KR101282538B1 - 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

하향신호를 이용하여 채널이득을 추정하는 채널이득 추정부, 및 상기 추정된 채널 이득을 고려하여 레인징 상향신호를 왜곡하는 신호 왜곡부를 포함하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템 및 방법이 개시된다.
채널이득, 추정, 레인징 상향신호, 사전 왜곡(pre-distortion)

Description

레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템 및 방법{RANGING UP-SIGNAL PRE-DISTORTION SYSTEM AND METHOD}
본 발명의 실시예들은 통신 또는 양방향 방송 시스템에 포함된 단말기 또는 중계기에서 기지국 또는 중계국으로 상향신호, 특히, 레인징 상향신호를 송출 시, 사전 왜곡하여 송출하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템 및 방법에 관한 것이다.
대부분의 통신 시스템 또는 양방향 방송 시스템에서 기지국 또는 중계국은 서비스 지역 내의 단말기 또는 중계기에 신호(이하, 하향신호)를 무선/유선으로 송신하거나, 또는 서비스 지역 내의 단말기 또는 중계기에서 전송되는 신호(이하, 상향신호)를 무선/유선으로 수신한다.
이때, 기지국 또는 중계국은 할당된 서비스 지역 내의 모든 단말기 또는 중계기에서 전송되는 상향신호들을, 일정 범위 내의 동기오차로 수신할 수 있어야 한다. 그런데, 상기 상향신호를 전송하려는 단말기 또는 중계기에서 기지국 또는 중계국까지의 상향신호 전달 소요 시간에 대한 정보를 가지고 있지 않을 경우, 상향신호가 기지국 또는 중계국으로 도달하는 시간과 주파수를 동기화하기 위한 동기화 요청신호를 기지국 또는 중계국으로 전송해야 한다.
또한, 단말기 또는 중계기는 상향신호 송신에 사용될 주파수 자원 할당을 기지국 또는 중계국에 요청하기 위한 주파수할당요구신호를 기지국 또는 중계국으로 전송해야 한다.
상기 동기화요청신호 또는 상기 주파수할당요구신호를 레인징 상향신호라고 하며, 이러한 레인징 상향신호는 상향신호 전송 채널에 대한 사전 정보가 부족한 상황에서 전송되므로, 기지국 또는 중계국에서 레인징 상향신호를 검출하는 성능은 상향신호를 검출하는 성능에 비해 떨어지게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 상향신호에 대한 수신전력을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기존의 단말기는 하향신호 수신부와 상향신호 송출부가 독립적으로 동작하도록 설계되므로, 채널에 대한 정보가 부족하여 상향신호의 송출 시 채널이득(110)을 반영할 수 없다.
즉, 기존의 단말기는 채널이득(110)의 고려없이 상향신호를 구성하는 각 부반송파 신호의 송신전력을 동일하게 하여 기지국으로 송출하며, 그 결과 기지국에 수신되는 상향신호에 대한 수신전력(120)은 도 1과 같이 비균일하게 나타난다.
이와 같이, 채널이득(110)에 대한 사전 정보가 부족한 상황에서 채널 왜곡이 있을 경우, 기지국에서는 단말기로부터 송출되는 레인징 상향신호를 검출하기 어려워진다.
본 발명의 일실시예는 기지국 또는 중계국 중 어느 하나의 상위노드로부터 전송되는 하향 신호를 이용하여 채널이득을 추정하고, 추정된 채널 이득을 고려하여 레인징 상향신호를 사전 왜곡하여 상위노드로 송신 함으로써, 상위노드에서 균일한 특성을 가지는 레인징 상향신호가 수신될 수 있도록 하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예는 하향신호로부터 채널특성을 추정하여, 레인징 신호 송출 시 받게 될 채널 왜곡을 사전 보상하여 송출 함으로써, 기지국 또는 중계국에서의 레인징 상향신호의 검출 성능을 향상시킬 수 있는 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템은, 하향신호를 이용하여 채널이득을 추정하는 채널이득 추정부, 및 상기 추정된 채널 이득을 고려하여 레인징 상향신호를 왜곡하는 신호 왜곡부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 방법은, 기지국 또는 중계국 중 어느 하나의 상위노드로부터 전송되는 하향신호를 수신하는 단계와, 상기 수신된 하향신호를 이용하여, 채널이득을 추정하는 단계와, 상기 추정된 채널 이득을 고려하여, 레인징 상향신호를 왜곡하는 단계, 및 상기 왜곡된 레인징 상향신호를 상기 상위노드로 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기지국 또는 중계국에서 레인징 상향신호를 검출하는 시간을 줄일 수 있어 전반적인 데이터 전송 속도를 개선할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 통신 또는 양방향 방송 시스템에서 무선 상향 전송 링크의 레인징 신호 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단말기, 중계기, 및 기지국 간의 전체적인 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 통신 또는 방송 시스템은 중계기(210)와 기지국(220), 및 단말기(230)를 포함하여 구성되는 양방향 시스템이 될 수 있다. 즉, 기지국(220)은 할당된 서비스 지역 내의 단말기(230)로 채널을 통해 하향신호를 송신하고, 단말기(230)는 상기 채널을 통해 기지국(220)으로 상향신호를 송신할 수 있다. 이때, 기지국(220)과 단말기(230)는 중계기(210)를 경유하여, 상기 상향신호 또는 상기 하향신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템은 상향신호, 특히, 레인징 상향신호를 송출하는 단말기(230) 또는 중계기(210)의 내부에 구현될 수 있다.
즉, 중계기(210)는 기지국(220)으로부터 수신되는 하향신호를 이용하여 채널이득을 추정하고, 기지국(220)으로 상향신호를 송출 시, 추정된 채널이득을 고려하여 상기 상향신호의 신호전력을 사전 왜곡하여 송출 함으로써, 기지국(220)에서 균일한 특성을 가지는 상향신호가 수신될 수 있도록 한다. 또한, 중계기(210)는 상기 추정된 채널이득을 고려하여 레인징 상향신호를 사전 왜곡하여 기지국(220)에 송출 함으로써, 기지국(220)에서의 레인징 상향신호의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 단말기(230)는 중계기(210)로부터 수신되는 하향신호를 이용하여 채널이득을 추정하고, 중계기(210)로 레인징 상향신호를 송출 시, 추정된 채널이득을 고려하여 상기 레인징 상향신호의 신호전력을 사전 왜곡하여 송출 함으로써, 중계기(210)에서 레인징 상향신호의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템(300)은 신호 수신부(310), 채널이득 추정부(320), 신호 왜곡부(330), 신호 송신부(340), 및 채널 보상부(350)를 포함하여 구성될 수 있다.
신호 수신부(310)는 기지국 또는 중계국 중 어느 하나의 상위노드로부터 채널을 통해 전송되는 신호를, 하향신호로서 수신하고, 채널이득 추정부(320)는 상기 수신된 하향신호를 이용하여 상기 채널에 관한 채널이득을 추정한다.
일례로, 채널이득 추정부(320)는 상기 하향신호에 대한 송신전력과 수신전력 을 비교하여 상기 채널이득을 추정할 수 있다. 즉, 채널이득 추정부(320)는 채널 왜곡을 받기 이전의 하향신호에 대한 송신전력을 100으로 확인하고, 채널 왜곡을 받은 이후의 하향신호에 대한 수신전력을 90으로 측정하여 확인한 경우, 상기 채널에 관한 채널이득을 0.9(=90/100)로 추정할 수 있다.
신호 왜곡부(330)는 상기 추정된 채널 이득을 고려하여 상향신호를 왜곡하고, 신호 송신부(340)는 상기 왜곡된 상향신호를 상기 상위노드로 송신한다.
이때, 신호 왜곡부(330)는 복수의 부반송파를 포함하는 레인징 상향신호의 생성에 연동하여, 상기 각 부반송파에 대한 신호전력을 상기 추정된 채널이득을 고려하여 왜곡할 수 있다.
즉, 신호 왜곡부(330)는 상위노드로의 상향신호 도달시간과 주파수를 동기화하기 위한 레인징 상향신호, 또는 상위노드로 주파수 할당을 요청하기 위한 레인징 상향신호를 상기 추정된 채널 이득을 고려하여 왜곡하고, 신호 송신부(340)는 상기 왜곡된 상향신호를 상위노드로 송신할 수 있다. 일례로, 상기 상위노드는 채널 왜곡을 거쳐 균일한 특성을 갖는 레인징 상향신호를 수신할 수도 있다.
일례로, 상기 왜곡되어 상위노드로 전송되는 레인징 상향신호는 채널 왜곡을 거쳐 균일한 특성을 갖게 할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 기지국 또는 중계국에서 레인징 상향신호를 검출하는 시간을 줄일 수 있어 전반적인 데이터 전송 속도를 개선하고, 레인징 상향신호에 대한 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 신호 수신부(310)는 단말기 또는 중계기 중 어느 하나의 하위 노드로 부터 전송되는 신호를 수신하고, 채널 보상부(350)는 상기 추정된 채널 이득을 고려하여, 상기 수신된 신호를 보상할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템(400)은 하향신호 수신부(410), 채널이득 추정부(420), 신호 왜곡부(430), 상향신호 송출부(440), 채널 보상부(450), 상향신호 생성부(460), 및 하향신호 처리부(470)를 포함하여 구성될 수 있다.
하향신호 수신부(410)는 기지국 또는 중계국으로부터 하향신호를 수신하고, 채널이득 추정부(420)는 수신된 하향신호로부터 채널이득을 추정할 수 있다.
상향신호 생성부(460)에서 기지국 또는 중계국으로 송신할 레인징 상향신호가 생성 됨에 따라, 신호 왜곡부(430)는 상기 생성된 레인징 상향신호를 상기 추청된 채널이득을 고려하여 사전 왜곡하고, 상향신호 송출부(440)는 상기 왜곡된 레인징 상향신호를 기지국 또는 중계국으로 송신할 수 있다. 이와 같이, 하향신호 수신부(410)와 상향신호 송출부(440)는 채널이득 추정부(420)에서 채널이득을 추정한 결과에 따라 유기적으로 동작될 수 있다.
또한, 채널 보상부(450)는 상기 채널이득을 추정한 결과를 이용하여, 기지국 또는 중계국으로부터 채널 왜곡을 거쳐서 수신된 하향신호를 보상하여 하향신호 처리부(470)에서 처리되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일측에 있어서, 레인징 상향신호를 왜곡하는 일례를 도시 한 도면이다.
도 5에는 채널이득(510) 및 레인징 상향신호에 대한 송신전력(520)이 도시되어 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템은 기지국 또는 중계국에서 채널을 통해 전송되는 하향신호로부터 채널이득(510)을 추정하고, 상기 추정한 채널이득(510)를 고려하여, 상기 레인징 상향신호를 구성하는 복수의 부반송파에 대한 신호전력을, 도 5의 송신전력(520)과 같이 비균일하게 왜곡할 수 있다. 즉, 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템은 상기 송신전력(520)을 갖는 레인징 상향신호를, 기지국 또는 중계국으로 송신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일측에 있어서, 레인징 상향신호에 대한 수신전력을 도시한 도면이다.
도 6에는 채널이득(510) 및 기지국 또는 중계국에 수신된 레인징 상향신호에 대한 수신전력(610)이 도시되어 있다. 상기 레인징 상향신호의 송신전력(520)은 전송되는 도중, 채널 왜곡을 거쳐 도 6의 수신전력(610)과 같이 균일한 특성을 갖게 될 수 있다. 따라서, 기지국 또는 중계국에서는 수신된 레인징 상향신호를 신속하게 검출할 수 있으며, 이에 따라, 데이터 전송 속도가 개선될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 레인징 상향신호에 대한 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 방법은 도 3에 도시 된 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템(300)에 의해 구현될 수 있다. 이하, 도 7의 설명에서는 상술한 도 3을 함께 참조하여 도 7을 설명하여 발명의 이해를 도모한다.
단계 710에서 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템(300)은 기지국 또는 중계국 중 어느 하나의 상위노드로부터, 채널을 통해 전송되는 하향신호를 수신한다.
단계 720에서 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템(300)은 상기 수신된 하향신호를 이용하여 상기 채널에 관한 채널이득을 추정한다.
채널이득 추정부(320)는 상기 하향신호에 대한 송신전력과 수신전력을 비교하여 상기 채널이득을 추정할 수 있다. 즉, 채널이득 추정부(320)는 채널 왜곡을 받기 이전의 하향신호에 대한 송신전력을 100으로 확인하고, 채널 왜곡을 받은 이후의 하향신호에 대한 수신전력을 90으로 측정하여 확인한 경우, 상기 채널에 관한 채널이득을 0.9로 추정할 수 있다.
단계 730에서 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템(300)은 상기 추정된 채널 이득을 고려하여 레인징 상향신호를 왜곡한다.
즉, 신호 왜곡부(330)는 복수의 부반송파를 포함하는 레인징 상향신호의 생성에 연동하여, 상기 각 부반송파에 대한 신호전력을 상기 추정된 채널이득을 고려하여 왜곡할 수 있다.
예컨대, 신호 왜곡부(330)는 상기 상위노드로의 상향신호 도달시간과 주파수를 동기화하기 위한 레인징 상향신호가 생성될 경우, 상기 레인징 상향신호를 상기 추정된 채널이득을 고려하여 왜곡할 수 있다.
또한, 신호 왜곡부(330)는 상기 상위노드로 주파수 할당을 요청하기 위한 레인징 상향신호가 생성될 경우, 상기 레인징 상향신호를 상기 추정된 채널이득을 고려하여 왜곡할 수 있다.
단계 740에서 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템(300)은 상기 왜곡된 레인징 상향신호를 상기 상위노드로 송신한다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예는 기지국 또는 중계국 중 어느 하나의 상위노드로부터 전송되는 하향 신호를 이용하여 채널이득을 추정하고, 추정된 채널 이득을 고려하여 레인징 신호 송출 시 받게 될 채널 왜곡을 사전 보상하여 송출 함으로써, 상위노드(기지국 또는 중계국)에서의 레인징 상향신호 검출 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로 그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 상향신호에 대한 수신전력을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단말기, 중계기, 및 기지국 간의 전체적인 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일측에 있어서, 레인징 상향신호를 왜곡하는 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일측에 있어서, 레인징 상향신호에 대한 수신전력을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 상향신호 사전 왜곡 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300: 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템
310: 신호 수신부
320: 채널이득 추정부
330: 신호 왜곡부
340: 신호 송신부 350: 채널 보상부

Claims (13)

  1. 하향신호를 이용하여, 채널이득을 추정하는 채널이득 추정부;
    상기 추정된 채널 이득을 고려하여, 레인징 상향신호를 왜곡하는 신호 왜곡부;
    단말기 또는 중계기 중 어느 하나의 하위 노드로부터 전송되는 신호를 수신하는 신호 수신부; 및
    상기 추정된 채널 이득을 고려하여, 상기 수신된 신호를 보상하는 채널 보상부
    를 포함하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널이득 추정부는,
    상기 하향신호에 대한 송신전력과 수신전력을 비교하여 상기 채널이득을 추정하는, 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호 왜곡부는,
    복수의 부반송파를 포함하는 레인징 상향신호의 생성에 연동하여, 상기 각 부반송파에 대한 신호전력을, 상기 추정된 채널이득을 고려하여 왜곡하는, 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 왜곡된 레인징 상향신호를, 기지국 또는 중계국 중 어느 하나의 상위노드로 송신하는 신호 송신부
    를 더 포함하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 신호 송신부는,
    상향신호에 포함되어 왜곡되는 레인징 상향신호를 상기 상위노드로 송신하는, 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 왜곡부는,
    상위노드로의 상향신호 도달시간과 주파수를 동기화하거나, 또는 상위노드로 주파수 할당을 요청하기 위한 레인징 상향신호를, 상기 추정된 채널이득을 고려하여 왜곡하는, 레인징 상향신호 사전 왜곡 시스템.
  7. 삭제
  8. 기지국 또는 중계국 중 어느 하나의 상위노드로부터 전송되는 하향신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 하향신호를 이용하여, 채널이득을 추정하는 단계;
    상기 추정된 채널 이득을 고려하여, 레인징 상향신호를 왜곡하는 단계;
    상기 왜곡된 레인징 상향신호를 상기 상위노드로 송신하는 단계
    단말기 또는 중계기 중 어느 하나의 하위 노드로부터 전송되는 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 추정된 채널 이득을 고려하여, 상기 수신된 신호를 보상하는 단계
    를 포함하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 채널이득을 추정하는 단계는,
    상기 하향신호에 대한 송신전력과 수신전력을 비교하여 상기 채널이득을 추정하는 단계
    를 포함하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 레인징 상향신호를 왜곡하는 단계는,
    복수의 부반송파를 포함하는 레인징 상향신호의 생성에 연동하여, 상기 각 부반송파에 대한 신호전력을, 상기 추정된 채널이득을 고려하여 왜곡하는 단계
    를 포함하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 레인징 상향신호를 왜곡하는 단계는,
    상기 레인징 상향신호에 대한 상기 상위노드로의 도달시간과 주파수를 동기화하기 위한 레인징 상향신호를 상기 추정된 채널이득을 고려하여 왜곡하는 단계
    를 포함하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 레인징 상향신호를 왜곡하는 단계는,
    상기 상위노드로 주파수 할당을 요청하기 위한 레인징 상향신호를 상기 추정된 채널이득을 고려하여 왜곡하는 단계
    를 포함하는 레인징 상향신호 사전 왜곡 방법.
  13. 삭제
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