KR101549627B1 - 무선통신 시스템에서 칩 레벨 등화 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 등화기의 성능을 향상시키기 위한 것으로, 수신단은, 파일럿 채널을 통해 수신된 신호를 이용하여 윈도우 내의 탭들 각각의 전력 값들을 결정하고, 상기 전력 값을 이용하여 상기 탭들을 적어도 하나의 의미 있는 탭 및 적어도 하나의 잡음 탭으로 분류하는 검색기와, 상기 적어도 하나의 의미 있는 탭에 대하여 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기를 할당하고 수행하고, 상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기에 의해 결정된 적어도 하나의 의미 있는 탭의 채널 추정 값을 이용하여 채널 추정 벡터를 결정하는 추정기를 포함한다.

Description

무선통신 시스템에서 칩 레벨 등화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHIP LEVEL EQUALIZATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 무선통신 시스템에서 반 칩(half-chip) 간격 칩 등화기의 성능 향상을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
디지털 통신 시스템의 수신단은 일반적으로 송신기가 보내는 파일럿 신호를 이용하여 채널 추정을 한 후, 추정된 채널을 이용하여 반 칩 간격 칩 등화기를 훈련시켜 채널 등화를 수행한다. 이때, 채널 추정기는 하드웨어(hardware) 설계의 용이성을 위하여 고정 길이의 탭(tap) 개수를 가지고 있으며, 채널 상황에 따라 채널 추정 벡터의 길이를 최대 고정 길이 내에서 가변적으로 조절할 수 있다. 이와 같은 등화기 내의 채널 추정기는 채널 추정 벡터의 길이를 조절할 수 있으나, 실제 채널이 스파스(sparse) 채널 특성을 가질 경우에도 최대의 지연 값을 고려하여 충분히 긴 고정 길이의 탭 개수를 가지는 하드웨어를 구비하여야 한다.
종래 고정 길이의 채널 추정기는 다음과 같은 문제점 및 한계를 가지고 있다. 종래의 채널 추정기는 채널에서 발생할 수 있는 최대 지연 시간 및 투자 가능한 하드웨어 자원을 감안하여 일정 길이의 탭을 구비한다. 예를 들어, 3GPP WCDMA(3rd Generation Partnership Project Wideband Code Division Multiple Access) 통신 시스템의 단말기 내의 수신단에 구비된 칩 레벨 등화기는 40 탭 채널 추정기를 구비한다. 고정된 탭 개수 하드웨어를 채용한 경우, 채널 추정기는 채널의 지연 시간과 무관하게 늘 모든 탭을 동작하여 채널 추정을 수행하거나 또는 채널 지연 시간을 고려하여 지원 가능한 최대 탭 개수보다 적은 개수의 탭들만을 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있다.
일부 예외적인 채널 환경, 예를 들어, 강변 반사파, 중계기로 인한 긴 지연 채널 등의 환경의 경우, 채널의 최대 지연시간은 칩 레벨 등화기 내의 채널 추정기의 최대 탭 개수가 지원하는 시간보다 길 수 있다. 이 경우, 상기 등화기의 윈도우(window) 밖의 경로가 주는 간섭 효과로 인해 칩 레벨 등화기의 성능은 저하된다. 더욱이, 상기 예외적인 채널 환경들은 보통 스파스(sparse) 특성을 가지므로 의미 없는 잡음 탭의 추정이 수행되며, 이로 인해, 등화기의 성능의 열화는 물론 전력 및 하드웨어 자원의 낭비가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 반 칩(half-chip) 간격 칩 등화기의 성능 향상을 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신 시스템에서 다수의 1-탭(tap) 채널 추정기들을 이용하여 등화기의 성능을 향상시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 다수의 1-탭 채널 추정기들을 CIR이 검색되는 탭에 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 수신단 장치는, 파일럿 채널을 통해 수신된 신호를 이용하여 윈도우 내의 탭들 각각의 전력 값들을 결정하고, 상기 전력 값을 이용하여 상기 탭들을 적어도 하나의 의미 있는 탭 및 적어도 하나의 잡음 탭으로 분류하는 검색기와, 상기 적어도 하나의 의미 있는 탭에 대하여 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기를 할당하고 수행하고, 상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기에 의해 결정된 적어도 하나의 의미 있는 탭의 채널 추정 값을 이용하여 채널 추정 벡터를 결정하는 추정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 수신단의 채널 추정 방법은, 파일럿 채널을 통해 수신된 신호를 이용하여 윈도우 내의 탭들 각각의 전력 값들을 결정하는 과정과, 상기 전력 값을 이용하여 상기 탭들을 적어도 하나의 의미 있는 탭 및 적어도 하나의 잡음 탭으로 분류하는 과정과, 상기 적어도 하나의 의미 있는 탭에 대하여 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기를 할당하는 과정과, 상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기에 의해 결정된 적어도 하나의 의미 있는 탭의 채널 추정 값을 이용하여 채널 추정 벡터를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
무선통신 시스템에서 고정 길이의 탭 개수을 가지고 있는 채널 추정기를 대신하여 한 탭을 가지는 다수의 1-탭(1-tap) 채널 추정기들을 이용함으로써, 긴 지연(long delay) 및 스파스(sparse) 채널환경에서 채널 추정 탭 할당의 유연성(flexibility)이 극대화되고, 등화기의 성능이 보장되며, 또한, 채널 추정기의 하드웨어 자원이 감소된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 채널 추정기의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 1-탭(1-tap) 채널 추정기의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 등화 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 1-탭 채널 추정기의 할당 결과를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 성능을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선통신 시스템에서 칩 등화기의 성능 향상을 위한 기술을 설명한다. 이하 본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 또는 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템이라도 시간 영역에서 채널을 추정하는 시스템이라면 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 수신단은 모뎀에 내장된 있는 다중 경로 탐색기의 하드웨어(hardware) 자원을 재활용하여 CIR(Channel Impulse Response) 검색(search)을 수행한다. 상기 CIR 검색의 결과에 따라, 상기 수신단은 검색 윈도우(search window) 내의 탭(tap)들을 의미 있는 탭(meaningful tap)들 및 잡음 탭(noise tap)들로 분류한다. 종래의 고정 또는 가변 길이 반 칩(half-chip) 간격 연속된 탭들을 구비한 채널 추정기와 달리, 상기 수신단은 다수의 1-탭(1-tap) 채널 추정기들을 구비한 스파스(sparse) 채널 추정기를 포함하며, 상기 CIR 검색 결과에 의해 분류된 잡음 탭들에 대하여 채널 추정을 위한 상관(correlation) 연산을 수행하지 아니하고, 상기 의미 있는 탭들 중 일정 개수의 탭들에 대하여만 1-탭 채널 추정을 위한 상관 연산을 수행한다. 여기서, 상기 스파스(sparse) 채널 추정기는 스파스(sparse) 특성의 채널을 추정하기 위해 고안된 채널 추정기를 의미하며, 상기 스파스(sparse) 특성의 채널은 다중 경로들 간 차이가 큼으로 인해 의미 있는 수신 값들 간 시간차가 비교적 큰 환경의 채널을 의미한다.
종래 기술은 채널 추정기에 구비된 모든 탭들 또는 연속된 일부 탭들에 대하여 상관 연산을 수행한 후 FIR(Finite Impulse Response) 필터링, IIR(Infinite Impulse Response) 필터링 등과 같은 잡음 감소 기법을 통해 성능향상을 도모하였다. 일반적인 CDMA 수신단은 채널의 경로 정보를 탐색하는 경로 탐색기 및 다수의 핑거(finger)들을 가진 갈고리 수신기를 구비한다. 일반적인 수신단은 상기 경로 탐색기를 통해 Tc(=칩 길이)/2 단위 해상도로 다중 경로 탐색을 수행하고, 탐색된 경로에 핑거를 할당하여 Tc/8 단위의 경로 추적을 수행하며 신호를 복조한다. 또한, 상기 일반적인 수신단은 상기 경로 탐색기 및 갈고리 수신기로부터 제공되는 다중 경로 정보를 이용하여 칩 레벨 등화기 내의 채널 추정기의 윈도우를 조절한다.
본 발명에 따른 수신단은, 상술한 종래 기술과 달리, 갈고리 수신단이 가지는 다중 경로 정보를 이용하여 최대의 에너지를 가지는 경로의 Tc/8 해상도의 입력 샘플 오프셋(input sample offset) 정보를 획득하고, 상기 다중 경로 탐색기에 CIR 검색 기능을 부가하고, 상기 다중 경로 탐색기를 통해 상기 Tc/8 해상도의 입력 샘플 오프셋 정보를 이용하여 CIR 검색 윈도우 내에서 등화기의 채널 추정을 위한 1-탭 채널 추정기들을 할당할 의미 있는 탭들을 선별한다.
본 발명에 따른 채널 추정은 크게 (1)CIR 전력 검색 및 탭 분류 단계 및 (2)1-탭 채널 추정기 할당 및 전체 채널추정 벡터 생성 단계로 이루어진다.
먼저, 상기 (1)CIR 전력 검색 및 탭 분류 단계는 다음과 같이 수행된다. 스파스(sparse) 채널 추정기에 구비된 1-탭 채널 추정기들을 적절한 경로 위치에 할당하기 위하여, 수신단은 CIR 전력을 검색하여야 한다. CIR 검색을 위해, 일반적으로 모뎀에 구비된 다중 경로 탐색기가 재활용될 수 있다. 먼저, 상기 수신단은 상기 다중 경로 탐색기에 구비된 Tc/2 간격을 갖는 NW(예 : 128) 크기의 윈도우를 가지는 상관 연산기(correlator)들을 이용하여 Ncoh(예 : 512 또는 1024) 칩마다 상관 연산의 전력 값들을 누적한다. 그리고, 상기 수신단은 상기 Ncoh개의 칩들마다 생성된 상기 전력 값들에서 잡음 성분을 감소시킨다. 예를 들어, 잡음 성분의 감소는 Nnoncoh(예 : 1, 2, 4, 8 등) 크기의 윈도우를 이용한 이동 평균(moving average) 또는 망각 계수(forgetting factor) α(0<α<1)를 적용한 1차(1-st order) IIR 필터링을 통해 수행될 수 있다. 이후, 상기 수신단은 탐색 윈도우 내의 모든 탭들의 상관 연산의 전력 값들을 합산한 전체 전력 값을 결정한 후, 상기 전체 전력 값에 대한 일정 비율을 갖는 문턱 값을 설정한다. 그리고, 상기 수신단은 상기 문턱 값 및 상기 탐색 윈도우 내의 모든 탭들의 전력 값들을 비교하고, 상기 문턱 값보다 큰 전력 값을 갖는 탭들을 의미 있는 탭으로, 상기 문턱 값보다 작거나 같은 전력 값을 갖는 탭들을 잡음 탭으로 분류한다.
다음으로, 상기 (2)1-탭 채널 추정기 할당 및 전체 채널추정 벡터 생성 단계는 다음과 같이 수행된다. 만일, 상기 의미 있는 탭들의 개수 Ng가 스파스(sparse) 채널 추정기에 구비된 1-탭 채널 추정기들의 개수 Nf보다 크면, 상기 수신단은 Ng개의 의미 있는 탭들 중 전력 값에 대한 상위 Nf개의 탭들을 선택(sorting)하고, 선택된 Nf개의 탭들 위치 정보를 이용하여 1-탭 채널 추정기들을 할당한다. 반면, 상기 의미 있는 탭들의 개수 Ng가 채널 추정기에 구비된 1-탭 채널 추정기들의 개수 Nf보다 작거나 같으면, 상술한 바와 같은 선택 없이, 상기 수신단은 Ng개의 의미 있는 탭들 모두에 1-탭 채널 추정기들을 할당한다. 상기 1-탭 채널 추정기가 512 칩마다 생성하는 채널 추정 값들을 시간 순서로 배열함으로써 길이 Lf의 채널 추정 벡터가 결정된다. 이때, 1-탭 채널 추정기가 할당되지 아니한 위치의 채널 추정 값은 '0+0j'로 설정된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 보간(interpolation) 또는 저대역 필터링(low pass filtering)을 통해 상기 1-탭 채널 추정기가 할당되지 아니한 위치의 채널 추정 값들이 결정될 수 있다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 등화를 수행하는 수신단의 구성 및 동작을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다. 상기 도 1은 설명의 편의를 위해 수신단의 구성 중 등화 기능과 관련된 기능 블록들 만을 도시하고 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 수신단은 상기 도 1에 도시된 블록들 외에 신호의 수신 및 데이터 처리에 필요한 다른 블록들을 더 포함할 수 있다.
상기 도 1을 참고하면, 상기 수신단은 CIR검색기(110), 탭선택기(120), 등화기(130), 디스크램블러(140), 보호화기(150)를 포함하여 구성된다.
상기 CIR검색기(110)는 파일럿 채널(pilot channel)을 통해 수신되는 신호를 이용하여 채널의 CIR 분포를 판단한다. 즉, 상기 CIR검색기(110)는 파일럿 채널에서의 전력 값 분포를 결정하고, 상기 전력 값 분포에 따라 의미 있는 탭, 즉, CIR을 판단한다. 구체적으로 설명하면, 상기 CIR검색기(110)는 Tc/2 간격 및 NW(예 : 128) 크기의 윈도우를 갖는 상관 연산을 수행함으로써 Ncoh 칩마다 상관 연산의 전력 값들을 생성한다. 그리고, 상기 CIR검색기(110)는 상기 Ncoh 칩마다 생성된 상기 전력 값들을 Nnoncoh(예 : 1, 2, 4, 8 등) 크기의 윈도우로 이동 평균(moving average)을 하거나 또는 망각 계수 α(0<α<1)를 적용한 1차(1-st order) IIR 필터링을 수행함으로써 잡음 성분을 감소시킨다. 이후, 상기 CIR검색기(110)는 상기 윈도우 내의 모든 탭들의 상관 연산의 전력 값들을 합산한 전체 전력 값을 이용하여 문턱 값을 설정한다. 예를 들어, 상기 문턱 값은 상기 전체 전력 값에 0보다 크고 1보다 작은 값의 특정 상수를 곱함으로써 결정된다. 그리고, 상기 CIR검색기(110)는 상기 문턱 값 및 상기 윈도우 내의 모든 탭들의 전력 값들을 비교하고, 상기 문턱 값보다 큰 전력 값을 갖는 탭들을 의미 있는 탭으로, 상기 문턱 값보다 작거나 같은 전력 값을 갖는 탭들을 잡음 탭으로 분류한다.
상기 탭선택기(120)는 상기 CIR검색기(110)에 의해 판단된 의미 있는 탭들 중 1-탭 채널 추정기를 할당 받을 탭들을 선택한다. 이때, 상기 의미 있는 탭들의 개수 Ng가 상기 수신단에 구비된 1-탭 채널 추정기들의 개수 Nf보다 크면, 상기 탭선택기(120)는 Ng개의 의미 있는 탭들 중 전력 값에 대한 상위 Nf개의 탭들을 선택한다. 반면, 상기 의미 있는 탭들의 개수 Ng가 채널 추정기에 구비된 1-탭 채널 추정기들의 개수 Nf보다 작거나 같으면, 상기 탭선택기(120)는 Ng개의 의미 있는 탭들 모두를 선택한다.
상기 등화기(130)는 다수의 1-탭 채널 추정기들을 이용하여 채널을 추정하고, 추정된 채널을 이용하여 데이터 신호에 대한 등화를 수행한다. 상기 등화기(130)는 채널추정기(132), 가중치산출기(134), 버퍼(136), FIR필터(138)를 포함한다. 상기 채널추정기(132)는 다수의 1-탭 채널 추정기들을 포함하며, 상기 탭선택기(120)에 의해 선택된 탭들에 상기 1-탭 채널 추정기들을 할당하고, 상기 1-탭 채널 추정기들을 이용하여 채널을 추정한다. 이때, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 채널추정기(132)는 상기 1-탭 채널 추정기들을 상기 탭선택기(120)에 의해 선택된 의미 있는 탭들 뿐만 아니라 상기 의미 있는 탭들에 인접한 소정 개수의 탭들에 추가적으로 할당할 수 있다. 상기 채널추정기(132)의 상세한 기능은 이하 도 2을 참고하여 설명한다. 상기 가중치산출기(134)는 상기 채널추정기(132)에 의해 결정된 채널 추정 백터를 이용하여 등화를 위한 가중치 벡터를 산출한다. 상기 버퍼(136)는 수신된 샘플들 중 데이터 샘플들을 임시 저장하고, 상기 가중치산출기(134)에 의해 가중치 벡터의 산출이 완료되면, 저장된 데이터 샘플들을 상기 FIR필터(138)로 출력한다. 상기 FIR필터(138)는 상기 가중치산출기(134)에 의해 산출된 가중치 벡터를 이용하여 상기 버퍼(136)로부터 제공되는 데이터 샘플들을 필터링한다. 다시 말해, 상기 FIR필터(138)는 등화하고자 하는 데이터 샘플을 중심으로 필터 윈도우를 설정한 후, 상기 필터 윈도우 내의 데이터 샘플들 및 상기 가중치 벡터를 곱하고, 가중치 벡터와 곱해진 샘플들을 합산함으로써 상기 데이터 샘플을 등화한다.
상기 디스크램블러(140)는 등화된 데이터 샘플들에 대한 디스크램블링, 즉, PN(Pseudo Noise) 역확산을 수행한다. 상기 복호화기(150)는 역확산된 데이터 셈플들을 복호함으로써 정보 비트열을 복원한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 상기 채널추정기(132)의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 채널추정기(132)는 다수의 단일탭추정기들(202-1 내지 202-N), 채널추정벡터결정기(204)를 포함하여 구성된다.
상기 단일탭추정기들(202-1 내지 202-N) 각각은 수신 샘플들 및 스크램블링 코드를 이용하여 해당 위치의 탭에 대한 채널 추정 값을 결정한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 상기 단일탭추정기들(202-1 내지 202-N) 각각의 블록 구성을 도시하고 있다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단일탭추정기들(202-1 내지 202-N) 각각은 켤레연산기(302), 곱셈기(304), 누적기(accumulater)(306)를 포함하여 구성된다. 상기 켤레연산기(302)는 제공되는 스크램블링 코드의 원소들 중 해당 탭의 위치에 대응되는 원소의 켤레 값을 산출하고, 상기 곱셈기(304)는 상기 켤레 값 및 수신된 샘플들 중 해당 탭의 위치에 대응되는 샘플을 곱한다. 그리고, 상기 누적기(306)는 코히어런트(coherent) 시간 내의 Ncoh개의 곱셈 값들을 누적 합산한다. 이때, 상기 누적 합산의 결과가 해당 탭의 채널 추정 값이다. 즉, 상기 단일탭추정기들(202-1 내지 202-N) 각각은 수신 샘플들을 제공받고, 제공되는 스크램블링 코드를 이용하여 상기 수신 샘플 중 해당 탭의 위치에 대응되는 샘플에 대한 디스크램블링을 수행한 후, 코히어런트 시간 내의 Ncoh개의 디스크램블링된 샘플들을 누적 합산함으로써, 해당 위치의 탭에서의 채널 추정 값을 결정한다. 여기서, 상기 수신 샘플들은 Tc/2 간격으로 샘플링된 값들이며, 상기 채널 추정 값 결정에 사용되는 샘플은 Tc의 정수배 위치의 샘플이거나, Tc의 정수배 위치에서 Tc/2 떨어진 위치의 샘플이다.
상기 채널추정벡터결정기(204)는 상기 다수의 단일탭채널추정기들(202-1 내지 202-N)로부터 제공되는 의미 있는 탭들의 채널 추정 값들을 이용하여 채널 추정 벡터를 결정한다. 즉, 상기 채널추정벡터결정기(204)는 상기 채널 추정 값들을 시간 순서로 배열함으로써 채널 추정 벡터를 결정한다. 이때, 상기 다수의 단일탭채널추정기들(202-1 내지 202-N)이 할당되지 아니한 위치의 채널 추정 값은 '0+0j'로 설정된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 채널추정벡터결정기(204)는 보간 또는 저대역 필터링을 통해 상기 1-탭 채널 추정기가 할당되지 아니한 위치의 채널 추정 값을 결정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 등화 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 수신단은 401단계에서 파일럿 채널을 통해 수신된 샘플들을 대상으로 윈도우 내의 각 탭들의 값을 Ncoh개의 칩마다 누적한다. 이때, 상기 탭들의 간격은 Tc/2이다. 여기서, 상기 탭들의 값을 누적하는 것은 파일럿 심벌가 반복됨을 이용하여 전력 값의 정확도를 증가시키기 위한 것으로서, 구체적인 실시 예에 따라 생략될 수 있다.
이어, 상기 수신단은 403단계로 진행하여 윈도우 내의 탭들의 전력 값을 계산한다. 즉, 상기 수신단은 탭들 각각에 대해 상기 윈도우 크기의 상관 연산을 수행함으로써, 각 탭의 전력 값들을 계산한다.
상기 윈도우 내 탭들 각각의 전력 값들을 계산한 후, 상기 수신단은 405단계로 진행하여 상기 탭들의 전력 값들에 대하여 이동 평균 또는 IIR 필터링을 수행한다. 여기서, 상기 이동 평균은 Nnoncoh 크기의 윈도우를 이용하여 수행되고, 상기 IIR 필터링은 0보다 크고 1보다 작은 감쇄 계수를 이용하여 수행된다. 상기 이동 평균 및 상기 IIR 필터링은 상기 전력 값들에서 잡음 성분을 감소시키기 위한 것으로서, 구체적인 실시 예에 따라 생략될 수 있다.
이후, 상기 수신단은 407단계로 진행하여 상기 윈도우 내의 탭들의 전력 값들의 합인 전체 전력 값을 이용하여 문턱 값을 설정한다. 상기 문턱 값은 상기 전체 전력 값에 비례할 수 있다. 예를 들어, 상기 수신단은 상기 전체 전력 값 0보다 크고 1보다 작은 값의 특정 상수를 곱함으로써 상기 문턱 값을 결정한다.
상기 문턱 값을 설정한 후, 상기 수신단은 409단계로 진행하여 상기 문턱 값을 이용하여 상기 윈도우 내의 탭들을 의미 있는 탭들 및 잡음 탭들로 분류한다. 즉, 상기 수신단은 상기 문턱 값보다 큰 전력 값을 갖는 탭들을 상기 의미 있는 탭들로 분류하고, 상기 문턱 값보다 작거나 같은 전력 값을 갖는 탭들을 상기 잡음 탭들로 분류한다. 다시 말해, 상기 수신단은 상기 의미 있는 탭들을 판단함으로써, 1-탭 채널 추정기를 할당할 후보 탭들을 결정한다.
상기 의미 있는 탭들을 선택한 후, 상기 수신단은 411단계로 진행하여 상기 의미 있는 탭들의 개수가 보유된 1-탭 채널 추정기들의 개수를 초과하는지 판단한다. 만일, 상기 의미 있는 탭들의 개수가 보유된 1-탭 채널 추정기들의 개수를 초과하지 아니하면, 상기 수신단은 415단계로 진행한다.
반면, 상기 의미 있는 탭들의 개수가 보유된 1-탭 채널 추정기들의 개수를 초과하면, 상기 수신단은 413단계로 진행하여 전력 값들의 크기에 따라 Nf개의 탭들을 선택한다. 즉, 모든 의미 있는 탭들에 1-탭 채널 추정기를 할당할 수 없으므로, 상기 수신단은 전력 값의 크기가 큰 순으로 상기 1-탭 채널 추정기를 할당 받을 탭들을 선택한다. 전력 값이 클수록 정확한 채널 추정 값을 얻을 수 있기 때문이다.
이어, 상기 수신단은 415단계로 진행하여 의미 있는 탭들에 1-탭 채널 추정기들을 할당한다. 다시 말해, 상기 수신단은 상기 의미 있는 탭들의 위치에 상기 1-탭 채널 추정기들을 할당함으로써, 상기 의미 있는 탭들에 대응되는 샘플로부터 상기 의미 있는 탭들의 채널 추정 값을 결정하도록 상기 1-탭 채널 추정기들을 설정한다. 이때, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 수신단은 상기 1-탭 채널 추정기들을 상기 의미 있는 탭들 뿐만 아니라 상기 의미 있는 탭들에 인접한 소정 개수의 탭들에 추가적으로 할당할 수 있다.
상기 1-탭 채널 추정기들을 할당한 후, 상기 수신단은 417단계로 진행하여 채널 추정 벡터를 결정한다. 즉, 상기 수신단은 상기 1-탭 채널 추정기들을 이용하여 상기 의미 있는 탭들의 채널 추정 값들을 결정하고, 상기 채널 추정 값들을 시간 순으로 나열함으로써 상기 채널 추정 벡터를 결정한다. 이때, 상기 1-탭 채널 추정기가 할당되지 아니한 위치의 채널 추정 값은 '0+0j'로 설정된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 수신단은 보간 또는 저대역 필터링을 통해 상기 1-탭 채널 추정기가 할당되지 아니한 위치의 채널 추정 값을 결정할 수 있다.
상기 채널 추정 벡터를 결정한 후, 상기 수신단은 419단계로 진행하여 상기 채널 추정 벡터를 이용하여 데이터 샘플들에 대한 등화를 수행한다. 구체적으로 설명하면, 상기 수신단은 상기 채널 추정 백터를 이용하여 등화를 위한 가중치 벡터를 산출하고, 상기 가중치 벡터를 이용하여 상기 데이터 샘플들을 필터링한다. 다시 말해, 상기 수신단은 등화하고자 하는 데이터 샘플을 중심으로 필터 윈도우를 설정한 후, 상기 필터 윈도우 내의 데이터 샘플들 및 상기 가중치 벡터를 곱하고, 가중치 벡터와 곱해진 샘플들을 합산함으로써 상기 데이터 샘플을 등화한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 1-탭 채널 추정기의 할당 결과를 도시하고 있다. 상기 도 5는 PA3(PedestrianA with 3kmph), PB3(PedestrianB with 3kmph), VA30(VehicularA with 30kmph) 및 VA120(VehicularA with 120kmph)의 채널 환경에서 본 발명에 대한 모의 실험을 수행한 때 1-탭 채널 추정기들의 할당 결과를 도시하고 있다. 상기 채널 환경 PA3, PB3, VA30 및 VA120는 널리 알려진 채널 모델이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준에서 정의되어 있으므로, 구체적인 사항의 설명은 생략한다. 상기 도 5의 (a) 내지 (d)를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따라 1-탭 채널 추정기들을 할당하는 경우, 상기 1-탭 채널 추정기들은 약 -20dB 이상의 전력 값을 갖는 탭들 및 상기 탭들의 인접 탭들에 할당된다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따르는 경우, 일정 크기 이상의 전력 값들을 갖는 의미 있는 탭들에 대하여만 채널 추정을 위한 연산이 이루어짐을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 성능을 도시하고 있다. 상기 도 6은 PA3, PB3, VA30 및 VA120의 채널 환경에서 본 발명에 대한 모의 실험을 수행한 때 전체 전력 대 칩 에너지(Ec/Ior) 대비 전송률를 나타내는 그래프들을 도시하고 있다. 상기 모의 실험은 변조 방식으로서 16QAM(16-Quadrature Amplitude Modulation)기법을 적용함을 가정하였다. 상기 도 6을 살펴보면, 본 발명을 적용한 경우와 종래 기술의 경우의 성능 차이는 존재하지 아니한다. 즉, 본 발명을 적용한 경우, 성능의 열화 없이 하드웨어 자원 및 연산량이 감소됨을 알 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (19)

  1. 무선통신 시스템에서 수신단 장치에 있어서,
    파일럿 채널을 통해 수신된 신호를 이용하여 윈도우 내의 탭들 각각의 전력 값들을 결정하고, 상기 전력 값을 이용하여 상기 탭들을 적어도 하나의 의미 있는 탭 및 적어도 하나의 잡음 탭으로 분류하는 검색기와,
    상기 적어도 하나의 의미 있는 탭에 대하여 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기를 할당하고, 상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기에 의해 결정된 적어도 하나의 의미 있는 탭의 채널 추정 값을 이용하여 채널 추정 벡터를 결정하는 추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추정기는, 상기 적어도 하나의 의미 있는 탭의 개수가 상기 적어도 추정기에 구비된 1-탭 채널 추정기들의 개수를 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 의미 있는 탭 중 전력 값이 높은 순으로 1-탭 채널 추정기들을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 추정기는, 상기 적어도 하나의 채널 추정 값을 시간 순으로 나열하고, 상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기가 할당되지 아니한 탭의 채널 추정 값을 '0+0j'로 설정함으로써 상기 채널 추정 벡터를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 추정기는, 상기 적어도 하나의 채널 추정 값을 시간 순으로 나열하고, 상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기가 할당되지 아니한 탭의 채널 추정 값을 보간 또는 저대역 필터링을 통해 결정함으로써 상기 채널 추정 벡터를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 추정기는, 상기 적어도 하나의 의미 있는 탭들에 인접한 소정 개수의 탭들에 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기를 추가적으로 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검색기는, 상기 윈도우 내의 탭들의 전력 값들의 합인 전체 전력 값을 산출하고, 상기 전체 전력 값을 이용하여 문턱 값을 설정한 후, 상기 문턱 값에 따라 상기 윈도우 내의 탭들을 분류하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 문턱 값은, 상기 전체 전력에 0보다 크고 1보다 작은 특정 상수를 곱함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 검색기는, 상기 윈도우 내의 탭들 각각의 전력 값을 Ncoh개의 칩들마다 누적함으로써 상기 분류에 이용되는 전력 값들을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 검색기는, 상기 윈도우 내의 탭들 각각의 전력 값들을 결정한 후, 상기 전력 값들에 대하여 이동 평균 또는 IIR 필터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수신단 장치는, 단말에 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 무선통신 시스템에서 수신단의 채널 추정 방법에 있어서,
    파일럿 채널을 통해 수신된 신호를 이용하여 윈도우 내의 탭들 각각의 전력 값들을 결정하는 과정과,
    상기 전력 값을 이용하여 상기 탭들을 적어도 하나의 의미 있는 탭 및 적어도 하나의 잡음 탭으로 분류하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 의미 있는 탭에 대하여 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기를 할당하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기에 의해 결정된 적어도 하나의 의미 있는 탭의 채널 추정 값을 이용하여 채널 추정 벡터를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기를 할당하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 의미 있는 탭의 개수가 구비된 1-탭 채널 추정기들의 개수를 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 의미 있는 탭 중 전력 값이 높은 순으로 1-탭 채널 추정기들을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 채널 추정 벡터를 결정하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 채널 추정 값을 시간 순으로 나열하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기가 할당되지 아니한 탭의 채널 추정 값을 '0+0j'로 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 채널 추정 벡터를 결정하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 채널 추정 값을 시간 순으로 나열하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기가 할당되지 아니한 탭의 채널 추정 값을 보간 또는 저대역 필터링을 통해 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 의미 있는 탭들에 인접한 소정 개수의 탭들에 적어도 하나의 1-탭 채널 추정기를 추가적으로 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 윈도우 내의 탭들을 분류하는 과정은,
    상기 윈도우 내의 탭들의 전력 값들의 합인 전체 전력 값을 산출하고, 상기 전체 전력 값을 이용하여 문턱 값을 설정하는 과정과,
    상기 문턱 값에 따라 상기 윈도우 내의 탭들을 분류하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 문턱 값은, 상기 전체 전력에 0보다 크고 1보다 작은 특정 상수를 곱함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 탭들의 분류에 앞서, 상기 윈도우 내의 탭들 각각의 전력 값을 Ncoh개의 칩들마다 누적함으로써 상기 분류에 이용되는 전력 값들을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 윈도우 내의 탭들 각각의 전력 값들을 결정한 후, 상기 전력 값들에 대하여 이동 평균 또는 IIR 필터링을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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