KR20100041812A

KR20100041812A - 무선 시스템을 위한 강건한 채널 추정

Info

Publication number: KR20100041812A
Application number: KR1020107002580A
Authority: KR
Inventors: 페드로 회옌-쇠렌센
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-04-22
Also published as: EP2171953A1; WO2009007024A1; US7991059B2; US20090016455A1; CN101779427B; KR101174743B1; CN101779427A

Abstract

본 발명은 측정된 전력 지연 프로파일 또는 주파수 상관 함수의 주파수 공분산들 또는 상관들이 직교 주파수 분할 다중 채널의 두개의 상이한 비제로(non-zero) 서브-캐리어 래그들(lags)에서 추정되는, 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 생성물에 관한 것이다. 상기 두개의 추정된 주파수 공분산들의 제곱된 크기들의 비율이 계산되고 상기 채널의 지연 스프레드(delay spread) 또는 가간섭성 대역폭이 상기 계산된 비율에 기초하여 추정된다.

Description

무선 시스템을 위한 강건한 채널 추정{Robust channel estimation for wireless system}

본 발명은 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 기반 송수신기 시스템과 같은 전송 시스템(예를 들어, 무선랜(WLAN), 마이크로웨이브 액세스용 월드와이드 상호운용성(WiMAX), 및 3.9G/롱텀 에볼루션(LTE))에서 채널 추정을 수행하기 위한 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 생성물에 관한 것이다.

OFDM 시스템에서, 효율적인 채널 추정 방식들은 수신된 신호의 가간섭성 검출을 위해 필수적이다. 멀티-캐리어 복조 이후에, 수신된 신호는 전형적으로 2차원, 즉 시간 및 주파수에서 상관된다. 가간섭성 대역폭은 채널 전달 함수가 주파수들에 걸쳐 얼마나 신속하게 변하는지를 나타내는 척도이다. 가간섭성 대역폭(그리고 신호-대-잡음 레벨)을 추정하는 능력은 채널 전달 함수(CTF: channel transfer function), 즉 채널 추정을 신뢰성있게 추정하기 위한 요건이다. 또한 이 정보는 기지국 또는 액세스 포인트 무선 자원 스케줄러로 다시 전송될 수 있다. 부가적으로, 제1 중요 채널 경로의 타이밍(즉, 송신기로부터 수신기까지의 전파 시간)이 추정될 수 있다. 보통, 이 타이밍 추정치는 수신된 신호의 정확한 부분이 추가 처리를 위해 추출된다는 것을 확신하는 타이밍 보정 루프내의 수신기에 적용된다.

가간섭성 대역폭의 척도를 획득하기 위한 시작점은 CTF의 잡음 샘플들

에 기초하여, 예를 들어, 다음 수학식에 기초하여 주파수 상관 함수를 평가하는 것이다:

상기에서,

는 서브-캐리어 인덱스를 나타내고,

및

는 각각 노미네이터(nominator)와 디노미네이터(denominator)에서 사용된 합산에서의 항들의 수를 나타낸다. 이상적으로, 상기한 수학식은 채널 전달 함수

의 진정한 (하지만 미지의) 값에 기초하여 풀려질 수 있다. 하지만, 실제로 단지 잡음 추정치들, 즉

만이 이용가능한데, 상기에서

는 잡음 기여를 나타낸다.

이제, 상기 잡음 항들이 상관되지 않는다고 가정하면 이것은 추정된 주파수 상관이 다음에 근접한다는 것을 의미한다

상기에서

는 앙상블(ensemble) 평균을 나타내고

는 잡음 분산을 나타낸다. 여기에서

는 주파수 공분산을 나타낸다. 상기 앙상블 평균은 이 앙상블에서 마이크로-상태들에 대한 시스템의 분포에 따라, 시스템의 마이크로-상태(가능한 상태들의 앙상블)의 함수인 양의 평균값으로서 정의된다. 수학식 2로부터 잡음의 존재가 상관 함수의 정규화를 부정확하게 만든다는 것이 추론될 수 있다. 아무런 잡음도 없는 경우에만, 즉

인 경우에만, 정확한 값이 획득될 수 있다. 따라서, 무선 채널의 가간섭성 대역폭 및 수신된 신호의 신호-대-잡음(SNR) 레벨이 채널 전달 함수(CTF)의 잡음 샘플들에 기초하여 추정되는 경우에 정확성 문제가 있을 수 있다.

상기 타이밍을 추정하는 직접적인 방법은 단일 경로 채널을 가정하는 것이다. 이 경우 주파수 상관 함수는

이고,

는 단일 경로의 지연을 나타낸다. 따라서, 상기 지연은

로서 추정될 수 있고

가 계산될 수 있는데, 왜냐하면

이기 때문이다. 따라서, 상기 주파수 상관 함수는 (실수치) 곱셈적 상수까지 결정되어야 한다. 하지만, 이러한 추정기가 다중 경로 채널들에 적용되는 경우 그것은 추정되는, 제1 중요 경로에 대한 지연이 아니라 오히려 채널 임펄스 응답의 평균 지연이다.

그러므로 본 발명의 목적은 잡음 및/또는 지연에 대해 덜 민감한 강건한 채널 추정이 달성될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은

·직교 주파수 분할 다중 채널의 두개의 상이한 비제로(non-zero) 서브-캐리어 래그들(lags)에서 측정된 전력 지연 프로파일 또는 주파수 상관 함수의 주파수 공분산들 또는 상관들을 추정하는 것;

·상기 두개의 추정된 주파수 공분산들의 크기들의 비율의 함수를 계산하는 것; 및

·상기 계산된 함수에 기초하여 상기 채널의 지연 스프레드(delay spread) 또는 가간섭성 대역폭을 추정하는 것을 포함하는 방법에 의해 달성된다.

더욱이, 상기한 목적은

·직교 주파수 분할 다중 채널의 두개의 상이한 비제로(non-zero) 서브-캐리어 래그들(lags)에서 측정된 전력 지연 프로파일 또는 주파수 상관 함수의 주파수 공분산들 또는 상관들을 추정하기 위한 제1 추정 모듈;

·상기 두개의 추정된 주파수 공분산들의 크기들의 비율의 함수를 계산하기 위한 계산 모듈; 및

·상기 계산된 함수에 기초하여 상기 채널의 지연 스프레드(delay spread) 또는 가간섭성 대역폭을 추정하기 위한 제2 추정 모듈을 포함하는 장치에 의해 달성된다.

제안된 추정의 구현은 컴퓨터 장치상에서 실행되는 경우 상기 방법의 단계들을 생성하기 위한 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램에 기초할 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체상에 저장될 수 있거나 사설 또는 공중 네트워크로부터 다운로드될 수 있다.

따라서, 더 강건한 채널 추정이 달성될 수 있다. 또한 스핀-오프(spin-off)로서 신호-대-잡음 레벨 또는 SNR의 추정치를 제공할 수 있는, 개선된 가간섭성 대역폭 추정기가 획득된다. 상기 추정치들은 어떤 진보된 채널 추정 절차 이전에 획득될 수 있다. 상기 가간섭성 대역폭 및 SNR의 이러한 추정치들은 채널 상태에 적응하는 진보된 채널 추정을 위해 사용될 수 있다.

상기 추정된 지연 스프레드 또는 가간섭성 대역폭은 두개의 상이한 서브캐리어 래그들 중 하나에서 무잡음 주파수 상관의 크기를 추정하는데 사용될 수 있다. 선택적으로, 신호-대-잡음비는 상기 두개의 상이한 서브캐리어 래그들 중 하나에서 무잡음 주파수 상관의 크기 및 0인 서브캐리어 래그에서 무잡음 주파수 상관의 추정된 크기 간의 비를 추정함으로써 결정될 수 있다.

더욱이, 상기 두개의 서브캐리어 래그들 중 하나는 관심 동작점에 따라 선택될 수 있다.

상기 추정된 지연 스프레드 또는 가간섭성 대역폭은 제1 중요 탭의 위치에 기반하여 타이밍 추정치에 매핑될 수 있다. 따라서, 부가적으로, 상기 채널의 시간-분산에 의해 도입되는 지연을 고려함으로써 초기의/직접적인 해법을 개선하는, 타이밍 추정기가 획득될 수 있다.

부가적으로, 추가 추정으로서, 상기 주파수 상관 함수의 위상각이 추정될 수 있고 상기 채널의 제1 경로에 대한 시간을 서술하는 지연의 추정치에 매핑되는 위상각을 획득하기 위하여 상기 채널의 시간 분산으로부터 유래되는 위상각 부분은 감산될 수 있다. 그것에 의해, 평균 시간 지연 대신에 제1 중요 경로의 지연을 추정하는 것이 가능하다.

예로서, 상기 주파수 상관 함수의 위상각은 순수한(naive) 타이밍 추정으로부터 획득된다.

상기 주파수 상관들 또는 공분산들은 파일럿 채널 추정치들에 기초하여 추정될 수 있다.

더욱이, 상기 주파수 상관들 또는 공분산들은 또한 적어도 하나의 이전의 주파수 상관 또는 공분산 추정치에 기초하여 추정될 수 있다.

전력 지연 프로파일(PDP: power delay profile)의 어떤 파라메트릭 모델을 사용하는 진보된 채널 추정기들은 제1 중요 경로의 위치를 알도록 인에이블된다. 또한 수신된 신호의 "정확한" 부분이 추가적인 처리를 위해 선택된다는 것을 확인하는 타이밍 보정 루프들은 이 개선된 타이밍 추정치로부터 이익을 얻는데 왜냐하면 그것은 수신기가 더 큰 지연 스프레드를 갖는 채널들에서 동작할 수 있도록 하기 때문이다.

더 유리한 변경들은 종속항들에서 정의된다.

하기에, 본 발명이 첨부한 도면들을 참조하여 실시예들에 기반하여 더 상세히 설명될 것이다.

도 1은 채널의 시간 분산을 고려하지 않는 관용적인 추정기에 의해 추정된 측정된 타이밍 오프셋들을 나타내는 도면들을 도시한 것이다.
도 2는 채널 시간-분산에 기인하는 부분 및 제1 경로 지연에 기인하는 부분의 주파수 상관 함수의 구성을 도시한 복소 벡터도를 도시한 것이다.
도 3은 바람직한 실시예에 의한 추정기의 개략적인 블록도를 도시한 것이다.
도 4는 상이한 채널들에 대한 주파수 상관 함수를 나타내는 도면을 도시한 것이다.
도 5 내지 도 8은 상이한 시뮬레이션들에 대한 가간섭성 대역폭 및 잡음 레벨 추정치들의 분포들을 나타내는 도면들을 도시한 것이다.
도 9는 일 실시예에 의한 소프트웨어-기반 구현의 개략적인 블록도를 도시한 것이다.

이제 지수 PDP를 위한 채널 추정에 기반한 실시예가 설명될 것이다. 제안된 채널 추정 방법 또는 채널 추정기는 단말 장치 또는 네트워크 장치에 제공된 어떤 수신기 또는 송수신기 장치 또는 모듈에 적용될 수 있다. 그것은 업링크 및 다운링크 전송들 양자에 적용가능하다. 상술된 원리들이 또한 가간섭성 대역폭, 신호-대-잡음비(SNR) 및 제1 중요 경로에 대한 지연 중 적어도 하나를 추정하기에 적합한, 다른 PDP들(또는 동등하게 매개변수화된 주파수 상관 함수들)에 적용될 수 있다는 것은 주목되어야 한다. 이러한 정보는 다른 수신기 구성요소들을 설정하기 위하여, 예를 들어, 채널 추정을 위해 가장 적합한 주파수 처리를 선택하기 위하여, 필요할 수 있다. 하기에 도시된 바와 같이, 지수 PDP가 선택되는 경우 폐쇄-형식(closed-form)으로 계산들을 적용하는 것이 가능하다. 하지만, 다른 경우에, 모델 매개 변수들이 수치 방법들에 의해 해결되는 경우, 제안된 해법이 또한 사용될 수 있다. PDP가 지수로서 모델링될 수 있다는 상기 가정하에서, 주파수 상관 함수

는, 다음과 같이 제공되는데, 상기에서

및

는 각각 복소 저역 등가 채널 및 백색 잡음 프로세스를 나타낸다:

상기에서

및

는 각각 측정 프로세스의 잡음 공분산 및 CTF의 분산을 나타내고,

는 지수 PDP의 RMS(평균 평방근) 지연-스프레드를 나타낸다.

에 대해 채널 및 잡음 프로세스가 독립적이라는 사실이 사용될 수 있고

에 대해

이 백색 잡음 프로세스라는 사실이 사용될 수 있다. 측정된 주파수 상관 함수의 제곱된 크기는 다음에 의해 주어진다.

상기 수학식 3 및 수학식 4는 주파수 상관 함수가 PDP의 푸리에 변환으로서 주어진다는 가정에 기반하는데, 즉

, 상기에서

는 시간 t에서의 PDP를 나타낸다. 따라서, RMS 지연 스프레드

를 갖는 지수 PDP

의 주파수 상관 함수는

에 의해 주어진다.

측정된 CTF의 주파수 공분산 함수

는 두개의 상이한 서브-캐리어 래그들, 즉

및

에서 추정될 수 있다. 유일한 요건은 아무런 래그들도 0이 아니라는 것이다. 두개의 공분산들의 제곱된 크기의 비는 다음에 의해 주어진다:

상기에서

는 서브-캐리어 간격을 나타내고 제2 등식에서는 정의에 따라 주파수 공분산 함수 및 주파수 상관 함수(수학식 3 참조)는 정규화 상수에서만 다르다는 사실이 사용되었다. 추정된 RMS 지연 스프레드는 다음에 의해 주어진다:

상기에서

에 대해

이고,

에 대해

이다.

추정된 RMS 지연 스프레드(수학식 6)를 수학식 4에 삽입함으로써(

) 서브-캐리어 래그

에서의 무잡음 주파수 상관의 주파수 상관 함수(즉 정규화된 주파수 공분산 함수)의 제곱된 크기의 추정치는 다음과 같이 획득될 수 있다:

이제, SNR이 계산될 수 있다. 이것은 다음 비율을 추정함으로써 행해질 수 있다:

이것은 다음과 같이 SNR을 계산하는데 사용될 수 있다:

추정된 RMS 지연 스프레드 또는 동등하게 주파수 상관 함수는 상기 채널이 얼마나 주파수 선택적인지를 나타내는 척도를 제공한다. 상술된 접근법은 래그

에서 주파수 상관 함수를 추정하기 위한 방법을 제공한다. 서브-캐리어 래그

는 관심 동작점에 따라 선택되어야 한다.

지수 PDP 가정이 유효한 경우, 추정된 RMS 지연 스프레드는 제1 중요 탭의 위치에 기반하여 타이밍 추정치에 매핑될 수 있다. 우선, PDP가 단지 단일 탭으로 구성하도록 가정하는 순수한(naive) 타이밍 추정기가 추정된다. 명백히 이러한 타이밍 추정기는 시간 분산이 증가하는 경우(또는 가간섭성 대역폭이 감소하는 경우) 상당히 바이어스될 것이다. 상기 순수한 타이밍 추정기는 소정의 래그

에서 주파수 공분산 함수의 각을 계산하게 된다(이 경우 단지 각만이 필요하기 때문에, 상기 공분산의 정규화 상수는 필요하지 않다는 것을 주목하라), 즉:

도 1은 채널의 시간 분산을 고려하지 않는 관용적인 추정기에 의해 추정된 타이밍 오프셋들을 나타내는 도면들을 도시한 것이다. 왼쪽 패널은 상관 래그의 함수로서 추정된 타이밍 오프셋들을 심볼들(=샘플들)로 도시한 것이다. 오른쪽 패널은 추정된 타이밍 오프셋을 초로 도시한 것이다. 곡선은 1997년, 권고 ITU-R M.1225, "IMT-2000을 위한 무선 전송 기술들의 평가를 위한 가이드라인"에 의한 특징적인 ITU(국제 통신 연합) 채널 프로파일들 PA(보행자 A), PB(보행자 B) 및 VA(차량 A)에 대한 결과들을 도시한 것이다.

특히, 도 1은 평가 래그에 대한 함수로서 순수한 타이밍 추정기의 바이어스를 도시한 것이다. 예를 들어, 주파수 래그가 6 서브-캐리어들이고 샘플링 시간이 1/(512*15KHz)인 경우, 순수한 타이밍 추정기는 채널 프로파일들 PA, PB 및 VA에 대해 각각 약 0.125, 3 및 2 심볼들의 지연을 추정할 것이다. 이들 프로파일들에 대한 평균적인 초과 지연이 각각 14.4 ns(0.1106 심볼들), 409.1 ns(3.1419 심볼들) 및 254.4 ns(1.9538 심볼들)라는 것을 주목하는 것은 가치가 있다. 따라서 이 경우 순수한 채널 추정기는 PDP의 "평균적인" 지연에 "접근(home in)"하는 것 같다.

상기 실시예에서, 타이밍 추정기는 지수 PDP에 기반한다. 지수 PDP에 대해 평균적인 초과 지연은 RMS 지연 스프레드와 정말로 동일한데

즉 이것은 채널의 시간 분산에 기인하는 지연이다. 이제, 제1 경로에 대한 시간을 서술하는 지연

가 도입된다. 주파수 상관 함수는 다음에 의해 주어진다:

이것은 주파수 상관 함수의 위상각이 채널의 시간-분산으로부터 유래된 부분 및 제1 경로에 대한 지연으로부터 유래된 부분의 합임을 나타낸다.

도 2는 채널 시간-분산에 기인하는 제1 부분 및 (제1 경로) 지연에 기인하는 제2 부분으로서 측정된 주파수 상관 함수의 구성을 도시한 복소 벡터도를 도시한 것이다. 상기 지연은 측정된 주파수 상관 함수로부터 채널 분산 부분을 위상 감산함으로써 추정될 수 있다.

주파수 상관 함수의 제곱된 크기는 지연

에 관해 불변이기 때문에, RMS 지연 스프레드

는 단순히 이전에 설명된 바와 같이 계산될 수 있다. 일단 RMS 지연 스프레드가 추정되면 시간 분산에 기인하는 주파수 상관 함수의 위상각을 계산할 수 있다. 즉

이제, 래그

에서 평가된 주파수 상관 함수의 위상각은 평가될 수 있고 채널에 기인한 위상각은 차례로 지연의 추정치에 매핑되는 지연에 기인한 위상각을 획득하기 위하여 감산될 수 있다.

요약하면, 주파수 공분산 함수의 추정치들에 기반하여 가간섭성 대역폭 및 잡음 레벨을 추정하기 위한 방법이 이제까지 설명되었다. 또한, 제1 경로에 대한 시간(지연)을 추정하기 위한 방법이 설명되었다. 제안된 방법들의 성능은 추정된 주파수 공분산 함수

의 품질에 의존한다. 추정된 주파수 공분산 함수의 품질을 개선하기 위하여, 연장된 시간 기간에 걸친 통계치들의 평균화/필터링과 같은 측정들이 채택될 수 있다.

도 3은 처리 흐름 또는 소프트웨어 루틴의 기능적인 구성요소들을 반영할 수 있는, 단말기 또는 네트워크 장치의 수신기, 송수신기 또는 모뎀 장치에서 모듈러 구조에 기반하는 실시예에 의한 구현예를 도시한 것이다. 또는, 대안적으로, 도 3의 모듈러 구조의 모듈들은 기본적인 기능들을 실시하기 위한 구체적인 하드웨어 회로들을 반영할 수 있다.

제1 모듈(1)에서 채널 전달 함수가 전송된 컨스텔레이션(constellation) 포인트들의 지식을 사용하여 파일럿 위치들에서 (예를 들어 최소 자승 채널 추정에 의해) 샘플링된다. 제2 모듈(2)에서 공분산들(주파수 상관들)이 파일럿 채널 추정치들에 기반하여 추정된다. 추정된 주파수 상관들의 품질을 개선하기 위하여 주파수 상관들의 이전의 추정치들은 (예를 들어 주파수 상관 추정치들(또는 주파수 공분산 추정치들)을 평균화하거나 필터링함으로써) 포함될 수 있다. 도 3에서, 이것은 제2 모듈(2)로의 피드백 접속으로서 도시된다. 제3 모듈(3)에서 상관 추정치들의 제곱된 크기의 비율들이 계산된다(수학식 5 및 수학식 8 참조). 그다음 이들은 제5 모듈(5)에서 가간섭성 대역폭 또는 RMS 지연-스프레드

(도 3에서 "타우(Tau)") 및 신호-대-잡음비(SNR)를 계산하는데 사용된다(수학식 6 및 수학식 9 참조). 제4 모듈(4)에서 순수한 타이밍 추정치

가 가정

를 사용하여 계산된다(수학식 10 참조).

제7 모듈(7)은 추정된 RMS 지연-스프레드

를 사용하여

에서 초과 지연

를 계산한다(수학식 12 참조). 제6 모듈(6)은 차

를 계산함으로써 제1 중요 경로에 대한 지연을 추정한다. 추정된 RMS 지연 스프레드(가간섭성 대역폭), 신호-대-잡음비 및 제1 중요 경로에 대한 지연은 그다음 제8 모듈(8)로 전달되는데, 제8 모듈에서 그들은 다른 수신기 구성요소들, 예를 들어 채널 추정기, 타이밍 보정 루프 등에 의해 사용된다. 또한 이 정보는 기지국 또는 액세스 포인트 무선 자원 스케줄러와 같은, 스케줄러 기능으로 다시 (어떤 포맷으로) 전송될 수 있다.

도 4는 상이한 ITU 채널 프로파일들 PA, PB 및 VA에 대한 상기한 주파수 상관 함수(수학식 12 참조)를 도시한 것이다. 따라서, 충분한 정확도를 가지고 이들 채널들을 구별하도록 제안된 추정기 또는 추정 방법을 적용하기 위하여 주파수 래그

는 작게 선택되어서는 안 된다. 예로서 더 민감한 선택은 약 20*15 kHz가 되도록

를 선택하는 것일 것이다. 보조 주파수 래그

는 추정기의 범위를 극대화하기 위하여 가능한 한 작게 선택되어야 한다(수학식 6 참조).

도 5 내지 도 8은 상이한 시뮬레이션들에 대한 가간섭성 대역폭 및 잡음 레벨 추정치들의 분포들을 나타내는 도면들을 도시한 것이다. 상기 시뮬레이션들에서, p=5이고 q=1이 사용되었다. 상기 시뮬레이션들은 파일럿 간격 6 및 DIR=0dB를 사용하는 1000 OFDM 심볼들(5MHz 대역폭)에 기반한다. 서브-캐리어 분리는 15kHz이다. 따라서, 서브-캐리어 래그 5*6=30에서의 상관이 추정된다. 도 5 및 도 6의 도면들은 추정된 주파수 상관 함수(도 5)의 크기 및 PA3 채널 프로파일에 대한 추정된 G 값(도 6)을 도시한 것이다. 도 7 및 도 8의 도면들은 PB3 채널 프로파일에 대한 동일한 것들을 도시한 것이다. 공분산 함수는 단지 하나의 OFDM 심볼내의 파일럿들에 기반하여 평가된다. 박스들은 하부 사분위, 중간 및 상부 사분위 값들에서 라인들을 갖는다. 휘스커들(whiskers)은 추정치들의 나머지의 크기를 보여주기 위하여 박스들의 각 종단에서 연장되는 라인들이다. 밖에 있는 것들은 휘스커들의 종단들을 넘는 값들을 갖는 추정치들이다. 패널들은 또한 이상적이고 평균적인 추정치를 보여준다(중간 부분의 실선들).

도 4의 PA 및 PB 채널 프로파일들에 대한 정확한 주파수 상관 함수와 비교하면, 평균적인 상관 추정치는 서브-캐리어 래그 30에서 정확한 주파수 상관과 부합한다는 것이 추정될 수 있다. 이것은 진정한 PDP가 정확하게 지수적이지 않을지라도 주파수 상관을 추정하는 것이 진정으로 가능하다는 것을 나타낸다.

도 9는 가간섭성 대역폭 및 잡음 분산 추정을 달성하기 위한 제안된 기능들의 대안적인 소프트웨어-기반 실시예의 개략적인 블록도를 도시한 것이다. 요구되는 기능들은 메모리(212)에 저장된 제어 프로그램의 소프트웨어 루틴들에 기반하여 제어를 수행하는 제어 유닛을 지닌 어떤 프로세서 또는 컴퓨터 장치일 수 있는 처리 유닛(210)을 지닌 수신기, 추정 또는 모뎀 모듈(20)에서 구현될 수 있다. 프로그램 코드 명령들은 메모리(212)로부터 꺼내지고 도 3의 블록도에서 설명된 상기한 기능들의 처리 단계들을 수행하기 위하여 처리 유닛(210)의 제어 유닛에 로딩된다. 이들 처리 단계들은 입력 데이터 DI에 기초하여 수행될 수 있고 출력 데이터 DO를 생성할 수 있는데, 입력 데이터 DI는 고속 푸리에 변환 스테이지 또는 루틴으로부터 획득된 포스트 고속 푸리에 변환(FFT) 신호에 대응할 수 있고, 출력 데이터 DO는 추정된 가간섭성 대역폭, 지연 또는 SNR에 대응할 수 있다.

요약하면, 측정된 전력 지연 프로파일 또는 주파수 상관 함수의 주파수 공분산들 또는 상관들이 직교 주파수 분할 다중 채널의 두개의 상이한 비제로(non-zero) 서브-캐리어 래그들(lags)에서 추정되는, 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 생성물이 설명되었다. 상기 두개의 추정된 주파수 공분산들의 크기들의 비율이 계산되고 상기 채널의 지연 스프레드(delay spread) 또는 가간섭성 대역폭이 상기 계산된 비율에 기초하여 추정된다.

본 발명이 채널 추정이 수행되는 어떤 전송 시스템에서도 구현되거나 사용될 수 있다는 것은 주목된다. 특히, 본 발명은 예를 들어 롱텀 에볼루션(LTE) 또는 3.9G와 같은, 3GPP 진보된 범용 이동 통신 시스템(UMTS) 지상 무선 액세스 네트워크(E-UTRAN) 뿐만 아니라, 광대역 부호 분할 다중 접속(WCDMA)을 위한 3GPP에서 현재 표준화되는 바와 같은 WiMAX(마이크로웨이브 액세스를 위한 월드와이드 상호운용성)와 같은 무선 시스템들에서 적용될 수 있다. 이들 무선 접속 기술들(예를 들어, WLAN, WiMAX, E-UTRAN 또는 3G LTE)은 상이한 무선 경로들 및/또는 채널들을 통해 신호들을 수신할 수 있는 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템들 또는 다중-빔/다중-안테나 송신기 또는 수신기 장치들(예를 들어 기지국 장치들, 액세스 포인트들 또는 다른 액세스 장치들)을 포함할 수 있다. 제안된 가간섭성 대역폭 및 신호-대-잡음 레벨 추정기는 수신기 장치, 수신기 모듈, 수신기의 칩셋에서 구현될 수 있거나 채널 추정기 서브-시스템의 일부로서 구현될 수 있다. 상기한 실시예들에서 획득된 추정치들은 (무선) 링크-품질의 서술자들로서 사용될 수 있고 무선-자원 스케줄러로 다시 (어떤 형태로) 전송될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부한 청구항들의 범위내에서 변할 수 있는 상기한 소정의 실시예들에 제한되지 않는다.

Claims

a) 직교 주파수 분할 다중 채널의 두개의 상이한 비제로(non-zero) 서브-캐리어 래그들(lags)에서 측정된 전력 지연 프로파일 또는 주파수 상관 함수의 주파수 공분산들 또는 상관들을 추정하는 것;
b) 상기 두개의 추정된 주파수 공분산들의 크기들의 비율의 함수를 계산하는 것; 및
c) 상기 계산된 함수에 기초하여 상기 채널의 지연 스프레드(delay spread) 또는 가간섭성 대역폭을 추정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 추정된 지연 스프레드 또는 가간섭성 대역폭을 사용하여 상기 두개의 상이한 서브-캐리어 래그들 중 하나에서 무잡음 주파수 상관의 크기를 추정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 두개의 상이한 서브-캐리어 래그들 중 하나에서의 상기 무잡음 주파수 상관의 크기 및 0인 서브-캐리어 래그에서의 무잡음 주파수 상간의 추정된 크기 간의 비율을 추정함으로써 신호-대-잡음비를 결정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두개의 서브캐리어 래그들 중 하나는 관심 동작점에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 중요 탭(tap)의 위치에 기초하여 상기 추정된 지연 스프레드 또는 가간섭성 대역폭을 타이밍 추정치에 매핑하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 상관 함수의 위상각을 추정하는 것 및 상기 채널의 제1 경로에 대한 시간을 서술하는 지연의 추정치로 매핑되는 위상각을 획득하기 위하여 상기 채널의 시간 분산으로부터 유래되는 위상각 부분을 감산하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 상관 함수의 위상각은 순수한(naive) 타이밍 추정으로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 상관들 또는 공분산들은 파일럿 채널 추정치들에 기초하여 추정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주파수 상관들 또는 공분산들은 부분적으로 적어도 하나의 이전의 주파수 상관 또는 공분산 추정치에 기초하여 추정되는 것을 특징으로 하는 방법.
a) 직교 주파수 분할 다중 채널의 두개의 상이한 비제로(non-zero) 서브-캐리어 래그들(lags)에서 측정된 전력 지연 프로파일 또는 주파수 상관 함수의 주파수 공분산들 또는 상관들을 추정하기 위한 제1 추정 모듈;
b) 상기 두개의 추정된 주파수 공분산들의 크기들의 비율의 함수를 계산하기 위한 계산 모듈; 및
c) 상기 계산된 함수에 기초하여 상기 채널의 지연 스프레드(delay spread) 또는 가간섭성 대역폭을 추정하기 위한 제2 추정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서, 상기 추정된 지연 스프레드 또는 가간섭성 대역폭을 사용하여 상기 두개의 상이한 비제로 서브-캐리어 래그들 중 하나에서 무잡음 주파수 상관의 크기를 추정하기 위한 제3 추정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 두개의 상이한 서브-캐리어 래그들 중 하나에서의 상기 무잡음 주파수 상관의 크기 및 0인 서브-캐리어 래그에서의 무잡음 주파수 상관의 추정된 크기 간의 비율을 추정함으로써 신호-대-잡음비를 결정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두개의 비제로 서브캐리어 래그들 중 하나는 관심 동작점에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 중요 탭(tap)의 위치에 기초하여 상기 추정된 지연 스프레드 또는 가간섭성 대역폭을 타이밍 추정치에 매핑하기 위한 매핑 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 상관 함수의 위상각을 추정하고, 보정된 위상각을 획득하기 위하여 상기 채널의 시간 분산으로부터 유래된 위상각 부분을 감산하며, 상기 보정된 위상각을 상기 채널의 제1 경로에 대한 시간을 서술하는 지연의 추정치에 매핑하기 위한 제4 추정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제15항에 있어서, 상기 제4 추정 모듈은 순수한(naive) 타이밍 추정을 적용함으로써 상기 주파수 상관 함수의 위상각을 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 추정 모듈은 파일럿 채널 추정치들에 기초하여 상기 주파수 상관들 또는 공분산들을 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 추정 모듈은 부분적으로 적어도 하나의 이전의 주파수 상관 또는 공분산 추정치에 기초하여 상기 주파수 상관들 또는 공분산들을 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
a) 직교 주파수 분할 다중 채널의 두개의 상이한 비제로(non-zero) 서브-캐리어 래그들(lags)에서 측정된 전력 지연 프로파일 또는 주파수 상관 함수의 주파수 공분산들 또는 상관들을 추정하기 위한 제1 추정 수단;
b) 상기 두개의 추정된 주파수 공분산들의 크기들의 비율의 함수를 계산하기 위한 계산 수단; 및
c) 상기 계산된 함수에 기초하여 상기 채널의 지연 스프레드(delay spread) 또는 가간섭성 대역폭을 추정하기 위한 제2 추정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항 또는 제19항에 의한 장치 및 상기 채널을 통해 수신된 신호의 값을 검출하기 위한 검출 유닛을 포함하는 단말 장치.
제10항 또는 제19항에 의한 장치를 포함하는 수신기 모듈.
제10항 또는 제19항에 의한 장치를 포함하는 칩 장치.
컴퓨터 장치상에서 실행되는 경우 제1항의 방법의 단계들을 생성하기 위한 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 생성물.