KR20090117941A

KR20090117941A - 보간을 이용하여 채널 추정을 수행하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20090117941A
Application number: KR1020097018509A
Authority: KR
Inventors: 랄프 헤크만; 로버트 제이. 코르크; 다니엘 지. 프리스비
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-11-16
Also published as: US20080219360A1; WO2008109267A1; EP2132884A1

Abstract

채널 추정을 수행하는 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 시스템은 OFDM을 디코딩하기 위한 수신기를 포함한다. OFDM 심벌을 수신할 때, OFDM 심벌에 대한 복수의 복조된 서브캐리어 변조 심벌들이 생성된다. 그후, 복조된 서브캐리어 변조 심벌들은 디코더 출력 코드 심벌들을 생성하기 위해 디코딩된다. 디코더 출력 코드 심벌들의 적어도 일부는 기준 심벌들의 세트로 재인코딩, 인터리빙 및 맵핑되고, 기준 심벌들의 세트는 복수의 서브캐리어들의 적어도 일부에 대응한다. 채널 추정들의 제 1 세트는 기준 심벌들의 세트의 적어도 일부 및 복수의 복조된 심벌들의 대응하는 부분에 기초하여 생성된다. 그후, 남아있는 채널 추정들은, 추정들의 제 1 세트를 필터링함으로써 추정들의 제 1 세트로부터 보간된다. 그후, 채널 추정들은 수신기에 의해 수신된 현재 OFDM 심벌을 디코딩하는데 이용된다.

채널 추정, 보간법, 서브캐리어, 기준 심벌, 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 심벌

Description

보간을 이용하여 채널 추정을 수행하기 위한 시스템 및 방법{System and method for performing channel estimation using interpolation}

본 발명은 일반적으로 수신기에서 결정 지향 채널 추정(decision directed channel estimation)에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 보간(interpolation)을 이용하여 채널 추정을 수행하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

파일럿 심벌 기반 최소 평균 제곱 오차(MMSE; Minimum Mean-Squared Error) 채널 추정(채널 추정들 유도 시에 당분야에서 파일럿 및 프리엠블 심벌들로서 일반적으로 지칭되는 미리 결정되거나 알려진 심벌들을 이용함)은 단일 또는 다중 캐리어 시스템들에서 심벌 디코딩을 위해 채널 이득 정보를 획득하는 잘 알려진 방법이다. 예를 들면, 파일럿 심벌 기반 MMSE 채널 추정 방법은 전기 및 전자 기술자 협회(IEEE) 802.11a 및 802.11g 표준들에 따라 동작하는 것과 같은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 시스템에서 이용된다.

일부 시스템들에서, 파일럿 심벌 배치 및 밀도는 저속 애플리케이션, 예를 들면, 보행 속도의 애플리케이션에 대해서만 적당한 파일럿 심벌 기반 MMSE 채널 추정을 인에이블하도록 설계된다. 그러나, 그러한 시스템이 더욱 높은 속도들에서 동작할 때, 엄밀히 파일럿 심벌 기반 채널 추정 방법론은 종종 부적당한 것을 증명 한다. 더욱 높은 속도들에서 그러한 시스템들에 대한 채널 추정을 개선하기 위해, 결정 지향 MMSE 채널 추정 접근법이 이용될 수 있다. 이러한 결정 지향 접근법은 또한, 채널 추정 프로세스에서 미리 결정된 심벌뿐만 아니라 재생성된 심벌 모두의 잠재적인 이용을 포함하기 위해 본원에서 기준 심벌 기반 채널 추정(reference symbol aided channel estimation)으로서 참조된다.

파일럿 및 재생성된 심벌들을 이용하는 기준 심벌 기반 채널 추정 접근법을 구현하기 위해, OFDM 시스템의 수신기는 일반적으로 주어진 데이터 심벌 위치 또는 순간에서 채널 이득을 외삽 추정(extrapolate)하기 위해 MMSE 예측 채널 추정기를 포함한다. 채널 추정기는 통상적으로 근처의 (시간 또는 주파수 면에서) 심벌들에서 "거칠(raw)"거나 순간의 추정들의 세트로부터 평활 또는 예측된 채널 추정들을 일반적으로 생성한다. 추정기는 주어진 데이터 심벌에 대한 채널 추정을 예측하기 위해 적절한 필터 계수들에 의해 가중화된 이러한 거친 채널 추정들을 조합한다.

보다 상세하게는, OFDM 심벌에 대응하는 무선 주파수(RF) 신호가 수신될 때, 수신기는 복조된 출력 심벌들의 세트를 생성하기 위해 OFDM 심벌을 복조하고, 하나의 복조된 출력 심벌은 OFDM 심벌을 포함하는 복수의 데이터 서브캐리어들 각각에 대응한다. 그후, 각각의 복조된 심벌은 디인터리빙(deinterleaving) 및 디코딩된다. 디코딩된 심벌들은 기준 심벌들의 세트로 재인코딩, 인터리빙 및 맵핑된다. 일반적으로, 기준 심벌들 각각은 전에 K OFDM 심벌들을 출력하는 복조된 심벌의 세트 내의 복합 심벌(complex symbol)에 대응하고, 여기서 K 는 디인터리빙, 디코딩, 및 심벌 재생성 지연들로 인한 지연을 나타낸다. 대응하는 재생성된 심벌들과 시간-정 렬되도록, K OFDM 심벌들에 의해 지연되는 지연된 복조된 심벌들과 함께 기준 심벌들은 채널 추정기에 제공되고, 채널 추정기는 새로운 채널 추정들을 생성한다.

따라서, 채널 추정기의 성능, 및 따라서 수신기는 수신된 OFDM 심벌들의 디코딩 및 재생성과 연관된 OFDM 심벌들에서 측정된 지연들에 매우 의존한다. 이것은 고속의 애플리케이션들에서 특히 확실하다. 일반적으로, OFDM에 대한 채널 추정들 생성 시에 지연이 더 짧다면, 채널 추정이 더욱 정확하다. 따라서, 심벌 재생성 및 결과적인 채널 추정과 연관된 지연에서의 임의의 증가는, 채널 추정이 이용되는 시간과 관련하여 채널 추정의 관련성을 감소시킬 것이다.

예로서, 수신기가 IEEE 802.11a 또는 802.11g 표준에 따라 동작한다고 가정한다. 모든 코딩 레이트들 및 직교 진폭 변조(QAM) 성상도들(constellations)에 대해, 수신기 내의 인터리버(interleaver)는 통상적으로 정확히 하나의 OFDM 심벌을 스패닝(spanning)하고, 입력으로서 전체 OFDM 심벌 내에 포함된 코드 심벌들의 수량을 요구한다. 결과적으로, 인터리버는 지연의 단일 OFDM 심벌을 도입한다. 디코더 유발 지연은 디코더의 트래이스백 길이(traceback length)에 의존하고, 트래이스백 길이는 통상적으로 디코더에 의해 이용되는 코드의 제한 길이의 적어도 5 배이고, 코드의 제한 길이는 디코더 상태들의 수의 log2 이상으로서 취해진다. 예를 들면, 802.11a 및 802.11g 표준들에서 이용되는 종래 코드의 제한 길이는 7이고, 그래서 디코더의 트래이스백 길이는 통상적으로 적어도 35 정보 비트들이 되도록 선택된다. 그러한 디코더 트래이스백 길이가 주어지면, 802.11a 및 802.11g 표준들에 따라 동작하는 종래의 수신기들에 대한 채널 추정기들은 통상적으로 이용된 변 조 유형 및 코드 레이트에 의존하여 2 개 또는 3 개의 OFDM 심벌들의 전체 지연을 가질 것이다(즉, 채널 추정기는 K=2 또는 3 개의 OFDM 심벌들을 갖는 K-스텝 예측기를 포함한다).

신호 디코딩 및 재생성에서 전체 지연을 감소시키는 하나의 예시적인 방법은, 본원에 참조로서 통합되는, Frank 등에 의한 미국 특허 번호 제 11/108,291 호에 기재되어 있다. 특히, Frank 등의 발명은 인터리빙, QAM 맵핑 및 채널 추정이 OFDM 심벌의 일부만을 참조하여 수행되는 시스템 및 방법을 기재하고 있다. 따라서, 기준 심벌들의 생성은 재인코딩된 코드 심벌들 모두가 이용 가능하기 전에 시작하도록 구성될 수 있고, 새로운 채널 추정들은 기준 심벌들 모두가 이용 가능하기 전에 생성될 수 있다. 결과적으로, Frank 등의 명세서는, 채널 추정기에 대한 전체 지연이 적어도 하나의 OFDM 심벌에 의해 감소될 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.

본 명세서의 다양한 실시예는 첨부한 도면들을 참조하여 단지 예의 방법으로 기재된다.

도면들의 요소들이 간략하고 명확하게 예시된 것이며 반드시 일정한 비율로 도시되지는 않는다는 것을 당업자들은 이해할 것이다. 예를 들면, 도면들 내의 요소들 중 일부의 크기 및/또는 상대적인 위치는 본원의 다양한 실시예들의 이해를 돕기 위해 다른 요소들에 비해 확대될 수 있다. 또한, 본원의 다양한 실시예들의 시야를 덜 차단하기 위해, 상업적으로 실시할 수 있는 실시예들에서 유용하거나 필요로 하는 공통적이지만 잘 이해되는 요소들이 종종 도시되지 않는다. 특정 동작들 및/또는 단계들이 특정 발생 순서로 기재 또는 도시될 수 있지만, 순서에 관하여 그러한 특수성이 실제적으로 요구되지 않는다는 것을 당업자들은 이해할 것이라는 것이 또한 이해될 것이다. 특정 의미가 설명되는 것을 제외하고, 용어들 및 표현들이 대응하는 각각의 탐구 및 연구 분야들에 관련된 것이라는 것이 또한 이해될 것이다.

본 발명은 채널 추정을 수행하는 시스템 및 방법을 제공한다. 상기 시스템은 OFDM을 디코딩하는 수신기를 포함한다. OFDM 심벌을 수신할 때, OFDM 심벌에 대한 복수의 복조된 서브캐리어 변조 심벌들이 생성된다. 이러한 복수의 복조된 심벌들은 OFDM 심벌의 각각의 서브캐리어에 대응하는 복조된 심벌을 포함한다. 복조된 심벌들은 디코더 출력 코드 심벌들을 생성하도록 디코딩된다. 디코더 출력 코드 심벌들 중 적어도 일부가 기준 심벌들의 세트로 재인코딩, 인터리빙 및 맵핑되고, 기준 심벌들의 세트는 복수의 서브캐리어들 중 적어도 일부에 대응한다.

본 발명에 따라, 제 1 세트의 채널 추정들은 기준 심벌들의 세트 중 적어도 일부 및 복수의 복조된 심벌들의 대응하는 부분에 기초하여 생성된다. 그후, 남아있는 채널 추정들은, 예를 들면, 제 1 세트의 추정들을 필터링함으로써 제 1 세트의 추정들로부터 보간된다. 그후, 채널 추정들은 수신기에 의해 수신된 현재 OFDM 심벌을 디코딩하는데 이용된다. 따라서, 본 발명은, Frank 등의 명세서 또는 종래의 채널 추정 기술들 중 어느 하나와 연관하여 이용될 수 있는, 채널 추정 지연들에서 부가적인 감소를 제공하는 또 다른 시스템 및 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 수신기의 하나의 실시예를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 채널 추정기의 하나의 실시예를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따라 채널 추정을 수행하는 방법의 하나의 실시예를 도시한 도면.

도 4는 도 1의 수신기에서 채널 추정을 위한 타이밍도.

이하의 도면들을 참조하여 본 발명이 보다 상세하게 논의된다. 도 1은 본 발명에 따른 수신기(100)의 예시적인 실시예를 예시한다. 본 발명의 실제 예를 도시하기 위해, QAM 변조 기술을 이용하는 수신기(100)가 예시된다. 그러나, 이러한 예시가 본 발명을 이러한 특정 변조 기술로 제한하는 것을 의미하지 않는다는 것을 이해해야 하며, 본 발명의 다양한 다른 실시예들이 다른 유형들의 변조 기술들(예를 들면, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 및 PSK(Phase Shift Keying))을 이용하여 구현될 수 있다는 것이 예상된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 수신기(100)는 하나 이상의 안테나 요소들(102), 복조기(106)(예를 들면, 고속 푸리에 변환(FFT) 동작을 수행하는 것), 비트 메트릭 계산기(110), 디인터리버(114), 디코더(118)(예를 들면, 비터비 디코더(Viterbi decoder)), 인코더(122)(예를 들면, 컨볼루션 인코더(convolutional encoder)), 인터리버(126), QAM 맵퍼(130), 및 채널 추정기(134)를 포함할 수 있다. 수신기는 또한, 안테나 요소들(102) 및 모든 요구된 필터링 및 시간 도메인 디지털 기저대역 신호를 획득하기 위해 요구된 다운 변환 동작들을 수행하기 위한 복조기(106) 간의 적절한 회로를 포함할 수 있다. 그러나, 명확히 하기 위해 그러한 회로는 본 발명을 기재하는데 있어서 예시되지 않는다.

동작 시에, RF 신호(예를 들면, OFDM 심벌에 대응함)는 안테나 요소(102)에 의해 수신되고, 이는 디지털 기저대역 신호(104)로 변환된다. 신호(104)는 복조된 복합 심벌들(108)(본원에서 복조된 심벌들로서 지칭됨)의 세트를 생성하기 위해 복조기(106)에 의해 프로세싱된다. 복조된 심벌들(108)의 세트는 통상적으로, OFDM 심벌을 포함하는 복수의 서브캐리어들 각각에 대응하는 하나의 복조된 심벌을 포함한다. 각각의 복합 복조된 심벌(108) 및 채널 추정기(134)로부터의 대응하는 채널 추정(136)은, 이진 코드 심벌 메트릭들(112)(이상적으로 소프트 비트 메트릭들)을 생성하기 위해 비트 메트릭 계산기(110)에 제공된다.

이진 코드 심벌 메트릭들(112)은 디인터리빙된 코드 심벌 메트릭들(116)을 생성하기 위해 디인터리버(114)에 의해 디인터리빙된다. 디인터리빙된 코드 심벌 메트릭들(116)은 출력 코드 심벌들(120)을 생성하는 디코더(118)에 제공된다. 출력 코드 심벌들(120)은 재인코딩된 코드 심벌들(124)을 생성하기 위해 인코더(122)에 의해 재인코딩되고, 그후, 이는 인터리빙된 이진 코드 심벌들(128)을 생성하기 위해 인터리버(126)에 의해 인터리빙된다. 그후, 이진 코드 심벌들(128)은 QAM 맵퍼(130)를 통해 QAM 기준 심벌들(132)로 맵핑된다.

하나의 예시적인 실시예에서, 인터리버(126) 및 QAM 맵퍼(130)는 상술된 미국 특허 번호 제 11/108,291 호의 명세서에 따라 동작하도록 구성될 수 있다. 즉, 인터리버(126) 및 QAM 맵퍼(130)는 요구된 입력들이 이용 가능하자마자 동작하도록 구성될 수 있다. 따라서, 인터리빙된 코드 심벌들의 생성은 충분한 재인코딩된 코드 심벌들이 이용 가능하게 되자마자 시작할 수 있고, 기준 심벌들은 충분한 인터리빙된 코드 심벌들이 이용 가능하자마자 생성될 수 있다. 물론, 인터리버(126) 및 QAM 맵퍼(130)가 또한 종래의 기술들을 이용하도록 구성될 수 있고, 이로써 OFDM 심벌에 대한 재인코딩된 코드 심벌들 모두가 이용 가능할 때까지, 기준 심벌들의 생성이 수행되지 않는다는 것이 이해된다.

QAM 맵퍼(130)에 의해 생성된 기준 심벌들(132)은 채널 추정기(130)에 전송된다. 본 발명에 따라, 채널 추정기(134)는 채널의 제 1 부분을 추정하기 위해 기준 심벌들(132) 또는 그의 일부를 이용하고, 그후, 남아있는 채널 추정들을 획득하기 위해 보간 기술들을 이용하도록 구성된다.

보다 상세하게, 도 2에 도시된 바와 같이, 채널 추정기(134)는 채널 추정 블록(202) 및 필터 블록(204)을 포함한다. QAM 맵퍼(130)에 의해 출력된 각각의 기준 심벌(132)은 채널 추정 블록(202)에 제공되고, 디인터리빙, 디코딩 및 심벌 생성 지연들로 인해 이전에 복조기(106) K OFDM 심벌들로부터의 복조된 심벌 출력들(108)의 세트 내의 복합 심벌에 대응한다. 지연된 복조된 심벌(138)은 또한 복조기(106)로부터 채널 추정 블록(202)에 제공되고, 지연된 복조된 심벌(138)은 대응하는 기준 심벌(132)과 시간-정렬되도록 K OFDM 심벌 지연을 갖는다. 채널 추정 블록(202)에서, 지연된 복조된 심벌(138)은, 이전에 K OFDM 심벌들로부터의 거친 채널 이득 추정(raw channal gain estimate)을 생성하기 위해 대응하는 기준 심 벌(132)의 역(inverse)에 의해 스케일링된다. 그후, 서브캐리어들의 일부에 대한 거친 채널 이득 추정들은, 현재 OFDM 심벌을 포함하는 서브캐리어들의 적어도 일부에 대한 채널 추정들(136)을 생성하기 위해 채널 추정 필터 계수들에 의해 필터링된다.

충분한 수의 채널 추정들(136)이 이용 가능하면, 필터 블록(204)은, 채널 추정기(134)로부터의 채널 추정들(136) 간에 보간함으로써 OFDM 심벌에 대한 임의의 남아있는 채널 추정들을 결정한다. 하나의 실시예에서, 필터 블록(204)은, 임의의 유형의 보간 방법이 또한 이용될 수 있지만 보간 프로세스를 수행하기 위해 주파수 도메인 추정들의 필터링을 이용할 수 있다.

채널 추정들(136)(채널 추정 블록(202)에 의해 결정된 것들 및 필터 블록(204)에 의해 결정된 것들 모두)은, 현재 OFDM 심벌을 디코딩하는데 이용하기 위해 비트 메트릭 계산기(110)에 전송된다. 이러한 개시의 목적들에 대해, 채널 추정기에 의해 생성된 채널 추정들은 또한 "계산된 채널 추정들"로서 지칭될 것이고, 필터(138)에서 보간 기술들을 이용함으로써 획득된 채널 추정들은 "보간된 채널 추정들"로서 지칭될 것이다.

도 3으로 돌아가서, 본 발명에 따라 채널 추정을 수행하는 하나의 예시적인 방법이 예시된다. 단계(302)에서, 수신기(100)는 안테나(들)(102)에서 OFDM 심벌을 수신한다. 복수의 복조된 심벌들(108)은 단계(304)에서 생성되고, 여기서, 복수의 복조된 심벌들은 OFDM 심벌이 전송되었던 각각의 서브캐리어에 대한 하나의 복조된 심벌을 포함한다. 디코더(118)는 단계(306)에서 출력 코드 심벌들(120)을 생성하기 위해 디인터리빙된 이진 심벌 메트릭들(118)의 제 1 시퀀스로 동작하고, 재인코딩된 코드 심벌들(126)은 단계(308)에서 인코더(122)에 의해 생성된다.

단계(310)에서, 복수의 서브캐리어들의 적어도 일부에 대응하는 기준 심벌들(132)의 세트가 생성된다. 인터리버(126) 및 QAM 맵퍼(130)가 미국 특허 번호 제 11/108,291 호의 개시에 따라 구성되면, 기준 심벌들(132)은 특정 서브캐리어 또는 서브캐리어들에 대한 미리 결정된 수의 QAM 심벌들이 규정되자마자 생성될 수 있고, 따라서, 기준 심벌들(132)의 세트는 복수의 서브캐리어들의 서브세트에 대응할 수 있다. 이에 반하여, 인터리버(126) 및 QAM 맵퍼(130)가 종래 기술들에 따라 구성되면, 기준 심벌들(132)은 각각의 서브캐리어에 대한 QAM 심벌들 모두가 규정될 때까지 생성되지 않을 수 있다. 이러한 예에서, 단계(310)에서 생성된 기준 심벌들(132)의 세트는 복수의 서브캐리어들의 각각의 하나에 대응하는 기준 심벌을 포함할 수 있다.

단계(312)에서, 채널 추정기(134)의 채널 추정 블록(302)은, OFDM 심벌이 전송되었던 서브캐리어들의 일부에 대응하는 계산된 채널 추정들(136)을 생성한다. 상술된 바와 같이, 계산된 채널 추정들은 단계(310)로부터의 기준 심벌들(132)의 세트 및 그들의 대응하는 시간 지연된 복조된 심벌들(142)에 기초하여 결정된다. 인터리버(326)에서와 같이, 채널 추정 블록(202)은, 임의의 기준 심벌들이 이용 가능하자마자 또는 미리 규정된 수의 기준 심벌들이 이용 가능할 때 채널 추정들을 생성하도록 구성될 수 있다.

충분한 계산된 채널 추정들이 이용 가능하면, 필터 블록(304)은 단계(314)에 서 계산된 채널 추정들의 세트에 기초하여 보간된 채널 추정들을 생성하기 시작한다. 충분한 계산된 채널 추정들이 이용 가능한지 여부는, 수신기(100)에 의해 이용된 인터리빙 방법 및/또는 계산된 채널 추정들 간에 보간될 수 있는 미리 결정된 최대수의 채널 추정들에 의존할 수 있다. 각각의 서브캐리어에 대한 채널 추정들이 생성되었다면, 더 많은 OFDM 심벌들이 수신되는 경우에 프로세스는 단계(302)로 돌아갈 수 있다.

상술된 단계들, 및 특히 단계들(310, 312 및 314)을 최상으로 예시하기 위해, 예를 들면, 수신기(200)가 IEEE 802.11a/g 표준에 따른 인터리빙 방법을 이용하도록 구성된다고 가정하자. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이진 코드 심벌들(128) 및 따라서, 기준 심벌들(132) 및 채널 추정들이 생성되는 순서는 일반적으로 특정 시스템에서 이용되는 인터리빙 방법에 의해 고정된다. 특히, IEEE 802.11a/g 표준들에 따라, 이진 코드 심벌들(128)이 인터리버(124)에 의해 생성되는 순서는, 첫번째로 시작하는 매 3 번째 서브캐리어들(예를 들면, 1, 4, 7, 10...)에 대한 기준 심벌들의 제 1 그룹이 QAM 맵퍼에 의해 생성되도록 한다. 이러한 기준 심벌들이 생성되면, 두번째로 시작하는 매 3 번째 서브캐리어들(예를 들면, 2, 5, 8, 11...)에 대한 제 2 그룹 기준 심벌들이 생성되고, 다음으로 세번째로 시작하는 각각의 3 번째 서브캐리어들(예를 들면, 3, 6, 9, 12...)에 대한 기준 심벌들의 제 3 그룹이 생성될 수 있다.

본 발명에 따라, 채널 추정 블록(202)은 기준 심벌들의 제 1 그룹에 기초하여 계산된 채널 추정들을 생성하고, 이로써 모든 서브캐리어들의 1/3에 대한 계산 된 채널 추정들을 제공한다. 물론, 채널 추정 블록(202)은 이용 가능하게 되는 기준 심벌들의 제 1 그룹 전체를 대기할 필요가 없지만, 각각의 기준 심벌들(132)이 이용 가능하자마자 각각의 기준 심벌(132)에 기초하여 채널 추정들을 생성하기 시작할 수 있다. 그후, 필터 블록(204)은 계산된 채널 추정들로부터 남아있는 서브캐리어들 각각에 대한 채널 추정들을 보간하는데 이용될 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, 채널 추정들의 남아있는 2/3는 보간 기술들을 이용하여 필터 블록(204)에 의해 획득될 수 있다.

상술된 예시적인 실시예에서, 필터 블록(204)은 또한, 3 개의 서브캐리어들이 떨어져 있는 임의의 2 개의 계산된 채널 추정들이 이용 가능하자마자 보간을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 필터 블록(204)은 서브캐리어들(1 및 4)에 대한 채널 추정들이 채널 추정 블록(202)에 의해 계산되자마자 서브캐리어들(2 및 3)에 대한 채널 추정들을 보간하고, 서브캐리어들(4 및 7)에 대한 채널 추정들이 이용 가능하자마자 서브캐리어들(5 및 6)에 대한 채널 추정들을 보간하도록 구성될 수 있다. 대안으로, 필터 블록(204)은, 미리 결정된 수의 계산된 채널 추정들이 이용 가능한 경우에만 보간을 수행하도록 구성될 수 있고, 미리 결정된 수는 기준 심벌들(1, 4, 7, 10...)의 제 1 그룹의 전체 또는 임의의 서브세트를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 필터 블록(204)이 또한 임의의 원하는 순서로 계산된 채널 추정들의 세트로부터 채널 추정들을 보간하도록 구성될 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.

물론, 본 발명은 하나의 예시적인 인터리빙 방법에 관련하여 상술되었지만, 본 발명이 또한 다른 인터리빙 방법들로 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 인터리빙 방법은 기준 심벌들이 매 n 번째 서브캐리어(예를 들면, 1, 5, 9, 13...)으로 구성된 그룹에 대해 먼저 생성되도록 할 수 있는 것이 상상되고, 여기서, n은 임의의 2 이상의 정수일 수 있다. 이러한 예들에서, 채널 추정 블록(202)은 매 n 번째 서브캐리어에 대한 채널 추정들을 제공할 수 있고, 그후, 필터 블록은 남아있는 서브캐리어들에 대한 보간된 채널 추정들을 생성하도록 구성될 수 있다. 그러나, 그러한 시스템에서 매 n 번째 서브캐리어 간에 보간하는 것이 바람직하지 않다면(예를 들면, 매 n 번째 서브캐리어에 대한 계산된 채널 추정들이 주파수에서 너무 멀리 떨어져 있어서 정확한 보간이 가능하지 않다면), 필터 블록(204)은 또한, 부가적인 채널 추정들이 생성되고, 계산된 채널 추정들 간의 간격이 미리 결정된 양으로 감소될 때까지 대기하도록 구성될 수 있다.

일반적으로, 계산된 채널 추정들 간에 보간될 수 있는 채널 추정들의 수는 주어진 시스템의 상관 대역폭에 기초하여 결정된다. 예를 들면, 최악의 경우(즉, 최소) rms 스프레드가 250 ns이고 서브캐리어 스페이싱이 78 kHz인 예시적인 시스템을 가정하자. 당업자가 이해하는 바와 같이, 50 %의 주파수 상관에 대해 상관 대역폭은 다음의 수학식을 이용하여 결정될 수 있다.

여기서, B는 상관 대역폭이고, σ는 최악의 경우(또는 최소) rms 지연 스프 레드이다. 따라서, 이러한 경우에, 상관 대역폭은 667 kHz이다. 667 kHz/78 kHz는 8.55가 나온다. 이와 같이, 보간은 현저한 에러 없이 8 개의 서브캐리어들까지 개별적으로 계산된 채널 추정들 간의 채널 추정을 획득하는데 이용될 수 있다. 물론, 허용될 수 있는 에러의 양에 의존하여, 계산된 채널 추정들이 상관 대역폭 외부에 존재할지라도 보간이 수행될 수 있다는 것이 이해된다.

도 4는 방법(300)으로 인해 감소된 채널 추정들을 예시하는 타이밍도를 도시한다. 도 4가 수신기(300)의 정확한 타이밍을 나타내는 것은 아니지만 채널 추정을 위해 이용된 이전 방법들과 비교하여 본 발명의 이점들을 이해하는 수단으로서 단지 제공된다는 것이 물론 이해되어야 한다. 본 발명의 이점을 최상으로 예시하기 위해, 도 4의 타이밍도는 또한, 인터리버(326) 및 QAM 맵퍼(330)가 미국 특허 번호 제 11/108,291 호의 명세서에 기재된 바와 같이 적절한 입력들이 이용 가능하자마자 동작하도록 구성된다고 가정한다.

도 4에 도시된 바와 같이, OFDM 심벌들은 시간들(n, n+1, n+2 및 n+3)에서 수신된다. 시간(n+1)에서, 복조된 심벌들(108) 및 디인터리빙된 메트릭들(112)은 시간(n)에서 수신된 OFDM 심벌에 대해 생성된다. 디코더(118)로부터의 출력 코드 심벌들(120)은, 모든 디인터리빙된 메트릭들(112)이 이용 가능하게 되면 시간(n+1)에서 생성되기 시작한다. 그러나, 디코더(118)의 트래이스백 지연으로 인해, 출력 코드 심벌들(120)의 일부만이 시간(n+1)에서 생성되고, 나머지는 시간(n+2)에서 생성된다. 인코더(122)로부터 재인코딩된 코드 심벌들(124)은 또한, 출력 코드 심벌들이 이용 가능하게 된 직후에 시간(n+1)에서 생성되기 시작한다.

재인코딩된 코드 심벌들(124)이 복조된 심벌들 모두에 대해 릴리스 및 인터리빙될 때까지, QAM 맵퍼(144)가 기준 심벌들(132)을 생성하기를 대기해서는 안돼기 때문에, 심벌 재생성은 또한 서브캐리어들의 일부에 대해 시간(n)에서 수신된 OFDM 심벌에 대해 시간(n+1)에서 시작될 수 있다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 기준 심벌들(132)의 제 1 그룹(예를 들면, IEEE 802.11a/g 시스템에서 매 3 번째 서브캐리어에 대응함)은 시간(n+1) 동안에 생성될 수 있고, 새로운 채널 추정들(136)(채널 추정기에 의해 계산되고 필터에 의해 보간됨)은 또한 시간(n+1) 동안에 생성되기 시작할 수 있다. 보간은 일반적으로 채널을 추정하는 종래의 프로세스보다 더 빠른 프로세스이기 때문에, OFDM 심벌에 대한 채널 추정들의 전체 세트는 종래의 방법들보다 본 발명을 이용하여 더 빠르게 획득될 수 있다. 사실상, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 특정 인터리빙 방법에 의존하여 본 발명은, 시간(n)에서 수신된 OFDM 심벌 모두가 디코딩되기 전에, 모든 서브캐리어들에 대한 채널 추정들이 생성되도록 허용할 수 있다.

상술된 시스템 및 방법의 또 다른 이점들 및 변경들이 당업자에 의해 쉽게 발생할 것이다. IEEE 802.11a/g 표준들에 따른 QAM 변조 방법을 이용하는 수신기가 기재되어 있지만, 본 발명이 다른 변조 방법들 및 다른 표준들과 함께 이용될 수 있다는 것이 이해된다. 따라서, 도 4에 예시된 타이밍도가 또한 이용된 변조 방법 및 표준에 기초하여 변경될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 수신기가 1/2의 레이트 BPSK 변조 방법을 이용하도록 구성되면, 채널 추정 생성에서의 지연이 하나의 OFDM 심벌만큼 증가될 수 있다.

따라서, 본 발명은 그의 더 넓은 특징들에서 특정의 상세들, 대표적인 시스템 및 방법들, 및 도시되고 상술된 예시적인 예들로 제한되지 않는다. 다양한 변경들 및 변동들이 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 상기 명세서에서 이루어질 수 있고, 본 발명이 제공된 모든 그러한 변경들 및 변동들을 포함하고, 이들은 특허청구범위 및 그들의 동등물들 내에 들어온다는 것은 의도된 것이다.

Claims

현재 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 심벌을 디코딩하는데 이용하기 위한 채널 추정 방법에 있어서:

복수의 OFDM 서브캐리어들을 통해 제 1 OFDM 심벌을 수신하는 단계;

각각의 서브캐리어에 대응하는 복조된 심벌을 포함하는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 복수의 복조된 심벌들을 생성하는 단계;

상기 복수의 복조된 심벌들로부터 디코더 출력 코드 심벌들의 세트를 생성하는 단계;

상기 복수의 서브캐리어들의 적어도 일부에 대응하는 기준 심벌들(reference symbols)의 세트를 생성하는 단계;

상기 기준 심벌들의 세트의 적어도 일부 및 상기 복수의 복조된 심벌들의 대응하는 부분에 기초하여 채널 추정들의 제 1 세트를 생성하는 단계; 및

상기 채널 추정들의 제 1 세트로부터 채널 추정들의 제 2 세트를 보간하는 단계를 포함하고,

상기 채널 추정들의 제 1 및 제 2 세트는 상기 현재 OFDM 심벌을 디코딩하는데 이용되는, 채널 추정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 추정들의 제 1 세트 각각은 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 상기 복수의 서브캐리어들의 제 1 부분에 대응하는 채널 추정들을 포함하고, 상기 채널 추정들의 제 2 세트는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 상기 복수의 서브캐리어들의 남아있는 부분에 대응하는 채널 추정들을 포함하는, 채널 추정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 방법은 전기 및 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE) 802.11a 및 802.11g 표준들 중 하나에 따라 동작되는 수신기로 구현되는, 채널 추정 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 채널 추정들의 제 1 세트는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 서브캐리어들 중 1/3 에 대한 채널 추정들을 포함하는, 채널 추정 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 채널 추정들의 제 1 세트는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 서브캐리어들 중 매 3 번째 서브캐리어에 대한 채널 추정들을 포함하는, 채널 추정 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 채널 추정들의 제 1 세트는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 서브캐리어들 중 매 n 번째 서브캐리어에 대한 채널 추정들을 포함하고, 여기서 n 은 정수인, 채널 추정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 추정들의 제 2 세트는 상기 채널 추정들의 제 1 세트의 주파수 도메인에서 필터링을 이용하여 보간되는, 채널 추정 방법.
수신기에 있어서:

복수의 OFDM 서브캐리어들을 통해 전송된 OFDM 심벌들을 포함하는 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나 요소;

제 1 OFDM 심벌에 대한 복수의 복조된 심벌들을 생성하기 위한 복조기(demodulator)로서, 상기 복수의 복조된 심벌들은 각각의 서브캐리어에 대응하는 복조된 심벌을 포함하는, 상기 복조기;

상기 복수의 복조된 심벌들로부터 디코더 출력 코드 심벌들의 세트를 생성하기 위한 디코더;

상기 복수의 서브캐리어들의 적어도 일부에 대응하는 기준 심벌들의 세트를 생성하기 위한 기준 심벌 맵퍼(reference symbol mapper); 및

상기 기준 심벌들의 세트의 적어도 일부 및 상기 복수의 복조된 심벌들의 대응하는 부분에 기초하여 채널 추정들의 제 1 세트를 생성하고, 상기 채널 추정들의 제 1 세트로부터 채널 추정들의 제 2 세트를 보간하도록 구성된 채널 추정기를 포 함하고,

상기 채널 추정들의 제 1 및 제 2 세트는 상기 현재 OFDM 심벌을 디코딩하는데 이용되는, 수신기.
제 8 항에 있어서,

상기 채널 추정들의 제 1 세트 각각은 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 상기 복수의 서브캐리어들의 제 1 부분에 대응하는 채널 추정들을 포함하고, 상기 채널 추정들의 제 2 세트는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 상기 복수의 서브캐리어들의 남아있는 부분에 대응하는 채널 추정들을 포함하는, 수신기.
제 8 항에 있어서,

상기 수신기는 전기 및 전자 기술자 협회(IEEE) 802.11a 및 802.11g 표준들 중 하나에 따라 동작하도록 구성된, 수신기.
제 10 항에 있어서,

상기 채널 추정들의 제 1 세트는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 서브캐리어들 중 1/3 에 대한 채널 추정들을 포함하는, 수신기.
제 11 항에 있어서,

상기 채널 추정들의 제 1 세트는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 서브캐리어들 중 매 3 번째 서브캐리어에 대한 채널 추정들을 포함하는, 수신기.
제 8 항에 있어서,

상기 채널 추정들의 제 1 세트는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 서브캐리어들 중 매 n 번째 서브캐리어에 대한 채널 추정들을 포함하고, 여기서 n 은 정수인, 수신기.
제 8 항에 있어서,

상기 복조기는 고속 푸리에 변환 동작(Fast Fourier Transform operation)을 구현하는, 수신기.
제 8 항에 있어서,

상기 디코더는 비터비 디코더(Viterbi decoder)인, 수신기.
제 8 항에 있어서,

상기 채널 추정기는 상기 채널 추정들의 제 1 세트를 생성하는 채널 추정 블록 및 상기 채널 추정들의 제 2 세트를 보간하는 필터 블록으로 구성된, 수신기.
제 16 항에 있어서,

상기 필터 블록은 상기 채널 추정들의 제 1 세트의 주파수 도메인에서 필터 링을 이용하여 상기 채널 추정들의 제 2 세트를 보간하도록 구성된, 수신기.
현재 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 심벌을 디코딩하는데 이용하기 위한 채널 추정 방법에 있어서:

복수의 OFDM 서브캐리어들을 통해 제 1 OFDM 심벌을 수신하기 위한 수단;

각각의 서브캐리어에 대응하는 복조된 심벌을 포함하는 상기 제 1 OFDM 심벌에 대한 복수의 복조된 심벌들을 생성하기 위한 수단;

상기 복수의 복조된 심벌들로부터 디코더 출력 코드 심벌들의 세트를 생성하기 위한 수단;

상기 복수의 서브캐리어들의 적어도 일부에 대응하는 기준 심벌들의 세트를 생성하기 위한 수단;

상기 기준 심벌들의 세트의 적어도 일부 및 상기 복수의 복조된 심벌들의 대응하는 부분에 기초하여 채널 추정들의 제 1 세트를 생성하기 위한 수단; 및

상기 채널 추정들의 제 1 세트로부터 채널 추정들의 제 2 세트를 보간하기 위한 수단을 포함하고,

상기 채널 추정들의 제 1 및 제 2 세트는 상기 현재 OFDM 심벌을 디코딩하는데 이용되는, 채널 추정 방법.