KR20060014049A

KR20060014049A - 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서의 간섭 및 잡음 추정

Info

Publication number: KR20060014049A
Application number: KR1020057021649A
Authority: KR
Inventors: 아락 수티봉; 에이맨 파지 나귀브; 아브니쉬 아그라월
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2006-02-14
Also published as: WO2004104530A2; ES2708822T3; CN1823485B; BRPI0410256A; CN1823485A; TWI459773B; HUE042789T2; CL43761B; AU2004241441A1; IL171916A; MXPA05012531A; CA2525805C; BRPI0410256B1; WO2004104530A3; IL171916A0; US20050002324A1; JP2007500489A; IL211748A0; RU2005138861A; EP1623195B1

Abstract

다중 사용자 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템에서 잡음 및 간섭이 개별적으로 측정될 수 있다. 특정 서비스 영역 또는 셀의 모든 사용자에게 할당된 부반송파를 트래킹함으로써 주파수 호핑 다중 사용자 OFDM 시스템에서 동일 채널 간섭이 측정된다. 혼합 잡음+간섭은 부반송파가 셀 내의 어떤 사용자에게도 할당되지 않을 때마다 부반송파의 수신 전력량을 측정함으로써 결정될 수 있다. 시스템의 각 부반송파에 대한 값이 저장되며, 잡음+간섭의 값은 현재 값과 이전에 저장된 값들과의 가중 평균일 수 있다. 잡음 성분은 동기화 시스템에서 개별적으로 결정될 수 있다. 동기화 시스템에서, 시스템 내의 모든 사용자는 부반송파를 통한 방송이 주기적으로 금지될 수도 있고, 방송이 없는 주기 동안 부반송파의 수신 전력이 측정될 수 있다.

Description

직교 주파수 분할 다중화 시스템에서의 간섭 및 잡음 추정{INTERFERENCE AND NOISE ESTIMATION IN AN OFDM SYSTEM}

본 출원은 2003년 5월 14일자 제출된 미국 예비 특허 출원 60/470,724호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본원에 완전히 참조로 포함된다.

본 발명은 무선 통신 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템에서 잡음을 추정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

다양한 동작 조건에서 막대한 양의 데이터를 전송하기 위해 끊임없이 무선 통신 시스템들을 의존한다. 통신 시스템에 할당되는 주파수 스펙트럼의 양, 또는 대역폭은 흔히 정부 규제에 의해 제한된다. 따라서 소정의 통신 대역폭에서 데이터 처리량을 최적화하는데 필요한 상수가 있다.

소정의 통신 대역에서 데이터 처리량을 최적화하는데 따른 문제점은 다수의 사용자를 동시에 지원해야 하는 필요성에 의해 배가된다. 사용자들은 각각 다른 통신 요구들을 가질 수 있다. 어떤 사용자는 음성 신호들과 같은 저속 신호들을 전송하고 있는 한편, 어떤 사용자는 비디오와 같은 고속 데이터 신호들을 전송하고 있을 수도 있다. 통신 시스템은 통신 대역을 효율적으로 이용하여 다수의 사용자 를 지원하는 특별한 방법을 구현할 수 있다.

무선 통신 시스템들은 여러 가지 다른 방법들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 주파수 분할 다중 접속(FDMA), 시분할 다중 접속(TDMA), 코드 분할 다중 접속(CDMA) 및 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)가 무선 통신 시스템들에 이용된다. 각각의 다른 통신 시스템들은 특별한 시스템 양상들에 관련된 장단점을 갖는다.

도 1은 통상적인 OFDM 시스템에서 신호들의 주파수-시간 표현이다. OFDM 시스템은 할당된 주파수 스펙트럼(120)을 갖는다. 할당된 주파수 스펙트럼(120)은 다중 반송파, 예를 들어 반송파(130a-130d 및 132a-132d)로 분할된다. OFDM 시스템의 다중 반송파는 부반송파라고도 한다. 각각의 부반송파, 예를 들어 부반송파(130a)는 저속 데이터 스트림에 의해 변조된다. 추가로, 시스템 명이 암시하는 바와 같이, 각각의 부반송파, 예를 들어 부반송파(130a)는 다른 모든 부반송파, 예를 들어 부반송파(130b-130d 및 132a-132d)에 대해 직교한다.

부반송파, 예를 들어 부반송파(130a-130d)는 부반송파를 온(on)과 오프(off)로 게이트 제어함으로써 서로 직교하도록 구성될 수 있다. 직사각형 윈도우를 사용하여 온 및 오프로 게이트 제어되는 부반송파, 예를 들어 부반송파(130a)는 (sin(x))/x 형상의 주파수 스펙트럼을 생성한다. 부반송파, 예를 들어 부반송파(130a 및 130b)의 직사각형 게이팅(gating) 구간 및 주파수 스페이싱(spacing)은 변조된 제 1 부반송파(130a)의 스펙트럼이 다른 부반송파, 예를 들어 부반송파(130b-130d)의 중심 주파수에서 널(null)이 되도록 선택될 수 있다.

OFDM 시스템은 부반송파의 일부를 각 사용자에게 할당함으로써 다수의 사용 자를 지원하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 사용자에게는 제 1 부반송파 세트(130a-130d)가 할당되고, 제 2 사용자에게는 제 2 부반송파 세트(132a-132d)가 할당될 수 있다. 사용자들에게 할당된 부반송파의 수는 동일한 필요가 없고, 부반송파는 연속 대역에 있을 필요가 없다.

따라서 시간 영역에서 다수의 OFDM 심벌(110a-110n)이 전송되어, 직교하는 부반송파들(130a-130d, 132a-132d)의 주파수 스펙트럼이 된다. 각각의 부반송파, 예를 들어 부반송파(130a)는 개별적으로 변조된다. 개별 통신 링크에 하나 이상의 부반송파(130a-130d)가 할당될 수 있다. 추가로, 특정 사용자에게 할당된 다수의 부반송파는 시간에 따라 변경될 수도 있다.

따라서 OFDM은 상당수의 사용자를 지원하는 셀룰러 통신 시스템들과 같은 무선 통신 시스템들에 구현될 수 있는 무선 채널들을 통한 고속 데이터 전송에 유망한 다중화 기술이다. 그러나 셀룰러 시스템들은 스펙트럼 이용 효율을 향상시키기 위한 주파수 재사용 개념을 이용한다. 주파수 재사용은 동일 채널 간섭(CCI)을 일으키고, 이는 이러한 시스템들에서 성능을 떨어뜨리는 주요한 소스이다. 상술한 바와 같이, 모든 부반송파가 직교하기 때문에 OFDM 시스템의 동일 셀 또는 섹터 내의 모든 사용자가 서로 직교한다. 따라서 동일 셀 또는 섹터 내에서 다수의 부반송파는 실질적으로 서로 간섭을 일으키지 않는다. 그러나 인접 셀들 또는 섹터들은 주파수 재사용 때문에 동일한 주파수 공간을 사용할 수 있다. 그러므로 OFDM 시스템에서 다른 셀들 또는 섹터들에 있는 사용자들이 간섭의 소스이며, 인접하는 셀들 또는 섹터들에 대해 CCI의 주요 소스를 생성한다.

OFDM 무선 통신 수신기에서 CCI의 레벨을 결정할 수 있는 것이 바람직하다. 두 가지 주요 이유로 수신기에 CCI의 레벨이 필요하다. 수신기는 송신기에 의해 폐쇄 전력 제어 루프로 동작할 수 있으며, 특정 성능에 요구되는 신호대 간섭+잡음 비(SNIR)를 유지하기 위해 CCI의 레벨을 알아 각각의 부반송파로 전송되는 전력 레벨을 조정할 필요가 있다. 또한, 수신기는 채널 디코더의 동작에 이용되는 반송파대 간섭(C/I) 또는 SINR 값들에 대한 CCI의 추정을 필요로 한다.

OFDM 시스템에서 잡음 추정치를 결정하는 방법 및 장치가 개시된다. 잡음 추정치는 할당되지 않은 부반송파 주파수 대역에서 수신 전력을 검출함으로써 결정될 수 있다. 할당되지 않은 부반송파 주파수 대역이 국소적 미할당 부반송파에 대응한다면, 수신 전력은 부반송파 주파수 대역에서 잡음+간섭의 추정치를 나타낸다. 할당되지 않은 부반송파 주파수 대역이 시스템 전역 미할당 부반송파에 대응한다면, 수신 전력은 부반송파 주파수 대역의 잡음 플로어의 추정치를 나타낸다.

한 양상에 있어서, 본 발명은 OFDM 심벌들을 수신하고 할당되지 않은 부반송파 주파수 대역에서 수신 전력을 검출하는 것을 포함하는 잡음 추정치 결정 방법이다. 다른 양상에 있어서, 본 발명은 무선 셀룰러 통신 시스템에서 OFDM 심벌들을 수신하는 것을 포함하는 잡음 추정치 결정 방법이며, 심벌들은 심벌 주기에 대응한다. 이 방법은 심벌 주기 동안 미할당 부반송파들을 결정하고, 미할당 부반송파 주파수 대역들의 신호들의 수신 전력을 결정하는 것을 포함한다. 전력은 메모리에 저장되고 미리 저장된 값들과 평균화되어 잡음 추정치를 생성한다.

다른 양상에 있어서, 본 발명은 OFDM 시스템에서 잡음을 추정하는 장치이다. 이 장치는 OFDM 심벌들을 무선으로 수신하도록 구성된 수신기 및 이 수신기에 의해 수신된 신호들의 수신 전력을 검출하도록 구성된 검출기를 포함한다. 프로세서가 장치에 포함되어 심벌 주기에 미할당 부반송파들을 결정하고 수신 전력 레벨들에 적어도 부분적으로 기초하여 잡음 추정치를 결정한다.

본 발명의 상술한 양상들 및 다른 양상들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면을 검토하면 명백해질 것이다. 도면에서 동일하거나 기능적으로 등가인 엘리먼트들은 동일한 참조 부호로 식별한다.

도 1은 통상적인 OFDM 시스템의 기능적 주파수-시간 표현이다.

도 2는 셀룰러 환경에 구현된 OFDM 시스템의 기능 블록도이다.

도 3은 OFDM 송신기의 기능 블록도이다.

도 4a-4b는 OFDM 수신기의 기능 블록도이다.

도 5는 OFDM 주파수 대역 일부의 스펙트럼도이다.

도 6은 OFDM 시스템에서 잡음 및 간섭을 결정하는 방법의 흐름도이다.

부반송파 잡음 및 간섭 검출을 포함하는 수신기들을 갖는 셀룰러 OFDM 무선 통신 시스템(200)의 기능 블록도가 도 2에 도시된다. OFDM 시스템(200)은 다수의 단말(220a-220o)에 대한 통신을 제공하는 다수의 기지국(210a-201g)을 포함한다. 기지국, 예를 들어 기지국(210a)은 단말들, 예를 들어 단말(220a)과의 통신에 사용 되는 고정 기지국일 수 있으며, 이는 액세스 포인트, 노드 B 또는 다른 어떤 기술이라고도 할 수 있다.

여러 단말(220a-220o)이 OFDM 시스템(200) 전반으로 분산될 수 있으며, 각각의 단말은 예를 들어 단말(220k)은 고정될 수도 있고, 예를 들어 단말(220b)은 움직일 수도 있다. 단말, 예를 들어 단말(220a)은 이동국, 원격국, 사용자 장치(UE), 액세스 단말 또는 다른 어떤 기술이라고도 할 수 있다. 각 단말, 예를 들어 단말(220a)은 어떤 소정의 순간에 하나 또는 가능하면 다수의 기지국과 다운링크 및/또는 업링크로 통신할 수 있다. 각각의 단말, 예를 들어 단말(220m)은 하나 이상의 기지국과의 통신을 가능하게 하는 OFDM 송신기(300m) 및 OFDM 수신기(400m)를 포함할 수 있다. OFDM 송신기(300m) 및 OFDM 수신기(400m)의 실시예들은 도 3 및 도 4에서 더욱 상세히 설명한다. 도 2에서, 단말(220a-220o)은 기지국(210a-210g)으로부터 예를 들어 파일럿, 시그널링 및 사용자 지정 데이터 전송을 수신할 수 있다.

OFDM 시스템(200)에서 각 기지국, 예를 들어 기지국(210a)은 특정 지역적 범위에 대한 커버리지, 예를 들어 202a를 제공한다. 각 기지국의 커버리지 영역은 통상적으로 여러 가지 요인(예를 들어, 지형, 장애물 등)에 좌우되지만, 간결성을 위해 흔히 도 2에 나타낸 바와 같이 이상적인 육각형으로 나타낸다. 기지국 및/또는 기지국의 커버리지 영역은 용어가 사용되는 상황에 따라 흔히 "셀"이라고도 한다.

용량을 증가시키기 위해, 각 지지국, 예를 들어 기지국(210a)의 커버리지 영 역은 다수의 섹터로 분할될 수 있다. 각 셀이 3개의 섹터로 분할되면, 섹터 분할된 셀의 각 섹터는 셀의 1/3을 나타내는 이상적인 120° 웨지(wedge)로 나타난다. 각 섹터는 해당 송수신 기지국 서브시스템(BTS), 예를 들어 BTS(212d)에 의해 서비스된다. BTS(212d)는 OFDM 송신기(300d) 및 OFDM 수신기(400d)를 포함하며, 각각 도 3 및 도 4에서 더욱 상세히 설명한다. 섹터 분할된 셀의 경우, 그 셀에 대한 기지국은 흔히 그 셀의 섹터들에 서비스하는 모든 BTS를 포함한다. "섹터"라는 용어는 흔히 용어가 사용되는 상황에 따라 BTS 및/또는 그 커버리지 영역을 말하는데 사용된다.

뒤에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 각 기지국, 예를 들어 기지국(210a)은 통상적으로 단말, 예를 들어 단말(520a)에 대해 순방향 링크라고도 하는 다운링크 통신을 제공하도록 구성된 송신기를 구현한다. 추가로, 각 기지국, 예를 들어 기지국(210a)은 또한 단말, 예를 들어 단말(520a)로부터 역방향 링크라고도 하는 업링크 통신을 수신하도록 구성된 수신기를 구현한다.

다운링크 방향으로 기지국 송신기는 신호 소스로부터 신호를 수신하며, 신호 소스는 공중 전화 교환망(PSTN)일 수도 있고 다른 신호 소스일 수도 있다. 이어서 기지국은 신호를 하나 이상의 단말에 전송될 OFDM 신호로 변환한다. 기지국 송신기는 신호를 디지털화하고, 신호를 여러 병렬 신호들로 다중화하여, 병렬 신호 경로들의 개수에 대응하는 미리 결정된 개수의 부반송파를 변조할 수 있다. 부반송파의 수는 일정할 수도 있고 변화할 수도 있다. 추가로, 부반송파들은 서로 인접하여 연속하는 주파수 대역을 형성할 수도 있고 서로 흩어져 다수의 개별 주파수 대역을 차지할 수도 있다. 기지국은 일정한 개수의 부반송파의 경우와 같이 일정하거나, 의사 랜덤 또는 랜덤한 방법으로 부반송파를 할당할 수 있다. 기지국 송신기는 아날로그 또는 무선 주파수(RF) 부분을 포함하여 OFDM 기저 대역 신호들을 원하는 전송 주파수 대역으로 변환할 수도 있다.

OFDM 시스템(200)에서는 모든 셀에서 주파수 재사용이 일어날 수 있다. 즉, 제 1 셀, 예를 들어 셀(202d)에서 제 1 기지국, 예를 들어 기지국(210d)에 의해 사용되는 업링크 및 다운링크 주파수는 인접한 셀들(202a-c, 202e-g)의 기지국(210a-c, 210e-g)에 의해 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 각 기지국 송신기는 이웃하는 수신기들, 이 경우에는 이웃하는 단말 수신기들이 겪는 동일 채널 간섭(CCI)의 원인이 된다. 예를 들어, 제 1 기지국(210f)의 송신기는 제 1 기지국(210f)과 통신하지 않고 있는 인접하는 셀들(202c, 202d)의 단말(220e, 220g)의 CCI에 대한 원인이 된다. 이웃하는 단말들이 겪는 CCI를 최소화하는데 도움이 되도록, 기지국 송신기는 폐쇄 루프 전력 제어 시스템의 일부일 수 있다.

셀 밖에 있는 단말들이 겪는 CCI의 양을 최소화하는데 도움이 되도록, 기지국 송신기는 기지국(210f)과 통신하는 각 단말(220m, 220l)에 전송하는 RF 전력을 최소화할 수 있다. 기지국 송신기는 각 부반송파 대역의 잡음 레벨 결정 및 단말에 의해 전송되고 기지국 수신기에 의해 수신되는 전력 제어 신호에 부분적으로 기반하여 송신 전력을 조정할 수 있다.

기지국, 예를 들어 기지국(210b)은 미리 결정된 품질의 서비스가 단말들, 예를 들어 단말(220b-d)에 유지되도록 각 부반송파에 대해 미리 결정된 SINR 또는 C/I 값을 유지하고자 할 수 있다. 미리 결정된 값보다 큰 SINR 또는 C/I는 단말, 예를 들어 단말(220b)에 제공되는 서비스 품질에 거의 기여하지 않지만, 인접한 모든 셀들(202a, 202d, 202e)의 CCI를 증가시키게 된다. 반대로, 미리 결정된 레벨 이하의 SINR 또는 C/I 값은 단말(220b)이 받는 서비스 품질을 크게 떨어뜨릴 수 있다.

기지국 수신기는 전송 신호의 SINR 또는 C/I를 설정하는 전력 제어 루프의 일부에 따라 각 부반송파 대역의 잡음 및 간섭 레벨을 측정할 수 있다. 기지국 수신기는 각 부반송파 대역의 잡음 및 간섭 레벨을 측정하고 레벨을 저장한다. 통신 링크에 부반송파가 할당될 때, 기지국 송신기는 각 부반송파에 할당하는 전력을 결정하는데 있어서 잡음 및 간섭 레벨을 검사한다. 따라서 기지국 송신기는 다른 셀들의 단말들이 겪는 CCI를 최소화하는 각 부반송파에 대해 미리 결정된 SINR 또는 C/I를 유지할 수 있다.

다른 실시예에서, 단말, 예를 들어 단말(220i)은 미리 결정된 품질의 서비스를 달성하는데 필요한 최소 수신 SINR 또는 C/I를 유지하고자 할 수 있다. 수신 SINR 또는 C/I가 미리 결정된 레벨 이상이면, 단말(220i)은 기지국(210f)에 신호를 전송하여 전송 신호 전력의 감소를 기지국(210f)에 요청할 수 있다. 대안으로, 수신 SINR 또는 C/I가 미리 결정된 레벨 이하이면, 단말(220i)은 기지국(210f)에 신호를 전송하여 전송 신호 전력의 증가를 기지국(210f)에 요청할 수 있다. 이와 같이 임의의 소정 단말에 전송된 전력을 최소화함으로써 인접한 셀들의 단말들이 겪는 CCI의 양을 최소화한다.

도 3은 예를 들어 송수신 기지국 또는 단말에 통합될 수 있는 OFDM 송신기(00)의 기능 블록도이다. OFDM 송신기(300)의 기능 블록도는 기저 대역 섹션을 포함하여, 송신기의 기저 대역부를 상세히 설명하며, 송신기(300)에 포함되지 않을 수도 있는 신호 처리, 소스 인터페이스 또는 RF 섹션은 나타내지 않는다.

OFDM 송신기(300)는 하나 이상의 데이터 스트림에 대응하는 하나 이상의 소스(302)를 포함한다. OFDM 송신기(300)가 기지국 송신기일 때, 소스(302)는 PSTN 네트워크와 같은 외부 네트워크로부터의 데이터 스트림들을 포함할 수 있다. 각각의 데이터 스트림은 개별 단말들에 예정될 수도 있다. 소스(302)에 의해 제공되는 데이터는 다수의 병렬 데이터 스트림, 직렬 데이터 스트림, 다중화된 데이터 스트림, 또는 데이터 스트림들의 조합일 수 있다. 소스(302)는 변조기(310)에 데이터를 제공한다. 변조기(310)는 입력 소스들을 처리하고 변조한다. 변조기(310)는 공지되어 있는 바와 같이 인터리빙, 인코딩, 그룹화 및 변조를 수행하는 기능 블록들을 포함할 수 있다. 변조기(310)는 특정한 유형의 인터리빙을 수행하는데 한정되지 않는다. 예를 들어, 변조기는 각 단말에 대한 소스 데이터를 개별적으로 블록 인터리빙할 수 있다.

변조기(310)는 인코딩을 수행하도록 구성될 수도 있다. 또한, 송신기(300)는 특정한 유형의 인코딩에 한정되지 않는다. 예를 들어, 변조기(310)는 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 인코딩 또는 컨볼루션 인코딩을 수행할 수도 있다. 인코딩 레이트는 일정할 수도 있고, 단말에 대한 통신 링크에 할당된 부반송파의 개수에 따라 달라질 수도 있다. 예를 들어, 변조기(310)는 제 1 개수의 부반송파가 단말에 할당될 때 1/2 레이트 인코더로 컨볼루션 인코딩을 수행할 수 있고, 제 2 개수의 부반송파가 단말에 할당될 때 1/3 레이트로 컨볼루션을 수행하도록 제어될 수 있다. 다른 예에서, 변조기는 단말에 할당된 부반송파의 개수에 따라 달라지는 레이트로 리드-솔로몬 인코딩을 수행할 수 있다.

변조기(310)는 미리 결정된 형식을 이용하여 데이터를 변조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 변조기(310)는 직교 진폭 변조(QAM), 직교 위상 시프트 키잉(QPSK), 이진 위상 시프트 키잉(BPSK) 또는 다른 어떤 변조 형식을 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 변조기(310)는 부반송파를 변조하기 위한 형식으로 데이터를 처리할 수 있다.

변조기(310)는 또한 증폭기 또는 이득 스테이지를 포함하여 부반송파들에 할당된 데이터 심벌들의 진폭을 조정할 수 있다. 변조기(310)는 부반송파 대역폭의 잡음 및 간섭에 적어도 부분적으로 의지하여 각 부반송파에 대한 이득과 함께, 부반송파 기준으로 증폭기들의 이득을 조정할 수 있다.

변조기(310)의 출력은 1:N 멀티플렉서(320)에 연결되며, N은 통신 시스템의 송신 링크에 사용되는 부반송파의 최대 개수를 나타낸다. 멀티플렉서(320)는 변조기(310)로부터 직렬 데이터를 수신하고 이를 병렬 형식으로 변환하여 다수의 부반송파와 인터페이스 접속하기 때문에 “직렬-병렬 변환기”라고도 할 수 있다.

부반송파 할당 모듈(312)은 변조기(310) 및 멀티플렉서(320)를 제어한다. 소스 데이터를 지원하는데 사용되는 부반송파의 개수는 통신 시스템의 송신 링크에 사용되는 부반송파의 최대 개수보다 적을 수 있으며, 통상적으로는 적다. 특정 통 신 링크에 할당된 부반송파의 개수는 시간에 따라 변할 수 있다. 추가로, 특정 통신 링크에 할당된 부반송파의 개수가 그대로 동일하더라도, 부반송파들의 식별자는 시간에 따라 변할 수 있다.

부반송파들은 통신 링크들에 랜덤하거나 의사 랜덤하게 할당될 수 있다. 부반송파들의 식별자는 변할 수 있기 때문에, 통신 링크가 차지하는 주파수 대역들은 시간에 따라 변할 수 있다. 통신 시스템은 미리 결정된 주파수 호핑(hopping) 방법을 구현하는 주파수 호핑 시스템일 수 있다.

부반송파 할당 모듈(312)은 주파수 호핑 방법을 구현할 수 있고, 사용되는 부반송파 세트 및 통신 링크들에 할당되는 부반송파 세트를 트래킹(tracking) 할 수 있다. 예를 들어, 3개의 순방향 링크 신호를 갖는 기지국에서, 부반송파 할당 모듈(312)은 제 1 부반송파 세트를 제 1 통신 링크에 할당하고, 제 2 부반송파 세트를 제 2 통신 링크에 할당하고, 제 3 부반송파 세트를 제 3 통신 링크에 할당할 수 있다. 각 세트에서 부반송파들의 개수는 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 부반송파 할당 모듈(312)은 통신 링크들에 할당된 부반송파들의 개수 및 아이들(idle) 하며 통신 링크에 대해 할당 가능한 부반송파들의 개수를 트래킹할 수 있다.

부반송파 할당 모듈(312)은 변조기(310)를 제어하여 원하는 인코딩, 및 할당된 부반송파 세트를 지원하는데 필요한 변조를 제공한다. 추가로, 부반송파 할당 모듈(312)은 변조기(310)로부터의 데이터가 할당된 부반송파에 대응하는 멀티플렉서 채널에 제공되도록 멀티플렉서(320)를 제어한다. 이와 같이 부반송파 할당 모 듈(312)은 특정 통신 링크에 할당된 부반송파들의 식별자 및 개수를 제어한다. 또한, 부반송파 할당 모듈(312)은 아이들하며 통신 링크에 할당될 수 있는 부반송파들의 식별자를 트래킹 한다.

멀티플렉서(320)의 출력은 고속 역푸리에 변환 모듈(IFFT;330)에 연결된다. 총 부반송파 개수와 같거나 더 큰 폭을 갖는 병렬 버스(322)가 멀티플렉서(320)로부터의 병렬 출력을 IFFT 모듈(330)에 연결한다.

푸리에 변환은 시간 영역에서 주파수 영역으로의 매핑을 수행한다. 따라서 역푸리에 변환은 주파수 영역에서 시간 영역으로의 매핑을 수행한다. IFFT 모듈(330)은 변조된 부반송파들을 시간 영역 신호로 변환한다. 푸리에 변환 특성들은 부반송파 신호들이 균일한 간격을 가지며 서로 직교할 수 있게 한다.

IFFT 모듈(330)로부터의 병렬 출력은 다른 병렬 버스(332)를 이용하여 디멀티플렉서(340)에 연결된다. 디멀티플렉서(340)는 병렬 변조된 데이터 스트림을 직렬 스트림으로 변환한다. 디멀티플렉서(340)의 출력은 보호 대역 발생기(도시 생략)에 연결되어 디지털-아날로그 변환기(DAC)(도시 생략)에 연결될 수 있다. 보호 대역 발생기는 연속하는 OFDM 심벌들 사이에 시간 간격을 삽입하여 통신 링크의 다중 경로로 인한 심벌간 간섭의 영향을 최소화한다. DAC의 출력은 OFDM 신호를 원하는 전송 주파수 대역으로 상향 변환하는 RF 송신기(도시 생략)에 연결될 수 있다.

도 4a-4b는 OFDM 수신기(400) 실시예의 기능 블록도이다. OFDM 수신기(400)는 기지국이나 이동국과 같은 단말에 구현될 수 있다. 도 4a의 OFDM 수신기(400) 는 주로 디지털 영역에 잡음 추정기를 구현하는 한편, 도 4b의 OFDM 수신기는 주로 아날로그 영역에 잡음 추정기를 구현한다.

도 4a의 OFDM 수신기(400)는 상보형 OFDM 송신기에 의해 전송되는 RF 신호들을 안테나(402)에서 수신한다. 안테나(420)의 출력은 수신된 OFDM 신호를 필터링하고, 증폭하고, 기저 대역으로 하향 변환할 수 있다.

수신기(410)로부터의 기저 대역 출력은 송신기에서 OFDM 심벌들 사이에 삽입된 보호 구간을 제거하도록 구성된 보호 구간 제거 모듈(420)에 연결된다. 보호 구간 제거 모듈(420)의 출력은 아날로그 기저 대역 신호를 디지털 표현으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC;422)에 연결된다. ADC(422)의 출력은 직렬 기저 대역 신호를 N개의 병렬 데이터 경로로 변환하는 멀티플렉서(424)에 연결된다. N은 OFDM 부반송파의 총 개수를 나타낸다. 각 병렬 데이터 경로의 심벌들은 OFDM 신호의 게이트 시간 영역 심벌들을 나타낸다.

병렬 데이터 경로들은 고속 푸리에 변환(FFT) 모듈(430)의 입력에 연결된다. FFT 모듈(430)은 게이트 시간 영역 신호들을 주파수 영역 신호들로 변환한다. FFT 모듈(430)로부터의 각 출력은 변조된 부반송파를 나타낸다.

FFT 모듈(430)로부터의 병렬 출력은 OFDM 부반송파들을 복조하는 복조기(440)에 연결된다. 복조기(440)는 수신기(400)에 의해 수신되는 부반송파들의 서브셋만을 복조하도록 구성될 수도 있고, 모든 부반송파에 대응하는 FFT 모듈(430)로부터의 모든 출력을 복조하도록 구성될 수도 있다. 복조기(440) 출력은 단일 심벌일 수도 있고 다수의 심벌일 수도 있다. 예를 들어, 부반송파가 직교 변조되면, 복조기(440)는 복조된 심벌의 동상 및 직교 신호 성분을 출력할 수 있다.

복조기(440)의 출력은 검출기(450)에 연결된다. 검출기(450)는 각 부반송파 주파수 대역에서 수신 전력을 검출하도록 구성된다. 검출기(450)는 수신 전력과 상관하는 복조된 부반송파 신호의, 예를 들어 전력, 진폭, 크기의 제곱, 크기 등 또는 다른 어떤 표현을 검출하거나, 그렇지 않으면 결정함으로써 수신 전력을 검출할 수 있다. 예를 들어, 직교 변조된 신호의 크기 제곱은 동상 및 직교 신호 성분들의 제곱을 합함으로써 결정될 수 있다. 검출기(450)는 다수의 검출기를 포함할 수도 있고, 다음 복조된 심벌의 발생 이전에 원하는 부반송파 신호들의 검출 값을 결정하는 단일 검출기를 포함할 수도 있다.

프로세서(460)는 프로세서 판독 가능 명령들을 포함하는 메모리(470)와 인터페이스 접속한다. 메모리(470)는 또한 검출된 부반송파 잡음 값들을 저장 및 갱신하는데 사용되는 재판독 가능 저장 위치를 포함할 수 있다.

특정 통신 링크에 할당된 부반송파들은 각 심벌 경계에서 변경될 수 있다. 수신기(400)에 대한 통신 링크에 할당된 부반송파를 식별하는 주파수 호핑 시퀀스 또는 주파수 호핑 정보 또한 메모리(470)에 저장될 수 있다. 프로세서(460)는 주파수 호핑 정보를 사용하여 FFT 모듈(430), 복조기(440) 및 검출기(450)의 성능을 최적화한다. 따라서 프로세서(460)는 주파수 호핑 시퀀스 또는 다른 주파수 호핑 정보를 사용하여 어떤 부반송파가 통신 링크에 할당되고 어떤 부반송파가 아이들 한지를 식별할 수 있다.

예를 들어, 수신기(400)에 대한 통신 링크에 부반송파의 총 개수보다 적게 할당되면, 프로세서(460)는 FFT 모듈(430)을 제어하여 할당된 부반송파들에 대응하는 FFT 출력 신호들만을 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서(460)는 FFT 모듈(430)을 제어하여 수신기에 대한 통신 링크에 할당된 부반송파에 대응하는 출력 신호들과 아이들 하며 어떤 통신 링크에도 할당되지 않은 부반송파에 대응하는 출력들을 더한 것을 결정할 수 있다. 프로세서(460)는 결정에 필요한 FFT 출력 신호들의 수를 감소시킴으로써 FFT 모듈(430)에 대한 일부 부하를 경감시킬 수 있다.

프로세서(460)는 복조기(440)를 제어하여, FFT 모듈(430)이 출력 신호를 제공하는 신호들만을 복조할 수도 있다. 추가로, 프로세서(460)는 검출기(450)를 제어하여, 아이들 하거나 할당되지 않은 부반송파들에 대응하는 부반송파 신호들만을 검출할 수도 있다. 검출기(450)는 할당되지 않은 부반송파들의 잡음 레벨을 검출하는데 한정될 수 있기 때문에, 검출기(450)는 복조기보다 전에 신호들을 검출하도록 구성될 수 있다. 그러나 복조기(440) 뒤에 검출기(450)를 배치하는 것은 검출기(450)에 의해 검출된 잡음이 그 부반송파에 있는 심벌들이 겪는 동일한 신호 처리를 겪게 되기 때문에 유리할 수 있다. 따라서 복조된 잡음들이 겪는 신호 처리의 통계적 특성들은 복조된 심벌들이 겪는 통계적 특성과 비슷할 것이다.

프로세서(460)는 부반송파가 통신 링크에 할당되지 않을 때마다 부반송파에서 복조된 잡음의 전력을 검출함으로써 부반송파의 잡음을 트래킹할 수 있다. 할당되지 않은 부반송파의 검출된 전력은 그 부반송파 대역에서 간섭+잡음의 전력을 나타낸다. 프로세서는 메모리(470)에서 부반송파에 대응하는 메모리 위치에 검출된 전력을 저장할 수 있다. 주파수 호핑 OFDM 시스템에서, 할당되지 않은 부반송 파들의 식별자는 시간에 따라 변할 수도 있고, 각 심벌 경계에서 변할 수도 있다.

프로세서(460)는 개별적인 메모리 위치에 제 1 부반송파에 대한 다수의 검출된 전력 측정치를 저장할 수 있다. 프로세서(460)는 미리 결정된 개수의 검출된 전력 측정치를 평균화할 수 있다. 대안으로, 프로세서(460)는 검출된 전력 측정치의 수명에 부분적으로 의존하는 인자로 저장된 각 검출 전력 측정치를 가중함으로써 잡음 및 간섭의 가중 평균을 연산할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로세서(460)는 메모리(470)에서 해당 위치에 검출된 잡음 및 간섭 전력을 저장할 수 있다. 프로세서(460)는 저장된 잡음 및 간섭 값을 제 1 양으로 가중하고 새로 검출된 전력을 제 2 양으로 가중하여 합을 부반송파에 대응하는 메모리 위치에 저장함으로써 특정 부반송파에 대한 잡음 및 간섭 값을 갱신할 수 있다. 대안적인 갱신 방법을 이용하면, N개의 부반송파 잡음 및 간섭 추정치를 저장하는데 N개의 저장 위치만이 필요하다. 부반송파들에 대한 잡음 및 간섭 값을 저장 및 갱신하는 다른 방법이 이용될 수 있음을 알 수 있다.

할당되지 않은 부반송파에 대한 검출 전력은 간섭 소스들이 주파수 대역에 방송되는 한 그 부반송파 대역에 대한 총 잡음 및 전력을 나타낸다. 어떤 간섭 소스도 부반송파 대역에 방송되지 않고 있을 때, 검출 전력은 잡음 플로어의 검출 전력을 나타낸다.

OFDM 시스템은 모든 송신기를 동기화하고 모든 송신기가 특정 부반송파에 대해 전송하지 않는 기간을 정의함으로써 어떤 시스템 소스도 부반송파 대역에 간섭 신호를 방송하지 않게 할 수 있다. 즉, 잡음 추정이 단말의 수신기에서 수행될 때 , OFDM 시스템의 모든 기지국은 미리 결정된 심벌 주기 동안 하나 이상의 미리 결정된 부반송파 주파수에 대한 전송을 주기적으로 중단할 수 있다. OFDM 시스템에서의 통신은 모든 다른 부반송파가 계속해서 통신 링크에 할당되기 때문에 단일 부반송파가 할당되지 않는 기간 동안 중단되지 않는다. 따라서 송신기들을 동기화하고 하나 이상의 심벌 주기 동안 어떤 통신 링크에도 각각의 부반송파를 주기적으로 할당하지 않음으로써 각 부반송파 대역에 대해 간섭 없는 잡음의 레벨이 결정될 수 있다. 그리고 미할당 주기 동안 부반송파 대역에 대해 간섭 소스가 없는 잡음 전력이 결정될 수 있다.

도 4b는 아날로그 장치들을 이용하여 잡음 및 간섭이 검출되는 OFDM 수신기(400)의 다른 실시예의 기능 블록도이다. 수신기(400)는 처음에 안테나(402)에서 OFDM 신호들을 수신하고 안테나(402)의 출력을 수신기(410)에 연결한다. 이전 실시예에서와 같이, 수신기(410)는 수신된 OFDM 신호를 필터링하고 증폭하며 기저 대역으로 하향 변환한다. 수신기(410)의 출력은 필터(480)의 입력에 연결된다. 수신기(410)의 기저 대역 출력은 보호 구간 제거 모듈, FFT 모듈 및 복조기와 같은 다른 신호 처리 스테이지(도시 생략)에 연결될 수도 있다.

일 실시예에서, 필터(48)는 통신 시스템에서 다수의 부반송파와 동일한 다수의 기저 대역 필터를 갖는 필터이다. 각각의 필터는 실질적으로 부반송파의 신호 대역폭과 같은 대역폭을 갖도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 필터(480)는 통신 시스템에서 어떤 부반송파 대역으로도 조정될 수 있는 하나 이상의 조정 가능 필터를 갖는 필터 뱅크이다. 조정 가능 필터들은 수신기(400)로의 통신 링크에 할 당되지 않은 부반송파 주파수 대역으로 조정된다. 조정 가능 필터의 대역폭은 부반송파 대역의 대역폭과 실질적으로 동일할 수 있다.

필터(480)로부터의 출력은 검출기(490)에 연결된다. 필터(480)로부터의 출력은 하나 이상의 필터링된 신호일 수도 있다. 필터(480)로부터의 출력 신호들의 개수는 통신 시스템의 부반송파의 개수만큼 높을 수도 있다.

검출기(4900)는 각각의 필터링된 신호의 전력을 검출하도록 구성될 수 있다. 검출기(490)는 하나 이상의 전력 검출기를 포함할 수 있다. 전력 검출기들은 필터(480)의 출력에 대응할 수 있다. 대안으로, 하나 이상의 전력 검출기가 각각의 필터 출력으로부터의 전력을 연속적으로 검출하는데 사용될 수 있다.

검출기(490)의 출력은 ADC(494)의 입력에 연결된다. ADC(494)는 다수의 변환기를 포함할 수 있으며, 각각의 변환기는 검출기(490) 출력들 중 하나에 대응한다. ADC(494)는 각각의 검출기(490) 출력을 순차적으로 출력하는 단일 ADC를 포함할 수 있다.

메모리(470)와 인터페이스 접속하는 프로세서(460)가 ADC(494)의 출력에 연결될 수 있다. 프로세서(460)는 메모리(470)에 저장된 프로세서 판독 가능 명령들을 이용하여 ADC(494)를 제어하여 중요한 검출 전력 레벨들만을 변환하도록 구성될 수 있다. 추가로, 프로세서(460)는 이전 실시예에서와 같이 주파수 호핑 시퀀스를 트래킹 할 수 있고 검출된 잡음 및 간섭 레벨들을 갱신할 수 있다. 잡음 레벨은 모든 송신기가 심벌 주기와 같은 미리 결정된 듀레이션 동안 미리 결정된 부반송파에 대한 전송을 주기적으로 중단하도록 제어될 수 있는 동기화 시스템들의 간섭 레 벨에 관계없이 검출될 수 있다.

도 5는 미리 결정된 시간 주기 동안 OFDM 주파수 대역(500) 일부의 스펙트럼도이다. OFDM 주파수 대역(500)은 각각 미리 결정된 주파수 대역, 예를 들어 대역(502a)을 차지하는 다수의 부반송파를 포함한다. 다수의 통신 링크가 OFDM 주파수 대역(500)을 동시에 차지할 수도 있다. 다수의 통신 링크는 시스템에서 이용 가능한 총 부반송파의 서브셋만을 이용할 수도 있다.

예를 들어, 제 1 통신 링크에는 4개의 주파수 대역(502a-d)을 차지하는 4개의 부반송파가 할당될 수 있다. 부반송파 및 대응하는 주파수 대역(502a-d)은 하나의 연속한 주파수 대역에 위치하는 것으로 도시된다. 그러나 특정 통신 링크에 할당된 부반송파는 인접할 필요는 없고 OFDM 시스템의 이용 가능한 어떤 부반송파일 수도 있다. 제 2 통신 링크에는 제 2 부반송파 세트, 따라서 제 2 부반송파 주파수 대역(522a-d) 세트가 할당될 수 있다. 마찬가지로, 제 3 및 제 4 통신 링크에는 각각 제 3 및 제 4 부반송파 세트가 할당될 수 있다. 제 3 부반송파 세트는 제 3 주파수 대역(542a-c)에 대응하고, 제 4 부반송파 세트는 제 4 부반송파 주파수 대역(562a-c)에 대응한다.

특정 통신 링크에 할당된 부반송파의 개수는 시간에 따라 달라질 수 있고, 통신 링크에 배치되는 부하에 따라 달라질 수도 있다. 따라서 더 높은 데이터 레이트의 통신 링크들에 더 많은 수의 부반송파가 할당될 수 있다. 통신 링크에 할당된 부반송파의 개수는 각 심벌 경계에서 변화할 수도 있다. 따라서 OFDM 시스템에 할당된 부반송파의 개수 및 위치는 각 심벌 경계에서 변화할 수 있다.

할당된 부반송파의 총 개수는 OFDM 시스템에 이용 가능한 부반송파의 총 개수에 대응하지 않을 수도 있기 때문에, 어떤 링크에도 할당되지 않아 아이들 한 하나 이상의 부반송파가 있을 수도 있다. 예를 들어, 3개의 부반송파 대역(510a-c, 530a-c, 550a-e)이 OFDM 주파수 대역(500)에서 어떤 통신 링크에도 할당되지 않은 것으로 도시된다. 또한, 할당되지 않은 부반송파들, 이에 따라 대응하는 부반송파 대역들은 인접할 필요는 없고 반드시 할당된 부반송파들 사이에서 발생하는 것은 아니다. 예를 들어, 할당되지 않은 부반송파들의 일부 또는 전부는 주파수 대역의 한 끝에서 발생할 수도 있다.

수신기는 부반송파가 할당되지 않은 경우에 부반송파 대역의 전력을 검출함으로써 부반송파에서 잡음+간섭을 추정할 수 있고, 그 추정치들을 갱신할 수 있다. 할당되지 않은 부반송파는 수신기가 배치된 셀이나 섹터에서와 같이, 국소적으로 할당되지 않은 부반송파를 나타낼 수 있다. 다른 셀들이나 셀의 다른 섹터들이 부반송파를 통신 링크에 할당할 수도 있다.

예를 들어, 단말의 수신기와 같은 제 1 수신기는 제 1 주파수 대역(502a-d)의 제 1 부반송파 세트를 이용하여 기지국과의 통신 링크를 확립할 수 있다. 제 1 수신기는 부반송파 주파수 대역(530a)의 전력을 결정함으로써 할당되지 않은 주파수 대역, 예를 들어 대역(530a)의 잡음 및 간섭을 추정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 수신기는 이전에 저장된 전력 레벨들을 가장 최근에 측정된 전력 레벨과 평균함으로써 이전에 메모리에 저장된 추정치를 갱신할 수 있다. 대안으로, 가장 최근의 잡음 및 간섭 추정치에 대응하는 가장 최근에 결정된 전력 레벨이 미리 결정 된 개수의 최근 잡음+간섭 추정치들의 가중 평균 결정에 사용될 수 있다.

추가로, 동기화 시스템에서는 미리 결정된 듀레이션, 예를 들어 하나의 심벌 듀레이션 동안 모든 송신기에 대해 하나 이상의 부반송파가 할당될 수 있다. 따라서 심벌 듀레이션 동안 특정 OFDM 시스템의 모든 셀에 부반송파가 할당된다. 그리고 시스템 전역 미할당 부반송파에 대해, 수신기는 어떤 송신기도 주파수 대역으로 전송하지 않고 있는 기간 동안 부반송파 주파수 대역, 예를 들어 대역(550d)의 전력을 결정함으로써 잡음 플로어를 추정할 수 있다. 또한, 수신기는 다수의 추정치를 평균 또는 가중 평균함으로써 잡음 추정치들을 갱신할 수 있다. 수신기는 각각의 부반송파 대역에 대한 잡음 플로어의 추정치를 개별적으로 저장할 수 있다. 따라서 수신기는 각각의 부반송파 대역의 잡음 플로어와 잡음 및 간섭 레벨들을 주기적으로 갱신할 수 있다.

도 6은 OFDM 부반송파 대역에서 잡음 및 간섭 레벨을 결정하고 갱신하는 방법(600)의 흐름도이다. 상기 방법(600)은 OFDM 시스템의 수신기에 구현될 수 있다. 수신기는 예를 들어 단말의 수신기일 수 있다. 대안으로, 또는 추가로, 수신기는 예를 들어 기지국 송수신기의 수신기일 수 있다.

상기 방법(600)은 블록(602)에서 시작하여 수신기가 송신기와 시간 동기화한다. 예를 들어 수신기의 시간 기준이 송신기의 시간 기준과 동기화할 수 있다. 수신기는 잡음 추정에 상관없는 여러 가지 이유로 송신기와 동기화할 필요가 있다. 예를 들어, 수신기는 하나 이상의 심벌 주기 동안 어떤 부반송파가 통신 링크에 할당되는지를 결정하기 위해 송신기와 동기화할 필요가 있다.

다음에 수신기는 블록(610)으로 진행하여 다음 심벌 주기에서 사용되지 않는 또는 할당되지 않는 부반송파들을 결정한다. 송신기는 이 정보를 수신기에 오버헤드 메시지로 전송할 수 있다. 따라서 수신기에 의해 수신된 메시지는 소정의 심벌 주기에 어떤 부반송파가 할당되지 않는지를 지시한다. 대안으로, 부반송파의 할당은 의사 랜덤할 수도 있고, 수신기는 이전 동기화 단계에서 국소 발생한 의사 랜덤 시퀀스를 송신기와 동기화할 수도 있다. 다른 실시예에서, 수신기는 국소적으로 발생한 의사 랜덤 시퀀스 또는 내부적으로 발생한 주파수 호핑 시퀀스 등 내부적으로 발생한 시퀀스를 기초로 미할당 부반송파들을 결정한다.

수신기는 블록(620)으로 진행하여 전송된 OFDM 신호들이 수신된다. 수신된 심벌들은 수신기와의 통신 링크에 할당된 부반송파들, 및 수신기와의 통신 링크에 할당되지 않은 부반송파를 포함할 수 있다.

수신기는 블록(622)으로 진행하여 수신 신호들을 기저 대역 OFDM 신호로 변환한다. 수신 신호들은 통상적으로 RF 링크를 이용하여 수신기에 RF OFDM 심벌들로서 무선으로 전송된다. 수신기는 통상적으로 수신 신호를 기저 대역 신호로 변환하여 신호 처리를 용이하게 한다.

수신 신호를 기저 대역 신호로 변환할 후, 수신기는 블록(624)으로 진행하여 수신 신호들로부터 보호 구간이 제거된다. OFDM 송신기의 설명에서 이전에 논의한 바와 같이, 보호 구간이 삽입되어 다중 경로 내성을 제공한다.

보호 구간의 제거 후, 수신기는 블록(630)으로 진행하여 ADC에서 신호가 디지털화된다. 신호를 디지털화한 후, 수신기는 블록(632)으로 진행하여 신호가 직 렬 신호로부터 다수의 병렬 신호로 변환된다. 병렬 신호들의 개수는 OFDM 시스템의 부반송파 개수만큼 많을 수도 있고, 일반적으로는 동일하다.

직렬-병렬 변환 후, 수신기는 블록(640)으로 진행하여 병렬 데이터에 대해 FFT를 수행한다. FFT는 시간 영역 OFDM 신호들을 주파수 영역의 변조된 부반송파로 변환한다.

수신기는 블록(650)으로 진행하여 FFT로부터 출력되는 변조된 부반송파들의 적어도 일부가 복조된다. 수신기는 통상적으로 수신기와의 통신 링크에 할당된 부반송파들을 복조하고, 할당되지 않은 부반송파들 또한 복조한다.

수신기는 블록(660)으로 진행하여 잡음 및 간섭 추정치를 제공하도록 할당되지 않은 부반송파들이 검출된다. 부반송파가 시스템 전역 미할당 부반송파라면, 검출된 출력은 그 부반송파 대역에 대한 잡음 플로어의 추정치를 나타낸다.

이어서 수신기는 블록(670)으로 진행하고 메모리에 저장된 잡음+간섭 및 잡음 플로어를 갱신한다. 상술한 바와 같이, 수신기는 미리 결정된 개수의 가장 최근에 결정된 잡음+간섭 추정치를 저장할 수 있고 그 추정치의 평균을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 수신기는 미리 결정된 개수의 최근에 결정된 잡음 플로어 추정치의 평균을 결정할 수 있다.

수신기는 블록(680)으로 진행하여 잡음 추정치가 송신기에 전달된다. 예를 들어, 수신기가 단말 수신기이면, 단말 수신기는 잡음 추정치를 기지국 송수신기의 송신기에 전달할 수 있다. 단말 수신기는 우선 잡음 추정치를 관련 단말 송신기에 전달할 수 있다. 이어서 단말 송신기는 잡음 추정치를 기지국 수신기에 전송할 수 있다. 기지국 수신기는 잡음 추정치를 기지국 송신기에 전달한다. 기지국 송신기는 잡음 추정치를 사용하여 잡음 추정치에 대응하는 부반송파로 송신기에 의해 전송된 전력 레벨을 조정할 수 있다.

기지국 수신기는 비슷하게 기지국 송신기를 이용하여 우선 잡음 추정치를 단말 수신기에 전송함으로써 단말 송신기에 수신된 잡음 추정치를 전달할 수 있다.

블록(690)에서 수신기는 할당되지 않은 부반송파를 이용하여 결정된 잡음 추정치에 부분적으로 기초하여 연속하여 수신된 심벌들의 신호 품질을 결정한다. 예를 들어, 수신기는 할당되지 않은 부반송파의 잡음+간섭을 추정한다. 다음 심벌 주기에서 수신기는 이전에 할당되지 않은 동일한 부반송파를 통해 심벌을 수신할 수 있다. 수신기는 이전에 결정된 잡음 추정치에 부분적으로 기초하여 C/I 또는 SINR과 같은 신호 품질을 결정할 수 있다. 마찬가지로, 수신기가 잡음 플로어 추정치를 결정하면, 수신기는 동일한 부반송파로 수신된 연속한 심벌들에 대한 SNR을 결정할 수 있다.

할당되지 않은 부반송파의 개수 및 위치는 통상적으로 랜덤하게 또는 의사 랜덤하게 변하기 때문에, 수신기는 OFDM 시스템의 각 부반송파 주파수 대역에 대한 잡음+간섭 및 잡음 플로어의 추정치를 주기적으로 갱신할 수 있다. 따라서 수신기는 CCI를 최소화하기 위한 노력으로 송신기 스테이지에 전달될 수 있는 잡음+간섭 및 잡음 플로어의 추정치를 생성 및 갱신할 수 있다.

각종 장치 또는 엘리먼트들에 대하여 전기 접속, 커플링 및 접속들이 설명되었다. 접속 및 커플링은 직접적일 수도 있고 간접적일 수도 있다. 제 1 및 제 2 장치 사이의 접속은 직접 접속일 수도 있고 간접 접속일 수도 있다. 간접 접속은 제 1 장치로부터 제 2 장치로의 신호들을 처리할 수 있는 삽입 엘리먼트들을 포함할 수 있다.

당업자들은 다양한 여러 기술 및 방법을 이용하여 정보 및 신호들이 표현될 수 있는 것으로 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 설명 전반에 걸쳐 언급된 데이터, 명령, 지시, 정보, 신호, 비트, 심벌 및 칩은 전압, 전류, 전자파, 자계 또는 입자, 광전계 또는 입자, 또는 이들의 조합으로 표현될 수 있다.

당업자들은 본원에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 각종 예시적 논리 블록, 모듈, 회로 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이 둘의 결합으로서 구현될 수 있음을 인지한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 각종 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로 및 단계들은 일반적으로 그 기능에 관하여 상술하였다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 소프트웨어로 구현되는지는 전체 시스템에 부과된 특별한 응용 및 설계 압박에 좌우된다. 당업자들은 상술한 기능을 특정 응용마다 다양한 방법으로 구현할 수 있지만, 이러한 구현에 관한 결정은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 이해되지 않아야 한다.

본원에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 각종 예시적인 논리 블록, 모듈 및 회로는 본원에 기재된 기능들을 행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 현장 프로그램 가능 게이트 어레이 신호(FPGA) 또는 다른 프로그램 가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로 직, 이산 하드웨어 컴포넌트, 또는 이들의 조합에 의해 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로 프로세서는 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 연산 장치들의 조합, 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 이러한 구성의 임의의 다른 조합으로 구현될 수도 있다.

본원에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어에 직접, 또는 프로세서에 의해 실행된 소프트웨어 모듈에, 또는 이 둘의 조합에 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 공지된 임의의 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 결합한다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수도 있다.

개시된 실시예들의 상기 설명은 당업자들이 본 발명을 이루거나 사용할 수 있도록 제공된다. 이들 실시예에 대한 다양한 변형이 당업자들에게 명백하며, 본원에 정의된 일반 원리들은 본 발명의 진의 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예들에, 예를 들어, 인스턴트 메시지 서비스나 임의의 범용 무선 데이터 통신 어플리케이션들에 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 본원에 나타낸 실시예들에 한정되는 것이 아니라 본원에 개시된 원리 및 새로운 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims

직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템에서 잡음을 추정하는 방법으로서,

OFDM 심벌들을 수신하는 단계; 및

할당되지 않은 부반송파 주파수 대역에서 신호의 수신 전력을 검출하는 단계를 포함하는, 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수신 전력을 상기 할당되지 않은 부반송파 주파수 대역에 대해 미리 저장된 적어도 하나의 수신 전력 추정치와 평균하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수신 전력을 검출하기 전에, 상기 할당되지 않은 부반송파 주파수 대역에 대응하는 할당되지 않은 부반송파를 복조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 수신 메시지에 부분적으로 기초하여 상기 할당되지 않은 부반송파 주파수 대역을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 내부적으로 생성된 시퀀스에 부분적으로 기초하여 상기 할당되지 않은 부반송파 주파수 대역을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 OFDM 심벌 수신 단계는 기지국 송신기로부터 RF OFDM 심벌들을 무선으로 수신하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 OFDM 심벌 수신 단계는,

무선으로 수신된 RF OFDM 심벌들을 기저 대역 OFDM 심벌들로 변환하는 단계;

상기 기저 대역 OFDM 심벌들로부터 보호 구간을 제거하는 단계; 및

고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 시간 영역 OFDM 기저 대역 신호들을 변조된 부반송파로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수신 전력 검출 단계는 할당되지 않은 OFDM 주파수 대역에서의 상기 신호의 크기, 진폭 또는 크기의 제곱 중 하나의 결정을 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수신 전력 검출 단계는 동상 신호 성분의 제곱과 직교 신호 성분의 제곱의 합의 결정을 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 할당되지 않은 부반송파 대역이 시스템 전역 미할당 부반송파 주파수 대역을 포함하는지 여부를 결정하는 단계;

상기 부반송파 주파수 대역이 상기 시스템 전역 미할당 주파수 대역을 포함하지 않으면, 상기 검출된 수신 전력을 잡음+간섭 추정치로서 저장하는 단계; 및

상기 부반송파 주파수 대역이 상기 시스템 전역 미할당 주파수 대역을 포함하면, 상기 검출된 수신 전력을 잡음 플로어 추정치로서 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 OFDM 심벌들을 전송하는 수신기들과 시간 기준을 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수신 전력을 미리 저장된 적어도 하나의 수신 전력 측정치로 평균하여, 상기 할당되지 않은 부반송파 주파수 대역에 대응하는 잡음 추정치를 생성하는 단계; 및

상기 잡음 추정치를 송신기에 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 잡음 추정치를 상기 송신기에 전달하는 단계는 상기 잡음 추정치의 단말 송신기에서 송수신 기지국으로의 전송을 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 방법.
직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템에서 잡음을 추정하는 방법으로서,

무선 셀룰러 통신 시스템에서 심벌 주기에 대응하는 OFDM 심벌들을 수신하는 단계;

상기 심벌 주기 동안 할당되지 않은 부반송파를 결정하는 단계;

상기 심벌 주기 동안 상기 할당되지 않은 부반송파에 대응하는 주파수 대역에서의 신호 전력을 결정하는 단계;

상기 신호의 전력 값을 메모리에 저장하는 단계; 및

상기 신호의 전력을 미리 저장된 값들과 평균하여 잡음 추정치를 생성하는 단계를 포함하는, 잡음 추정 방법.
직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템에서 잡음을 추정하는 장치로서,

OFDM 심벌 주기에 대응하는 OFDM 심벌들을 무선으로 수신하도록 구성된 무선 수신기;

상기 OFDM 심벌 주기 동안 상기 무선 수신기에 의해 수신된 신호들의 수신 전력 레벨을 검출하도록 구성된 검출기; 및

상기 검출기에 연결되며, 상기 OFDM 심벌 주기 동안 할당되지 않은 부반송파를 결정하고, 상기 할당되지 않은 부반송파에 대응하는 주파수 대역의 수신 전력 레벨에 부분적으로 기초하여 잡음 추정치를 결정하도록 구성된 프로세서를 포함하 는, 잡음 추정 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 프로세서에 연결된 메모리를 더 포함하며, 상기 프로세서는 상기 메모리에 상기 잡음 추정치를 저장하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 프로세서에 연결되며, 상기 할당되지 않은 부반송파에 대응하는 미리 결정된 개수의 이전에 결정된 잡음 추정치들을 저장하는 메모리를 더 포함하며, 상기 프로세서는 상기 잡음 추정치 및 상기 미리 결정된 잡음 추정치들에 부분적으로 기초하여 평균 잡음 추정치를 결정하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 무선 수신기는,

RF OFDM 심벌들을 무선으로 수신하여 상기 RF OFDM 심벌들을 상기 OFDM 심벌들로 변환하도록 구성된 RF 수신기부;

상기 RF 수신기부로부터 상기 OFDM 심벌들을 수신하고 상기 OFDM 심벌들을 변조된 부반송파들로 변환하는 고속 푸리에 변환(FFT) 모듈; 및

상기 FFT 모듈에 연결되며 상기 변조된 부반송파들을 복조하도록 구성된 복조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 검출기는 상기 복조기 출력의 상기 수신 전력 레벨을 검출하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 검출기는 상기 OFDM 심벌 주기 동안 상기 무선 수신기에 의해 수신된 신호들의 크기, 진폭 또는 크기의 제곱 중 하나를 결정함으로써 상기 수신 전력 레벨을 검출하는 것을 특징으로 하는 잡음 추정 장치.