KR101238494B1 - Ｏｆｄｍ/ｏｆｄｍａ 기반 광대역 무선 액세스를 위한 인접 채널 간섭 검출 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

인접하는 주파수들을 갖는 2개의 시스템 사이의 인접 채널 간섭을 검출하기 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 본 방법 및 시스템은 주파수 채널의 하나 이상의 상위 및 하위 주파수 측 널 서브캐리어들 및 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 고속 푸리에 변환(FFT) 출력을 계산한다(802). 인접 채널 간섭(ACI)의 존재를 결정하는 데 사용하기 위해 상위 및 하위 주파수 측 널 서브캐리어들 및 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값들을 계산한다(804, 806).

Description

ＯＦＤＭ/ＯＦＤＭＡ 기반 광대역 무선 액세스를 위한 인접 채널 간섭 검출 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING ADJACENT CHANNEL INTERFERENCE FOR OFDM/OFDMA BASED BROADBAND WIRELESS ACCESS}
본 발명은 일반적으로 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM)/OFDMA 기반 광대역 무선 액세스 시스템에서 인접 채널 간섭(ACI)을 검출하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
인접하는 주파수 대역들에서 동작하는 2개의 통신 시스템의 경우, 일반적으로 송신 필터의 불완전으로 인한 원하지 않는 방사에 의해 인접 주파수 대역들에서 인접 채널 간섭(ACI)이 유발된다. 도 1은 인접 주파수 대역들을 이용하는 2개의 통상적인 주파수 분할 이중 방식(FDD) 시스템의 주파수 스펙트럼(100)의 도면이다. "FDD A" 시스템의 업링크(UL)는 "FDD B" 시스템의 UL에 인접한다. 마찬가지로, FDD A 시스템의 다운링크(DL)는 FDD B 시스템의 DL에 인접한다. 이중 방식 분리 갭은 FDD A 시스템의 UL의 주파수들의 시작에서부터 FDD A 시스템의 DL의 시작까지 연장하는 것으로 도시되어 있다. FDD B 시스템의 UL과 FDD A 시스템의 DL 사이에 작은 주파수 갭만이 존재하는 경우, 2개의 공존하는 기지국(BS)과 2개의 인접하는 이동국(MS) 사이에서 ACI가 발생할 수 있다.
도 2는 인접 주파수 대역들을 이용하는 FDD 시스템과 시분할 이중 방식(TDD) 시스템의 주파수 스펙트럼(200)의 블록도이다. FDD A 시스템의 UL은 "TDD B" 주파수 대역에 인접하는 주파수들을 갖는다. FDD A 시스템의 DL은 제2 TDD B 주파수 대역에 인접한다. 관련된 2개의 시스템이 2개의 동기화되지 않은 TDD이거나, 하나의 TDD와 하나의 FDD인 경우, 2개의 공존하는 BS와 2개의 인접하는 MS 사이에 ACI가 존재할 수 있다. MS-MS 간섭은 MS들과 관련된 이동성 및 핸드셋들에 대한 크기 및 가격 제한들로 인해 가장 문제가 많은 타입의 ACI이다. 특히, 최대의 휴대성을 달성하기 위해 MS의 크기가 감소함에 따라, MS에 사용되는 RF 필터의 치수가 매우 제한된다. 현재의 필터 기술에서는, 그러한 제한된 치수로 MS-MS 간섭을 줄이기 위해 매우 작은 주파수 오프셋으로 필요한 감쇠를 달성할 수 있는 RF 필터를 제조하기가 어렵다. 한편, MS의 RF 필터링 성능의 향상 또한 추가적인 제조 비용을 필요로 한다. 기차역 또는 커피 매장과 같은 높은 사용자 밀도 영역들에서는 2개의 MS가 서로 (수 미터) 근접할 수 있고, 이들 간의 짧은 거리는 심각한 성능 저하를 유발하거나, ACI를 줄이기 위한 큰 주파수 보호 대역을 보증할 수 있다. BS-BS 간섭도 BS 내에 추가적인 채널 필터(들)가 설치될 것을 필요로 할 수 있다.
스펙트럼이 보호 대역으로서 낭비되는 것을 가능한 한 많이 줄이기 위해, ACI를 줄이기 위한 여러 시도가 있어 왔다. ACI 저감 방법의 일례는 시스템 조정을 이용하는 것이며, 이는 ACI의 존재 여부에 관한 정보를 필요로 한다. 시스템 조정 예에서, 시스템은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템들에 대해 채널 에지 대역 통과 필터를 이용하여 ACI의 존재를 검출한다. 기본적으로, ACI 저감 방법 및 ACI 검출 절차는 CDMA 시스템들을 위해 설계되며, CDMA 시스템을 위한 필터는 칩 파형 및 수신기 필터링을 매칭시키도록 특별히 설계될 필요가 있다.
신호 처리 기반 ACI 제거 방법이 이용되는 경우, ACI의 존재가 결정되어야 하는데, 그 이유는 일반적으로 그러한 방법들은 ACI가 존재하지 않을 때에도 불필요한 연산 부하를 유발하기 때문이다.
다른 예에서, 2개의 시스템이 모두 TDD인 경우에는, 하나의 시스템이 업링크 사이클에서 동작하고 있고, 다른 시스템이 다운링크 사이클에서 동작하고 있을 때 시간 동기화를 이용하여 타이밍 오버랩을 줄일 수 있다. 그러나, 이러한 방법은, 하나의 시스템이 FDD이고, 다른 시스템이 TDD인 경우 및 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 FDD 시스템이 시스템 A의 DL 블록과 시스템 B의 UL 블록 사이에 작은 주파수 갭을 갖는 경우에는 적용되지 못한다. 더욱이, MS-MS 간섭을 완전히 제거하기 위해, 2개의 TDD 시스템은 동일한 다운링크/업링크 분할 및 프레임 지속 기간을 가져야 한다.
또 다른 예에서는, 시스템간 조정을 통해 시스템간 MS 대 MS 간섭을 최소화하기 위한 기술이 MS에서의 신호 간섭 대 잡음 비(SINR) 변화 및 신호 에너지를 추적함으로써 ACI의 존재를 검출한다. 그러나, 이러한 기술은 일반적으로 채널 에지에서 더 높은 주파수를 ACI의 주파수 스펙트럼 특징을 이용하지 못한다. 따라서, 이러한 검출 방법은 신뢰성 있는 결과들을 제공하지 못한다.
본 발명 자체는 첨부 도면들과 관련하여 읽을 때 아래의 실시예의 상세한 설명을 참조하여 최상으로 이해될 것이다.
도 1은 인접 주파수 대역들이 이용하는 2개의 통상적인 주파수 분할 이중 방식(FDD) 시스템의 주파수 배열의 블록도.
도 2는 인접하는 주파수 대역들을 이용하는 통상적인 FDD 시스템과 통상적인 시분할 이중 방식(TDD) 시스템의 주파수 응답의 블록도.
도 3은 표준 WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 서브캐리어 구조를 나타내는 도면.
도 4는 인접 채널에서의 원하지 않는 방사 신호의 주파수 응답을 포함하는 광대역 OFDM/OFDMA의 주파수 응답의 그래프.
도 6은 인접 채널들에서의 2개의 10 MHz WiMAX 시스템에 대한 서브캐리어 위치들을 나타내는 도면.
도 7은 ACI 검출을 가능하게 하는 데 필요한 기능들을 갖도록 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 라디오 장치의 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 7의 송수신기의 블록도.
도 9는 OFDMA를 이용하는 WiMAX 시스템에서 ACI를 검출하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스의 흐름도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8의 ACI 검출기의 블록도.
실시예들은 OFDM/OFDMA 시스템들에서 관련 널(null) 서브캐리어들 및 전력 값들을 이용하여 인접 채널 간섭(ACI)을 검출하는 ACI 검출 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 대한 아래의 상세한 설명에서, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예들은 이 분야의 기술자들이 본 발명을 실시할 수 있게 하기에 충분할 만큼 상세하게 설명되며, 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고, 다른 실시예들도 이용될 수 있고, 논리적, 구조적, 프로그램적, 기계적, 전기적 및 기타의 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 아래의 상세한 설명은 제한적인 의미로 간주되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 정의된다.
도면들의 설명 내에서, 유사한 요소들에는 이전 도면(들)과 유사한 명칭들 및 참조 번호들이 부여된다. 요소들에 할당되는 특정 번호들은 단지 설명을 돕기 위해 부여될 뿐, 본 발명에 대한 임의의 (구조적 또는 기능적) 한정들을 암시하는 것을 의도하지 않는다. 특정 컴포넌트, 장치 및/또는 파라미터 명칭들의 사용은 단지 예시적일 뿐, 본 발명에 대한 임의의 제한들을 암시하는 것을 의도하지 않는다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 제한 없이 본 명세서에서 컴포넌트들/장치들/파라미터들을 설명하는 데 이용되는 상이한 명명법/용어법을 이용하여 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 각각의 용어는 그러한 용어들이 사용되는 상황이 주어질 때 그의 가장 넓은 해석을 가져야 한다.
도 3은 본 명세서에서 설명되는 일 실시예에서 사용하기 위한 표준 WiMax OFDMA 서브캐리어 구조(300)이다. OFDM/OFDMA 시스템들의 경우, 채널은 소정 수의 서브캐리어들로 분할된다. 일반적으로, 서브캐리어들은 데이터 서브캐리어, 파일럿 서브캐리어, DC 서브캐리어 및 널 서브캐리어(보호 서브캐리어)로서 분류될 수 있다. 이들 중에서, 널 서브캐리어는 크기가 0인 변조 심벌을 로딩함으로써 생성된다. 따라서, 널 서브캐리어들 상에는 신호 에너지가 존재하지 않는다. 널 서브캐리어는 보호 대안, 가상 서브캐리어 또는 미사용 서브캐리어로도 지칭된다.
OFDM/OFDMA 시스템들은 신호 스펙트럼이 롤 오프(roll off)되어 대역폭 요건을 충족시키게 하기 위해 채널 에지들에 소정 수의 널 서브캐리어들을 할당할 수 있다. 예컨대, 10 MHz WiMAX 시스템들의 경우, 고속 푸리에 역변환(IFFT)/고속 푸리에 변환(FFT) 크기는 1024개의 서브캐리어이며, 이들 중에서 184개가 널 서브캐리어로서 사용된다. 수신 측에서, 그러한 널 서브캐리어들에 대한 FFT 출력들은 추가 처리 없이 폐기되는데, 그 이유는 널 서브캐리어들이 정보를 갖지 않기 때문이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, FFT 출력들은 ACI를 도출하는 데 사용될 수 있다.
도 4는 광대역 OFDM/OFDMA 신호의 주파수 응답의 그래프(400)이다. 송신 필터링의 불완전으로 인해, 일반적으로 신호 에너지가 그의 할당된 채널 범위 밖으로 누설된다. OFDM/OFDMA 변조 신호의 스펙트럼은 일반적으로 1/f 정도로 롤 오프되며, f는 채널 에지의 주파수이다. 따라서, 도시된 바와 같이, 인접 채널에서 동작하는 장비가 겪는 ACI 신호는 일반적으로 채널 에지에서 높은 에너지를 갖는 반면, 채널 에지로부터 더 먼 주파수들에 대해서는 비교적 낮은 에너지가 존재한다.
도 5는 인접 채널들에서 송신하는 2개의 10 MHz WiMAX 시스템에 대한 서브캐리어 위치들의 도면(500)이다. OFDMA 기반 WiMAX 시스템 설정들에 따르면, 사용되는 서브캐리어들의 주파수 점유는 정의된 채널 대역폭보다 작은 반면, 모든 서브캐리어들의 주파수 점유는 채널 대역폭보다 크다. 예컨대, 10 MHz의 채널 크기를 갖는 WiMAX 시스템은 840개의 사용되는 서브캐리어들 및 184개의 널 서브캐리어들을 가지며, 서브캐리어 주파수 간격은 10.94 KHz이다. 이것은, 총 1024개의 서브캐리어의 주파수 범위가 10.94 x 1024 = 11.2 MHz이고, 사용되는 서브캐리어들이 9.189 MHz의 주파수를 점유함을 의미한다. 따라서, 2개의 10 MHz WiMAX 시스템이 어떠한 추가적인 외부 보호 대역도 없이 인접 채널들에 배치될 때, 하나의 시스템의 널 서브캐리어들의 일부는 도 5에서 볼 수 있듯이 다른 시스템의 채널 내에 실제로 위치한다는 것을 알 수 있다.
10 MHz를 넘는 확장된 주파수 범위와 ACI의 주파수 응답(도 4 참조)의 결합의 결과로서, 시스템은 상위 주파수 측 또는 하위 주파수 측에서 강한 ACI 소스를 만날 때 가장 바깥쪽의 널 서브캐리어들 상의 전력을 겪는다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 널 서브캐리어들의 FFT 출력들은 ACI의 존재를 검출하는 데 사용될 수 있다.
도 6은 ACI 검출을 가능하게 하는 데 필요한 기능들을 갖도록 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 라디오 장치의 블록도이다. 도시된 실시예에 따르면, 라디오 장치(600)는 셀룰러/이동 전화이다. 그러나, 본 발명의 기능들은 다른 타입의 라디오 또는 무선 장치들에도 적용될 수 있으며, 라디오 장치(700)의 셀룰러 전화로서의 도시 및 그에 대한 설명은 단지 예시적으로 제공된다는 것을 이해해야 한다.
라디오 장치(600)는, 메모리(610)에 접속되고, 라디오 신호들의 생성, 전송, 수신 및 디코딩을 포함하는 라디오 장치(600)의 통신 동작들을 제어하는 중앙 제어기(605)를 포함한다. 제어기(605)는 라디오 장치(600)의 전체 기능을 제어하는 프로그래머블 마이크로프로세서 및/또는 디지털 신호 프로세서(DSP)를 포함할 수 있다. 예컨대, 프로그래머블 마이크로프로세서 및 DSP는 본 발명의 처리와 관련된 제어 기능들은 물론, 라디오 장치(600)에 의해 요구되는 다른 제어, 데이터 처리 및 신호 처리도 수행한다. 일 실시예에서, 제어기(605) 내의 마이크로프로세서는 MCORE 패밀리 프로세서와 같은 통상의 다목적 마이크로프로세서이고, DSP는 56600 시리즈 DSP이며, 이들 각각은 모토롤라사로부터 입수될 수 있다.
도시된 바와 같이, 라디오 장치(600)는 입력 장치들도 포함하며, 이들 중에서 키패드(620), 볼륨 제어기(625), 마이크로폰(627) 및 추가적인 마이크로폰(629)이 제어기(605)에 접속되는 것으로 도시되어 있다. 또한, 라디오 장치(600)는 제어기(605)에 또한 접속되는 내부 스피커(630) 및 옵션인 디스플레이(635)를 포함하는 출력 장치들을 포함한다. 도시된 실시예에 따르면, 라디오 장치(600)는 유선 접속 헤드셋으로서 도시된 외부 스피커(642)에 플러그 인하는 데 사용되는 입출력(I/O) 잭(640)도 포함한다. 대안 구현에서, 그리고 도면에 도시된 바와 같이, 블루투스 인에이블드 헤드셋(647)이 외부 스피커로서 제공되며, 블루투스 어댑터(645)를 통해 라디오 장치(600)와 통신한다.
이러한 입출력 장치들은 제어기(605)에 결합되며, 사용자가 라디오 장치(600)와 인터페이스하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 마이크로폰(627)은 사용자의 음성을 전기 신호로 변환하기 위해 제공되는 반면, 내부 스피커(630)는 사용자에게 오디오 신호(출력)를 제공한다. 이러한 기능들은 마이크로폰(627) 및 스피커(630)를 제어기(605)에 상호접속하는 음성 코더/디코더(보코더) 회로(도시되지 않음)에 의해 더 가능해질 수 있으며, 아날로그 대 디지털 및/또는 디지털 대 아날로그 신호 변환을 제공할 수 있다.
위의 컴포넌트들에 더하여, 라디오 장치(600)는 디지털 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하는 안테나(602)에 접속되는 송수신기(670)를 더 포함한다. 송수신기(670)는 안테나(602)와 연계하여 라디오 장치(600)가 라디오 장치(600)로부터 무선 RF 신호들을 송신하고, 무선 RF 신호들을 라디오 장치(600)로 수신하는 것을 가능하게 한다. 송수신기(670)는 안테나(602)를 통해 RF 신호들을 송신 및 수신하는 RF 변조기/복조기 회로(도시되지 않음)를 포함한다. 라디오 장치(600)가 이동 전화일 때, 수신된 RF 신호들의 일부는 통화 중에 출력되는 오디오로 변환될 수 있다. 오디오 출력은 사용자가 들을 수 있도록 사전 설정된 볼륨 레벨(본 발명에 의해 가능해지는 동적 조정 전의 사용자 설정)로 스피커(630)(또는 외부 스피커(642) 또는 블루투스 인에이블드 헤드셋(647))에서 최초 생성된다.
라디오 장치(600)가 이동 전화일 때, 라디오 장치는 GSM 전화일 수 있으며, 외부 가입자 식별 모듈(SIM) 카드(665)를 삽입할 수 있는 SIM 카드 어댑터(660)를 포함할 수 있다. SIM 카드(665)는 저장 장치로서 사용될 수 있다. SIM 카드 어댑터(660)는 SIM 카드(665)를 제어기(605)에 결합한다.
위의 하드웨어 컴포넌트들에 더하여, 라디오 장치(600)의 여러 기능 및 본 발명의 특정 특징들은 소프트웨어 코드로서 제공되며, 이러한 코드는 메모리(610) 내에 저장되고, 제어기(605) 내의 마이크로프로세서에 의해 실행된다. 마이크로프로세서는 인접 채널 간섭(ACI) 검출을 포함하는 라디오 장치(600)에 대한 전반적인 제어를 제공하기 위한 다양한 제어 소프트웨어(도시되지 않음), 및 널 서브캐리어들을 이용하여 인접 채널 간섭 검출(ACID)을 가능하게 하는 본 발명에 더 고유한 소프트웨어를 실행한다. 본 발명의 기능들을 집합적으로 제공하는 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 결합은 본 명세서에서 ACID 유틸리티로서 지칭된다.
본 발명에 의해 제공되고, 메모리(610) 내에 도시된 바와 같이, ACID 유틸리티(650)는 ACID 데이터베이스(655)와 관련된다. ACID 유틸리티(650) 및 ACID 데이터베이스(655)의 기능은 아래에 더 상세히 설명된다. 그러나, 마이크로프로세서에 의해 실행될 때, ACID 유틸리티(650)에 의해 제공되는 중요한 기능들은 (1) 하위 주파수 측 및 상위 주파수 측에 대한 널 서브캐리어들의 계산; (2) 중심 데이터 서브캐리어들의 계산; (3) 하위 주파수 측의 널 서브캐리어들, 상위 주파수 측의 널 서브캐리어들 및 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 평균 총 전력 계산; (4) 중심 대 하위 주파수 측 전력비 계산; (5) 중심 대 상위 주파수 측 전력비 계산; 및 (7) 검출된 ACI를 보정함으로써 시스템 성능을 보호하고, 사용자 경험을 개선하기 위한 ACI 평가를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. ACID 데이터베이스(655)는 ACID 유틸리티(750)에 의해 생성된 계산들의 결과들을 저장한다.
이 분야의 통상의 기술자들은 도 6에 도시된 하드웨어가 구현에 따라 변할 수 있다는 것을 알 것이다. 도 6에 도시된 하드웨어에 더하여 또는 그 대신에 다른 내부 하드웨어 또는 주변 장치들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 프로세스들은 오디오 출력을 생성할 수 있는 휴대용/핸드헬드 데이터 처리 시스템 또는 유사한 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 도시된 예는 본 발명에 대한 구조적 제한들을 암시하는 것을 의도하지 않는다.
도 7은 송수신기(670)의 수신기(774) 및 송신기(794)의 블록도이다. 수신기(774)는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACI 검출을 구현한다. 수신기(774) 및 송신기(794) 양자는 스위치(720)를 통해 안테나(602)에 결합된다. 수신기(774)는 프레임들 또는 패킷들을 갖는 WiMax 신호를 수신하고, 수신된 WiMax 신호를 처리하기 위한 WiMax 수신 유닛(776)을 구비한다. 수신 유닛(776)은 FFT 계산기(778)에 결합된다. FFT 계산기(778)는 ACI 보정 유닛(782) 내의 ACI 저감 유닛(784)으로 전송되는 복수의 서브캐리어들에 대한 FFT 출력을 계산한다. 널 서브캐리어들은 ACI 보정 유닛(782) 내의 ACI 검출기(786)에 의해 검출된다. ACI 보정 유닛(782)으로부터의 출력은 수신기(774)의 후속 스테이지들에서 더 처리된다. 송신기(794)는 전송될 WiMax 신호를 처리하고, 안테나로 전송될 RF 신호를 생성하기 위한 WiMax 송신 유닛(796)을 포함한다.
도 8은 OFDMA를 이용하는 WiMAX 시스템에서 ACI를 검출하기 위한 프로세스(800)의 흐름도이다. 프로세스(800)는 도 7의 송수신기(670)에서 사용하기 위한 ACI 검출기(786)의 블록도인 도 9와 관련하여 설명된다. 프로세스(800)는 도 5와 관련하여 전술한 바와 같은 널 서브캐리어 할당을 이용하는 10 MHz WiMAX 시스템의 일례에 대해 설명된다. 그러나, 이 프로세스는, 제한 없이, 상이한 채널 크기를 이용하는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 다른 OFDM/OFDMA 시스템들에 쉽게 적응된다.
프로세스(800)는 블록 802에서 시작하며, 여기서 채널 대역폭 밖에 위치하는 널 서브캐리어들에 대한 FFT 출력(들)이 계산된다. 단계 803에서, 상위 주파수 측 대역들 및 하위 주파수 측 대역들 각각에 대한 널 서브캐리어(상위 주파수 측) 검출기(902) 및 널 서브캐리어(하위 주파수 측) 검출기(904)가 FFT 출력(들)으로부터 주파수 널 서브캐리어들을 검출한다. 예를 들어, 채널 대역폭 밖의 널 서브캐리어들은 채널의 폭의 10 MHz와 11.2 MHz 사이에 위치하는 널 서브캐리어들일 수 있다. 도 5의 설정의 경우, 번호 0-54를 갖는 널 서브캐리어들은 하위 주파수 측에 대한 것이고, 번호 969-1023을 갖는 서브캐리어들은 10 MHz의 채널 대역폭 밖에 있는 상위 주파수 측에 대한 것이다. 하위 주파수 측 서브캐리어들에 대한 i 번째 심벌은 수학식 1로 지시된다.
Figure 112011002936017-pct00001
여기서,
Figure 112011002936017-pct00002
는 소정 수의 널 서브캐리어들에 대한 FFT 출력이고, T는 전치 행렬 연산자이다. 이 실시예에서, 0...54는 55개의 소정의 선택된 널(하위 주파수 측) 서브캐리어의 인덱스들이다.
상위 주파수 측 서브캐리어들에 대한 i 번째 심벌은 수학식 2로 지시된다.
Figure 112011002936017-pct00003
여기서,
Figure 112011002936017-pct00004
는 소정 수의 널 서브캐리어들에 대한 FFT 출력이고, T는 전치 행렬 연산자이다. 이 실시예에서, 969...1023은 55개의 소정의 선택된 널(상위 주파수 측) 서브캐리어의 인덱스들이다.
블록 804에서, 프레임의 끝에서, 수학식 3에 따라 하위 주파수 측(l)에 대해 평균 총 전력 계산기(914)에 의해 평균 총 전력(Pl)이 계산된다.
Figure 112011002936017-pct00005
여기서, l은 하위 주파수 측을 나타내고, H는 켤레 전치 행렬 연산자이고, N은 수신된 프레임 내의 심벌들의 수이고, i는 i 번째 심벌을 나타낸다.
수학식 4에 따라 상위 주파수 측(u)에 대해 평균 총 전력 계산기(912)에 의해 평균 총 전력(Pu)이 계산된다.
Figure 112011002936017-pct00006
여기서, u는 상위 주파수 측을 나타내고, H는 켤레 전치 행렬 연산자이고, N은 1 프레임 내의 심벌들의 수이고, i는 i 번째 심벌을 나타낸다.
블록 806에서, 채널의 중심 부분에 위치하는 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 FFT 출력이 FFT(778)에 의해 계산되고, 중심 데이터 서브캐리어 검출기(906)에 의해 검출된다. 중심 데이터 서브캐리어들은 사용중인 것으로 지정된다. 또한, 블록 806에서, 수학식 5에 따라 중심 데이터 서브캐리어들(c)에 대해 평균 총 전력 계산기(916)에 의해 중심 데이터 서브캐리어들(예를 들어, 55개의 서브캐리어)에 대한 평균 총 전력(Pc)이 계산된다.
Figure 112011002936017-pct00007
여기서,
Figure 112011002936017-pct00008
는 55개의 사용된 데이터 서브캐리어들에 대한 FFT 출력이고, c1,...,c55는 선택된 중심 데이터 서브캐리어들의 인덱스들이고, H는 켤레 전치 행렬 연산자이고, c는 중심 데이터 서브캐리어들을 나타내고, i는 i 번째 심벌을 나타낸다. 이 예에서는 55개의 서브캐리어가 사용된다. 그러나, 상이한 주파수 구조에 대해, 서브캐리어들의 수가 달라질 수 있다.
블록 808에서, 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 평균 전력(Pc)과 하위 주파수 측 널 서브캐리어들의 평균 전력(Pl) 사이의 제1 비율(γl)이 수학식 6에 따라 중심 대 하위 전력비 계산기(924)에 의해 계산된다.
Figure 112011002936017-pct00009
여기서, lg는 로그 함수이다.
블록 814에서, 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 평균 전력(Pc)과 상위 주파수 측 널 서브캐리어들의 평균 전력(Pu) 사이의 제2 비율(γu)이 수학식 7에 따라 중심 대 상위 전력비 계산기(922)에 의해 계산된다.
Figure 112011002936017-pct00010
여기서, lg는 로그 함수이다.
블록 810에서, ACI 평가기(930)에서 하위 주파수 측 상의 ACI의 존재를 평가하기 위해 제1 비율(γl)이 임계치와 비교된다(예를 들어, γl<임계치). 블록 810에서 제1 비율(γl)이 임계치보다 큰 것으로 결정되면, 하위 주파수 측 상에는 ACI가 존재하지 않는다(블록 820). 그러나, 블록 810에서 제1 비율(γl)이 임계치보다 작은 것으로 결정되면, 하위 주파수 측 상에는 ACI가 존재한다. 블록 812에서, 하위 주파수 측 상의 ACI의 저감이 개시된다.
블록 816에서, ACI 평가기(930)에서 상위 주파수 측 상의 ACI의 존재를 평가하기 위해 제2 비율(γu)이 임계치와 비교된다(예를 들어, γu<임계치). 블록 816에서 제2 비율(γu)이 임계치보다 큰 것으로 결정되면, 상위 주파수 측 상에는 ACI가 존재하지 않는다(블록 820). 그러나, 블록 816에서 제2 비율(γu)이 임계치보다 작은 것으로 결정되면, 상위 주파수 측 상에는 ACI가 존재한다. 블록 818에서, 상위 주파수 측 상의 ACI의 저감이 개시된다.
ACI 평가기(930)는 임계치 계산기(932), 임계치 조정기(934) 및 비교기(936)를 포함한다. 블록 810 및 816에서, 임계치는 수학식 8에 따라 계산된다.
Figure 112011002936017-pct00011
여기서, 파라미터 Δ는 거짓 알람 레이트와 누락 검출 레이트 사이의 균형을 달성하기 위한 조정 가능 파라미터이다. 파라미터 β는 수학식 9에 따른 값에 의해 사전 정의된다.
Figure 112011002936017-pct00012
여기서, 파라미터 β는 통신 시스템의 인접 채널들에서 ACI를 갖지 않는 통신 시스템에 대해 전형적인 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 평균 전력(Pc)과 하위 주파수 측 널 서브캐리어들의 평균 전력(Pl) 사이의 비율에 대응하는 값을 갖는다. 파라미터 β는 무선 장치(600)에 대한 홈 시스템의 원하지 않는 방사 누설 성능에 의해 결정될 수 있다.
임계치 계산기(932)는 파라미터 β를 계산하며, 임계치 조정기(934)는 파라미터 Δ를 계산하고, 임계치 계산기(932)에 조정을 적용하여, 수학식 8의 β-Δ를 도출한다. 비교기(1036)가 임계치를 사용하여 ACI의 존재를 평가한다.
ACI의 존재가 결정되면, ACI 저감 유닛(784)이 그 결과를 적용하여, 열화를 줄인다. 저감의 예들은 신호 처리를 통한 ACI 제거 알고리즘의 MS 대 MS 간섭 예 또는 응용에 대한 2개의 시스템 사이의 조정을 포함한다.
쉽게 알 수 있듯이, 위의 프로세스(800)는 일반적인 OFDM/OFDMA 기반 시스템들에 대한 널 서브캐리어들의 전력 출력을 이용하는 ACI 검출 방법이다. 프로세스(800)는 OFDM/OFDMA 시스템들에서 ACI 신호 및 널 서브캐리어 할당의 주파수 응답 특성들을 효과적으로 이용한다.
프로세스(800)의 하나의 이점은 ACID 유틸리티(750)에 따른 소프트웨어에 대한 간단한 애드-온(add-on)들만으로 프로세스를 구현할 수 있고, 추가적인 하드웨어 또는 시스템 설계 변경이 필요하지 않다는 점이다. 프로세스(800)는 간단한 적응을 이용하여 WiMAX, LTE 등과 같은 시스템들에 쉽게 적용될 수 있다. 또한, 프로세스(800)는 공지된 ACI 저감 방법들과 결합되어, ACI로부터 시스템 성능을 효과적으로 보호하고, 사용자 경험을 개선할 수 있다.
위의 흐름도에서, 일부 구현들에서, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고, 프로세스의 소정 단계들이 결합되거나, 동시에 또는 상이한 순서로 수행되거나, 혹은 생략될 수 있다. 따라서, 방법 단계들이 특정 순서로 설명되고 도시되지만, 단계들의 특정 순서의 사용은 본 발명에 대한 임의의 제한들을 암시하는 것을 의도하지 않는다. 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고, 단계들의 순서에 대한 변경들이 이루어질 수 있다. 따라서, 특정 순서의 사용은 제한적인 의미로 간주되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 정의된다.
더 인식되듯이, 본 발명의 실시예들에서의 프로세스들은 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어의 임의의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어로 본 발명을 실시하는 것에 대한 준비 단계로서, 통상적으로 (소프트웨어 또는 펌웨어에 관계없이) 프로그래밍 코드가 고정 (하드) 드라이브, 디스켓, 광 디스크, 자기 테이프, ROM, PROM 등과 같은 반도체 메모리 등의 하나 이상의 기계 판독 가능 저장 매체들에 저장되며, 따라서 이들은 본 발명에 따른 제조물을 구성한다. 프로그래밍 코드를 포함하는 제조물은 저장 장치로부터 직접 코드를 실행함으로써, 저장 장치로부터 하드 디스크, RAM 등과 같은 다른 저장 장치로 코드를 복사함으로써 또는 디지털 및 아날로그 통신 링크들과 같은 전송 타입 매체들을 이용하여 원격 실행을 위해 코드를 전송함으로써 사용된다. 본 발명의 방법들은 본 발명에 따른 코드를 포함하는 하나 이상의 기계 판독 가능 저장 장치와 그 안에 포함된 코드를 실행하기 위한 적절한 처리 하드웨어를 결합함으로써 실시될 수 있다. 본 발명을 실시하기 위한 장치는 본 발명에 따라 코딩된 프로그램(들)에 대한 네트워크 액세스를 포함하거나 구비하는 하나 이상의 처리 장치들 및 저장 시스템들일 수 있다.
이 분야의 기술자들은, 본 발명의 실시예의 소프트웨어 양태들이 다양한 형태의 프로그램 제품으로서 배포될 수 있고, 배포를 실제로 수행하는 데 사용되는 매체들의 특정 타입에 관계없이 본 발명의 실시예가 동일하게 이용된다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 매체들의 타입들의 비 배타적인 리스트는 플로피 디스크, 섬(thumb) 드라이브, 하드 디스크 드라이브, CD-ROM, DVD 등과 같은 기록 가능 타입(유형) 매체들, 및 디지털 및 아날로그 통신 링크들과 같은 전송 타입 매체들을 포함한다.
본 발명은 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이 분야의 기술자들은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 그들의 요소들에 대한 다양한 변경들이 이루어질 수 있고, 균등물들로 대체될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위로부터 벗어나지 않고, 특정 시스템, 장치 또는 그 컴포넌트를 본 발명의 가르침들에 적응시키기 위해 많은 개량이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위한 개시된 특정 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 본 발명은 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 모든 실시예들을 포함하는 것을 의도한다. 더욱이, 제1, 제2 등의 용어들은 임의의 순서 또는 중요성을 나타내는 것이 아니라, 하나의 요소와 다른 요소를 구별하는 데 사용된다.

Claims (20)

  1. 통신 시스템에서,
    고속 푸리에 변환(FFT) 계산기에 의해, 상기 통신 시스템의 하나 이상의 주파수 채널들 내의 하나 이상의 주파수 널 서브캐리어들(frequency null subcarriers)에 대한 FFT 출력을 계산하는 단계 - 상기 FFT 출력을 계산하는 단계는, 상기 하나 이상의 주파수 채널들의 상위 측(upper side) 내의 하나 이상의 상위 주파수 측 널 서브캐리어들(upper frequency side null subcarriers)에 대한 FFT 출력을 계산하는 단계 및 상기 하나 이상의 주파수 채널들의 하위 측 내의 하나 이상의 하위 주파수 측 널 서브캐리어들에 대한 FFT 출력을 계산하는 단계를 포함함 - ;
    상기 FFT 출력을 이용하여 상기 하나 이상의 주파수 널 서브캐리어들과 관련된 전력 값들을 계산하는 단계; 및
    인접 채널 간섭(ACI; adjacent channel interference) 계산기에 의해, 상기 계산된 전력 값들을 이용하여 상기 통신 시스템의 상기 하나 이상의 주파수 채널들에서의 ACI의 존재를 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 주파수 채널들의 중심 주파수 부분 내의 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 FFT 출력을 계산하는 단계; 및
    상기 중심 데이터 서브캐리어들과 관련된 전력 값을 계산하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 ACI의 존재를 결정하는 단계는 상기 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 상기 계산된 전력 값을 이용하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 상위 주파수 측 널 서브캐리어들에 대한 전력 값과, 상기 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값 사이의 제1 비율(ratio)을 계산하는 단계;
    상기 하나 이상의 하위 주파수 측 널 서브캐리어들에 대한 전력 값과, 상기 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값 사이의 제2 비율을 계산하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 결정 단계는 상기 제1 비율 및 상기 제2 비율을 임계치와 비교하여 상기 ACI의 존재를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 자신의 인접 채널들에서 ACI를 갖지 않는 통신 시스템에 대해 하나 이상의 하위 주파수 측 널 서브캐리어들에 대한 전력 값과 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값 사이의 제3 비율에 기초하여 상기 임계치를 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 거짓 알람(false alarm) 및 누락 검출 레이트(miss detection rate) 중 하나의 함수로서 상기 임계치를 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템에서 상기 하나 이상의 주파수 채널들을 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 ACI의 존재의 결정시에 상기 ACI를 저감(mitigate)하기 위한 저감화(mitigation)를 개시하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 무선 수신기로서,
    다른 시스템의 제2 주파수 채널에 인접하는 제1 주파수 채널 내의 하나 이상의 주파수 널 서브캐리어들에 대한 FFT 출력을 계산하기 위한 FFT 계산기 - 상기 하나 이상의 주파수 널 서브캐리어들은, 상기 제1 주파수 채널의 상위 측 내의 하나 이상의 상위 주파수 측 널 서브캐리어들 및 상기 제1 주파수 채널의 하위 측 내의 하나 이상의 하위 주파수 측 널 서브캐리어들을 포함함 - ;
    상기 FFT 계산기에 결합된 적어도 하나의 계산기 - 상기 적어도 하나의 계산기는, 상기 FFT 출력을 이용하여 상기 주파수 널 서브캐리어들과 관련된 전력 값들을 계산하도록 구성됨 -; 및
    상기 FFT 계산기에 결합된 평가기 - 상기 평가기는, 상기 계산된 전력 값들을 이용하여 상기 제1 주파수 채널에서의 ACI의 존재를 결정하도록 구성됨 -
    를 포함하는 무선 수신기.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 FFT 계산기는 또한, 상기 제1 주파수 채널의 중심 주파수 부분 내의 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 FFT 출력을 계산하도록 구성되고,
    상기 적어도 하나의 계산기는 상기 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값을 계산하도록 구성되고,
    상기 평가기는 상기 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값을 이용하여 상기 제1 주파수 채널에서의 ACI의 존재를 결정하도록 구성되는, 무선 수신기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 상위 주파수 측 널 서브캐리어들에 대한 전력 값과 상기 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값 사이의 제1 비율을 계산하도록 구성되는 제1 비율 계산기;
    상기 하나 이상의 하위 주파수 측 널 서브캐리어들에 대한 전력 값과 상기 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값 사이의 제2 비율을 계산하도록 구성되는 제2 비율 계산기
    를 더 포함하고,
    상기 평가기는 또한, 상기 제1 비율 및 상기 제2 비율을 임계치와 비교하여 상기 제1 주파수에서의 ACI의 존재를 결정하도록 구성되는, 무선 수신기.
  13. 제12항에 있어서, 자신의 인접 채널들에서 ACI를 갖지 않는 통신 시스템에 대해 하나 이상의 하위 주파수 측 서브캐리어들에 대한 전력 값과 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값 사이의 제3 비율에 기초하여 상기 임계치를 계산하도록 구성되는 임계치 계산기를 더 포함하는 무선 수신기.
  14. 제13항에 있어서, 거짓 알람 및 누락 검출 레이트의 함수로서 상기 임계치를 조정하도록 구성되는 임계치 조정기를 더 포함하는 무선 수신기.
  15. 제9항에 있어서, 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 프로토콜에 따라 상기 제1 주파수 채널을 수신하도록 구성되는 수신 유닛을 더 포함하는 무선 수신기.
  16. 제9항에 있어서, 상기 ACI의 존재의 결정시에 상기 ACI의 저감을 개시하도록 구성되는 저감 개시기를 더 포함하는 무선 수신기.
  17. 무선 수신기로서,
    다른 시스템의 제2 주파수 채널에 인접하는 제1 주파수 채널 내의 하나 이상의 주파수 널 서브캐리어들에 대한 FFT 출력을 계산하고 - 상기 하나 이상의 주파수 널 서브캐리어들은, 상기 제1 주파수 채널의 상위 측 내의 하나 이상의 상위 주파수 측 널 서브캐리어들 및 상기 제1 주파수 채널의 하위 측 내의 하나 이상의 하위 주파수 측 널 서브캐리어들을 포함함 - , 상기 FFT 출력을 이용하여 상기 주파수 널 서브캐리어들과 관련된 전력 값들을 계산하고, 상기 계산된 전력 값들을 이용하여 상기 제1 주파수 채널에서의 ACI의 존재를 결정하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 프로세서에 결합되어, 계산들의 결과들을 저장하도록 구성되는 메모리
    를 포함하는 무선 수신기.
  18. 삭제
  19. 제17항에 있어서, 상기 프로세서는 또한, 상기 제1 주파수 채널의 중심 주파수 부분 내의 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 FFT 출력을 계산하고; 상기 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값을 계산하고; 상기 제1 주파수 채널에서의 ACI의 존재를 결정할 때, 상기 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값을 또한 이용하여 상기 ACI의 존재를 결정하도록 구성되는 무선 수신기.
  20. 제19항에 있어서, 상기 프로세서는 또한, 상기 하나 이상의 상위 주파수 측 널 서브캐리어들에 대한 전력 값과 상기 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값 사이의 제1 비율을 계산하고; 상기 하나 이상의 하위 주파수 측 널 서브캐리어들에 대한 전력 값과 상기 하나 이상의 중심 데이터 서브캐리어들에 대한 전력 값 사이의 제2 비율을 계산하고; 상기 ACI의 존재를 결정할 때, 상기 제1 비율 및 상기 제2 비율을 임계치와 비교하여 상기 제1 주파수에서의 ACI의 존재를 결정하도록 구성되는 무선 수신기.
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