KR20110127362A - Apparatus and method for estimating doppler frequency of channel in a broadband wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 채널의 도플러 주파수(Doppler frequency)을 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and a method for estimating a Doppler frequency of a channel in a broadband wireless communication system.
무선통신 시스템에서, 기지국과 단말은 무선 채널을 통해 음성 및 데이터를 송수신한다. 그러나, 상기 단말은 고정된 위치에서 통신하지 않고 이동을 할 수 있다. 이에 따라, 채널 환경은 시간에 따라 변하고 송신 경로도 변화한다. 단말의 이동성을 고려한 채널의 추정이 정확히 이루어지지 않으면 수신 신호의 복조가 어렵게 된다. 또한 무선 통신 시스템에서는 한정된 주파수, 채널 자원을 사용하기 때문에 정확한 채널 추정을 통한 시스템 자원 할당이 중요하다. In a wireless communication system, a base station and a terminal transmit and receive voice and data through a wireless channel. However, the terminal can move without communicating in a fixed position. Accordingly, the channel environment changes over time and the transmission path also changes. If the estimation of the channel considering the mobility of the terminal is not made correctly, demodulation of the received signal becomes difficult. In addition, since wireless communication systems use limited frequency and channel resources, it is important to allocate system resources through accurate channel estimation.
정확한 채널 추정을 위해서는 단말의 속도 정보가 필요하다. 이동통신 시스템과 같은 시변 채널에서 단말의 속도 정보는 중요한 요소로서 작용한다. 이동 단말의 속도 정보는 채널 트랙커 길이, 코드율, 인터리버 크기 등의 계수를 조절하는 적응형 수신기에 사용될 수 있다. 또한 전력 제어 및 핸드 오버 처리를 위한 중요한 정보이다. For accurate channel estimation, terminal speed information is required. In a time-varying channel such as a mobile communication system, speed information of a terminal works as an important factor. The speed information of the mobile terminal may be used for an adaptive receiver that adjusts coefficients such as channel tracker length, code rate, interleaver size, and the like. It is also important information for power control and handover processing.
일반적으로 이동 단말의 속도 추정은 도플러 편이의 특성을 이용한다. 단말은 이동함에 따라 수신신호의 도플러 편이가 발생하게 된다. 도플러 편이는 주파수 오차를 발생시켜 수신 성능의 열화를 일으킨다. 이러한 도플러 오차는 단말의 속도에 비례하여 발생한다. 따라서, 단말에 대한 도플러 주파수를 정확히 추정하기 위한 대안이 제시되어야 한다.In general, the speed estimation of the mobile terminal uses the characteristics of the Doppler shift. As the terminal moves, a Doppler shift of the received signal occurs. Doppler shift introduces frequency error, resulting in degradation of reception performance. This Doppler error occurs in proportion to the speed of the terminal. Therefore, an alternative for accurately estimating the Doppler frequency for the terminal should be presented.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 도플러 주파수를 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating Doppler frequency in a broadband wireless communication system.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 확산 지연을 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating a spread delay in a broadband wireless communication system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 도플러 주파수 추정 방법은, 지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 자기상관값 및 전력값을 산출하는 과정과, 상기 자기상관값에 대해 전력을 보상하는 과정과, 전력 보상된 자기상관값을 이용하여 최대 도플러 주파수를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the first aspect of the present invention for achieving the above object, the Doppler frequency estimation method in a broadband wireless communication system, the autocorrelation value of the CP section and the data section corresponding to the original of the CP section is not affected by delay spread And calculating a power value, compensating power for the autocorrelation value, and determining a maximum Doppler frequency using the power-compensated autocorrelation value.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 확산 지연 추정 방법은, CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본 데이터 간의 샘플별 평균 상관값을 산출하는 과정과, 상기 샘플별 평균 상관값들에 대한 차이값들을 산출하는 과정과, 상기 차이값들을 이용하여 채널 탭들의 이득값들을 산출하는 과정과, 상기 이득값들 중 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, a spread delay estimation method in a broadband wireless communication system, the step of calculating the average correlation value for each sample between the CP interval and the original data of the CP interval, and for each sample Calculating difference values for average correlation values, calculating gain values of channel taps using the difference values, and extracting a valid gain value of at least one of the gain values. It features.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 도플러 주파수를 추정하는 무선 노드 장치는, 지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 자기상관값을 산출하는 상관기와, 상기 지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 전력값을 산출하는 측정기와, 상기 자기상관값에 대해 전력을 보상하는 보상기와, 전력 보상된 자기상관값을 이용하여 최대 도플러 주파수를 결정하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention for achieving the above object, a wireless node device for estimating the Doppler frequency in a broadband wireless communication system, the CP interval and the data interval corresponding to the original of the CP interval is not affected by delay spread A correlator for calculating an autocorrelation value of a detector, a meter for calculating a power value of a CP section that is not affected by the delay spread, and a data section corresponding to an original of the CP section; Compensator and a calculator for determining the maximum Doppler frequency using the power-compensated autocorrelation value.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 확산 지연을 추정하는 무선 노드 장치는, CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본 데이터 간의 샘플별 평균 상관값을 산출하는 제1산출기와, 상기 샘플별 평균 상관값들에 대한 차이값들을 산출하는 차분기와, 상기 차이값들을 이용하여 채널 탭들의 이득값들을 산출하는 제2산출기와, 상기 이득값들 중 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention for achieving the above object, a wireless node device for estimating a spreading delay in a broadband wireless communication system, the first node for calculating the average correlation value for each sample between the CP interval and the original data of the CP interval A calculator, a difference calculator for calculating difference values for the average correlation values for each sample, a second calculator for calculating gain values of channel taps using the difference values, and an effective gain of at least one of the gain values And a comparator for extracting the value.
광대역 무선통신 시스템에서 OFDM 심벌을 이용하여 확산 지연 및 도플러 주파수를 추정함으로써, 프리앰블이나 파일럿과 같은 추가적인 신호 없이도 효과적으로 도플러 주파수를 추정할 수 있다.By estimating spreading delay and Doppler frequency using OFDM symbols in a broadband wireless communication system, the Doppler frequency can be effectively estimated without additional signals such as a preamble or a pilot.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 자기상관값 및 전력값의 산출을 위해 사용되는 신호 영역을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 CP 및 원본 데이터 간의 샘플별 평균 상관값들의 예를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 노드의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 PDP 결정부의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 도플러 주파수의 추정 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 지연 확산의 결정 절차를 도시하는 도면.1 is a diagram illustrating a signal region used for calculating an autocorrelation value and a power value in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram illustrating an example of average correlation values for each sample between CP and original data in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram of a wireless node in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
4 is a block diagram of a PDP determination unit in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
5 is a diagram illustrating a procedure of estimating Doppler frequency in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram illustrating a determination procedure of delay spread in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 도플러 주파수를 추정하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
Hereinafter, the present invention will be described a technique for estimating the Doppler frequency in a broadband wireless communication system. Hereinafter, the present invention will be described using an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme as an example. The same applies to other wireless communication systems.
통신 환경에서 서로 상관성 없는 산란(scattering)이 존재하고, 단말에 수신되는 신호의 입사각(AOA : Angle Of Arrival)이 균등할 때, 채널은 하기 <수학식 1>과 같은 특성을 가진다.When scattering does not correlate with each other in a communication environment, and an angle of arrival (AOA) of a signal received at a terminal is equal, the channel has a characteristic as shown in
상기 <수학식 1>에서, 상기 는 채널 계수의 자기상관값, 상기 는 채널 계수의 전력, 상기 는 0차 베셀 함수(Bessel function), 상기 는 자기상관길이, 상기 는 최대 도플러 주파수를 의미한다. In
상기 <수학식 1>에 나타난 바와 같이, 채널 계수의 자기상관값 및 0차 베셀 함수를 이용하면 최대 도플러 주파수의 추정이 이루어질 수 있다. 이하, 상기 <수학식 1>과 같은 관계를 이용하여 도플러 주파수를 추정하는 과정을 설명한다.
As shown in
이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 도플러 주파수를 추정하는 주체를 '도플러 추정자'라 칭한다.For convenience of description below, the present invention refers to a subject that estimates the Doppler frequency as a 'Doppler estimator'.
상기 도플러 추정자는 CP(Cyclic Prefix) 및 데이터로 구성되는 OFDM 심벌을 입력으로 한다. 상기 도플러 추정자는 지연 확산(delay spread)의 영향을 받지 않은 CP 구간과 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 자기상관값 및 전력값을 산출한다. 이에 따라, 상기 도플러 추정자는 채널의 지연 확산 정보를 필요로 하며, 상기 지연 확산 정보의 결정은 이후에서 설명한다. 도 1은 상기 자기상관값 및 상기 전력값의 산출을 위해 사용되는 신호 영역을 나타낸다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 전체 CP 구간(100) 중 지연 확산의 영향을 받는 앞부분(102)을 제외한 나머지(104) 및 전체 데이터 구간(150) 중 상기 나머지(104)의 원본 데이터를 포함하는 구간(154)이 상기 자기상관값 및 상기 전력값 산출을 위해 사용된다. 예를 들어, 상기 자기상관값은 하기 <수학식 2>와 같이, 상기 전력값은 하기 <수학식 3>과 같이 산출될 수 있다.The Doppler estimator accepts an OFDM symbol consisting of CP and Cyclic Prefix. The Doppler estimator calculates autocorrelation values and power values of a CP section not affected by delay spread and a data section corresponding to the original of the CP section. Accordingly, the Doppler estimator needs delay spread information of the channel, and the determination of the delay spread information will be described later. 1 shows a signal region used for calculating the autocorrelation value and the power value. As shown in FIG. 1, the original data of the
상기 <수학식 2>에서, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 실수 성분의 자기상관값, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 허수 성분의 자기상관값, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 실수 성분, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 허수 성분, 상기 는 샘플 시간, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 CP 구간의 길이, 상기 는 채널에 의한 지연 확산 길이를 의미한다.In Equation 2, Is an autocorrelation value of the i-th received OFDM symbol real component, Is an autocorrelation value of the i-th received OFDM symbol imaginary component, Is a real component of the received OFDM symbol, Is an imaginary component of the received OFDM symbol, Is the sample time, Is the length of the data interval within the OFDM symbol, Is the length of the CP interval in the OFDM symbol, Denotes the delay spread length by the channel.
상기 <수학식 2>를 참고하면, 상기 자기상관값은 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, CP 구간의 및 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 위치의 샘플들의 수신값들을 서로 곱하고, 평균화함으로써 결정된다. 이에 따라, 하나의 OFDM 심벌 당 허수 성분의 자기상관값 1개, 실수 성분의 자기상관값 1개가 산출된다.Referring to Equation 2, the autocorrelation value is calculated separately for the real component and the imaginary component, and is determined by multiplying and averaging received values of samples at positions corresponding to each other in the CP section and the original data section. do. Accordingly, one autocorrelation value of an imaginary component and one autocorrelation value of a real component are calculated per one OFDM symbol.
상기 <수학식 3>에서, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 실수 성분의 전력, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 허수 성분의 전력, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 실수 성분, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 허수 성분, 상기 는 샘플 시간, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 CP 구간의 길이, 상기 는 채널에 의한 지연 확산 길이를 의미한다.In Equation 3, Is the power of the i-th received OFDM symbol real component, Is the power of the i-th received OFDM symbol imaginary component, Is a real component of the received OFDM symbol, Is an imaginary component of the received OFDM symbol, Is the sample time, Is the length of the data interval within the OFDM symbol, Is the length of the CP interval in the OFDM symbol, Denotes the delay spread length by the channel.
상기 <수학식 3>을 참고하면, 상기 전력값은 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, CP 구간의 및 원본 데이터 구간 각각에서 샘플들의 수신값들의 제곱의 평균을 산출한 후, CP 구간의 및 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들로부터 산출된 제곱의 평균들을 곱하고 제곱근을 산출함으로써 결정된다. 이에 따라, 하나의 OFDM 심벌 당 허수 성분의 전력값 1개, 실수 성분의 전력값 1개가 산출된다.Referring to Equation 3, the power value is calculated separately for the real component and the imaginary component, and after calculating the average of the squares of the received values of the samples in the CP interval and the original data interval, respectively, And multiplying averages of squares calculated from samples corresponding to each other in the original data interval and calculating a square root. Accordingly, one power value of an imaginary component and one power value of a real component are calculated per one OFDM symbol.
상기 수신 OFDM 심벌을 이용하여 산출된 실수 성분 및 허수 성분의 자기상관값 및 전력값은 전력 보상을 위해 사용된다. 즉, 상기 도플러 추정자는 상기 자기상관값을 상기 전력값으로 나누어 최대 전력이 1이 되도록 전력을 보상하고, 실수 성분의 자기상관값 및 허수 성분의 자기상관값의 평균값을 산출한다. 예를 들어, 전력 보상된 자기상관값은 하기 <수학식 4>와 같이 산출된다.The autocorrelation values and power values of the real and imaginary components calculated using the received OFDM symbols are used for power compensation. That is, the Doppler estimator divides the autocorrelation value by the power value to compensate for the power so that the maximum power is 1, and calculates an average value of autocorrelation values of real components and autocorrelation values of imaginary components. For example, the power compensated autocorrelation value is calculated as in Equation 4 below.
상기 <수학식 4>에서, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌의 전력 보상된 자기상관값, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 실수 성분의 자기상관값, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 허수 성분의 자기상관값, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 실수 성분의 전력, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 허수 성분의 전력을 의미한다.In Equation 4, Is the power-compensated autocorrelation value of the i-th received OFDM symbol, Is an autocorrelation value of the i-th received OFDM symbol real component, Is an autocorrelation value of the i-th received OFDM symbol imaginary component, Is the power of the i-th received OFDM symbol real component, Denotes the power of the i-th received OFDM symbol imaginary component.
상기 <수학식 4>를 참고하면, 전력 보상된 자기상관값은 실수 성분 및 허수 성분 각각의 자기상관값을 전력값으로 나누고, 나눗셈의 결과를 평균함으로써 결정된다. 이때, OFDM 심벌 단위로 측정되는 상기 전력 보상된 자기상관값의 신뢰도를 높이기 위하여, 상기 도플러 추정자는 다수의 OFDM 심벌들에 대한 평균 자기상관값을 이용한다. 예를 들어, 상기 다수의 OFDM 심벌들에 대한 평균 자기상관값은 하기 <수학식 5>와 같이 산출된다.Referring to Equation 4, the power-compensated autocorrelation value is determined by dividing the autocorrelation value of each of the real component and the imaginary component by the power value and averaging the division result. In this case, in order to increase the reliability of the power compensated autocorrelation value measured in OFDM symbol units, the Doppler estimator uses an average autocorrelation value of a plurality of OFDM symbols. For example, an average autocorrelation value of the plurality of OFDM symbols is calculated as in
상기 <수학식 5>에서, 상기 는 다수의 OFDM 심벌들에 대한 평균 자기상관값, 상기 는 평균화되는 다수의 OFDM 심벌들의 개수, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌의 전력 보상된 실수 성분의 자기상관값 및 전력 보상된 허수 성분의 자기상관값을 의미한다.In
상기 <수학식 1>에서 나타난 바와 같이 수신 신호의 자기상관값은 최대 도플러 주파수를 입력으로 하는 0차 베셀 함수로 표현된다. 그러므로, 전력 보상된 자기상관값에 대해 역베셀 함수를 취함으로써, 최대 도플러 주파수가 결정된다. 예를 들어, 상기 최대 도플러 주파수는 하기 <수학식 6>과 같이 결정된다.As shown in
상기 <수학식 6>에서, 상기 는 최대 도플러 주파수, 상기 는 역베셀 함수, 상기 는 다수의 OFDM 심벌들에 대한 자기상관값들의 평균값, 상기 는 샘플 시간, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이를 의미한다.In Equation 6, Is the maximum Doppler frequency, said Is the inverse Bessel function, Is an average of autocorrelation values for a plurality of OFDM symbols, Is the sample time, Denotes the length of the data interval in the OFDM symbol.
상기 <수학식 6>을 참고하면, 상기 최대 도플러 주파수는 전력 보상된 자기상관값에 대해 역베셀 함수를 취한 값을 FFT 크기, 샘플 시간 및 2π의 곱으로 나눔으로써 결정된다.Referring to Equation 6, the maximum Doppler frequency is determined by dividing the value obtained by the inverse Bessel function with respect to the power compensated autocorrelation value by the product of FFT size, sample time and 2π.
상기 <수학식 6>의 연산을 위해 역베셀 함수를 구현하는 경우, 높은 연산량이 요구된다. 따라서, 상기 역베셀 함수를 직접 구현하는 방법 외에, 역베셀 룩업 테이블(look-up table)을 이용할 수 있다. 이때, 상기 역베셀 룩업 테이블의 크기 또는 해상도에 따라 추정 가능한 최대 도플러 주파수의 범위가 결정된다. 그러므로, 상기 역베셀 룩업 테이블의 크기 또는 해상도는 본 발명이 실시되는 시스템의 특성에 따라 조절됨이 바람직하다.
When the inverse Bessel function is implemented for the operation of Equation 6, a high amount of calculation is required. Therefore, in addition to the method of directly implementing the inverse Bessel function, a reverse Bessel look-up table may be used. In this case, a range of the maximum Doppler frequency that can be estimated is determined according to the size or resolution of the inverse Bessel lookup table. Therefore, the size or resolution of the inverse vessel lookup table is preferably adjusted according to the characteristics of the system in which the present invention is implemented.
상술한 바와 같이, 상기 도플러 주파수를 측정할 수 있다. 이때, 지연 확산 정보가 필요하다. 상기 지연 확산 정보는 다양한 방법을 통해 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 지연 확산 정보는 다음과 같이 결정될 수 있다. As described above, the Doppler frequency can be measured. At this time, delay spread information is required. The delay spread information may be determined through various methods. According to one embodiment of the present invention, the delay spread information may be determined as follows.
이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 지연 확산 정보를 결정하는 주체를 'PDP(Power Delay Profile) 결정자'라 칭한다.For convenience of description below, the present invention refers to a subject that determines the delay spread information as a 'power delay profile (PDP) determiner'.
상기 PDP 결정자는 CP 구간 및 상기 CP의 원본 데이터 간의 평균 상관값을 정규화된 형태로 산출한다. 이때, 상기 평균 상관값은 다수의 OFDM 심벌들을 이용하여 산출된다. 예를 들어, 상기 정규화된 평균 상관값은 하기 <수학식 7>과 같이 산출된다.The PDP determiner calculates an average correlation value between a CP section and the original data of the CP in a normalized form. In this case, the average correlation value is calculated using a plurality of OFDM symbols. For example, the normalized mean correlation value is calculated as in Equation 7 below.
상기 <수학식 7>에서, 상기 는 평균 연산자, 상기 는 k번째 샘플의 평균 상관값, 상기 는 k번째 샘플의 수신값, 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이, 즉, FFT사이즈, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 CP 구간의 길이, 상기 은 OFDM 심벌의 인덱스를 의미한다.In Equation 7, Is the mean operator, Is the mean correlation value of the k th sample, Is the received value of the k th sample, Is the length of the data interval in the OFDM symbol, i.e., the FFT size, Is the length of the CP interval in the OFDM symbol, Denotes an index of an OFDM symbol.
상기 <수학식 7>을 참고하면, 상기 평균 상관값은 CP 구간 및 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들의 수신값들의 평균 상관값을 다수의 OFDM 심벌들에 걸쳐 누적한 제1값, CP 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제2값 및 데이터 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제3값을 산출한 후, 상기 제1값을 상기 제2값의 제곱근 및 상기 제3값의 제곱의 곱으로 나눔으로써 결정된다. 이에 따라, 다수의 OFDM 심벌들을 통해 CP에 포함된 샘플들 각각의 평균 상관값들이 결정된다.Referring to Equation 7, the average correlation value is a first value obtained by accumulating average correlation values of received values of samples corresponding to each other in a CP interval and a data interval, and samples of the CP interval. Calculates a second value accumulated over squares of a received value over a plurality of OFDM symbols and a third value accumulated over squares of a received value of a sample of a data interval over a plurality of OFDM symbols, and then calculates a third value; Is divided by the product of the square root of the second value and the square of the third value. Accordingly, average correlation values of each of the samples included in the CP are determined through the plurality of OFDM symbols.
채널에 의한 심벌 간섭 및 잡음의 영향이 없는 경우, 상기 CP 구간 및 상기 원본 데이터 간의 정규화된 평균 상관값은 모든 샘플들에 대해 1이 된다. 하지만, 일반적인 채널의 경우, 채널의 시간 지연에 의해 ISI(Inter Symbol Interference)가 발생하므로, 상기 CP 구간 및 상기 원본 데이터 간의 평균 상관값은 상기 ISI의 크기에 비례하여 감소한다.In the absence of the effect of symbol interference and noise by the channel, the normalized mean correlation between the CP interval and the original data is 1 for all samples. However, in a general channel, since an ISI (Inter Symbol Interference) occurs due to a time delay of a channel, an average correlation value between the CP period and the original data decreases in proportion to the size of the ISI.
도 2는 ISI가 발생했을 경우의 CP 및 원본 데이터 간의 샘플별 평균 상관값들을 나타내고 있다. 도 2의 그래프에서 오른쪽 구간은 ISI로부터 자유로운 구간이며, 상기 그래프의 왼쪽으로 갈수록 ISI를 일으키는 채널 탭이 점점 증가하여 평균 상관값이 단조적으로 감소하는 것이 확인된다. 상술한 바와 같이 산출되는 평균 상관값을 채널 탭의 이득으로 표현하면 하기 <수학식 8>과 같다.2 illustrates average correlation values for each sample between CP and original data when ISI occurs. In the graph of FIG. 2, the right section is a free section from the ISI, and it is confirmed that the channel tap causing ISI gradually increases toward the left side of the graph, and the average correlation value monotonously decreases. When the average correlation value calculated as described above is expressed by the gain of the channel tap, Equation 8 is obtained.
상기 <수학식 8>에서, 상기 는 평균 연산자, 상기 는 평균 상관값, 상기 은 잡음의 분산, 상기 는 i번째 채널 탭의 시간 지연, 상기 는 i번째 채널 탭의 이득, 상기 는 k번째 샘플의 송신값, 상기 은 채널 탭의 총 개수를 의미한다. 여기서, 1번째 내지 N-n번째의 채널 탭들은 ISI를 발생시키지 않는 채널 탭들, N-n+1번째 내지 N번째의 채널 탭들은 ISI를 발생시키는 채널 탭들이다.In Equation 8, Is the mean operator, Is the mean correlation value, Is the variance of noise, Is the time delay of the i th channel tap, Is the gain of the i th channel tap, Is the transmission value of the k th sample, Means the total number of channel taps. Here, the first through Nn channel taps are channel taps that do not generate ISI, and the N-n + 1 through Nth channel taps are channel taps that generate ISI.
상기 PDP 결정자는 잡음에 의한 채널 탭의 전력 감소를 제거하기 위해 평균 상관값의 최대값이 1이 되도록 한다. OFDM 심벌의 각 샘플이 상호 독립적인 특성을 가질 때, 각 평균 상관값은 하기 <수학식 9>와 같이 근사화될 수 있다.The PDP determiner allows the maximum value of the average correlation value to be 1 to eliminate power reduction of the channel tap due to noise. When each sample of the OFDM symbol has a mutually independent characteristic, each mean correlation value may be approximated as shown in Equation 9 below.
상기 <수학식 9>에서, 상기 는 평균 연산자, 상기 는 평균 상관값, 상기 은 잡음 전력, 상기 는 i번째 채널 탭의 시간 지연, 상기 는 i번째 채널 탭의 이득, 상기 는 k번째 샘플의 송신값, 상기 은 채널 탭의 총 개수를 의미한다. In Equation 9, Is the average operator, Is the mean correlation value, Is noise power, said Is the time delay of the i th channel tap, Is the gain of the i th channel tap, Is the transmission value of the k th sample, Means the total number of channel taps.
상기 <수학식 9>에 나타난 평균 상관값 및 채널 탭 이득 간의 관계에 따라, 인접한 샘플들의 평균 상관값 변화량을 이용하여 하기 <수학식 10>과 같이 ISI를 일으킨 각 채널 탭의 이득값들이 표현될 수 있다.According to the relationship between the average correlation value and the channel tap gain shown in Equation 9, gain values of each channel tap causing ISI can be expressed by using the average correlation change amount of adjacent samples as shown in
상기 <수학식 10>에서, 상기 는 평균 연산자, 상기 는 k번째 샘플의 평균 상관값, 상기 는 i번째 채널 탭의 이득, 상기 은 채널 탭의 총 개수, 상기 은 모든 채널 탭들의 전력의 합을 의미한다.In
상기 <수학식 10>에 따르면, 채널 탭의 이득은 인접한 샘플들의 평균 상관값 차의 평균 및 채널의 전력을 이용하여 산출될 수 있다. 이에 따라, 상기 PDP 결정자는 각 평균 상관값들을 산출하고, 인접한 평균 상관값들 간 차이값들을 산출한 후, 상기 차이값들 및 상기 채널 탭들의 전력의 합을 이용하여 각 채널 탭의 이득을 산출한다. 이때, 상기 평균 상관값은 상기 <수학식 7>과 같이 산출되거나, 또는 연산량을 줄이기 위해 하기 <수학식 11>과 같이 산출될 수 있다.According to
상기 <수학식 11>에서, 상기 는 k번째 샘플의 n번째 순시 상관값까지 반영된 평균 상관값, 상기 는 평균화 상수, 는 k번째 샘플의 n번째 순시 상관값을 의미한다.In Equation 11, Is an average correlation value reflected up to the n th instantaneous correlation value of the k th sample, Is the averaging constant, Denotes the n th instantaneous correlation value of the k th sample.
상술한 과정을 통해 구해진 값은 채널의 PDP와 유사한 형태를 가진다. 하지만, OFDM 심벌의 상관 특성과 잡음에 의해, 채널의 PDP에 크고 작은 오차가 부가된다. 상기 오차를 최소화하기 위해, 상기 PDP 결정자는 구해진 채널 탭들의 이득 값들 중 일정 수준 이상 큰 값들만을 추출한다. 상기 큰 값은 미리 설정된 문턱값과의 비교를 통해 추출되며, 상기 문턱값은 산출된 채널 탭들의 이득 값들 중 최대값을 이용하여 설정된다. PDP 상의 오차는 수신기에서의 잡음 및 평균 상관값을 산출하기 위한 반복 연산의 횟수와 관계된다. 따라서, 상기 문턱값은 하기 <수학식 12>과 같이 설정될 수 있다.The value obtained through the above process has a form similar to that of a PDP of a channel. However, large and small errors are added to the PDP of the channel by the correlation characteristics and noise of the OFDM symbol. In order to minimize the error, the PDP determiner extracts only values greater than a certain level among the gain values of the obtained channel taps. The large value is extracted by comparison with a preset threshold value, and the threshold value is set using a maximum value among the calculated gain values of the channel taps. The error on the PDP is related to the number of iteration operations to calculate the noise and average correlation values at the receiver. Therefore, the threshold value may be set as in Equation 12 below.
상기 <수학식 12>에서, 상기 는 문턱값, 상기 는 스케일링 상수, 상기 는 채널 탭들의 이득값들 중 최대값, 상기 은 신호대 잡음비, 상기 는 상관값 평균화를 위한 반복 연산의 횟수, 즉, 평균 상관값에 이용된 OFDM 심벌의 개수를 의미한다. 여기서, 상기 를 크게 설정할수록 문턱값이 커져 잡음에 의한 추정 오차가 적어지나, 동시에, 원래의 채널 탭 중 문턱값에 미치지 못하는 채널 탭들이 무시될 수 있다. 따라서, 상기 는 시스템 특성에 따라 적절한 값으로 사용됨이 바람직하다.
In Equation 12, Is the threshold, said Is the scaling constant, Is the maximum of the gain values of the channel taps, Is the signal-to-noise ratio, Denotes the number of repetition operations for averaging correlation values, that is, the number of OFDM symbols used for the average correlation value. Where The larger the value is set, the larger the threshold value is, thereby reducing the estimation error due to noise. At the same time, channel taps which do not reach the threshold value among the original channel taps may be ignored. Thus, the above Is preferably used according to system characteristics.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 도플러 주파수를 추정하는 무선 노드의 구성 및 동작에 대해 도면을 참고하여 설명한다.
Hereinafter, the configuration and operation of a wireless node estimating the Doppler frequency as described above will be described with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 무선 노드의 블록 구성을 도시하고 있다.3 is a block diagram of a wireless node in a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 무선 노드는 RF(Radio Frequency)수신부(310), OFDM심벌추출부(320), PDP결정부(330), 도플러추정부(340)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the wireless node includes a radio frequency (RF)
상기 RF수신부(310)는 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환 및 증폭한다. 상기 OFDM심벌추출부(320)는 상기 RF수신부(310)로부터 제공되는 기저대역 신호를 샘플링하고, ODFM 심벌 단위로 분할하여 상기 PDP결정부(330) 및 상기 도플러추정부(340)로 제공한다. 상기 PDP결정부(330)는 샘플링된 OFDM 심벌들을 이용하여 채널의 지연 확산을 결정한다. 상기 PDP결정부(330)의 일 구성 예는 이하 도 4를 참고하여 설명한다. 상기 도플러추정부(340)는 상기 샘플링된 OFDM 심벌들 및 상기 PDP결정부(330)에 의해 결정된 채널의 지연 확산을 이용하여 채널의 도플러 주파수를 추정한다. 이때, 상기 도플러추정부(340)는 상기 <수학식 1>과 같은 채널 계수의 자기상관값, 0차 베셀 함수 및 최대 도플러 주파수의 관계를 이용하여 상기 도플러 주파수를 추정한다.The
상세히 살펴보면, 상기 도플러추정부(340)는 자기상관기(342), 전력측정기(344), 전력보상기(346), 역베셀함수연산기(348)를 포함하여 구성된다. In detail, the Doppler estimation unit 340 includes an autocorrelator 342, a
상기 자기상관기(342)는 상기 지연 확산 정보를 이용하여 상기 지연 확산의 영향을 받지 않은 CP 구간을 식별하고, 상기 지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 자기상관값을 산출한다. 여기서, 상기 자기상관값은 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, CP 구간의 및 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 위치의 샘플들의 수신값들을 서로 곱하고, 평균화함으로써 결정된다. 이에 따라, 하나의 OFDM 심벌 당 허수 성분의 자기상관값 1개, 실수 성분의 자기상관값 1개가 산출된다. 예를 들어, 상기 자기상관값은 상기 <수학식 2>와 같이 결정된다.The autocorrelator 342 identifies the CP section unaffected by the delay spread using the delay spread information, and determines the CP section and the data section corresponding to the original of the CP section unaffected by the delay spread. Calculate the autocorrelation value. Here, the autocorrelation value is calculated separately for the real component and the imaginary component, and is determined by multiplying and averaging received values of samples at positions corresponding to each other in the CP section and the original data section. Accordingly, one autocorrelation value of an imaginary component and one autocorrelation value of a real component are calculated per one OFDM symbol. For example, the autocorrelation value is determined as in Equation 2 above.
상기 전력측정기(344)는 상기 지연 확산 정보를 이용하여 상기 지연 확산의 영향을 받지 않은 CP 구간을 식별하고, 상기 지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 전력값을 산출한다. 여기서, 상기 전력값은 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, CP 구간의 및 원본 데이터 구간 각각에서 샘플들의 수신값들의 제곱의 평균을 산출한 후, CP 구간의 및 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들로부터 산출된 제곱의 평균들을 곱하고 제곱근을 산출함으로써 결정된다. 이에 따라, 하나의 OFDM 심벌 당 허수 성분의 전력값 1개, 실수 성분의 전력값 1개가 산출된다. 예를 들어, 상기 전력값은 상기 <수학식 3>과 같이 결정된다.The
상기 전력보상기(346)는 상기 자기상관기(342)에 의해 결정된 상기 자기상관값을 상기 전력측정기(344)에 의해 결정된 전력값으로 나누어 최대 전력이 1이 되도록 전력을 보상한다. 그리고, 상기 전력보상기(346)는 실수 성분의 자기상관값 및 허수 성분의 자기상관값의 평균값을 산출한다. 즉, 상기 전력보상기(346)는 실수 성분 및 허수 성분 각각의 자기상관값을 전력값으로 나누고, 나눗셈의 결과를 평균함으로써 전력 보상된 자기상관값을 결정한다. 예를 들어, 전력 보상된 자기상관값은 상기 <수학식 4>와 같이 결정된다. 그리고, 상기 전력보상기(346)는 상기 자기상관값의 평균값을 상기 역베셀함수연산기(348)로 제공한다. 이때, OFDM 심벌 단위로 측정되는 상기 자기상관값의 평균값의 신뢰도를 높이기 위하여, 다수의 OFDM 심벌들에 대한 평균 자기상관값이 이용될 수 있다. 이 경우, 상기 전력보상기(346)는 상기 <수학식 5>와 같이 상기 평균 자기상관값을 결정하고, 상기 평균 자기상관값을 상기 역베셀함수연산기(348)로 제공한다. The
상기 역베셀함수연산기(348)는 상기 전력보상기(346)로부터 제공되는 채널의 자기상관값을 이용하여 최대 도플러 주파수를 추정한다. 즉, 상기 역베셀함수연산기(348)는 상기 채널의 자기상관값에 대해 역베셀 함수를 취함으로써, 최대 도플러 주파수를 결정한다. 구체적으로 설명하면, 상기 최대 도플러 주파수는 전력 보상된 자기상관값에 대해 역베셀 함수를 취한 값을 FFT 크기, 샘플 시간 및 2π의 곱으로 나눔으로써 결정된다. 예를 들어, 상기 역베셀함수연산기(348)는 상기 <수학식 6>과 같이 상기 최대 도플러 주파수를 추정한다. 이때, 상기 역베셀함수연산기(348)는 상기 역베셀 함수의 연산을 수행하기 위해, 상기 역베셀 함수를 직접 구현한 연산 알고리즘을 사용하거나 또는 역베셀 룩업 테이블을 사용한다.
The inverse Bessel function operator 348 estimates the maximum Doppler frequency using the autocorrelation value of the channel provided from the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 상기 PDP결정부(330)의 블록 구성을 도시하고 있다.4 is a block diagram of the
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 PDP결정부(330)는 평균상관값산출기(432), 차분기(434), 이득값산출기(436), 비교기(438)를 포함하여 구성된다. 상기 PDP결정부(330)는 모든 OFDM 심벌들에 포함된 CP를 이용하여 시간 축의 상관 연산을 통해 채널의 지연 확산을 결정하며, 구체적인 과정은 다음과 같다.As shown in FIG. 4, the
상기 평균상관값산출기(432)는 상기 OFDM심벌추출부(320)로부터 제공되는 OFDM 심벌들을 이용하여 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본 데이터 간의 샘플별 평균 상관값을 산출한다. 예를 들어, 상기 평균 상관값은 상기 <수학식 7> 또는 상기 <수학식 11>과 같이 결정될 수 있다. 상기 <수학식 7>에 따르는 경우, 상기 평균 상관값은 CP 구간 및 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들의 수신값들의 상관값을 다수의 OFDM 심벌들에 걸쳐 누적한 제1값, CP 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제2값 및 데이터 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제3값을 산출한 후, 상기 제1값을 상기 제2값의 제곱근 및 상기 제3값의 제곱의 곱으로 나눔으로써 결정된다. 상기 <수학식 11>에 따르는 경우, 상기 평균 상관값은 이전 산출된 평균 상관값에 최근 산출된 순시 상관값 및 가중치의 곱을 합산함으로써 결정된다. 이에 따라, 다수의 OFDM 심벌들을 통해 CP에 포함된 샘플들 각각의 평균 상관값들이 결정된다. The average
상기 차분기(434)는 상기 평균상관값산출기(432)에 의해 결정된 샘플별 평균 상관값들에 대한 차이값들을 산출한다. 다시 말해, 상기 차분기(434)는 인접한 샘플들의 평균 상관값들간 차이값들을 산출한다. The
상기 이득값산출기(436)는 상기 차분기(434)에 의해 산출된 평균 상관값들의 차이값들을 이용하여 채널 탭들의 이득값들을 산출한다. 이를 위해, 상기 이득값산출기(436)는 모든 채널 탭들의 전력의 합을 측정하고, 상기 모든 채널 탭들의 전력의 합을 특정 샘플 쌍(pair)의 차이값에 곱하고, 상기 모든 채널 탭들의 전력의 합 및 상기 차이값의 곱의 제곱근을 산출함으로써, 상기 샘플 쌍 중 하나의 샘플의 위치에 대응되는 탭의 이득값을 산출한다. 예를 들어, 상기 이득값산출기(436)는 상기 <수학식 10>의 관계를 이용하여 각 탭의 이득값들을 산출한다.The gain calculator 436 calculates gain values of the channel taps using the difference values of the average correlation values calculated by the
상기 비교기(438)는 상기 이득값산출기(436)에 의해 산출된 채널 탭들의 이득값들 중 잡음 성분을 제거하고, 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출한다. 이를 위해, 상기 비교기(438)는 상기 잡음 성분 제거를 위한 문턱값을 설정하고, 상기 문턱값보다 작은 이득값들을 배제한다. 예를 들어, 상기 비교기(438)는 최대 이득값 및 채널 품질을 나타내는 값, 평균 상관값에 이용된 OFDM 심벌의 개수를 이용하여 상기 문턱값을 결정한다. 예를 들어, 상기 문턱값은 상기 <수학식 12>와 같이 결정될 수 있다.
The comparator 438 removes a noise component among the gain values of the channel taps calculated by the gain value calculator 436 and extracts at least one valid gain value. To this end, the comparator 438 sets a threshold for removing the noise component and excludes gain values smaller than the threshold. For example, the comparator 438 determines the threshold value using a number indicating the maximum gain value and the channel quality and the number of OFDM symbols used for the average correlation value. For example, the threshold value may be determined as in Equation 12.
도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 도플러 주파수의 추정 절차를 도시하고 있다. 상기 도 5의 동작은 무선 신호를 송수신하는 무선 노드에 의해 수행되며, 예를 들어, 상기 무선 노드는 기지국 또는 단말일 수 있다.5 illustrates a procedure of estimating Doppler frequency in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. The operation of FIG. 5 is performed by a wireless node that transmits and receives a wireless signal. For example, the wireless node may be a base station or a terminal.
상기 도 5를 참고하면, 상기 무선 노드는 501단계에서 상기 지연 확산 정보를 이용하여 상기 지연 확산의 영향을 받지 않은 CP 구간을 식별하고, 상기 지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 자기상관값을 산출한다. 여기서, 상기 자기상관값은 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, CP 구간의 및 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 위치의 샘플들의 수신값들을 서로 곱하고, 평균화함으로써 결정된다. 이에 따라, 하나의 OFDM 심벌 당 허수 성분의 자기상관값 1개, 실수 성분의 자기상관값 1개가 산출된다. 예를 들어, 상기 자기상관값은 상기 <수학식 2>와 같이 결정된다. 상기 도 5에 도시되지 아니하였으나, 상기 자기상관값의 산출에 앞서, 상기 무선 노드는 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 샘플링하는 동작을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 5, in
이어, 상기 무선 노드는 503단계로 진행하여 상기 지연 확산 정보를 이용하여 상기 지연 확산의 영향을 받지 않은 CP 구간을 식별하고, 상기 지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 전력값을 산출한다. 여기서, 상기 전력값은 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, CP 구간의 및 원본 데이터 구간 각각에서 샘플들의 수신값들의 제곱의 평균을 산출한 후, CP 구간의 및 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들로부터 산출된 제곱의 평균들을 곱하고 제곱근을 산출함으로써 결정된다. 이에 따라, 하나의 OFDM 심벌 당 허수 성분의 전력값 1개, 실수 성분의 전력값 1개가 산출된다. 예를 들어, 상기 전력값은 상기 <수학식 3>과 같이 결정된다.In
상기 전력값을 산출한 후, 상기 무선 노드는 505단계로 진행하여 상기 501단계에서 결정된 상기 자기상관값을 상기 503단계에서 결정된 전력값으로 나누어 최대 전력이 1이 되도록 전력을 보상한다. 그리고, 상기 무선 노드는 실수 성분의 자기상관값 및 허수 성분의 자기상관값을 평균화한다. 즉, 상기 무선 노드는 실수 성분 및 허수 성분 각각의 자기상관값을 전력값으로 나누고, 나눗셈의 결과를 평균함으로써 전력 보상된 자기상관값을 결정한다. 예를 들어, 상기 전력 보상된 자기상관값은 상기 <수학식 4>와 같이 결정된다. 이때, OFDM 심벌 단위로 측정되는 상기 자기상관값의 신뢰도를 높이기 위하여, 다수의 OFDM 심벌들에 대한 평균 자기상관값이 이용될 수 있다. 이 경우, 상기 무선 노드는 상기 <수학식 5>와 같이 상기 평균 자기상관값을 결정한다.After calculating the power value, the wireless node proceeds to step 505 to compensate the power so that the maximum power becomes 1 by dividing the autocorrelation value determined in
이어, 상기 무선 노드는 507단계로 진행하여 상기 505단계에서 결정된 채널의 자기상관값을 이용하여 최대 도플러 주파수를 추정한다. 즉, 상기 무선 노드는 상기 채널의 자기상관값에 대해 역베셀 함수를 취함으로써, 최대 도플러 주파수를 결정한다. 구체적으로 설명하면, 상기 최대 도플러 주파수는 전력 보상된 자기상관값에 대해 역베셀 함수를 취한 값을 FFT 크기, 샘플 시간 및 2π의 곱으로 나눔으로써 결정된다. 예를 들어, 상기 무선 노드는 상기 <수학식 6>과 같이 상기 최대 도플러 주파수를 추정한다. 이때, 상기 역베셀함수연산기(348)는 상기 역베셀 함수의 연산을 수행하기 위해, 상기 역베셀 함수를 직접 구현한 연산 알고리즘을 사용하거나 또는 역베셀 룩업 테이블을 사용한다.
In
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 지연 확산의 결정 절차를 도시하고 있다. 상기 도 6의 동작은 무선 신호를 송수신하는 무선 노드에 의해 수행되며, 예를 들어, 상기 무선 노드는 기지국 또는 단말일 수 있다.6 is a flowchart illustrating a determination of delay spread in a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention. 6 is performed by a wireless node that transmits and receives a wireless signal. For example, the wireless node may be a base station or a terminal.
상기 도 6을 참고하면, 상기 무선 노드는 601단계로 진행하여 샘플링된 OFDM 심벌들을 이용하여 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본 데이터 간의 샘플별 상관값을 산출한다. Referring to FIG. 6, in
이어, 상기 무선 노드는 603단계로 진행하여 상기 상관값들을 다수의 OFDM 심벌들 동안 평균화한 평균 상관값을 산출한다. 예를 들어, 상기 평균 상관값은 상기 <수학식 7> 또는 상기 <수학식 11>과 같이 결정될 수 있다. 상기 <수학식 7>에 따르는 경우, 상기 평균 상관값은 CP 구간 및 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들의 수신값들의 상관값을 다수의 OFDM 심벌들에 걸쳐 누적한 제1값, CP 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제2값 및 데이터 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제3값을 산출한 후, 상기 제1값을 상기 제2값의 제곱근 및 상기 제3값의 제곱의 곱으로 나눔으로써 결정된다. 상기 <수학식 11>에 따르는 경우, 상기 평균 상관값은 이전 산출된 평균 상관값에 최근 산출된 순시 상관값 및 가중치의 곱을 합산함으로써 결정된다. 이에 따라, 다수의 OFDM 심벌들을 통해 CP에 포함된 샘플들 각각의 평균 상관값들이 결정된다. In
상기 평균 상관값을 산출한 후, 상기 무선 노드는 605단계로 진행하여 ISI를 일으키는 채널 탭들의 이득값들을 산출한다. 즉, 상기 무선 노드는 인접한 샘플들의 평균 상관값들간 차이값들을 산출하고, 상기 차이값들을 이용하여 채널 탭들의 이득값들을 산출한다. 상세히 설명하면, 상기 무선 노드는 모든 채널 탭들의 전력의 합을 측정하고, 상기 모든 채널 탭들의 전력의 합을 특정 샘플 쌍(pair)의 차이값에 곱하고, 상기 모든 채널 탭들의 전력의 합 및 상기 차이값의 곱의 제곱근을 산출함으로써, 상기 샘플 쌍 중 하나의 샘플의 위치에 대응되는 탭의 이득값을 산출한다. 예를 들어, 상기 이득값산출기(436)는 상기 <수학식 10>의 관계를 이용하여 각 채널 탭의 이득값들을 산출한다.After calculating the average correlation value, the wireless node proceeds to step 605 to calculate gain values of channel taps causing ISI. That is, the wireless node calculates difference values between average correlation values of adjacent samples, and calculates gain values of channel taps using the difference values. In detail, the wireless node measures the sum of the powers of all the channel taps, multiplies the sum of the powers of all the channel taps by a difference value of a specific sample pair, sums the power of all the channel taps and the By calculating the square root of the product of the difference values, the gain value of the tap corresponding to the position of one of the sample pairs is calculated. For example, the gain value calculator 436 calculates gain values of each channel tap by using the relationship of
상기 이득값들을 산출한 후, 상기 무선 노드는 607단계로 진행하여 문턱값과 비교하여 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출한다. 다시 말해, 상기 무선 노드는 상기 채널 탭들의 이득값들 중 잡음 성분을 제거하고, 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출한다. 이를 위해, 상기 무선 노드는 상기 잡음 성분 제거를 위한 문턱값을 설정하고, 상기 문턱값보다 작은 이득값들을 배제한다. 예를 들어, 상기 무선 노드는 최대 이득값 및 채널 품질을 나타내는 값, 평균 상관값에 이용된 OFDM 심벌의 개수를 이용하여 상기 문턱값을 결정한다. 예를 들어, 상기 문턱값은 상기 <수학식 12>와 같이 결정될 수 있다.
After calculating the gain values, the wireless node proceeds to step 607 and extracts at least one valid gain value by comparing with a threshold value. In other words, the wireless node removes a noise component among the gain values of the channel taps and extracts at least one valid gain value. To this end, the wireless node sets a threshold for removing the noise component and excludes gain values smaller than the threshold. For example, the wireless node determines the threshold value using a number indicating the maximum gain value and the channel quality and the number of OFDM symbols used for the average correlation value. For example, the threshold value may be determined as in Equation 12.
한편 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.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible 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.
Claims (36)
지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 자기상관값 및 전력값을 산출하는 과정과,
상기 자기상관값에 대해 전력을 보상하는 과정과,
전력 보상된 자기상관값을 이용하여 최대 도플러 주파수를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
In the Doppler frequency estimation method in a broadband wireless communication system,
Calculating an autocorrelation value and a power value of a CP section that is not affected by delay spread and a data section corresponding to the original of the CP section;
Compensating power for the autocorrelation value;
Determining a maximum Doppler frequency using the power compensated autocorrelation value.
상기 자기상관값은, 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, 상기 CP 구간의 및 상기 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 위치의 샘플들의 수신값들을 서로 곱하고, 평균화함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
The autocorrelation value is calculated separately for a real component and an imaginary component, and is determined by multiplying and averaging received values of samples of positions corresponding to each other in the CP section and the original data section.
상기 자기상관값은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
여기서, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 실수 성분의 자기상관값, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 허수 성분의 자기상관값, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 실수 성분, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 허수 성분, 상기 는 샘플 시간, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 CP 구간의 길이, 상기 는 채널에 의한 지연 확산 길이를 의미함.
The method of claim 2,
The autocorrelation value is characterized by the following formula,
Where Is an autocorrelation value of the i-th received OFDM symbol real component, Is an autocorrelation value of the i-th received OFDM symbol imaginary component, Is a real component of the received OFDM symbol, Is an imaginary component of the received OFDM symbol, Is the sample time, Is the length of the data interval within the OFDM symbol, Is the length of the CP interval in the OFDM symbol, Denotes the delay spread length by the channel.
상기 전력값은, 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, 상기 CP 구간의 및 상기 원본 데이터 구간 각각에서 샘플들의 수신값들의 제곱의 평균을 산출한 후, CP 구간의 및 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들로부터 산출된 제곱의 평균들을 곱하고 제곱근을 산출함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
The power value is calculated separately for the real component and the imaginary component, and after calculating an average of the squares of the received values of the samples in the CP section and the original data section, respectively, and corresponding to each other in the CP section and the original data section. And multiplying the mean of squares calculated from the samples to be calculated and calculating the square root.
상기 전력값은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
여기서, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 실수 성분의 전력, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 허수 성분의 전력, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 실수 성분, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 허수 성분, 상기 는 샘플 시간, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 CP 구간의 길이, 상기 는 채널에 의한 지연 확산 길이를 의미함.
The method of claim 4, wherein
The power value is characterized in that determined by the following formula,
Where Is the power of the i-th received OFDM symbol real component, Is the power of the i-th received OFDM symbol imaginary component, Is a real component of the received OFDM symbol, Is an imaginary component of the received OFDM symbol, Is the sample time, Is the length of the data interval within the OFDM symbol, Is the length of the CP interval in the OFDM symbol, Denotes the delay spread length by the channel.
상기 자기상관값에 대해 전력을 보상하는 과정은,
실수 성분 및 허수 성분 각각의 자기상관값을 전력값으로 나누는 과정과,
나눗셈의 결과를 평균함으로써 전력 보상된 자기상관값을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
Compensating the power for the autocorrelation value,
Dividing the autocorrelation values of the real and imaginary components by power;
Determining a power compensated autocorrelation value by averaging the result of the division.
상기 전력 보상된 자기상관값은, 다수의 OFDM 심벌들에 대한 평균 자기상관값인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 6,
Wherein the power compensated autocorrelation value is an average autocorrelation value for a plurality of OFDM symbols.
상기 최대 도플러 주파수를 결정하는 과정은,
상기 전력 보상된 자기상관값에 대해 역베셀 함수를 취하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
Determining the maximum Doppler frequency,
And taking an inverse Bessel function on the power compensated autocorrelation value.
상기 역베셀 함수의 연산은, 상기 역베셀 함수를 직접 구현한 연산 알고리즘 또는 역베셀 룩업 테이블을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 8,
The operation of the inverse Bessel function, characterized in that performed via a calculation algorithm or a reverse Bessel lookup table that implements the inverse Bessel function directly.
상기 최대 도플러 주파수는, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
여기서, 상기 는 최대 도플러 주파수, 상기 는 역베셀 함수, 상기 는 다수의 OFDM 심벌들에 대한 자기상관값들의 평균값, 상기 는 샘플 시간, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이를 의미함.
10. The method of claim 9,
The maximum Doppler frequency is characterized by the following formula,
Where Is the maximum Doppler frequency, said Is the inverse Bessel function, Is an average of autocorrelation values for a plurality of OFDM symbols, Is the sample time, Is the length of the data interval in the OFDM symbol.
상기 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본 데이터 간의 샘플별 평균 상관값을 산출하는 과정과,
상기 샘플별 평균 상관값들에 대한 차이값들을 산출하는 과정과,
상기 차이값들을 이용하여 채널 탭들의 이득값들을 산출하는 과정과,
상기 이득값들 중 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1,
Calculating an average correlation value for each sample between the CP section and the original data of the CP section;
Calculating difference values of the mean correlation values for each sample;
Calculating gains of channel taps using the difference values;
And extracting at least one valid gain value of the gain values.
CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본 데이터 간의 샘플별 평균 상관값을 산출하는 과정과,
상기 샘플별 평균 상관값들에 대한 차이값들을 산출하는 과정과,
상기 차이값들을 이용하여 채널 탭들의 이득값들을 산출하는 과정과,
상기 이득값들 중 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
A spread delay estimation method in a broadband wireless communication system,
Calculating a mean correlation value for each sample between the CP section and the original data of the CP section;
Calculating difference values of the mean correlation values for each sample;
Calculating gains of channel taps using the difference values;
Extracting at least one valid gain value of the gain values.
상기 평균 상관값은, CP 구간 및 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들의 수신값들의 상관값을 다수의 OFDM 심벌들에 걸쳐 누적한 제1값, CP 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제2값 및 데이터 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제3값을 산출한 후, 상기 제1값을 상기 제2값의 제곱근 및 상기 제3값의 제곱의 곱으로 나눔으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 12,
The average correlation value is a first value obtained by accumulating a correlation value of received values of samples corresponding to each other in a CP interval and a data interval over a plurality of OFDM symbols, and a square of the received value of a sample of the CP interval in a plurality of OFDM symbols. Calculating a third value accumulated over a plurality of OFDM symbols by squaring a square of a second value accumulated over a field and a sample of a data interval, and then calculating the first value by the square root of the second value and the first value. Characterized by dividing by the product of the square of three values.
상기 평균 상관값은, 이전 평균 상관값에 최근 산출된 순시 상관값 및 가중치의 곱을 합산함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 12,
Wherein said average correlation value is determined by summing a product of a recently calculated instantaneous correlation value and a weight to a previous average correlation value.
상기 이득값들을 산출하는 과정은,
모든 채널 탭들의 전력의 합을 측정하는 과정과,
상기 모든 채널 탭들의 전력의 합을 특정 샘플 쌍(pair)의 차이값에 곱하는 과정과,
상기 모든 채널 탭들의 전력의 합 및 상기 차이값의 곱의 제곱근을 산출함으로써 상기 샘플 쌍 중 하나의 샘플의 위치에 대응되는 탭의 이득값을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 12,
The process of calculating the gain values,
Measuring the sum of power of all channel taps,
Multiplying the sum of the powers of all the channel taps by a difference value of a specific sample pair;
Calculating a gain value of the tap corresponding to the position of one sample of the pair of samples by calculating a square root of the sum of the powers of all the channel taps and the product of the difference values.
상기 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출하는 과정은,
문턱값을 설정하는 과정과,
상기 문턱값보다 작은 적어도 하나의 이득값을 배제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 12,
Extracting the at least one valid gain value,
Setting the threshold,
And excluding at least one gain value less than the threshold value.
상기 문턱값은, 최대 이득값, 채널 품질을 나타내는 값 및 평균 상관값에 이용된 OFDM 심벌의 개수을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 16,
The threshold value is determined using a maximum gain value, a value indicating channel quality, and the number of OFDM symbols used for the average correlation value.
상기 문턱값은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
여기서, 상기 는 문턱값, 상기 는 스케일링 상수, 상기 는 채널 탭들의 이득값들 중 최대값, 상기 은 신호대 잡음비, 상기 는 상관값 평균화를 위한 반복 연산의 횟수, 즉, 평균 상관값에 이용된 OFDM 심벌의 개수를 의미함.
The method of claim 17,
The threshold value is characterized in that the method is determined by the following formula,
Where Is the threshold, said Is the scaling constant, Is the maximum of the gain values of the channel taps, Is the signal-to-noise ratio, Denotes the number of repetitive operations for averaging correlation values, that is, the number of OFDM symbols used for the average correlation value.
지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 자기상관값을 산출하는 상관기와
상기 지연 확산의 영향을 받지 않는 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본에 해당하는 데이터 구간의 전력값을 산출하는 측정기와,
상기 자기상관값에 대해 전력을 보상하는 보상기와,
전력 보상된 자기상관값을 이용하여 최대 도플러 주파수를 결정하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
A wireless node apparatus for estimating Doppler frequency in a broadband wireless communication system,
A correlator for calculating an autocorrelation value of a CP section not affected by delay spread and a data section corresponding to the original of the CP section;
A measuring unit for calculating a power value of a CP section not affected by the delay spread and a data section corresponding to the original of the CP section;
A compensator for compensating power for the autocorrelation value;
And an operator for determining the maximum Doppler frequency using the power compensated autocorrelation value.
상기 자기상관값은, 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, 상기 CP 구간의 및 상기 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 위치의 샘플들의 수신값들을 서로 곱하고, 평균화함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
20. The method of claim 19,
The autocorrelation value is calculated separately for a real component and an imaginary component, and is determined by multiplying and averaging received values of samples of positions corresponding to each other in the CP section and the original data section.
상기 자기상관값은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 장치,
여기서, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 실수 성분의 자기상관값, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 허수 성분의 자기상관값, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 실수 성분, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 허수 성분, 상기 는 샘플 시간, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 CP 구간의 길이, 상기 는 채널에 의한 지연 확산 길이를 의미함.
The method of claim 20,
The autocorrelation value is characterized in that the device is characterized by the following formula,
Where Is an autocorrelation value of the i-th received OFDM symbol real component, Is an autocorrelation value of the i-th received OFDM symbol imaginary component, Is a real component of the received OFDM symbol, Is an imaginary component of the received OFDM symbol, Is the sample time, Is the length of the data interval within the OFDM symbol, Is the length of the CP interval in the OFDM symbol, Denotes the delay spread length by the channel.
상기 전력값은, 실수 성분 및 허수 성분에 대하여 별도로 산출되며, 상기 CP 구간의 및 상기 원본 데이터 구간 각각에서 샘플들의 수신값들의 제곱의 평균을 산출한 후, CP 구간의 및 원본 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들로부터 산출된 제곱의 평균들을 곱하고 제곱근을 산출함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
20. The method of claim 19,
The power value is calculated separately for the real component and the imaginary component, and after calculating an average of the squares of the received values of the samples in the CP section and the original data section, respectively, and corresponding to each other in the CP section and the original data section. And multiply the averages of the squares calculated from the samples to be calculated and calculate the square root.
상기 전력값은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 장치,
여기서, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 실수 성분의 전력, 상기 는 i번째 수신한 OFDM 심벌 허수 성분의 전력, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 실수 성분, 상기 는 수신 OFDM 심벌의 허수 성분, 상기 는 샘플 시간, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 CP 구간의 길이, 상기 는 채널에 의한 지연 확산 길이를 의미함.
The method of claim 22,
The device is characterized in that the power value is determined as in the following formula,
Where Is the power of the i-th received OFDM symbol real component, Is the power of the i-th received OFDM symbol imaginary component, Is a real component of the received OFDM symbol, Is an imaginary component of the received OFDM symbol, Is the sample time, Is the length of the data interval within the OFDM symbol, Is the length of the CP interval in the OFDM symbol, Denotes the delay spread length by the channel.
상기 보상기는, 실수 성분 및 허수 성분 각각의 자기상관값을 전력값으로 나누고, 나눗셈의 결과를 평균함으로써 전력 보상된 자기상관값을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. The method of claim 19,
And the compensator divides the autocorrelation value of each of the real component and the imaginary component by the power value, and determines the power compensated autocorrelation value by averaging the result of the division.
상기 전력 보상된 자기상관값은, 다수의 OFDM 심벌들에 대한 평균 자기상관값인 것을 특징으로 하는 장치.
25. The method of claim 24,
And the power compensated autocorrelation value is an average autocorrelation value for a plurality of OFDM symbols.
상기 연산기는, 상기 전력 보상된 자기상관값에 대해 역베셀 함수를 취하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. The method of claim 19,
And the operator takes an inverse Bessel function on the power compensated autocorrelation value.
상기 역베셀 함수의 연산은, 상기 역베셀 함수를 직접 구현한 연산 알고리즘 또는 역베셀 룩업 테이블을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 26,
The operation of the inverse Bessel function, characterized in that performed via a calculation algorithm or a reverse Bessel lookup table that implements the inverse Bessel function directly.
상기 최대 도플러 주파수는, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 장치,
여기서, 상기 는 최대 도플러 주파수, 상기 는 역베셀 함수, 상기 는 다수의 OFDM 심벌들에 대한 자기상관값들의 평균값, 상기 는 샘플 시간, 상기 은 OFDM 심벌 내에서 데이터 구간의 길이를 의미함.
The method of claim 27,
The maximum Doppler frequency is characterized in that the device is characterized by the following equation,
Where Is the maximum Doppler frequency, said Is the inverse Bessel function, Is an average of autocorrelation values for a plurality of OFDM symbols, Is the sample time, Is the length of the data interval in the OFDM symbol.
상기 CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본 데이터 간의 샘플별 평균 상관값을 산출하는 제1산출기와,
상기 샘플별 평균 상관값들에 대한 차이값들을 산출하는 차분기와,
상기 차이값들을 이용하여 채널 탭들의 이득값들을 산출하는 제2산출기와,
상기 이득값들 중 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출하는 비교기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. The method of claim 19,
A first calculator configured to calculate an average correlation value for each sample between the CP section and the original data of the CP section;
A difference calculator for calculating difference values of the mean correlation values for each sample;
A second calculator for calculating gains of channel taps using the difference values;
And a comparator for extracting at least one valid gain value of said gain values.
CP 구간 및 상기 CP 구간의 원본 데이터 간의 샘플별 평균 상관값을 산출하는 제1산출기와,
상기 샘플별 평균 상관값들에 대한 차이값들을 산출하는 차분기와,
상기 차이값들을 이용하여 채널 탭들의 이득값들을 산출하는 제2산출기와,
상기 이득값들 중 적어도 하나의 유효한 이득값을 추출하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
A wireless node apparatus for estimating spreading delay in a broadband wireless communication system,
A first calculator for calculating an average correlation value for each sample between the CP section and the original data of the CP section;
A difference calculator for calculating difference values of the mean correlation values for each sample;
A second calculator for calculating gains of channel taps using the difference values;
And a comparator for extracting at least one valid gain value of the gain values.
상기 평균 상관값은, CP 구간 및 데이터 구간에서 서로 대응되는 샘플들의 수신값들의 상관값을 다수의 OFDM 심벌들에 걸쳐 누적한 제1값, CP 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제2값 및 데이터 구간의 샘플의 수신값의 제곱을 다수의 OFDM 심벌들에 걸져 누적한 제3값을 산출한 후, 상기 제1값을 상기 제2값의 제곱근 및 상기 제3값의 제곱의 곱으로 나눔으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 30,
The average correlation value is a first value obtained by accumulating a correlation value of received values of samples corresponding to each other in a CP interval and a data interval over a plurality of OFDM symbols, and a square of the received value of a sample of the CP interval in a plurality of OFDM symbols. Calculating a third value accumulated over a plurality of OFDM symbols by squaring a square of a second value accumulated over a field and a sample of a data interval, and then calculating the first value by the square root of the second value and the first value. Device determined by dividing by the product of the square of three values.
상기 평균 상관값은, 이전 평균 상관값에 최근 산출된 순시 상관값 및 가중치의 곱을 합산함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 30,
And said average correlation value is determined by summing a product of a weighted correlation value and weight recently calculated.
상기 제2산출기는, 모든 채널 탭들의 전력의 합을 측정하고, 상기 모든 채널 탭들의 전력의 합을 특정 샘플 쌍(pair)의 차이값에 곱한 후, 상기 모든 채널 탭들의 전력의 합 및 상기 차이값의 곱의 제곱근을 산출함으로써 상기 샘플 쌍 중 하나의 샘플의 위치에 대응되는 탭의 이득값을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 30,
The second calculator measures the sum of the powers of all the channel taps, multiplies the sum of the powers of all the channel taps by a difference value of a specific sample pair, and then sums the powers of the all channel taps and the difference. And calculating a gain value of the tap corresponding to the position of one of the sample pairs by calculating the square root of the product of the values.
상기 비교기는, 문턱값을 설정하고, 상기 문턱값보다 작은 적어도 하나의 이득값을 배제하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 30,
Wherein the comparator sets a threshold and excludes at least one gain less than the threshold.
상기 문턱값은, 최대 이득값, 채널 품질을 나타내는 값 및 평균 상관값에 이용된 OFDM 심벌의 개수을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 34, wherein
The threshold value is determined by using the maximum gain value, the channel quality value and the average number of OFDM symbols used in the correlation value.
상기 문턱값은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 장치,
여기서, 상기 는 문턱값, 상기 는 스케일링 상수, 상기 는 채널 탭들의 이득값들 중 최대값, 상기 은 신호대 잡음비, 상기 는 상관값 평균화를 위한 반복 연산의 횟수, 즉, 평균 상관값에 이용된 OFDM 심벌의 개수를 의미함.36. The method of claim 35,
The threshold value is characterized in that the device is determined by the following formula,
Where Is the threshold, said Is the scaling constant, Is the maximum of the gain values of the channel taps, Is the signal-to-noise ratio, Denotes the number of repetitive operations for averaging correlation values, that is, the number of OFDM symbols used for the average correlation value.
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KR (1) | KR20110127362A (en) |
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2010
- 2010-05-19 KR KR1020100046796A patent/KR20110127362A/en not_active Application Discontinuation
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