KR20060087346A

KR20060087346A - 직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 통신 시스템에서자동 이득 조정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060087346A
Application number: KR1020050008395A
Authority: KR
Inventors: 송용철; 구영모; 김민구
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-01-29
Filing date: 2005-01-29
Publication date: 2006-08-02

Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 송신 전력의 평균이 일정하지 않을 경우, 시간축상의 전력 추정에 부채널 할당 정보를 얻어 송신 전력의 차이를 보상하고, 채널 변화만을 이득 조정에 반영하도록 한 무선통신 시스템에서 자동 이득 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 자동 이득 조정 장치는직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 적어도 둘 이상의 송신 전력 수준을 가지는 심볼들을 수신하는 무선 통신 시스템에서 자동 이득 조정 장치에 있어서, 수신된 아날로그 심볼들을 샘플 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환 장치와, 상기 샘플 데이터의 전력을 시간축상에서 측정하는 전력 측정부와, 맵(Medium Access Protocol, MAP)에서의 부채널 할당 정보를 바탕으로 정규화 가중치(Wsymbol)를 계산하고, 이 값으로 송신단의 송신 전력차를 보상하도록 정규화하여 출력하는 정규화기와, 상기 출력된 전력값과 기준 전력값과 비교하여 가변 이득 증폭기를 조절할 수 있는 신호를 출력하는 로그 맵 테이블과, 상기 출력된 가변 이득 증폭기 조절 신호를 AGC(Auto Gain Control) 인터페이스를 통해서 수신받아 제어되는 가변 이득 증폭기를 포함함을 특징으로 한다.

평균전력, 순시전력

Description

직교 주파수 분할 다중화 방식의 무선 통신 시스템에서 자동 이득 조정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF AUTOMATIC GAIN CONTROL IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM BY USE OF ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING}

도 1은 일반적인 OFDM 시스템에서 송신 및 수신을 위한 물리계층의 블록 구성을 도시한 도면,

도 2는 일반적인 OFDM 시스템에서 자동 이득 조정 루프의 블록 구성을 도시한 도면,

도 3은 일반적인 OFDMA 방식의 무선 통신 시스템의 데이터 프레임 구조도,

도 4는 본 발명에서 제안하는 OFDM 시스템에서 자동 이득 조정 루프의 블록 구성을 도시한 도면,

도 5는 본 발명에서 제안하는 정규화기의 불록 구성을 도시한 도면,

도 6은 OFDMA의 PUSC 상에서 MAP에서 부채널 할당 비율에 따른 정규화 가중치를 나타낸 그래프,

도 7은 OFDMA의 PUSC 상에서 계산된 정규화 가중치를 전력 추정 오차 범위 이내가 되도록 구현한 정규화기의 블록 구성을 도시한 도면,

도 8은 본 발명에서 제안하는 OFDM 시스템에서 자동 이득 조정 루프로 수신 되는 전력을 심볼 단위의 측정값으로 나타낸 도면.

본 발명은 통신 시스템의 자동 이득 조정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 수신 신호를 일정하게 유지하도록 자동 이득 조정(Auto Gain Control, AGC)을 하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 무선 통신 시스템은 음성 서비스를 기반으로 하는 이동통신 시스템이 대표적인 시스템이다. 이러한 무선 통신 시스템은 통신 산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자 요구의 증가로 인하여 고속으로 데이터를 전달할 수 있는 시스템이 속속 등장하여 상용화에 박차를 가하고 있다. 그러나, 상기 음성 서비스를 주목적으로 개발된 무선 통신 시스템은 데이터 전송 대역폭 및 자원의 고갈로 인하여 보다 많은 데이터를 전송함에 있어 한계에 다다르고 있다. 따라서 음성 서비스보다 대용량의 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 시스템이 요구되는 현대 사회에서 부호분할 다중접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템으로는 이러한 요구를 충분히 수용하기 어렵다는 문제를 가진다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 대두되고 있는 방법 중 하나가 직교 주파수 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하 "OFDM"이라 칭함) 방식을 이용하는 것이다. 그러면 OFDM 기술에 대하여 이하에서 살펴보기로 한 다.

상기 OFDM 방식은 멀티캐리어를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심벌(symbol)열을 병렬로 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(MCM: Multi-Carrier Modulation) 방식의 일종이다. 상기 OFDM 방식은 상기 주파수 선택적 페이딩에 강하다는 장점이외에도 링크 적응(link adaptation) 방식을 사용하여 전송량(throughput)을 최대화시킬 수 있다는 장점을 가진다.

한편, 상기 OFDM 방식을 기반으로 한 다중 접속(multiple access) 방식이 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식이며, 상기 OFDMA 방식은 전체 서브 캐리어들중 일부 서브 캐리어들을 서브 채널(sub-channel)로 재구성하고, 상기 서브 채널을 특정 가입자 단말기(SS: Subscriber Station)에게 할당하는 방식이다. 여기서, 상기 서브 채널이라 함은 적어도 1 개 이상의 서브 캐리어들로 구성된 채널을 나타낸다. 상기 OFDMA 방식을 사용할 경우에는 무선 채널의 페이딩 특성에 따라 특정 가입자 단말기에게 할당되는 서브 채널을 동적으로 할당할 수 있는 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)이 가능하고, 가입자 단말기들의 개수가 증가함에 따라, 즉 사용자들이 증가함에 따라 '다중 사용자 다이버시티 이득(multiuser diversity gain)'이 증가된다.

도 1은 일반적인 OFDM 시스템에서 송신 및 수신을 위한 물리계층의 블록 구성을 도시한 도면이다.

송신하고자 하는 입력 비트 스트림(101)은 부호기(102)로 입력된다. 상기 부호기(120)는 입력 비트 스트림(101)을 미리 결정된 방식에 따라 부호화 한 후 이를 직/병렬 변환기(103)로 출력한다. 상기 직/병렬 변환기(103)는 부호화된 입력되는 직렬의 비트 스트림을 병렬 데이터로 변환하여 출력한다. 상기 직/병렬 변환기(103)에서 직렬 비트 스트림을 병렬의 비트 스트림으로 변환하는 것은 고속 역 퓨리에 변환을 수행하기 위함이다. 따라서 상기 직/병렬 변환기(103)에서 출력된 병렬의 비트 스트림은 고속 역 퓨리에 변환기(104)로 입력된다. 이때, 병렬 스트림은 N개의 심볼들이라 가정한다. 이와 같이 N개의 심볼들을 수신하는 것으로 가정한 이유는 상기 고속 역 퓨리에 변환기(104)가 입력 스트림들을 N개의 단위로 역 퓨리에 변환을 수행하기 때문이다.

따라서 상기 고속 역 퓨리에 변환기(104)는 병렬로 수신된 N 개의 심볼들을 수신하여 전송할 심볼들을 고속 역 퓨리에 변환함으로써 주파수 영역의 심볼들을 시간 영역의 심볼들로 변환한다. 이와 같이 시간 영역으로 변환된 심볼들은 병/직렬 변환기(105)로 입력된다. 상기 병/직렬 변환기(105)는 병렬로 입력되는 N개의 시간 영역 심볼들을 직렬의 즉, 순차적인 N개의 비트 스트림으로 변환하여 출력한다. 이와 같이 상기 순차적으로 출력된 N개의 비트 스트림을 이하에서 "OFDM 심볼"이라 칭한다.

상기 OFDM 심볼은 CP 추가기(Cyclic Prefix Adder)(106)로 입력된다. 상기 CP 추가기(106)는 입력된 OFDM 심볼 중 마지막 비트로부터 역으로 소정 개수만큼의 비트들을 복사하고, 이를 OFDM 심볼의 최초 비트 앞에 삽입한다. 이와 같이 순환 전치 심볼을 부가하는 이유는, 다중경로 채널의 영향을 제거하기 위함이다. 상기 CP가 부가된 OFDM 심볼은 디지털-아날로그 변환기(107)로 입력된다. 그러면 상기 디지털-아날로그 변환기(107)는 입력된 디지털 심볼들을 아날로그 심볼들로 변환하여 수신기로 전송한다.

상기와 같이 전송되는 아날로그 심볼들은 다중 경로를 가지는 소정의 채널(110)을 거쳐 수신기로 입력된다. 그러면 계속해서 수신기의 구성 및 동작에 대하여 살펴보기로 한다.

수신기의 아날로그-디지털 변환기(121)는 상기 채널(110)을 통해 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이와 같이 아날로그-디지털 변환기(121)에서 디지털 신호로 변환된 신호들은 CP 제거기(122)로 입력된다. 상기 CP 제거기(122)는 다중경로의 영향으로 오염된 시클릭 프리픽스 즉, 순환 전치 심볼들을 제거한다. 상기 CP 제거기(122)에서 CP들이 제거된 신호는 직렬의 신호이다. 따라서 순환 전치 심볼들이 제거된 신호는 고속 역 퓨리에 변환을 위해 직/병렬 변환기(123)로 입력된다. 상기 직/병렬 변환기(123)는 직렬로 입력된 심볼들을 N개 단위로 병렬 변환하여 출력한다.

상기한 바와 같이 직렬로 입력된 심볼들을 N개의 단위로 병렬 변환하여 출력하는 것은 송신측에서 N개 단위로 퓨리에 변환이 이루어졌기 때문이다. 따라서 상기 고속 퓨리에 변환기(124)는 N개 단위의 병렬 데이터를 수신하고, 그 신호들을 퓨리에 변환한다. 즉, 퓨리에 변환기(124)에서 시간 영역의 심볼들을 주파수 영역의 심볼들로 변환한다. 주파수 영역으로 변환된 심볼들은 등화기(Equalizer)(125) 로 입력된다. 상기 등화기(125)는 주파수 영역으로 변환되어 입력된 심볼들에서 전송되어 온 채널(110)의 영향을 상쇄하여 출력한다. 상기 등화기(125)에서 출력된 심볼들은 병/직렬 변환기(126)에서 병렬의 입력 심볼들을 다시 직렬의 심볼들로 변환하여 출력한다. 따라서 상기 병/직렬 변환기(126)에서 직렬로 변환되는 심볼들의 단위는 N개의 심볼들이 된다. 이와 같이 N개의 단위로 직렬 변환된 심볼들은 최종적으로 복호기(127)로 입력되어 복호된다. 상기 복호기(127)는 입력된 심볼들을 복호하여 출력 비트 스트림(128)을 출력한다.

상기와 같은 OFDMA 방식을 사용하는 송/수신기의 설계시 도 2에 도시한 바와 같이, 채널의 시간축상의 변화에 대해서 ADC(121) 앞 단에서의 수신 신호 세기를 일정하게 유지시켜주는 자동 이득 조정 루프(automatic gain control loop, AGC loop)를 구성한다. 상기 자동 이득 조정(Automatic Gain Control : AGC) 회로는 ADC(210), 전력 측정부(220), 누적기1(230), 루프 필터(240), 로그 맵 테이블(250), 누적기 2(260), AGC 인터페이스(270), 가변 이득 증폭기(200)로 구성되는 회로이다.

종래의 AGC 루프는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 전력 측정부(220)에서 상기 ADC(210)로부터 시간축상에서 샘플링(sampling)된 신호를 입력받아 상기 샘플링된 신호의 놈(norm)을 누적하여, 일정 시간에서의 평균 전력을 측정한다. 상기 전력 측정부(220)에서 측정된 평균 전력을 임의의 시간 동안 누적기 1(230)에 누적한다. 그런 후, 이를 루프 필터(loop filter)(240)에서 루프 필터링한다. 그러면, 로그맵 테이블(250)에서 상기 루프 필터(240)에서 출력된 평균 전력을 ADC 입력 기준 전력값과 비교하여 대응되는 비교값을 출력한 후, 누적기 2(260)에 임의의 시간 동안 누적한다. 그런 후, 이를 AGC 인터페이스(270)를 통해서 아날로그 단의 가변 이득 증폭기(200)를 조절한다. 이때, AGC 인터페이스(interface)(270)는 얻어진 디지털 값을 가변 이득 증폭기(200)가 입력받는 형태로 변환해 준다.

한편, 도 3을 참조하면 통상적인 OFDMA 방식의 무선 통신 시스템의 데이터 프레임은 그 프레임 내에 업(up)/다운(down) 링크를 모두 포함하며 업(up) 링크와 다운(down) 링크 사이에 TTG(Transmit Time Gap) 및 RTG(Receive Time Gap)를 포함한다. 도 3의 예에서는 좌측에 다운 링크를 위한 서브 프레임(DL sub-frame)을 포함하고 우측에 업-링크를 위한 서브 프레임(UL sub-frame)을 포함하며 각 프레임들은 하나씩의 프리엠블(preamble), UL-맵(up-link map) 및 DL-맵(down-link map)을 포함한다. 상기 DL-맵/UL-맵은 다운-링크(down-link)/업-링크(up-link)를 위한 서브 프레임(DL sub-frame/UL sub-frame)을 여러 개의 구간으로 나누고 각 구간의 위치 정보와 각 구간에 대한 CID(Connection ID) 및 DIUC(Downlink Interval Usage Code)/UIUC(Uplink Interval Usage Code)를 부여한다. 이 때, 상기 CID는 가입자 식별 코드로서 해당 구간이 어느 가입자 단말을 위한 데이터를 전송하고 있는 지를 나타내고, 상기 DIUC/UIUC는 사용용도, 변조 방식(modulation type) 및 인코딩-코드(FEC: Frame Error Control Code)를 나타내는 값으로서 해당 구간의 데이터가 어떤 용도로 사용되며 어떤 변조 방식으로 변조되고 어떤 FEC Code (Frame Error Control Code)로 인코딩 되었는지를 나타낸다. 상기와 같은 OFDMA 방식의 무선통신 시스템에서 할당된 부채널에는 파일럿만을 보내게 되고 송신단에서 전송하는 전력 은 부채널 할당 정보에 따라 달라지게 된다. 한 예로 IEEE802.16e에서 정의된 PUSC(Partial Usage of Subchannels)와 같은 경우 전력이 최대 6.4 dB까지 차이가 난다. 도 4에 나타낸 바와 같이, IEEE 802.16e의 OFDMA 한 프레임을 살펴보면, i, j, k 번째 심볼(symbol)들의 전력은 부채널 할당 내용에 따라 달라지게 된다.(Psym,i > Psym,j > Psym,k) 이 경우 무선 통신 환경에서 채널을 통해 신호가 수신될 때 시간축상에서의 수신 전력의 변화는 채널 변화뿐만 아니라 송신 전력 차이 모두를 포함하게 된다.

일반적으로, 무선통신 시스템에서 송신단의 평균 전력은 확률적으로 일정하기 때문에 시간축 상에서 평균 전력을 구하면 기준 전력과의 차이는 채널의 변화를 반영하게 된다. 하지만 OFDMA 방식에서와 같이 송신단으로부터의 송신 전력이 평균적으로 일정하게 송신된 것이 아닐 경우, 수신단에서 일반적인 방식으로 평균 전력을 구하면, 채널 변화뿐만 아니라 송신 전력 차이도 함께 반영하게 되는 문제점이 있다. 특히 OFDMA 방식에서는 주파수 영역상의 신호 크기(amplitude)에 정보가 실리게 되는데, 이러한 경우 종래의 기술처럼 ADC(210)의 입력 전력을 일정하게 유지시켜주기 보다는, 주파수 영역의 각 부반송파의 전력을 일정하게 유지하여 각 부반송파의 유효 비트 정확도(bit-precision)를 일정하게 유지되게 하는 것이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 OFDMA 방식과 같이 송신 평균 전력이 시간축 상에 서 일정하지 않을 때, 시간축 상의 전력 추정에 부채널 할당 정보를 바탕으로 송신 전력의 차이를 보상하여 채널 변화만을 이득 조정에 반영하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 주파수 영역의 각 부반송파의 전력을 일정하게 유지하여 각 부반송파의 유효 비트 정확도(bit-precision)를 일정하게 유지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 자동 이득 조정 방법은 직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 적어도 둘 이상의 송신 전력 수준을 가지는 심볼들을 수신하는 무선 통신 시스템에서 자동 이득 조정 방법에 있어서, 시간축상의 전력 추정시 송신 전력 차이를 정규화 시키기 위해 맵(Medium Access Protocol, MAP)에서의 부채널 할당 정보를 바탕으로 정규화 가중치를 계산하는 과정과, 상기 계산된 정규화 가중치로 평균 전력을 정규화하여 상기 송신 전력의 차이를 보상하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

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 후술되는 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.

본 발명에 의한 OFDMA 방식에 의한 무선통신 시스템에서 자동 이득 조정 장치는 도 4에 도시하였다. 상기 자동 이득 조정 장치는 ADC(410), 전력 측정부(420), 누적기1(430), 정규화기(440), 로그 맵 테이블(450), 누적기 2(460), AGC 인터페이스(470), 가변 이득 증폭기(400)로 구성되는 회로이다.

상기 ADC(410)은 수신한 아날로그 심볼을 시간 샘플 데이터로 변환하여 출력한다. 이 샘플 데이터는 CP가 부가된 OFDM 심볼이 되며, CP 제거기에 의해서 OFDM 심볼이 복원된다.

상기 전력 측정부(420)에서는 상기 ADC(410)로부터 입력된 샘플 데이터로부 터 시간축상의 전력을 심볼 단위의 전력으로 측정하고, 상기 누적기 1(430)에서 상기 전력 측정부(420)에서 측정된 심볼 단위의 전력을 임의의 시간 동안 누적한다. 상기 정규화기(440)는 MAP(Medium Access Protocol)에서의 부채널 할당 정보를 바탕으로 정규화 가중치(Wsymbol)를 계산하고, 이 값을 송신단의 송신 전력차를 보상하도록 정규화하여 로그 맵 테이블(450)로 출력한다. 상기 로그 맵 테이블(450)에서는 상기 정규화기(440)로부터 출력된 전력값과 기준 전력값과 비교하여 가변 이득 증폭기(400)를 조절할 수 있는 신호를 누적기 2(460)로 출력한다. 그러면, 상기 누적기 2(460)에서는 상기 로그 맵 테이블(450)에서 출력된 가변 이득 증폭기(400)를 조절할 수 있는 신호를 임의의 시간 동안 누적한다. 상기 누적기2(460)에서 출력된 가변 이득 증폭기 조절 신호는 AGC 인터페이스(470)를 통해서 상기 가변 이득 증폭기(400)로 전송되어 가변 이득 증폭기(400)를 제어한다. 이때, 자동 이득 조정 장치는 가변 이득 증폭기(400)와 ADC(410)를 포함하는 루프가 폐루프(closed-loop)를 구성하게 된다.

상기 전력 측정부(420)는 ADC(210)에서 샘플링(sampling)된 데이터를 놈(norm)을 취해 누적하여 심볼 단위의 전력을 추정하고, 누적기 1(430)에서 이를 일정 구간동안 누적하여 프레임 단위의 평균 전력을 추정한다. 여기까지 추정된 전력은 채널 변화뿐만 아니라 송신단에서의 송신 전력차가 함께 반영되어 있다. 이때, 본 발명에서는 정규화기(440)에서 MAP의 부채널 할당 정보를 바탕으로 정규화 가중치(Wsymbol)를 계산하고, 이 값을 사용하여 송신단의 송신 전력차를 보상한다. 이후, 로그 맵 테이블(450)에서 기준 전력과의 비교를 통해 가변 이득 증폭기(400)의 동작을 제어하기 위한 디지털값을 계산하고, AGC 인터페이스(470)를 통해 가변 이득 증폭기(400)를 동작시킨다. 이때, AGC 인터페이스(interface)(470)는 얻어진 디지털 값을 가변 이득 증폭기(400)가 입력받는 형태로 변환해주는 것이다.

특히, 상기 정규화기(440)의 동작에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

OFDMA에서 송신 전력의 차이는 할당하지 않은 부채널의 존재 유무에 의해 결정되므로, 정규화기(440)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 정규화 가중치 계산부(441)에서 부채널의 할당 정보를 알려주는 MAP으로부터 정규화 가중치를 계산하고, 송신 전력 보상부(442)에서 상기 정규화 가중치 계산부(441)로부터 계산된 정규화 가중치로 평균 전력을 정규화하여 송신 전력의 차이를 보상한다. 이후 정규화된 전력과 기준 전력과의 차이는 채널의 변화만을 반영하므로 이것으로 가변 이득 증폭기(400)를 조절하면 항상 주파수 영역에서의 각 부반송파의 평균 신호 전력을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

도 6은 IEEE802.16e에서 정의된 1024-포인트(point) 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 사용하는 OFDMA의 PUSC상에서의 정규화 가중치 Wsymbol값을 보여준다. 즉, MAP에서 부채널 할당 비율을 얻으면, 이를 바탕으로 정규화 가중치를 찾을 수 있다. 일반적인 OFDMA 심볼 부반송파 할당 방식이 정해지면, 모든 부반송파가 사용되었을 때를 100%로 하고, 파일럿만 전송된 경우를 부채널 할당 비율 0%로 할 때, 하기 <수학식 1>과 같이 기준전력과 비교하는 로그 맵 텡블의 입력이 항상 일정하게 유지되게 해준다.

이때, Psymbol은 한 프레임 내에서의 한 OFDM 심볼이 가지는 평균 전력을 말한다. 이때, 할당 비율 100%에서 정규화 가중치가 1일 경우, 하기 <수학식 2>를 도출할 수 있다.

여기서, Nused는 실제 사용되는 부반송파의 개수, Npilot은 파일럿의 개수, Psymbol은 한 OFDM 심볼의 전력, Ppilot은 OFDM 심볼 내의 파일럿의 전력, Pdata는 데이터가 실린 부반송파의 평균 전력을 나타낸다.

또한, 도 6과 같이 찾아진 정규화 가중치 중 전력 추정의 오차가 원하는 범위 이내가 되도록 하는 계수 몇 개를 찾되 2의 지수승 형태의 수 몇 개의 합으로 구성된 계수를 찾으면 정규화를 곱셈기를 사용하지 않고 구현할 수 있게 된다. 도 7은 도 6에서 찾은 정규화 가중치를 전력 추정 오차 ㅁ 1 dB 이내가 되도록 찾아 구현한 구조이다. 프레임 레이트(Frame-rate)로 가변 이득 증폭기(200)를 조절할 경우, MAP 정보는 프레임(frame) 단위로 갱신된다. 가변 이득 증폭기(200)의 조절 주기를 변화시킬 경우, MAP 정보가 최종 정규화 전까지는 사용 가능해져야 하며, 그러한 조건 하에서 동일한 방법으로 AGC 루프(loop)를 설계할 수 있다.

이와 같은 정규화를 통해 프레임 레이트(Frame-rate)로 가변 이득 조정기(200)를 조절하면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 프레임 단위로 평균 전력이 일정 전력 수준으로 들어오도록 조정된다. 도 8은 무선통신 시스템에서 수신되는 전력을 심볼 단위로 측정값을 나타낸 것으로 프레임 내에서의 채널 변화는 수신기내의 채널 추정기로 보상한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 송신 전력이 상황에 따라 달라지는 OFDMA를 사용하는 무선통신 시스템에서 시간축상의 채널 변화를 보상하여 OFDMA 수신기 성능을 최적화 할 수 있다.

또한, 본 발명은 정규화된 전력과 기준 전력과의 차이는 채널의 변화만을 반영하므로 이것으로 가변 이득 증폭기를 조절하면 항상 주파수 영역에서의 각 부반송파의 평균 신호 전력을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 적어도 둘 이상의 송신 전력 수준을 가지는 심볼들을 수신하는 무선 통신 시스템에서 자동 이득 조정 장치에 있어서,

수신된 아날로그 심볼들을 샘플 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환 장치와,

상기 샘플 데이터의 전력을 시간축상에서 측정하는 전력 측정부와,

맵(Medium Access Protocol, MAP)에서의 부채널 할당 정보를 바탕으로 정규화 가중치(Wsymbol)를 계산하고, 이 값으로 송신단의 송신 전력차를 보상하도록 정규화하여 출력하는 정규화기와,

상기 출력된 전력값과 기준 전력값과 비교하여 가변 이득 증폭기를 조절할 수 있는 신호를 출력하는 로그 맵 테이블과,

상기 출력된 가변 이득 증폭기 조절 신호를 AGC(Auto Gain Control) 인터페이스를 통해서 수신받아 제어되는 가변 이득 증폭기를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 샘플데이터는 CP(Cyclic Prefix)가 부가된 OFDM 심볼임을 특징으로 하는 상기 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 샘플데이터에서 CP를 제거하는 CP제거기를 더 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전력 측정부에서 출력된 샘플 단위의 전력을 임의의 시간동안 누적하는 제 1 누적기를 더 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 임의의 시간은 적어도 하나의 OFDM을 포함하는 프레임 구간임을 특징으로 하는 상기 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 로그 맵 테이블에서 출력된 가변 이득 증폭기를 조절할 수 있는 신호를 임의의 시간 동안 누적하는 제2 누적기를 더 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 정규화기는,

맵(Medium Access Protocol, MAP)에서의 부채널 할당 정보를 바탕으로 정규화 가중치를 계산하는 정규화 가중치 계산부와,

상기 정규화 가중치 계산부로부터 계산된 정규화 가중치로 평균 전력을 정규화하여 송신 전력의 차이를 보상하는 송신 전력 보상부를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 정규화 가중치 계산부는 하기 <수학식 3>에 의해서 얻어진 Psymbol이 하기 <수학식 4>를 만족하는 정규화 가중치를 계산함을 특징으로 하는 상기 장치.

이때, Psymbol은 OFDM 심볼의 전력, Ppilot은 OFDM 심볼내의 파일럿의 전력, Nused는 실제 사용되는 부반송파의 개수, Npilot은 파일럿의 개수, Pdata는 데이터가 실린 부반송파의 평균 전력.
직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 적어도 둘 이상의 송신 전력 수준을 가지는 심볼들을 수신하는 무선 통신 시스템에서 자동 이득 조정 방법에 있어서,

시간축상의 전력 추정시 송신 전력 차이를 정규화 시키기 위해 맵(Medium Access Protocol, MAP)에서의 부채널 할당 정보를 바탕으로 정규화 가중치를 계산하는 과정과,

상기 계산된 정규화 가중치로 평균 전력을 정규화하여 상기 송신 전력의 차이를 보상하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 정규화 가중치를 계산하는 과정은, 하기 <수학식 5>에 의해서 얻어진 Psymbol이 하기 <수학식 6>를 만족하는 정규화 가중치를 계산함을 특징으로 하는 상기 장치.

이때, Psymbol은 OFDM 심볼의 전력, Ppilot은 OFDM심볼내의 파일럿의 전력, Nused는 실제 사용되는 부반송파의 개수, Npilot은 파일럿의 개수, Pdata는 데이터가 실린 부반송파의 평균 전력.