KR101285392B1 - 멀티캐리어 전송 방식을 사용하는 통신 시스템의 신호 수신장치 및 신호 수신장치의 간섭 제거방법 - Google Patents

멀티캐리어 전송 방식을 사용하는 통신 시스템의 신호 수신장치 및 신호 수신장치의 간섭 제거방법 Download PDF

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Abstract

멀티캐리어 전송 방식을 사용하는 통신 시스템의 수신장치 및 신호 수신방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수신장치는 가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 수신신호로부터 시간 영역 상에서 심볼 간 간섭(ISI)을 제거하고, 수신신호로부터 주파수 영역 상에서 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭(ICI)을 제거한다.

Description

멀티캐리어 전송 방식을 사용하는 통신 시스템의 신호 수신장치 및 신호 수신장치의 간섭 제거방법 {Apparatus for receiving signal in multi carrier transmission system and method for interference cancellation}
본 발명의 일 양상은 멀티캐리어 전송 방식을 사용하는 통신 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가드 인터벌 이상의 지연파가 발생하여도 심볼 간 간섭이나 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 기술에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호 : 2008-S-002-02, 과제명 : 3GPP LTE 단말모뎀 칩셋 개발]
최근 다양한 이동통신 기술들에서 멀티캐리어 전송 방식을 채택하고 있다. 예를 들면, 휴대 인터넷 시스템의 IEEE 802.16, 802.20 및 와이브로 시스템의 표준은 직교 주파수 분할 다중접속(Orthogonal frequency-division multiple access:OFDMA) 방식을 채택하고 있고, 셀룰러 시스템에 관한 표준화 작업은 3GPP(3 Generation Partnership Project)에서 진행되고 있다. 멀티캐리어 전송 방식은 무선 채널의 최대 지연을 반영하여 송신 심볼 당 가드 인터벌을 삽입하여 전송하는 방식이다. 가드 인터벌 삽입은 무선 채널 지연에 따른 심볼 간 간섭을 억제하고, 수신 단에서 채널 행렬을 주기적으로 생성하며, CDMA 전송 방식에서의 채널 보상 기법과 달리 간단한 채널 등화 방식이 가능하다.
그러나, 가드 인터벌 삽입은 전송 파워 및 한정된 주파수 자원을 낭비할 수 있다. 이에 따라, 단말기의 수신 단의 복잡성을 반영하여 가드 인터벌을 삽입하지 않는 연구가 진행되고 있다. 한편, 지상파 방송 서비스나 3GPP LTE의 멀티미디어 방송 다중송출 서비스(Multimedia Broadcast Multicast Service:MBMS)와 같은 단일 주파수 네트워크(Single Frequency Network:SFN) 환경에서는 다중 경로파의 전파 경로가 확장됨에 따라 가드 인터벌을 넘는 지연파에 대한 대비가 필요하다. 현재까지 간섭 제거 기술은 많이 연구되고 있으나, 연산량과 성능을 함께 반영한 간섭 제거에 대해서는 연구가 미진한 상태이다.
일 양상에 따라, 가드 인터벌을 넘는 지연파에 따른 심볼 간 간섭 및 서브캐리어 간 간섭을 각각 시간 도메인 및 주파수 도메인에서의 신호 처리를 통해 제거하는 기술을 제안한다.
일 양상에 따른 가드 인터벌이 부가되어 송신된 신호를 수신하는 수신장치는, 가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 수신신호로부터 시간 영역 상에서 심볼 간 간섭(ISI)을 제거하는 ISI 제어부 및 수신신호로부터 주파수 영역 상에서 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭(ICI)을 제거하는 ICI 제어부를 포함한다.
한편 다른 양상에 따른 수신장치는, 수신된 심볼에 대한 레플리카를 이용하여 주파수 영역 상에서 서브캐리어 간 간섭 및 잔류하는 심볼 간 간섭을 제거하는 간섭 제거부 및 주파수 영역 상에서 수신신호의 잡음 및 채널 응답 특성에 따른 채널 왜곡을 보상하는 채널 등화부와, 채널 등화부를 통한 보상 결과를 디코딩하는 디코더와, 디코더의 출력신호에 대한 비트 단위의 로그 우도율(LLR)을 분석하여 채널 등화부로 피드백되는 심볼을 선택하는 심볼 선택부와, 선택된 심볼을 데이터 심볼로 매핑하고 매핑된 결과를 간섭 제거부로 입력하는 매핑부로 구성된 피드백 회로를 포함한다.
한편 또 다른 양상에 따른 수신장치의 신호 수신방법은, 가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 신호를 수신하는 단계, 수신신호로부터 시간 영역 상에서 심볼 간 간섭(ISI)을 제거하는 단계 및 수신신호로부터 주파수 영역 상에서 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭(ICI)을 제거하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 수신신호로부터 시간 영역 상에서 심볼 간 간섭을 제거하고, 주파수 영역 상에서 서브캐리어 간 간섭을 제거함에 따라, 간섭 제거 시 처리 가능한 연산량을 효율적으로 분산시킬 수 있으며 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
나아가 채널 등화 과정을 통해 신뢰성 있는 심볼 검출 및 피드백 신호 처리가 가능하다. 나아가 문턱값 이하의 채널을 갖는 데이터 심볼의 피드백을 제한함으로써 심볼 피드백 시에 발생할 수 있는 에러 전파를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 가드 인터벌을 넘는 지연파에 대한 심볼 간 간섭을 설명하기 위한 참조도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 수신신호의 간섭을 제거하는 수신장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 추정된 채널 행렬을 도시한 참조도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신장치의 ISI 제거 과정을 설명하기 위한 참조도,
도 5는 심볼 간 간섭 제거가 주파수 도메인에서 수행되는 경우 레이턴시(latency)에 미치는 영향을 설명하기 위한 참조도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신장치의 ICI 제거 동작을 설명하기 위한 참조도,
도 7은 HICI가 순환행렬을 만족하지 않아 발생하는 서브캐리어 간의 간섭량을 보여주는 참조도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신장치의 신호 수신방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 가드 인터벌을 넘는 지연파에 대한 심볼 간 간섭을 설명하기 위한 참조도이다.
도 1을 참조하면, 멀티캐리어(multi carrier) 전송 방식, 예를 들면 직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing:OFDM) 전송 방식을 사용하는 무선통신 시스템에 있어서, 송신장치는 송신신호에 가드 인터벌(guard interval)을 삽입하여 송신한다. 수신장치는 가드 인터벌이 삽입된 송신신호를 수신한다. 가드 인터벌 삽입이란 M개의 서브캐리어(subcarrier) 샘플(1 심볼)에 따른 출력신호를 1 단위로 할 때, 그 선두에 말미 부분을 복사하는 것이다.
그런데, 수신신호가 가드 인터벌을 넘는 지연파인 경우, 수신장치는 지연파의 간섭을 제거해야 한다. 이때 서브캐리어에 실려 있는 데이터 심볼들은 인접 심볼에 의한 간섭과 동일 심볼 내부의 서브캐리어 간의 직교성이 무너져 서브캐리어에 실려있는 데이터 심볼 간의 간섭이 발생할 수 있다.
도 1은 가드 인터벌을 넘는 수신신호의 경우 시간 영역에서의 OFDM 심볼을 나타낸다. 도 1에 도시된 세 심볼을 각각 이전 심볼:(i-1) th , 현재 심볼:i th 및 이후심볼:(i+1) th 이라고 가정하고, i th 심볼에 대한 데이터를 검출한다고 가정한다. N-포인트 IFFT 길이의 i th 심볼 내부에는 (i-1) th 심볼부터의 신호 성분이 존재하는데, 이것이 심볼 간의 간섭(inter-symbol interference:ISI) 성분이 된다. 도 1에 표시된 G는 가드 인터벌 길이를, MCD는 최대 채널 지연(Maximum channel delay)을, N은 FFT 길이(length)를 각각 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 수신신호의 간섭을 제거하는 수신장치(1)의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 수신장치(1)는 채널 추정부(112), ISI 제어부(100), ICI 제어부(106), 직렬 병렬 변환부(114), FFT부(116) 및 병렬 직렬 변환부(118)를 포함한다. 이때, ISI 제어부(100)는 ISI 레플리카 발생부(102) 및 ISI 제거부(104)를 포함하고, ICI 제어부(106)는 ICI 레플리카 발생부(108), ICI 제거부(110), 채널 등화부(120), LLR 계산부(122), 디코더(124), 심볼 선택부(126) 및 매핑부(128)를 포함할 수 있다.
채널 추정부(112)는 송신장치에서 시간 다중화된 파일럿 심볼(reference pilot symbol)을 이용하여 수신된 서브캐리어마다 채널 추정을 수행한다.
ISI 제어부(100)는 가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 수신신호에서 심볼 간 간섭(ISI)을 제거한다. ICI 제어부(106)는 수신신호에서 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭(ICI)을 제거한다. 본 발명에 따르면, ISI 제어부(100)는 시간 영역 상에서 ISI를 제거하고, ICI 제어부(106)는 주파수 영역 상에서 ICI를 제거한다. 본 발명에 따른 수신장치(1)는 서로 다른 도메인 영역에서 각각 ISI 및 ICI를 제거함에 따라, 간섭 제거 시 처리 가능한 연산량을 효율적으로 분산시킬 수 있으며 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, ISI 제어부(100)가 시간 영역 상에서 이전 심볼에 대한 레플리카(replica)를 발생하여 현재 심볼에 대한 이전 심볼의 간섭을 제거하면, ICI 제어부(106)가 주파수 영역 상에서 이전 심볼에 대한 간섭이 제거된 현재 심볼에 대한 레플리카를 발생하여 서브캐리어 간 간섭 및 잔류하는 심볼 간 간섭을 제거할 수 있다.
직렬 병렬 변환부(S/P)(114)는 ISI가 제거된 신호를 직렬 형태에서 병렬 형태로 변환하여 다수 개의 서브캐리어로 멀티전송한다. FFT부(118)는 병렬 형태로 변환된 신호에 대해 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform)을 수행하여 수신신호를 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 병렬 직렬 변환부(P/S)(118)는 고속 푸리에 변환된 신호를 병렬 형태에서 직렬 형태로 변환한다.
일 실시예에 따른 ISI 제어부(100)의 ISI 레플리카 발생부(102)는 심볼 간 간섭이 발생한 인접 심볼에 대한 시간 파형의 ISI 레플리카를 발생한다. 이때 파일럿 심볼 파형으로부터 간섭을 받고 있는 부분을 절취하여 ISI 레플리카로 발생할 수 있다. ISI 제거부(104)는 ISI 레플리카를 수신신호에 대한 채널응답 특성 추정을 통해 추정된 ISI 채널 추정값(HISI)과 연산하고, 연산된 결과를 수신신호에서 감산하여 심볼 간 간섭을 제거한다.
일 실시예에 따른 ICI 제어부(106)의 ICI 레플리카 발생부(108)는 서브캐리어 간 간섭이 발생한 인접 심볼에 대한 주파수 파형의 ICI 레플리카를 발생한다. ICI 제거부(110)는 ICI 레플리카를 수신신호에 대한 채널응답 특성 추정을 통해 추정된 ICI 채널 추정값(HICI)과 연산하고, 연산된 결과를 수신신호에서 감산하여 서브캐리어 간 간섭을 제거한다.
한편, 채널 등화부(120)는 주파수 영역에서 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 피드백 회로를 통해 수신신호의 비이상적인 특성에 의한 채널 왜곡을 보상한다. 비이상적인 특성은 예를 들면 각종 잡음(noise), 인접 채널간 간섭 및 다중 경로 등일 수 있다. 피드백 회로는 심볼에 대해 반복적인 피드백 과정이 수행된다. 여기서, 채널 등화부(120)는 단일 탭 주파수 도메인 등화기(Single tab-Frequency Domain Equalizer: Single tab-FDE)로 구현될 수 있다. 채널 등화부(120)를 통해 신뢰성 있는 심볼 검출 및 피드백 신호 처리가 가능하다. 디코더(124)는 채널 등화부(120)를 통한 보상 결과를 디코딩한다.
심볼 선택부(126)는 디코더(124)의 출력신호에 대한 비트 단위의 로그 우도율(LLR)을 분석하여 채널 등화부(120)로 피드백되는 심볼을 선택한다. 여기서, 심볼 선택부(126)는 LLR 분석 결과를 통해 심볼을 구성하는 LLR 값이 미리 설정된 문턱값(βthre) 이하인 심볼은 선택 대상에서 제외하고, LLR 값이 문턱값 이상이 되는 심볼을 선택한다. 일 실시예에 따르면 심볼 선택부(126)는 심볼을 구성하는 LLR 값의 평균값을 계산하고 계산된 LLR 평균값을 문턱값과 비교할 수 있다.
이에 따라, 심볼 선택부(126)를 통해 전술한 조건을 충족하는 심볼만을 선택하여 피드백하므로 심볼 피드백시에 발생할 수 있는 에러 전파를 방지할 수 있다. 예를 들면 문턱값 이하의 LLR 값을 갖는 심볼은 피드백 시에 제외함으로써 잘못 검출된 데이터 심볼 레플리카로부터 발생하는 간섭 노이즈 증가 현상을 방지할 수 있다.
매핑부(128)는 심볼 선택부(126)를 통해 선택된 심볼을 데이터 심볼로 매핑한다. 매핑부(128)는 매핑된 결과를 ICI 레플리카 발생부(108)로 입력하며, 입력되는 값은 특정 서브캐리어 성분이 '0'일 수 있다.
전술한 ICI 간섭 제거부(110), 채널 등화부(120), 디코더(124), 심볼 선택부(126), 매핑부(128) 및 ICI 레플리카 발생부(108)는 피드백 회로로 구현된다.
이하, 전술한 본 발명의 각 구성요소들에 대한 대략적인 설명을 기초로 하여, 후술되는 도면들을 통해 본 발명의 수신장치(1)의 ISI 간섭 및 ICI 간섭 제거 기술에 대해 상세히 후술한다. 이때, 도 2에서 기재한 각 구성요소의 도면부호를 그대로 사용하도록 한다.
우선, 수학식 1은 간섭이 존재하는 i th 심볼에 대해 N-포인트 FFT 수행 후의 주파수 도메인 수신 신호 성분에 대한 행렬 형태의 표현이다.
Figure 112010024916232-pat00001
수학식 1에서 F 및 FH는 각각 IFFT 및 FFT 행렬을 각각 의미하며, H는 수신신호로부터 추정된 채널 행렬(channel matrix)을 의미한다. 채널 추정을 위해 채널 추정부(112)는 수신 경로에 대한 무선 채널의 응답 특성을 추정한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 추정된 채널 행렬을 도시한 참조도이다.
도 3을 참조하면, 채널 추정부(112)가 채널 행렬 H={h0, h1, .. , hM -1}의 채널 응답을 추정한다고 가정할 때, 채널 행렬 H는 도 3의 왼쪽 행렬과 같이 표현될 수 있다. 이때, 채널 행렬 H는 HICI 및 HISI 행렬의 합 연산값으로서, 도 3의 가운데 및 오른쪽 행렬은 각각 수학식 1에서의 HICI 및 HISI 행렬을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신장치(1)의 ISI 제거 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 4를 참조하면, 수신장치(1)의 ISI 제어부(100)는 수신된 i th 심볼로부터 시간 영역 상에서 인접 심볼로부터의 간섭을 제거한다. 이때, ISI 제어부(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 이전 심볼, 즉 (i-1) th 심볼에 대한 N-point IFFT 연산결과와 도 3에 도시된 HISI 채널 행렬을 곱셈 연산한다. 곱셈 연산을 수행한 결과 인접 심볼로부터의 간섭 성분은 수학식 1로부터 제거된다. 전술한 방식으로 제거된 이전 심볼로부터의 간섭 성분은 이전 심볼의 데이터 검출 시 에러 성분을 제외하고는 나머지 심볼들에 대해서는 완전한 간섭 제거가 수행된다.
도 5는 심볼 간 간섭 제거가 주파수 도메인에서 수행되는 경우 레이턴시(latency)에 미치는 영향을 설명하기 위한 참조도이다.
도 5를 참조하면, 심볼 간 간섭 제거를 시간 도메인이 아닌 주파수 도메인에서 수행하게 되면 고속 N-point FFT 연산을 수행할 수 없게 되어 신호 처리 시 레이턴시(Latency)에 영향을 미친다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 다양한 행렬의 시간 도메인에서 행렬 역행렬화(matrix inversion)를 위한 추정경과시간(estimated elapsed time)을 살펴보면, 간섭 제거를 설계함에 있어서 최대한 고속의 N-포인트 FFT/IFFT를 사용하는 것이 전체 신호처리 레이턴시 측면에서 유리하다는 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신장치(1)의 ICI 제거 동작을 설명하기 위한 참조도이다.
도 6을 참조하면, 심볼 내부의 서브캐리어 간 간섭 제거는 수신장치(1)의 ICI 제어부(106)를 통해 주파수 도메인에서 수행된다. 만일 HICI가 순환 채널 행렬(circular channel matrix)을 만족한다면 수학식 1에서의 첫 항의 계산 결과는 사선구조 행렬(Diagonal matrix) 형태가 된다. 그러나, HICI 행렬은 도 3에서 도시된 바와 같이 사선구조 행렬이 아니므로, 도 6에서의 ICI 제거 수행 결과는 도 7에 도시된 바와 같게 된다.
도 7은 HICI가 순환행렬을 만족하지 않아 발생하는 서브캐리어 간의 간섭량을 보여주는 참조도이다. 도 7을 참조하면, 대각 성분을 제외한 나머지 성분들은 서브캐리어 간 간섭이 발생한다.
따라서, 본 발명의 수신장치(1)는 도 6에 도시된 바와 같이 ICI 간섭량을 추정하고, 그 추정된 ICI 간섭량을 수학식 1로부터 제거하는 방법을 사용한다. 이 후 수신장치(1)는 수학식 2를 통해 도 7에 도시된 대각 성분에 대한 채널 보정을 수행한다.
Figure 112010024916232-pat00002
이때, H(k)는 f k =k/T의 서브캐리어의 주파수에서 l번째 프레임 동안의 채널 전달 함수인 채널 행렬을 나타낸다. 전술한 바와 같이 인접 심볼 간섭 제거 및 서브캐리어 간 간섭 제거는 이전 심볼에 대한 레플리카와 현재 신호처리를 수행하고 있는 심볼에 대한 레플리카를 알아야 한다. 인접 심볼 간섭이 제거된 후, 주파수 도메인 신호에는 서브캐리어 간의 간섭과 잔류하는 인접 심볼 간섭 성분이 존재할 것이다. 이러한 상태에서 현재 신호처리를 수행하고 있는 i th 심볼에 대한 레플리카 생성을 위해 서브캐리어당 데이터 검출을 한다는 것은 신뢰성이 떨어진다.
본 발명에 따르면, 수신장치(1)는 전술한 신뢰성 하락을 방지하기 위해서 ICI 제거부(110)를 통해 인접 심볼 간 간섭을 제거한다. 그리고, 주파수 도메인으로 변환된 신호에 대해 채널 등화부(120)를 통해 수학식 2의 채널 보상을 수행한다. 그리고, LLR 계산부(122)를 통해 로그 우도율(Log-Likelihood Ratio:LLR)을 계산하고, 채널 보상값을 디코더(124)로 전송한다. 이렇게 채널 코딩 게인을 얻어 노이즈가 제거된 LLR 성분들은 서브캐리어당 간섭 성분을 제거하기 위해 피드백 회로를 통해 피드백이 수행된다. 이때, 디코더(124) 출력의 비트 당 LLR들은 데이터 심볼로 맵핑하는 매핑부(128)로 입력된다. 이때, 아이디얼한 인터리버(interleaver)가 사용되면 하나의 심볼을 구성하는 비트 당 LLR들은 거의 일정한 레벨의 값이 될 것이다.
그러나, 일반적으로 하나의 심볼을 구성하는 비트들에 대한 LLR이 일정하지 않게 되면, 특정 심볼들은 신뢰성이 떨어지는 비트 당 LLR들로 구성될 수 있다. 본 발명에 따르면, 하나의 심볼을 구성하는 LLR 평균을 구하고 그 평균값이 특정 레벨, 즉 문턱값(βthre)을 넘지 못하는 심볼들에 대해서는 심볼로의 맵핑을 수행하지 않는 방법을 사용한다. 이렇게 되면 인접 서브캐리어 간의 간섭 성분을 제거하기 위한 ICI 제거부(110)로 입력되는 데이터 벡터
Figure 112010024916232-pat00003
에는 특정 서브캐리어 성분들이 0으로 입력이 된다. 이렇게 입력된
Figure 112010024916232-pat00004
는 도 6에 도시된 과정을 거쳐서 서브캐리어 간의 간섭 성분이 추정된다. 이에 따라, 피드백을 통한 ICI 간섭 제거 시에 에러 전파를 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신장치(1)의 신호 수신방법을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 수신장치(1)는 가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 신호를 수신한다(800). 그리고, 수신신호로부터 시간 영역 상에서 심볼 간 간섭(ISI)을 제거한다(810). 이어서, 수신신호로부터 주파수 영역 상에서 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭(ICI)을 제거한다(820). 이때, 일 실시예에 따르면 수신장치(1)는 심볼 간 간섭을 제거하는 단계(810)에서 시간 영역 상에서 이전 심볼에 대한 레플리카를 발생하여 현재 심볼에 대한 이전 심볼의 간섭을 제거한다. 그리고, 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 단계(820)에서 주파수 영역 상에서 이전 심볼에 대한 간섭이 제거된 현재 심볼에 대한 레플리카를 발생하여 서브캐리어 간 간섭 및 잔류하는 심볼 간 간섭을 제거한다.
일 실시예에 따르면 심볼 간 간섭을 제거하는 단계(810)에서, 수신장치(1)는 심볼 간 간섭이 발생한 인접 심볼에 대한 시간 파형의 ISI 레플리카를 발생한다. 그리고, ISI 레플리카를 수신신호에 대한 채널응답 특성 추정을 통해 추정된 ISI 채널 추정값과 연산하고, 연산된 결과를 수신신호에서 감산하여 심볼 간 간섭을 제거할 수 있다.
일 실시예에 따르면 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 단계(820)에서, 수신장치(1)는 서브캐리어 간 간섭이 발생한 인접 심볼에 대한 주파수 파형의 ICI 레플리카를 발생한다. 그리고, ICI 레플리카를 수신신호에 대한 채널응답 특성 추정을 통해 추정된 ICI 채널 추정값과 연산하고, 연산된 결과를 수신신호에서 감산하여 서브캐리어 간 간섭을 제거한다.
본 발명의 추가 양상에 따르면, 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 단계(820)는, 수신장치(1)가 주파수 영역에서 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 피드백 회로를 통해 수신신호의 잡음 및 채널 응답 특성에 따른 채널 왜곡을 보상하는 단계와 보상 결과를 디코딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
나아가, 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 단계(820)는 수신장치(1)가 디코딩된 출력신호에 대한 비트 단위의 로그 우도율(LLR)을 분석하여 피드백 회로로 피드백되는 심볼을 선택하는 단계 및 선택된 심볼을 데이터 심볼로 매핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 수신장치 100 : ISI 제어부
102 : ISI 레플리카 발생부 104 : ISI 제거부
106 : ICI 제어부 108 : ICI 레플리카 발생부
110 : ICI 제거부 112 : 채널 추정부
114 : 직렬 병렬 변환부 116 : FFT부
118 : 병렬 직렬 변환부 120 : 채널 등화부
122 : LLR 계산부 124 : 디코더
126 : 심볼 선택부 128 : 매핑부

Claims (17)

  1. 가드 인터벌이 부가되어 송신된 신호를 수신하는 수신장치에 있어서,
    가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 수신신호로부터 시간 영역 상에서 심볼 간 간섭(ISI)을 제거하는 ISI 제어부; 및
    상기 수신신호로부터 주파수 영역 상에서 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭(ICI)을 제거하는 ICI 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 ISI 제어부가 시간 영역 상에서 이전 심볼에 대한 레플리카를 발생하여 현재 심볼에 대한 이전 심볼의 간섭을 제거하면, 상기 ICI 제어부가 주파수 영역 상에서 상기 이전 심볼에 대한 간섭이 제거된 현재 심볼에 대한 레플리카를 발생하여 서브캐리어 간 간섭 및 잔류하는 심볼 간 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 ISI 제어부는,
    심볼 간 간섭이 발생한 인접 심볼에 대한 시간 파형의 ISI 레플리카를 발생하는 ISI 레플리카 발생부; 및
    상기 ISI 레플리카를 수신신호에 대한 채널응답 특성 추정을 통해 추정된 ISI 채널 추정값과 연산하고, 상기 연산된 결과를 상기 수신신호에서 감산하여 심볼 간 간섭을 제거하는 ISI 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 ICI 제어부는,
    서브캐리어 간 간섭이 발생한 인접 심볼에 대한 주파수 파형의 ICI 레플리카를 발생하는 ICI 레플리카 발생부; 및
    상기 ICI 레플리카를 수신신호에 대한 채널응답 특성 추정을 통해 추정된 ICI 채널 추정값과 연산하고, 상기 연산된 결과를 상기 수신신호에서 감산하여 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 ICI 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 ICI 제어부는,
    주파수 영역 상에서 수신신호의 잡음 및 채널 응답 특성에 따른 채널 왜곡을 보상하는 채널 등화부; 및
    상기 채널 등화부를 통한 보상 결과를 디코딩하는 디코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 채널 등화부는,
    단일 탭 주파수 도메인 등화기로 구현되는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 ICI 제어부는,
    상기 디코더의 출력신호에 대한 비트 단위의 로그 우도율(LLR)을 분석하여 상기 채널 등화부로 피드백되는 심볼을 선택하는 심볼 선택부; 및
    상기 선택된 심볼을 데이터 심볼로 매핑하는 매핑부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 심볼 선택부는,
    상기 분석 결과, 심볼을 구성하는 LLR 값이 미리 설정된 문턱값 이하인 심볼은 선택 대상에서 제외하고 LLR 값이 상기 문턱값 이상이 되는 심볼은 선택하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 심볼 선택부는,
    심볼을 구성하는 LLR 값의 평균값을 계산하고 상기 계산된 LLR 평균값을 상기 문턱값과 비교하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 매핑부는
    상기 매핑된 결과를 상기 ICI 레플리카 발생부로 입력하며, 상기 입력되는 값은 특정 서브캐리어 성분이 '0'인 것을 특징으로 하는 수신장치.
  11. 가드 인터벌이 부가되어 송신된 신호를 수신하는 수신장치에 있어서,
    수신된 심볼에 대한 레플리카를 이용하여 주파수 영역 상에서 서브캐리어 간 간섭 및 잔류하는 심볼 간 간섭을 제거하는 간섭 제거부; 및
    주파수 영역 상에서 수신신호의 잡음 및 채널 응답 특성에 따른 채널 왜곡을 보상하는 채널 등화부와, 상기 채널 등화부를 통한 보상 결과를 디코딩하는 디코더와, 상기 디코더의 출력신호에 대한 비트 단위의 로그 우도율(LLR)을 분석하여 상기 채널 등화부로 피드백되는 심볼을 선택하는 심볼 선택부와, 상기 선택된 심볼을 데이터 심볼로 매핑하고 상기 매핑된 결과를 상기 간섭 제거부로 입력하는 매핑부로 구성된 피드백 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  12. 가드 인터벌이 부가되어 송신된 신호를 수신하는 수신장치의 간섭 제거방법에 있어서,
    가드 인터벌 이상의 지연시간을 갖는 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신신호로부터 시간 영역 상에서 심볼 간 간섭(ISI)을 제거하는 단계; 및
    상기 수신신호로부터 주파수 영역 상에서 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭(ICI)을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 심볼 간 간섭을 제거하는 단계에서 시간 영역 상에서 이전 심볼에 대한 레플리카를 발생하여 현재 심볼에 대한 이전 심볼의 간섭을 제거하고,
    상기 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 단계에서 주파수 영역 상에서 상기 이전 심볼에 대한 간섭이 제거된 현재 심볼에 대한 레플리카를 발생하여 서브캐리어 간 간섭 및 잔류하는 심볼 간 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 심볼 간 간섭을 제거하는 단계는,
    심볼 간 간섭이 발생한 인접 심볼에 대한 시간 파형의 ISI 레플리카를 발생하는 단계; 및
    상기 ISI 레플리카를 수신신호에 대한 채널응답 특성 추정을 통해 추정된 ISI 채널 추정값과 연산하고, 상기 연산된 결과를 상기 수신신호에서 감산하여 심볼 간 간섭을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 단계는,
    서브캐리어 간 간섭이 발생한 인접 심볼에 대한 주파수 파형의 ICI 레플리카를 발생하는 단계; 및
    상기 ICI 레플리카를 수신신호에 대한 채널응답 특성 추정을 통해 추정된 ICI 채널 추정값과 연산하고, 상기 연산된 결과를 상기 수신신호에서 감산하여 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 단계는,
    주파수 영역에서 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 피드백 회로를 통해 수신신호의 잡음 및 채널 응답 특성에 따른 채널 왜곡을 보상하는 단계; 및
    상기 보상 결과를 디코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 심볼 내의 서브캐리어 간 간섭을 제거하는 단계는,
    상기 디코딩된 출력신호에 대한 비트 단위의 로그 우도율(LLR)을 분석하여 상기 피드백 회로로 피드백되는 심볼을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 심볼을 데이터 심볼로 매핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제거방법.
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