KR101022417B1 - Carrier to interference and noise ratio estimator for wimax system - Google Patents
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Abstract
WiMAX 시스템을 위한 신호대 간섭 및 잡음비 추정 장치가 개시된다. WiMAX 시스템을 위한 신호대 간섭 및 잡음비 추정 장치는 주파수 영역으로 변환된 주파수 신호로부터 한 클러스터 내에 포함된 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 제공하는 파일럿 신호 추출부, 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 수신하여, 제1 내지 제3 파일럿 신호들을 사용하여 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정하고 제2 내지 제4 파일럿 신호들을 사용하여 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정함을 통해 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 데이터 신호 전력값을 추정하는 전력 추정부 및 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 데이터 신호 전력값을 사용하여 신호대 간섭 및 잡음비를 계산하여 출력하는 신호대 간섭 및 잡음비 계산부를 포함한다. 따라서 WiMAX 시스템을 위한 신호대 간섭 및 잡음비 추정 장치는 정확도가 높은 CINR 추정값을 제공한다.
Disclosed is a signal to interference and noise ratio estimation apparatus for a WiMAX system. The signal-to-interference and noise ratio estimation apparatus for the WiMAX system receives a pilot signal extractor for providing the first to fourth pilot signals included in a cluster from the frequency signal converted into the frequency domain, and receives the first to fourth pilot signals, Estimates power values of interference and noise signals included in the second pilot signal using the first to third pilot signals and powers of interference and noise signals included in the third pilot signal using the second to fourth pilot signals. A power estimator for estimating the interference and noise signal power values and the data signal power values through estimating the values, and the signal-to-interference and signal-to-interference and noise ratio calculations using the interference and noise signal power values and the data signal power values, and And a noise ratio calculator. Therefore, the signal-to-interference and noise ratio estimator for WiMAX systems provides a highly accurate CINR estimate.
Description
본 발명은 신호대 간섭 및 잡음비(carrier to interference and noise ratio, CINR) 추정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이맥스(world wide interoperability for microwave access, WiMAX) 시스템을 위한 CINR 추정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a signal to interference and noise ratio (CINR) estimation apparatus, and more particularly to a CINR estimation apparatus for a world wide interoperability for microwave access (WiMAX) system.
일반적으로 무선채널에서 데이터를 고속으로 전송할 경우 다중경로 페이딩 (multipath fading), 도플러 확산(doppler spread) 등의 영향으로 인해 높은 비트 오류율을 갖게 되어 무선채널에 적합한 무선접속방식이 요구된다. OFDM 방식은 무선채널에서 고속 데이터 전송에 적합한 방식이다.In general, when data is transmitted at high speed in a wireless channel, a high bit error rate is required due to the effects of multipath fading and Doppler spread, and thus a wireless access method suitable for a wireless channel is required. The OFDM scheme is suitable for high speed data transmission in a wireless channel.
OFDM 방식은 여러 개의 반송파를 사용하는 다수반송파 전송의 일종으로, 직렬로 입력되는 광대역 신호를 N개의 병렬 데이터열로 변환하여 서로 직교성을 갖는 여러 개의 부반송파로 나누어 병렬로 전송함으로써 반송파의 수만큼 각 채널에서의전송주기가 증가하게 된다.OFDM is a type of multi-carrier transmission using multiple carriers.It converts a wideband signal serially input into N parallel data strings and divides them into several subcarriers having orthogonality to each other and transmits them in parallel so that each channel has the same number of carriers. The transmission period at will increase.
이로 인하여 하나의 반송파를 사용하여 데이터를 순차적으로 전송하는 경우 보다 전송되는 심볼의 간격이 길어져 채널의 지연시간 영향을 덜 받게 되어 광대역 전송시에 나타나는 주파수 선택적 채널 특성이 심볼간 간섭이 없는 협대역의 주파수 비선택적 채널 특성으로 바뀌는 효과가 있다. 따라서 채널 등화의 복잡도를 줄일 수 있다. As a result, when the data is sequentially transmitted using a single carrier, the interval of transmitted symbols is longer, and thus the channel delay time is less affected. It has the effect of changing to the frequency non-selective channel characteristic. Therefore, the complexity of channel equalization can be reduced.
또한 부반송파들의 직교성으로 인해 각 부반송파는 스펙트럼상에서 중첩이 허용되므로 일반적인 주파수 분할 방식에 비해 스펙트럼의 효율을 높일 수 있고, 수신기에서는 간단한 신호처리 기법으로 부반송파를 분리해 낼 수 있다.In addition, due to the orthogonality of subcarriers, each subcarrier is allowed to overlap in the spectrum, thereby increasing the efficiency of the spectrum compared to a general frequency division scheme, and the receiver can separate the subcarriers using simple signal processing techniques.
이러한 OFDM 방식에서는 전력 제어나 변복조를 위해 채널 신호 품질을 정확히 측정하는 것이 무엇보다 중요하다. 채널 신호 품질은 일반적으로 신호대 간섭 및 잡음비(carrier to interference and noise ratio, CINR)로 표현되는데, CINR은 각 부반송파(subcarrier)의 신호 파워의 총합을 간섭 및 잡음 파워의 총합으로 나눈 값으로 정의된다. CINR을 정확하게 추정함으로써 AMC(adaptive modulation and coding)의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.In such an OFDM scheme, it is important to accurately measure the channel signal quality for power control or modulation and demodulation. Channel signal quality is generally expressed as a carrier to interference and noise ratio (CINR), which is defined as the sum of the signal power of each subcarrier divided by the sum of the interference and noise power. By accurately estimating CINR, it is possible to improve the performance of adaptive modulation and coding (AMC).
OFDM 방식을 사용하는 WiMAX(world wide interoperability for microwave access) 시스템에서는 파일럿(pilot) 신호를 사용하여 시간영역에서 CINR을 보고하도록 하고 있는데, 수신된 심볼(symbol)의 개수가 충분할 경우에는 종래의 CINR 추정방법을 사용하여 CINR 추정이 가능하지만, 파일럿 신호가 한 슬롯 주기(one slot duration)에만 할당된 경우에는 종래의 CINR 추정방식으로는 정확한 CINR 추정이 어렵다.In the world wide interoperability for microwave access (WiMAX) system using the OFDM scheme, a pilot signal is used to report a CINR in the time domain. When the number of received symbols is sufficient, a conventional CINR estimation is performed. Although CINR estimation is possible using the method, accurate CINR estimation is difficult with the conventional CINR estimation method when the pilot signal is assigned to only one slot duration.
이에 따라, 본 발명의 일 목적은 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a CINR estimation apparatus for a WiMAX system.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치는 주파수 영역으로 변환된 주파수 신호를 수신하여 상기 주파수 신호로부터 한 클러스터(cluster) 내에 포함된 제1 내지 제4 파일럿(pilot) 신호들을 제공하는 파일럿 신호 추출부, 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 수신하여, 상기 제1 내지 제3 파일럿 신호들을 사용하여 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 제1 전력값을 추정하고 상기 제2 내지 제4 파일럿 신호들을 사용하여 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 제2 전력값을 추정하여, 상기 제1 전력값과 상기 제2 전력값을 평균화함으로써 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하여 출력하고, 상기 제2 파일럿 신호와 상기 제3 파일럿 신호를 평균화한 신호의 평균 전력값과 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값의 차이로부터 데이터 신호 전력값을 추정하여 출력하는 전력 추정부 및 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 데이터 신호 전력값을 수신하여, 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 누적평균하고 상기 데이터 신호 전력값을 누적평균하여, 상기 누적평균된 데이터 신호 전력값을 상기 누적평균된 간섭 및 잡음 신호 전력값으로 나눔으로써 신호대 간섭 및 잡음비를 계산하여 출력하는 신호대 간섭 및 잡음비 계산부를 포함한 다.In order to achieve the above object of the present invention, a CINR estimating apparatus for a WiMAX system according to an embodiment of the present invention receives a frequency signal converted into a frequency domain and is included in a cluster from the frequency signal. A pilot signal extractor for providing first to fourth pilot signals, the first to fourth pilot signals, and interference included in the second pilot signal using the first to third pilot signals And estimating a first power value of a noise signal and estimating a second power value of an interference and noise signal included in the third pilot signal by using the second to fourth pilot signals. Average power of the signal obtained by averaging the interference and noise signal power values by averaging the second power values, and averaging the second pilot signal and the third pilot signal. And a power estimator for estimating and outputting a data signal power value from a difference between the interference and noise signal power values, and receiving the interference and noise signal power values and the data signal power values to accumulate the interference and noise signal power values. And a signal-to-interference and noise ratio calculation unit that averages and accumulates the data signal power values, and divides the accumulated average data signal power values by the cumulative averaged interference and noise signal power values to calculate and output a signal-to-interference and noise ratio. All.
실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들은 PUSC(partial usage of subchannels) 또는 FUSC(full usage of subchannels) 부채널(subchannel)로부터 추출될 수 있다.In example embodiments, the first to fourth pilot signals may be extracted from partial usage of subchannels (PUSC) or full usage of subchannels (FUSC).
실시예에 있어서, 상기 제1 파일럿 신호는 상기 클러스터 내의 첫 번째 부반송파(subcarrier)의 두 번째 심볼(symbol)에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제2 파일럿 신호는 상기 클러스터 내의 다섯 번째 부반송파의 첫 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제3 파일럿 신호는 상기 클러스터 내의 아홉 번째 부반송파의 첫 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제4 파일럿 신호는 상기 클러스터 내의 열세 번째 부반송파의 두 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호일 수 있다.In an embodiment, the first pilot signal is a pilot signal included in a second symbol of a first subcarrier in the cluster, and the second pilot signal is a first symbol of a fifth subcarrier in the cluster. And a third pilot signal included in the first symbol of the ninth subcarrier in the cluster, and the fourth pilot signal is a pilot signal included in the second symbol of the thirteenth subcarrier in the cluster. May be a signal.
실시예에 있어서, 상기 전력 추정부는 [수학식 1]에 의해 상기 제1 전력값을 추정하고, [수학식 2]에 의해 상기 제2 전력값을 추정함으로써 [수학식 3]에 의해 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하고, [수학식 4]에 의해 상기 데이터 신호 전력값을 추정할 수 있다. 여기서, N(2)는 상기 제1 전력값을 나타내고, N(3)은 상기 제2 전력값을 나타내고, y(1), y(2), y(3) 및 y(4)는 각각 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호를 나타내고, Npow는 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 나타내고, Spow는 상기 데이터 신호 전력값을 나타낸다.In an embodiment, the power estimator estimates the first power value by
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
[수학식 3]&Quot; (3) "
[수학식 4]&Quot; (4) "
실시예에 있어서, 상기 전력 추정부는 상기 제1 파일럿 신호 및 상기 제3 파일럿 신호를 평균화하여 제1 평균 신호를 생성하는 제1 평균기, 상기 제2 파일럿 신호 및 상기 제4 파일럿 신호를 평균화하여 제2 평균 신호를 생성하는 제2 평균기, 상기 제2 파일럿 신호 및 상기 제3 파일럿 신호를 평균화하여 제3 평균 신호를 생성하는 제3 평균기, 상기 제2 파일럿 신호에서 상기 제1 평균 신호를 감산하여 제1 감산 신호를 생성하는 제1 가감기, 상기 제3 파일럿 신호에서 상기 제2 평균 신호를 감산하여 제2 감산 신호를 생성하는 제2 가감기, 상기 제1 감산 신호를 제곱하여 상기 제1 전력값을 생성하는 제1 제곱기, 상기 제2 감산 신호를 제곱하여 상기 제2 전력값을 생성하는 제2 제곱기, 상기 제3 평균 신호를 제곱하여 상기 평균 전력값을 생성하는 제3 제곱기, 상기 제1 전력값 및 상기 제2 전력값을 평균화하여 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하여 출력하는 제4 평균기 및 상기 평균 전력값에서 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 감산하여 상기 데이터 신호 전력값을 추정하여 출력하는 제3 가감기를 포함할 수 있다.The power estimator may include: a first averager for generating a first average signal by averaging the first pilot signal and the third pilot signal, and averaging the second pilot signal and the fourth pilot signal; A second averager for generating a second average signal, a third averager for averaging the second pilot signal and the third pilot signal to generate a third average signal, and subtracting the first average signal from the second pilot signal A first subtractor for generating a first subtracted signal, a second subtractor for generating a second subtracted signal by subtracting the second average signal from the third pilot signal, and square the first subtracted signal to the first subtractor A first squarer that generates a power value, a second squarer that squares the second subtracted signal to generate the second power value, and a third squarer that squares the third average signal to generate the average power value , remind Subtracting the interference and noise signal power values from the fourth averager and the average power value by averaging a first power value and the second power value to estimate and output the interference and noise signal power values. It may include a third retarder for estimating and outputting the.
실시예에 있어서, 상기 신호대 간섭 및 잡음비 계산부는 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 누적평균하여 제1 누적평균값을 제공하는 제1 누적평균기, 상기 데이터 신호 전력값을 누적평균하여 제2 누적평균값을 제공하는 제2 누적평균기, 상기 제1 누적평균값을 수신하여 상기 제1 누적평균값의 역수값를 제공하는 역수 연산기 및 상기 역수 연산기의 출력값과 상기 제2 누적평균값을 곱하여 상기 신호대 간섭 및 잡음비를 제공하는 곱셈기를 포함할 수 있다.In an embodiment, the signal-to-interference and noise ratio calculation unit may accumulate and average the interference and noise signal power values to provide a first cumulative average value, and cumulative average the data signal power values to obtain a second cumulative average value. A second cumulative average to provide the first cumulative average value and a reciprocal calculator for providing a reciprocal value of the first cumulative average value and the output value of the reciprocal operator multiplying the second cumulative average value to provide the signal-to-interference and noise ratio It may include a multiplier.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치는 주파수 영역으로 변환된 주파수 신호를 수신하여, 파일럿(pilot) 신호가 할당된 슬롯(slot)들 각각으로부터 추출된, 한 클러스터(cluster) 내에 포함된 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 순차적으로 제공하고, 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수를 제공하는 파일럿 신호 추출부, 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 수신하여, 상기 제1 내지 제3 파일럿 신호들을 사용하여 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 제1 전력값을 추정하고 상기 제2 내지 제4 파일럿 신호들을 사용하여 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 제2 전력값을 추정하여, 상기 제1 전력값과 상기 제2 전력값을 평균화함으로써 제1 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하여 출력하고, 상기 제2 파일럿 신호와 상기 제3 파일럿 신호를 평균화한 신호의 평균 전력값과 상기 제1 간섭 및 잡음 신호 전력값의 차이로부터 제1 데이터 신호 전력값을 추정하여 출력하는 제1 전력 추정부, 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들, 상기 제1 슬롯의 다음 슬롯인 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 및 상기 제2 슬롯의 다음 슬롯인 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 순차적으로 수신하여, 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들과 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대한 데이터 신호의 전력값들을 추정하고, 상기 추정된 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 평균화함으로써 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하여 출력하고, 상기 추정된 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대한 데이터 신호의 전력값들을 평균화함으로써 제2 데이터 신호 전력값을 추정하여 출력하는 제2 전력 추정부, 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들, 상기 제1 슬롯의 다음 슬롯인 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들, 상기 제2 슬롯의 다음 슬롯인 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들, 상기 제3 슬롯의 다음 슬롯인 제4 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 및 상기 제4 슬롯의 다음 슬롯인 제5 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 순차적으로 수신하여, 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들과 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대한 데이터 신호의 전력값들을 추정하고, 상기 추정된 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 평균화함으로써 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하여 출력하고, 상기 추정된 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대한 데이터 신호의 전력값들을 평균화함으로써 제3 데이터 신호 전력값을 추정하여 출력하는 제3 전력 추정부 및 상기 제1 내지 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값들, 상기 제 1 내지 제3 데이터 신호 전력값들 및 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수를 수신하여, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3미만인 경우에는 상기 제1 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제1 데이터 신호 전력값을 사용하여 신호대 간섭 및 잡음비를 계산하여 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3이상 5미만인 경우에는 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제2 데이터 신호 전력값을 사용하여 신호대 간섭 및 잡음비를 계산하여 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 5이상인 경우에는 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제3 데이터 신호 전력값을 사용하여 신호대 간섭 및 잡음비를 계산하여 출력하는 신호대 간섭 및 잡음비 계산부를 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, a CINR estimating apparatus for a WiMAX system according to an embodiment of the present invention receives a frequency signal converted into a frequency domain, a slot to which a pilot signal is allocated A pilot signal extracting unit sequentially providing first to fourth pilot signals included in one cluster, extracted from each of the plurality of nodes), and providing a number of slots to which a pilot signal is allocated; Receiving first to fourth pilot signals, estimating a first power value of an interference and noise signal included in the second pilot signal using the first to third pilot signals, and performing the second to fourth pilot signals First interference by estimating a second power value of the interference and noise signal included in the third pilot signal, and averaging the first power value and the second power value. And estimating and outputting a noise signal power value, and obtaining a first data signal power value from a difference between an average power value of the signal obtained by averaging the second pilot signal and the third pilot signal and the first interference and noise signal power value. A first power estimator for estimating and outputting the first to fourth pilot signals extracted from the first slot and the first to fourth pilot signals extracted from a second slot that is a next slot of the first slot And sequentially receiving the first to fourth pilot signals extracted from the third slot, which is the next slot of the second slot, to obtain power values of the interference and noise signals included in each of the first to fourth pilot signals. And estimate power values of the data signal for each of the first to fourth pilot signals, and transmit the interference and noise signals included in each of the estimated first to fourth pilot signals. Estimating and outputting second interference and noise signal power values by averaging the values, and estimating and outputting second data signal power values by averaging power values of the data signals for each of the estimated first to fourth pilot signals A second power estimator, the first to fourth pilot signals extracted from the first slot, the first to fourth pilot signals extracted from the second slot that is a next slot of the first slot, and The first to fourth pilot signals extracted from the third slot, which is the next slot of the second slot, the first to fourth pilot signals and the fourth pilot signals extracted from the fourth slot, which is the next slot of the third slot. Receiving the first to fourth pilot signals sequentially extracted from the fifth slot, which is the next slot of the four slots, to generate the interference included in each of the first to fourth pilot signals; Estimate power values of a negative signal and power values of a data signal for each of the first to fourth pilot signals, and power values of an interference and noise signal included in each of the estimated first to fourth pilot signals. Estimating and outputting a third interference and noise signal power value by averaging them, and estimating and outputting a third data signal power value by averaging power values of data signals for each of the estimated first to fourth pilot signals. A third power estimator and the first to third interference and noise signal power values, the first to third data signal power values, and the number of slots to which the pilot signal is allocated, to receive the pilot signal; If the number of slots is less than 3, the signal-to-interference and noise ratio are calculated and output using the first interference and noise signal power value and the first data signal power value. When the number of slots to which the pilot signal is allocated is 3 or more and less than 5, the signal-to-interference and noise ratio are calculated and output using the second interference and noise signal power value and the second data signal power value, and the pilot signal is If the allocated number of slots is 5 or more, a signal-to-interference and noise-ratio calculation unit for calculating and outputting signal-to-interference and noise-ratio using the third interference and noise signal power value and the third data signal power value.
실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들은 PUSC(partial usage of subchannels) 또는 FUSC(full usage of subchannels) 부채널(subchannel)로부터 추출될 수 있다.In example embodiments, the first to fourth pilot signals may be extracted from partial usage of subchannels (PUSC) or full usage of subchannels (FUSC).
실시예에 있어서, 상기 제1 파일럿 신호는 상기 클러스터 내의 첫 번째 부반송파(subcarrier)의 두 번째 심볼(symbol)에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제2 파일럿 신호는 상기 클러스터 내의 다섯 번째 부반송파의 첫 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제3 파일럿 신호는 상기 클러스터 내의 아홉 번째 부반송파의 첫 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제4 파일럿 신호는 상기 클러스터 내의 열세 번째 부반송파의 두 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호일 수 있다.In an embodiment, the first pilot signal is a pilot signal included in a second symbol of a first subcarrier in the cluster, and the second pilot signal is a first symbol of a fifth subcarrier in the cluster. And a third pilot signal included in the first symbol of the ninth subcarrier in the cluster, and the fourth pilot signal is a pilot signal included in the second symbol of the thirteenth subcarrier in the cluster. May be a signal.
실시예에 있어서, 상기 제2 전력 추정부는 [수학식 5]에 의해 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 추정하고, [수 학식 6]에 의해 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대한 데이터 신호의 전력값들을 추정함으로써 [수학식 7]에 의해 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하고, [수학식 8]에 의해 상기 제2 데이터 신호 전력값을 추정할 수 있다. 여기서, k는 1이상 4이하의 정수이고, N(k)는 상기 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 나타내고, y1(k)는 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y2(k)는 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y3(k)는 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, S(k)는 상기 제k 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 나타내고, Npow는 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값을 나타내고, Spow는 상기 제2 데이터 신호 전력값을 나타낸다.In example embodiments, the second power estimator estimates power values of interference and noise signals included in each of the first to fourth pilot signals by
[수학식 5][Equation 5]
[수학식 6]&Quot; (6) "
[수학식 7][Equation 7]
[수학식 8][Equation 8]
실시예에 있어서, 상기 제3 전력 추정부는 [수학식 9]에 의해 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 추정하고, [수학식 10]에 의해 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대한 데이터 신호의 전력값들을 추정함으로써 [수학식 11]에 의해 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하고, [수학식 12]에 의해 상기 제3 데이터 신호 전력값을 추정할 수 있다. 여기서, k는 1이상 4이하의 정수이고, N(k)는 상기 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 나타내고, y1(k)는 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y2(k)는 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y3(k)는 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y4(k)는 상기 제4 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y5(k)는 상기 제5 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, S(k)는 상기 제k 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 나타내고, Npow는 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값을 나타내고, Spow는 상기 제3 데이터 신호 전력값을 나타낸다.In example embodiments, the third power estimator estimates power values of interference and noise signals included in each of the first to fourth pilot signals by Equation 9, and by
[수학식 9][Equation 9]
[수학식 10][Equation 10]
[수학식 11][Equation 11]
[수학식 12][Equation 12]
실시예에 있어서, 상기 신호대 간섭 및 잡음비 계산부는 상기 제1 간섭 및 잡음 신호 전력값을 누적평균하여 제1 누적평균값을 제공하는 제1 누적평균기, 상기 제1 데이터 신호 전력값을 누적평균하여 제2 누적평균값을 제공하는 제2 누적평균기, 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값을 누적평균하여 제3 누적평균값을 제공하는 제3 누적평균기, 상기 제2 데이터 신호 전력값을 누적평균하여 제4 누적평균값을 제공하는 제4 누적평균기, 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값을 누적평균하여 제5 누적평균값을 제공하는 제5 누적평균기, 상기 제3 데이터 신호 전력값을 누적평균하여 제6 누적평균값을 제공하는 제6 누적평균기, 상기 제1, 제3 및 제5 누적평균값들 및 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수를 수신하여, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3미만인 경우에는 상기 제1 누적평균값을 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3이상 5미만인 경우에는 상기 제3 누적평균값을 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 5이상인 경우에는 상기 제5 누적평균값을 출력하는 제1 선택기, 상기 제2, 제4 및 제6 누적평균값들 및 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수를 수신하여, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3미만인 경우에는 상기 제2 누적평균값을 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3이상 5미만인 경우에는 상기 제4 누적평균값을 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 5이상인 경우에는 상기 제6 누적평균값을 출력하는 제2 선택기, 상기 제1 선택기의 출력값을 수신하여 상기 제1 선택기의 출력값의 역수값을 제공하는 역수 연산기 및 상기 역수 연산기의 출력값과 상기 제2 선택기의 출력값을 곱하여 상기 신호대 간섭 및 잡음비를 제공하는 곱셈기를 포함할 수 있다.In an embodiment, the signal-to-interference and noise ratio calculation unit accumulates and averages the first interference and noise signal power values to provide a first cumulative average value, and accumulates and averages the first data signal power values. A second cumulative averager providing a cumulative average value, a third cumulative averager providing a third cumulative average value by cumulative averaging the second interference and noise signal power values, and A fourth cumulative averager providing a cumulative average value, a cumulative average of the third interference and noise signal power values, a fifth cumulative averager providing a fifth cumulative average value, and a cumulative average of the third data signal power values Receives a sixth cumulative averager that provides a cumulative average value, the first, third and fifth cumulative average values, and the number of slots to which the pilot signal is allocated; In the case of outputting the first cumulative average value, and outputting the third cumulative average value when the number of slots to which the pilot signal is allocated is 3 or more and less than 5, and when the number of slots to which the pilot signal is allocated is 5 or more, Receiving a first selector for outputting a cumulative average value, the second, fourth and sixth cumulative average values, and the number of slots to which the pilot signal is allocated, and when the number of slots to which the pilot signal is allocated is less than 3, Outputting a second cumulative average value, and outputting the fourth cumulative average value when the number of slots to which the pilot signal is allocated is 3 or more and less than 5; A second selector for outputting, an inverse calculator for receiving an output value of the first selector and providing a reciprocal value of the output value of the first selector and the reciprocal calculator By multiplying the output value and the output value of the second selector can include a multiplier for providing the signal-to-interference-and-noise ratios.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 와이맥스 시스템을 위한 신호대 간섭 및 잡음비 추정 장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.Hereinafter, a signal-to-interference and noise ratio estimation apparatus for a WiMAX system according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. Those skilled in the art will be able to implement the present invention in various other forms without departing from the spirit of the present invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is described, and that one or more other features or numbers are present. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
한편, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.On the other hand, when an embodiment is otherwise implemented, a function or operation specified in a specific block may occur out of the order specified in the flowchart. For example, two consecutive blocks may actually be performed substantially simultaneously, and the blocks may be performed upside down depending on the function or operation involved. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
이하, 본 명세서에서 "WiMAX 시스템"은 Mobile WiMAX Wave 1 및 Mobile WiMAX Wave 2를 포함하는 IEEE 802.16e 규격을 만족하는 시스템을 포함한다.Hereinafter, in the present specification, the "WiMAX system" includes a system that meets the IEEE 802.16e standard including
도 1은 WiMAX(world wide interoperability for microwave access) 시스템에서 수신된 심볼(symbol)들의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of received symbols in a world wide interoperability for microwave access (WiMAX) system.
WiMAX 시스템에서 PUSC(partial usage of subchannels) 또는 FUSC(full usage of subchannels) 부채널(subchannel)은 클러스터(cluster)단위로 심볼(symbol)들이 구성되는데, 도 1은 주파수축(부반송파 인덱스축) 및 시간축(심볼 인덱스축)을 사용하여, 클러스터 단위로 수신된 심볼들을 2차원적으로 도시하고 있다. 도 1에서, 하얀색 동그라미는 데이터 신호를 나타내고, 검정색 동그라미는 파 일럿(pilot) 신호를 나타낸다.In the WiMAX system, PUSC (partial usage of subchannels) or FUSC (full usage of subchannels) subchannels are composed of symbols in cluster units. FIG. 1 shows a frequency axis (subcarrier index axis) and a time axis. By using (symbol index axis), symbols received in cluster units are shown two-dimensionally. In FIG. 1, white circles represent data signals and black circles represent pilot signals.
도 1을 참조하면, 하나의 클러스터(10)는, 클러스터(10) 내에서 각각 첫 번째 부반송파(subcarrier)의 두 번째 심볼, 다섯 번째 부반송파의 첫 번째 심볼, 아홉 번째 부반송파의 첫 번째 심볼 및 열세 번째 부반송파의 두 번째 심볼에 위치하는 4개의 파일럿 신호들을 포함한다.Referring to FIG. 1, one
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 신호대 간섭 및 잡음비(carrier to interference and noise ratio, CINR) 추정 장치를 나타내는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an apparatus for estimating a signal to interference and noise ratio (CINR) for a WiMAX system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치(1000)는 파일럿 신호 추출부(100), 전력 추정부(200) 및 CINR 계산부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
파일럿 신호 추출부(100)는 주파수 영역으로 변환된 주파수 신호를 수신하여 상기 주파수 신호로부터 한 클러스터(10) 내에 포함된 제1 내지 제4 파일럿 신호들(pilot1~pilot4)을 제공한다.The
전력 추정부(200)는 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 수신하여, 상기 제1 내지 제3 파일럿 신호들(20)을 사용하여 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정하고 상기 제2 내지 제4 파일럿 신호들(30)을 사용하여 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정하여, 상기 추정된 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값과 상기 추정된 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 평균화함으로써 간섭 및 잡음 신호 전력값(i&n power)을 추정하여 출력하고, 상기 제2 파일럿 신호와 상기 제3 파일럿 신호를 평균화한 신호의 평균 전력값과 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값의 차이로부터 데이터 신호 전력값(data power)을 추정하여 출력한다.The
CINR 계산부(300)는 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 데이터 신호 전력값을 수신하여, 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값과 상기 데이터 신호 전력값을 각각 누적평균하여, 상기 누적평균된 데이터 신호 전력값을 상기 누적평균된 간섭 및 잡음 신호 전력값으로 나눔으로써 신호대 간섭 및 잡음비(CINR)를 계산하여 출력한다.The
상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들은 PUSC 또는 FUSC 부채널로부터 추출되는 것이고, 상기 제1 파일럿 신호는 클러스터(10) 내에서 첫 번째 부반송파의 두 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제2 파일럿 신호는 클러스터(10) 내에서 다섯 번째 부반송파의 첫 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제3 파일럿 신호는 클러스터(10) 내에서 아홉 번째 부반송파의 첫 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제4 파일럿 신호는 클러스터(10) 내에서 열세 번째 부반송파의 두 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이다.The first to fourth pilot signals are extracted from a PUSC or FUSC subchannel, and the first pilot signal is a pilot signal included in a second symbol of the first subcarrier in the
전력 추정부(200)의 동작을 구체적으로 설명하면, 전력 추정부(200)는 한 클러스터(10) 내에서 선형 피팅(linear fitting) 기법을 적용하여 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정함으로써 CINR을 추정하는 방법을 사용한다. 즉, 상기 제2 파일럿 신호에서 상기 제1 파일럿 신호와 상기 제3 파일럿 신호의 평균 신호를 감산한 신호를 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호로 추정한다. 마찬가지로, 상기 제3 파일럿 신호에서 상기 제2 파일럿 신호와 상기 제4 파일럿 신호의 평균 신호를 감산한 신호를 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호로 추정한다.Referring to the operation of the
구체적으로, 아래의 [수학식 1]에 의해 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정하고, 아래의 [수학식 2]에 의해 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정한다.Specifically, the power value of the interference and noise signal included in the second pilot signal is estimated by
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
여기서, N(2)는 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 나타내고, N(3)은 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 나타내고, y(1), y(2), y(3) 및 y(4)는 각각 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호를 나타내고, Npow는 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 나타내고, Spow는 상기 데이터 신호 전력값을 나타낸다.Here, N (2) represents the power value of the interference and noise signal included in the second pilot signal, N (3) represents the power value of the interference and noise signal included in the third pilot signal, and y ( 1), y (2), y (3) and y (4) represent the first to fourth pilot signals, respectively, N pow represents the interference and noise signal power values, and S pow represents the data signal power. Indicates a value.
그 후, 아래의 [수학식 3]과 같이, [수학식 1]에 의해 추정된 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 [수학식 2]에 의해 추정된 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 평균화함으로써 수신된 클러스터(10)에 대한 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정한다. Thereafter, as shown in
또한, 아래의 [수학식 4]와 같이, 상기 제2 파일럿 신호 및 상기 제3 파일럿 신호를 평균화한 신호를 클러스터(10)에 대한 평균 파일럿 신호로 추정하여, 상기 평균 파일럿 신호의 전력값에서 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 감산함으로써 수신된 클러스터(10)에 대한 상기 데이터 신호 전력값을 추정한다.In addition, as shown in
[수학식 3]&Quot; (3) "
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, Npow는 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 나타내고, Spow는 상기 데이터 신호 전력값을 나타낸다.Where N pow represents the interference and noise signal power values and S pow represents the data signal power values.
도 3은 도 2의 전력 추정부(200)의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the
도 3을 참조하면, 전력 추정부(200)는 제1 평균기(210), 제1 가감기(220), 제1 제곱기(230), 제2 평균기(240), 제2 가감기(250), 제2 제곱기(260), 제3 평균기(280), 제4 평균기(270), 제3 제곱기(290) 및 제3 가감기(295)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
제1 평균기(210)는 상기 제1 파일럿 신호 및 상기 제3 파일럿 신호를 평균화하여 제1 평균 신호를 생성하고, 제1 가감기(220)는 상기 제2 파일럿 신호에서 상기 제1 평균 신호를 감산하여 제1 감산 신호를 생성하고, 제1 제곱기(230)는 상기 제1 감산 신호를 제곱하여 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정한다.The
또한, 제2 평균기(240)는 상기 제2 파일럿 신호 및 상기 제4 파일럿 신호를 평균화하여 제2 평균 신호를 생성하고, 제2 가감기(250)는 상기 제3 파일럿 신호에서 상기 제2 평균 신호를 감산하여 제2 감산 신호를 생성하고, 제2 제곱기(260)는 상기 제2 감산 신호를 제곱하여 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정한다.In addition, the
제4 평균기(270)는 제1 제곱기(230)의 출력값인 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 제2 제곱기(260)의 출력값인 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 평균화하여 클러스터(10)에 대한 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하여 출력한다.The
제3 평균기(280)는 상기 제2 파일럿 신호 및 상기 제3 파일럿 신호를 평균화하여 클러스터(10)에 대한 평균 파일럿 신호를 추정하고, 제3 제곱기(290)는 상기 평균 파일럿 신호를 제곱하여 상기 평균 파일럿 신호의 전력값을 추정하고, 제3 가감기(295)는 제3 제곱기(290)의 출력값인 상기 평균 파일럿 신호의 전력값에서 제4 평균기(270)의 출력값인 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 감산하여 클러스터(10)에 대한 상기 데이터 신호 전력값을 추정하여 출력한다.The
상기 설명한 바와 같이, 도 3의 전력 추정부(200)는 제1 평균기(210), 제1 가감기(220), 제1 제곱기(230), 제2 평균기(240), 제2 가감기(250), 제2 제곱기(260), 제3 평균기(280), 제4 평균기(270), 제3 제곱기(290) 및 제3 가감기(295)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 실시예에 따라서, 전력 추정부(200)는 [수학식 1], [수학식 2], [수학식 3] 및 [수학식 4]를 만족하는 다른 구성으로 구현될 수도 있을 것이다.As described above, the
도 4는 도 2의 CINR 계산부(300)의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the
도 4를 참조하면, CINR 계산부(300)는 제1 누적평균기(310), 제2 누적 평균기(320), 역수 연산기(330) 및 곱셈기(340)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the
제1 누적평균기(310)는 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값을 누적평균한 값을 제공하고, 제2 누적평균기(320)는 상기 데이터 신호 전력값을 누적평균한 값을 제공하고, 역수 연산기(330)는 제1 누적평균기(310)의 출력값의 역수에 해당하는 값을 제공하고, 곱셈기(340)는 역수 연산기(330)의 출력값 및 제2 누적평균기(320)의 출력값을 곱하여 상기 CINR을 제공한다.The first
상기 설명한 바와 같이, CINR 계산부(300)는 각 클러스터에 대한 상기 데이터 신호 전력값의 누적평균값을 각 클러스터에 대한 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값의 누적평균값으로 나눔으로써 상기 CINR을 제공한다.As described above, the
도 4의 CINR 계산부(300)는 제1 누적평균기(310), 제2 누적 평균기(320), 역수 연산기(330) 및 곱셈기(340)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 실시예에 따라서, CINR 계산부(300)는 각 클러스터에 대한 상기 데이터 신호 전력값의 누적평균값을 각 클러스터에 대한 상기 간섭 및 잡음 신호 전력값의 누적평균값으로 나눔으로써 상기 CINR을 제공하는 다른 구성으로 구현될 수도 있을 것이다.Although the
상기 설명한 바와 같은 구성 및 동작을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치(1000)는 클러스터 기반으로 CINR 추정을 수행함으로써, 파일럿 신호가 한 슬롯(slot) 주기에만 할당된 경우에도 클러스터 내에서 선형 피팅 기법을 적용하여 정확도 높은 CINR 추정값을 제공할 수 있고, 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 늘어날수록 각 클러스터에 대한 간섭 및 잡음 신호 전력값과 데이터 신호 전력값이 누적평균됨으로써 CINR 추정의 정확도를 더욱 높일 수 있게 된다.Through the configuration and operation as described above, the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating an apparatus for estimating CINR for a WiMAX system according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치(2000)는 파일럿 신호 추출부(2100), 제1 전력 추정부(2200), 제2 전력 추정부(2300), 제3 전력 추정부(2400) 및 CINR 계산부(2500)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a
파일럿 신호 추출부(2100)는 주파수 영역으로 변환된 주파수 신호를 수신하여, 파일럿(pilot) 신호가 할당된 슬롯(slot)들 각각으로부터 추출된, 한 클러스터(10) 내에 포함된 제1 내지 제4 파일럿 신호들(pilot1~pilot4)을 순차적으로 제공하고, 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수(slot no)를 제공한다. 여기서, 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수는 수신된 주파수 신호로부터 파일럿 신호 추출부(2100)가 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 추출한 슬롯의 개수를 의미한다.The
제1 전력 추정부(2200)는 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 수신하여, 상기 제1 내지 제3 파일럿 신호들(20)을 사용하여 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정하고 상기 제2 내지 제4 파일럿 신호들(30)을 사용하여 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정하여, 상기 추정된 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값과 상기 추정된 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 평균화함으로써 제1 간섭 및 잡음 신호 전력값(i&n power 1)을 추정하여 출력하고, 상기 제2 파일럿 신호와 상기 제3 파일럿 신호를 평균화한 신호의 평균 전력값과 상기 제1 간섭 및 잡음 신호 전력값의 차이로부터 제1 데이터 신호 전력값(data power 1)을 추정하여 출력한다.The
제2 전력 추정부(2300)는 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들, 상기 제1 슬롯의 다음 슬롯인 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 및 상기 제2 슬롯의 다음 슬롯인 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 순차적으로 수신한다.The
그 후, 제2 전력 추정부(2300)는 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 제1 파일럿 신호, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 제1 파일럿 신호 및 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 제1 파일럿 신호를 사용하여 상기 제1 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 상기 제1 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 추정하고, 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 제2 파일럿 신호, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 제2 파일럿 신호 및 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 제2 파일럿 신호를 사용하여 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 상기 제2 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 추정하고, 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 제3 파일럿 신호, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 제3 파일럿 신호 및 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 제3 파일럿 신호를 사용하여 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 상기 제3 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 추정하고, 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 제4 파일럿 신호, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 제 4 파일럿 신호 및 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 제4 파일럿 신호를 사용하여 상기 제4 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 상기 제4 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 추정한다. Thereafter, the
그 후, 제2 전력 추정부(2300)는 상기 추정된 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 평균화함으로써 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값(i&n power 2)을 추정하여 출력하고, 상기 추정된 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대한 데이터 신호의 전력값들을 평균화함으로써 제2 데이터 신호 전력값(data power 2)을 추정하여 출력한다.Thereafter, the
제3 전력 추정부(2400)는 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들, 상기 제1 슬롯의 다음 슬롯인 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들, 상기 제2 슬롯의 다음 슬롯인 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들, 상기 제3 슬롯의 다음 슬롯인 제4 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 및 상기 제4 슬롯의 다음 슬롯인 제5 슬롯으로부터 추출된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 순차적으로 수신한다.The
그 후, 제3 전력 추정부(2400)는 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 제1 파일럿 신호, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 제1 파일럿 신호, 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 제1 파일럿 신호, 상기 제4 슬롯으로부터 추출된 제1 파일럿 신호 및 상기 제5 슬롯으로부터 추출된 제1 파일럿 신호를 사용하여 상기 제1 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 상기 제1 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전 력값을 추정하고, 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 제2 파일럿 신호, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 제2 파일럿 신호, 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 제2 파일럿 신호, 상기 제4 슬롯으로부터 추출된 제2 파일럿 신호 및 상기 제5 슬롯으로부터 추출된 제2 파일럿 신호를 사용하여 상기 제2 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 상기 제2 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 추정하고, 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 제3 파일럿 신호, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 제3 파일럿 신호, 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 제3 파일럿 신호, 상기 제4 슬롯으로부터 추출된 제3 파일럿 신호 및 상기 제5 슬롯으로부터 추출된 제3 파일럿 신호를 사용하여 상기 제3 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 상기 제3 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 추정하고, 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 제4 파일럿 신호, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 제4 파일럿 신호, 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 제4 파일럿 신호, 상기 제4 슬롯으로부터 추출된 제4 파일럿 신호 및 상기 제5 슬롯으로부터 추출된 제4 파일럿 신호를 사용하여 상기 제4 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값 및 상기 제4 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 추정한다.Thereafter, the
그 후, 제3 전력 추정부(2400)는 상기 추정된 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 평균화함으로써 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값(i&n power 3)을 추정하여 출력하고, 상기 추정된 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대한 데이터 신호의 전력값들을 평균화함으로써 제3 데이터 신호 전력값(data power 3)을 추정하여 출력한다.Thereafter, the
CINR 계산부(2500)는 상기 제1 내지 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값들, 상기 제1 내지 제3 데이터 신호 전력값들 및 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수를 수신하여, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3미만인 경우에는 제1 전력 추정부(2200)의 출력값들인 상기 제1 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제1 데이터 신호 전력값을 사용하여 신호대 간섭 및 잡음비(CINR)를 계산하여 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3이상 5미만인 경우에는 제2 전력 추정부(2300)의 출력값들인 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제2 데이터 신호 전력값을 사용하여 신호대 간섭 및 잡음비(CINR)를 계산하여 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 5이상인 경우에는 제3 전력 추정부(2400)의 출력값들인 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제3 데이터 신호 전력값을 사용하여 신호대 간섭 및 잡음비(CINR)를 계산하여 출력한다.The
도 2의 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치(1000)와 마찬가지로, 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들은 PUSC 또는 FUSC 부채널로부터 추출되는 것이고, 상기 제1 파일럿 신호는 클러스터(10) 내에서 첫 번째 부반송파의 두 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제2 파일럿 신호는 클러스터(10) 내에서 다섯 번째 부반송파의 첫 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제3 파일럿 신호는 클러스터(10) 내에서 아홉 번째 부반송파의 첫 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이고, 상기 제4 파일럿 신호는 클러스터(10) 내에서 열세 번째 부반송파의 두 번째 심볼에 포함된 파일럿 신호이다.Like the
도 5의 제1 전력 추정부(2200)는 도 2의 전력 추정부(200)와 동일하며 단지 출력 신호들의 명칭만이 상이하다. 상기 도 2 및 도 3과 관련하여 전력 추정부(200)의 구성 및 동작에 대해 상세히 설명하였으므로, 여기서는 제1 전력 추정부(2200)의 구성 및 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다. The
제2 전력 추정부(2300)의 동작을 구체적으로 설명하면, 제2 전력 추정부(2300)는 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대해 시간축에 있어서 이전 파일럿 신호, 현재 파일럿 신호 및 다음 파일럿 신호의 채널이 선형적으로 변한다는 가정 하에 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대해 시간축으로 선형 피팅(linear fitting)을 수행함으로써 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 추정하고, 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 평균화함으로써 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정한다.Referring to the operation of the
구체적으로, 아래의 [수학식 5]에 의해 상기 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정한다.Specifically, the power values of the interference and noise signals included in the k-th pilot signal are estimated by
[수학식 5][Equation 5]
여기서, k는 1이상 4이하의 정수이고, N(k)는 상기 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 나타내고, y1(k)는 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y2(k)는 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y3(k)는 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타낸다.Here, k is an integer of 1 or more and 4 or less, N (k) represents the power value of the interference and noise signal included in the k-th pilot signal, y 1 (k) is the first extracted from the first slot represents a k pilot signal, y 2 (k) represents the k-th pilot signal extracted from the second slot, and y 3 (k) represents the k-th pilot signal extracted from the third slot.
상기 [수학식 5]에서 볼 수 있듯이, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호에서 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호 및 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호의 평균값을 감산한 값을 상기 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호로 추정하고 이를 제곱함으로써 상기 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정한다. 이 때, WiMAX 시스템에서 선형 피팅을 수행할 경우 파일럿 신호는 잡음 전력의 1.5배만큼의 크기를 가지고 있으므로, [수학식 5]에서와 같이, 2/3을 곱함으로써 상기 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정한다.As shown in
또한, 제2 전력 추정부(2300)는 아래의 [수학식 6]과 같이, 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호의 전력값에서 상기 추정된 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 감산함으로써 상기 제k 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 추정한다.In addition, the
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기서, S(k)는 상기 제k 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 나타낸다.Here, S (k) represents the power value of the data signal with respect to the kth pilot signal.
제2 전력 추정부(2300)는 아래의 [수학식 7]과 같이, [수학식 5]를 통해 추정된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 평균화함으로써 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하고, 아래의 [수학식 8] 과 같이, [수학식 6]를 통해 추정된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값들을 평균화함으로써 상기 제2 데이터 신호 전력값을 추정한다.As shown in
[수학식 7][Equation 7]
[수학식 8][Equation 8]
여기서, Npow는 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값을 나타내고, Spow는 상기 제2 데이터 신호 전력값을 나타낸다.Here, N pow represents the second interference and noise signal power value, and S pow represents the second data signal power value.
도 6은 도 5의 제2 전력 추정부(2300)의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다.6 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the
도 6을 참조하면, 제2 전력 추정부(2300)는 제1 내지 제8 딜레이(2301, 2303, 2321, 2323, 2341, 2343, 2361, 2363), 제1 내지 제6 평균기(2305, 2325, 2345, 2365, 2381, 2383), 제1 내지 제8 가감기(2307, 2327, 2347, 2367, 2315, 2335, 2355, 2375), 제1 내지 제8 제곱기(2309, 2313, 2329, 2333, 2349, 2353, 2369, 2373) 및 제1 내지 제4 이득 조정기(2311, 2331, 2351, 2371)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
도 6과 같은 구성을 통해 제2 전력 추정부(2300)는 상기 [수학식 5], [수학식 6], [수학식 7] 및 [수학식 8]의 동작을 구현한다. Through the configuration as shown in FIG. 6, the
구체적으로, 제1 내지 제4 이득 조정기(2311, 2331, 2351, 2371)는 각각 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 출력하고, 제5 내지 제8 가감기(2315, 2335, 2355, 2375)는 각각 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 출력한다. 제5 평균기(2381)는 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 평균화함으로써 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하여 출력하고, 제6 평균기(2383)는 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값들을 평균화함으로써 상기 제2 데이터 신호 전력값을 추정하여 출력한다.Specifically, the first to
실시예에 따라서, 제2 전력 추정부(2300)는 [수학식 5], [수학식 6], [수학식 7] 및 [수학식 8]의 동작을 구현하는, 도 6과는 상이한 구성으로 구현될 수도 있을 것이다.According to an embodiment, the
제3 전력 추정부(2400)의 동작을 구체적으로 설명하면, 제3 전력 추정부(2400)는 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대해 시간축에 있어서 이전 두 개의 파일럿 신호, 현재의 파일럿 신호 및 다음 두 개의 파일럿 신호의 채널변화가 2차 다항식(2nd polynomial)을 따른다는 가정 하에 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 대해 시간축으로 인접한 5개의 파일럿 신호를 사용하여 MSE(mean square error)가 최소화되도록 2차 다항식 피팅(2nd polynomial fitting)을 수행함으로써 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 추정하고, 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호들 각각에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 평균화함으로써 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정한다.When the operation of the
구체적으로, 아래의 [수학식 9]에 의해 상기 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 추정한다.Specifically, the power values of the interference and noise signals included in the k-th pilot signal are estimated by Equation 9 below.
[수학식 9][Equation 9]
여기서, k는 1이상 4이하의 정수이고, N(k)는 상기 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 나타내고, y1(k)는 상기 제1 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y2(k)는 상기 제2 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y3(k)는 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y4(k)는 상기 제4 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타내고, y5(k)는 상기 제5 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호를 나타낸다. Here, k is an integer of 1 or more and 4 or less, N (k) represents the power value of the interference and noise signal included in the k-th pilot signal, y 1 (k) is the first extracted from the first slot represents a k pilot signal, y 2 (k) represents the k-th pilot signal extracted from the second slot, y 3 (k) represents the k-th pilot signal extracted from the third slot, y 4 (k) represents the k-th pilot signal extracted from the fourth slot, and y 5 (k) represents the k-th pilot signal extracted from the fifth slot.
또한, 제3 전력 추정부(2400)는 아래의 [수학식 10]과 같이, 상기 제3 슬롯으로부터 추출된 상기 제k 파일럿 신호의 전력값에서 상기 추정된 제k 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값을 감산함으로써 상기 제k 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 추정한다.In addition, the
[수학식 10][Equation 10]
여기서, S(k)는 상기 제k 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값을 나타낸다.Here, S (k) represents the power value of the data signal with respect to the kth pilot signal.
그 후, 제3 전력 추정부(2400)는 아래의 [수학식 11]과 같이, [수학식 9]를 통해 추정된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호에 포함된 간섭 및 잡음 신호의 전력값들을 평균화함으로써 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값을 추정하고, 아래의 [수학식 12]와 같이, [수학식 10]을 통해 추정된 상기 제1 내지 제4 파일럿 신호에 대한 데이터 신호의 전력값들을 평균화함으로써 상기 제3 데이터 신호 전력값을 추정한다.Thereafter, the
[수학식 11][Equation 11]
[수학식 12][Equation 12]
여기서, Npow는 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값을 나타내고, Spow는 상기 제3 데이터 신호 전력값을 나타낸다.Here, N pow represents the third interference and noise signal power value, and S pow represents the third data signal power value.
도 7은 도 5의 CINR 계산부(2500)의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of the
도 7을 참조하면, CINR 계산부(2500)는 제1 내지 제6 누적 평균기(2510, 2520, 2530, 2540, 2550, 2560), 제1 선택기(2570), 제2 선택기(2580), 역수 연산기(2590) 및 곱셈기(2595)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the
제1 내지 제6 누적 평균기(2510, 2520, 2530, 2540, 2550, 2560)는 각각 상기 제1 간섭 및 잡음 신호 전력값, 상기 제1 데이터 신호 전력값, 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값, 상기 제2 데이터 신호 전력값, 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값, 상기 제3 데이터 신호 전력값을 누적평균하여 각각 제1 내지 제6 누적평균값을 제공한다.The first to sixth
제1 선택기(2570)는 상기 제1, 제3 및 제5 누적평균값들 및 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수를 수신하여, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3미만인 경우에는 상기 제1 누적평균값을 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3이상 5미만인 경우에는 상기 제3 누적평균값을 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 5이상인 경우에는 상기 제5 누적평균값을 출력한다.The
제2 선택기(2580)는 상기 제2, 제4 및 제6 누적평균값들 및 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수를 수신하여, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3미만인 경우에는 상기 제2 누적평균값을 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3이상 5미만인 경우에는 상기 제4 누적평균값을 출력하고, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 5이상인 경우에는 상기 제6 누적평균값을 출력한다.The
역수 연산기(2590)는 상기 제1 선택기의 출력값을 수신하여 상기 제1 선택기의 출력값의 역수값을 제공하고, 상기 곱셈기(2595)는 상기 역수 연산기(2590)의 출력값 및 상기 제2 선택기의 출력값을 곱하여 상기 CINR을 제공한다.A
상기 설명한 바와 같이, CINR 계산부(2500)는 CINR 추정에 사용될 누적평균된 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 누적평균된 데이터 신호 전력값을, 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수에 따라, 제1 전력 추정부(2200)로부터의 출력값들, 제2 전력 추정부(2300)로부터의 출력값들 및 제3 전력 추정부(2400)로부터의 출력값들 각각에 대한 누적평균값들 중에서 선택적으로 선택한다. As described above, the
도 8은 도 5의 CINR 계산부(2500)가 도 5의 제1 전력 추정부(2200), 제2 전력 추정부(2300) 및 제3 전력 추정부(2400)로부터의 출력값들 중에서 CINR 추정에 사용할 출력값들을 선택하는 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 8 illustrates that the
제2 전력 추정부(2300)는 시간적으로 연속된 3개의 파일럿 신호를 통해 선형 피팅을 수행함으로써 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제2 데이터 신호 전력값을 추정하기 때문에, 한 클러스터 내에 포함되는 파일럿 신호를 사용하여 추정하는 제1 전력 추정부(2200)보다 추정의 정확도가 높다. 또한, 제3 전력 추정부(2400)는 시간적으로 연속된 5개의 파일럿 신호를 통해 2차 다항식 피팅을 수행함으로써 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제3 데이터 신호 전력값을 추정하기 때문에, 선형 피팅을 통해 추정하는 제2 전력 추정부(2300)보다 추정의 정확도가 높다.Since the
하지만, 제2 전력 추정부(2300)는 최소한 파일롯 신호가 할당된 슬롯이 3개 이상 존재하여야만 상기 제2 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제2 데이터 신호 전력값을 출력할 수 있고, 제3 전력 추정부(2400)는 최소한 파일롯 신호가 할당된 슬롯이 5개 이상 존재하여야만 상기 제3 간섭 및 잡음 신호 전력값 및 상기 제3 데이터 신호 전력값을 출력할 수 있다. However, the
따라서, 도 8에서와 같이, CINR 계산부(2500)는 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3미만인 경우에는 클러스터 기반 알고리즘이 적용된 제1 전력 추정부(2200)의 출력값들을 사용하고(S3100), 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 3이상 5미만인 경우에는 선형 피팅 알고리즘이 적용된 제2 전력 추정부(2300)의 출 력값들을 사용하고(S3200), 상기 파일럿 신호가 할당된 슬롯 개수가 5이상인 경우에는 2차 다항식 피팅 알고리즘이 적용된 제3 전력 추정부(2400)의 출력값들을 사용한다(S3300).Accordingly, as shown in FIG. 8, when the number of slots to which the pilot signal is allocated is less than 3, the
상기 설명한 바와 같은 구성 및 동작을 통해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치(2000)는 파일럿 신호가 할당된 슬롯의 개수가 3개 미만인 경우에는 클러스터 기반 알고리즘을 적용하여 CINR 추정을 수행하고, 파일럿 신호가 할당된 슬롯의 개수가 3이상이 되면 시간축에서 선형 피팅 알고리즘을 적용하여 CINR 추정을 수행하고, 파일럿 신호가 할당된 슬롯의 개수가 5이상이 되면 2차 다항식 알고리즘을 적용하여 CINR 추정을 수행한다. 따라서, 파일럿 신호가 한 슬롯 주기에만 할당된 경우에도 클러스터 내에서 선형 피팅 기법을 적용하여 정확도 높은 CINR 추정값을 제공할 수 있고, 파일럿 신호가 할당된 슬롯의 개수가 늘어날수록 보다 정확도가 높은 추정 방법을 선택적으로 적용함으로써 정확도가 높은 CINR 추정값을 제공할 수 있다.Through the above-described configuration and operation, the
한편, 제2 전력 추정부(2300) 및 제3 전력 추정부(2400)는 시간적으로 연속된 파일럿 신호들에 대해 선형 피팅 또는 2차 다항식 피팅을 적용함으로써 간섭 및 잡음 신호 성분을 추정하는 방법을 사용하는 것이므로, 클러스터 단위로 심볼들이 구성되지 않는 부채널의 경우에도 동작할 수 있다. 따라서 클러스터 단위로 심볼들이 구성되지 않는 부채널의 경우에는 파일럿 신호 추출부(2100), 제2 전력 추정부(2300), 제3 전력 추정부(2400) 및 CINR 계산부(2500)를 포함하여 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치를 구현할 수도 있을 것이다.Meanwhile, the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 OFDM 수신기를 나타내는 블록도이다.9 is a block diagram illustrating an OFDM receiver for a WiMAX system according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, WiMAX 시스템을 위한 OFDM 수신기(4000)는 주파수 변환부(4100), 푸리에 변환부(4200), 채널 추정부(4300), 채널 등화부(4400), CINR 추정부(4500) 및 복조부(4600)를 포함한다. 9, an
주파수 변환부(4100)는 안테나로부터 고주파 신호를 수신하여 기저대역 신호로 변환하고, 푸리에 변환부(4200)는 상기 기저대역 신호를 푸리에 변환하여 주파수 신호로 변환하고, 채널 추정부(4300)는 상기 주파수 신호를 수신하여 채널 추정을 수행하고 채널 추정 결과를 제공하고, 채널 등화부(4400)는 상기 주파수 신호 및 상기 채널 추정 결과를 수신하여 왜곡된 채널 특성을 보상하여 보상된 신호를 제공하고, 복조부(4600)는 상기 보상된 신호를 수신하여 데이터 복조를 수행하고, CINR 추정부(4500)는 상기 주파수 신호를 수신하여 한 클러스터 내에 포함된 제1 내지 제4 파일럿 신호들을 사용하여 신호대 간섭 및 잡음비를 출력한다.The
도 9의 CINR 추정부(4500)는 도 2의 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치(1000) 또는 도5의 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치(2000)일 수 있다. 상기 도 2 및 도 5와 관련하여 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치들(1000, 2000)의 구성 및 동작에 대해 상세히 설명하였으므로, 여기서는 CINR 추정부(4500)의 구성 및 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다. The
본 발명의 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치 및 이를 포함 하는 OFDM 수신기는 파일럿 신호가 한 슬롯 주기에만 할당된 경우에도 클러스터 내에서 선형 피팅 기법을 적용하여 정확도 높은 CINR 추정값을 제공할 수 있고, 파일럿 신호가 할당된 슬롯의 개수가 늘어날수록 보다 정확도가 높은 추정 방법을 선택적으로 적용함으로써 정확도가 높은 CINR 추정값을 제공할 수 있으므로, WiMAX 시스템에서 효과적으로 사용될 수 있다.The CINR estimation apparatus and the OFDM receiver including the same for the WiMAX system according to an embodiment of the present invention can provide an accurate CINR estimation value by applying a linear fitting technique in a cluster even when a pilot signal is allocated to only one slot period. As the number of slots to which a pilot signal is allocated increases, a higher accuracy CINR estimate can be provided by selectively applying a higher accuracy estimation method, which can be effectively used in a WiMAX system.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be understood that modifications and changes can be made.
도 1은 WiMAX(world wide interoperability for microwave access) 시스템에서 수신된 심볼(symbol)들의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of received symbols in a world wide interoperability for microwave access (WiMAX) system.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 신호대 간섭 및 잡음비(carrier to interference and noise ratio, CINR) 추정 장치를 나타내는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an apparatus for estimating a signal to interference and noise ratio (CINR) for a WiMAX system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 전력 추정부의 구성을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a configuration of a power estimation unit of FIG. 2.
도 4는 도 2의 CINR 계산부의 구성을 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a configuration of the CINR calculation unit of FIG. 2.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 CINR 추정 장치를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating an apparatus for estimating CINR for a WiMAX system according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 제2 전력 추정부의 구성을 나타내는 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a second power estimator of FIG. 5.
도 7은 도 5의 CINR 계산부의 구성을 나타내는 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the CINR calculation unit of FIG. 5.
도 8은 도 5의 CINR 계산부가 도 5의 제1 전력 추정부, 제2 전력 추정부 및 제3 전력 추정부로부터의 출력값들 중에서 CINR 추정에 사용할 출력값들을 선택하는 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of selecting, by the CINR calculation unit of FIG. 5, output values to be used for CINR estimation among output values from the first power estimation unit, the second power estimation unit, and the third power estimation unit of FIG. 5.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 WiMAX 시스템을 위한 OFDM 수신기를 나타내는 블록도이다.9 is a block diagram illustrating an OFDM receiver for a WiMAX system according to an embodiment of the present invention.
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