KR20090037965A

KR20090037965A - 캐리어 대 간섭-잡음 비를 결정하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20090037965A
Application number: KR1020097004217A
Authority: KR
Inventors: 시아오용 유; 지안 제이. 우
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2009-04-16
Also published as: WO2008027638A3; US20080056220A1; JP2010502154A; WO2008027638A2; CN101512894A

Abstract

무선 통신 시스템에서 캐리어 대 간섭-잡음 비(CINR) 및 수신 신호 강도 지시자(RSSI)를 결정하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 기지국(302, 304)이 무선 통신 시스템 내의 적어도 하나의 사용자의 캐리어 전력(C) 및 무선 통신 시스템 내의 하나의 셀 또는 섹터에 대한 잡음 간섭(NI)을 계산한다(506, 514). 캐리어 전력(C)을 잡음 간섭(NI)으로 나누어, 캐리어 대 간섭-잡음 비(C/NI)를 나타내는 값을 산출한다. 수신 신호 강도 지시자(RSSI)는 가중된 캐리어 전력(C) 및 잡음 간섭(NI)을 결합함으로써 도출된다(510).

무선 통신 시스템, CINR, RSSI, 캐리어 전력, 잡음 간섭

Description

캐리어 대 간섭-잡음 비를 결정하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING A CARRIER TO INTERFERENCE-NOISE RATIO}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 구체적으로는 무선 시스템에서 캐리어 대 간섭-잡음 비(CINR)를 정확하고 효율적으로 계산하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

WiMAX는 IEEE 802.16 무선 네트워크들의 표준적인 연동 가능 구현들을 기술하기 위해 만들어진 용어이다. IEEE 802.16 표준에서는, 수신된 신호의 측정된 전력인 수신 신호 강도 지시자(RSSI), 및 원하는 신호 전력 대 추가 백색 가우시안 잡음(AWGN) 및 다른 바람직하지 않은 간섭 양자를 포함하는 잡음 전력의 비율인 캐리어 대 간섭-잡음 비(CINR)에 대한 측정이 행해진다. 이러한 측정치들은 통상적으로 에어 인터페이스 자원 관리를 위해 기지국(BS)으로 역전송된다.

다른 사례들에서, 기지국은 안테나 고장 상황을 식별하기 위한 목적으로 안테나당 평균 수신 신호 강도 측정치를 계산하는 것이 필요할 수 있다. 기지국은 기지국 내에 위치하는 스케쥴러의 보다 큰 유연성을 위해 업링크 버스트당 평균 업링크 간섭 플러스 잡음(NI) 측정치 및 평균 소망 캐리어 신호 전력을 개별적으로 계산하는 것이 필요할 수 있다.

RSSI 측정치가 안테나 고장 상황 검출을 위해 기지국에 의해 사용될 수 있는 반면, 수신된 사용자당 캐리어 전력(C) 및 잡음-간섭(NI) 측정치들은 업링크(UL)에서의 이동 송신 전력 제어 및 변조 코드 스킴(MCS) 선택과 같은 무선 자원 관리에 사용된다. 또한, IEEE 802.16 표준에는, 추정되는 정확도는 실제 값의 +/- 2 dB 내이어야 하는 것으로 기술되어 있다. 그러나, 표준에는 특정 방법이 지정되어 있지 않으며, 이러한 측정들을 수행하는 방법은 개별 구현들에 맡겨진다. 따라서, 구현 비용을 가능한 한 낮게 유지하면서 정확도 요건을 만족시킬 수 있는 방법을 도출하는 것이 매우 바람직하다.

IEEE 802.16 표준에서는, 아래와 같이 표현될 수 있는 캐리어 대 간섭-잡음 비(CINR) 측정을 위한 방법이 권장된다.

여기서, X_k,n은 신호 k 내의 수신 샘플 n이고, S_k,n은 채널 상태 가중치를 갖는 검출 또는 파일럿 샘플들을 나타내며, N은 추정에 사용되는 샘플들의 수이다. 이 방법은 채널 상태 가중치(채널 임펄스 응답의 주파수 도메인 계수들)가 알려지는 경우에만 편향되지 않은 CINR 추정으로 귀착된다. 그러나, 실제로는 채널 상태 가중치는 데이터 트래픽에 내장된 프리앰블 또는 파일럿에 기초하여 추정된다. 불가피한 채널 추정 에러로 인해, 제안되는 방법은 아마도 CINR 추정을 편향되게 하 여, CINR이 특히 후술하는 바와 같은 도 1 및 2에 도시된 바의 페이딩 채널들에 대해 실제 값의 +/- 2 dB 내의 정확도 요건을 만족시키지 못하게 할 것이다. CINR 추정 정확도 요건의 불만족은 또한 WiMax 용량을 제한하고 시스템 동작 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 정확한 CINR 측정에 대한 강한 요구가 존재하고, 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제들을 극복할 필요가 존재한다.

개별 도면들을 통해 동일 참조 번호들이 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 참조하고, 아래의 상세한 설명과 함께 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명에 따라 다양한 실시예를 더 설명하고, 다양한 원리 및 이익을 설명하는 것을 돕는다.

도 1은 AWGN 하에 MMSE 채널을 추정하는 IEEE 802.16 권장 방법을 이용한 CINR 추정치를 나타내는 그래프.

도 2는 비 정지 이동 유닛에 대응하는 다중 경로 페이딩 채널 하에 MMSE 채널을 추정하는 IEEE 802.16 권장 방법을 이용한 CINR 추정치를 나타내는 그래프.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타일 구조를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 CINR을 계산하는 방법을 나타내는 블록도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 제어기를 나타내는 블록도.

무선 통신 시스템에서 캐리어 대 간섭-잡음 비(CINR) 및 수신 신호 강도 지시자(RSSI)를 결정하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 기지국이 무선 통신 시스템 내의 적어도 하나의 사용자의 캐리어 전력(C) 및 무선 통신 시스템 내의 하나의 셀 또는 섹터에 대한 잡음 간섭(NI)을 계산한다. 캐리어 전력(C)을 잡음 간섭(NI)으로 나누어, 캐리어 대 간섭-잡음 비(C/NI)를 나타내는 값을 산출한다. 수신 신호 강도 지시자(RSSI)는 가중된 캐리어 전력(C) 및 잡음 간섭(NI)을 결합함으로써 도출된다.

요구되는 바와 같이, 본 발명의 상세한 실시예들이 여기에 개시되지만, 개시되는 실시예들은 단지 본 발명을 예시하는 것이며, 이들은 다양한 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 여기에 개시되는 특정 구조 및 기능 상세들은 한정적이 아니라, 단지 청구범위에 대한 근거로서, 그리고 사실상 모든 적절히 상술되는 구조로 본 발명을 다양하게 이용하도록 이 분야의 기술자를 가르치기 위한 대표적인 근거로서 해석되어야 한다. 또한, 여기에 사용되는 용어들 및 표현들은 한정적이 아니라, 오히려 본 발명의 이해 가능한 설명을 제공하는 것을 의도한다.

본 발명의 실시예들은 CINR 추정치들을 효율적이고 정확하게 계산하는 WiMax 산업의 문제를 해결하는 시스템들 및 방법들을 제공한다. 본 발명의 실시예들을 이용함으로써, 캐리어 전력(C) 및 잡음-간섭(NI)이 계산되면, CINR이 쉽게 결정될 수 있다.

아래의 도면들은 본 발명의 실시예들을 이해하는 데 도움이 될 것이다. 이제, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도가 도시되어 있다. 시스템(300)은 기지국들(302, 303, 304)에 각각 결합되는 제어기들(312, 313, 314)을 포함한다. 기지국들(302, 303, 304)은 가입자 유닛들 또는 트랜시버들(307, 308)(또는 "사용자들")에 서비스를 제공하는 지리적 커버리지 영역의 부분들을 개별적으로 지원한다. 이 실시예에서, 가입자 유닛들(307, 308)(사용자들)은 TDMA 통신 프로토콜을 이용하여 기지국들(BS; 302, 303, 304)과 인터페이스하지만, 본 발명은 임의의 특정 통신 프로토콜 또는 스킴으로 한정되지 않는다.

각각의 기지국은 그의 대응하는 제어기에 의해 제어된다. 제어기는 무선 채널들의 할당을 처리하고, 가입자 유닛들로부터 측정치들을 수신하며, 기지국 간의 핸드오버를 제어한다. 또한, 캐리어 주파수, 주파수 홉핑 리스트, 전력 감소 레벨, 셀 경계 계산을 위한 수신 레벨 등의 정보를 포함하는, 사이트들에 대한 데이터베이스들이 제어기에 저장되거나, 제어기에 통신 가능하게 결합된다.

시스템(300) 내에서 동작하는 가입자 유닛(307)(사용자)은 시스템 내에서의 수신 및 송신 동작들을 위한 그의 주요 인터페이스로서 특정 기지국을 선택한다. 가입자 유닛이 파워 온되거나 최초로 서비스 영역에 들어갈 때, 가입자 유닛은 범위 내의 기지국들 중에서 주요 셀 서버로서 기능할 최상의 기지국을 검색한다. 유사하게, 가입자 유닛이 커버리지 영역 내의 다양한 지리 위치들 사이를 이동할 때, 다른 기지국으로의 핸드오프 또는 핸드오버가 필요할 수 있으며, 그러면 이 기지국은 새로운 주요 셀 서버로서 기능할 것이다. 예를 들어, 가입자 유닛(307)은 기지국(302)을 그의 주요 셀 서버로서 가지며, 가입자 유닛(308)은 기지국(304)을 그의 주요 셀 서버로서 갖는다. 바람직하게는, 가입자 유닛은 시스템에 대한 최상의 통신 인터페이스를 제공하는 기지국을 선택한다. 이것은 대개 가입자 유닛과 특정 셀 서버 간의 통신 신호들의 신호 품질에 의존할 것이다.

IEEE 802.16 표준에서, 수신 신호 강도 지시자(RSSI), 및 원하는 신호 전력 대 추가 백색 가우시안 잡음(AWGN) 및 다른 바람직하지 않은 간섭 양자를 포함하는 잡음 전력의 비율인 CINR은 이동 유닛에 의해 결정되어야 하고, 옵션으로서 기지국에 의해 계산될 수 있는 매우 중요한 신호 측정치들이다.

도 1의 그래프는 AWGN 하에 표준에 의해 권장되는 방법을 이용하고 채널 추정을 위해 최소 제곱 평균 에러(MMSE)를 이용하여 추정된 CINR을 나타낸다. 이 예에서, 추정의 평균 값이 실제 값에서 벗어나고, 필요한 +/- 2 dB 내에 항상 유지되지 못함에 따라, 추정치는 편향된다. 다중 경로 페이딩 채널들의 경우에, 상황은 도 2에 도시된 것보다 훨씬 더 나쁘다. 여기서는, 50 km/h의 이동 속도를 갖는 국제 통신 협회의 대표적인 도시 채널 모델이 사용되었다. 도 2의 그래프에 보여지는 바와 같이, 추정된 CINR 값은 실제 CINR 값에서 2 dB보다 큰 값만큼 명확히 벗어난다.

일반적으로, RSSI 측정을 위한 하나의 방법은 브루트 포스(brute-force) 수신 신호 전력 누산을 수행하는 것이라고 알려져 있는데, 이는 다음 식으로 표현된다.

여기서, G는 안테나 접속기로부터 고속 푸리에 변환(FFT)까지의 총 이득이고, M은 측정에 사용된 샘플들의 수이며, y_i는 FFT에 대한 복소수 값의 i번째 샘플 입력이다.

이 방법은 상당한 횟수의 계산을 필요로 하며, 따라서 실제 구현에서는 선호되지 않는다. 본 발명의 실시예들에서, RSSI 추정치는 원하는 신호 또는 캐리어(C) 및 잡음-간섭(NI) 추정치들로부터 도출되며, 따라서 브루트 포스 RSSI 추정에서의 신호 전력 누산에 필요한 계산을 줄일 수 있다. 구체적으로, C 및 NI가 알려질 때, RSSI는 다음과 같이 결정될 수 있다.

여기서, C_u는 사용자(u)에 대한 캐리어 신호 전력 추정치이고, N_fft는 시스템에서의 FFT 크기이고, N_u는 사용자(u)에 의해 사용되는 톤들의 수이며, NI는 추정된 잡음 및 간섭이다.

C 및 NI 추정을 위해 본 발명의 실시예들에서 이용되는 방법은, WiMax UL 데이터 구조의 입도로 인해, 모든 톤들이 모든 UL 프레임들에서 사용될 가능성이 매우 작다는 사실에 기초한다. 본 발명의 실시예들은 UL 내의 OFDM 주파수-시간 그리드에 무작위로 산재하는 미사용 또는 미할당 톤들 또는 슬롯들을 이용한다. 그러나, 모든 UL 톤들이 임시 기간 동안 사용되는 가설적인 경우에도, 소정 톤들 또는 슬롯들이 C 및 NI 추정을 용이하게 하기 위해 스케쥴러(시스템 관리자)에 의해 그 기간 동안 의도적으로 예약되는 경우에, 본 발명의 실시예들은 여전히 유효하다. 즉, 스케쥴러는 UL에서 임의의 사용자에 의해 사용되지 않는 톤들의 소정 무작위 단편들을 의도적으로 생성할 수 있다. 이러한 방법은 UL 측정을 위해 기지국에 의해서만 이용될 수 있다. 이어서, 잡음-간섭(NI) 추정치가 샘플들의 전력을 누산함으로써 계산되고, FFT 후에 미사용(또는 예약) 톤들과 연관된 후에, 다음 식으로 표현되는 바와 같이, 비교적 긴 시간에 걸쳐 평균된다.

여기서, B는 미사용 톤들의 세트이고, M은 B 내의 요소들의 수이며, r_m은 미사용 톤들 내의 관련 샘플들이다.

NI_long 측정은 섹터 또는 셀 내의 모든 사용자에 대해 공통이다. 이것은 미사용 톤들이 전체 OFDM 주파수-시간 그리드의 전역에 무작위로 산재하는 경우에 사실이다. 총 간섭은 신호 대역폭 내의 추가 백색 가우시안 잡음으로서 모델링될 수 있다. 셀의 총 간섭은 셀 내의 모든 사용자의 캐리어 주파수 오프셋들, 도플러 시프트들 및 다중 경로 페이딩에 의해 유발되는 인터-셀 및 인트라-셀 간섭 및 FFT 누설이다. 특정 사용자에 의해 사용되는 물리적 톤들이 전체 주파수 도메인의 전역에서 무작위로 변경되는 UL 톤 홉핑 효과로 인해, WiMax 시스템에서 FFT 누설은 AWGN에 의해 자연적으로 특성화될 수 있다. 평균된 인터-셀 및 인트라-셀 간섭도 NI에 대한 평균이 계산되는 기간 동안 가우시안 잡음으로서 모델링될 수 있다. 이것은 NI_long 계산에 사용되는 간섭자들의 수 및 미사용 톤들의 수가 클 때 더 정확하다. NI_long가 비교적 긴 시간(예를 들어, 500 프레임 또는 2.5 초)에 걸쳐 평균된 후, 추정은 셀 내의 모든 사용자에게 공통인 셀 내의 총 간섭 및 열 잡음을 캡처할 것이다.

C 추정치는 데이터 트래픽에 내장된 파일럿 심벌들에 기초한다. 예를 들어, 부분 사용 서브 캐리어(PUSC) 모드의 경우에, UL 트래픽은 도 4에 도시된 타일(400) 내에 형성된다. 타일(400)은 4개의 톤(402) 및 3개의 OFDM 심벌(404)을 포함하며, 코너들(406a-d)은 파일럿 심벌들(p1-p4)에 사용된다. 도 4에 도시된 타일에서, 행들은 톤들을 나타내고, 열들은 OFDM 심벌들을 나타낸다. 따라서, 4개의 행은 4개의 톤을 나타내며, 3개의 열은 3개의 OFDM 심벌을 나타낸다.

결과적으로, C 추정치는 다음 식으로 주어진다.

여기서, C_short는 사용자에 대한 단기간의 값임을 지시하고, T는 관련 사용자에게 할당된 총 타일들의 수이며, p_t,i및

는 타일(t) 내의 파일럿들 및 관련 채널 추정치를 나타낸다. 채널 추정치(

)는 LS(최소 제곱) 추정치

로부터 계산되는데, 여기서 r_t,i는 파일럿(p_t,i)에 대응하는 위치에서 수신된 샘플이며, 보간 행렬은 다음과 같이 된다.

일반적으로, 보간 행렬은 모든 타일에 대해 최소 평균 제곱 에러(MMSE) 방법에 의해 도출될 수 있다. 그러나, 구현 비용을 줄이기 위해, 이 보간 행렬은 소정의 평균 원리에 기초하여 모든 타일에 대해 일정할 수 있다. 예를 들어, 행렬은 다음과 같이 될 수 있다.

이 행렬은 도 4의 타일에 직접 대응하며, 상이한 신호 구조에 대해서는 형상 및 크기가 상이할 것이다. 대개는 MMSE 방법 및 복소수 값 행렬의 반전 및 승산을 필요로 하는 데이터 복조를 위한 채널 추정과 달리, C 계산을 위한 채널 추정은 매우 간단하다. 여기서는 유일 비트 시프트(only bit shift) 및 가산과 같은 임의의 추가 계산 부하가 무시될 수 있는데, 이는

가 데이터 복조에서 이미 계산되었기 때문이다.

본 발명의 실시예들을 이용하여, 캐리어 전력(C) 및 잡음-간섭(NI)이 계산되면, CINR은 CINR=C/NI로서 쉽게 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 또한 정확한 CINR 추정을 달성하는 WiMax 산업의 문제를 해결한다. 시뮬레이션 결과들은 본 발명의 일 실시예를 이용한 RSSI, C, NI 및 CINR 추정들이 편향되지 않고 IEEE 802.16 표준에 의해 설정된 +/- 2 dB 편차 요건을 만족시킨다는 것을 지시한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예의 프로세스 흐름도이다. 흐름은 단계 500에서 시작하여, 기지국에서 그의 수신 안테나를 통해 신호가 수신된다. 단계 502에서 신호에 대해 FFT가 수행된다. 단계 504에서 기지국 스케쥴러로부터 서브 캐리어 사용 정보가 수신된다. 서브 캐리어 사용 정보에 기초하여, 모든 서브 캐리어들이 2개의 카테고리, 즉 (1) 데이터 전달을 위해 사용자에게 할당된 사용 서브 캐리어들 및 (2) 어떠한 사용자에게도 할당되지 않은 미사용 서브 캐리어들로 분류될 수 있다. 데이터를 운반하는 데 사용되는 서브 캐리어들에 대해, 흐름은 단계 506으로 진행하며, 여기서 간단한 채널 추정치들을 이용하여 관련 파일럿들에 기초하여 원하는 신호 전력 또는 C의 계산이 수행된다. 동시에, 데이터를 전달하기 위해 어느 사용자에게도 할당되지 않은 미사용 서브 캐리어들은 단계 514로 진행하여, 이러한 미사용 서브 캐리어들을 통해 수신된 모든 전력을 평균함으로써 NI 계산이 수행된다. 단계 508에서, 현재 원하는 신호 전력(C)에 대해 단기간 평균 또는 광대역폭 저역 통과 필터링이 수행된다. 단계 516에서, 현재 NI 추정치에 대해 장기간 평균 또는 협대역폭 저역 통과 필터링이 수행된다. 양 결과들이 RSSI 및 CINR 계산들을 위해 단계 510으로 전달된다. 단계 512에서, 측정치들이 기지국 스케쥴러에 보고된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 제어기의 상세도를 나타내는 블록도이다. 이 실시예에서, 기지국 제어기(600)는 그의 각각의 기지국 내에 위치한다. 다른 실시예들에서, 기지국 제어기(600)는 그의 각각의 기지국의 외부에 위치하며, 기지국과 통신 가능하게 결합된다. 기지국 제어기(600)는 메인 메모리(606)(예를 들어, 휘발성 메모리), TX/RX 타이밍 동기화 블록(607), 안정 발진기(610), 비휘발성 메모리(612), 사람-기계 인터페이스(MMI; 614), 클럭 모듈(626) 및 네트워크 어댑터 하드웨어(616)와 통신 가능하게 접속되는 프로세서(604)를 포함한다. 시스템 버스(618)가 이러한 시스템 컴포넌트들을 상호접속한다.

메인 메모리(606)는 TX/RX 동기화 모니터(620), TX/RX 동기화 손실 타이머(622), 가드 타임 업데이터(621) 및 TX/RX 동기화기(624)를 포함한다. 이러한 컴포넌트들은 CPU(604)에서 실행될 수 있으며, 이러한 컴포넌트들에 대한 파라미터들은 메인 메모리(606) 내에 위치하거나, 이들은 하드웨어 컴포넌트들일 수 있다. 이 실시예에서, MMI(614)는 하나 이상의 진단 장치(628)를 기지국 제어기(600)에 직접 접속하는 데 사용된다.

이 실시예에서, TX/RX 동기화 블록(607)은 기지국 제어기(600)에 대한 마스터 클럭 소스를 제공하는 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 모듈이다. 구체적으로, 이 실시예에서 CPU(604)는 GPS 모듈(607)로부터 클럭 소스를 수신하고, 이 클럭 소스를 클럭 모듈(626)에 전달한다. 기지국의 각각의 컴포넌트들에 대한 클럭 신호들은 GPS(607)로부터 수신된 마스터 클럭 소스에 기초하여 클럭 모듈(626)에 의해 생성된다.

마스터 클럭 소스는 무선 데이터의 송신 및 수신을 위해 그 자신과 그의 각각의 무선 통신 장치들을 동기화하는 데 사용되는 기지국에 대한 타이밍 기준을 제공한다. TX/RX 동기화기(624)는 데이터의 무선 송신 및 수신을 위해 타이밍 기준을 이용하여, 기지국을 동기화한다. 무선 통신 시스템(300) 내의 기지국들 각각은 실질적으로 공통인 동기화 타이밍에 동기화된다. 즉, 각각의 기지국에 통신 가능하게 결합되는 TX/RX 타이밍 동기화 블록(607)은 실질적으로 공통인 동기화 타이밍 신호를 생성한다. 따라서, 각각의 기지국에 의한 데이터의 송신 및 수신은 무선 통신 시스템 내의 다른 기지국들과 동기화된다. 이러한 기지국 동기화는 각각의 기지국에 의해 전송되는 TDD 통신 프레임들 내의 다운링크 및 업링크 서브프레임들이 정렬되는 것을 가능하게 한다. 즉, 동기화는 한 기지국의 무선 장치들이 송신/수신하지 않는 동안, TDD 시스템의 다른 무선 장치들이 송신/수신하는 것을 보장한다.

이 실시예에서, TX/RX 타이밍 동기화는 사전 정의되며, 모든 기지국 사이에 공통이다. 기지국에 결합되는 무선 통신 장치들 또한 데이터의 송신 및 수신을 위해 동기화된다. 예를 들어, 다운링크 프레임의 프리앰블은 하나 이상의 각각의 무선 통신 장치들을 동기화하기 위한 동기화 정보를 포함한다.

이 실시예에서, 안정 발진기(610)는 매체 안정 발진기, 고도 안정 발진기(high stability oscillator) 등이다. 안정 발진기(610)는 TX/RX 타이밍 동기화 블록(607)이 고장나거나, 타이밍 기준 신호가 임의의 이유로 손실되는 경우에 백업 동기화 장치로서 동작한다. 안정 발진기(610)는 클럭 모듈(626)에 대한 타이밍 기준 프레임을 제공한다. 안정 발진기(610)는 비교적 느린 드리프트 레이트(예를 들어, 시간당 8 μs)를 가지며, 이는 통신 시스템(300)의 생존을 연장한다. 기지국들에 공통인 타이밍 기준 프레임에 대한 기지국의 동기화는 이 실시예에서 TX/RX 동기화 모니터(620)에 의해 모니터링된다.

TX/RX 동기화 모니터는 타이밍 기준의 손실이 발생한 때 이를 검출한다. 타이밍 기준 손실은 예를 들어 TX/RX 타이밍 동기화 블록(607)의 고장, GPS 신호의 손실 등으로부터 발생할 수 있다. 손실이 검출되면, TX/RX 동기화 손실 타이머(622)가 소정 기간 동안 카운팅을 개시한다. TX/RX 동기화 손실 타이머(622)는 타이밍 기준 신호의 손실 이후에 소정 기간이 경과한 때를 결정하는 데 사용된다. 이 실시예에서, 소정 기간은 무선 장치들 간의 잠재적 간섭이 발생하기 전에 안정 발진기가 드리프트할 수 있는 공지된 시간의 양(예를 들어, 최대 클럭 슬립 레이트(slip rate))과 상관된다.

가드 타임 업데이터(621)는 간섭의 완화를 돕는다. 예를 들어, TDD를 이용하는 802.16e 시스템에서, 프레임은 여러 가지 중에서 다운링크 부분, 업링크 부분, 송신 턴 가드(TTG) 부분 및 수신 턴 가드(RTG) 부분을 포함한다. 송신 턴 가드는 무선 통신 장치가 송신 모드에서 수신 모드로 전이하는 기간이다. 즉, 무선 통신 장치는 송신을 중지하며, 따라서 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 수신 턴 가드는 무선 통신 장치가 수신 모드에서 송신 모드로 전이하는 기간이다.

네트워크 어댑터 하드웨어(616)는 네트워크(300)에 대한 인터페이스를 제공하는 데 사용된다. 본 발명의 실시예들은 오늘날의 아날로그 및/또는 디지털 기술들을 포함하는 임의의 데이터 통신 접속들과 함께 또는 미래의 네트워킹 메커니즘을 통해 동작하도록 적응될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 위에서 완전히 기능적인 컴퓨터 시스템과 관련하여 설명되었지만, 이 분야의 기술자들은 실시예들이 플로피 디스크, CD ROM 또는 임의의 다른 형태의 기록 가능 매체를 통해, 또는 임의 타입의 전자 송신 메커니즘을 통해 프로그램 제품으로서 배포될 수 있다는 것을 알 것이다.

본 명세서에서 사용될 때, "하나"라는 용어는 하나 또는 그보다 많은 것으로 정의된다. 본 명세서에서 사용될 때, "복수"라는 용어는 둘 또는 그보다 많은 것으로 정의된다. 본 명세서에서 사용될 때, "다른"이라는 용어는 적어도 제2 또는 그 이상으로서 정의된다. 본 명세서에서 사용될 때, "포함하는" 및/또는 "구비하는"이라는 용어는 포함하는(즉, 개방 언어) 것으로서 정의된다. 본 명세서에서 사용될 때, "결합되는"이라는 용어는 직접일 필요는 없고, 기계적일 필요는 없지만 접속되는 것으로서 정의된다.

본 발명의 특정 실시예들이 개시되었지만, 이 분야의 통상의 기술자들은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 특정 실시예들에 대한 변경들이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 특정 실시예들로 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위는 본 발명의 범위 내의 그러한 임의의 그리고 모든 응용들, 변경들 및 실시예들을 커버하는 것을 의도한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 캐리어 대 간섭-잡음 비 및 수신 신호 강도 지시자를 결정하는 방법으로서,

상기 무선 통신 시스템의 기지국에 의해, 상기 무선 통신 시스템 내의 적어도 하나의 사용자의 캐리어 전력을 계산하는 단계;

상기 기지국에 의해, 상기 무선 통신 시스템 내의 하나의 셀 또는 섹터에 대한 잡음 간섭을 계산하는 단계;

상기 잡음 간섭으로 상기 캐리어 전력을 나누어, 상기 캐리어 대 간섭-잡음 비를 나타내는 값을 산출하는 단계; 및

가중된 캐리어 전력과 상기 잡음 간섭을 결합하여 상기 수신 신호 강도 지시자를 도출하는 단계

를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 잡음 간섭은 다음 식에 따라 상기 기지국에 의해 계산되는 방법.

여기서, B는 미사용 톤들의 세트이고, M은 B 내의 요소들의 수이며, r_m은 상기 미사용 톤들 내의 관련 샘플들임.
제2항에 있어서, 상기 미사용 톤들의 세트는 OFDM 주파수-시간 그리드의 전역에 무작위로 산재하는 방법.
제2항에 있어서, 업링크에서 어떠한 사용자에 의해서도 사용되지 않는 톤들의 무작위 단편들(random fragments)을 생성하기 위해 B의 적어도 일부를 예약하는 단계를 더 포함하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 잡음 간섭은 소정 기간에 걸쳐 NI의 값들을 평균함으로써 계산되는 방법.
제1항에 있어서, 상기 캐리어 전력은 다음 식에 따라 상기 적어도 하나의 사용자와 연관된 파일럿들에 기초하여 상기 기지국에 의해 계산되는 방법.

여기서, T는 상기 사용자에게 할당된 총 타일들의 수이고, p_t,i는 타일 t 내의 파일럿들의 세트이며,
는 타일 t 내의 채널 추정치들의 세트를 나타냄.
제6항에 있어서,
는
로 표현되는 최소 제곱 추정치로부터 계산 되고, 각각의 r_t,i는 p_t,i 중 하나에 대응하는 위치에서 수신된 샘플인 방법.
제1항에 있어서, 상기 수신 신호 강도 지시자는 다음 식에 따라 도출되는 방법.

여기서, C_u는 사용자 u에 대한 캐리어 신호 전력 추정치이고, N_fft는 상기 시스템에서의 FFT 크기이고, N_u는 사용자 u에 의해 사용되는 톤들의 수이며, NI는 추정된 잡음 및 간섭임.
무선 통신 시스템용 기지국으로서,

상기 무선 통신 시스템 내의 적어도 하나의 사용자의 캐리어 전력을 계산하고,

상기 무선 통신 시스템 내의 하나의 셀 또는 섹터에 대한 잡음 간섭을 계산하고,

상기 잡음 간섭으로 상기 캐리어 전력을 나누어, 상기 캐리어 대 간섭-잡음 비를 나타내는 값을 산출하고,

가중된 캐리어 전력과 상기 잡음 간섭을 결합하여 상기 수신 신호 강도 지시자를 도출하도록

구성되는 프로세서를 포함하는 기지국.
제9항에 있어서,

복수의 전력 샘플을 수신하기 위한 입력을 더 포함하고,

상기 잡음 간섭은 다음 식에 따라 계산되는 기지국.

여기서, B는 미사용 톤들의 세트이고, M은 B 내의 요소들의 수이며, r_m은 상기 미사용 톤들 내의 관련 샘플들임.
제10항에 있어서, 상기 미사용 톤들의 세트는 OFDM 주파수-시간 그리드의 전역에 무작위로 산재하는 기지국.
제10항에 있어서, 업링크에서 어떠한 사용자에 의해서도 사용되지 않는 톤들의 무작위 단편들을 생성하기 위해 B의 적어도 일부를 예약하기 위한 스케쥴러를 더 포함하는 기지국.
제9항에 있어서, 상기 캐리어 전력은 다음 식에 따라 상기 적어도 하나의 사용자와 연관된 파일럿들에 기초하여 계산되는 기지국.

여기서, T는 상기 사용자에게 할당된 총 타일들의 수이고, p_t,i는 타일 t 내의 파일럿들의 세트이며,
는 타일 t 내의 채널 추정치들의 세트를 나타냄.
제13항에 있어서,
는
로 표현되는 최소 제곱 추정치로부터 계산되고, 각각의 r_t,i는 p_t,i 중 하나에 대응하는 위치에서 수신된 샘플인 기지국.
무선 통신 시스템에서 캐리어 대 간섭-잡음 비 및 수신 신호 강도 지시자를 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서,

상기 컴퓨터 프로그램 제품은 처리 회로에 의해 판독 가능한 저장 매체를 포함하고, 상기 처리 회로에 의한 실행을 위해,

상기 무선 통신 시스템의 기지국에 의해, 상기 무선 통신 시스템 내의 적어도 하나의 사용자의 캐리어 전력을 계산하는 단계;

상기 기지국에 의해, 상기 무선 통신 시스템 내의 하나의 셀 또는 섹터에 대한 잡음 간섭을 계산하는 단계;

상기 잡음 간섭으로 상기 캐리어 전력을 나누어, 상기 캐리어 대 간섭-잡음 비를 나타내는 값을 산출하는 단계; 및

가중된 캐리어 전력과 상기 잡음 간섭을 결합하여 상기 수신 신호 강도 지시 자를 도출하는 단계

를 수행하기 위한 명령들을 저장하는 컴퓨터 프로그램 제품.
제15항에 있어서, 상기 잡음 간섭은 다음 식에 따라 상기 기지국에 의해 계산되는 컴퓨터 프로그램 제품.

여기서, B는 미사용 톤들의 세트이고, M은 B 내의 요소들의 수이며, r_m은 상기 미사용 톤들 내의 관련 샘플들임.
제15항에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 업링크에서 어떠한 사용자에 의해서도 사용되지 않는 톤들의 무작위 단편들을 생성하기 위해 B의 적어도 일부를 예약하는 단계를 수행하기 위한 명령들을 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
제15항에 있어서, 상기 잡음 간섭은 소정 기간에 걸쳐 NI_long의 값들을 평균함으로써 상기 기지국에 의해 계산되는 컴퓨터 프로그램 제품.
제14항에 있어서, 상기 캐리어 전력은 다음 식에 따라 상기 적어도 하나의 사용자와 연관된 파일럿들에 기초하여 상기 기지국에 의해 계산되는 컴퓨터 프로그 램 제품.

여기서, T는 상기 사용자에게 할당된 총 타일들의 수이고, p_t _,i는 타일 t 내의 파일럿들의 세트이며,
는 타일 t 내의 채널 추정치들의 세트를 나타냄.
제15항에 있어서,
는
로 표현되는 최소 제곱 추정치로부터 계산되고, 각각의 r_t,i는 p_t,i 중 하나에 대응하는 위치에서 수신된 샘플인 컴퓨터 프로그램 제품.