KR102040396B1 - 고주파를 이용하는 신호 수신 시스템 및 이 시스템의 수신 신호 처리 방법, 및 이 시스템에 구비되는 해상도 비트 결정 장치 - Google Patents

고주파를 이용하는 신호 수신 시스템 및 이 시스템의 수신 신호 처리 방법, 및 이 시스템에 구비되는 해상도 비트 결정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템에서 전력 소모와 수신 성능을 함께 고려하여 ADC 해상도의 비트 수를 결정하는 해상도 비트 결정 장치, 및 이 장치를 구비하는 신호 수신 시스템 및 이 시스템의 수신 신호 처리 방법을 제안한다. 본 발명에 따른 장치는 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템의 수신기에 구비되는 것으로서, 파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정할 때 미리 정해진 해상도 비트들 중에서 어느 하나의 해상도 비트를 선택하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 수신기의 수신 신호 변환부들과 관련된 제1 해상도 비트값들로 결정하는 제1 해상도 비트값 결정부; 및 파일럿 신호들 이후에 수신되는 데이터 신호들을 처리할 때 수신기의 각 안테나로 입력되는 파일럿 신호들에 대한 정보를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정하는 제2 해상도 비트값 결정부를 포함한다.

Description

고주파를 이용하는 신호 수신 시스템 및 이 시스템의 수신 신호 처리 방법, 및 이 시스템에 구비되는 해상도 비트 결정 장치 {System for receiving signal using high frequency and method for processing received signal using the system, and apparatus for allocating of the number of ADC resolution bits in the system}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
주파수 자원은 무선 통신 시스템에서 가장 귀중한 자원인데, 기존의 무선 통신 시스템이 사용하고 있는 수 GHz 주파수 대역은 이미 주파수 자원이 포화 상태이다. 그래서 최근 들어 차세대 무선 통신 기술로써 밀리미터파(mmWave)를 이용하는 무선 통신 시스템, 즉 수십GHz ~ 100GHz 주파수 대역에서의 무선 통신 시스템이 많은 관심을 받고 있으며, 관련하여 많은 연구가 진행되고 있다.
그런데 무선 통신 시스템에서 밀리미터파를 이용하는 경우 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 경로 손실(path loss)에 따른 전력 손실이 매우 크고, 투과에 의한 전파 손실도 크기 때문에, 기존의 통신 시스템에 비해 해상도가 매우 낮은 ADC를 사용해야 한다.
둘째, 종래에는 다중 안테나 간의 비트 수를 복잡한 최적화 알고리즘을 통해서 결정한다. 그러나 매우 많은 수의 안테나를 대상으로 최적화 알고리즘을 매번 적용하는 것은 오버헤드(overhead)가 너무 큰 단점이 있다.
한국공개특허 제2014-0035255호 (공개일 : 2014.03.21.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템에서 전력 소모와 수신 성능을 함께 고려하여 ADC 해상도의 비트 수를 결정하는 해상도 비트 결정 장치, 및 이 장치를 구비하는 신호 수신 시스템 및 이 시스템의 수신 신호 처리 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템의 수신기에 구비되는 것으로서, 파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정할 때 미리 정해진 해상도 비트들(resolution bits) 중에서 어느 하나의 해상도 비트를 선택하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 상기 수신기의 수신 신호 변환부들과 관련된 제1 해상도 비트값들로 결정하는 제1 해상도 비트값 결정부; 및 상기 파일럿 신호들 이후에 수신되는 데이터 신호들을 처리할 때 상기 수신기의 각 안테나로 입력되는 상기 파일럿 신호들에 대한 정보를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정하는 제2 해상도 비트값 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상도 비트 결정 장치를 제안한다.
또한 본 발명은 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템에 구비되는 것으로서, 파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정할 때 미리 정해진 해상도 비트들(resolution bits) 중에서 어느 하나의 해상도 비트를 선택하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 수신 신호 변환부들과 관련된 제1 해상도 비트값들로 결정하는 제1 해상도 비트값 결정부; 및 상기 파일럿 신호들 이후에 수신되는 데이터 신호들을 처리할 때 각 안테나로 입력되는 상기 파일럿 신호들에 대한 정보를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정하는 제2 해상도 비트값 결정부를 포함하는 해상도 비트 결정 장치; 상기 제2 해상도 비트값들을 기초로 아날로그 신호 형태의 상기 데이터 신호들을 디지털 신호 형태의 상기 데이터 신호들로 변환하는 수신 신호 변환부들; 및 상기 디지털 신호 형태의 데이터 신호들을 처리하는 수신 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 시스템을 제안한다.
또한 본 발명은 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템에서 수행되는 방법으로서, 파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정할 때 미리 정해진 해상도 비트들(resolution bits) 중에서 어느 하나의 해상도 비트를 선택하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 수신 신호 변환부들과 관련된 제1 해상도 비트값들로 결정하는 단계; 상기 파일럿 신호들 이후에 수신되는 데이터 신호들을 처리할 때 각 안테나로 입력되는 상기 파일럿 신호들에 대한 정보를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정하는 단계; 상기 제2 해상도 비트값들을 기초로 아날로그 신호 형태의 상기 데이터 신호들을 디지털 신호 형태의 상기 데이터 신호들로 변환하는 단계; 및 상기 디지털 신호 형태의 데이터 신호들을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 처리 방법을 제안한다.
본 발명은 상기한 목적 달성을 위한 구성들을 통하여 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 저해상도 ADC를 이용하는 밀리미터파 무선 통신 시스템의 수신기에서 전력 효율 대비 수신 성능을 최적화할 수 있다.
둘째, 저해상도 ADC를 이용하는 밀리미터파 무선 통신 시스템의 수신기에서 수신 효율을 최대화할 수 있다.
도 1은 저해상도 ADC를 이용하는 밀리미터파 무선 통신 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밀리미터파 무선 통신 시스템에서 수신기의 내부 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 방식의 수신 효율을 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신호 수신 시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 저해상도 ADC(Analog-to-Digital Converter) 수신기를 사용하는 밀리미터파(mmWave) 무선 통신 시스템에서 ADC의 해상도 비트 수를 결정하는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 밀리미터파 무선 통신 시스템에서 주요한 문제점 중 하나인 전력 효율과 수신 성능 사이의 최적화를 고려하여 즉, 간단한 방식으로 전력 소모 대비 수신 성능을 최적화하여 수신 효율을 최대화할 수 있는 ADC의 해상도 비트 수를 결정하는 방법에 관한 것이다.
이하 도면들을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명한다.
밀리미터파 무선 통신 시스템(mmWave system)을 구현하는 데 있어서 가장 큰 문제점 중 하나는 수신단의 아날로그 회로에서 전력 소모가 매우 크다는 점이다. 밀리미터파 통신 시스템은 동작 주파수가 매우 높고, 매우 많은 개수의 수신 안테나를 사용하기 때문에 각각의 안테나의 RF 및 ADC의 전력 소모는 매우 큰 문제점 중 하나이다. 이를 해결하기 위하여, 기존의 통신 시스템에 비해 해상도가 매우 낮은 ADC를 사용하는 방식에 대한 연구가 진행되어 왔다.
도 1은 저해상도 ADC를 이용하는 밀리미터파 무선 통신 시스템의 개념도이다.
밀리미터파 무선 통신 시스템(100)은 송신 신호 처리부(111), 송신 안테나들(112a, 112b, …, 112n) 등을 포함하는 송신단(110)과 수신 안테나들(121a, 121b, …, 121n), RF 체인(RF chain)들(122a, 122b, …, 122n), ADC들(123a, 123b, …, 123n), 수신 신호 처리부(124) 등을 포함하는 수신단(120)을 포함한다.
송신단(110)에서 송신 신호 처리부(111)는 코드북 기반의 프리 코딩을 적용하여 송신 신호를 처리하는 기능을 수행한다(transmitter precoding processing). 그리고 수신단(120)에서 수신 신호 처리부(124)는 RF 체인들(122a, 122b, …, 122n)과 ADC들(123a, 123b, …, 123n)을 거쳐 입력되는 디지털 신호를 처리하는 기능을 수행한다(digital baseband processing).
그런데 수신단(120)에서 ADC들(123a, 123b, …, 123n)의 전력 소모는 ADC들(123a, 123b, …, 123n)의 해상도 비트 수에 따라 지수 함수로 증가하는데, 10 비트 이상을 사용하는 기존의 방식 대신 저해상도(1 ~ 3 비트)를 사용할 경우 수신 성능은 하락하게 되지만, 소비 전력이 지수 함수로 감소하기 때문에 전력 소모로 인한 구현 문제점을 해결할 수 있다.
ADC들(123a, 123b, …, 123n)의 해상도 비트 수를 높게 설정하면, 디지털 단에서의 수신 신호의 정확도가 높아지고 수신 성능도 향상된다. 하지만 ADC들(123a, 123b, …, 123n)의 해상도 비트 수의 증가는 전력 소모를 지수 함수로 증가시키기 때문에, 결국 수신 성능과 전력 소모 간에 트레이드 오프(trade-off) 관계가 형성된다. 따라서 소비 전력 대비 수신 성능을 최적화할 수 있는 비트 수 결정 방식은 시스템(100)의 수신 효율을 높이는 데에 있어서 매우 중요하다.
이와 관련하여, 종래의 기술들은 다중 안테나 간의 비트 수를 복잡한 최적화 알고리즘을 통해서 결정한다. 하지만 매우 많은 개수의 안테나를 대상으로 최적화 알고리즘을 매번 적용하는 것은 오버헤드(overhead)가 너무 큰 단점이 있다. 따라서 본 발명에서는 간단한 임계치 테스트(threshold test)를 통해 비트 수를 최적화하는 방식을 제안한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밀리미터파 무선 통신 시스템에서 수신기의 내부 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2에 따르면, 본 발명의 일실시예에 따른 수신기(200)는 밀리미터파 무선 통신 시스템(100)에서 수신단(120)에 구비되는 것으로서, 이득 제어부(210), 신호 변환부(220), 채널 추정부(230), 해상도 비트 수 결정부(240) 및 필터링부(250)를 포함한다.
이득 제어부(110)는 수신 신호의 이득을 자동으로 제어하는 기능을 수행한다(AGC; Automatic Gain Control). 이득 제어부(110)는 해상도 비트 수 결정부(240)에 의해 신호 변환부(220)의 해상도 비트 수가 결정되면 이 해상도 비트 수를 기초로 수신 신호의 이득을 자동으로 제어할 수 있다.
신호 변환부(220)는 이득 제어부(110)에 의해 신호 이득이 자동으로 제어된 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 신호 변환부(220)는 해상도 비트 수 결정부(240)에 의해 신호 변환부(220)의 해상도 비트 수가 결정되면 이 해상도 비트 수를 기초로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
신호 변환부(220)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 구현되어 상기한 기능을 수행한다. 본 발명에서는 밀리미터파 무선 통신 시스템의 전력 소모를 고려하여 신호 변환부(220)가 아날로그 신호를 저해상도(low resolution)의 디지털 신호로 변환시키는 기능을 수행한다.
채널 추정부(230)는 다중 경로 감쇠로 인한 신호의 크기와 위상 왜곡을 해결하기 위해 신호 변환부(220)에 의해 변환된 디지털 신호를 기초로 신호의 크기를 파악하기 위한 채널 추정(channel estimation) 기법을 수행한다.
본 발명에서 채널 추정부(230)는 해상도 비트 수 결정부(240)에 의해 결정된 신호 변환부(220)의 해상도 비트 수(bCE)를 기초로 신호의 채널을 추정할 수 있다. 채널 추정부(230)는 다음 수학식 1을 기초로 신호의 채널을 추정할 수 있다.
Figure 112018024770429-pat00001
상기에서 ~H는 채널 추정부(230)에 의해 추정되는 채널을 의미한다. H는 채널 이득(channel gain)을 의미하며, w는 채널 추정 에러를 의미한다. W는 가우시안 랜덤 변수(gaussian random variable)로 가정될 수 있다.
Qb_CE(x)는 변수(variable) x를 bCE의 비트(bit) 수의 해상도만큼 양자화(quantization)를 해주는 함수를 의미한다. 즉 Qb_CE(x)는 bCE로 채널 추정을 위한 해상도(resolution)를 설정할 때 생기는 양자화 에러(quantization error)를 의미한다.
해상도 비트 수 결정부(240)는 미리 정해진 기준에 따라 신호 변환부(220)의 해상도 비트 수를 결정하며, 채널 추정부(230)에 의해 추정된 채널에 대한 정보를 기초로 신호 변환부(220)의 해상도 비트 수를 결정하는 기능을 수행한다(resolution bit allocation).
무선 통신 시스템에서는 수신 효율을 최적화하기 위해서는 다음 두가지 방법이 이용될 수 있다.
첫째, 다음 수학식 2를 기초로 전력 효율(power efficiency)을 최적화시킨다.
Figure 112018024770429-pat00002
상기에서 bi는 i번째 안테나의 해상도 비트 수(# of resolution bits on i-th antenna)를 의미하며, P(bi)는 전력 소비량(power consumption)을 의미한다. 또한 S(bi,γ,H)는 예측되는 썸 레이트(expected sum rate)를 의미하며, γ 및 H는 각각 SNR(Signal to Noise Ratio) 및 채널 이득을 의미한다.
둘째, 전력 제한(power constraint) 하에서 다음 수학식 3을 기초로 썸 레이트(sum rate)를 최대화시킨다.
Figure 112018024770429-pat00003
상기에서 Poverall은 전체 전력 소비량(overall power consumption)을 의미한다.
그런데 밀리미터파 무선 통신 시스템(100)의 수신단(120)에서는 채널 추정과 데이터 수신 모두에 동일한 저해상도 ADC를 사용하기 때문에, 채널 추정시와 데이터 수신시 모두 수신 효율을 최적화하기 위해서는 각각 별도로 비트 수 결정 단계가 필요하다.
먼저 해상도 비트 수 결정부(240)는 채널 추정 단계에서 신호 변환부(220)의 해상도 비트 수(bCE)를 결정한다.
채널 추정 단계에서의 ADC 해상도 비트 수 결정은 적용하고자 하는 수신단의 ADC에서 사용할 수 있는 최대 비트 수를 사용하도록 한다. 일례로 밀리미터파 무선 통신 시스템(100)에서 1 ~ 3비트를 사용하는 경우, 해상도 비트 수 결정부(240)는 3비트를 ADC 해상도 비트 수로 결정할 수 있다.
채널 추정 단계에서 얻어진 정보는 추후 수신 데이터를 복호화하는 과정에서 사용되며, 이는 전체 수신 성능에 매우 큰 영향을 미치기 때문에 최대 비트 수로 설정하여 전체 수신 효율을 최대화할 수 있도록 한다.
다음으로 해상도 비트 수 결정부(240)는 데이터 신호 수신 단계에서 신호 변환부(220)의 해상도 비트 수(bi)를 결정한다.
데이터 신호 수신 단계를 위한 ADC 해상도 비트 수 결정은 채널 추정부(230)에서 얻어진 채널 정보를 바탕으로 데이터 신호의 크기에 따라 임계치 테스트(threshold test)로 정하도록 한다. 이때 다중 안테나 시스템(MIMO)의 송신단(110)에서는 전력 할당을 최적화하는 방식을 이용하여 데이터 신호의 크기가 더 높은 안테나에 더 큰 값의 비트 수를 할당하도록 한다.
임계치 테스트는 이용 가능한 ADC 해상도 비트 수들 중에서 임의의 값을 임계값(threshold)으로 적용하여 시스템의 성능을 실험하는 방법이다. 이러한 임계치 테스트에 따라 비트 수 할당에 적용되는 임계값은 전체 소비 전력 및 채널 상황을 고려하여 결정하도록 한다.
해상도 비트 수 결정부(240)는 다음 수학식 4를 기초로 각각의 안테나에 연결되는 ADC에 적합한 최적의 해상도 비트 수를 산출하여 이 값을 이득 제어부(210)와 신호 변환부(220)에 제공할 수 있다.
Figure 112018024770429-pat00004
상기에서 bCE는 채널 추정 단계에서 결정된 해상도 비트 수를 의미하며, bi는 데이터 신호 수신 단계에서 결정된 해상도 비트 수를 의미한다. 그리고 Dx는 수신 신호의 수신 성능 대비 전력 소모를 의미한다. 본래 이를 수식화하여 풀어내기 위해 non-convex problem에 대한 최적화(optimization) 알고리즘의 적용이 필요하지만, 본 발명에서는 간단한 임계치 테스트(threshold test)로 수행할 수 있다.
필터링부(250)는 해상도 비트 수 결정부(240)에 의해 해상도 비트 수가 결정되면 이 해상도 비트 수에 따라 신호 변환부(220)에 의해 변환된 디지털 신호를 필터링하는 기능을 수행한다(receiver filter). 필터링부(250)는 이를 통해 데이터를 예측하고 검출할 수 있다.
필터링부(250)는 다음 수학식 5를 기초로 상기한 기능을 수행할 수 있다.
Figure 112018024770429-pat00005
Qb_i(x)는 앞서 설명한 Qb_CE(x)와 같이 bi만큼의 해상도 비트(resolution bit) 수에 따른 양자화 에러(quantization error)를 의미한다. bi는 앞서 제안하는 알고리즘을 통해 결정된 i번째 안테나의 해상도 비트(resolution bit) 수를 의미한다. 또한 n은 수신 신호의 열 잡음을 의미하며, 가우시안 랜덤 변수로 가정될 수 있다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 방식의 수신 효율을 설명하기 위한 참고도이다.
수신 효율(energy efficiency)은 다음 수학식 6을 통해 산출할 수 있다.
Figure 112018024770429-pat00006
상기에서 수신 효율의 단위는 bit/J이다. Ptotal은 소비 전력을 의미하며, MI는 송신 신호와 수신 신호 사이의 상호 정보량(mutual information)을 의미한다.
도 3에서 (a)는 L = 1일 때의 예시이며, (b)는 L = 3일 때의 예시이다. 또한 도 3에서 (c)는 L = 5일 때의 예시이다. L은 시간에 따라 채널이 변하는 정도인 채널의 블록 길이(block length)를 의미한다.
도 3의 (a) 내지 (c)에서 도면부호 310은 비트 수를 1로 고정했을 때의 결과를 나타내며, 도면부호 320은 비트 수를 2로 고정했을 때의 결과를 나타낸다. 또한 도 3의 (a) 내지 (c)에서 도면부호 330은 비트 수를 3으로 고정했을 때의 결과를 나타내며, 도면부호 340은 본 발명에서 제안하는 방법을 따를 경우의 결과를 나타낸다.
도 3의 (a) 내지 (c)에서 볼 수 있듯이, 본 발명에서 제안하는 방법은 전체 SNR 구간에서 다른 방법들보다 가장 높은 수신 효율을 갖는 것을 확인할 수 있다.
이상 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대하여 설명하였다. 이하에서는 이러한 일실시 형태로부터 추론 가능한 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신호 수신 시스템의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다
신호 수신 시스템(400)은 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템에 구비되는 것이다. 이러한 신호 수신 시스템(400)은 기준치보다 낮은 해상도의 디지털 신호를 이용하는 밀리미터파 무선 통신 시스템에 구비될 수 있다.
도 4에 따르면, 신호 수신 시스템(400)은 해상도 비트 결정 장치(410), 수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n), 수신 신호 처리부(430), 전원부(440) 및 주제어부(450)를 포함한다.
전원부(440)는 신호 수신 시스템(400)의 각 구성에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
주제어부(450)는 신호 수신 시스템(400)의 각 구성의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행한다.
해상도 비트 결정 장치(410)는 미리 정해진 해상도 비트들(resolution bits) 중에서 어느 하나의 해상도 비트를 선택하여 수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n)과 관련된 제1 해상도 비트값들로 결정하는 기능을 수행한다. 해상도 비트 결정 장치(410)는 파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정할 때 상기한 기능을 수행할 수 있다. 해상도 비트 결정 장치(410)는 상기한 기능을 수행하기 위해 제1 해상도 비트값 결정부(411)를 구비할 수 있다. 해상도 비트 결정 장치(410)는 도 2의 해상도 비트 수 결정부(240)에 대응하는 개념이다.
해상도 비트 결정 장치(410)는 각 안테나로 입력되는 파일럿 신호들에 대한 정보를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정하는 기능도 수행한다. 해상도 비트 결정 장치(410)는 파일럿 신호들 이후에 수신되는 데이터 신호들을 처리할 때 상기한 기능을 수행할 수 있다. 해상도 비트 결정 장치(410)는 상기한 기능을 수행하기 위해 제2 해상도 비트값 결정부(412)를 구비할 수 있다.
제1 해상도 비트값 결정부(411)는 미리 정해진 해상도 비트들 중에서 가장 큰 수의 해상도 비트를 제1 해상도 비트값들로 결정할 수 있다.
제1 해상도 비트값 결정부(411)는 수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n)에 적용될 제1 해상도 비트값들을 동일한 값으로 결정할 수 있다.
제2 해상도 비트값 결정부(412)는 파일럿 신호들에 대한 정보로 파일럿 신호들의 크기를 이용할 수 있다. 제2 해상도 비트값 결정부(412)는 파일럿 신호들의 크기에 비례하여 대응되는 값으로 제2 해상도 비트값들을 결정할 수 있다.
제2 해상도 비트값 결정부(412)는 이용 가능한 해상도 비트들을 순차적으로 대입하여 각각의 수신 신호 변환부(420a, 420b, …, 420n)에 적용하기에 적합한 해상도 비트를 선택하는 임계치 테스트를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정할 수 있다.
제2 해상도 비트값 결정부(412)는 수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n)에 적용될 제2 해상도 비트값들 중 적어도 일부를 서로 다른 값으로 결정할 수 있다.
수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n)은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 것이다. 수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n)은 제2 해상도 비트값들을 기초로 아날로그 신호 형태의 데이터 신호들을 디지털 신호 형태의 데이터 신호들로 변환할 수 있다. 수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n)은 도 2의 신호 변환부(220)에 대응하는 개념이다.
수신 신호 처리부(430)는 디지털 신호 형태의 데이터 신호들을 처리하는 기능을 수행한다. 수신 신호 처리부(430)는 도 2의 필터링부(250)를 포함하는 개념이다.
신호 수신 시스템(400)은 채널 정보 추정부(460)를 더 포함할 수 있다.
채널 정보 추정부(460)는 파일럿 신호들의 채널에 대한 정보를 추정하는 기능을 수행한다. 채널 정보 추정부(460)는 제1 해상도 비트값들을 기초로 채널에 대한 정보를 추정할 수 있다. 채널 정보 추정부(460)에 의해 파일럿 신호들의 채널에 대한 정보가 추정되면, 이를 토대로 각 안테나에 연결되는 수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n)로 입력되는 파일럿 신호들의 크기를 파악할 수 있다. 제2 해상도 비트값 결정부(412)는 이 파일럿 신호들의 크기를 이용하여 제2 해상도 비트값들을 결정할 수 있다. 채널 정보 추정부(460)는 도 2의 채널 추정부(230)에 대응하는 개념이다.
다음으로 신호 수신 시스템(400)의 작동 방법(수신 신호 처리 방법)에 대하여 설명한다.
먼저 제1 해상도 비트값 결정부(411)는 파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정할 때 미리 정해진 해상도 비트들(resolution bits) 중에서 어느 하나의 해상도 비트를 선택하여 수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n)과 관련된 제1 해상도 비트값들로 결정한다(STEP A).
이후 제2 해상도 비트값 결정부(412)는 파일럿 신호들 이후에 수신되는 데이터 신호들을 처리할 때 각 안테나로 입력되는 파일럿 신호들에 대한 정보를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정한다(STEP B).
이후 수신 신호 변환부들(420a, 420b, …, 420n)은 제2 해상도 비트값들을 기초로 아날로그 신호 형태의 데이터 신호들을 디지털 신호 형태의 데이터 신호들로 변환한다(STEP C).
이후 수신 신호 처리부(430)는 디지털 신호 형태의 데이터 신호들을 처리한다(STEP D).
한편 STEP A와 STEP B 사이에, 채널 정보 추정부(460)는 제1 해상도 비트값들을 기초로 파일럿 신호들의 채널에 대한 정보를 추정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템의 수신기에 구비되는 것으로서,
    파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정할 때 미리 정해진 해상도 비트들(resolution bits) 중에서 어느 하나의 해상도 비트를 선택하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 상기 수신기의 수신 신호 변환부들과 관련된 제1 해상도 비트값들로 결정하는 제1 해상도 비트값 결정부; 및
    상기 파일럿 신호들 이후에 수신되는 데이터 신호들을 처리할 때 상기 수신기의 각 안테나로 입력되는 상기 파일럿 신호들에 대한 정보를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정하는 제2 해상도 비트값 결정부
    를 포함하되,
    상기 제1 해상도 비트값 결정부는 상기 미리 정해진 해상도 비트들 중에서 가장 큰 수의 해상도 비트를 상기 제1 해상도 비트값들로 결정하고, 상기 제2 해상도 비트값 결정부는 상기 파일럿 신호들에 대한 정보로 상기 파일럿 신호들의 크기를 이용하며, 상기 제2 해상도 비트값 결정부는 상기 파일럿 신호들의 크기에 비례하여 대응되는 값으로 상기 제2 해상도 비트값들을 결정하는 것을 특징으로 하는 해상도 비트 결정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 해상도 비트값 결정부는 이용 가능한 해상도 비트들을 순차적으로 대입하여 각각의 수신 신호 변환부에 적용하기에 적합한 해상도 비트를 선택하는 임계치 테스트를 기초로 상기 제2 해상도 비트값들을 결정하는 것을 특징으로 하는 해상도 비트 결정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 해상도 비트값 결정부는 상기 수신 신호 변환부들에 적용될 상기 제1 해상도 비트값들을 동일한 값으로 결정하며, 상기 제2 해상도 비트값 결정부는 상기 수신 신호 변환부들에 적용될 상기 제2 해상도 비트값들 중 적어도 일부를 서로 다른 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 해상도 비트 결정 장치.
  7. 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템에 구비되는 것으로서,
    파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정할 때 미리 정해진 해상도 비트들(resolution bits) 중에서 어느 하나의 해상도 비트를 선택하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 수신 신호 변환부들과 관련된 제1 해상도 비트값들로 결정하는 제1 해상도 비트값 결정부; 및 상기 파일럿 신호들 이후에 수신되는 데이터 신호들을 처리할 때 각 안테나로 입력되는 상기 파일럿 신호들에 대한 정보를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정하는 제2 해상도 비트값 결정부를 포함하는 해상도 비트 결정 장치;
    상기 제2 해상도 비트값들을 기초로 아날로그 신호 형태의 상기 데이터 신호들을 디지털 신호 형태의 상기 데이터 신호들로 변환하는 수신 신호 변환부들; 및
    상기 디지털 신호 형태의 데이터 신호들을 처리하는 수신 신호 처리부
    를 포함하되,
    상기 제1 해상도 비트값 결정부는 상기 미리 정해진 해상도 비트들 중에서 가장 큰 수의 해상도 비트를 상기 제1 해상도 비트값들로 결정하고, 상기 제2 해상도 비트값 결정부는 상기 파일럿 신호들에 대한 정보로 상기 파일럿 신호들의 크기를 이용하며, 상기 제2 해상도 비트값 결정부는 상기 파일럿 신호들의 크기에 비례하여 대응되는 값으로 상기 제2 해상도 비트값들을 결정하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 파일럿 신호들의 채널에 대한 정보를 추정하는 것으로서, 상기 제1 해상도 비트값들을 기초로 상기 채널에 대한 정보를 추정하는 채널 정보 추정부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 신호 수신 시스템은 기준치보다 낮은 해상도의 디지털 신호를 이용하는 밀리미터파 무선 통신 시스템에 구비되는 것을 특징으로 하는 신호 수신 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 해상도 비트값 결정부는 이용 가능한 해상도 비트들을 순차적으로 대입하여 각각의 수신 신호 변환부에 적용하기에 적합한 해상도 비트를 선택하는 임계치 테스트를 기초로 상기 제2 해상도 비트값들을 결정하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 시스템.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 해상도 비트값 결정부는 상기 수신 신호 변환부들에 적용될 상기 제1 해상도 비트값들을 동일한 값으로 결정하며, 상기 제2 해상도 비트값 결정부는 상기 수신 신호 변환부들에 적용될 상기 제2 해상도 비트값들 중 적어도 일부를 서로 다른 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 시스템.
  15. 고주파를 이용하는 무선 통신 시스템에서 수행되는 방법으로서,
    파일럿 신호들을 이용하여 채널을 추정할 때 미리 정해진 해상도 비트들(resolution bits) 중에서 어느 하나의 해상도 비트를 선택하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 수신 신호 변환부들과 관련된 제1 해상도 비트값들로 결정하는 단계;
    상기 파일럿 신호들 이후에 수신되는 데이터 신호들을 처리할 때 각 안테나로 입력되는 상기 파일럿 신호들에 대한 정보를 기초로 제2 해상도 비트값들을 결정하는 단계;
    상기 제2 해상도 비트값들을 기초로 아날로그 신호 형태의 상기 데이터 신호들을 디지털 신호 형태의 상기 데이터 신호들로 변환하는 단계; 및
    상기 디지털 신호 형태의 데이터 신호들을 처리하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 해상도 비트값들로 결정하는 단계는 상기 미리 정해진 해상도 비트들 중에서 가장 큰 수의 해상도 비트를 상기 제1 해상도 비트값들로 결정하고, 상기 제2 해상도 비트값들을 결정하는 단계는 상기 파일럿 신호들에 대한 정보로 상기 파일럿 신호들의 크기를 이용하며, 상기 파일럿 신호들의 크기에 비례하여 대응되는 값으로 상기 제2 해상도 비트값들을 결정하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 처리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 파일럿 신호들의 채널에 대한 정보를 추정하는 것으로서, 상기 제1 해상도 비트값들을 기초로 상기 채널에 대한 정보를 추정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 신호 처리 방법.
KR1020180028830A 2018-01-31 2018-03-12 고주파를 이용하는 신호 수신 시스템 및 이 시스템의 수신 신호 처리 방법, 및 이 시스템에 구비되는 해상도 비트 결정 장치 KR102040396B1 (ko)

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