KR20070008586A - Ｏｆｄｍ-기반 통신 시스템을 위한 축소된 푸리에 변환을이용하는 서브밴드-기반 복조 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

서브밴드-기반 OFDM 복조에서, Nc개의 데이터 서브밴드들의 그룹에 대한 Nc개의 수신된 심볼들을 얻기 위해 OFDM 심볼에 대한 N개의 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 "부분" 푸리에 변환이 수행된다(여기서, NcL=N 및 L>1). 부분 푸리에 변환에서, N개의 회전된 입력 샘플들을 얻기 위해 N개의 입력 샘플들은 페이저를 통해 회전되며, N개의 회전된 입력 샘플들은 Nc개의 시간-도메인 값들을 얻기 위해 (L개의 샘플들의 각각의 세트에 대하여) 누산된다. Nc개의 수신된 심볼들을 얻기 위해 Nc-포인트 FFT가 Nc개의 시간-도메인 값들에 대하여 수행된다. 또한 데이터 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들은, 예를 들어, 수신된 파일롯 심볼들을 얻기 위해 부분 푸리에 변환을 수행하고, 시간-도메인 채널 이득값들을 얻기 위해 역 FFT를 수행하고, 데이터 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들을 얻기 위해 FFT를 수행함으로써 얻어진다. 수신된 심볼들은 복원된 데이터 심볼들을 얻기 위해 채널 이득 추정들을 이용하여(예를 들어, 채널 이득 추정들에 의해 등화되어) 처리된다.

Description

ＯＦＤＭ-기반 통신 시스템을 위한 축소된 푸리에 변환을 이용하는 서브밴드-기반 복조 방법 및 장치{SUBBAND-BASED DEMODULATION USING REDUCED FOURIER TRANSFORM FOR AN OFDM-BASED COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 기반 통신 시스템에서 복조를 수행하기 위한 기법들에 관한 것이다.
OFDM은 전체 시스템 대역폭을 다수(N)의 직교 서브밴드들로 효과적으로 분할하는 변조 기법이다. 각각의 서브밴드는 데이터와 함께 변조될 수 있는 각각의 서브캐리어와 연관된다. 서브밴드들은 또한 일반적으로 톤들(tones), 서브캐리어들, 빈들(bins) 및 주파수 채널들로 지칭된다.
OFDM은 다양한 통신 시스템들에서 폭넓게 사용된다. 예를 들어, 직교 주파수 분할 다중화 접속(OFDMA) 시스템은 OFDM을 이용하며 다수의 사용자들을 지원할 수 있다. N개의 서브밴드들은 시스템 설계에 따라 다양한 방식들로 데이터 및 파일롯 전송을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OFDMA 시스템은 N개의 서브밴드들을 서브밴드들의 다수의 디스포인트(disjoint) 그룹들로 분할하고 각각의 서브밴드 그룹으로 상이한 사용자를 할당할 수 있다. 다수의 사용자들은 자신들에게 지정된 서브밴드 그룹들을 통해 동시에 지원을 받을 수 있다.
많은 경우들에 있어서, OFDM-기반 시스템에서 N개의 서브밴드들의 서브세트를 복조하는 것이 필요하다. N개의 서브밴드들의 서브세트를 처리하기 위한 간단한 방법은 모든 N개의 서브밴드들에 대한 주파수-도메인 심볼들을 얻기 위해 시간-도메인 샘플들에 대하여 N-포인트 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하는 것이다. 관심있는 서브밴드들에 대한 심볼들은 추출되고 처리되며, 모든 다른 서브밴드들에 대한 심볼들은 버려지게 된다. 이러한 방법은 N개의 서브밴드들에 비례하는 메모리 저장 용량을 필요로 하며, 또한 단지 N개의 서브밴드들 중 작은 서브세트만이 데이터 전송을 위해 사용되는 경우라도 모든 N개의 서브밴드들에 대한 계산을 요구한다.
그러므로, 단지 N개의 서브밴드들 중 하나의 서브세트만이 데이터 전송을 위해 사용되는 경우에 OFDM-기반 시스템에서 보다 효율적으로 복조를 수행하기 위한 기법들이 기술적으로 필요하다.
서브밴드-기반 OFDM 복조를 수행하기 위한 기법들이 여기에 제시된다. 이러한 기법들은 수신기가 모든 N개의 서브밴드들 대신에 관심있는 서브밴드들에 대하여만 프로세싱을 수행하도록 한다.
일 양상에서, N개의 전체 서브밴드들 중에서 Nc개의 서브밴드들에 대하여 "부분(partial)" 푸리에 변환을 수행하기 위한 기법들이 설명된다(여기서, N>Nc>1). Nc개의 서브밴드들은 N개의 전체 서브밴드들 중에서 매 L-번째 서브밴드를 포함한다(여기서, NcㆍL = N). 서브밴드들 m, m+L 등으로 구성되는 Nc개의 서브밴드들에 대하여 부분 푸리에 변환을 수행하기 위해, N개의 입력 샘플들의 시퀀스는 N개의 회전된(rotated) 입력 샘플들을 얻도록 (페이저
Figure 112006064640189-PCT00001
와 각각의 입력 샘플을 곱함으로써) 회전된다. 그 후에 N개의 회전된 입력 샘플들의 시퀀스는, Nc개의 샘플들 간격만큼 떨어진, L개의 회전된 입력 샘플들의 각각의 세트에 대하여 누산되어 Nc개의 시간-도메인 값들의 시퀀스를 얻는다. 그 후에 Nc개의 서브밴드들에 대한 Nc개의 주파수-도메인 값들을 얻기 위해 Nc개의 시간-도메인 값들의 시퀀스에 대하여 Nc-포인트 고속 푸리에 변환이 수행된다. 부분 푸리에 변환은 N-포인트 FFT 대신에 Nc-포인트 FFT를 이용하여 Nc개의 서브밴드들로 주파수-도메인 값들을 제공한다.
다른 양상에서, OFDM-기반 시스템에서 채널 추정을 수행하기 위한 기법들이 설명된다. 이러한 시스템에서, 파일롯 심볼들은 그룹 p의 서브밴드들을 통해 전송되며, 그룹 m의 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들이 요구된다. 채널 추정을 위해, 부분 푸리에 변환은 먼저 그룹 p의 서브밴드들에 대한 수신된 파일롯 심볼들을 얻기 위해 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 수행된다. 그 후에 그룹 p의 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들은 수신된 파일롯 심볼들에 대한 변조를 제거함으로써 얻어진다. 다음에 시간-도메인 채널 이득값들을 얻기 위해 그룹 p에 대한 채널 이득 추정들에 대하여 IFFT가 수행되며, 시간-도메인 채널 이득값들은 디로테이트된(derotated) 시간-도메인 채널 이득값들을 얻기 위해 페이저
Figure 112006064640189-PCT00002
를 통해 디로테이트될 수 있다. 그룹 m에 대한 채널 이득 추정들을 얻기 위해, 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들은 페이저
Figure 112006064640189-PCT00003
을 통해 회전되어 그룹 m에 대한 회전된 채널 이득값들이 얻어진다. 또한 시간-도메인 채널 이득값들은 그룹 m에 대한 회전된 채널 이득값들을 직접 획득하기 위해
Figure 112006064640189-PCT00004
을 통해 회전될 수 있다. 어떠한 경우라도, 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들을 얻기 위해 회전된 채널 이득값들에 대하여 FFT가 수행된다. 서브밴드들의 다른 그룹들에 대한 채널 이득 추정들은 다른 페이저들을 사용하지만 유사한 방식으로 (디로테이트된) 시간-도메인 채널 이득값들을 프로세싱함으로써 획득될 수 있다.
또다른 양상에서, OFDM-기반 시스템에서 서브밴드-기반 복조를 수행하기 위한 기법들이 설명된다. 서브밴드들의 그룹에 대한 수신된 심볼들을 얻기 위해 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 부분 푸리에 변환이 수행된다. 또한 서브밴드들의 그룹에 대한 채널 이득 추정들이 획득된다. 그 후에 수신된 심볼들은 서브밴드들의 그룹에 대한 복원된 데이터 심볼들을 얻기 위해 채널 이득 추정들을 이용하여 (예컨대, 채널 이득 추정들에 의해 등화되어) 처리된다. 서브밴드들의 다른 그룹들에 대한 복조도 유사한 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명의 다양한 양상들 및 실시예들은 아래에서 보다 상세하게 설명된다.
본 발명의 특징들, 목적들 및 장점들은 아래의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명백할 것이다.
도 1A는 OFDM 서브밴드 구조를 나타낸다.
도 1B는 OFDM-기반 시스템을 위한 서브밴드 배치를 나타낸다.
도 2는 서브밴드-기반 OFDM 복조를 수행하기 위한 프로세스를 나타낸다.
도 3은 부분 푸리에 변환을 수행하기 위한 프로세스를 나타낸다.
도 4는 채널 추정을 수행하기 위한 프로세스를 나타낸다.
도 5는 OFDM-기반 시스템의 전송기를 나타낸다.
도 6은 OFDM-기반 시스템의 수신기를 나타낸다.
도 7은 하나의 서브밴드 그룹에 대한 부분 푸리에 변환을 나타낸다.
도 8은 채널 추정기를 나타낸다.
도 9는 서브밴드-기반 OFDM 복조기를 나타낸다.
"예시적인(examplary)"이라는 단어는 여기서 "예시, 실례 또는 설명으로서 제공하는"이라는 의미로 사용된다. "예시적인"으로 여기서 설명된 임의의 실시예 또는 설계는 다른 실시예들 또는 설계들보다 우선적이거나 장점을 가지는 것으로 해석되지는 않는다. 명확화를 위해, 다음의 설명에서, "시퀀스"는 시간-도메인 샘플들 및 값들에 대하여 사용된다.
도 1A는 OFDM 서브밴드 구조를 나타낸다. OFDM-기반 시스템은 W MHz의 전체 시스템 대역폭을 가지며, 상기 대역폭은 OFDM을 이용하여 N개의 직교 서브밴드들(110)로 분할된다. 각각의 서브밴드는 W/N MHz의 대역폭을 가지며 데이터와 함께 변조될 수 있는 각각의 캐리어(112)와 연관된다. OFDM-기반 시스템은 데이터 및 파일롯 전송을 위해 오직 중앙의 서브밴드들을 사용할 수 있으며, 시스템이 스펙트럼 마스크(mask) 요구들을 충족하도록 보호(guard) 서브밴드들로서 양 끝쪽의 몇몇 서브밴드들을 예비한다(reserve). 명확화를 위해, 다음의 설명은 모든 N개의 서브밴드들이 전송을 위해 사용된다고 가정한다.
도 1B는 OFDM-기반 시스템에서 N개의 서브밴드들을 분할하기 위한 예시적인 주파수 분할 다중화(FDM) 방식을 나타낸다. 이러한 FDM 방식에서, N개의 서브밴드들은 L개의 디스조인트 그룹들로 배치되고, 각각의 그룹은 Nc개의 서브밴드들을 포함한다(여기서, NcㆍL = N). 예를 들어, OFDM-기반 시스템은 N=4096의 전체 서브밴드들, L=8의 서브밴드 그룹들을 가질 수 있으며, 각각의 그룹은 Nc=512의 서브밴드들을 포함할 수 있다. L개의 그룹들은 N개의 서브밴드들 각각이 오직 하나의 그룹에 속하기 때문에 디스조인트하다. 각각의 그룹에 있는 Nc개의 서브밴드들은 N개의 서브밴드들을 통해 균일하게 분포되며, 그 결과 그룹에 있는 연속적인 서브밴드들은 L개의 서브밴드들만큼 떨어져 위치한다. 각각의 그룹에 있는 서브밴드들은 그리하여 다른 L-1개의 그룹들에 있는 서브밴드들과 인터레이스(interlace)된다. N개의 서브밴드들은 다른 방식들로 분할될 수 있다. 단순화를 위해, 아래에서는 도 1B에 도시된 서브밴드 배치로 가정하여 설명이 이루어진다.
OFDM을 통해, 데이터 또는 파일롯을 위한 하나의 변조 심볼은 각각의 심볼 주기에서 N개의 서브밴드들 각각을 통해 전송될 수 있다. 데이터 심볼은 데이터를 위한 변조 심볼이며, 파일롯 심볼은 파일롯을 위한 변조 심볼이다. N개보다 적은 서브밴드들이 전송을 위해 사용되면, 제로(zero) 신호값이 각각의 미사용된 서브밴드들로 제공된다. 각각의 심볼 주기 동안, N개의 서브밴드들에 대한 N개의 심볼들(즉, 데이터 심볼들, 파일롯 심볼들 및/또는 제로들)은 N개의 시간-도메인 칩들을 포함하는 변환된 심볼을 얻기 위해 N-포인트 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 이용하여 시간 도메인으로 변환된다. 인터-심볼 간섭(ISI)을 막기 위해, 각각의 변환된 심볼의 일부분은 N+C 칩들을 포함하는 대응하는 OFDM 심볼을 형성하도록 반복될 수 있으며, 여기서 C는 반복되는 칩들의 개수이다. 반복된 부분은 종종 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)로 지칭된다. OFDM 심볼은 그 후에 통신 링크를 통해 전송된다.
수신기는 OFDM 심볼에 대한 N+C 입력 샘플들을 획득하며, 여기서 각각의 입력 샘플은 전송된 칩과 대응한다. 수신기는 사이클릭 프리픽스를 위한 C개의 입력 샘플들을 제거하고 변환된 심볼에 대한 N개의 입력 샘플들의 시퀀스를 획득한다. 그 후에 수신기는 N개의 서브밴드들에 대한 N개의 주파수-도메인 수신 심볼들을 얻기 위해 N개의 입력 샘플들에 대하여 N-포인트 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행할 수 있다. 수신된 심볼들은 아래와 같이 표현될 수 있다:
X(k) = H(k)S(k) + N(k), k=0. . . (N-1)
여기서, S(k)는 서브밴드 k를 통해 전송된 심볼이고; H(k)는 서브밴드 k에 대한 복소 채널 이득이고; X(k)는 서브밴드 k를 통해 수신된 심볼이고; N(k)는 서브밴드 k에 대한 수신기에서의 잡음이다.
수신기는 다음과 같이 전송된 데이터 심볼들을 복원할 수 있다:
Figure 112006064640189-PCT00005
여기서,
Figure 112006064640189-PCT00006
는 서브밴드 k에 대한 채널 이득의 추정이고;
Figure 112006064640189-PCT00007
는 서브밴드 k를 통해 전송된 심볼의 추정이고;
Figure 112006064640189-PCT00008
는 후-처리(post-processed)된 잡음이다.
수학식 2는 서브밴드 k를 통해 전송된 데이터 심볼 S(k)가 서브밴드 k에 대한 수신된 심볼 X(k)를 서브밴드 k에 대한 채널 이득 추정
Figure 112006064640189-PCT00009
로 나눔으로써 복원될 수 있다는 것을 나타낸다. 이러한 연산은 일반적으로 등화(equalization)로 지칭된다. 수신기는 전송기에 의해 전송된 파일롯 심볼들에 기반하여 채널 이득들을 추정할 수 있다.
수신기가 단지 하나 또는 몇 개의 서브밴드 그룹들에 대한 데이터를 복원할 필요가 있다면, 모든 N개의 서브밴드들 대신에 관심있는 서브밴드들에 대하여만 프로세싱을 수행하는 것이 보다 효율적이다. 효율성에서의 이득은 특히 N이 클 때(예컨대, N=4096) 두드러진다. 전송기는 데이터 전송을 위해 사용되는 서브밴드 그룹들과 상이한 서브밴드 그룹을 통해 파일롯 심볼들을 전송할 수 있다. 이러한 경우에, 수신기는 파일롯 서브밴드들(즉, 파일롯 전송을 위해 사용되는 서브밴드들) 을 통해 수신된 파일롯 심볼들에 기반하여 데이터 서브밴드들(즉, 데이터 전송을 위해 사용되는 서브밴드들)에 대한 채널 이득들을 추정할 수 있다.
도 2는 다른 서브밴드 그룹(그룹 p)을 통해 전송된 파일롯 심볼들을 사용하여 하나의 서브밴드 그룹(그룹 m)을 통해 전송된 데이터 심볼들을 복원하기 위해 서브밴드-기반 OFDM 복조를 수행하기 위한 프로세스(200)의 플로우 다이어그램을 나타낸다. 도 1B에 도시된 FDM 방식에서, 그룹 m은 서브밴드들 Lk+m(여기서, k=0. . . (Nc-1))을 포함하고, 그룹 p는 서브밴드들 Lk+p(여기서, k=0. . . (Nc-1))를 포함하며, 여기서
Figure 112006064640189-PCT00010
이고
Figure 112006064640189-PCT00011
이다.
처음에, 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 Nc개의 수신된 심볼들의 그룹을 얻기 위해 N개의 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 부분 푸리에 변환이 수행된다(단계 210). 입력 샘플들의 시퀀스는 {x(n)}으로 표시되며, {x(n)}은 n=0. . . (N-1)에 대하여 x(n)이다. 수신된 심볼들의 그룹은 {Xm(k)} 또는 {X(Lk+m)}으로 표시되며, 여기서 {X(Lk+m)}은 k=0. . . (Nc-1)에 대하여 X(Lk+m)이다. 부분 푸리에 변환은 N-포인트 FFT 대신에 Nc-포인트 FFT를 이용하며 아래에서 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다.
N개의 입력 샘플들의 시퀀스는 또한 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들을 얻기 위해 처리된다(단계 220). 그룹 m에 대한 채널 이득 추정들은
Figure 112006064640189-PCT00012
또는
Figure 112006064640189-PCT00013
로서 표시되며,
Figure 112006064640189-PCT00014
은 k=0. . . (Nc-1)에 대하여
Figure 112006064640189-PCT00015
이다. 단계 220은 아래에서 설명될 바와 같이 부분 푸리에 변환 및 역 푸리에 변환과 함께 수행될 수 있다. 그 후에 예컨대, 수학식 2에 도시된 바와 같이 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 복원된 데이터 심볼들을 얻기 위해 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 수신된 심볼들은 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들을 이용하여 처리된다(단계 230). 그룹 m에 대한 복원된 데이터 심볼들은
Figure 112006064640189-PCT00016
또는
Figure 112006064640189-PCT00017
로서 표시되며,
Figure 112006064640189-PCT00018
은 k=0. . . (Nc-1)에 대하여
Figure 112006064640189-PCT00019
이다.
그룹 m에 있는 Nc개의 서브밴드들에 대한 푸리에 변환은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112006064640189-PCT00020
여기서,
Figure 112006064640189-PCT00021
이고 x(n)은 샘플 주기 n에 대한 입력 샘플이다. 다음의 항들이 정의될 수 있다:
Figure 112006064640189-PCT00022
Figure 112006064640189-PCT00023
여기서,
Figure 112006064640189-PCT00024
은 입력 샘플 x(n)을
Figure 112006064640189-PCT00025
만큼 회전시킴으로써 얻어진 회전된 입력 샘플이며,
Figure 112006064640189-PCT00026
은 샘플마다 가변하는 페이저이고; gm(n)은 Nc개의 샘플들만큼 떨어져 위치하는 L개의 회전된 입력 샘플들을 누산함으로써 획득되는 시간-도메인 값이다.
수학식 3은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112006064640189-PCT00027
도 3은 하나의 서브밴드 그룹에 대한 수신된 심볼들을 얻기 위해 부분 푸리에 변환을 수행하기 위한 프로세스(210a)의 플로우 다이어그램을 나타낸다. 프로세스(210a)는 도 2의 단계 210을 위해 사용될 수 있다. 처음에, 수학식 4에 도시된 바와 같이,
Figure 112006064640189-PCT00028
으로서 표시되는, 그룹 m에 대한 N개의 회전된 입력 샘플들의 시퀀스를 얻기 위해, N개의 입력 샘플들 x(n)의 시퀀스는 각각의 입력 샘플을
Figure 112006064640189-PCT00029
과 곱함으로써 회전된다(단계 312). 그 후에, 수학식 5에 도시된 바와 같이, {gm(n)}으로 표시되는, 그룹 m에 대한 Nc개의 시간-도메인 값들을 얻기 위해, N개의 회전된 입력 샘플들의 시퀀스는 L개의 회전된 입력 샘플들의 세트들에서 누산된다( 단계 314). 각각의 세트는 회전된 입력 샘플들의 시퀀스에서 매 Nc-번째 샘플들을 포함하며, Nc개의 세트들은 시퀀스에 있는 상이하게 시작하는 회전된 입력 샘플들과 관련된다. 그 후에, 수학식 6에 도시된 바와 같이, 그룹 m에 대한 Nc개의 수신된 심볼들을 얻기 위해 Nc-포인트 FFT가 Nc개의 시간-도메인 값들의 시퀀스에 대하여 수행된다(단계 316).
도 4는 그룹 p에 있는 서브밴드들을 통해 수신된 파일롯 심볼들에 기반하여 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들을 얻기 위한 프로세스(220a)를 나타낸다(여기서, p≠m). 프로세스(220a)는 도 2의 단계 220에 대하여 사용될 수 있다. 처음에, 예컨대 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 데이터 심볼들을 복원하기 위해 위에서 설명된 프로세스(210a)를 이용하여, 그룹 p에 있는 서브밴드들에 대한 수신된 파일롯 심볼들이 획득된다(단계 412). 단계 412의 출력은 Nc개의 수신된 파일롯 심볼들이며, 이들은 X(Lk+p) 또는
Figure 112006064640189-PCT00030
로서 표시된다(여기서, k=0. . . (Nc-1)).
그 후에 다음과 같이 그룹 p에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들을 얻기 위해 수신된 파일롯 심볼들에 대한 변조가 제거된다(단계 414):
Figure 112006064640189-PCT00031
여기서, P(Lk+p)는 그룹 p에 있는 서브밴드 k에 대한 알려진 파일롯 심볼이 다. 그룹 p에 대한 채널 이득 추정들은
Figure 112006064640189-PCT00032
또는
Figure 112006064640189-PCT00033
이며,
Figure 112006064640189-PCT00034
는 k=0. . . (Nc-1)에 대하여
Figure 112006064640189-PCT00035
이다. 그 후에 Nc개의 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스 {hp(n)}을 얻기 위해 그룹 p에 대한 채널 이득 추정들에 대하여 Nc-포인트 IFFT가 수행되며(단계 416), {hp(n)}은 변조된 시간-도메인 채널 추정들인
Figure 112006064640189-PCT00036
(여기서, n=0. . . (Nc-1))으로 구성된다. 그 후에 다음과 같이 Nc개의 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 얻기 위해 Nc개의 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스는
Figure 112006064640189-PCT00037
과 곱함으로써 디로테이트된다:
Figure 112006064640189-PCT00038
(여기서, n=0. . . (Nc-1))(단계 418).
그 후에 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들은 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스로부터 획득된다. Nc개의 서브밴드들에 대한 디로테이트된 채널 이득 추정들에 대한 푸리에 변환은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112006064640189-PCT00039
그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들에 대한 푸리에 변환은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112006064640189-PCT00040
수학식 9에 표시된 바와 같이, 회전된 채널 이득값들의 시퀀스를 얻기 위해 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들은 먼저 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스 {h(n)}과
Figure 112006064640189-PCT00041
을 곱함으로써 얻어질 수 있다(단계 420). 그 후에 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들을 얻기 위해 회전된 채널 이득값들의 시퀀스에 대하여 Nc-포인트 FFT가 수행된다(단계 422). 단계 418의 디로테이션과 단계 420의 회전은 결합될 수 있으며, 그룹 m에 대한 회전된 채널 이득값들은
Figure 112006064640189-PCT00042
에 의해 획득될 수 있다.
도 5는 하나 이상의 서브밴드 그룹들을 통해 데이터를 전송할 수 있는 전송기(500)의 블록 다이어그램을 나타낸다. 명확화를 위해, 다음의 설명은 M개의 서브밴드 그룹들(즉, 그룹 a 내지 m)을 통한 데이터 전송과 하나의 서브밴드 그룹(즉, 그룹 p)을 통한 파일롯 전송에 대하여 이루어진다.
전송기(500)에서, 인코더/변조기(514)는 데이터 소스(512)로부터 트래픽 데이터를 수신하고 제어기(540)로부터 제어 데이터 및 다른 데이터를 수신한다. 인코더/변조기(514)는 수신된 데이터를 처리(예를 들어, 포매팅, 인코딩, 인터리빙 및 변조)하고 데이터 심볼들의 스트림 {S(k)}를 제공한다. 각각의 데이터 심볼은 이용하기 위해 선택된 변조 방식을 위한 변조 심볼이다. 변조 심볼은 선택된 변조 방식에 대응하는 신호 배열에 있는 특정한 포인트에 대한 복소값이다. 디멀티플렉서(Demux)(516)는 데이터 심볼들의 스트림 {S(k)}를 수신하고, 이러한 데이터 심볼들을 그룹 a 내지 m에 있는 서브밴드들로 제공한다. 또한, 디멀티플렉서(516)는, 전송기와 수신기 모두에 의해 선험적으로 알려진 변조 심볼들인, 파일롯 심볼들 P(k)를 수신하고 이러한 파일롯 심볼들을 그룹 p에 있는 서브밴드들로 제공한다. 디멀티플렉서(516)는 또한 데이터 또는 파일롯 전송을 위해 사용되지 않는 각각의 서브밴드에 대하여 제로 신호값("제로" 심볼)을 제공한다.
OFDM 변조기(520)는 디멀티플렉서(516)로부터 심볼들을 수신하고 이러한 심볼들에 대하여 OFDM 변조를 수행한다. OFDM 변조기(520)는 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 유니트(522)와 사이클릭 프리픽스 발생기(524)를 포함한다. 각각의 심볼 주기 동안, IFFT 유니트(522)는 N개의 시간-도메인 칩들을 포함하는 변환된 심볼을 얻기 위해 N-포인트 역 FFT를 이용하여 N개의 심볼들을 시간 도메인으로 변환시킨다. 각각의 칩은 하나의 칩 주기에서 전송되는 복소값이다. 그 후에 사이클릭 프리픽스 발생기(524)는 N+C 칩들을 포함하는 OFDM 심볼을 형성하기 위해 각각의 변환된 심볼의 일부분을 반복한다. 심볼 주기는 하나의 OFDM 심볼 기간에 대응하며, OFDM 심볼 기간은 N+C 칩 주기들이다. OFDM 변조기(520)는 각각의 OFDM 심볼에 대하여 N+C 시간-도메인 칩들의 시퀀스를 제공한다.
전송 유니트(TMTR)(530)는 변조된 신호를 얻기 위해 칩들의 스트림을 수신하고 처리(예를 들어, 아날로그로 변환, 필터링, 증폭 및 주파수 업컨버팅)하며, 변 조된 신호는 안테나(532)로부터 전송된다. 제어기(540)는 전송기(500)에서의 동작을 지시한다. 메모리 유니트(542)는 제어기(540)에 의해 사용되는 프로그램 코드들 및 데이터를 위한 저장 공간을 제공한다.
도 6은 하나 이상의 서브밴드 그룹들의 데이터를 복원하기 위해 서브밴드-기반 OFDM 복조를 수행할 수 있는 수신기(600)의 블록 다이어그램을 나타낸다. 다시, 명확화를 위해, 다음의 설명은 M개의 서브밴드 그룹들(즉, 그룹들 a 내지 m)을 통한 데이터 수신과 하나의 서브밴드 그룹(즉, 그룹 p)을 통한 파일롯 전송에 대하여 이루어진다. 수신기(600)에서, 전송기(500)에 의해 전송된 변조된 신호는 안테나(612)에 의해 수신된다. 수신 유니트(RCVR)(614)는 안테나(612)로부터 수신된 신호를 처리(예를 들어, 주파수 다운컨버팅, 필터링, 증폭 및 디지털화)하고 입력 샘플들을 제공한다.
서브밴드-기반 OFDM 복조기(620)는 입력 샘플들을 처리하고 복원된 데이터 심볼들을 제공하며, 복원된 데이터 심볼들은 전송기(500)에 의해 전송된 데이터 심볼들의 추정들이다. 도 6에 도시된 실시예에서, 서브밴드-기반 OFDM 복조기(620)는 사이클릭 프리픽스 제거 유니트(622), 푸리에 변환 유니트(630), 채널 추정기(640) 및 등화기(650)를 포함한다. 사이클릭 프리픽스 제어 유니트(622)는 각각의 수신된 OFDM 심볼의 사이클릭 프리픽스를 제거하고 푸리에 변환 유니트(630)와 채널 추정기(640) 모두에게 입력 샘플들의 시퀀스 {x(n)}을 제공한다. 푸리에 변환 유니트(630)는 M개의 서브밴드 그룹들 각각에 대한 입력 샘플 시퀀스에 대하여 부분 푸리에 변환을 수행하고 M개의 서브밴드 그룹들에 대한 M개의 수신된 심볼들의 그룹들 {Xa(k)} 내지 {Xm(k)}를 제공한다. 채널 추정기(640)는 입력 샘플들의 시퀀스에 기반하여 M개의 서브밴드 그룹들 각각에 대하여 채널 이득 추정들을 획득하고, M개의 서브밴드 그룹들에 대한 M개의 채널 이득 추정들의 그룹들
Figure 112006064640189-PCT00043
내지
Figure 112006064640189-PCT00044
를 제공한다. 등화기(650)는 M개의 서브밴드 그룹들에 대한 M개의 수신된 심볼들의 그룹들과 M개의 채널 이득 추정들의 그룹들을 수신하고, 수학식 2에 도시된 바와 같이 수신됨 심볼들에 대하여 등화를 수행하고, M개의 서브밴드 그룹들에 대하여 M개의 복원된 데이터 심볼들의 그룹들
Figure 112006064640189-PCT00045
내지
Figure 112006064640189-PCT00046
를 제공한다.
멀티플렉서(MUX)(562)는 M개의 서브밴드 그룹들에 대한 복원된 데이터 심볼들을 수신하여 멀티플렉싱하고, 복원된 데이터 심볼들의 스트림
Figure 112006064640189-PCT00047
를 제공한다. 복조기/디코더(654)는 복원된 데이터 심볼 스트림을 처리(예를 들어, 복조, 디인터리빙 및 디코딩)하고 디코딩된 데이터를 데이터 싱크(656)로 제공한다. 제어기(660)는 수신기(600)에서의 동작을 지시한다. 메모리 유니트(662)는 제어기(660)에 의해 사용되는 프로그램 코드들 및 데이터를 위한 저장 공간을 제공한다.
도 7은 하나의 서브밴드 그룹에 대한 수신된 심볼들을 얻기 위해 사용될 수 있는 부분 푸리에 변환 유니트(710)의 블록 다이어그램을 나타낸다. 유니트(710)는 로테이터(rotator)(720), 누산기(accumulator)(730), 버퍼(740), 주소 발생기(742) 및 Nc-포인트 FFT 유니트(750)를 포함한다. 버퍼(740)는 그룹 m에 대한 Nc개의 시간-도메인 값들 {gm(n)}을 저장한다. 각 심볼 주기의 시작점에서, 버퍼(740) 는 리셋(즉, 제로들로 채워짐)된다.
로테이터(720)는 입력 샘플들의 시퀀스를 수신한다. 로테이터(720) 내에 있는 곱셈기(722)는 수학식 4에 도시된 바와 같이 대응하는 회전된 입력 샘플들
Figure 112006064640189-PCT00048
을 얻기 위해 각각의 입력 샘플 x(n)을
Figure 112006064640189-PCT00049
과 곱한다. 누산기(730)는 수학식 5에 도시된 바와 같이 Nc개의 시간-도메인 값들 {gm(n)} 각각에 대하여 누산을 수행한다. 각각의 회전된 입력 샘플
Figure 112006064640189-PCT00050
에서, 이러한 회전된 입력 샘플에 대한 시간-도메인 값 gm(n)의 현재값은 버퍼(740)로부터 검색되어 덧셈기(732)로 제공된다. 덧셈기(732)는 회전된 입력 샘플
Figure 112006064640189-PCT00051
과 현재 값을 더하고 갱신된 값을 레지스터(734)로 제공한다. 레지스터(734)는 버퍼(740)의 적절한 위치에 시간-도메인 값 gm(n)에 대한 갱신된 값을 저장한다.
각각의 입력 샘플 x(n)에 대하여, 버퍼(740)는 대응하는 시간-도메인 샘플 gm(n)에 대하여 현재값을 제공하고 갱신된 값을 저장한다. 주소 발생기(742)는 버퍼(740)에 대한 주소를 발생시키며 모듈로 카운터를 통해 구현될 수 있다. 각각의 심볼 주기의 종료점에서, 심볼 주기 동안 모든 N개의 입력 샘플들이 수신되고 누산된 후에, FFT 유니트(750)는 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 Nc개의 수신된 심볼들 {Xm(k)}를 얻기 위해 버퍼(740)로부터의 Nc개의 시간-도메인 값들 {gm(n)}에 대하여 Nc-포인트 FFT를 수행한다.
도 8은 채널 추정기(640)의 일 실시예에 대한 블록 다이어그램을 나타내며, 채널 추정기(640)는 서브밴드 그룹 p를 통해 수신된 파일롯 심볼들에 기반하여 서브밴드 그룹들 a 내지 m에 대한 채널 이득 추정들을 제공할 수 있다. 채널 추정기(640)는 부분 푸리에 변환 유니트(710p), 파일롯 복조 유니트(860), Nc-포인트 IFFT 유니트(870) 및 M개의 서브밴드 그룹들에 대한 M개의 부분 푸리에 변환 유니트들(880a 내지 880m)을 포함한다.
부분 푸리에 변환 유니트(710p)는 그룹 p에 있는 서브밴드들에 대한 Nc개의 수신된 심볼들 {Xp(k)}를 얻기 위해 입력 샘플들의 시퀀스를 수신하여 처리한다. 유니트(710p)는 로테이터(720p) 내에 있는 곱셈기(722p)가
Figure 112006064640189-PCT00052
대신에
Figure 112006064640189-PCT00053
을 입력 샘플들 x(n)과 곱하고 회전된 입력 샘플들
Figure 112006064640189-PCT00054
을 제공하는 점을 제외하고는, 도 7의 유니트(710)와 유사한 방식으로 구현된다. 파일롯 복조 유니트(860)는 그룹 p에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들
Figure 112006064640189-PCT00055
를 얻기 위해 수신된 심볼들 {Xp(k)}를 켤레(conjugated) 파일롯 심볼들
Figure 112006064640189-PCT00056
와 곱한다. IFFT 유니트(870)는 채널 이득 추정들
Figure 112006064640189-PCT00057
에 대하여 Nc-포인트 IFFT를 수행하고 시간-도메인 채널 이득 추정들 {hp(n)}을 제공하며, 곱셈기(872)는 시간-도메인 채널 이득 추정들 {hp(n)}을
Figure 112006064640189-PCT00058
만큼 디로테이트시키고 Nc개의 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들 {h(n)}을 제공한다.
각각의 변환 유니트(880)는 Nc개의 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들 {h(n)}을 수신하고 자신이 지정된 그룹에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들을 획득한다. 각각의 변환 유니트(880)는 곱셈기(882)와 Nc-포인트 FFT 유니트(884)를 포함한다. 그룹 m에 대한 변환 유니트(880m) 내에서, 곱셈기(882m)는 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들 {h(n)}과
Figure 112006064640189-PCT00059
을 곱한다. FFT 유니트(884m)는 그 후에 곱셈기(882m)로부터의 회전된 채널 이득값들에 대하여 Nc-포인트 FFT를 수행하고 그룹 m에 대한 Nc개의 채널 이득 추정들
Figure 112006064640189-PCT00060
를 제공한다. M개의 변환 유니트들(880a 내지 880m)은 서브밴드 그룹들 a 내지 m에 대하여 각각 M개의 채널 이득 추정들의 그룹들
Figure 112006064640189-PCT00061
내지
Figure 112006064640189-PCT00062
를 제공한다.
향상된 품질을 가지는 채널 이득 추정들을 얻기 위해 채널 추정 프로세싱 경로에 있는 다양한 위치들에서 필터링이 수행될 수 있다. 예를 들어, 유니트(750p)를 통해 Nc-포인트 FFT를 수행하기 전에, 다수의 심볼 주기들에 걸쳐서 회전된 입력 샘플들
Figure 112006064640189-PCT00063
이 평균화될 수 있다. 다른 예들로서, 필터링은 (1) 그룹 p에 있는 서브밴드들에 대한 수신된 심볼들 {Xp(k)}, (2) 그룹 p에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들
Figure 112006064640189-PCT00064
, (3) 그룹 p에 대한 시간-도메인 채널 이득 추정들 {hp(n)}, (4) 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들 {h(n)} 등에 대하여 수행될 수 있다.
또한, 데이터 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들은 다른 방식들로 획득될 수 있다. 예를 들어, 그룹 m에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들은 그룹 p에 있는 서브밴드들에 대한 채널 이득 추정들에 대하여 (예컨대, 선형) 보간(interpolation)을 수행함으로써 획득될 수 있다.
도 9는 서브밴드-기반 OFDM 복조기(620)의 일 실시예에 대한 블록 다이어그램을 나타낸다. OFDM 복조기(620) 내에서, 사이클릭 프리픽스 제거 유니트(622)는 입력 샘플들을 수신하고 각각의 OFDM 심볼들에 대한 사이클릭 프리픽스를 제거하며 입력 샘플들의 시퀀스 {x(n)}을 푸리에 변환 유니트(630) 및 채널 추정기(640)로 제공한다.
푸리에 변환 유니트(630)는 M개의 부분 푸리에 변환 유니트들(710a 내지 710m)을 포함하며, M개의 서브밴드 그룹들 각각에 대하여 하나의 변환 유니트(710)가 적용된다. 각각의 부분 푸리에 변환 유니트(710l)(여기서, l=a. . . m)는 도 7에 도시된 바와 같이 구현된다. 서브밴드 그룹 l에 대한 푸리에 변환 유니트(710l)는
Figure 112006064640189-PCT00065
을 이용하여 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 회전을 수행하고, 회전된 입력 샘플들
Figure 112006064640189-PCT00066
을 누산하고, 시간-도메인 값들 {gl(n)}에 대하여 Nc-포인트 FFT를 수행하며, 그룹 l에 있는 서브밴드들에 대한 수신된 심볼들 {Xl(k)}를 제공한다. 채널 추정기(640)는 도 8에 도시된 바와 같이 구현되며, 도 8에서 설명된 바와 같이 입력 샘플들을 처리하고 M개의 서브밴드 그룹들 각각에 대하여 채널 이득 추정들을 제공한다.
등화기(650)는 M개의 싱글-탭(single-tap) 등화기들(950a 내지 950m)을 포함하며, M개의 서브밴드 그룹들 각각에 대하여 하나의 등화기(950)가 적용된다. 각각의 등화기(950l)(여기서, l=a. . . m)는 관련된 서브밴드 그룹 l에 대하여 수신된 심볼들의 그룹 {Xl(k)}와 채널 이득 추정들의 그룹
Figure 112006064640189-PCT00067
를 수신한다. 서브밴드 그룹 m에 대한 등화기(950m) 내에서, 디바이더(952m)는 각각의 서브밴드에 대한 수신된 심볼 Xm(k)를 각각의 서브밴드에 대한 채널 이득 추정
Figure 112006064640189-PCT00068
로 나눈다. 슬라이서(954m)는 그 후에 디바이더(952m)의 출력을 슬라이싱(즉, 양자화)하고 복원된 데이터 심볼
Figure 112006064640189-PCT00069
를 제공한다. M개의 등화기들(950a 내지 950m)은 M개의 서브밴드 그룹들 a 내지 m에 대하여 M개의 복원된 데이터 심볼들의 그룹들
Figure 112006064640189-PCT00070
내지
Figure 112006064640189-PCT00071
를 제공한다.
도 9는 싱글-탭 등화기가 각각의 데이터 서브밴드에 대하여 사용되는 예시적인 수신기 아키텍쳐를 나타낸다. 수신된 심볼들과 채널 이득 추정들은 다른 방식들로 처리될 수 있다. 예를 들어, 매칭된 필터링이 채널 이득 추정들을 이용하여 수신된 심볼들에 대하여 수행될 수 있다. 다른 예로서, 로그-확률비(LLR)들이 수신된 심볼들 및/또는 채널 이득 추정들을 위해 계산될 수 있으며, LLR들은 반복적인 방식으로 터보 디코더에 의해 처리될 수 있다.
부분 푸리에 변환, 채널 추정 및 OFDM 복조(또는 간단하게 "서브밴드-기반 OFDM 복조" 기법들)를 수행하기 위해 여기에 제시된 기법들은 수신기 설계를 단순 화하고 다양한 장점들을 제공할 수 있다. 주어진 서브밴드 그룹에 대한 데이터 심볼들을 복원하기 위해, 단지 크기 Nc의 FFT들이 수행되며 크기 N의 FFT는 요구되지 않는다. M개의 서브밴드 그룹들에 대한 회전 및 누산은 추가적인 버퍼링을 피하기 위해 병렬적으로 수행될 수 있다. 대안적으로, 하나의 하드웨어 세트가 하드웨어 요구들을 줄이기 위해 시분할 다중화된(TDM) 방식으로 M개의 서브밴드 그룹들을 처리하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 입력 샘플이 수신기로 도달하면, 각각의 서브밴드 그룹에 대한 회전 및 누산이 샘플 레이트에서 각각의 입력 샘플에 대하여 수행될 수 있기 때문에, 프로세싱 지연이 줄어들게 된다. 각각의 서브밴드 그룹에 대한 시간-도메인 값들의 시퀀스 {gm(n)}은 임의의 추가적인 지연없이 전체 OFDM 심볼이 수신되자마자 이용가능하다. 각각의 서브밴드 그룹에 대한 채널 이득 추정들은 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들의 동일한 시퀀스 {h(n)}에 기반하여 획득된다. 그리하여, M개의 서브밴드 그룹들에 대한 채널 추정은 추가적인 버퍼링없이 연속적으로 수행될 수 있다.
단순화를 위해, 서브밴드-기반 OFDM 복조 기법들은 도 1B에 도시된 서브밴드 배치에 대하여 설명되었다. 이러한 기법들은 다른 서브밴드 배치들에 대하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 서브밴드 그룹들은 (위에서 설명된 바와 같이) 동일한 수의 서브밴드들 또는 상이한 수의 서브밴드들을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 그룹에 있는 서브밴드들은 몇몇 다른 방식들로 선택될 수 있다. 위에서 설명된 바 와 같이, 부분 FFT들로 분해함으로써 FFT의 단순화를 달성하기 위한 유일한 요구 사항은 각각의 그룹에 있는 서브밴드들이 N개의 전체 서브밴드들을 통해 균일하게 분포되는 것이다. 예를 들어, N=4096이면, 그룹 1은 128개의 서브밴드들에 의해 분리된 32개의 서브밴드들을 포함할 수 있고, 그룹 2는 4개의 서브밴드들에 의해 분리된 1024개의 서브밴드들을 포함할 수 있다. 또한 파일롯 서브밴드 그룹은 데이터 서브밴드 그룹들과 동일하거나 또는 상이한 개수의 서브밴드들을 포함할 수 있다. 상이한 서브밴드 배치는 회전을 위해 사용되는 상이한 페이저
Figure 112006064640189-PCT00072
, 누산되는 상이한 개수의 회전된 입력 샘플들, 주어진 서브밴드 그룹에 대한 수신된 심볼들을 얻기 위해 수행되는 상이한 크기의 FFT를 초래할 수 있다.
서브밴드-기반 OFDM 복조 기법들은 다운링크(즉, 순방향 링크)뿐만 아니라 업링크(즉, 역방향 링크)에 대하여 이용될 수 있다. 다운링크에 대하여, 전송기(500)는 액세스 포인트이며 수신기(600)는 사용자 터미널이다. 업링크에 대하여, 전송기(500)는 사용자 터미널이며 수신기(600)는 액세스 포인트이다. 또한 여기에 제시된 기법들은 다양한 OFDM-기반 시스템들(예를 들어, OFDMA 시스템)을 위해 이용될 수 있다.
명확화를 위해, 서브밴드-기반 OFDM 복조 기법들은 단일-입력 단일-출력(SISO) 통신 시스템에 대하여 설명되었다. 이러한 기법들은 또한 멀티-입력 단일-출력(MISO) 시스템, 단일-입력 멀티-출력(SIMO) 시스템 및 멀티-입력 멀티-출력(MIMO) 시스템들을 위해 이용될 수 있다. MIMO 시스템에서, 하나의 푸리에 변환 유니트(630)는 수신기에서 다수(NR)의 수신 안테나들 각각을 위해 제공된다. 각각의 푸리에 변환 유니트(630)는 관련된 안테나에 대한 입력 샘플들을 처리하고 상기 관련된 안테나에 대한 M개의 서브밴드 그룹들에 대하여 M개의 수신된 심볼들의 그룹들을 제공한다. 그 후에 데이터 심볼들을 복원하기 위해 NR개의 수신 안테나들에 대한 M개의 수신된 심볼들의 그룹들의 NR개의 컬렉션들에 대하여 공간 프로세싱이 수행된다. 공간 프로세싱은 제로-포싱(zero-forcing) 등화기, 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 등화기 또는 몇몇 다른 타입의 등화기를 통해 수행될 수 있다.
여기에 설명된 서브밴드-기반 OFDM 복조는 다양한 수단들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기법들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어서, 서브밴드-기반 OFDM 복조를 수행하기 위해 사용되는 프로세싱 유니트들은 하나 이상의 ASIC들(application specific integrated circuits), DSP들(digital signal processors), DSPD들(digital signal processing devices), PLD들(programmable logic devices), FPGA들(field programmable gate arrays), 프로세서들, 제어기들, 마이크로-컨트롤러들, 마이크로프로세서들, 여기에 설명된 기능들을 수행하기 위해 설계된 다른 전자 유니트들, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어 구현에 있어서, 서브밴드-기반 OFDM 복조 기법들은 여기에 제시된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들어, 절차들, 기능들 등)을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유니트(예를 들어, 도 6의 메모리 유니트(662)) 에 저장되고 프로세서(예를 들어, 제어기(660)에 의해 실행될 수 있다. 메모리 유니트는 프로세서 내에서 구현되거나 또는 프로세서 외부에 구현될 수 있으며, 프로세서 외부에 구현되는 경우에 메모리 유니트는 기술적으로 공지된 다양한 수단들을 통해 프로세서와 통신으로 연결될 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 이전의 설명은 임의의 당업자가 본 발명을 구현하거나 이용할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (25)

  1. N>Nc>1이며, N개의 전체 서브밴드들 중에서 Nc개의 서브밴드들에 대하여 푸리에 변환을 수행하는 방법으로서,
    N개의 회전된 입력 샘플들의 제 2 시퀀스를 얻기 위해 N개의 입력 샘플들의 제 1 시퀀스를 회전시키는 단계;
    Nc개의 시간-도메인 값들의 제 3 시퀀스를 얻기 위해 상기 N개의 회전된 입력 샘플들의 제 2 시퀀스를 누산(accumulate)하는 단계 - 상기 누산은 L개의 회전된 입력 샘플들의 Nc개의 세트들 각각에 대하여 수행되며, NcㆍL=N임 -; 및
    상기 Nc개의 서브밴드들에 대한 Nc개의 주파수-도메인 값들을 얻기 위해 상기 Nc개의 시간-도메인 값들의 제 3 시퀀스에 대하여 Nc-포인트 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 N개의 입력 샘플들 각각은 상기 입력 샘플을
    Figure 112006064640189-PCT00073
    과 곱함으로써 회전되며, n은 상기 제 1 시퀀스에 있는 상기 입력 샘플에 대한 인덱스이고, m은 상기 Nc개의 서브밴드들을 포함하는 서브밴드 그룹에 대한 인덱스인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 Nc개의 세트들 각각은 상기 제 2 시퀀스에 있는 매 Nc-번째 회전된 입력 샘플들을 포함하며, 상이한 회전된 입력 샘플에서 시작되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 N개의 입력 샘플들은 하나의 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 심볼을 위한 것이며, 상기 Nc개의 주파수-도메인 값들은 상기 Nc개의 서브밴드들에 대한 Nc개의 수신된 심볼들을 위한 것임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 Nc개의 서브밴드들은 상기 N개의 전체 서브밴드들 중에서 매 L-번째 서브밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. N>Nc>1이며, N개의 전체 서브밴드들 중에서 Nc개의 서브밴드들에 대하여 푸리에 변환을 수행하도록 동작하는 장치로서,
    N개의 회전된 입력 샘플들의 제 2 시퀀스를 얻기 위해 N개의 입력 샘플들의 제 1 시퀀스를 회전시키도록 동작하는 로테이터(rotator);
    Nc개의 시간-도메인 값들의 제 3 시퀀스를 얻기 위해 상기 N개의 회전된 입력 샘플들의 제 2 시퀀스를 누산하도록 동작하는 누산기(accumulator) - 상기 누산은 L개의 회전된 입력 샘플들의 Nc개의 세트들 각각에 대하여 수행되며, NcㆍL=N임 -; 및
    상기 Nc개의 서브밴드들에 대한 Nc개의 주파수-도메인 값들을 얻기 위해 상기 Nc개의 시간-도메인 값들의 제 3 시퀀스에 대하여 Nc-포인트 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하도록 동작하는 고속 푸리에 변환(FFT) 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. N>Nc>1이며, N개의 전체 서브밴드들 중에서 Nc개의 서브밴드들에 대하여 푸리에 변환을 수행하도록 동작하는 장치로서,
    N개의 회전된 입력 샘플들의 제 2 시퀀스를 얻기 위해 N개의 입력 샘플들의 제 1 시퀀스를 회전시키기 위한 수단;
    Nc개의 시간-도메인 값들의 제 3 시퀀스를 얻기 위해 상기 N개의 회전된 입력 샘플들의 제 2 시퀀스를 누산하기 위한 수단 - 상기 누산은 L개의 회전된 입력 샘플들의 Nc개의 세트들 각각에 대하여 수행되며, NcㆍL=N임 -; 및
    상기 Nc개의 서브밴드들에 대한 Nc개의 주파수-도메인 값들을 얻기 위해 상 기 Nc개의 시간-도메인 값들의 제 3 시퀀스에 대하여 Nc-포인트 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 통신 시스템에서 채널 추정을 수행하는 방법으로서,
    제 1 서브밴드 그룹에 대한 수신된 파일롯 심볼들을 얻기 위해 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 푸리에 변환을 수행하는 단계;
    상기 수신된 파일롯 심볼들에 기반하여 상기 제 1 서브밴드 그룹에 대한 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하는 단계;
    시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 얻기 위해 상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹에 대하여 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하는 단계;
    제 2 서브밴드 그룹에 대한 회전된 채널 이득값들의 제 1 시퀀스를 얻기 위해 상기 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 회전시키는 단계; 및
    상기 제 2 서브밴드 그룹에 대한 제 2 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하기 위해 상기 회전된 채널 이득값들의 제 1 시퀀스에 대하여 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 푸리에 변환을 수행하는 단계는,
    회전된 입력 샘플들의 시퀀스를 얻기 위해 상기 입력 샘플들의 시퀀스를 회 전시키는 단계;
    시간-도메인 입력값들의 시퀀스를 얻기 위해, L>1인 L개의 회전된 입력 샘플들의 세트들에서 상기 회전된 입력 샘플들의 시퀀스를 누산하는 단계; 및
    상기 수신된 파일롯 심볼들을 얻기 위해 상기 시간-도메인 입력값들의 시퀀스에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    디로테이트된(derotated) 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 얻기 위해 상기 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 디로테이트시키는 단계를 더 포함하며, 상기 디로테이트된 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스는 상기 제 2 서브밴드 그룹에 대한 상기 회전된 채널 이득값들의 제 1 시퀀스를 얻기 위해 회전되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    제 3 서브밴드 그룹에 대한 회전된 채널 이득값들의 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 회전시키는 단계; 및
    상기 제 3 서브밴드 그룹에 대한 제 3 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하기 위해 상기 회전된 채널 이득값들의 제 2 시퀀스에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹은 상기 수신된 파일롯 심볼들 각각을 상기 수신된 파일롯 심볼에 대응하는 켤레(conjugated) 파일롯 심볼을 곱함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 통신 시스템에서 채널 추정을 수행하도록 동작하는 장치로서,
    제 1 서브밴드 그룹에 대한 수신된 파일롯 심볼들을 얻기 위해 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 푸리에 변환을 수행하도록 동작하는 푸리에 변환 유니트;
    상기 수신된 파일롯 심볼들에 기반하여 상기 제 1 서브밴드 그룹에 대한 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하도록 동작하는 파일롯 복조기;
    시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 얻기 위해 상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹에 대하여 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하도록 동작하는 역 고속 푸리에 변환 유니트;
    제 2 서브밴드 그룹에 대한 회전된 채널 이득값들의 제 1 시퀀스를 얻기 위해 상기 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 회전시키도록 동작하는 제 1 로테이터; 및
    상기 제 2 서브밴드 그룹에 대한 제 2 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하기 위해 상기 회전된 채널 이득값들의 제 1 시퀀스에 대하여 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하도록 동작하는 제 1 고속 푸리에 변환 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하 는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 푸리에 변환 유니트는,
    회전된 입력 샘플들의 시퀀스를 얻기 위해 상기 입력 샘플들의 시퀀스를 회전시키도록 동작하는 제 2 로테이터;
    시간-도메인 입력값들의 시퀀스를 얻기 위해, L>1인 L개의 회전된 입력 샘플들의 세트들에서 상기 회전된 입력 샘플들의 시퀀스를 누산하도록 동작하는 누산기; 및
    상기 수신된 파일롯 심볼들을 얻기 위해 상기 시간-도메인 입력값들의 시퀀스에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하도록 동작하는 제 2 고속 푸리에 변환 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    제 3 서브밴드 그룹에 대한 회전된 채널 이득값들의 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 회전시키도록 동작하는 제 2 로테이터; 및
    상기 제 3 서브밴드 그룹에 대한 제 3 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하기 위해 상기 회전된 채널 이득값들의 제 2 시퀀스에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하도록 동작하는 제 2 고속 푸리에 변환 유니트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 통신 시스템에서 채널 추정을 수행하도록 동작하는 장치로서,
    제 1 서브밴드 그룹에 대한 수신된 파일롯 심볼들을 얻기 위해 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 푸리에 변환을 수행하기 위한 수단;
    상기 수신된 파일롯 심볼들에 기반하여 상기 제 1 서브밴드 그룹에 대한 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하기 위한 수단;
    시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 얻기 위해 상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹에 대하여 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하기 위한 수단;
    제 2 서브밴드 그룹에 대한 회전된 채널 이득값들의 제 1 시퀀스를 얻기 위해 상기 시간-도메인 채널 이득값들의 시퀀스를 회전시키기 위한 수단; 및
    상기 제 2 서브밴드 그룹에 대한 제 2 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하기 위해 상기 회전된 채널 이득값들의 제 1 시퀀스에 대하여 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 이용하는 통신 시스템에서 복조를 수행하는 방법으로서,
    Nc개의 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 Nc개의 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 획득하기 위해 OFDM 심볼에 대한 N개의 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 부분 푸리 에 변환을 수행하는 단계 - N>Nc>1이며, 상기 부분 푸리에 변환은 상기 Nc개의 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 획득하기 위해 Nc-포인트 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용함 -;
    상기 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하는 단계; 및
    상기 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 복원된 데이터 심볼들의 제 1 그룹을 획득하기 위해 상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 이용하여 상기 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 N개의 전체 서브밴드들을 포함하며, 상기 제 1 그룹에 있는 상기 Nc개의 서브밴드들은 상기 N개의 전체 서브밴드들 중에서 매 L-번째 서브밴드를 포함하며, L>1인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하는 단계는,
    상기 N개의 입력 샘플들의 시퀀스에 기반하여 파일롯 서브밴드 그룹에 대한 시간-도메인 채널 이득값들을 획득하는 단계;
    상기 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 회전된 채널 이득값들의 제 1 시퀀스를 얻기 위해 상기 시간-도메인 채널 이득값들을 회전시키는 단계; 및
    상기 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하기 위해 상기 회전된 채널 이득값들의 제 1 시퀀스에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    Nc개의 서브밴드들의 제 2 그룹에 대한 Nc개의 수신된 심볼들의 제 2 그룹을 획득하기 위해 상기 N개의 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 부분 푸리에 변환을 수행하는 단계;
    상기 서브밴드들의 제 2 그룹에 대한 회전된 채널 이득값들의 제 2 시퀀스를 얻기 위해 상기 시간-도메인 채널 이득값들을 회전시키는 단계;
    상기 서브밴드들의 제 2 그룹에 대한 제 2 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하기 위해 상기 회전된 채널 이득값들의 제 2 시퀀스에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계; 및
    상기 서브밴드들의 제 2 그룹에 대한 복원된 데이터 심볼들의 제 2 그룹을 획득하기 위해 상기 제 2 채널 이득 추정들의 그룹을 이용하여 상기 수신된 심볼들의 제 2 그룹을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 복원된 데이터 심볼들의 제 1 그룹은 상기 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹으로 나눔으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 시스템인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 이용하는 통신 시스템의 장치로서,
    Nc개의 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 Nc개의 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 획득하기 위해 OFDM 심볼에 대한 N개의 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 부분 푸리에 변환을 수행하도록 동작하는 푸리에 변환 유니트 - N>Nc>1이며, 상기 푸리에 변환 유니트는 상기 Nc개의 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 획득하기 위해 Nc-포인트 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용함 -;
    상기 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하도록 동작하는 채널 추정기; 및
    상기 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 복원된 데이터 심볼들의 제 1 그룹을 획득하기 위해 상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 이용하여 상기 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 처리하도록 동작하는 등화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 푸리에 변환 유니트는 Nc개의 서브밴드들의 제 2 그룹에 대한 Nc개의 수신된 심볼들의 제 2 그룹을 획득하기 위해 상기 N개의 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 제 2 부분 푸리에 변환을 수행하도록 동작하며, 상기 채널 추정기는 상기 서브밴드들의 제 2 그룹에 대한 제 2 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하도록 동작하며, 상기 등화기는 상기 서브밴드들의 제 2 그룹에 대한 복원된 데이터 심볼들의 제 2 그룹을 획득하기 위해 상기 제 2 채널 이득 추정들의 그룹을 이용하여 상기 수신된 심볼들의 제 2 그룹을 처리하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 이용하는 통신 시스템에서 복조를 수행하도록 동작하는 장치로서,
    Nc개의 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 Nc개의 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 획득하기 위해 OFDM 심볼에 대한 N개의 입력 샘플들의 시퀀스에 대하여 부분 푸리에 변환을 수행하기 위한 수단 - N>Nc>1이며, 상기 부분 푸리에 변환은 상기 Nc개의 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 획득하기 위해 Nc-포인트 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용함 -;
    상기 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 획득하기 위한 수단; 및
    상기 서브밴드들의 제 1 그룹에 대한 복원된 데이터 심볼들의 제 1 그룹을 획득하기 위해 상기 제 1 채널 이득 추정들의 그룹을 이용하여 상기 수신된 심볼들의 제 1 그룹을 처리하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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