널 추정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100962114B1
Application number: KR1020060116146A
Authority: KR
Inventors: 오정태; 변명광; 전재호; 맹승주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-11-23
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2010-06-10
Also published as: US8040987B2; EP1926266B1; EP1926266A2; US20080123759A1; EP1926266A3; KR20080046764A

Abstract

본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수신 방법은, 선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용해서 채널추정을 위한 제어단위를 결정하는 과정과, 수신 데이터에서 파일럿 심볼을 상기 제어단위로 추출하는 과정과, 상기 추출된 파일럿 심볼들을 가지고 상기 제어단위로 합동 채널 추정을 수행하여 전송단위별 채널 추정값을 획득하는 과정을 포함한다.

셀간 간섭, 섹터간 간섭, 다중셀, 간섭 제거, 채널 추정

Description

광대역 무선통신시스템에서 채널 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING CHANNEL IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 다중셀 기반의 광대역 무선접속 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시하는 도면.

도 3은 광대역 무선접속 시스템에서 상향링크 전송을 위한 서브채널 구조를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 채널추정기의 상세 구성을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 채널추정기의 상세 동작 절차를 도시하는 도면.

도 6은 채널 추정을 위한 제어 단위 결정 방법을 나타낸 도면.

도 7은 채널 추정을 위한 제어 단위 내에서 채널 추정 방법의 일 예를 보여주는 도면.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 다중접속 무선통신시스템에서 인접 섹터(또는 셀) 간섭을 고려한 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 통신시스템은 음성 서비스 위주로 발전해왔으며, 점차 음성뿐만 아니라 패킷 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스도 가능한 통신시스템으로 발전하고 있다. 이와 같이 무선 패킷 데이터 서비스를 제공할 수 있는 시스템으로 제3세대(3rd Generation) 이동통신시스템이 있으며, 제3세대 이동통신시스템은 다양한 멀티미디어 서비스를 고속으로 제공할 수 있는 형태로 발전하고 있다. 그런데, 제3세대 이동통신 시스템은 코드분할 다중접속 방식을 이용하여 사용자들을 구분하고 있다. 이와 같은 코드분할 다중 접속 방식은 직교성을 가지는 서로 다른 코드를 사용자들에게 또는 사용자에게 전송되는 데이터에 할당함으로써 채널을 구분한다.

그런데, 상기 제3세대 이동통신시스템은 코드의 부족 등으로 인하여 보다 고속의 데이터를 고품질로 제공할 수 없는 문제가 있다. 즉, 사용할 수 있는 코드가 제한되어 있으므로, 전송률이 제한되는 문제가 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하고자 이동통신 시스템의 연구 및 개발자들은 소위 차세대 통신 시스템으로 불리는 제4세대(4th Generation) 광대역 무선 통신 시스템을 고려하고 있다. 이러한 광대역 무선 통신시스템은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 이용하여 사용자 또는 전송되는 데이터들을 분 류하여 전송할 수 있다. 이와 같이 제4세대 무선 통신 시스템은 전송률을 약 100Mbps까지 높일 수 있다는 장점이 있다. 따라서 제3세대 시스템보다 다양한 서비스 품질(QoS : Quality of Service)을 가지는 서비스들을 제공할 수 있다.

현재 제4세대 통신시스템은 무선 근거리 통신 네트워크(LAN : Local Area Network) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN : Metropolitan Area Network) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA : Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 발전하고 있다. 그 대표적인 통신 시스템으로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템을 예로 들 수 있으며, 이 외에도 직교주파수분할다중 방식을 사용하는 다양한 형태의 시스템이 개발되고 있다.

상술한 바와 같이, 광대역 무선 통신 시스템은 기본적으로 OFDMA 방식을 사용하고, 이동성을 보장하며, 주파수 효율을 높이기 위하여 모든 셀들이 동일한 주파수를 사용할 수 있다.

도 1은 다중셀 기반의 광대역 무선접속 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 서로 인접된 기지국0(100), 기지국1(101), 기지국2(101)는 동일한 주파수를 사용해 통신을 수행한다. 그런데, 이와 같이 주파수 재 사용률을 1로 하는 다중셀 시스템은 주파수 효율을 높일 수 있지만, 셀간(또는 섹터간) 간섭으로 인해 치명적인 성능 열화를 유발할 수 있다.

예를 들어, 기지국0(100)에 속하는 단말(103)을 고려했을 때, 인접한 셀의 기지국1(101)에 속하는 단말(104)과 기지국2(102)에 속하는 단말(105)의 송신신호는 기지국0(100)에 간섭신호로 작용한다. 즉, 기지국 0(100)은 해당 셀에 속하는 단말(103)로부터의 수신신호(106) 외에 간섭신호(107, 108)를 수신한다. 또한, 이렇게 발생된 인접 셀의 간섭 신호는 해당 셀내 단말(103)의 신호에 영향을 주어 복조 성능을 떨어뜨린다. 따라서, 이러한 다중셀 기반의 시스템에서는 인접 셀 간섭을 제어할 수 있는 기법을 반드시 사용해야 한다.

따라서, 본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 셀간(섹터간) 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 셀간(섹터간) 간섭을 고려해서 채널 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 셀간(섹터간) 간섭을 고려해서 채널 추정할 때, 채널추정을 위한 단위(unit)를 간섭을 주는 셀들의 버스트 할당 정보를 이용해서 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 수신 장치에 있어서, 선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용해서 채널추정을 위한 제어단위를 결정하는 결정기와, 수신 데이터에서 파일럿 심볼을 상기 제어단위로 추출하는 추출기와, 상기 추출기로부터의 파일럿 심볼들을 가지고 제어단위로 합동 채널 추정을 수행하여 전송단위별 채널 추정값을 획득하는 채널추정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 수신 방법에 있어서, 선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용해서 채널추정을 위한 제어단위를 결정하는 과정과, 수신 데이터에서 파일럿 심볼을 상기 제어단위로 추출하는 과정과, 상기 추출된 파일럿 심볼들을 가지고 상기 제어단위로 합동 채널 추정을 수행하여 전송단위별 채널 추정값을 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 인접 셀 또는 인접 섹터간 간섭을 고려해서 채널 추정하기 위한 기술에 대해 살펴보기로 한다.

이하 설명은 광대역 무선접속 통신시스템을 예들 들어 설명하지만, 본 발명은 다중셀 기반의 통신시스템이라면 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 기지국의 수신기(상향링크)를 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 기지국, 사용자 단말기의 구분 없이 수신기라면 모두 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 수신기는, RF처리기(200), OFDM복조기(202), 디스크램블러(204), 부채널 디매핑기(206), 채널보상기(208), 복조기(210), 복호기(212), CRC(Cyclic Redundancy Check)검사기(214), 채널추정기(216)를 포함하여 구성된다. 이하, 설명의 편의를 위해 섹터간 간섭을 제거하는 경우를 예를 들어 살펴보기로 한다.

도 2를 참조하면, 먼저 RF처리기(200)는 필터(filter), 주파수 변환기 등의 구성을 포함하며, 안테나를 통해 수신된 고주파 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

OFDM복조기(202)는 상기 RF처리기(200)로부터의 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다. 디스크램블러(204)는 상기 OFDM복조기(202)로부터의 데이터를 섹터마다 고유하게 할당된 코드로 디스크램블링하여 출력한다.

부채널 디매핑기(206)는 상기 디스크램블러(204)로부터의 데이터에서 복조하 고자 하는 버스트의 데이터를 추출 및 정렬하여 출력한다.

한편, 채널추정기(216)는 선택된 섹터들(서로 간섭을 주는 섹터들)의 버스트 할당 정보를 입력하며, 상기 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용해서 채널추정을 위한 제어 단위(control unit)를 결정한다. 그리고, 상기 채널추정기(216)는 상기 OFDM복조기(202)로부터의 데이터에서 파일럿 심볼들을 상기 결정된 제어 단위로 추출하고, 상기 추출된 파일럿 심볼들을 가지고 하기 수학식 1과 같이 채널 추정하여 소정 단위(PUSC부채널의 경우 타일)로 채널 추정값을 획득한다. 즉, 소정 단위로 자기 섹터 및 간섭 섹터들의 채널 추정값을 획득한다. 이후, 상기 채널추정기(216)는 상기 획득된 채널 추정값을 이용해 복조하고자 하는 버스트에 대한 전체 채널 값을 계산하고, 상기 계산된 채널 값을 채널보상기(208)로 제공한다. 상기 채널추정기(216)의 구체적인 동작은 이후 도 4의 참조와 함께 상세히 살펴보기로 한다.

채널보상기(208)는 상기 부채널 디매핑기(206)로부터의 데이터를 상기 채널추정기(216)로부터의 채널값을 이용해 채널 보상하여 출력한다.

복조기(210)는 상기 채널보상기(208)로부터의 데이터를 복조(demodulation)하여 출력한다. 여기서, 상기 복조기(210)는 연판정 복호(soft decision decoding)를 위한 LLR값을 생성하여 출력할 수 있다.

복호기(212)는 상기 복조기(210)로부터의 데이터를 복호(decoding)하여 정보비트열을 출력한다. CRC검사기(214)는 상기 복호기(212)로부터의 정보비트열에서 CRC(Cyclic Redundancy Check)코드를 분리하고, 수신된 정보비트열로부터 생성된 CRC코드와 상기 분리된 CRC코드를 비교하여 에러여부를 검사한다.

도 3은 광대역 무선접속 시스템에서 상향링크 전송을 위한 서브채널 구조를 도시하고 있다.

(a)는 PUSC(Partial Usage of Subcarrier) 부채널의 타일(tile)을 나타낸 것이고, (b)는 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 부채널의 슬롯(slot)을 나타낸 것이다.

(a)에 도시된 바와 같이, 하나의 타일은 주파수 축으로 4개의 연속적인 부반송파(톤)들과 시간축으로 3개의 OFDM심볼들로 구성된다. 즉, 하나의 타일은 총 12(4톤 ×3 OFDM심볼)개의 톤들로 구성된다. 여기서, 8개는 데이터 톤이고, 6개의 파일럿 톤이다. 상기 파일럿 톤은 기지국과 단말에서 미리 알고 있는 정해진 신호(파일럿 신호)를 전송하는 톤으로, 그 위치들은 미리 정해진다. 타일에 속하는 8개의 데이터 심볼들에 대한 채널 추정 값은 4개의 파일럿 심볼들을 이용해 계산된다.

(b)에 도시된 바와 같이, 하나의 슬롯은 주파수 축으로 18개의 연속적인 톤들과 시간축으로 3개의 OFDM심볼들로 구성된다. 즉, 하나의 슬롯은 총 54(18톤 ×3 OFDM심볼)개의 톤들로 구성된다. 여기서, 6개는 파일럿 톤이고, 48개는 데이터 톤이다.

이하 설명은 도 3의 (a)와 같은 PUSC 부채널 구조를 사용하는 경우를 예를 들어 살펴보기로 한다.

섹터간 간섭이 존재하는 경우, 채널 추정 성능에 심각한 열화를 유발할 수 있으므로 하기 <수학식 1>과 같이 섹터간 간섭을 고려한 채널 추정(JCE : Joint Channel Estimation)을 수행한다. 하기 <수학식 1>은 섹터의 개수가 3인 것으로 가정한 것이다.

상기 <수학식 1>에서, 행렬 P는 3개의 섹터들에 대한 타일에 적용된 스크램블링 패턴을 행렬로 나타낸 것이다. 행렬을 구성하는 각 원소

에서 c는 섹터 인덱스를 나타내고(c=0∼C-1), k는 파일럿 톤의 인덱스를 나타낸다(k=0∼K-1). 따라서, 상기

값은 +1 또는 -1 값을 가질 수 있다.

또한, Y는 수신신호를 나타내는 것으로, 4개의 파일럿 톤들에 대한 수신 신호 값들로 구성된 벡터이다. 그리고,

는 해당 타일에 대한 채널 추정 값의 벡터를 나타낸다.

상기 <수학식 1>의 변수들은 간섭을 주는 섹터 개수와 채널추정 단위에서의 파일럿 톤 개수에 따라 다음과 같이 일반화된다.

P = [ 파일럿 톤 수 × 간섭을 주는 섹터 수] 행렬

Y = [ 파일럿 톤 수] 벡터

= [ 간섭을 주는 섹터 수] 벡터

상기 <수학식 1>과 같은 방식으로 채널 추정을 하는 경우, 타일마다 간섭을 주는 섹터들 각각에 대한 채널 추정값이 획득되며, 역행렬(

)이 존재하지 않을 경우 채널 추정 값을 구할 수 없다. 4개의 파일럿 톤(K=4)을 이용하는 경우, 2개의 섹터(C=2)에 대해서는 12.5%의 확률로 역행렬이 존재하지 않으며, 3개의 섹터(C=3)에 대해서는 34.4%의 확률로 역행렬을 구할 수 없다. 따라서, 상기 확률에 따라 채널 추정을 할 수 없는 타일의 개수가 정해진다. 또한, 4개의 톤으로는 최대 4개의 섹터(C=4)만을 구별할 수 있으며, 이 경우 59.0%의 확률로 역행렬을 구할 수 없다. 이와 같이, 상기 <수학식 1>을 사용함에 있어서, 파일럿 톤의 개수에 따라 채널 추정 가능한 섹터(또는 셀)의 수와 역행렬이 없는 확률이 결정되기 때문에, 이러한 요인들을 고려해서 채널 추정을 위한 단위를 결정할 필요가 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 채널추정기(216)의 상세 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 채널추정기(216)는 제어단위(control unit) 결정기(400), 파일럿심볼 추출기(402), 제1 채널 추정기(404) 및 제2 채널 추정기(406)를 포함하여 구성된다.

도 4를 참조하면, 먼저 제어단위 결정기(400)는 선택된 섹터들(간섭을 주는 섹터들)의 버스트 할당 정보를 입력하고, 상기 버스트 할당 정보를 이용해서 채널 추정을 위한 제어 단위(control unit)를 결정한다. 여기서, 버스트 할당 정보는 할 당 자원의 위치 및 크기, 적용된 부채널 방식, 파일럿 심볼에 마스킹된 스크램블링 코드 값 등을 포함하는 의미이며, 상기 제어 단위 결정에 대해서는 이후 도 6의 참조와 함께 상세히 살펴보기로 한다.

파일럿 심볼 추출기(402)는 상기 OFDM복조기(202)로부터의 데이터에서 파일럿 심볼들을 상기 결정된 제어 단위로 추출하여 출력한다. 제1 채널추정기(404)는 상기 파일럿 심볼 추출기(402)로부터의 제어 단위별 파일럿 심볼들을 가지고 상기 수학식 1과 같이 채널 추정하여 타일별 채널 추정값을 획득한다.

제2 채널추정기(406)는 상기 제2 채널추정기(404)로부터의 타일별 채널 추정값을 이용해 복조하고자 하는 버스트에 대한 전체 채널 값을 계산하고, 상기 계산된 채널 값을 채널보상기(208)로 제공한다. 이때, 가장 간단한 방식으로 타일의 채널 추정값을 해당 타일의 모든 톤(부반송파)에 적용하여 버스트 전체에 대한 채널값을 획득하거나, 상기 채널 추정값들 사이를 선형 보간(interpolation)하는 방식으로 버스트 전체 부반송파에 대한 채널 값을 계산할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 채널추정기(216)의 상세 동작 절차를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 먼저 채널추정기(216)는 501단계에서 선택된 섹터들(간섭을 주는 섹터들)의 버스트 할당 정보를 획득한다. 여기서, 상기 버스트 할당 정보는 할당 자원의 위치 및 크기, 적용된 부채널 방식, 파일럿 심볼에 마스킹된 스크램블링 코드 값 등을 포함하는 의미이다.

상기 선택된 섹터들에 대한 버스트 할당 정보가 획득되면, 상기 채널추정 기(216)는 503단계로 진행하여 상기 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용해서 채널추정을 위한 제어 단위(control unit)를 결정한다. 여기서, 상기 제어 단위는 선택된 섹터들에 대해 채널 추정이 가능한 파일럿 톤의 수를 최대로 갖게 하는 단위를 나타낸다.

예를 들어, 3 OFDM 심볼마다 부채널 로테이션(subchannel rotation)을 하는 PUSC 부채널 구조의 경우, 타일(tile)은 시간/주파수축에서 모두 연속적으로 할당되지 않는다. 따라서, 주파수축에서의 제어 단위는 하나의 타일(4톤)이 되고, 시간축에서의 제어 단위 또한 하나의 타일(3 OFDM심볼)이 된다.

다른 예로, 부채널 로테이션을 하지 않고 시간축으로 연속적으로 타일을 할당하는 PUSC 부채널의 경우, 주파수 축에서의 제어 단위는 하나의 타일(4톤)이 되고, 시간축에서의 제어 단위는 해당 섹터 집합에서 채널 추정이 가능한 길이로 결정된다.

또 다른 예로, 특정 주파수 영역에서 시간축으로 연속적으로 자원이 할당되는 상향링크 AMC부채널의 경우, 주파수 축에서의 제어 단위는 최소 하나의 빈(9톤)이 되고, 시간축에서의 제어 단위는 해당 섹터 집합에서 채널 추정이 가능한 길이로 결정된다.

이와 같이, 채널 추정을 위한 제어 단위가 결정되면, 상기 채널추정기(216)는 505단계로 진행하여 OFDM복조된 데이터에서 파일럿 심볼을 상기 결정된 제어 단위로 추출한다. 그리고, 상기 채널추정기(216)는 507단계에서 상기 제어 단위로 추출된 파일럿 심볼들을 가지고 상기 수학식 1과 같이 채널 추정한다. 즉, 타일별로 자기 섹터 및 간섭 섹터들의 채널 추정값을 획득한다. 이후, 상기 채널추정기(216)는 509단계에서 상기 획득된 채널 추정값들을 이용해 복조하고자 하는 버스트에 대한 전체 채널 값을 계산하고, 상기 계산된 채널 값들을 채널보상기(208)로 제공한다. 여기서, 간단히 타일의 추정값을 해당 타일의 모든 부반송파들에 적용하여 버스트 전체에 대한 채널 값을 획득하거나, 상기 획득된 채널 추정값들 사이를 선형 보간(interpolation)하는 방식으로 버스트 전체 부반송파에 대한 채널 값을 계산할 수 있다.

본 발명의 보다 나은 이해를 돕기 위해 채널 추정을 위한 제어 단위 결정 방법을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 채널 추정을 위한 제어 단위 결정 방법을 나타낸 것이다. 이하 , 설명의 편의를 위해 PUSC부채널 구조를 사용하는 것으로 가정하여 살펴보기로 한다.

서로 간섭을 주는 셀(또는 섹터)을 3개로 가정한 것으로, 기지국0(BS0)은 수신신호를 복조하는 기지국이고, 기지국1(BS1) 및 기지국2(BS2)는 상기 기지국0(BS0)으로 간섭을 일으키는 기지국들이다. 여기서, 기지국0(BS0)에 하나의 버스트(500), 즉 15개의 PUSC 타일들이 할당되었다고 가정한다. 그리고, 기지국1(BS1)에 3개의 버스트들(502,503,504), 즉 3개의 PUSC 타일들(502), 3개의 PUSC 타일들(503), 9개의 PUSC 타일들(504)이 할당되었다고 가정한다. 또한, 기지국2(BS2)에 2개의 버스트들, 즉, 2개의 PUSC타일들(505), 10개의 PUSC 타일들(506)이 할당되었다고 가정한다. 이와 같이 버스트가 할당된 경우, 도시된 바와 같이, 7개의 제어 단위들을 생성할 수 있다.

여기서, 주파수 축에서의 기본 단위는 타일(4톤)이 되고, 시간축에서의 기본 단위는 3 OFDM심볼이 된다. 시간축에서 제어 단위는, 기지국 각각에 대하여 소정 시작으로부터 시간축으로 연속된 타일의 개수(동일 버스트에 속하는 타일의 개수)를 계산하고, 계산된 타일 개수 중 가장 작은 값을 제어 단위의 길이로 결정한다. 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

(1) 주파수/시간 축으로 0번째 타일을 시작으로 설정한다.

(2) 각 섹터에 대하여 소정 시작으로부터 시간축으로 연속된 타일의 개수를 계산한다.

(3) 계산된 타일의 개수 중에서 가장 작은 값을 제어 단위의 길이로 결정한다.

(4) 결정된 제어 단위 다음 타일을 시작으로 설정한다.

(5) 시간축으로 제어단위 결정이 완료되면, 다음 주파수 대역으로 이동하여 (2)번부터 다시 수행한다.

도 6에서 기지국0(BS0)은 0번째 타일로부터 연속된 타일의 개수가 4개이고, 기지국1(BS1)은 0번째 타일로부터 연속된 타일의 개수가 3개이며, 기지국2(BS2)는 0번째 타일로부터 연속된 타일의 개수가 2개이다. 따라서, 제어 단위의 길이는 2개로 결정된다. 그리고, 시작점은 2번 타일로 설정된다. 이때, 기지국0(BS0)은 2번 타일로부터 연속된 타일의 개수가 2개이고, 기지국1(BS1)은 2번째 타일로부터 연속된 타일의 개수가 1개이며, 기지국2(BS2)는 2번째 타일로부터 연속된 타일의 개수가 2개이므로, 제어 단위의 길이는 1개로 결정된다. 한편, 시간축으로 제어단위 결정이 완료되면, 다음 주파수축으로 이동하여 동일한 방식으로 제어 단위를 결정한다.

도 7은 채널 추정을 위한 제어 단위 내에서 채널 추정 방법의 일 예를 보여주는 도면이다.

도시된 바와 같이, 제어 단위내 8개의 타일들이 존재하고, 채널 추정 값은 타일 단위로 만들어진다. 3-타일 슬라이딩 방식으로 수학식 1을 적용하여 채널 추정을 수행한 것이다. 여기서, 슬라이딩 방식은 채널 추정을 하고자 하는 타일의 앞, 뒤 타일에 있는 모든 파일럿 심볼들을 이용하여 채널 추정하는 것을 말한다. 이때, 앞 타일이 없는 경우(H(0)) 또는 뒤 타일이 없는 경우(H(7))에는 2개의 타일을 가지고 채널 추정을 하고, 앞/뒤 타일이 모두 없는 경우는 채널 추정을 하고자 하는 타일 하나만 가지고 채널을 추정할 수 있다.

도 7을 참조하면, 0번째 타일의 채널 추정값(H(0))은 0번째 타일과 1번째 타일의 파일럿 심볼들(총 8개의 파일럿 심볼들)을 이용해서 산출되고, 1번째 타일의 채널 추정값(H(1))은 0번째 타일 내지 2번째 타일의 파일럿 심볼들(총 12개의 파일럿 심볼들)을 이용해서 산출된다. 2번째 타일의 채널 추정값(H(2))은 1번째 타일 내지 3번째 타일의 파일럿 심볼들을 이용해서 산출되고, 3번째 타일의 채널 추정값(H(3))은 2번째 타일 내지 4번째 타일의 파일럿 심볼들을 이용해서 산출된다. 또한, 4번째 타일의 채널 추정값(H(3))은 3번째 타일 내지 5번째 타일의 파일럿 심볼들을 이용해서 산출되고, 5번째 타일의 채널 추정값(H(5))은 4번째 타일 내지 6번째 타일의 파일럿 심볼들을 이용해서 산출된다. 그리고, 6번째 타일의 채널 추정값(H(6))은 5번째 타일 내지 7번째 타일의 파일럿 심볼들을 이용해서 산출되고, 7 번째 타일의 채널 추정(H(6))은 6번째 타일과 7번째 타일의 파일럿 심볼들을 이용해서 산출된다. 여기서, 각 타일별 산출되는 채널 추정값은 상기 수학식 1에서 설명한 바와 같이, 자기 섹터 및 간섭 섹터들의 채널값들로 이루어진 벡터이다.

이와 같이, 3개의 타일들을 이용해서 채널 추정을 할 경우 총 12개의 파일럿 심볼들을 이용할 수 있고, 3개의 AMC 슬롯들을 이용해서 채널 추정을 할 경우 총 18개의 파일럿 심볼들을 채널 추정에 이용할 수 있다. 도 7의 방식은 하나의 예를 설명한 것이며, 무선 채널의 종류, 단말 환경(속도 등), 데이터 서비스 종류, QoS 등에 따라서 제어 단위 내에서의 채널 추정 방식은 다양하게 실시될 수 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 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 셀간 또는 섹터간 간섭이 존재하는 다중 셀 무선통신시스템에서 간섭을 고려한 채널 추정을 수행하기 때문에, 정확한 채널 추정을 수행할 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 발명은 정확한 채널 추정을 통해 복조 성능(복호 성능)을 향상시키고, 이로써 셀 용량을 증대시키는 이점이 있다.

Claims

광대역 무선통신시스템에서 수신 장치에 있어서,

선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용해서 채널추정을 위한 제어단위를 결정하는 결정기와,

수신 데이터에서 파일럿 심볼을 상기 제어단위로 추출하는 추출기와,

상기 추출기로부터의 파일럿 심볼들을 가지고 제어단위로 합동 채널 추정을 수행하여 전송단위별 채널 추정값을 획득하는 채널추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

수신된 버스트 데이터를 상기 채널추정기로부터의 채널 추정값들을 이용해 채널 보상하는 채널보상기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 결정기는, 상기 섹터들 각각에 대해 이전 제어단위의 끝으로부터 시간축으로 연속된 전송단위 개수를 결정하고, 상기 결정된 전송단위 개수들 중 가장 작은 값을 상기 제어단위의 길이로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 결정기는 합동 채널 추정을 위한 파일럿 심볼의 개수가 최대가 되도록 상기 제어단위를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 제어단위는 시간축으로 연속된 OFDM심볼들과 주파수축으로 연속된 부반송파들로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 선택된 섹터의 개수가 3이고, 상기 제어단위내 파일럿 심볼의 개수가 4일 때, 상기 채널추정기는 다음 수식과 같이 채널을 추정하는 것을 특징으로 하는 장치.

여기서,
는 c번째 섹터의 k번째 파일럿 톤에 적용된 스크램블링 코드 값이고, Y는 수신벡터를 나타내며,
는 섹터들의 채널 추정 값들로 구성된 벡터를 나타냄.
제1항에 있어서,

상기 전송단위는 PUSC(Partial Usage of Subcarrier)부채널의 타일(tile) 또는 AMC(Adaptive Modulation and Coding)부채널의 슬롯(slot)인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 채널추정기는 하나의 제어단위에 대해 윈도우 슬라이딩 방식으로 합동 채널 추정을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 버스트 할당 정보는, 할당 자원의 위치, 크기, 부채널 방식, 파일럿 심볼에 마스킹된 스크램블링 코드 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서,

수신된 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)연산하는 OFDM복조기와,

상기 OFDM복조기로부터의 데이터를 섹터마다 고유하게 할당된 코드로 디스크램블링하는 디스크램블러와,

상기 디스크램블러로부터의 데이터에서 복조를 원하는 버스트 데이터를 추출하여 상기 채널보상기로 제공하는 부채널 디매핑기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서,

상기 채널보상기로부터의 데이터를 복조(demodulation)하기 위한 복조기와,

상기 복조기로부터의 데이터를 복호(decoding)하기 위한 복호기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
광대역 무선통신시스템에서 수신 방법에 있어서,

선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용해서 채널추정을 위한 제어단위를 결정하는 과정과,

수신 데이터에서 파일럿 심볼을 상기 제어단위로 추출하는 과정과,

상기 추출된 파일럿 심볼들을 가지고 상기 제어단위로 합동 채널 추정을 수행하여 전송단위별 채널 추정값을 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

수신된 버스트 데이터를 상기 획득된 채널 추정값들을 이용해 채널 보상하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 결정 과정은,

상기 섹터들 각각에 대해 이전 제어단위의 끝으로부터 시간축으로 연속된 전송단위 개수를 결정하는 과정과,

상기 결정된 전송단위 개수들 중 가장 작은 값을 상기 제어단위의 길이로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 결정 과정은,

상기 합동 채널 추정을 위한 파일럿 심볼의 개수가 최대가 되도록 상기 제어단위를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 제어단위는 시간축으로 연속된 OFDM심볼들과 주파수축으로 연속된 부반송파들로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 선택된 섹터의 개수가 3이고, 상기 제어단위내 파일럿 심볼의 개수가 4일 때, 상기 채널 추정값은 다음 수식과 같이 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.

여기서,
는 c번째 섹터의 k번째 파일럿 톤에 적용된 스크램블링 코드 값이고, Y는 수신벡터를 나타내며,
는 섹터들의 채널 추정 값들로 구성된 벡터를 나타냄.
제12항에 있어서,

상기 전송단위는 PUSC(Partial Usage of Subcarrier)부채널의 타일(tile) 또는 AMC(Adaptive Modulation and Coding)부채널의 슬롯(slot)인 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 채널추정값 획득 과정은,

각 제어단위에 대해 윈도우 슬라이딩 방식으로 합동 채널 추정을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 버스트 할당 정보는, 할당 자원의 위치, 크기, 부채널 방식, 파일럿 심볼에 마스킹된 스크램블링 코드 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서,

수신된 데이터를 FFT연산하여 OFDM복조하는 과정과,

상기 OFDM복조된 데이터를 섹터마다 고유하게 할당된 코드로 디스크램블링하는 과정과,

상기 디스크램블링된 데이터에서 상기 버스트 데이터를 추출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 채널보상된 데이터를 복조(demodulation)하는 과정과,

상기 복조된 데이터를 복호(decoding)하여 정보비트열을 복원하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.