KR20090051275A - 멀티캐리어 시스템에서의 채널 추정을 개선하기 위한 주파수 영역 필터링 - Google Patents

멀티캐리어 시스템에서의 채널 추정을 개선하기 위한 주파수 영역 필터링 Download PDF

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Abstract

채널 추정 시스템은 주파수 대역내의 다수의 캐리어들의 위치에 대한 함수로서 다수의 캐리어들을 선택적으로 스케일링하는 필터링 소자를 포함하며, 다수의 캐리어들은 적어도 하나의 데이터 캐리어 및 적어도 하나의 파일럿 캐리어를 포함한다. 그 다음에, 소자는 적어도 하나의 파일럿 캐리어로부터 관측을 외삽하며, 채널은 외삽된 관측의 함수로서 추정된다. 캐리어들의 스케일링은 채널 추정과 연관된 플로어링 현상을 용이하게 감소시킨다. 필터링 소자는 송신기 및/또는 수신기에서 사용될 수 있으며, 감지된 데이터 패킷 타입의 함수로서 활성화 및/또는 비활성화될 수 있다.

Description

멀티캐리어 시스템에서의 채널 추정을 개선하기 위한 주파수 영역 필터링{FREQUENCY DOMAIN FILTERING TO IMPROVE CHANNEL ESTIMATION IN MULTICARRIER SYSTEMS}
본 출원은 "기타 채널 추정 문제"라는 명칭으로 2004년 7월 20일에 출원된 미국 가출원번호 60/589,817의 우선권을 주장하며, 이 출원은 여기에 참조문헌으로서 통합된다.
본 출원은 일반적으로 무선 통신, 특히 개선 채널 추정 기술에 관한 것이다.
일반적으로 먼 과거의 이동 통신 장치, 특히 이동 전화는 소득에 비하여 가격이 비싼 문제점이 있다. 게다가, 이들 이동 전화는 크기가 커서 휴대하기가 불편하였다. 예컨대, 오늘날의 이동 전화(및 다른 이동 통신 장치)와 대조적으로, 과거의 이동 전화는 사용자에게 불편을 주지 않고 사용자 주머니 또는 핸드백에 집어 넣고 다닐 수 없었다. 이동 전화와 연관된 결함외에, 이러한 전화에 대한 서비스를 제공한 무선 통신 네트워크는 신뢰성이 떨어지며, 지리적 영역을 모두 커버하지 못하며, 대역폭이 불충분하며, 다양한 다른 결함들을 가지고 있다.
앞서 기술된 이동 전화와 대조적으로, 네트워크를 이용하는 무선 전화 및 다 른 장치는 보편적이 되었다. 오늘날의 이동 전화는 전화의 존재를 느끼지 않고 핸드백에 넣고 다닐 수 있다. 예컨대, 전형적인 모뎀 이동 전화는 전화의 존재를 알 아 챌 수 있는 캐리어없이 핸드백에 용이하게 넣고 다닐 수 있다. 게다가, 무선 서비스는 종종 무선 서비스에 가입한 사람들에게 무료로 고도의 이동 전화를 제공한다. 무선 통신을 전송 및/또는 중계하는 다수의 타워들이 지난 수년동안 구축되었으며, 이에 따라 미국(및 여러 다른 국가)내의 상당한 부분에 무선 커버리지를 제공하게 되었다. 따라서, 수백만(또는 수십억)의 개인들이 이동 전화를 소유하고 이용하고 있다.
전술한 기술적 진보는 음성 데이터와 다른 데이터가 무선 통신 하드웨어 및 소프트웨어를 갖춘 장치에 의하여 수신 및 전송될 수 있기 때문에 이동 전화에만 제한되지 않는다. 예컨대, 여러 주요 대도시들은 전도시에 무선 네트워크를 구현하기 위하여 계획되고 있으며, 이에 따라 무선 능력을 가진 장치들로 하여금 네트워크(예컨대, 인터넷)를 액세스하고 이 네트워크상에 존재하는 데이터와 통신하도록 한다. 더욱이, 데이터는 무선 네트워크에 의하여 두개 이상의 장치들사이에서 교환될 수 있다. 기술적 진보가 계속해서 이루어진다고 가정하면, 사용자, 장치 및 무선으로 교환되는 데이터 타입의 수가 계속해서 고속으로 증가한다는 것이 예측된다. 그러나, 이러한 사용의 증가로 인하여, 데이터를 전송하기 위하여 현재 사용되는 네트워킹 프로토콜은 빠르게 불충분하게 되고 있다.
직교 주파수 분할 변조 또는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)는 데이터를 전송 및 수신하기 위하여 무선 환경에서 현재 사용되고 있는 전형적인 하나의 프로토 콜이다. OFDM는 디지털 정보를 아날로그 캐리어 전자기 신호로 변조하며, 예컨대 IEEE 802.11a/g WLAN 표준으로 이용된다. OFDM 기저대역 신호(예컨대, 부대역)는 다수의 직교 서브캐리어들을 구성하며, 여기서 각각의 서브캐리어는 그 자체의 변조된 데이터를 독립적으로 전송한다. 다른 종래의 무선 통신 프로토콜들에 비해 OFDM의 장점들은 잡음 필터링이 용이하고, 업스트림 및 다운스트림 속도를 변화시키는 능력(각각의 목적을 위하여 캐리어를 많이 할당하거나 또는 적게 할당하는 방식으로 달성될 수 있음)을 가지며, 주파수-선택 페이딩의 현상을 완화시키는 능력을 가진다는 점이다.
무선 환경에서 효율적으로 통신하기 위하여, 송신기 및 수신기간의 물리적(무선) 채널에 대한 정확한 추정이 전형적으로 필요하다. 이러한 추정은 수신기로 하여금 송신기로부터 전송된 데이터를 다양한 이용가능한 서브캐리어상에서 획득하도록 한다. 채널 추정은 일반적으로 수신기에 파일럿 심볼을 전송함으로써 수행되며, 파일럿 심볼은 수신기에게 알려진 변조 심볼들과 연관된다. 따라서, 채널 응답은 파일럿 전송에 이용되는 서브캐리어들에 대하여 수신된 파일럿 심볼 대 전송된 파일럿 심볼의 비로서 추정될 수 있다. 채널 추정을 획득하기 위한 전형적인 종래의 한 방식은 (예컨대, 순환 프리픽스(prefix)를 이용함으로) 채널 길이를 가정하고 이후에 시간영역에서의 충분한 채널 추정에 필요한 다수의 관측들과 관련된 주파수 영역에서의 다수의 관측을 분석하는 것이다. 특히, 한정된 수의 파일럿 톤들은 주파수 영역에서의 다수의 채널 관측들을 제공한다. 그 다음에, 시간 영역에서의 대응 관측들을 획득하기 위하여 파일럿 톤들과 관련된 관측들에 선형 변환이 적용될 수 있다. 특정 일 실시예에 있어서, 파일럿 톤들과 관련된 관측들에 역 고속 푸리에 변환(IFFT)이 적용될 수 있다. 시간 영역에서의 관측들을 수신할때, 이러한 모든 파일럿 관측들은 물리 채널의 추정을 획득하기 위하여 평균화될 수 있다(파일럿 캐리어에 대한 각각의 심볼 인스턴트에 대하여).
임의의 경우에, 앞서 기술된 채널 추정 기술은 디코더 성능에 영향을 미칠 수 있는 줄일 수 없는 잡음을 유발할 수 있다. 이러한 잡음 플로어(floor)가 대부분의 종래의 데이터 패킷 및/또는 변조 동작과 관련한 문제점을 거의 유발하지 않는데 반해, 이는 높은 스펙트럼 효율성을 가진 패킷(예컨대, 높은 신호 대 잡음비를 가진 조건에서 동작하는 64 QAM 변조를 이용하는 패킷 포맷들)의 디코딩시에 성능 저하를 유발할 수 있다. 따라서, 종래의 채널 추정 시스템 및/또는 방법은 이러한 데이터 패킷 포맷에 자주 비효율적이다.
따라서, 고레벨 데이터 패킷이 주어질때 채널 추정과 관련한 플로어링(flooring)을 완화시키기 위한 시스템 및/또는 방법에 대한 필요성이 요구된다.
이하에서는 본 발명의 실시예들의 일부 양상의 이해를 위하여 하나 이상의 실시예들에 대한 요약을 제시한다. 이러한 요약은 하나 이상의 실시예들의 광범위한 개요가 아니며, 이러한 실시예들의 범위를 제한하지 않는다. 이러한 요약의 유일한 목적은 이하에 제시된 상세한 설명에 대한 머리말로서 단순화된 형식으로 기술된 실시예들의 일부 개념들을 제시하는 것이다.
기술된 실시예들은 일반적으로 채널 추정 에러를 감소시키는 것이며, 특히 종래의 채널 추정 시스템 및/또는 방법에서 발생하는 플로어링 현상을 완화하는 것이다. 개선된 채널 추정은 대역내의 캐리어의 스케일링 속성들에 의하여 구현될 수 있다. 특히, 대역 에지 근처의 캐리어들의 속성들은 대역의 중심 근처의 캐리어들의 속성보다 덜 스케일링된다. 전체 시스템 성능은 대다수의 대역에 대하여 잡음 플로어를 감소시키기 때문에 개선된다.
이러한 스케일링을 달성하기 위하여, 수신기 및/또는 송신기에서 필터링 메커니즘이 이용될 수 있다. 필터링 메커니즘은 구현시 높은 융통성을 달성하도록 주파수 대역내에서만 적용될 수 있다. 특히, 만일 필터링 메커니즘이 수신기와 연관되면, 데이터 캐리어들 및 파일럿 캐리어들로부터 관측들이 획득될 수 있다(예컨대, 데이터/파일럿은 데이터/파일럿 심볼들을 반송할 수 있으며, 이에 관한 관측들이 획득될 수 있다). 수신기에서의 필터링 메커니즘은 단순히 곱셈기들에 캐리어들을 적용함으로써 캐리어들을 스케일링할 수 있으며, 곱셈기들은 주파수 대역내에서의 캐리어들의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 캐리어들을 단순히 스케일링할 수 있다. 대역의 에지에 근접한 캐리어들은 대역의 중심에 근접한 캐리어들보다 더 낮게 스케일링된다. 따라서, 이종(disparate) 캐리어들이 필터링시에 이종 전력 레벨과 연관될 것이다. 이러한 캐리어들로부터 획득된 관측들은 마찬가지로 선택적으로 스케일링될 것이다. 더욱이, 필터링 메커니즘은 복조되는 데이터 패킷 타입에 따라 선택적으로 활성화 및/또는 비활성화될 수 있다. 예컨대, 종래의 채널 추정 기술들은 일반적으로 16 QAM의 방식으로 변조된 데이터 패킷들과 같은 저레벨 데이터 패킷에 대하여 충분하다. 따라서, 만일 저레벨 데이터 패킷이 수신기 에서 복조되면, 필터링 메커니즘은 비활성화될 수 있다. 그러나, 고레벨 데이터 패킷들에 대하여, 종래의 채널 추정 시스템들 및/또는 방법들은 플로어링 현상으로 인하여 불충분할 수 있다. 따라서, 만일 64 QAM 패킷이 수신되어 인식되면, 필터링 메커니즘은 활성화될 수 있다. 데이터 및 파일럿 캐리어들 둘다로부터의 관측들을 선택적으로 스케일링할때, 파일럿 캐리어들에서 유지되는 관측들은 채널 추정을 위하여 외삽되어 이용된다.
앞서 언급된 바와같이, 필터링 메커니즘은 송신기에서 공급될 수 있다. 따라서, 펄스-정형화 기능은 전송 스펙트럼을 효율적으로 정형화하기 위하여 이용될 수 있으며, 이에 따라 대역 에지에 근접한 캐리어들(예컨대, 데이터 및 파일럿 캐리어들)에 저전력을 적용하고 대역의 중심에 근접한 캐리어에 고전력을 효율적으로 적용할 수 있다. 예컨대, 올림형 코사인 필터(raised cosine filter)는 그곳으로부터 획득된 관측(observation)들을 용이하게 스케일링하기 위하여 전송 스펙트럼을 정형화하기 위하여 사용될 수 있다. 송신기에 필터링 메커니즘을 적용할 경우에 통신 시스템(예컨대, OFDM, OFDMA, CDMA, TDMA, GSM,...시스템)의 성능이 개선될 수 있는 반면에, 이러한 필터는 수신기와 연관된 필터링 메커니즘과 비교할때 융통성이 떨어지는데, 왜냐하면 송신기에서 사용되는 특정 전송 필터는 전송시 지원되는 모든 사용자들에게 집중되기 때문이다. 이들 사용자들은 전형적으로 다른 전파 채널들을 경험하며 다른 필터들을 필요로 하고 및/또는 필터링을 필요로 하지 않을 수 있다. 만일 필터가 수신기에서 구현되면, 필터는 그것이 용도에 따라 각각의 사용자에 의하여 활성화 및/또는 비활성화될 수 있기 때문에 융통성을 향상시 킨다.
그 다음에, 스케일링된 파일럿 관측들은 선형 변환(예컨대, IFFT-FET 연산)될 수 있으며, 이에 따라 전체 주파수 채널 추정이 용이하게 획득될 수 있다. 선형 변환을 효율적으로 수행하기 위하여, 대역내의 파일럿 캐리어들의 수는 2의 제곱인 것으로 선택될 수 있으며 대역내에서 등거리로 이격될 수 있다. 이러한 파일럿 구조는 선형 변환이 IFFT-FET 연산으로서 표현되도록 한다. 전형적인 실시예에 따르면, 보호대역들내에 속하는 파일럿들에 관한 관측들에 대한 가정이 만들어질 수 있다. 예컨대, OFDM 시스템 보호대역들은 주파수 스펙트럼의 에지들에서 한정되며, 각각의 보호대역에서는 통신이 이루어지지 않는다. 외삽 알고리즘은 보호대역들내의 파일럿 캐리어(들)을 결정하기 위하여 이용될 수 있으며, 이에 관한 관측들은 특정값이도록 가정될 수 있다. 예컨대, 가정된 값은 제로(zero)일 수 있다. 이러한 가정은 IFFT-FFT 연산이 수학적으로 효율적으로 방식으로 완료되도록 하는 관측 구조를 유지한다.
다른 전형적인 실시예에 따르면 무선 통신 환경에서 채널 추정 에러를 감소시키기 위한 방법이 제공되며, 이러한 방법은 주파수 대역내의 데이터 캐리어 및 파일럿 캐리어를 선택적으로 스케일링하는 단계 ― 데이터 캐리어 및 파일럿 캐리어는 데이터 캐리어 및 파일럿 캐리어의 대역내의 위치의 함수로서 스케일링됨 ―; 스케일링된 파일럿 캐리어으로부터의 측정된 값에 관한 관측을 획득하는 단계; 및 획득된 관측의 함수로서 채널을 추정하는 단계를 포함한다. 게다가, 채널 추정 시스템이 여기에 기술되며, 이 시스템은 주파수 대역내의 다수의 캐리어들의 위치에 대한 함수로서 주파수 영역내의 다수의 캐리어들을 선택적으로 스케일링하는 필터링 소자 ― 상기 다수의 캐리어들은 적어도 하나의 데이터 캐리어 및 적어도 하나의 파일럿 캐리어를 포함함― 및 적어도 하나의 파일럿 캐리어로부터의 측정된 값에 관한 관측을 외삽하는 소자를 포함하며, 채널은 외삽된 관측의 함수로서 추정된다.
전술한 및 관련된 목적을 달성하기 위하여, 하나 이상의 실시예들이 이하에서 완전하게 기술되고 청구범위에서 한정된 특징들을 포함한다. 여기에서 상세히 기술된 상세한 설명 및 첨부 도면들은 하나 이상의 실시예들의 임의의 예시적인 양상들을 상세히 설명한다. 그러나, 이들 양상들은 다양한 실시예들의 원리들이 사용될 수 있고 기술된 실시예들이 이러한 모든 양상들 및 균등물들을 포함하는 다양한 방식들중 일부를 나타낸다.
다양한 실시예들이 유사한 도면부호들이 유사한 엘리먼트들을 나타내는 도면들을 참조로하여 지금 기술된다. 이하의 상세한 설명에서는 하나 이상의 실시예들의 전반적인 이해를 위하여 다수의 특정 세부사항들이 기술된다. 그러나, 이러한 실시예(들)이 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 다른 예에서는 이들 실시예들을 용이하게 기술하기 위하여 공지된 구조들 및 장치들이 블록도로 도시된다.
본 출원에서 사용된 바와같이, 용어들, "소자", "핸들러", "모델", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합, 소프트웨 어 또는 실행중인 소프트웨어중 하나를 언급한다. 예컨대, 소자는 프로세서상에서 실행되는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행가능 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있다(그러나, 이에 제한되지 않음). 예시적으로, 컴퓨팅 장치상에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치는 둘다 소자일 수 있다. 하나 이상의 소자들은 프로세스 및/또는 실행가능 스레드내에 상주할 수 있으며, 소자는 하나의 컴퓨터상에 배치될 수 있으며 및/또는 두개 이상의 컴퓨터 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이들 소자들은 다양한 데이터 구조들이 저장된 다양한 컴퓨터 판독가능 매체로부터 실행될 수 있다. 소자들은 예컨대 하나 이상의 데이터 패킷들(예컨대, 국부 시스템 및 분배 시스템내의 다른 소자들과 상호작용하고 및/또는 신호에 의하여 인터넷과 같은 네트워크를 통해 다른 시스템과 상호작용하는 하나의 소자로부터의 데이터)을 가진 신호에 따라 국부 및/또는 원격 프로세스들에 의하여 통신할 수 있다.
하나 이상의 실시예들 및 이의 대응 설명에 따르면, 가입자국과 관련하여 다양한 양상들이 기술된다. 가입자국은 시스템, 가입자 유닛, 이동국, 모바일, 원격국, 액세스 포인트, 기지국, 원격 단자, 액세스 단말, 사용자 단말, 사용자 에이전트, 또는 사용자 단말로 칭할 수 있다. 가입자국은 셀룰라 전화, 코드레스 전화, 세션 초기화 프로토콜(SIP) 전화, 무선 로컬 루프(WLL) 국, 개인휴대단말(PDA), 무선 접속 능력을 가진 휴대용 장치, 또는 무선 모뎀에 접속된 다른 처리 장치일 수 있다.
도면들을 지금 참조하면, 도 1은 전형적인 일 실시예와 관련한 고레벨 시스 템 개요를 기술한다. 전형적인 실시예는 무선 통신 환경에서 채널 추정과 연관된 플로어링 현상들을 용이하게 완화하는 신규한 시스템(100)에 관한 것이다. 예컨대, 채널 추정은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 통신 시스템 뿐만아니라 다른 시스템(예컨대, CDMA, TDMA, GSM,...)내에서 적정 레이트들로 장치들(예컨대, 기지국 및 유닛)사이에서 데이터 패킷을 수신 및 전송하는데 필요하다. 종래에, 채널 추정 기술들은 잡음 플로어를 유발할 수 있다. 종래의 저레벨 데이터 패킷들에 대하여, 이러한 잡음 플로어는 플로어가 전형적으로 데이터 패킷들의 통신과 연관된 동작 레벨보다 이종 동작 레벨에서 발생하기 때문에 문제가 되지 않는다(예컨대, 유발된 잡음 플로어는 부가 열적 잡음보다 훨씬 작을 수 있다). 그러나, 고레벨 데이터 패킷들에 대하여, 이러한 잡음 플로어는 부가 열적 잡음 및 우세한 디코더 성능에 필적하거나 또는 높을 수 있으며, 이에 따라 통신 네트워크의 동작 효율성을 감소시킬 수 있다.
시스템(100)은 무선 통신 시스템(예컨대, OFDM, OFDMA, CDMA, TDMA,...)에서 사용되는 방식에 따를 수 있는 통신 대역(102)(예컨대, 무선 통신 주파수의 스펙트럼)을 포함한다. 특히, 대역(102)은 다수의 직교 서브캐리어들로 분할될 수 있으며, 서브캐리어들의 각각은 이러한 서브캐리어들에 관련한 데이터로 변조될 수 있다. 특히, 대역(102)은 수신 유닛에 의하여 알려진 파일럿 심볼들을 반송하기 위하여 사용되는 하나 이상의 파일럿 캐리어들(104-108)을 포함한다. 따라서, 파일럿 심볼들과 관련하여 측정된 값들과 알려진 파일럿 심볼들의 값들을 비교함으로써, 다양한 지연들, 페이딩 등이 통신 채널에 대하여 추정될 수 있다. 전형적인 일 실시예에 따르면, 파일럿 캐리어들(104-108)은 수신기가 이전 지식을 가지지 않은 심볼들의 전송을 위하여 사용되는 다수의 데이터 캐리어들(110-114)사이에서 등거리 이격될 수 있다. 예컨대, 만일 대역(102)이 512개의 전체 캐리어들을 포함하고 이러한 캐리어들중 32개가 파일럿 캐리어들(104-108)로서 한정되면, 두개의 연속 파일럿 캐리어들 사이마다 15개의 데이터 캐리어들이 존재한다. 게다가, 데이터 캐리어들(110-114)사이에서 파일럿 캐리어들(104-108)의 위치를 고정하는 것이 반드시 필요한 것이 아니며 오히려 이러한 파일럿 캐리어들(104-108)은 알고리즘 및/또는 파라미터에 따라 변화할 수 있다. 예컨대, 파일럿 캐리어들(104-108)의 위치들은 특정 증분에 따라, 랜덤화기 및/또는 의사랜덤 알고리즘에 따라 또는 파일럿 캐리어들(104-108)의 위치를 변경시키는 임의의 다른 적절한 방식에 따라 변경될 수 있다.
일반적으로 대역(102), 및 특히 파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-114)은 수신 소자(116)에 의하여 수신된다. 수신 소자(116)는 예컨대 수신기 및 송신기일 수 있다. 더욱이, 수신 소자(116)는 셀룰라 전화, 페이저, PDA, 랩탑 컴퓨터, 타워, 위성, 또는 무선 네트워크에서 이용되는 임의의 다른 적절한 장치들과 연관될 수 있다. 수신 소자(116)는 채널 추정과 연관된 플로어링 현상들을 완화시키기 위하여 사용되는 필터(118)를 포함한다. 필터(118)는 파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-114)을 선택적으로 스케일링하기 위하여 가중 소자(120)를 이용하는 방식에 의하여 이를 수행한다. 특히, 가중 소자(114)는 대역(102)내에서 파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-114)의 위치에 따라 파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-114)을 선택적으로 가중한다. 예컨대, 대역(102)의 에지에 근접하는 파일럿 캐리어들(104-108) 및/또는 데이터 캐리어들(110-114)은 대역(102)의 중심쪽에 배치된 파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-14)과 비교될때 더 하향 가중될 수 있다(제로(zero)로 가중되지 않고).
파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-114)의 이러한 선택적 가중은 무선 통신 네트워크(예컨대, OFDM, OFDMA, CDMA, TDMA,...)내에서 종래의 채널 추정 시스템들과 연관된 잡음 플로어를 용이하게 감소시킨다. 특히, 채널 추정은 주파수 영역에서 채널을 추정하고 시간 영역에서의 채널의 추정이 우선 획득되는 추정을 획득하기 위하여 사용된다. 시간영역 추정치들이 스케일링된 파일럿 캐리어들(104-108)에 관한 심볼 관측들을 수신하여 이를 선형 변환을 수행함으로써 획득될 수 있다. 예컨대, 매트릭스 곱셈은 시간 영역에서의 채널의 추정 획득과 관련하여 이용될 수 있다. 따라서, 파일럿 캐리어들(104-108)은 대역으로부터 추출되며, 이들 추출된 관측들과 관련한 관측들은 채널 추정 목적으로 사용될 수 있다. 대역내에서 이러한 캐리어들(파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-114))의 스케일링은 대역(102)의 에지들 근처에서 연속성을 실시하는 것이다. 특정 일 구현에서, 역 고속 푸리에 변환(IFFT)은 파일럿 캐리어들(104-108)로부터 획득된 관측들에 대하여 수행될 수 있다. 관측들은 시간에 따라 수집되어 평균된후 고속 푸리에 변환(FFT) 될 수 있으며, 이에 따라 주파수 영역에서 채널 추정을 수행할 수 있다. 그러나, 임의의 적절한 선형 변환이 사용될 수 있고 이러한 선형 변환들이 발명자에 의하여 고안될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 잡음 억제 및 시간 필터링은 충분한 채널 추정을 획득하기 위하여 이용될 수 있다. 이러한 프로세스가 대부분의 데이터 패킷들에 충분할 수 있는 반면에, 높은 스펙트럼 효율성(높은 신호 대 잡음비)으로 동작하는 데이터 패킷들은 채널 추정 과정에서 발생한 잡음 플로어에 영향을 받을 수 있다.
종래의 채널 추정 시스템들에서 이러한 플로어링 현상은 무선 통신 네트워크들(특히 OFDM 시스템들)에서의 기본적인 문제이며, 선형 처리에 관한 파라미터들에 의하여 적어도 부분적으로 유발된다. 특히, 선형 처리 장치들(예컨대, FFT 및 IFFT 연산들)은 채널이 전체 대역에 걸쳐 연속적이도록 한다(IFFT-FFT 출력들은 연속적이어야 한다). 그러나, 연속성은 반드시 무선 통신 시스템에서 대역의 특성일 필요가 없다. 예컨대, 단일 탭 채널은 칩 지연으로 정확하게 수신될 수 있으며, 칩 지연은 단일 탭과 연관된다. 따라서, 채널은 대역(102)의 에지들에서 위상 및 진폭이 연속적이며, 따라서 대역에 관한 관측들에 대한 IFFT-FFT 루틴은 바람직하게 동작할 것이다. 그러나, 만일 동일한 탭이 변경되면(예컨대, 채널이 절반-칩 공간으로 수신되면), 등가 채널은 다수의 탭들을 가질 수 있다. 전술한 시나리오는 대역(102)의 에지들 전반에 걸친 진폭이 일정하게 되도록 하나 불연속 위상들과 연관된다. 일반적으로, 채널 임펄스 응답이 다중 탭들을 구성할때, 채널의 주파수 응답은 대역의 에지들 전반에 걸쳐 진폭 및 위상이 불연속일 필요가 없다. IFFT-FFT 루틴(또는 다른 적절한 선형 변환 메커니즘(들))이 불연속 위상들에 관한 관측들에 대하여 채널 추정을 하기 위하여 이용될때, 루틴은 대역(102)의 에지들 전반 에 걸쳐 불연속이도록 하며 이에 따라 잡음 플로어가 유발된다.
대역(102)의 에지에서의 불연속성은 예컨대 OFDM 서브캐리어 구조들에서의 보호대역의 결과일 수 있다. 특히, OFDM 시스템에서 대역(102)은 대역(102)의 에지들에서의 보호대역들(도시안됨)과 연관될 것이다. 따라서, 파일럿 캐리어들(104-108)중 하나 이상은 보호대역들내에 속할 수 있으나, 보호대역들의 등거리 이격된 구조 및 수는 바람직하게 선형 변환 절차(들)(예컨대, IFFT 절차)와 연관된 수학적 정밀성으로 인하여 방해받지 않는다. 통상적으로, 대역(102)내에서 파일럿 캐리어들(104)의 구조를 유지하기 위하여, 보호대역(들)내의 파일럿 캐리어(들)에 관한 관측들을 단순하게 제거하는 것외에, 보호대역들내의 파일럿 캐리어(들)로부터 획득된 관측들은 임의의 값으로 외삽된다(예컨대, 이들 관측들은 제로(zeor)인 것으로 가정될 수 있다). 그러나, 이는 대역(102)의 에지들에서의 불연속성을 나타내며, 예컨대 IFFT가 이러한 관측들에 대하여 수행될때 IFFT의 출력들은 연속적이어야 한다. 따라서, 강제된 연속성으로 인하여 발생하는 대역(102)의 에지에서의 채널 추정 에러들은 대역(102) 전반에 걸쳐 발생할 수 있으며, 이에 따라 전술한 플로어링 현상이 발생한다. 요약하면, 적어도 부분적으로 불연속성 및 대역(102)의 에지들에서의 에러들로 인하여 대역(102)의 중심부쪽에 잡음 플로어들이 존재한다.
시스템(100)은 대역내의 데이터 캐리어들(110-114) 및 파일러 캐리어들(104-108)을 선택적으로 가중시키기 위하여 필터(118) 및 가중 소자(120)를 사용한다. 특히, 대역(102)의 에지의 파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-114) 로부터 획득된 관측들은 대역(102)의 중심 근처의 파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-114)로부터 획득된 관측들과 비교하여 하향 가중된다. 이러한 필터링은 대역 에지에서 연속성을 인공적으로 실시하기 위한 시도로서 이해될 것이다. 이러한 가중 결과는 대다수의 대역(102)에 대한 감소된 잡음 플로어이다. 그러나, 이러한 선택적 가중을 이용하는 채널에 관한 성능은 고레벨 데이터 패킷들(예컨대, 64 QAM 패킷들)이 채널을 통해 전송될때 개선된다. 이러한 개선은 대역(102)내의 대다수 서브캐리어들에 대하여 잡음 플로어를 감소시킬 수 있다.
시스템(100)에 관한 전형적인 일 실시예에 따르면, 필터(118) 및 가중 소자(120)는 64 QAM에 의하여 변조된 데이터 패킷의 수신시에 활성화될 수 있다. QAM은 두개의 입력 신호들에 따라 주 캐리어와 90도 위상 편이된 직교 캐리어 및 캐리어 파의 진폭 변화에 의하여 캐리어 파로 정보를 인코딩한다. 다시 말해서, 캐리어 파의 진폭 및 위상은 적절하게 전송될 정보에 따라 변경되며, 이러한 변경은 실질적으로 유사한 시간에 발생한다. 64 QAM 데이터 패킷들은 고속 모뎀 응용들에 대하여 일반적이다. 64 QAM 데이터 패킷들이 전형적인 데이터 패킷으로서 제공되는 반면에, 높은 스펙트럼 효율성으로 동작하는 임의의 적절한 데이터 패킷이 시스템(100)의 하나 이상의 실시예들에서 장점일 수 있다는 것을 이해해야 한다.
게다가, 필터(118) 및 가중 소자(120)는 주파수 영역내의 파일럿 캐리어들(104-108) 및 데이터 캐리어들(110-114)에 대하여 작용할 수 있다. 이는 데이터 캐리어들(110-114) 및 파일럿 캐리어들(104-108)에 관한 관측들과 연관된 계산들이 효율적인 방식으로 완료되도록 한다. 게다가, 필터(118) 및 가중 소자(120)는 성 능 및/또는 데이터 패킷 타입에 따라 수신기에 의하여 선택적으로 활성화 및/또는 비활성화될 수 있다. 특정 예에서, 필터(118) 및 가중 소자(120)는 수신기(도시안됨)와 연관될 수 있다. 수신기는 수신되는 데이터 패킷 타입을 검출할 수 있으며, 따라서 필터(118) 및 가중 소자(120)를 활성화한다.
도 2를 이제 참조하면, 무선 통신 시스템(예컨대, OFDM, OFDMA, CDMA, TDMA, GSM,...)에서 채널 추정과 관련한 잡음 플로어를 용이하게 감소시키는 시스템(200)의 전형적인 실시예가 기술된다. 시스템(200)은 데이터 전송과 관련하여 이용되는 다수의 서브캐리어와 연관된 대역(202)을 포함한다. 예컨대, 이러한 서브캐리어들의 부세트는 사전에 수신기에 알려진 심볼들을 반송하도록 설계된 파일럿 캐리어들(204-208)로서 한정된다. 게다가, 데이터 캐리어들(210-214)은 대역(202)내에 더 포함될 수 있다. 일 양상에 따르면, 다수의 파일럿 캐리어들(NP)은 2의 제곱일 수 있으며, 이러한 파일럿 캐리어들(204-208)은 대역(202)내의 데이터 캐리어들(210-214)사이에서 균일하게 이격될 수 있다. 파일럿 캐리어들(204-208)은 PDA, 페이저, 랩탑 컴퓨터 등과 같은 이동 유닛과 연관될 수 있는 수신기(216)에 의하여 수신될 수 있다. 수신기(216)는 또한 위상, 타워, 또는 무선 채널을 통해 신호를 수신할 수 있는 다른 유닛과 연관될 수 있다.
수신기(216)는 데이터 패킷들을 모니터링하고 데이터 패킷 타입들을 인식하는 패킷 인식 소자(218)를 포함한다. 예컨대, 만일 파일럿 캐리어들(204-208) 및 데이터 캐리어들(210-214)이 64 QAM 데이터 패킷과 관련된 심볼들을 포함하면, 패 킷 인식 소자(218)는 심볼이 관련되는지를 결정할 수 있다. 게다가, 패킷 인식 소자(218)는 대역(202)을 통해 통신되는 데이터 패킷 포맷으로 스위치를 거의 즉시 인식할 수 있다. 예컨대, 파일럿 캐리어들(205-208) 및 데이터 캐리어들(210-214)은 16 QAM 데이터 패킷에 관한 심볼들을 포함하며, 그 다음에 64 QAM 데이터 패킷에 관한 심볼들을 포함한다. 패킷 인식 소자(218)는 데이터 패킷 포맷으로 변경을 인식할 수 있으며 수신기(216)에 의하여 현재 수신되는 데이터 패킷의 타입을 결정할 수 있다. 패킷 인식 소자(218)는 인식된 데이터 타입에 따라 수신기(216)내의 필터(222)를 선택적으로 활성화/비활성화하기 위하여 사용되는 필터 트리거(220)에 데이터 패킷 타입의 지식을 중계할 수 있다. 예컨대, 만일 수신기(216)가 QAM 데이터 패킷들을 수신하면, 패킷 인식 소자(218)는 이러한 데이터 타입을 인식할 수 있으며 필터 트리거(220)에 정보를 중계할 수 있다. 그 다음에, 필터 트리거(220)는 필터(222)를 비활성화할 수 있으며, 필터(222)는 고레벨 데이터 패킷들(예컨대, 64 QAM 데이터 패킷들)을 위해서만 필요할 수 있다. 만일 수신기(216)가 64 QAM 데이터 패킷들을 수신하면, 패킷 인식 소자(218)는 데이터 패킷 포맷으로 스위치를 감지할 수 있으며, 대역(202)내에서 수신된 데이터가 64 QAM 데이터 패킷인 것을 인식한다. 이러한 정보는 필터(222)를 비활성화할 수 있는 필터 트리거(220)에 중계될 수 있다.
필터(222)는 대역(202)의 에지에 대한 각각의 파일럿 캐리어 및 데이터 캐리어의 근접성(proximity)에 적어도 부분적으로 기초하여 파일럿 캐리어들((204-208) 및 데이터 캐리어들(210-214)의 기여(contribution)들을 선택적으로 가중하는 가중 소자(224)를 포함한다. 특히, 대역(202)의 에지에 근접한 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들의 기여들은 대역(202)의 중심에 근접한 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들보다 하향 가중된다. 파일럿 캐리어들(204-208) 및 데이터 캐리어들(210-214)의 기여들의 가중은 채널 추정 잡음 플로어가 대다수의 대역(202)에 대하여 감소되도록 한다. 가중은 높은 스펙트럼 효율성으로 동작하는 데이터 패킷들의 전송 및 수신과 관련한 성능을 개선하며, 그 결과 대역(202)내의 대다수의 서브캐리어들은 잡음 플로어가 감소된다. 앞서 기술된 바와같이, 가중은 파일럿 캐리어들(204-208)로부터 추출된 관측들에 대하여 선형 변환(예컨대, IFFT-FFT 루틴)을 수행할때 채널에서 발생되는 채널 연속성의 현상들을 감소시킨다. 또 다른 전형적인 실시예에 따르면, 필터 계수들은 대역의 에지에 근접한 서브캐리어들을 추정하는 동안 선택적으로 활성화 및/또는 비활성화될 수 있다. 예컨대, 만일 앞서 기술된 필터링이 대역 에지에서의 채널 추정에 부적절하게 영향을 미치면, 필터 계수들은 대역 에지에 근접한 서브캐리어들을 추정하는 동안 선택적으로 비활성화될 수 있다. 필터(222) 및 가중 소자(224)와 수신기(216)를 연관시키면, 필터(222)의 이용은 융통성있게 되며, 필터(222)는 패킷 포맷 및/또는 성능에 따라 활성화 및 비활성화될 수 있다.
도 3을 이제 참조하면, 무선 통신 시스템에서의 채널 추정동안 잡음 플로어를 용이하게 감소시키는 시스템(300)이 기술된다. 시스템(300)은 무선 채널을 통해 수신기(도시안됨)에 신호들을 전송하기 위하여 이용되는 송신기(302)를 포함한다. 예컨대, 송신기(302)는 무선 네트워크를 통해 데이터를 전송할 수 있는 장치 (예컨대, 셀룰라 전화, PDA, 랩탑, 페이저, 데스크탑 컴퓨터,...)와 연관될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 송신기(302)는 기지국(예컨대, 타워), 위성 또는 다수의 장치들 및/또는 국들에 데이터를 전송하는 다른 대용량 국과 연관될 수 있다. 따라서, 시스템(300)내에서 사용될 수 있는 모든 적절한 송신기들은 첨부된 청구범위내에 속하는 것으로 고려된다.
송신기는 전송 스펙트럼을 정형화하기 위하여 이용되는 필터(304)를 포함한다. 이러한 스펙트럼 정형화는 스펙트럼(대역(310))을 정형화하기 위하여 펄스 정형화기(308)를 이용하는 가중 소자(306)를 사용함으로써 달성된다. 특히, 다수의 서브캐리어들(도시안됨)을 통해 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 대역(310)은 송신기(302)에 의하여 이용되며, 채널 추정을 위하여 이용되는 심볼들 및 데이터를 전송하기 위하여 이용되는 데이터 캐리어들(318-32)을 반송하는 파일럿 캐리어들(312-36)을 포함한다. 필터(304)는 수신기에 전송하기 전에 대역(310)내의 파일럿 캐리어들(312-316) 및 데이터 캐리어들(318-322)을 가중시키기 위하여 가중 소자(306) 및 펄스 정형화기(308)를 이용한다. 예컨대, 펄스 정형화기(308)는 대역(310)(또는 임의의 다른 적절한 전송 스펙트럼)의 정형화와 관련하여 올림형 코사인 필터를 사용할 수 있다. 송신기(302)에서 필터(304)를 사용하면 대역(310)의 에지에서 신호 대 잡음비를 감소시킬 수 있으나, 이러한 필터링은 채널 추정 절차에서 플로어링(flooring)을 완화시키는 샤퍼 펄스 기능(sharper pulse function)을 가능하게 한다. 선형 변환 절차(예컨대, IFFT)는 시간 영역에서 채널 추정을 제공하기 위해, 수신기(도시안됨)에서 파일럿 캐리어들(312-316)로부터 획득된 관측들 에 대하여 수행될 수 있다. 그 다음에, 예컨대, FFT 절차가 주파수 영역에서 채널 추정을 획득하기 위하여 순차적으로 이용될 수 있다.
따라서, 시스템(300)은 송신기(302)에서 필터(304), 가중 소자(306), 및 펄스 정형화기(308)를 이용한다. 필터(304)는 주파수 영역내에서 전체적으로 사용될 수 있으며, 이에 따라 필터(304)의 동작은 시간 영역에서 사용되는 필터들보다 더 효율적이다. 만일 고용량 송신기에서 이용되면, 필터(304), 가중 소자(306) 및 펄스 정형화기(308)는 모든 전송동안 적절하게 활성화될 수 있다. 이러한 일정한 활성화는 저레벨 데이터 패킷들의 전송에 부정적으로 영향을 미치는 것으로 발견되지 않는다.
도 4를 이제 참조하면, 종래의 채널 추정 시스템들/방법들에서 플로어링 현상을 용이하게 완화시키는 시스템(400)이 기술된다. 시스템(400)은 다수의 서브캐리어들을 포함하는 대역(402)을 포함한다. 특히, 서브캐리어들은 채널 추정과 관련하여 이용되며 수신기에게 미리 알려진 신호들을 반송하기 위하여 사용되고 데이터(예컨대, 음성 데이터,...)를 반송하기 위하여 이용되는 다수의 파일럿 캐리어들(404-408)이다. 전형적인 일 실시예에 있어서, 다수의 파일럿 캐리어들은 단순한 NP 포인트 IFFT 및 FFT가 주파수 영역 채널을 추정하도록 2의 제곱일 수 있으며, 여기서 NP는 파일럿 캐리어들의 수이다. 대역(402)은 수신기 및/또는 송신기와 연관될 수 있는 수신 소자(416)에 의하여 수신된다. 만일 수신 소자(416)가 송신기와 연관되면, 수신 소자(416)는 대역내의 심볼들이 전송되기 전에 대역(402) 및 이 대역내의 서브캐리어들(파일럿 캐리어들(404-408) 및 데이터 캐리어들(410-414)을 포함함)을 수신한다. 만일 수신 소자(416)가 수신기와 연관되면, 대역(402) 및 이 대역내의 서브캐리어들은 전송후에 수신 소자(416)에 의하여 수신된다.
수신 소자(410)는 대역(402)내의 캐리어들의 위치에 따라 대역(402)내의 파일럿 캐리어들(404-408) 및 데이터 캐리어들(410-414)로부터의 기여들을 가중하는 필터(412)를 포함한다. 예컨대, 필터(418)는 대역(402)내의 파일럿 캐리어들(404-408) 및 데이터 캐리어들(410-414)을 효율적으로 가중시키는 가중 소자(420)와 연관될 수 있다. 특히, 만일 수신 소자(416)가 송신기와 연관되면, 가중 소자(420)는 대역(402)내의 파일럿 캐리어들(404-408) 및 데이터 캐리어들(410-414)을 효율적으로 가중시키기 위하여 펄스 정형화기(예컨대, 올림형 코사인 필터)를 포함할 수 있다. 만일 수신 소자가 수신기와 연관된다면, 가중 소자(420)는 대역(402)내의 파일럿 캐리어들(404-408) 및 데이터 캐리어들(410-414)을 가중시키기 위하여 다양한 곱셈기들, 올림형 코사인 필터 등을 사용할 수 있다.
필터(418) 및 가중 소자(420)가 파일럿 캐리어들(404-408) 및 데이터 캐리어들(410-414)의 기여들에 대한 가중치들을 조작할때, 캡처링 소자(422)는 대역(402)으로부터 파일럿 캐리어들(404-408)을 추출하며 파일럿 캐리어들(404-408)의 각각의 캐리어들에 관한 스케일링된 주파수 영역 관측들(424)을 획득한다. 따라서, 예컨대, 만일 대역(402)이 32개의 파일럿 캐리어들을 포함하면, 캡처링 소자(422)는 파일럿 캐리어들(404-408)에 관한 32개의 주파수 영역 관측들을 추출하여 포착한다. 특히, 파일럿 캐리어들(404-408)을 통해 반송된 32개의 파일럿 심볼들은 스케 일링된 주파수 영역 관측들(424)로서 포착된다. 바람직한 경우에, 캡처링 소자(422)는 파일럿 캐리어들(404-408)에 관한 다수의 주파수 영역 관측들을 추출하여 포착할 수 있으며, 시간에 따른 관측들을 평균화할 수 있다. 게다가, 시스템(400)에 관한 일 실시예에 있어서, 만일 파일럿 캐리어들(404-408)중 하나 이상이 대역(402)의 보호대역내에 존재하면, 이에 관한 관측들은 제로(zero)인 것으로 가정될 수 있다. 다양한 파일럿 캐리어 외삽 알고리즘들 및 기술들은 전술한 가정과 관련하여 사용될 수 있다.
캡처링 소자(422)내의 주파수 영역 관측들(424)은 분석 소자(426)에 전송될 수 있다. 분석 소자(426)는 주파수 영역 관측들(424)에 대하여 IFFT 루틴을 수행하는 IFFT 소자(428)를 포함하며, 이에 따라 관측들의 벡터(예컨대, 추정 칩들)를 얻을 수 있다. 보호대역내의 파일럿 캐리어들에 관한 관측들을 단순히 폐기하지 않는 것은 중요한데, 왜냐하면, IFFT가 적용되는 관측들의 수가 변화하기 때문이다. 단순화를 유지하기 위하여, 파일럿 캐리어들(404-408)로부터 획득된 관측들의 수는 바람직하게 2의 제곱이다. 시간영역에서 관측들을 획득한 후에, 이러한 관측들은 이러한 관측들에 대하여 FFT 루틴을 수행하는 FFT 소자(430)에 의하여 처리되며, 이 결과 주파수 영역에서 대역(402)을 이용하는 채널이 업데이트된다. 가중된 주파수 대역 관측들(424)에 대하여 IFFT 소자(428) 및 FFT 소자(430)에 의하여 수행된 IFFT-FFT 루틴은 잡음 플로어가 감소된 채널 추정치(432)를 생성한다. 따라서, 고레벨 데이터 패킷들(64 QAM 데이터 패킷들)을 포함하는 통신들이 개선될 수 있다.
이전에 기술된 바와같이, 필터(418) 및 가중 소자(420)는 대역(402)내의 위치에 따라 파일럿 캐리어들(404-408) 및 데이터 캐리어들(410-414)(예컨대, 이로부터 획득된 관측들)의 기여들을 가중한다. 이러한 가중은 비록 실제 채널이 에지들에서 연속적이지 않을지라도 가중이 대역(402)의 에지에서 연속성을 인공적으로 실시하기 때문에 선형 변환들(예컨대, IFFT 및 FFT)의 특성으로 인하여 채널 추정을 개선한다. 따라서, 선형 변환을 수행하기 전에 대역(402)의 에지들에서 연속성을 제공하기 위하여 주파수 영역내의 관측들을 가중시킴으로서, 채널 관련 성능은 개선되는데, 왜냐하면 대다수의 데이터가 대역(402)의 중심부를 통해 전송되기 때문이다.
도 5-8을 참조하면, 채널 추정에 관한 잡음 플로어를 감소시키는 것과 관련된 방법들이 기술된다. 설명의 단순화를 위하여 방법들이 일련의 단계들로 기술되는 반면에, 이 방법들은 일부 단계들이 여기에 기술된 것과 다른 순서 및/또는 동작들로 발생할 수 있기 때문에 기술된 순서에 의하여 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 예컨대, 당업자는 방법들이 상태도에서 처럼 일련의 상호 관련된 상태로 해석될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 더욱이, 이하의 방법들을 구현하는데 모든 기술된 단계들이 요구되지 않을 수 있다.
도 5를 이제 참조하면, 고레벨 데이터 패킷들과 관련한 채널 통신들을 개선하기 위한 방법(500)이 기술된다. 단계(502)에서, 데이터 캐리어들 및 파일럿 캐리어들이 데이터 전송시에 이용하기 위하여 선택된다. 특히, 예컨대 OFDM 통신 시스템에서 전송 대역은 다수의 직교 서브캐리어들을 포함하며, 이러한 서브캐리어들 은 이러한 서브캐리어들의 각각의 서브캐리어에 관한 데이터에 의하여 변조된다. 파일럿 심볼들(예컨대, 수신전에 수신기에게 알려진 심볼들)은 다수의 서브캐리어들을 통해 전송될 수 있으며, 수신된 파일럿 심볼들에 관한 관측들은 채널을 추정하기 위하여 사용될 수 있다. 파일럿 심볼들을 반송하는 서브캐리어들은 파일럿 캐리어들로서 언급될 수 있으며, 이러한 파일럿 캐리어들은 대역내의 모든 서브캐리어들(예컨대, 데이터 캐리어들)사이에서 등거리로 이격된다.
단계(504)에서, 데이터 캐리어들 및 파일럿 캐리어들은 이러한 캐리어들(파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들)의 대역내의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 주파수 대역내에서 스케일링된다. 특히, 파일럿 서브캐리어들에 대한 파일럿 심볼들 뿐만아니라 데이터 캐리어들에 대한 심볼들과 관련한 관측들은 시간 영역보다 오히려 주파수 영역에서 수신되어 스케일링된다. 만일 스케일링이 수신기에서 완료되면, 스케일링은 단순한 곱셈기들, 올림형 코사인 필터 등에 의하여 달성될 수 있다. 예컨대, 대역 에지 근처의 파일럿 캐리어 또는 데이터 캐리어로부터 획득된 관측은 대역의 중심 근처의 파일럿 캐리어 또는 데이터 캐리어로부터 획득된 관측과 비교할때 하향 스케일링될 것이다.
단계(506)에서, 파일럿 캐리어들은 대역으로부터 외삽되며, 스케일링된 관측들은 스케일링된 파일럿 캐리어들로부터 획득된다. 임의의 적절한 외삽 알고리즘은 파일럿 캐리어들로부터의 관측들의 추출과 관련하여 이용될 수 있다. 그러나, 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들이 스케일링된다는 것이 이해되며, 따라서 이러한 캐리어들로부터 획득된 측정들/관측들은 캐리어의 주파수 대역을 가진 위치에 따라 스케일링될 것이며, 이러한 캐리어로부터 측정들/관측들이 획득된다.
단계(508)에서, 채널 추정은 파일럿 캐리어들로부터 스케일링된 관측들의 함수로서 이루어진다. 예컨대, 선형 변환(예컨대, IFFT-FET 루틴)이 스케일링된 관측들에 대하여 수행될 수 있으며, 이에 따라 주파수의 채널을 업데이트할 수 있다. 대역내의 파일럿 캐리어들의 위치에 따라 파일럿 캐리어들로부터 획득된 스케일링된 관측들을 이용함으로써, 결과적인 채널 추정은 대역 에지에 근접한 파일럿 캐리어들로부터 획득된 관측들에 덜 의존하고 대역의 중심 근처에 놓인 파일럿 캐리어들로부터 획득된 관측들에 더 의존할 것이다. 따라서, 대역내의 다수의 서브캐리어들에 관련한 잡음 레벨은 채널 추정동안 감소되며, 이는 고레벨 패킷들이 적절하게 통신될때 채널의 성능을 개선시킨다.
도 6을 이제 참조하면, 종래의 채널 추정 시스템들/방법들과 비교하여 잡음 레벨이 감소된 채널 추정을 수행하는 방법(600)이 기술된다. 단계(602)에서, 다수의 서브캐리어들을 포함하는 통신 대역이 수신된다. 전형적인 일 실시예에 있어서, 통신 대역은 OFDM 통신 시스템내에 존재하며, 다수의 서브캐리어들은 이에 관한 데이터에 의하여 변조된 직교 서브캐리어들이다. 단계(604)에서, 대역내의 파일럿 캐리어들이 정해지며, 이러한 파일럿 캐리어들은 대역내에서 등거리 이격되어 배치된다.
단계(606)에서, 통신 대역내의 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들은 대역내의 이러한 캐리어들의 위치에 따라 선택적으로 스케일링된다. 예컨대, 만일 스케일링이 송신기에서 수행되면, 펄스 정형화 기능이 전송 스펙트럼을 스케일링하기 위하여(결과적으로 수신된 관측들을 스케일링하기 위하여) 이용될 수 있다. 예컨대, 올림형 코사인 필터는 캐리어들과 연관된 전송 전력이 영향을 받기 때문에 관측들을 스케일링하기 위하여 사용될 수 있다. 만일 스케일링이 수신기에서 수행되면, 관측들은 단순한 곱셈기들에 의하여 처리될 수 있으며, 곱셈기들은 관측이 추출되는 파일럿 캐리어의 위치에 기초하여 선택된다. 다시, 올림형 코사인 필터는 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들에 대하여 곱해질 수 있으며, 결국 이러한 캐리어들(이로부터 획득된 관측들)을 스케일링한다. 따라서, 만일 제 1관측들이 대역 에지 근처의 캐리어로부터 획득되고 제 2 관측이 대역의 중심에 근접한 캐리어로부터 획득되면, 제 2관측은 제 1 관측보다 더 많은 곱셈기에 의하여 처리된다. 이는 주파수 대역의 에지 근처에서 연속성을 인공적으로 실시할 수 있는 효과를 가진다.
단계(608)에서, 통신 대역내의 파일럿 캐리어들은 외삽될 수 있으며 외삽된 파일럿 캐리어들에 관한 관측들이 획득될 수 있다. 단계(610)에서는 통신 대역의 보호대역내의 파일럿 캐리어(들)에 관한 관측(들)이 제로인 것이 가정된다. OFDM 시스템들에서, 보호대역은 대역들의 에지에 한정되며, 이러한 보호대역들내에서는 통신이 이루어지지 않는다. 파일럿 캐리어들이 대역내에서 등거리 이격되어 배치되기 때문에, 파일럿 캐리어들은 보호대역들내에 속할 수 있다(따라서, 전송이 파일럿 캐리어들을 통해 이루어질 수 없다). 따라서, 파일럿 심볼들은 보호대역들내에 존재하는 파일럿 캐리어들로부터 획득될 수 없다. 제로가 이용될 수 있는 하나의 가정인 반면에, 충분한 채널 추정을 제공하는 임의의 적절한 값이 가정된 값으 로서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그 다음에, 잡음 플로어가 감소된 채널 추정은 스케일링된 파일럿 캐리어들로부터 획득된 스케일링된 관측들에 대하여 선형 변환을 수행하는 방식에 의하여 이루어질 수 있다.
도 7을 이제 참조하면, 시간 영역에서 채널 추정을 수행하는 방법(700)이 기술된다. 단계(702)에서, 파일럿 캐리어들은 대역내의 다수의 서브캐리어들사이에서 한정된다. 예컨대, 파일럿 캐리어들은 파일럿 신호들을 반송하기 위하여 균일하게 이격되어 사용될 수 있다. 단계(704)에서, 통신 대역내의 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들은 대역내의 이러한 캐리어들의 위치에 대한 함수로서 스케일링된다. 예컨대, 단순한 곱셈기들은 이러한 선택적 스케일링을 달성하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 만일 수신기에서 사용되면, 올림형 코사인 필터는 이러한 대역내의 캐리어들을 적절하게 스케일링하기 위하여 주파수 대역에 대하여 곱해질 수 있다. 실질적으로 유사한 필터링 메커니즘은 필요한 경우에 송신기에서 선택적으로 사용될 수 있다. 단계(706)에서, 다중 심볼들에 대한 파일럿 관측들은 잡음 억제를 용이하게 수행하여 채널 추정을 개선하기 위하여 평균될 수 있다. 단계(708)에서, NP 포인트 IFFT 연산은 획득된 관측들의 매트릭스/벡터로 수행되며, 여기서 NP는 대역내의 파일럿 캐리어들의 수이다. 이러한 IFFT 연산은 주파수 영역의 관측들로부터 시간 영역의 관측들로 변환한다. 따라서, 채널 추정은 파일럿 캐리어들로부터 획득된 관측들에 기초하여 시간 영역에서 이루어진다. 방법(700)은 주파수 영역에서만 수행될 있는 스케일링을 이용한다.
도 8을 이제 참조하면, 채널 추정과 연관된 플로어링 현상을 완화시키기 위하여 송신기에 주파수 영역 필터를 적용하고 이러한 필터를 이용하는 방법이 기술된다. 단계(802)에서, 주파수 영역에서 구현되는 펄스 정형화 기능은 송신기와 연관된다. 예컨대, 펄스 정형화 기능은 올림형 코사인 필터일 수 있으며, 대역 에지들에서의 서브캐리어들(예컨대, 데이터 캐리어들 및 파일럿 캐리어들)은 대역의 중심에 있는 서브캐리어들보다 작은 전력으로 전송된다. 그러나, 임의의 적절한 펄스 정형화 함수/알고리즘/장치는 적정 실시예와 관련하여 사용될 수 있으며, 이러한 모든 함수들/알고리즘들/장치는 첨부된 청구범위내에 속한다. 단계(804)에서 적절하게 전송된 신호는 송신기에서 수신되며, 단계(806)에서 펄스-정형화-함수는 적절하게 전송된 신호를 반송하는 스펙트럼에 적용된다(송신기에서). 이는 대역의 중심에 근접한 캐리어들보다 적게 대역 에지들 근처의 캐리어들을 가중하는 방식으로 주파수 대역의 스펙트럼을 효과적으로 스케줄링한다.
단계(808)에서, 전송된 신호는 수신기에 의하여 수신되며, 파일럿 캐리어들(예컨대, 파일럿 심볼들)에 관한 관측들은 대역으로부터 파일럿 캐리어들을 외삽하는 방식에 의하여 획득된다. 단계(810)에서, 채널 추정은 파일럿 캐리어들로부터 획득된 관측들에 적어도 부분적으로 기초하여 이루어진다. 특히, 관측들은 벡터 또는 매트릭스 형식으로 이루어질 수 있으며, IFFT 연산이 수행된다. 이는 시간 영역에서 관측들의 벡터 또는 매트릭스를 생성한다. FFT 연산은 주파수로 채널을 업데이트하기 위하여 이용될 수 있다. 그러나, 다른 적절한 선형 변환 방법(들) 및/또는 메커니즘(들)은 첨부된 청구범위내에 속한다.
도 9를 이제 참조하면, 채널 추정과 관련한 잡음 플로어를 용이하게 감소시키는 시스템(900)이 기술된다. 시스템(900)은 서브캐리어들(902)의 대역을 포함하며, 대역(902)(및 서브캐리어들)은 송신기(904)에 의하여 적절하게 전송된 신호들을 포함한다. 대역(902)은 대역(902)내의 데이터 캐리어들(912-916)사이에서 균일하게 이격된 다수의 파일럿 캐리어들(906-910)을 포함한다. 파일럿 캐리어들(906-910)은 이러한 파일럿 신호들에 관한 관측들에 적어도 부분적으로 기초하여 채널 추정을 수행할 수 있는 수신기(도시안됨)에 파일럿 신호들을 반송하기 위하여 사용된다. 송신기(904)는 대역(902)과 연관된 채널을 정형화하기 위하여 가중 소자(920)(특히, 펄스 정형화 함수(922))를 이용하는 필터(918)를 포함한다. 특히, 대역(902)의 에지들에 근접한 서브캐리어들(예컨대, 파일럿 캐리어들(906-910) 및 데이터 캐리어들(912-916))은 대역(902)의 중심에 근접한 서브캐리어들보다 더 하향 가중된다.
시스템(900)은 네트워크를 통해 트래픽을 감시하고 필터(918)를 이용하는 응용성 및 소망성을 추론하는 인공적 지능 소자(924)를 더 포함한다. 여기에서 사용된 바와같이, "추론"은 이벤트들 및/또는 데이터에 의하여 포착되는 관측들의 세트로부터 시스템, 환경 및/또는 사용자의 상태들을 추론하거나 또는 이러한 상태에 대하여 판단하는 프로세스를 언급한다. 추론은 특정 상황 또는 동작을 식별하기 위하여 사용될 수 있거나 또는 예컨대 이 상태들에 대한 확률분포를 생성할 수 있다. 추론은 확률적, 즉 데이터 및 이벤트들을 고려하여 대상 상태들에 대한 확률분포의 계산일 수 있다. 추론은 이벤트들 및/또는 데이터의 세트로부터 고레벨 이 벤트들을 구성하기 위하여 사용되는 기술들을 언급한다. 이러한 추론은 이벤트들이 시간적 근접성에 상관되던지간에 그리고 이벤트들 및 데이터들이 하나 또는 다수의 이벤트 및 데이터 소스들로부터 생성되던지간에 관찰된 이벤트들 및/또는 저장된 이벤트 데이터의 세트로부터 새로운 이벤트들 또는 동작들의 구성을 야기한다. 예컨대, 인공 지능 소자(924)는 네트워크를 감시할 수 있으며, 네트워크의 전체 성능이 임의의 시간 및/또는 임의의 기일에 활성화되는 필터로 개선되고 네트워크의 전체 성능이 임의의 시간 및/또는 임의의 기일에 비활성화되는 필터로 개선된다는 것을 시간에 따라 학습한다. 임의의 특정 예에서, 평일동안 비즈니스 시간사이에서, 무선 네트워크는 소수의 고레벨 데이터 패킷들이 이러한 시간동안 전송/수신을 위하여 필요하기 때문에 비활성화되는 필터를 사용하여 최적으로 수행할 수 있다. 그러나, 임의의 저녁시간동안, 고레벨 데이터 패킷 전송의 소망성(desirability)은 빠르게 상승할 수 있다. 따라서, 인공 지능 소자(924)는 필터(918)를 활성화/비활성화하기 위하여 이전 용도, 성능, 이용가능 대역폭, 동작, 및 다양한 전후관계 데이터에 기초하여 추론을 수행할 수 있다. 필터 트리거(926)는 필터(918)의 활성화 및/또는 비활성화와 관련하여 이용될 수 있다.
도 10을 지금 참조하면, 무선 통신 시스템과 관련하여 이용될 수 있는 전형적인 서브캐리어 구조(1000)가 기술된다. 무선 통신 시스템(예컨대, OFDM, OFDMA, CDMA, TDMA, GSM,...)은 N개의 직교 서브캐리어들로 분할되는 특정량의 대역폭(BW MHz)과 연관된다. 따라서, N개의 서브캐리어들의 각각은 BW/N MHz를 가진다. 스펙트럼 정형화된 OFDM 시스템들에서, 예컨대, 전체 N개의 서브캐리어들의 부세트만 이 데이터/파일럿 심볼 전송을 위하여 이용될 수 있다. 특히, 전체 N 개의 서브캐리어들 중 M 개의 서브캐리어들은 데이터/파일럿 심볼 전송을 위하여 이용될 수 있으며, 여기서 M<N이다. 나머지 M-N 서브캐리어들은 데이터/파일럿 심볼 전송동안 이용되지 않으며, OFDM 시스템들이 특정 마스크 요건들을 만족하도록 보호대역들로서 사용된다. 데이터/파일럿 심볼 전송을 위하여 사용되는 M 서브캐리어들은 F+M-1을 통해 서브캐리어 F를 포함하며, 전형적으로 N개의 전체 서브캐리어들사이에 중심을 둔다.
전형적인 서브캐리어 구조(1000)로 도시된 N개의 서브캐리어들은 다른 페이딩 및 다중경로 현상들과 같은 다른 채널 조건들에 영향을 받을 수 있다. 게다가, N개의 서브캐리어들은 다른 복합 채널 이득들과 연관될 수 있다. 따라서, 채널 응답의 정확한 추정은 전형적으로 수신기에서 데이터를 처리하는데 필요하며, 여기서 처리는 적어도 데이터의 적어도 복조 및 디코딩을 포함한다. 예컨대, OFDM 시스템에서의 무선 채널은 이러한 채널의 시간영역 응답 또는 대응 주파수 영역 응답에 의하여 특징지워질 수 있다. 앞서 기술되고 공지된 바와같이, 이들 시간 및 주파수 영역 응답은 주파수 영역에서 파일럿 심볼들의 관측들을 획득하고 IFFT-FFT 루틴을 사용하는 방식으로 획득될 수 있다.
도 11을 간략하게 참조하면, 무선 시스템(예컨대, OFDM, OFDMA,...)에서 이용될 수 있는 파일럿 전송 구조(1100)가 기술된다. 이러한 구조(1100)는 예컨대 OFDM 시스템에서 무선 채널에 대한 주파수 응답 추정치를 용이하게 획득한다. 파일럿 심볼들은 기술된 서브캐리어들(1102-1120)의 각각의 서브캐리어를 통해 전송 될 수 있으며, 여기서 이러한 파일럿 서브캐리어의 수는 P이다. 파일럿 서브캐리어들은 N 전체 서브캐리어들 전반에 걸쳐 분배되며(도 10), 전형적인 일 실시예에서 N 전체 서브캐리어들사이에 균일하게 분배된다. 따라서, 예컨대 파일럿 캐리어들(1112, 1114)사이, 파일럿 캐리어들(1114, 1116)사이 등의 서브캐리어들의 수와 동일할 수 있다. 이러한 균일성은 선형 변환 루틴(예컨대, IFFT-FFT 루틴)이 파일럿 캐리어들(1102-1120)에 대한 파일럿 심볼들에 대하여 수행되도록 한다. 하나 이상의 서브캐리어들이 보호대역들 내에 존재할 수 있으며, 보호대역들에서는 전송이 이루어지지 않는다. 특히, 서브캐리어들(1102, 1120)은 보호대역들내에 존재하는 것으로 도시되며, 따라서 이들 파일럿 캐리어들(1102)로부터 파일럿 심볼들을 획득하는 것은 가능하지 않다. 이러한 파일럿 캐리어들을 간단히 처리하는 것 보다 오히려, 일 실시예는 이러한 파일럿 캐리어들(1102-1120)에 대한 심볼값들을 가정하는 것과 관련된다. 예컨대, 파일럿 심볼들은 서브캐리어들(1102-1120)에 대하여 제로인 것으로 가정될 수 있다. 이들 가정들은 채널 추정의 획득과 관련하여 IFFT-FFT 루틴을 이용하는데 필요한 구조를 유지한다.
파일럿 캐리어들(1102-1120)(및/또는 이 내부의 파일럿 심볼들) 뿐만아니라 구조(1100)내의 다른 캐리어들은 구조(1100)내의 캐리어들의 위치에 대한 함수로서 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들을 효율적으로 가중하는 필터링 메커니즘에 영향을 받을 수 있다. 그 다음에, 파일럿 캐리어들(1104-1118)은 구조(1100)로부터 추출될 수 있으며, 이에 관한 스케일링된 관측들이 획득될 수 있다. 예컨대, (구조(1100)의 에지에 근접한) 파일럿 캐리어(1104)로부터 획득된 기여치들은 파일럿 캐리어(1112)(구조(1100)의 중심에 근접함)로부터의 기여치들보다 덜 가중될 것이다. 펄스 정형화 기능은 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들을 가중시키기 위하여 송신기에서 이용될 수 있으며, 단순한 곱셈 알고리즘/테이블은 구조(1100)내의 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들을 효율적으로 가중하기 위하여 수신기에서 이용될 수 있다. 그 다음에, 주파수 응답의 추정치가 획득될 수 있으며, 이러한 추정치는 종래의 추정 기술들과 비교할때 저잡음 플로어와 연관된다.
도 12를 이제 참조하면, 예컨대 스펙트럼 정형화 OFDM 시스템에서 액세스 포인트(1202) 및 단말(1204)을 포함하는 블록도(1200)가 기술된다. 다운링크상에서, 액세스 포인트(1202)에서 송신(TX) 프로세서(1206)는 트래픽 데이터를 포맷화, 코딩, 인터리빙 및 변조하고(예컨대, 심볼 매핑하고) 변조 심볼들(예컨대, 데이터 심볼들)을 제공한다. OFDM 변조기(1208)는 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 수신하여 처리하고 OFDM 심볼들의 스트림을 제공한다. OFDM 변조기(1208)는 적절한 서브캐리어들에 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하고, 미사용 서브캐리어들에 대하여 제로의 신호값을 제공할 수 있으며, 각각의 OFDM 심볼 주기동안 N 서브캐리어들에 대한 N 전송 심볼들의 세트를 획득할 수 있다. 전송 심볼들은 데이터 심볼들, 파일럿 심볼들, 제로의 신호값들, 및 임의의 다른 적절한 데이터 심볼일 수 있다. 예컨대, 파일럿 심볼들은 활성 파일럿 서브캐리어들을 통해 전송될 수 있으며, 파일럿 심볼들은 각각의 OFDM 심볼 주기에서 연속적으로 전송될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 파일럿 심볼들은 거의 유사한 서브캐리어에 데이터 심볼들과 시분할 다중화(TDM)될 수 있다. OFDM 변조기(1208)는 대응하는 OFDM 심볼을 획득하기 위 하여 각각의 변환된 심볼의 일부분을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 순환 프리픽스로서 공지되어 있으며, 무선 채널에서 지연 확산을 제거하기 위하여 사용될 수 있다.
송신기 유닛(1210)은 무선 채널을 통해 전송하기에 적절한 다운링크 신호를 생성하기 위하여 OFDM 심볼들의 스트림을 수신하여 하나 이상의 아날로그 심볼들로 변환시킬 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 송신기 유닛(1210)은 신호를 효율적으로 정형화하기 위하여 올림형 코사인 필터와 같은 펄스-정형화 필터와 연관될 수 있다. 이러한 다운링크 신호는 안테나(1212)에 의하여 단말(1204)을 포함하는 다수의 단말들에 전송될 수 있다. 단말(1204)과 연관된 안테나(1214)는 다운링크 신호를 수신하며, 수신된 신호를 컨디셔닝하는(예컨대, 필터링, 증폭 및 주파수 하향 변환하는) 수신기 유닛(RCVR)(1216)에 수신된 신호를 제공하며, 샘플을 획득하기 위하여 컨디셔닝된 신호를 디지털화한다. 예컨대, 수신기 유닛(1216)은 통신 대역내의 캐리어들의 위치에 대한 함수로서 파일럿 캐리어들 및 데이터 캐리어들을 선택적으로 스케일링하는 필터를 포함할 수 있다. OFDM 복조기(1218)는 IFFT 연산을 사용하여 시간 영역에서 OFDM 심볼을 획득하고, OFDM 심볼들에 첨부된 순환 프리픽스를 제거하며, N-포인트 FFT를 사용하여 수신되어 변환된 심볼들을 주파수 영역으로 변환하며, 각각의 OFDM 심볼 주기동안 N 서브캐리어들에 대한 N 수신된 심볼들을 획득하며, 채널 추정을 위하여 수신되어 스케일링된 파일럿 심볼들을 프로세서(1220)에 제공할 수 있다. OFDM 복조기(1218)는 프로세서(1220)로부터 다운링크에 대한 주파수 응답 추정치(들)을 수신하고, 데이터 심볼 추정치들(예컨대, 전송 된 데이터 심볼들의 추정치들)을 획득하기 위하여 수신된 데이터 심볼들에 대하여 데이터 복조를 수행하며, RX 데이터 프로세서(1222)에 데이터 심볼 추정치들을 제공할 수 있다. RX 데이터 프로세서(1222)는 전송된 트래픽 데이터를 복원하기 위하여 데이터 심볼 추정치들을 복조하고(예컨대, 심볼 디매핑하고), 디인터리빙하며 디코딩한다. OFDM 복조기(1218) 및 RX 데이터 프로세서(1222)에 의하여 수행되는 처리는 액세스 포인트(1202)에서 OFDM 변조기(1208) 및 TX 데이터 프로세서(1206)와 상호 보완적이다.
프로세서(1220)는 이전에 기술된 바와같이 활성 파일럿 서브캐리어들로부터 수신된 파일럿 심볼들을 획득하고, 채널 추정을 수행한다. 프로세서(1220)는 Pdn 균일하게 이격된 서브캐리어들에 대한 채널 이득 추정치들을 획득하기 위하여 필요에 따라 외삽 및/또는 보간하고(여기서, Pdn은 다운링크에 대한 파일럿 서브캐리어들의 수이며), 다운링크에 대한 최소자승 임펄스 응답 추정치를 유도하며, 임펄스 응답 추정치의 다른 탭들에 대하여 탭 선택을 수행하며, 다운링크에 대한 N 서브캐리어들에 대한 최종 주파수 응답 추정치를 유도하는 단계와 관련하여 이용될 수 있다. 업링크상에서, TX 데이터 프로세서(1224)는 트래픽 데이터를 제공하고 데이터 심볼들을 제공할 수 있다. OFDM 변조기(1226)는 데이터 심볼들을 수신하여 이를 파일럿 심볼들과 다중화하며, OFDM 변조를 수행하며, OFDM 심볼들의 스트림을 제공할 수 있다. 파일럿 심볼들은 파일럿 전송을 위하여 단말(1204)에 할당된 Pup 서브캐리어들을 통해 전송될 수 있으며, 여기서 업링크에 대한 파일럿 서브캐리어 들(Pup)의 수는 다운링크에 대한 파일럿 서브캐리어들(Pdn)의 수와 거의 유사하거나 또는 거의 상이할 수 있다. 그 다음에, 송신기 유닛(1228)은 OFDM 심볼들의 스트림을 수신하고 처리하여 안테나(1214)에 의하여 액세스 포인트(1202)에 전송될 수 있는 업링크 신호를 생성할 수 있다.
단말(1204)로부터의 업링크 신호는 안테나(1212)에 의하여 수신되고 수신기 유닛(1230)에 의하여 처리되어 샘플들을 획득할 수 있다. OFDM 복조기(1232)는 샘플들을 처리하여, 업링크에 대하여 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치들을 제공할 수 있다. RX 데이터 프로세서(1234)는 단말(1204)에 의하여 전송된 트래픽 데이터를 복원하기 위하여 데이터 심볼 추정치들을 처리할 수 있다. 프로세서(1236)는 업링크를 통해 전송하는 각각의 활성 단말에 대한 채널 추정을 수행할 수 있다. 다중 단말들은 파일럿 서브캐리어들의 각각의 할당된 세트들로 업링크를 통해 파일럿 심볼들을 동시에 전송할 수 있으며, 여기서 파일럿 서브캐리어들은 인터레이싱될 수 있다. 각각의 단말에 대하여, 프로세서(1236)는 단말에 대하여 필요한 외삽 및/또는 보간을 수행할 수 있으며, 단말(1204)에 대한 업링크의 초기 주파수 응답 추정치를 획득할 수 있으며, 단말에 대한 최소자승 채널 임펄스 추정치를 유도할 수 있으며, 탭 선택을 수행할 수 있으며, 단말(1204)에 대한 최종 주파수 응답을 획득할 수 있다. 각각의 단말에 대한 주파수 응답 추정치는 OFDM 복조기(1232)에 제공될 수 있으며, 이 단말에 대한 데이터 복조를 위하여 이용될 수 있다. 프로세서들(1236, 1220)은 각각 액세스 포인트(1202) 및 단말(1204)에서 동작 을 직접 수행할 수 있다. 메모리 유닛들(1238, 1240)은 프로세서들(1236, 1220)에 의하여 이용되는 프로그램들 및/또는 코드 및 데이터를 저장하기 위하여 사용될 수 있다. 프로세서들(1236, 1220)은 각각 업링크 및 다운링크에 대한 주파수 및 임펄스 응답 추정치들을 유도하기 위하여 다양한 계산들을 수행하기 위하여 이용될 수 있다. 앞서 기술된 바와같이, 필터들은 이러한 심볼들을 반송하는 파일럿 서브캐리어들의 대역내의 위치에 따라 파일럿 심볼들을 선택적으로 스케일링하기 위하여 액세스 포인트(1202) 및 단말(1204)과 연관될 수 있다. 이러한 필터링은 채널 추정이 완료될때 플로어링 현상을 감소시킬 수 있다.
다중-액세스 OFDM 시스템들(예컨대, 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템들)에 대하여, 다중 단말들은 업링크를 통해 동시에 전송할 수 있다. OFDMA 및 유사한 시스템들에 대하여, 파일럿 서브캐리어들은 다른 단말들사이에서 공유될 수 있다. 플로어링 현상을 용이하게 감소시키는 필터들은 각각의 단말에 대한 파일럿 서브캐리어들이 전체 동작 대역(가능한 보호대역을 제외하고)에 걸쳐있는 예들에서 사용될 수 있다. 이러한 파일럿 서브캐리어 구조는 다른 단말들에 대하여 주파수 다이버시티를 획득하는데 바람직할 수 있다. 여기에 기술된 채널 추정 기술들은 다양한 수단/장치를 통해 실행될 수 있다. 예컨대, 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 결합이 하나 이상의 전술한 실시예들에 따른 채널 추정을 얻기 위하여 사용될 수 있다. 예컨대, 채널 추정 목적을 위하여 사용되는 처리 유닛들은 하나 이상의 주문형 집적회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 처리 장치(DSPD), 프로그램가능 논리장치(PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로-제어기, 마이크로프로세서, 및/또는 임의의 다른 적절한 장치/유닛 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어와 관련하여, 하나 이상의 이전에 기술된 실시예들에 따른 채널 추정은 여기에 기술된 하나 이상의 기능들을 수행하는 모듈들(예컨대, 절차들, 기능들,...)의 사용을 통해 적어도 부분적으로 획득될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛들(1238, 1240)과 같은 메모리에 저장될 수 있으며, 프로세서들(1236, 1220)과 같은 하나 이상의 프로세서들에 의하여 실행될 수 있다. 메모리 유닛들은 프로세서(들)내에서 구현될 수 있거나 또는 프로세서 외부에 존재할 수 있으며, 어느 한 구성을 용이하게 하는 통신 라인들/기술들은 첨부된 청구범위내에 속한다.
앞서 기술된 것은 하나 이상의 실시예들의 예들을 포함한다. 물론, 이들 실시예들을 기술하기 위한 소자들 또는 방법들의 모든 인식가능한 결합을 기술하는 것이 가능하지 않으나, 당업자는 이러한 실시예들의 많은 추가 결합들이 가능하다는 것을 인식해야 한다. 따라서, 여기에 기술된 실시예들은 첨부된 청구항들의 사상 및 범위에 속하는 모든 대안들, 수정들 및 변형들을 포함한다.
도 1은 채널 추정과 연관된 플로어링 현상을 감소시키는 본 발명의 전형적인 실시예에 대한 고레벨 블록도.
도 2는 채널 추정과 연관된 플로어링을 감소시키기 위하여 수신기에서 주파수 영역 필터를 사용하는 시스템의 전형적인 실시예를 기술한 블록도.
도 3은 채널 추정과 연관된 플로어링을 감소시키기 위하여 송신기에서 주파수 영역 필터를 사용하는 시스템의 전형적인 실시예를 기술한 블록도.
도 4는 잡음 플로어가 감소된 채널 추정을 용이하게 획득하는 시스템의 전형적인 실시예를 기술한 블록도.
도 5는 추정 에러가 감소된 채널 추정을 획득하기 위한 방법을 기술한 흐름도.
도 6은 데이터 캐리어들 및 파일럿 캐리어들을 선택적으로 스케일링하는 방법을 기술한 흐름도.
도 7은 시간 영역의 채널과 관련된 관측들을 획득하기 위한 방법을 기술한 블록도.
도 8은 송신기에서 데이터 캐리어들 및 파일럿 캐리어들을 스케일링하기 위한 방법을 기술한 흐름도.
도 9는 인공지능을 사용하여 무선 통신 시스템에서 최적 통신을 수행하는 시스템의 전형적인 실시예를 기술한 블록도.
도 10은 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있는 전형적인 서브캐리어 구조를 도시한 도면.
도 11은 무선 통신 시스템에서 파일럿 심볼들을 반송할 수 있는 다수의 파일럿 캐리어를 기술한 도면.
도 12는 무선 통신 환경내에서 사용될 수 있는 전형적인 시스템을 도시한 도면.

Claims (9)

  1. 채널을 용이하게 추정하는 시스템으로서,
    대역내의 다수의 캐리어들을 수신하는, 송신기내의 소자;
    펄스 정형화(shaping) 소자;
    적어도 하나의 메모리; 및
    상기 적어도 하나의 메모리에 저장된 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 실행되는 명령들은 채널을 추정하기 위해서 상기 대역내의 캐리어들 각각의 데이터 타입에 기초한 위치의 함수로서 상기 다수의 캐리어들에 전력을 공급함으로써 상기 펄스 정형화 소자가 주파수 영역의 대역내의 다수의 캐리어들을 정형화하는 것을 용이하도록 하기 위해 상기 펄스 정형화 소자를 제어하고,
    상기 다수의 캐리어들은 상기 대역의 에지 근처에 있는 캐리어들이 상기 대역의 중심 근처에 있는 캐리어들보다 더 적은 전력을 갖도록 정형화되는, 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 캐리어들은 다수의 파일럿 캐리어들 및 다수의 데이터 캐리어들을 포함하는, 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 펄스 정형화 소자는 상기 대역내의 다수의 캐리어들의 정형화와 관련하여 올림형 코사인 필터(raised cosine filter)를 이용하도록 구 성되는, 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 캐리어들은 다수의 파일럿 캐리어들을 포함하며,
    파일럿 캐리어들의 수(NP)는 2의 제곱(power)인, 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 NP개의 파일럿 캐리어들로부터 획득된 관측들에 대하여 NP 포인트 역 고속 푸리에 변환을 수행하는 IFFT 소자를 더 포함하는, 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 IFFT 소자는 수신기내에 존재하는, 시스템.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 역 고속 푸리에 변환의 출력들에 대하여 NP 포인트 고속 푸리에 변환을 수행하는 FFT 소자를 더 포함하는, 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 펄스 정형화 소자는 대역의 에지 근처의 캐리어들에 제공된 전력과 비교하여 상기 대역의 중심 영역 근처의 캐리어들에 더 큰 전력을 제공하는, 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 송신기는 OFDM, OFDMA, CDMA, TDMA 또는 GSM 프로토 콜을 사용하여 신호들을 전송하도록 구성되는, 시스템.
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