KR101015200B1

KR101015200B1 - 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치

Info

Publication number: KR101015200B1
Application number: KR1020090084824A
Authority: KR
Inventors: 신원용; 고정훈; 정의림
Original assignee: (주)루미콤
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-02-18

Abstract

본 발명은 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무선 중계기에 장착되어서 무선 중계기의 송신안테나와 수신안테나 사이에 형성된 간섭채널을 추정할 수 있는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 파일럿 신호를 주파수-도메인에 할당하여 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성한 후에, 상기 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 시간-도메인의 심볼로 변환하는 파일러신호 생성수단(110, 120); 상기 시간-도메인의 심볼을 휴지기 구간에 송신안테나(32)에 전달하여 송신되게 하는 제1 스위칭부(310); 휴지기 구간에 간섭채널(40)을 경유하여 수신안테나(31)를 통해 수신받는 반향 심볼을 반향신호 처리수단(200)으로 전달되게 하는 제2 스위칭부(320); 상기 반향 심볼을 주파수-도메인의 시퀀스로 변환하는 반향신호 처리수단(200); 상기 파일럿 신호를 입력값으로 하고 상기 주파수-도메인의 시퀀스를 출력값으로 하는 간섭채널(40)의 임펄스 응답 벡터를 획득하는 채널 추정수단(400);으로 구성된다.

무선 중계기, 주파수 영역, 간섭채널 추정, 반향, 임펄스 응답 벡터, TTD, 휴지기, TTG, RTG, 와이브로, OFDM, FFT, IFFT, 파일럿

Description

무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치{Apparatus of self-interference channel estimations based on frequency-domain in wireless relay systems}

일반적으로, 이동 통신 시스템은 통신 거리를 늘리거나 수신 성능을 향상시키기 위하여, 광 중계기 또는 무선 중계기와 같은 중계기를 구비한다. 이와 같은 중계기들 중에서 무선 중계기는 광 중계기에 비해 성능은 낮지만 설비 비용면에서 제품 경쟁력을 갖고 있어서, 최근 성능 향상을 위해 간섭제거시스템(ICS:interference cancellation system) 중계기와 같은 무선 전이중(full duplex) 중계기 형태로 개발되고 있으며, 재송신하는 심볼의 처리 방식에 따라서 수신 신호를 그대로 증폭하여 재송신하는 AF(amplify-and forword) 방식과 수신 신 호를 복호하여 열잡음을 제거한 후에 재송신하는 DF(decode-and-forward) 방식으로 구분된다.

도 1은 일반적인 무선 중계시스템의 간략 블럭구성도이다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이 무선 중계시스템은, 송신장치(10)에서 안테나(11)를 통해 송신하면, 송신장치(10)의 송신신호를 무선 중계기(30)에서 수신하여 증폭한 후에 재송신하여서 수신장치(20)의 안테나(21)에서 재송신 신호를 수신하게 한다. 이를 위한 무선 중계기(30)는, 송신장치(10)의 송신신호를 수신하는 수신안테나(31), 재송신 신호를 송신하는 송신안테나(32), 및 수신한 신호를 증폭하여 재송신 신호를 생성하는 신호 중계수단(33)을 구비한다.

하지만, 무선 중계기(30)의 송신안테나(32)에서 송신되는 재송신 신호는, 수신장치(20)에서 수신되기도 하지만 간섭채널(40)을 통한 간섭신호로서 중계기(30)의 수신기(31)에 수신되기도 하므로, 이러한 간섭신호를 제거하지 않으면 간섭신호가 신호 중계수단(33)에 의해 증폭된 후에 재송신되어 다시 간섭신호로 반향되는 문제점이 발생하며, 이와 같이 간섭신호의 증폭이 반복될 경우에 중계기가 발산할 수도 있는 문제점이 있다.

따라서, 무선 중계기(30)는 이러한 간섭신호를 제거하여 위하여 간섭채널(40)을 추정하고 추정한 간섭채널(40)을 신호 중계수단(33)에서 보상하여서, 간섭신호가 없는 재송신 신호만 송신안테나(32)에서 출력되게 해야한다.

종래, 채널을 추정하는 기술로서, 공개특허공보 제10-2005-0046209호 및 공 개특허공보 제10-2008-0042644호 등이 있었다.

하지만, 상기 종래기술들은 송신장치(10)에서 파일럿을 삽입한 OFDM 심볼을 송신하고 수신장치(20)에서 OFDM 심볼을 해독하여 송신장치(10)와 수신장치(20) 간에 형성된 통신 경로의 채널을 추정하도록 구성되어 있어서, 무선 중계기(30)에서 발생되는 자기 간섭채널(40)을 추정하는 데에 직접 적용할 수 없는 어려움이 있었다.

다시 말해서, 상기 종래기술들을 적용하여 간섭채널(40)을 추정하기 위해서는, 송신장치(10)로부터 수신한 OFDM 심볼에 별도의 파일럿을 또다시 추가해야만 하는 데, 이럴 경우에 중계장치(30)에서 간섭채널(40)을 추정할 수는 있지만, 수신장치(20)는 중계장치(30)에서 추가적으로 파일럿이 삽입된 OFDM 심볼을 수신하게 되므로, 그러한 OFDM 심볼을 생성하기 어렵고, 송신장치(10) 및 중계장치(30)에서 제한적으로 파일럿을 삽입할 수 밖에 없는 어려움도 있는 것이다. 더욱이, 이와 같이 중계장치에 적용하게 되면 송신장치(10)에서 송신한 신호를 단순히 증폭하는 것이 아니라 수신장치(20)로 재송신하는 신호를 수신 신호와는 다른 형태로 변형해야만 하는 어려움도 있었다.

더불어, 직교주파수분할다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 신호를 송수신하는 경우에, 전체 주파수에 대한 간섭채널(40)의 응답 특성을 추정해야 하지만, 상기 종래기술들은 제한적인 파일럿만으로 간섭채널을 추정할 수밖에 없어서 간섭채널을 정확하게 추정하지 못하는 문제점도 있었다.

한편, 종래기술인 공개특허공보 제10-2005-0003904호는, 간섭 성분을 분석하여 신호 샘플이 문턱값 이상인 경우에 해당 부반송파로는 신호를 전송하지 않도록 하여서 간섭을 제거하지만, 상기 종래기술에서는 간섭채널의 임펄스 응답 특성을 추정하지 아니하므로, 재송신할 때에 간섭 성분을 보상할 수 없는 한계가 있었다. 더욱이, 상기 종래기술을 무선 중개기(30)에 적용할 경우에, 자기 간섭이 이루어진 채널을 사용하지 못하고 별도의 채널을 준비하여 재송신해야 하는 것이며, 이럴 경우에 주파수의 활용면에서 비효율적인 문제점도 있는 것이다.

따라서 본 발명의 목적은, 사용되는 전체 주파수에 대한 간섭채널의 임펄스 응답 특성을 추정할 수 있는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 수신한 심볼의 형태를 변형하지 아니하고 그대로 재송신하되 자기 간섭 성분만을 보정하여 재송신할 수 있는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 간섭이 이루어지는 주파수 범위를 선택적으로 보정할 수 있어서, 별도의 송신 채널 공간을 마련할 필요없이 전체 주파수 범위를 활용할 수 있는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 수신안테나(31)를 통해 수신받는 신호를 신호 중계수단(33)으로 증폭하여 송신안테나(32)를 통해 재송신하는 무선 중계기(30)에 장착되며, 송신안테나(32)와 수신안테나(31) 사이의 간섭채널(40)에 의한 왜곡을 신호 중계수단(33)에서 제거하여 신호를 증폭하게 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치에 있어서, 파일럿 신호를 주파수-도메인에 할당하여 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성한 후에, 상기 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 시간-도메인의 심볼로 변환하는 피일럿신호 생성수단(110, 120); 상기 시간-도메인의 심볼을 휴지기 구간에 송신안테나(32)에 전달하여 송신되게 하는 제1 스위칭부(310); 휴지기 구간에 간섭채널(40)을 경유하여 수신안테나(31)를 통해 수신받는 반향 심볼을 반향신호 처리수단(200)으로 전달되게 하는 제2 스위칭부(320); 상기 반향 심볼을 주파수-도메인의 시퀀스로 변환하는 반향신호 처리수단(200); 상기 파일럿 신호를 입력값으로 하고 상기 주파수-도메인의 시퀀스를 출력값으로 하는 간섭채널(40)의 임펄스 응답 벡터를 획득하는 채널 추정수단(400);을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 파일럿신호 생성수단(110)은, 미리 설정된

-포인트를 갖는 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하되, 미리 설정된 N-포인트 간격으로 파일럿 신호를 할당하고 파일럿 신호가 할당되지 아니한 포인트에는 "0"의 값을 할당하여 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하고, 상기 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를

-포인트의 역고속 푸리에 변화한 후에, N회 반복되는 샘플 하나만을 추출하여 시간-도메인의 심볼을 획득하며, 상기 반향신호 처리수단(200)은, 반향 심볼을 N회 반복하여 이어지게 한 후에

-포인트의 고속 푸리에 변환하여 주파수-도메인의 시퀀스를 획득하도록 구성될 수 있음을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿신호 생성수단(120)은, 상기 파일럿 신호로 미리 설정된

-포인트를 갖는 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하고, 상기 생성한 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를

-포인트의 역고속 푸리에 변화한 시간-도메인의 심볼을 획득하며, 상기 반향신호 처리수단(200)은, 반향 심볼을 N회 반복하여 이어지게 한 후에

또한, 상기 피일럿신호 생성수단(110, 120)은, 역고속 푸리에 변환하여 획득한 시퀀스에 CP(cyclic prefix)를 추가한 후에 심볼을 획득하고, 상기 반향신호 처리수단(200)은, 반향 심볼을 반복한 시퀀스에서 CP를 제거한 후에, 고속 푸리에 변환하도록 구성될 수 있음을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿 신호는, PN(pseudo-random) 신호로 이루어질 수 있음을 특징으로 한다.

또한, 상기 채널 추정수단(400)은, 상기 반향신호 처리수단(200)에서 전달받는 주파수-도메인의 시퀀스에서 파일럿 신호가 할당된 위치 사이의 값을 보간법으로 획득하도록 구성될 수 있음을 특징으로 한다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명은, 무선 중계기에서 중계하는 전체 주파수 범위에 대한 간섭채널의 임펄스 응답 특성을 추정할 뿐만 아니라, 파일럿 신호가 할당되지 아니한 범위도 보간법으로 추정하여서, 간섭채널을 주파수-도메인 (주파수-영역)에서 정확하게 추정할 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명은, 중계하는 심볼에 별도의 파일럿을 할당하지 아니하고, 대신에 휴지기 구간에 별도의 심볼을 송수신하여 간섭채널을 추정하므로, 중계하는 심볼의 형태를 변형할 필요 없이 용이하게 간섭 성분을 추정하여 보정할 수 있는 효과도 거둘 수 있다.

또한, 본 발명은, 간섭이 이루어진 주파수 범위를 선택적으로 보정할 수 있어서, OFDM방식의 통신 시스템에 효과적으로 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 전체 주파수 범위를 간섭에 의한 왜곡 없이 활용할 수 있는 이점도 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 첨부된 도면들에서 구성 또는 작용에 표기된 참조번호는, 다른 도면에서도 동일한 구성 또는 작용을 표기할 때에 가능한 한 동일한 참조번호를 사용하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

< 제1 실시예 >

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 시퀀스(sequence)의 변화를 보여주는 도면이다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에서는, 후술하는 IFFT부(112) 및 FFT부(240)가 동일한 길이의 시퀀스(즉, 길이가

인 벡터 데이터)를 처리하도록 구성되는 경우임을 밝혀둔다.

상기 도 2에 따른 본 발명은, 신호를 수신하는 수신안테나(31), 재송신 신호를 송신하는 송신안테나(32), 및 수신한 신호를 보정하고 증폭하는 신호 중계수단(33)을 구비한 무선 중계기(30)에 장착된다.

여기서, 본 발명이 설치되는 무선 중계기(30)는, 듀플렉스(duplex) 방식으로서 TDD(time division duplexing) 방식을 채택한 통신시스템에서의 중계기이다. TDD방식은 동일한 주파수 대역에서 시간적으로 다운링크(Downlink)와 업링크(Uplink)를 교대로 배정하는 양방향 전송방식으로서, 송수신하는 신호의 심벌(symbol)들 사이에 휴지기 구간인 TTG(Transmit Transition Gap) 및 RTG(Receive Transition Gap)을 갖도록 이루어진다. 예를 들어, 와이브로(WiBro/Mobile WiMAX)는, 듀플렉스(duplex) 방식으로서 TDD(time division duplexing) 방식을 채택하고, 다중접속 기술로는 OFDMA(orthogonal frequency division multiplex Access) 무선 접속 기술을 채택하며, IEEE 802.16 표준안에 따르면, 사용되는 하나의 OFDM 심벌 구간은 115.2㎲이고, TTG 구간은 87.2㎲이고, RTG 구간은 74.4㎲로 규정된다. 따라서, 와이브로(WiBro/Mobile WiMAX)에서는, 휴지기(TTT 또는 RTG) 구간이 OFDM 심벌의 구간보다 짧게 이루어지는 것이다. 이하, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 와이브로 중계 시스템의 무선 중계기에 설치된 경우로 설명한다.

이와 같은 무선 중계기(30)에 장착되는 본 발명은, 휴지기 구간에 송신할 신호인 심볼(symbol)을 생성하는 파일럿신호 생성수단(110); 생성한 심볼을 휴지기 구간에만 송신안테나(32)에서 송신되도록 스위칭 동작하는 제1 스위칭부(310); 휴지기 구간에 간섭채널을 경유하여 돌아오는 반향 심볼을 수신안테나(31)를 통해 반향신호 처리수단(200)에 전달하도록 스위칭동작하는 제2 스위칭부(320); 수신한 반향 심볼을 주파수-도메인의 시퀀스로 변환하는 반향신호 처리수단(200); 주파수-도메인의 시퀀스에 기초하여 간섭채널(40)의 임펄스 응답 벡터를 산출하는 채널추정부(400); 를 포함하여 구성된다.

상기 파일럿신호 생성수단(110)은, 채널 탭 수보다 많게 설정된

-포인트를 갖는 주파수-도메인(frequency-domain)에서 등간격(N) 위치에 파일럿(pilot)신호를 할당하여 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하는 파일럿 할당부(111);

-포인트 역고속 푸리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)을 하는 구성으로서, 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 역고속 후리에 변환하여 시간-도메인(time-domain)의 병렬 파일럿시퀀스로 변환하는 IFFT부(112); 시간-영역의 병렬 파일럿시퀀스를 직렬 파일럿시퀀스로 변환하는 병렬/직렬 변환부(113); 직렬 파일럿시퀀스에 CP(cyclic prefix)를 추가하는 CP추가부(114); CP가 추가된 직렬 파일럿시퀀스에서 N회수만큼 반복되는 동일한 샘플들 중에서 한 주기의 샘플만 포함되게 이루어지는 심볼을 추출하는 샘플 추출부(115); 를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 샘플 추출부(115)에 추출한 심볼은, 상기 제1 스위칭부(310)의 스위칭 동작에 의해 송신안테나(32)에 전달되어 휴지기 구간에 송신된다.

상기 제1 스위칭부(310)는 OFDM 심볼 전송 구간과 휴지기(TTG 또는 RTG) 구간을 감지하여서, 신호 중계수단(33)에서 생성되는 재송신할 OFDM 심볼은 OFDM 심볼 전송 구간에 상기 송신안테나(32)에 전달되게 하고, 상기 파일럿신호 생선수단(120)에서 생성되는 심볼은 휴지기(TTG 또는 RTG) 구간에 송신안테나(32)에 전달되게 하는 구성이다.

상기 파일럿 할당부(111)에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명하면, IFFT부(112)에서 처리되는 시퀀스의 길이가

-포인트로 이루어질 때에,

개의 PN(pseudo-random) 신호로 이루어진 파일럿(

) 신호를 도 3(a) 와 같이 생성하고,

-포인트의 주파수 영역에 등간격(N)으로 상기 파일럿(

) 신호를 순차적으로 할당하여 주파수-도메인의 파일럿시퀀스(도 3(b))를 생성한다.

즉, 상기 도 3의 예시에서는, 도 3(a)에 예시된

의 파일럿을 N=4인 등간격을 갖도록 순차적으로 할당하고, 각 파일럿 사이에는 "0"의 값을 할당하여 도 3(b)에 예시된 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성한다. 여기서 할당되는 파일럿(

) 신호는

을 만족하는 값이다. 그리고, 주파수-도메인에서의 파일럿 할당 위치를

으로 표현하고 여기서 n은

범위 내의 값을 갖는다고 하면, 상기

은 n의 값에 따라

로 나타낼 수 있다.

상기 IFFT부(112)는 상기 파일럿할당부(112)에서 생선된 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 역고속 푸리에 변환하여 시간-도메인의 병렬 파일럿시퀀스를 획득하고, 상기 시간-도메인의 병렬 파일럿시퀀스는 상기 병렬/직렬 변환부(123)에 의해 시간-도메인의 직렬 파일럿시퀀스로 변환된 후에 CP(cyclic prefix)가 추가되어 상 기 샘플추출부(115)로 전달된다.

여기서, 상기 시간-도메인의 직렬 파일럿시퀀스는 하나의 OFDM 심볼 크기와 동일한 크기로 이루어지므로, 휴지기(TTG 또는 RTG) 구간보다 크게 된다.

이에, 본 발명의 제1 실시예에서는, 휴지기(TTG 또는 RTG) 구간 내에서 송신할 수 있는 심볼을 상기 샘플추출부(115)를 이용하여 상기 시간-도메인의 직렬 파일럿시퀀스에서 추출한다.

먼저, 상기 파일럿 할당부(121)에서 생선된 주파수-도메인의 파일럿시퀀스(예를 들면 도 3(b))를 살펴보면, 파일럿(

) 신호를 업-샘플링(up-sampling)한 형태를 갖게 되므로, 역고속 푸리에 변환된 시간-도메인의 파일럿시퀀스는 동일한 샘플시퀀스가 반복되는 형태의 시퀀스로 된다. 예를 들면, 상기 도 3과 같이 인접하는 파일럿(

) 간의 간격(N)이 "4"이면 4개의 샘플시퀀스가 반복되는 형태를 갖는 것이다.

따라서, 상기 샘플추출부(115)는 반복되는 샘플 하나만 포함되는 심볼을 추출하여 송신안테나(32)에 전달하는 것이다. 또한, 추출한 심볼이 휴지기(TTG 또는 RTG) 내에 송신 가능한 길이를 갖도록 하기 위해서는, OFDM 심볼 구간에 대응되는

을 "N" 등분하여 휴지기(TTG 또는 RTG)에 대응되는 샘플의 길이(

)가 결정되므로, 샘플의 길이(

)가 휴지기 구간에서 송신가능하게 하는 상기 "N"의 값을 설정하면 된다.

상기 반향신호 처리수단(200)은, 상기 심볼이 송신안테나(32)를 통해 송신되어 간섭채널(40)를 통과함에 따라 반향신호인 반향 심볼로 변환되어 수신안테나(31)로 수신될 때에, 수신된 반향 심볼을 주파수-도메인의 시퀀스로 변환한다. 이때, 상기 반향 심볼은 휴지기 구간에 수신안테나(31)로 수신되는 신호이므로, 상기 제1 스위칭부(310)와 연동하는 제2 스위칭부(320)에 의해 상기 반향신호 처리수단(200)으로 전달된다. 상기 제2 스위칭부(320)는, 상기 제1 스위칭부(310)와 연동되어서, 수신안테나(31)를 통해 수신되는 OFDM 심볼을 신호 중계수단(33)에 전달하고 수신안테나(31)를 통해 수신되는 반향 심볼을 반향신호 처리수단(200)에 전달하는 스위칭동작을 수행한다.

상기 반향신호 처리수단(200)은, 반향 심볼을 N회 반복하여 서로 연이어지게 하는 샘플반복처리부(210); 반복처리된 시퀀스에서 CP(cyclic prefix)를 제거하여

길이의 시퀀스를 획득하는 CP제거부(220); CP가 제거된 시퀀스를 병렬 시퀀스로 변환하는 직렬/병렬변환부(230); 병렬 시퀀스를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 주파수-도메인의 시퀀스를 획득하는 FFT부(240);를 포함하여 구성된다.

상기 샘플반복처리부(210)는, 샘플추출부(115)에 의해 1/N로 추출된 심볼이 송신되어 반향된 심볼이므로, N회 반복하여서 추출전의 시퀀스 길이의 신호를 생성 하는 것이다.

상기 CP제거부(220), 상기 CP추가부(114)에 의해 추가되었던 CP를 제거하여서,

길이의 시간-도메인의 시퀀스를 획득한다. 이때, CP는 반복을 취한 심볼의 마지막 CP 길이에 해당하는 샘플과 동일하므로, FFT부(240)에 의해 고속 푸리에 변환한 이후에 ISI(inter-symbol interference)가 발생하지 아니한다.

상기 FFT부(240)는, 직렬/병렬변환부(230)에 의해 변환된

길이의 시간-도메인의 시퀀스를 고속 푸리에 변환하여서 반향 심볼에 대응되는 주파수-도메인의 시퀀스를 획득하고, 상기 반향신호에 대응되는 주파수-도메인의 시퀀스를 채널 추정수단(400)에 전달한다.

따라서, 상기 채널 추정수단(400)은, 상기 파일럿할당부(111)에서 할당되는 파일럿 신호 또는 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 입력으로 하고, 상기 반향 심볼에 대응되는 주파수-도메인의 시퀀스를 출력으로 하는 간섭채널(40)의 임펄스 응답 벡터를 추정할 수 있다.

여기서 추정된 간섭채널(40)의 임펄스 응답 벡터는 신호 중계수단(33)에 전달되어 OFDM 심볼(즉, 송신장치(10)로부터 수신한 심볼)을 증폭하기에 앞서서 간섭채널(40)의 임펄스 응답 벡터에 기초하여 간섭 성분을 제거할 수 있다.

상기 채널 추정수단(400)에 대한 실시예를 설명하면, 다음의 수학식 1에 근 거하여 간섭채널(40)을 추정할 수 있다.

[수학식 1]

여기서, X는 상기 FFT부(112)에서 전달받는 반향 심볼에 대응되는 주파수-도메인의 시퀀스이고, 행렬 A는 파일럿으로 형성되는 대각 행렬로서

로 이루어지며, h는 채널 탭 수(L)과 동일한 크기를 갖는 벡터로서 간섭채널(40)의 임펄스(impulse) 응답 벡터이고, w는 가우시안(Gaussian) 분포를 갖는 열잡음을 나타낸다.

이때, 상기 행렬

에 포함되는 각 요소는 다음의 수학식 2로 표현된다.

[수학식2]

여기서,

은 행렬

에서 n행 k열 위치에 배치되는 값을 나타내고,

은 상기 파일럿 할당부(111)에서 할당되는 파일럿 위치를 나타내고, 이때 n은

범위의 값을 갖는 것이며, k는

범위의 값을 갖는 것이다.

상기 채널 추정부(125)는, 상기 수학식 1,2에 근거한 다음의 수학식 3으로 획득할 수 있는 최소제곱(LS:least Square) 방식으로 간섭채널 h를 추정한다.

[수학식 3]

여기서,

은 FFT부(240)(또는 IFFT부(112))의 신호 처리 길이(

)의 크기를 갖는 주파수 영역에서의 간섭채널(40) 응답 벡터의 추정치이고, 행렬

은 아래와 같은 요소를 포함하도록 이루어진다.

[수학식 4]

이때, 행렬

은 FFT 및 보간 등의 과정을 수행하는 선형 처리기에 해당되는 것으로서,

개의 파일럿을 할당한 주파수-도메인에서 파일럿이 할당되지 아니한 위치의 값도 보간 처리하여 획득하는 것이다.

본 발명의 제1 실시예에서는, 상향링크 신호 또는 하향링크 신호에 사용되는 OFDM 심볼 길이와 동일한 신호로써 휴지기 구간에 사용하는 것이 아니라, 상기 샘 플 추출부(115)에서 1/N의 비율로 샘플링한 심볼로써 전송 및 수신하므로, OFDM 심볼 길이의 신호를 사용할 때와 동일한 MSE(mean square error)를 얻기 위해서는 SNR(signal-to-noise ratio)를 더욱 높일 필요가 있다. 이는 신호 자원을 1/N으로 줄였기 때문에 생기는 손실인 것이다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에서는, 휴지기 구간에 심볼을 전송할 때에 OFDM 심벌 구간의 신호보다는 보다 높은 전력으로 송신하는 것이 바람직하다.

< 제2 실시예 >

도 4은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 파일럿이 주파수-도메인에 할당되는 형태를 보여주는 도면이다.

먼저, 본 발명의 제2 실시예에서는, 파일럿신호 생성수단에서 역고속 푸리에 변환되는 시퀀스의 길이가 반향신호 처리수단에서 고속 푸리에 변환되는 시퀀스의 길이(

)와 상이하게 이루어지는 것임을 밝혀둔다.

상기 도 4를 살펴보면 본 발명의 제2 실시예는, 제1 실시예와 유사하게 파일럿신호(120), 제1 스위칭부(310), 제2 스위칭부(320), 반향신호 처리수단(200) 및 채널 추정수단(400)으로 구성되어서 신호 중계수단(33), 송신안테나(32) 및 수신안 테나(31)를 구비한 무선 중계기(30)에 설치된다.

즉, 본 발명의 제2 실시예는 파일럿신호 생성수단(120)을 제외한 다른 구성들(310, 320, 200, 400)이 제1 실시예와 동일하므로, 제1 실시예에서 설명한 구성들(310, 320, 200, 400)에 대한 중복 설명은 하기의 설명에서 생략한다.

상기 파일럿신호 생성수단(120)은, 채널 탭 수보다 많게 설정된

-포인트를 갖는 주파수-도메인에서 각 포인트에 파일럿을 할당하여 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하는 파일럿 할당부(121);

-포인트 역고속 푸리에 변환하는 구성으로서, 상기 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 역고속 푸리에 변환하여 시간-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하는 IFFT부(122); 상기 시간-도메인의 파일럿시퀀스를 직렬 파일럿시퀀스로 변환하는 병렬/직렬 변환부(123); 상기 직렬 파일럿시퀀스에 CP(cyclic prefix)를 추가하여서 휴지기 구간에 송신할 심볼(symbol)을 획득하는 CP추가부(124); 를 포함하여 구성된다.

상기 파일럿 할당부(121)에서 생성되는 주파수-도메인의 파일럿시퀀스에 대해서 상기 도 5에 도시된 예시로써 설명하면 다음과 같다.

상기 IFFT부(122)는

-포인트를 역고속 푸리에 변환하는 구성이므로, 이에 동일한 포인트를 갖는 시퀀스를 상기 파일럿 할당부(121)에서 생성하는 것이다.

상기 도 5에 따르면, 주파수-도메인은

-포인트를 갖으며, 주파수-도메인의 각 포인트에는

개의 파일럿(

) 신호를 순차적으로 할당하는 것임을 볼 수 있다. 그리고, 파일럿 신호가 할당된 위치를 나타내는 인덱스(

)는

의 범위에서 연속적인 값으로 되며, 이때 n은

이다.

여기서, 본 발명의 제2 실시예 및 제1 실시예에서 각각 생성되는 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 비교하면, 제2 실시예에서 생성되는 주파수-도메인의 파일럿시퀀스(도 5(b))에서는 파일럿 신호가 할당된 위치의 사이에 "0"의 값을 갖는 포인트가 할당되지 않는다는 것이다.

이와 같이

의 길이를 갖는 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하여서, IFFT부(122)에서

-포인트의 역고속 푸리에 변환을 한다.

그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 파일럿신호 생성수단(120)은, 제1 실시예의 샘플추출부(115)를 구비하지 아니하고, 대신에 CP추가부(124)에서 출력되는 심볼(symbol)이 제1 스위칭부(310)를 경유하여 송신안테나(32)에 의해 송신신호로서 송신된다.

또한, 수신안테나(31)에서는

의 길이에 대응되는 반향 심볼을 수신하므로, 반향신호 처리수단(200)은 반향 심볼을 샘플반복 철리부(210)로 N회 반복하는 것이다.

이하, 반향신호 처리수단(200)과 채널 추정수단(400)의 작용은 제1 실시예에서 설명한 것과 동일하게 이루어지므로 중복 설명을 생략한다.

한편, "N"의 값은 다음과 같이 결정할 수 있다. 즉,

의 값이 간섭채널의 탭 수보다 크되, 휴지기 구간 내에 송신할 수 있는 심볼의 길이(

)을 결정하면, "N"의 값도 결정할 수 있는 것이다.

<제3 실시예>

도 6은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도로서, 복수개의 송신안테나(도 6의 실시예에서는 두개의 송신안테나(32, 32'))를 구비한 무선 중계기(30-1)에도 본 발명이 적용될 수 있음을 보여준다.

즉, 상기 도 6에 도시된 무선 중계기(30-1)는 두개의 송신안테나(32, 32'), 하나의 수신안테나(31) 및 신호 중계수단(33)을 구비한다. 따라서, 두개의 송신안테나(32, 32')로 각각 송신되는 심볼들은 서로 다른 간섭채널(40-1, 40-2)를 통해 반향되어 하나의 수신안테나(31)에 수신된다.

이와 같은 무선 중계기(30-1)에 적용되는 본 발명의 실시예는, 송신안테나(32, 32')별로 마련되는 파일럿신호 생성수단(110, 110')과 제1 스위칭부(310, 310')를 구비하고, 반향신호 처리수단(200)과 제2 스위칭부(320)는 제1 실시예와 동일하게 수신안테나(31)에 연결되게 구비하며, 반향신호 처리수단(200)에 의해 획득되는 시퀀스를 이용하여 간섭채널를 추정하는 채널추정수단(400-1)도 구비한다.

하기의 설명에서는, 상기 파일럿신호 생성수단(110, 110'), 제1 스위칭부(310, 310'), 제2 스위칭부(320), 반향신호 처리수단(200)은 제1 실시예에서 설명한 각 구성들과 동일하므로 중복하여 설명하지 아니하며, 다만, 제1 실시예와 다른 부분만을 상세하게 설명한다.

상기 두개의 파일럿신호 생성수단(110, 110')에서 각각 할당되는 파일럿 신호는 서로 신호적으로 직교성(orthogonality)을 갖도록 생성된다. 즉, 제3 실시예에 따른 본 발명에서는, 휴지기 구간에 두개의 송신신호가 송신되어 각각 서로 다른 간섭채널(40-1, 40-2)을 통해 반향되고, 반향된 각 심볼이 동시에 하나의 수신안테나(31)로 수신되므로, 후술하는 채널추정수단(400-1)에서 각 간섭채널(40-1, 40-2)를 구분하여 추정하기 위해서는 신호적으로 직교성을 갖어서 서로 상관성이 없게 되는 두개의 파일럿신호를 사용하는 것이 바람직한 것이다.

따라서, 상기 수신안테나(31)에는, 서로 직교성을 갖는 두개의 파일럿 신호에 각각 대응되는 반향 심볼이 중첩되어 수신되고, 두 반향 심볼이 중첩된 상태의 신호를 반향신호 처리수단(200)에서 처리하여

의 길이의 시퀀스를 획득한다.

그리고, 상기 채널추정수단(400-1)은, 두개의 파일럿 신호가 서로 직교하는 것이므로 다음의 수학식 5에 근거하여 간섭채널(40-1, 40-2)를 각각 추정할 수 있다.

[수학식 5]

여기에서, 행렬

및

는 각각 파일럿신호 생성수단(110, 110')에서 각각 사용되는 파일럿 신호를 이용하여서 수학식 1의 행렬 A와 동일한 형태로 만든 대각행렬이고, 행렬

은 수학식 1의 행렬

과 동일하고, 벡터

및

은 각각 간섭채널(40-1, 40-2)에 대한 임펄스 응답 벡터이고, w는 가우시안 분포를 갖는 열잡음 벡터이다.

상기 수학식 5에 근거하여 간섭채널(40-1, 40-2)의 입펄스 응답 벡터(

및

)를 추정하는 관계식을 나타내면 다음의 수학식 6으로 된다.

[수학식 6]

여기서,

이고,

및

은 입펄스 응답 벡터(

및

)를 추정한 벡터이고,

은 수학식 4와 동일한 행렬이다.

그리고, 무선 중계기(30-1)는 상기와 같이 추정된

및

을 이용하여서, 휴지기 구간이 아닌 OFDM 심벌을 재송신하는 구간에 수신받는 OFDM 심벌을 보정하는 것이다.

상기 제3 실시예에서는, 두개의 송신안테나를 구비한 무선 중계기(30-1)에 대한 실시예만 설명하였으나, 본 발명은 2개보다 많은 복수개의 송신안테나를 구비한 무선 중계기에도 설치할 수 있는 것임에 유의해야 한다. 즉, 복수개의 송신안테나를 구비한 무선 중계기에는 송신안테나의 개수와 동일한 수의 파일럿신호 생성수단(110) 및 제1 스위칭부(310)를 각각 마련하여서 송신안테나별로 파일럿신호 생성수단(110) 및 제1 스위칭부(310)를 설치하고, 각 파일럿신호 생성수단(110)에 사용되는 파일럿 신호가 서로 신호적으로 직교성을 갖게 하며, 채널 추정수단(400-1)은 하나의 반향신호 처리수단(200)에서 처리된 시퀀스를 이용하여 간섭채널들의 임펄스 응답 특성을 추정하는 것이다. 이때, 수학식 5 및 수학식 6은 송신안테나의 개수에 맞게 확장된 행렬의 형태를 갖게 된다.

또한, 본 발명의 제3 실시예에서는, 제1 실시예의 구성요소인 파일럿신호 생성수단(110)을 사용하였으나, 상기 파일럿신호 생성수단(110)을 대체하여 제2 실시예의 구성요소인 파일럿신호 생성수단(120)을 사용할 수 있는 것임을 유의해야 한다.

<제4 실시예>

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도이다.

본 발명의 제4 실시예는, 두개의 송신안테나(32, 32'), 두개의 수신안테나(31, 31') 및 하나의 신호 중계수단(33)을 구비한 무선 중계기(30-2)에도 설치될 수 있음을 보여준다. 상기 무선 중계기(30-2)에서 송신안테나(32, 32')와 수신안테나(31, 31') 사이에는 상기 도 7에 도시된 바와 같이 4가지 경로의 간섭채널(40 : 40-1, 40-2, 40-3, 40-4)이 존재하므로, 각 수신안테나(31, 31')는 각각 두가지 경로의 간섭채널을 통한 반향 심볼이 수신된다.

이와 같은 무선 중계기(30-2)에 장착되는 본 발명은, 상기 도 6과 동일하게 송신안테나(32, 32')별로 마련되는 파일럿신호 생성수단(110, 110')과 제1 스위칭부(310, 310')를 구비할 뿐만 아니라, 수신안테나(31, 31')별로도 반향신호 처리수 단(200, 200')과 제2 스위칭부(320, 320')가 마련된다.

이때, 각 파일럿신호 생성수단(110, 110')에서 할당되는 파일럿 신호는, 상기 제 3 실시예와 동일하게 신호적으로 서로 직교성(orthogonality)을 갖도록 생성된다.

그리고, 각 반향신호 처리수단(200, 200')은 제2 스위칭부(320, 320')를 통해서 수신안테나(31, 31')로부터 전달받는 반향 심볼을 개별적으로 병렬처리하여 주파수-도메인의 시퀀스를 획득하여 채널 추정수단(400-2)에 전달한다.

그러면, 채널 추정수단(400-2)은 반향신호 처리수단(200, 200')으로부터 전달받는 주파수-도메인의 시퀀스에 기초하여 수신안테나(31, 31')별 간섭채널을 상기의 제3 실시예의 수학식 6에 따라 추정한다.

즉, 본 발명의 제4 실시예에서는, 상기 복수의 수신안테나(31, 31')별로 수신되는 반향 심볼에 대한 주파수-도메인의 시퀀스를 병렬로 획득하여 수신안테나(31, 31')별로 송신안테나(31, 32')와의 사이에 형성되는 간섭채널을 추정하고, 추정한 간섭채널 정보를 신호 중계수단(33)에 전달하여 송신 안테나(32, 32')별로 송신되는 심볼의 반향 성분을 보정할 수 있게 한다.

<제5 실시예>

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도로서, 상기의 제4 실시예에서처럼 복수의 송신안테나 및 복수의 수신안테나를 갖는 무선 중계기에 설치된다.

본 발명의 제5 실시예는, 송신안테나(32, 32')별로 각각 1개씩 연결되는 제1 스위칭부(310, 310')을 구비하되, 파일럿신호 생성수단은 송신안테나(32, 32')별로 구비하는 것이 아니라, 하나의 파일럿신호 생성수단(110)만 구비하며, 송신안테나(32, 32')의 개수만큼의 송신한 심볼들을 상기 파이럿신호 생성수단(110)으로부터 전달받은 후에 휴지기 구간에 제1 스위칭부(310, 310')를 경유하여 송신안테나(32, 32')에 심볼을 하나씩 분배하는 심볼 분배부(500)를 더욱 구비한다.

즉, 상기 심볼 분배부(500)는, 상기 파일럿신호 생성수단(110)으로부터 반복적으로 심볼을 전달받아 임시 저장하며, 이때 상기 파일럿신호 생성수단(110)은 매회 심볼을 생성할 때마다 서로 다른 파일럿 신호를 발생시켜 심볼을 생성하되 발생시키는 파일럿 신호 간에는 신호적으로 서로 직교성을 갖게 하고, 생성되는 심볼의 개수는 송신안테나(32, 32')의 개수와 일치하게 한다.

또한, 상기 심볼 분배부(500)는, 휴지기 구간에 제1 스위칭부(310, 310')를 통해 심볼들을 송신안테나(32, 32')마다 하나씩 전달하여 송신되게 한다.

그리고, 본 발명의 제5 실시예는, 수신안테나(31, 31')별로 각각 1개씩 연결되는 제2 스위칭부(320, 320')를 구비하되, 반향신호 처리수단(200)은 수신안테나별로 구비하는 것이 아니라 하나의 반향신호 처리수단(200)을 구비한다.

대신에 본 발명의 제5 실시예는, 각 제2 스위칭부(320, 320')를 통해 수신안테나들(31, 31')로부터 반향 심볼을 전달받아 임시 저장하고, 임시 저장한 반향 심볼을 순차적으로 반향신호 처리수단(200)에 전달하는 심볼 버퍼부(600)를 더욱 구비한다.

즉, 상기 본 발명의 제5 실시예에서는, 휴지기 구간에 복수개의 수신안테나(31, 31')로부터 전달받는 반향 심볼들을 저장하고 저장한 반향 심볼들을 미리 설정된 순서에 따라 순차적으로 반향신호 처리수단(200)에 전달하여서, 반향 심볼마다 주파수-도메인의 시퀀스를 생성하게 하며, 채널 추정수단(400-3)은 주파수-도메인의 시퀀스를 반향신호 처리수단(200)으로부터 순차적으로 전달받아 해당되는 간섭채널을 추정한다.

한편, 본 발명의 제4,5 실시예에서는, 본 발명의 제1 실시예에서 도시된 파일럿신호 생성수단(110)을 구비하는 것으로 설명하였으나, 상기 파일럿신호 생성수단(110)을 대체하여 제2 실시예에 도시된 파일럿신호 생성수단(120)으로도 구성할 수 있음에 유의해야 한다.

<제6 실시예>

도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도로서, 본 실시예는 무선 중계 시스템에서 하나의 셀 내에 다수의 무선 중계기가 설치된 경우에도 본 발명이 적용될 수 있음을 보여준다. 하기의 본 발명의 제6 실시예를 설명함에 있어서, 중복되는 설명은 생략하기로 하며, 무선 중계기들(30-4, 30-4')간의 간섭에 의한 중첩된 반향 심볼의 신호처리과정만 상세히 설명한다.

상기 도 9를 참조하면, 하나의 셀 내에 두개의 무선 중계기(30-4, 30-4')가 설치되고, 각 무선 중계기(30-4, 30-4')는 두개의 송신안테나(32, 32')와 하나의 수신안테나(31)를 구비한 경우이다. 휴지기 구간에는, 송신장치 또는 수신장치가 되는 기지국이나 단말기에서 신호의 전송이 없으므로, 휴지기 구간에 무선 중계기에서 수신받는 신호는 간섭채널을 추정하기 위해 송신한 심볼의 반향 심볼만이 수신된다.

따라서, 어느 하나의 무선 중계기(30-4)는 자체에 구비된 두개의 송신안테나에서 송신된 심볼이 간섭채널(40-1, 40-2)을 경유하여 반향 심볼로 수신될 뿐만아니라, 다른 하나의 무선 중계기(30-4')에 구비된 두개의 송신안테나에서 송신되는 심볼이 또다른 간섭채널(40-5, 40-6)을 경유하여 반향 심볼로 수신된다.

결국, 무선 중계기(30-4)의 수신안테나(31)는 4개의 간섭채널(40-1, 40-2, 40-5, 40-6)을 통한 반향 심볼이 중첩된 형태의 반향 심볼을 수신받게 되며, 반향신호 처리수단(200)은 이와 같이 중첩된 반향 심볼을 처리하여 주파수-도메인의 시퀀스를 획득한다.

이때, 무선 중계기(30-4, 30-4')에서 주파수 영역에 할당되는 파일럿 신호들 사이는 직교성을 갖게 하는 것이 바람직하다. 즉, 무선 중계기(30-4, 30-4') 자체에서 반복으로 할당되는 파일럿 신호 사이뿐만 아니라, 서로 다른 무선 중계기에서 할당되는 파일럿 신호 사이에도 신호적으로 직교성을 갖게 하는 것이다.

이에 따라, 채널 추정수단(400-4)은, 다음의 수학식 7과 같이 이루어지는 간섭채널의 관계식이 성립된다.

[수학식 7]

여기서, 행렬

및

는 자체에서 생성한 파일럿 신호의 대각행렬이고, 행렬

및

는 인접한 무선 중계기에서 생성한 파일럿 신호의 대각행렬이고,

및

는 자체에서 송신된 심볼이 반향되는 경로에 의해 형성된 간섭채널(40-1, 40-2)의 임펄스 응답 벡터이고,

및

는 인접한 무선 중계기와의 사이에 형성된 간섭채널(40-5, 40-6)의 임펄스 응답벡터이고,

및 w는 수학식 5의 것과 동일하다.

그리고, 채널 추정수단(400-4)은, 다음의 수학식 8 및 수학식 9에 의해 간섭채널을 추정할 수 있다.

[수학식 8]

[수학식 9]

여기서,

이고,

이고,

및

은 자기 간섭채널의 입펄스 응답 벡터(

및

)를 추정한 벡터이고,

및

은 인접한 무선 중계기와의 간섭채섭의 입펄스 응답 벡터(

및

)를 추정한 벡터이고,

은 수학식 4와 동일한 행렬이다.

이때, 행렬

,

및

의 대각 성분을 이루는 파일럿 신호간에는 신호적으로 직교하므로, 인접한 무선 중계기에 의한 간섭채널을 자기 간섭에 의한 간섭채널과 분리하여 추정할 수 있는 것이다. 이를 위해, 각 무선 중계기의 채널 추정수단에는, 자체에서 발생하는 파일럿 신호뿐만 아니라 인접한 무선중계기에서 발생하는 파일럿 신호가 미리 설정되어 저장되어 있는 것이 바람직하다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작 용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

도 1은 일반적인 무선 중계시스템의 간략 블럭구성도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 시퀀스(sequence)의 변화를 보여주는 도면.

도 4은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 파일럿이 주파수-도메인에 할당되는 형태를 보여주는 도면.

도 6은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도.

도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치가 설치된 무선 중계기의 블록구성도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 송신장치 20 : 수신장치 30 : 무선 중계기

31 : 수신안테나 32 : 수신안테나 33 : 신호 중계수단

40 : 간섭채널

110, 120 : 파일럿신호 생성수단

200 : 반향신호 처리수단

310 : 제1 스위칭부 320 : 제2 스위칭부

400 : 채널 추정수단

500 : 심볼 분배부 600 : 심볼 버퍼부

Claims

수신안테나(31)를 통해 수신받는 신호를 신호 중계수단(33)으로 증폭하여 송신안테나(32)를 통해 재송신하는 무선 중계기(30)에 장착되며, 송신안테나(32)와 수신안테나(31) 사이의 간섭채널(40)에 의한 왜곡을 신호 중계수단(33)에서 제거하여 신호를 증폭하게 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치에 있어서,

파일럿 신호를 주파수-도메인에 할당하여 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성한 후에, 상기 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 시간-도메인의 심볼로 변환하는 파일럿신호 생성수단;

상기 시간-도메인의 심볼을 휴지기 구간에 송신안테나(32)에 전달하여 송신되게 하는 제1 스위칭부(310);

휴지기 구간에 간섭채널(40)을 경유하여 수신안테나(31)를 통해 수신받는 반향 심볼을 반향신호 처리수단(200)으로 전달되게 하는 제2 스위칭부(320);

상기 반향 심볼을 주파수-도메인의 시퀀스로 변환하는 반향신호 처리수단(200);

상기 파일럿 신호를 입력값으로 하고 상기 주파수-도메인의 시퀀스를 출력값으로 하는 간섭채널(40)의 임펄스 응답 벡터를 획득하는 채널 추정수단(400);

을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.
제 1항에 있어서,

상기 파일럿신호 생성수단은,

미리 설정된
-포인트를 갖는 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하되, 미리 설정된 N-포인트 간격으로 파일럿 신호를 할당하고 파일럿 신호가 할당되지 아니한 포인트에는 "0"의 값을 할당하여 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하고, 상기 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를
-포인트의 역고속 푸리에 변화한 후에, N회 반복되는 샘플 하나만을 추출하여 시간-도메인의 심볼을 획득하며,

상기 반향신호 처리수단(200)은,

반향 심볼을 N회 반복하여 이어지게 한 후에
-포인트의 고속 푸리에 변환하여 주파수-도메인의 시퀀스를 획득하는 것임을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.
제 1항에 있어서,

상기 파일럿신호 생성수단은,

상기 파일럿 신호로 미리 설정된
-포인트를 갖는 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를 생성하고, 상기 생성한 주파수-도메인의 파일럿시퀀스를
-포인트의 역고속 푸리에 변화한 시간-도메인의 심볼을 획득하며,

상기 반향신호 처리수단(200)은,

반향 심볼을 N회 반복하여 이어지게 한 후에
-포인트의 고속 푸리에 변환하여 주파수-도메인의 시퀀스를 획득하는 것임을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,

상기 파일럿신호 생성수단은,

역고속 푸리에 변환하여 획득한 시퀀스에 CP(cyclic prefix)를 추가한 후에 심볼을 획득하고,

상기 반향신호 처리수단(200)은,

반향 심볼을 반복한 시퀀스에서 CP를 제거한 후에, 고속 푸리에 변환하는 것임을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.
제 4항에 있어서,

상기 파일럿 신호는,

PN(pseudo-random) 신호로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.
제 5항에 있어서,

상기 채널 추정수단(400)은,

상기 반향신호 처리수단(200)에서 전달받는 주파수-도메인의 시퀀스에서 파일럿 신호가 할당된 위치 사이의 값을 보간법으로 획득하는 것임을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.
제 6항에 있어서,

상기 파일럿신호 생성수단 및 제1 스위칭부(310)는,

무선 중계기(30)에 다수의 송신안테나(32)들이 구비될 경우에, 송신안테나(32)별로 연결되도록 송신안테나(32)의 개수에 맞게 마련되어 설치되고,

각 파일럿신호 생성수단에서는 서로 직교성을 갖는 파일럿 신호를 주파수-도메인에 할당하여 심볼을 생성하여 각 송신안테나(32)를 통해 휴지기 구간에 동시에 송신되게 하며,

상기 반향신호 처리수단(200)은,

송신안테나(32)별로 형성되는 간섭채널(40)을 경유한 중첩된 반향 심볼을 수신안테나(31)를 통해 전달받아서, 하나의 시간-도메인의 시퀀스를 획득하고,

상기 채널 추정수단(400)은,

송신안테나(32)별 간섭채널(40)을 추정하는 것임을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.
제 6항에 있어서,

상기 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치는,

무선 중계기(30)에 다수의 송신안테나(32)들이 구비될 경우에, 송신안테나(32)별로 제1 스위칭부(310)를 구비하고, 아울러, 상기 파일럿신호 생성수단으로부터 송신안테나(32)의 개수에 맞게 심볼을 전달받아 휴지기 구간에 각 심볼이 송신안테나(32)를 통해 동시에 송신되게 하는 심볼 분배부(500); 를 더욱 구비하고,

상기 채널 추정수단(400)은,

송신안테나(32)별 간섭채널(40)을 추정하는 것임을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.
제 8항에 있어서,

상기 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치는,

무선 중계기(30)에 다수의 수신안테나(31)들이 구비될 경우에, 수신안테나(31)별로 제2 스위칭부(320)를 구비하고, 아울러, 수신안테나(31)들로부터 반향 심볼을 동시에 전달받아 임시 저장한 후에 미리 정해진 순서에 따라 하나씩 반향 심볼을 반향신호 처리수단(200)에 전달하여 주파수-도메인의 시퀀스를 생성하게 하는 심볼 버퍼부(600); 를 더욱 구비하며,

채널 추정수단(400)은,

주파수-도메인의 시퀀스를 반향신호 처리수단(200)으로부터 순차적으로 전달받아 수신안테나(31)별로 간섭채널(40)의 임펄스 응답 벡터를 획득하는 것임을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.
제 9항에 있어서,

상기 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치는,

동일한 셀에 설치된 다수의 무선 중계기(30)들에 각각 장착될 경우에, 파일럿신호 생성수단에서 주파수-도메인에 할당되는 파일럿 신호 간에는 서로 직교성을 갖도록 생성되게 하는 것임을 특징으로 하는 무선 중계기용 주파수 영역 기반 간섭 채널 추정 장치.