KR20030085745A - 이동통신시스템에서의 잡음전력 추정방법 - Google Patents

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박지훈
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Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서의 잡음전력 추정방법에 관한 것으로서, 특히 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 잡음전력 추정성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 단말기로부터 수신된 신호를 역혼화(descrambling) 및 역확산(despreading) 처리하는 단계와, 상기 역혼화 및 역확산 처리된 신호로부터 신호전력을 계산하는 단계와, 상기 단말기로부터 수신된 신호로부터 RSSI를 계산하는 단계와, 상기 RSSI에서 상기 신호전력을 감산하는 단계와, 상기 감산결과를 확산계수로 나누는 단계를 포함하여 잡음전력을 산출하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템에서의 잡음전력 추정방법{INTERFERENCE POWER ESTIMATION METHOD IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신시스템에서의 잡음전력 추정방법에 관한 것으로서, 특히 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 잡음전력 추정성능을 향상시킨 이동통신시스템에서의 잡음전력 추정방법에 관한 것이다.
CDMA에서는 다수의 사용자가 동일한 주파수대역을 같이 사용하기 때문에 다른 사용자의 신호는 특정 사용자에게 있어서 통신의 품질을 떨어뜨리는 간섭신호가 된다.
즉, 기지국은 자신과 멀리 떨어져 있는 단말기로부터는 낮은 전력의 신호를 수신하고, 자신과 가까이 있는 단말기로부터는 높은 전력의 신호를 수신하기 때문에 여러 단말기의 신호가 겹치는 경우 기지국에서 멀리 떨어져 있는 단말기의 통신품질은 급격히 저하되게 된다.
이를 방지하기 위해 단말기와 기지국과의 거리에 상관없이 각 단말기의 신호가 기지국에 동일한 전력으로 수신될 수 있도록 하는 전력제어가 필요하게 된다.
3GPP(Generation Partnership Project)의 W-CDMA에서는 전력제어의 기준으로 신호 대 간섭 전력비(SIR, Signal-Interference Ratio)를 사용하도록 규정하고 있기 때문에, 전력제어를 위해서 간섭 또는 잡음의 전력을 추정하는 것이 필요하다.
종래의 잡음전력추정방법은 역확산(despreading) 후의 파일럿심벌(pilot symbol)만을 이용하여 잡음전력을 추정하고 있다.
도 1은 종래의 잡음전력추정방법을 나타내는 블록도이다.
단말기로부터의 신호(xi)가 무선채널을 통해 기지국에 전송되는 과정에서 잡음(ni)이 섞여서 기지국에 수신되면 역혼화/역확산부(1)에서는 신호 및 잡음 성분(xi+ni)을 역혼화(descrambling) 및 역확산(despreading)하여 x+wj를 출력한다.
여기서, xi는 입력신호 중 i번째 칩(chip)의 신호성분의 크기, ni는 입력신호 중 i번째 칩의 잡음성분의 크기, x는 역혼화 및 역확산 후의 신호성분의 크기(상수로 가정), wj는 역혼화 및 역확산 후의 j번째 심벌의 잡음성분의 크기를 나타낸다.
역혼화/역확산부(1)에서 출력된 x+wj는 신호전력연산부(2) 및 총전력연산부(3)에 각각 입력되어 소정의 연산을 통해 신호전력 및 총전력(신호전력+잡음전력)이 산출된다.
즉, 신호전력연산부(2)에서는 역혼화 및 역확산 처리된 신호 및 잡음 성분(x+wj)의 평균을 구한 다음 이를 제곱함으로써 신호전력을 산출한다.
또한, 총전력연산부(3)에서는 x+wj를 제곱하여 이것의 평균을 구함으로써 총전력을 산출한다.
상기와 같이 산출된 신호전력 및 총전력은 감산부(4)에 입력되어 총전력에서 신호전력을 감산함으로써 잡음전력을 추정하게 된다.
이를 수학식(1)으로 표현하면 다음과 같다.
상기 수학식(1)으로 표현되는 잡음전력의 평균 및 분산은 다음의 수학식(2) 및 수학식(3)으로 표현된다.
여기서, PI,1는 잡음전력의 추정값, σw 2는 심벌당 잡음의 분산, Np는 1슬롯당 파일럿심벌의 개수를 나타낸다.
그러나, 상기와 같은 종래의 잡음전력 추정방법에서는 역확산 후의 파일롯 심벌을 이용하여 잡음전력을 추정하기 때문에 큰 편차와분산이 발생하여 추정 후 별도의 보상을 행하지 않으면 정확한 잡음전력을 얻을 수 없으며 보상 후에도 신뢰성의 감소를 피할 수 없다는 문제점이 있다.
특히, 추정값의 분산이 클 경우 동일한 신호품질에 대하여 비트에러가 증가하고 시스템의 용량이 감소하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, RSSI를 이용하여 총전력을 측정하고 여기서 추정된 신호전력를 감산하여 잡음전력을 추정함으로써 추정된 잡음전력의 편차 및 분산을 감소시키는 이동통신시스템에서의 잡음전력 추정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 잡음전력 추정방법을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 의한 잡음전력 추정방법을 나타내는 블록도이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **
1, 10 : 역혼화/역확산부 2, 20 : 신호전력연산부
3 : 총전력연산부 30 : RSSI 연산부
4, 40 : 감산부 50 : 1/SF 블록
이를 위해 본 발명은 단말기로부터 수신된 신호를 역혼화 및 역확산 처리하는 단계와, 역혼화 및 역확산 처리된 신호로부터 신호전력을 계산하는 단계와, 단말기로부터 수신된 신호로부터 RSSI를 계산하는 단계와, RSSI에서 신호전력을 감산하는 단계와, 감산결과를 확산계수로 나누는 단계를 포함하여 잡음전력을 산출하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 잡음전력 추정방법을 나타내는 블록도이다.
우선 단말기로부터 송신된 신호(xi)가 잡음(ni)과 섞여 신호 및 잡음성분(xi+ni)이 기지국에 수신되면, xi+ni는 역혼화/역확산부(10)에 인가되어 역혼화 및 역확산 처리된 후 x+wj이 추출된다.
또한, xi+ni는 자동전력제어(AGC)의 총전력 측정을 위해 RSSI 연산부(30)에 인가된다.
역혼화/역확산부(10)에서 출력된 x+wj는 신호전력연산부(20)에 입력되어 신호전력이 계산된다. 신호전력은 전술한 바와 같이, 제곱의 평균을 구함으로써 얻을 수 있다.
한편, RSSI 연산부(30)에서는 수신된 신호 및 잡음 성분(xi+ni)를 이용하여 RSSI를 연산한다. RSSI를 통해 총전력이 비교적 정확하게 측정될 수 있는데 계산된 RSSI의 값은가 된다.
여기서 Ns는 1슬롯당 RSSI 계산에 사용된 샘플의 개수로서 심벌에서 임의로 샘플링된 칩의 수를 나타낸다.
신호전력연산부(20) 및 RSSI 연산부(30)에서 출력된 값은 각각 감산부(40)에 입력되고, 감산부(40)에서는 RSSI 값에서 신호전력을 감산한다.
감산부(40)에서 출력된 값은 1/SF 블록(50)에 보내져서 확산계수(SF)만큼 나누어지면 최종적으로 추정된 잡음전력이 나오게 된다.
이를 수학식(4)으로 표현하면 다음과 같다.
본 발명에 의해 추정된 잡음전력의 평균 및 분산은 다음의 수학식(5) 및 수학식(6)으로 표현된다.
여기서이다.
본 발명에 의한 잡음전력추정방법에 의해서 구해진 잡음전력의 편차는 상기한 수학식(5)에서 알 수 있는 바와 같이,이다.
이것은 종래의 잡음전력 추정방법에 비하여 편차가 확산계수(SF)만큼 감소한 것을 의미한다.
또한, 종래의 잡음전력 추정방법에서 구한 Var[PI,1]의 주요항(dominantterm)인와 본 발명의 잡음전력 추정방법에서 구한 Var[PI,2]의 주요항인와 비교해 보면, Var[PI,1]의 주요항이 약 NS/NP만큼 크다는 것을 알 수 있다.
이것은 본 발명에 의해 추정된 잡음전력의 분산이 RSSI에 사용되는 샘플의 개수에 비례하여 감소한다는 것을 의미한다.
본 발명은 기존의 RSSI 블록을 사용하여 RSSI를 구하고 여기서 신호전력을 뺌으로써 잡음전력을 추정하는데, 상기한 바와 같이 추정된 잡음전력의 편차가 확산계수(=256)만큼 감소하기 때문에 별도의 편차보상회로가 불필요하게 되며, 분산도 RSSI의 계산에 사용되는 샘플의 개수에 비례하여 감소하는 효과가 있다.
이러한 추정값의 분산감소는 전력제어 후 비트에러를 감소시켜서 시스템용량을 증가시킨다.
또한, 기존의 RSSI 블록을 사용하기 때문에 잡음전력추정에 사용되는 회로의 복잡성을 감소시키는 효과도 있다.

Claims (2)

  1. 단말기로부터 수신된 신호를 역혼화 및 역확산 처리하는 단계와,
    상기 역혼화 및 역확산 처리된 신호로부터 신호전력을 계산하는 단계와,
    상기 단말기로부터 수신된 신호로부터 RSSI를 계산하는 단계와,
    상기 RSSI에서 상기 신호전력을 감산하는 단계와,
    상기 감산결과를 확산계수로 나누는 단계를 포함하여 잡음전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 잡음전력 추정방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 잡음전력의 추정값은 다음의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 잡음전력 추정방법.
KR1020020023972A 2002-05-01 2002-05-01 이동통신시스템에서의 잡음전력 추정방법 KR20030085745A (ko)

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