KR101498286B1 - 무선 통신 시스템에서의 자동 이득 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 간섭 제거를 수행하는 전이중 (full duplex) 릴레이 장치의 자동이득제어 (Automatic Gain Control: AGC)를 위한 타깃 RSSI 적응 조절 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 수신 신호 대 간섭 신호의 전력 비율을 추정하는 SIR 추정부와 상기 SIR 추정부로부터 출력되는 값을 이용하여 타깃 RSSI를 결정하는 타깃 RSSI 결정부와 상기 타깃 RSSI가 적용되는 AGC 장치로 구성된다. 전이중(full duplex) 릴레이 수신기에 릴레이 송신기 신호가 피드백 되어서 큰 간섭 신호가 들어오는 경우, 본 발명을 실시함으로써 상기 타깃 RSSI가 적용된 AGC를 사용하면 기존에 간섭을 고려하지 않은 AGC와 비교하여 양자화 잡음의 증가로 인한 성능 열화를 감소할 수 있다.
Figure R1020080048238
전이중 (full duplex) 릴레이, 자동이득제어 (AGC), 타깃 RSSI, SIR 추정, 최대 전송률 MCS 레벨

Description

무선 통신 시스템에서의 자동 이득 제어 장치 및 방법{Apparatus and Methods for auto gain controlling in a wireless communication system}
본 발명은 무선통신시스템에서의 자동 이득 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 간섭 신호를 고려하여 자동 이득을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 신호를 처리하는 전기적 장치는 증폭단에서 발생하는 상호 변조 현상을 줄이고 포화 현상을 방지하기 위해 자동 이득 제어 (AGC; Auto Gain Control) 회로를 구비한다.
특히 무선 통신 시스템의 수신장치에서의 AGC 회로는 신호 레벨이 일정하지 않은 신호를 입력으로 하여 원하는 레벨의 신호를 얻기 위한 목적으로 사용된다. 즉 입력 신호의 크기가 기준 값보다 크면 이득 값 (gain value)를 낮추어 신호 포화를 방지하고, 입력 신호의 크기가 기준 값보다 작으면 이득 값을 높여서 일정한 크기의 신호가 출력되도록 조절하여 주는 역할을 수행한다.
이러한 종래의 AGC 회로는 특정 시간 구간 동안의 수신신호에 대한 평균 전력 (average power)이 정해진 목표치가 되도록 수신신호의 전력 이득을 조절한다. 일반적으로 상기 수신신호에 대한 평균 전력은 수신신호 세기 (RSSI: Received Signal Strength Indicator)로 표현된다. 이때 상기 정해진 목표치는 타깃 RSSI (Target RSSI)가 될 것이다.
전술한 바와 같이 종래 무선통신 시스템에서는 AGC 회로를 통해 송신기와 수신기 사이의 채널 환경에 무관하게 타깃 RSSI를 일정한 수준으로 유지하도록 한다.
이러한 이유로 인해 수신신호로 큰 간섭신호가 들어오는 무선 통신의 채널 환경의 경우, 고정된 타깃 RSSI에 의해 간섭 신호를 포함한 전체 수신 신호에 대한 자동 이득 조정이 이루어짐에 따라 양자화 잡음이 증가한다. 이러한 양자화 잡음의 증가는 무선 통신 시스템의 성능 열화를 야기하는 원인이 된다. 따라서 간섭 신호가 존재하는 무선 환경에서 무선 통신 시스템은 간섭 신호로 인해 수신 신호에 대해 발생할 수 있는 양자화 잡음을 감소하기 위한 자동이득제어 방안 마련이 절실하게 요구된다.
본 발명은 간섭신호가 존재하는 무선통신 시스템의 수신 장치에서 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 무선통신 시스템의 수신 장치에서 간섭신호를 고려하여 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 직교주파수분할다중 방식을 기반으로 하는 무선통신시스템의 수신장치에서 간섭신호를 고려하여 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 전이중 (full-duplex) 방식을 지원하는 무선통신시스템의 수신장치에서 간섭신호를 고려하여 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 전이중 방식을 지원하는 무선통신시스템의 릴레이 장치에서 간섭신호를 고려하여 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 무선통신시스템의 수신장치에서 양자화 잡음의 증가로 인한 성능 열화를 고려하여 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 무선통신시스템의 수신장치 또는 릴레이 장치에서 신호대 간섭비와 최대 전송률에 대응한 변조 및 부호화 레벨 (Modulation and Coding Scheme Level)을 고려하여 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 간섭 제거를 수행하는 전이중 릴레이의 수신기에 송신기로부터의 수신 신호와 강한 간섭 신호 (릴레이가 수신기로 송신하는 신호)가 동시에 수신되는 경우 양자화 잡음 증가로 인한 성능 열화를 감소하기 위하여 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI 적응 조절 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전 이중 방식에 의해 신호를 송/수신하는 무선장치의 수신장치에서 사전에 설정된 자동 이득 제어 단위로 수신 신호에 대한 이득을 제어하기 위한 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치는, 각 자동 이득 제어 단위 (AGC unit)에서의 최대 전송률을 얻기 위한 변조 및 부호화 레벨 (MCS level)을 선택하는 최대 전송률 MCS 레벨 판별기와, 상기 무선장치에 구비된 송신장치와의 간섭 채널에서 추정한 간섭 신호와, 수신 신호에서 상기 추정한 간섭 신호를 제거한 간섭 제거 신호에 의해 신호 대 간섭 비 (SIR: Signal-to-Interference Radio)를 추정하는 SIR 추정기와, 상기 선택한 MCS 레벨과 상기 추정한 SIR을 기반으로 다음 자동 이득 제어 단위 (next AGC unit)에서 수신 신호에 대한 자동 이득 제어를 위한 RSSI를 타깃 RSSI로 조절하는 타깃 RSSI 결정기를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 전 이중 방식에 의해 신호를 송/수신하는 무선장치의 수신장치에서 사전에 설정된 자동 이득 제어 단위로 수신 신호에 대한 이득을 제어하기 위한 RSSI를 적응적으로 조절하는 방법은, 각 자동 이득 제어 단위 (AGC unit)에서의 최대 전송률을 얻기 위한 변조 및 부호화 레벨 (MCS level)을 선택하는 과정과, 상기 무선장치에 구비된 송신장치와의 간섭 채널에서 추정한 간섭 신호와, 수신 신호에서 상기 추정한 간섭 신호를 제거한 간섭 제거 신호에 의해 신호 대 간섭 비 (SIR: Signal-to-Interference Radio)를 추정하는 과정과, 상기 선택한 MCS 레벨과 상기 추정한 SIR을 기반으로 다음 자동 이득 제어 단위 (next AGC unit)에서 수신 신호에 대한 자동 이득 제어를 위한 RSSI를 타깃 RSSI로 조절하는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 실시 예에 의해 얻을 수 있는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 전이중 릴레이의 수신기에 기지국 송신기로부터의 수신 신호와 강한 간섭 신호가 동시에 수신되는 경우 적응적인 타깃 RSSI가 적용된 자동이득제어장치를 사용함으로써 종래의 간섭을 고려하지 않은 자동이득제어장치와 비교하여 양자화 잡음 증가로 인한 성능 열화를 줄일 수 있다.
하기에서 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. 그리고 후술 되는 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.
본 발명은 AGC 회로를 구비하는 무선통신 시스템의 수신 장치에서 간섭신호를 고려하여 AGC를 위한 기준 값, 즉 타깃 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치 및 방법을 제안한다. 이때 상기 타깃 RSSI를 적응적으로 조절함에 있어 간섭신호가 고려될 수 있도록 신호대 간섭비 (Signal to Interference Ratio, 이하 "SIR"이라 칭함)를 이용한다. 하지만 SIR이 아니더라도 수신신호가 포함하는 간섭신호의 정도를 표현하는 정보에 의해 타깃 RSSI를 적응적으로 조절할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
또한 본 발명에서는 AGC를 위한 타깃 RSSI를 조절함에 있어 양자화 잡음으로 인한 성능 열화를 방지하기 위해 최대 전송률에 대응한 MCS 레벨을 추가로 고려한다.
따라서 후술 될 본 발명의 실시 예들에서는 SIR을 추정하는 방안과, 상기 추정된 SIR을 이용하여 타깃 RSSI를 결정하는 방안 및 상기 결정된 타깃 RSSI에 의해 수신신호에 대한 이득을 조절하는 방안에 관해 구체적으로 설명될 것이다.
뿐만 아니라 양자화 잡음으로 인한 성능 열화를 방지하기 위해 최대 전송률에 대응한 MCS 레벨을 추가로 고려하여 타깃 RSSI를 결정하는 방안에 대해서도 구체적으로 설명하도록 한다.
또한 후술 될 본 발명에 따른 상세한 설명에서는 무선통신시스템에서 멀티-홉 (multi-hop) 전송 기술을 위해 제안된 릴레이 장치를 전제로 한다. 하지만 통상적인 무선통신시스템의 수신장치에 대해서도 본 발명에서 제안하는 방안이 동일하게 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
통상적으로 무선통신 시스템에서 멀티-홉 전송 기술의 적용을 위해서는 송신기와 수신기 사이에 하나 이상의 릴레이 장치를 직렬적으로 구비하여, 데이터를 중계하도록 한다. 이를 멀티-홉 릴레이 방식이라 한다.
이러한 멀티-홉 릴레이 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 통신 환경의 변화에 신속하게 대응하여 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효 율적으로 운용할 수 있다. 즉, 멀티-홉 릴레이 방식을 이용하면 기지국과 단말 간의 채널 환경이 열악한 셀 경계 지역이나 음영 지역의 사용자들에게 효과적으로 통신 서비스를 제공할 수 있다.
이를 위해 릴레이 장치는 수신기와 송신기를 구비하여, 상기 수신기를 통해 수신된 신호를 증폭하여 송신기를 통해 송신하는 동작을 수행한다. 이로 인해 송신기로부터의 송신 신호가 수신기로 수신되는 신호에 간섭 신호로써 작용할 수 있다. 하지만 일반적으로 릴레이는 단말기로의 송신신호가 기지국으로부터의 수신신호에 미치는 간섭 문제로 인해 동일한 시간에 동일한 주파수 자원을 사용하여 송수신할 수 없다.
이러한 문제를 해결하기 위해 가장 간단하면서도 일반적인 방법은, 릴레이 장치에서 수신과 송신을 위해 서로 다른 무선 자원을 사용하도록 하는 것이다. 하지만 이 방법은 릴레이 장치가 사용할 수 있는 무선 자원을 한정시키기 때문에 시스템 용량의 저하를 야기할 수 있다.
이러한 단점을 극복하기 위하여 무선통신 시스템에서 릴레이에 간섭제거 기술을 적용하여 동일한 무선 자원을 사용하여 송수신할 수 있도록 함으로써 릴레이의 송신 용량을 증가시킬 수 있는 전이중 방식을 지원하는 릴레이 기술이 제안되었다. 상기 전이중 방식을 지원하는 릴레이 장치의 경우, 수신기는 기지국 등의 송신기로부터 수신되는 신호 (소스 수신신호)와 릴레이 장치의 송신기로부터 송신되는 신호 (간섭 신호)가 동시에 수신된다. 이때 상기 간섭 신호는 상기 소스 수신 신호에 비하여 일반적으로 강하게 수신된다.
이 경우 릴레이 장치는 AGC 회로에서 소스 수신 신호 및 간섭 신호가 더해진 전체 수신 신호에 맞춰서 전력 제어를 수행하게 됨으로써, 기저 대역에서 간섭제거를 수행한 이후 수신 신호의 RSSI는 타깃 RSSI에 비하여 크게 감소한다. 따라서 후술 될 본 발명의 상세한 설명에서는 간섭 신호의 정도를 고려하여 AGC를 위한 최적의 타깃 RSSI를 결정하는 방안에 관해 구체적으로 살펴보도록 한다.
이하 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전이중 방식을 지원하는 릴레이의 구조를 보이고 있다. 도 1에 의하면, 전이중 방식을 지원하는 릴레이는 RF/IF 수신부(110), 자동이득제어부(AGC)(112), 아날로그/디지털 (analog-to-digital) 변환기(114), RSSI 계산기(126), 수신 모뎀(116), 데이터 버퍼(118), 송신 모뎀(120), 디지털/아날로그 (digital-to-analog) 변환기(122), IF/RF 송신부(124), 간섭 신호 제어기(128)로 구성된다.
도 1을 참조하면, 수신 안테나를 통해 수신된 신호는 RF/IF 수신부(110), AGC(112) 및 A/D 변환기(114)를 거쳐 상기 수신 모뎀(116)으로 제공된다. 상기 수신 모뎀(116)은 상기 수신신호에 대한 복조 및 복호를 수행한 후 이를 데이터 버퍼(118)로 전송한다. 송신 모뎀(120)은 상기 데이터 버퍼(118)에 저장된 데이터를 부호화 및 변조하여 송신 신호를 생성하고 이를 D/A 변환기(122)로 제공한다. 상기 D/A 변환기(122)의 출력 신호는 IF/RF 송신부(124)를 거쳐 송신 안테나를 통해 전송된다.
삭제
상기 RSSI 계산부(126)는 상기 A/D 변환부(114)로부터 출력되는 신호의 전 력 세기 (RSSI)를 계산하고, 상기 계산된 RSSI를 상기 AGC(112)로 제공한다.
한편 상기 A/D 변환부(114)로부터 출력되는 신호는 간섭신호 추정부(128)로 제공한다. 상기 간섭신호 추정부(128)는 상기 A/D 변환부(114)로부터 출력되는 신호와 송신 모뎀(120)에서 출력되는 송신 신호를 이용하여 간섭 채널을 추정하고, 상기 추정된 간섭 채널을 고려하여 간섭 신호를 추정한다. 그리고 상기 간섭신호 추정부(128)는 상기 추정된 간섭 신호를 상기 수신 모뎀(116)으로 제공한다. 상기 수신 모뎀(116)은 상기 A/D 변환부(114)로부터 출력되는 신호에서 상기 추정된 간섭 신호를 제거한 후 데이터 복조 및 복호를 수행한다.
A. 제1실시 예
본 발명의 제1실시 예에서는 간섭 신호를 추정하고, 상기 추정된 간섭 신호를 기반으로 결정된 타깃 RSSI를 이용하여 수신신호에 대한 이득을 조정하는 장치 및 방법에 관해 구체적으로 살펴보도록 한다. 즉 수신 신호로부터 간섭 신호를 추정하는 구성과, 상기 추정된 간섭 신호에 의해 SIR을 추정하는 구성과, 상기 추정된 SIR에 대응하여 타깃 RSSI를 결정하는 구성 및 상기 결정된 타깃 RSSI에 의해 수신 신호에 대한 이득을 조정하는 구성을 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI를 설정하는 전이중 릴레이의 블록 구성을 보이고 있다.
도 2를 참조하면, 수신 안테나를 통해 수신된 RF 대역의 무선 신호는 RF/IF 수신부(210)로 제공된다. 상기 RF/IF 수신부(210)는 상기 RF 대역의 무선신호를 IF 대역의 무선신호로 변환하고, 상기 IF 대역의 무선신호를 기저 대역 (Base Band)의 무선 신호로 변환하여 출력한다. 상기 기저 대역의 무선 신호는 AGC(212)로 제공된다.
상기 AGC(212)는 상기 기저 대역의 무선 신호에 대한 이득을 조정한 후, 상기 이득이 조정된 무선 신호를 출력한다. 이때 상기 AGC(212)는 기저 대역의 무선 신호에 대한 이득 조정 시, 타깃 RSSI를 고려한다. 상기 타깃 RSSI는 상기 수신신호로부터 추정된 간섭 신호를 고려하여 결정된다. 일 예로써 상기 타깃 RSSI는 상기 추정된 간섭 신호에 의해 계산되는 SIR에 대응하여 조정된다. 상기 타깃 RSSI의 결정 방법에 관한 구체적인 설명은 후술 될 것이다.
A/D 변환부(214)는 상기 이득이 조정된 무선 신호를 디지털 형태의 무선 신호 (이하 "디지털 수신신호"라 칭함)로 변환한다. 상기 변환된 디지털 수신신호는 RSSI 계산부(226)와 수신 모뎀(216) 및 간섭신호 추정부(228)로 제공된다. 상기 RSSI 계산부(226)는 상기 디지털 수신신호의 전력 세기를 계산하여 상기 AGC(212)로 제공한다.
상기 수신 모뎀(216)은 상기 A/D 변환부(214)로부터 제공받은 디지털 수신신호로부터 추정된 간섭신호를 제거한다. 이때 상기 추정된 간섭 신호는 상기 간섭신호 추정부(228)로부터 제공된다. 한편 상기 수신 모뎀(216)은 상기 추정된 간섭신호가 제거된 디지털 수신신호에 대한 복조 및 복호를 수행한다. 상기 복조를 위한 복조 방식 및 상기 복호를 위한 복호 방식은 기지국으로부터 제공되는 자원할당정보(MAP)에 의해 결정된다. 즉 맵 (MAP) 정보를 통해 제공되는 MCS 레벨에 대응하여 결정되는 복조 방식 및 복호 방식에 의해 상기 간섭 신호가 제거된 디지털 수신신호에 대한 복조 및 복호를 수행한다. 상기 수신 모뎀(216)에 의해 복조 및 복호되어 출력되는 신호는 송신 측으로부터 전송된 소스 신호에 상응한다. 즉 상기 수신 모뎀(216)에 의해 복조 및 복호 되어 출력되는 신호는 송신 측과의 채널 특성이 반영된 소스 신호에 해당한다.
상기 수신 모뎀(216)에 의해 복조 및 복호 된 수신신호는 데이터 버퍼(218)와 SIR 추정부(230)로 제공된다. 상기 데이터 버퍼(218)는 상기 수신모뎀(216)으로부터 제공받은 수신신호를 송신 모뎀(220)으로 버퍼링한다.
상기 송신 모뎀(220)은 상기 데이터 버퍼(218)로부터 버퍼링 되는 수신신호에 대한 부호화 및 변조를 수행한다. 이때 상기 부호화를 위한 부호화 방식 및 상기 변조를 위한 변조 방식은 기지국으로부터 제공되거나 릴레이 자체적으로 생성하는 맵 정보에 의해 결정된다. 즉 상기 맵 정보를 통해 제공되는 MCS 레벨에 대응하여 결정되는 부호화 방식 및 변조 방식에 의해 상기 수신신호에 대한 부호화 및 변조를 수행한다.
상기 송신 모뎀(220)으로부터 출력되는 송신신호는 D/A 변환부(222)와 상기 간섭신호 추정부(228)로 제공된다.
상기 D/A 변환부(222)는 상기 송신 모뎀(220)으로부터 제공받은 디지털 송신신호를 아날로그 형태의 송신신호로 변환한다. 상기 아날로그 형태로 변환된 송신신호는 IF/RF 송신부(224)로 제공된다. 상기 IF/RF 송신부(224)는 기저 대역의 송신신호를 IF 대역의 송신신호를 거쳐 RF 대역의 송신신호로 변환한다. 상기 RF 대역으로 변환된 송신신호는 송신 안테나를 통해 송신한다.
상기 간섭신호 추정부(228)는 상기 수신 모뎀(216)으로 입력되는 디지털 형태의 수신신호와 상기 송신 모뎀(220)으로부터 출력되는 송신신호를 입력으로 한다.
상기 수신 모뎀(216)으로 입력되는 수신신호 (Y)는 하기 <수학식 1>로 정의할 수 있다.
Figure 112014077321650-pat00010
여기서 Sx는 송신 측 (일 예로 기지국)으로부터 송신된 소스 신호를 나타내고, Hx는 송신 측과의 채널 특성을 나타내며, Si는 릴레이 장치에 구비된 송신 안테나를 통해 송신된 신호를 나타내고, Hx는 릴레이 장치에 구비된 송신 안테나와의 채널 특성을 나타낸다. 그리고 n은 잡음 성분을 의미한다. 따라서 상기 <수학식 1>에서 Hi＊Si 는 간섭 신호 성분에 해당한다.
그리고 상기 간섭신호 추정부(228)는 상기 수신 모뎀(216)으로 입력되는 수신신호와 상기 송신 모뎀(220)으로부터 출력되는 송신신호를 이용하여 간섭 채널의 특성을 추정한다. 즉 상기 <수학식 1>에서 간섭 성분을 정의하고 있는 H i ＊ S i 로부터 H i 을 추정한다.
상기 <수학식 1>에서 소스 신호 성분 Hx＊Sx 은 간섭 신호 성분에 비해 충분히 작은 값이라고 가정할 수 있다. 이러한 가정이 가능한 것은 송신 측으로부터 송신된 소스 신호 비해 간섭 신호로 작용하는 릴레이 송신 안테나를 통해 송신된 신호가 상대적으로 큰 값을 가진다고 볼 수 있기 때문이다. 이러한 가정에서 볼 때, 상기 <수학식 1>에서 소스 신호 성분 Hx＊Sx 은 무시할 수 있는 정도일 것이다.
따라서 상기 송신 모뎀(220)으로부터 출력되는 송신신호를 상기 송신 안테나를 통해 송신되는 신호 상기 <수학식 1>에서 Si 로 간주한다면, Y와 Si를 이용하여 간섭 채널의 특성 Hi 을 추정할 수 있다.
상기 간섭신호 추정부(228)는 상기 간섭 채널의 특성 H i 이 추정되면, 상기 추정된 간섭 채널의 특성 H i 과 상기 송신 모뎀(220)으로부터의 송신신호에 의해 간섭 신호 H i ＊ S i 를 추정한다.
상기 간섭신호 추정부(228)는 상기 추정된 간섭 신호를 상기 SIR 추정부(230)와 상기 수신 모뎀(216)으로 제공한다. 상기 수신 모뎀(216)은 전술한 바와 같이 입력되는 수신신호로부터 상기 추정된 간섭신호를 제거함으로써, 간섭신호가 제거된 수신신호를 얻을 수 있다. 즉 상기 <수학식 1>로 표현되는 수신신호로부터 간섭신호 Hi＊Si 를 제거함으로써, 원하는 수신신호 Hx＊Sx 를 얻을 수 있다.
한편 상기 SIR 추정부(230)는 상기 수신 모뎀(216)으로부터 출력되는 수신신호, 즉 간섭신호가 제거된 신호 Hx＊Sx 와 상기 간섭신호 추정부(228)에 의해 추정된 간섭 신호 Hi＊Si 를 입력으로 한다. 그리고 상기 SIR 추정부(230)는 상기 Hx＊Sx 와 상기 Hi＊Si 를 고려하여 수신신호에 대응한 SIR를 추정한다. 상기 SIR은 상기 수신 신호 Hx＊Sx 의 전력을 상기 간섭 신호 Hi＊Si 의 전력으로 나눔으로써 추정할 수 있다. 상기 SIR 추정부(230)로부터 추정된 SIR 값은 타깃 RSSI 결정부(232)로 제공된다.
타깃 RSSI 결정부(232)는 상기 SIR 추정부(230)로부터 제공된 SIR 추정 값을 이용하여 타깃 RSSI를 결정한다. 상기 타깃 RSSI 결정부(232)는 상기 결정된 SIR 레벨 별로 최적화된 RSSI를 미리 설정할 수 있다. 이때 상기 SIR 레벨 별로 최적화된 RSSI는 상기 AGC(212)의 자동 이득 조정으로 인한 클리핑 (clipping) 성능 열화가 최소화되도록 하는 값으로 설정한다. 또한 상기 SIR 레벨 별로 최적화된 타깃 RSSI를 결정함에 있어, 아날로그 형태의 수신신호를 디지털 형태의 수신신호로 변환함으로써 발생하는 양자화 잡음을 추가로 고려할 수 있다. 즉 양자화 잡음 및 클리핑으로 인한 성능 열화가 최소화되도록 상기 SIR 레벨 별로의 타깃 RSSI를 결정할 수 있다.
전술한 관점에서 상기 타깃 RSSI 결정부(232)에서는 미리 설계된 시뮬레이션 된 결과 값을 기초로 하여 입력되는 SIR 추정 값에 따라 최적의 타깃 RSSI를 설정할 수 있다.
한편 상기 타깃 RSSI 결정부(232)는 SIR 레벨 별로 미리 설정되어 있는 타깃 RSSI로부터 상기 추정된 SIR 값에 대응하는 타깃 RSSI를 결정한다.
하기 <표 1>은 SIR 레벨 별로 미리 결정된 타깃 RSSI의 예를 보이고 있다.
인덱스 SIR 추정 값 타깃 RSSI
1 SIR #1 RSSI_target #1
2 SIR #2 RSSI_target #2
3 SIR #3 RSSI_target #3
.... .... .....
n SIR #n RSSI_target #n
상기 <표 1>에서 '인덱스가 증가할수록 SIR 추정 값이 감소한다'라고 가정하면, 상기 SIR 값이 감소하는 경우 간섭 신호의 성분이 원하는 수신신호 성분 보다 수신 전력 세기가 더 커진다. 따라서 타깃 RSSI 대비 간섭 제거 후 RSSI 값이 크게 감소하게 된다. 이와 같이 간섭 제거 후 RSSI 값이 감소하는 경우, 상기 타깃 RSSI 결정부(232)에서는 타깃 RSSI 값을 증가시킴으로써 원하는 수신 신호의 세기를 증가시킨다. 이로써 양자화 잡음 증가로 인한 성능 열화를 방지할 수 있다.
따라서 상기 <표 1>과 같은 SIR 추정 값에 따라 양자화 잡음 증가로 인한 성능 열화를 감소할 수 있는 최적의 타깃 RSSI 값을 결정하는 시뮬레이션을 할 수 있다.
상기 타깃 RSSI 결정부(232)에 의해 결정된 타깃 RSSI는 상기 AGC(212)로 피드백되어 상기 RF/IF 수신부(210)로부터 제공되는 수신신호의 이득을 조절하기 위해 사용된다.
앞에서도 살펴본 바와 같이 SIR 값이 작은 경우에는 간섭 신호가 원하는 수신 신호에 비하여 상대적으로 큰 값을 가진다. 이러한 이유로 간섭 신호를 제거한 후의 수신 신호가 간섭 신호 제거 전 수신신호에 비해 전력 세기가 크게 감소하게 된다. 따라서 AGC 회로에서 원하는 수신 신호가 아닌 크기가 큰 간섭 신호를 기준으로 타깃 RSSI 대비 이득을 조절하게 된다. 그러므로 타깃 RSSI 대비 간섭 제거 후 RSSI 값이 크게 감소하게 된다. 이에 따라서 양자화 잡음 증가로 인한 성능 열화가 증가하게 된다. 반대로 SIR 값이 큰 경우에는 간섭 제거 후에도 양자화 잡음 증가로 인한 성능 열화는 그리 크지 않을 것이다. 따라서 본 발명은 일반적으로 SIR 값이 작은 경우에 양자화 잡음에 의한 성능 열화를 감소하기 위한 전이중 릴레이 장치이다.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따라 전이중 방식을 지원하는 릴레이 장치에서 자동이득 제어를 수행하기 위한 제어 흐름을 보이고 있다.
도 7을 참조하면, 릴레이 장치는 710단계에서 SIR를 추정하기 위한 SIR 추정 서브루틴을 수행한다. 도 9는 릴레이 장치를 구성하는 SIR 추정부에 의해 수행되는 상기 SIR 추정 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있다.
도 9를 참조하면, 릴레이 장치는 910단계에서 간섭 채널을 추정한다. 상기 간섭 채널은 수신신호에 포함된 간섭 신호가 가지는 채널 특성에 해당한다. 따라서 상기 릴레이 장치가 수신 모뎀과 송신 모뎀을 구비할 시, 상기 간섭 채널은 상기 수신 모뎀으로 입력되는 수신신호와 상기 송신 모뎀으로부터 출력되는 송신신호를 이용하여 추정하는 것이 가능하다.
상기 간섭 채널의 추정이 완료될 시, 상기 릴레이 장치는 912단계에서 간섭 신호를 추정한다. 상기 간섭 신호는 상기 수신신호에 포함된 간섭 신호로써, 상기 릴레이 장치에 구비된 송신 안테나를 통해 송신되는 신호에 의한 것이다.
상기 간섭 신호의 추정을 위해 상기 수신신호에 포함된 소스 신호 성분은 무시할 정도의 작은 값이라 할 수 있으므로, 앞에서 추정된 간섭 채널을 고려할 시 상기 수신신호로부터 간섭 신호를 추정할 수 있다.
상기 간섭 신호의 추정이 완료되면, 상기 릴레이 장치는 914단계에서 SIR를 추정한다. 상기 SIR은 소스 신호 성분의 전력을 상기 추정된 간섭 신호 성분의 전력으로 나눔으로써 추정할 수 있다. 여기서 상기 소스 신호 성분은 상기 수신신호로부터 상기 추정된 간섭 신호 성분을 제거함으로써 얻을 수 있다.
전술한 바에 의해 SIR 추정이 완료될 시, 상기 릴레이 장치는 712단계로 리턴하여 타깃 RSSI를 결정한다. 이를 위해 SIR 별로 최적의 타깃 RSSI를 미리 설정한다. 상기 최적의 타깃 RSSI는 미리 설계된 시뮬레이션 결과를 기초로 하여 미리 설정할 수 있다. 따라서 상기 릴레이 장치는 SIR 별로 미리 설정된 최적의 타깃 RSSI로부터 앞서 추정된 SIR에 대응하는 타깃 RSSI를 결정한다.
상기 릴레이 장치는 타깃 RSSI가 결정되면, 714단계로 진행하여 상기 결정된 타깃 RSSI를 기반으로 하여 상기 수신신호에 대한 자동 이득 조정을 수행한다. 상기 수신신호에 대한 자동 이득 조정은 간섭 신호를 고려하여 결정된 최적의 타깃 RSSI를 고려함으로써, 성능 열화를 최소화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예를 릴레이 장치에 적용할 시의 시뮬레이션 결과를 보이고 있다.
도 5를 참조하면, 타깃 RMS가 증가함에 따라 양자화 잡음으로 인한 성능 열화의 변화를 확인할 수 있다. 상기 타깃 RMS는 I와 Q의 확률적 특성이 동일하다고 가정한 경우, 도 5의 시뮬레이션을 위한 타깃 RSSI의 수학적 표현은 하기 <수학식 2>와 같다.
Figure 112014077321650-pat00011
상기 시뮬레이션 결과에서 볼 수 있듯이, 상기 타깃 RMS 값을 증가시킴으로써 양자화 잡음으로 인한 성능 열화가 감소 되는 것을 확인할 수 있다.
B. 제2실시 예
본 발명의 제2실시 예에서는 추정된 간섭 신호 외에 MCS 레벨을 추가로 고려하여 타깃 RSSI를 결정하고, 상기 결정된 타깃 RSSI를 이용하여 수신신호에 대한 이득을 조정하는 장치 및 방법에 관해 구체적으로 살펴보도록 한다. 즉 본 발명의 제1실시 예에서 제안하고 있는 릴레이 장치의 구조에 MCS 레벨을 판별하기 위한 구성을 추가로 구비하는 릴레이 장치의 구조를 제안한다.
본 발명의 제2실시 예에서 추가로 구비되는 최대 전송률 MCS 레벨 판별기는 타깃 RSSI를 결정하기 위하여 자원 할당 정보 (예를 들어, MAP 정보)를 이용하여 각 AGC 단위 별 최대 전송률 MCS 레벨을 알아내는 동작을 수행한다.
무선 통신 시스템에서 AGC가 수행되는 단위는 각 규격 별로 다른 단위가 될 수 있으며, 통상적으로 AGC가 수행되는 단위는 변조 심볼 또는 프레임이 될 수 있다. 상기 변조 심볼 또는 프레임 단위로 AGC를 수행하는 대표적인 예로 IEEE 802.16e, IEEE 802.16m 등의 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 기반의 무선 통신 시스템이 존재한다. 일 예로 IEEE 802.16m을 지원하는 무선 통신 시스템은 규격에서 고려중인 부 프레임 (sub-frame) 혹은 슈퍼 프레임 (super-frame) 단위로 AGC의 수행이 이루어질 수 있다.
구체적으로 AGC 동작은 특정한 자원의 묶음에 대하여 RSSI를 측정하여 다음 자원의 묶음에 적용할 RF/IF 수신부의 이득 (attenuation/gain)을 조절한다. 본 발명에서는 이러한 AGC를 수행하는 단위가 되는 자원의 묶음을 'AGC 단위'로 칭한다.
한편 본 발명의 제2실시 예에서 타깃 RSSI를 결정함에 있어, MCS 레벨을 추가로 고려하는 것은 하기와 같은 이유에 기인한다.
통상적으로 무선 통신 시스템에서 간섭 신호를 포함한 수신신호에 대한 AGC를 수행하는 경우 AGC는 최대 전송률 MCS 레벨에 대한 양자화 잡음의 영향이 특정한 설계 값 이내가 되도록 한다. 만약 AGC 단위에서 사용되는 최대 전송률 MCS 레벨이 규격상의 최대 전송률 MCS 레벨보다 낮은 전송률을 지원하는 경우에는 양자화 잡음에 의한 성능 열화에 더 강인한 특성을 보이게 된다. 따라서 이 경우 클리핑에 의한 성능 열화를 줄이기 위하여 타깃 RSSI를 낮출 수 있는 여지가 있다.
따라서 MCS 레벨을 추가로 고려하여 타깃 RSSI를 결정하도록 함으로써, 양자화 잡음으로 인한 성능 열화를 고려한 전체 성능 열화가 감소할 수 있도록 최적의 타깃 RSSI를 결정하기 위함이다.
다시 정리하면, 자동이득제어를 위한 최적의 목표 RSSI를 결정하기 위해서는 제1실시 예에서와 같이 SIR 추정 값을 기본적으로 이용한다. 그리고 해당 AGC 단위에서 사용되는 최대 전송률의 MCS 레벨이 규격상의 최대 전송률 MCS 레벨보다 낮은 경우 상기 타깃 RSSI를 AGC 초기 설계 값보다 낮출 수 있다.
따라서 본 발명의 제2실시 예에서는 SIR 추정부와 최대 전송률 MCS 레벨 판별기를 이용하여 결정된 최적의 타깃 RSSI를 자동이득제어 장치에 피드백하여 수신 신호의 이득을 조절한다.
이하 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 자동이득제어를 위한 타깃 RSSI를 설정하는 전이중 릴레이의 블록 구성을 보이고 있다.
도 3을 참조하면, 수신 안테나를 통해 수신된 RF 대역의 무선 신호는 RF/IF 수신부(310)로 제공된다. 상기 RF/IF 수신부(310)는 상기 RF 대역의 무선신호를 기저 대역 (base band)의 무선 신호로 변환하여 출력한다.
삭제
AGC(312)는 상기 기저 대역의 무선 신호에 대한 이득을 조정한 후, 상기 이득이 조정된 무선 신호를 출력한다. 이때 상기 AGC(312)는 기저 대역의 무선 신호에 대한 이득 조정 시, 타깃 RSSI를 고려한다. 상기 타깃 RSSI는 상기 수신신호의 복조 및 복호를 위해 적용되는 MCS 레벨을 고려하여 결정된다. 상기 타깃 RSSI의 결정에 관한 구체적인 설명은 후술 될 것이다.
A/D 변환부(314)는 상기 이득이 조정된 무선 신호를 디지털 수신신호로 변환한다. RSSI 계산부(326)는 상기 디지털 수신신호의 전력 세기를 계산하여 상기 AGC(312)로 제공한다.
수신 모뎀(316)은 상기 A/D 변환부(314)로부터 제공받은 디지털 수신신호로부터 간섭신호를 제거한다. 이때 상기 간섭 신호는 간섭신호 추정부(328)에 의해 추정되어 제공된다.
한편 상기 수신 모뎀(316)은 상기 추정된 간섭신호가 제거된 디지털 수신신호에 대한 복조 및 복호를 수행한다. 상기 복조를 위한 복조 방식 및 상기 복호를 위한 복호 방식은 MCS 레벨에 의해 결정된다.
상기 수신 모뎀(316)에 의해 복조 및 복호되어 출력되는 신호는 송신 측으로부터 전송된 소스 신호에 상응한다. 즉 상기 수신 모뎀(316)에 의해 복조 및 복호되어 출력되는 신호는 송신 측과의 채널의 영향을 받은 소스 신호에 해당한다.
데이터 버퍼(318)는 상기 수신모뎀(316)으로부터 제공받은 수신신호를 송신 모뎀(320)으로 버퍼링한다.
상기 송신 모뎀(320)은 상기 데이터 버퍼(318)로부터 버퍼링 되는 수신신호에 대한 부호화 및 변조를 수행한다.
D/A 변환부(322)는 상기 송신 모뎀(320)으로부터 제공받은 디지털 송신신호를 아날로그 형태의 송신신호로 변환한다. IF/RF 송신부(324)는 기저 대역의 송신신호를 RF 대역의 송신신호로 변환한 후 송신 안테나를 통해 송신한다.
상기 간섭신호 추정부(328)는 상기 수신 모뎀(316)으로 입력되는 디지털 형태의 수신신호와 상기 송신 모뎀(320)으로부터 출력되는 송신신호를 기반으로 간섭 신호를 추정한다. 상기 간섭신호 추정부(328)는 앞에서 설명된 제1실시 예에서의 간섭 신호를 추정하는 동작과 동일하다. 따라서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 수신 모뎀(316)은 상기 간섭신호 추정부(328)로부터 제공되는 추정된 간섭 신호를 이용하여 입력되는 수신신호로부터 간섭신호를 제거한다.
한편 SIR 추정부(330)는 상기 수신 모뎀(316)으로부터 출력되는 수신신호, 즉 간섭신호가 제거된 신호와 상기 간섭신호 추정부(328)에 의해 추정된 간섭 신호를 입력으로 한다. 그리고 상기 SIR 추정부(330)는 상기 간섭신호가 제거된 신호와 추정된 간섭 신호를 고려하여 수신신호에 대응한 SIR를 추정한다.
최대 전송률 MCS 레벨 판별기(332)는 상기 수신 모뎀(316)으로부터 각 AGC 단위 별 최대 전송률 MCS 레벨을 제공받는다. 즉 기지국에서 송신 신호에 자원 할당 정보를 포함하여 데이터를 전송하면 수신부에서 상기 자원 할당 정보로부터 AGC 단위 별 최대 전송률 MCS 레벨을 얻게 된다.
타깃 RSSI 결정기(334)는 상기 최대 전송률 MCS 레벨 판별부(332)로부터 제공되는 MCS 레벨과 상기 SIR 추정부(330)로부터 제공되는 SIR 값을 이용하여 최적의 타깃 RSSI를 결정한다.
도 5와 도 6에서 보이고 있는 시뮬레이션 결과를 참조하면, 큰 간섭 신호가 존재하는 경우, 최대 전송률 MCS 레벨 (혹은 이에 해당하는 operation SNR (Signal to Noise Ratio)) 별로 타깃 RSSI (타깃 RMS)를 증가시키면 양자화 잡음에 의한 성능 열화(SNR degradation)가 감소한다. 그러나 포화 발생 빈도가 증가하여 클리핑이 증가하게 된다. 따라서 상기 타깃 RSSI 결정은 미리 설계된 도 5와 도 6의 시뮬레이션 값을 기초로 전체 성능 열화를 최소화하는 타깃 RSSI를 결정한다.
전술한 바에 의해 상기 타깃 RSSI 결정부(334)는 각 AGC 단위 별 최대 전송률 MCS 레벨을 고려하여 양자화 잡음 증가로 인한 성능 열화와 클리핑에 의한 성능 열화를 고려한 전체 성능 열화가 최소화 되도록 한다.
상기 타깃 RSSI는 AGC(304)에 피드백된다. 상기 AGC(304)는 상기 타깃 RSSI 값을 기초로 수신 신호의 이득을 조절한다.
전술한 설명에서 각 구성에 대한 보다 구체적인 동작은 본 발명의 제1실시 예에 따른 동작 설명에서 이미 충분히 이루어졌다. 따라서 본 발명의 제2실시 예에서 부족한 동작 설명은 제1실시 예에서 개시된 내용으로 대신할 수 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따라 전이중 방식을 지원하는 릴레이 장치에서 자동이득 제어를 수행하기 위한 제어 흐름을 보이고 있다.
도 8을 참조하면, 릴레이 장치는 810단계에서 SIR를 추정하기 위한 SIR 추정 서브루틴을 수행한다. 상기 SIR 추정 서브루틴에 따른 동작은 상술한 본 발명의 제1실시 예에서 도 9를 참조하여 충분히 설명된 바와 같다.
그리고 상기 릴레이 장치는 812단계에서 각 AGC 단위 별 최대 전송률 MCS 레벨을 결정한다. 상기 최대 전송률 MCS 레벨은 기지국으로부터 수신된 자원 할당 정보로부터 판별한다.
상기 SIR 추정 및 상기 각 AGC 단위 별 최대 전송률 MCS 레벨의 결정이 완료되면, 상기 릴레이 장치는 814단계로 리턴하여 타깃 RSSI를 결정한다. 이를 위해 SIR 및 최대 전송률 MCS 레벨을 고려한 최적의 타깃 RSSI를 미리 설정한다. 상기 최적의 타깃 RSSI는 미리 설계된 시뮬레이션 결과를 기초로 하여 미리 설정할 수 있다. 따라서 상기 릴레이 장치는 상기 미리 설정된 최적의 타깃 RSSI로부터 앞서 추정된 SIR 및 최대 전송률 MCS 레벨에 대응하는 타깃 RSSI를 결정한다.
상기 릴레이 장치는 타깃 RSSI가 결정되면, 816단계로 진행하여 상기 결정된 타깃 RSSI를 기반으로 하여 상기 수신신호에 대한 자동 이득 조정을 수행한다. 상기 수신신호에 대한 자동 이득 조정은 간섭 신호 및 MCS 레벨을 고려하여 결정된 최적의 타깃 RSSI를 고려함으로써, 성능 열화를 최소화할 수 있다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 시뮬레이션 결과를 보이고 있다.
도 5와 도 6에서 보이고 있는 시뮬레이션 결과를 고려하여 최적의 타깃 RSSI를 결정하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
AGC는 일반적으로 가장 높은 요구 SNR을 필요로 하는 규격상의 최대 전송률의 MCS 레벨에 대하여 양자화 잡음으로 인한 성능 열화가 일정 수준 이하가 되도록 설계된다. 따라서 해당 AGC 단위에서 사용되는 최대 전송률의 MCS 레벨이 표준 규격상의 최대 전송률의 MCS 레벨보다 낮은 경우 타깃 RSSI를 AGC 초기 설계 값보다 낮추어도 해당 AGC 단위에 대한 양자화 잡음으로 인한 성능 열화가 목표 값 이내가 되도록 할 수 있다.
도 5를 참조하면, SIR 값이 작은 경우 (즉 큰 간섭신호가 존재하는 경우) 타깃 RSSI (타깃 RMS)를 증가시킴으로써 양자화 잡음으로 인한 성능 열화가 크게 감소하는 것을 볼 수 있다. 그러나 타깃 RSSI를 계속 증가시키는 경우, 전술한 바와 같이 A/D 변환기의 최대 입력 레벨을 초과하는 포화 발생 빈도가 증가하여 클리핑으로 인한 성능 열화가 발생한다. 따라서 양자화 잡음에 의한 성능 열화와 클리핑에 의한 성능 열화를 고려한 전체 성능 열화를 감소하기 위한 최적의 타깃 RSSI 결정 방법은 이하에서 설명한다.
도 6을 참조하면, operation SNR이 0~20dB인 경우 클리핑을 증가시키면서 성능 열화 정도를 시뮬레이션한 결과이다. 일반적으로 SNR이 증가하면 전이중 방식의 릴레이 장치가 사용하는 최대 전송률 MCS 레벨이 증가하게 되어 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있게 된다. 따라서 상기 시뮬레이션에서 상기 operation SNR은 최대 전송률 MCS 레벨을 고려하기 위하여 실험적으로 모의 된 값이다.
상기 시뮬레이션에서 각각의 Operation SNR 마다 클리핑 증가에 따른 성능 열화가 다르게 증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서 SIR 추정 값에 대응하는 타깃 RSSI와 최대 전송률 MCS 레벨에 대응하는 타깃 RSSI를 고려하여 양자화 잡음으로 인한 성능 열화와 클리핑으로 인한 성능 열화를 모두 고려한 최적의 타깃 RSSI를 결정한다.
C. 구현 예
본 발명의 제1 및 제2실시 예에서 제안하는 자동 이득 기법을 OFDM 방식의 무선 통신 시스템에 적용한 예를 구체적으로 살펴보도록 한다.
본 발명의 구현 예에 따른 OFDM 기반의 타깃 RSSI 적용 기능을 포함하는 전이중 릴레이 장치에 대해 도 4를 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 수신 모뎀(400)은 CP (Cyclic Prefix) ＆ FFT (Fast Fourier Transform)부(416), 동기부(434), 감산기, 데이터 복조기(418), 채널 복호기(420), 채널 추정기(436) 및 간섭채널 추정기(438)를 구비한다. 상기 수신 모뎀(400) 내의 간섭채널 추정기(438)는 제1실시 예 및 제2실시 예에서 간주하고 있는 바와 같이 간섭신호 추정기(440)와 하나의 구성으로 구현할 수도 있다.
상기 CP ＆ FFT부(416)는 A/D 변환부기(414)에서 나오는 수신신호에서 Cyclic Prefix를 제거하고, 고속 퓨리에 변환을 수행한다. 상기 CP ＆ FFT부(416)는 출력 신호를 간섭 채널 추정기(438)에 제공한다. 또한 상기 간섭 채널 추정기(438)로는 송신 모뎀(450)을 구성하는 데이터 변조기(426)로부터 출력되는 송신신호가 제공된다.
상기 간섭 채널 추정기(438)는 상기 간섭이 제거되기 전 수신신호와 상기 송신 모뎀(450)으로부터 제공되는 송신신호를 이용하여 간섭 채널을 추정하게 된다.
상기 간섭 채널 추정기(438)는 상기 수신신호에 포함된 잡음 성분은 그 크기가 매우 작으므로 무시한다. 또한 상기 수신신호에서 간섭 신호의 세기가 수신 신호의 세기에 비해 매우 크게 수신되기 때문에 수신 신호도 무시한다. 한편 상기 수신신호에 포함된 간섭 성분은 상기 릴레이의 송신 안테나를 통해 송신되어 릴레이 수신 안테나로 수신되는 신호 성분으로 가정한다. 따라서 상기 간섭채널 추정기(438)는 전술한 가정에 의해 간섭 채널을 추정할 수 있다.
간섭신호 추정기(440)는 상기 간섭 채널 추정기(438)로부터의 간섭 채널 특성(Hi)과 상기 송신 모뎀(450)에서 나오는 송신 신호(Si)를 받아서 간섭 신호를 추 정한다. 앞에서 언급한 듯이 상기 송신 모뎀(450)에서 상기 간섭 신호 추정기(440)로 들어오는 송신 신호는 릴레이의 수신 안테나를 통해 수신되는 간섭신호로 가정한다.
상기 간섭신호 추정기(440)는 추정된 간섭 신호를 SIR 추정부(442)와 상기 수신 모뎀(400)의 감산기로 제공한다. 상기 SIR 추정부(442)는 상기 추정된 간섭 신호와 간섭 제거 신호를 이용하여 SIR 값을 추정한다. 즉, 상기 간섭 제거 신호의 전력 추정치를 상기 추정된 간섭 신호의 전력으로 나누어 SIR 추정 값을 계산한다.
상기 SIR 추정 값과 최대 전송률 MCS 레벨 판별부(444)로부터 출력된 값은 타깃 RSSI 결정부(446)로 제공된다. 상기 타깃 RSSI 결정부(446)는 상기 SIR 추정 값과 MCS 레벨을 이용하여 성능 열화를 방지하기 위한 최적의 타깃 RSSI를 결정한다. 상기 타깃 RSSI 값은 AGC(412)로 피드백되며, 상기 AGC(412)는 다음에 적용되는 AGC 단위에 대하여 수신 신호의 이득을 조절한다.
한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉 전술한 상세한 설명에서는 OFDM 기법을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에 본 발명에서 제안하는 자동 이득 제어 기법을 적용한 구현 예를 보이고 있다. 하지만, 본 발명은 유사한 기술적 배경 및 채널 형태를 가지는 여타의 무선 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이 는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전이중 방식을 지원하는 릴레이의 구조를 보이고 있는 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따라 자동이득제어를 위한 타깃 수신신호 세기를 설정하는 전이중 릴레이의 블록 구성을 보이고 있는 도면;
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따라 자동이득제어를 위한 타깃 수신신호 세기를 설정하는 전이중 릴레이의 블록 구성을 보이고 있는 도면;
도 4는 본 발명의 구현 예에 따라 자동이득제어를 위한 타깃 수신신호 세기를 설정하는 직교주파수분할다중 방식을 기반으로 하는 전이중 방식의 릴레이 장치의 블록 구성을 보이고 있는 도면;
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시 예를 릴레이 장치에 적용할 시의 시뮬레이션 결과를 보이고 있는 도면;
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따라 전이중 방식을 지원하는 릴레이 장치에서 자동이득 제어를 수행하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따라 전이중 방식을 지원하는 릴레이 장치에서 자동이득 제어를 수행하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 9는 본 발명의 제1 및 제2실시 예에서의 릴레이 장치를 구성하는 신호대 간섭비 추정부에 의해 수행되는 신호대 간섭비 추정 서브루틴에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

Claims (14)

  1. 전 이중 방식에 의해 신호를 송/수신하는 무선장치의 수신장치에서 사전에 설정된 자동 이득 제어 단위로 수신 신호에 대한 이득을 제어하기 위한 RSSI를 적응적으로 조절하는 장치에 있어서,
    각 자동 이득 제어 단위 (AGC unit)에서의 최대 전송률을 얻기 위한 변조 및 부호화 레벨 (MCS level)을 선택하는 최대 전송률 MCS 레벨 판별기와,
    상기 무선장치에 구비된 송신장치와의 간섭 채널에서 추정한 간섭 신호와, 수신 신호에서 상기 추정한 간섭 신호를 제거한 간섭 제거 신호에 의해 신호 대 간섭 비 (SIR: Signal-to-Interference Radio)를 추정하는 SIR 추정기와,
    상기 선택한 MCS 레벨과 상기 추정한 SIR을 기반으로 다음 자동 이득 제어 단위 (next AGC unit)에서 수신 신호에 대한 자동 이득 제어를 위한 RSSI를 타깃 RSSI로 조절하는 타깃 RSSI 결정기를 포함하는 RSSI 적응적 조절장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최대 전송률 MCS 레벨 판별기는,
    다양한 채널 상황 별로 최대 전송률을 얻기 위한 MCS 레벨을 정의하는 테이블로부터 상기 수신 신호에 의해 예측되는 채널 상황에서 최대 전송률을 얻기 위한 MCS 레벨을 선택함을 특징으로 하는 RSSI 적응적 조절장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수신 신호와 상기 송신장치에 의해 송신된 신호를 이용하여 상기 송신장치와 상기 수신장치 사이의 간섭 채널을 추정하고, 상기 간섭 채널에 대한 추정에 의해 간섭 채널 추정치를 획득하는 간섭 채널 추정기와,
    상기 획득한 간섭 채널 추정치와 상기 송신장치에 의해 송신된 신호를 이용하여 상기 간섭 신호를 추정하는 간섭 신호 추정기와,
    상기 수신 신호에서 상기 추정한 간섭 신호를 제거하여 상기 간섭 제거 신호를 출력하는 가산기를 더 포함하는 RSSI 적응적 조절장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 SIR 추정기는,
    상기 간섭 제거 신호의 평균 전력과 상기 추정한 간섭 신호에 의한 평균 전력의 비율에 의해 SIR을 추정함을 특징으로 하는 RSSI 적응적 조절장치.
  6. 삭제
  7. 전 이중 방식에 의해 신호를 송/수신하는 무선장치의 수신장치에서 사전에 설정된 자동 이득 제어 단위로 수신 신호에 대한 이득을 제어하기 위한 RSSI를 적응적으로 조절하는 방법에 있어서,
    각 자동 이득 제어 단위 (AGC unit)에서의 최대 전송률을 얻기 위한 변조 및 부호화 레벨 (MCS level)을 선택하는 과정과,
    상기 무선장치에 구비된 송신장치와의 간섭 채널에서 추정한 간섭 신호와, 수신 신호에서 상기 추정한 간섭 신호를 제거한 간섭 제거 신호에 의해 신호 대 간섭 비 (SIR: Signal-to-Interference Radio)를 추정하는 과정과,
    상기 선택한 MCS 레벨과 상기 추정한 SIR을 기반으로 다음 자동 이득 제어 단위 (next AGC unit)에서 수신 신호에 대한 자동 이득 제어를 위한 RSSI를 타깃 RSSI로 조절하는 과정을 포함하는 RSSI 적응적 조절방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 MCS 레벨을 선택하는 과정은,
    다양한 채널 상황 별로 최대 전송률을 얻기 위한 MCS 레벨을 정의하는 테이블로부터 상기 수신 신호에 의해 예측되는 채널 상황에서 최대 전송률을 얻기 위한 MCS 레벨을 선택하는 과정임을 특징으로 하는 RSSI 적응적 조절방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 수신 신호와 상기 송신장치에 의해 송신된 신호를 이용하여 상기 송신장치와 상기 수신장치 사이의 간섭 채널을 추정하고, 상기 간섭 채널에 대한 추정에 의해 간섭 채널 추정치를 획득하는 과정과,
    상기 획득한 간섭 채널 추정치와 상기 송신장치에 의해 송신된 신호를 이용하여 상기 간섭 신호 추정하는 과정과,
    상기 수신 신호에서 상기 추정한 간섭 신호를 제거하여 상기 간섭 제거 신호를 출력하는 과정을 더 포함하는 RSSI 적응적 조절방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 SIR을 추정하는 과정은,
    상기 간섭 제거 신호의 평균 전력과 상기 추정한 간섭 신호에 의한 평균 전력의 비율에 의해 SIR을 추정하는 과정임을 특징으로 하는 RSSI 적응적 조절방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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