KR101653411B1 - 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 정보를 기반으로, 적어도 두 개의 자원 블록들을 통해 송신되는 기준 신호(reference signal: RS)들의 세기를 각각 측정하고, 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제1자원 블록을 통해 송신되는 제1RS의 세기 값과 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제2자원 블록을 통해 송신되는 제2RS의 세기 값을 비교하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 큰 값을 제1 전력 값에 누적하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 작은 값을 제2 전력 값에 누적하고, 상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 주파수 옵셋 보정을 수행한다.

Description

이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치 및 방법{FREQUENCY OFFSET COMPENSATION APPARATUS AND METHOD IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋(Frequency Offset) 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Divisional Multiplexing : OFDM) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 빠른 페이딩 채널(Fading channel) 하에서 주파수 옵셋 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 이동 통신 시스템은 음성 위주의 서비스를 제공하는 것에서 벗어나 고속, 고품질의 무선 데이터 서비스를 제공하는 환경으로 발전하고 있다. 현재 상용화가 진행 혹은 준비중인 이동 통신 시스템 중 대표적인 와이브로(Wireless Broadband : Wibro)와 LTE(Long Term Evolution)은 종래의 이동 통신 시스템보다 더 고속, 고품질의 패킷 기반의 멀티미디어 서비스의 제공을 목적으로 하고 있다.
이러한 고품질의 서비스의 제공과 더불어 새로운 이동 통신 시스템은 다양한 사용자 층을 지원하기 위해 고속 철도 혹은 고속의 이동 상태에서의 환경을 고려하여 이러한 채널 상황에서도 성능을 보장하는 방향으로 진행되고 있다. 따라서 좋은 채널 환경의 사용자에 대한 고속 서비스뿐 만 아니라 열악한 채널 환경의 사용자에 대한 성능 보장 역시 앞으로의 이동 통신 시스템에서의 중요한 인자가 되고 있다.
기존 이동 통신 시스템은 이러한 채널 환경에 대한 보상을 수행하기 위해 주파수 옵셋 추정을 통한 주파수 옵셋 보상을 수행한 후에 페이딩 채널을 추정하는 방식으로 수신된 신호의 처리 과정을 수행한다.
일반적인 이동 통신 시스템 환경에서는 보통 주파수 옵셋에 대한 보정을 수행한 후 보정된 값을 토대로 페이딩에 의한 채널 변화를 추정하여 보상한다. 혹은 주파수 옵셋의 영향을 무시하고 페이딩 채널만을 추정한다.
그리고, 현재 이동 통신 시스템의 환경에 새로운 고속 이동 환경(고속 철도 등)이 추가되면서 주파수 옵셋의 영향을 무시할 수 없고, 또한 단순히 주파수 옵셋 추정에 따른 보상만으로는 채널 환경에 따라 성능 저하 현상이 발생한다. 즉, 실제 채널 변화는 페이딩에 의한 영향으로 변화하였으나 수신기에서는 주파수 옵셋 값이 크게 나타나서 결과적으로 실제 변화와는 다르게 채널을 추정해버리는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서는 빠른 페이딩 채널 환경하에서의 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보상 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에서는 이동 통신 시스템에서 페이딩 채널의 변화량을 고려하여 주파수 옵셋에 대한 보상 적용 방안을 조절하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에서는 이동 통신 시스템에서 페이딩 채널의 변화량에 대한 통계 값을 이용하여 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간의 증감을 조절하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은; 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법에 있어서, 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 정보를 기반으로, 적어도 두 개의 자원 블록들을 통해 송신되는 기준 신호(reference signal: RS)들의 세기를 각각 측정하는 과정과, 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제1자원 블록을 통해 송신되는 제1RS의 세기 값과 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제2자원 블록을 통해 송신되는 제2RS의 세기 값을 비교하는 과정과, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 큰 값을 제1 전력 값에 누적하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 작은 값을 제2 전력 값에 누적하는 과정과, 상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 따라 주파수 옵셋 보정을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 다른 방법은; 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법에 있어서, 주파수 옵셋 보정 시점이 도래하면, 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 정보를 기반으로, 적어도 두 개의 자원 블록들을 통해 송신되는 기준 신호(reference signal: RS)들의 세기를 각각 측정하는 과정과, 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제1자원 블록을 통해 송신되는 제1RS의 세기 값과 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제2자원 블록을 통해 송신되는 제2RS의 세기 값을 비교하는 과정과, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 큰 값을 제1 전력 값에 누적하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 작은 값을 제2 전력 값에 누적하는 과정과, 상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하는 과정과, 상기 비교 결과와, 상기 주파수 옵셋 보정 시점의 이전 시점에서의 제1 전력 값과 제2 전력 값의 비율과 상기 임계 값의 비교 결과를 기반으로, 주파수 옵셋 보정 구간의 길이를 결정하는 과정과, 상기 결정된 길이를 갖는 주파수 옵셋 보정 구간 동안 주파수 옵셋 값을 추정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는; 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치에 있어서, 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 정보를 기반으로, 적어도 두 개의 자원 블록들을 통해 송신되는 기준 신호(reference signal: RS)들의 세기를 각각 측정하는 RS 측정부와, 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제1자원 블록을 통해 송신되는 제1RS의 세기 값과 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제2자원 블록을 통해 송신되는 제2RS의 세기 값을 비교하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 큰 값을 제1 전력 값에 누적하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 작은 값을 제2 전력 값에 누적하는 전력 값 누산부와, 상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하는 임계 값 비교부와, 상기 비교 결과에 따라 주파수 옵셋 값을 생성하여 출력하는 주파수 옵셋 추정부와, 상기 출력된 주파수 옵셋 값을 사용하여 주파수 옵셋 보정을 수행하는 페이딩 채널 추정/보상부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 다른 장치는; 직교 주파수 분할 다중 접속 방식의 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치에 있어서, 주파수 옵셋 보정 시점이 도래하면, 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 정보를 기반으로, 적어도 두 개의 자원 블록들을 통해 송신되는 기준 신호(reference signal: RS)들의 세기를 각각 측정하는 RS 측정부와, 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제1자원 블록을 통해 송신되는 제1RS의 세기 값과 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제2자원 블록을 통해 송신되는 제2RS의 세기 값을 비교하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 큰 값을 제1 전력 값에 누적하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 작은 값을 제2 전력 값에 누적하는 전력 값 누산부와, 상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하는 임계 값 비교부와, 상기 임계 값 비교부의 비교 결과와, 상기 주파수 옵셋 보정 시점의 이전 시점에서의 제1 전력 값과 제2 전력 값의 비율과 상기 임계 값의 비교 결과를 기반으로, 주파수 옵셋 보정 구간의 길이를 결정하는 주파수 옵셋 누적 구간 결정부와, 상기 결정된 길이를 갖는 주파수 옵셋 보정 구간 동안 주파수 옵셋 값을 추정하는 주파수 옵셋 추정부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 페이딩의 도플러 스프레드에 대한 기준점을 판단하여 잘못된 주파수 옵셋 추정 및 보상으로 인한 채널 왜곡을 줄임으로써 고속 이동 환경에서의 수신기의 성능을 향상시키고 또한 고속 철도 등 큰 주파수 옵셋을 갖는 페이딩 채널 환경에서의 수신기의 성능을 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말에 할당된 자원 블록(RB)들과 각 RB에 포함된 기준 신호(RS)들을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 주파수 옵셋 보정을 수행하기 위한 흐름도,
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주파수 옵셋 보정 장치(300)의 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간을 결정하기 위한 흐름도,
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간의 증감을 개념적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 주파수 옵셋 보정 장치(600)의 블록 구성도,
도 7은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예를 사용할 경우 플랫 페이딩 채널 환경하에서 300Hz 도플러 스프레드(Doppler spread)가 존재하는 채널 환경에서의 성능을 보여주는 도면,
도 8은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예를 사용할 경우 주파수 옵셋과 페이딩 채널이 존재하는 채널 환경하에서의 성능을 보여주는 도면.
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.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말에 할당된 자원 블록(Resource Block : RB)들과 각 RB에 포함된 기준 신호(Reference signal)들을 도시한 도면이다. 도 1은 LTE 시스템에서 정의된 용어들을 사용하기로 한다.
도 1에서 주파수 축의 참조번호 106과 108은 이동 단말에 할당된 RB들을 나타내며, 이동 단말은 기지국으로부터 할당된 RB들을 통해 데이터를 송수신하며, 할당된 RB들의 개수는 시스템에 따라 달라질 수 있다. 참조번호 100은 RB(106, 108)들에 포함되는 자원 요소(Resource Element : RE)를 나타내고, 각 RE는 파일럿과 같은 기준 신호(110) 또는 데이터 또는 그 밖의 정보(112)를 전달할 수 있다.
도 1에서 시간 축의 참조번호 104는 서브 프레임(Sub-frame)을 나타내며, 각 서브 프레임은 두 개의 슬롯(slot)(102)(103)들로 구성됨을 알 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말에서는 각 슬롯(102, 103)마다 존재하는 RS(110)에 대해 수신 전력을 측정한다. 즉, 도 1에서는 첫 번째 슬롯(102)과 두 번째 슬롯(103)에 대해서 각각 RS를 이용하여 수신 전력을 측정한다. 이때 주파수 선택적인 페이딩 환경에서는 에버리지(average) 효과로 인하여 전력의 차이가 발생하지 않을 수 있기 때문에 RB 단위로 구분하여 측정된 수신 전력을 비교한다. 즉, 각 RB 별로 측정된 수신 전력들 중 상대적으로 큰 수신 전력을 갖는 수신 전력 값은 큰 수신 전력 값끼리, 작은 수신 전력을 갖는 수신 전력 값은 작은 수신 전력 값 끼리 누적을 수행한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 기준 신호들(RS)의 세기들을 누적하는 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 주파수 옵셋 보정 장치는 도 1에서 각 RB(106), 108)에 포함된 RS(106a, 106b, 108a, 108b)들의 신호 세기를 측정한다. 먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말에 구비된 주파수 옵셋 보정 장치는 RB(106)의 각 슬롯마다 포함된 RS들(106a, 106b)의 신호 세기를 측정한 후, 측정된 값들 중 큰 값을 High Pwr 변수(제1 전력 값이라 칭한다.)에 저장한다. 만약, 참조번호 106a인 RS의 수신 전력이 참조번호 106b인 RS의 수신전력보다 크다면, 상기 참조번호 106a인 RS의 신호 세기의 값을 상기 제1 전력 값에 저장한다. 반면, 상기 참조번호 106a인 RS의 신호 세기 값 보다 작다고 판단된 참조번호 106b인 RS의 신호 세기 값은 Low Pwr 변수(제2 전력 값이라 칭한다.)에 저장한다. 그리고, 다음 RB(108)에 포함된 RS들(108a), (108b)에 대해서도 신호 세기의 값들을 측정한 후, 각 RS들의 신호 세기를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 제1 전력 값에 저장된 106a의 신호 세기의 값과 상기 제2 전력 값에 저장된 106b의 신호 세기의 값에 각각 누적하여 저장한다.
즉, 상기 RB(108)에서 참조번호 108a인 RS의 신호 세기 값과 참조번호 108b인 RS의 신호 세기 값을 비교하고, 더 신호 세기의 값을 상기 제1 전력 값에 누적하고, 작은 세기의 값을 상기 제2 전력 값에 누적한다. 다시 말해 본 발명에서는 이미 상기 제1 전력 값에는 상기 참조번호 106a인 RS의 신호 세기의 값이 저장되어 있기 때문에, 상기 참조번호 106a인 RS 신호의 세기의 값에 상기 108a와 108b의 신호 세기 값들 중 큰 신호 세기의 값을 상기 제1 전력 값에 이미 저장되어 있던 106a의 신호 세기 값에 더하여 저장한다. 그 반대로, 106b인 RS 신호 세기의 값은 제2 전력 값에 저장되어 있으므로, 108a와 108b 중 작은 신호 세기의 값을 상기 제2 전력 값에 저장되어 있던 106b RS 신호 세기의 값에 누적하여 저장한다.
이와 같은 과정은 상기 이동 단말에 할당된 RB들에 포함된 각 RB 단위로 모두 수행된다.
상기 할당된 RB들에 대해 RS들의 수신 신호 세기 값의 누적이 완료되면, 본 발명에 따른 주파수 옵셋 보정 장치는 상기 모든 RB들에 대해 누적된 제1 전력 값에 대한 제2 전력 값의 비율과 미리 설정된 임계 값(Thr(γ))의 크기를 비교한다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 임계 값(Thr(γ))은 실험적인 값에 의해 정해지며, 적절한 도플러 스프레드(doppler spread)를 측정할 수 있는 값으로 설정된다. 일반적으로 상기 임계 값은 수신 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio : SNR)에 따라 결정된다.
상기 비율이 상기 임계 값을 초과할 경우, 높은 도플러 스프레드를 가지므로 현재 페이딩 채널의 속도가 기준보다 빠르다고 판단할 수 있으며, 그렇지 않은 경우 낮은 도플러 스프레드를 가지므로 페이딩 채널의 속도가 기준보다 낮다고 판단할 수 있다. 여기서 상기 기준은 임계 값을 결정할 때 참고한 기준이 되는 페이딩 채널의 속도가 될 것이며, 시스템 또는 운용 사용자에 따라 가변 될 수 있다.
따라서, 이하 설명하는 본 발명에서는 상기 비율과 상기 임계 값과의 대소관계에 따라 주파수 옵셋 보정을 선택적으로 수행하거나, 상기 임계 값과 상기 비율과의 대소관계에 대한 통계 값을 사용하여 주파수 옵셋 누적 알고리즘에서 누적 구간의 증감을 결정하게 된다.
비록, 본 명세서에서는 도 1과 같이 하나의 서브 프레임에 시간적으로 2개의 RS가 존재하는 시스템을 가정하였지만, 모든 주파수 영역에 RS가 존재할 필요는 없으며, 동일 주파수 영역 내에 시간적으로 RS의 존재가 구분되어져 있는 이동 통신 시스템이라면 본 발명이 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 주파수 옵셋 보정을 수행하기 위한 흐름도이다.
먼저, 200단계에서 주파수 옵셋 보정 장치는 할당된 자원 블록들에 대해 기준 신호(RS)들의 세기를 RB 단위로 각각 측정하고, 202단계에서 각 RB 단위로 측정된 RS들의 세기를 누적한다. 즉, 각 RB 단위마다 각 슬롯에 포함된 RS들에 대한 신호 세기를 각각 측정하고, 각 RB 단위에서 측정된 RS 들의 세기를 슬롯 별로 비교하고, 가장 큰 값을 제1 변수 값에 저장하고, 작은 값을 제2 변수 값에 저장한다. 그리고, 202단계에서 모든 RB들에 대해 RS들의 세기 측정이 완료되면, 제1 변수 값 및 제2 변수 값에는 상기 모든 RB들에 포함된 RS들의 세기 값들이 각 RB 단위에서 상대적인 크기에 따라 각각 누적되어 있게 된다.
모든 RB 단위들에 대해 RS 신호들의 세기 누적이 완료되면, 204단계에서 본 발명의 제1 실시 예에 따라 주파수 옵셋 보정 장치는 상기 누적된 제1 전력 값(High Pwr)에 대한 상기 누적된 제2 전력 값(Low Pwr)에 대한 비율과 미리 설정된 임계 값(Thr(γ))의 크기를 비교한다.
여기서, 상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값에 대한 비율은 아래의 <수학식 1>과 같이 계산된다.
Figure 112010003124296-pat00001
상기 204단계에서 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주파수 옵셋 보정 장치는 상기 <수학식 1>과 같이 계산된 비율과 미리 정해진 임계 값을 비교하고, 상기 비율이 상기 임계 값보다 클 경우에는 206단계에서 상기 RB들에 대한 주파수 옵셋 값을 "0Hz"로 보정한다.
반면, 상기 204단계에서 상기 비율이 상기 미리 정해진 임계 값보다 작거나 같을 경우, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주파수 옵셋 보정 장치는 208단계에서 상기 RB들에 대해 측정된 주파수 옵셋 값을 사용한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주파수 옵셋 보정 장치(300)의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 주파수 옵셋 보정 장치(300)는 기지국으로부터 신호를 수신하는 이동 단말 또는 이동 단말로부터 신호를 수신하는 기지국에 각각 구비될 수 있다.
수신부(302)는 기지국으로부터 할당된 자원 블록들을 통해 신호를 수신한다. SNR 측정부(304)는 상기 수신부(302)가 수신한 신호의 SNR을 측정하여 임계 값 비교부(310)로 전달한다. RS 측정부(306)는 각 RB 단위에서 매 슬롯마다 포함된 RS들의 세기를 측정한다. 전력 값 누산부(308)는 각 RB 단위로 측정된 RS들의 세기들 중 높은 신호 세기의 값들을 제1 전력 값에 누적하고, 낮은 신호 세기의 값들을 제2 전력 값에 누적한다.
임계 값 비교부(310)는 상기 전력 값 누산부(308)에서 각 RB 단위로 모든 RB들에 대하여 누적된 제1 전력 값에 대한 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하여 그 결과를 주파수 옵셋 추정부(312)로 출력한다.
주파수 옵셋 추정부(312)는 상기 임계 값 비교부(310)로부터 출력된 비교 결과에 따라 주파수 옵셋 값을 선택적으로 생성하여 페이딩 채널 추정/보상부(314)로 출력한다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 주파수 옵셋 추정부(312)는 상기 비율이 상기 임계 값보다 클 경우, 상기 RB들에 대한 주파수 옵셋 값을 "0Hz"로 추정하여 페이딩 채널 추정/보상부(314)로 출력한다.
반면, 상기 비율이 상기 임계 값보다 작거나 같을 경우, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주파수 옵셋 추정부(312)는 상기 RB들에 대해 추정한 주파수 옵셋 값을 페이딩 채널 추정/보상부(314)로 출력한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간을 결정하기 위한 흐름도이다.
먼저, 400단계에서 주파수 옵셋 보정 장치는 주파수 옵셋 보정 시점이 도래했는지 검사한다. 상기 주파수 옵셋 보정 시점은 시스템에서 미리 정한 값이 될 수 있으며, 필요에 따라 시스템에서 알려줄 수도 있다.
상기 400단계에서 주파수 옵셋 보정 시점이 도래했다면, 주파수 옵셋 보정 장치는 402단계에서 할당된 RB들에 대해 RS들의 세기를 RB 단위로 각각 측정한다. 그리고, 404단계에서 주파수 옵셋 보정 장치는 도 2의 202단계에서와 같이 각 RB 단위로 측정된 RS들의 세기들을 누적한다.
406단계에서 주파수 옵셋 보정 장치는 상기 404단계에서 누적된 제1 전력 값에 대한 제2 전력 값에 대한 비율과 미리 정해진 임계 값(Thr(γ))을 비교한다. 408단계에서 주파수 옵셋 보정 장치는 상기 406단계의 비교 결과와 상기 400단계에서의 주파수 옵셋 보정 시점 이전에서의 제1 전력 값에 대한 제2 전력 값의 비율과 상기 임계 값과의 비교 결과를 포함하여 통계 값을 산출한다.
즉, 408단계에서 주파수 옵셋 보정 장치는 406단계에서의 비교 결과와 이전 주파수 옵셋 보정 시점까지 동안의 비교 결과에 대한 통계 값을 계산한다. 예컨대, 406단계에서 비교 결과, 비율이 임계 값보다 높았을 경우, 이전 주파수 옵셋 보정 시점까지의 누적된 제1 전력 값에 대한 제2 전력 값의 비율이 임계 값을 초과한 횟수에 1을 더하여 총 비교 횟수에 비율이 임계 값을 초과하는 횟수에 대한 통계 값을 산출한다. 만약, 현재 주파수 옵셋 보정 시점이 도래한 횟수가 10이고, 이전 주파수 옵셋 보정 시점(주파수 옵셋 보정 횟수 9회)까지 비율이 임계 값을 초과한 횟수가 7번이고, 406단계의 비교 결과 비율이 임계 값을 초과하였다면, 408단계에서의 통계 값은 0.8이 된다.
상기 408단계에서 통계 값이 산출되면, 주파수 옵셋 보정 장치는 410단계에서 상기 산출된 통계 값과 누적 구간 판단 값을 비교한다. 여기서, 누적 구간 판단 값은 미리 정해지는 값으로 여러 가지 실험을 통해 계산될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 0.6이라고 가정하겠다.
그러면, 410단계에서 주파수 옵셋 보정 장치는 상기 408단계에서 계산된 통계 값이 0.8이면, 누적 구간 판단 값인 0.6보다 크므로 현재 채널 환경은 빠른 페이딩 채널 환경이라고 판단하여 412단계에서 상기 400단계의 주파수 옵셋 보정 시점 이전에 설정된 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간을 늘린다. 여기서, 상기 412단계에서의 상기 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간은 1-탭(one-tap) IIR(Infinite Impulse Response) 필터를 이용하여 구현할 수 있다.
반면, 상기 408단계에서의 통계 값이 0.5일 경우, 주파수 옵셋 보정 장치는 410단계에서 누적 구간 판단 값이 통계 값보다 크다고 판단하여, 414단계에서 주파수 옵셋 보정 시점 이전에 설정된 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간을 줄인다. 여기서, 상기 414단계에서의 상기 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간은 one tap IIR 필터를 이용하여 구현할 수 있다. 단, 누적구간이 무한하게 늘거나 주는 경우를 방지하기 위하여 누적구간에 대한 최소 값과 최대 값을 설정하여 운용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간의 증감을 개념적으로 나타낸 도면이다.
가로축은 시간 축을 나타내며, 세로 축은 측정된 옵셋 추정을 위한 복소수 값(500)의 크기를 나타낸다. 참조번호 502는 주파수 옵셋 판정 보정 시점까지 누적된 주파수 옵셋 보정 알고리즘에 따른 누적 구간을 나타낸다.
만약, 참조번호 512시점이 미리 설정된 주파수 옵셋 보정 시점이라면, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 누적된 제1 전력 값과 누적된 제2 전력 값과의 임계 값과의 비교 결과와 상기 참조번호 512시점 이전에서의 제1 전력 값과 제2 전력 값의 비율과 상기 임계 값과의 비교 결과에 대한 통계 값에 따라 주파수 옵셋 보정 구간(502)을 증감시킨다.
도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 제2 실시 예에서는 주파수 옵셋 보정에 대한 매 시도 마다 복소수 값을 계속해서 저장해야 하기 때문에 구현상 어려움이 있을 수 있다. 실제 구현상에서는 1-탭(Tap) IIR 필터를 이용하여 유사한 기능을 수행 할 수 있다. 즉, 현재 제1 전력 값과 제2 전력 값의 비율과 상기 임계 값과의 비교 결과를 이용하여 1-탭 IIR 필터의 계수 값을 조절함으로써 누적구간을 조절하는 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다. 이때 과거의 값은 모든 수행에 대한 값을 저장하는 것이 아니라 단순히 현재 시점 이전에 1-탭 IIR 필터를 통해 누적된 하나의 복소수 값만을 저장하고 있으면 된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 주파수 옵셋 보정 장치(600)의 블록 구성도이다.
수신부(602)는 기지국으로부터 할당된 RB들을 통해 신호를 수신한다. SNR 측정부(604)는 상기 수신부(602)가 수신한 신호의 SNR을 측정하여 임계 값 비교부(610)로 전달한다. RS 측정부(606)는 각 RB 단위에서 매 슬롯마다 포함된 RS들의 세기를 측정한다. 전력 값 누산부(608)는 각 RB 단위로 측정된 RS들의 세기들 중 높은 신호 세기의 값들을 제1 전력 값에 누적하고, 낮은 신호 세기의 값들을 제2 전력 값에 누적한다.
임계 값 비교부(610)는 상기 전력 값 누산부(608)에서 각 RB 단위로 모든 RB들에 대하여 누적된 제1 전력 값에 대한 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하여 그 결과를 통계 값 산출부(612)로 출력한다.
통계 값 산출부(612)는 상기 임계 값 비교부(610)에서 출력된 결과와 현재 주파수 옵셋 보정 보정 시점 이전까지의 제1 전력 값과 제2 전력 값의 비율과 임계 값과의 비교 결과에 대한 통계 값을 산출하여 주파수 옵셋 누적 구간 결정부(614)로 출력한다.
주파수 옵셋 누적 구간 결정부(614)는 통계 값 산출부(612)로부터 출력된 통계 값과 누적 구간 판단 값을 비교하여 그 비교 결과에 따라 주파수 옵셋 누적 구간의 증감을 결정하고, 결정된 주파수 옵셋 누적 구간을 주파수 옵셋 추정부(616)로 출력한다. 그리고, 상기 결정된 주파수 옵셋 누적 구간을 입력 받은 주파수 옵셋 추정부(616)는 추정된 주파수 옵셋 값을 페이딩 채널 추정/보상부(618)로 출력한다. 페이딩 채널 추정/보상부(618)는 상기 추정된 주파수 옵셋 값을 사용하여 페이딩 채널을 추정한다.
즉, 주파수 옵셋 누적 구간 결정부(614)는 상기 현재 주파수 옵셋 보정 보정 시점에서의 통계 값 산출부(612)에서 계산된 통계 값이 미리 설정된 누적 구간 판단 값보다 크다면, RB들에 대한 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간을 늘리고, 작거나 같다면, 상기 RB들에 대한 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간을 줄인다. 그리고, 주파수 옵셋 누적 구간 결정부(614)는 상기 결정된 주파수 옵셋 보정 알고리즘의 누적 구간을 주파수 옵셋 추정부(616)로 출력하고, 주파수 옵셋 추정부(616)는 추정된 주파수 옵셋 값을 페이딩 채널 추정/보상부(618)로 출력한다.
다시 말해, 본 발명의 제2 실시 예에서 주파수 옵셋 추정부(616)는 결정된 주파수 옵셋 누적 구간을 사용하여 과거의 주파수 옵셋 추정을 위한 복소수 값들을 포함하는 최종적인 주파수 옵셋 값을 추정한 후, 이 추정된 주파수 옵셋 값을 페이딩 채널 추정/보상부(618)로 출력한다. 그러면, 페이딩 채널 추정/보상부(618)는 상기 추정된 주파수 옵셋 값을 사용하여 페이딩 채널을 추정하고, 그에 따른 페이딩 채널 보상을 수행한다.
그럼 이하에서 본 발명의 제1 실시 예와 제2 실시 예를 사용할 경우에 페이딩 채널로 인한 왜곡을 감소시키는 것을 첨부된 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예를 사용할 경우 플랫 페이딩 채널 환경하에서 300Hz 도플러 스프레드(Doppler spread)가 존재하는 채널 환경에서의 성능을 보여주는 도면이다.
도 7에서 가로 축은 신호 대 잡음비(SNR)를 나타내며, 세로 축은 평균 제곱 오차(Mean Square Error :MSE) 값을 나타낸다. 도 7에서 참조번호 700은 일반적인 페이딩 채널 추정만을 사용했을 때의 결과이며, 참조번호 702는 일반적인 페이딩 채널 추정과 주파수 옵셋 보정을 수행했을 때의 결과를 보여준다. 반면, 참조번호 704는 본 발명의 제1 실시 예를 사용했을 경우의 결과를 보여주며, 참조번호 706은 본 발명의 제2 실시 예를 사용했을 경우의 결과를 보여준다.
도 7에서 보이는 바와 같이 참조번호 702와 같이 일반적인 주파수 옵셋 보정을 단순히 적용하는 경우에는 성능 저하가 발생하는 것을 볼 수 있지만, 본 발명의 제1 실시 예를 사용하는 경우에는 참조번호 702에 비해 성능 저하가 줄어든 것을 알 수 있다. 또한 본 발명의 제2 실시 예를 사용하는 경우, 페이딩 채널 보상만 수행한 경우와 동일한 성능을 낼 수 있음을 알 수 있다. 도 7에서 참조번호 700이 참조번호 706과 같이 우수한 성능을 제공할 수 있는 이유는 도 7에서 측정한 환경이 페이딩 채널만 존재하는 경우로 가정하였기 때문이며, 실질 환경에서는 이러한 경우는 발생하기 힘들다.
도 8은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예를 사용할 경우 주파수 옵셋과 페이딩 채널이 존재하는 채널 환경하에서의 성능을 보여주는 도면이다.
도 8과 같이 주과 같이 파수 옵셋이 존재하는 환경하에서는 일반적인 페이딩 채널에 대한 추정은 주파수 옵셋을 충분히 보상하지 못하기 때문에 참조번호 800과 같이 가장 성능이 나쁘게 나타난다. 그리고, 본 발명의 제1 실시 예를 사용하는 경우에는 주파수 옵셋에 대한 영향을 정확히 보정하지 못하기 때문에 참조번호 804와 같이 다소 성능의 저하가 발행하게 되나, 본 발명의 제2 실시 예와 같이 주파수 옵셋 누적 구간을 조절할 경우에는 참조번호 802와 같은 단순한 주파수 옵셋 보상 및 채널 추정을 하는 방식보다 우수한 성능을 제공할 수 있다.
즉, 페이딩 채널과 주파수 옵셋이 존재하는 환경하에서는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 방식이 가장 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다.
도 7에서는 페이딩 채널만 존재하는 상황을 가정한 것이므로, 참조번호 700이 참조번호 706과 함께 가장 좋은 성능을 낼 수 있으나,도 8과 같은 페이딩 채널과 주파수 옵셋이 존재하는 상황일 경우에는 참조번호 800이 가장 나쁜 성능을 보임을 알 수 있다.
따라서, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에서는 페이딩 채널만 존재하거나, 주파수 옵셋만 존재하는 환경 또는 패이딩 채널과 주파수 옵셋이 모두 존재하는 환경이라도 최적의 성능을 낼 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크, 플래쉬 메모리 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시 할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체 지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 데이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다.
구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (16)

  1. 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법에 있어서,
    이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 정보를 기반으로, 적어도 두 개의 자원 블록들을 통해 송신되는 기준 신호(reference signal: RS)들의 세기를 각각 측정하는 과정과,
    상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제1자원 블록을 통해 송신되는 제1RS의 세기 값과 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제2자원 블록을 통해 송신되는 제2RS의 세기 값을 비교하는 과정과,
    상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 큰 값을 제1 전력 값에 누적하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 작은 값을 제2 전력 값에 누적하는 과정과,
    상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과에 따라 주파수 옵셋 보정을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수행하는 과정은 상기 비율이 상기 임계 값보다 클 경우, 상기 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 주파수 옵셋 값을 0 Hz로 보정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수행하는 과정은 상기 비율이 상기 임계 값보다 작거나 같을 경우, 상기 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대해 추정한 주파수 옵셋 값을 사용하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 임계 값은 수신 신호 대 잡음 비를 기반으로 결정됨을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법.
  5. 삭제
  6. 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법에 있어서,
    주파수 옵셋 보정 시점이 도래하면, 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 정보를 기반으로, 적어도 두 개의 자원 블록들을 통해 송신되는 기준 신호(reference signal: RS)들의 세기를 각각 측정하는 과정과,
    상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제1자원 블록을 통해 송신되는 제1RS의 세기 값과 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제2자원 블록을 통해 송신되는 제2RS의 세기 값을 비교하는 과정과,
    상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 큰 값을 제1 전력 값에 누적하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 작은 값을 제2 전력 값에 누적하는 과정과,
    상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과와, 상기 주파수 옵셋 보정 시점의 이전 시점에서의 제1 전력 값과 제2 전력 값의 비율과 상기 임계 값의 비교 결과를 기반으로, 주파수 옵셋 보정 구간의 길이를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 길이를 갖는 주파수 옵셋 보정 구간 동안 주파수 옵셋 값을 추정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 주파수 옵셋 보정 시점의 비교 결과와 상기 이전 시점의 비교 결과를 기반으로 통계 값을 계산하고, 상기 통계 값이 미리 설정된 누적 구간 판단 값보다 큰 지 판단하는 과정과,
    상기 통계 값이 상기 미리 설정된 누적 구간 판단 값보다 클 경우, 상기 주파수 옵셋 보정 구간의 길이를 증가시키는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 주파수 옵셋 보정 시점의 비교 결과와 상기 이전 시점의 비교 결과를 기반으로 통계 값을 계산하고, 상기 통계 값이 미리 설정된 누적 구간 판단 값보다 큰 지 판단하는 과정과,
    상기 통계 값이 상기 미리 설정된 누적 구간 판단 값보다 작거나 같을 경우, 상기 주파수 옵셋 보정 구간의 길이를 감소시키는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 방법.
  9. 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치에 있어서,
    이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 정보를 기반으로, 적어도 두 개의 자원 블록들을 통해 송신되는 기준 신호(reference signal: RS)들의 세기를 각각 측정하는 RS 측정부와,
    상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제1자원 블록을 통해 송신되는 제1RS의 세기 값과 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제2자원 블록을 통해 송신되는 제2RS의 세기 값을 비교하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 큰 값을 제1 전력 값에 누적하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 작은 값을 제2 전력 값에 누적하는 전력 값 누산부와,
    상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하는 임계 값 비교부와,
    상기 비교 결과에 따라 주파수 옵셋 값을 생성하여 출력하는 주파수 옵셋 추정부와,
    상기 출력된 주파수 옵셋 값을 사용하여 주파수 옵셋 보정을 수행하는 페이딩 채널 추정/보상부를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주파수 옵셋 추정부는 상기 비율이 상기 임계 값보다 클 경우, 상기 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 주파수 옵셋 값을 0 Hz로 보정하여 출력함을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 주파수 옵셋 추정부는 상기 비율이 상기 임계 값보다 작거나 같을 경우, 상기 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대해 추정한 주파수 옵셋 값을 출력함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 임계 값은 수신 신호 대 잡음 비로 결정됨을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치.
  13. 삭제
  14. 직교 주파수 분할 다중 접속 방식의 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치에 있어서,
    주파수 옵셋 보정 시점이 도래하면, 이동 단말에 할당된 자원 블록들에 대한 정보를 기반으로, 적어도 두 개의 자원 블록들을 통해 송신되는 기준 신호(reference signal: RS)들의 세기를 각각 측정하는 RS 측정부와,
    상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제1자원 블록을 통해 송신되는 제1RS의 세기 값과 상기 적어도 두 개의 자원 블록들 중 제2자원 블록을 통해 송신되는 제2RS의 세기 값을 비교하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 큰 값을 제1 전력 값에 누적하고, 상기 제1RS의 세기 값과 상기 제2RS의 세기 값 중 작은 값을 제2 전력 값에 누적하는 전력 값 누산부와,
    상기 누적된 제1 전력 값에 대한 상기 누적된 제2 전력 값의 비율과 임계 값을 비교하는 임계 값 비교부와,
    상기 임계 값 비교부의 비교 결과와, 상기 주파수 옵셋 보정 시점의 이전 시점에서의 제1 전력 값과 제2 전력 값의 비율과 상기 임계 값의 비교 결과를 기반으로, 주파수 옵셋 보정 구간의 길이를 결정하는 주파수 옵셋 누적 구간 결정부와,
    상기 결정된 길이를 갖는 주파수 옵셋 보정 구간 동안 주파수 옵셋 값을 추정하는 주파수 옵셋 추정부를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주파수 옵셋 보정 시점의 비교 결과와 상기 이전 시점의 비교 결과를 기반으로 통계 값을 계산하는 통계 값 산출부를 더 포함하며,
    상기 주파수 옵셋 누적 구간 결정부는 상기 통계 값이 미리 설정된 누적 구간 판단 값보다 큰 지 판단하고, 상기 통계 값이 상기 미리 설정된 누적 구간 판단 값보다 클 경우, 상기 주파수 옵셋 보정 구간의 길이를 증가시킴을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 주파수 옵셋 보정 시점의 비교 결과와 상기 이전 시점의 비교 결과를 기반으로 통계 값을 계산하는 통계 값 산출부를 더 포함하며,
    상기 주파수 옵셋 누적 구간 결정부는 상기 통계 값이 미리 설정된 누적 구간 판단 값보다 큰 지 판단하고, 상기 통계 값이 상기 미리 설정된 누적 구간 판단 값보다 작거나 같은 경우, 상기 주파수 옵셋 보정 구간의 길이를 감소시킴을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 주파수 옵셋 보정 장치.
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