KR20060098942A - 적응 송수신 기법 구현을 위한 채널 특성 추정 장치 및 방법 - Google Patents

적응 송수신 기법 구현을 위한 채널 특성 추정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 채널의 통계적 특성을 나타내는 채널 스펙트럼의 모멘트를 추정하는 장치에 관한 것이다. 채널 스펙트럼의 모멘트는 시간 영역에서의 채널 변화 정도를 나타내는 채널의 도플러 스펙트럼, 주파수 영역에서 채널의 변화 정도를 나타내는 채널의 전력 지연 스펙트럼의 분포에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 본 발명에서는 수신 신호의 정규화된 자기 상관 특성을 이용하여 이를 추정할 수 있는 기법을 제안한다.
본 발명의 채널 특성 추정 장치는, 적응 송수신을 위하여 채널의 특성을 추정하기 위한 장치이며, 수신 신호를 처리하여 정규화된 복수개의 자기 상관값들을 구하는 자기 상관부; 복수개의 자기 상관값은 자기 상관 함수에 의해 정의된 관계에 따라 각각 얻어지는 값이고, 자기 상관 함수가 다항식으로 근사된다고 가정하여, 복수개의 자기 상관값을 사용하여 다항식 각 항의 계수들의 근사값을 구하는 계수 추정부; 및 다항식 각 항의 계수들로부터 채널 스펙트럼의 분포 정보를 계산하는 채널 스펙트럼 정보 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

적응 송수신 기법 구현을 위한 채널 특성 추정 장치 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ESTIMATING CHANNEL STATE INFORMATION USED IN ADAPTIVE WIRELESS TRANSCEIVER}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 채널 특성 추정 장치의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 자기 상관부의 한 구성을 예시한다
도 3은 자기 상관값들, 정규화된 자기 상관함수 및 테일러 근사다항식의 관계를 예시한다.
도 4는 본 발명을 적용하여 얻어진 채널 스펙트럼의 모멘트 추정 결과의 한 예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 채널 특성 추정 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다.
본 발명은 채널 특성 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 채널 특성에 따라 송수신 기법을 변화시키는 적응 송수신 장치(Adaptive Transceiver)에 사용되어 채널의 통계적 특성을 대표하는 채널 상태 정보를 더욱 정확히 파악할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
무선 및 이동 통신에서는 무선 채널의 특성이 시스템의 성능을 크게 좌우한다. 따라서, 이러한 무선 채널의 특성을 파악하고 그에 따라 송수신 기법 또는 파라미터를 변화시키는 적응형 송수신 기법을 사용하면, 채널 환경에 무관하게 동작하는 고정적인 송수신 기법에 비해 사용자 용량 및 수신 성능 향상을 이룰 수 있다. 이러한 적응 송수신 기법을 적용하기 위해서는 시변하는 채널의 특성을 파악해야 한다. 시변하는 채널 특성을 대표할 수 있는 채널 상태 정보로는 최대 도플러 주파수, 최대 경로 지연, 라이시안 인자 등이 고려된 바 있으나 이러한 정보들로 채널의 특성을 대표하기에는 불충분하다.
일반적으로 채널 충격 응답의 자기 상관 특성이나 자기 상관 특성을 푸리에 변환하여 얻어지는 채널의 전력 스펙트럼으로부터 채널의 통계적 특성을 얻어낼 수 있다. 시간 영역의 자기 상관 특성 곡선이 시간차에 따라 큰 차이를 나타내거나 채널의 도플러 스펙트럼이 높은 주파수 성분을 포함하고 있을 경우, 이러한 채널을 빠른 페이딩 채널로 분류할 수 있고, 그렇지 못한 경우 느린 페이딩 채널로 분류할 수 있다. 시간 영역에서와 마찬가지로, 주파수 영역에서의 자기 상관 특성 곡선이 주파수차에 따라 큰 차이를 나타내거나 전력 지연 스펙트럼이 긴 시간 지연 성분을 포함하고 있을 경우 주파수 선택적인 페이딩 채널로 분류된다. 그렇지 못한 경우에는 주파수 비선택적인 페이딩 채널에 근접하는 특성을 보이게 된다.
이러한 채널 특성을 얻기 위해서는 시간영역에서의 도플러 스펙트럼이나 주파수 영역에서의 전력 지연 스펙트럼을 알아야 한다. 예를 들어, 일반적인 레일리 (Rayleigh) 분산 특성을 갖는 클래식 스펙트럼의 경우, 스펙트럼의 모양은 이미 알려져 있으므로 최대 도플러 주파수만을 알면 도플러 스펙트럼을 정확히 알 수 있게 된다. 따라서 기존의 채널 특성 추정기는 대부분 최대 도플러 주파수를 추정하는 방식을 사용하고 있다.
그러나, 직접 경로 (line-of-sight, LOS) 성분이 존재하여 라이시안 분산 특성을 갖거나, 클래식 스펙트럼과 다른 모양을 갖는 레일리 페이딩 채널에서는 채널의 최대 도플러 주파수를 완벽히 알고 있다고 하더라도 채널의 스펙트럼 특성을 정확히 파악할 수 없게 된다. 따라서, 클래식 스펙트럼 형태를 갖지 않은 채널의 경우에도 클래식 스펙트럼의 경우와 동일한 기법을 적용하는 상술한 종래 기술의 채널 특성 추정기들에서는 추정 오차가 증가하게 되는 문제점이 존재한다.
주파수 영역에서 전력 지연 스펙트럼의 특성을 추출하기 위해 최대 지연값 또는 평균 자승(root mean square, RMS) 지연값을 추정하는 기법들이 제안된 바 있다. 그러나, 이들 값들이 동일하더라도 채널의 전력 지연 스펙트럼은 그 모양이 크게 다를 수 있으므로 위의 값들을 주파수 영역에서의 채널 특성 정보로 활용하기에는 불완전하다는 문제점을 가진다.
위에서 언급한 채널의 시간 및 주파수 영역에서의 스펙트럼 특성 외에도 통신 환경을 나타내는 척도로써 수신 신호의 크기 정보를 나타낼 수 있는 수신 신호 전력 대 잡음 전력비(signal to interference power ratio, SIR)에 대해 많은 고려가 이루어졌으며 이를 추정하기 위한 여러 가지 방법들이 제안된 바 있다. 그러나, 이 러한 방법들 역시 SIR을 추정하기 위해서 추가적인 복잡도를 요구한다는 문제점을 가진다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 단순히 최대 도플러 주파수나 최대/RMS 지연값을 이용하는 종래 기술과는 달리, 보다 채널 특성 정보의 정확도를 높이기 위해서 시간 및 주파수 영역에서의 채널 스펙트럼을 구하는 방식의 채널 특성 추정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은, 자기 상관 곡선에 있어서 원점에서의 모든 차수의 미분값 또는 모든 차수의 모멘트값을 알게 되면 채널 스펙트럼을 완벽히 구할 수 있다는 점에 대한 본 발명자들의 고찰 및 연구를 토대로 하여, 수신 신호의 정규화된 자기 상관 특성을 이용하여 채널 스펙트럼의 임의의 차수 모멘트를 구할 수 있도록 하는 채널 특성 추정 장치 및 방법을 제안한다.
나아가서, 본 발명은, 시간 영역에서의 도플러 스펙트럼 모멘트, 주파수 영역에서의 전력 지연 스펙트럼 모멘트의 값을 원하는 차수에 대해 얻어낼 수 있는 채널 특성 추정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은, 전력 지연 스펙트럼으로부터 얻어지는 0차 모멘트가 채널의 평균 전력에 대한 정보를 나타낸다는 점에 대한 관찰을 토대로 하여, 그로부터 SIR을 추정할 수 있도록 하는 채널 특성 추정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
아울러, 본 발명은, 채널의 시간 및 주파수 영역에서의 모멘트와 SIR 정보를 동시에 추정할 수 있어, 본 발명을 적응형 무선 송수신 장치에 적용할 시, 시변하는 무선 채널 상황에 보다 순조롭게 적응할 수 있도록 하는 채널 특성 추정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 의한 채널 특성 추정 장치는, 적응 송수신을 위하여 채널의 특성을 추정하기 위한 장치이며, 수신 신호를 처리하여 정규화된 복수개의 자기 상관값들을 구하는 자기 상관부; 상기 복수개의 자기 상관값은 자기 상관 함수에 의해 정의된 관계에 따라 각각 얻어지는 값이고, 상기 자기 상관 함수가 소정의 다항식으로 근사된다고 가정하여, 상기 복수개의 자기 상관값을 사용하여 상기 다항식 각 항의 계수들의 근사값을 구하는 계수 추정부; 및 상기 다항식 각 항의 계수들로부터 채널 스펙트럼의 분포 정보를 계산하는 채널 스펙트럼 정보 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 채널 특성 추정 장치에 있어서, 상기 자기 상관부는, 시간 또는 주파수 영역에서 상기 수신 신호 중 복수개의 시간 또는 주파수 간격을 갖는 샘플들에 대하여 자기 상관값을 구하는 것일 수 있으며, 시간 또는 주파수 영역에서의 자기 상관 값들은 적응 송수신 장치의 알고리즘에 따라 함께 또는 선택적으로 적절히 활용될 수 있다.
또한, 본 발명의 채널 특성 추정 장치에 있어서, 상기 계수 추정부는, 시간 또는 주파수 영역에서 얻어진 상기 복수개의 자기 상관값들로부터 상기 다항식 각 항의 계수들의 근사값을 얻기 위하여, 상기 자기 상관값들에 대한 곡선 근사(curve fitting) 계산을 수행하는 것일 수 있다. 이 때, 상기 계수 추정부는, 상기 곡선 근사 계산을 위하여 최소 자승법(least square method) 등의 곡선 근사 방법을 사용할 수 있다.
상기 다항식 각 항의 계수들로부터, 시간 또는 주파수 영역에서의 채널 스펙트럼의 k차 모멘트(여기서, k는 0 이상의 정수) 등의 채널 스펙트럼 정보(Channel Spectrum Information: 이하, 'CSI'라 함)를 구할 수 있게 된다는 점을 아래에서 상세히 살펴보도록 한다.
여기서, 상기 채널 스펙트럼의 분포 정보는, 시간 영역에서의 도플러 스펙트럼의 모멘트 또는 주파수 영역에서의 전력 지연 스펙트럼의 모멘트일 수 있다.
또한, 아래에서 상세히 살펴볼 바와 같이, 채널 스펙트럼의 0차 모멘트를 사용하여 수신 신호 전력 대 잡음 전력비(SIR)를 구하는 것이 가능하고, 이러한 알고리즘을 수행하는 SIR 추정부를 더 포함하여 본 발명의 채널 특성 추정 장치를 구현할 수도 있다.
이러한 본 발명의 채널 특성 추정 장치는 적응 송수신 장치에 사용되어 채널 특성의 순시 변화를 감지하는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 제2 특징에 따른 채널 특성 추정 방법은, 적응 송수신을 위하여 채널의 특성을 추정하기 위한 방법이며, 수신 신호를 처리하여 정규화된 복수개의 자기 상관값들을 구하는 단계; 상기 복수개의 자기 상관값은 자기 상관 함수에 의해 정의된 관계에 따라 각각 얻어지는 값이고, 상기 자기 상관 함수가 소정의 다항식으로 근사된다고 가정하여, 상기 복수개의 자기 상관값을 사용하여 상기 다항식 각 항의 계수들의 근사값을 구하는 단계; 및 상기 다항식 각 항의 계수들로부터 채널 스펙트럼의 분포 정보를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널 특성 추정 장치를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 본 실시예의 채널 특성 추정 장치는, 수신 신호를 받아들여 수신 신호의 정규화된 자기 상관값을 구하는 자기 상관부(100), 자기 상관값들을 최소 자승(least square, LS) 곡선으로 근사화하여 최소 자승 곡선을 이루는 다항식의 각 항 계수들을 구하는 계수 추정부(101, 103, 105, 107), 계수 추정 결과를 바탕으로 채널의 모멘트 및 SIR 등의 채널 상태 정보를 계산하는 채널 상태 정보 계산부(102, 104, 106, 108)로 나누어진다.
도 1에 예시된 실시예는, 시간 및 주파수 영역으로 송신 심볼들이 분포되어 있는 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 시스템을 예로 든 것으로, 시간 영역의 도플러 스펙트럼의 모멘트와 주파수 영역의 전력 지연 스펙트럼의 모멘트를 동시에 추정할 수 있도록 구성한 예이다. 시간 및 주파수 영역 중 하나의 영역만을 다루는 타 통신 시스템의 경우, 해당 영역에 대한 블록을 선택적으로 적용함으로써 원하는 채널 스펙트럼의 모멘트를 구할 수 있다.
L 개의 다중 경로수를 갖는 무선 채널의 l번째 경로 신호의 시간 지연 및 충격 응답을 각각 τ 1 , h 1 (t)라 하면, 무선 채널의 충격 응답 특성 h(t,τ)는 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005012474917-PAT00001
여기서
Figure 112005012474917-PAT00002
는 크로네커 델타 (Kronecker delta) 함수이다. h 1 (t)이 평균이 0인 복소 가우시안 분포를 따르며 각 경로가 독립이고 동일한 정규화된 시간 상관 함수
Figure 112005012474917-PAT00003
를 따른다고 가정하면, 시간 영역에서의 자기 상관 특성은 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005012474917-PAT00004
여기서 E{X}는 X의 기대값을 의미하며, 첨두치 * 는 켤레 복소수를 뜻한다. 또한,
Figure 112005012474917-PAT00005
는 l번째 경로의 평균 전력값을 나타내며 정규화되었다고 가정한다(즉,
Figure 112005012474917-PAT00006
).
시간 t에서의 주파수 영역에서의 채널 충격 응답 특성은 아래 수학식 3과 같이 표현된다.
Figure 112005012474917-PAT00007
이 때, 시간 영역으로
Figure 112005012474917-PAT00008
, 주파수 영역으로
Figure 112005012474917-PAT00009
만큼 떨어진 심벌간의 채널 충격 응답의 상관 특성은 아래 수학식 4와 같이 표현된다.
Figure 112005012474917-PAT00010
여기서
Figure 112005012474917-PAT00011
는 주파수 영역의 자기 상관 특성을 나타내며
Figure 112005012474917-PAT00012
으로 구해진다. 심벌 시간 T s , 부채널 간격
Figure 112005012474917-PAT00013
동안 채널 충격 응답 특성이 변화하지 않는다고 가정하면, 자기 상관 특성은 아래 수학식 5와 같이 심벌 단위로 표현할 수 있다.
Figure 112005012474917-PAT00014
여기서
Figure 112005012474917-PAT00015
이고
Figure 112005012474917-PAT00016
이다. 자기 상관 함수를 2차원 푸리에 변환한 전력 스펙트럼은 아래의 수학식 6과 같이 표현 가능하다.
Figure 112005012474917-PAT00017
여기서
Figure 112005012474917-PAT00018
와
Figure 112005012474917-PAT00019
는 각각 시간 영역의 상관 함수
Figure 112005012474917-PAT00020
와 주파수 영역의 상관함수
Figure 112005012474917-PAT00021
의 푸리에 변환값을 나타낸다.
송신단에서 전송된 n 번째 심벌 시간의 k번째 부반송파 심벌을 X[n,k]라 하면, 수신단에서 심벌값 Y[n,k]는 아래의 수학식 7과 같다.
Figure 112005012474917-PAT00022
여기서 H[n,k]는 전송된 n 번째 심벌 시간의 k번째 부반송파에 해당하는 채널의 주파수 영역 충격 응답을 나타내며, Z[n,k]는 배경 잡음 및 간섭 신호로 평균이 0이고 분산이
Figure 112005012474917-PAT00023
인 백색 가우시안 분포를 따른다고 가정한다.
도 2는 도 1의 자기 상관부(100)의 구성을 상세히 나타낸 예시도이며, 여기서,
Figure 112005012474917-PAT00024
는 n 번째 심벌 시간의 k번째 부반송파에 대한 채널 충격 응답의 순시 추정치를 나타내며, 아래 수학식 8과 같이 구할 수 있다.
Figure 112005012474917-PAT00025
여기서 X[n,k]는 미리 정해진 파일럿 심벌 또는 복조된 데이터 심벌을 의미한다.
시간 영역에서의 도플러 스펙트럼의 모멘트를 추정하기 위해 수학식 9와 같이 시간 영역에서의 정규화된 자기 상관값을 구한다.
Figure 112005012474917-PAT00026
여기서
Figure 112005012474917-PAT00027
는 전체 수신 신호의 평균 전력을 의미하며 앞에서 1로 하였다.
Figure 112005012474917-PAT00028
는 수신 심벌의 평균 신호 전력대 잡음 전력비 (SIR)를 나타낸다. 실제적으로 수학식 9에서의 통계적 평균은 구할 수 없으므로 이를 수학식 10과 같이 시간 및 주파수 평균으로 근사화할 수 있다.
Figure 112005012474917-PAT00029
여기서, n s 는 상관에 사용되는 각 부채널에서의 샘플 수, n i 는 시작 심벌의 인덱스, K는 부채널수를 의미한다.
시간 영역의 자기상관함수
Figure 112005012474917-PAT00030
는 테일러 급수를 사용하여 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005012474917-PAT00031
수학식 9 및 수학식 11을 이용하면 정규화된 자기상관함수는 수학식 12와 같이 표현 가능하다.
Figure 112005012474917-PAT00032
여기서
Figure 112005012474917-PAT00033
이다. 이 때, 수학식 12는 수학식 13과 같이 원점 부근에서 (2W-1)차의 다항식으로 근사 가능하다.
Figure 112005012474917-PAT00034
도 3은 최대 도플러 주파수 100 Hz, 심벌 주기 (T s ) 25 ㎲인 경우 클래식 스펙트럼을 갖는 채널에 대해 정규화된 시간 영역의 자기 상관함수
Figure 112005012474917-PAT00035
및 이의 테일러 근사다항식을 나타낸 것으로
Figure 112005012474917-PAT00036
의 영역에서 4차의 근사식 사용이 매우 유효함을 알 수 있다.
이 때,
Figure 112005012474917-PAT00037
의 테일러 근사다항식의 k차 계수 Ck는 [수학식 14]와 같이 도플러 스펙트럼의 k차 모멘트로 표현 가능하다.
Figure 112005012474917-PAT00038
여기서
Figure 112005012474917-PAT00039
는 수학식 15와 같이 도플러 스펙트럼의 n차 모멘트를 의미하며, 스펙트럼의 성분 분포에 대한 정보를 제공한다.
Figure 112005012474917-PAT00040
따라서, 정규화된 자기 상관 함수는 수학식 16과 같이 근사 가능하다.
Figure 112005012474917-PAT00041
수학식 16에서도 알 수 있듯이, 정규화된 자기 상관 함수의 실수 부분은 0을 포함한 짝수차의 채널 스펙트럼의 모멘트와 연관되며, 허수 부분은 홀수차의 모멘트와 관계된다. 따라서, 모멘트 추정은 도 1과 같이 실수 및 허수 부분을 구분하여 수행한다.
수학식 16에서의 각 항의 계수
Figure 112005012474917-PAT00042
를 구하기 위해 도 3에서와 같이 W' 개의 시간 간격 샘플들에 대해
Figure 112005012474917-PAT00043
자기 상관값을 구하고(도 3의 경우, W'= 4), 이를 계수 추정부(101, 103)에 대입하면, 2W개
Figure 112005012474917-PAT00044
의 테일러 다항식 계수
Figure 112005012474917-PAT00045
를 구할 수 있다. 여기서 정규화의 정의 상 c0은 1이므로, 0차 계수
Figure 112005012474917-PAT00046
는
Figure 112005012474917-PAT00047
이 되어 SIR를 구할 수 있다. 최종적으로 추정된
Figure 112005012474917-PAT00048
및
Figure 112005012474917-PAT00049
을 수학식 16에 대입함으로써 CSI 계산부(102, 104)에서는 원하는 채널 스펙트럼의 모멘트
Figure 112005012474917-PAT00050
및
Figure 112005012474917-PAT00051
등의 채널 상태 정보를 구할 수 있다.
주파수 영역에서도 시간 영역에서와 마찬가지의 방법으로 모멘트 및 SIR 값 추정이 가능하다. 이때, 유일한 차이점은 도 2와 같은 자기 상관값을 시간 영역이 아닌 주파수 영역에서 구한다는 데 있다. 주파수 영역에서의 정규화된 자기 상관값이 구해지면, 계수 추정부(105, 107) 및 CSI 계산부(106, 108)를 거쳐 원하는 주파수 영역에서의 채널 스펙트럼 모멘트 등의 채널 상태 정보를 구할 수 있다.
도 4는 아래의 표 1에 주어진 실험 조건을 사용한 경우, OFDM 시스템에서의 모멘트 추정 결과를 예시한 것으로 시간 및 주파수 영역에서 각각 3개의 상관기를 사용한 경우, 시간 및 주파수 영역에서의 0차 모멘트(SIR) 및 2차 모멘트의 추정값 대 실제 정확한 모멘트값의 비를 그린 것이다.
<표 1>
Figure 112005012474917-PAT00052
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명을 적용한 경우, 실제 모멘트값과의 오차가 5% 이내에 들 수 있도록 모멘트 값을 추정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른, 채널 상태 추정 방법의 흐름을 도시한다. 도시된 본 발명의 채널 상태 추정 방법은, 적응 송수신을 위하여 채널의 특성을 추정하기 위한 방법이며, 수신 신호를 샘플링 하는 단계(S10), 수신 신호를 처리하여 정규화된 복수개의 자기 상관값들을 구하는 단계(S20), 상기 복수개의 자기 상관값은 자기 상관 함수에 의해 정의된 관계에 따라 각각 얻어지는 값이므로, 자기 상관 함수를 다항식으로 근사하고, 상기 자기 상관값들을 이용한 곡선 근사(curve fitting) 등의 방법에 의해 각 항의 계수들을 추정하는 단계(S30) 및 상기 다항식 각 항의 계수들로부터 채널 스펙트럼 모멘트 등의 채널 스펙트럼 분포 정보를 계산하는 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 중점적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예 및 도면에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이므로, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 그와 균등한 범위에 의해 결정되어야 할 것이다.
본 발명을 사용하여, 무선 통신 시스템에서 시간 및 주파수 영역 스펙트럼의 모멘트를 추정함으로써 시간 및 주파수 영역에서의 채널 스펙트럼의 분포 정보를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명을 적용하여 얻어지는 0차 모멘트는 수신 신호의 품질을 가리키는 신호 대 잡음 전력비를 계산하는데에도 적용이 가능하다.
본 발명에 의하여 얻어진 채널 스펙트럼의 모멘트 등 채널 상태 정보를 채널 환경에 가변적인 적응 송수신 시스템에 적용하게 되면 종래 기술에 비해 현저히 향상된 사용자 용량 및 수신 성능을 얻을 수 있게 된다.

Claims (10)

  1. 적응 송수신을 위하여 채널의 특성을 추정하기 위한 장치에 있어서,
    수신 신호를 처리하여 정규화된 복수개의 자기 상관값들을 구하는 자기 상관부;
    상기 복수개의 자기 상관값은 자기 상관 함수에 의해 정의된 관계에 따라 각각 얻어지는 값이고, 상기 자기 상관 함수가 소정의 다항식으로 근사된다고 가정하여, 상기 복수개의 자기 상관값을 사용하여 상기 다항식 각 항의 계수들의 근사값을 구하는 계수 추정부; 및
    상기 다항식 각 항의 계수들로부터 채널 스펙트럼의 분포 정보를 계산하는 채널 스펙트럼 정보 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기 상관부는, 시간 또는 주파수 영역에서 상기 수신 신호 중 복수개의 시간 또는 주파수 간격을 갖는 샘플들에 대하여 자기 상관값을 구하는 것을 특징으로 하는 채널 특성 추정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계수 추정부는, 시간 또는 주파수 영역에서 얻어진 상기 복수개의 자기 상관값들로부터 상기 다항식 각 항의 계수들의 근사값을 얻기 위하여, 상기 자기 상관값들에 대한 곡선 근사(curve fitting) 계산을 수행하는 것을 특징으로 하는 채널 특성 추정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 계수 추정부는, 상기 곡선 근사 계산에 있어서 최소 자승법(least square method)을 사용하는 것을 특징으로 하는 채널 특성 추정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 채널 스펙트럼의 분포 정보는, 시간 또는 주파수 영역에서의 채널 스펙트럼의 k차 모멘트(여기서, k는 0 이상의 정수)인 것을 특징으로 하는 채널 특성 추정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 채널 스펙트럼의 분포 정보는, 시간 영역에서의 도플러 스펙트럼의 모멘트인 것을 특징으로 하는 채널 특성 추정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 채널 스펙트럼의 분포 정보는, 주파수 영역에서의 전력 지연 스펙트럼의 모멘트인 것을 특징으로 하는 채널 특성 추정 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 채널 스펙트럼의 0차 모멘트를 사용하여, 수신 신호 전력 대 잡음 전력비(SIR)를 구하는 SIR 추정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성 추정 장치.
  9. 제1항 내지 제8항의 어느 한 항의 채널 특성 추정 장치를 사용하여 채널 특성의 순시 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 적응 송수신 장치.
  10. 적응 송수신을 위하여 채널의 특성을 추정하기 위한 방법에 있어서,
    수신 신호를 처리하여 정규화된 복수개의 자기 상관값들을 구하는 단계;
    상기 복수개의 자기 상관값은 자기 상관 함수에 의해 정의된 관계에 따라 각각 얻어지는 값이고, 상기 자기 상관 함수가 소정의 다항식으로 근사된다고 가정하여, 상기 복수개의 자기 상관값을 사용하여 상기 다항식 각 항의 계수들의 근사값을 구하는 단계; 및
    상기 다항식 각 항의 계수들로부터 채널 스펙트럼의 분포 정보를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 특성 추정 방법.
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