KR101484081B1 - 무선 중계기들에 대한 주파수 도메인 채널 추정에서의 ｉｃｉ／ｉｓｉ 에러들의 제거 - Google Patents

무선 중계기들에 대한 주파수 도메인 채널 추정에서의 ｉｃｉ／ｉｓｉ 에러들의 제거 Download PDF

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Abstract

주파수 도메인 채널 추정을 사용하여 무선 중계기에 대한 피드백 채널을 추정하기 위한 방법은 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 에러 정정 항을 추정하고, 수신 신호의 현재 블록으로부터 에러 정정 항을 제거한다. 그 후, 피드백 채널은 주파수 도메인 채널 추정을 사용하고 파일럿 신호의 현재 블록 및 수신 신호의 정정된 블록을 사용하여 추정된다. 채널 추정 에러 항은 또한 채널 추정으로부터 직접적으로 추정되고 감산될 수 있다.

Description

무선 중계기들에 대한 주파수 도메인 채널 추정에서의 ＩＣＩ／ＩＳＩ 에러들의 제거{REMOVAL OF ＩＣＩ／ＩＳＩ ERRORS IN FREQUENCY DOMAIN CHANNEL ESTIMATION FOR WIRELESS REPEATERS}
본 출원은 2009년 5월 11일자에 출원된 U.S. 가특허 출원 제 61/177,198 호의 우선권을 주장하고, 상기 가출원은 전체적으로 본원에 참조로서 통합된다.
본 출원은 다음의 동시 출원되고 공통으로 할당된 U.S. 특허 출원들: "Removal of Multiplicative Errors in Frequency Domain Channel Estimation For Wireless Repeaters"란 명칭의 출원 제 xx/xxx,xxx 호; "Frequency Domain Feedback Channel Estimation for an Interference Cancellation Repeater Including Sampling of Non Causal Taps"란 명칭의 출원 제 xx/xxx,xxx 호; 및 "Channel Estimate Pruning in Presence of Large Signal Dynamics in an Interference Cancellation Repeater"란 명칭의 출원 제 xx/xxx,xxx 호에 관련된다. 상기 출원들은 전체적으로 본원에 참조로서 통합된다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템들 내의 중계기들(repeaters)에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들 및 기술들은 우리가 통신하는 방법의 중요한 부분이 되고 있다. 그러나, 커버리지를 제공하는 것은 무선 서비스 제공자들에게 중요한 도전일 수 있다. 커버리지를 확장하기 위한 하나의 방법은 중계기들을 배치하는 것이다.
일반적으로, 중계기는 신호를 수신하고, 그 신호를 증폭하고, 증폭된 신호를 전송하는 장치이다. 도 1은 셀룰러 텔레폰 시스템과 관련하여 중계기(110)의 기본 도면을 도시한다. 중계기(110)는 기지국(125)과 같은 네트워크 인프라구조로의 예시적인 네트워크 인터페이스로서 도너 안테나(donor antenna)(115)를 포함한다. 중계기(110)는 또한 이동 장치(130)로의 이동 인터페이스로서 서버 안테나(120)(또한 "커버리지 안테나"로서 지칭됨)를 포함한다. 동작 시에, 도너 안테나(115)는 기지국(125)과 통신하고, 한편 서버 안테나(120)는 이동 장치들(130)과 통신한다.
중계기(110)에서, 기지국(125)으로부터의 신호들은 순방향 링크 회로(135)를 사용하여 증폭되고, 한편 이동 장치(130)로부터의 신호들은 역방향 링크 회로(140)를 사용하여 증폭된다. 순방향 링크 회로(135) 및 역방향 링크 회로(140)에 대해 많은 구성들이 사용될 수 있다.
많은 형태들의 중계기들이 존재한다. 일부 중계기들에서는, 네트워크 및 이동 인터페이스들 양자는 무선이고, 한편 다른 중계기들에서는, 유선 네트워크 인터페이스가 사용된다. 일부 중계기들은 제 1 캐리어 주파수를 갖는 신호들을 수신하고, 제 2의 상이한 캐리어 주파수를 갖는 증폭된 신호들을 전송하고, 한편 다른 중계기들은 동일한 캐리어 주파수를 사용하여 신호들을 수신 및 전송한다. "동일한 주파수" 중계기들에서, 하나의 특정 도전은, 전송된 신호의 일부가 수신 회로로 역으로 누설되고 다시 증폭되어 전송될 수 있기 때문에 발생하는 피드백을 관리하는 것이다.
기존의 중계기들은 다수의 기술들을 사용하여 피드백을 관리하는데, 예를 들면, 중계기는 2 개의 안테나들 사이에 물리적 분리를 제공하도록 구성되고, 필터들이 사용되고, 또는 다른 기술들이 사용될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라, 무선 통신 시스템에서 무선 중계기에 대한 피드백 채널을 추정하기 위한 방법 ― 무선 중계기는 수신 신호를 수신하고 증폭된 신호를 전송하기 위한 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 갖고, 수신 신호는 무선 중계기의 제 1 및 제 2 안테나 사이의 피드백 채널로부터 기인한 피드백 신호 및 중계될 원격 신호의 합산임 ― 은, (a) 증폭된 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 파일럿 신호로서 사용하는 단계, (b) 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 사용하는 단계, (c) 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 에러 정정 항(error correction term)을 추정하는 단계, (d) 수신 신호의 현재 블록으로부터 에러 정정 항을 제거하는 단계, 및 (e) 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 파일럿 신호의 현재 블록 및 수신 신호의 정정된 블록을 사용하여, 제 1 안테나 및 제 2 안테나 사이의 피드백 채널을 추정하는 단계를 포함하고, 획득된 채널 추정은 가장 최근의 채널 추정이 된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 기계-판독 가능 매체는, 기계에 의해 실행될 때, 기계로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령들을 포함하고, 상기 명령들은, (a) 증폭된 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 파일럿 신호로서 사용하기 위한 명령들, (b) 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 사용하기 위한 명령들, (c) 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 에러 정정 항을 추정하기 위한 명령들, (d) 수신 신호의 현재 블록으로부터 에러 정정 항을 제거하기 위한 명령들, 및 (e) 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 파일럿 신호의 현재 블록 및 수신 신호의 정정된 블록을 사용하여, 제 1 안테나 및 제 2 안테나 사이의 피드백 채널을 추정하기 위한 명령들을 포함하고, 획득된 채널 추정은 가장 최근의 채널 추정이 된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 저장된 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터-판독 가능 매체는, 증폭된 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 파일럿 신호로서 사용하기 위한 프로그램 코드, 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 사용하기 위한 프로그램 코드, 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 에러 정정 항(error correction term)을 추정하기 위한 프로그램 코드, 수신 신호의 현재 블록으로부터 에러 정정 항을 제거하기 위한 프로그램 코드, 및 주파수 도메인 채널 추정을 사용하고, 파일럿 신호의 현재 블록 및 수신 신호의 정정된 블록을 사용하여 제 1 안테나 및 제 2 안테나 사이의 피드백 채널을 추정하기 위한 프로그램 코드를 포함하고, 획득된 채널 추정은 가장 최근의 채널 추정이 된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 수신 신호를 수신하고 증폭된 신호를 전송하도록 구성된 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 갖는 무선 중계기 ― 수신 신호는 제 1 안테나 및 제 2 안테나 사이의 피드백 채널로부터 기인한 피드백 신호 및 중계될 원격 신호의 합산임 ― 는, 가장 최근의 채널 추정 및 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록을 사용하여 에러 정정 항을 추정하고, 수신 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록으로부터 에러 정정 항을 제거하고, 주파수 도메인 채널 추정을 사용하고 파일럿 신호의 현재 블록 및 수신 신호의 정정된 블록을 사용하여 제 1 안테나 및 제 2 안테나 사이의 피드백 채널을 추정하도록 구성된 채널 추정 모듈을 포함하고, 획득된 채널 추정은 가장 최근 채널 추정이 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 중계기의 간략화된 도면.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 중계기 환경의 도면.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예들에 따라 간섭 제거를 구현하는 중계기의 블록도.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 도 3의 중계기에서 구현될 수 있는 곱셈 에러 항들을 제거하기 위한 채널 추정 방법을 예시하는 흐름도.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 도 3의 중계기에서 구현될 수 있는 ICI/ISI 에러 항들을 제거하기 위한 채널 추정 방법을 예시하는 흐름도.
도 6은 캐주얼 및 비캐주얼 탭들 양자를 샘플링하기 위한 채널 추정 방법이 본 발명의 하나의 실시예에 따라 구현될 수 있는 중계기의 상세한 블록도.
도 7은 수신 신호, 파일럿 신호 및 피드백 채널 사이의 관계를 예시한 도면.
도 8은 파일럿 신호 샘플들을 좌측으로 시프트시키기 위한 지연 조정 없는 채널 추정의 채널 응답을 예시한 도면.
도 9는 파일럿 신호 샘플들을 좌측 시프트시키기 위한 지연 조정 후의 채널 추정의 채널 응답을 예시한 도면.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 채널 추정 방법에 의해 사용될 캐주얼 탭들 및 비캐주얼 탭들을 도시하는 채널 추정의 채널 응답을 예시한 도면.
도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 피드백 채널 추정의 캐주얼 및 비캐주얼 탭들 양자를 유지하기 위한 채널 추정 방법을 예시하는 흐름도.
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 무선 중계기에서의 채널 추정 프루닝 방법을 예시하는 흐름도.
도 13은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 무선 중계기에서의 채널 추정 프루닝 방법을 예시하는 흐름도.
개시된 방법 및 장치의 특성, 목적들, 및 이점들은 첨부한 도면들과 연관하여 다음의 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'을 고려한 후에 당업자들에게 더욱 명백하게 될 것이다.
상술된 것들과 같은 종래 기술의 중계기들은 셀룰러 텔레폰 또는 유사한 네트워크들에서 상당한 이점들을 제공할 수 있다. 그러나, 기존의 중계기 구성들은 일부 애플리케이션들에서 적절하지 않을 수 있다. 예를 들면, 기존의 중계기 구성들은, 중계기의 안테나들 사이의 원하는 분리를 획득하기에 더욱 어려울 수 있는 실내 커버리지 애플리케이션들(예를 들면, 주택 또는 회사 환경에서 신호들을 중계하는 것)에서 적절하지 않을 수 있다. 또한, 일부 통상적인 중계기 구현들에서, 목표는 안정된 피드백 루프(1(unity) 미만의 루프 게인)를 유지하면서 합리적으로 높은 이득을 성취하는 것이다. 그러나, 중계기 이득을 증가시키는 것은 도너 안테나로 역으로 누설되는 증가된 신호로 인해 분리를 더욱 어렵게 만든다. 일반적으로, 루프 안정성 요구들은, 공간 분리 또는 디지털 제거(digital cancellation)와 같은 다른 기술들로 인한 것이든 아니든 커버리지 안테나로부터 도너 안테나로 역으로 누설되는 신호가 원격 신호(중계될 신호)보다 더 훨씬 낮은 것을 요구한다. 그 후, 중계기의 출력에서의 최대 성취 가능한 신호 대 간섭/잡음 비(SINR)는 중계기에 대한 입력에서의 원격 신호의 SINR와 동일하다. 고이득 및 개선된 분리는 현대의 중계기들, 특히 실내 애플리케이션들에 대한 중계기들에 대해 요구된 2 개의 요구들을 형성한다.
본원의 시스템들 및 기술들은 중계기들의 도너 안테나(순방향 링크 전송의 예에 대해 "수신 안테나") 및 커버리지 안테나(순방향 링크 전송들에 대해 "전송 안테나") 사이의 개선된 분리를 갖는 무선 중계기들을 제공한다. 또한, 일부 실시예들에서, 본원의 시스템들 및 기술들은 분리를 상당히 개선하기 위해 간섭 제거 또는 에코 제거를 사용하는 고유한 중계기 설계를 제공한다. 일부 실시예들에서, 간섭 제거 및 에코 제거는 채널의 정확한 추정을 위해 본원에 제공된 개선된 채널 추정 기술들을 사용하여 실현된다. 효과적인 에코 제거는 누설 채널의 매우 정확한 채널 추정을 요구한다. 일반적으로, 채널 추정이 더욱 정확하면 할수록, 제거가 더 높고, 따라서, 분리가 더 효과적이다. 본원에서, "간섭 제거" 또는 "에코 제거"는 중계기 안테나들 사이의 누설 신호의 양을 감소 또는 제거하는 기술들을 지칭하고, 즉, "간섭 제거"는 실제 누설 신호의 부분적인 또는 완전한 제거를 제공하는 추정된 누설 신호의 제거를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 중계기(210)에 대한 동작 환경(200)의 도면을 도시한다. 도 2의 예는 순방향 링크 전송들을 예시하는데, 즉, 기지국(225)으로부터의 원격 신호(140)가 이동 장치(230)로 예정된다. 중계기(210)와 같은 중계기는, 기지국(225)과 이동 장치(230) 사이의 경로(227)를 따라 비중계되는 신호가 이동 장치(230)에서 수신되는 유효 음성 및/또는 데이터 통신들을 위한 충분한 신호를 제공하지 않는 환경(200)에서 사용될 수 있다. 이득 G 및 지연 Δ을 갖는 중계기(210)는 도너 안테나(215) 상에서 기지국(225)으로부터 수신된 신호를 서버 안테나(220)를 사용하여 이동 장치(230)로 중계하도록 구성된다. 중계기(210)는 도너 안테나(215) 및 서버 안테나(220)를 통해 기지국(225)으로부터 수신된 신호들을 증폭하고 이동 장치(230)로 전송하기 위한 순방향 링크 회로를 포함한다. 중계기(210)는 또한 이동 장치(230)로부터의 신호들을 증폭하고 다시 기지국(225)으로 전송하기 위한 역방향 링크 회로를 포함할 수 있다. 중계기(210)에서, 원격 신호 s(t)는 입력 신호로서 수신되고, 원격 신호 s(t)는 중계되거나 증폭된 신호 y(t)로서 중계되고, 여기서
Figure 112011098506127-pct00001
이다. 이상적으로, 이득 G은 클 것이고, 중계기의 고유 지연 Δ은 작을 것이고, 입력 SINR은 중계기(210)의 출력에서 유지될 것이고(이것은 데이터 트래픽 지원을 위해 특히 중요할 수 있음), 원하는 캐리어들만이 증폭될 것이다.
실제로, 중계기(210)의 이득은 도너 안테나(215) 및 서버 안테나(220) 사이의 분리에 의해 제한된다. 이득이 너무 크면, 중계기는 신호 누설로 인해 불안정하게 될 수 있다. 신호 누설은, 도 2에서 피드백 경로(222)에 의해 도시된 바와 같이, 하나의 안테나(도 2에서 서버 안테나(220))로부터 전송된 신호의 일부가 다른 안테나(도 2에서 도너 안테나(215))에 의해 수신되는 현상을 지칭한다. 다시 말해서, 신호 누설은 전송된 신호가 수신 및 전송 안테나들 사이의 안테나 분리에 의해 완전히 차단되지 않는 것의 결과이다. 간섭 제거 또는 다른 기술이 없다면, 중계기는 그의 정상 동작의 일부로서, 누설 신호로 지칭되는 이러한 피드백 신호를 증폭할 것이고, 증폭된 피드백 신호는 다시 서버 안테나(220)에 의해 전송될 것이다. 신호 누설 및 높은 중계기 이득으로 인한 증폭된 피드백 신호의 중계된 전송은 중계기 불안정을 유도할 수 있다. 또한, 중계기(210) 내의 신호 처리는 고유한 무시할 수 없는 지연 Δ을 갖는다. 중계기의 출력 SINR은 RF 비선형성들 및 다른 신호 처리에 의존한다. 따라서, 상술된 이상적인 중계기 동작 특성들이 종종 이루어지지 않는다. 마지막으로, 실제로, 원하는 캐리어들은 중계기가 배치되는 동작 환경 또는 마켓에 의존하여 변할 수 있다. 원하는 캐리어들만을 증폭하는 중계기를 제공하는 것이 항상 가능하지는 않다.
본 발명의 실시예들에서, 실내 커버리지(예를 들면, 회사, 주택, 또는 유사한 용도)에 대해 적절한 중계기가 제공된다. 중계기는 적당한 크기의 주택 내의 커버리지에 대한 충분한 이득의 예인 약 70 dB 이상의 능동 이득(active gain)을 갖는다. 또한, 중계기는 안정도에 대해 1 미만의 루프 이득(루프 이득은 전송 안테나 및 수신 안테나 사이의 피드백 루프의 이득으로서 지칭됨) 및 안정도에 대해 충분한 마진(margin)의 양 및 낮은 출력 잡음 플로어(noise floor)를 갖는다. 일부 실시예들에서, 중계기는 80 dB보다 큰 총 분리를 갖는다. 일부 실시예들에서, 중계기는 높은 레벨의 능동 분리를 성취하기 위해 간섭/에코 제거를 사용하고, 높은 레벨의 능동 분리는 이용 가능한 중계기들의 요건들보다 상당히 더 큰 도전이다.
본 발명의 일부 기술들은 요구된 레벨의 에코 제거를 가능하게 하기 위해 채널 추정을 활용한다. 충분한 정도의 정확도로 피드백 채널(안테나들 사이의 채널)을 추정함으로써, 잔류 에러, 사후 에코 제거는 안정도에 대한 원하는 루프 이득 이득을 실현하기 위해 충분히 원격 신호 미만일 수 있다.
본 발명의 중계기가 배치될 수 있는 통신 시스템은 적외선, 무선 및/또는 마이크로파 기술에 기초한 다양한 무선 통신 네트워크들을 포함한다. 그러한 네트워크들은, 예를 들면, 무선 광역 네트워크(WWAN), 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN), 무선 개인 영역 네트워크(WPAN), 등을 포함할 수 있다. 용어 "네트워크" 및 "시스템"은 종종 서로 교환하여 사용될 수 있다. WWAN은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 네트워크, 시분할 다중 액세스(TDMA) 네트워크, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 네트워크, 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 네트워크, 단일 반송파-주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 네트워크, 롱 텀 에볼루션(LTE) 네트워크, WiMAX(IEEE 802.16) 네트워크 등일 수 있다. CDMA 네트워크는 cdma2000, 광대역-CDMA(W-CDMA), 등과 같은 하나 이상의 무선 액세스 기술들(RATs)을 구현할 수 있다. cdma2000은 IS-95, IS-2000, 및 IS-856 표준들을 포함한다. TDMA 네트워크는 GSM(Global System for Mobile Communications), D-AMPS(Digital Advanced Mobile Phone System), 또는 몇몇의 다른 RAT를 구현할 수 있다. GSM 및 W-CDMA는 "3세대 파트너십 프로젝트"(3GPP)로 명명된 컨소시엄으로부터의 문서들에 기재된다. cdma2000은 "3세대 파트너쉽 프로젝트 2(3GPP2)"로 명명된 컨소시엄으로부터의 문서들에 기재된다. 3GPP 및 3GPP2 문서들은 공개적으로 이용 가능하다. WLAN은 IEEE 802.11x 네트워크일 수 있고, WPAN은 블루투쓰 네트워크, IEEE 802.15x, 또는 몇몇의 다른 형태의 네트워크일 수 있다. 상기 기술들은 또한, WWAN, WLAN 및/또는 WPAN의 임의의 조합과 연관하여 구현될 수 있다.
채널 추정 기술들
온-주파수 중계기들에서 누설 신호의 매우 충실한 기저대역 제거를 위해 정확한 채널 추정이 중요하다. 통상적인 중계기에서, 채널 추정을 위해 사용되는 파일럿 신호는 이동 장치(다운링크) 또는 기지국(업링크)으로 전송되는 증폭된 신호이다. 증폭된 신호는 전송 안테나로부터 수신 안테나로 역으로 누설되어, 피드백 신호가 중계기 입력에서 원격 신호에 부가되는 결과를 초래한다. 간섭 제거 중계기에서, 피드백 신호가 추정되고, 그 후 제거된다. 이것은 도너 및 커버리지 안테나들 사이의 효과적인 분리를 증가시킨다. 피드백 채널의 추정이 충분히 정확하면, 피드백 신호는 중계기 입력 신호로부터 거의 완전하게 제거될 수 있다. 채널 추정이 정확하면 할수록, 중계기가 안정성을 위한 요구된 분리를 유지하면서, 지원할 수 있는 출력의 증폭은 더 커진다. 다시 말해서, 중계기의 채널 추정의 정확도 및 중계기의 성취 가능한 이득은 직접적으로 관련된다.
본 발명의 하나의 양상에 따라, 에코 제거 중계기는 주파수 도메인에서 채널 추정을 구현한다. 주파수 도메인 채널 추정은 감소된 복잡성 및 증가된 강인성(robustness)과 같은 특정 이점들을 제공한다. 그러나, FFT-IFFT 형태의 처리의 사용을 통한 주파수 도메인 채널 추정은 통상적으로 직교성(orthogonality)을 유지하기 위한 파일럿 신호 내의 순환 프리픽스(cyclic prefix)에 의존한다. 중계기 애플리케이션들에서 주파수 도메인 채널 추정을 적용하는 것의 문제점은, "파일럿 신호"가 실제로는 단지 전송될 신호(또는 증폭되는 신호)이고, 상이한 "주파수 빈들(bins)"의 직교성을 보장하기 위해 "파일럿" 신호에 어떠한 삽입된 순환 프리픽스도 존재하지 않는다는 것이다. 순환 프리픽스의 부재, 또는 동등하게 순환 프리픽스보다 긴 채널을 갖는 것은 ISI(inter-symbol interference) 및 ICI(inter-carrier interference)와 같은 가산 및 곱셈 에러들을 포함하여 채널 추정에서 에러 항들을 도입하는 것으로 잘 알려져 있고, 따라서 채널 추정의 정확도를 저하시킨다.
본원에 제공된 본 발명의 시스템들 및 방법들은 전송되는 신호인 파일럿 신호 내의 순환 프리픽스의 부재 시 에코 제거 중계기에서 주파수 도메인 채널 추정의 사용을 가능하게 한다. 파일럿 신호 내의 순환 프리픽스의 부재의 결과로서 채널 추정 성능 저하는 가산 에러들 및 곱셈 에러들의 추정 및 제거를 통해 완화된다. 심볼들 프루닝(pruning), 비캐주얼 탭들의 샘플링 및 다른 기술들을 통해 에코 제거 중계기에서 주파수 도메인 채널 추정의 정확도를 개선하기 위한 시스템들 및 방법들이 또한 기재된다.
순환 프리픽스가 없는 파일럿 신호에 대해 FFT-IFFT 형태의 처리를 사용하는 중계기에서의 주파수 도메인 채널 추정은 ICI 및 ISI 에러 항들과 같이, 가산 및 곱셈 잡음 에러들에 관하여 도전들을 제공한다. ICI 및 ISI 에러 항들은 순환 프리픽스의 부재로 인해 및 어떠한 순환 프리픽스도 없을 때 이전 심볼이 새로운 심볼로 누설되기 때문에 컨볼루션이 원형이기보다는 선형이 되는 결과로서 발생한다. 일반적으로, h가 중계기에서 정해진 채널 탭에 대한 피드백 채널의 완벽한 채널 추정이라고 가정하면, 순환 프리픽스의 부재의 결과로서 정해진 채널 탭에 대한 실제 채널 추정은 α*h+m+z가 되고, 여기서 m은 랜덤 잡음을 나타내고, z는 ICI 및 ISI 에러 항들의 가산 성분들을 나타내고, α는 ICI 에러 항의 곱셈 성분을 나타낸다. 통상적으로, 곱셈 에러 성분 α은 1에 매우 가깝지만, 추정에서의 정확도에 영향을 줄 수 있고, α는 1의 값으로부터 벗어난다. 더욱 상세하게, 곱셈 잡음 에러는 바이어스(bias)를 채널 추정에 도입한다.
1. 곱셈 에러들의 제거
파일럿 신호 내에 순환 프리픽스의 부재시에 주파수 도메인 채널 추정의 사용은 채널 추정의 정확도를 저하시키는 곱셈 항을 도입한다. 곱셈 항 "α"은 시간 도메인에서 각각의 채널 탭에 대해 정해진다. 곱셈 항은 특히 FFT 처리에서 작은 블록 크기가 사용될 때의 문제이다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 파일럿 신호(증폭되는 신호 또는 전송 신호) 내의 순환 프리픽스의 부재시에 주파수 도메인 채널 추정의 사용으로 인한 곱셈 에러 항들에 대한 추정 및 정정 방법이 기재된다. 더욱 상세하게, 곱셈 에러 항들은 채널 추정에 대한 스케일링 인수들(factors)로서 명시된다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들에서, 채널 추정 방법은 곱셈 에러 항들을 정정하기 위해 파일럿 신호 내의 순환 프리픽스 부재시에 주파수 도메인 채널 추정 처리로부터 획득된 시간 도메인 채널 추정의 스케일링을 수행한다. 스케일링 동작은 스칼라 곱셈 인수들("스케일링 인수들" 또는 "정정 스케일링 인수들")의 세트를 주파수 도메인 채널 추정 처리로부터 획득된 시간 도메인 채널 추정에 적용한다. 일부 실시예들에서, 스케일링 인수들은 주파수 도메인 채널 추정 처리에서 사용된 블록 크기 및 탭 인덱스에만 의존한다.
하나의 실시예에서, 주파수 도메인 채널 추정 처리는 시간 도메인 신호들을 주파수 도메인 신호들로 변환하기 위해 FFT들(고속 푸리에 변환들)을 사용하고, 이러한 주파수 도메인 신호들을 처리함으로써 주파수 도메인에서 채널의 추정을 획득한다. 주파수 도메인 채널 추정의 IFFT(역고속 푸리에 변환들)를 취한 결과로서 획득된 시간 도메인에서의 채널 추정은 추정된 채널(또한 "원 채널"로서 지칭됨)의 스케일링된 사본이고, 여기서 각각의 탭은 상이한 스케일링 인수를 갖는다. 파일럿 신호(전송 신호) 내에 순환 프리픽스의 부재로 인한 곱셈 에러 항들을 정정하기 위해, IFFT 연산으로부터 획득된 시간 도메인 채널 추정은 탭 인덱스 및 FFT 블록 크기 또는 블록 길이만의 함수인 스케일링 인수들을 사용하여 스케일링된다.
스칼라 곱셈 인수들(또는 "스케일링 인수들")의 세트는 다음과 같이 유도된다. 시간 도메인에서, 채널 추정 신호 모델은 출력 신호 y가 피드백 채널 h 및 입력 신호 x의 콘볼루션과 잡음의 합이라고 가정한다. 즉, y=h*x+z이고, 여기서 z는 잡음 항을 나타낸다. 입력 신호 x는 종종 채널 추정을 위한 파일럿 신호로서 지칭된다. 에코 제거 중계기에서, 채널 추정 신호 모델의 입력 신호 x는 중계기의 에코 제거된 전송 신호 또는 증폭된 신호이다. 채널 추정 신호 모델의 출력 신호 y는 중계기에서의 수신 신호이다. 다시 말해서, 중계기에서의 수신 신호 y는 피드백 채널 h을 통해 전송된 파일럿 신호 x(전송 신호)와 잡음 z의 합이다. 피드백 채널 h은 채널 내의 하나 이상의 지연 경로들과 연관된 하나 이상의 채널 계수들을 포함할 수 있다.
FFT가 N의 블록 크기 및 및 벡터화를 사용한다고 가정하면, 수신 신호는 y[k]=h*x[k]로서 표현될 수 있고, 여기서 k는 N의 FFT 블록 길이에 대한 [1...N]이다. 피드백 채널 h은 다수의 지연 경로들을 포함할 수 있다. 표준 매트릭스 산술을 사용함으로써, ICI 에러 항은 가산 에러 성분 및 곱셈 에러 성분으로 분할될 수 있다. 정해진 탭 n에 대한 ICI 에러 항의 곱셈 에러 성분 αn는 다음과 같이 주어진다.
Figure 112011098506127-pct00002
여기서, n은 탭 인덱스(0 내지 N-1)이고, N은 FFT의 블록 크기이다.
가산에서, 채널 추정이 순환 프리픽스의 부재시에 주파수 도메인에서 수행될 때, 곱셈 에러 항들이 생기고
Figure 112011098506127-pct00003
인 것으로 추정될 수 있으며, 여기서 n은 탭 인덱스이고, N은 FFT 블록 크기이다. 본 발명의 채널 추정 방법에서, 곱셈 에러 항들은
Figure 112011098506127-pct00004
로서 주어진 스칼라 곱셈 인수들의 세트를 사용하여 시간 도메인 채널 추정을 스케일링함으로써 제거된다.
본 발명의 실시예들에서, 무선 중계기는 채널 추정에서 곱셈 에러들을 제거하기 위해 상술된 채널 추정 방법을 사용하여 주파수 도메인 채널 추정을 수행하도록 구성된 채널 추정 모듈을 통합한다. 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 간섭 제거를 구현하는 중계기의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 중계기(250)는 다운링크 통신들을 위해 도너 안테나(270) 상에서 입력 신호를 수신한다. 중계기(250)는 또한 다운링크 통신들을 위해 서버 안테나(275) 상에서 출력 신호를 전송한다. 중계기(250)는 피드백 신호의 제거를 구현하기 위한 에코 제거기(252)를 포함한다. 중계기(250)는 가변 이득 G을 제공하는 이득 스테이지(254)에서 에코 제거된 전송 신호를 증폭한다. 중계기(250)는 또한 안테나들(275 및 270) 사이의 피드백 채널(268)("h"로 표기됨)을 추정하기 위한 채널 추정 모듈(260)을 포함한다. 채널 추정 모듈(260)은 원하지 않는 피드백 신호의 추정 및 제거를 가능하게 하기 위해 채널 추정
Figure 112011098506127-pct00005
을 에코 제거기(252)에 제공한다.
동작 시에, 중계기(250)는 전송 안테나로부터 수신 안테나로 역으로 누설되는 전송된 신호의 버전인 피드백 신호(또는 누설 신호) 및 증폭될 원격 신호의 가산인 수신 신호 y를 수신한다. 채널 추정을 위해, 전송 신호 x, 또는 전송 신호 x를 나타내는 신호는 파일럿 신호로서 사용되고, 원격 신호는 잡음으로서 처리된다. 에코 제거 중계기인 중계기(250)는 수신 신호의 원하지 않는 피드백 신호 성분을 제거하기 위해 피드백 신호를 추정하도록 동작한다. 이를 위해, 채널 추정 모듈(260)은 에코 제거기(252)에 대한 피드백 채널 추정
Figure 112011098506127-pct00006
을 생성한다. 에코 제거기(252)는 피드백 채널 추정에 기초하여 피드백 신호 추정을 생성한다. 에코 제거기(252)는 에코 제거된 전송 신호 x를 생성하기 위해 수신 신호 y로부터 피드백 신호 추정을 감산한다. 피드백 신호 추정이 정확하게 되는 한, 원하지 않는 피드백 신호는 수신 신호로부터 제거되고, 에코 제거가 실현된다. 본 실시예에서, 에코 제거된 전송 신호 x는 안테나(275) 상에서의 전송 전에 G의 이득을 에코 제거된 전송 신호에 제공하는 가변 이득 스테이지(254)에 연결된다. 도 3은 본 발명의 채널 추정 방법의 동작에 관련된 엘리먼트들만을 예시한다. 중계기(250)는 도 3에 도시되지 않지만 완벽한 중계기 동작을 실현하기 위해 당분야에 알려진 다른 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
채널 추정 모듈(260)은 주파수 도메인 채널 추정을 수행한다. 주파수 도메인 채널 추정의 결과들은 파일럿 신호 내에 순환 프리픽스의 부재로 인한 곱셈 에러들을 포함할 수 있는 시간 도메인 채널 추정으로 변환된다(가령, IFFT를 통해). 채널 추정 모듈(260)은 스칼라 곱셈 인수들("스케일링 인수들" 또는 "정정 스케일링 인수들")의 세트를 사용하여 주파수 도메인 채널 추정 처리로부터 획득된 시간 도메인 채널 추정을 스케일링하도록 동작하고, 여기서 스칼라 곱셈 인수들은 상술된 바와 같이 탭 인덱스 및 FFT 블록 크기만의 함수이다. 그 후, 스케일링된 시간 도메인 채널 추정
Figure 112014089608033-pct00007
은 에코 제거를 위해 에코 제거기(252)에 의해 사용될 수 있다. 스칼라 곱셈 인수들은, 순환 프리픽스의 부재시에 파일럿 신호에 대한 주파수 도메인 채널 추정으로부터 기인한 곱셈 에러 항들을 제거함으로써 채널 추정의 정확도를 개선하는 효과를 갖는다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 도 3의 중계기에서 구현될 수 있는 곱셈 에러 항들을 제거하기 위한 채널 추정 방법을 예시하는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 채널 추정 방법(300)은 채널 추정 모듈에서 수신 신호 y 및 전송 신호 x를 수신함으로써 시작한다(단계 302). 채널 추정 모듈은 주파수 도메인 채널 추정을 수행한다(단계 304). 하나의 실시예에서, 채널 추정 모듈은 파일럿 신호로서 전송 신호의 N-샘플 블록들 및 수신 신호의 N-샘플 블록들에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행한다. FFT 연산의 결과로서, 파일럿 신호 및 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들로부터 주파수 도메인 파일럿 신호 블록들 및 주파수 도메인 수신 신호 블록들이 생성된다. 주파수 도메인에서 채널 추정은 이러한 주파수 도메인 샘플들로부터 획득된다. 그 후, 채널 추정 방법은, 가령 역고속 푸리에 변환(IFFT) 연산들을 수행함으로써 주파수 도메인 채널 추정으로부터 시간 도메인 채널 추정을 획득한다(단계 306). IFFT는 주파수 도메인 파일럿 블록들 및 주파수 도메인 수신 신호 블록들에 대한 하나 이상의 신호 처리 동작들에 의해 생성된 신호에 대해 수행된다. 마지막으로, 채널 추정 방법은 정정 스케일링 인수들의 세트를 사용하여 시간 도메인 채널 추정을 스케일링한다(단계 308). 하나의 실시예에서, 정정 스케일링 인수들은 탭 인덱스 및 FFT 블록 크기만의 함수이다. 그 후, 결과적인 스케일링된 채널 추정은 중계기에서 에코 제거를 위해 사용될 수 있다.
하나의 실시예에서, 시간 도메인 채널 추정의 스케일링은 IFFT 연산 후에 적용된다. 다른 실시예들에서, 시간 도메인 채널 추정의 스케일링은 또한 평균화, 또는 트렁케이션(truncation) 또는 임계화(thresholding) 동작들과 같은 다른 신호 처리 동작들 후에 수행될 수 있다.
중계기(250)에서, 채널 추정 모듈(260)은 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있고, 본원에 기재된 실시예들에 설명된 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다. 소프트웨어 구현에서, 채널 추정 모듈(260)은 채널 추정 모듈(260)에 지정되거나 중계기의 다른 특징들 또는 모듈들과 공유될 수 있는 하나 이상의 프로세서들 및 메모리를 포함할 수 있다. 전송 신호를 나타내는 N-샘플 블록들뿐만 아니라 수신 신호를 나타내는 N-샘플 블록들은 메모리에 저장될 수 있다. 프로세서는 저장된 데이터를 판독하고, 주파수 도메인 파일럿 신호 블록들 및 주파수 도메인 수신 신호 블록들을 생성하기 위해 데이터에 대한 FFT 연산들을 수행하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 프로세서는 주파수 도메인 파일럿 및 수신 신호 블록들로부터 주파수 도메인 채널 추정을 생성하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 프로세서는 시간 도메인 채널 추정을 생성하기 위해 주파수 도메인 채널 추정에 대해 역고속 푸리에 변환을 수행하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 시간 도메인 채널 추정을 스케일링하기 위해 하나 이상의 스케일링 인수들을 나타내는 정보를 액세스할 수 있고, 한편, 일부 실시예들에서, 스케일링은 IFFT 연산들 전에 수행된다. 마찬가지로, 하드웨어 구현에서, FFT 및 IFFT 연산들은 디지털 신호 프로세서(DSP)와 같은 하드웨어를 사용하여 수행될 수 있다.
상술된 스칼라 곱셈 인수들을 사용하여 시간 도메인 채널 추정을 스케일링함으로써, 주파수 도메인 채널 추정에서 곱셈 에러 항이 제거되고, 채널 추정 성능이 개선된다.
2. ICI / ISI 에러 항들의 제거
상술된 바와 같이, 순환 프리픽스의 부재시에 주파수 도메인 채널 추정의 사용은 채널 추정의 정확도를 저하시키는 ICI(inter-carrier interference) 및 ISI(inter-symbol interference)와 같은 에러들을 도입한다. 더욱 상세하게, ICI/ISI 에러들은 파일럿 신호 내에 순환 프리픽스의 부재로 인한 주파수 도메인 채널 추정 처리에서 선형 콘볼루션 및 원형 콘볼루션 사이의 차이의 결과로서 발생한다. 어떠한 순환 프리픽스도 존재하지 않는다면, 이전 심볼은 현재 심볼로 누설될 것이고, 심볼-간 간섭을 발생시킨다. 본 발명의 실시예들에 따라, 주파수 도메인 채널 추정에서 ICI 및 ISI 에러 항들을 추정하고 그 채널 추정으로부터 그 에러 항들을 제거하기 위한 방법은 채널 추정의 정확도를 개선하기 위해 제공된다. ICI/ISI 에러들을 제거하기 위한 채널 추정 방법은 도 3의 중계기(250)와 같은 에코 제거 중계기에서 구현될 수 있다. 예를 들면, 채널 추정 모듈(260)은 파일럿 신호 내의 순환 프리픽스의 부재시에 주파수 도메인 채널 추정의 사용으로 인한 ICI/ISI 에러들을 제거하기 위한 본 발명의 채널 추정 방법을 구현할 수 있다.
주파수 도메인 채널 추정 처리에서, 파일럿 신호(전송 신호)의 심볼들뿐만 아니라 수신 신호의 심볼들은 길이 N의 블록들로 그룹화되고, 여기서 N은 파일럿 심볼들 및 수신 심볼들 양자에 대해 수행되는 FFT의 크기이다. 수신 심볼들은 파일럿 심볼들 및 채널의 선형 콘볼루션과 잡음의 합인 것으로 가정된다. 어떠한 순환 프리픽스도 존재하지 않기 때문에, 이전 블록의 파일럿 심볼들은 현재 수신 심볼 블록으로 누설되어, ISI(inter-symbol interference)을 발생시킨다. 마찬가지로, ICI(inter-carrier interference)는 또한 순환 프리픽스의 부재로 인해 생성된다. 순환 프리픽스의 부재 시에, 수신 심볼들은 단지 파일럿 심볼들 및 채널의 선형 콘볼루션이다. 파일럿 심볼들 내에 순환 프리픽스가 존재하였다면, 수신된 심볼들은 채널 및 파일럿 심볼들의 현재 블록의 원형 콘볼루션일 것이다. 원형 및 선형 콘볼루션 사이의 차이는 ICI 에러 항들을 야기시킨다.
더욱 상세하게, H(f)가 완벽한 피드백 채널 추정을 나타내고, P(f)가 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 하나의 블록의 고속 푸리에 변환을 나타내고(즉, P(f)=FFT(pilot)임), R(f)는 수신 신호의 N 개의 샘플들의 하나의 블록의 고속 푸리에 변환을 나타내고, 즉, R(f)=FFT(rx_signal)이라고 하면, 파일럿 신호의 하나의 블록 및 수신 신호의 하나의 블록만을 사용하여 계산되는 경우, 특정 주파수에 대한 피드백 채널 추정
Figure 112011098506127-pct00008
은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112011098506127-pct00009
여기서, "P(f)*R(f)"는 특정 주파수에서 파일럿 심볼들 및 수신 심볼들의 켤레(conjugate)을 나타낸다. 순환 프리픽스의 부재시 주파수 도메인 채널 추정의 사용은 위에 제시된 바와 같이 에러 항들 ICI 및 ISI를 도입한다. 이러한 에러 항들은 채널 추정의 정확도를 저하시킨다.
본 발명의 실시예들에 따라, ICI 에러 항들은 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 재구성되고, 현재 수신 심볼 블록에 도입되어, 수신 심볼들 블록이 현재 파일럿 심볼 블록들 및 피드백 채널의 원형 콘볼루션과 대략 동일하게 된다. 마찬가지로, ISI 항들은 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 재구성되고, 현재 수신 심볼들 블록에 도입되어 파일럿 심볼들의 이전 블록으로부터의 누설을 최소화한다. ISI 항들의 제거는 또한 수신 심볼 블록이 현재 파일럿 심볼 블록 및 피드백 채널의 원형 콘볼루션과 대략 동일하게 한다. 이러한 방식으로, 채널 추정에서 ICI 및 ISI 에러 항들이 제거되고, 더욱 정확한 채널 추정이 획득된다.
하나의 실시예에서, ICI 에러 항 및 ISI 에러 항은 다음과 같이 재구성된다. 상술된 동일한 채널 추정 신호 모델을 사용하여, 수신 신호 y는 전송 신호 x(파일럿 신호)와 피드백 채널 h의 선형 콘볼루션 및 잡음의 합으로서 모델링될 수 있다. 더욱 상세하게, 피드백 채널이 L의 길이를 갖고 h=[h(0)h(1)...h(L)]로서 주어진다고 가정하면, 수신 신호 샘플 y(n)은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112011098506127-pct00010
여기서, z(n)은 잡음 샘플들을 나타낸다. 채널 추정 처리는 전송(파일럿) 샘플들 x(n)이 알려져 있다고 가정하여 수신 샘플들 y(n)을 사용하여 채널 h을 추정한다.
FFT-IFFT 형태의 처리와 같은 주파수 도메인 채널 추정에서, 수신 샘플들 y(n)은 길이 N의 블록들로 분할되고, 수신 샘플들의 i 번째 블록은 다음과 같이 표현된다.
Figure 112011098506127-pct00011
파일럿 샘플들 x(n)의 i 번째 블록에 대한 선형 콘볼루션 매트릭스 Li은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112011098506127-pct00012
파일럿 샘플들 x(n)의 i 번째 블록에 대한 원형 콘볼루션 매트릭스 Ci은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112011098506127-pct00013
파일럿 샘플들 x(n) 내에 순환 프리픽스의 부재로 인해, 피드백 채널과의 콘볼루션은 이상적인 원형 콘볼루션보다는 오히려 선형 콘볼루션이 된다. 수신 샘플 블록 yi은 선형 콘볼루션 매트릭스 Li를 사용하여 다음과 같이 매트릭스-벡터 표기로 기록될 수 있다.
Figure 112011098506127-pct00014
수신 샘플들 y(n)이 이상적으로 선형 콘볼루션이 아닌, 파일럿 샘플들과 피드백 채널의 원형 콘볼루션이어야 하기 때문에, 수신 샘플 블록 yi은 원형 콘볼루션 매트릭스 및 선형 콘볼루션 매트릭스를 사용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112011098506127-pct00015
상기 수학식에서 제 1 항은 파일럿 샘플들과 피드백 신호의 이상적인 원형 콘볼루션이다. 상기 수학식에서 제 2 항은 원형 콘볼루션 및 선형 콘볼루션 사이의 차이로부터 기인한 ICI/ISI 에러 항들을 나타낸다. 선형 콘볼루션 매트릭스 Li 및 원형 콘볼루션 매트릭스 Ci 양자가 파일럿 샘플들에 기초하고 알려지기 때문에, ICI 및 ISI 에러 항들은 최후의 채널 추정 h을 사용하여 계산될 수 있다. 그 후, 계산된 에러 항들은 ICI/ISI 에러들을 제거하기 위해 수신 샘플 블록으로부터 감산될 수 있고, 채널 추정은 더욱 정확한 채널 추정을 산출하기 위해 정정된 수신 샘플 블록을 사용하여 계산될 수 있다.
하나의 실시예에서, ICI 및 ISI 에러 항들은, 먼저 최후의 채널 추정
Figure 112014089608033-pct00016
에 의해 곱한 선형 콘볼루션 매트릭스
Figure 112014089608033-pct00017
로부터 원형 콘볼루션 매트릭스를 감산하고, 그 후 수신 샘플 블록 yi로부터 차이
Figure 112014089608033-pct00018
를 감산함으로써 제거된다. 이러한 경우에, 에러는 시간 도메인에서 감산된다. 그 후, 채널은 주파수 도메인 처리를 사용하여 추정될 것이다.
가령, NxN DFT 매트릭스 F를 사용하여 수신 샘플 블록 yi의 이산 푸리에 변환(DFT)을 취함으로써 주파수 도메인 처리를 적용하여, 주파수 도메인에서의 수신 샘플 블록은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112011098506127-pct00019
여기서, Xi, H 및 Zi는 각각 xi, h 및 zi의 DFT이다.
ICI 및 ISI 에러 항들을 제거하기 위해, ICI 및 ISI 에러 항들은 수신 샘플 블록으로부터 감산된다. 감산은 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 발생할 수 있다.
Figure 112011098506127-pct00020
가 최후의 채널 추정 또는 가장 최근의 채널 추정이라고 가정하여, 최후의 채널 추정은 다음과 같이 업데이트된 채널 추정을 계산하는데 사용될 수 있다.
Figure 112011098506127-pct00021
Figure 112011098506127-pct00022
에러 정정 항을 수신 샘플 블록에 통합함으로써, 채널 추정에서 에러가 제거된다. 에러 정정 항을 수신 샘플 블록에 도입한 결과는 수신 샘플 블록이 원형 콘볼루션의 결과와 더욱 유사하게 보이게 한다는 것이다. 이러한 예에서, 에러 항은 주파수 도메인에서 감산된다.
채널 추정을 계산하기 위해, 파일럿 심볼들의 하나의 블록 및 수신 샘플들의 하나의 블록만을 사용하면, 주파수 도메인 채널 추정
Figure 112011098506127-pct00023
은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112011098506127-pct00024
여기서,
Figure 112014089608033-pct00025
는
Figure 112014089608033-pct00026
인 정정된 Yi를 나타낸다. 이러한 경우에, 채널 추정에 대한 에러 항은
Figure 112014089608033-pct00027
과 같이 표현될 수 있다. 채널 추정에 대한 이러한 에러 항은 채널 추정으로부터 직접적으로 감산될 수 있다. 본 발명의 또 다른 양상에 따라, 계산된 에러 정정 항은 채널 추정 처리를 통해 처리되고, 그 후 처리된 채널 추정 에러 항은 계산된 채널 추정으로부터 감산된다.
시간 도메인 채널 추정은
Figure 112011098506127-pct00028
의 역 DFT를 취함으로써 형성되고, 다음과 같이 주어진다.
Figure 112011098506127-pct00029
FFT 블록 크기 N가 크고, 채널 길이 L가 작을수록, 채널 추정
Figure 112011098506127-pct00030
이 더 양호하다.
상기 설명에서, 주파수 도메인 채널 추정 처리는 이산 푸리에 변환(DFT)을 사용하여 수행된다. 다른 실시예들에서, 주파수 도메인 채널 추정 처리는 고속 푸리에 변환(FFT)을 사용하여 수행될 수 있다. 특정 형태의 주파수 도메인 신호 처리의 사용은 본 발명의 실시에서 중요하지 않다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 도 3의 중계기에서 구현될 수 있는 ICI/ISI 에러 항들을 제거하기 위한 채널 추정 방법을 예시하는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 채널 추정 방법(350)은 전송 신호(파일럿 신호) 및 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 수신함으로써 시작한다(단계 352). 그 후, N 개의 파일럿 샘플들의 블록 및 현재 채널 추정 또는 가장 최근의 채널 추정을 사용하여, 방법(350)은 에러 정정 항을 추정한다. 본 실시예에서, 방법(350)은 선형 콘볼루션 매트릭스 Li를 계산하고(단계 354), 또한 원형 콘볼루션 매트릭스 Ci를 계산한다(단계 356). 그 후, 에러 정정 항은 선형 및 원형 콘볼루션 매트릭스들 및 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 계산된다(단계 358). 더욱 상세하게, 에러 정정 항은 시간 도메인에서
Figure 112014089608033-pct00031
이고, 주파수 도메인에서
Figure 112014089608033-pct00032
이고, 여기서
Figure 112014089608033-pct00033
는 최후 또는 가장 최근의 채널 추정을 나타내고, F는 주파수 도메인 변환이다. 그 후, 에러 정정 항은 수신 샘플 블록으로부터 감산된다(단계 360). 감산은 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 수행될 수 있다. 그 후, 업데이트된 채널 추정은 주파수 도메인에서 정정된 수신 샘플 블록 및 파일럿 샘플 블록을 사용하여 계산된다(단계 362). 일부 실시예들에서, 업데이트된 채널 추정은 정정된 수신 샘플들 및 파일럿 샘플들의 현재 블록뿐만 아니라 마찬가지로 정정된 수신 샘플들 및 그들의 대응하는 파일럿 샘플들의 이전 블록들을 사용하여 계산된다. 그 후, 가장 최근의 채널 추정은 업데이트된 채널 추정으로 대체된다(단계 364).
대안적인 실시예에서, ICI/ISI 에러 항들 재구성 및 제거를 위한 채널 추정 방법은, 채널 추정을 개선하기 위해 에러 정정 항을 계산하도록 최후 또는 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 전송 신호 및 수신 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록에 대해 반복된다(단계 366). 각각의 반복에서, ICI/ISI 에러 정정 항은 최후 채널 추정을 사용하여 계산되고, 그 후 개선된 채널 추정을 제공하기 위해 수신 샘플들로부터 제거된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, ICI/ISI 에러 항들 재구성 및 제거를 위한 채널 추정 방법은 고정된 수의 반복들을 위해 전송 신호 및 수신 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록에 대해 반복된다(단계 368). 각각의 반복에서, ICI/ISI 에러 정정 항은 최후 채널 추정을 사용하여 계산되고, 그 후 개선된 채널 추정을 제공하기 위해 수신 샘플들로부터 제거된다. 본 발명의 방법의 다수의 반복들은 채널 추정의 정확도를 개선한다. 그 후, 현재 샘플 블록들이 고정된 수의 반복들로 반복된 후에, 채널 추정 방법은 에러 정정 항을 계산하기 위해 최후 또는 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 전송 신호 및 수신 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록에 대해 반복된다. 도 5에서, 단계(368)는, 선택적이고, 동일한 샘플 블록들에 대한 반복이 요구되지 않는 경우에 생략될 수 있는 채널 추정의 대안적인 실시예를 예시한다.
상술된 바와 같이, 중계기(250) 내의 채널 추정 모듈(260)은 ICI/ISI 에러 항들을 제거하기 위한 본 발명의 채널 추정 방법을 구현하는데 사용될 수 있다. 채널 추정 모듈(260)은 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있고, 본원에 기재된 실시예들에 설명된 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다. 소프트웨어 구현에서, 채널 추정 모듈(260)은 채널 추정 모듈(260)에 전용되거나 중계기의 다른 특징들 또는 모듈들과 공유될 수 있는 하나 이상의 프로세서들 및 메모리를 포함할 수 있다. 전송 신호를 나타내는 N-샘플 블록들뿐만 아니라 수신 신호를 나타내는 N-샘플 블록들은 메모리에 저장될 수 있다. 프로세서는 저장된 데이터를 판독하고, 선형 콘볼루션 매트릭스를 계산하고, 원형 콘볼루션 매트릭스를 계산하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 프로세서는 또한 에러 정정 항을 계산하고, 수신 샘플들로부터 에러 정정 항을 감산하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 프로세서는 정정된 수신 샘플 블록으로부터 업데이트된 채널 추정들을 생성하고, 가장 최근의 채널 추정을 업데이트된 채널 추정으로 대체하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 현재 수신 샘플들 및 파일럿 샘플들을 사용하는 계산을 고정된 수의 반복들로 반복하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 프로세서는 수신 및 파일럿 샘플들의 다음 블록을 사용하여 계산을 반복하기 위해 명령들을 액세스할 수 있다. 마찬가지로, 하드웨어 구현에서, 콘볼루션 계산 및 채널 추정 계산 동작들은 디지털 신호 프로세서(DSP)와 같은 하드웨어를 사용하여 수행될 수 있다.
최후 채널 추정으로 ICI/ISI 에러 항들을 재구성하고, 그 후 실제 채널 추정으로부터 이러한 에러 항들을 제거하는 것은 파일럿 신호 내에 순환 프리픽스를 갖지 않음으로써 발생되는 주파수 도메인 채널 추정에서 에러 플로어를 감소시킨다. 채널 추정을 위한 이러한 에러 항들의 정정은 무선 중계기에서 주파수 도메인 채널 추정의 사용을 가능하게 한다. 상술된 바와 같이, 복잡성 고려 사항들로 인해 및 시간 도메인 채널 추정 알고리즘들이 강인함으로 인한 이슈들을 가질 수 있기 때문에, 시간 도메인과 반대로, 주파수 도메인에서 채널 추정을 수행하는 것이 바람직하다. 그러나, 주파수 도메인에서의 채널 추정은 정확한 채널 추정을 위해 파일럿 신호 내의 순환 프리픽스를 요구한다. 일부 애플리케이션들에서, 순환 프리픽스를 파일럿 신호에 부가하는 것이 불가능하다. 본 발명의 채널 추정 방법은 순환 프리픽스의 부재로 인한 채널 추정 성능 손실을 완화함으로써 특정 이점들을 제공한다. 중계기에 관련한 채널 추정에서의 개선은 성취 가능한 이득 양에서의 상당한 개선을 허용한다. 또한, 중계기에서 정해지고 고정된 이득에 대해, 채널 추정이 개선될 때, 출력 SNR(신호 대 잡음 비)가 증가하고(출력 SNR은 중계기에 의해 도입된 잡음의 측정치임), 이는 중계기의 충실도가 개선된다는 것을 의미한다.
3. 비캐주얼 탭 유지
파일럿 신호 내에 순환 프리픽스의 부재시에 주파수 도메인 채널 추정의 사용은 채널 추정의 정확도를 저하시키는 ICI 및 ISI 에러 항들을 도입한다. 더욱 상세하게, ICI/ISI 에러 항들은 파일럿 신호 내에 순환 프리픽스의 부재로 인한 선형 콘볼루션 및 원형 콘볼루션 사이의 차이의 결과로서 발생한다.
본 발명의 실시예들에 따라, 채널 추정 방법은 채널 추정을 생성하는데 있어서 채널의 캐주얼 및 비캐주얼 탭들 양자를 캡처하도록 동작한다. 채널의 비캐주얼 탭들 및 캐주얼 탭들을 캡처함으로써, 더욱 정확한 채널 추정이 획득될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에서, 파일럿 신호 내에 순환 프리픽스의 부재로 인한 채널 추정 성능 손실을 완화하기 위한 채널 추정 방법은 채널 추정에서 최대의 채널 탭을 채널 추정을 위해 기준 시간 "0"으로 시프팅한다. 그러나, 채널 탭을 이러한 방식으로 시프팅하는 것은 최대의 탭 전에 발생하는 모든 채널 탭들로 하여금 "비캐주얼" 탭들이 되게 한다. 즉, 추정될 피드백 채널의 일부가 비캐주얼이 된다. 채널 추정으로부터의 이러한 비캐주얼 탭들을 폐기하는 것은 중계기의 피드백 루프에서 불안정성을 발생시킬 수 있는 잠재적으로 큰 에러 플로어를 도입할 수 있다. 따라서, 본 발명의 채널 추정 방법은 채널 추정을 생성하는데 있어서 채널의 캐주얼 및 비캐주얼 탭들 양쪽 모두를 캡처하도록 동작한다.
예를 들면, 하나의 예시적인 중계기 시스템에서, 채널의 비캐주얼 부분을 폐기하는 것은 중계기가 최대 이득에 도달하기 전에 불안정성을 잘 발생시킬 수 있다. 그러나, 채널의 비캐주얼 탭들이 본 발명의 채널 추정 방법에 따라 샘플링되는 경우, 중계기가 최대 이득에 도달할 때, ~20 dB 출력 SNR 이득이 성취될 수 있다.
도 6은 캐주얼 및 비캐주얼 탭들 양자를 샘플링하기 위한 채널 추정 방법이 본 발명의 하나의 실시예에 따라 구현될 수 있는 중계기의 상세한 블록도이다. 도 6을 참조하면, 중계기(400)는 트랜시버 프론트 엔드 회로(416) 및 수신 필터(443)를 포함하는 수신 회로에 연결된 도너 안테나(415) 상에서 원격 신호 S(t)를 수신한다. 트랜시버 프론트 엔드 회로(416)로부터의 수신 신호 샘플들 r[k]은 수신 필터(Rx 필터)(443)에 연결되고, 그 후 에코 제거를 위해 가산기(444)를 포함하는 에코 제거기에 연결된다. 에코 제거된 수신 신호 r'[k]는 원격 신호로부터 전송 신호를 상관 해제(decorrelate)하기 위해 원하는 양의 지연 D1을 도입하도록 지연 엘리먼트(446)에 연결된다. 지연 엘리먼트(446)는 도 6에 도시된 바와 같은 고정 지연 또는 가변 지연 엘리먼트일 수 있다. 다른 실시예들에서, 지연 엘리먼트(446)는 에코 제거기 전에 제공될 수 있다. 지연된 에코 제거된 신호는 전송 필터(Tx 필터)(448), G의 이득을 적용하는 이득 스테이지(449) 및 트랜시버 프론트 엔드 회로(418)를 포함하는 전송 회로에 연결된다. 이득 스테이지(449)는 트랜시버 프론트 엔드 회로(418)에 제공되는 전송 신호 샘플들 y[k]을 생성한다. 중계기(400)는 커버리지 안테나(420) 상에서 트랜시버 프론트 엔드 회로(418)에 의해 생성된 전송 신호 Y(t)를 전송한다.
중계기(400)에서, 이득 제어 블록(480)은 이득 스테이지(449)의 가변 이득을 제어하고, 채널 추정 블록(450)은 피드백 채널의 채널 추정을 수행한다. 전송 신호 샘플들 y[k]은 이득 제어 블록(480) 및 채널 추정 블록(450)에 대한 파일럿 신호로서 사용된다. 본 발명에 따라, 채널 추정 블록(450)은 FFT-IFFT 형태의 처리 또는 DFT-IDFT 형태의 처리와 같은 주파수 도메인 채널 추정을 구현한다. 채널 추정 블록(450)은 또한 수신 신호 샘플들 r[k]을 수신하고, 피드백 채널 추정
Figure 112011098506127-pct00034
을 생성하기 위해 채널 추정을 수행한다. 더욱 상세하게, 채널 추정 블록(450)은 파일럿 신호의 적어도 N 개의 샘플들 및 수신 신호의 N 개의 샘플들 r[k]을 사용하여 피드백 채널 추정
Figure 112011098506127-pct00035
을 생성한다. 피드백 채널 추정
Figure 112011098506127-pct00036
은, 전송 신호 y[k]와 함께, 피드백 신호 추정
Figure 112011098506127-pct00037
을 계산하는 피드백 신호 추정 블록(452)에 제공된다. 에코 제거기가 필터링 후에 수신 신호에 적용되는 경우에, 피드백 신호 추정 계산은 또한 대응하는 피드백 신호 추정을 생성하기 위해 동일한 필터링이 이루어져야 한다. 본 실시예에서, 제거기(444)는 수신 필터 후에 위치되고, 따라서, 피드백 신호 추정
Figure 112011098506127-pct00038
은 피드백 채널 추정과 전송 신호 y[k] 및 또한 수신 필터(Rx 필터 443)와의 콘볼루션으로서 계산된다. 피드백 신호 추정
Figure 112011098506127-pct00039
은 에코 제거를 실현하기 위해 수신 신호 r[k]로부터 감산되도록 가산기(444)에 제공된다.
본 발명의 채널 추정 방법에 따라, 파일럿 샘플들 y[k]은 시프팅되어, 최대의 채널 탭이 기준 시간 "0"으로 이동된다. 이를 위해, 가변 지연 엘리먼트(454)는, 파일럿 샘플들이 채널 추정 블록(450)에 제공되기 전에 지연 D2을 파일럿 샘플들에 도입한다. 조정 가능한 지연 D2은 시간 상에서 파일럿 신호를 지연시키도록 동작하고, 원하는 양의 지연 D2이 도입되어, 최대의 채널 탭이 기준 시간 0과 정렬된다.
주파수 도메인 채널 추정 처리에서, 파일럿 신호(전송 신호)의 샘플들뿐만 아니라 수신 신호의 샘플들은 길이 N의 블록들로 그룹화되고, 여기서 N은 주파수 변환(FFT와 같은)의 크기이다. 도 7은 수신 신호, 파일럿 신호 및 피드백 채널 사이의 관계를 예시한다. 더욱 상세하게, 수신 신호는 피드백 채널 h과 콘볼루션되는 파일럿 신호이다. 본 발명의 실시예들에 따라, 채널 추정 방법은, 가령 가변 지연 엘리먼트(454)를 통해 가변 지연을 N 개의 파일럿 샘플들의 각각의 블록
Figure 112014089608033-pct00040
에 적용한다. 따라서, 파일럿 샘플들의 각각의 블록은 지연 D2만큼 지연되어,
Figure 112014089608033-pct00041
이다. 그 후, 지연된 파일럿 샘플들은 피드백 채널을 추정하기 위해 수신 샘플들과 함께 채널 추정 블록으로 전송된다. 수신 샘플들
Figure 112014089608033-pct00042
은 지연되지 않아,
Figure 112014089608033-pct00043
이다.
상술된 바와 같이, 파일럿 신호의 좌측 시프팅은 추정될 채널의 일부가 비캐주얼이 되게 한다. 도 8은 파일럿 신호 샘플들을 좌측 시프팅하기 위한 지연 조정이 없는 채널 추정의 채널 응답을 예시한다. 도 9는 파일럿 신호 샘플들을 좌측 시프팅하기 위한 지연 조정 후에 채널 추정의 채널 응답을 예시한다. 도 8을 참조하면, 어떤 지연 조정도 없는 경우, 최대의 채널 탭은 기준 시간 0과 정렬하지 않는다. 그러나, 도 9를 참조하면, 적절한 양의 지연 D2을 적용한 후에, 채널 응답의 최대의 채널 탭은 기준 시간 0과 정렬되도록 좌측으로 이제 시프팅된다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 채널 추정 방법에 의해 사용될 캐주얼 탭들 및 비캐주얼 탭들을 도시하는 채널 추정의 채널 응답을 예시한다. 도 10을 참조하면, 파일럿 신호 샘플들의 좌측 시프팅의 결과로서, 최대의 채널 탭은 이제 기준 시간 0에 있다. 그러나, 도 10의 확대된 그래프에 의해 도시된 바와 같이, FFT 블록의 단부에서 존재하는 일부 신호 에너지가 존재한다. FFT 블록의 단부에서의 신호 에너지는 파일럿 샘플들의 좌측 시프팅으로 인해 비캐주얼이 되는 채널 탭들을 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 따라, 채널 추정 방법은 시간 도메인 피드백 채널 추정에서 캐주얼 탭들 및 비캐주얼 탭들 양자를 보유한다. 하나의 실시예에서, 채널 추정은 길이 N이다. 채널 추정을 위해, M1 개의 캐주얼 탭들 및 M2 개의 비캐주얼 탭들이 채널 추정에서 보유된다. 캐주얼 탭들은 샘플 0 내지 M1로부터 취해지고, 여기서 중계기에 대한 피드백 채널의 지연 확산이 통상적으로 작기 때문에 M1은 N보다 훨씬 작은 것으로 가정된다. 비캐주얼 탭들은 샘플 N-M2 내지 N으로부터 취해지고, 여기서 M2는 M1와 동일한 이유로 N보다 훨씬 작도록 가정된다. 하나의 실시예에서, 총 채널 추정(캐주얼 및 비캐주얼 탭들 양자 M1+M2)은 N 개의 탭들 미만이고, 채널 추정의 M1+M2 개의 탭들만이 유지된다.
도 6으로 돌아가서, 수신 필터 Rx 필터(443)는 수신된 샘플들이 채널 추정을 위해 탭핑된 후 및 에코 제거기의 가산기(444) 전에 놓인다. 하나의 실시예에서, 상기 이유로 실제 에코 제거가 수신 필터(443) 후에 발생하기 때문에, 파일럿 신호는 에코 제거를 위한 피드백 신호 추정
Figure 112014089608033-pct00044
을 생성하기 위해 총 채널 추정
Figure 112014089608033-pct00045
및 수신 필터와 같은 필터와 콘볼브(convolve)된다. 즉, 총 피드백 채널 추정
Figure 112014089608033-pct00046
은
Figure 112014089608033-pct00047
로서 주어진 "합성 채널 추정"을 생성하기 위해 수신 필터와 콘볼브된다. 그 후, 합성 채널 추정은 피드백 신호 추정을 생성하기 위해 파일럿 샘플들 y[k]과 콘볼브된다. 따라서, 그 후, 생성된 피드백 신호 추정은 에코 제거를 실현하기 위해 수신 신호 r[k]로부터 감산되도록 가산기(444)에 제공된다.
따라서, 일부 실시예들에서, 가령, 에코 제거가 수신 신호 필터링 후에 수행될 때, 파일럿 신호는 채널 추정뿐만 아니라 수신 필터와 같은 수신 신호 필터링을 나타내는 또 다른 필터와 콘볼브될 필요가 있다. 이것은 채널 추정을 포함하는 합성 채널 추정뿐만 아니라 다른 필터와 파일럿 신호를 콘볼브함으로써 이루어질 수 있다. 다른 필터가 M2, 즉, 비캐주얼 탭들의 수보다 큰 D의 지연을 갖고, 다른 필터가 채널 추정과 원형적으로 콘볼브되면, 그 후 제 1의 M1+L-1 개의 탭들을 유지한 후에(여기서 L은 필터의 길이임), 비캐주얼 및 캐주얼 탭들 양자는 합성 채널 추정에 포함된다.
도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 피드백 채널 추정의 캐주얼 및 비캐주얼 탭들 양자를 유지하기 위한 채널 추정 방법을 예시한 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 채널 추정 방법(500)은, 파일럿 신호로서 증폭된 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 수신하고, 수신된 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 수신함으로써 시작한다(단계 502). 그 후, 방법(500)은 피드백 채널의 최대의 채널 탭을 제 1 기준 시간에 정렬시키기 위해 지연을 파일럿 신호의 샘플들에 도입한다(단계 504). 그 후, 방법(500)은 파일럿 신호의 샘플들 및 수신 신호의 샘플들을 사용하는 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여 제 1 안테나 및 제 2 안테나 사이의 피드백 채널을 추정한다(단계 506). 방법(500)은 주파수 도메인 채널 추정으로부터 시간 도메인 피드백 채널 추정을 생성한다. 하나의 실시예에서, 시간 도메인 피드백 채널 추정은 N 개의 탭들을 갖는다(단계 508). 마지막으로, 방법(500)은 시간 도메인 피드백 채널 추정에서 M1 개의 캐주얼 탭들 및 M2 개의 비캐주얼 탭들을 보유한다(단계 510). M1 개의 캐주얼 탭들은 채널 추정의 제 1 M1 개의 탭들이고, M2 개의 비캐주얼 탭들은 채널 추정의 최종 M2 개의 탭들이다. 하나의 실시예에서, M1+M2는 N 미만이고, 채널 추정의 M1+M2 개의 탭들만이 유지된다. 본 발명의 채널 추정 방법의 다른 실시예들에서, 어떠한 지연도 파일럿 샘플들에 도입되지 않고, 채널 추정 방법은 채널 추정의 캐주얼 탭들 및 비캐주얼 탭들 양자를 캡처하기 위한 동일한 방식으로 동작한다. 다시 말해서, 중계기(400)에서의 지연 D2는 제로로 설정될 수 있고, 방법(500)에서 단계(504)는 선택적이다.
중계기(250) 내의 채널 추정 모듈(260)은 피드백 채널 추정의 캐주얼 및 비캐주얼 탭들 양자를 유지하기 위한 본 발명의 채널 추정 방법을 구현하는데 사용될 수 있다. 채널 추정 모듈(260)은 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있고, 본원에 기재된 실시예들에 설명된 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다. 소프트웨어 구현에서, 채널 추정 모듈(260)은 채널 추정 모듈(260)에 전용되거나 중계기의 다른 특징들 또는 모듈들과 공유될 수 있는 하나 이상의 프로세서들 및 메모리를 포함할 수 있다. 전송 신호를 나타내는 N-샘플 블록들뿐만 아니라 수신 신호를 나타내는 N-샘플 블록들은 메모리에 저장될 수 있다. 프로세서는 저장된 데이터를 판독하고, 필요한 지연을 도입하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 프로세서는 주파수 도메인 파일럿 신호 블록들 및 주파수 도메인 수신 신호 블록들을 생성하기 위해 데이터에 대한 FFT 연산들을 수행하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 프로세서는 주파수 도메인 파일럿 및 수신 신호 블록들로부터 주파수 도메인 채널 추정을 생성하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 프로세서는 시간 도메인 채널 추정을 생성하기 위해 주파수 도메인 채널 추정에 대해 역고속 푸리에 변환을 수행하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 시간 도메인 채널 추정에서 캐주얼 탭들 및 비캐주얼 탭들을 보유하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 마찬가지로, 하드웨어 구현에서, FFT 및 IFFT 연산들은 디지털 신호 프로세서(DSP)와 같은 하드웨어를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 대안적인 실시예들에서, 시간 도메인 채널 추정의 M1 개의 캐주얼 탭들 및 M2 개의 비캐주얼 탭들은 채널 추정에서 곱셈 에러를 제거하기 위해 도 4를 참조하여 상술된 정정 스케일링 인수들의 세트를 사용하여 스케일링된다. 하나의 실시예에서, 정정 스케일링 인수들은 탭 인덱스 및 FFT 블록 크기만의 함수이다. 그 후, 결과적인 스케일링된 채널 추정은 중계기에서 에코 제거를 위해 사용될 수 있다.
4. 채널 추정 트렁케이팅
FFT/IFFT 처리를 사용하는 주파수 도메인 채널 추정이 중계기에 적용될 때, 피드백 채널 추정은, FFT 크기 N, 예를 들면, 1024와 동일하다. 그러나, 피드백 채널 듀레이션이 제한된다. 예를 들면, 중계기 애플리케이션들에서, 피드백 채널은 항상 64 개의 샘플들과 같이 대략 수십 개 정도의 샘플들이다. 파일럿들에 기초한 채널 추정 알고리즘은 채널 추정에 잡음을 도입한다. 파일럿이 약한 경우, 즉, 대역 외에 있는 경우, 잡음이 강하다. 잡음은 또한 시간-도메인 채널 추정의 모든 샘플들에 퍼진다. 종래의 중계기에서, 수신 필터(RxFilter)는 정지대역에서 잡음을 억제함으로써 채널 추정 잡음을 감소시키는데 때때로 사용된다.
본 발명의 실시예들에 따라, 중계기에서의 채널 추정 방법은 채널 추정 잡음을 감소시키도록 피드백 채널을 포함하지 않는 채널 탭들을 제로-아웃(zero-out)하기 위해 트렁케이션을 시간-도메인 추정에 적용한다. 더욱 상세하게, 상기 방법은 채널이 놓이는 탭들을 결정하기 위해 채널 길이에 관한 선험적인 정보를 사용한다. 채널 외부에 있는 채널 탭들은 잡음을 감소시키기 위해 제로-아웃된다.
하나의 실시예에서, 채널 길이 L(여기서 L은 N보다 훨씬 작은 것으로 가정됨)를 갖는 피드백 채널 및 크기 N의 채널 추정에 대해서, 그 채널 추정은 채널 외부에 있는 채널 탭들을 제로-아웃함으로써 트렁케이팅된다. 예를 들면, 하나의 실시예에서, 크기 N을 갖는 채널 추정
Figure 112011098506127-pct00048
에 대해, 트렁케이션은 채널의 제 1 M 개의 탭들을 유지하고 채널 탭들 M+1 내지 N을 제로-아웃하도록 적용된다. 따라서, 트렁케이팅된 채널 추정은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112011098506127-pct00049
여기서, M은 채널 길이 L 이상이다. 이러한 방식에서, 채널의 제 1 M 개의 탭들에 놓이는 채널 추정은 유지되고, 한편 채널 추정의 M+1 내지 N 개의 탭들에 놓이는 채널 추정은 잡음을 제거하도록 제로-아웃된다.
또 다른 실시예에서, 채널 추정 트렁케이션은 채널 추정의 캐주얼 및 비캐주얼 탭들 양자를 보존하도록 적용된다. 파일럿 샘플들이 기준 시간 0에서 최대의 채널 탭을 정렬시키도록 좌측 시프팅되는 경우에, 채널의 일부는 비캐주얼이 되고, 비캐주얼 채널은 채널 추정 처리에서 고려될 필요가 있다. 상술된 채널 추정 방법에서, 캐주얼 및 비캐주얼 양자는 채널 추정을 위해 사용된다. 채널 추정 트렁케이션이 적용될 때, 채널 추정의 캐주얼 및 비캐주얼 탭들은 보존되고, 한편 채널 추정의 나머지는 제로-아웃된다.
하나의 실시예에서, 크기 N의 채널 추정 및, 길이 L의 캐주얼 채널 및 길이 P의 비캐주얼 채널을 갖는 피드백 채널에 대해(여기서, L 및 P 양자는 N보다 훨씬 작은 것으로 가정됨), 채널 추정은 캐주얼 및 비캐주얼 채널들의 외부에 있는 채널 탭들을 제로-아웃함으로써 트렁케이팅된다. 예를 들면, 트렁케이션은 채널 탭들 M1+1 내지 N-M2-1을 제로-아웃하면서 채널의 제 1 M1 개의 탭들 및 N-M2 내지 N 개의 탭들을 유지하도록 적용된다. 따라서, 트렁케이팅된 채널 추정은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112011098506127-pct00050
여기서, M1은 캐주얼 채널 길이 L 이상이고, M2는 비캐주얼 채널 길이 P 이상이다. 이러한 방식에서, 채널 추정의 M1+1 내지 N-M2-1 개의 탭들에 놓이는 채널 추정은 잡음을 제거하도록 제로-아웃된다.
시간 도메인 채널 추정의 일부를 트렁케이팅함으로써, 채널 추정 잡음은 채널 추정의 정확도를 개선하도록 감소된다.
5. 채널 추정 프루닝
동일한 주파수 중계기의 동작 동안에, 큰 신호 역학의 존재 시에 중계기 안정성을 유지하는 것이 바람직하다. 원격 신호 에너지에서 큰 신호 역학의 존재 시에 중계기 안정성을 유지하기 위해, 중계기는 수신 전력에서의 갑작스러운 변화가 발생하는 때를 알 필요가 있다. 수신기 전력에서의 갑작스러운 변화들은 채널 추정을 손상시킬 수 있어, 피드백 채널 추정이 부정확하게 되고, 피드백 신호의 에코 제거가 부정확하게 되어, 중계기 불안정을 유도한다.
본 발명의 실시예들에 따라, 큰 신호 역학의 존재 시에 중계기의 안정성을 개선하기 위한 방법은 채널 추정 프루닝을 구현한다. 일부 실시예들에서, 원격 신호의 전력은 수신기 전력에서의 갑작스러운 변화들을 검출하도록 모니터링된다. 채널 추정 프루닝 방법은 원격 신호의 신호 역학에서의 큰 변화와 연관된 채널 추정들 또는 파일럿 및 수신 샘플들을 폐기하도록 동작한다. 이러한 방식으로, 전체 채널 추정은 수신기 전력에서의 갑작스러운 변화들로 인해 손상되지 않을 것이다.
도 12은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 무선 중계기에서의 채널 추정 프루닝 방법을 예시하는 흐름도이다. 본 발명의 채널 추정 프루닝 방법은 도 3 또는 도 6에 도시된 중계기와 같은 에코 제거 중계기에서 구현될 수 있다. 실제로, 채널 추정 프루닝 방법은 도 3 및 도 6의 중계기들의 채널 추정 블록(260 또는 450) 내의 채널 추정 모듈에서 구현된다. 더욱 상세하게, 채널 추정 블록은 인입하는 파일럿 샘플들(도 3에서 x; 또는 도 6에서 지연된 y[k])의 블록들 및 인입하는 수신 샘플들(도 3에서 y; 또는 도 6에서 지연된 r[k])의 블록들을 사용하여 피드백 채널을 추정한다. 일부 실시예들에서, 최종 채널 추정은 인입하는 파일럿 샘플들의 블록들 및 인입하는 수신 샘플들의 블록들을 사용하여 계산된다. 그 후, 최종 채널 추정은 피드백 신호를 제거하기 위해 에코 제거기에 의해 사용된다. 몇몇의 다른 실시예들에서, 채널 추정은 인입하는 파일럿 샘플들의 블록 및 인입하는 수신 샘플의 블록을 사용하여 계산되고, 이어서, 그에 따라 계산된 다수의 채널 추정들은 최종 채널 추정을 생성하도록 평균화된다. 본 설명에서, 각각의 개별적인 파일럿 샘플 블록 및 대응하는 수신 샘플 블록에 대해 계산된 채널 추정은 "서브 채널 추정"으로서 지칭된다.
도 12를 참조하면, 채널 추정 알고리즘에서 구현된 채널 추정 프루닝 방법(600)은, 원격 신호 전력에서의 큰 점프가 검출된 후에 채널 추정을 위해 사용된 수신 신호 및 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 블록들 또는 샘플들을 폐기하도록 동작하고, N은 주파수 도메인 채널 추정에서 사용된 FFT의 크기 또는 피드백 채널 추정의 크기이다. 방법(600)은 중계기에서 원격 신호를 포함하는 인입하는 수신 신호를 수신함으로써 시작한다(단계 602). 상술된 바와 같이, 수신 신호는 원격 신호 및 피드백 신호의 가산이다. 중계기의 피드백 루프 내의 신호는 채널 추정을 위해 파일럿 신호로서 사용된다. 본 실시예에서, 파일럿 신호는 중계기의 증폭된 신호 또는 에코 제거된 전송 신호이다. 파일럿 신호 및 수신 신호, 또는 파일럿 신호 샘플들의 블록들 및 수신 신호 샘플들의 블록들은 채널 추정을 수행하기 위해 채널 추정 블록에 제공된다(단계 603).
그 후, 원격 신호 내의 큰 전력 스윙이 존재하는지를 결정하기 위해 원격 신호의 전력 레벨 내의 스윙들이 검출된다(단계 604). 원격 신호의 전력 레벨에서의 스윙들은 수신 신호로부터 직접적으로 검출될 수 있거나, 스윙은 원격 신호에 대응하는 전력 레벨 응답을 갖는 다른 신호들의 측정들을 통해 간접적으로 검출될 수 있다. 하나의 실시예에서, 원격 신호 내의 스윙들은 FIR(finite impulse response) 또는 IIR(infinite impulse response) 필터를 사용함으로써 검출된다. 상기 검출은 전력 레벨에서의 갑작스러운 변화가 발생하는지를 결정하기 위해 정해진 시간만큼 이격된 수신 신호의 샘플들 사이의 전력 차이를 모니터링함으로써 구현된다.
이득 제어 입력 신호에서 어떠한 큰 전력 스윙들도 검출되지 않을 때(단계 606), 방법(600)은 단계(602)로 복귀하여, 인입하는 수신 신호를 계속해서 수신하고, 파일럿 신호 및 수신 신호의 인입하는 샘플들에 기초하여 피드백 채널을 계속해서 추정한다. 그러나, 9 dB 이상의 전력 스윙과 같은 큰 전력 스윙이 검출될 때(단계 606), 파일럿 신호 및 대응하는 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들 또는 샘플들이 폐기된다(단계 608). 최종 채널 추정은 비폐기된 파일럿 및 수신 신호들의 블록들 중 하나 이상의 블록들을 사용하여 계산된다(단계 610). 그 후, 방법(600)은 단계(602)로 복귀하여 인입하는 수신 신호를 계속해서 수신한다. 이러한 방식으로, 원격 신호 전력에서의 스윙들과 연관된 파일럿 및 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들 또는 샘플들은, 파일럿 신호 샘플들 및 수신 신호 샘플들이 채널 추정들을 손상시키기 전에 폐기된다.
하나의 실시예에서, 방법(600)은 큰 전력 스윙이 원격 신호에서 검출된 것에 응답하여 파일럿 및 수신 신호들의 N 개의 샘플들의 하나 이상의 이전 블록들 및 N 개의 샘플들의 현재 블록 양자를 폐기한다. 파일럿 및 수신 신호들의 현재 및 이전 샘플들 양자를 폐기하는 이유는, 원격 신호에서 변화가 발생하는 시간, 및 중계기가 그 변화를 검출할 수 있는 시간 사이에 항상 약간의 지연이 존재하기 때문이다. 따라서, 파일럿 신호 샘플들 및 수신 신호 샘플들 중 일부가 전력 스윙에 의해 이미 손상되었다는 것이 가능하다. 따라서, 채널 추정 프루닝 방법(600)에서, 큰 전력 스윙이 검출될 때 현재 및 이전 파일럿 및 수신 신호 샘플들 양자가 폐기되어, 어떠한 손상된 샘플들도 보유되지 않고 최종 채널 추정을 계산하는데 사용되지 않는다.
또 다른 실시예에서, 원격 신호에서의 스윙들은 수신 신호, 또는 중계기를 통한 주요 경로를 따라 임의의 지점에서 제거된 신호를 사용하여 검출될 수 있다.
도 13은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 무선 중계기에서의 채널 추정 프루닝 방법을 예시하는 흐름도이다. 도 13을 참조하면, 채널 추정 프루닝 방법(700)에서, 채널 추정 프루닝 방법은 원격 신호의 전력 신호에서 큰 점프가 검출된 후에 서브 채널 추정들을 폐기하도록 동작한다. 방법(700)은 원격 신호를 포함하는 인입하는 수신 신호를 중계기에서 수신함으로써 시작된다(단계 702). 파일럿 신호 및 수신 신호, 또는 파일럿 신호 샘플들의 블록들 및 수신 신호 샘플들의 블록들은 채널 추정을 수행하기 위해 채널 추정 블록에 제공된다(단계 703). 따라서, 파일럿 신호 샘플들의 각각의 인입하는 블록에 대한 서브 채널 추정이 계산된다(단계 704). 각각의 서브-채널 추정은 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 블록 및 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록을 사용하여 계산된다.
그 후, 원격 신호에서 큰 전력 스윙들이 존재하는지를 결정하기 위해 원격 신호의 전력 레벨에서의 스윙들이 검출된다(단계 705). 이득 제어 입력 신호에서 어떠한 큰 전력 스윙들도 검출되지 않을 때(단계 706), 방법(700)은 단계(702)로 복귀하여, 인입하는 수신 신호를 계속해서 수신하고, 파일럿 신호 및 수신 신호의 인입하는 샘플들에 기초하여 피드백 채널을 계속해서 추정한다. 그러나, 9 dB 이상의 전력 스윙과 같은 큰 전력 스윙이 검출될 때(단계 706), 하나 이상의 서브 채널 추정들이 폐기된다(단계 708). 최종 채널 추정은 단일의 비폐기된 서브 채널 추정을 사용하여 또는 2 개 이상의 비폐기된 서브 채널 추정들을 평균화함으로써 계산된다(단계 710). 그 후, 방법(700)은 단계(702)로 복귀하여 인입하는 수신 신호를 계속해서 수신한다.
하나의 실시예에서, 큰 전력 스윙이 검출될 때, 현재 및 하나 이상의 이전 서브 채널 추정들 양자가 폐기된다. 큰 전력 스윙이 검출된 후에 채널 추정 평균화 처리가 재시작될 때, 사용된 최종 추정은 마지막 양호한 최종 채널 추정이어야 하고, 즉, 서브 채널 추정들을 사용하지 않는 최후의 최종 채널 추정이 폐기된다. 현재 및 이전 채널 추정들 양자를 폐기하는 이유는, 원격 신호 전력에서 변화가 발생하는 시간, 및 중계기가 그 변화를 검출할 수 있는 시간 사이에 항상 약간의 지연이 존재하기 때문이다. 따라서, 채널 추정 프루닝 방법(700)이 수신 전력에서의 갑작스러운 변화를 검출할 때쯤은 불량한 서브 채널 추정이 이미 발생하였을 가능성이 있다. 현재 서브 채널 추정만이 폐기되는 경우에, 중계기 불안정이 발생할 수 있다. 따라서, 채널 추정 프루닝 방법(700)의 일부 실시예들에서, 큰 전력 스윙이 검출될 때 현재 및 하나 이상의 이전 서브 채널 추정들이 폐기되고, 마지막 양호한 최종 채널 추정이 채널 추정들의 평균화를 계속하는데 사용된다. 다른 실시예들에서, 방법(700)은 전력 스윙에 의해 손상될 수 있는 서브 채널 추정들 모두를 폐기하여, 어떠한 손상된 서브 채널 추정도 보유되지 않는다.
중계기(250) 내의 채널 추정 모듈(260)은 본 발명의 채널 추정 프루닝 방법을 구현하는데 사용될 수 있다. 채널 추정 모듈(260)은 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있고, 본원에 기재된 실시예들에 설명된 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다. 소프트웨어 구현에서, 채널 추정 모듈(260)은 채널 추정 모듈(260)에 전용되거나 중계기의 다른 특징들 또는 모듈들과 공유될 수 있는 하나 이상의 프로세서들 및 메모리를 포함할 수 있다. 전송 신호를 나타내는 N-샘플 블록들뿐만 아니라 수신 신호를 나타내는 N-샘플 블록들은 메모리에 저장될 수 있다. 프로세서는 저장된 데이터를 판독하고, 파일럿 신호 블록들 및 수신 신호 블록들에 대해 채널 추정을 수행하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 프로세서는 원격 신호의 전력 레벨에서의 변화들을 검출하기 위한 명령들을 액세스할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 파일럿 및 수신 신호들의 샘플들의 블록들 또는 샘플들을 폐기하기 위한 명령들을 액세스할 수 있고, 한편, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 서브 채널 추정들이 폐기될 수 있다. 마찬가지로, 하드웨어 구현에서, 다양한 동작들은 디지털 신호 프로세서(DSP)와 같은 하드웨어를 사용하여 수행될 수 있다.
간섭 제거 중계기에서 전력 검출을 적용하는 이점은, 원격 신호의 신호 역학과 상관없이 안정성이 유지된다는 것이다. 그러한 신호 역학을 처리하기 위한 어떠한 전력 검출도 없다면, 중계기는 잠재적으로 불안정하게 될 수 있다. 본 발명의 채널 추정 프루닝 방법은, 온-주파수 중계기가 원격 신호의 큰 스케일 신호 역학의 존재 시에 강인하게 작동할 수 있는 것을 보장한다. 더욱 상세하게, 본 발명의 채널 추정 프루닝 방법은, 채널 추정들이 원하지 않는 신호 역학으로 인해 손상되지 않게 하여 채널 추정 및 에코 제거가 원격 신호의 가변하는 신호 역학의 존재 시에 강인하게 작동할 수 있다는 것을 보장한다.
당업자들은 정보 및 신호들이 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 중 임의의 기술 및 기법을 사용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 데이터, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 칩들, 명령들, 및 지시들이 위의 설명 전체에 걸쳐 언급될 수 있다. 이들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학 필드들 또는 입자들, 또는 그들의 임의의 조합에 의해 표현될 수 있다.
하나 이상의 예시적인 실시예들에서, 기재된 기능들 및 처리들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되면, 기능들은 컴퓨터-판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터-판독 가능 매체들은 컴퓨터 저장 매체들을 포함한다. 저장 매체들은 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체들일 수 있다. 비제한적인 예로서, 그러한 컴퓨터-판독 가능한 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 장치들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태의 원하는 프로그램 코드를 전달하거나 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 콤팩트 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광학 디스크(disc), 디지털 다용도 디스크(disc)(DVD), 플로피 디스크(disk) 및 블루-레이 디스크(disc)를 포함하고, 여기서 디스크들(disks)은 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하고, 한편 디스크들(discs)은 레이저들을 사용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기의 조합들은 또한 컴퓨터-판독 가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. 본원에 사용된 용어 "제어 로직"은 소프트웨어(기능이 프로세서를 사용하여 실행될 기계-판독 가능 매체 상에 저장된 명령들에 의해 구현됨), 하드웨어(기능이 회로(가령, 로직 게이트들)를 사용하여 구현됨, 여기서 회로는 특정 입력에 대해 특정 출력을 제공하도록 구성됨), 및 펌웨어(기능이 재프로그래밍 가능한 회로를 사용하여 구현됨)에 적용되고, 또한 소프트웨어, 하드웨어, 및 펌웨어 중 하나 이상의 조합들에 적용된다.
펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현에서, 방법들은 본원에 기재된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들면, 프로시저들, 기능들, 등)로 구현될 수 있다. 명령들을 실체적으로 구현하는 임의의 기계 판독 가능 매체는 본원에 기재된 방법들을 구현하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 소프트웨어 코드들은 메모리, 예를 들면, 이동국 또는 중계기의 메모리에 저장되고, 프로세서, 예를 들면, 모뎀의 마이크로프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 프로세서 외부에서 구현될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "메모리"는 임의의 형태의 장기(long term), 단기(short term), 휘발성, 비휘발성, 또는 다른 메모리를 지칭하고, 임의의 특정 형태의 메모리 또는 임의의 수의 메모리들, 또는 메모리가 저장되는 매체들의 형태로 제한되지 않는다.
이러한 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 용이하게 명백할 것이고, 본원에 정의된 포괄적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위에서 벗어나지 않고 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본원에 도시된 특징들로 제한되도록 의도되지 않고, 본원에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위에 따른다.

Claims (21)

  1. 무선 통신 시스템에서 무선 중계기에 대한 피드백 채널을 추정하기 위한 방법으로서,
    상기 무선 중계기는 수신 신호를 수신하고 증폭된 신호를 전송하기 위한 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 갖고,
    상기 수신 신호는 상기 무선 중계기의 상기 제 1 및 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널로부터 기인한 피드백 신호 및 중계될 원격 신호의 가산(sum)이고, 상기 방법은,
    (a) 상기 무선 중계기의 피드백 루프에서의 상기 증폭된 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 파일럿 신호로서 선택하는 단계;
    (b) 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 선택하는 단계;
    (c) 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 에러 정정 항(error correction term)을 추정하는 단계;
    (d) 상기 수신 신호의 정정된 블록을 생성하기 위해 상기 수신 신호의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하는 단계; 및
    (e) 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 상기 파일럿 신호의 현재 블록 및 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록을 사용하여, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널을 추정하는 단계 ― 획득된 채널 추정은 상기 가장 최근의 채널 추정이 됨 ―
    를 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 에러 정정 항을 추정하는 단계는, 상기 가장 최근의 채널 추정 및 상기 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록을 사용하여 상기 에러 정정 항을 추정하는 단계를 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널을 추정하는 단계는, 상기 파일럿 신호의 상기 현재 블록 및 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록에 대해 고속 푸리에 변환(FFT) 연산들을 수행하는 단계를 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    (f) 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록을 사용하여 상기 피드백 채널을 추정하는 단계로부터 획득된 상기 채널 추정을 상기 가장 최근의 채널 추정으로서 대체하는 단계; 및
    (g) 상기 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록 및 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록에 대해 (a) 내지 (f)의 단계들을 반복하는 단계
    를 더 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    (f) 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록을 사용하여 상기 피드백 채널을 추정하는 단계로부터 획득된 상기 채널 추정을 상기 가장 최근의 채널 추정으로서 대체하는 단계; 및
    (g) 상기 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록 및 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록에 대해 고정된 수의 반복들로 (a) 내지 (f)의 단계들을 반복하는 단계
    를 더 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    (h) 상기 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록 및 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록에 대해 (a) 내지 (g)의 단계들을 반복하는 단계를 더 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 신호의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하는 단계는,
    시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 상기 수신 신호의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하는 단계를 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널을 추정하는 단계는,
    주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 상기 파일럿 신호의 현재 블록, 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록 및 상기 수신 신호의 하나 이상의 이전에 정정된 블록들 및, 상기 파일럿 신호의 대응하는 블록들을 사용하여, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널을 추정하는 단계 ― 획득된 채널 추정은 상기 가장 최근의 채널 추정이 됨 ―를 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 에러 정정 항을 추정하는 단계 및 상기 수신 신호의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하는 단계는,
    상기 가장 최근의 채널 추정에 기초하여 직접적으로 채널 추정 에러 항을 추정하는 단계; 및
    상기 가장 최근의 채널 추정으로부터 상기 채널 추정 에러 항을 제거하는 단계
    를 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
  10. 기계에 의해 실행될 때, 상기 기계로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령들을 포함하는 기계-판독 가능 매체로서, 상기 명령들은,
    (a) 무선 중계기의 피드백 루프에서의 증폭된 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 파일럿 신호로서 선택하기 위한 명령들;
    (b) 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 선택하기 위한 명령들;
    (c) 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 에러 정정 항(error correction term)을 추정하기 위한 명령들;
    (d) 상기 수신 신호의 정정된 블록을 생성하기 위하여 상기 수신 신호의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하기 위한 명령들; 및
    (e) 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 상기 파일럿 신호의 현재 블록 및 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록을 사용하여, 제 1 안테나 및 제 2 안테나 사이의 피드백 채널을 추정하기 위한 명령들 ― 획득된 채널 추정은 상기 가장 최근의 채널 추정이 됨 ― 을 포함하는,
    기계-판독 가능 매체.
  11. 저장된 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터-판독 가능 매체로서,
    무선 중계기의 피드백 루프에서의 증폭된 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 파일럿 신호로서 선택하기 위한 프로그램 코드;
    수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 선택하기 위한 프로그램 코드;
    가장 최근의 채널 추정을 사용하여 에러 정정 항(error correction term)을 추정하기 위한 프로그램 코드;
    상기 수신 신호의 정정된 블록을 생성하기 위하여 상기 수신 신호의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하기 위한 프로그램 코드; 및
    주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 상기 파일럿 신호의 현재 블록 및 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록을 사용하여, 제 1 안테나 및 제 2 안테나 사이의 피드백 채널을 추정하기 위한 프로그램 코드 ― 획득된 채널 추정은 상기 가장 최근의 채널 추정이 됨 ― 를 포함하는,
    컴퓨터-판독 가능 매체.
  12. 무선 중계기로서,
    수신 신호를 수신하고 증폭된 신호를 전송하기 위한 제 1 안테나 및 제 2 안테나 ― 상기 수신 신호는 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 사이의 피드백 채널로부터 기인한 피드백 신호 및 중계될 원격 신호의 가산(sum)임 ― ; 및
    가장 최근의 채널 추정, 및 파일럿 신호로서 상기 증폭된 신호를 나타내는 상기 무선 중계기의 피드백 루프에서의 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록을 사용하여 에러 정정 항(error correction term)을 추정하고, 상기 수신 신호의 정정된 블록을 생성하기 위해 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하고, 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 상기 파일럿 신호의 현재 블록 및 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록을 사용하여, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널을 추정하도록 구성된 채널 추정 모듈 ― 획득된 채널 추정은 상기 가장 최근 채널 추정이 됨 ― 을 포함하는,
    무선 중계기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은, 상기 파일럿 신호의 상기 현재 블록 및 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록에 대해 고속 푸리에 변환(FFT) 연산들을 수행함으로써 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널을 추정하도록 구성되는,
    무선 중계기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록을 사용하여 상기 피드백 채널 추정으로부터 획득된 채널 추정을 상기 가장 최근의 채널 추정으로서 대체하고, 상기 에러 정정 항을 추정하는 것, 상기 에러 정정 항을 제거하는 것 및 상기 피드백 채널을 추정하는 것을 상기 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록 및 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록에 대해 반복하도록 추가적으로 구성되는,
    무선 중계기.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록을 사용하여 상기 피드백 채널 추정으로부터 획득된 상기 채널 추정을 상기 가장 최근의 채널 추정으로서 대체하고, 상기 에러 정정 항을 추정하는 것, 상기 에러 정정 항을 제거하는 것 및 상기 피드백 채널을 추정하는 것을 상기 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 상기 현재 블록 및 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 상기 현재 블록에 대해 고정된 수의 반복들로 반복하도록 추가적으로 구성되는,
    무선 중계기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 상기 에러 정정 항을 추정하는 것, 상기 에러 정정 항을 제거하는 것 및 상기 피드백 채널을 추정하는 것을 상기 파일럿 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록 및 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 다음 블록에 대해 반복하도록 추가적으로 구성되는,
    무선 중계기.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하도록 구성되는,
    무선 중계기.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 상기 파일럿 신호의 현재 블록, 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록 및 상기 수신 신호의 하나 이상의 이전에 정정된 블록들, 및 상기 파일럿 신호의 대응하는 블록들을 사용하여, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널을 추정하도록 추가적으로 구성되고,
    획득된 채널 추정은 상기 가장 최근의 채널 추정이 되는,
    무선 중계기.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 채널 추정 모듈은 상기 가장 최근의 채널 추정에 기초하여 직접적으로 채널 추정 에러 항을 추정하도록 구성되고, 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하는 대신에, 상기 가장 최근의 채널 추정으로부터 상기 채널 추정 에러 항을 제거하도록 추가적으로 구성되는,
    무선 중계기.
  20. 무선 중계기로서,
    수신 신호를 수신하고 증폭된 신호를 전송하기 위한 제 1 및 제 2 수단들 ― 상기 수신 신호는 상기 제 1 및 제 2 수단들 사이의 피드백 채널로부터 기인한 피드백 신호 및 중계될 원격 신호의 가산(sum)임 ― ; 및
    가장 최근의 채널 추정, 및 파일럿 신호로서 상기 증폭된 신호를 나타내는 상기 무선 중계기의 피드백 루프에서의 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록을 사용하여 에러 정정 항(error correction term)을 추정하고, 상기 수신 신호의 정정된 블록을 생성하기 위하여 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 현재 블록으로부터 상기 에러 정정 항을 제거하고, 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 상기 파일럿 신호의 현재 블록 및 상기 수신 신호의 상기 정정된 블록을 사용하여, 상기 제 1 및 제 2 수단들 사이의 상기 피드백 채널을 추정하기 위한 제 3 수단 ― 획득된 채널 추정은 상기 가장 최근의 채널 추정이 됨 ― 을 포함하는,
    무선 중계기.
  21. 무선 통신 시스템에서 무선 중계기에 대한 피드백 채널을 추정하기 위한 방법으로서, 상기 무선 중계기는 수신 신호를 수신하고 증폭된 신호를 전송하기 위한 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 갖고,
    상기 수신 신호는 상기 무선 중계기의 상기 제 1 및 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널로부터 기인한 피드백 신호 및 중계될 원격 신호의 가산(sum)이고, 상기 방법은,
    (a) 파일럿 신호로서 상기 무선 중계기의 피드백 루프에서의 상기 증폭된 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 선택하는 단계;
    (b) 상기 수신 신호의 N 개의 샘플들의 블록들을 선택하는 단계;
    (c) 가장 최근의 채널 추정을 사용하여 채널 추정 에러 항(channel estimate error term)을 추정하는 단계;
    (d) 주파수 도메인 채널 추정을 사용하여, 그리고 상기 파일럿 신호의 현재 블록 및 상기 수신 신호의 대응하는 블록을 사용하여, 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 사이의 상기 피드백 채널을 추정하는 단계;
    (e) 상기 주파수 도메인 채널 추정을 통해 상기 채널 추정 에러 항을 처리하는 단계; 및
    (f) 계산된 채널 추정으로부터 상기 채널 추정 에러 항을 제거하는 단계 ― 획득된 채널 추정은 상기 가장 최근의 채널 추정이 됨 ―
    를 포함하는,
    피드백 채널 추정 방법.
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