KR20100116873A - Method for estimating multi-cell joint channel in time division-synchronous code division multiple access, and joint channel estimation terminal therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 TD-SCDMA에서의 다중 셀 결합 채널 추정 방법과 이를 위한 결합 채널 추정 단말기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 셀 환경에서 기존의 다중 셀 결합 채널 추정의 성능 변화 없이, 다중 셀 미드엠블 행렬과 CIR(channel impulse response)의 재정렬을 통해 연산 복잡도를 감소시킬 수 있도록 하기 위한 TD-SCDMA에서의 다중 셀 결합 채널 추정 방법과 이를 위한 결합 채널 추정 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-cell combined channel estimation method and a combined channel estimation terminal for TD-SCDMA, and more particularly, to a multi-cell midamble matrix without changing the performance of the conventional multi-cell combined channel estimation in a multi-cell environment. The present invention relates to a multi-cell combined channel estimation method in TD-SCDMA for reducing computational complexity through reordering of a channel impulse response (CIR) and a combined channel estimation terminal for the same.
시분할 동기 코드분할 다중접속 방식(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access, 이하 TD-SCDMA) 시스템에서, 데이터 검출 방식으로 결합 검출(JD : joint detection)을 적용한다.In a time division synchronous code division multiple access (TD-SCDMA) system, joint detection (JD) is applied as a data detection method.
상술한 방식은 각 액티브(active) 사용자의 코드와 채널 임펄스 응답(CIR : channel impulse response)을 완전히 알고 있거나 추정할 수 있다면, 기준 셀(사용 자가 속한 셀) 내에서 발생하는 모든 간섭을 제거할 수 있는 방식이다.The method described above can eliminate all interference occurring within the reference cell (the cell to which the user belongs), provided that the code and channel impulse response (CIR) of each active user are fully known or estimated. That's the way it is.
그렇지만, 셀의 가장자리에 위치한 사용자들에게는 인접 셀들의 간섭이 여전히 심각하다는 문제점이 존재한다.However, there is a problem that interference of adjacent cells is still severe for users located at the edge of the cell.
따라서, 셀 가장자리에 위치한 사용자들의 데이터 검출 성능을 향상시키기 위해서, 인접 셀로부터 액티브 사용자들의 코드들과 채널 임펄스 응답(CIR)을 수신하여 인접 셀 간섭을 제거하는 다중 셀 결합 검출(JD)을 적용한다.Accordingly, in order to improve data detection performance of users located at the cell edge, multi-cell joint detection (JD) is applied to receive codes of the active users and channel impulse response (CIR) from adjacent cells to eliminate adjacent cell interference. .
한편, 각각의 셀에서 개별적으로 동작하는 인접 셀 간섭 제거(IIC : inter-cell interference cancellation) 방식이 적용되고 있는 데, 이는 결합 검출의 또 다른 방식이며, 이 방식을 통해 인접 셀로부터의 간섭이 완전히 또는 부분적으로 제거되는 것이 가능하다.On the other hand, inter-cell interference cancellation (IIC), which operates individually in each cell, is applied, which is another method of joint detection, through which interference from adjacent cells is completely eliminated. Or it may be partially removed.
모든 데이터 검출 알고리즘에서 미리 필요한 정보는 모든 관련된 사용자들로부터 얻어진 확실한 채널 임펄스 응답(CIR) 들이다.The necessary information in advance for all data detection algorithms is certain channel impulse responses (CIRs) obtained from all relevant users.
특히, 다중 셀 결합 검출(JD)과 인접 셀 간섭 제거(IIC)를 위해서는 데이터 검출 성능을 보장하기 위해서 인접 셀들의 채널 임펄스 응답(CIR)이 정확해야 한다.In particular, for multi-cell joint detection (JD) and neighbor cell interference cancellation (IIC), the channel impulse response (CIR) of neighbor cells must be accurate to ensure data detection performance.
먼저, 도 1은 TD-SCDMA 시스템에서 다중 셀 환경의 하향링크 모델을 나타내는 것이다. 만약, 한 사용자(도 1의 User)가 셀 가장자리에 위치한다면, 해당 사용자는 인접 셀로부터 기준 셀 신호의 전력과 비슷한 크기의 간섭 신호들을 수신할 것이다.First, FIG. 1 shows a downlink model of a multi-cell environment in a TD-SCDMA system. If a user (User of FIG. 1) is located at the cell edge, the user will receive interference signals of similar magnitude as the power of the reference cell signal from the adjacent cell.
예를 들어, 도 1에서 도시하는 것과 같이, 사용자(User)는 기준 셀인 Cell 0 로부터 수신하는 신호(Home Cell Signal)의 전력 크기가 인접 셀인 Cell 1과 Cell 2로부터 수신하는 신호(Adjacent Cell Interference Signal)의 전력 크기와 유사할 것이다.For example, as illustrated in FIG. 1, a user receives a signal received from
그렇기 때문에 이 사용자가 확실한 데이터 검출을 위해서는 다중 셀 결합 검출(JD)과 인접 셀 간섭 제거(IIC)를 사용하는 것이 유익하다.As such, it is beneficial for this user to use multi-cell joint detection (JD) and neighbor cell interference cancellation (IIC) for reliable data detection.
또한, 정확한 채널 추정은 데이터 검출에서 중요한 역할을 한다.In addition, accurate channel estimation plays an important role in data detection.
일반적으로, 사용자는 비컨 채널(beacon channel)들을 검출하면서 각 셀 안의 액티브(Active) 코드 정보를 알 수 있다. In general, a user may know active code information in each cell while detecting beacon channels.
TD-SCDMA 시스템에서는 채널 추정을 위해서 도 2에서 도시하는 것과 같이 미드엠블이 각 시간슬롯마다 전송된다.In the TD-SCDMA system, a midamble is transmitted for each time slot as shown in FIG. 2 for channel estimation.
도 2는 시간 슬롯 구조를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a time slot structure.
도 2에서 미드엠블은 시간 슬롯 안의 두 개의 데이터 블록들 사이에 위치한다. 모든 셀은 각 셀마다 별개의 기본 미드엠블 코드를 가지고 있다.In FIG. 2, the midamble is located between two data blocks in a time slot. Every cell has a separate default midamble code for each cell.
하향 링크에서, 같은 셀 안에 위치하는 모든 사용자들에게는 공통 미드엠블이 전송된다. 여기에서, 공통 미드엠블은 길이 L인 기본 셀 구분 미드엠블 코드에서 파생되었고, W만큼 길이만큼 위치가 이동되었다.In the downlink, a common midamble is transmitted to all users located in the same cell. Here, the common midamble is derived from the basic cell division midamble code of length L, and the position is shifted by the length by W.
예를 들면, 전송된 미드엠블은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.For example, the transmitted midamble may be represented by
여기에서, L chips(m1 ~ mL)은 기본 미드엠블 코드이고, L chips(m1 ~ mL) 이후의 W chips(mL+1 ~ mL+W)은 기본 미드엠블 코드 중에서 처음의 W의 길이만큼 반복한다. 사용자가 수신한 신호의 채널 임펄스 응답(CIR)은 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Here, L chips (m 1 to m L ) are the basic midamble codes, and W chips (m L + 1 to m L + W ) after L chips (m 1 to m L ) are the first of the basic midamble codes. Repeat the length of W. The channel impulse response (CIR) of the signal received by the user may be represented by
여기에서, W는 CIR의 길이이다. 수신된 미드엠블들의 처음의 (W-1) chips은 먼저 보내진 미드엠블의 데이터 파트와 혼합된다. 그렇기 때문에, 그 이후의 L chips이 채널 추정을 위해서 선택된다.Where W is the length of the CIR. The first (W-1) chips of the received midambles are mixed with the data part of the midamble sent first. As such, subsequent L chips are selected for channel estimation.
이는, 이 부분이 데이터 파트의 영향이 없이 미드엠블 만으로 채널 추정이 결정되기 때문이다. 만약, 사용자가 K 개의 셀로부터 하향링크의 신호들을 수신한다면, 이에 상응하는 수신 미드엠블 파트는 수학식 3과 같이 나타낸다.This is because the channel estimation is determined only by the midamble without this data part being affected. If the user receives downlink signals from K cells, the corresponding reception midamble part is represented by Equation 3 below.
여기에서, mk와 hk는 각각 k번째 셀로부터의 미드엠블과 수신신호의 CIR을 의미한다. nm은 미드엠블 파트를 저해하는 잡음 벡터를 의미한다. Mk는 k번째 셀 의 미드엠블 행렬을 나타내는 것으로 수학식 4와 같다. 이는 공통 미드엠블과 CIR 사이의 컨볼루션 동작을 통해서 얻어진다.Here, m k and h k mean the midamble from the k-th cell and the CIR of the received signal, respectively. n m denotes a noise vector that inhibits the midamble part. M k represents the midamble matrix of the k-th cell and is represented by Equation 4. This is achieved through the convolutional operation between the common midamble and the CIR.
여기에서, 상술한 행렬은 L X W의 크기를 갖는다.Here, the matrix described above has a size of L X W.
후술하는 두 채널 보상 방식은 다중 셀들의 CIR을 보상하는 데 적용되는 방식이다.The two channel compensation method described below is a method applied to compensate for the CIR of multiple cells.
먼저, 순차 단일 셀 채널 추정(Sequential Single Cell Channel Estimation)은 스타이너 보상기(Steiner Estimator)를 통해 각 셀의 CIR을 순차적으로 보상하는 것이 가능한 방식이다.First, sequential single cell channel estimation is a method capable of sequentially compensating the CIR of each cell through a Steiner Estimator.
스타이너 보상기는 각 셀들의 기본 미드엠블 코드에 기초한 순환상관(cyclic correlation) 동작을 수행한다. 스타이너 보상기는 고속 푸리에 변환(FFT: fast Fourier transform)을 적용하는 것이 가능하다.The Steiner compensator performs a cyclic correlation operation based on the basic midamble code of each cell. The Steiner compensator is capable of applying a fast Fourier transform (FFT).
그러나, 순차 단일 셀 채널 추정 방안은 모든 인접 셀 간섭 신호들이 잡음으로 간주되기 때문에 채널 보상의 정확성에 심각한 저해를 가져온다는 문제점이 발생한다.However, a problem arises that the sequential single cell channel estimation method seriously impairs the accuracy of channel compensation because all adjacent cell interference signals are regarded as noise.
두 번째로, 다중 셀 결합 채널 추정(Multi-cell JCE: multi-cell joint channel estimation)은 수학식 3을 수학식 5와 같이 나타내는 것이 가능하다.Secondly, multi-cell joint channel estimation (Multi-cell JCE) can be expressed by Equation (5).
여기에서, 는 수학식 6과 같은 구조를 갖는 다중 셀 미드엠블 행렬로 나타낸다.From here, Is represented by a multi-cell midamble matrix having a structure as shown in Equation 6.
한편, 수학식 5의 hMC는 K개의 셀의 CIR을 결합하여 수학식 7과 같이 나타낸다.Meanwhile, h MC in Equation 5 is expressed as Equation 7 by combining CIRs of K cells.
다중 셀 JCE는 MMC의 의사 역행렬(pseudo-inverse)과 최소자승법(LS: least square)을 가지고 수학식 8과 같이 동작한다.The multi-cell JCE operates as shown in Equation 8 with pseudo-inverse and least squares (LS) of M MC .
상술한 과정을 통해서 다중 셀 결합 채널 추정 방안은 어떠한 간섭도 없이 각 셀의 CIR을 순차적으로 산출하는 것이 가능하다.Through the above-described process, the multi-cell combined channel estimation method can calculate the CIR of each cell sequentially without any interference.
이렇게 추정된 CIR들은 잡음에만 영향을 받으며, 순차 단일 셀 채널 추정 방안 보다 더 정확한 결과를 도출하는 것이 가능하다.The estimated CIRs are only affected by noise, and it is possible to obtain more accurate results than the sequential single cell channel estimation scheme.
그러나, 다중 셀 결합 채널 추정 방안은 KW * KW의 크기를 갖는 의 역행렬 연산 때문에 다중 셀 결합 채널 추정 방안의 실행 복잡도가 눈에 띄게 증가한다.However, the multi-cell combined channel estimation scheme has a size of KW * KW. Due to the inverse operation of, the complexity of execution of the multi-cell combined channel estimation scheme is significantly increased.
역행렬 연산을 위해서 Choleasky 알고리즘이 사용되고, 이 연산의 계산량은 가 요구되기 때문이다.The Choleasky algorithm is used for inverse computation, and the computation amount of Is required.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다중 셀 결합 채널 추정(multi-cell joint channel estimation) 방식에서 실행 복잡도를 줄이기 위해서 역행렬 연산의 계산량을 줄일 수 있도록 하기 위한 TD-SCDMA에서의 다중 셀 결합 채널 추정 방법과 이를 위한 결합 채널 추정 단말기를 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and the present invention provides a method for multiplexing in TD-SCDMA for reducing the computation amount of inverse matrix operations in order to reduce execution complexity in a multi-cell joint channel estimation scheme. There is a technical problem to provide a cell combined channel estimation method and a combined channel estimation terminal for the same.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 결합 채널 추정 단말기는 통신망을 통해 전송되는 신호를 수신하는 신호 수신부; 복수의 셀로부터 신호를 수신하면, 각각의 셀로부터의 다운링크 신호 전력을 추정하는 다운링크 신호 전력 추정부; 및 기 설정된 기준에 따라 다중 셀 결합 채널을 추정하는 결합 채널 추정부;를 포함한다.A combined channel estimation terminal of the present invention for achieving the above object is a signal receiving unit for receiving a signal transmitted through a communication network; A downlink signal power estimator for estimating downlink signal power from each cell when receiving signals from a plurality of cells; And a combined channel estimator for estimating a multi-cell combined channel according to a preset criterion.
상기 결합 채널 추정 단말기는,The combined channel estimation terminal,
복수의 셀로부터의 다운링크 신호 전력을 임계치 값과 비교하여 다중 셀 결합 검출을 수행할 것인지 여부를 결정하는 결합 검출 타입 결정부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a joint detection type determiner configured to determine whether to perform multi-cell combined detection by comparing downlink signal powers from the plurality of cells with a threshold value.
상기 기 설정된 기준은,The preset criterion is
이고, ego,
상기 hNew는 채널 임펄스 응답 벡터, MNew은 미드엠블 행렬, e는 수신 신호, nm은 잡음벡터이며,Where h New is a channel impulse response vector, M New is a midamble matrix, e is a received signal, and n m is a noise vector,
상기 결합 채널 추정부는 상기 기 설정된 기준에 따라 다중 셀 결합 채널을 추정하는 것이 바람직하다.The combined channel estimator estimates a multi-cell combined channel according to the preset criterion.
상기 수신 신호는,The received signal is,
다중 셀 미드엠블 행렬과 채널 임펄스 응답 벡터의 곱에 잡음 벡터를 합한 값인 것이 바람직하다.It is preferable that the noise vector is added to the product of the multi-cell midamble matrix and the channel impulse response vector.
상기 수신 신호(e)는,The received signal (e) is,
이고, ego,
MNew은 미드엠블 행렬, hNew는 채널 임펄스 응답 벡터, nm은 잡음벡터인 것이 바람직하다.M New is a midamble matrix, h New is a channel impulse response vector, and n m is a noise vector.
상기 다중 셀 미드엠블 행렬(MNew)의 구조는,The structure of the multi-cell midamble matrix (M New ),
이고, ego,
상기 K는 셀이고, W는 동일한 인덱스 탭을 나타내는 것이 바람직하다.It is preferable that K is a cell and W represents the same index tap.
상기 채널 임펄스 응답 벡터의 구조는,The structure of the channel impulse response vector is
이고, ego,
상기 K는 셀이고 W는 인덱스 탭이며, K is a cell and W is an index tap,
상기 채널 임펄스 응답 벡터는 동일 인덱스 탭의 그룹으로 구성되는 것이 바람직하다.The channel impulse response vector is preferably composed of a group of the same index tap.
상기 은,remind silver,
인 것이 바람직하다.Is preferably.
상기 은,remind silver,
인 것이 바람직하다. Is preferably.
상기 결합 채널 추정 단말기는,The combined channel estimation terminal,
복수의 셀 각각의 채널 임펄스 응답을 추출하고, 다중 셀 결합 검출을 수행한 후, 자신의 데이터를 검출하는 데이터 검출부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a data detector configured to extract a channel impulse response of each of the plurality of cells, perform multi-cell combined detection, and detect its own data.
상기 결합 채널 추정부는,The combined channel estimator,
복수의 셀 중 다중 셀 결합 채널 추정을 위한 셀을 선정하고, 선정된 셀의 식별번호와 선정된 셀의 수를 추출하는 셀 결정수단;Cell determination means for selecting a cell for multi-cell combined channel estimation among a plurality of cells and extracting an identification number of the selected cell and the number of the selected cells;
복수의 셀 각각의 미드엠블 버전을 검출하는 미드엠블 버전 검출수단;Midamble version detection means for detecting a midamble version of each of the plurality of cells;
다중 셀 미드엠블 행렬을 구성하는 미드엠블 행렬 구성수단;Midamble matrix constructing means for constructing a multi-cell midamble matrix;
기 설정된 기준에 따라 다중 셀 결합 채널을 추정하는 결합 채널 추정수단; 및Combined channel estimating means for estimating a multi-cell combined channel according to a preset criterion; And
다중 셀 채널 임펄스 응답 탭스를 출력하는 CIR 출력수단;을 포함하는 것이 바람직하다.And CIR output means for outputting multi-cell channel impulse response taps.
상기 셀 결정수단은,The cell determination means,
셀을 선정할 때 신호 전력 세기 값이 큰 순서로 셀을 선정하는 것이 바람직하다.When selecting a cell, it is preferable to select the cells in the order of increasing signal power strength values.
다른 본 발명은 결합 채널 추정 단말기에서 결합 채널을 추정하기 위한 방법으로서,Another embodiment of the present invention is a method for estimating a combined channel in a combined channel estimation terminal.
a) 결합 채널 추정 단말기가 복수의 셀 각각으로부터의 다운링크 신호 전력을 추정하는 단계; 및a) estimating downlink signal power from each of the plurality of cells by the combined channel estimation terminal; And
b) 결합 채널 추정 단말기가 다중 셀 결합 채널 추정을 수행하는 단계;를 포함한다.b) the combined channel estimation terminal performing multi-cell combined channel estimation;
상기 b) 단계는,B),
b-1) 다중 셀 결합 채널 추정을 위한 셀의 식별번호와 복수의 셀 중 선정된 셀의 수를 추출하는 단계;b-1) extracting an identification number of a cell for multi-cell combined channel estimation and the number of cells selected from the plurality of cells;
b-2) 복수의 셀 각각의 미드엠블 버전을 검출하는 단계;b-2) detecting a midamble version of each of the plurality of cells;
b-3) 다중 셀 미드엠블 행렬을 구성하는 단계;b-3) constructing a multi-cell midamble matrix;
b-4) 기 설정된 기준에 따라 다중 셀 결합 채널을 추정하는 단계; 및b-4) estimating a multi-cell combined channel according to a preset criterion; And
b-5) 다중 셀 채널 임펄스 응답 탭스를 출력하는 단계;를 포함한다.b-5) outputting the multi-cell channel impulse response taps.
상기 b) 단계 이후에,After step b) above,
결합 채널 추정 단말기가 복수의 셀 각각의 채널 임펄스 응답을 추출하는 단계; 및Extracting, by the combined channel estimation terminal, channel impulse responses of each of the plurality of cells; And
결합 채널 추정 단말기가 다중 셀 결합 검출(Multi-cell Joint Detection)을 수행하고, 자신의 데이터를 검출하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.The joint channel estimation terminal performs multi-cell joint detection and detects its own data.
상술한 바와 같이 본 발명의 TD-SCDMA에서의 다중 셀 결합 채널 추정 방법과 이를 위한 결합 채널 추정 단말기는 다중 셀 미드엠블 행렬의 열 변경과 CIR(channel impulse response, 채널 임펄스 응답) 벡터의 재정렬을 통해서 새로운 블록-토이플릿행렬을 생성하여 적용하기 때문에, 다중 셀 결합 채널 추정(multi-cell joint channel estimation) 방식에서 역행렬 연산의 계산량이 줄고, 이로 인해 성능의 저하 없이 실행 복잡도를 줄일 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.As described above, the multi-cell combined channel estimation method in the TD-SCDMA of the present invention and the combined channel estimation terminal for the same are performed through a column change of a multi-cell midamble matrix and rearrangement of a channel impulse response (CIR) vector. Since the new block-to-fleet matrix is generated and applied, it is expected that the computation amount of the inverse matrix operation is reduced in the multi-cell joint channel estimation scheme, thereby reducing the execution complexity without degrading performance. Can be.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 3은 본 발명에 의한 결합 채널 추정 단말기의 구성을 나타내는 도 면이다.First, FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a combined channel estimation terminal according to the present invention.
도시하는 것과 같이, 결합 채널 추정 단말기(100)는 신호 수신부(110), 다운링크 신호 전력 추정부(120), 결합 검출 타입 결정부(130), 결합 채널 추정부(140) 및 데이터 검출부(150)를 포함한다.As shown, the combined channel estimation terminal 100 includes a signal receiver 110, a downlink signal
보다 상세히 설명하면, 신호 수신부(110)는 통신망을 통해 전송되는 신호를 수신한다.In more detail, the signal receiver 110 receives a signal transmitted through a communication network.
다운링크 신호 전력 추정부(120)는 복수의 셀로부터 신호를 수신하면, 각각의 셀로부터의 다운링크 신호 전력을 추정한다.When the downlink
여기에서, 복수의 셀은 사용자가 위치하여 서비스를 받고 있는 기준 셀과 인접 셀을 모두 포함하는 것을 의미한다.Here, the plurality of cells means that both the reference cell and the neighboring cell where the user is located and receiving service are included.
결합 검출 타입 결정부(130)는 복수의 셀로부터의 다운링크 신호 전력을 임계치 값과 비교하여 다중 셀 결합 검출을 수행할 것인지 여부를 결정한다.The joint
예를 들어, 결합 검출 타입 결정부(130)는 임계치 값으로 간섭(Interference)값을 적용하는 것도 가능하다.For example, the joint
결합 채널 추정부(140)는 기 설정된 기준에 따라 다중 셀 결합 채널을 추정한다.The combined
본 발명의 다중 셀 결합 채널 추정 방식에서 사용하는 미드엠블 행렬(MNew)과 채널 임펄스 응답(CIR: channel impulse response, 이하에서는 CIR이라고 함) 벡터 hNew로 나타내는 수신 신호 e는 다중 셀 미드엠블 행렬과 채널 임펄스 응답 벡터의 곱에 잡음 벡터를 합한 값으로 수학식 9와 같다.The received signal e represented by the midamble matrix M New and the channel impulse response (CIR) vector h New used in the multi-cell combined channel estimation method of the present invention is a multi-cell midamble matrix. Equation 9 is obtained by adding the noise vector to the product of the channel impulse response vector.
여기에서, MNew은 미드엠블 행렬, hNew는 채널 임펄스 응답 벡터, nm은 잡음벡터이다.Here, M New is a midamble matrix, h New is a channel impulse response vector, and n m is a noise vector.
다중 셀 미드엠블 행렬(MNew)의 구조와 CIR 벡터(hNew)의 구조는 다중 셀 결합 채널 추정 과정에서의 계산량을 줄이기 위해서 각각 수학식 10과 수학식 11을 적용한다.Equations 10 and 11 are applied to the structure of the multi-cell midamble matrix M New and the structure of the CIR vector h new to reduce the amount of computation in the multi-cell combined channel estimation process.
여기에서, K는 셀이고, W는 동일한 인덱스 탭을 의미한다.Here, K is a cell and W means the same index tap.
여기에서, K는 셀이고, W는 동일한 인덱스 탭이며, 채널 임펄스 응답 벡터는 동일 인덱스 탭의 그룹으로 구성된다.Here, K is a cell, W is the same index tap, and the channel impulse response vector is composed of groups of the same index tap.
도 4는 본 발명에 의한 다중 셀 결합 채널 추정 방법을 간단하게 설명하기 위한 도면으로, K=3과 W=4를 갖는 다중 셀 결합 채널 추정 동작에서의 CIR 벡터의 예를 나타낸다.4 is a diagram for briefly explaining a multi-cell combined channel estimation method according to the present invention, and shows an example of a CIR vector in a multi-cell combined channel estimation operation with K = 3 and W = 4.
도시하는 것과 같이, 본 발명의 다중 셀 결합 채널 추정 방식은 종래의 순차적 CIR 벡터 구조(a)와는 다르게 W의 그룹으로 구성(b)된다. 그리고, 각 그룹들은 각 셀마다 동일한 인덱스를 갖는 탭을 포함한다.As shown, the multi-cell combined channel estimation scheme of the present invention is composed of groups of W (b), unlike the conventional sequential CIR vector structure (a). Each group includes a tap having the same index for each cell.
본 발명에서의 다중 셀 결합 채널 추정은 표준 LS(Least Square) 해법을 적용하여 수학식 12와 같이 나타낸다. 이는 결합 채널 추정부(140)에서 다중 셀 결합 채널을 추정할 때 적용하는 기 설정된 기준이다.Multi-cell combined channel estimation in the present invention is represented by Equation 12 by applying a standard Least Square (LS) solution. This is a preset criterion applied when the combined
여기에서, hNew는 채널 임펄스 응답 벡터, MNew은 미드엠블 행렬, e는 수신 신호, nm은 잡음벡터이며, 결합 채널 추정부(140)는 수학식 12에 따라 다중 셀 결합 채널을 추정한다.Here, h New is a channel impulse response vector, M New is a midamble matrix, e is a received signal, n m is a noise vector, and the combined
이때, 수학식 11과 같이, CIR 들의 탭을 순차적으로 산출한다.At this time, as shown in Equation 11, taps of the CIRs are sequentially calculated.
따라서, 다른 셀의 CIR 탭들에 의한 간섭이 없다. 즉, 셀에 속하는 동일한 탭들을 추출함으로써, 각 셀의 추정된 CIR을 도출하는 것이다.Thus, there is no interference by CIR taps of another cell. That is, by extracting the same taps belonging to a cell, an estimated CIR of each cell is derived.
한편, 수학식 12에서의 은 역행렬 연산을 간단하게 하기 위해 수학식 13과 같이 대칭 블록-토이플릿 구조로 구성한다.In Equation 12 In order to simplify the inverse matrix operation is composed of a symmetric block-to-fleet structure as shown in equation (13).
수학식 13은 W * W 블록들로 구성되며, 는 수학식 14와 같은 구조를 갖는 K * K의 부분행렬이다.Equation 13 is composed of W * W blocks, Is a submatrix of K * K having the structure shown in Equation (14).
결과적으로, 대칭 블록-토이플릿 행렬은 O(K2W2)의 계산량만 요구되기 때문에 연산 복잡도가 현저하게 줄어든다.As a result, the computational complexity is significantly reduced because the symmetric block-to-fleet matrix requires only a computational amount of O (K 2 W 2 ).
데이터 검출부(150)는 복수의 셀 각각의 채널 임펄스 응답을 추출하고, 다중 셀 결합 검출을 수행한 후, 자신의 데이터를 검출한다.The
도 5는 도 3에서 개시하는 결합 채널 추정부의 구성을 보다 상세하게 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the combined channel estimator shown in FIG. 3 in more detail.
도시하는 것과 같이, 결합 채널 추정부(140)는 셀 결정수단(141), 미드엠블 버전 검출수단(143), 미드엠블 행렬 구성수단(145), 결합 채널 추정수단(147) 및 CIR 출력수단(149)을 포함한다.As shown, the combined
보다 상세히 설명하면, 셀 결정수단(141)은 복수의 셀 중 다중 셀 결합 채널 추정을 위한 셀을 선정하고, 선정된 셀의 식별번호와 선정된 셀의 수를 추출한다.In more detail, the
여기에서, 셀 결정수단(141)은 셀을 선정할 때 신호 전력 세기 값이 큰 순서로 셀을 선정한다.Here, the cell determination means 141 selects the cells in the order of the largest signal power intensity value when selecting the cells.
미드엠블 버전 검출수단(143)은 복수의 셀 각각의 미드엠블 버전을 검출한다.The midamble version detecting means 143 detects a midamble version of each of the plurality of cells.
미드엠블 행렬 구성수단(145)는 다중 셀 미드엠블 행렬을 구성한다.The midamble matrix constructing means 145 constructs a multi-cell midamble matrix.
여기에서, 미드엠블 행렬 구성수단(145)는 블록-토이플릿 구조를 갖는 다중 셀 미드엠블 행렬을 구성한다.Here, the midamble matrix constructing means 145 constructs a multi-cell midamble matrix having a block-to-fleet structure.
결합 채널 추정수단(147)은 기 설정된 기준에 따라 다중 셀 결합 채널을 추정한다.The combined
여기에서, 결합 채널 추정수단(147)은 수학식 12에 값을 적용하여 다중 셀 결합 채널을 추정한다.Here, the combined channel estimating means 147 applies a value to Equation 12 to estimate the multi-cell combined channel.
CIR 출력수단(149)은 다중 셀 채널 임펄스 응답 탭스를 출력한다.CIR output means 149 outputs a multi-cell channel impulse response taps.
도 6은 본 발명에 의한 채널 추정과 데이터 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a channel estimation and data detection method according to the present invention.
먼저, 결합 채널 추정 단말기(100)는 복수의 셀 각각으로부터의 다운링크 신호 전력을 추정한다(S101).First, the combined channel estimation terminal 100 estimates downlink signal power from each of a plurality of cells (S101).
이어서, 결합 채널 추정 단말기(100)는 다중 셀 결합 채널 추정을 수행한다(S103).Subsequently, the combined channel estimation terminal 100 performs multi-cell combined channel estimation (S103).
단계 S103의 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.A more detailed description of step S103 will be described later.
이후, 결합 채널 추정 단말기(100)는 복수의 셀 각각의 채널 임펄스 응답을 추출한다(S105).Thereafter, the combined channel estimation terminal 100 extracts the channel impulse response of each of the plurality of cells (S105).
결합 채널 추정 단말기(100)는 다중 셀 결합 검출(Multi-cell Joint Detection)을 수행하고, 자신의 데이터를 검출한다(S107, S109).The joint channel estimation terminal 100 performs multi-cell joint detection and detects its own data (S107 and S109).
도 7은 본 발명에 의한 다중 셀 결합 채널 추정 방법을 상세하게 설명하기 위한 흐름도로서, 도 6의 단계 S103을 보다 상세하게 설명하기로 한다.7 is a flowchart illustrating a method for estimating a multi-cell combined channel according to the present invention in detail, and step S103 of FIG. 6 will be described in more detail.
먼저, 결합 채널 추정 단말기(100)는 다중 셀 결합 채널 추정을 위한 셀의 식별번호와 복수의 셀 중 선정된 셀의 수를 추출한다(S201).First, the combined channel estimation terminal 100 extracts an identification number of a cell for multi-cell combined channel estimation and the number of cells selected from a plurality of cells (S201).
이어서, 결합 채널 추정 단말기(100)는 복수의 셀 각각의 미드엠블 버전을 검출한다(S203).Subsequently, the combined channel estimation terminal 100 detects a midamble version of each of the plurality of cells (S203).
이후, 결합 채널 추정 단말기(100)는 다중 셀 미드엠블 행렬을 구성한다(S205).Thereafter, the combined channel estimation terminal 100 configures a multi-cell midamble matrix (S205).
여기에서, 다중 셀 미드엠블 행렬(multi-cell midamble matrix)은 수학식 13과 같이 대칭 블록-토이플릿 구조(block-toeplitz structure)를 갖도록 구성한다.Here, the multi-cell midamble matrix is configured to have a symmetric block-toeplitz structure as shown in Equation 13.
결합 채널 추정 단말기(100)는 기 설정된 기준에 따라 다중 셀 결합 채널을 추정한다(S207).The combined channel estimation terminal 100 estimates the multi-cell combined channel according to a preset criterion (S207).
여기에서, 결합 채널 추정 단말기(100)는 수학식 12에 값을 적용하여 다중 셀 결합 채널을 추정한다.Here, the combined channel estimation terminal 100 estimates the multi-cell combined channel by applying a value to Equation 12.
결합 채널 추정 단말기(100)는 다중 셀 채널 임펄스 응답 탭스를 출력한다(S209).The combined channel estimation terminal 100 outputs a multi-cell channel impulse response taps (S209).
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
이상과 같이, 본 발명의 TD-SCDMA에서의 다중 셀 결합 채널 추정 방법과 이를 위한 결합 채널 추정 단말기는 다중 셀 미드엠블 행렬의 열 변경과 CIR(channel impulse response, 채널 임펄스 응답) 벡터의 재정렬을 통해서 새로운 블록-토이플릿행렬을 생성하여 적용하기 때문에, 다중 셀 결합 채널 추정(multi-cell joint channel estimation) 방식에서 역행렬 연산의 계산량이 줄고, 이로 인해 성능의 저하 없이 실행 복잡도를 줄일 필요성이 높은 것에 적합하다.As described above, the multi-cell combined channel estimation method and the combined channel estimation terminal in the TD-SCDMA of the present invention through the column change of the multi-cell midamble matrix and the rearrangement of the channel impulse response (CIR) vector Since the new block-to-fleet matrix is generated and applied, the computation amount of the inverse matrix operation is reduced in the multi-cell joint channel estimation method, which is suitable for the high necessity of reducing the execution complexity without degrading performance. Do.
도 1은 다중 셀 환경에서의 하향링크 모델을 나타내는 도면,1 is a diagram illustrating a downlink model in a multi-cell environment;
도 2는 시간 슬롯 구조를 나타내는 도면,2 shows a time slot structure,
도 3은 본 발명에 의한 결합 채널 추정 단말기의 구성을 나타내는 도면,3 is a view showing the configuration of a combined channel estimation terminal according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 다중 셀 결합 채널 추정 방법을 간단하게 설명하기 위한 도면,4 is a diagram for briefly explaining a multi-cell combined channel estimation method according to the present invention;
도 5는 본 발명에 의한 결합 채널 추정부의 구성을 나타내는 도면,5 is a view showing the configuration of a combined channel estimator according to the present invention;
도 6은 본 발명에 의한 채널 추정과 데이터 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도,6 is a flowchart illustrating a channel estimation and data detection method according to the present invention;
도 7은 본 발명에 의한 다중 셀 결합 채널 추정 방법을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method for estimating a multi-cell combined channel according to the present invention in detail.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 결합 채널 추정 단말기 110 : 신호 수신부100: combined channel estimation terminal 110: signal receiving unit
120 : 다운링크 신호 전력 추정부 130 : 결합 검출 타입 결정부120: downlink signal power estimation unit 130: combined detection type determination unit
140 : 결합 채널 추정부 141 : 셀 결정수단140: combined channel estimation unit 141: cell determination means
143 : 미드엠블 버전 검출수단 145 : 미드엠블 행렬 구성수단143: midamble version detection means 145: midamble matrix configuration means
147 : 결합 채널 추정수단 149 : CIR 출력수단147: combined channel estimation means 149: CIR output means
150 : 데이터 검출부150: data detector
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