KR20060097960A - 공간 분할 다중 접속 방식을 지원하는 직교주파수 다중 분할 방식 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법 - Google Patents

공간 분할 다중 접속 방식을 지원하는 직교주파수 다중 분할 방식 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060097960A
KR20060097960A KR1020050018976A KR20050018976A KR20060097960A KR 20060097960 A KR20060097960 A KR 20060097960A KR 1020050018976 A KR1020050018976 A KR 1020050018976A KR 20050018976 A KR20050018976 A KR 20050018976A KR 20060097960 A KR20060097960 A KR 20060097960A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel
channel information
estimating
preamble
pilot
Prior art date
Application number
KR1020050018976A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100865469B1 (ko
Inventor
성상훈
김지현
최은선
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050018976A priority Critical patent/KR100865469B1/ko
Priority to US11/368,532 priority patent/US7647073B2/en
Publication of KR20060097960A publication Critical patent/KR20060097960A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100865469B1 publication Critical patent/KR100865469B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
    • H04L25/0226—Channel estimation using sounding signals sounding signals per se
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0697—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using spatial multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0009—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2668—Details of algorithms
    • H04L27/2673—Details of algorithms characterised by synchronisation parameters
    • H04L27/2675—Pilot or known symbols

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

스마트 안테나를 사용하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템의 채널 추정 장치에 관한 것으로서, 수신신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)와, 상기 FFT로부터 제공받은 주파수 영역 신호 중, SDMA(Space Division Multiplexing Access) 사용자에게 할당된 영역의 프리앰블(preamble)을 이용하여 제 1채널 정보를 추정하는 채널 획득기와, 상기 FFT로부터 제공받은 주파수 영역 신호 중, 상기 SDMA 사용자에게 할당된 데이터 영역의 파일럿(pilot)들을 이용하여 제 2채널 정보를 추정하는 채널 추적기와, 상기 제 1채널 정보와 제 2채널 정보에 채널변화율에 따른 가중치를 적용하여 최종 채널 정보를 추정하는 채널 추정기를 포함하여, 채널 추정 성능을 높일 수 있으며, 이로 인해 스마트 안테나 기술의 이득을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
스마트 안테나, AAS 프리앰블, 파일럿, 채널 추정, OFDM 시스템,

Description

공간 분할 다중 접속 방식을 지원하는 직교주파수 다중 분할 방식 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL ESTIMATION IN SDMA-OFDM SYSTEMS}
도 1은 통상적인 공간 분할 다중 접속(SDMA) 방식을 지원하는 셀룰러 시스템을 도시하는 도면,
도 2는 802.16 OFDMA 시스템의 하향링크 및 상향링크 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 3은 종래 기술에 따른 SDMA를 지원하는 IEEE 802.16e OFDMA 시스템의 기지국에서 역방향 채널 추정 장치의 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 SDMA를 지원하는 IEEE 802.16e OFDMA 시스템의 기지국에서 역방향 채널 추정 장치의 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 AAS 프리앰블을 이용하여 추정한 채널 대표 값과 선형 보간을 이용하여 채널 정보를 추정하기 위한 방법을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿을 이용하여 채널정보를 획득하는 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 선형 보간을 이용하여 파일럿 톤 이외 채 널의 채널정보를 획득하는 과정을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 SDMA를 지원하는 OFDMA 시스템의 역방향 채널을 추정하는 절차를 도시하는 도면, 및
도 9는 본 발명에 따른 성능개선을 도시하는 도면.
본 발명은 공간 분할 다중 접속(Space Division Multiplexing Access : 이하, SDMA라 칭함)방식을 지원하는 직교주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하, OFDM라 칭함) 시스템의 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 스마트 안테나를 사용하는 상기 SDMA-OFDMA시스템에서 파일럿과 프리앰블을 이용하여 채널을 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 무선 멀티미디어 시대를 맞이하여 대용량의 데이터를 무선채널을 이용하여 고속으로 전송해야하는 필요성이 급격히 증대되면서, 이동 채널 및 무선 채널을 통한 인터넷 서비스를 지원하기 위해 무선·고속 데이터 전송 시스템에 대하여 전 세계적으로 활발하게 연구되고 있다.
제 3세대(3rd Generation)통신 시스템의 최대 전송속도는 정지 상태에서 2Mbps이지만 제 4세대(4rd Generation)통신 시스템에서는 무선 LAN(Local Area Network)환경에서 정지 또는 보행 중일 때 1Gbps를 목표로 하고, 매트로 이동 셀룰러 환경(무선 MAN(Metropolitan Area Network))에서 차량으로 움직일 때는 100Mbps를 목표로 한다. 하지만, 무선채널에서 데이터를 고속으로 전송할 경우 무선채널의 다중경로 간섭으로 인한 높은 에러율 때문에 무선 채널에 적합한 무선접속방식이 요구된다.
상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(Physical channel)에 직교주파수 분할 다중(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 및 직교주파수분할 다중접속(OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식을 적용한 것이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 시스템이다. 즉, 상기 IEEE 802.16 시스템은 다수의 서브캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 전송을 실현한다.
한편, 상기 IEEE 802.16e 시스템은 AAS(Adaptive Antenna System : 적응 안테나 시스템)모드와 non - AAS모드를 한 프레임 내에서 지원하기 위한 규격장치들이 마련되어 있다. 상기 AAS모드를 시스템에 적용하는 이유는 크게 두 가지로 나누어진다. 첫째는 셀 용량의 증대이고, 두 번째는 셀 커버리지(coverage) 증가이다.
상기 적응 안테나 시스템은 어레이 안테나를 이용하여, 커버리지 영역을 지속적으로 탐지하여 변화하는 무선 채널 환경에 적응적으로 빔 패턴(beam pattern)을 형성하는 시스템이다. 예를 들어, 단말이 한 개이며, 간섭이 존재하지 않는 경우, 상기 적응 안테나 시스템은 상기 단말의 움직임을 따라가는 효과적인 안테나 패턴을 생성함으로써 상기 단말의 움직임에 적응적으로 대응한다. 이때, 상기 안테 나 패턴은 상기 단말의 방향으로 언제나 최고의 이득을 보이는 패턴이 된다. 이러한 적응 안테나 시스템을 이용하여 상기 SDMA를 구현할 수 있다. 즉, N개의 단말이 존재한다면 각각 단말 방향의 N개의 빔을 동일 주파수 대역 내에 생성하여 주파수 및 시간을 공유할 수 있다.
도 1은 통상적인 공간 분할 다중 접속(SDMA)방식을 지원하는 셀룰러 시스템을 도시하는 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(101)은 서로 다른 단말기들이 같은 주파수 및 시간 자원을 1번 빔(102)으로 전송되는 1번 공간채널과 2번 빔(103)으로 전송되는 2번 공간 채널에서 동시에 사용하도록 한다. 이와 같이 공간적으로 구분되는 복수의 빔을 형성해야하고, 하향링크에서 상기 복수의 빔을 형성하기 위해서는 상향링크 채널 정보를 필요로 한다. 따라서, 기존의 802.16e OFDMA시스템에서 AAS모드를 지원하기 위해 상기 하향링크와 상향링크에 프리앰블 심볼(preamble symbol)을 추가하였다.
도 2는 802.16e OFDMA 시스템의 하향링크 및 상향링크 프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 하향링크 버스트와 상향링크 버스트의 앞에 AAS 프리앰블이 전송된다. 상기 기지국(101)은 하향링크 빔 형성을 위해서 상향링크 AAS 프리앰블을 통해 채널을 추정하고 추정된 채널 정보를 이용하여 빔 계수를 추정한 후, 빔을 형성한다. 이때, 상기 빔에 의해 형성된 공간 채널은 상기 도 1에 도시된 바와 같이 서로 공간적으로 분리되어 있기 때문에, 동일한 주파수 및 시간 자원을 공유해도 서로 간섭이 크지 않다. 따라서, 공간 채널마다 시스템이 허용하는 주파수 및 시간 자원을 모두 활용할 수 있다.
상기 IEEE 802. 16e OFDMA 시스템의 물리 계층 규격에 따라 상향링크 프리앰블을 이용하는 채널 추정방법은 다음과 같다.
먼저, 상기 OFDMA 시스템의 물리 계층 규격에 따르면, SDMA 사용자에게 할당되는 AAS 프리앰블은 동일한 특정 PN(Pseudo Noise)코드로 구성된다. 따라서, 각 SDMA 사용자는 할당된 동일 PN코드 시퀀스(sequence)를 OFDM 방식에 의해 변조할 때, 생성된 프리앰블은 사용자 구분을 위해 하기 수학식 1의 사용자 고유신호(user signature)를 곱하게 되며, 결과적으로 기지국은 수신된 프리앰블들 중에서 SDMA 사용자를 구분할 수 있게 된다.
하기 수학식 1은 SDMA 사용자의 고유신호(signature)를 나타낸다.
Figure 112005012179447-PAT00001
상기 수학식 1을 참조하면, Ntile(bin)_size는 타일(tile)(또는 빈(bin))을 구성하는 톤 수(AMC 빈(bin)은 9, PUSC 타일(tile)은 4)를 나타내며, f(k)는 AAS 프리앰블의 k번째 타일(tile)(또는, 빈(bin))에서 시작되는 톤 인덱스를 나타내며, m은 SDMA 사용자의 순환 시간 쉬프팅(cyclic time shifting)( 예 : 0, 1, 2, …… Ntile(bin)_size-1 )을 나타낸다. 즉,
Figure 112005012179447-PAT00002
는 상기 m에 의해 결정되는 상기 f(k)의 톤 인덱스를 갖는 톤의 위상 회전을 나타낸다.
상기 사용자 고유신호는 주파수 영역에서 특정한 PN코드를 사용자 당 선형 위상 회전(linear phase rotation)을 발생시키며, 이는 시간 영역에서 강제적인 간격의 순환 시간 쉬프팅(cyclic time shifting)하는 형태와 동일한 기능을 수행한다. 또한, clustered 톤(tones)으로 구성된 PUSC(Partial Usage Sub-Carrier) 또는, AMC(Adaptive Modulation and Coding)채널의 경우에는 SDMA 사용자간 고유의 orthonormal 커널(kernel)을 할당하는 효과를 가져온다.
도 3은 종래 기술에 따른 SDMA를 지원하는 IEEE 802.16e OFDMA 시스템의 기지국에서 역방향 채널 추정 장치의 구성을 도시하고 있다. 이하, 상기 채널 추정은 각각의 안테나에 대해서 수행되며, 상기 안테나들 중 하나의 안테나에서 채널 추정을 하는 과정을 설명할 것이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 안테나(301)를 통해 수신되는 라디오 주파수 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후, CP(Cyclic Prefix)제거기(303)를 거쳐 CP(보호구간)를 제거하여 FFT(305)에 제공한다. 상기 FFT(Fast Fourier Transform)(305)는 상기 CP제거기(303)로부터 제공받은 신호를 N-포인트(N-point) 고속 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역 신호로 변환한 후, AAS 프리앰블 톤 분리기(307)로 출력한다.
상기 AAS 프리앰블 톤 분리기(307)는 상기 FFT(305)에서 제공되는 주파수 영 역의 신호 중 상기 SDMA 사용자에게 할당된 영역의 AAS프리앰블 신호를 추출하여 프리앰블 코드 곱셈기(309)에 제공한다. 상기 프리앰블 코드 곱셈기(309)는 하기 수학식 2와 같이 상기 추출된 프리앰블 신호의 각 톤에 곱해진 PN코드를 제거한다.
하기 수학식 2는 프리앰블 신호에서 각 톤에 곱해진 PN코드를 제거하기 위한 수식이다.
Figure 112005012179447-PAT00003
상기 수학식 2를 참조하면, y는 상기 FFT(305)의 출력신호를 나타내며, c는 AAS 프리앰블 PN코드 벡터를 나타낸다. 또한,
Figure 112005012179447-PAT00004
은 코드 벡터를 곱한 후의 n번째 AMC 빈(bin)(또는 PUSC 타일(tile))으로
Figure 112005012179447-PAT00005
와 같다. 즉, FFT(305) 출력신호에 AAS 프리앰블의 PN코드 벡터를 곱하여 SDMA 사용자에게 해당하는 위상 회전만이 남게 된다.
첫 번째 AMC 빈(bin)(또는 PUSC 타일(tile))의 채널 추정기(311)와 n번째 AMC 빈(bin)(또는 PUSC 타일(tile))의 채널 추정기(313)는 상기 프리앰블 코드 곱셈기(309)에서 출력된 신호를 하기 수학식 3에 적용하여 AAS 프리앰블에 사용된 AMC 빈(bin) 또는 PUSC 타일(tile)을 대표하는 평균 채널 추정값을 얻는다.
하기 수학식 3은 빈(bin)(또는 타일(tile))단위의 채널을 추정하기 위한 수 식이다.
Figure 112005012179447-PAT00006
상기 수학식 3을 참조하면, H(fn)는 n번째 빈(bin)(또는 타일(tile))을 대표하는 추정된 채널 값을 나타내며,
Figure 112005012179447-PAT00007
는 상기 수학식 2에서 산출한 코드 벡터를 곱한 후의 n번째의 AMC 빈(bin)(또는 PUSC 타일(tile))을 나타낸다. 또한, a는 상기 수학식 1에 나타낸 SDMA 사용자간 고유의 orthonomal 커널(kernel)을 나타내며, aH는 상기 a의 공액전치(Hermition)를 나타낸다.
상술한 바와 같이 SDMA를 지원하는 IEEE 802.16e OFDMA 시스템의 일반적인 주파수 영역 채널 추정 방식은 상기 수학식 1, 2, 3과 같이 SDMA 사용자간 고유의 orthonormal 커널의 상호 상관(cross correlation)을 통해서 이루어지며, 그 결과 빈(bin)(또는, 타일(tile))을 대표하는 채널 추정값을 얻을 수 있다. 이와 같이 추정된 채널 정보는 데이터 영역의 빔형성 계수 계산에 사용된다.
한편, 시간에 따라 채널의 변화가 큰 경우는 프리앰블을 통해 추정한 채널 정보를 다른 시간의 데이터 영역의 빔형성에 적용을 하면 성능의 열화가 발생한다. 예를 들어, IEEE 802.16e OFDMA 시스템의 이동성을 고려하고 있는데 단말의 이동성이 큰 경우에는 채널의 변화도 상대적으로 크게 된다. 따라서, 프리앰블을 통해 추정한 채널정보를 시간적으로 분리된 데이터영역의 빔형성에 적용할 경우 성능의 열화를 가져와 스마트 안테나 시스템을 통한 이득은 감소되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 공간분할 다중접속방식을 지원하는 직교주파수분할 다중접속방식시스템에서 높은 이동성과 고속 데이터 통신을 하는 단말의 정확한 채널 추정을 하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공간분할 다중접속방식을 지원하는 직교주파수분할 다중접속방식시스템에서 AAS프리앰블과 파일럿을 이용하여 정확한 채널추정을 하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 공간분할 다중접속방식을 지원하는 직교주파수분할 다중접속방식시스템에서 선형보간을 이용하여 채널 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 데이터 영역이 파일럿 톤과 데이터 톤으로 구성되며, 스마트 안테나를 사용하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템의 채널 추정 장치는, 수신신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)와, 상기 FFT로부터 제공받은 주파수 영역 신호 중, SDMA(Space Division Multiplexing Access) 사용자에게 할당된 영역의 프리앰블(preamble)을 이용하여 제 1채널 정보를 추정하는 채널 획득기와, 상기 FFT로부터 제공받은 주파수 영역 신호 중, 상기 SDMA 사용자에게 할당된 데이터 영역의 파일럿(pilot)들을 이용하여 제 2채널 정보를 추정하는 채널 추적기와, 상기 제 1채널 정보와 제 2채널 정보에 채널변화율에 따른 가중치를 적용하여 최종 채널 정보를 추정하는 채널 추정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2견지에 따르면, 데이터 영역이 파일럿 톤과 데이터 톤으로 구성되며, 스마트 안테나를 사용하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템의 채널 추정 방법은, 수신신호의 프리앰블(preamble)을 이용하여 SDMA(Space Division Multiplexing Access) 사용자의 주파수 대역에 대한 모든 톤들의 제 1채널 정보를 추정하는 과정과, 상기 SDMA 사용자의 채널 변화율을 확인하여 사용자가 설정한 기준값과 비교하는 과정과, 상기 채널 변화율이 상기 기준값보다 클 경우, 상기 SDMA 사용자에게 할당된 데이터 영역의 파일럿(pilot)들을 이용하여 제 2채널 정보를 추정하는 과정과, 상기 제 1채널 정보와 상기 제 2채널 정보에 가중치를 적용하여 최종 채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3견지에 따르면, 데이터 영역이 파일럿 톤과 데이터 톤으로 구성되며, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템에서 파일럿을 이용한 채널 추정 방법은, 수신되는 신호를 고속 푸리에 변환한 주파수 영역의 신호 중, 프리앰블(preamble)을 이용하여 제 1채널 정보를 추정하는 과정과, 상기 제 1채널 정보를 이용하여 수신신호의 파일럿(pilot)들에서 동일 채널 간섭을 제거하는 과정과, 상기 동일 채널 간섭을 제거한 파일럿들을 선형 보간을 통해 SDMA(Space Division Multiplexing Access)사용자에게 할당된 데이터 영역의 모든 톤들의 최종 채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 설명은 공간분할 다중접속(SDMA : Space Division Multiplexing Access)방식을 지원하는 직교주파수분할 다중접속(OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)방식 시스템에서 정확한 채널 추정을 하기 위한 기술에 대해 설명할 것이다. 다시 말해, 본 발명은 상기 SDMA-OFDMA 시스템에서 높은 이동성과 고속 데이터 통신을 수행하는 단말에 대한 정확한 채널 정보를 추정하기 위하여 일정시간 동안 동일 채널 상태를 사용하는 사용자 및 저속 데이터 통신 사용자에 대하여 AAS프리앰블(Adaptive Antenna System preamble)을 이용한 채널획득모드를 수행하고, 채널 상태의 변화가 심한 사용자 및 고속 데이터 통신 사용자에 대하여 파일럿을 이용한 채널추적모드를 수행하여 상기 사용자의 이동성 및 데이터율에 따라 적응적으로 채널추정기법을 적용하기 위한 기술에 대해 설명할 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 SDMA를 지원하는 IEEE 802.16e OFDMA 시스템의 기지국의 역방향 채널 추정 장치의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 안테나(401)를 통해 수신되는 라디오 주파수 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 아날로그 신호를 디지털 신호로 변 환한 후, CP(Cyclic Prefix)제거기(403)를 거쳐 CP(보호구간)를 제거하여 FFT(405)에 제공한다. 상기 FFT(Fast Fourier Transform)(405)는 상기 CP제거기(403)로부터 제공받은 신호를 N-포인트(point) 고속 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역 신호로 변환한 후, AAS 프리앰블 톤 분리기(407)와 데이터 역 할당기(417)로 출력한다.
먼저, 상기 AAS 프리앰블 톤 분리기(407)는 상기 FFT(405)에서 제공되는 주파수 영역의 신호 중 상기 SDMA 사용자에게 할당된 영역의 프리앰블 신호를 추출하여 프리앰블 코드 곱셈기(409)에 제공한다. 상기 프리앰블 코드 곱셈기(409)는 상기 추출된 프리앰블 신호의 각 톤에 곱해진 PN코드를 상기 수학식 2를 이용하여 제거한다. 즉, 상기 FFT(405) 출력신호에 AAS 프리앰블에 PN코드 벡터를 곱하여 SDMA 사용자에 해당하는 위상 회전만이 남게 된다.
첫 번째 AMC 빈(bin)(또는 PUSC 타일(tile))의 채널 획득기(411)와 n번째 AMC 빈(bin)(또는 PUSC 타일(tile))의 채널 획득기(413)는 상기 프리앰블 코드 곱셈기(409)에서 출력된 신호를 상기 수학식 3에 적용하여 AAS 프리앰블에 사용된 AMC 빈(bin) 또는 PUSC 타일(tile)을 대표하는 평균 채널 추정값을 획득한 후, 상기 채널 추정값을 선형 보간기(415)로 출력한다.
상기 선형 보간기(415)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 채널 획득기(411, 413)에서 획득한 채널 대표 값(501, 503, 505, 507)을 이용하여 주파수 영역의 선형 보간을 수행하여 상기 SDMA 사용자의 주파수 대역의 모든 톤들의 채널 정보를 추정하여 사용하는 주파수 대역의 채널 추정 성능을 높인다. 여기서, 상기 선형 보간은 상기 AAS 프리앰블 채널을 구성하는 주파수 대역이 연속적인 AMC 빈(bin)(또 는 PUSC 타일(tile))으로 구성되어 있을 경우에 수행한다.
한편, 상기 FFT(405)를 통해 변환된 주파수 영역 신호는 상기 데이터 역 할당기(417)를 통해 SDMA 사용자의 해당 데이터 영역을 추출하여 채널 추적기(419)에 제공한다. 여기서, 상기 데이터 영역은 하기 도 7에 도시된 바와 같이 파일럿 톤(701~706)과 데이터 톤(상기 파일럿 톤을 제외한 부분)으로 구성된다.
상기 채널 추적기(419)는 상기 SDMA 사용자의 해당 데이터 영역의 파일럿들을 이용하여 채널을 추정한다. 상기 데이터 영역의 파일럿들은 SDMA 사용자가 공통으로 사용하므로 모든 SDMA 사용자의 채널 정보가 모두 포함된다. 따라서, 채널의 변화가 심한 사용자의 채널을 추정하기 위해서는 상기 프리앰블을 이용하여 추정한 채널 정보(425)를 하기 수학식 4에 적용하여 상기 파일럿들에서 동일 채널 간섭을 제거한다. 이후, 하기 도 6과 도 7에서 설명하듯이 선형 보간을 이용하여 데이터 영역의 모든 톤들의 채널 정보를 추적한다.
하기 수학식 4는 동일 채널 간섭을 제거하기 위한 수식이다.
Figure 112005012179447-PAT00008
상기 수학식 4를 참조하면,
Figure 112005012179447-PAT00009
은 첫번째 사용자를 이동성을 가진 사용자로 가정하며, P는 파일럿의 PN 코드를 나타내고, y는 수신된 파일럿 신호를 나타내며,
Figure 112005012179447-PAT00010
는 프리앰블을 이용하여 획득한 다른 사용자의 채널 정보를 나타낸다. 예를 들어, 두 명의 사용자라고 가정하면, 상기 y = H1P + H2P이다. 여기서, 노이즈는 무시하여 생략한다. 따라서, y
Figure 112005012179447-PAT00011
p = H1 + H2이므로 상기 프리앰블을 이용하여 획득한 다른 사용자의 채널 정보 즉, H2를 빼면 H1을 산출할 수 있다.
채널 추정기(421)는 상기 채널 추적기(419)에서 파일럿을 이용하여 추적한 제 2채널 추정값과 상기 채널 획득기(411)에서 프리앰블을 이용하여 획득한 제 1채널 추정값을 하기 수학식 5에 적용하여 최종 채널 정보를 추정하여 빔 형성기(423)에 제공한다.
하기 수학식 5는 상기 프리앰블을 이용하여 획득한 제 1채널 추정값과 상기 파일럿을 이용하여 추적한 제 2채널 추정값을 이용하여 최종 채널 정보를 추정하기 위한 수식이다.
Figure 112005012179447-PAT00012
상기 수학식 5를 참조하면,
Figure 112005012179447-PAT00013
는 상기 채널 획득기(511)에서 프리앰블을 이용하여 획득한 제 1채널 추정값을 나타내고,
Figure 112005012179447-PAT00014
는 상기 채널 추적기(519)에서 파일럿을 이용하여 추적한 제 2채널 추정값을 나타낸다. 또한, α는 채널 변화율을 나타내는 파라미터로 0 ≤ α ≤ 1의 범위를 갖는다. 여기서, 상기 α는 도플러 주파수(doppler frquency) 와 CNR(Carrier to Noise Ratio)에 따라 결정된다. 예를 들어, 상기 CNR이 크면 상기 α를 작게 하여 상기 제 2채널 추정값의 비중을 더 크게 하고, 상기 CNR이 작으면 상기 α를 크게 하여 상기 제 1채널 추정값의 비중을 더 크게 한다.
상기 빔 형성기(423)는 상기 채널 추정기(421)에서 추정된 최종 채널 정보를 사용하여 상기 SDMA 사용자의 빔 형성 기능을 수행한다. 또한, 상기 SDMA 사용자 모두가 준정적(quasi-static) 사용자일 경우, 상기 선형 보간기(415)에서 제공되는 프리앰블을 이용한 채널 추정값(427)만을 이용하여 빔 형성 기능을 수행한다.
상기 도 6과 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿으로 채널정보를 획득하는 방법을 도시하고 있다. 이하 설명은 하나의 빈(bin) 내의 추정된 채널 값을
Figure 112005012179447-PAT00015
로 가정하여 설명하며, 타일(tile)의 채널 추정도 동일한 방법으로 수행된다. 여기서, 상기 도 7의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 주파수를 나타낸다.
상기 도 6과 도 7을 참조하면, 먼저 기지국은 601단계에서 동일 주파수에 존재하는 파일럿들의 평균을 산출하여, 상기 파일럿이 존재하는 채널의 데이터 톤에 상기 산출한 파일럿 톤들의 평균을 복사한다. 즉, 상기 산출한 파일럿 톤들의 평균을 상기 파일럿 톤이 존재하는 채널의 채널 값으로 추정한다. 예를 들어, 상기 도 7a에 도시된 바와 같이 파일럿이 존재하는 채널의 채널값(
Figure 112005012179447-PAT00016
)은 하기 수학식 6을 이용하여 구한다.
하기 수학식 6은 파일럿이 존재하는 채널의 채널 값(
Figure 112005012179447-PAT00017
)을 구하는 수식이다.
Figure 112005012179447-PAT00018
상기 수학식 6을 참조하면, P1은 파일럿(701)을 나타내고, P2는 파일럿(702)을 나타낸다. 즉, 상기
Figure 112005012179447-PAT00019
는 동일주파수에 존재하는 파일럿 P1(701)과 P2(702)의 평균으로 구한다.
상기 파일럿 톤이 존재하는 채널의 채널 값을 추정한 후, 상기 기지국은 603단계로 진행하여 상기 파일럿 톤이 존재하는 채널사이에 존재하는 채널들의 채널 값을 선형 보간을 사용하여 추정한다. 예를 들어, 상기 도 7b에 도시된 바와 같이 파일럿 톤이 존재하는 채널의 채널값(
Figure 112005012179447-PAT00020
)을 이용하여 상기 파일럿 톤 사이에 존재하는 채널들의 채널값(
Figure 112005012179447-PAT00021
)을 하기 수학식 7을 이용하여 구한다.
하기 수학식 7은 파일럿 톤 사이에 존재하는 채널들의 채널값을 선형 보간을 수행하기 위한 수식이다.
Figure 112005012179447-PAT00022
상기 수학식 7을 참조하면, 상기
Figure 112005012179447-PAT00023
는 파일럿 톤이 존재하는 채널의 채널 추정값을 나타낸다. 즉, 파일럿 톤 사이에 존재하는 채널들의 채널 값은 상기 파일럿 톤이 존재하는 채널의 채널 추정값을 이용하여 구한다.
이후, 상기 기지국은 605단계로 진행하여 상기 도 7b에서 채널 값을 추정한 블록(704) 밖의 채널 값을 추정한다. 예를 들어, 상기 도 7c에 도시된 바와 같이 상기 파일럿 톤 밖의 채널 값(
Figure 112005012179447-PAT00024
)을 하기 수학식 8을 이용하여 구한다.
하기 수학식 8은 파일럿 톤 밖에 채널 값을 추정하기 위한 수식이다.
Figure 112005012179447-PAT00025
상기 수학식 8을 참조하면,
Figure 112005012179447-PAT00026
는
Figure 112005012179447-PAT00027
와
Figure 112005012179447-PAT00028
의 위상차를 나타내고,
Figure 112005012179447-PAT00029
는
Figure 112005012179447-PAT00030
와
Figure 112005012179447-PAT00031
의 위상차를 나타낸다. 즉, 위상을 가진 벡터값(
Figure 112005012179447-PAT00032
,
Figure 112005012179447-PAT00033
)을 절대값(
Figure 112005012179447-PAT00034
,
Figure 112005012179447-PAT00035
)으로 나누면 상기 벡터값의 위상만 존재하게 된다. 따라서, 상기
Figure 112005012179447-PAT00036
는 상기
Figure 112005012179447-PAT00037
에 상기
Figure 112005012179447-PAT00038
와
Figure 112005012179447-PAT00039
의 위상차만큼 보정된 채널값을 나타내고, 상기
Figure 112005012179447-PAT00040
는 상기
Figure 112005012179447-PAT00041
에 상기
Figure 112005012179447-PAT00042
와
Figure 112005012179447-PAT00043
의 위상차만큼 보정된 채널값을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 SDMA를 지원하는 OFDMA 시스템의 역방향 채널을 추정하는 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참조하면, 먼저 기지국은 801단계에서 AAS(Adaptive Antenna System) 프리앰블(premble)을 이용하여 빈(bin)(또는 타일(tile))을 대표하는 채널 정보를 추정한다.
상기 프리앰블을 이용하여 상기 빈(bin)(또는 타일(tile))을 대표하는 채널 정보의 추정을 한 후, 상기 기지국은 803단계로 진행하여 상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 801단계에서 획득한 상기 빈(bin)(또는 타일(tile))의 대표 채널 정보를 이용하여 선형 보간을 수행하여 상기 SDMA 사용자의 주파수 대역에 대한 모든 제 1채널 정보를 추정한다. 여기서, 상기 선형 보간은 상기 AAS 프리앰블 채널을 구성하는 주파수 대역이 연속적인 AMC 빈(bin)(또는 PUSC 타일(tile))으로 구성되어 있을 경우에 수행한다.
이후, 상기 기지국은 805단계로 진행하여 SDMA 사용자의 도플러 주파수와 CNR등에 따라 결정되는 CQI 플래그(flag)가 온(on)인지 확인한다. 상기 CQI 플래그가 온(on)인 경우 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다. 여기서, 상기 CQI 플래그는 도플러 주파수, CNR, 변조 차수, 부호화 율 중 어느 하나가 또는 하나 이상의 조합이 시스템 운영자에 의해 결정된 기준치 이상일 경우 오프(OFF)가 된다.
만일, 상기 CQI 플래그가 오프(off)일 경우, 상기 기지국은 807단계로 진행하여 상기 803단계에서 획득한 제 1채널 정보와 데이터 영역의 파일럿을 이용하여 제 2채널 정보를 추적한다.
이후, 상기 기지국은 809단계로 진행하여 상기 제 1채널 정보와 상기 제 2채널정보에 채널 변화율을 나타내는 가중치를 적용하여 최종 채널 정보를 추정한 후, 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 상기 CQI 플래그가 온(on)인 경우에는 모든 SDMA 사용자가 준정적(quasi-staic) 상태이므로 상기 프리앰블을 이용하여 획득한 제 1채널 정보만을 이용하여 빔 형성을 수행하고, 상기 CQI 플래그가 오프(off)인 경우에는 상기 프리앰블을 이용하여 획득한 제 1채널 정보와 상기 파일럿을 이용하여 추적한 제 2 채널 정보를 이용하여 최종 채널 정보를 추정하여 빔 형성을 수행한다.
도 9는 본 발명에 따른 성능개선을 도시하고 있다. 상기 도 9의 그래프의 가로축은 CNR(Carrier to Noise Ratio)를 나타내고, 세로축은 MSE(Mean Square Error)를 나타낸다. 또한, 이하 설명은, 각각 60㎐와 7㎐를 사용하는 두 명의 SDMA 사용자가 SCM(Spatial Channel Model)채널 중 Urban Macro, E{AS}=8°즉, 다중 경로가 심하여 채널 환경이 가장 나쁜 상태에서 성능을 평가하였다.
상기 도 9를 참조하면, 본 발명에서 제시한 채널 추정 방법에서 최종채널 정보를 추정하기 위한 가중치(α)를 0, 0.5, 1로 변화시키면서 채널 정보를 추정하였을 경우, 첫 번째 사용자의 채널 정보에 대해 CNR에 대한 MSE를 보여주고 있다. 여기서, 상기 가중치가 0인 경우는 파일럿만을 이용하여 채널을 추정한 것과 동일하고, 상기 가중치가 1인 경우는 프리앰블만을 이용하여 채널을 추정한 것과 동일하다.
상기 도 9에 도시된 바와 같이 가중치를 0.5를 적용하여 상기 프리앰블을 사용하여 획득한 제 1채널 정보와 상기 파일럿을 사용하여 추적한 제 2채널 정보를 함께 사용하였을 경우의 성능이 제일 우수한 것을 확인 할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, SDMA를 지원하는 IEEE 802.16e OFDMA 시스템에서 이동성이 큰 사용자에 대해 AAS 프리앰블을 이용한 채널 획득 모드와 파일럿을 이용하는 채널 추적 모드를 적용함으로써 종래에 채널 획득 모드만 적용하였을 경우보다 채널 추정 성능을 높일 수 있으며, 이로 인해 스마트 안테나 기술의 이득을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (21)

  1. 데이터 영역이 파일럿 톤(pilot tone)과 데이터 톤(data tone)으로 구성되며, 스마트 안테나를 사용하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템의 채널 추정 장치에 있어서,
    수신신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)와,
    상기 FFT로부터 제공받은 주파수 영역 신호 중, SDMA(Space Division Multiplexing Access) 사용자에게 할당된 영역의 프리앰블(preamble)을 이용하여 제 1채널 정보를 추정하는 채널 획득기와,
    상기 FFT로부터 제공받은 주파수 영역 신호 중, 상기 SDMA 사용자에게 할당된 데이터 영역의 파일럿(pilot)들을 이용하여 제 2채널 정보를 추정하는 채널 추적기와,
    상기 제 1채널 정보와 제 2채널 정보에 채널변화율에 따른 가중치를 적용하여 최종 채널 정보를 추정하는 채널 추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 획득기는,
    상기 FFT로부터 제공받은 주파수 영역 신호 중 상기 SDMA 사용자에게 할당된 영역의 프리앰블 신호를 추출하는 프리앰블 톤 분리기와,
    상기 프리앰블 톤 분리기에서 추출한 프리앰블 신호를 미리 정해진 주파수 단위로 PN코드를 제거하여 출력하는 프리앰블 코드 곱셈기와,
    상기 프리앰블 코드 곱셈기의 출력들과 상기 SDMA 사용자를 구분하기 위한 특정벡터 값의 공액 신호를 이용하여 상기 주파수 단위별로 대표 채널 정보를 산출하는 제 1채널 추정기와,
    상기 추정된 대표 채널 정보를 이용하여 선형 보간을 통해 상기 SDMA 사용자의 주파수 대역의 모든 톤들의 채널 정보를 획득하는 선형 보간기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 사용자를 구분하기 위한 특정벡터 값은, 특정한 PN(Pseudo Noise)코드를 주파수 영역에서 해당 시간 쉬프트(time shift)만큼의 선형 위상 회전을 하는 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 미리 정해진 주파수 단위는 AMC(Adaptive Modulation and Coding)모드의 빈(bin), PUSC(Partial Usage sub-channel)모드의 타일(tile) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 추적기는,
    상기 FFT로부터 제공받은 주파수 영역의 신호 중 상기 SDMA 사용자의 해당 데이터 영역을 추출하는 데이터 역 할당기와,
    상기 데이터 역 할당기에서 제공받은 데이터 영역의 파일럿들을 이용하여 상기 데이터 영역의 모든 톤들의 채널정보를 추정하는 제 2채널 추정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2채널 추정기는, 상기 채널 획득기로부터의 제 1채널 정보를 이용하여 수신신호의 파일럿들에서 동일 채널 간섭을 제거하고, 상기 동일 채널 간섭이 제거된 파일럿들을 이용하여 선형 보간을 통해 상기 데이터 영역의 모든 톤들의 상기 제 2채널 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 추정기는, 상기 채널 변화율이 클 경우, 상기 제 1채널 정보의 가중치를 작게 하고, 상기 제 2채널 정보의 가중치를 크게 하여, 상기 파일럿을 이용하여 추정한 상기 제 2채널 정보의 비중을 크게 하고,
    상기 채널 변화율이 작을 경우, 상기 제 1채널 정보의 가중치를 크게 하고, 상기 제 2채널 정보의 가중치를 작게 하여, 상기 프리앰블을 이용하여 추정한 상기 제 1채널 정보의 비중을 크게 하여, 상기 최종 채널 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 데이터 영역이 파일럿 톤(pilot tone)과 데이터 톤(data tone)으로 구성되며, 스마트 안테나를 사용하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템의 채널 추정 방법에 있어서,
    수신신호의 프리앰블(preamble)을 이용하여 SDMA(Space Division Multiplexing Access) 사용자의 주파수 대역에 대한 모든 톤들의 제 1채널 정보를 추정하는 과정과,
    상기 SDMA 사용자의 채널 변화율을 확인하여 사용자가 설정한 기준값과 비교하는 과정과,
    상기 채널 변화율이 상기 기준값보다 클 경우, 상기 SDMA 사용자에게 할당된 데이터 영역의 파일럿(pilot)들을 이용하여 제 2채널 정보를 추정하는 과정과,
    상기 제 1채널 정보와 상기 제 2채널 정보에 가중치를 적용하여 최종 채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 채널 변화율이 상기 기준값보다 작거나 같을 경우, 상기 제 1채널 정보만을 이용하여 상기 최종 채널 정보를 추정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 미리 정해진 주파수 단위는 AMC(Adaptive Modulation and Coding)의 빈(bin), PUSC(Partial Usage Sub-Channel)의 타일(tile) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 채널 변화율은, 상기 SDMA 사용자의 도플러 주파수(doppler frequency)또는/및 CNR(Carrier to Noise Ratio)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2채널 정보를 추정하는 과정은,
    상기 제 1채널 정보를 이용하여 수신신호의 파일럿들에서 동일 채널 간섭을 제거하는 과정과,
    상기 파일럿들을 이용한 선형 보간을 수행하여 상기 데이터 영역의 모든 톤들에 대한 제 2채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 수신신호의 파일럿들에서 동일 채널 간섭을 제거한 채널 정보(
    Figure 112005012179447-PAT00044
    )는 하기 수학식 9에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112005012179447-PAT00045
    여기서, y는 수신신호의 파일럿 신호, P는 파일럿 신호의 PN코드(Pseudo Noise code),
    Figure 112005012179447-PAT00046
    는 프리앰블을 이용하여 획득한 u번째 사용자의 채널 정보를 나타냄.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 선형보간은, 상기 데이터 영역의 범위에서,
    동일 주파수에 존재하는 파일럿들의 평균을 산출하고, 상기 산출한 파일럿들의 평균을 파일럿 톤이 존재하는 채널의 데이터 톤들에 복사하여 상기 파일럿 톤이 존재하는 채널의 채널 정보를 추정하는 과정과,
    상기 파일럿 톤이 존재하는 채널의 채널 정보를 이용한 상기 선형보간을 통해 상기 파일럿 톤 사이에 존재하는 채널들의 채널 정보를 추정하는 과정과,
    상기 파일럿을 이용하여 추정된 채널 정보를 이용하여 상기 파일럿 톤 밖에 존재하는 채널들의 채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 파일럿 톤 밖에 존재하는 채널들의 채널 정보(
    Figure 112005012179447-PAT00047
    과
    Figure 112005012179447-PAT00048
    )는 하기 수학식 10에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112005012179447-PAT00049
    여기서,
    Figure 112005012179447-PAT00050
    는 상기 데이터 영역에서 하나의 빈(bin)내에서 추정되는 추정되는 채널 정보,
    Figure 112005012179447-PAT00051
    는
    Figure 112005012179447-PAT00052
    와
    Figure 112005012179447-PAT00053
    의 위상차,
    Figure 112005012179447-PAT00054
    는
    Figure 112005012179447-PAT00055
    와
    Figure 112005012179447-PAT00056
    의 위상차를 나타냄.
  16. 제 8항에 있어서,
    상기 가중치는, 상기 SDMA 사용자의 도플러 주파수 또는/및 CNR에 의해 결정되고, 0과 1사이의 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 8항에 있어서,
    상기 최종 채널 정보(
    Figure 112005012179447-PAT00057
    )는 하기 수학식 11에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112005012179447-PAT00058
    여기서,
    Figure 112005012179447-PAT00059
    는 상기 프리앰블을 이용하여 추정한 주파수 영역의 모든 톤들의 상기 제 1채널 정보,
    Figure 112005012179447-PAT00060
    는 상기 파일럿을 이용하여 추정한 데이터 영역의 모든 톤들의 상기 제 2채널 추정값, α는 가중치를 나타냄.
  18. 데이터 영역이 파일럿 톤(pilot tone)과 데이터 톤(data tone)으로 구성되는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템에서 파일럿을 이용한 채널 추정 방법에 있어서,
    수신되는 신호를 고속 푸리에 변환한 주파수 영역의 신호 중, 프리앰블(preamble)을 이용하여 제 1채널 정보를 추정하는 과정과,
    상기 제 1채널 정보를 이용하여 수신신호의 파일럿(pilot)들에서 동일 채널 간섭을 제거하는 과정과,
    상기 동일 채널 간섭을 제거한 파일럿들을 선형 보간을 통해 SDMA(Space Division Multiplexing Access)사용자에게 할당된 데이터 영역의 모든 톤들의 최종 채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 수신신호의 파일럿들에서 동일 채널 간섭을 제거한 채널 정보(
    Figure 112005012179447-PAT00061
    )는 하기 수학식 12에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112005012179447-PAT00062
    여기서, y는 수신신호의 파일럿 신호, P는 파일럿 신호의 PN코드(Pseudo Noise code),
    Figure 112005012179447-PAT00063
    는 프리앰블을 이용하여 획득한 u번째 사용자의 채널 정보를 나타냄.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 선형보간은, 상기 데이터 영역의 범위에서,
    동일 주파수에 존재하는 파일럿들의 평균을 산출하고, 상기 산출한 파일럿들의 평균을 파일럿 톤이 존재하는 채널의 데이터 톤들에 복사하여 상기 파일럿 톤이 존재하는 채널의 채널 정보를 추정하는 과정과,
    상기 파일럿 톤이 존재하는 채널의 채널 정보를 이용한 상기 선형보간을 통해 상기 파일럿 톤 사이에 존재하는 채널들의 채널 정보를 추정하는 과정과,
    상기 파일럿을 이용하여 추정된 채널 정보를 이용하여 상기 파일럿 톤 밖에 존재하는 채널들의 채널 정보를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 파일럿 톤 밖에 존재하는 채널들의 채널 정보(
    Figure 112005012179447-PAT00064
    과
    Figure 112005012179447-PAT00065
    )는 하기 수학식 10에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112005012179447-PAT00066
    여기서,
    Figure 112005012179447-PAT00067
    는 상기 데이터 영역에서 하나의 빈(bin)내에서 추정되는 추정되는 채널 정보,
    Figure 112005012179447-PAT00068
    는
    Figure 112005012179447-PAT00069
    와
    Figure 112005012179447-PAT00070
    의 위상차,
    Figure 112005012179447-PAT00071
    는
    Figure 112005012179447-PAT00072
    와
    Figure 112005012179447-PAT00073
    의 위상차를 나타냄.
KR1020050018976A 2005-03-08 2005-03-08 공간 분할 다중 접속 방식을 지원하는 직교주파수 다중 분할 방식 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법 KR100865469B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050018976A KR100865469B1 (ko) 2005-03-08 2005-03-08 공간 분할 다중 접속 방식을 지원하는 직교주파수 다중 분할 방식 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법
US11/368,532 US7647073B2 (en) 2005-03-08 2006-03-07 Apparatus and method for channel estimation in an SDMA-OFDM system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050018976A KR100865469B1 (ko) 2005-03-08 2005-03-08 공간 분할 다중 접속 방식을 지원하는 직교주파수 다중 분할 방식 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060097960A true KR20060097960A (ko) 2006-09-18
KR100865469B1 KR100865469B1 (ko) 2008-10-27

Family

ID=36971706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050018976A KR100865469B1 (ko) 2005-03-08 2005-03-08 공간 분할 다중 접속 방식을 지원하는 직교주파수 다중 분할 방식 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7647073B2 (ko)
KR (1) KR100865469B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100808463B1 (ko) * 2006-08-30 2008-03-03 포스데이타 주식회사 직교 주파수 분할 다중 또는 직교 주파수 분할 다중접속방식을 지원하는 다중입출력 통신 시스템에서 시간오프셋 추정 장치 및 그 방법
KR100817592B1 (ko) * 2005-12-30 2008-03-31 포스데이타 주식회사 무선통신 시스템의 이동 단말기의 채널 추정 방법 및 채널추정기
KR100881619B1 (ko) 2006-08-28 2009-02-04 삼성전자주식회사 광대역 무선접속 시스템에서 수신 장치 및 방법
CN111624402A (zh) * 2020-05-31 2020-09-04 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 微弱pm信号载波频率精确估计方法

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1972269A (zh) * 2005-11-24 2007-05-30 松下电器产业株式会社 多天线通信系统中的多种导频的联合生成和检测方法
BRPI0707805B1 (pt) * 2006-02-14 2019-09-10 Samsung Electronics Co Ltd método e aparelho de estimativa de canal para um receptor de um sistema de multiplexação por divisão de frequência ortogonal
JP5089682B2 (ja) * 2006-04-27 2012-12-05 テレコム・イタリア・エッセ・ピー・アー シングルキャリア周波数分割多重アクセスシステムにおける周波数領域チャネル推定
JP4189410B2 (ja) * 2006-06-12 2008-12-03 株式会社東芝 無線通信装置及び送信制御方法
JP5055373B2 (ja) * 2006-10-11 2012-10-24 シー ネットワークス カンパニー リミテッド Ｏｆｄｍまたはｏｆｄｍａを支援する無線通信システムにおけるチャンネル推定装置及びその方法
MX2009004810A (es) 2006-11-07 2009-08-31 Directv Group Inc Metodologias de formacion de tramas de señalizacion directa aas para soportar enlaces inalambricos de alta capacidad.
KR100852419B1 (ko) * 2006-12-07 2008-08-14 한국전자통신연구원 공간 분할 다중 접속 방식을 이용한 중계 방법 및 시스템
KR100835164B1 (ko) * 2006-12-21 2008-06-04 삼성전자주식회사 광대역 무선접속 통신시스템에서 채널 추정 장치 및 방법
KR100836152B1 (ko) * 2007-02-06 2008-06-09 삼성전자주식회사 이동통신단말기 및 그 채널 상태 측정 방법
US7961807B2 (en) 2007-03-16 2011-06-14 Freescale Semiconductor, Inc. Reference signaling scheme using compressed feedforward codebooks for multi-user, multiple input, multiple output (MU-MIMO) systems
US8787499B2 (en) * 2007-03-27 2014-07-22 Qualcomm Incorporated Channel estimation with effective co-channel interference suppression
US7990941B2 (en) * 2007-07-30 2011-08-02 Freescale Semiconductor, Inc. Adaptive antenna system signal detection
US8300726B2 (en) 2007-11-02 2012-10-30 Alcatel Lucent Interpolation method and apparatus for increasing efficiency of crosstalk estimation
US7978623B1 (en) 2008-03-22 2011-07-12 Freescale Semiconductor, Inc. Channel rank updates in multiple-input multiple-output communication systems
US8699529B2 (en) * 2008-03-28 2014-04-15 Qualcomm Incorporated Broadband pilot channel estimation using a reduced order FFT and a hardware interpolator
US8274943B2 (en) * 2009-03-24 2012-09-25 Via Telecom, Inc. MIMO OFDMA with antenna selection and subband handoff
KR101552266B1 (ko) * 2009-04-07 2015-09-11 삼성전자주식회사 수신기, 그의 간섭 제거 방법 및 그를 위한 송신기
US8199845B2 (en) * 2009-05-20 2012-06-12 Motorola Mobility, Inc. Up-link SDMA receiver for WiMAX
KR20110029652A (ko) * 2009-09-16 2011-03-23 삼성전자주식회사 광대역 무선통신 시스템에서 채널을 추정하기 위한 장치 및 방법
EP2328310B1 (en) * 2009-11-27 2017-01-11 Sequans Communications Method for estimating a received signal and corresponding device
US8363612B2 (en) * 2010-03-11 2013-01-29 Alcatel Lucent Concurrent transmission of multiple signals in a wireless network
US9806789B2 (en) * 2010-04-06 2017-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for spatial division duplex (SDD) for millimeter wave communication system
US8676570B2 (en) 2010-04-26 2014-03-18 The Nielsen Company (Us), Llc Methods, apparatus and articles of manufacture to perform audio watermark decoding
CN102480440B (zh) * 2010-11-23 2016-04-13 中兴通讯股份有限公司 一种宽带同频干扰环境下的信道估计方法及系统
EP2645652A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-02 Imec Receiver architecture for block transmission with known symbol padding
CN102841359B (zh) * 2012-09-13 2013-12-04 中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所 一种抗电文翻转的直扩信号载波伪码二维捕获方法
CN102841360B (zh) * 2012-09-13 2013-12-04 中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所 一种基于部分相关的微弱信号快速捕获方法
CN203492047U (zh) * 2013-02-11 2014-03-19 芯迪半导体科技（上海）有限公司 一种用于正交频分复用ofdm信道估计的接收机
CN103297100B (zh) * 2013-06-26 2015-09-30 中国科学院计算技术研究所 一种用于ofdm系统的多普勒变化率估计方法与系统
EP3387748B1 (en) * 2015-12-09 2022-03-09 Cohere Technologies, Inc. Pilot packing using complex orthogonal functions
CN108023693B (zh) * 2016-11-01 2020-12-18 上海科技大学 一种上行导频序列配置方法及基站
CN109088838B (zh) * 2018-09-08 2020-11-06 南京理工大学 一种高动态下直扩dpsk信号的伪码—多普勒快速捕获方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100478382B1 (ko) * 2002-04-23 2005-03-24 (주)텔레시스테크놀로지 오.에프.디.엠/에스.디.엠.에이 기반 스마트 안테나시스템에서 배열안테나의 가중치 벡터 갱신 방법
US7352718B1 (en) * 2003-07-22 2008-04-01 Cisco Technology, Inc. Spatial division multiple access for wireless networks
US7773535B2 (en) * 2004-08-12 2010-08-10 Motorola, Inc. Method and apparatus for closed loop transmission
US7512096B2 (en) * 2004-11-24 2009-03-31 Alcatel-Lucent Usa Inc. Communicating data between an access point and multiple wireless devices over a link

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100817592B1 (ko) * 2005-12-30 2008-03-31 포스데이타 주식회사 무선통신 시스템의 이동 단말기의 채널 추정 방법 및 채널추정기
KR100881619B1 (ko) 2006-08-28 2009-02-04 삼성전자주식회사 광대역 무선접속 시스템에서 수신 장치 및 방법
KR100808463B1 (ko) * 2006-08-30 2008-03-03 포스데이타 주식회사 직교 주파수 분할 다중 또는 직교 주파수 분할 다중접속방식을 지원하는 다중입출력 통신 시스템에서 시간오프셋 추정 장치 및 그 방법
CN111624402A (zh) * 2020-05-31 2020-09-04 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 微弱pm信号载波频率精确估计方法
CN111624402B (zh) * 2020-05-31 2022-09-02 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 微弱pm信号载波频率精确估计方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100865469B1 (ko) 2008-10-27
US7647073B2 (en) 2010-01-12
US20060205437A1 (en) 2006-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100865469B1 (ko) 공간 분할 다중 접속 방식을 지원하는 직교주파수 다중 분할 방식 시스템에서 채널 추정 장치 및 방법
KR100587999B1 (ko) 스마트 안테나를 갖는 직교 주파수 분할 다중 접속시스템에서의 상향 링크 반송파 주파수 동기화 및 안테나가중치 벡터 추정 방법 및 그 장치
CN101433038B (zh) 上行链路参考信号的分配
KR100880991B1 (ko) 이동통신 시스템에서 다중 안테나를 이용한 파일럿 송수신장치 및 방법
KR100918747B1 (ko) 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신시스템에서 상향링크 신호 송신 장치 및 방법
US7382842B2 (en) Method and system for performing channel estimation in a multiple antenna block transmission system
CN101563899B (zh) Ofdma系统的上行链路载波间干扰消除
US7532902B2 (en) Method and apparatus for cell search in wireless communication system
KR101481045B1 (ko) 광대역 무선통신 시스템에서 간섭의 크기를 고려한 빔포밍장치 및 방법
KR100965687B1 (ko) 통신 시스템에서 빔 형성 장치 및 방법, 그리고 그에 따른 시스템
KR20110088568A (ko) 업링크 수신기에 대한 감소된 복잡도 채널 추정
KR100945419B1 (ko) 광대역 무선통신 시스템에서 슬라이딩 윈도우 채널 추정장치 및 방법
US9066244B2 (en) Uplink signal bandwidth characterization from channel state information
KR101048438B1 (ko) 무선통신시스템에서 신호대 간섭 및 잡음 비 추정 장치 및방법
WO2009020942A1 (en) Pilot-based two-dimensional channel estimation
JP4572601B2 (ja) 無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム
KR100948400B1 (ko) Ｏｆｄｍ 시스템 및 상기 ｏｆｄｍ 시스템의 셀간 간섭제거 방법
WO2009157356A1 (ja) 無線通信装置、及びｍｉｍｏ無線通信における信号送信方法
KR20060099674A (ko) 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 추정 성능 향상을위한 장치 및 방법
KR20060100960A (ko) 공간분할 다중 접속 방식을 지원하는 직교주파수다중 분할시스템에서 잡음전력 추정 장치 및 방법
KR101088089B1 (ko) 광대역 무선통신시스템에서 스마트 안테나 빔 형성 장치 및방법
KR20100070478A (ko) 무선 통신 시스템의 채널 및 간섭 추정 방법 및 장치
KR101513518B1 (ko) 무선 통신 시스템의 채널 추정 방법 및 장치
KR20080043448A (ko) 다중 안테나 시스템에서 빔 형성 장치 및 방법
JP3696606B2 (ja) 基地局装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120927

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130927

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140929

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150925

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160929

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee