KR20080013473A - 신호대잡음비 추정 방법, 적응적 변조 및 코딩 방식 결정방법 및 수신기 - Google Patents

신호대잡음비 추정 방법, 적응적 변조 및 코딩 방식 결정방법 및 수신기 Download PDF

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Abstract

채널 품질에 따라 적응적으로 변조 및 코딩 방식을 결정하는 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법을 제공한다. 상기 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법은 심벌을 수신하고, 상기 심벌을 통해 추정되는 채널 정보를 이용하여 상기 심벌이 전송되는 채널의 시간 지연을 고려하여 상기 채널 품질을 추정한다. 추정된 상기 채널 품질을 통해 상기 심벌의 변조 및 코딩 방식을 결정한다. 사용자의 이동성 있는 채널 환경에서 시간 지연으로 인한 예측한 채널 품질과 실제 채널 품질의 차이를 줄여, 최적 MCS 레벨을 결정할 수 있고 AMC 기법의 성능이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
AMC, 적응적 변조 및 코딩, 신호대잡음비, SNR

Description

신호대잡음비 추정 방법, 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법 및 수신기{Method for estimating signal-to-noise ratio, method for determining adaptive modualation and coding scheme and receiver}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 시뮬레이션 결과를 SNR 대 전송률로 나타낸 그래프이다.
도 5는 시뮬레이션 결과를 SNR 대 BER로 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **
230 : 채널 추정기
270 : 채널 품질 추정기
본 발명은 신호대잡음비 추정 방법, 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법 및 수신기에 관한 것으로 보다 상세하게는 사용자의 이동성을 고려한 신호대잡음비 추정 방법, 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법 및 수신기에 관한 것이다.
3세대 무선 이동 통신 시스템의 표준에 포함된 내용들 중 하나가 적응적 변조 및 코딩 방식(adaptive modulation and coding(AMC) scheme)이다. 이에 관한 사항은 3GPP TR 25.848 V4.0.0(2001-03) "3rd Generation Partnership Project; Physical layer aspects of UTRA High Speed Downlink Packet Access"(available on http://www.3gpp.org)을 참조할 수 있다.
AMC 방식은 채널 상태에 따라서 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme; MCS)를 동적으로(dynamically) 바꾸는 방식이다. 일반적으로 수신기가 채널 상태를 관찰하여 적절한 MCS를 선택하고, 상기 MCS를 전송기 측으로 피드백한다. AMC 방식에 의하면 다중 경로 페이딩이나 사용자의 이동으로 인한 채널 품질의 변동을 어느 정도 보상할 수 있다.
MCS를 결정하는 데 사용되는 일반적인 기준(criterion) 중 하나는 채널 품질을 추정하는 것이다. 채널 품질을 추정하여 목표 QoS(quality of service) 제한 하에 전송률을 최대로 할 수 있는 최적 MCS를 선택한다. 일반적으로 채널 품질은 신호대잡음비(signal-to-noise ratio; SNR)를 많이 사용한다. SNR 추정에 관한 일례는 David R. Pauluzzi, Norman C. Beaulieu, A comparison of SNR estimation techniques for the AWGN channel, IEEE Trans. on Comm., vol. 48, no. 10, pp. 1681-1691, Oct. 2000을 참조할 수 있다.
AMC 방식의 효율을 높이기 위해서는 정확한 채널 품질의 추정과 안정적인 피드백 채널 경로를 필요로 한다. 따라서, 채널 품질을 정확히 추정하는 것이 효율적인 AMC 방식을 위해 필요하다. 일반적으로 수신기와 전송기 사이의 채널 정보에는 시간 지연이 발생한다. 그런데, 사용자의 이동성이 비교적 큰 채널 환경에서는 상기 시간 지연으로 인해 현재 수신기에서 추정한 채널 경로와 차후 전송기에서 보내는 채널 경로가 다를 수 있다. 예를 들어, 사용자가 현재는 트인 공간에 있다가 다음 전송시에는 복잡한 건물 사이로 진입할 수 있다.
AMC 기법의 성능을 높이기 위해 사용자의 이동성이 있는 채널 환경에서 채널 정보의 시간 지연을 보상할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자의 이동성에 의한 채널 정보의 시간 지연을 고려한 신호대잡음비 추정 방법, 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법 및 수신기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 신호대잡음비 추정 방법을 제공한다. 상기 신호대잡음비 추정 방법은 부반송파에 의한 제1 신호들을 수신하여 상기 부반송파의 제1 채널 정보를 구하고, 상기 제1 채널 정보를 구한 후에 상기 부반송파에 의한 제2 신호들을 수신하여 상기 부반송파의 제2 채널 정보를 구한다. 상기 제1 채널 정보와 상기 제2 채널 정보를 이용하여 상기 제1 채널 정보와 상기 제2 채널 정보 사이의 시간 지연을 고려한 채널의 신호대잡음비(SNR)를 추정한다.
부반송파에 의한 제1 신호들을 수신하여 상기 부반송파의 제1 채널 정보를 구하고, 상기 부반송파에 의한 제2 신호들을 수신하여 상기 부반송파의 제2 채널 정보를 구한다. 상기 제1 채널 정보와 상기 제2 채널 정보를 이용하여 시간 지연을 고려한 채널의 신호대잡음비(SNR)를 추정한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면 채널 품질에 따라 적응적으로 변조 및 코딩 방식을 결정하는 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법을 제공한다. 상기 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법은 심벌을 수신하고, 상기 심벌을 통해 추정되는 채널 정보를 이용하여 상기 심벌이 전송되는 채널의 시간 지연을 고려하여 상기 채널 품질을 추정한다. 추정된 상기 채널 품질을 통해 상기 심벌의 변조 및 코딩 방식을 결정한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면 수신기를 제공한다. 상기 수신기는 안테나, 상기 안테나를 통해 수신되는 심벌들을 통해 채널 정보를 구하는 채널 추정기, 상기 채널 정보를 이용하여 상기 심벌이 전송되는 채널의 시간 지연을 고려하여 채널 품질을 추정하는 채널 품질 추정기 및 상기 채널 품질에 따라 변조 및 코딩 방식을 결정하는 제어기를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
이하의 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있다. 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다(deploy). 이 기술은 다운링크(downlink) 또는 업링크(uplink)에 사용될 수 있 다. 다운링크는 기지국(base station; BS)에서 단말기(mobile station; MS)로의 통신을 의미하며, 업링크는 단말기에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 기지국은 일반적으로 단말기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어(terminology)로 불릴 수 있다. 단말기는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(user equipment), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서 개시되는 기술은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)과 같은 다양한 멀티 캐리어 통신 시스템에 사용될 수 있다. OFDM은 전체 시스템 대역폭을 직교성을 갖는 다수의 부반송파(subcarrier)로 분할한다(partition). 부반송파는 서브밴드(subband), 톤(tone) 등으로 불릴 수 있다.
이하에서 설명되는 전송기(transmitter)와 수신기(receiver)는 전송 기능과 수신 기능을 모두 수행하는 송수신기(transceiver)라 할 수 있다. 다만, 데이터의 전송에 관한 설명을 명확하게 하기 위해 데이터의 전송을 담당하는 일방을 전송기라 하고, 데이터를 수신받는 타방을 수신기라 한다. 다운링크에서 전송기는 기지국의 일부분(part)일 수 있고, 수신기는 단말기의 일부분일 수 있다. 업링크에서 전송기는 단말기의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다. 한편, 기지국은 다수의 수신기와 다수의 전송기를 포함할 수 있다. 단말기는 다수의 수신기와 다수의 전송기를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전송기(100)는 채널 인코더(channel encoder; 110), 심벌 맵퍼(symbol mapper; 120), IFFT부(inverse fast Fourier transform unit; 130), AMC(adaptive modualtion and coding) 제어기(160) 및 수신회로(receive circuitory; 180)를 포함한다.
채널 인코더(110)는 일련의 정보 비트들(stream of information bits)을 입력받아, AMC 제어기(160)의 제어에 따른 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성한다. 정보 비트들은 텍스트, 음성, 영상 또는 기타 데이터를 포함할 수 있다. 채널 인코더(110)는 정보 비트들에 CRC(cyclic redundancy check)와 같은 에러 검출 비트들을 추가하고, 에러 정정을 위한 여분의 코드를 추가할 수 있다. 에러 정정 코드는 터보 부호(turbo code)일 수 있다. 터보 부호는 정보 비트들을 구조적 비트(systematic bits)로써 포함시키는 구조적 코드이다. 부호률(code rate)이 1/3인 터보 코드의 경우, 2개의 패리티 비트들이 하나의 구조적 비트에 할당된다. 다만, 에러 정정 코드는 터보 부호에 한하지 않고 LDPC(low density parity check code)이나 기타 컨볼루션(convolution) 부호 등에도 본 발명의 기술적 사상은 그대로 적용할 수 있다. 채널 인코더(110)에는 부호화된 데이터를 섞어 채널에서 오는 잡음의 효과를 줄이는 채널 인터리버(미도시)를 포함할 수 있다.
심벌 맵퍼(120)는 각 정보 비트들의 스트림의 부호화된 데이터를 AMC 제어기(160)의 제어에 따른 변조 방식에 따라 변조하여, 변조 심벌들을 제공한다. 즉 부호화된 데이터는 심벌 맵퍼(120)에 의해 진폭과 위상 성상(constellation)에 따 른 위치를 표현하는 변조 심벌들로 맵핑된다.
IFFT부(130)는 입력되는 심벌들에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역 샘플들(OFDM 심벌)로 변환한다. IFFT부(130)에 입력되는 심벌들에는 부호화된 데이터의 변조 심벌들뿐만 아니라, 별도로 변조된 파일럿 심벌도 포함될 수 있다. 파일럿 심벌은 전송기(100)와 수신기(200) 양자에 선험적으로(a priori) 알려진 데이터라 할 수 있다. IFFT부(130)에 입력되는 정보 비트들의 변조 심벌들과 파일럿 심벌들의 배치에는 제한이 없으며, 다양한 방식이 가능하다.
CP 삽입기(140)는 시간 영역 샘플들에 CP(cyclic prefix)를 추가한다. CP는 보호 구간(guard interval)이라고도 한다. CP는 ISI(inter-symbol interference)를 제거하여 주파수 선택적 채널(frequency-selective channel)을 플랫 페이딩 채널(flat-fading channel)로 바꾼다. CP 삽입기(140)에서 출력된 샘플 신호는 아날로그 신호로 변환되어 안테나(190)를 통해 전송된다.
수신회로(180)는 수신기(200)로부터 전송된 신호를 안테나(190)를 통해 받아들인다. 수신회로(180)는 수신 신호를 디지털화하여 AMC 제어기(160)로 보낸다.
AMC 제어기(160)는 전송기(100)의 전체적인 동작을 제어한다. AMC 제어기는 결정되는 MCS(modulation coding and scheme)에 따라 채널 인코더(110)로 코딩 방식을 제공하고, 심벌 맵퍼(120)로 변조 방식을 제공한다. 여기서, 코딩 방식은 코드율(code rate)일 수 있고, 변조 방식은 변조 크기일 수 있다.
AMC 제어기(160)는 수신회로(180)로부터 수신된 신호로부터 정보를 추출한다. 정보를 추출하는 동작에는 일반적인 복조와 디코딩을 포함한다. 추출된 상기 정보에는 MCS 레벨의 인덱스를 포함할 수 있다. 메모리(165)에는 MCS 레벨의 인덱스에 관한 룩-업 테이블(look-up table)이 저장된다. MCS 룩-업 테이블의 일례는 표 1과 같다.
인덱스 변조 코드율
1 QPSK 1/3
2 QPSK 1/2
3 QPSK 2/3
4 QPSK 3/4
5 16QAM 1/3
6 16QAM 1/2
7 16QAM 2/3
8 16QAM 3/4
9 64QAM 1/3
10 64QAM 1/2
11 64QAM 2/3
12 64QAM 3/4
표 1은 예시에 불과할 뿐, 인덱스의 수 및 각 인덱스에 따른 변조 방식과 코딩 방식은 달라질 수 있다. 예를 들어, 변조 방식에는 제한이 없으며, m-PSK(m-quadrature phase shift keying) 또는 m-QAM(m-quadrature amplitude modulation)일 수 있다. 예를 들어, m-PSK는 QPSK뿐 아니라 BPSK 또는 8-PSK을 포함할 수 있다. m-QAM은 16-QAM 또는 64-QAM뿐 아니라 256-QAM을 포함할 수 있다.
결정된 코딩 방식, 변조 방식은 모든 부반송파에 동일하게 적용될 수 있다. 파워도 총 전송 파워의 제한 하에 모든 부반송파에 동일하게 적용될 수 있다. AMC 제어기(160)는 MCS 레벨에 따라 코딩 방식과 변조 방식을 결정하고 이를 통해 채널 인코더(110)와 심벌 맵퍼(120)를 제어한다. 채널 인코더(110)는 선택된 코딩 방식에 의한 부호화된 데이터를 출력한다. 심벌 맵퍼(120)는 선택된 변조 방식으로 부호화된 데이터를 맵핑한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 수신기(200)는 CP 제거기(210), FFT부(220), 채널 추정기(230), 심벌 디맵퍼(240), 채널 디코더(250), 제어기(260), 채널 품질 추정기(270) 및 전송회로(transmit circuitory; 280)를 포함한다.
안테나(290)로부터 수신된 신호는 디지털화되고, CP 제거기(210)에 의해 CP가 제거된다. CP가 제거된 샘플들은 FFT부(220)에 의해 FFT를 수행하여 주파수 영역의 심벌들로 변환된다.
채널 추정기(230)는 FFT부(220)의 출력 중 파일럿 심벌을 추출하여, 채널 정보를 추정한다. 상기 채널 정보는 채널의 추정 응답일 수 있다. 등화기(235)는 추정된 채널 정보를 이용하여 심벌들을 등화한다.
심벌 디맵퍼(240)는 제어기(260)의 복조 신호에 의해 제어되어 심벌들로부터 다시 부호화된 데이터로 디맵핑한다. 제어기(260)가 제공하는 복조 방식은 전송기(100)의 AMC 제어기(160)가 심벌 맵퍼(120)에 제공하는 변조 방식에 대응한다.
채널 디코더(250)는 제어기(260)의 디코딩 신호에 의해 제어되어 부호화된 데이터를 디코딩한다. 채널 디코더(250)는 추정된 데이터 비트들을 출력한다. 제어기(260)가 제공하는 디코딩 방식은 전송기(100)의 AMC 제어기(160)가 채널 인코더(110)에 제공하는 코딩 방식에 대응한다.
제어기(260)는 수신기(200)의 전체적인 동작을 제어하고, 채널 품질 추정기(270)에서 추정된 채널 품질을 통해 목표 에러율(target error rate) 한계하에서 데이터 전송률을 최대화할 수 있는 MCS 레벨을 선택한다.
메모리(265)에는 링크 커브 테이블이 저장될 수 있다. 링크 커브 테이블은 시스템에서 사용되는 변조 방식과 코드율에 따른 시뮬레이션 결과를 이용하여 목표 FER 한계를 만족하는 채널 품질의 문턱값(threshold)을 구해 놓은 테이블이다. 제어기(260)는 추정된 채널 품질이 만족하는 채널 품질의 문턱값에 해당하는 최대 MCS 레벨을 결정한다.
또한, 메모리(265)에는 MCS 레벨에 관한 룩-업 테이블이 저장될 수 있다. 상기 룩-업 테이블은 전송기(100)의 메모리(165)에 저장된 룩-업 테이블과 동일할 수 있다. 제어기(260)는 결정된 MCS 레벨에 따라 룩-업 테이블을 참조하여 MCS 레벨의 인덱스를 결정한다.
송신회로(280)는 제어기(270)로부터 MCS 레벨의 인덱스를 제공받아, 안테나(290)를 통해 전송기(100)로 전송한다. 즉, MCS 레벨의 인덱스만을 귀환시켜 전송 채널의 부하를 최소화한다.
채널 품질 추정기(270)는 채널의 시간 지연에 대한 영향을 고려하고, 채널 추정기(230)에 의한 채널 정보를 이용하여 채널 품질을 추정한다. 상기 채널 품질은 SNR(신호대 잡음비)일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 채널 정보를 이용하여 채널 품질을 추정한다(S310). 채널 품질은 SNR일 수 있다. SNR은 채널의 시간 지연을 고려하여 다음 수학식 1과 같이 구할 수 있다.
Figure 112006056872558-PAT00001
여기서, N은 부반송파의 수(N≥1),
Figure 112006056872558-PAT00002
는 n번째 부반송파에 대해 시간 지연을 고려한 채널 정보, Es는 평균 신호 에너지,σn 2는 잡음 에너지이다. OFDM과 같이 다수의 부반송파를 사용하는 경우, 상기 SNR은 다수의 부반송파의 SNR들에 대한 평균 SNR라 할 수 있다.
일 실시예에서, 시간 지연을 고려한 채널 정보
Figure 112006056872558-PAT00003
는 이전 전송시의 채널 정보와 현재 전송시의 채널 정보를 이용하여 다음 수학식 2와 같이 구할 수 있다.
Figure 112006056872558-PAT00004
여기서, Hn K - 1는 이전 전송시의 n번째 부반송파의 채널 정보(제1 채널 정보), Hn K는 현재 전송시의 n번째 부반송파의 채널 정보(제2 채널 정보)이다.
수학식 2를 수학식 1에 대입하면 다음 수학식 3과 같이 SNR을 구할 수 있다.
Figure 112006056872558-PAT00005
이전 전송시의 채널 정보를 메모리(265)에 저장하여, 현재 채널의 SNR을 구하는 데 사용한다. 현재 전송의 채널 정보와 더불어 이전 전송의 채널 정보를 함께 사용하여 채널 품질을 추정한다. 따라서 차후의 채널 품질을 보다 정확히 예측할 수 있고, 채널의 지연 지연을 보상할 수 있다.
사용자의 이동성이 큰 채널 상태에서는 각 전송시마다 채널 정보가 서로 달라질 수 있다. 특히 이전 전송시의 채널 정보와 현재 전송시의 채널 정보가 차이가 많이 나는데도 불구하고, 현재 채널 정보만을 통해 MCS 레벨을 구한다면 AMC 기법의 성능에 열화가 심각해질 수 있다. 이전 채널 정보와 현재 채널 정보를 통해 채널 품질을 추정함으로써 미래의 채널 품질을 예측할 수 있다. 추정된 채널 품질을 통해 추후의 변조 및 코딩 방식에 반영함으로써 사용자의 이동성이 커지더라도 성능의 열화를 줄일 수 있다.
또는, 이전의 채널 정보는 모든 부반송파에 대해 평균을 낸 하나의 평균값을 이용할 수 있다. 이때 다음의 수학식 4와 같이 시간 지연을 고려한 채널 정보
Figure 112006056872558-PAT00006
을 구할 수 있다.
Figure 112006056872558-PAT00007
여기서,
Figure 112006056872558-PAT00008
이다. 이전 채널 정보로 하나의 평균값을 사용할 경우 모든 부반송파의 이전 채널 정보를 저장하는 것에 비해, 메모리(265)의 저장 용량을 줄일 수 있다.
한편, 이전 채널 정보뿐 아니라 그 이전의 채널 정보를 더 고려할 수 있다. 예를 들어, Hn K -1뿐 아니라, 더 이전의 채널 정보(Hn K -2이나 Hn K -3 등)를 통해 시간 지연을 고려한 채널 정보
Figure 112006056872558-PAT00009
를 구할 수 있다. 다수의 이전 채널 정보를 고려한 경우를 수식으로 나타내면 다음 수학식 5와 같다.
Figure 112006056872558-PAT00010
여기서, L은 이전 채널 정보들의 개수이다. 현재의 채널 정보와 다수의 이전 채널 정보들(Hn K-1, Hn K -2, ...)을 이용하여 채널 정보
Figure 112006056872558-PAT00011
을 구함으로써, 사용자의 이동성이 커지더라도 채널 품질을 보다 정확히 예측하여, MCS를 결정하는 데 반영할 수 있다.
수학식 4와 수학식 5에서는 각 채널 정보에 대해 단순 평균을 취하고 있으나, 각 채널 정보마다 가중치를 줄 수 있다. 이는 다음 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006056872558-PAT00012
여기서, w는 각 채널 정보에 대한 가중치로
Figure 112006056872558-PAT00013
을 만족한다. 가중치는 채널 환경에 따라 다양하게 조절할 수 있으며, 사용자마다 다르게 할 수도 있다.
다른 실시예에서, 시간 지연을 고려한 채널 정보
Figure 112006056872558-PAT00014
는 채널 섭동 변동(channel perturbation variation)을 고려하여 다음 수학식 7과 같이 구할 수 있다.
Figure 112006056872558-PAT00015
여기서, Hn는 n번째 부반송파의 채널 정보, σh 2는 채널의 평균 에너지이다. ρ는 시간 변화(time varying) 채널 환경에서 도플러 주파수(fd)와 시간 지연(τd)을 고려하여 베셀함수(Bessel function)을 이용하여 구하는 변수로
Figure 112006056872558-PAT00016
로 나타낼 수 있다. ρ 값은 사용자의 이동성이 커질수록 작아지며, ρ=1 은 완벽한 채널 정보를 나타낸다.
수학식 7을 수학식 1에 대입하면 다음 수학식 8과 같이 SNR을 구할 수 있다.
Figure 112006056872558-PAT00017
사용자의 이동성이 커짐에 따라 변하는 변수 ρ를 통해, 사용자의 이동성을 채널 품질 추정에 반영한다. 이에 따라 채널의 시간 지연으로 인한 에러 변동 요소를 보상할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 시간 지연을 고려한 채널 정보
Figure 112006056872558-PAT00018
는 이전 전송시의 채널 정보와 채널 섭동 변동을 함께 고려할 수 있다. 이를 나타내면 수학식 9와 같다.
Figure 112006056872558-PAT00019
수학식 9를 수학식 1에 대입하면, 다음 수학식 10과 같이 SNR을 구할 수 있 다.
Figure 112006056872558-PAT00020
다음으로, 채널 품질을 추정한 후 추정된 채널 품질을 링크 커브 테이블과 비교한다(S320). 주어진 목표 에러율에 맞게 데이터 전송률을 최대로 할 수 있는 MCS 레벨을 결정한다(S330). 결정된 MCS 레벨의 인덱스를 구하여 전송기(100)로 귀환시킨다. 전송기(100)는 MCS 레벨의 인덱스로부터 전송될 심벌의 코딩 방식과 변조 방식을 결정한다.
상기에서는 모든 부반송파들에 대한 SNR을 평균내어 하나의 MCS 레벨을 결정하는 기법을 설명하였지만, 일부 부반송파들에 대한 SNR을 선별하여 추정할 수 있다. 즉 부반송파들을 다수의 서브 대역 그룹으로 나누어, 각 서브 대역 그룹별로 채널 품질을 추정하고 각 서브 대역 그룹별로 MCS 레벨을 결정할 수 있다.
도 4는 시뮬레이션 결과를 SNR 대 전송률(goodput)로 나타낸 그래프이다. 채널 품질은 수학식 10의 SNR 추정을 사용한다. 2CH는 현재 채널 정보와 이전 채널 정보를 사용한 경우이고, 3CH는 현재 채널 정보와 이전 채널 정보 및 그 이전의 채널 정보 3가지를 사용한 경우이고, 5CH는 현재 채널 정보와 4단계의 이전 채널 정보를 사용한 경우이다. 0.8ρ는 ρ=0.8 값을 사용했다는 것을 의미한다.
도 4를 참조하면, 사용자의 이동성이 커지더라도 본 발명에 의해 시간 지연이 보상되어 시스템의 전송률이 향상되고 있다. 또한 이전 채널 정보를 많이 이용할수록 보상되는 정도가 커지고 있다.
도 5는 시뮬레이션 결과를 SNR 대 BER(bit error rate)로 나타낸 그래프이다. 채널 품질은 수학식 10의 SNR 추정을 사용한다. 2CH는 현재 채널 정보와 이전 채널 정보를 사용한 경우이다. 0.8ρ는 ρ=0.8 값을 사용했다는 것을 의미한다.
도 5를 참조하면, 종래 기술의 경우 사용자의 이동성이 커짐에 따라 성능이 열화되지만, 본 발명의 경우 시간 지연을 보상하여 성능을 향상시키고 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송기를 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 전송기(400)는 도 1의 전송기(100)에서 채널 품질 추정기(470)를 더 포함한다. 즉, 전송기(400)에서 채널 품질을 추정하여 MCS 레벨을 결정한다. 결정된 MCS 레벨에 따라 적절한 코딩 및 변조 방식을 각각 채널 인코더(410)와 심벌 맵퍼(420)로 제공한다.
채널 품질을 추정하는데 사용되는 채널 정보는 수신기(미도시)로부터 귀환받을 수 있다. 즉, 수신기로부터 채널 정보를 담은 신호를 안테나(490)를 통해 수신 회로(480)가 수신한다. AMC 제어기(460)는 수신 회로(480)가 수신한 신호에서 채널 정보를 추출하여 채널 품질 추정기(470)로 제공한다. 메모리(465)에는 이전 채널 정보 및 링크 커브 테이블을 저장한다.
채널 품질 추정기(470)는 채널 정보를 통해 채널 품질을 추정한다. AMC 제어기(460)는 채널 품질 추정기(270)에서 추정된 채널 품질을 통해 목표 에러율 한계 하에서 데이터 전송률을 최대화할 수 있는 MCS 레벨을 선택한다.
전송기(400)에서 채널 품질을 측정하는 경우 채널 정보의 귀환에 따른 전송 채널의 부하는 더 많이 걸릴 수 있지만, 수신기(200)에서 채널 품질을 계산하는 데 따른 전력 소모와 메모리의 저장 용량을 줄일 수 있다.
상기에서는 OFDM을 이용한 멀티-캐리어 통신 시스템에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 싱글-캐리어 통신 시스템에도 그대로 적용할 수 있다. 싱글-캐리어 시스템은 SC-CDMA(single-carrier frequency division multiple access), CDMA(code division multiple access) 등 싱글-캐리어 변조 기법을 활용할 수 있다. 싱글-캐리어 시스템에서는 채널 품질로 다수의 반송파에 대한 평균 SNR이 아닌, 하나의 반송파에 대한 SNR을 추정할 수 있다.
상기에서는 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 갖는 싱글 입력 싱글 출력(single-input single-output; SISO)에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 시스템에도 그대로 적용할 수 있다.
추정된 SNR은 AMC 기법에서 MCS를 결정하는 데 사용될 뿐 아니라, 다른 기법에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 추정된 SNR은 전력 제어(power control), 단말기 보조의 핸드 오프(mobile assisted handoff), 소프트 디코딩(soft decoding) 또는 다이버시티 결합 기법 등에 사용될 수 있다.
신호대간섭비(signal-to-interference ratio; SIR) 추정도 SNR 추정으로 볼 수 있을 것이다. 왜냐하면, CDMA 시스템에서 다중 간섭의 합은 중심 극한 정 리(central limit theorem)에 의해 가우시간 분포를 나타내기 때문이다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 사용자의 이동으로 인한 채널의 시간 지연을 보상하여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 사용자의 이동성 있는 채널 환경에서 시간 지연으로 인한 예측한 채널 품질과 실제 채널 품질의 차이를 줄인다. 이에 따라 최적 MCS 레벨을 결정할 수 있고 AMC 기법의 성능이 열화되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (11)

  1. 부반송파에 의한 제1 신호들을 수신하여 상기 부반송파의 제1 채널 정보를 구하는 단계;
    상기 제1 채널 정보를 구한 후에 상기 부반송파에 의한 제2 신호들을 수신하여 상기 부반송파의 제2 채널 정보를 구하는 단계; 및
    상기 제1 채널 정보와 상기 제2 채널 정보를 이용하여 상기 제1 채널 정보와 상기 제2 채널 정보 사이의 시간 지연을 고려한 채널의 신호대잡음비(SNR)를 추정하는 단계를 포함하는 신호대잡음비 추정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부반송파는 복수이고, 상기 신호대잡음비는 상기 복수의 부반송파의 신호대잡음비들의 평균값인 신호대잡음비 추정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 채널 정보는 상기 복수의 부반송파의 채널 정보의 평균값인 신호대잡음비 추정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호대잡음비는 다음 식과 같이 구하는 신호대잡음비 추정 방법.
    Figure 112006056872558-PAT00021
    여기서, N은 부반송파의 수(N≥1), Es는 평균 신호 에너지,σn 2는 잡음 에너지, Hn K는 n번째 부반송파의 제2 채널 정보, Hn K - 1는 n번째 부반송파의 제1 채널 정보이다.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호대잡음비는 채널 섭동 변화를 고려하는 신호대잡음비 추정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 신호대잡음비는 다음 식과 같이 구하는 신호대잡음비 추정 방법.
    Figure 112006056872558-PAT00022
    여기서, σh 2는 채널의 평균 에너지, ρ는 도플러 주파수(fd)와 시간 지연(τd)을 고려하여 베셀함수(Bessel function)를 이용하여 구한다.
  7. 채널 품질에 따라 적응적으로 변조 및 코딩 방식을 결정하는 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법에 있어서,
    심벌을 수신하는 단계;
    상기 심벌을 통해 추정되는 채널 정보를 이용하여 상기 심벌이 전송되는 채널의 시간 지연을 고려하여 상기 채널 품질을 추정하는 단계; 및
    추정된 상기 채널 품질을 통해 상기 심벌의 변조 및 코딩 방식을 결정하는 단계를 포함하는 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 채널 품질은 신호대잡음비인 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 채널 품질은 현재 채널 정보와 이전 채널 정보를 이용하여 구하는 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 채널 품질은 다음 식과 같이 구하는 적응적 변조 및 코딩 방식 결정 방법.
    Figure 112006056872558-PAT00023
    여기서, N은 부반송파의 수(N≥1), Es는 평균 신호 에너지,σn 2는 잡음 에너지, Hn는 n번째 부반송파의 채널 정보, σh 2는 채널의 평균 에너지, ρ는 도플러 주파수(fd)와 시간 지연(τd)을 고려하여 베셀함수를 이용하여 구하는 변수로
    Figure 112006056872558-PAT00024
    이다.
  11. 안테나;
    상기 안테나를 통해 수신되는 심벌들을 통해 채널 정보를 구하는 채널 추정기;
    상기 채널 정보를 이용하여 상기 심벌이 전송되는 채널의 시간 지연을 고려하여 채널 품질을 추정하는 채널 품질 추정기; 및
    상기 채널 품질에 따라 변조 및 코딩 방식을 결정하는 제어기를 포함하는 수신기.
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JP2009523724A JP4925484B2 (ja) 2006-08-09 2007-08-09 信号対雑音比推定方法、フィードバック情報転送調整方法並びにこれらを用いた適応型変調及びコーディング方法
CN2007800295985A CN101641923B (zh) 2006-08-09 2007-08-09 估计信噪比的方法、调节反馈信息传输的方法、使用所述方法的自适应调制和编码方法，及其收发信机

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9647794B2 (en) 2010-02-23 2017-05-09 Alcatel Lucent Channel state information feedback
CN117997476A (zh) * 2024-03-29 2024-05-07 极芯通讯技术(安吉)有限公司 基于大步长的快速amc方法、装置及存储介质

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2523398A1 (en) * 2010-01-05 2012-11-14 Nec Corporation Bandwidth guaranteeing protocol, wireless node device, and bandwidth guaranteeing method
CN102761781B (zh) * 2011-04-26 2015-08-12 北京大学 视频传输的方法、装置及系统
CN102255836B (zh) * 2011-07-19 2014-03-12 宁波大学 一种基于mimo-ofdm信号循环平稳特性的盲信噪比估计方法
CN102957510B (zh) * 2012-09-14 2015-04-22 哈尔滨工业大学 一种基于sc-fde系统的amc方法
CN106686746A (zh) * 2015-11-10 2017-05-17 中兴通讯股份有限公司 信道检测的方法及装置
EP3616344A4 (en) * 2017-05-02 2020-07-01 Mediatek Inc. OVERHEAD REDUCTION FOR BOOK OF LINEAR COMBINATION CODES AND FEEDBACK MECHANISM IN MOBILE TELECOMMUNICATIONS
WO2019049212A1 (ja) * 2017-09-05 2019-03-14 株式会社Ｎｔｔドコモ 送信装置、受信装置及び通信方法
EP3553968A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-16 Peraso Technologies Inc. Single-carrier wideband beamforming method and system
CN109525299B (zh) * 2018-10-24 2020-08-04 清华大学 自适应编码调制优化的卫星通信系统和通信方法
CN112235082A (zh) * 2020-10-23 2021-01-15 Tcl通讯（宁波）有限公司 通信信息的传输方法、装置、设备及存储介质
CN117318903A (zh) * 2022-06-20 2023-12-29 中兴通讯股份有限公司 信道测量传输方法、基站、终端、存储介质和程序产品
WO2024007335A1 (zh) * 2022-07-08 2024-01-11 Oppo广东移动通信有限公司 无线通信方法、装置、设备及存储介质
CN115412432B (zh) * 2022-07-15 2023-08-22 浙江大华技术股份有限公司 一种调整以太网信噪比的系统、方法及装置
CN116781213B (zh) * 2023-08-17 2023-11-07 上海朗力半导体有限公司 基于索引调制传输的编码调制参数确定方法及服务设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100571802B1 (ko) * 2001-09-03 2006-04-17 삼성전자주식회사 통신 효율을 높이는 이동통신 시스템 및 그 방법
RU2007108554A (ru) 2004-09-10 2008-09-20 Мацусита Электрик Индастриал Ко., Лтд. (Jp) Устройство беспроводной связи и способ беспроводной связи
KR100981514B1 (ko) * 2004-12-30 2010-09-10 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 접속 통신 시스템에서 부분 채널 정보 피드백을 이용한 적응 부채널 및 비트 할당 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9647794B2 (en) 2010-02-23 2017-05-09 Alcatel Lucent Channel state information feedback
CN117997476A (zh) * 2024-03-29 2024-05-07 极芯通讯技术(安吉)有限公司 基于大步长的快速amc方法、装置及存储介质

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