KR20100091390A - Apparatus and method for velocity estimation on a mobile station in wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선통신 시스템에서 단말의 속도 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 무선통신 시스템에서 채널정보를 이용해서 단말의 속도를 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating the speed of a terminal in a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and a method for estimating the speed of a terminal using channel information in a broadband wireless communication system.
오늘날 고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 후보로 제안되고 있으며, 이 중에서 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기법은 현재 가장 유력한 차세대 무선 통신 기술로 인정받고 있다. 향후 대부분의 무선통신 기술에서는 상기 OFDM/OFDMA 기술이 사용될 것으로 예상된다.Today, many wireless communication technologies are proposed as candidates for high-speed mobile communication. Among them, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) is the most powerful next generation wireless communication technology. It is recognized as. It is expected that the above-mentioned OFDM / OFDMA technology will be used in most future wireless communication technologies.
한편, 차세대 무선 통신 시스템은 한정된 주파수 및 채널 자원 내에서 대용량 멀티미디어 패킷 서비스를 지원하기 위해서, 정확한 채널정보를 기반한 자원 할당이 필요하다. 이동통신 채널과 같은 시변 채널의 경우, 채널에 대한 정보로서 속 도에 대한 요소가 매우 중요하다. 다시 말해, 속도 정보는 사용자의 채널 상태를 나타내는 정보로서 시스템 자원의 효율적 운용을 위해서 반드시 필요한 요소이다.Meanwhile, next-generation wireless communication systems require resource allocation based on accurate channel information in order to support a large capacity multimedia packet service within limited frequency and channel resources. In the case of time-varying channels such as mobile communication channels, the speed factor is very important as information about the channel. In other words, speed information is information indicating a channel state of a user and is essential for efficient operation of system resources.
이동통신 시스템에서 단말의 속도 정보는 시스템의 성능 향상을 위해 다양한 분야에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 속도 정보가 적응형 송수신 기술에 이용될 경우, 수신기는 보다 효율적인 채널 추정이 가능하며, 송신기는 변조, 코딩 혹은 다중 안테나 신호 전송 기법 등을 채널 상태에 맞게 조정할 수 있다. 다른 예로, 네트워크 측면의 알고리즘에 이용될 경우, 핸드오버 결정을 보다 정확히 할 수 있으며, 시스템 자원을 효율적으로 관리할 있다.Speed information of the terminal in the mobile communication system may be used in various fields to improve the performance of the system. For example, when speed information is used in an adaptive transmission / reception technique, a receiver may perform more efficient channel estimation, and the transmitter may adjust modulation, coding, or a multi-antenna signal transmission scheme to a channel state. As another example, when used in an algorithm on the network side, handover decisions can be made more accurately and system resources can be managed efficiently.
종래 기술에 따르면, 수신기는 수신되는 미리 약속된 신호(예: 파일럿 신호 혹은 constant envelop 신호)의 크기 변화를 이용하여 최대 도플러 주파수를 추정하고, 상기 추정된 도플러 주파수를 이용해서 이동속도를 추정한다. According to the prior art, the receiver estimates the maximum Doppler frequency using a change in the magnitude of a predetermined signal (eg, a pilot signal or a constant envelop signal) received, and estimates a moving speed using the estimated Doppler frequency.
그런데, 이와 같은 속도 추정 기법은, 송신기에서 반드시 기준신호(파일럿 신호)를 전송해야 한다. 만약, 업링크(uplink)로 데이터를 전송하지 않고 다운링크(downlink)로만 데이터를 전송하는 경우, 기지국은 단말의 속도 추정이 불가능하다. 이런 경우, 데이터와 상관없이 항상 전송되는 업링크 제어신호를 이용해서 속도 추정을 수행할 수 있는데, 이 경우에도 전력제어(power control)로 인해 신호의 엔벨로프(envelop)가 일정하지 않으므로 속도 추정이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 업링크 데이터가 전송되지 않는 상황에서 단말의 속도를 추정할 수 있는 방안이 필요하다.However, such a speed estimating technique must transmit a reference signal (pilot signal) from the transmitter. If data is transmitted only in the downlink without transmitting the data in the uplink, the base station cannot estimate the speed of the terminal. In this case, speed estimation can be performed using the uplink control signal, which is always transmitted regardless of the data. In this case, speed estimation is difficult because the envelope of the signal is not constant due to power control. There is a problem. Therefore, there is a need for a method for estimating the speed of a terminal in a situation where uplink data is not transmitted.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 단말의 속도를 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating the speed of a terminal in a wireless communication system.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 단말로부터 피드백되는 채널정보를 이용해서 단말의 속도를 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating the speed of a terminal using channel information fed back from the terminal in a wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 채널정보의 변동 정도를 이용해서 단말의 속도를 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating the speed of a terminal using a degree of change of channel information in a wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 채널정보를 이용해서 단말의 속도를 추정할 때 오차를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing an error when estimating the speed of a terminal using channel information in a wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 채널정보를 다중 필터링하고, 다중 필터링 결과를 이용해서 단말의 속도를 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for multi-filtering channel information in a wireless communication system and estimating the speed of a terminal using the multi-filtering result.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, 단말로부터 피드백되는 채널정보를 검출하는 검출기와, 상기 검출기로부터의 채널정보를 서로 다른 필터계수로 다중 필터링하고, 상기 다중 필터링 결과를 이용해서 상기 단말의 이동 속도를 추정하는 속도 추정부와, 상기 단말의 이동속도를 이용해서 적어도 하나의 결정 알고리즘을 수행하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, in a base station apparatus in a wireless communication system, a detector for detecting channel information fed back from a terminal, and multi-filtering the channel information from the detector with different filter coefficients and And a speed estimating unit estimating a moving speed of the terminal using the multi-filtering result, and a controller performing at least one determination algorithm using the moving speed of the terminal.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서, 단말로부터 피드백되는 채널정보를 검출하는 과정과, 상기 단말로부터 수신되는 채널정보를 서로 다른 필터계수로 다중 필터링하고, 상기 다중 필터링 결과를 이용해서 상기 단말의 이동속도를 추정하는 과정과, 상기 단말의 이동속도를 이용해서 적어도 하나의 결정 알고리즘을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, in a method of operating a base station in a wireless communication system, detecting channel information fed back from a terminal, multi-filtering the channel information received from the terminal with different filter coefficients, Estimating a moving speed of the terminal using a filtering result, and performing at least one determination algorithm using the moving speed of the terminal.
상술한 바와 같이, 본 발명은 단말에서 기지국으로 전송되는 채널정보(예 : CQI)를 이용해서 속도 추정을 하기 때문에, 추가적인 오버헤드(overhead) 없이 단말의 속도를 추정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 속도 추정 기법은, 속도 구분을 위한 비교치로 사용되는 디시젼 매트릭(decision metric)이나 크로싱 기준(crossing threshold) 값을 다중으로 사용함으로써, 속도 추정 오차를 줄일 수 있는 이점이 있다. As described above, since the present invention performs speed estimation using channel information (eg, CQI) transmitted from the terminal to the base station, the speed of the terminal can be estimated without additional overhead. In addition, the speed estimation technique according to the present invention has an advantage of reducing the speed estimation error by using multiple decision metric or crossing threshold values used as comparison values for speed classification. .
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설 명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, the operating principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
이하 본 발명은 무선통신시스템에서 채널정보를 이용해서 단말의 속도를 추정하기 위한 방안에 대해 살펴보기로 한다. 여기서, 채널정보는 단말로부터 기지국으로 피드백되는 채널품질지시자(CQI: Channel Quality Indicator)로, 단말은 예를 들어, CINR(carrier to interference and noise ratio), SINR(signal to interference noise ratio), SNR(signal to noise ratio), BER(bit error rate), RTD(Round trip delay) 등을 측정해서 기지국으로 피드백할 수 있다.Hereinafter, a method for estimating the speed of a terminal using channel information in a wireless communication system will be described. Here, the channel information is a channel quality indicator (CQI) fed back to the base station from the terminal, the terminal is, for example, carrier to interference and noise ratio (CINR), signal to interference noise ratio (SINR), SNR ( Signal to noise ratio (BER), bit error rate (BER), and round trip delay (RTD) can be measured and fed back to the base station.
이하 OFDM/OFDMA 기반의 광대역 무선접속 시스템을 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 채널정보를 피드백하는 다른 무선통신시스템에도 용이하게 적용될 수 있다.Although an OFDM / OFDMA based broadband wireless access system is described below by way of example, the present invention can be easily applied to other wireless communication systems that feed back channel information.
일반적으로, 기지국은 단말로부터 피드백되는 채널정보를 AMC(adaptive modulation and coding) 기법, 자원 스케줄링, 핸드오버 등에 사용할 수 있다. 단말은 업링크 데이터가 없더라도 항상 주기적으로 CQI를 기지국으로 전송하므로, 기지국은 상기 CQI를 이용해서 단말의 속도를 추정할 수 있다. 그러나, 업링크 CQI 신호는 업링크 전력제어의 영향을 받으므로, 본 발명은 상기 업링크 CQI 신호의 엔벨로프를 이용하는 대신 CQI 값을 이용해서 속도를 추정하는 방안을 제안하기로 한다. 즉, 상기 CQI 값의 변화 정도를 이용해서 단말의 속도를 추정한다.In general, the base station may use channel information fed back from the terminal to the adaptive modulation and coding (AMC) scheme, resource scheduling, handover, and the like. Since the terminal always transmits the CQI to the base station periodically even without the uplink data, the base station may estimate the speed of the terminal using the CQI. However, since the uplink CQI signal is affected by the uplink power control, the present invention proposes a method of estimating the speed using the CQI value instead of the envelope of the uplink CQI signal. That is, the speed of the terminal is estimated using the degree of change of the CQI value.
먼저, 두 인접 프레임 간의 CQI 값 차이를 측정하여 속도를 추정하는 방법을 살펴보기로 한다. 하기 <수학식 1>과 같이, 일정 구간 동안 CQI 값 차이를 평균하고, 그 평균값을 디시젼 매트릭(decision metric)으로 하여 속도를 결정할 수 있다.First, a method of estimating speed by measuring a difference in CQI values between two adjacent frames will be described. As shown in
[수학식 1][Equation 1]
실제 구현에서, k번째 프레임의 디시젼 매트릭 는 하기 <수학식 2와> 같이 IIR(Infinite Impulse Response) 필터링을 이용한 누적 평균기로 구할 수 있다.In the actual implementation, the decision metric of the kth frame May be obtained as a cumulative average using Infinite Impulse Response (IIR) filtering as shown in
[수학식 2][Equation 2]
여기서, α는 망각요소(forgetting factor)로 짧은 시간 구간 동안의 매트릭의 급격한 변화의 영향을 줄이는 역할을 한다. 이러한 망각요소는 채널의 시간변화에 적절히 동기되어 있어야 속도 추정의 정확도를 높일 수 있다. 즉, 채널이 빠르게 변하는 고속의 상황과 채널이 천천히 변하는 저속의 상황에 따라 상기 망각요소의 값을 적절히 조정해야 한다. Here, α is a forgetting factor, and serves to reduce the influence of the rapid change of the metric for a short time period. Such forgetting factor must be properly synchronized with the time variation of the channel to increase the accuracy of the speed estimation. That is, the value of the forgetting element should be appropriately adjusted according to the high speed situation in which the channel changes rapidly and the low speed situation in which the channel changes slowly.
그래서, 본 발명은 다중(multiple) 망각요소를 적용해 속도 추정의 신뢰도를 높이는 방안을 제안한다. 하나의 실시예로, 두 개의 망각요소를 사용하는 추정 방법을 설명하면, 하기 <수학식 3>과 같이, 고속에서 속도 구분이 용이한 필터 계수(망각요소)와 저속에서 속도 구분이 용이한 필터계수를 적용하여, 즉 다중의 망각요소들을 적용하여 두 개의 디시전 매트릭들을 구하고, 상기 두 개의 디시전 매트릭들을 미리 설정된 매핑 테이블과 비교하여 속도를 결정할 수 있다.Therefore, the present invention proposes a method of increasing reliability of speed estimation by applying multiple forgetful elements. As an example, the estimation method using two forgetting elements will be described as follows. Two decision matrices by applying a coefficient, i.e. applying multiple oblivion elements The speed can be determined by comparing the two decision metrics with a preset mapping table.
[수학식 3]&Quot; (3) "
다음으로, CQI 값 변화를 추적(tracking)하면서 CQI 값이 특정 레벨과 교차되는 빈도(LCR: level crossing rate)를 측정하여 속도를 추정하는 방법을 살펴보기로 한다. 일정 구간 동안 특정 레벨 г에 대해 하기 <수학식 4>를 만족하는 횟수를 카운트한다. 이렇게 카운트된 횟수(LCR)를 미리 설정된 매핑테이블과 비교하여 속도를 추정할 수 있다.Next, a method of estimating a speed by measuring a level crossing rate (LCR) in which a CQI value crosses a specific level while tracking a change in the CQI value will be described. The number of times of
[수학식 4]&Quot; (4) "
상기 특정 레벨 г는 미리 정해진 값을 사용할 수도 있고, 하기 수학식 5와 같이 일정 구간 동안의 CQI 평균을 사용할 수도 있다.The specific level г may use a predetermined value or may use a CQI average for a predetermined period as shown in
[수학식 5][Equation 5]
본 발명은 상기 수학식 5에 다중(multiple) 망각요소를 적용해 속도 추정의 신뢰도를 높이는 방안을 제안한다. 하나의 실시예로, 두 개의 망각요소를 사용하는 방법을 설명하면, 하기 <수학식 6>와 같이, 고속에서 속도 구분이 용이한 필터계수와 저속에서 속도 구분이 용이한 필터 계수를 적용하여, 즉 다중 망각요소를 적용하여 두 개의 카운트 값들(LCR1, LCR2)를 구하고, 상기 두 개의 카운트 값들을 미리 설정된 매핑테이블과 비교하여 속도를 결정할 수 있다.The present invention proposes a method of increasing reliability of speed estimation by applying multiple forgetful elements to Equation (5). In one embodiment, a method of using two oblivion elements will be described. As shown in
[수학식 6]&Quot; (6) "
상술한 내용에 근거한 본 발명의 구체적인 실시예를 살펴보기로 한다.Based on the above description will be described a specific embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.1 shows a configuration of a receiver in a broadband wireless access system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 수신기는 RF처리기(100), OFDM복조기(102), 부반송파 디매핑기(104), 등화기(106), 복조기(108), 복호기(110), 채널추정기(112), CQI복조기(114) 및 속도추정기(116)을 포함하여 구성된다. 이하, 상기 수신기는 기지국인 것으로 가정하여 살펴보기로 한다.As shown, the receiver includes an
도 1을 참조하면, 먼저 RF처리기(100)는 안테나를 통해 수신된 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(102)는 상기 RF처리기(100)로부터의 샘플 데이터를 OFDM 복조하여 주파수 영역의 데이터를 발생한다. 여기서, 상기 OFDM복조기(102)는 수신된 OFDM심볼에서 보호구간(예: cyclic prefix)을 제거한후 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산하여 주파수 영역의 데이터를 발생할 수 있다. 부반송파 디매핑기(104)는 상기 주파수 영역의 데이터에서 트래픽 데이터, 파일럿 데이터, 제어 데이터(상향링크 제어채널 데이터) 등을 추출하고, 각각을 해당 구성부로 제공한다. 예를 들어, 상기 트래픽 데이터는 등화기(106)로 제공되고, 상기 파일럿 데이터는 채널추정기(112)로 제공되며, 상향링크 CQI채널 데이터는 CQI복조기(114)로 제공될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
상기 CQI복조기(114)는 상기 CQI채널 데이터를 복조하여 단말로부터 수신된 CQI값을 복원하고, 상기 CQI값을 속도추정기(116)로 제공한다. 상기 속도추정기(116)는 단말로부터 주기적으로 수신되는 CQI값을 이용해서 상기 단말의 속도를 추정하고, 상기 추정된 속도를 채널추정기(112)로 제공한다. 상기 속도추정기(116)는 상술한 두 가지 방법으로 속도를 추정할 수 있으며, 상세한 구성 및 동작은 이후 도 2과 도 3을 참조하여 살펴보기로 한다.The CQI demodulator 114 demodulates the CQI channel data to restore the CQI value received from the terminal, and provides the CQI value to the
상기 채널추정기(116)은 상기 속도추정기(116)로부터의 속도추정결과(예 : 고속 혹은 저속)를 이용해서 채널추정기법을 결정하고, 수신된 파일럿 데이터를 상기 결정된 채널추정기법으로 처리하여 채널계수(혹은 채널임펄스응답)을 발생한다.The
예를 들어, 시스템은 물리채널의 형태에 따라 평균(averaging) 방식, 보 간(interpolation)방식, 위너필터링(wiener filtering)방식 등을 사용하여 채널추정을 수행할 수 있다. 여기서, PUSC 서브채널 로테이션 디스에이블(PUSC subchannel rotation disable) 모드나 밴드 AMC 같은 채널 구조의 경우, 시간축으로 파일럿 심볼이 연속적으로 위치되므로, 채널 상관이 존재하는 구간동안의 파일럿 심볼을 모두 이용하여 채널추정성능을 높일 수 있다. 한편, 상기 위너 필터링 방식의 경우, 단말의 속도에 따라 서로 다른 필터계수를 적용할 경우 채널추정성능을 높일 수 있다. 예를 들어, 각 속도구간의 대표속도에 대한 위너 필터 계수를 미리 계산하여 저장하고, 추정된 속도에 따라 해당 필터계수를 이용해서 채널추정을 수행할 수 있다.For example, the system may perform channel estimation using an averaging method, an interpolation method, a Wiener filtering method, etc. according to the physical channel type. Here, in the case of a PUSC subchannel rotation disable mode or a channel structure such as a band AMC, since pilot symbols are continuously located along the time axis, channel estimation is performed using all pilot symbols during a period where channel correlation exists. It can improve performance. On the other hand, in the case of the Wiener filtering method, channel estimation performance can be improved by applying different filter coefficients according to the speed of the terminal. For example, the Wiener filter coefficient for the representative speed of each speed section may be calculated and stored in advance, and channel estimation may be performed using the corresponding filter coefficient according to the estimated speed.
도 6은 PUSC SR 디스에이블 모드에 적용될 수 있는 위너필터링 방식을 설명하는 도면이다. 필터링의 윈도우 사이즈를 7 OFDM심볼로 가정한 것으로, 수신기는 상기 윈도우를 슬라이딩 방식으로 이동하면서 수신 파일럿 심볼들을 필터링하여, 각 부반송파의 채널계수를 획득할 수 있다. 이때 적용되는 필터계수(W[-2]. W[-1], W[0]. W[1], W[2])는 예를 들어 하기 <표 1>과 같이 속도에 따라 서로 다르게 적용될 수 있다. 하기 <표 1>에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 추정된 속도가 저속일 경우, 위너필터에 적용되는 필터계수는 (0.97, 0.99,1.0. 0.98. 0.97)이고, 추정된 속도가 중속일 경우 위너필터에 적용되는 필터계수는 (0.85, 0.96, 1.0, 0.94, 0.85)이며, 고속일 경우 위너필터에 적용되는 필터계수는 (0.7, 0.9. 1.0, 0.85, 0.7)일 수 있다.FIG. 6 is a diagram illustrating a winner filtering method that may be applied to a PUSC SR disable mode. Assuming that the window size of the filtering is 7 OFDM symbols, the receiver may filter the received pilot symbols while moving the window in a sliding manner to obtain a channel coefficient of each subcarrier. The filter coefficients (W [-2] .W [-1], W [0] .W [1], W [2]) applied at this time may be differently applied depending on the speed, for example, as shown in Table 1 below. Can be. As shown in Table 1 below, for example, when the estimated speed is a low speed, the filter coefficient applied to the Wiener filter is (0.97, 0.99,1.0.0.98.0.97), and Winer is when the estimated speed is a medium speed. The filter coefficient applied to the filter is (0.85, 0.96, 1.0, 0.94, 0.85), and the filter coefficient applied to the Wiener filter at high speed may be (0.7, 0.9. 1.0, 0.85, 0.7).
[표 1]TABLE 1
상기 등화기(equalizer)(106)는 상기 부파송파 디매핑기(104)로부터의 트래픽 데이터(버스트 데이터)를 상기 채널추정기(112)로부터의 채널계수(또는 채널임펄스응답)를 이용해 채널보상(channel compensation 혹은 equalization)하여 출력한다. 즉, 무선채널에서 발생한 여러 왜곡들을 보상하여 출력한다.The
복조기(108)는 상기 등화기(106)로부터의 심볼들을 송신기의 변조방식에 따라 복조하여 부호화 데이터를 출력한다. 복호기(110)는 상기 복조기(108)로부터의 부호화 데이터를 송신기의 부호방식에 따라 복호하여 원래의 정보데이터로 복원한다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 속도 추정기(116)의 구성을 도시하고 있다.2 shows a configuration of a
도시된 바와 같이, 속도 추정기(116)는 지연기(200), 감산기(202), 절대값 계산기(204), 제1필터(206), 제2필터(208), 속도결정부(210)을 포함한다.As shown, the
도 2를 참조하면, 먼저 CQI복조기(114)로부터 입력되는 k번째 CQI값(CQI(k))은 지연기(200)와 감산기(202)로 제공된다. 상기 지연기(200)는 입력되는 CQI값을 한번 지연시켜 상기 감산기(202)로 제공한다. Referring to FIG. 2, first, the k-th CQI value CQI (k) input from the
상기 감산기(202)는 상기 CQI복조기(114)로부터 입력되는 k번째 CQI값(CQI(k))에서 상기 지연기(200)로부터 입력되는 (k-1)번째 CQI값(CQI(k-1))을 감산하여 출력한다. 절대값 계산기(204)는 상기 감산기(202)로부터의 값의 절대값을 구해 출력한다. 즉, 상기 감산기(202)와 상기 절대값 계산기(204)는 k번째 CQI값과 (k-1)번째 CQI값 사이의 차이 값을 산출한다.The
제1필터(206)는 상기 절대값 계산기(204)로부터의 값을 예를 들어 상기 <수학식 2>와 같이 IIR필터링하여 출력한다. 이때, 상기 제1필터(206)는 저속에서 속도 구분이 용이한 필터 계수(혹은 망각요소)를 이용해서 필터링을 수행할 수 있다. The
제2필터(208)는 상기 절대값 계산기(204)로부터의 값을 예를 들어 상기 <수학식 2>와 같이 IIR필터링하여 출력한다. 이때, 상기 제2필터(206)는 고속에서 속도 구분이 용이한 필터계수(혹은 망각요소)를 이용해서 필터링을 수행할 수 있다.The
속도 결정부(210)는 속도결정을 위한 매핑테이블을 구비하며, 상기 제1필터(206)로부터의 제1디시전 매트릭과 상기 제2필터(208)로부터의 제2 디시전 매트릭을 상기 매핑테이블과 비교하여, 해당 단말의 이동속도를 결정한다. 이렇게 결정된 단말의 이동속도는 채널추정기(112) 및 상위 제어기로 제공되어, 다양한 결정 알고리즘에 이용될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 속도추정기(116)의 구성을 도시하고 있다.3 shows a configuration of a
도시된 바와 같이, 속도추정기(116)는 지연기(300), 제1필터(302), 제2필터(304), LCR카운터(306), 속도결정부(308)을 포함한다.As shown, the
도 3을 참조하면, 먼저 CQI복조기(114)로부터 입력되는 k번째 CQI값(CQI(k))은 지연기(300), LCR카운터(306), 제1필터(302) 및 제2필터(304)로 제공된다. 상기 지연기(300)는 입력되는 CQI값을 한번 지연시켜 LCR카운터(306)로 제공한다.Referring to FIG. 3, first, the k-th CQI value CQI (k) input from the
상기 제1필터(302)는 입력되는 CQI값을 예를 들어 상기 <수학식 6>과 같이 IIR필터링하여 출력한다. 이때, 상기 제1필터(302)는 저속에서 속도 구분이 용이한 필터계수(또는 망각요소)를 이용해서 필터링을 수행할 수 있다. 상기 제2필터(304)는 입력되는 CQI값을 예를 들어 상기 <수학식 6>과 같이 IIR필터링하여 출력한다. 이때, 상기 제2필터(302)는 고속에서 속도 구분이 용이한 필터계수(또는 망각요소)를 이용해서 필터링을 수행할 수 있다. The
도 7은 망각요소(forgetting factor) 값에 따른 속도구분 효과를 비교한 그래프이다. 도시된 바와 같이, IIR필터링에 적용되는 망각요소(α: ALPHA) 값이 0.9일 경우(상위 그래프), 저속에서 속도 구분이 용이하며, 망각요소 값이 0.1일 경우(하위 그래프), 고속에서 속도 구분이 용이함을 알 수 있다. 즉, 상기 제1필터(302)와 상기 제2필터(304)는 단말로부터 수신되는 CQI값을 서로 다른 망각요소 값들을 가지고 필터링하여 다중 기준레벨(crossing threshold)들을 생성한다.FIG. 7 is a graph comparing the effects of speed classification according to forgetting factor values. FIG. As shown, when the forgetting factor (α: ALPHA) value applied to IIR filtering is 0.9 (upper graph), it is easy to distinguish the speed at low speed, and when the forgetting factor value is 0.1 (lower graph), speed at high speed It can be seen that easy to distinguish. That is, the
LCR카운터(306)은 상기 CQI복조기(114)로부터 입력되는 k번째 CQI값, 상기 지연기(300)로부터 입력되는 k-1번째 CQI값 및 제1??터(302)로부터의 제1레벨을 비교하여, 상기 제1기준레벨을 교차하는 제1빈도수(LCR1)를 카운팅한다. 또한, 상기 LCR카운터(306)는 상기 CQI복조기(114)로부터 입력되는 k번째 CQI값, 상기 지연기(300)로부터 입력되는 k-1번째 CQI값 및 제2??터(304)로부터의 제2레벨을 비교하여, 상기 제2기준레벨을 교차하는 제2빈도수(LCR2)를 카운팅한다. The LCR counter 306 stores the k-th CQI value input from the
도 8은 시간경과에 따른 CQI값 변동과 기준레벨 변동을 도시한 그래프이다. 예를 들어, 도 8의 상위 그래프는 제1필터(302)에서 산출된 제1기준레벨에 근거한 그래프이고, 도 8의 하위 그래프는 제2필터(304)에서 산출된 제2기준레벨에 근거한 그래프일 수 있다. 즉, 상기 LCR카운터(306)는 상기 도 8과 같은 그래프에 근거해서, 설정기간 동안의 제1기준레벨 교차 빈도수(LCR1)과 설정기간 동안의 제2기준레벨 교차 빈도수(LCR2)를 결정하여 출력한다.8 is a graph illustrating variation of CQI values and reference level variation over time. For example, the upper graph of FIG. 8 is a graph based on the first reference level calculated by the
속도결정부(308)는 속도 결정을 위한 매핑테이블을 구비하며, 상기 LCR카운터(306)로부터의 다수의 교차 빈도수들(LCR1, LCR2)을 상기 매핑테이블과 비교하여 단말의 이동속도를 결정한다. 예를 들어, 상기 매핑테이블은 하기 <표 2>와 같이 나타낼 수 있다.The
[표 2]TABLE 2
(LCR1, LCR2)LCR count
(LCR1, LCR2)
상기 <표 2>를 참조하면, 예를 들어 설정기간 동안 제1기준레벨을 교차하는 빈도수(LCR1)가 31과 82 사이에 존재하고, 설정기간 동안 제2기준레벨을 교차하는 빈도수(LCR2)가 40과 122 사이에 존재하면, 단말 속도는 중속으로 결정될 수 있다. 이때, 상기 <표 2>에 나타낸 속도구간을 구분하기 위한 기준값들은 하나의 예일 뿐, 실제 운용시 실험을 통해 최적화시키는 것이 바람직하다.Referring to Table 2, for example, the frequency LCR1 crossing the first reference level is present between 31 and 82 during the setting period, and the frequency LCR2 crossing the second reference level during the setting period is shown. If present between 40 and 122, the terminal speed may be determined at medium speed. At this time, the reference values for distinguishing the speed section shown in Table 2 are just one example, it is preferable to optimize through experimentation in actual operation.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다. 특히, 도 4는 두 인접 프레임 간의 CQI 값 차이를 측정하여 속도를 추정하는 방법이다.4 illustrates an operation procedure of a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 4 is a method of estimating speed by measuring a difference in CQI values between two adjacent frames.
도 4를 참조하면, 먼저 기지국은 401단계에서 단말로부터 CQI 값이 수신되는지 검사한다. 상기 CQI값이 수신되면, 상기 기지국은 403단계에서 이번에 수신된 CQI값과 이전 수신된 CQI값의 차이를 구하고, 상기 차이 값을 다중 필터 계수를 이용해서 다중 IIR필터링하여, 복수의 디시전 매트릭들을 계산한다. 예를 들어, 저속에서 속도 구분이 용이한 제1 필터계수를 가지고 IIR 필터링하여 제1 디시전 매트릭을 구하고, 고속에서 속도 구분이 용이한 제2 필터계수를 가지고 IIR필터링하여 제2 디시전 매트릭을 구할 수 있다.Referring to FIG. 4, the base station first checks whether a CQI value is received from the terminal in
이후, 상기 기지국은 405단계에서 상기 복수의 디시전 매트릭들을 속도 구분을 위한 매핑테이블과 비교하여, 상기 단말의 이동 속도를 결정한다. 이렇게 결정된 단말의 이동속도는 채널추정에 이용될 수 있다.In
상기 채널추정에 이용하는 경우, 상기 기지국은 407단계에서 상기 결정된 단말의 이동속도에 적합한 채널추정 필터계수를 선택한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <표 1>과 같이, 각 속도구간에 따른 필터계수를 테이블로 구비하며, 결정된 이동속도와 상기 테이블을 비교해서 채널추정 필터(예: 위너 필터)에 적용될 필터계수를 결정할 수 있다.When used for the channel estimation, the base station selects a channel estimation filter coefficient suitable for the movement speed of the terminal in step 407. For example, as shown in Table 1, the base station includes a filter coefficient according to each speed section as a table, and compares the determined moving speed with the table to apply a filter coefficient to a channel estimation filter (e.g., Wiener filter). Can be determined.
그리고, 상기 기지국은 409단계에서 상기 결정된 필터계수를 채널추정 필터에 설정하고, 수신된 파일럿 심볼들을 상기 채널추정 필터를 이용해서 필터링하여, 각 부반송파의 채널계수(또는 채널임펄스응답)을 결정한다.In
이후, 상기 기지국은 411단계에서 상기 결정된 채널계수를 이용해서 수신 트래픽을 처리한다. 예를 들어, 상기 기지국은 수신된 트래픽 데이터를 상기 채널계수를 이용해서 채널 보상하고, 상기 채널 보상된 데이터를 복조 및 복호하여 원래의 정보데이터로 복원할 수 있다.Thereafter, the base station processes the received traffic using the determined channel coefficient in
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다. 특히, 도 5는 CQI 값이 특정 레벨과 교차되는 빈도(LCR: level crossing rate)를 측정하여 속도를 추정하는 방법이다.5 is a flowchart illustrating an operation procedure of a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 5 illustrates a method of estimating speed by measuring a frequency crossing rate (LCR) in which a CQI value crosses a specific level.
도 5를 참조하면, 먼저 기지국은 501단계에서 단말로부터 CQI 값이 수신되는지 검사한다. 상기 CQI값이 수신되면, 상기 기지국은 503단계에서 이번에 수신된 CQI값을 다중 필터 계수를 이용해서 다중 IIR필터링하여, 복수의 기준레벨들을 결정한다. 예를 들어, 저속에서 속도 구분이 용이한 제1 필터계수를 가지고 IIR 필터링하여 제1 기준레벨을 구하고, 고속에서 속도 구분이 용이한 제2 필터계수를 가지고 IIR필터링하여 제2 기준레벨을 구할 수 있다.Referring to FIG. 5, the base station first checks whether a CQI value is received from the terminal in
이후, 상기 기지국은 505단계에서 설정기간 동안의 제1기준레벨에 근거해서 주기적으로 수신되는 CQI값이 상기 제1기준레벨과 교차되는 제1빈도수(LCR1)을 결정하고, 상기 설정기간 동안의 제2기준레벨에 근거해서 주기적으로 수신되는 CQI값이 상기 제2기준레벨에 교차되는 제2빈도수(LCR2)을 결정한다.In
이와 같이, 다중 필터링에 의한 복수의 빈도수들(LCR1, LCR2)을 결정한후, 상기 기지국은 507단계에서 상기 복수의 빈도수들을 속도 구분을 위한 매핑테이블 과 비교하여, 상기 단말의 이동 속도를 결정한다. 이렇게 결정된 단말의 이동속도는 채널추정에 이용될 수 있다.As described above, after determining the plurality of frequencies LCR1 and LCR2 by multiple filtering, the base station compares the plurality of frequencies with a mapping table for speed classification in operation 507 to determine the moving speed of the terminal. The movement speed of the terminal thus determined may be used for channel estimation.
상기 단말의 이동 속도를 결정한 후, 상기 기지국은 509단계에서 상기 결정된 단말의 이동속도에 적합한 채널추정 필터계수를 선택한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 <표 1>과 같이, 각 속도구간에 따른 필터계수를 테이블로 구비하며, 결정된 속도와 상기 테이블을 비교해서 채널추정 필터(예: 위너 필터)에 적용할 필터계수를 결정할 수 있다.After determining the movement speed of the terminal, the base station selects a channel estimation filter coefficient suitable for the movement speed of the terminal in step 509. For example, as shown in Table 1, the base station includes a filter coefficient according to each speed section as a table, and compares the determined speed with the table to apply to a channel estimation filter (for example, a Wiener filter). Can be determined.
그리고, 상기 기지국은 511단계에서 상기 선택된 필터계수를 채널추정 필터에 설정하고, 수신된 파일럿 심볼들을 상기 채널추정 필터를 이용해서 필터링하여, 각 부반송파의 채널계수(또는 채널임펄스응답)을 결정한다.In
이후, 상기 기지국은 513단계에서 상기 결정된 채널계수를 이용해서 수신 트래픽을 처리한다. 예를 들어, 상기 기지국은 수신된 트래픽 데이터를 상기 채널계수를 이용해서 채널 보상하고, 상기 채널 보상된 데이터를 복조 및 복호하여 원래의 정보데이터로 복원할 수 있다.In
상술한 본 발명의 실시예는, 단말의 이동 속도를 추정하고, 상기 추정된 속도를 채널추정에 이용하는 방안에 대해 설명한 것이다. 그런데, 상기 추정된 단말의 이동속도는 채널추정 뿐만 아니라, 전송기법(코딩, 변조, 다중안테나 기법 등) 결정, 자원 스케줄링, 핸드오버 결정, 레인징 주기 결정, 전력제어기법 결정 등, 다양한 결정 알고리즘에 이용될 수 있다. 일 예로, 단말의 이동속도에 따라 전력제 어기법(폐루프 전력제어, 개루프 전력제어 등)을 스위칭할 수 있으며, 다른 예로 단말의 이동속도에 따라 주기적 레인징의 주기를 변경할 수 있다.In the above-described embodiment of the present invention, a method of estimating a moving speed of a terminal and using the estimated speed for channel estimation has been described. However, the estimated moving speed of the terminal is not only channel estimation but also various determination algorithms such as transmission technique (coding, modulation, multiple antenna technique, etc.) determination, resource scheduling, handover determination, ranging period determination, power control technique determination, etc. It can be used to. For example, the power control technique (closed loop power control, open loop power control, etc.) may be switched according to the moving speed of the terminal. In another example, the period of periodic ranging may be changed according to the moving speed of the terminal.
한편, 본 발명의 실시예는, 단말에서 측정된 하향링크 채널 값(CQI)을 기지국으로 피드백하고, 기지국에서 상기 채널값을 이용해서 단말의 속도를 추정하는 것으로 설명하고 있다. 다른 실시예로, 단말이 상기 하향링크 채널 값을 이용해서 이동속도를 추정하고, 상기 추정된 이동속도를 기지국으로 보고할 수도 있다.On the other hand, the embodiment of the present invention, it is described that the downlink channel value (CQI) measured by the terminal to the base station, the base station to estimate the speed of the terminal using the channel value. In another embodiment, the terminal may estimate the moving speed using the downlink channel value, and report the estimated moving speed to the base station.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시한 도면.1 is a diagram showing the configuration of a receiver in a broadband wireless access system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 추정기의 상세 구성을 도시한 도면.2 is a diagram showing a detailed configuration of a speed estimator according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 속도 추정기의 상세 구성을 도시한 도면.3 is a diagram showing a detailed configuration of a speed estimator according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한 도면.4 is a diagram illustrating an operation procedure of a base station in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한 도면.5 is a diagram illustrating an operation procedure of a base station in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
도 6은 PUSC SR 디스에이블 모드에 적용될 수 있는 위너필터링 방식을 설명하는 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating a winner filtering method that may be applied to a PUSC SR disable mode. FIG.
도 7는 망각요소 값에 따른 속도구분 효과를 비교한 그래프.Figure 7 is a graph comparing the effect of the speed classification according to the forget element value.
도 8은 시간경과에 따른 CQI값 변동과 기준레벨 변동을 도시한 그래프.8 is a graph showing variation in CQI values and reference levels over time.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090010563A KR20100091390A (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Apparatus and method for velocity estimation on a mobile station in wireless communication system |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020090010563A KR20100091390A (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Apparatus and method for velocity estimation on a mobile station in wireless communication system |
Publications (1)
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KR20100091390A true KR20100091390A (en) | 2010-08-19 |
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ID=42756583
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090010563A KR20100091390A (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Apparatus and method for velocity estimation on a mobile station in wireless communication system |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20100091390A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013066120A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-10 | Pantech Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating mobility state |
US8750148B2 (en) | 2010-11-15 | 2014-06-10 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for handover using received signal strength and radial velocity in terminal |
-
2009
- 2009-02-10 KR KR1020090010563A patent/KR20100091390A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8750148B2 (en) | 2010-11-15 | 2014-06-10 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for handover using received signal strength and radial velocity in terminal |
WO2013066120A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-10 | Pantech Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating mobility state |
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